第04讲 电化学原理的综合应用（复习课件）（全国通用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第04讲 电化学原理的综合应用 讲师：xxx 1 01 考情解码·命题预警 智能导览·极速定位 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 04 真题溯源·考向感知 考点一 电化学原理的综合应用 知识点1 二次电池的解题流程 知识点2 原电池中判断电极 知识点3 书写原电池电极反应式 知识点4 电池中电解质溶液中离子移动方向的判断 知识点5 燃料电池电极反应式的书写 知识点6 金属腐蚀快慢的判断方法 知识点7 电解池电极反应式的书写步骤 考向1 考查电极反应与物质变化分析 【思维建模】电极反应与物质变化分析 考向2 考查电化学装置的回路分析与粒子移动 【思维建模】回路分析与粒子移动 考向3 考查电化学装置中溶液性质的变化分析 【思维建模】溶液性质的变化分析 考点二 离子交换膜的类型及其应用 知识点1 离子交换膜的种类 知识点2 离子交换膜的应用及解题流程 考向1 考查离子交换膜的类型与功能识别 【思维建模】离子交换膜的应用分析 考向2 考查离子交换膜作用机制与离子迁移分析 思维建模 离子迁移方向及膜的选择 考向3 考查离子交换膜在工业中的应用与装置设计 【思维建模】离子交换膜的应用 考点三 电化学综合计算 知识点1 计算依据——三个相等 知识点2 电化学计算的三种常用方法 知识点3 分阶段电解计算技巧 考向1 考查守恒法在电化学计算中的应用 【思维建模】电子守恒法的应用 考向2 考查电化学计算中复杂动态过程分析思维建模 复杂动态过程分析 考向3 考查多池串联与混合体系的电化学计算 【思维建模】多池串联与混合体系的电化学计算 01 考情解码·命题预警 考情透视·目标导航 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 电化学原理的综合应用 选择题 非选择题 河北卷T10，3分 湖南卷T9，3分 江西卷T11，3分 甘肃卷T7，3分 辽宁卷T7，3分 全国乙卷T12，6分 离子交换膜的类型及其应用 选择题 非选择题 云南卷T13，3分 河南卷T12，3分 福建卷T9，3分 重庆卷T9，3分 山东卷T11，3分 河北卷T13，3分 电化学综合计算 选择题 非选择题 重庆卷T10，3分 广东卷T14，3分 广东卷T16，3分 湖南卷T10，3分 广东卷T16，3分 全国甲卷T12，6分 4 考情透视·目标导航 考情分析 电化学内容是高考试卷中的常客，是氧化还原反应知识的应用和延伸，命题在继续加强基本知识考查的基础上，更加注重了试题题材的生活化、实用化、情境化，同时也加强了不同知识间的相互渗透与融合，试题的背景较为新颖，侧重考查分析判断、获取信息解答问题及计算能力。题型有以新型电池为背景的选择题和以电极反应式书写为主的填空题，通常考查的知识点是从闭合回路的形成角度分析原电池、电解池的工作原理，电极的判断，电极反应式的书写，电子的转移或电流的方向和溶液中离子的移动方向的判断，溶液pH的变化，离子交换膜作用，有关计算，理解原电池和电解池原理的实际应用等，难度一般偏大。解题时要求掌握“结合反应原理，根据元素化合价变化，正确判断电极发生的反应和书写电极反应方程式”的方法。 复习目标 1.能以变化观念认识电化学反应的本质是氧化还原反应,能多角度、动态分析电化学反应,并运用电化学原理解决实际问题。 2.能运用原电池、电解池模型示意图解释电极及电池反应现象,揭示“放电”“充电”时现象的本质与规律。培养证据推理意识 3.能够发现和提出有探究价值的新型化学电源、确定探究目的,设计探究方案,进行实验探究,能根据实验现象总结规律,培养科学探究与创新意识。 4.通过原电池和电解池等电化学问题在环境污染与防治应用，以培养学生科学态度与社会责任。 5 02 体系构建·思维可视 知识导图·思维引航 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 电化学原理的综合应用 知识点1 二次电池的解题流程 第一步：读题 第二步 确定装置类型 第三步 判断电极名称 第四步 写出电极反应 第五步 分析离子移动 逐字逐句读，挖掘关键字，找到对解题有价值的信息，并作标记。 放电为______池，充电为______池。 原电 电解 放电时的正极为充电时间____极，放电时的负极为充电时的____极。 阳 阴 放电时的正极反应颠倒过来为充电时的______反应； 放电时的负极反应颠倒过来为充电时的阴极反应。 阳极 由生成一极向______一极移动；区域变化：生成区，消耗区， ______；消耗区，生成区，______。 消耗 增大 减小 考点一 电化学原理的综合应用 知识点2 原电池中判断电极 判断方法 正极 负极 反应类型 发生还原反应 发生氧化反应 电子移动方向 电子流进 电子流出 电流移动方向 电流流出 电子流进 离子移动方向 阳离子移向 阴离子移向 电极现象 有固体析出、质量增加 或不变或有气体产生 一般不断溶解、质量减轻 考点一 电化学原理的综合应用 知识点3 书写原电池电极反应式 1.直接书写 (1)列物质标得失：电极反应物产物及得失电子数。 (2)看环境配守恒：在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极产物，即 等是否参加反应，遵守____守恒、____守恒、________守恒。 (3)两式加验总式：两电极反应式相加，与总反应式对照验证。 电荷 质量 得失电子 第一步，写出电池总反应式。 第二步，写出电极的______反应式。 第三步，负极反应式____________________。 正极 总反应式-正极反应式 2.间接书写 考点一 电化学原理的综合应用 知识点4 充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断 分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应进行分析。 1.首先应分清电池是放电还是充电。 2.再判断出正、负极或阴、阳极。 放电：阳离子____极，阴离子____极； 充电：阳离子____极，阴离子____极； 总之：阳离子发生______反应的电极；阴离子发生______反应的电极。 正 负 阴 阳 还原 氧化 考点一 电化学原理的综合应用 知识点5 燃料电池电极反应式的书写 第一步：写出电池总反应式。 燃料电池的总反应与燃料燃烧的反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加合后的反应。如甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应如下： ① ② ①②可得甲烷燃料电池的总反应式：___________________________________。 考点一 电化学原理的综合应用 知识点5 燃料电池电极反应式的书写 第二步：写出电池的正极反应式。 根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是，因电解质溶液不同，故其电极反应也会有所不同： 燃料电池电解质 正极反应式 酸性电解质 碱性电解质 固体电解质(高温下能传导 熔融碳酸盐(如熔融 第三步：________________________________电池的负极反应式。 电池的总反应式-电池的正极反应式 考点一 电化学原理的综合应用 知识点6 金属腐蚀快慢的判断方法 1.对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀____原电池原理引起的腐蚀____化学腐蚀____有防护措施的腐蚀。 ＞ ＞ ＞ 2.对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中____弱电解质溶液中____非电解质溶液中。 ＞ ＞ 3.活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越____。 快 4.对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越____。 快 考点一 电化学原理的综合应用 知识点7 电解池电极反应式的书写步骤 1.一判 判断电解池的阴、阳极； 2.二看 看清电解池的阳极材料是______电极还是______电极(除外的金属电极一般为______电极)； 惰性 活性 活性 3.三写 (1)阳极 ①活性电极：电极材料________，生成相应的____________； ②惰性电极：阴离子_______，生成相应的_____或_____化合物。 (2)阴极:阳离子________，生成相应的______或______化合物 失电子 金属阳离子 失电子 单质 高价 得电子 单质 低价 【得分速记】 通常电极反应可以根据阳极材料和电解质溶液的性质进行判断，但在高考题中往往需要结合题给信息进行判断。 考点一 电化学原理的综合应用 知识点8 原电池、电解池、电镀池和可充电电池的判定 1.若____外接电源，可能是______池，然后根据______池的形成条件判定； 无 原电 原电 2.若____外接电源，两极______电解质溶液中，则可能是______池或______池，当阳极 金属与电解质溶液中的金属离子相同则为______池； 有 插入 电解 电镀 电镀 3.若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能发生_________________的 装置为原电池。 自发氧化还原反应 4.可充电电池的判断：放电时相当于______池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应； 充电时相当于______池，放电时的正极变为电解池的阳极，与外电源正极相连，负极变 为阴极，与外电源负极相连。 原电 电解 考点一 电化学原理的综合应用 得分速记 判断电池类型 确定电极名称 书写电极反应 解答实际问题 有外接电源 无外接电源 电解池 能自发发生氧化还原反应 不能自发发生氧化还原反应 原电池 电解池 原电池 电解池 正极、负极 阳极、阴极 根据原电池原理书写 根据电解池原理书写 阴、阳极反应式 正、负极反应式 根据电化学原理及电极反应式 根据“串联”电池各级转移电子数相等 进行计算 判断正误 考点一 电化学原理的综合应用 考向1 考查电极反应与物质变化分析 例1 湖南·三模)胶体电池是铅酸蓄电池的一种发展分类，它是在硫酸中添加胶凝剂，使硫酸电液变为胶态，具有使用寿命长、安全稳定等优点。如图是一种胶体液流电池工作原理，下列说法不正确的是( ) B A.该电池中较大离子直径约为 1×10−9∼1×10−7m B.充电时，储罐乙所在电极接 直流电源正极 C.放电时，负极反应为 D.放电时，若外电路转移1mol 电子，理论上储罐甲质量增加1g 考点一 电化学原理的综合应用 考向1 考查电极反应与物质变化分析 放电—正极： 放电—负极： 【解析】胶体的粒子直径为，故该胶体液流电池中较大离子直径约为，A正确； 根据电池工作原理图储罐乙充电时，发生电极反应：，作阴极，接在直流电源的负极，B错误； 根据电池工作原理图放电时，负极反应为： ，C正确；转移电子时，理论上有从右向左迁移，则储罐甲质量增加正确； 故选B。 考点一 电化学原理的综合应用 考向1 考查电极反应与物质变化分析 【变式训练变载体】江苏扬州·模拟预测)新型锂硫电池能实现快速充电，其充电的工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A A.充电时，电极接外电源负极 B.充电时石墨电极发生的反应为： C.放电时从石墨电极向电极迁移 D.放电时每转移电子，电极生成硫 考点一 电化学原理的综合应用 考向1 考查电极反应与物质变化分析 阳极: 阴极:S+2e-+2Li+=Li2S 离子移向 放电：“正正负负” 充电：“阴阳相反” 【解析】由分析可知，充电时，电极为阴极，在电解池中，阴极接外电源负极，A正确；由分析可知，充电时石墨电极上被氧化为，电极反应式为：，B错误；放电时该装置作原电池，石墨电极作正极，电极作负极，原电池中阳离子移向正极，则放电时从电极向石墨电极迁移，C错误；放电时，电极作负极，电极反应式为：，由电极反应式可知，每转移，电极生成，其质量为错误； 故选A。 考点一 电化学原理的综合应用 考向1 考查电极反应与物质变化分析 【变式训练2变考法】湖北武汉·二模)羟基自由基具有极强的氧化能力，它能有效地氧化降解废水中的有机污染物。在直流电源作用下，利用双极膜电解池产生羟基自由基处理含苯酚废水和含甲醛废水，原理如图所示。已知：双极膜中间层中的解离为和。下列说法错误的是（ ） D A.M极电极反应式： B.电极电势： C.每处理甲醛，理论上有 透过膜b D.通电一段时间后，理论上苯酚和甲醛转化生成物质的量之比为 考点一 电化学原理的综合应用 考向1 考查电极反应与物质变化分析 用电解原理进行分析 [阴极] [阳极] 【点睛】电极电势大小比较：电子从高电势向低电势。 【解析】电极通入，发生反应生成自由基，反应式为：作阴极，故A正确； 由上述分析可知，M作阴极，N为阳极，故电极电势：，故B正确；甲醛与反应生成的反应：甲醛为有 透过膜故C正确；根据氧化还原反应规律，甲醛生成转移苯酚生成转移 ，理论上苯酚和甲醛转化生成物质的量之比为6：7，故D错误；答案选D。 考点一 电化学原理的综合应用 考向1 考查电极反应与物质变化分析 【变式训练 】【新技术与学科知识结合】河北·一模)用于 )转化为 )的液流燃料电池的结构和原理示意图如下图所示。该系统采用了酸性-碱性电解液的不对称设计，使用作为M极电解液，使用作为N极电解液。下列说法正确的是（ ） A.电子由N极通过外电路转移到M极 B.M极的电极反应为 C.理论上，随反应进行需要及时添加 D.理论上，当消耗时生成 D 考点一 电化学原理的综合应用 考向1 考查电极反应与物质变化分析 N极V化合价得电子，则N极为正极 M极为负极： 。 在NO、的催化下与氧 气反应生成和。 【解析】 据分析，N极为正极，M极为负极，电子由M极通过外电路转移到N极，故A错误； 据分析，M极的电极反应为 ，故B错误；由图示可知，通过通入氧气再生，循环利用，无需添加，故C错误； 根据电子守恒，列出关系式： ，故D正确；故答案为D。 考点一 电化学原理的综合应用 考向1 考查电极反应与物质变化分析 【思维建模】电极反应与物质变化分析 1.电极反应式书写与分析 ①判断电极属性(正/负极、阴/阳极)及反应类型(氧化/还原)； ②依据电解质环境(酸碱性、离子浓度)书写半反应式，注意介质对产物的影响(如酸性环 境阴极析、碱性环境生成； ③典型考法：新型电池(燃料电池、可充电电池)的电极反应书写。 2.电极现象与产物判断 ①观察电极质量变化(如精炼铜时阳极溶解、阴极增重)、气体生成等； ②结合放电顺序分析离子反应优先级(如阳极： 。 考点一 电化学原理的综合应用 考向2 考查电化学装置的回路分析与粒子移动 例1 河北·模拟预测)利用电解质高选择性传递自由基阳离子，通过电解可使苯并呋喃类有机物与乙烯基重氮化合物的环化成为可能，其工作原理如图所示，工作过程中电极上电子利用率只有。下列说法正确的是（ ） A.电流流动方向：正极极电解质极负极 B.Y电极反应式为 C.工作过程中，移向Y电极的阳离子只有 D.当制得1mol 时，理论上电路中转移 A 考点一 电化学原理的综合应用 考向2 考查电化学装置的回路分析与粒子移动 + - 阳极 -e- = 阴极 + e-= +N2↑ 【解析】A．由分析可知，与直流电源正极相连的X极为电解池的阳极，Y极为阴极，则电流流动方向为正极→X极→电解质→Y极负极，故A正确；B．由分析可知，Y极为阴极， 在阴极得到电子发生还原反应生成 和氮气，电极反应式为 + e-= +N2↑，故B错误；C．由分析可知，电解液中的阳离子为 和 ，所以向阴极移动，故C错误；D．由分析可知，Y极为阴极，在阴极得到电子发生还原反应生成 和氮气，电极反应式为 + e-= +N2↑，则制得1mol 时，理论上电路中转移电子为=mol，故D错误；故选A。 考点一 电化学原理的综合应用 考向2 考查电化学装置的回路分析与粒子移动 【变式训练变载体】河南开封·三模)摄取一定量的溴酸盐会使人出现恶心、腹泻等症状。某科研团队设计在 上电催化处理的原理如图所示。下列说法正确的是（ ） B A.电子流向：电解质溶液 B.P极上的电极反应式为 C.若电源为铅蓄电池，则N极为Pb电极 D.每处理，理论上阳极区溶液质量减少 考点一 电化学原理的综合应用 考向2 考查电化学装置的回路分析与粒子移动 【突破口】 由此判断，P为阴极 阴极 负极 正极 阳极 电子方向 电子方向 电子不下水，内电路由离子定向移动形成闭合回路 【解析】 由分析可知，P为阴极，R为阳极，M为负极，N为正极，电子不能经过电解质溶液，电子流向:，，A错误； 由分析可知，P为阴极，P极上发生还原反应，该电极的电极反应式为，B正确； 由分析可知，N为正极，若电源为铅蓄电池，则N极为电极，电极是负极，C错误； 由B项分析可知，每处理，电路上转移电子为，则理论上阳极区释放， 同时有经过质子交换膜由阳极区进入阴极区，故溶液质量减少错误；故答案为：B。 考点一 电化学原理的综合应用 考向2 考查电化学装置的回路分析与粒子移动 【变式训练变考法】北京海淀·三模)简易氢氧燃料电池的实验装置如图所示。实验过程如下：先闭合，一段时间后断开，闭合。下列说法不正确的是( ) A.闭合时，向电极a迁移 B.闭合一段时间后，电极b附近溶液变为红色 C.闭合时，电极a为正极 D.闭合后短时间内，电极b的电极反应： D 考点一 电化学原理的综合应用 考向2 考查电化学装置的回路分析与粒子移动 断开，闭合时，该装置为电解池 a为阳极：， b为阴极：； 断开，闭合，则形成氢氧燃料电池 a极为正极，b极为负极； 【解析】闭合时，该装置为电解池，阴离子向阳极a极移动，A正确； 闭合时，b极为阴极，水得到电子发生还原反应生成氢气： ，使得溶液显碱性，附近溶液变为红色，B正确； 由分析，闭合时，电极a为正极，C正确；闭合后短时间内，电极b为负极，氢气失去电子发生氧化反应生成水：，D错误；故选D。 考点一 电化学原理的综合应用 考向2 考查电化学装置的回路分析与粒子移动 【变式训练 】【电池技术与学科知识结合】贵州铜仁·模拟预测)锌-空气二 次电池具有性能高、寿命长的可充电等优点，其原理如图所示。下列说法错误的是( ) D A.放电过程中，b极的电极电势高于a极的电极电势 B.放电过程中，由b极区向a极区迁移 C.充电过程中，a极的电极反应为： D.充电过程中，电极附近溶液均不变 考点一 电化学原理的综合应用 考向2 考查电化学装置的回路分析与粒子移动 【解析】 原电池工作时，正极的电极电势高于负极的电极电势，则放电过程中，b极的电极电势高于a极的电极电势，A正确； 放电过程中，阴离子向负极移动，则由b极区向a极区迁移，B正确；充电过程中，a极为阴极， 得电子转化为等，电极反应为：正确； 充电过程中，a极反应为极反应为，则电极附近溶液均发生改变，D错误；故选D。 考点一 电化学原理的综合应用 考向2 考查电化学装置的回路分析与粒子移动 【思维建模】回路分析与粒子移动 1.电流与电子流向 (1)原电池：电子由负极正极，电流由正极负极； (2)电解池：电子由电源负极阴极，阳极电源正极。 2.‌离子迁移方向 (1)原电池：阴离子移向负极，阳离子移向正极； (2)电解池：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。‌ 3.‌盐桥作用‌：平衡电荷、形成闭合回路(盐桥中离子定向移动)。 考点一 电化学原理的综合应用 考向3 考查电化学装置中溶液性质的变化分析 例3 黑龙江大庆·模拟预测)全钒液流储能电池 是利用不同价态离子发生氧化还原反应来实现化学能 和电能相互转化的，其装置原理如图，下列说法错误 的是( ) C A.当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为 VO B.充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由绿色变为紫色 C.放电过程中氢离子的作用只是参与正极反应 D.充电时若转移的电子数为个，左槽溶液中的变化量为 考点一 电化学原理的综合应用 考向3 考查电化学装置中溶液性质的变化分析 放电-负极： 放电-正极： 充电-阴极 充电-阳极 【解析】当左槽溶液逐渐由黄变蓝，则VO转化为：VO不符合题意； 充电，右槽为阴极，发生还原反应：，右槽溶液颜色逐渐由绿色变为紫色，B不符合题意； 放电过程中溶液中的氢离子通过交换膜进入正极区，正极：，所以氢离子的作用是参与正极反应、平衡电荷，C符合题意；充电时若转移的电子数为个、其物质的量为，左槽：，则生，同时有从左槽移出，所以左槽溶液中的物质的量实际增加了，左槽溶液中的变化量为不符合题意；故选C。 考点一 电化学原理的综合应用 考向3 考查电化学装置中溶液性质的变化分析 【变式训练变载体】山西·模拟预测)微生物电池除去废水中 的装置如 图所示。下列说法正确的是（ ） D A.石墨电极的表面发生了还原反应 B.不锈钢表面的电极反应为 C.高温条件可以加快的除去速率 D.电池工作一段时间后，左侧废水的值可能会升高 考点一 电化学原理的综合应用 考向3 考查电化学装置中溶液性质的变化分析 负极： 正极： 【解析】该电池是原电池，正极反应：，负极反应：，石墨电极表面发生了氧化反应，A错误；不锈钢表面的电极反应为，B错误； 微生物电池不适于在高温下工作，其工作环境通常是常温，以确保微生物的活性和电池的正常运行，C错误；左侧每消可以生成，但是有从左侧通过质子交换膜移向右侧，所以左侧废水的 可能会升高，D正确；故选D。 考点一 电化学原理的综合应用 考向3 考查电化学装置中溶液性质的变化分析 【变式训练变考法】山西·二模)一种以二硫化钼作为电极催化剂的电池系统，将尾气中NO转化为的同时获得电能，其工作原理如图所示(双极膜可将水电离为和，并能定向通过)。下列说法正确的是( ) A.双极膜中移向溶液 B.M极的电极反应为 C.电解过程中两极室的电解质溶液的浓度均减小 D.当M极质量增大，则N极生成的在标准状况下的体积为 C 考点一 电化学原理的综合应用 考向3 考查电化学装置中溶液性质的变化分析 电极为负极: 电极为正极: 两极区均有水生成，双极膜可将水解离为 和 并实现其定向通过 【解析】为负极，电极反应为，MoS为正极，电极反应为，故双极膜中移向正极区溶液，移向NaOH溶液，A错误； 由上述分析可知，M极反应应生成错误；电解过程中两极均生成，电解质溶液的浓度均减小，C正确；当M极质量增大，电路中转移电子，在N极生成，标准状况下为错误；答案选C。 考点一 电化学原理的综合应用 考向3 考查电化学装置中溶液性质的变化分析 【变式训练 】【新技术与学科知识结合】河南·二模)近日，浙江大学一 课题组创建光电共轭聚合物网络用于太阳能驱动硝酸盐转化产氨和氧气。模拟装置如图所示。下列叙述正确的是( ) A.上述装置可实现太阳能全部转化成化学能 B.M极反应式为 C.装置工作一段时间后，N极区溶液升高 D.同温同压下，生成时理论上逸出 B 考点一 电化学原理的综合应用 考向3 考查电化学装置中溶液性质的变化分析 【解析】太阳能转化为化学能时，有部分能量转化为热能，A错误；极上得电子发生还原反应生成氨气，电极反应为，B正确；在N极失电子发生氧化反应生成，电极反应式为，故N极区溶液降低，C错误；根据得失电子守恒，，同温同压下，气体体积之比等于其物质的量之比，生成时理论上逸出体积为，D错误；故答案选B。 考点一 电化学原理的综合应用 考向3 考查电化学装置中溶液性质的变化分析 【思维建模】溶液性质的变化分析 1.与离子浓度变化 电解含氧酸盐溶液(如时，不变；电解活泼金属含氧 酸盐(如类似 电解不活泼金属盐(如时，阳极析使上升，阴极析 使基本不变。 2.溶液复原策略 电解后加CuO恢复原浓度；电解NaCl后通HCl恢复原态。 离子交换膜的类及其应用 考点二 知识点1 离子交换膜的种类 1.阳离子交换膜(只允许________________通过，阻止______________通过) 以锌铜原电池为例，中间用阳离子交换膜隔开 ①负极反应式：__________________ ②正极反应式：__________________ ③通过阳离子交换膜进入______区 ④阳离子透过阳离子交换膜原电池____极(或电解池的____极) 正极 正 阴 阳离子和水分子 阴离子和气体 离子交换膜的类及其应用 考点二 知识点1 离子交换膜的种类 2.阴离子交换膜(只允许________________通过，阻止______________通过) 以为电极电解淀粉KI溶液，中间用阴离子交换膜隔开 ①阴极反应式：__________________________ ②阳极反应式：_____________ ③阴极产生的移向阳极与阳极产物反应： _____________________________ ④阴离子透过阴离子交换膜电解池___极(或原电池的____极) 阴离子和水分子 阳离子和气体 阳 负 离子交换膜的类及其应用 考点二 知识点1 离子交换膜的种类 3.质子交换膜(只允许____________通过) _ 在微生物作用下电解有机废水(含，可获得清洁能源 ①阴极反应式：__________________ ②阳极反应式：________________________________________ ③阳极产生的通过质子交换膜移向阴极 ④透过质子交换膜原电池____极(或电解池的____极) 和水分子 正 阴 4.双极膜 由一张阳膜和一张阴膜复合制成。该膜特点是在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的解离成_________并通过阳膜和阴膜分别向两极区移动，作_________离子源 和 和 离子交换膜的类及其应用 考点二 知识点2 离子交换膜的应用及解题流程 1.电渗析法中的离子交换膜 将含的废水再生为和的原理：已知A为金属活动顺序表H之前的金属，为含氧酸根离子 离子交换膜的类及其应用 考点二 知识点2 离子交换膜的应用及解题流程 2.有关离子交换膜的解题流程 第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳离子交换膜、阴离子交换膜或质子交换膜中的 哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。 第二步，写出电极反应，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断 离子迁移方向。 第三步，分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间 发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向1 考查离子交换膜的类型与功能识别 例1 山西·三模)工业上用单池双膜三液装置(如下图)，依据电解原理电解制备和，下列说法正确的是( ) D A.导线X接外电源的负极 B.N电极的电极反应方程式为 C.每当产生标准状况下气体A， Ⅲ室溶液的质量理论上减少 D.离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向1 考查离子交换膜的类型与功能识别 【思路】电极M区进入的稀硝酸，出来的是浓硝酸，则M为阳极，水被氧化得到氧气和氢离 子，A为氧气，硝酸根向左移动，左侧可制得硝酸，N为阴极，水放电产生氢气和氢氧根，B为氢气，铵根向右移动，二者反应得到浓氨水。 【解析】由分析可知，Ⅰ室中电极产生，电极反应式为，发生氧化反应，电极M为阳极，接外电源的正极，A错误； 由分析可知，电极N为阴极，电极反应式为，B错误；每当产生标准状况下，根据电子守恒，Ⅲ室溶液中就要生成，质量减少，同时依据电荷守恒，通过阳离子交换膜进入Ⅲ室，溶液质量增加，所以Ⅲ室溶液的质量理论上共增加，C错误； 根据电解装置图中物质的进出以及所要制备的物质，可知Ⅱ室中的要进入Ⅰ室，所以离子交换膜Ⅰ为阴离子交换膜。要进入Ⅲ室，离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜，D正确；故选D。 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向1 考查离子交换膜的类型与功能识别 【变式训练变载体】湖南·模拟预测)碱性条件下(电解质溶液为KOH溶液)，电催化共还原与制备乙酰胺是一种碳中和与废水处理有机结合的绿色电化学策略，其装置如图所示。下列说法错误的是（ ） A.离子交换膜为阴离子交换膜 B.M极存在电极反应： C.理论上，N极收集到气体标准状况下 极可制得乙酰胺的质量为 D.与为制备乙酰胺的中间产物 C 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向1 考查离子交换膜的类型与功能识别 [阴极] [阳极] 生成的和在催化剂作用下转化为再转化为，最后再转化为达到处理废水目的 【解析】根据分析，M极为阴极，产生，N极为阳极，因电解质溶液为KOH溶液，则阳极会消耗，，损耗的需要从M极区交换到N极区，则离子交换膜为阴离子交换膜，A正确； 根据分析，在M极反应之一为：，B正确； 根据分析及电解图可知，每生成乙酰胺需要转移，则N极收集到标准状况下气时，根据分析，N极产生的气体为，生要转移，则M极理论上可制得乙酰胺的质量为，C错误；根据分析及电解图可知，与转化为，说明与为中间产物，D正确；故答案为：C。 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向1 考查离子交换膜的类型与功能识别 【思维建模】常见的尾气处理方法 离 子 交 换 膜 功能 类型 作用 类型判断 使离子选择性定向移动，平衡整个溶液的离子浓度和电荷 阳离子交换膜 质子交换膜 阴离子交换膜 只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过 只允许阴离子通过，阻止阳离子和气体通过 只允许质子（H+）通过 隔离某些物质，防止发生反应 用于物质的制备 物质分离、提纯 根据电解质溶液呈电中性的原则，判断膜的类型 (1) 首先写出两电极上的电极反应，根据电极反应式确定该电极负极哪种离子剩余 (2)根据溶液呈电中性，判断出离子移动的方向，从而确定离子交换膜的类型 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向1 考查离子交换膜的类型与功能识别 【变式训练2变考法】河南·三模)电催化还原制CO对减少温室气体排放具有重要意义，装置如图所示。图中的双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法错误的是（ ） A.M接电源正极 B.N极电极反应式为 C.制得，理论上外电路中迁移了电子 D.双极膜中间层中的在外电场作用下向M电极方向迁移 A 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向1 考查离子交换膜的类型与功能识别 【解析】转化为CO需要得到电子，则M电极是阴极，连接电源的负极，A错误；极是阳极，N极电极反应式为，B正确；碳元素化合价从降低到，所以制得，理论上外电路中迁移了电子，C正确；阳离子向阴极移动，则双极膜中间层中的在外电场作用下向M电极方向迁移，D正确；故选A。 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向1 考查离子交换膜的类型与功能识别 【变式训练 】【环境保护与学科知识结合】湖南永州·模拟预测)利用在碱性条件下实现废水中Cr(Ⅲ)的回收，铬的去除率大于，其装置如图所示。下列说法正确的是( ) B A.膜a，膜b均为阳离子交换膜 B.废水室中反应的离子方程式为 C.反应一段时间后，阴极区溶液的减小 D.通电过程中石墨N极每产生气体， 则双极膜内减少 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向1 考查离子交换膜的类型与功能识别 [突破口]氢离子的移动方向，确定电极 阴极 阳极 阴离子交换膜 阳离子交换膜 [突破口]电荷守恒，确定离子移向，确定膜种类 【解析】 由分析可知，膜a为阴离子交换膜，膜b均为阳离子交换膜，A错误；依据图中物质，废水室中在碱性条件下被氧化生成，反应的离子方程式为，B正确； 由分析可知，N为阴极，在阴极氢离子得到电子生成氢气，但是同时双极膜中的氢离子向阴极移动，则反应一段时间后，阴极区溶液的pH不变，C错误； 没有给出气体所处的条件，无法计算氢气的物质的量，则无法计算减少的质量，D错误；故选B。 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向1 考查离子交换膜的类型与功能识别 【思维建模】离子交换膜的应用分析 1.阳离子交换膜：仅允许阳离子(如 及水分子通过，拦截阴离子及气体 (如 。 应用场景：氯碱工业中隔离阳极室与阴极室，防止副反应 及爆炸风险混合 2.阴离子交换膜：仅允许阴离子(如通过，拦截阳离子及气体典型应用：淀粉 溶液电解中平衡迁移，辅助生成。 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向1 考查离子交换膜的类型与功能识别 【思维建模】离子交换膜的应用分析 3.质子交换膜：仅允许(质子)及水分子通过用途：燃料电池、电解制 中定向传导 维持电荷平衡。 4.‌双极膜‌：特殊复合膜(阳膜+阴膜)，通直流电时膜内水解离为H+和OH-，分别移向阴 极和阳极‌。作用‌：调控反应体系pH，如电解法合成甘氨酸时提供酸碱性环境‌。 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向2 考查离子交换膜作用机制与离子迁移分析 例3 河南·模拟预测)乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的解离为和，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是（ ） A.铅电极的电势高于石墨电极的电势 B.阳极上的电极反应式为： C.制得2mol乙醛酸，理论上外电路中迁移4mole- D.双极膜中间层中的H＋在外电场作用下向铅电 极方向迁移 D 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向2 考查离子交换膜作用机制与离子迁移分析 阴极，乙二酸生成乙醛酸 阳极，Br−氧化为Br2，生成的Br2再氧化乙二醛生成乙醛酸 阳离子交换膜 阴离子交换膜 【解析】乙二酸的分子式为，乙醛酸的分子式为，碳原子的化合价由乙二酸的价变为乙醛酸的价，化合价降低得到电子发生还原反应，则铅电极与电源负极相连，为电解池的阴极，铅电极的电势低于石墨电极的电势，A项错误；右侧为阳极，发生氧化反应，电极反应为项错误；阳极区和阴极区均有乙醛酸生成，且乙二酸转化为乙醛酸、与乙二醛转化为乙醛酸均转移电子，根据电子守恒，则制得 乙醛酸，理论上外电路中迁移了电子，C项错误； 阳离子向阴极移动，则向铅电极移动，D项正确；故选D。 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向2 考查离子交换膜作用机制与离子迁移分析 【变式训练变载体】广西柳州·模拟预测)我国科技工作者设计了如图所示的可充电电池，以为电解质，电解液中加入1，3-丙二胺以捕获，使放电时还原产物为下列说法错误的是（ ） B A.放电时，多孔碳纳米管电极反应为 B.充电时，通过阳离子交换膜从左室传递到右室 C.PDA会捕获，让原本正极的气-液-固三相反应变 为液-固两相反应，利于加快反应速率 D.放电时，每转移电子，理论上可转化 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向2 考查离子交换膜作用机制与离子迁移分析 放电-电极-负极： 充电-电极-阴极： 放电-多孔碳纳米管电极-正极： 充电-多孔碳纳米管电极-阳极： 【解析】 根据分析，放电时，多孔碳纳米管电极反应为，A正确； 根据分析，充电时左室为阴极，应从右室通过阳离子交换膜到左室，B错误； 根据题意可知，电解液中加 入1，3-丙二胺可以捕获，使气相进入液相的PDA中，让原本正极的气-液-固三相反应变为液-固两相反应，利于加快反应速率，C正确； 根据放电时的电极反应式可知，每转移电子，有参与反应，因此每转移电子，理论上可转化正确；故 选B。 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向2 考查离子交换膜作用机制与离子迁移分析 【变式训练2·变考法】河南·模拟预测)用单原子和纳米作串联催化剂，通过电解法可将转化为乙烯，实验装置如图所示[已知：电解效率]。其中双极膜是由阳膜和阴膜制成的复合膜，在直流电场的作用下，双极膜复合层间的电离出的和可以分别通过膜移向两极。下列说法错误的是（ ） C A.电解池工作时，双极膜中电离出的流向电极a B.纳米催化剂上发生的反应为 C.若乙烯的电解效率为，电路中通过电子时， 产生乙烯 D.电解结束后双极膜右侧区域保持不变 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向2 考查离子交换膜作用机制与离子迁移分析 【解析】电极a为电解池的阴极，电极b为电解池的阳极，则双极膜中电离出的流向电极项正确； 由图可知，一氧化碳在纳米铜上得到电子生成乙烯，发生的反应为，B项正确； 若乙烯的电解效率为，电路中通过电子时，根据公式可知生成乙烯所用的电子的物质的量为，二氧化碳转化为乙烯的总电极反应为，则当生成乙烯所用的电子的物质的量为时，电极a上产生乙烯，C项错误； 电解池工作时，b电极上消耗多少，双极膜中复合层间的就会电离出等量补充到阳极区，故电解结束后双极膜右侧区域保持不变，D项正确；答案选C。 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向2 考查离子交换膜作用机制与离子迁移分析 【变式训练 】【新技术与学科知识结合】黑龙江大庆·模拟预测)某大学实验室研究出一种微生物电解池产甲烷技术(原理如图所示)，它以微生物为催化剂，以外界输入的较小电能为能量来源，将乙酸、地沟油等有机物转化为甲烷，电解池工作时，下列叙述正确的是( ) C A.该生物电解池在高温环境下能够加快反应速率 B.若有机物为乙酸，则a电极为阴极 C.a电极产生16mol电子时，b电极产生的甲烷气体少于32g D.在电场驱动下由b电极通过中间隔膜迁移至a电极 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向2 考查离子交换膜作用机制与离子迁移分析 【解析】 高温环境下生物催化剂活性细菌失去活性，不具有催化作用，反应速率会降低，A错误；乙酸生成发生氧化反应，a电极为阳极，B错误； 极上发生和两个反应，若只有反应发生，电子生成，质量为，还有发生，故生成的甲烷的质量少于正确； 电解过程中阳离子向阴极移动，通过交换膜向b电极迁移，D错误；答案选C。 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向2 考查离子交换膜作用机制与离子迁移分析 【思维建模】离子迁移方向及膜的选择 (1)电解池：阳离子阴极，阴离子阳极；原电池：阳离子正极，阴离子负极。 (2)关键技巧：先写电极反应，确定电极区离子剩余情况(如阴极消耗 剩余，需 阳离子迁入平衡电荷)。 (3)根据电荷守恒判断膜类型(如阴极室需阳离子进入 选择阳膜 2.膜的选择依据 目标需求 膜类型选择 实例说明 隔离产物防副反应 阳离子交换膜 氯碱工业防接触 平衡电荷调控 双极膜 次磷酸制备 定向传递 质子交换膜 电解制HCOOH 1.迁移方向判断 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向3 考查离子交换膜在工业中的应用与装置设计 例3 贵州毕节·二模)一种装载Sn双原子双层带电膜电极材料可将硝酸盐还原为，为低浓度的硝酸盐污染提供高效实用的解决方案，工作原理如图所示。下列说法错误的是( ) A.装置工作一段时间后，阳极区pH减小 B.阴极发生的反应为 C.相同条件下，阴阳两极产生气体的体 积比为 D.带电膜阳极上的游离氯可将氧化为 C 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向3 考查离子交换膜在工业中的应用与装置设计 【解析】左侧为阳极，水失去电子被氧化为氧气，工作一段时间后，阳极区溶液酸性增强，pH减小，A正确； 由图，阴极发生的反应为硝酸根离子得到电子发生还原反应生成氮气：，B正确； 由分析，阳极水失去电子被氧化为氧气，右侧EM电极上硝酸盐还原为，存在，由于带电膜阳极上氨气分子也会被游离氯氧化为，则相同条件下，阴阳两极产生气体的体积比不为，C错误； 由图，带电膜阳极上氨气分子被游离氯氧化为，氨气发生氧化反应，D正确；故选C。 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向3 考查离子交换膜在工业中的应用与装置设计 【变式训练变载体】辽宁抚顺·二模)利用有机电化学合成1，2-二氯乙烷的装置如图所示。若该装置工作时中间室NaCl溶液的浓度通过调整保持不变，电解时阴极生成气体的速率为，下列说法错误的是( ) B A.电源中电势比较： B.离子交换膜Ⅰ为阴离子交换膜，离子交换 膜Ⅱ为阳离子交换膜 C.合成室内发生的反应为 D.中间室补充NaCl的速率为 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向3 考查离子交换膜在工业中的应用与装置设计 【解析】 根据上述分析可知，a为电源的负极，b为正极，故电源中电势比较：正确； 由图可知，中间室内的氯离子通过离子交换膜Ⅱ，进入右室，最终和CuCl生成，左室得到电子，生成浓度增大，与中间室移动过来的结合，生成NaOH，所以离子交换膜I为阳离子交换膜，Ⅱ为阴离子交换膜，B错误； 根据原子守恒可知，合成室内发生的反应为：正确； 电解时阴极生成气体的速率为，根据阴极反应：，根据电荷守恒可知，中间室移动过来的的速率为，故中间室补充NaCl的速率为 正确；故答案为：B。 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向3 考查离子交换膜在工业中的应用与装置设计 【变式训练变考法】浙江绍兴·模拟预测)工业 上以氨基丙醇和乙二酸为原料电 解，制备氨基丙酸和乙醛酸。装置如图 所示，两级室之间以能透过的阳离子交换膜隔开。电 解过程中温度保持不变。下列说法不正确的是( ) B A.电极为阴极，通过离子交换膜从左室迁移至右室 B.反应过程中两室均变小 C.若将两电极材料互换，会使两种产品产量下降 D.上的电极反应： 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向3 考查离子交换膜在工业中的应用与装置设计 阳极： 阴极： 【解析】电极表面乙二酸得电子，为阴极，左室产生、右室消耗 通过离子交换膜从左室迁移至右室，故A正确；左室产生降低，右室消耗增加，故B错误； 若将两电极材料互换，原料与电极吸附能力会改变，影响电极与反应物之间的电子转移，会使两种产品产量下降，故C正确； 据分析，电极(左室)上的电极反应为，故D正确；故答案为B。 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向3 考查离子交换膜在工业中的应用与装置设计 【变式训练 】【工业生产与学科知识结合】浙江·三模)电解法制取有广泛用途的，工作原理如图1所示。已知：只在强碱性条件下稳定。下列说法不正确的（ ） A A.离子交换膜应该选择阳离子交换膜 B.阳极的电极反应式为： C.由图2可知，N点浓度低是 由于过高，铁电极上可能有 生成 D.电解产生(标况)时，电路中转移电子数目为 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向3 考查离子交换膜在工业中的应用与装置设计 【解析】结合分析知，经交换膜从右侧进入左侧，中间的离子交换膜为阴离子交换膜，A错误；结合分析知，阳极处被氧化为，阳极式为，B正确；只在强碱性条件下稳定，M点对应的低，稳定性差；N点对应的过高，铁电极上可能有生成而使产率降低，C正确；的物质的量为，结合阴极式可知，则电路中转移电子数目为，D正确；故选A。 离子交换膜的类及其应用 考点二 考向3 考查离子交换膜在工业中的应用与装置设计 【思维建模】离子交换膜的应用 1.氯碱工业 (1)装置：阳离子交换膜电解槽。 (2)膜作用：①允许由阳极室阴极室，与结合生成。 ②阻止进入阴极室，避免生成 杂质。 ③防止与混合爆炸。 2.多膜耦合技术 (1)应用：四室电渗析法制备次磷酸。 (2)膜组合：交替使用阳膜/阴膜控制与定向迁移。 (3)优势：高效分离产物，提升纯度。 3.环保与资源回收 (1)废水处理：阴离子交换膜回收重金属离子(如 。 (2)海水淡化：离子交换膜辅助电渗析脱盐。 电化学综合计算 考点三 知识点1 计算依据——三个相等 1.同一原电池的正、负极的电极反应得、失电子数______。 2.同一电解池的阴极、阳极电极反应中得、失电子数______。 3.串联电路中的各个电极反应得、失电子数______。 上述三种情况下，在写电极反应式时，得、失电子数要______，在计算电解产物的量时， 应按得、失电子数______计算。 相等 相等 相等 相等 相等 电化学综合计算 考点三 知识点2 电化学计算的三种常用方法 1.根据总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据__________列出比例式计算。 总反应式 2.根据电子守恒计算 ①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电 路中转移的电子数______。 ②用于混合溶液中电解的分阶段计算。 相等 电化学综合计算 考点三 知识点2 电化学计算的三种常用方法 3.根据关系式计算 根据总反应式 根据电子守恒 根据关系式 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算 ①用于串联电路的阴阳两级产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移电子数目相等 ② 用于混合溶液中电解的分阶段计算 根据得失电子守恒建立已知量与未知量之间的关系，得出计算所需的计算式 电化学综合计算 考点三 知识点3 分阶段电解计算技巧 1.离子放电顺序优先级 (1)阴极：____________________________ (2)阳极：_____________________________________。 注意：实际放电受离子浓度影响，如高浓度可能优先于放电。 含氧酸根 2.溶液恢复原状的策略：加入 或：补充消耗的铜、氧元素，使溶液复原。 3.高效解题步骤 步骤 操作要点 ①审题定向 区分原电池/电解池，明确电极材料与电解质组成 ②写电极反应 结合放电顺序和介质条件，书写半反应式 ③选计算模型 根据问题(产物质量、变化等)选择总反应式、电子守恒或关系式法 ④守恒列式 优先用电子守恒构建等式，避免分步计算误差 电化学综合计算 考点三 考向1 考查守恒法在电化学计算中的应用 例1 河北·模拟预测)二氧化氯()气体是一 种对环境无二次污染的高效水处理剂。催化电解 制备的装置示意图如图所示。下列说法不 正确的是( ) C A.电极a为阳极，发生氧化反应 B.阴极区溶液中浓度逐渐增大 C.理论上电路中每转移，阳极室溶液质量减少 D.理论上阴极室和阳极室生成气体的物质的量之比为1：2 电化学综合计算 考点三 考向1 考查守恒法在电化学计算中的应用 阳极： 阴极： 中间为阳离子交换膜，由阳极移向阴极 【解析】电极a为阳极，失电子，发生氧化反应，A正确； 阴极区电极反应： ，溶液中浓度逐渐增大，B正确； 理论上电路中每转移，阳极室溶液质量减少和，质量为错误； 根据分析中电极反应可知，理论上阴极室和阳极室生成气体的物质的量之比为1：2，D正确；故选C。 电化学综合计算 考点三 考向1 考查守恒法在电化学计算中的应用 【变式训练变载体】陕西·模拟预测)可充电水系锌-二氧化碳 电池， 当闭合时，其原理如图所示。已知复合膜(由a、b膜复合而成，a膜只允许通过，b 膜只允许通过)层间的解离成和，在外加电场中可透过相应的离子膜定 向移动。下列有关说法错误的是（ ） A.闭合，锌电极反应式为 B.闭合，一段时间后，阴极区的pH不变 C.闭合，从Zn电极流向复合膜 D.闭合，若理论上阳极生成的体积 换算为标况标准下，其数值为，则外电路转移电子 D 电化学综合计算 考点三 考向1 考查守恒法在电化学计算中的应用 闭合，为负极: 正极: 闭合，该装置为电解装置，锌电极为阴极， 为阳极 【解析】A.闭合K1时，左侧电极:Zn+4OH−−2e−=[Zn(OH)4]2−，右侧电极:CO2+2H++2e−=HCOOH，故A正确；B. 左池为阳极区、右池为阴极区，闭合K1时，复合膜层间的H2O解离成H+和OH−，移动向两极的H+和OH−的物质的量相等，两电极转移电子数相等，阳极区消耗的氢氧根离子大于阴极区消耗的氢离子，即阳极区溶液的pH降低，阴极区溶液的pH不变，故B正确；C.闭合K2时，左池为电解池阴极区，右侧为电解池阳极区，OH−从Zn电极流向复合膜，故C正确；D.闭合K2，电解池阳极电极反应式为HCOOH−2e−=CO2↑+2H+，若理论上阳极生成CO_2的体积换算为标况下，其数值为11.2L，则阳极转移电子为1mol，外电路转移1mol电子，故D错误；答案选D。 电化学综合计算 考点三 考向1 考查守恒法在电化学计算中的应用 【变式训练2变考法】内蒙古乌兰察布·二模)水系钠离子电池有望代替锂离子电池和铅酸电池，工作原理如图所示，以光电极作辅助电极，充电时光电极受光激发产生电子和空穴，空穴作用下NaI转化为。下列说法错误的是( ) B A.充电时，M极的电极反应式为： B.放电时，N极为该电池的负极 C.充电时，每生成，有 通过钠离子交换膜进入M电极室 D.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关 电化学综合计算 考点三 考向1 考查守恒法在电化学计算中的应用 充电时，N极为阳极: M极为阴极: 放电时，M极为负极，电极反应式为，N极为正极 【解析】由分析可知，充电时，M极为阴极，电极反应式为，故A正确；由分析可知，放电时，M极为负极，故B错误； 充电时，N极为阳极，电极反应式为，生成，转移电子，由电荷守恒可知，有转移到M电极室，故C正确；充电时光辅助电极受光激发产生电子和空穴，空穴作用下NaI转化为，充电效率与光照产生的电子和空穴量有关，故D正确；答案选B。 电化学综合计算 考点三 考向1 考查守恒法在电化学计算中的应用 【变式训练 】【电池技术与学科知识结合】河北石家庄·三模)我国科学 工作者研究了一种高度稳定的富锂正极材料。当电池充电至和时，在正极材料中分别检测到和，至充电结束时正极未检测到其他形态的物质。下列说法错误的是( ) C A.充电过程中的电势高于 B.放电时，固体电解质中的质量分数不变 C.放电时，正极存在电极反应式： D.充电时，正极有和生成时，负极质量增加 电化学综合计算 考点三 考向1 考查守恒法在电化学计算中的应用 【解析】充电过程中电极连接电源正极，作阳极，发生氧化反应，电极连接电源负极，作阴极，发生还原反应，因此电极的电势高于电极，A正确；放电时，负极金属锂失去电子变成，通过固体电解质嵌入正极材料，根据电子守恒，负极生成的与正极材料嵌入的物质的量相等，因此固体电解质只是起到传递作用，固体电解质中的质量分数不变，B正确； 放电时，正极发生还原反应，得到电子，根据元素守恒，可能存在电极反应式：，C错误； 充电时，正极有和生成时，根据电极反应方程式：和，转移的电子数为，根据电子守恒，负极发生反应，质量增加为，D正确；故选C。 电化学综合计算 考点三 考向1 考查守恒法在电化学计算中的应用 【思维建模】电子守恒法的应用 1.串联电路中转移电子数相等，关联阴阳极产物或不同电极物质变化量(如阴极析出 对应转移 2.核心公式 其中Q为电量，用于关联电流强度 与时间 电化学综合计算 考点三 考向2 考查电化学计算中复杂动态过程分析 例2 (24-25高三上·新疆·期中)以惰性电极电解和NaC l的混合溶液，两电极上产生的气体(标准状况下测定)体积 如下图所示，下列有关说法正确的是( ) C A.a表示阴极上产生的气体，前产生的为 B.常温下若时溶液的体积为1L，此时溶液的为13 C.原溶液中和NaCl物质的量之比为 D.若原溶液体积为1L，则原溶液中的物质的量浓度为 电化学综合计算 考点三 考向2 考查电化学计算中复杂动态过程分析 阳极： 阴极： 、 Cl2 O2 根据图象可知，生成的氯气是112ml，物质的量是 0.005mol，转移电子是0.01mol。则氯化钠是0.01mol；t2时铜离子恰好放电完毕，此时生成氧气是168ml−112ml=56ml，物质的量是0.0025mol，则转移电子是 0.01mol，所以根据电子得失守恒可知，析出铜是 0.01mol，因此硫酸铜是0.01mol。 【解析】由分析可知，a表示阳极上产生的气体，前产生的为错误； 由时，则溶液的错误； 根据以上分析，原溶液中和NaCl物质的量之比为正确； 若原溶液体积为1L，则原溶液中的物质的量浓度为错误。故选C。 电化学综合计算 考点三 考向2 考查电化学计算中复杂动态过程分析 【变式训练变载体】(2025高三·全国·月考)用两个质量相等的电极电解和的混合溶液时刻a电极得到混合气体,其中在标准状况下为忽略气体的溶解时刻全部在电极上析出。下列判断正确是( ) A.a电极与电源的负极相连 B.时,两电极的质量相差 C.电解过程中,溶液的不断增大 D.时的电极反应是 B 电化学综合计算 考点三 考向2 考查电化学计算中复杂动态过程分析 【解析】电极电解和的混合溶液，阳极首先是失去电子生成氯气，然后是放电生成氧气，所以a电极与电源的正极相连，A错误； 阴极先是放电析出铜，然后放电生成氢气。氯气是，则原溶液中是，析出铜的质量是，即B正确； 电解的第一阶段相当于电解氯化铜，不变，D错误；第二阶段电解硫酸铜和水，减小。第三阶段电解水，减小。b是阴极，时，b的电极反应是错误，答案选B。 电化学综合计算 考点三 考向2 考查电化学计算中复杂动态过程分析 【变式训练2变考法】(24-25高三上·广西·期末)用石墨作电极电解和的混合溶液，当通电一段时间后，两极均收集到气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为，下列说法正确的是( ) A.阳极析出 B.上述电解过程中共转移电子 C.往电解后得到的溶液加入可恢复原来的浓度 D.电解后溶液中为 D 电化学综合计算 考点三 考向2 考查电化学计算中复杂动态过程分析 【解析】据分析阴极析出，故A错误； 据分析上述电解过程中共转电子，故B错误；电据分析解过程中既析出了又生成和，需要往电解后得到的溶液加入可恢复原来的浓度，故C错误；电解过程中转移电子,根据阳极反应可知生成，阴极消耗，电解后溶液体积仍为，则电解后溶液中为，故D正确；故选D。 电化学综合计算 考点三 考向2 考查电化学计算中复杂动态过程分析 【变式训练 】【电池新技术与学科知识结合】全国·模拟预测)我国科学 家最新开发的基于四电子反应的可快充(硒)电池，工作原理如图所示 代表以石墨烯为载体的吸附硒)。已知充放电时Se的变化过程为。下列说法不正确的是( ) A.放电过程中由右侧流向左侧 B.充电时的电极总反应为 C.放电时的电极反应为 D.若中间物质中，则中与的个数之比为 C 电化学综合计算 考点三 考向2 考查电化学计算中复杂动态过程分析 【解析】放电时阴离子向负极移动，据分析，放电过程中由右侧流向左侧，A正确；放电时，在电极得到电子生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应为，则充电时的电极总反应为，B正确； 放电时发生四电子转移，正极总反应为，过程中铜的化合价降低，是上述中的某一步反应，则放电时的电极反应为，C错误； 若中间物质中，则其化学式为，假设化学式为，则，得，即与的个数之比为，D正确；故选C。 电化学综合计算 考点三 考向2 考查电化学计算中复杂动态过程分析 【思维建模】复杂动态过程分析 1.分阶段电解计算依据离子放电顺序分步计算电子转移： ①阴极 ②阳极：活性电极 ③示例：电解含和的混合液，阴极先析出后析出，需分段计算电量 2.溶液复原计算恢复电解后溶液成分的策略 ①电解 溶液：加 或补充消耗的和 O 元素。 ②电解 溶液：通 气体恢复 浓度①纯净物：有固定的组成和结构； 有固定的熔沸点；保持一种物质的性质 电化学综合计算 考点三 考向3 考查多池串联与混合体系的电化学计算 例3 广西南宁·二模)一种清洁、低成本的双联装置工作原理如图所示，浓缩海水形成的离子浓度差会驱动离子从高浓度区域向低浓度区域迁移，进而产生离子电流。下列说法错误的是( ) D A.装置I中移向X电极 B.装置II中电极W为阳极 C.装置II中电极Z反应为 D.装置II中电极W产生标准状况下 气体时，装置I中可制得 电化学综合计算 考点三 考向3 考查多池串联与混合体系的电化学计算 原电池 电解池 正极 负极 阴极 阳极 【解析】根据分析可知，装置I中移向正极，故A正确； 根据分析可知，电极W为阳极，故B正确； 根据分析可知，Z电极反应为，故C正确；装置II中的W电极生成氯气，转移电子的物质的量为，结合得失电子守恒，故装置I中X电极生成，则装置I中可制得，D错误。故选D。 电化学综合计算 考点三 考向3 考查多池串联与混合体系的电化学计算 【变式训练变载体】辽宁·模拟预测)为了减少工业烟气中余热与的排放，科研人员设计了一种热再生电池二氧化碳电化学还原池系统，消除的同时产生和CO，其工作原理如图所示。下列说法正确的是（ ） A.装置中A电极作正极 B.工作时，从左向右移动 C.阴极的电极反应为 D.工作时，C电极生成标准状况)氧气，A电极质量减少 C 电化学综合计算 考点三 考向3 考查多池串联与混合体系的电化学计算 负极: 正极: 阳极： 阴极： 【解析】装置中A电极上发生反应：，A 电极作负极，A错误；工作时，由阴极向阳极移动，即从右向左移动，B错误； 根据分析可知，阴极的电极反应为，C正确； 若C极生成标准状况)，即生成氧气，转移电子，结合上述电极反应可知A电极消耗，质量减少错误；故选C。 电化学综合计算 考点三 考向3 考查多池串联与混合体系的电化学计算 【变式训练2变考法】江苏·三模)一种储电制氢装置如图所示，该装置晚间通过转化储存电力，为白天制氢提供能量。下列说法正确的是（ ） A.晚间储电时，电极A应与电源的负极相连 B.白天制氢时，溶液中从左室向右室移动 C.储电时的总反应为 D.理论上生成，溶液中减少 C 电化学综合计算 考点三 考向3 考查多池串联与混合体系的电化学计算 【解析】 由分析可知，晚间储电时对应电解池原理，A为阳极，与电源的正极相连，A错误；白天制氢时是原电池，A为正极，B为负极，溶液中为阳离子，从右室向左室移动，B错误； 储电时，阳极发生：，阴极发生，则总反应为，C正确；，每生成，转移的电子为，由知，溶液中减少的，对应的错误；故选C。 电化学综合计算 考点三 考向3 考查多池串联与混合体系的电化学计算 【变式训练 】【工业生产与学科知识结合】河南·二模)为从海水中提 取锂，某团队设计了如下图示的电解池。保持电源正负极不变，每运行一段时间后，将电极1与4取下互换，电极2与电极或AgCl电极)取下互换，可实现锂的富集。下列说法正确的是( ) D A.a为电源的正极，电极电势a高于b B.装置中电极2应选择Ag电极，电极 反应为 C.互换电极前后，与电源a极相连的 电极所发生的电极反应不同 D.理论上，电路通过电子时， 有富集在右侧电解液中 电化学综合计算 考点三 考向3 考查多池串联与混合体系的电化学计算 阴极: 阳极： 阳极： 阴极： 【解析】 电极1为阴极，因此a为电源的负极，b为电源的正极，电极电势b高于a，故A错误；由分析可知，电极2为阳极，应选择电极，海水中有，则电极2的电极反应式为：，故B错误； 电极4放电一段时间后转化成为，所以互换后电极4发生的反应与互换前电极1发生的反应相同，故C错误； 根据电子守恒，电路中各处的电量相等，所以理论上，电路通过电子时，有富集在右侧电解液中，故D正确；故答案为：D。 电化学综合计算 考点三 考向3 考查多池串联与混合体系的电化学计算 【思维建模】多池串联与混合体系的电化学计算 ①利用总电子转移守恒关联各池产物(如原电池消耗的物质的量电解池析出的物 质的量 典型模型:电解池与原电池串联，阴极增重6.4g(析出Cu0.1mol) ，负极溶解Zn0.1mol‌。 ②浓度变化影响:离子浓度改变放电顺序(如高浓度优先于放电) 04 真题溯源·考向感知 真题溯源·考向感知 1.安徽卷)研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示)，使用前需先充电，其固体电解质仅允许通过。下列说法正确的是( ) C A.放电时电解质溶液质量减小 B.放电时电池总反应为 C.充电时移向惰性电极 D.充电时每转移1mol电子，降低 【分析】金属锂易失去电子，则放电时，惰性电极为负极，气体扩散电极为正极，电池在使用前需先充电，目的是将解离为和，则充电时，惰性电极为阴极，电极的反应为：，阳极为气体扩散电极，电极反应：，放电时，惰性电极为负极，电极反应为：，气体扩散电极为正极，电极反应为，据此解答。 112 真题溯源·考向感知 【解析】放电时，会通过固体电解质进入电解质溶液，同时正极会生成 进入储氢容器，当转移电子时，电解质溶液质量增加，即电解质溶液质量会增大，A错误； 放电时，由分析中的正、负电极反应可知，总反应为，B错误；充电时，向阴极移动，则 向惰性电极移动，C正确；充电时每转移1mol电子，会有与结合生成，但不知道电解液体积，无法计算降低了多少，D错误；故选C。 113 真题溯源·考向感知 2.湖南卷)一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的 是( ) B A.电解过程中，向左室迁移 B.电解过程中，左室中的浓度持续下降 C.用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处，试纸先变红后褪色 D.完全转化为的电解总反应： 114 真题溯源·考向感知 【解析】电解池中，阳离子向阴极移动，则，向左室迁移，A正确； 电解过程中，先生成，再消耗，是中间产物，其浓度增大还是减小，取决于生成速率与消耗速率，无法得出其浓度持续下降的结论，B错误；处生成氯气，与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸能使蓝色石蕊试纸变红，次氯酸能使变红的试纸褪色，故能看到试纸先变红后褪色，C正确； 左侧阴极总反应是，右侧阳极总反应是，将两电极反应相加即可得到总反应，D正确；故选B。 115 真题溯源·考向感知 3.重庆卷)下图为二次电池的放电过程示意图如图所示。下列叙述正确 的是( ) D A.放电时，M极为正极 B.放电时，N极上反应为 C.充电时，消耗的同时将消耗 D.充电时，M极上反应为 116 真题溯源·考向感知 正极： 负极: 充电时，N为阳极，M为阴极，电极反应与原电池相反 【解析】由分析可知，放电时，M电极为负极，A错误； 由分析可知，放电时，N电极反应为：，B错误； 由分析可知，建立电子转移关系式：，由此可知，消耗，同时消耗，C错误； 充电时，M极为阴极，电极反应与原电池相反： ，D正确；故选D。 117 真题溯源·考向感知 4.河南卷)一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化，并以LiCl形式回收含锂废弃物中的锂元素，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) D A.Ⅱ为阳离子交换膜 B.电极a附近溶液的pH减小 C.电极b上发生的电极反应式为 D.若海水用NaCl溶液模拟，则 每脱除，理论上可回收 118 真题溯源·考向感知 阴极: 阳极: 在膜Ⅰ和膜Ⅱ间加入海水，钠离子透过膜Ⅰ进入阴极区得到氢氧化钠，氯离子透过膜Ⅱ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，锂离子透过膜Ⅲ进入膜Ⅱ与膜Ⅲ之间，在此处得到LiCl，则膜Ⅰ为阳膜，膜Ⅱ为阴膜，膜Ⅲ为阳膜。 【解析】由分析可知，膜Ⅱ为阴膜， A错误；电极的反应为，变大，B错误； 由分析可知，电极b的反应为，C错误；每脱除，转移电子数为，有和分别透过离子交换膜Ⅲ、膜Ⅱ，可得到 正确；故选D。 119 真题溯源·考向感知 5.福建卷)一种兼具合成功能的新型锂 电池工作原理如图。电解质为含有机溶液。 放电过程中产生，充电过程中电 解LiCl产生。下列说法正确的是( ) D A.交换膜为阴离子交换膜 B.电解质溶液可替换为LiCl水溶液 C.理论上每生成，需消耗 D.放电时总反应： 120 真题溯源·考向感知 【解析】 放电过程中负极锂失去电子形成锂离子，锂离子通过阳离子交换膜进入左侧生成，A错误； 锂为活泼金属，会和水反应，故电解质溶液不能为水溶液，B错误； 充电过程中电解LiCl失去电子发生氧化反应产生：，锂离子在阴极得到电子发生还原生成锂单质：，则每生成，同时生成；放电过程中，消耗，同时生成，则整个充放电过程来看，理论上每生成，需消耗错误； 由分析，放电过程中，正极氮气得到电子发生还原反应生成又转化为和LiCl，负极锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，总反应为，D正确；故选D。 121 真题溯源·考向感知 6.重庆卷)我国科研工作者研发了一种新型复合电极材料，可将电催化转化为甲酸，如图是电解装置示意图。下列说法正确的是( ) D A.电解时电极N上产生 B.电解时电极M上发生氧化反应 C.阴、阳离子交换膜均有两种离子通过 D.总反应为 122 真题溯源·考向感知 阴极： 阳极： H+ OH- 【解析】 酸性条件下，电解时电极N上水失去电子发生氧化反应生成氧气：，A错误； 催化电极M上二氧化碳得到电子发生还原 反应生成甲酸，B错误；由分析，阳离子交换膜有1种离子通过，C错误； 由分析，总反应为二氧化碳和水生成甲酸和氧气，D正确；故选D。 123 真题溯源·考向感知 7.甘肃卷)某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是( ) B A.电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积 B.电极2是阴极，发生还原反应： C.工作时从多孔电极1迁移到多孔电极2 D.理论上电源提供能分解 124 真题溯源·考向感知 【分析】多孔电极1上发生得电子的还原反应转化成，多孔电极1为阴极，电极反应为；多孔电极2上发生失电子的氧化反应转化成，多孔电极2为阳极，电极反应为。 【解析】 电极1的多孔结构能增大电极的表面积，增大与水蒸气的接触面积，A项正确；根据分析，电极2为阳极，发生氧化反应：，B项错误；工作时，阴离子向阳极移动，即从多孔电极1迁移到多孔电极2，C项正确；根据分析，电解总反应为，分解转移电子，则理论上电源提供电子能分解项正确；答案选B。 125 真题溯源·考向感知 8.湖南卷)在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质时，伴随少量生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是( ) B A.电解时，向电极移动 B.生成的电极反应： C.电解一段时间后，溶液升高 D.每生成的同时，生成 126 真题溯源·考向感知 阴极： 阳极： 【解析】电极为阴极，电极为阳极，电解过程中，向电极移动，A错误；由分析可知，电极失电子生成，电解质溶液为KOH水溶液：，B正确； 阳极：，阴极：，则电解过程中发生的总反应主要为：，反应消耗，生成，电解一段时间后，溶液降低，C错误； 总反应：可知，每生成，生成，但电极伴随少量生成，发生电极反应：，则生成时得到的部分电子由放电产生提供，所以生成小于错误；故选B。 127 真题溯源·考向感知 9.湖北卷)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用和电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为，存在平衡。Cu电极上发生的电子转移反应为。下列说法错误的是( ) A.电解一段时间后阳极区减小 B.理论上生成双 极膜中有解离 C.阳极总反应式为 D.阴极区存在反应 B 128 真题溯源·考向感知 【分析】在KOH溶液中HCHO转化为，存在平衡电极上发生的电子转移反应为 结合成电极为阳极；PbCu电极为阴极，首先在上发生得电子的还原反应转化为与反应生成 发生得电子的还原反应转化成。 129 真题溯源·考向感知 【解析】根据分析，电解过程中，阳极区消耗、同时生成，故电解一段时间后阳极区减小，A项正确； 根据分析，阴极区的总反应为 解离成和，故理论上生成双极膜中有解离，B项错误； 根据分析，结合装置图，阳极总反应为项正确； 根据分析，阴极区的上发生反应项正确；答案选B。 130 真题溯源·考向感知 10.广东卷)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解溶液制氨。工作时，在双极膜界面处被催化解离成和，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是( ) B A.电解总反应： B.每生成，双极膜处有的解离 C.电解过程中，阳极室中KOH的物质的量不因反应而改变 D.相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率 131 真题溯源·考向感知 阴极: 阳极: 移向电极移向电极b 【解析】 由分析可知，电解总反应为，故A正确； 每生成，阴极得8mole−，同时双极膜处有进入阴极室，即有的解离，故B错误；电解过程中，阳极室每消耗，同时有通过双极膜进入阳极室，KOH的物质的量不因反应而改变，故C正确；相比平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大膜面积，有利于被催化解离成和，可提高氨生成速率，故D正确；故选B。 132 133 $$