专题8 化学反应与电能（专题讲解课）-【第一梯队】2026年高考化学二轮专题突破教用课件

该高中化学高考复习课件聚焦“化学反应与电能”专题，覆盖原电池原理及应用、电解原理及应用、金属腐蚀与防护三大核心考点，依据高考评价体系分析各考点权重，归纳新型电化学装置分析、离子交换膜应用等常考题型，体现高考备考的针对性和实用性。 课件亮点在于高考真题训练与科学思维培养，精选2023-2024年山东、广东等多地高考真题，通过“四步突破新型电化学装置”“离子交换膜类型判断”等方法指导，帮助学生掌握电极反应式书写、电化学计算等答题技巧，提升科学探究与实践能力，助力教师精准教学，学生高效冲刺。

专题八　化学反应与电能 化 学 新高考适用 考点透析 目 录 考点1 原电池原理及其应用 考点2 电解原理及其应用 考点3 金属的腐蚀与防护 题型透析 题型1 新型电化学装置分析及相关计算 题型2 离子交换膜在电化学中的应用 目 录 考点1　原电池原理及其应用 考点透析 一、原电池的工作原理   目 录 二、原电池中电极反应式的书写方法 1.一般电极反应式的书写   目 录 注意    ①物质得、失电子后在不同介质中的存在形式不同,书写电极反应式时必须考 虑介质环境。如碱性介质中不可能有CO2、H+生成,酸性介质中不可能有NH3、OH-生 成。 ②将正、负两极反应式相加得到总反应式时,应先调整化学计量数,使两式中得、失电 子数目相等,再将两式相加。 目 录 2.燃料电池电极反应式的书写 (1)总反应式的书写:与燃料的燃烧反应一致,若产物能和电解质反应以最终生成的物质 为准。 (2)正极上O2在不同环境下发生的电极反应式的书写: ①酸性:O2+4H++4e-  2H2O ②碱性:O2+2H2O+4e-  4OH- ③熔融氧化物:O2+4e-  2O2- ④熔融碳酸盐:O2+2CO2+4e-  2C  目 录   (3)负极反应式的书写 注意    ①若为碱性燃料电池,CO2会反应。 ②对于熔融氧化物或熔融碳酸盐燃料电池,配电荷守恒时应使用O2-或C 。 ③负极反应式也可用总反应式减去正极反应式(消去O2)得到。 目 录 目 录   3.可充电电池(二次电池)电极反应式的书写 目 录 总反应:Pb+PbO2+2H2SO4  2PbSO4+2H2O   负极:Pb-2e-+S   PbSO4   阴极:PbSO4+2e-  Pb+S   正极:PbO2+4H++S +2e-  PbSO4+2H2O 阳极:PbSO4+2H2O-2e-  PbO2+4H++S  示例:铅酸蓄电池充电与放电时的电极反应式。 总结归纳     　　书写电极反应式时,若反应物或生成物较为复杂,转移电子数难以计算,在写出反应 物与生成物后,可先配原子守恒,再根据电荷守恒确定转移的电子数。 目 录 考点2　电解原理及其应用 一、电解池的工作原理   目 录 二、电解池中电极反应式的书写方法   　　 目 录 放电顺序,OH-在阳极失电子,Cu2+在阴极得电子,故阳极反应式为2H2O-4e-  4H++O2↑ (此溶液中OH-来自H2O的电离,故写成H2O失电子),阴极反应式为Cu2++2e-  Cu,相 加(阳极反应式+阴极反应式×2)得电解总反应式:2Cu2++2H2O  2Cu+O2↑+4H+。 　　例如,用惰性电极电解CuSO4溶液,溶液中存在的离子有Cu2+、S 、H+、OH-,根据 目 录 归纳总结　用惰性电极电解电解质溶液的类型 类型 电解质特点 实例 电极反应特点 电解对象 电解质溶 液的变化 电解质溶液的 复原措施 电解 水型 含氧酸 H2SO4 阴极:H+放电生 成H2 阳极:OH-放电 生成O2 水 浓度 增大 加 H2O 可溶性强碱 NaOH 活泼金属含氧酸盐 KNO3 目 录 电解电解质型 无氧酸 HCl 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放 电   浓度 减小 通HCl 不活泼金属无 氧酸盐 CuCl2 加CuCl2 放H2生碱型 活泼金属无氧 酸盐 NaCl 阴极:H+放电生 成H2 阳极:电解质阴 离子放电 电解质和水 生成碱 通HCl 放O2生酸型 不活泼金属含 氧酸盐 CuSO4 阴极:电解质阳 离子放电 阳极:OH-放电 生成O2 电解质和水 生成酸 加CuO 目 录 三、电解原理的应用 应用 装置及说明 氯碱 工业   阳极:2Cl--2e-  Cl2↑ 阴极:2H2O+2e-  H2↑+2OH- 总反应:2Cl-+2H2O   2OH-+Cl2↑+H2↑ 阳离子交换膜的作用:阻止OH-移向阳极室与Cl2反应 目 录 电镀 阳极:镀层金属,电镀时质量减小 阴极:镀件,电镀时质量增大   电镀液:含有镀层金属离子的溶液,电镀前后溶液浓度基本不变 目 录 电解 精炼   阳极:粗铜,铜及比铜活泼的金属放电,主要反应为Cu-2e-  Cu2+ 阴极:纯铜,Cu2++2e-  Cu 电解质溶液:电解精炼过程中CuSO4溶液浓度减小 阳极泥:失电子能力比铜弱的金属,如Au、Ag 电解时:阳极减少的质量与阴极增加的质量不一定相等 目 录 电冶金 电解熔融盐或氧化物来冶炼活泼金属 2NaCl(熔融)  2Na+Cl2↑ MgCl2(熔融)  Mg+Cl2↑ 2Al2O3(熔融)  4Al+3O2↑ 处理 酸性 含铬 废水 以铁板为阴、阳极。 阳极:Fe-2e-  Fe2+ Fe2+与Cr2 反应生成Fe3+和Cr3+ 阴极:2H++2e-  H2↑ 目 录 考点3　金属的腐蚀与防护 一、化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属与其表面接触的一些物质(如O2、 Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀 不纯的金属与电解质溶液接触发生原电池反应,比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀 本质 M-ne-  Mn+ 现象 金属被腐蚀 较活泼的金属被腐蚀 区别 无电流产生 有微弱电流产生 电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多,腐蚀速率更快,危害也更严重 目 录 二、钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀 吸氧腐蚀 析氢腐蚀 条件 水膜呈弱酸性或中性 水膜酸性较强 负极反应 Fe-2e-  Fe2+ Fe-2e-  Fe2+ 正极反应 O2+2H2O+4e-  4OH- 2H++2e-  H2↑ 总反应 2Fe+O2+2H2O  2Fe(OH)2 Fe+2H+  Fe2++H2↑ 吸氧腐蚀更普遍 目 录 三、金属的防护   目 录 方法技巧　判断金属腐蚀快慢的规律 (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,在浓度相同的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,构成原电池时,活动性差别越大,活动性强的金属腐蚀速率 越快。 (4)一般情况下,对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,金属腐蚀速率越快。 目 录 题型1　新型电化学装置分析及相关计算 题型透析 典题导入 典题展示 典例1    (2024山东,13,4分)以不同材料修饰的Pt为电极,一定浓度的NaBr溶液为电解液, 采用电解和催化相结合的循环方式,可实现高效制H2和O2,装置如图所示。下列说法错 误的是 ( )     B     目 录 A.电极a连接电源负极 B.加入Y的目的是补充NaBr C.电解总反应式为Br-+3H2O  Br +3H2↑ D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z)∶n(Br-)=3∶2 目 录 方法链接 参考了解突破新型电化学装置的四个步骤: ①根据装置中电极b上的物质转化,可判断出阴、阳极。进而可判断出电极与电源的连 接情况。 ②电解质溶液为NaBr溶液,结合电极b上的反应,可知电极a上H2O放电生成H2和OH-,则 X为H2。 目 录 解析　由题中电解装置可知,电极b上Br-→Br 发生氧化反应,则电极b为阳极,连接电 源正极;电极a为阴极,连接电源负极,A正确。电解质溶液为NaBr溶液,电极a的电极反应 为2H2O+2e-  H2↑+2OH-,电极b的电极反应为Br--6e-+6OH-  Br +3H2O,则电解 总反应式为Br-+3H2O  Br +3H2↑,则X为H2。根据题中信息:“采用电解和催化相 结合的方式,可实现高效制H2和O2”,再结合催化阶段的物质转化可知,Br 在催化阶段 分解为O2(Z)和Br-,总效果相当于H2O分解为H2和O2,故需补充H2O(即Y),B错误、C正 确。催化阶段产生O2和Br-,生成1 mol Br-转移6 mol e-,生成1 mol O2转移4 mol e-,根据得 失电子守恒可知,n(O2)∶n(Br-)=3∶2,D正确。 目 录 典题展示 典例2    (2024广东,16,4分)一种基于氯碱工艺的新型电解池如下图,可用于湿法冶铁的 研究。电解过程中,下列说法不正确的是 ( )       C     A.阳极反应:2Cl--2e-  Cl2↑ B.阴极区溶液中OH-浓度逐渐升高 C.理论上每消耗1 mol Fe2O3,阳极室溶液减少213 g D.理论上每消耗1 mol Fe2O3,阴极室物质最多增加138 g 目 录 方法链接 参考了解突破新型电化学装置的四个步骤: ①结合题中信息“一种基于氯碱工艺的新型电解池,可用于湿法治金的研究”,再结合 题图中左侧物质,可知在左侧Fe2O3→Fe,可得右侧电极上Cl-放电生成Cl2,右侧电极为阳 极。 ②D项参考电化学计算中的三个依据。 目 录 解析　该装置为电解池,可用于湿法冶铁的研究,则左侧Fe2O3得电子生成Fe,左侧电极 为阴极,右侧电极为阳极。阳极上Cl-发生氧化反应生成Cl2,电极反应式为2Cl--2e-  Cl2↑,A正确;阴极的电极反应式为Fe2O3+6e-+3H2O  2Fe+6OH-,则阴极区溶液中OH- 浓度逐渐升高,B正确;根据电极反应式可知Fe2O3~6e-~6Cl-,则每消耗1 mol Fe2O3,就会有 6 mol Cl-放电生成Cl2,同时有6 mol Na+通过阳离子交换膜由阳极区向阴极区迁移,则阳 极室溶液减少(35.5 g·mol-1+23 g·mol-1)×6 mol=351 g,阴极室物质最多增加23 g·mol-1× 6 mol=138 g,C错误、D正确。 目 录 方法突破 一、了解突破新型电化学装置的四个步骤[典例1,典例2,变式1,变式2,变式3,变式4]   目 录 二、熟悉常见新型电化学装置的原理 1.锂电池和锂离子电池 (1)锂电池 锂电池是一类由金属锂或锂合金为负极材料,使用非水电解质溶液的电池。放电时Li 失去电子被氧化为Li+,负极反应式为Li-e-  Li+,负极生成的Li+定向移动到正极。例 如: 目 录 (2)锂离子电池 基于“嵌入/脱嵌”反应原理,在两极形成的电压的驱动下,Li+可以向电极材料提供的 “空间”中“嵌入”或“脱嵌”。负极材料多采用石墨。正极材料一般为含Li+的化 合物,常用正极材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4等。   目 录 该电池放电时的反应原理可表示如下: 负极:LixCy-xe-  Cy+xLi+ 正极:Li1-xCoO2+xLi++xe-  LiCoO2 总反应:LixCy+Li1-xCoO2  LiCoO2+Cy 2.金属—空气电池[变式4] 金属—空气电池是指以金属(铝、镁、锌等)为负极,以空气中的氧气或纯氧为正极反 应物的一类电池。电解质溶液一般采用碱性电解质水溶液,当采用更活泼的钾、钠、 钙等作负极时,因为它们可以和水反应,需采用非水的有机介质作为电解质溶液中的溶 剂。 目 录   负极:M-ne-  Mn+ 正极:O2+2H2O+4e-  4OH- 注意    负极生成的金属阳离子可能与电解质溶液发生进一步反应,例如Al3+能与OH-反 应。 目 录 3.有机物、高分子电池[变式2] 有机物参与的二次电池通常与一些氧化态—还原态互变的特定官能团有关,在有机反 应中,失去H或者加入O为失电子的氧化反应,加入H或者失去O为得电子的还原反应。 醌—酚互变反应: 2H++         醛—羧酸互变反应: H2O+    +2H+ 目 录 注意    ①对于高分子链节中发生的氧化/还原反应,计算转移电子数时需要乘以聚合度。 ②有机物发生氧化/还原反应时,除了根据碳元素的化合价变化来确定得、失电子的数 目外,还可根据得、失氢/氧原子的数目来确定。1个氢原子对应1个电子,1个氧原子对 应2个电子。例如某电极上CH3CH2OH→CH3COOH,该转化过程中1个CH3CH2OH失去2 个氢原子并得到1个氧原子,发生氧化反应,故1个CH3CH2OH失去2×1+2=4个电子。 ③书写电极反应式时,可先对有机物进行简写,再书写电极反应式。如上述醛-羧酸的 互变反应,可将醛简写成X,则羧酸为XO,故可先写出X→XO。反应前可认为X为0价,则 生成物中X为+2价,故可写成X-2e-  XO,再根据电荷守恒、原子守恒配平为X-2e-+H2 O  XO+2H+。 目 录 4.浓差电池[变式3] (1)原理:浓差电池是利用物质的浓度差产生电势差的一种电化学装置。浓差电池中, 左、右两侧用离子交换膜隔开,两侧溶液中特定物质的浓度不同,导致两极上发生氧化/ 还原反应,从而产生电流。 (2)模型分析 目 录 如图,a、b两极均为Ag电极,两侧溶液均为AgNO3溶液。由于右侧溶液中c(Ag+)较大,Ag+ 得电子能力较强(可理解为Ag+浓度大,使Ag++e-  Ag平衡正向移动,Ag+的氧化性增 强,Ag的还原性减弱),故b极为正极,a极为负极,电极反应如下。 负极(a极):Ag-e-  Ag+ 正极(b极):Ag++e-  Ag 工作时a极区c(Ag+)逐渐增大,b极区c(Ag+)逐渐减小,b极区中的N 通过阴离子交换膜 进入a极区。当两侧溶液中c(Ag+)相等时,电流表指针归零。 目 录 三、掌握电化学计算中的三个依据[典例2、变式1、变式2]     如以电路中通过4 mol e-为桥梁可构建以下关系式:4e-~ ~ (式中M为金属,n为其离子所带电荷数) 目 录 知识拓展 在电化学计算中,可利用公式q=I×t=n电子×NA×1.6×10-19C=n电子×F来计算电路中通过的电 荷量(1个电子所带的电荷量为1.6×10-19C,F为法拉第常数,F=96 500 C·mol-1)。电功W= Uq。 目 录 变式训练 变式1　　装置分析、计算　(2025八省联考西北卷,13)为了从海水中提取锂,某团队设 计了图示的电解池。保持电源正负极不变,每运行一段时间后,将电极1与电极4取下互 换,电极2与电极3取下互换,实现锂的富集。下列说法正确的是 ( )       C     A.电路中电子的流向随着电极互换而改变 B.电极2上发生的反应为Ag-e- Ag+ C.理论上,电极1与电极4的质量之和保持不变 D.理论上,电路通过1 mol电子时,有0.5 mol Li+ 富集在右侧电解液中 目 录 解析　电路中电子的流向由电源的正负极决定,与电极无关,A错误;根据题中信息,每运 行一段时间后,将电极1与4取下互换,电极2与3取下互换,实现锂的富集,可得电解时电 极2上Ag转化为AgCl,电极1上FePO4转化为LiFePO4,则电极1为阴极,电极2为阳极,电极 2上发生的反应为Ag-e-+Cl-  AgCl,B错误;电极1上发生反应:FePO4+e-+Li+  LiFe- PO4,电极4上发生反应:LiFePO4-e- FePO4+Li+,故理论上电极1和电极4的质量之和不 变,C正确;根据电子转移守恒,可得理论上,电路中通过1 mol电子,会有1 mol Li+聚集在 右侧电解液中,D错误。 目 录 变式2　　有机物电池,计算　(2024湖南长郡中学第六次月考,8)高电压水系锌-有机混 合液流电池的装置如图所示。下列说法正确的是 ( )       D     目 录 A.放电时,负极反应式为Zn-2e-  Zn2+ B.放电时,正极区溶液的pH减小 C.充电时,中性电解质NaCl的浓度增大 D.充电时,1 mol FQH2转化为FQ,同时可生成65 g Zn 目 录 解析　由图可知,放电时,Zn转化为[Zn(OH)4]2-,Zn作负极,电极反应式为Zn-2e-+4OH-   [Zn(OH)4]2-,A错误。放电时,正极上FQ转化为FQH2,电极反应式为FQ+2H++2e-  FQH2,正极区消耗H+,溶液pH增大,B错误。依据二次电池中负极反应与阴极反应“互 逆”,则充电时,阴极反应式为[Zn(OH)4]2-+2e-  Zn+4OH-,则中性电解质中的Na+通过 阳膜向左移动;阳极反应式为FQH2-2e-  FQ+2H+,中性电解质中的Cl-通过阴膜向右 移动,故充电时中性电解质NaCl的浓度减小,C错误。根据上述分析,当1 mol FQH2转化 为FQ时,转移2 mol电子,生成1 mol锌单质(即65 g),D正确。 目 录 变式3　　浓差电池　(2023山东,11,4分)(双选)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废 液的浓缩再生。电池装置如图所示,甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液,向甲室 加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是 ( )       CD     A.甲室Cu电极为正极 B.隔膜为阳离子膜 C.电池总反应为Cu2++4NH3  [Cu(NH3)4]2+ D.NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响 目 录 解析　甲室中发生反应:Cu2+(aq)+4NH3·H2O(aq)  [Cu(NH3)4]2++4H2O,根据Cu2+的浓度 差可以设计浓差电池。NH3通入甲室发生反应NH3+H2O  NH3·H2O,溶液中Cu2+与 NH3·H2O结合生成[Cu(NH3)4]2+,即Cu2++4NH3·H2O  [Cu(NH3)4]2++4H2O,甲室Cu电极上 发生失电子的氧化反应Cu-2e-  Cu2+,则甲室中总反应为Cu-2e-+4NH3  [Cu(NH3)4]2+; 乙室Cu电极上发生得电子的还原反应Cu2++2e-  Cu,乙室中S 向甲室移动,甲室 中[Cu(NH3)4]SO4浓度增大,排出收集,低温热解生成CuSO4和NH3,NH3回到甲室中生成 NH3·H2O循环使用。A项,甲室中Cu电极为负极,错误;B项,因需要在甲室中获得 [Cu(NH3)4]SO4,从而实现CuSO4溶液的再生,故需要使乙室中S 通过阴离子交换膜进入 甲室,错误;C项,上述分析中甲室中总反应与乙室中Cu电极的电极反应相加得总反应Cu2++ 4NH3  [Cu(NH3)4]2+,正确;D项,如果NH3进入乙室,则乙室中Cu2+浓度降低,浓差电池的 电动势将减小,正确。 目 录 变式4　　金属——空气电池　(2023海南,8,2分)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可 组成电池,如图所示。下列说法正确的是 ( ) A.b电极为电池正极 B.电池工作时,海水中的Na+向a电极移动 C.电池工作时,紧邻a电极区域的海水呈强碱性 D.每消耗1 kg Al,电池最多向外提供37 mol电子的电量     A 目 录 解析　该装置为原电池,铝为活泼金属,作负极;石墨(b电极)作正极,A正确。原电池工 作时,Na+向正极(b电极)移动,B错误。电池工作时,a电极反应式为Al-3e-  Al3+,Al3+水 解使电极a附近海水呈酸性,C错误。放电过程中Al→Al3+,每消耗1 kg即  mol Al,电 池最多向外提供电子的电量为  mol×3=  mol,D错误。 目 录 典题导入 题型2　离子交换膜在电化学中的应用 典题展示 典例1    (2023浙江6月选考,13,3分)氯碱工业能耗大,通过如图改进的设计可大幅度降 低能耗,下列说法不正确的是 ( )       B     目 录 A.电极A接电源正极,发生氧化反应 B.电极B的电极反应式为2H2O+2e-  H2↑+2OH- C.应选用阳离子交换膜,在右室获得浓度较高的NaOH溶液 D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压,减少能耗 目 录 方法链接 A项依据题图中物质转化可得出阳极、阴极,进而判断电极与电源的连接情况。 C项参考离子交换膜类型的判断方法。需要根据在右室获得浓度较高的NaOH溶液,判 断需要哪个离子透过离子交换膜,进而判断交换膜种类。 目 录 解析　由图中信息Cl-→Cl2可知,电极A上发生氧化反应,为阳极,应与电源正极相连,阳 极电极反应式为2Cl--2e-  Cl2↑;电极B为阴极,发生还原反应,电极反应式为O2+4e-+ 2H2O  4OH-,A正确、B错误。右室有OH-生成,为防止OH-与Cl2接触发生反应,同时在 右室获得较高浓度的NaOH溶液,需要使Na+从左室迁移至右室,则应选用阳离子交换膜, C正确。由于O2的氧化性比水电离出的H+的氧化性强,在阴极较容易得电子,可降低电 解电压,减少能耗,D正确。 目 录 典题展示 典例2    (2023广东,16,4分)用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(如图),可实 现大电流催化电解KNO3溶液制氨。工作时,H2O在双极膜界面处被催化解离成H+和OH-, 有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是 ( )       B     目 录 A.电解总反应:KNO3+3H2O  NH3·H2O+2O2↑+KOH     B.每生成1 mol NH3·H2O,双极膜处有9 mol的H2O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 目 录 方法链接 参考双极膜。 A项需要写出正、负极电极反应式,再相加得出总反应式。 B项注意电子转移守恒。 C项注意双极膜中OH-的移动。 目 录 解析　该装置可电解KNO3溶液制备NH3·H2O,氮元素化合价降低,故电极a为阴极,电极 反应式为①N +8e-+7H2O  NH3·H2O+9OH-;电极b为阳极,电极反应式为②4OH--4e-   O2↑+2H2O,①+②×2可得电解总反应:N +3H2O  NH3·H2O+2O2↑+OH-即 KNO3+3H2O  NH3·H2O+2O2↑+KOH,A正确。根据阴极反应式,每生成1 mol NH3·H2 O,转移8 mol电子,根据闭合回路电荷守恒以及电流方向,可知双极膜处应有8 mol H2O 解离,生成的8 mol H+进入阴极室,8 mol OH-进入阳极室,B错误。根据阳极反应式可知, 每消耗4 mol OH-,转移4 mol电子,根据闭合回路电荷守恒,双极膜处会有4 mol OH-进入 阳极室,故阳极室中KOH的物质的量保持不变,C正确。“卯榫”结构双极膜的表面积 大于平面结构双极膜,可产生较多H+和OH-,使电流增大,则氨的生成速率增大,D正确。 目 录 方法突破 一、了解离子交换膜的分类与应用[典例1、变式1]   目 录 二、了解双极膜[典例2、变式2] 双极膜是一种新型离子交换膜,其膜主体可分为阴离子选择层、阳离子选择层和中间 界面层,水解离催化剂被夹在中间界面层的离子交换聚合物中,在该聚合物当中的H2O 电离产生H+和OH-,在电场的作用下快速迁移到两侧溶液中,作为H+和OH-的供应源,为 膜两侧的半反应提供各自理想的pH条件。 目 录 三、熟悉离子交换膜类型的判断方法[典例1,变式1]   例如,氯碱工业中用离子交换膜法电解饱和食盐水时,离子交换膜的作用之一是防止阴 极室生成的OH-迁移至阳极室与氯气反应造成产品损失,同时还要允许阳极室中的Na+ 迁移至阴极室以得到NaOH溶液,故该电解装置中的离子交换膜为阳离子交换膜。 注意    对于含有离子交换膜的电化学装置,判断反应后某极室溶液pH变化或计算溶液质量变化时,不要忽略离子透过离子交换膜进出造成的影响。 目 录 变式训练 变式1　　离子交换膜类型的判断方法　(2025江西南昌一模,12改编)我国科学家开发 了一种自充电水系Zn-NaFe[Fe(CN)6]电池,电池电能耗尽后,无需外接电源,可通过H2O2 实现电池自充电,电池工作原理如图所示。下列说法错误的是 ( )       D     目 录 A.该电池装置负极材料需足量 B.中间膜为Na+交换膜 C.放电时,右侧电极反应为NaFe[Fe(CN)6]+xe-+xNa+  Na1+xFe[Fe(CN)6] D.自充电时,每消耗1 mol H2O2,溶液中增加2x mol Na+ 目 录 解析　根据题图可知放电时,Zn为负极,发生氧化反应,Zn-2e-  Zn2+;右侧电极为正极, 发生还原反应,电极反应式为NaFe[Fe(CN)6]+xe-+xNa+  Na1+xFe[Fe(CN)6],则可得放电 时Na+需要经过中间交换膜向正极移动,则中间膜为Na+交换膜,根据以上分析可知B、C 正确。根据题中信息,电池耗尽后,无需外接电源,可通过H2O2实现电池自充电,再结合 题图可知H2O2可将Na1+xFe[Fe(CN)6]氧化为NaFe[Fe(CN)6],为保证充电过程顺利进行,则 电池装置中的负极材料Zn需要足量,A正确。根据电子转移守恒,可知每消耗1 mol H2O 2,溶液中增加 2 mol Na+,D错误。 目 录 变式2　　质子交换膜　(2025河北邯郸模拟预测,12)上海理工大学研究卤素水系电池, 以溴为例,使用电负性更强的卤素,如Cl-可以诱导溴的价位升高,通过诱导Cl-和Br2进入 石墨,可以形成石墨交互化合物。随着Cl-的过量,可以得到更稳定的卤素化合物,如BrC  。工作原理如图所示,下列说法正确的是 ( )       C     目 录 A.放电时a极的电极电势低于b B.放电时会储存溴化氢 C.充电时阴极发生的总反应为BrC +2e-  Br-+2Cl- D.充电时每生成1 mol TiO2+,有2 mol H+穿过质子交换膜进入b极室 目 录 解析　根据题图中信息可知放电时a为正极,b为负极,则a极电极电势高于b极,A错误。 放电时,b极上Br-失去电子,Br元素的化合价升高,不利于溴化氢的储存,B错误。充电时, 电源正极连接原电池的正极,电源负极连接原电池的负极,则充电时,b极为阴极,发生的 总反应为BrC +2e-  Br-+2Cl-,C正确。依据电荷守恒可知,每生成1 mol TiO2+,转移 1 mol电子,有1 mol H+穿过质子交换膜进入b极室,D错误。 目 录 $