热点强化20 特殊的电极活性物质放电类的电化学问题-【优化探究】2025年高考化学一轮复习高考总复习配套课件（苏教版2019）

第三单元　 电能转化为化学能 热点强化20 特殊的电极活性物质放电类的电化学问题 优化探究 大单元四　化学反应原理 　专题9　化学反应与能量变化 做题前要明确题中特殊的电极活性物质，因此需要熟悉如下几种情况： 1. 在阴极放电的阴离子 阴极发生得电子的还原反应，体现出放电离子的氧化性，一些阴离子的 氧化性比较强，当条件合适时可以在阴极放电。 在高考题中需要特别关注N 、Mn 、Cr2 等在特定环境下具有 氧化性的阴离子。 技法指导 2. 在阳极放电的阳离子 阳极发生失电子的氧化反应，本质是放电离子还原性的体现，但某 些处于较低价态的阳离子具有较强的还原性，可以在阳极放电发生 氧化反应。 3. 参与电极反应的含氧酸根离子 含氧酸根离子发生电极反应时可能并不是中心元素的价态发生改变，比 如HS 参与电极反应时，其中的H元素价态发生了变化。 4. 参与电极反应的分子 当条件合适的情况下，电中性的分子可能参与电极反应，其在参与电极 反应时，需要对电极进行特殊处理，如铂电极做成铂黑，使其表面粗 糙，增大接触面积，便于吸附中性分子。 方法技巧：不管是什么活性物质放电，原电池的负极一定是还原剂失电 子发生氧化反应，正极一定是氧化剂得电子发生还原反应；电解池的阳 极一定是还原剂失电子发生氧化反应，阴极一定是氧化剂得电子发生还 原反应。 1. (2023·山东德州高三三模)我国科学家研究出一种新型水系Zn－C2H2电池，其结构如图，该电池既能实现乙炔加氢又能提供能，a极的电极反应是 . ⁠。 C2H2＋2H2O＋ 2e－ C2H4＋2OH－ 热点训练 由题图可知，该电池b极为负极，a极为正极，则a极发生还原反应，电 极反应为C2H2＋2H2O＋2e－ C2H4＋2OH－。 2. (2023·河北衡水第二中学高三三模)纳米硅基锂电池是一种新型二次电 池，电池装置如图所示，电池反应式为 x FeS2＋4Li x Si x Fe＋2 x Li2S ＋4Si。充电时，a极电极反应式为 ⁠ ⁠。 x Fe＋2 x Li2S－4 x e－ 4 x Li＋＋ x FeS2 结合总反应可知，放电时硅基电极发生Li x Si－ x e－ Si＋ x Li＋，因 此b电极为放电时的负极，a电极为正极；充电时a电极为阳极，b电极为 阴极，a极电极反应为 x Fe＋2 x Li2S－4 x e－ 4 x Li＋＋ x FeS2。 3. 离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2C 和 AlC 组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。 钢制品应接电源的 ⁠极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳 离子不参与电极反应，阴极电极反应为 ⁠ ⁠。 若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为 ⁠。 负　 4Al2C ＋3e－ Al＋7AlC H2　 电镀时钢制品应作阴极，故应接电源的负极；目的是在钢制品上镀铝， 故阴极有Al产生，根据电荷守恒写出阴极发生的电极反应为4Al2C ＋ 3e－ Al＋7AlC ；若改用AlCl3水溶液作电解液，则是H＋在阴极放 电，即阴极产物为H2。 4. 铝及其化合物可用作蓄电池、耐酸设备及X射线的防护材料。回答下 列问题： PbO2可以通过石墨为电极，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电 解制取。阳极的电极反应为 ⁠， 阴极上观察到的现象是 ⁠；若电解液中不 加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应为 ⁠，这样做 的主要缺点是 ⁠。 Pb2＋＋2H2O－2e－ PbO2↓＋4H＋　 石墨电极上有红色物质析出　 Pb2＋＋2e－ Pb　 不能有效利用Pb2＋ 从实验目的来看应由Pb2＋价态升高变为PbO2，阳极电极反应为Pb2＋＋ 2H2O－2e－ PbO2↓＋4H＋，阴极反应为Cu2＋＋2e－ Cu，故阴极 石墨电极上有红色物质析出；电解液只有Pb(NO3)2溶液时，由于 c (Pb2 ＋)远大于 c (H＋)，则阴极发生的电极反应为Pb2＋＋2e－ Pb，导致Pb2 ＋的利用率降低，没有全部转化为产物PbO2。 5. 制备Na2S2O5可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。 (1)阳极的电极反应为 ⁠。 (1)阳极区为H2SO4溶液，故阳极反应为2H2O－4e－ O2↑＋4H＋。 2H2O－4e－ O2↑＋4H＋ (2)电解后， 室的NaHSO3浓度增加。 (2)电解后阳极区产生的H＋通过阳离子交换膜进入a室，发生反应：S ＋H＋ HS (S 结合H＋的能力比HS 强)，使a室的 NaHSO3浓度增加。 a　 (3)b室的 (填“NaHSO3”或 “Na2SO3”)浓度增加，原因 是 (用 电极反应说明)。 (3)b室为阴极区，电极反应为2HS ＋2e－ H2↑＋2S (H＋主要 来自HS 的电离)，故b室的Na2SO3浓度增加。 Na2SO3　 2HS ＋2e－ H2↑＋2S 6. 电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，为了使电解产物全部转 化为NH4NO3，需补充物质A，A是 ，说明理由： ⁠ ⁠ ⁠。 NH3　 根据总反 应：8NO＋7H2O 3NH4NO3＋2HNO3可知，电解产生了HNO3，应 补充NH3 观察图示转化，结合电极反应的对应关系得出，阴极反应：NO＋5e－＋ 6H＋ N ＋H2O，阳极反应：NO－ 3e－＋2H2O N ＋4H＋，总反应为 8NO＋7H2O 3NH4NO3＋2HNO3， 为了使电解产生的HNO3全部转化为NH4NO3， 应补充NH3，故物质A是NH3。 $$