第6章 高考题型专项突破 电化学原理的综合应用-【金版教程】2024高考化学一轮复习创新方案word（新教材，创新版）

题型1　原电池原理的应用 一般以新型化学电源、微生物电池、燃料电池等为素材，考查原电池原理及应用等知识。考查的知识点主要有如下几点： 1．电池正、负极的判断。 2．溶液中离子移动的方向、浓度大小的判断。 3．电子转移的方向和数目。 4．电流移动方向的判断。 5．电池电极反应式的书写及正误判断。 　(2022·全国甲卷)一种水性电解液Zn­MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2＋以Zn(OH)存在)。电池放电时，下列叙述错误的是(　　) A．Ⅱ区的K＋通过隔膜向Ⅲ区迁移 B．Ⅰ区的SO通过隔膜向Ⅱ区迁移 C．MnO2电极反应：MnO2＋2e－＋4H＋===Mn2＋＋2H2O D．电池总反应：Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋===Zn(OH)＋Mn2＋＋2H2O [解题思路分析]　根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Zn为电池的负极，MnO2为电池的正极，阳离子向正极移动，A错误。 [答案]　A 　(2020·全国卷Ⅲ)一种高性能的碱性硼化钒(VB2)－空气电池如下图所示，其中在VB2电极发生反应：VB2＋16OH－－11e－===VO＋2B(OH)＋4H2O。 该电池工作时，下列说法错误的是(　　) A．负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L(标准状况)O2参与反应 B．正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高 C．电池总反应为4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O===8B(OH)＋4VO D．电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极 [解题思路分析]　根据图示的电池结构，左侧VB2发生失电子的氧化反应生成VO和B(OH)，VB2电极为负极，电极反应式如题干所示，右侧空气中的氧气发生得电子的还原反应生成OH－，复合碳电极为正极，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，电池的总反应方程式为4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O===8B(OH)＋4VO，C正确；当负载通过0.04 mol电子时，根据正极的电极反应式，通过0.04 mol电子消耗0.01 mol氧气，在标准状况下为0.224 L，A正确；反应过程中正极生成大量的OH－使正极区pH升高，负极消耗OH－使负极区OH－浓度减小，pH降低，B错误；电池中，电子由VB2电极经负载流向复合碳电极，电流流向与电子流向相反，则电流流向为复合碳电极→负载→VB2电极→KOH溶液→复合碳电极，D正确。 [答案]　B 1．原电池正、负极的判断方法 2．原电池电极反应式的书写(四个注意点) (1)判断正负极 负极判断要点：活泼金属、发生氧化反应、失电子、化合价升高等，正极反之。判断本质：被氧化的为负极，被还原的是正极。 (2)注意酸碱性 电极反应是在一定环境中发生的，一般分非水环境(熔融)和水溶液。非水环境中，物质得失电子后可以直接导电。水环境中一定注意溶液的酸碱性，如碱性环境中，如果生成氢离子要和氢氧根离子结合生成水，酸性气体和氢氧根离子反应生成酸根离子，金属离子可以与氢氧根离子生成氢氧化物；同理，酸性环境中，氧气得电子会与氢离子结合生成水。 (3)留心电子数 同一电池反应中，负极失电子总数等于正极得电子总数，在书写电极反应式时，要留心正负两极得失电子数相等。避免在利用电极反应式叠加得到总反应式，或总反应式与其中一极反应式相消得到另一极反应式时产生错误。 (4)抓住总反应 电池反应一般都是自发进行的氧化还原反应，在书写电极反应式时，有时未必能直接写出某一极反应式，对于陌生的电极反应式，写出其中一极反应式和总反应式，然后利用两式相消，是得出另一极反应式的常用方法。 3．燃料电池 (1)解答燃料电池题目的思维模型 (2)燃料电池电极反应式的书写步骤 ①“6”步突破燃料电池负极反应式的书写 ②熟记常见氧气正极电极反应式 正极 1．(2022·辽宁高考)某储能电池原理如图。下列说法正确的是(　　) A．放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋ B．放电时Cl－透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移 C．放电时每转移1 mol电子，理论上CCl4吸收0.5 mol Cl2 D．充电过程中，NaCl溶液浓度增大 答案　A 解析　放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正极反应：Cl2＋2e－===2Cl－，消耗氯气，故A正确；放电时，阴离子移向负极，放电时Cl－透过多孔活性炭电极向NaCl溶液中迁移，故B错误；放电时每转移1 mol电子，正极：Cl2＋2e－===2Cl－，理论上CCl4释放0.5 mol Cl2，故C错误；充电过程中，阳极：2Cl－－2e－===Cl2，消耗氯离子，NaCl溶液浓度减小，故D错误。 2．(2020·江苏高考