07-專題七電化學(xué)-2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)

專題七電化學(xué)考情分析考情分析（1）本專題為常考內(nèi)容，其中微專題13年1考，微專題23年1考，微專題33年1考，微專題4屬于冷考點，微專題53年1考。（2）以原電池（或電解池）工作原理及其應(yīng)用等為素材（背景）。（3）主要考查了原電池（或電解池）兩極判斷、離子（或電子）移動方向、電極反應(yīng)式書寫、物質(zhì)制備等知識，主要體現(xiàn)了宏觀辨識與微觀探析、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識、證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。（4）預(yù)測2023年該專題的考查不會削弱，在新型電池、兩池串聯(lián)、膜電池等角度會進(jìn)一步加強命題。微專題1原電池原理及其應(yīng)用突破核心整合1.原電池的工作原理2.原電池正、負(fù)極的判斷方法3.雙液原電池（有鹽橋）鹽橋的作用：①將正、負(fù)極反應(yīng)物隔開，避免直接接觸，導(dǎo)致電流不穩(wěn)定；②通過離子的定向移動，構(gòu)成閉合回路；③平衡電極區(qū)的電荷。高考經(jīng)典再研典例[2022湖南，8，3分]海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰—海水電池構(gòu)造示意圖如下。下列說法錯誤的是(B)A.海水起電解質(zhì)溶液作用B.N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：2HC.玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能D.該鋰—海水電池屬于一次電池[解析]鋰為活潑金屬，作負(fù)極；N電極為正極，可能發(fā)生電極反應(yīng)O2+2情境素材鋰—海水電池考查角度原電池原理素養(yǎng)立意宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知變式.火星大氣中含有大量CO2，一種有CO2參加反應(yīng)的新型全固態(tài)電池有望為火星探測器供電。該電池以金屬鈉為負(fù)極，碳納米管為正極，放電時(A.負(fù)極有黑色物質(zhì)附著B.放電時總反應(yīng)為4NaC.陽離子由正極移向負(fù)極D.電子由碳納米管流出[解析]根據(jù)題干信息可知，放電時總反應(yīng)為4Na+3CO22Na2CO3+C解題思路掌握新型化學(xué)電源中電極反應(yīng)式的書寫（1）理清書寫步驟（2）燃料電池中不同環(huán)境下的電極反應(yīng)式以甲醇—氧氣燃料電池為例：酸性介質(zhì)，如稀硫酸負(fù)極CH3正極32堿性介質(zhì)，如KOH溶液負(fù)極CH3正極32熔融鹽介質(zhì)，如K2負(fù)極CH3正極32高溫下能傳導(dǎo)O2?負(fù)極CH3正極32模擬對點演習(xí)1.[2022廣西南寧模擬]工業(yè)上常用納米級零價鐵(ZVI)處理廢水[含C2HCl3（三氯乙烯）和NO3?]。處理后C2HCl3轉(zhuǎn)化為A.水體中含NO3?越多，三氯乙烯脫B.當(dāng)產(chǎn)生3molFe2+C.用納米級零價鐵處理被三氯乙烯污染的水體可加快脫氯速率D.NO3?發(fā)生的電極反應(yīng)為[解析]三氯乙烯(C2HCl3)中C元素的化合價為+1價，乙烯中C元素的化合價為?2價，處理后C2HCl3轉(zhuǎn)化為C2H4和Cl?，C2HCl3發(fā)生還原反應(yīng)；NO3?轉(zhuǎn)化為NH4+，NO3?也是發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)得失電子守恒，水體中含NO3?越多，三氯乙烯脫氯的效果越差，故A錯誤；當(dāng)產(chǎn)生3molFe2+時，失去6mol電子，1molC22.[2021四川成都三模]科學(xué)家研發(fā)出一種新系統(tǒng)，通過“溶解”水中的二氧化碳，觸發(fā)電化學(xué)反應(yīng)，該裝置可有效減少碳的排放，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法中不正確的是(B)A.系統(tǒng)工作時，a極為電源負(fù)極，電子從a極流出B.系統(tǒng)工作時，將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能C.系統(tǒng)工作時，b極區(qū)可能會析出固體D.系統(tǒng)工作時，b極區(qū)的電極反應(yīng)式為2CO[解析]金屬Na為活潑金屬，易失電子，所以a電極為負(fù)極，b電極為正極，電子從a極流出，流向b極，A正確；系統(tǒng)工作時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，B錯誤；Na+移向正極，遇到HCO3?有可能形成溶解度較小的NaHCO3，故可能有固體析出，C正確；由題圖知b極上是H23.[2022遼寧大連聯(lián)考]“碳呼吸電池”是一種新型能源裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是(C)A.通入CO2的一極電極反應(yīng)式為2B.金屬鋁電極發(fā)生氧化反應(yīng)C.每得到1molAl2D.以該裝置為電源進(jìn)行粗銅的電解精煉，金屬鋁質(zhì)量減少27g時，理論上陰極質(zhì)量增加96[解析]根據(jù)題圖可知CO2在正極被還原為草酸根離子，電極反應(yīng)式為2CO2+2e?C2O42?，A正確；鋁作負(fù)極，被氧化為Al3+，B正確；每得到1molAl24.[2021廣東陽江模擬]科學(xué)家發(fā)明的制取H2O2的綠色方法的原理如圖所示（已知：H2OA.X膜為陽離子交換膜B.每生成1molH2C.催化劑可增加單位時間內(nèi)反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移數(shù)目D.b極上的電極反應(yīng)為O2[解析]A項，a極的電極反應(yīng)為H2?2e?2H+,H+透過陽離子交換膜（X膜）進(jìn)入電解質(zhì)中，與HO2?反應(yīng)生成H2O2微專題2電解原理及其應(yīng)用突破核心整合1.電解池的工作原理（惰性電極）2.電解池陰、陽極的判斷方法3.明確電解池的電極反應(yīng)及其放電順序（1）陽離子在陰極上的放電順序：Ag+>Hg（2）陰離子在陽極上的放電順序：S2?高考經(jīng)典再研典例[2021全國乙，12，6分]沿海電廠采用海水為冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率。為解決這一問題，通常在管道口設(shè)置一對惰性電極（如圖所示），通入一定的電流。下列敘述錯誤的是(D)A.陽極發(fā)生將海水中的Cl?氧化生成ClB.管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClOC.陰極生成的H2D.陽極表面形成的Mg([解析]A項，電解時，陽極電極反應(yīng)式為2Cl??2e?Cl2↑，正確；B項，陽極產(chǎn)生的Cl2與陰極產(chǎn)生的OH?發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生ClO?，ClO?情境素材電解海水考查角度電解原理、電解池中離子放電順序等素養(yǎng)立意宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知變式.海水中鋰資源非常豐富，但是海水中的鋰濃度低，很難被提取出來。我國科學(xué)家設(shè)計了一種在太陽能驅(qū)動下，利用選擇性固體陶瓷膜電解海水提取金屬鋰的裝置，如圖所示。該裝置工作時，下列說法不正確的是(B)A.該裝置主要涉及的能量變化：太陽能→電能→化學(xué)能B.電極B上的電極反應(yīng)式：4OHC.選擇性固體陶瓷膜不允許H2D.工作時，電極A為陰極[解析]該裝置主要涉及的能量變化：太陽能→電能→化學(xué)能，故A正確；在電極B上，電子流出，發(fā)生氧化反應(yīng)，海水中的Cl?失去電子被氧化為Cl2，電極反應(yīng)式為2Cl??2e?Cl2↑，故B錯誤；固體陶瓷膜上部區(qū)域是有機電解質(zhì)，下部區(qū)域為海水，有機物與海水互不相溶，因此該選擇性固體陶瓷膜不允許H2O方法技巧電解時電極反應(yīng)式的書寫步驟模擬對點演習(xí)1.[2021廣東，16，4分]鈷(Co)的合金材料廣泛應(yīng)用于航空航天、機械制造等領(lǐng)域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說法正確的是(A.工作時，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的pH均增大B.生成1molCo，Ⅰ室溶液質(zhì)量理論上減少16C.移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)不變D.電解總反應(yīng)：2Co[解析]根據(jù)實驗裝置圖，電源正極對應(yīng)Ⅰ室為陽極室，電極反應(yīng)式為2H2O?4e?O2↑+4H+；電源負(fù)極對應(yīng)Ⅲ室為陰極室，電極反應(yīng)式為Co2++2e?Co。H+通過陽離子交換膜由Ⅰ室進(jìn)入Ⅱ室，Cl?通過陰離子交換膜由Ⅲ室進(jìn)入Ⅱ室。A項，工作時，Ⅰ室因消耗H2O2.[2022廣西南寧三中模擬]KIO3廣泛用于化工、醫(yī)學(xué)和生活中，工業(yè)上制備KIO3的工作原理如圖所示，下列說法正確的是(A.a為正極，B極上發(fā)生氧化反應(yīng)B.電子流向：A→C.X氣體是H2，每轉(zhuǎn)移2moleD.A極的電極反應(yīng)式為I?[解析]根據(jù)圖示，該裝置為電解池，A電極上I?發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成IO3?，A電極為陽極，則a為電源的正極，b為電源的負(fù)極，B電極為陰極。a為電源的正極，B電極為陰極，B極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，A錯誤；A電極為陽極，a為電源的正極，b為電源的負(fù)極，B電極為陰極，電子流向為A→a、b→B，B錯誤；B極電極反應(yīng)式為2H2O+2e?H2↑+2OH?，X氣體是H2，每轉(zhuǎn)移2微專題3二次電池突破核心整合1.二次電池基本工作原理（1）可充電電池有充電和放電兩個過程，放電時是原電池，充電時是電解池。（2）放電時的負(fù)極反應(yīng)和充電時的陰極反應(yīng)、放電時的正極反應(yīng)和充電時的陽極反應(yīng)在形式上互逆。（3）放電總反應(yīng)和充電總反應(yīng)在形式上互逆（用??（4）二次電池充電時原負(fù)極必然要發(fā)生還原反應(yīng)，即作陰極，連接外接電源的負(fù)極；同理，原正極連接電源的正極，作陽極。簡記為負(fù)連負(fù)，正連正。2.突破二次電池的四個角度高考經(jīng)典再研典例[2022全國乙，12,6分]Li?O2電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好應(yīng)用前景。近年來，科學(xué)家研究了一種光照充電Li?O2電池（如圖所示）。光照時，光催化電極產(chǎn)生電子(e?)A.充電時，電池的總反應(yīng)Li2B.充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)C.放電時，Li+D.放電時，正極發(fā)生反應(yīng)O2[解析]根據(jù)題給電池裝置圖并結(jié)合陰、陽極電極反應(yīng)可知，充電時，電池的總反應(yīng)為Li2O22Li+O2，A項正確；由題干中光照時陰、陽極反應(yīng)可知，充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，B項正確；放電時題給裝置為原電池，陽離子(Li+)情境素材光照充電Li?O考查角度原電池和電解池的工作原理、離子的移動方向素養(yǎng)立意宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知變式.鋅/溴液流電池是一種先進(jìn)的水溶液電解質(zhì)電池，廣泛應(yīng)用于再生能源儲能和智能電網(wǎng)的備用電源等。三單體串聯(lián)鋅/溴液流電池工作原理如圖所示：下列說法錯誤的是(D)A.放電時，N極顏色變淺B.放電時，鋅離子通過隔膜進(jìn)入右側(cè)C.充電時，鋅離子在陰極上反應(yīng)生成鋅D.隔膜只允許鋅離子通過，不允許溴離子通過[解析]由題圖可知，放電時，N極為電池的正極，Br2在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成溴離子，溴單質(zhì)是深紅棕色的，溴離子是無色的，故顏色變淺，A項正確；M極為負(fù)極，鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋅離子，電極反應(yīng)式為Zn?2e?模擬對點演習(xí)1.我國科學(xué)家最近發(fā)明了一種Zn?PbO2二次電池，電解質(zhì)溶液為K2SO4溶液、H2SO4溶液和KOH溶液，通過M和NA.電池放電時，電子由Zn電極經(jīng)導(dǎo)線流入PbO2B.充電時，PbO2電極的電極反應(yīng)式為PbSOC.電池放電后b區(qū)域的電解質(zhì)溶液濃度增大D.陽離子交換膜為圖中的N膜，可允許K+[解析]由題圖可知，Zn→Zn(OH)42?，失電子，則Zn為負(fù)極，PbO2為正極，電池放電時，電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流入正極，故A正確；正極的電極反應(yīng)式為PbO2+SO42?+2e?+4H+PbSO4+2H2O，充電時，PbO2為陽極，電極反應(yīng)式為PbSO4+2H2O?2e?PbO22.[2021廣東深圳模擬]鋅/溴液流電池是一種新型電化學(xué)儲能裝置（如圖所示），電解液為溴化鋅水溶液，電解質(zhì)溶液在電解質(zhì)儲罐和電池間不斷循環(huán)流動，左側(cè)電極為惰性電極，放電時M是用電器，充電時M是外電源。下列說法不正確的是(D)A.鋅/溴液流電池總反應(yīng)為Zn+B.放電時b極發(fā)生氧化反應(yīng)，電流從a極經(jīng)用電器流向b極C.放電時Zn2+D.充電時左側(cè)溴離子濃度減小，a極連接電源的負(fù)極[解析]放電時，Zn失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則b極是負(fù)極，Br2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，則a極是正極，電池總反應(yīng)為Zn+Br2ZnBr2，故A正確；放電時b3.[2022遼寧大連聯(lián)考]以Fe[Fe(A.充電時，Na+B.充電時，Mo箔接電源的正極C.放電時，負(fù)極反應(yīng)式為Fe[D.外電路中通過0.2mol電子時，負(fù)極質(zhì)量變化2.4[解析]充電時，Na+通過離子交換膜從陽極移向陰極，即從左室移向右室，故A正確；充電時，Mo箔作陽極，即Mo箔接電源的正極，故B正確；根據(jù)原電池工作原理，放電時Mg箔作負(fù)極，電極反應(yīng)式為2Mg+2Cl??4e?[Mg24.[2021山東日照高三三模]包覆納米硅復(fù)合材料(GS?Si)的可充電石墨烯電池工作原理如圖所示。放電時，GS?Si包覆石墨烯電極上的物質(zhì)變化為A.放電時，膠狀聚合物電解質(zhì)和固體電解質(zhì)的作用均為傳導(dǎo)離子，構(gòu)成閉合回路B.若放電前兩個電極質(zhì)量相等，轉(zhuǎn)移0.1mol電子后兩個電極質(zhì)量相差0.7C.充電時，與電源正極連接的電極，其電極反應(yīng)為LiMO2D.為保護電池，GS?Si包覆石墨烯的電極反應(yīng)不能進(jìn)行至[解析]結(jié)合題意可知放電時，GS?Si包覆石墨烯電極上發(fā)生的反應(yīng)為C6Li?xe?C6Li1?x+xLi+；多元含鋰過渡金屬氧化物電極上的反應(yīng)為xLi++xe?+Li1?xMO2LiMO2，因此GS?Si包覆石墨烯電極為電池的負(fù)極，多元含鋰過渡金屬氧化物電極為正極。放電時，膠狀聚合物電解質(zhì)和固體電解質(zhì)的作用均為傳導(dǎo)微專題4鋰離子電池突破核心整合1.鋰離子電池是一種二次電池（充電電池），其工作時主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動。2.常見的鋰離子電池（1）負(fù)極材料為金屬鋰型。（2）負(fù)極材料為嵌鋰化合物型。在充、放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時，Li如一種鋰離子二次電池充、放電時的反應(yīng)為Li1?xCoO2+LixC高考經(jīng)典再研典例[2021浙江6月選考，22，2分]某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示，電極A為非晶硅薄膜，充電時Li+得電子成為Li嵌入該薄膜材料中；電極B為LiCoO2薄膜；集流體起導(dǎo)電作用。下列說法不正確的是(A.充電時，集流體A與外接電源的負(fù)極相連B.放電時，外電路通過amol電子時，LiPON薄膜電解質(zhì)損失aC.放電時，電極B為正極，反應(yīng)可表示為Li1?xD.電池總反應(yīng)可表示為Lix[解析]A項，依據(jù)題意，充電時Li+得電子成為Li嵌入非晶硅薄膜材料中，推出電極A為陰極，集流體A連接外接電源負(fù)極，正確；B項，放電時，LiPON薄膜電解質(zhì)中Li+轉(zhuǎn)移至電極B，同時電極A中嵌入的Li失去電子變?yōu)長i+進(jìn)入LiPON，Li+數(shù)目沒有發(fā)生變化，錯誤；C項，放電時，電極A為負(fù)極，電極B為正極，正極反應(yīng)為Li1?xCoO2+x情境素材全固態(tài)薄膜鋰離子電池考查角度原電池和電解池工作原理、電極判斷、電極反應(yīng)素養(yǎng)立意宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知變式.已知：鋰離子電池的總反應(yīng)為LixC+Li1?xA.鋰離子電池放電時，Li+B.鋰硫電池充電時，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)C.理論上兩種電池的比能量相同D.上圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電[解析]鋰離子電池放電時，為原電池，陽離子Li+移向正極，A錯誤；鋰硫電池充電時，為電解池，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)生成Li，B正確；電池的比能量是指參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的多少，兩種電池材料不同，顯然其比能量不同，C錯誤；充電時，C電極應(yīng)與Li電極相連，LiCoO2電極應(yīng)與S模擬對點演習(xí)1.[2022遼寧鐵嶺質(zhì)檢]我國科研團隊對廢舊鋰電池進(jìn)行回收，提取其中有效物質(zhì)，經(jīng)處理后合成了LiFe0.6Mn0.4A.廢舊鋰電池中含有鋰、有機電解質(zhì)等物質(zhì)，因此應(yīng)在高溫、通風(fēng)條件下拆解電池，回收其中的鋰B.充電時，Li電極應(yīng)與外接電源的正極相連C.放電時，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時，正極增重7D.充電時，該電池總反應(yīng)為Fe0.6[解析]廢舊鋰電池中含有鋰、有機電解質(zhì)等物質(zhì)，在高溫下Li與空氣中的O2會發(fā)生反應(yīng)，有機物在高溫下可能會發(fā)生燃燒反應(yīng)引發(fā)火災(zāi)，因此不能在高溫條件下拆解電池，A錯誤；放電時鋰作負(fù)極，充電時，Li電極應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連，B錯誤；放電時，負(fù)極上Li失去電子變?yōu)長i+，負(fù)極反應(yīng)式為Li?e?Li+，Li+嵌入正極材料，因此當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時，正極增重7g2.[2022山西汾陽中學(xué)模擬]科技工作者在鋰離子電池的基礎(chǔ)上開發(fā)了鎂離子電池，該電池體系分別采用MgMo3S4和層狀石墨作為兩極材料，其示意圖如下。已知：放電時的總反應(yīng)為MgA.放電時，負(fù)極反應(yīng)為MgxB.放電時，Mg2+從MgxCC.充電時，陽極電極反應(yīng)為MgMo3D.充電時，電解質(zhì)溶液中Mg2+[解析]放電時，該裝置為原電池，電池總反應(yīng)為Mg1?xMo3S4+MgxCnMgMo3S4+nC，負(fù)極反應(yīng)為MgxCn3.[2021四川綿陽三模]我國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，多種車型采用三元鋰電池，該電池放電時工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是(B)A.無論充電或放電，A極電勢均低于B極B.充電時，外電路中通過0.1mol電子，A極質(zhì)量減少0.7C.放電時，正極反應(yīng)為Li1?aD.失去活性鋰元素的三元正極材料可采用化學(xué)方法再生，實現(xiàn)循環(huán)利用[解析]放電時，A為負(fù)極，B為正極，充電時，A為陰極，B為陽極，無論充電或放電，A極電勢均低于B極，故A正確；充電時，A極電極反應(yīng)為aLi++ae?+C6LiaC6，外電路中通過0.1mol電子，A極質(zhì)量增加0.74.[2021河北唐山?jīng)_刺]我國科技工作者首次提出一種新型的鋰離子電池，該電池正極為含有I?、Li+的水溶液，負(fù)極為固態(tài)有機聚合物，電解質(zhì)溶液為LiNO3A.甲是原電池工作原理圖，乙是電解池工作原理圖B.I3C.充電時，Li+D.放電時，負(fù)極反應(yīng)式為?2ne?→+2n[解析]“負(fù)極為固態(tài)有機聚合物”，即固態(tài)有機聚合物在負(fù)極失電子，電極反應(yīng)式為?2ne?→+2nLi+，故題圖乙是原電池工作原理圖，A錯誤、D正確；放電時，正極電極反應(yīng)式為I3?+2e?微專題5含膜電池突破核心整合離子交換膜的類型和作用高考經(jīng)典再研典例[2022全國甲，10,6分]一種水性電解液Zn?MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示[KOH溶液中,Zn2+以A.Ⅱ區(qū)的K+B.Ⅰ區(qū)的SO4C.MnO2電極反應(yīng):MnOD.電池總反應(yīng):Zn+4[解析]根據(jù)題圖可知，放電時Zn為負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn?2e?+4OH?情境素材Zn?MnO考查角度離子移動方向、電極反應(yīng)素養(yǎng)立意宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知變式.乙醛酸是一種重要的化工中間體，可用如下圖所示的電化學(xué)裝置合成。圖中的雙極膜中間層中的H2O解離為H+和OHA.在上述電化學(xué)合成過程中用Cl2代替BrB.如果用Cl2代替Br2，乙二醛生成乙醛酸的化學(xué)方程式為C.陰極的電極反應(yīng)式為HOOC—COOH+2D.雙極膜中間層中的H+[解析]題給裝置通電時，乙二酸被還原為乙醛酸，因此鉛電極為陰極，石墨電極為陽極，陽極上Br?被氧化為Br2，Br2將乙二醛氧化為乙醛酸，而Cl2與Br2化學(xué)性質(zhì)相似，故A、B正確；電解過程中陰極發(fā)生還原反應(yīng)，乙二酸轉(zhuǎn)化成乙醛酸，電極反應(yīng)式為HOOC—COOH+2e?解題思路“隔膜”電解池的解題步驟第一步：分清隔膜類型。即交換膜屬于陽離子交換膜、陰離子交換膜或質(zhì)子交換膜中的哪一種，判斷允許哪種離子通過隔膜。第二步：寫出電極反應(yīng)式，判斷交換膜兩側(cè)離子變化，推斷電荷變化，從而推斷出離子遷移方向。第三步：分析隔膜作用。在產(chǎn)品制備中，隔膜作用主要是提高產(chǎn)品純度，避免產(chǎn)物之間發(fā)生反應(yīng)，或避免產(chǎn)物因發(fā)生反應(yīng)而造成危險。模擬對點演習(xí)1.[2022遼寧名校聯(lián)盟3月聯(lián)考]有機物電極材料具有來源豐富、可降解等優(yōu)點，一種負(fù)極材料為固態(tài)聚酰亞胺—水系二次電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法正確的是(D)A.充電時有機物電極發(fā)生了氧化反應(yīng)B.充電時每轉(zhuǎn)移2mole?C.放電時負(fù)極電極反應(yīng)為：?2e?D.將M+由Li+換成[解析]由題干可知，有機物電極為負(fù)極，充電時負(fù)極為電解池陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯誤；充電時，右側(cè)電極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，3I??2e?I3?，則充電時每轉(zhuǎn)移2mole?，右室減少2mol陰離子，同時有2.[2022安徽皖南八校聯(lián)考]光電池在光照條件下可產(chǎn)生電壓，如圖所示裝置可實現(xiàn)光能的充分利用。雙極膜復(fù)合層間的H2O能解離為H+和OH?，且雙極膜能實現(xiàn)H+A.該裝置工作時涉及光能轉(zhuǎn)化為電能、電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.光照過程中陽極區(qū)溶液中的n(OHC.再生池中的反應(yīng)為2VD.陽極生成1molO2[解析]在光照條件下光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能，電解池中電能又轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A正確；光照過程中，陽極反應(yīng)消耗氫氧根離子，雙極膜可將水解離為氫離子和氫氧根離子，水解離生成的氫氧根離子移向陽極，陽極區(qū)溶液中的n(OH?)基本不變，故B正確；再生池中的反應(yīng)為2V2++2H+催化劑2V3++H2↑，故C正確；陽極生成3.氫能源電池是目前研究的熱點之一，一種可實現(xiàn)氫氣循環(huán)利用的新型電池放電時工作原理如圖所示，下列說法正確的是(D)A.該裝置化學(xué)能與電能之間的能量轉(zhuǎn)化效率可達(dá)100%B.充電時，M極接電源的負(fù)極C.放電過程中Na+D.放電時，N極電極反應(yīng)式為H2[解析]由題圖可知，放電時M極生成H2，H+轉(zhuǎn)化為H2，發(fā)生還原反應(yīng)，M極作正極，N極為負(fù)極，H2失去電子生成H+，H+和OH?反應(yīng)生成H2O；充電時，N極上H2O得電子生成H2和OH?，發(fā)生還原反應(yīng)，N極作陰極，連接電源負(fù)極，M極為陽極，H2失去電子生成H+?；瘜W(xué)能在轉(zhuǎn)化為電能時還可能轉(zhuǎn)化為熱能等，因此該裝置化學(xué)能與電能之間的能量轉(zhuǎn)化效率小于100%，A項錯誤；充電時，4.[2021山東煙臺模擬]一種高性能水系鐵—氫氣二次電池工作原理如圖所示，下列說法中正確的是(D)A.放電時，碳網(wǎng)電極為負(fù)極B.離子交換膜為陽離子交換膜，充電時，K+C.放電時，負(fù)極區(qū)pH變大D.充電時，電池總反應(yīng)為2[Fe[解析]由題圖可知，放電時，Pt/C電極失電子作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，碳網(wǎng)電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A項錯誤；充電時，碳網(wǎng)電極作陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，Pt/C電極作陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，離子交換膜為陽離子交換膜，充電時，K+通過離子交換膜從陽極室移向陰極室，即從右極室移向左極室，B項錯誤；放電時，負(fù)極發(fā)生反應(yīng)：H2?2e?+2OH?5.[2021山東高三模擬]某電動汽車的鋰離子電池的正極材料為層狀的LiFePO4，負(fù)極材料為LixC6，電解液為LiClO4的丙烯碳酸酯溶液，在充、放電過程中，LiA.充電時，電極a與電源正極連接，電極b與電源負(fù)極連接B.電池充電時，陽極的電極反應(yīng)式為LiFePO4C.電池工作時，負(fù)極材料的質(zhì)量減少1.4g，轉(zhuǎn)移0.4D.充電時，陰極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為xLi[解析]正極材料為層狀的LiFePO4，負(fù)極材料為LixC6，則充電時，電極a與電源正極連接，電極b與電源負(fù)極連接，故A正確；電池充電時，電極a是陽極，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為LiFePO4?xe?Li1?xFePO4+x6.碘酸鉀常用作食鹽加碘劑以防止缺碘疾病，也是常用的基準(zhǔn)物質(zhì)和氧化劑。工業(yè)上碘酸鉀可用如圖所示裝置進(jìn)行制備。下列說法錯誤的是(A)A.其陽極反應(yīng)式是I?B.該工業(yè)過程中KOH是循環(huán)利用的物質(zhì)C.制得21.4gKIO3D.該工業(yè)過程使用陽離子交換膜[解析]題圖裝置中B極為陽極，電解質(zhì)溶液顯堿性，電極反應(yīng)式為I?+6OH??6e?IO3?+3H2O，故A錯誤；該裝置A極（陰極）上水電離出的氫離子放電生成氫氣，同時產(chǎn)生OH?，右側(cè)鉀離子通過離子交換膜進(jìn)入陰極，陰極產(chǎn)物為H2和KOH，陽極電解液需要KOH，所以該工業(yè)過程中KOH是循環(huán)利用的物質(zhì)，故B正確；21.4gKIO3的物質(zhì)的量為7.[2021山西大同一模]某海水中主要離子的含量如下表，現(xiàn)利用“電滲析法”進(jìn)行淡化，技術(shù)原理如圖所示（兩端為惰性電極，陽膜只允許陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過）。下列有關(guān)說法錯誤的是(C)離子Na+K+Ca2+Mg2+Cl?SO4HCO3含量(mg/L9360832001100160001200118A.甲室的電極反應(yīng)式為2ClB.乙室和丁室中部分離子的濃度增大，淡水的出口為bC.當(dāng)戊室收集到22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體時，通過甲室陽膜的離子的物質(zhì)的量一定為2D.淡化過程中易在戊室形成水垢[解析]甲室中的電極為陽極，Cl?放電生成Cl2，甲室的電極反應(yīng)式為2Cl??2e?Cl2↑，A正確；甲室Cl?放電，陽離子從甲室進(jìn)入乙室，戊室的電極反應(yīng)式為2H2O+2e?H2↑+2OH?，陰離子從戊室進(jìn)入丁室，丙室的陽離子進(jìn)入丁室，陰離子進(jìn)入乙室，因此乙室和丁室中部分離子的濃度增大，丙室中得到淡水，其出口為b，B正確；戊室收集到8.[2021江西臨川一模]在2019年第十屆國際二次電池展中，一種以Fe[Fe(A.充電時，陰極反應(yīng)式為Fe[B.充電時，Mg箔接電源的正極C.放電時，Na+D.放電時，外電路中通過0.4mol電子時，負(fù)極質(zhì)量變化為9.2[解析]放電時，Mg箔為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，充電時，Mg箔上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，為陰極，根據(jù)題圖，陰極反應(yīng)式為[Mg2Cl2]2++4e?2Mg+2Cl?專題突破練1.[2022福建三中質(zhì)檢六]流動電池是一種新型電池。其主要特點是可以通過電解質(zhì)溶液的循環(huán)流動，在電池外部調(diào)節(jié)電解質(zhì)溶液，以保持電池內(nèi)部電極周圍溶液濃度的穩(wěn)定。北京化工大學(xué)新開發(fā)的一種流動電池如圖所示，電池總反應(yīng)為Cu+PbO2A.a為負(fù)極，b為正極B.該電池工作時PbO2電極附近溶液的pHC.a極的電極反應(yīng)為Cu?2D.調(diào)節(jié)電解質(zhì)溶液的方法是補充CuSO4[解析]電池總反應(yīng)為Cu+PbO2+2H2SO4CuSO4+PbSO4+2H2O，則銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)為負(fù)極，PbO2得電子發(fā)生還原反應(yīng)為正極，所以a2.[2022河北衡水中學(xué)二調(diào)]我國關(guān)于石墨烯的專利總數(shù)世界排名第一。我國研發(fā)的某種石墨烯電池有關(guān)原理示意如圖，圖中a、c工作時的電極反應(yīng)分別為Li1?xC6+xLiA.a與d電極上發(fā)生的反應(yīng)類型相同B.兩個裝置中的離子交換膜均為陽離子交換膜C.若裝置工作前c與d電極質(zhì)量相等，則轉(zhuǎn)移0.1mol電子后兩個電極質(zhì)量相差0.7D.電池放電時，正極反應(yīng)為Li1?x[解析]第一個裝置為電解池，a極為陰極，b極為陽極，第二個裝置為原電池，根據(jù)Li+移動方向可知，d電極為正極、c電極為負(fù)極。a極為電解池的陰極，d電極為原電池的正極，二者均發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；兩個裝置中的離子交換膜均允許陽離子通過，則兩個裝置中的離子交換膜均為陽離子交換膜，B正確；原電池工作時陽離子移向正極，即電路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子時，負(fù)極有0.1molLi+移向正極，所以兩個電極質(zhì)量相差0.23.[2022湖北武昌質(zhì)檢一]化學(xué)電池HCOONa?O2A.電極M為正極，發(fā)生還原反應(yīng)B.電子由電極M經(jīng)電解質(zhì)溶液流向電極NC.M電極反應(yīng)式為HCOO?D.N電極每生成1molNaOH，理論上電路中有4[解析]左邊是HCOO?變?yōu)镃O32?，C化合價升高，失去電子，因此電極M為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A錯誤；電子不穿過電解質(zhì)溶液，故B錯誤；題圖中左邊是HCOO?變?yōu)镃O32?，則M電極反應(yīng)式為HCOO?+3OH??2e?4.[2022湖南長沙一中一模]以銅作催化劑的一種鋁硫電池的示意圖如圖所示，電池放電時的反應(yīng)原理為3CuxSA.充電時，Cu/CuxB.充電時，陽極的電極反應(yīng)式為xCuC.放電時，K+通過陽離子交換膜向Cu/CuD.放電時，每轉(zhuǎn)移1mol電子，負(fù)極區(qū)電解質(zhì)溶液質(zhì)量減輕30[解析]從總反應(yīng)分析，放電時Al電極發(fā)生了氧化反應(yīng)，為負(fù)極（充電時，該電極為陰極與電源的負(fù)極相連），電極反應(yīng)為Al+7AlCl4??3e?4Al2Cl7?；Cu/CuxS為正極，電極反應(yīng)為CuxS+2e?xCu+S2?5.[2022云南昆明一中調(diào)研]平板電腦使用的某種聚合物鋰離子電池工作原理如圖所示，該電池的總反應(yīng)為Li1?xCoO2+LiA.放電時，A極為電池的正極B.K與N相連接時，Li+通過隔膜向BC.放電時，負(fù)極反應(yīng)式為LixD.K與M相連接時，陽極反應(yīng)式為LiCoO2[解析]由圖示可知，充電時A極與電源正極相連，則放電時A極為正極，A正確；K與N相連接時，該裝置為原電池，A極為正極，Li+通過隔膜向A極區(qū)遷移，B錯誤；放電時，該裝置為原電池，放電時的負(fù)極反應(yīng)式為LixC6?xe?x6.[2021山西晉中模擬]Na2CO3A.K閉合后，A電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為4COB.a處產(chǎn)生的氣體和b處產(chǎn)生的氣體的質(zhì)量比為16:1C.K未閉合時，左側(cè)電極室溶液中：c(NaD.當(dāng)A極室生成1molNaHCO3時，B極室NaOH[解析]裝置中鈉離子向陰極移動，可知B為陰極，A為陽極，電極反應(yīng)為4CO32?+2H2O?4e?4HCO3?+O2↑，故A正確；a出口為氧氣，b處產(chǎn)生氫氣，兩者的物質(zhì)的量之比應(yīng)為1:2，則質(zhì)量比為8:1，故B錯誤；K未閉合時，左側(cè)電極室溶液為碳酸鈉溶液，溶液中離子的濃度大小為7.[2022東北育才高中模擬]某鈉—空氣水電池的放電過程原理如圖所示，下列說法正確的是(C)A.放電時，電子由鈉箔經(jīng)非水系溶液流向碳紙B.充電時，Na+C.放電時，當(dāng)有0.1mole?D.充電時，碳紙與電源負(fù)極相連，電極反應(yīng)式為4OH[解析]放電時，該裝置為原電池，鈉箔為負(fù)極，碳紙為正極，電子由鈉箔經(jīng)外電路流向碳紙，不經(jīng)過非水系溶液，A錯誤；充電時，該裝置為電解池，充電過程中，陽離子(Na+)向陰極移動，B錯誤；放電時，負(fù)極鈉箔反應(yīng)消耗金屬鈉，導(dǎo)致電極質(zhì)量減輕，當(dāng)有0.1mole?通過導(dǎo)線時，鈉箔減少的質(zhì)量為8.[2021黑龍江牡丹江一模]微生物電解池是一種新型的且能兼顧氫氣或甲烷回收的廢水處理技術(shù)，將電化學(xué)法和生物還原法有機結(jié)合，具有很好的應(yīng)用前景。微生物電化學(xué)產(chǎn)甲烷法的裝置如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是(B)A.“產(chǎn)電菌”極的電勢比“產(chǎn)甲烷菌”極的低B.“產(chǎn)甲烷菌”能有效抑制H+C.陰極的電極反應(yīng)式是CO2D.若產(chǎn)生1molCH4，理論上陽極室生成CO[解析]由題圖可知，右側(cè)CO2得電子轉(zhuǎn)化為CH4，則右側(cè)電極為陰極，陰極的電極反應(yīng)式為CO2+8e?+8H+CH9.[2021山東，10，2分]以KOH溶液為離子導(dǎo)體，分別組成CH3OH?O2、NA.放電過程中，K+B.放電過程中，KOH物質(zhì)的量均減小C.消耗等質(zhì)量燃料，(CHD.消耗1molO2時，理論上N[解析]原電池放電時，陽離子向正極移動，故K+均向正極移動，A項錯誤；CH3OH?O2和(CH3)2NNH2?O2放電時產(chǎn)生的二氧化碳與KOH反應(yīng)，KOH的物質(zhì)的量減小，N2H4?O2放電時電池總反應(yīng)式為N2H4+O2N2+2H2O，放電過程中溶液中KOH的物質(zhì)的量不變，B項錯誤；三種燃料轉(zhuǎn)移電子數(shù)關(guān)系為CH3OH～6e?，10.[2022浙江杭州西湖質(zhì)檢]2019年的諾貝爾化學(xué)獎授予研究鋰離子電池的三位科學(xué)家。一種鋰離子電池的工作原理如圖所示，其負(fù)極材料為嵌鋰石墨，正極材料為LiCoO2，放電時的總反應(yīng)可表示為LixCA.放電時鋰離子由b極脫嵌，移向a極B.放電時b極的電極反應(yīng)式為LiCoO2C.充電時，a極接電源正極，發(fā)生還原反應(yīng)D.使用LiPF6[解析]負(fù)極材料為嵌鋰石墨，說明a極為負(fù)極，則