第八章 化学反应与电能
第 1 节 原电池原理及其应用
5%# 注意 不能单纯根据金属活动性顺序判断原电池的
正负极,要根据设计制作原电池的原理进行判断.如
一、原电池的工作原理
、 作电极并浸入 溶液中, 作负极.
1.概念
MgAl NaOH Al
3.设计制作化学电源
原电池是将化学能转化为电能的装置
. 根据 设计电池
＋ ２＋
2.原电池的构成条件 Cu＋２Ag Cu ＋２Ag :
通常具有两个活泼性不同的电极 两电极活
(１) (
泼性也可以相同 如燃料电池
, ).
电解质溶液 熔融电解质或某种离子导体等 或
(２) 、
作为介质
.
形成闭合回路
(３) .
自发进行的氧化还原反应 设计制作原电池
(４) ( 4.用于金属的防护(牺牲阳极法)
的前提条件
). 如要保护铁质的输水管道或钢铁桥梁等 可
3.原电池的工作原理 ,
用导线将其与锌块相连 使锌作原电池的
以 原电池为例 ,
Cu－Zn
负极
.
注意 电化学中规定:发生氧化反应的为阳极,发生
还原反应的为阴极.这是从电极反应的本质上进行的规
定,对原电池与电解池都适用,因此在这里称为“牺牲阳
极法”而不是“牺牲负极法”.
三、化学电源
电池 电极反应式 总反应式
负极 发生氧化反应
: ,Zn－２e － Zn ２＋ 碱性锌 负极 :Zn＋２OH － －２e －
正极 发生还原反应 Zn＋２MnO２＋
: ,Cu ２＋ ＋２e － Cu 锰电池 Zn(OH)２
正 极 ２H２O
注意 ()电子“不下水”,离子“不上岸”. 一次 :２MnO２ ＋２H２O＋
()盐桥的作
１
用: 平衡电荷; 使装置形成闭合回路;
(
－
２MnO(OH)＋
２
提高电池效率;
①
传导电流.
② 电池 ) ２e
－
２MnO(OH)＋ Zn(OH)２
③ ④ ２OH
二、原电池原理的应用 负 极 ２－ －
:Pb＋SO４ －２e
1.加快反应的速率 放电 PbSO４
铅酸 正极
＋ ２－
如在 与稀硫酸反应时加入少量 溶 :PbO２＋４H ＋SO４ ＋
蓄电
Zn CuSO４ －
２e PbSO４＋２H２O Pb＋PbO２＋
液 置换出的 与 稀硫酸形成原电池 使 池 放电
, Cu Zn、 , 负极 相当于阴极
二 ( ): ２H２SO４ 充电
产生 的反应速率加快 (
H２ . 次电 － ２－
2.比较金属活动性强弱 充电 P 正 bS 极 O４ 相 ＋２ 当 e 于 阳 极 Pb＋SO４ ２PbSO４＋２H２O
池 ( ):
)
如两种金属分别作原电池的两极并浸入电解质溶 －
PbSO４＋２H２O－２e
＋ ２－
液中 一般作负极的金属比作正极的金属活泼 PbO２＋４H ＋SO４
, .
第八章 化学反应与电能 ７１
续表 下列说法不正确的是
( )
电池 电极反应式 总反应式 甲 向 电极方向移动 电极附近
２＋
A． :Zn Cu ,Cu
负极
－ ＋ 溶液中 浓度增加
H２SO４ :２H２－４e ４H ＋
H
作电 正 极
＋ －
:O２ ＋４H ＋４e 乙 正极的电极反应式为
－
氢氧 解质 B． : Ag２O＋２e ＋
２H２O
燃料 负极 ２H２＋O２ －
KOH/ :２H２－４e － ＋４OH － H２O２Ag＋２OH
电池 ２H２O 丙 锌筒作负极 发生氧化反应 锌筒会变薄
NaOH ４H２O C． : , ,
作电 正极
－ 丁 使用一段时间后 电解质溶液的酸性减
解质
:O２ ＋２H２O＋４e
D． : ,
－
４OH 弱 导电能力下降
,
即练即清 学生用书 P69 答案 A
１近年来 我国科学技术迅猛发展 下列设备 ３海水电池在海洋能源领域备受关注 一种
． , . ． ,
工作时 将化学能转化为电能的是 锂 海水电池构造示意图如下 下列说法错
, ( ) — .
微波炉 硅太阳能电池 误的是
A． B． ( )
电动车电池充电 锂离子电池放电
C． D．
答案 D
２化学电源在日常生活和高科技领域中都有广
．
泛应用
.
海水起电解质溶液作用
A．
极仅发生的电极反应
甲 乙 －
B．N :２H２O＋２e
- * －
２OH ＋H２↑
!J %S
玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
!J !J C．
J0 该锂 海水电池属于一次电池
D． —
JJ*! 答案 B
丙 丁
７２ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
第 2 节 电解原理及其应用
5%# 形成闭合回路
(３) .
4.电解池的工作原理
一、电解原理
以电解 溶液为例
1.本质
CuCl２
直流电通过电解质溶液 或熔融电解质 在阳
( )
极 阴极引起氧化还原反应的过程
、 .
2.电解池的概念
电解池是把电能直接转化为化学能的装置
.
3.电解池的形成条件
与直流电源相连的两个电极 阳极 发生氧化反应 － －
(１) . : ,２Cl －２e Cl２↑
电解质溶液 或熔融电解质 阴极 发生还原反应
２＋ －
(２) ( ). : ,Cu ＋２e Cu
二、电解原理的应用 即练即清
学生用书 P70
1.氯碱工业 １粗银中含有 等杂质 用电解法以硝酸银
． Cu、Pt ,
/B0) 为电解质提纯银 下列说法正确的是
" 9 1 1 N *? $+"
. ( )
$M 粗银与电源负极相连
! D$ + /B$M#" +F A．
) 阴极反应式为
＋ －
B． Ag ＋e Ag
在阳极区中沉积
阳极
:２Cl
－
－２e
－
Cl２↑
C．Cu、Pt
阴极 － － D．
电解液中c
(Ag ＋ )
先增大后减小
:２H２O＋２e H２↑＋２OH 答案 B
电解
总反应
:２Cl － ＋２H２O２OH － ＋Cl２↑＋H２↑ ２ ． 一种采用 H２O(g) 和 N２(g) 为原料制备 NH３(g)
2.电镀
的装置示意图如下
.
阳极 镀层金属 电镀时质量减小
: , .
阴极 镀件 电镀时质量增大
: , .
电镀液 含有镀层金属离子的溶液 电镀前后
: ,
溶液浓度基本不变
.
如在铁件上镀铜
:
下列有关说法正确的是
( )
在 电极上 被还原
A． b ,N２
金属 可作为 电极的材料
B． Ag a
改变工作电源电压 反应速率不变
C． ,
阳极 :Cu－２e － Cu ２＋ . D． 电解过程中 , 固体氧化物电解质中 O ２－ 不
阴极 断减少
２＋ －
:Cu ＋２e Cu.
电镀液 含有 的溶液 如 溶液 答案 A
２＋
: Cu , CuSO４ .
3.铜的电解精炼
３高氯酸 是制备导弹和火箭的固体推进
． (HClO４)
剂高氯酸铵 的原料之一 下图为一
(NH４ClO４) .
种用惰性电极电解高纯次氯酸制备高氯酸的模
拟装置 下列有关说法不正确的是
. ( )
B C
*#
阳极 粗铜 按成分还原性由强到弱依次放电
: , , * . * /
主要反应为
－ ２＋
Cu－２e Cu .
阴极 纯铜
２＋ －
: ,Cu ＋２e Cu.
电解质溶液 杂质中比 先放电的有
: Cu Zn、Fe、 P3)$M0 /)40
等 精炼过程中 溶液浓度减小
Ni . CuSO４ . B6
阳极泥 粗铜中含有的一些金属杂质沉积在电
: 为电源的正极
A．b
解槽底部 可作为提炼金 银等的重要原料
, 、 . 电极 处发生氧化反应
B． M
4.电冶金
从左到右穿过质子交换膜
＋
C．H
利用电解熔融盐或氧化物的方法来冶炼活泼金 电极 的电极反应式
＋ －
D． N :２H ＋２e H２↑
属 如 等 答案 A
, NaCl→Na、MgCl２→Mg、Al２O３→Al .
第八章 化学反应与电能 ７３
第 3 节 金属的腐蚀与防护
5%# 时 活动性差别越大 活动性强的金属腐蚀
, ,
速率越快
一、金属的腐蚀 .
对同一种电解质溶液来说 通常电解质溶液
1.化学腐蚀与电化学腐蚀 (４) ,
浓度越大 金属腐蚀速率越快
类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 , .
二、 金属的防护
金属与其表面接触的 不纯的金属接触到
1.改变金属材料的组成 如把普通钢制成不锈
条件 一些物质 如 电解质溶液发生原 :
( O２、Cl２、
等 直接反应 电池反应 钢 把钛与其他金属制成钛合金
SO２ ) , .
2.在金属表面覆盖保护层 如在钢铁制品表面喷
本质 n－ n ＋ n－ n ＋ :
M－ e M M－ e M
涂油漆
现象 金属被腐蚀 较活泼的金属被腐蚀 .
3.电化学保护法
无电流产生 有微弱电流产生
牺牲阳极法 利用原电池原理 将被保护的
区别 电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多 腐蚀速率更 (１) : ,
,
快 危害也更严重 金属设备与更活泼的金属 作负极 相连 正
, ( ) ,
极被保护
2.钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀 .
吸氧腐蚀 析氢腐蚀
水膜呈弱酸性或中性
条件 水膜酸性较强
溶有一定量的氧气
( )
负极
－ ２＋ － ２＋
反应 Fe－２e Fe Fe－２e Fe
外加电流法 利用电解原理 将被保护的金
正极
(２) : ,
－ ＋ －
O２＋２H２O＋４e ２H ＋２e 属设备与电源负极相连 作阴极被保护
反应 － , .
４OH H２↑
＋
总反应 ２Fe＋O２＋２H２O Fe＋２H
２＋
２Fe(OH)２ Fe ＋H２↑
注意 在空气中, ( ) 进一步被氧化为
Fe OH ２
( ), ( )失去部分水生成 x ,
FeOH ３ FeOH ３ Fe２O３ H２O
它是铁锈的主要成分.铁锈疏松地覆盖在钢铁制品表
面,不能阻止钢铁继续发生腐蚀.
即练即清
3.判断金属腐蚀快慢的规律 学生用书 P71
对同一电解质溶液来说 腐蚀速率的快慢 １我国有着丰富的海风资源 在海水中建立风
(１) , : ． ,
电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的 电设备 防腐蚀是一个需解决的问题 下列
＞ , .
腐蚀 化学腐蚀 有防腐措施的腐蚀 说法正确的是
＞ ＞ . ( )
对同一金属来说 在相同浓度的不同溶液中 钢铁构件表面的镀铜破损后依然会保护内
(２) , A．
腐蚀速率的快慢 强电解质溶液中 弱电解 部钢铁不被腐蚀
: ＞
质溶液中 非电解质溶液中 可将钢铁构件与电源负极连接减缓腐蚀发生
＞ . B．
活动性不同的两种金属构成原电池的两极 钢铁发生吸氧腐蚀时负极发生的反应为
(３) C．
７４ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
金属 的活动性比 的活动性弱
－ ３＋
Fe－３e Fe B． M Fe
海水中发生化学腐蚀的速率大于电化学腐 钢铁设施表面因积累大量电子而被保护
D． C．
蚀速率 钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中
D．
答案 B 的快
２将金属 连接在钢铁设施表面 可减缓水体 答案 C
． M ,
中钢铁设施的腐蚀 在下图所示的情境中 ３下列现象与电化学腐蚀无关的是
. , ． ( )
下列有关说法正确的是 铜锌合金 黄铜 制作的物品不易产生
( ) A． ( )
铜绿
银质物品久置表面变黑
B．
附有银制配件的铁制品 其接触处易生锈
C． ,
铁锅炒菜后未洗净擦干容易生锈
D．
阴极的电极反应式为
－ ２＋ 答案 B
A． Fe－２e Fe
第八章 化学反应与电能 ７５
考法突破 13 电极反应式的书写
一、原电池中电极反应式的书写方法 酸性
＋ －
① :O２＋４H ＋４e ２H２O
1.一般电极反应式的书写 碱性
－ －
② :O２＋２H２O＋４e ４OH
M4 =4 熔融氧化物
－ ２－
-* ③ :O２＋４e ２O
0 B U* +
' ' 熔融碳酸盐
－ ２－
' ' ④ :O２＋２CO２＋４e ２CO３
负极反应式的书写
2 +
-* (３)
*+,
&B U
( =.U*8UF
2+'UF
F*8 #"E) U-#"E0)U& '
2FF
'
<!'E0U&<-F+E &*!B U
$0UJ*!E-J $)0)$0
*F'B
F
L=)00 @0D/*
$)0)$0-2
@0D/
注意 物质得、失电子后在不同介质中的存在形式 * U$ ) 0)F
① $0
不同,书写电极反应式时必须考虑介质环境.如碱性溶
液中不可能有 、 生成,酸性溶液中不可能有
＋
CO２ H M4( U=,
、 生成.
NH３ OH － F*8 .U*8U$
)
0)
将正、负两极反应式相加得到总反应式时,应先调整 F$0 )
②
化学计量数,使两式中得、失电子数目相等,再将两式
相加.
!!=)0U
F
$)0)F )0 $0 )
2.燃料电池电极反应式的书写
写出总反应式 与燃料的燃烧反应一致 若
注意 若为碱性燃料电池, 会与 反应生
(１) : ,
① CO２ OH
－
产物能和电解质反应 以最终生成的物质 成 ,此时产物应写成 .
２－ ２－
, CO３ CO３
对于熔融氧化物或熔融碳酸盐燃料电池,配电荷守恒
为准 ②
. 时应使用 或 .
２－ ２－
写出正极反应式 正极上 发生还原反应 O CO３
(２) : O２ , 负极反应式也可用总反应式减去正极反应式(消去
③
在不同环境中的电极反应如下 )得到.
. O２
3.可充电电池（二次电池）电极反应式的书写 例如 用惰性电极电解 溶液 溶液中存
, CuSO４ ,
. MU B 在的离子有 ２＋ ２－ ＋ － 根据放电
* Cu 、SO４ 、H 、OH ,
KK
顺序 在阳极失电子 在阴极得电子
－ ２＋
,OH ,Cu ,
0 D0 +*
故阳极反应式为
－ ＋
２H２O－４e ４H ＋O２↑
* + D0
此溶液中 来自 的电离 故写成
－
+* ( OH H２O , H２O
*8 , 失电子 阴极反应式为 相
２＋ －
), Cu ＋２e Cu,
7U *B * 加 阳极式 阴极式 得电解总反应式
( ＋ ×２) :
K * *K
电解
E)UBU U ２Cu ２＋ ＋２H２O２Cu＋O２↑＋４H ＋ .
*/MU K
注意 若是新情境中的电极反应式,则按照“一般电
UKU
极反应式的书写”方法进行书写.
例如 铅酸蓄电池放电时的总反应为 归纳总结
, Pb＋
用惰性电极电解电解质溶液的类型
负极
PbO２＋２H２SO４ ２PbSO４＋２H２O,
反应为 其逆过 电解
－ ２－
Pb－２e ＋SO４ PbSO４,
电解质 电解 质溶
程即为充电时的阴极反应 类型 实例 电极反应特点
－
:PbSO４＋２e 特点 对象 液的
将放电时的总反应减去负极反应
Pb＋SO ２ ４ － . 变化
即得正极反应
:PbO２＋４H ＋ ＋SO ２ ４ － ＋２e － 含氧酸
H２SO４
其逆过程即为充电时的
PbSO４＋２H２O,
可溶性
阴极: 放电
阳极反应 ＋
－ H
:PbSO４＋２H２O－２e PbO２＋ 电解 强碱 NaOH 生成氢气 浓度
水
＋ ２－
４H ＋SO４ . 水型 阳极: － 放 增大
活泼金 OH
解题技巧
电生成氧气
书写电极反应式时,若反应物或生成物较为复杂, 属含氧
KNO３
转移电子数难以计算,在写出反应物与生成物后,可先 酸盐
配原子守恒,再根据电荷守恒确定转移电子数.
无氧酸
HCl 电解质电离出
二、电解池中电极反应式的书写方法 电解
不活泼
的阴、阳离子 电解 浓度
电解
*?!+KK U,"*#B ,E 金属无 分 别 在 两 极 质 减小
质型
CuCl２
+K U,"*# ,E+K 放电
氧酸盐
,#*?!+K * E"*
, UK"V1U+FF "* U 阴极: ＋ 放电
活泼金 H 电解
放 生成氢气
"* U* *U*,+
H２ 属无氧 质和 生成碱
K FK. 生碱型 NaCl 阳极:电解质
酸盐 水
* U7K.*U*, 阴离子放电
+BP '
阴极:电解质
K 7K.*U*,+B 不活泼 电解
放 阳离子放电
' O２ 金属含 质和 生成酸
生酸型 CuSO４ 阳极: 放
－
氧酸盐 OH 水
K K *?
电生成氧气
７６ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
即练即清
学生用书 P74
典例 ( 全国甲, , 分)用可再生能源电还
２０２３ １２６
原 时 采用高浓度的 抑制酸性电解液
CO２ , K ＋ /)
$)$00
中的析氢反应能提高多碳产物 乙烯 乙醇等
( 、 ) +!
的生成率 装置如下图所示 下列说法正确的
图
, .
１
7 7
是
( )
/0 $)$00 $)$00 0
B .
/ )0
6 $0 $0 6
图
２
为阴极室 为阳极室
A．Ⅰ、Ⅲ ,Ⅱ
离子交换膜为阳离子交换膜
B．
室会发生反应
＋ －
C．Ⅲ NH４ ＋２O２ NO３ ＋
＋
２H ＋H２O
生成 理论上需要消耗
D． ３．５gN２, １０gO２
答案 D
变式 2 同涉及有机物，变考查物质 转化为
:CH４
( 东北师大附中深圳学校适应性考
CH３OH ２０２４
试, 节选) 利用太阳能电池在室温下能将
１９ (４)
转化为 工作原理如图所示
CH４ CH３OH, :
析氢反应发生在 电极上 K
x
A． IrO －Ti
从 电极迁移到 电极
－ x
B．Cl Cu IrO －Ti
阴极发生的反应有
＋ －
C． :２CO２＋１２H ＋１２e $)
C２H４＋４H２O $)0)
每转移 电子 阳极生成 气体 标
D． １mol , １１．２L ( 1U /B$0#" $V0$F0
准状况
)
电池工作一段时间后 电解质溶液的 变
答案 C ① , pH
c ２－
为 此时溶液中 (CO３ )
变式 1 离子交换膜种类由已知变为未知，两室 １０, c － ＝ .
(HCO３ )
已知 的K －７K －１１
变为三室 双阴极微生物燃料电池处理含 :H２CO３ a１＝４６．×１０ ,a２＝５０．×１０
转化为 的电极反应式为
②CH４ CH３OH
废水的工作原理如图 所示 双阴极通过
＋
NH４ ２ ,
.
的电流相等 废水在电池中的运行模式如图 答案
, １ (４)①０．５ ②CH４－２e － ＋２CO ２ ３ － ＋H２O
所示 下列说法错误的是
－
, ( ) CH３OH＋２HCO３
第八章 化学反应与电能 ７７
考法突破 14 新型电化学装置分析及相关计算
一、突破新型电化学装置的四个步骤 充电时阴极反应式一般为 x ＋ x －
６C＋ Li ＋ e
放电时负极反应是充电时阴极反应的
M4* =4 Li x C６;
,= 0+M4=4*!E 逆过程 :Li x C６－ x e － ６C＋ x Li ＋ . 正极材
41 *?!U7U*!6 料一般为含 的化合物 常用正极材料有
＋
Li ,
7E=U*?!67E=U
等
LiFePO４、LiCoO２、LiMn２O４ .
M4'B2+ U
*
*+UE5-
/
B KK
*.+/ * 0 E
=
* 5U,
3.金属—空气电池
*
金属 空气电池是指以金属 铝 镁 锌等 为
— ( 、 、 )
M KM" B UKK U 负极 以空气中的氧气或纯氧为正极反应物的
,
KM ./ *" U8*ED#"
一类电池 电解质溶液一般采用碱性电解质
,JAU*M*P .
水溶液 当采用更活泼的钾 钠 钙等作负极
U *PB U*# , 、 、
时 因为它们可以和水反应 需采用非水的有
* +EU EK B E
, ,
K U#"pH 8+' 机介质作为电解质溶液中的溶剂
.
* ++
.6+.1D/*+
,* #"BF+ *D/
+*0
二、常见新型电化学装置
1.锂电池
负极 n － n ＋
锂电池是一类由金属锂或锂合金为负极材料 :M－ e M
、 正极
－ －
使用非水电解质溶液的电池 放电时 失去 :O２＋２H２O＋４e ４OH
. Li 注意 负极生成的金属阳离子可能与电解质溶液发
电子被氧化为 负极反应式为
Li
＋
, Li－e
－
生进一步反应,例如
Al ３＋
能与
OH －
反应.
负极生成的 定向移动到正极 例如
＋ ＋ 4.有机物、高分子电池
Li , Li . :
有机物参与的二次电池通常与一些氧化态 还
—
原态互变的特定官能团有关 在有机反应中
, ,
失去 或者加入 为失电子的氧化反应 加
H O ,
入 或者失去 为得电子的还原反应
H O .
醌 酚互变反应
— :
2.锂离子电池
基于 嵌入 脱嵌 反应原理 在两极形成的电压 “ / ” , ＋
２H ＋
的驱动下 可以向电极材料提供的 空间 中
＋ ,Li “ ”
嵌入 或 脱嵌 负极材料多采用石墨 电池
“ ” “ ”. ,
７８ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
O
O
＋２e －
－
－２e
OH
OH
醛 羧酸互变反应
— :
H２O＋
第八章 化学反应与电能 ７９
－２e －
－
＋２e
CHO
如图装置中两极均为 电极 右侧溶液中
Ag ,
具有氧化性 易得电子 故右侧电极为正 ＋ Ag , , ＋
＋２H 极 左侧电极为负极 反应原理如下
, , .
COOH 负极 － －
:Ag－e ＋Cl AgCl
注意 对于高分子链节中发生的氧化/还原反应,
正极
① ＋ －
计算转移电子数时需要乘以聚合度. :Ag ＋e Ag
总反应
有机物发生氧化/还原反应时,除了根据碳元素的化合 ＋ －
② :Ag ＋Cl AgCl↓
价变化来确定得失电子数目外,还可根据得、失氢/氧原 三、电化学计算的三种方法
子的数目来确定得、失电子的数目. 个氢原子对应
１ １ * UU
个电子, 个氧原子对应 个电子.例如某电极上
１ ２ !@0
,该 转 化 过 程 中 个
CH３CH２OH → CH３COOH １
失去 个氢原子并得到 个氧原子,发生氧
C 化 H 反 ３C 应 H , ２ 故 OH 个 ２ 失去 １ 个电子. * *5*C+KK '
１ CH３CH２OH ２×１＋２＝４ D/ B '+@0U*C
5.浓差电池
D/+*,,0
原理 浓差电池是利用物质的浓度差产生电 *# #"*?+K @0
(１) :
势差的一种电化学装置 浓差电池中 左
. , 、 *D//-F -
右两侧用离子交换膜隔开 两侧溶液中特定 FK+2U@0L+
, 2
2
物质的浓度不同 导致两极上发生氧化 还
, /
原反应 从而产生电流 如以电路中通过 － 为桥梁可构建以下
, . ４mole
模型分析 关 系 式 －
(２) :４e ~ ２Cl２(Br２、I２)~O２ ~
" 阳极产物
B C
"H "H
４
２H２~２Cu~４Ag~nM
/"H/0 ""H/0
#" #" 阴极产物
式中 为金属n为其离子所带电荷数
( M , )
K.6 知识拓展
在电化学计算中,可利用公式q I t n(电子)
如图 两极均为 电极 两侧溶液均为 ＝ × ＝ ×
,a、b Ag , N －１９ 来计算电路中通过的电荷量( 个
溶液 由于右侧溶液中c
＋
较 A×１．６×１０ C １
AgNO３ . (Ag ) 电子所带的电荷量为 ).
－１９
大 得电子能力较强 故 极为正极 １．６×１０ C
＋
,Ag , b ,a
极为负极 电极反应如下
即练即清
, . 学生用书 P76
负极 极
－ ＋
(a ):Ag－e Ag 典例 ( 辽宁,, 分)某无隔膜流动海水电
正极 极 ２０２３ ７３
＋ －
(b ):Ag ＋e Ag 解法制 的装置如下图所示 其中高选择性催
工作时 极区c ＋ 逐渐增大 极区c ＋ H２ ,
a (Ag ) ,b (Ag )
化剂 可抑制 产生 下列说法正确的是
逐渐减小 极区中的 通过阴离子交
,b NO３ － PRT O２ .
换膜进入
a
极区
.
当两侧溶液中c
(Ag ＋ )
相
( )
等时 电流表指针归零
, .
6.总反应为非氧化还原反应的电池
"
"H "H
+
,$M#" "H/0#"
端电势高于 端电势 答案 C
A．b a
理论上转移 － 生成 变式 2 同为新型电化学装置，变为浓差电池
B． ２mole ４gH２
电解后海水 下降
( 茂名一模,)浓差电池是利用两个半电池
C． pH
２０２４ ６
阳极发生
－ － ＋ 中的特定物质的浓度差产生电势的一种电化学
D． :Cl ＋H２O－２e HClO＋H
答案 D 装 置 天 津 大 学 科 研 团 队 用
.
变式 1 同为新型电池装置，变装置类型为原电 为邻菲罗啉 结构如
[Co(phen)３](PF６)２(phen ,
池 ( 广州黄埔区二模, )在触媒作用下 图 为配体 为活性物质制作的浓差电池装置
２０２４ １５ , １, )
可用电化学装置处理酸性废水中的有机物 原 如图 所示 电极 均为惰性电极 下列说
, ２ ( a、b ),
理如图所示 下列说法不正确的是 法不正确的是
. ( ) ( )
** F
B6 .6
$ )/0 ? )0 NPMe- NPMe-
"* #*
<$P QIFO > <$P QIFO >
$ ) /0 ' 0 / / 1' 1'
B C
$0 <$P QIFO > <$P QIFO >
负极发生的反应为
－
A． C１３H１０N２O２－２e 图 图
１ ２
电极 为正极
＋
C１３H８N２O２＋２H A． b
若有机物是甲酸 总反应可表示 放电时 将化学能转化为电能
B． (HCOOH), B． ,
为 离子交换膜为阴离子交换膜
２HCOOH＋O２２CO２＋２H２O C．
若有机物是乙酸 处理 乙酸 有 负 极 反 应 为
C． , １mol , ４mol D． [Co(phen)３] ３＋ ＋e －
由 电极区移向 电极区
＋ ２＋
H A B [Co(phen)３]
用该装置处理有机污水可降低能耗 答案 D
D．
８０ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
考法突破 15 离子交换膜在电化学中的应用
1.离子交换膜的分类与应用 换聚合物中 在该聚合物当中的 电离产
, H２O
K. @K.EDUK 生 ＋ 和 － 在电场的作用下快速迁移到
H OH ,
6 K. !ED
两侧溶液中 作为 和 的供应源 为膜
＋ －
, H OH ,
K. @K.EDUK 两侧的半反应提供各自理想的 条件
1 6 K. !ED pH .
.
B
@B ) ED
6
6
K. 'BUK *
*'B+ *? #"K
* 3.离子交换膜类型的判断方法
K +'B
'B.3 M*=4+,+ .
0 6+*U .L>C6D/
2.双极膜
U . C6D/U
双极膜是一种新型离子交换膜 其膜主体可分
,
为阴离子选择层 阳离子选择层和中间界面 @EDU@EDU+.
、
层 水解离催化剂被夹在中间界面层的离子交 0 .1.+/ U-.
,
6+1
例如 氯碱工业中用离子交换膜法电解饱和食 变式 1 两室变为三室，单膜变双极膜 (
,
２０２４
盐水时 离子交换膜的作用之一是防止阴极室 韶关一模, )我国科研人员将单独脱除 的
,
１６ SO２
生成的 － 迁移至阳极室与氯气反应造成产 反应与 的制备反应相结合 实现协同转
OH H２O２ ,
品损失 同时还要允许阳极室中的 迁移 化 协同转化装置如图所示 在电场作用下
＋
, Na . . ,
至阴极室以得到 溶液 故该电解装置 双极膜中间层的 解离为 和 并向
－ ＋
NaOH , H２O OH H ,
中的离子交换膜为阳离子交换膜 两极迁移 下列分析正确的是
. . ( )
"
40 0
6
)0
" 40 ) 0 #
40 0
BC
/B0)#" /)40
双极膜的 侧应为阳离子交换膜 侧为阴
A． a ,b
注意 对于含有离子交换膜的电化学装置,判断反应 离子交换膜
后某极室溶液 变化或计算溶液质量变化时,不要忽 每脱除标准状况下 的 双极膜中有
pH B． １１．２L SO２,
略离子透过离子交换膜进出造成的影响.
解离
２molH２O
即练即清
学生用书 P78 反应过程中不需要补加稀
C． H２SO４
典例 ( 汕头一模, )液流电池在储能领域 协同转化的总反应为
２０２４ １６ D． SO２＋O２＋２H２O
发挥着重要作用 下图是碱性锌铁液流电池
. , H２O２＋H２SO４
其具有电压高 成本低的优点 已知该电池放 答案 C
、 .
变式 2 两室变为三室，单膜变双极膜，原电池
电时正极发生反应
３－ －
:[Fe(CN)６] ＋e
下列叙述正确的是 变电解池 ( 华南师大附中第一次月考, )
４－
[Fe(CN)６] . ( ) ２０２３ １６
是生产航空航天润滑剂的原料 清华大
. / LiOH .
学首创三室膜电解法制备 其模拟装置
B <'F $/ >
<'F $/
> ;O
B
LiOH,
" <;O 0) > " 如图所示 下列有关说法正确的是
<'F $/
>
<'F $/ > <;O 0) > #"
. ( )
#"
.
6
" "
放电时 处发生氧化反应 为负极
A． ,M ,N
放电时 右侧贮液器中溶液浓度减小
B． ,
充电时 极电极反应为
２－ － 极为电源的负极 极上发生氧化反应
C． ,N [Zn(OH)４] ＋２e A．a ,Y
Zn＋４OH － B．X 极的电极反应式为 ２H２O－４e － ４H + ＋O２↑
该离子交换膜为阴离子交换膜 当有 膜 为阳离子交换膜 膜 为阴离子交换膜
D． , ６５gZn C． １ , ２
发生反应时 有 通过 每转移 电子 理论上生成
－
, １molOH D． ２mol , ２４gLiOH
答案 C 答案 B
第八章 化学反应与电能 ８１
