专题10 电化学原理及应用（复习讲义）（北京专用）2026年高考化学二轮复习讲练测

该高中化学高考复习讲义聚焦电化学原理及应用专题，涵盖原电池（新型电池、燃料电池）、电解池（工业应用、膜电解）、化学电源及金属腐蚀与防护等核心考点，按“原理-应用-真题”逻辑构建知识体系，通过考情精解明确命题趋势，构知能架构梳理必备知识与关键能力，破题型攻坚分题型进行方法指导与真题训练，帮助学生系统突破电化学难点。 讲义突出跨模块融合与真实情境探究，如结合SO₄²⁻空间结构分析电解质性质体现结构决定性质的化学观念，通过铅酸电池废旧回收流程培养科学思维与证据推理能力。设置分层练习和命题预测，配合真题动向分析与解题策略指导，助力学生高效提升电化学综合应用能力，为教师把控复习节奏提供清晰框架。

专题10 电化学原理及应用 目录 01 析·考情精解 2 02 构·知能架构 3 03 破·题型攻坚 4 题型一 原电池 4 真题动向 以新型电池/燃料电池为情境，聚焦电极判断、反应式书写、离子移动、交换膜作用与能量转化，侧重信息提取和模型迁移，强调真实场景下的综合推理。 必备知识 知识1原电池原理 知识2 原电池原理的应用 知识3 化学电源 关键能力 能力 燃料电池 命题预测 考向1 原电池原理 考向2 原电池原理的应用 考向3 化学电源 题型二 电解池 24 真题动向 依托工业应用（如污染物处理、电镀/精炼）与协同转化装置，考查阴阳极判断、产物分析、膜功能、pH变化及多池联动，突出原理在实际生产中的灵活应用与探究思维。 必备知识 知识1电解池原理 知识2电解电极方程式的书写 知识3电解原理的应用 关键能力 能力1 电解池阴、阳极的判断 能力2 电化学定量计算 命题预测 考向1 电解原理 考向2 电解原理的应用 考向3 电化学腐蚀及金属防护 命题轨迹透视 1、单池→多池串联/混合体系；引入质子/阴离子/双极膜，考查选择性传导与隔离作用。 2、电解池：电镀、离子迁移、膜电解、污染物处理；阳极/阴极反应、产物判断、膜作用、电量-产物计算，2022-2023年二模北京卷常考。 3、金属腐蚀与防护：吸氧腐蚀、防护方法，2025昌平二模出现。 考点频次总结 考点 2025年 2024年 2023年 2022年 2021年 原电池 北京卷T16，11分 —— 北京卷T4，3分 北京卷T19，13分 北京卷T7，3分 北京卷T16，10分 北京卷T19，13分 电解池 北京卷T14，3分 北京卷T16，11分 北京卷T18，13分 北京卷T5，3分 北京卷T16，13分 北京卷T13，3分 北京卷T16，11分 北京卷T15，9分 2026命题预测 1、 新型电池：钠离子、固态电解质、全氢电池、液流电池，关注“充放电机制+副反应控制”。 2、电解应用：膜电解制化学品、电催化降解有机废水、CO₂电还原，突出“膜选择/离子迁移/产物分离”。 3、2026预测将以新型电池/膜电解/耦合工艺为载体，强化机理分析、膜功能、跨模块融合，并以多池串联、动态过程、误差评估提升区分度。 题型一 原电池 1．（2025北京，16，11分）铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。 (1)十九世纪，铅酸电池工作原理初步形成并延续至今。 铅酸电池工作原理： ①充电时，阴极发生的电极反应为 。 ②放电时，产生a库仑电量，消耗的物质的量为 。已知：转移电子所产生的电量为96500库仑。 ③作为电解质溶液性质稳定、有较强的导电能力，参与电极反应并有利于保持电压稳定。该体系中不氧化，氧化性弱与其结构有关，的空间结构是 。 ④铅酸电池储存过程中，存在化学能的缓慢消耗：电极在作用下产生的可将电极氧化。氧化发生反应的化学方程式为 。 (2)随着铅酸电池广泛应用，需要回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化关系示意图如下。 ①将等物质转化为的过程中，步骤I加入溶液的目的是 。 ②步骤Ⅱ、Ⅲ中和作用分别是 。 (3)铅酸电池使用过程中，负极因生成导电性差的大颗粒，导致电极逐渐失活。通过向负极添加石墨、多孔碳等碳材料，可提高铅酸电池性能。碳材料的作用有 (填序号)。 a．增强负极导电性 b．增大负极材料比表面积，利于生成小颗粒 c．碳材料作还原剂，使被还原 【答案】(1) 正四面体形 (2)脱除硫酸根，生成可溶于酸的氢氧化铅 H2O2作还原剂，K2S2O8作氧化剂 (3)ab 【详解】（1）①充电时，阴极发生还原反应，PbSO4得到电子变成Pb，其发生的电极反应为：； ②根据放电时的反应，每消耗1molH2SO4，转移1mol电子；产生a库伦电量，转移的电子为，故消耗H2SO4的物质的量为； ③的中心原子S原子的价层电子对数为，故其空间结构为正四面体形； ④Pb在H2SO4作用下与氧气反应，会生成PbSO4和水，反应的化学方程式为：。 （2）废旧铅酸电池通过预处理得到PbSO4、PbO、PbO2；加入NaOH，使PbSO4转化为Pb(OH)2，过滤得到Pb(OH)2、PbO、PbO2；若加入H2O2，在酸性条件下生成含Pb2+溶液，电解后生成Pb；若加入K2S2O8，在碱性条件下可生成PbO2。 ①由以上分析可知，加入NaOH，使PbSO4转化为Pb(OH)2，过滤得到Pb(OH)2、PbO、PbO2，其目的是脱除硫酸根，生成可溶于酸的氢氧化铅，便于后续的溶解； ②由以上分析可知，加入H2O2，在酸性条件下生成含Pb2+溶液，说明PbO2被H2O2还原，故H2O2的作用为还原剂；加入K2S2O8，在碱性条件下可生成PbO2，说明Pb(OH)2、PbO被K2S2O8氧化，故K2S2O8的作用为氧化剂。 （3）由于负极会生成导电性差的大颗粒PbSO4，石墨可以导电，多孔碳可以增加负极材料的比表面积，故碳材料的作用可以增强负极的导电性，且有利于生成小颗粒PbSO4，故a、b正确； 负极的主要材料是Pb，且电解质环境为酸性，故负极不存在PbO2，碳材料不能使PbO2被还原，c错误； 故选ab。 命题解读 新情境：以铅酸电池这一传统化学电源为核心载体，打破了以往仅聚焦原理的考法，通过“历史发展-资源回收-实际应用问题解决”的纵向链条设计，实现了情景真实化、考法综合化、角度实用化的创新，精准契合北京卷电化学命题的新趋势。 新考法：从“单一考点”到“跨模块融合+能力分层” 1. 电化学与结构化学的跨模块融合：第(1)③问考查SO42-的空间结构，将电化学中电解质的性质与化学键与分子结构知识点结合，打破了电化学仅考原理的边界，要求学生建立“结构决定性质（SO42-氧化性弱）”的逻辑链。 2. 定量计算的实用化考法：第(1)②问以“库仑电量”为切入点计算消耗H2SO4的量，将物理电学单位（库仑）与化学的电子守恒计算结合，不是简单的物质的量计算，而是贴近实际电池性能检测的定量考法。 3. 工业流程的分析性考法：第(2)问围绕废旧电池回收流程，要求分析试剂作用（NaOH、H2O2、K2S2O8），考法从“写反应式”升级为“基于流程目的推导试剂功能”，侧重证据推理与工业思维。 新角度：从“静态原理判断”到“动态过程与性质关联” 1. 储存过程的副反应角度：第(1)④问考查铅酸电池储存时的缓慢氧化反应（O2氧化Pb），跳出了“充放电主反应”的常规角度，关注电池非工作状态的副反应，要求学生分析物质转化的动态过程。 2. 电解质性质的本质角度：第(1)③问从SO42-的结构角度解释其氧化性弱的原因，不是单纯考查电解质的作用，而是深挖“结构-性质-应用”的内在关联，要求学生从本质上理解电解质选择的依据。 3. 资源回收的转化角度：第(2)问从“废旧电池→含Pb2+溶液→Pb/PbO2”的转化过程，考查氧化还原的调控（H2O2的还原性、K2S2O8的氧化性），角度聚焦于工业中物质的定向转化与试剂选择，体现电化学的实际应用价值。 2．（2023北京，19，13分）资料显示，可以将氧化为。某小组同学设计实验探究被氧化的产物及铜元素的价态。 已知：易溶于溶液，发生反应(红棕色)；和氧化性几乎相同。 I.将等体积的溶液加入到铜粉和的固体混合物中，振荡。 实验记录如下： 实验现象 实验Ⅰ 极少量溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为淡红色 实验Ⅱ 部分溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为红棕色 实验Ⅲ 完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液为深红棕色 (1)初始阶段，被氧化的反应速率：实验Ⅰ (填“>”“<”或“=”)实验Ⅱ。 (2)实验Ⅲ所得溶液中，被氧化的铜元素的可能存在形式有(蓝色)或(无色)，进行以下实验探究： 步骤a．取实验Ⅲ的深红棕色溶液，加入，多次萃取、分液。 步骤b．取分液后的无色水溶液，滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色，并逐渐变深。 ⅰ．步骤a的目的是 。 ⅱ．查阅资料，，(无色)容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤的溶液中发生的变化： 。 (3)结合实验Ⅲ，推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是，实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是 。分别取实验Ⅰ和Ⅱ充分反应后的固体，洗涤后得到白色沉淀，加入浓溶液， (填实验现象)，观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是 。 (4)上述实验结果，仅将氧化为价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验，证实了能将氧化为。装置如图所示，分别是 。    (5)运用氧化还原反应规律，分析在上述实验中被氧化的产物中价态不同的原因： 。 【答案】(1)< (2)除去，防止干扰后续实验 、 (3)或 白色沉淀逐渐溶解，溶液变为无色 铜与碘的反应为可逆反应(或浓度小未能氧化全部的) (4)铜、含的的溶液 (5)铜与碘反应的体系在原电池装置中，I2将Cu氧化为Cu2+；而在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中Cu以Cu+形式存在，这是由于在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中可以进一步与结合生成沉淀或，浓度减小使得氧化性增强，发生反应和。 【详解】（1）提高KI浓度，便于提高的浓度，与Cu接触更加充分，Cu与的反应速率加快，故实验Ⅰ<实验Ⅱ； （2）加入，I2浓度减小，平衡逆向移动， 浓度增加，其目的为：除去，防止干扰后续实验。加入浓氨水后转化为，无色的被氧化为蓝色的，方程式为、； （3）结合实验Ⅲ，推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是，实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是或；白色沉淀为CuI，加入浓溶液，CuI与I-反应转化为[CuI2]-，故产生白色沉淀溶解，溶液变为无色，出现红色固体的过程；由于n＞m，铜未完全反应的原因是铜与碘的反应为可逆反应(或浓度小未能氧化全部的)； （4）要验证能将氧化为，需设计原电池负极材料为Cu，b为含的的溶液； （5）含的的溶液铜与碘反应的体系在原电池装置中，将氧化为；而在实验Ⅰ、实验Ⅱ和实验Ⅲ中以形式存在，这是由于在实验Ⅰ、实验Ⅱ、实验Ⅲ中可以进一步与结合生成沉淀或，浓度减小使得氧化性增强，发生反应和。 命题解读 新情境：以Cu与I₂的氧化还原反应为核心，结合卤素络合平衡、铜的络合离子形态探究，打破了传统氧化还原实验“仅判断产物、写反应式”的模式，体现了北京卷化学实验题情景真实化、考法探究化、角度本质化的命题创新趋势。 新考法：从“静态结论”到“动态推理+探究设计” 1. 反应速率的比较考法：第(1)问要求根据实验现象比较Cu被氧化的反应速率，并非通过数据计算，而是通过“I2溶解量、Cu的反应程度”等实验现象进行定性推理，考查“现象→速率”的逻辑关联能力。 2. 产物形态的探究考法：第(2)问针对实验III的溶液提出铜元素的两种可能络合形态，要求设计实验验证，属于开放性探究设计，打破了“直接写产物”的考法，考查基于物质性质（颜色、络合稳定性）的实验设计能力。 3. 平衡与氧化还原的融合考法：试题将I2+I-⇌I3-的络合平衡与“Cu被I2氧化”的氧化还原反应结合，要求分析c(I-)增大对I2溶解性、氧化性的影响，考法从“单一反应”升级为“多反应耦合的综合分析”。 新角度：从“反应结果”到“过程机理与形态转化” 3．（2023北京卷，4，3分）下列事实能用平衡移动原理解释的是 A．溶液中加入少量固体，促进分解 B．密闭烧瓶内的和的混合气体，受热后颜色加深 C．铁钉放入浓中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体 D．锌片与稀反应过程中，加入少量固体，促进的产生 【答案】B 【详解】A．MnO2会催化 H2O2分解，与平衡移动无关，A项错误； B．NO2转化为N2O4 的反应是放热反应，升温平衡逆向移动， NO2浓度增大，混合气体颜色加深，B项正确； C．铁在浓硝酸中钝化，加热会使表面的氧化膜溶解，铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体，与平衡移动无关，C项错误； D．加入硫酸铜以后，锌置换出铜，构成原电池，从而使反应速率加快，与平衡移动无关，D项错误；选B。 4．（2022北京卷，7，3分）已知：。下列说法不正确的是 A．分子的共价键是键，分子的共价键是键 B．燃烧生成的气体与空气中的水蒸气结合呈雾状 C．停止反应后，用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近集气瓶口产生白烟 D．可通过原电池将与反应的化学能转化为电能 【答案】A 【详解】A．H2分子里的共价键H-H键是由两个s电子重叠形成的，称为s-s σ键，Cl2分子里的共价键Cl-Cl键是由两个p电子重叠形成的，称为p-p σ键，故A错误； B．HCl气体极易溶于水，遇到空气中的水蒸气后立即形成盐酸小液滴，即白雾，故B正确； C．浓氨水易挥发，挥发的氨气和HCl气体互相反应，化学方程式NH3+HCl=NH4Cl，生成NH4Cl氯化铵固体小颗粒，固体粉末就是烟，故C正确； D．与的反应是能够自发进行的氧化还原反应，可通过原电池将与反应的化学能转化为电能，故D正确；故选A。 知识1 原电池原理 1、能量的转化：原电池是将化学能转变为电能的装置。 2、Cu-Zn原电池 电路：外电路：电子从负极流向正极，电流从正极流向负极。 内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极。 电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 反应类型 氧化反应 还原反应 电子流向 由Zn沿导线流向Cu 盐桥中离子移向 盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极 3、构成原电池的条件 （1）有一个自发进行的氧化还原反应 （2）装置 ①一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生（一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。 ②二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。 ③三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：电解质溶液；两电极直接或间接接触；两电极插入电解质溶液。 4、正、负极的判断：负极失电子，正极上还原，离子咋移动，遵循大循环。 判断依据 负极 正极 1、电极材料 活动性较强的金属 活动性较弱的金属或能导电的非金属 2、反应类型 氧化反应 还原反应 3、电子流动方向 电子流出极 电子流入极 4、电解质溶液中离子流向 阴离子移向的电极 阳离子移向的电极 5、电流方向 电流流入极 电流流出极 6、与电解质溶液能否发生反应 能 不能 7、反应现象 电极溶解 电极增重或有气泡产生 8、pH变化 降低 升高 知识2 原电池原理的应用 1、运用原电池原理，加快化学反应速率 如：实验室中用Zn与稀H2SO4反应制取H2时，通常滴入几滴CuSO4溶液。这样做的原因是Zn与置换出的Cu、稀H2SO4构成Zn与置换出的Cu、稀H2SO4构成了原电池，加快了反应的进行。 2、运用原电池原理，设计制造各种化学电源 3、运用原电池原理，对金属实行有效保护 如：为保护轮船船体或大坝闸门的过快腐蚀，通常在船体或闸门外壳上连接一块比船体或闸门更活泼的金属，以保护船体或闸门。 4、运用原电池原理，判断金属的活动性大小：作为原电池负极的金属，金属活动性一般比作为正极的金属活动性强。 5、运用原电池原理，判断氧化还原进行的方向 6、析氢腐蚀与吸氧腐蚀 以钢铁的腐蚀为例进行分析： 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性 电极反应 负极 Fe－2e－===Fe2＋ 正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 总反应式 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2 联系 吸氧腐蚀更普遍 7、盐桥 （1）盐桥的组成和作用 ①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。 ②盐桥的作用：连接内电路，形成闭合回路；平衡电荷，使原电池不断产生电流；是氧化反应和还原反应分开发生，避免发生副反应。 （2）单池原电池和盐桥原电池的对比 图1和图2两装置的相同点：正负极、电极反应、总反应、反应现象。 负极：Zn－2e－===Zn2＋ 正极：Cu2＋＋2e－===Cu 总反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋ 不同点：图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2＋，会有一部分Zn与Cu2＋直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。 图2中Zn和CuSO4溶液在两个池子中，Zn与Cu2＋不直接接触，不存在Zn与Cu2＋直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。 关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。 知识3 化学电源 电极方程式的书写：一般来讲，书写原电池的电极反应式应注意如下四点： 1、准确判断原电池的正负极：如果电池的正负极判断失误，则电极反应式必然写错，这是正确书写电极反应式的前提。一般而言，较活泼的金属成为原电池的负极，但不是绝对的。 如将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时，铜却是原电池的负极被氧化，因为铝在浓硝酸中表面发生了钝化。此时，其电极反应式为：负极：Cu-2e- ==Cu2+ 正极：2NO3-+4H++2e-==2NO2+2H2O 又如将镁铝合金放入6mol/L的NaOH溶液中构成原电池时，尽管镁比铝活泼，但镁不和NaOH溶液反应，所以铝成为负极，其电极反应式为：负极：2Al+8OH—-6e-==2AlO2-+4H2O 正极：6H2O+6e-==3H2+6OH- 2、高度注意电解质的酸碱性：在正、负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。如氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种，在酸溶液中负极反应式为：2H2-4e-==4H+ 正极反应式为：O2+4H++4e-=2H2O； 如是在碱溶液中，则不可能有H+出现，在酸溶液中，也不可能出现OH-。又于CH4、CH3OH等燃料电池，在碱溶液中C元素以CO32-离子形式存在，而不是放出CO2。 3、牢牢抓住总的反应方程式：从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。而两个电极反应相加即得总的反应方程式。 4、不能忽视电子转移数相等：在同一个原电池中，负极失去的电子数必等于正极得到的电子数，所以在书写电极反应式时，要注意电荷守恒。 能力 燃料电池 电池 电极反应 酸性电解质 碱性电解质 H→H+，C→CO2，水提供氧 H→H2O，C→CO32-，OH—提供氧 氢氧燃料电池 负极 H2+2e-=2H+ 2H++2OH-=2H2O 正极 O2+4H++4e-=2H2O O2+2H2O+4e-=4OH- 总反应 2H2+O2=2H2O 2H2+O2=2H2O 甲烷燃料电池 负极 CH4-8e-+2H2O=8H++CO2 CH4–8e-+10OH-=CO32-+7H2O 正极 O2+4H++4e-=2H2O O2+2H2O+4e-=4OH- 总反应 CH4+2O2=CO2+2H2O CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O 甲醇燃料电池 负极 CH3OH-6e-+H2O=6H++CO2 CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O 正极 O2+4H++4e-=2H2O O2+2H2O+4e-=4OH- 总反应 2CH3OH+3O2-=2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O 乙醇燃料电池 负极 C2H5OH-12e-+3H2O=12H++2CO2 C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O 正极 O2+4H++4e-=2H2O O2+2H2O+4e-=4OH- 总反应 C2H5OH-+3O2-=2CO2+3H2O C2H5OH-+3O2+4OH-=2CO32-+5H2O 电池 电极反应 熔融碳酸盐电解质 固体氧化物电解质 H→H2O，C→CO2，CO32—提供氧 H→H2O，C→CO2，O2—提供氧 氢氧燃料电池 负极 H2+CO32—2e-=H2O+CO2 H2+O2—2e-=H2O 正极 O2+4e-+2CO2=2CO32- O2+4e-=2O2- 总反应 2H2+O2=2H2O 2H2+O2=2H2O 甲烷燃料电池 负极 CH4+4CO32—8e-=2H2O+5CO2 CH4+4CO32—8e-=2H2O+5CO2 正极 O2+4e-+2CO2=2CO32- O2+4e-=2O2- 总反应 CH4+2O2=CO2+2H2O CH4+2O2=CO2+2H2O 甲醇燃料电池 负极 CH3OH+3CO32—6e-=2H2O+4CO2 CH3OH+3CO32—6e-=2H2O+4CO2 正极 O2+4e-+2CO2=2CO32- O2+4e-=2O2- 总反应 2CH3OH+3O2-=2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2-=2CO2+4H2O 乙醇燃料电池 负极 C2H5OH+6CO32—12e-=3H2O+7CO2 C2H5OH+6O2—12e-=3H2O+2CO2 正极 O2+4e-+2CO2=2CO32- O2+4e-=2O2- 总反应 C2H5OH-+3O2-=2CO2+3H2O C2H5OH-+3O2-=2CO2+3H2O 考向1 原电池原理 1．（2023·北京丰台·一模）某小组研究SCN分别与的反应。 编号 1 2 3 实验 现象 溶液变为黄绿色，产生白色沉淀(白色沉淀为CuSCN) 溶液变红，向反应后的溶液中加入溶液，产生蓝色沉淀，且沉淀量逐渐增多 接通电路后，电压表指针不偏转。一段时间后，取出左侧烧杯中少量溶液，滴加溶液，没有观察到蓝色沉淀 下列说法不正确的是 A．实验1中发生了氧化还原反应，KSCN为还原剂 B．实验2中“溶液变红”是与结合形成了配合物 C．若将实验3中溶液替换为溶液，接通电路后，可推测出电压表指针会发生偏转 D．综合实验1~3，微粒的氧化性与还原产物的价态和状态有关 【答案】C 【详解】A．在反应1中，失去电子被氧化为，得到电子被还原为，再与反应产生CuSCN沉淀，反应方程式为，该反应中KSCN为还原剂，A正确； B．与反应产生络合物，使溶液变为血红色，B正确； C．等物质的量浓度时离子的氧化性：，0.25 mol/L溶液与0.125 mol/L溶液中和的浓度相等，氧化性强的为溶液，实验3中电压表指针未偏转，故用溶液替换0.125 mol/L 溶液时，接通电路后电压表指针也不会发生偏转，C错误； D．对比实验1和实验3，Cu2+的还原产物Cu+以CuSCN固态沉淀形式生成，反应发生；而Fe3+的还原产物Fe2+为水溶液中的离子，在较低浓度下反应不发生。这表明还原产物的状态（固态或液态）是影响反应能否发生的重要因素，D正确； 故答案选C。 2．（2025·北京·三模）下列化学用语与所给事实相符的是 A．制备84消毒液： B．一端缠绕铜丝的铁钉放入NaCl溶液中一段时间后铜丝附近溶液的pH升高： C．用氨水和溶液制备少量： D．向硝酸和过量铜反应结束后的溶液中继续加入少量稀硫酸，继续生成无色气体： 【答案】C 【详解】A．Cl2和NaOH溶液反应制备84消毒液，离子方程式为：，A错误； B．一端缠绕铜丝的铁钉放入NaCl溶液中一段时间后铜丝附近溶液的pH升高，原因是O2得到电子生成了OH-，电极方程式为：，B错误； C．Al3+与弱碱NH3·H2O反应生成Al(OH)3沉淀，离子方程式为：，C正确； D．向硝酸和过量铜反应结束后的溶液中继续加入少量稀硫酸，H+与Cu在存在下应生成NO而非H2，离子方程式为：，D错误； 故选C。 3．（2025·北京西城·三模）铅蓄电池的结构示意图如图，下列关于铅蓄电池的说法正确的是 A．放电时，作负极，向负极方向移动 B．放电时，一段时间后电解质溶液值不变 C．充电时，铅蓄电池负极连接电源正极 D．充电时，阳极的电极反应为 【答案】D 【详解】A．由分析可知，铅是铅蓄电池的负极，溶液中氢离子向正极移动，故A错误； B．由分析可知，电池总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，则放电时，一段时间后，溶液中硫酸溶液浓度减小，电解质溶液pH值增大，故B错误； C．由分析可知，充电时，铅蓄电池负极连接电源的负极做阴极，故C错误； D．由分析可知，充电时，正极连接电源正极做阳极，水分子作用下，硫酸铅在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化铅、氢离子和硫酸根离子，电极反应式为，故D正确； 故选D。 4．（2025·北京西城·一模）酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法不正确的是 A．石墨作电池的正极材料 B．电池工作时，向负极方向移动 C．发生还原反应 D．若给该电池充电，会生成可燃性气体，存在安全隐患 【答案】B 【详解】A．酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，A正确； B．原电池工作时，阳离子向正极(石墨电极)方向移动，B错误； C．电池工作时，二氧化锰得到电子发生还原反应，C正确； D．若给该电池充电，则会生成可燃性气体氢气，氢气易燃易爆存在安全隐患，D正确； 故选B。 5．（2025·北京西城·二模）普鲁士蓝的化学式为。一种在空气中工作的普鲁士蓝电池的示意图如图所示，普鲁士蓝涂于惰性电极M上。闭合K，灯泡亮。待灯泡熄灭，断开K，一段时间后普鲁士蓝恢复。 下列说法不正确的是 A．闭合上的电极反应： B．闭合K，一段时间后电解质溶液的质量增大 C．断开K，每生成，需要消耗 D．断开K，一段时间后电解质溶液中可能出现白色沉淀 【答案】B 【详解】A．惰性电极M是正极，铁元素化合价下降，发生得到电子的还原反应，电极反应为：，A正确； B．负极的反应为，当电路转移3mol电子时，有1molAl进入溶液，同时正极会有转化为固体，故电解质溶液质量变小，B错误； C．由化合价变化可知，每生成，转移，做氧化剂，有：，根据转移电子守恒可知，需要消耗，C正确； D．断开K，一段时间后，由于氧气做氧化剂，溶液中将出现，与负极产生的结合生成，故溶液中可能出现白色沉淀是合理的，D正确；故选B。 考向2 原电池原理的应用 6．（2023·北京房山·二模）某储能电池原理如图。下列说法正确的是 A．放电时透过多孔活性炭电极向中迁移 B．放电时负极反应： C．充电时每转移1mol电子，理论上释放0.5mol D．充电过程中。NaCl溶液浓度增大 【答案】B 【详解】A．放电时，阴离子向负极移动，则Cl-透过多孔活性炭电极向NaCl中迁移，选项A错误； B．放电时负极发生失电子的氧化反应，电极反应式为，选项B正确； C．充电时，每转移1mol电子，充电时阳极: 2C1--2e-=Cl2↑，不是CCl4释放Cl2，选项C错误； D．充电时，阳极上为2C1--2e-=Cl2↑，Cl-被消耗，NaCl溶液浓度减小，选项D错误； 答案选B。 7．（2023·北京西城·二模）小组同学探究+3价铬元素和+6价铬元素的相互转化。 资料：(绿色)、(灰绿色，不溶于水)、(橙色)、(黄色)、(砖红色，难溶于水) 实验Ⅰ：向2mL0.1mol/L溶液中滴入2mL3%溶液，无明显变化，得到溶液a．取少量溶液a，加入溶液，未观察到砖红色沉淀。 实验Ⅱ：向溶液a中加入2mL10%NaOH溶液，产生少量气泡，水浴加热，有大量气泡产生，经检验气体为，溶液最终变为黄色。取少量黄色溶液，加入稀硫酸调节溶液的pH约为3，再加入溶液，有砖红色沉淀生成。 (1)实验Ⅱ中加入稀硫酸的目的是 。 (2)甲同学认为实验Ⅱ中溶液变黄生成的原因是将+3价铬元素氧化为，乙同学认为该说法不严谨。 ①乙的理由是 。 ②设计实验否定了乙的猜想， (填操作)，溶液未变成黄色。 (3)对比实验I和Ⅱ，小组同学研究碱性环境对+3价铬元素或性质的影响。 ①提出假设： 假设a：碱性增强，的氧化性增强 假设b： 。 ②参与的电极反应式是 ，据此分析，假设a不成立。 ③设计实验证实假设b，画出实验装置图(注明试剂)并写出实验操作和现象 。 实验Ⅲ：向实验Ⅱ中的黄色溶液中加入稀硫酸，溶液变为橙色，再加入3%溶液，溶液最终变为绿色，有气泡生成。 (4)实验Ⅲ中溶液由橙色变为绿色的离子方程式是 。 (5)综上，在+3价铬元素和+6价铬元素相互转化中的作用是 。 【答案】(1)使H2SO4与OH-反应，排除OH-与Ag+结合为AgOH对检验的干扰 (2)氧气可以将+3价Cr氧化为 向2 ml 0.1 mol/L Cr2(SO4)3溶液中加入2 mL 10% NaOH溶液，通入O2， 水浴加热 (3)碱性增强，+3价铬元素的还原性增强 H2O2+2e-=2OH- ；组装好装置。开始时电流计指针不偏转，向左池中加入较浓NaOH溶液，左池有灰绿色沉淀生成，指针偏转显示电子从左向右运动 (4)Cr2O+8H++3H2O2=2Cr3++3O2↑+7H2O (5)在碱性条件下，作氧化剂，将+3价铬元素氧化为+6价；在酸性条件下，作还原剂，将+6价铬元素还原为+3价 【详解】（1）含NaOH的溶液显碱性，而氢氧根离子和银离子会反应，则实验Ⅱ中加入稀硫酸的目的是使H2SO4与OH-反应，排除OH-与Ag+结合为AgOH对检验的干扰； （2）①氧气也具有氧化性，也可以将+3价Cr氧化为，则乙的理由是氧气可以将+3价Cr氧化为。 ②向2 ml 0.1 mol/L Cr2(SO4)3溶液中加入2 mL 10% NaOH溶液，通入O2， 水浴加热，溶液未变成黄色， 则氧气不能氧化+3价Cr； （3）①结合溶液中成分Cr3+、H2O2提出假设：假设a：碱性增强，的氧化性增强； 假设b：碱性增强，+3价铬元素的还原性增强； ②结合假设a，H2O2氧化性增强，则O元素化合价降低，则H2O2得到电子转化为氢氧根离子，则参与的电极反应式是H2O2+2e-=2OH-，加入硝酸银，应该生成银的不溶物，据此分析，假设a不成立； ③可以通过原电池原理进行验证，实验装置如图： ；实验操作和现象为：组装好装置。开始时电流计指针不偏转，向左池中加入较浓NaOH溶液，左池有灰绿色沉淀生成，指针偏转显示电子从左向右运动； （4）实验Ⅲ中溶液由橙色变为绿色为Cr2O在酸性条件下被H2O2还原为Cr3+，离子方程式Cr2O+8H++3H2O2=2Cr3++3O2↑+7H2O； （5）综上，在+3价铬元素和+6价铬元素相互转化中的作用是在碱性条件下，作氧化剂，将+3价铬元素氧化为+6价；在酸性条件下，作还原剂，将+6价铬元素还原为+3价。 8．（2023·北京房山·一模）某种培根型碱性氢氧燃料电池示意图如所示，下列有关该电池的说法不正确的是 A．电池放电时，向镍电极Ⅰ的方向迁移 B．正极电极反应为： C．出口Ⅰ处有水生成 D．循环泵可使电解质溶液不断浓缩、循环 【答案】A 【详解】A．原电池中，阳离子向正极移动，由分析可知镍电极Ⅱ为正极，则向镍电极Ⅱ的方向迁移，故A错误； B．由分析可知，镍电极Ⅱ为正极，电极方程式为：，故B正确； C．镍电极Ⅰ为负极，电极方程式为：H2+2e-+2OH-=2H2O，出口Ⅰ处有水生成，故C正确； D．由图示可知，循环泵可使电解质溶液不断浓缩、循环，故D正确； 故选A。 9．（2021·北京延庆·一模）用下列仪器或装置(图中夹持略)进行相应实验，能达到实验目的的是 A B C D 配制250mL0.5mol•L-1的NaCl溶液 检验溴乙烷消去产物中的乙烯 判断金属的活泼性：Fe＞Cu 验证乙炔的还原性 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．100mL规格的容量瓶不能用来配制250mL的溶液，A错误； B．溴乙烷发生消去反应需要在NaOH的乙醇溶液加热下发生，所以乙烯中会混有乙醇，而乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以需要用水将乙醇除去，乙烯进入高锰酸钾酸性溶液使其褪色，B正确； C．常温下，铁遇浓硝酸发生钝化，反而是较不活泼的铜作为原电池负极的材料，C错误； D．乙炔与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，不是体现其还原性，D错误； 故选B。 考向3 化学电源 10．（2025·北京平谷·一模）碱性锌锰电池的总反应为，构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A．电池工作时，正极发生反应为 B．电池工作时，向正极移动 C．隔膜可以防止电池短路 D．反应中每生成，转移电子数为 【答案】C 【详解】A． 电池工作时，正极发生反应为MnO2+e-+H2O= MnO(OH)+OH-，故A错误； B．电池工作时，阳离子移向正极，向负极移动，故B错误； C．隔膜位于电池的正极和负极之间，其主要功能是将正负极分开，防止电流直接通过正负极进行循环，故C正确； D．正极发生反应为MnO2+e-+H2O= MnO(OH)+OH-，每生成，转移电子数为，故D错误；选C。 11．（2025·北京通州·三模）铅酸蓄电池多用于启动和维持汽车用电系统的正常运转，氢氧燃料电池可以连续不断提供电能作为汽车的动力能源。 下列说法正确的是 A．铅酸蓄电池和氢氧燃料电池都属于二次电池 B．氢氧燃料电池负极消耗22.4L气体时，电路中通过的电子数为 C．铅酸蓄电池工作时，硫酸溶液中的向电极移动 D．考虑经济性，铅酸蓄电池的稀硫酸可用稀盐酸代替降低成本 【答案】C 【详解】A．铅酸蓄电池是可充电电池，属于二次电池，氢氧燃料电池需要补充燃料才能继续工作，不属于二次电池，A错误； B．题目没有表明是在标准状况下，无法通过气体体积计算转移的电子数，B错误； C．铅酸蓄电池工作时，为正极，硫酸溶液中的向正电极移动，C正确； D．盐酸中的Cl-会与Pb反应生成PbCl2沉淀覆盖在电极表面，导致电池内阻增加，且Cl-可能被氧化生成氯气，氯气会破坏电池结构，因此铅酸蓄电池的稀硫酸不可用稀盐酸代替，D错误；故选C。 12．（2025·北京朝阳·二模）利用太阳能高效分解水制氢一直是科学研究的重要领域。下列说法不正确的是 A．该过程可将太阳能转化为化学能 B．使用催化剂能提高水分解的平衡转化率 C．氢气有还原性，可作氢氧燃料电池的燃料 D．氢气可采用气态或液态储存，也可以储存在储氢合金中 【答案】B 【详解】A．利用太阳能高效分解水制氢，将太阳能转化为化学能，故A正确； B．催化剂不能使平衡移动，使用催化剂不能提高水分解的平衡转化率，故B错误； C．氢氧燃料电池中H2失电子发生氧化反应，表现H2是还原性，故C正确； D．氢气可采用气态或液态储存，也可生成金属氢化物储存在储氢合金中，故D正确；选B。 13．（2024·北京丰台·二模）科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖(葡萄糖)过高时会激活电池，产生电能进而刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖水平。电池工作时的原理如下图所示(G―CHO代表葡萄糖)。 下列说法不正确的是 A．该燃料电池是否工作与血糖的高低有关，血糖正常时电池不工作 B．工作时，电极Ⅰ附近pH下降 C．工作时，电子流向：电极Ⅱ→传感器→电极Ⅰ D．工作时，电极Ⅱ电极反应式为 【答案】B 【详解】A．根据题干信息，血糖(葡萄糖)过高时会激活电池，产生电能进而刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖水平，说明该燃料电池是否工作与血糖的高低有关，血糖正常时电池不工作，A说法正确； B．工作时，电极I为正极，氧气发生还原反应生成水，电极反应式：,电极Ⅰ附近pH升高，B说法错误； C．原电池中电子从负极流入正极，故外电路中电子流向：电极Ⅱ→传感器→电极Ⅰ，C说法正确； D．工作时，电极Ⅱ电极反应式为，D说法正确；答案选B。 14．（2023·北京海淀·三模）一种新型短路膜电池分离装置如下图所示。下列说法中正确的是 A．负极反应为： B．正极反应消耗，理论上需要转移4mol电子 C．该装置用于空气中的捕获，最终由出口A流出 D．短路膜和常见的离子交换膜不同，它既能传递离子，还可以传递电子 【答案】D 【详解】A．负极的电极反应式为，A项错误； B．正极反应消耗标准状况下，理论上需要转移电子=4mol，题目中未指明在标准状况下，则转移电子不一定为4mol，B项错误； C．由图可知，该装置用于空气中的捕获，与正极生成的反应生成，出口A流出的气体不含，C项错误； D．由图可知，短路膜中存在电子运动，与常见的离子交换膜不同，它既能传递离子，还可以传递电子，D项正确；答案选D。 题型二 电解池 1.（2025北京，14，3分）用电解溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。 实验 电极I 电极Ⅱ 电压/V 关系 i 石墨1 石墨2 a ii 石墨1 新石墨 b iii 新石墨 石墨2 c iv 石墨1 石墨2 d 下列分析不正确的是 A．，说明实验i中形成原电池，反应为 B．，是因为ii中电极Ⅱ上缺少作为还原剂 C．，说明iii中电极I上有发生反应 D．，是因为电极Ⅱ上吸附的量：iv>iii 【答案】D 【详解】A．由分析可知，石墨1中会吸附少量氧气，石墨2中会吸附少量氢气，实验i会形成原电池，，反应为2H2+O2=2H2O，A正确； B．因为ii中电极Ⅱ为新石墨，不含有H2，缺少作为还原剂，故导致，B正确； C．图2中，电极Ⅰ发生还原反应，实验iii中新石墨可能含有空气中的少量氧气，c＞0，说明iii中电极I上有发生反应，C正确； D．，实验iii与实验iv中电极Ⅰ不同，，是因为电极I上吸附的量：iv>iii，D错误； 故选D。 命题解读 新情境：以石墨电极的新旧状态、电解质溶液的新旧差异为变量，构建原电池电压对比实验，打破了传统电化学“单一装置分析”的命题模式，体现了情景微型化、考法对比化、角度本质化的创新特点，契合近年高考对“真实实验探究、变量控制、机理分析”的考查趋势。 新考法：从“原理判断”到“对比推理+数据解读” 1. 电压大小的对比推理考法：给出“a>c>b>d>0”的电压关系，要求结合实验变量（电极/溶液新旧）推理电压差异的原因，考法从“写电极反应、判断离子移动”升级为“变量→现象（电压）→机理”的逻辑推理，考查控制变量法的应用与证据推理能力。 2. 电极/溶液失效机理的分析考法：试题隐含“旧石墨电极、旧Na2SO4溶液因吸附杂质/溶解氧消耗等原因，导致原电池驱动力变化”的探究目标，需通过四组实验的电压对比，分析电极活性、溶液成分对原电池电动势的影响，属于“实验现象→本质机理”的深度分析考法。 3. 空白对照的设计考法：实验iv（石墨1+石墨2，旧溶液）作为隐性对照，与实验i - iii形成变量互补，考法中渗透实验设计的对照思想，要求识别不同实验组的变量差异与对照目的，而非单纯考查电化学原理。 新角度：从“反应规律”到“电极/溶液状态的本质影响角度” 1. 电极表面状态的影响角度：从“旧石墨电极可能吸附了氧化产物/杂质、新石墨电极表面更洁净”的角度，分析电极表面活性位点、杂质吸附对原电池电极电势的影响，跳出了“电极材料种类（金属/非金属）”的传统角度，关注电极表面微观状态的作用。 2. 电解质溶液的“老化”角度：探究“旧Na2SO4溶液”的成分变化（如溶解氧减少、生成微量电解质杂质、pH变化等）对原电池离子传导、电极反应的影响，角度聚焦电解质溶液的动态变化，而非静态的“电解质种类/浓度”影响。 3. 原电池电动势的本质角度：通过电压大小反映原电池正负极的电势差变化，要求从电极电势的差值（电动势） 本质解释电压差异，而非仅从“氧化还原反应速率”表面分析，考查对原电池核心原理（电势差驱动电子转移）的深度理解。 2．（2022北京，13，3分）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。 装置 序号 电解质溶液 实验现象 ① 少量溶液 阴极表面产生无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验，电解液中有 ② 过量氨水 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验，电解液中无元素 下列分析不正确的是 A．①中气体减少，推测是由于溶液中减小，且覆盖铁电极，阻碍与铁接触 B．①中检测到，推测可能发生反应：、 C．随阴极析出铜，推测②中溶液减小，平衡逆向移动 D．②中生成，使得比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密 【答案】C 【详解】A．随着反应的进行，一段时间后溶液中的减小，同时阴极发生电极反应：，生成的Cu覆盖在阴极铁制镀件表面，阻碍了与铁的接触，故气体减少，A正确； B．因为溶液中有和，铁制镀件与其接触，铁可能与和发生氧化还原反应生成，B正确； C．当阴极有Cu析出时，阴极电极反应：，阳极电极反应：，又因为②中电解液中无Fe元素，根据得失电子守恒，溶液不变，C错误； D．②中与反应生成，使得比①溶液中小，Cu缓慢析出，镀层更致密，D正确； 答案选C。 命题解读 新情境：以铁制镀件电镀铜的实际工艺问题为核心，结合不同电解质体系的实验现象展开探究，打破了传统电镀题“仅考查原理应用”的模式，体现了北京卷情景工业化、考法探究化、角度本质化的命题创新趋势，精准对接高考对“真实化工场景、证据推理、平衡与氧化还原融合”的考查要求。 新考法：从“原理记忆”到“现象推理+方案评价” 1. 实验现象的因果推理考法：通过两组实验的现象差异（有无气体、是否生成Fe2+），要求推导电解质成分（H+、氨水）对电极反应的影响，考法从“写电镀电极反应式”升级为“现象→反应本质”的证据推理，考查对氧化还原反应先后顺序的理解。 2. 副反应与主反应的竞争分析考法：选项中涉及H+、Cu2+、Fe的反应竞争，以及氨水对Cu2+的配位平衡调控，考法将氧化还原反应规律与络合平衡结合，打破了单一知识点的考查边界，要求建立“平衡移动→离子浓度→反应方向”的逻辑链。 3. 工艺优化的评价考法：试题隐含“如何消除电镀副反应、提升镀层纯度”的探究目标，通过对比实验①②的效果，考查对电镀工艺参数（电解液成分）优化的评价能力，体现了从“知识应用”到“工程思维”的考法升级。 新角度：从“静态原理”到“动态竞争与调控角度” 1. 离子氧化性的竞争角度：从“H+、Cu2+的氧化性强弱对比”切入，分析阴极反应的先后顺序，解释实验①中H2产生的原因，跳出了“电镀仅关注Cu2+还原”的传统角度，关注电解液中多种离子的氧化还原竞争。 2. 配位平衡的调控角度：实验②中引入氨水与Cu2+形成络合物，从“络合平衡改变Cu2+浓度与氧化性”的角度，解释副反应消失、镀层质量提升的本质，角度聚焦配位化学对电镀反应的调控作用，深化了对“结构决定性质”的理解。 3. 镀件腐蚀的防护角度：分析实验①中Fe2+生成的原因，探讨铁制镀件在电镀过程中的腐蚀风险，角度延伸到电镀工艺中的金属防护，体现了电化学原理在实际工艺中的综合应用。 3．（2024北京卷，18，13分）利用黄铜矿(主要成分为，含有等杂质)生产纯铜，流程示意图如下。 (1)矿石在焙烧前需粉碎，其作用是 。 (2)的作用是利用其分解产生的使矿石中的铜元素转化为。发生热分解的化学方程式是 。 (3)矿石和过量按一定比例混合，取相同质量，在不同温度下焙烧相同时间，测得：“吸收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图；和时，固体B中所含铜、铁的主要物质如表。 温度/℃ B中所含铜、铁的主要物质 400 500 ①温度低于，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大的原因是 。 ②温度高于，根据焙烧时可能发生的反应，解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低的原因是 。 (4)用离子方程式表示置换过程中加入的目的 。 (5)粗铜经酸浸处理，再进行电解精炼；电解时用酸化的溶液做电解液，并维持一定的和。粗铜若未经酸浸处理，消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量，原因是 。 【答案】(1)增大矿石的接触面积，提高反应速率，使反应更充分 (2) (3)随焙烧温度升高，生成的速率加快 发生分解生成难溶于水的 (4) (5)粗铜若未经酸浸，会残留较多的Fe，在电解时，阳极会发生反应Fe-2e-=Fe2+，溶液中的 Fe2+易被空气中O2氧化为 Fe3+，Fe3+在阴极发生反应Fe3++e-=Fe2+ 【详解】（1）黄铜矿的矿石在焙烧前需粉碎，是为了增大矿石的接触面积，提高反应速率，使反应更充分； （2）铵盐不稳定，易分解，分解为非氧化还原反应，产物中有NH3和SO3，故化学方程式为； （3）①由图，温度低于425℃，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大，是因为温度低于425℃，随焙烧温度升高，(NH4)2SO4分解产生的SO3增多，生成的速率加快，故铜浸出率显著增加； ②温度高于425℃，随焙烧温度升高，CuSO4发生分解生成难溶于水的CuO，铜浸出率降低； （4）加入置换硫酸铜溶液中的铜，反应的离子方程式为； （5）粗铜中含有杂质，加酸可以除，但粗铜若未经酸浸处理，会残留较多的Fe，在电解时，阳极会发生反应Fe-2e-=Fe2+，溶液中的 Fe2+易被空气中O2氧化为 Fe3+，Fe3+在阴极发生反应Fe3++e-=Fe2+，降低得到纯铜的量。 4．（2024北京卷，16，11分）是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。 (1)方法一：早期以硝石(含)为氮源制备，反应的化学方程式为：。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和 。 (2)方法二：以为氮源催化氧化制备，反应原理分三步进行。 ①第I步反应的化学方程式为 。 ②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入和进行反应。在不同压强下(、)，反应达到平衡时，测得转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因 。 (3)方法三：研究表明可以用电解法以为氮源直接制备，其原理示意图如下。 ①电极a表面生成的电极反应式： 。 ②研究发现：转化可能的途径为。电极a表面还发生iii．。iii的存在，有利于途径ii，原因是 。 (4)人工固氮是高能耗的过程，结合分子结构解释原因 。方法三为的直接利用提供了一种新的思路。 【答案】(1)难挥发性 (2) 该反应放热，且正反应的气体分子数减少，y点的温度大于x点的温度，为使两点的NO的转化率相同，需增大压强，故y点的容积小于x点的容积 (3) iii产生的参与ⅱ中NO的氧化 (4)分子中存在氮氮三键，键能大，破坏它需要较大的能量 【详解】（1）浓硫酸难挥发，产物为气体，有利于复分解反应进行，体现了浓硫酸的难挥发性和酸性。 （2）①第I步反应为氨气的催化氧化，化学方程式为； ②反应，升高温度，NO的平衡转化率减小，说明该反应放热，且正反应的气体分子数减少，y点的温度大于x点的温度，为使两点的NO的转化率相同，需增大压强，故y点的容积小于x点的容积。 （3）①由电极a上的物质转化可知，氮元素化合价升高，发生氧化反应，电极a为阳极，电极反应式为； ②反应iii生成，将氧化成，更易转化成。 （4）分子中存在氮氮三键，键能大，破坏它需要较大的能量，故人工固氮是高能耗的过程。 知识1 电解池原理 1、能量转化：电解池是将电能转变为化学能的装置。 2、电解：电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。电解是最强有力的氧化还原手段。 3、放电：当电解质溶液中的阴或阳离子到达阳或阴极时，阴离子失去电子发生氧化反应或阳离子获得电子发生还原反应的过程。 4、电子流向 （外电源）负极→（电解池）阴极；（电解池）阳极→（外电源）正极 5、电解池的构造和阴阳极的判断 阳极：与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应 阴极：与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应 知识2 电解电极方程式的书写 1、放电顺序： (1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。 (2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。 (3)然后排出阴、阳两极的放电顺序 ①金属材料作电极时：（根据金属活动性）金属失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。 ②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时： 放电的顺序取决于：离子的本性、离子浓度、电极材料 阴极：阳离子放电顺序：Ag＋ > Fe3＋ >Cu2＋ > H＋(酸) > Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。 阳极：阴离子放电顺序：活泼电极>S2－ >SO32－ >I－ >Br－ >Cl－>OH－>含氧酸根离子>F－。 【易错提醒】 1、阴阳离子在两极上放电顺序复杂，与离子性质、溶液浓度、电流强度、电极材料等都有关，不应将放电顺序绝对化，以上仅是一般规律。 2、电解过程中析出的物质的量（或析出物质的质量）：在电解若干串联电解池中的溶液时，各阴极或阳极所通过的电量相等，析出物质的量取决于电路中通过的电量。 3、阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。 4、最常用、最重要的放电顺序是：阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。 5、电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。 2、四种类型电解质水溶液电解产物分类： （1）电解水型：含氧酸，强碱，活泼金属含氧酸盐 （2）电解电解质型：无氧酸，不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外） （3）放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐 （4）放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐 电解质水溶液电解产物的规律分类 电解类型 举例 电极反应 溶液复原 物质类别 实例 电解水 含氧酸 H2SO4 阴：2H++2e-=H2 阳：2H2O-4e-=O2+4H+ 加水 强碱 NaOH 阴：2H2O+2e-=H2+2OH- 阳：4OH—-4e-=O 2+2H2O 加水 活泼金属的含氧酸盐 Na2SO4 阴：2H2O+2e-=H2+2OH- 阳：2H2O-4e-=O2+4H+ 加水 电解电解质 无氧酸 HCl 阴：2H++2e-=H2 阳：2Cl—-2e-=Cl2 通HCl气体 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2 阴：2Cu2++2e-=Cu 阳：2Cl—-2e-=Cl2 加CuCl2 溶质和溶剂同时电解 活泼金属的无氧酸盐 NaCl 阴：2H2O+2e-=H2+2OH- 阳：2Cl—-2e-=Cl2 通HCl气体 不活泼金属的含氧酸盐 CuSO4 阴：2Cu2++2e-=Cu 阳：2H2O-4e-=O2+4H+ 加CuO或CuCO3 3、判断溶液的pH变化：先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物。 （1）如果只产生氢气而没有氧气，则pH变大； （2）如果只产生氧气而没有氢气，则pH变小； （3）如果既产生氢气又产生氧气 ①若原溶液呈酸性则pH减小； ②若原溶液呈碱性pH增大； ③若原溶液呈中性pH不变。 4、电极区域pH变化： （1）阴极H+放电产生H2，阴极区域pH变大； （2）阳极OH-放电产生O2，阳极区域pH变小。 知识点三、电解原理的应用 1、电解饱和食盐水 阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应) 阴极反应式：2H2O+ 2e-→H2↑+2OH-(还原反应) 2、电镀 右图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题： (1)镀件作阴极，镀层金属银作阳极。 (2)电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。 (3)特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。 3、电解精炼铜 (1)电极材料：阳极为粗铜；阴极为纯铜。 (2)电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。 (3)电极反应： 阳极：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋； 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。 4、电冶金：利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。 (1)冶炼钠：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ (2)冶炼铝：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 5、金属的腐蚀 (1)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>有防腐措施的腐蚀。 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。 (2)两种保护方法的比较：外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法。 6、金属的防护 (1)电化学防护 ①牺牲阳极的阴极保护法—原电池原理 a.负极：比被保护金属活泼的金属；b.正极：被保护的金属设备。 ②外加电流的阴极保护法—电解原理 a.阴极：被保护的金属设备；b.阳极：惰性金属。 (2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。 (3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。 能力1 电解池阴、阳极的判断 判断依据 阴极 阳极 1、产生气体性质 还原性气体 氧化性气体 2、反应类型 还原反应 氧化反应 3、电子流动方向 电子流入极 电子流出极 4、电解质溶液中离子流向 阳离子移向的电极 阴离子移向的电极 5、电流方向 电流流出极 电流流入极 6、反应现象 电极增重 电极减轻 7、pH变化 升高 降低 8、电源正负极 连接电源负极 连接电源正极 能力2 电化学定量计算 1、计算类型：原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。 2、方法技巧 （1）根据电子守恒计算：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相等。 （2）根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。 （3）根据关系式计算：根据电子守恒，突破电化学的基本计算 考向1 电解原理 1．（2025·北京·三模）设计如图装置回收单质钴。装置工作时，乙酸盐降解生成，废旧锂离子电池的正极材料转化为。工作时细菌所在环境pH保持基本稳定，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质。下列说法不正确的是 A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐减小 B．装置工作时，通过阳离子交换膜的数目小于 C．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸 D．定时将乙室溶液转移至甲室可以提高单质钴的回收率 【答案】B 【详解】A．由分析可知，装置工作时，甲室中电极反应式为Co2++2e-=Co，左侧装置中左室产生的H+通过阳膜进入甲室，溶液pH减小，故A正确； B．根据电极反应式CH3COO--8e-+2H2O =2CO2↑+7H+，当电路中转移8mol电子时，细菌室生成7mol氢离子，工作时细菌所在环境pH保持基本稳定，可知细菌室生成的氢离子完全转移到甲室，根据电荷守恒，还需要有1molNa+转移，通过阳离子交换膜的数目大于，故B错误； C．由分析可知，装置工作时，乙室为原电池，电池的总反应为CH3COO-+8LiCoO2+25H+=2CO2↑+8Li++8Co2++14H2O，反应中消耗氢离子，说明装置工作一段时间后，乙室应补充氯化氢，故C正确； D．乙室生成Co2+，定时将乙室溶液转移至甲室，可使Co2+在甲室被还原为Co单质，提高回收率，故D正确； 选B。 2．（2025·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： 【答案】D 【详解】A．闭合时，该装置为电解池，阴离子向阳极a极移动，A正确； B．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；   C．由分析，闭合时，电极a为正极，C正确； D．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。 3．（2025·北京大兴·三模）下列方程式与所给事实不相符的是 A．电解精炼铜的阴极反应： B．过量铁粉与稀硝酸反应，产生无色气体 C．苯酚钠溶液中通入，出现白色浑浊： D．乙醇、乙酸和浓硫酸混合加热，产生有香味的油状液体： 【答案】B 【详解】A．电解精炼铜时，阴极是铜离子得电子被还原为铜，电极反应式，A符合事实； B．过量铁粉与稀硝酸反应，最终铁会将生成的还原为，正确的离子方程式应该是，原方程式产物错误，B不符合事实； C．苯酚钠溶液中通入，因为碳酸酸性强于苯酚，且苯酚酸性强于，所以生成苯酚和碳酸氢钠，出现白色浑浊（苯酚常温下微溶于水），C符合事实； D．乙醇和乙酸发生酯化反应，酸脱羟基醇脱氢，所以与反应，会进入酯中，D符合事实； 综上，答案是B。 4．（2025·北京大兴·三模）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 A．电极A接电源正极，发生氧化反应 B．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液 C．电极B的电极反应式为： D．与传统的电解饱和食盐水对比该改进装置能降低电解电压，减少能耗 【答案】C 【详解】A．由分析知，电极A为阳极，接电源正极，发生氧化反应，A正确； B．由分析知，离子交换膜为阳离子交换膜，钠离子移向右室，氧气放电生成氢氧根离子，获得浓度较高的NaOH溶液，B正确； C．电极B上的氧气放电生成氢氧根离子，电极反应式为：，C错误； D．与传统的电解饱和食盐水对比，氧气更容易在阴极放电，从而能降低电解电压，减少能耗，D正确； 故选C。 5．（2025·北京通州·三模）电解溶液得到，是早期制备的重要步骤。某实验装置如图所示。电解过程流出液b中混有少量气泡。下列说法不正确的是 A．电解过程中阴极区的不断迁移到阳极区 B．图中a代表 C．回路中通过1mol电子，产生的小于0.5mol D．氧化成的电极反应式为 【答案】A 【详解】A．该装置为质子交换膜，只允许通过，不能透过，所以阴区的不会迁移到阳极区，故A错误； B．阴极发生还原反应，得电子生成，所以图中a代表，故B正确； C．阳极反应为，理论上回路中通过1mol电子，产生0.5mol，但由于电解过程中可能有副反应等，实际产生的小于0.5mol，故C正确； D．阳极上氧化成，电极反应式为，故D正确； 故选A。 考向2 电解原理的应用 6．（2025·北京朝阳·一模）下列反应方程式书写正确的是 A．用溶液除去乙炔中的产生黑色沉淀： B．乙醛与新制在加热条件下产生砖红色沉淀： C．电解饱和食盐水： D．Al溶于NaOH溶液产生无色气体： 【答案】D 【详解】A．H2S为弱酸，不能拆成离子，离子方程式为：，A错误； B．乙醛与新制在碱性条件下加热产生砖红色沉淀，不会生成乙酸，方程式为：，B错误； C．电解饱和食盐水：，C错误； D．Al溶于NaOH溶液产生Na[Al(OH)4]和无色气体氢气，离子方程式为：，D正确； 答案选D。 7．（2025·北京丰台·二模）下列关于电化学装置的说法中不正确的是 A．在铁钉表面镀铜 B．铅蓄电池放电时作正极 C．采用外加电流阴极保护法保护铁管道 D．电解饱和食盐水制烧碱和氯气 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极。在铁钉表面镀铜，应该是铜作阳极，与电源正极相连；铁钉作阴极，与电源负极相连，A选项正确； B．铅蓄电池放电时，得电子发生还原反应，作正极，电极反应式为，B选项正确； C．外加电流阴极保护法中，被保护的金属与电源的负极相连作阴极，能防止金属被腐蚀。图中铁管道与电源正极相连，C选项错误； D．电解饱和食盐水时，阳极发生氧化反应，失去电子生成；阴极发生还原反应，得到电子生成和，总反应为，可以制得烧碱和氯气，D选项正确； 故答案为：C。 8．（2025·北京东城·二模）一种能在较低电压下获得氢气和氧气的电化学装置如图所示。下列说法不正确的是 A．隔膜为阴离子交换膜，OH-从电解池的右室通过隔膜向左室迁移 B．反应器I中发生的反应为4[Fe(CN)6]3-+2H2O4[Fe(CN)6]4-+O2↑+4H+ C．该装置的总反应为2H2O2H2↑+O2↑，气体N是H2 D．电极b与电源的负极相连，电极反应为DHPS+2H2O+2e-=DHPS-2H+2OH- 【答案】B 【详解】A．由上述分析可知，电极a为阳极，发生氧化反应，消耗氢氧根，电极b为阴极，发生还原反应，生成氢氧根，为维持碱溶液的浓度，保持电池的持续工作，隔膜应为阴离子交换膜，氢氧根由右室往左室移动，A正确； B．由图可知，装置中的反应皆在碱性环境中发生，故不可能有氢离子的生成，正确的反应方程式为4[Fe(CN)6]3-+4OH-4[Fe(CN)6]4-+O2↑+2H2O，B错误； C．由上述分析可知，气体N为氢气，该反应整体为电解水的反应，C正确； D．由上述分析可知，电极b为阴极，与电源负极相连，发生还原反应，电极反应为DHPS+2H2O+2e-=DHPS-2H+2OH-，D正确；故选B。 9．（2025·北京海淀·一模）己二腈是合成尼龙-66的原料。可用电解丙烯腈的方法合成己二腈，装置示意图如下。 已知：阳/阴极反应物的还原/氧化性越强，电解所需电压越小，消耗的电能越少。 下列说法不正确的是 A．在阴极获得己二腈 B．制得己二腈的同时，阳极室中增加 C．制得己二腈的同时，理论上会产生(标况下) D．若要降低电解丙烯腈的能耗，可向阳极室中加入强还原剂 【答案】B 【详解】A．由分析可知，丙烯腈在阴极发生还原反应生成己二腈，A正确； B．由电极反应式可知，制得己二腈时，阴极室消耗，阳极室生成通过质子交换膜向阴极移动，则阳极室中不变，B错误； C．由电极反应式可知，制得己二腈时，转移，生成，即产生(标况下)，C正确； D．根据题中所给已知信息：阳/阴极反应物的还原/氧化性越强，电解所需电压越小，消耗的电能越少；阳极室反应物具有还原性，发生氧化反应，则要降低电解丙烯腈的能耗，可向阳极室中加入强还原剂，D正确；故选B。 10．（2025·北京朝阳·一模）利用下图装置进行铁上镀铜的实验。下列说法不正确的是 A．镀铜前用溶液、盐酸分别除去铁片上的油污、铁锈 B．镀铜过程中溶液中铜离子的浓度基本不变 C．铁片上析出铜的反应为 D．以溶液为电镀液，可使镀层光亮 【答案】C 【详解】A．铁片上的油污可以用NaOH溶液清洗，铁锈可以用盐酸清洗，A正确； B．阳极上铜失去电子形成铜离子，阴极上铜离子得到电子形成铜单质，溶液中铜离子浓度基本不变，B正确； C．电解池中，铁不能直接置换出铜单质，析出铜的反应为Cu2++2e-=Cu，C错误； D．以溶液为电镀液，溶液中的Cu2+浓度更小，可使镀层更光亮，D正确；答案选C。 考向3 金属的电化学腐蚀与防护 11．（2023·北京·二模）“齐天圣鼓”又称“猴鼓”，起源于唐朝，堪称中原一绝，是中国非物质文化遗产之一。猴鼓的结构如图所示。下列说法不正确的是 A．牛皮面的主要成分是蛋白质，耐高温 B．竹钉的主要成分是纤维素，属于天然高分子 C．桐油是从桐籽中提炼出来的油脂，属于酯类 D．铜质鼓环不宜采用铁质铆钉固定 【答案】A 【详解】A．牛皮面的主要成分是蛋白质，属于有机物，不耐高温，A错误； B．竹钉的主要成分是纤维素，纤维素属于天然高分子化合物，B正确； C．桐油是天然植物油，其主要成分是不饱和高级脂肪酸甘油酯，属于酯类，C正确； D．鼓环常与手接触，易沾上汗液，使铁与铜形成原电池，铁钉作负极，被腐蚀，故铜质鼓环不宜采用铁质铆钉固定，D正确； 故选A。 12．（2024·北京丰台·一模）恒温条件下，用图1装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。下列说法不正确的是 A．段主要发生析氢腐蚀 B．段负极反应式为 C．段正极反应式主要为 D．段溶液的基本不变，可能的原因：相同时间内，消耗的量与产生的量基本相同 【答案】C 【详解】A．由图可知，AB段体系的压强增大，说明产生了氢气，故AB段主要发生析氢腐蚀，A正确； B．AD段内发生的都是铁的电化学腐蚀，铁在负极的电极式为：Fe-2e-=Fe2+，B正确； C．由图可知BC段的pH为3-5，正极不能产生氢氧根，电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，C错误； D．根据分析，DE段溶液pH基本不变，但压强减小，产生的Fe2+被O2氧化，pH基本不变可能的原因：相同时间内，2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同，D正确； 故选C。 13．（2025·北京东城·三模）化学推动着社会的进步和人类的发展，下列有关说法正确的是 A．钢铁发生吸氧腐蚀，负极反应： B．石油经过分馏可得到煤油、柴油等，是利用了物质的溶解性差异 C．钛合金中存在金属键 D．以为原料经过11步主反应人工合成淀粉，过程中没有发生氧化还原反应 【答案】C 【详解】A．钢铁发生吸氧腐蚀时，Fe只能被氧化变为，则负极反应为：，A错误； B．石油经过分馏可得到煤油、柴油等，是利用了各成分沸点的不同，B错误； C．金属键是金属原子通过自由电子与阳离子之间的静电吸引结合而成的化学键，主要存在于金属中，所以钛合金中存在金属键‌，C正确； D．、为原料经过11步主反应人工合成淀粉，反应中碳、氢化合价发生改变，故其过程中发生氧化还原反应，D错误； 故答案为：C。 14．（2023·北京海淀·二模）甲、乙同学分别用如图所示装置验证铁的电化学防腐原理，相同时间后继续进行实验。 实验①：甲同学分别向Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，Ⅰ中产生蓝色沉淀，Ⅱ中无沉淀。 实验②：乙同学分别取Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，Ⅰ、Ⅱ中均无沉淀。 下列说法正确的是 A．Ⅰ是牺牲阳极保护法，正极反应式为 B．Ⅱ为外加电流阴极保护法，Fe电极与外接电源的正极相连 C．由实验①中Ⅰ、Ⅱ现象的差异，推测K3[Fe(CN)6]在Ⅰ中氧化性强于Ⅱ D．由实验可知，两种保护法均能保护，且Ⅱ保护得更好 【答案】D 【详解】A．由图可知，Fe电极是正极，Zn电极是负极，属于牺牲阳极的阴极保护法，由于电解质溶液呈酸性，故正极上氢离子得电子，则正极的反应为：2H++2e-═H2↑，A错误； B．外加电流阴极保护法中要保护的电极应与外接电源的负极相连，即Fe电极与外接电源的负极相连，B错误； C．由实验②现象可知，反应能否发生与K3[Fe(CN)6]在Ⅰ、Ⅱ中的氧化性无关，C错误； D．对比Ⅰ、Ⅱ现象的差异可知，两种保护法均能保护Fe，且电解法保护的更好，即Ⅱ保护得更好，D正确； 故答案为：D。 15．（2024·北京顺义·一模）某小组探究不同pH时钢铁的腐蚀，实验装置及结果如下。下列说法正确的是 A．pH=2.0时，300～400s的反应速率比100～200s的速率快，可能与反应放热有关 B．pH=2.5时，碳粉作正极，发生的主要反应为O2+2H2O+4e-=4OH- C．pH=4.0时，仅发生析氢腐蚀 D．当析氢腐蚀为主时，pH越大，反应速率越大 【答案】A 【详解】A．pH=2.0时，正极电极反应：2H++2e-=H2↑，300～400 s的氢离子浓度小于100～200 s的氢离子浓度，但气体压强增大，可能与反应放热有关，反应为放热反应，温度影响为主，故A正确； B．pH=2.5时，碳粉作正极，主要是析氢腐蚀，电极反应：2H++2e-=H2↑，故B错误； C．图象分析可知，pH=4.0时，气体压强减小，原因是发生了吸氧腐蚀，故C错误； D．当析氢腐蚀为主时，pH越大，反应速率越慢，故D错误； 故选：A。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题10 电化学原理及应用 目录 01 析·考情精解 2 02 构·知能架构 3 03 破·题型攻坚 4 题型一 原电池 4 真题动向 以新型电池/燃料电池为情境，聚焦电极判断、反应式书写、离子移动、交换膜作用与能量转化，侧重信息提取和模型迁移，强调真实场景下的综合推理。 必备知识 知识1原电池原理 知识2 原电池原理的应用 知识3 化学电源 关键能力 能力 燃料电池 命题预测 考向1 原电池原理 考向2 原电池原理的应用 考向3 化学电源 题型二 电解池 18 真题动向 依托工业应用（如污染物处理、电镀/精炼）与协同转化装置，考查阴阳极判断、产物分析、膜功能、pH变化及多池联动，突出原理在实际生产中的灵活应用与探究思维。 必备知识 知识1电解池原理 知识2电解电极方程式的书写 知识3电解原理的应用 关键能力 能力1 电解池阴、阳极的判断 能力2 电化学定量计算 命题预测 考向1 电解原理 考向2 电解原理的应用 考向3 电化学腐蚀及金属防护 命题轨迹透视 1、单池→多池串联/混合体系；引入质子/阴离子/双极膜，考查选择性传导与隔离作用。 2、电解池：电镀、离子迁移、膜电解、污染物处理；阳极/阴极反应、产物判断、膜作用、电量-产物计算，2022-2023年二模北京卷常考。 3、金属腐蚀与防护：吸氧腐蚀、防护方法，2025昌平二模出现。 考点频次总结 考点 2025年 2024年 2023年 2022年 2021年 原电池 北京卷T16，11分 —— 北京卷T4，3分 北京卷T19，13分 北京卷T7，3分 北京卷T16，10分 北京卷T19，13分 电解池 北京卷T14，3分 北京卷T16，11分 北京卷T18，13分 北京卷T5，3分 北京卷T16，13分 北京卷T13，3分 北京卷T16，11分 北京卷T15，9分 2026命题预测 1、 新型电池：钠离子、固态电解质、全氢电池、液流电池，关注“充放电机制+副反应控制”。 2、电解应用：膜电解制化学品、电催化降解有机废水、CO₂电还原，突出“膜选择/离子迁移/产物分离”。 3、2026预测将以新型电池/膜电解/耦合工艺为载体，强化机理分析、膜功能、跨模块融合，并以多池串联、动态过程、误差评估提升区分度。 题型一 原电池 1．（2025北京，16，11分）铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。 (1)十九世纪，铅酸电池工作原理初步形成并延续至今。 铅酸电池工作原理： ①充电时，阴极发生的电极反应为 。 ②放电时，产生a库仑电量，消耗的物质的量为 。已知：转移电子所产生的电量为96500库仑。 ③作为电解质溶液性质稳定、有较强的导电能力，参与电极反应并有利于保持电压稳定。该体系中不氧化，氧化性弱与其结构有关，的空间结构是 。 ④铅酸电池储存过程中，存在化学能的缓慢消耗：电极在作用下产生的可将电极氧化。氧化发生反应的化学方程式为 。 (2)随着铅酸电池广泛应用，需要回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化关系示意图如下。 ①将等物质转化为的过程中，步骤I加入溶液的目的是 。 ②步骤Ⅱ、Ⅲ中和作用分别是 。 (3)铅酸电池使用过程中，负极因生成导电性差的大颗粒，导致电极逐渐失活。通过向负极添加石墨、多孔碳等碳材料，可提高铅酸电池性能。碳材料的作用有 (填序号)。 a．增强负极导电性 b．增大负极材料比表面积，利于生成小颗粒 c．碳材料作还原剂，使被还原 命题解读 新情境：以铅酸电池这一传统化学电源为核心载体，打破了以往仅聚焦原理的考法，通过“历史发展-资源回收-实际应用问题解决”的纵向链条设计，实现了情景真实化、考法综合化、角度实用化的创新，精准契合北京卷电化学命题的新趋势。 新考法：从“单一考点”到“跨模块融合+能力分层” 1. 电化学与结构化学的跨模块融合：第(1)③问考查SO42-的空间结构，将电化学中电解质的性质与化学键与分子结构知识点结合，打破了电化学仅考原理的边界，要求学生建立“结构决定性质（SO42-氧化性弱）”的逻辑链。 2. 定量计算的实用化考法：第(1)②问以“库仑电量”为切入点计算消耗H2SO4的量，将物理电学单位（库仑）与化学的电子守恒计算结合，不是简单的物质的量计算，而是贴近实际电池性能检测的定量考法。 3. 工业流程的分析性考法：第(2)问围绕废旧电池回收流程，要求分析试剂作用（NaOH、H2O2、K2S2O8），考法从“写反应式”升级为“基于流程目的推导试剂功能”，侧重证据推理与工业思维。 新角度：从“静态原理判断”到“动态过程与性质关联” 1. 储存过程的副反应角度：第(1)④问考查铅酸电池储存时的缓慢氧化反应（O2氧化Pb），跳出了“充放电主反应”的常规角度，关注电池非工作状态的副反应，要求学生分析物质转化的动态过程。 2. 电解质性质的本质角度：第(1)③问从SO42-的结构角度解释其氧化性弱的原因，不是单纯考查电解质的作用，而是深挖“结构-性质-应用”的内在关联，要求学生从本质上理解电解质选择的依据。 3. 资源回收的转化角度：第(2)问从“废旧电池→含Pb2+溶液→Pb/PbO2”的转化过程，考查氧化还原的调控（H2O2的还原性、K2S2O8的氧化性），角度聚焦于工业中物质的定向转化与试剂选择，体现电化学的实际应用价值。 2．（2023北京，19，13分）资料显示，可以将氧化为。某小组同学设计实验探究被氧化的产物及铜元素的价态。 已知：易溶于溶液，发生反应(红棕色)；和氧化性几乎相同。 I.将等体积的溶液加入到铜粉和的固体混合物中，振荡。 实验记录如下： 实验现象 实验Ⅰ 极少量溶解，溶液为淡红色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为淡红色 实验Ⅱ 部分溶解，溶液为红棕色；充分反应后，红色的铜粉转化为白色沉淀，溶液仍为红棕色 实验Ⅲ 完全溶解，溶液为深红棕色；充分反应后，红色的铜粉完全溶解，溶液为深红棕色 (1)初始阶段，被氧化的反应速率：实验Ⅰ (填“>”“<”或“=”)实验Ⅱ。 (2)实验Ⅲ所得溶液中，被氧化的铜元素的可能存在形式有(蓝色)或(无色)，进行以下实验探究： 步骤a．取实验Ⅲ的深红棕色溶液，加入，多次萃取、分液。 步骤b．取分液后的无色水溶液，滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色，并逐渐变深。 ⅰ．步骤a的目的是 。 ⅱ．查阅资料，，(无色)容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤的溶液中发生的变化： 。 (3)结合实验Ⅲ，推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是，实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是 。分别取实验Ⅰ和Ⅱ充分反应后的固体，洗涤后得到白色沉淀，加入浓溶液， (填实验现象)，观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是 。 (4)上述实验结果，仅将氧化为价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验，证实了能将氧化为。装置如图所示，分别是 。    (5)运用氧化还原反应规律，分析在上述实验中被氧化的产物中价态不同的原因： 。 命题解读 新情境：以Cu与I₂的氧化还原反应为核心，结合卤素络合平衡、铜的络合离子形态探究，打破了传统氧化还原实验“仅判断产物、写反应式”的模式，体现了北京卷化学实验题情景真实化、考法探究化、角度本质化的命题创新趋势。 新考法：从“静态结论”到“动态推理+探究设计” 1. 反应速率的比较考法：第(1)问要求根据实验现象比较Cu被氧化的反应速率，并非通过数据计算，而是通过“I2溶解量、Cu的反应程度”等实验现象进行定性推理，考查“现象→速率”的逻辑关联能力。 2. 产物形态的探究考法：第(2)问针对实验III的溶液提出铜元素的两种可能络合形态，要求设计实验验证，属于开放性探究设计，打破了“直接写产物”的考法，考查基于物质性质（颜色、络合稳定性）的实验设计能力。 3. 平衡与氧化还原的融合考法：试题将I2+I-⇌I3-的络合平衡与“Cu被I2氧化”的氧化还原反应结合，要求分析c(I-)增大对I2溶解性、氧化性的影响，考法从“单一反应”升级为“多反应耦合的综合分析”。 新角度：从“反应结果”到“过程机理与形态转化” 3．（2023北京卷，4，3分）下列事实能用平衡移动原理解释的是 A．溶液中加入少量固体，促进分解 B．密闭烧瓶内的和的混合气体，受热后颜色加深 C．铁钉放入浓中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体 D．锌片与稀反应过程中，加入少量固体，促进的产生 4．（2022北京卷，7，3分）已知：。下列说法不正确的是 A．分子的共价键是键，分子的共价键是键 B．燃烧生成的气体与空气中的水蒸气结合呈雾状 C．停止反应后，用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近集气瓶口产生白烟 D．可通过原电池将与反应的化学能转化为电能 知识1 原电池原理 1、能量的转化：原电池是将 转变为 的装置。 2、Cu-Zn原电池 电路：外电路：电子从负极流向正极，电流从正极流向负极。 内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极。 电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 反应类型 电子流向 由Zn沿导线流向Cu 盐桥中离子移向 盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向 ，Cl－移向 3、构成原电池的条件 （1）有一个自发进行的氧化还原反应 （2）装置 ①一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生（一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。 ②二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。 ③三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：电解质溶液；两电极直接或间接接触；两电极插入电解质溶液。 4、正、负极的判断：负极失电子，正极上还原，离子咋移动，遵循大循环。 判断依据 负极 正极 1、电极材料 2、反应类型 3、电子流动方向 4、电解质溶液中离子流向 5、电流方向 6、与电解质溶液能否发生反应 7、反应现象 8、pH变化 知识2 原电池原理的应用 1、运用原电池原理，加快化学反应速率 如：实验室中用Zn与稀H2SO4反应制取H2时，通常滴入几滴CuSO4溶液。这样做的原因是Zn与置换出的Cu、稀H2SO4构成Zn与置换出的Cu、稀H2SO4构成了原电池，加快了反应的进行。 2、运用原电池原理，设计制造各种化学电源 3、运用原电池原理，对金属实行有效保护 如：为保护轮船船体或大坝闸门的过快腐蚀，通常在船体或闸门外壳上连接一块比船体或闸门更活泼的金属，以保护船体或闸门。 4、运用原电池原理，判断金属的活动性大小：作为原电池负极的金属，金属活动性一般比作为正极的金属活动性强。 5、运用原电池原理，判断氧化还原进行的方向 6、析氢腐蚀与吸氧腐蚀 以钢铁的腐蚀为例进行分析： 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性 电极反应 负极 正极 总反应式 联系 吸氧腐蚀更普遍 7、盐桥 （1）盐桥的组成和作用 ①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。 ②盐桥的作用：连接内电路，形成闭合回路；平衡电荷，使原电池不断产生电流；是氧化反应和还原反应分开发生，避免发生副反应。 （2）单池原电池和盐桥原电池的对比 图1和图2两装置的相同点：正负极、电极反应、总反应、反应现象。 负极： 正极： 总反应： 不同点：图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2＋，会有一部分Zn与Cu2＋直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。 图2中Zn和CuSO4溶液在两个池子中，Zn与Cu2＋不直接接触，不存在Zn与Cu2＋直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。 关键点：盐桥原电池中， 在负极区，而 在正极区。 知识3 化学电源 电极方程式的书写：一般来讲，书写原电池的电极反应式应注意如下四点： 1、准确判断原电池的正负极：如果电池的正负极判断失误，则电极反应式必然写错，这是正确书写电极反应式的前提。一般而言，较活泼的金属成为原电池的 ，但不是绝对的。 如将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时，铜却是原电池的负极被氧化，因为铝在浓硝酸中表面发生了钝化。此时，其电极反应式为：负极： 正极： 又如将镁铝合金放入6mol/L的NaOH溶液中构成原电池时，尽管镁比铝活泼，但镁不和NaOH溶液反应，所以铝成为负极，其电极反应式为：负极： 正极： 2、高度注意电解质的酸碱性：在正、负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。如氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种，在酸溶液中负极反应式为： 正极反应式为： 如是在碱溶液中，则不可能有H+出现，在酸溶液中，也不可能出现OH-。又于CH4、CH3OH等燃料电池，在碱溶液中C元素以 离子形式存在，而不是放出 。 3、牢牢抓住总的反应方程式：从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。而两个电极反应相加即得总的反应方程式。 4、不能忽视电子转移数相等：在同一个原电池中，负极失去的电子数必 正极得到的电子数，所以在书写电极反应式时，要注意电荷守恒。 能力 燃料电池 电池 电极反应 酸性电解质 碱性电解质 H→H+，C→CO2，水提供氧 H→H2O，C→CO32-，OH—提供氧 氢氧燃料电池 负极 H2+2e-=2H+ 2H++2OH-=2H2O 正极 O2+4H++4e-=2H2O O2+2H2O+4e-=4OH- 总反应 2H2+O2=2H2O 2H2+O2=2H2O 甲烷燃料电池 负极 CH4-8e-+2H2O=8H++CO2 CH4–8e-+10OH-=CO32-+7H2O 正极 O2+4H++4e-=2H2O O2+2H2O+4e-=4OH- 总反应 CH4+2O2=CO2+2H2O CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O 甲醇燃料电池 负极 CH3OH-6e-+H2O=6H++CO2 CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O 正极 O2+4H++4e-=2H2O O2+2H2O+4e-=4OH- 总反应 2CH3OH+3O2-=2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O 乙醇燃料电池 负极 C2H5OH-12e-+3H2O=12H++2CO2 C2H5OH-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O 正极 O2+4H++4e-=2H2O O2+2H2O+4e-=4OH- 总反应 C2H5OH-+3O2-=2CO2+3H2O C2H5OH-+3O2+4OH-=2CO32-+5H2O 电池 电极反应 熔融碳酸盐电解质 固体氧化物电解质 H→H2O，C→CO2，CO32—提供氧 H→H2O，C→CO2，O2—提供氧 氢氧燃料电池 负极 H2+CO32—2e-=H2O+CO2 H2+O2—2e-=H2O 正极 O2+4e-+2CO2=2CO32- O2+4e-=2O2- 总反应 2H2+O2=2H2O 2H2+O2=2H2O 甲烷燃料电池 负极 CH4+4CO32—8e-=2H2O+5CO2 CH4+4CO32—8e-=2H2O+5CO2 正极 O2+4e-+2CO2=2CO32- O2+4e-=2O2- 总反应 CH4+2O2=CO2+2H2O CH4+2O2=CO2+2H2O 甲醇燃料电池 负极 CH3OH+3CO32—6e-=2H2O+4CO2 CH3OH+3CO32—6e-=2H2O+4CO2 正极 O2+4e-+2CO2=2CO32- O2+4e-=2O2- 总反应 2CH3OH+3O2-=2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2-=2CO2+4H2O 乙醇燃料电池 负极 C2H5OH+6CO32—12e-=3H2O+7CO2 C2H5OH+6O2—12e-=3H2O+2CO2 正极 O2+4e-+2CO2=2CO32- O2+4e-=2O2- 总反应 C2H5OH-+3O2-=2CO2+3H2O C2H5OH-+3O2-=2CO2+3H2O 考向1 原电池原理 1．（2023·北京丰台·一模）某小组研究SCN分别与的反应。 编号 1 2 3 实验 现象 溶液变为黄绿色，产生白色沉淀(白色沉淀为CuSCN) 溶液变红，向反应后的溶液中加入溶液，产生蓝色沉淀，且沉淀量逐渐增多 接通电路后，电压表指针不偏转。一段时间后，取出左侧烧杯中少量溶液，滴加溶液，没有观察到蓝色沉淀 下列说法不正确的是 A．实验1中发生了氧化还原反应，KSCN为还原剂 B．实验2中“溶液变红”是与结合形成了配合物 C．若将实验3中溶液替换为溶液，接通电路后，可推测出电压表指针会发生偏转 D．综合实验1~3，微粒的氧化性与还原产物的价态和状态有关 2．（2025·北京·三模）下列化学用语与所给事实相符的是 A．制备84消毒液： B．一端缠绕铜丝的铁钉放入NaCl溶液中一段时间后铜丝附近溶液的pH升高： C．用氨水和溶液制备少量： D．向硝酸和过量铜反应结束后的溶液中继续加入少量稀硫酸，继续生成无色气体： 3．（2025·北京西城·三模）铅蓄电池的结构示意图如图，下列关于铅蓄电池的说法正确的是 A．放电时，作负极，向负极方向移动 B．放电时，一段时间后电解质溶液值不变 C．充电时，铅蓄电池负极连接电源正极 D．充电时，阳极的电极反应为 4．（2025·北京西城·一模）酸性锌锰干电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理，下列说法不正确的是 A．石墨作电池的正极材料 B．电池工作时，向负极方向移动 C．发生还原反应 D．若给该电池充电，会生成可燃性气体，存在安全隐患 5．（2025·北京西城·二模）普鲁士蓝的化学式为。一种在空气中工作的普鲁士蓝电池的示意图如图所示，普鲁士蓝涂于惰性电极M上。闭合K，灯泡亮。待灯泡熄灭，断开K，一段时间后普鲁士蓝恢复。 下列说法不正确的是 A．闭合上的电极反应： B．闭合K，一段时间后电解质溶液的质量增大 C．断开K，每生成，需要消耗 D．断开K，一段时间后电解质溶液中可能出现白色沉淀 考向2 原电池原理的应用 6．（2023·北京房山·二模）某储能电池原理如图。下列说法正确的是 A．放电时透过多孔活性炭电极向中迁移 B．放电时负极反应： C．充电时每转移1mol电子，理论上释放0.5mol D．充电过程中。NaCl溶液浓度增大 7．（2023·北京西城·二模）小组同学探究+3价铬元素和+6价铬元素的相互转化。 资料：(绿色)、(灰绿色，不溶于水)、(橙色)、(黄色)、(砖红色，难溶于水) 实验Ⅰ：向2mL0.1mol/L溶液中滴入2mL3%溶液，无明显变化，得到溶液a．取少量溶液a，加入溶液，未观察到砖红色沉淀。 实验Ⅱ：向溶液a中加入2mL10%NaOH溶液，产生少量气泡，水浴加热，有大量气泡产生，经检验气体为，溶液最终变为黄色。取少量黄色溶液，加入稀硫酸调节溶液的pH约为3，再加入溶液，有砖红色沉淀生成。 (1)实验Ⅱ中加入稀硫酸的目的是 。 (2)甲同学认为实验Ⅱ中溶液变黄生成的原因是将+3价铬元素氧化为，乙同学认为该说法不严谨。 ①乙的理由是 。 ②设计实验否定了乙的猜想， (填操作)，溶液未变成黄色。 (3)对比实验I和Ⅱ，小组同学研究碱性环境对+3价铬元素或性质的影响。 ①提出假设： 假设a：碱性增强，的氧化性增强 假设b： 。 ②参与的电极反应式是 ，据此分析，假设a不成立。 ③设计实验证实假设b，画出实验装置图(注明试剂)并写出实验操作和现象 。 实验Ⅲ：向实验Ⅱ中的黄色溶液中加入稀硫酸，溶液变为橙色，再加入3%溶液，溶液最终变为绿色，有气泡生成。 (4)实验Ⅲ中溶液由橙色变为绿色的离子方程式是 。 (5)综上，在+3价铬元素和+6价铬元素相互转化中的作用是 。 8．（2023·北京房山·一模）某种培根型碱性氢氧燃料电池示意图如所示，下列有关该电池的说法不正确的是 A．电池放电时，向镍电极Ⅰ的方向迁移 B．正极电极反应为： C．出口Ⅰ处有水生成 D．循环泵可使电解质溶液不断浓缩、循环 9．（2021·北京延庆·一模）用下列仪器或装置(图中夹持略)进行相应实验，能达到实验目的的是 A B C D 配制250mL0.5mol•L-1的NaCl溶液 检验溴乙烷消去产物中的乙烯 判断金属的活泼性：Fe＞Cu 验证乙炔的还原性 A．A B．B C．C D．D 考向3 化学电源 10．（2025·北京平谷·一模）碱性锌锰电池的总反应为，构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A．电池工作时，正极发生反应为 B．电池工作时，向正极移动 C．隔膜可以防止电池短路 D．反应中每生成，转移电子数为 11．（2025·北京通州·三模）铅酸蓄电池多用于启动和维持汽车用电系统的正常运转，氢氧燃料电池可以连续不断提供电能作为汽车的动力能源。 下列说法正确的是 A．铅酸蓄电池和氢氧燃料电池都属于二次电池 B．氢氧燃料电池负极消耗22.4L气体时，电路中通过的电子数为 C．铅酸蓄电池工作时，硫酸溶液中的向电极移动 D．考虑经济性，铅酸蓄电池的稀硫酸可用稀盐酸代替降低成本 12．（2025·北京朝阳·二模）利用太阳能高效分解水制氢一直是科学研究的重要领域。下列说法不正确的是 A．该过程可将太阳能转化为化学能 B．使用催化剂能提高水分解的平衡转化率 C．氢气有还原性，可作氢氧燃料电池的燃料 D．氢气可采用气态或液态储存，也可以储存在储氢合金中 13．（2024·北京丰台·二模）科学家开发了一种可植入体内的燃料电池，血糖(葡萄糖)过高时会激活电池，产生电能进而刺激人造胰岛细胞分泌胰岛素，降低血糖水平。电池工作时的原理如下图所示(G―CHO代表葡萄糖)。 下列说法不正确的是 A．该燃料电池是否工作与血糖的高低有关，血糖正常时电池不工作 B．工作时，电极Ⅰ附近pH下降 C．工作时，电子流向：电极Ⅱ→传感器→电极Ⅰ D．工作时，电极Ⅱ电极反应式为 14．（2023·北京海淀·三模）一种新型短路膜电池分离装置如下图所示。下列说法中正确的是 A．负极反应为： B．正极反应消耗，理论上需要转移4mol电子 C．该装置用于空气中的捕获，最终由出口A流出 D．短路膜和常见的离子交换膜不同，它既能传递离子，还可以传递电子 题型二 电解池 1.（2025北京，14，3分）用电解溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。 实验 电极I 电极Ⅱ 电压/V 关系 i 石墨1 石墨2 a ii 石墨1 新石墨 b iii 新石墨 石墨2 c iv 石墨1 石墨2 d 下列分析不正确的是 A．，说明实验i中形成原电池，反应为 B．，是因为ii中电极Ⅱ上缺少作为还原剂 C．，说明iii中电极I上有发生反应 D．，是因为电极Ⅱ上吸附的量：iv>iii 命题解读 新情境：以石墨电极的新旧状态、电解质溶液的新旧差异为变量，构建原电池电压对比实验，打破了传统电化学“单一装置分析”的命题模式，体现了情景微型化、考法对比化、角度本质化的创新特点，契合近年高考对“真实实验探究、变量控制、机理分析”的考查趋势。 新考法：从“原理判断”到“对比推理+数据解读” 1. 电压大小的对比推理考法：给出“a>c>b>d>0”的电压关系，要求结合实验变量（电极/溶液新旧）推理电压差异的原因，考法从“写电极反应、判断离子移动”升级为“变量→现象（电压）→机理”的逻辑推理，考查控制变量法的应用与证据推理能力。 2. 电极/溶液失效机理的分析考法：试题隐含“旧石墨电极、旧Na2SO4溶液因吸附杂质/溶解氧消耗等原因，导致原电池驱动力变化”的探究目标，需通过四组实验的电压对比，分析电极活性、溶液成分对原电池电动势的影响，属于“实验现象→本质机理”的深度分析考法。 3. 空白对照的设计考法：实验iv（石墨1+石墨2，旧溶液）作为隐性对照，与实验i - iii形成变量互补，考法中渗透实验设计的对照思想，要求识别不同实验组的变量差异与对照目的，而非单纯考查电化学原理。 新角度：从“反应规律”到“电极/溶液状态的本质影响角度” 1. 电极表面状态的影响角度：从“旧石墨电极可能吸附了氧化产物/杂质、新石墨电极表面更洁净”的角度，分析电极表面活性位点、杂质吸附对原电池电极电势的影响，跳出了“电极材料种类（金属/非金属）”的传统角度，关注电极表面微观状态的作用。 2. 电解质溶液的“老化”角度：探究“旧Na2SO4溶液”的成分变化（如溶解氧减少、生成微量电解质杂质、pH变化等）对原电池离子传导、电极反应的影响，角度聚焦电解质溶液的动态变化，而非静态的“电解质种类/浓度”影响。 3. 原电池电动势的本质角度：通过电压大小反映原电池正负极的电势差变化，要求从电极电势的差值（电动势） 本质解释电压差异，而非仅从“氧化还原反应速率”表面分析，考查对原电池核心原理（电势差驱动电子转移）的深度理解。 2．（2022北京，13，3分）利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。 装置 序号 电解质溶液 实验现象 ① 少量溶液 阴极表面产生无色气体，一段时间后阴极表面有红色固体，气体减少。经检验，电解液中有 ② 过量氨水 阴极表面未观察到气体，一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验，电解液中无元素 下列分析不正确的是 A．①中气体减少，推测是由于溶液中减小，且覆盖铁电极，阻碍与铁接触 B．①中检测到，推测可能发生反应：、 C．随阴极析出铜，推测②中溶液减小，平衡逆向移动 D．②中生成，使得比①中溶液的小，缓慢析出，镀层更致密 命题解读 新情境：以铁制镀件电镀铜的实际工艺问题为核心，结合不同电解质体系的实验现象展开探究，打破了传统电镀题“仅考查原理应用”的模式，体现了北京卷情景工业化、考法探究化、角度本质化的命题创新趋势，精准对接高考对“真实化工场景、证据推理、平衡与氧化还原融合”的考查要求。 新考法：从“原理记忆”到“现象推理+方案评价” 1. 实验现象的因果推理考法：通过两组实验的现象差异（有无气体、是否生成Fe2+），要求推导电解质成分（H+、氨水）对电极反应的影响，考法从“写电镀电极反应式”升级为“现象→反应本质”的证据推理，考查对氧化还原反应先后顺序的理解。 2. 副反应与主反应的竞争分析考法：选项中涉及H+、Cu2+、Fe的反应竞争，以及氨水对Cu2+的配位平衡调控，考法将氧化还原反应规律与络合平衡结合，打破了单一知识点的考查边界，要求建立“平衡移动→离子浓度→反应方向”的逻辑链。 3. 工艺优化的评价考法：试题隐含“如何消除电镀副反应、提升镀层纯度”的探究目标，通过对比实验①②的效果，考查对电镀工艺参数（电解液成分）优化的评价能力，体现了从“知识应用”到“工程思维”的考法升级。 新角度：从“静态原理”到“动态竞争与调控角度” 1. 离子氧化性的竞争角度：从“H+、Cu2+的氧化性强弱对比”切入，分析阴极反应的先后顺序，解释实验①中H2产生的原因，跳出了“电镀仅关注Cu2+还原”的传统角度，关注电解液中多种离子的氧化还原竞争。 2. 配位平衡的调控角度：实验②中引入氨水与Cu2+形成络合物，从“络合平衡改变Cu2+浓度与氧化性”的角度，解释副反应消失、镀层质量提升的本质，角度聚焦配位化学对电镀反应的调控作用，深化了对“结构决定性质”的理解。 3. 镀件腐蚀的防护角度：分析实验①中Fe2+生成的原因，探讨铁制镀件在电镀过程中的腐蚀风险，角度延伸到电镀工艺中的金属防护，体现了电化学原理在实际工艺中的综合应用。 3．（2024北京卷，18，13分）利用黄铜矿(主要成分为，含有等杂质)生产纯铜，流程示意图如下。 (1)矿石在焙烧前需粉碎，其作用是 。 (2)的作用是利用其分解产生的使矿石中的铜元素转化为。发生热分解的化学方程式是 。 (3)矿石和过量按一定比例混合，取相同质量，在不同温度下焙烧相同时间，测得：“吸收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图；和时，固体B中所含铜、铁的主要物质如表。 温度/℃ B中所含铜、铁的主要物质 400 500 ①温度低于，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大的原因是 。 ②温度高于，根据焙烧时可能发生的反应，解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低的原因是 。 (4)用离子方程式表示置换过程中加入的目的 。 (5)粗铜经酸浸处理，再进行电解精炼；电解时用酸化的溶液做电解液，并维持一定的和。粗铜若未经酸浸处理，消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量，原因是 。 4．（2024北京卷，16，11分）是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。 (1)方法一：早期以硝石(含)为氮源制备，反应的化学方程式为：。该反应利用了浓硫酸的性质是酸性和 。 (2)方法二：以为氮源催化氧化制备，反应原理分三步进行。 ①第I步反应的化学方程式为 。 ②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入和进行反应。在不同压强下(、)，反应达到平衡时，测得转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因 。 (3)方法三：研究表明可以用电解法以为氮源直接制备，其原理示意图如下。 ①电极a表面生成的电极反应式： 。 ②研究发现：转化可能的途径为。电极a表面还发生iii．。iii的存在，有利于途径ii，原因是 。 (4)人工固氮是高能耗的过程，结合分子结构解释原因 。方法三为的直接利用提供了一种新的思路。 知识1 电解池原理 1、能量转化：电解池是将 转变为 的装置。 2、电解：电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起 的过程。电解是最强有力的氧化还原手段。 3、放电：当电解质溶液中的阴或阳离子到达阳或阴极时，阴离子失去电子发生氧化反应或阳离子获得电子发生还原反应的过程。 4、电子流向 （外电源）负极→（电解池）阴极；（电解池）阳极→（外电源）正极 5、电解池的构造和阴阳极的判断 阳极：与直流电源的 相连的电极，发生 阴极：与直流电源的 相连的电极，发生 知识2 电解电极方程式的书写 1、放电顺序： (1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是 还是 。 (2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。 (3)然后排出阴、阳两极的放电顺序 ①金属材料作电极时：（根据金属活动性）金属失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。 ②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时： 放电的顺序取决于：离子的本性、离子浓度、电极材料 阴极：阳离子放电顺序：Ag＋ > Fe3＋ >Cu2＋ > H＋(酸) > Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。 阳极：阴离子放电顺序：活泼电极>S2－ >SO32－ >I－ >Br－ >Cl－>OH－>含氧酸根离子>F－。 【易错提醒】 1、阴阳离子在两极上放电顺序复杂，与离子性质、溶液浓度、电流强度、电极材料等都有关，不应将放电顺序绝对化，以上仅是一般规律。 2、电解过程中析出的物质的量（或析出物质的质量）：在电解若干串联电解池中的溶液时，各阴极或阳极所通过的电量相等，析出物质的量取决于电路中通过的电量。 3、阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。 4、最常用、最重要的放电顺序是：阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。 5、电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。 2、四种类型电解质水溶液电解产物分类： （1）电解水型：含氧酸，强碱，活泼金属含氧酸盐 （2）电解电解质型：无氧酸，不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外） （3）放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐 （4）放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐 电解质水溶液电解产物的规律分类 电解类型 举例 电极反应 溶液复原 物质类别 实例 电解水 含氧酸 H2SO4 阴： 阳： 加水 强碱 NaOH 阴： 阳： 加水 活泼金属的含氧酸盐 Na2SO4 阴： 阳： 加水 电解电解质 无氧酸 HCl 阴： 阳： 通HCl气体 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2 阴： 阳： 加CuCl2 溶质和溶剂同时电解 活泼金属的无氧酸盐 NaCl 阴： 阳： 通HCl气体 不活泼金属的含氧酸盐 CuSO4 阴： 阳： 加CuO或CuCO3 3、判断溶液的pH变化：先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物。 （1）如果只产生氢气而没有氧气，则pH变大； （2）如果只产生氧气而没有氢气，则pH变小； （3）如果既产生氢气又产生氧气 ①若原溶液呈酸性则pH减小； ②若原溶液呈碱性pH增大； ③若原溶液呈中性pH不变。 4、电极区域pH变化： （1）阴极H+放电产生H2，阴极区域pH变大； （2）阳极OH-放电产生O2，阳极区域pH变小。 知识点三、电解原理的应用 1、电解饱和食盐水 阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应) 阴极反应式：2H2O+ 2e-→H2↑+2OH-(还原反应) 2、电镀 右图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题： (1)镀件作阴极，镀层金属银作阳极。 (2)电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。 (3)特点： 极溶解， 极沉积，电镀液的浓度 。 3、电解精炼铜 (1)电极材料：阳极为 ；阴极为 。 (2)电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。 (3)电极反应： 阳极：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋； 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。 4、电冶金：利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。 (1)冶炼钠：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ (2)冶炼铝：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ 5、金属的腐蚀 (1)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>有防腐措施的腐蚀。 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。 (2)两种保护方法的比较：外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法。 6、金属的防护 (1)电化学防护 ①牺牲阳极的阴极保护法—原电池原理 a.负极：比被保护金属活泼的金属；b.正极：被保护的金属设备。 ②外加电流的阴极保护法—电解原理 a.阴极：被保护的金属设备；b.阳极：惰性金属。 (2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。 (3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。 能力1 电解池阴、阳极的判断 判断依据 阴极 阳极 1、产生气体性质 还原性气体 氧化性气体 2、反应类型 还原反应 氧化反应 3、电子流动方向 电子流入极 电子流出极 4、电解质溶液中离子流向 阳离子移向的电极 阴离子移向的电极 5、电流方向 电流流出极 电流流入极 6、反应现象 电极增重 电极减轻 7、pH变化 升高 降低 8、电源正负极 连接电源负极 连接电源正极 能力2 电化学定量计算 1、计算类型：原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。 2、方法技巧 （1）根据电子守恒计算：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相等。 （2）根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。 （3）根据关系式计算：根据电子守恒，突破电化学的基本计算 考向1 电解原理 1．（2025·北京·三模）设计如图装置回收单质钴。装置工作时，乙酸盐降解生成，废旧锂离子电池的正极材料转化为。工作时细菌所在环境pH保持基本稳定，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质。下列说法不正确的是 A．装置工作时，甲室溶液pH逐渐减小 B．装置工作时，通过阳离子交换膜的数目小于 C．装置工作一段时间后，乙室应补充盐酸 D．定时将乙室溶液转移至甲室可以提高单质钴的回收率 2．（2025·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： 3．（2025·北京大兴·三模）下列方程式与所给事实不相符的是 A．电解精炼铜的阴极反应： B．过量铁粉与稀硝酸反应，产生无色气体 C．苯酚钠溶液中通入，出现白色浑浊： D．乙醇、乙酸和浓硫酸混合加热，产生有香味的油状液体： 4．（2025·北京大兴·三模）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 A．电极A接电源正极，发生氧化反应 B．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液 C．电极B的电极反应式为： D．与传统的电解饱和食盐水对比该改进装置能降低电解电压，减少能耗 5．（2025·北京通州·三模）电解溶液得到，是早期制备的重要步骤。某实验装置如图所示。电解过程流出液b中混有少量气泡。下列说法不正确的是 A．电解过程中阴极区的不断迁移到阳极区 B．图中a代表 C．回路中通过1mol电子，产生的小于0.5mol D．氧化成的电极反应式为 考向2 电解原理的应用 6．（2025·北京朝阳·一模）下列反应方程式书写正确的是 A．用溶液除去乙炔中的产生黑色沉淀： B．乙醛与新制在加热条件下产生砖红色沉淀： C．电解饱和食盐水： D．Al溶于NaOH溶液产生无色气体： 7．（2025·北京丰台·二模）下列关于电化学装置的说法中不正确的是 A．在铁钉表面镀铜 B．铅蓄电池放电时作正极 C．采用外加电流阴极保护法保护铁管道 D．电解饱和食盐水制烧碱和氯气 A．A B．B C．C D．D 8．（2025·北京东城·二模）一种能在较低电压下获得氢气和氧气的电化学装置如图所示。下列说法不正确的是 A．隔膜为阴离子交换膜，OH-从电解池的右室通过隔膜向左室迁移 B．反应器I中发生的反应为4[Fe(CN)6]3-+2H2O4[Fe(CN)6]4-+O2↑+4H+ C．该装置的总反应为2H2O2H2↑+O2↑，气体N是H2 D．电极b与电源的负极相连，电极反应为DHPS+2H2O+2e-=DHPS-2H+2OH- 9．（2025·北京海淀·一模）己二腈是合成尼龙-66的原料。可用电解丙烯腈的方法合成己二腈，装置示意图如下。 已知：阳/阴极反应物的还原/氧化性越强，电解所需电压越小，消耗的电能越少。 下列说法不正确的是 A．在阴极获得己二腈 B．制得己二腈的同时，阳极室中增加 C．制得己二腈的同时，理论上会产生(标况下) D．若要降低电解丙烯腈的能耗，可向阳极室中加入强还原剂 10．（2025·北京朝阳·一模）利用下图装置进行铁上镀铜的实验。下列说法不正确的是 A．镀铜前用溶液、盐酸分别除去铁片上的油污、铁锈 B．镀铜过程中溶液中铜离子的浓度基本不变 C．铁片上析出铜的反应为 D．以溶液为电镀液，可使镀层光亮 考向3 金属的电化学腐蚀与防护 11．（2023·北京·二模）“齐天圣鼓”又称“猴鼓”，起源于唐朝，堪称中原一绝，是中国非物质文化遗产之一。猴鼓的结构如图所示。下列说法不正确的是 A．牛皮面的主要成分是蛋白质，耐高温 B．竹钉的主要成分是纤维素，属于天然高分子 C．桐油是从桐籽中提炼出来的油脂，属于酯类 D．铜质鼓环不宜采用铁质铆钉固定 12．（2024·北京丰台·一模）恒温条件下，用图1装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。下列说法不正确的是 A．段主要发生析氢腐蚀 B．段负极反应式为 C．段正极反应式主要为 D．段溶液的基本不变，可能的原因：相同时间内，消耗的量与产生的量基本相同 13．（2025·北京东城·三模）化学推动着社会的进步和人类的发展，下列有关说法正确的是 A．钢铁发生吸氧腐蚀，负极反应： B．石油经过分馏可得到煤油、柴油等，是利用了物质的溶解性差异 C．钛合金中存在金属键 D．以为原料经过11步主反应人工合成淀粉，过程中没有发生氧化还原反应 14．（2023·北京海淀·二模）甲、乙同学分别用如图所示装置验证铁的电化学防腐原理，相同时间后继续进行实验。 实验①：甲同学分别向Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，Ⅰ中产生蓝色沉淀，Ⅱ中无沉淀。 实验②：乙同学分别取Ⅰ、Ⅱ中Fe电极附近溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，Ⅰ、Ⅱ中均无沉淀。 下列说法正确的是 A．Ⅰ是牺牲阳极保护法，正极反应式为 B．Ⅱ为外加电流阴极保护法，Fe电极与外接电源的正极相连 C．由实验①中Ⅰ、Ⅱ现象的差异，推测K3[Fe(CN)6]在Ⅰ中氧化性强于Ⅱ D．由实验可知，两种保护法均能保护，且Ⅱ保护得更好 15．（2024·北京顺义·一模）某小组探究不同pH时钢铁的腐蚀，实验装置及结果如下。下列说法正确的是 A．pH=2.0时，300～400s的反应速率比100～200s的速率快，可能与反应放热有关 B．pH=2.5时，碳粉作正极，发生的主要反应为O2+2H2O+4e-=4OH- C．pH=4.0时，仅发生析氢腐蚀 D．当析氢腐蚀为主时，pH越大，反应速率越大 / 学科网（北京）股份有限公司 $