内容正文:
专题四 电化学
原电池与电解池基本模型与应用
新人教版 高中化学 2026届 二轮复习
《普通高中化学课程标准(2017版2020 修订)》对电化学部分的学业要求为:
能分析、解释原电池和电解池的工作原理,能设计简单的原电池和电解池; 能列举常见的化学电源,并利用相关信息分析化学电源的工作原理,能利用电化学原理解释金属腐蚀现象,选择并设计防腐措施;能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际问题,如新型电池的开发等。
必备知识
关键能力
课本上典型电池模型
氢氧燃料电池
原电池模型
电解池模型
二次电池模型
电化学应用
原电池
电解池
知识重构
构建电化学装置(原电池、电解池)四要素
原电池、电解池工作原理
原电池、电解池工作原理
氧化反应、还原反应
(3)电子导体
(4)离子导体
(2)电极材料
(1)电极反应
导电
外电路
内电路
正极
负极
氧化反应
e-
e-
氧化反应
还原反应
阳极
还原反应
阴极
真题感悟
P40T1(2025·黑吉辽蒙卷)一种基于Cu2O的储氯电池装置如图,放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极,b极仍增重。关于图中装置所示电池,下列说法错误的是( )
A、放电时Na+向b极迁移
B、该电池可用于海水脱盐
C、a极反应:Cu2O+2H2O+Cl--2e-===Cu2(OH)3Cl+H+
D、若以Ag/AgCl电极代替a极,电池将失去储氯能力
D
原电池
电解池
模型解题
P40T3(2025·山东卷,改编)全铁液流电池工作原理如图所示,两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是( )
A.隔膜为阳离子交换膜
B.放电时,a极为正极
C.充电时,隔膜两侧溶液Fe2+浓度均减小
D.理论上,Fe3+每减少1 mol,Fe2+总量相应增加2 mol
C
C
模型解题
一看装置类型
二定电极名称
三写电极反应
四析题中问题
模型建立
P41T4(2025·辽宁葫芦岛二模)如图是“海水-河水”浓差电池装置示意图(不考虑溶解氧的影响),其中a、b均为Ag/AgCl复合电极,下列说法不正确的是( )
A.b的电极反应为AgCl+e-===Ag+Cl-
B.内电路中,Na+由a极区向b极区迁移
C.工作一段时间后,两极NaCl溶液的浓度差减小
D.电路中转移1 mol e-时,理论上a极区模拟海水的质量减少23 g
D
模型解题
课本上典型电解池模型
【回归教材】
模型构建
教材中的原型
(笔记)负接负变为阴,
正接正变为阳;
电极反应颠倒过来即可
二次电池(可充电池)
请写出铅蓄电池的总反应及放电和充电时的电极反应(课本模型)
模型构建
P43T2.(2025·北京部分中学三模)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4取下互换,电极2与3(Ag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( )
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Ag-e-===Ag+
C.互换后电极4发生的反应与互换前电极1发生的反应不同
D.理论上,电路通过1 mol电子时,有1 mol Li+富集在右侧电解液中
D
模型解题
负极材料:石墨(能吸附锂原子)
负极反应:LixCn-xe-=xLi++Cn,
正极反应:Li1-xMO2+xLi++xe-=LiMO2,
总反应:Li1-xMO2+LixCn Cn+LiMO2
模型构建
常见的锂离子电极材料与电极反应
正极材料:LiMO2(M:Co、Ni、Mn等)
LiM2O4(M:Co、Ni、Mn等)
LiMPO4(M:Fe等)
教材中的原型
锂离子电池
P40T2(2025·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Li+通过。下列说法正确的是( )
A.放电时电解质溶液质量减小
B.放电时电池总反应为H2+2Li===2LiH
C.充电时Li+移向惰性电极
D.充电时每转移1 mol电子,c(H+)降低1 mol·L-1
C
真题感悟
P41T1(2025·北京昌平二模)钠硫电池装置示意图如图所示。其中熔融Na为a的电极反应物,熔融S和Na2Sx为b的电极反应物,固体电解质Al2O3可传导Na+。下列说法不正确的是( )
A.放电时,b为正极
B.放电时,Na+从a极室向b极室移动
C.充电时,阴极的电极反应是Na++e-===Na
D.每产生或消耗1 mol S,转移2 mol电子
D
模型解题
教材中的原型
模型构建
燃料电池
P38T3.(2024·新课标卷)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示,通过CuO催化消耗血糖发电,从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准,电池启动。血糖浓度下降至标准,电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)
电池工作时,下列叙述错误的是( )
A.电池总反应为2C6H12O6+O2===2C6H12O7
B.b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用
C.消耗18 mg葡萄糖,理论上a电极有0.4 mmol电子流入
D.两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a
C
模型解题
思维构建
快速解题技巧
1.快速浏览题目素材(可能给出了电极材料、电解质、总反应、装置用途等)
2.仔细分析图像,核心是两个电极上面的反应,以此作为突破口
3.阅读四个选项,回忆基础模型,快读作答
读取信息
(题干/装置)
判两池
解决问题
判两极
析反应
判变化
有无外加电源、是否自发发生氧化还原反应
电子移动方向、物质化合价变化、离子移动方向
确定电极反应物、电极产物;确定离子导体的酸碱性调电荷
极室质量变化、离子浓度变化、pH变化
总结归纳
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