第6单元 第5课时 高考体现创新(2) 电化学原理的综合应用（Word教参）-【新高考方案】2024高考化学一轮复习（老教材 新高考）

第5课时：高考体现创新(2)——电化学原理的综合应用 创新发展(一)　串联电池 1．有外接电源电池类型的判断方法 有外接电源的各电池均为电解池，若电池阳极材料与电解质溶液中的阳离子相同，则该电池为电镀池。如： 则甲为电镀池，乙、丙均为电解池。 2．无外接电源电池类型的判断方法 直接判断 非常直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池等在电路中，则其他装置为电解池。如图所示：A为原电池，B为电解池。 根据电池中的电极材料和电解质溶液判断 原电池一般是两种活泼性不同的金属电极或一种金属电极和一个碳棒作电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能 发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图所示：B为原电池，A为电解池 根据电极反应现象判断 在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极，并由此判断电池类型。如图所示：若C极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电池，D是正极，C是负极；甲是电解池，A是阳极，B是阴极。B、D极发生还原反应，A、C极发生氧化反应 [典例]　(2023·潮州模拟)相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2SO4溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列说法不正确的是(　　) A．a电极的电极反应式为4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－ B．c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜 C．电池放电过程中，Cu(1)电极上的电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu D．电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得320 g NaOH [解析]　浓差电池放电过程中，Cu(1)电极上发生使Cu2＋浓度降低的还原反应，作正极，Cu(2)电极上发生使Cu2＋浓度升高的氧化反应，作负极，则a电极为电解池的阴极，H2O中的H＋得到电子发生还原反应生成H2，电极反应式为4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－，A项正确；电解过程中，硫酸钠溶液中的Na＋通过阳离子交换膜c进入阴极区，SO通过阴离子交换膜d进入阳极区，B项正确；电池放电过程中，Cu(1)电极作正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，C项正确；电池从开始工作到停止放电，正极区硫酸铜溶液的浓度由2.5 mol·L－1降低到1.5 mol·L－1，负极区硫酸铜溶液的浓度同时由0.5 mol·L－1升到1.5 mol·L－1，正极反应还原Cu2＋的物质的量为2 L×(2.5－1.5)mol·L－1＝2 mol，电路中转移4 mol电子，电解池的阴极生成4 mol OH－，即阴极区可得4 mol氢氧化钠，其质量为160 g，D项错误。 [答案]　D [思维建模]　串联类电池的解题流程 素养强化训练 1．某同学组装了如图所示的电化学装置。电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则(　　) A．电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极Ⅰ B．电极Ⅰ发生还原反应 C．电极Ⅱ逐渐溶解 D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu 解析：选A　首先应根据图示判断左边两池通过盐桥构成原电池，产生电流对右边硫酸铜溶液进行电解(相当于精炼铜)。电极Ⅰ为负极，电极Ⅱ为正极，所以电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极Ⅰ(电流方向与电子流动方向相反)，A正确。电极Ⅰ上铝失电子发生氧化反应，B错。电极Ⅱ上有铜析出，C错。电极Ⅲ的电极反应：Cu－2e－===Cu2＋，D错。 2．(2023·南昌联考)微生物电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。如图为MFC碳氮联合同时去除的转化系统原理示意图。下列说法正确的是(　　) A．好氧微生物反应器中反应为 NH＋2O2===NO＋2H＋＋H2O B．B极电势比A极电势低 C．A极的电极反应式 CH3COO－＋8e－＋2H2O===2CO2＋7H＋ D．当电路中通过1 mol电子时，理论上总共生成2.24 L N2 解析：选A　NH在好氧微生物反应器中转化为NO，NH＋2O2===NO＋2H＋＋H2O，故A正确；图示分析可知微生物燃料电池中氢离子移向B电极，说明A为原电池的负极，B为原电池的正极， B极电势比A极电势高，故B错误；A极的电极反应式为CH3COO－－8e－＋2H2O===2CO2＋7H＋，故C错误；当电路中通过1 mol电子时，理论上总共生成标准状况下的2.24 L N2，故D错误。 创新发展(二)　电化学计算 1．总体原则 电化学的反应是氧化还原反应，各电极上转移电子的物质的量相等，无论是单一电池还是串联电解池，均可抓住电子守恒计算。 2．解题关键 (1)电极名称要区分清楚。 (2)电极产物要判断准确。 (3)各产物间量的关系遵循电子得失守恒。 3．计算