第7章 科技情境2 电化学原理在能源和环保中的应用(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·化学

该高中化学高考复习讲义聚焦电化学原理在能源与环保中的应用，覆盖电极反应、离子交换膜、能量转化等核心考点，以科技情境为线索串联真题与演练，通过考点梳理、方法指导、真题训练环节，帮助学生构建知识网络，突破电化学分析难点。 资料以我国科技新进展为情境载体，结合新课标要求培养化学观念与科学思维，如通过电化学制冷系统真题解析物质结构与能量关系，设计“真题精讲-原理迁移-分层演练”活动，精准提升学生解题能力，为教师把控复习节奏提供实战化教学支持。

科技情境2　电化学原理在能源和环保中的应用 真题链接　（2025·湖北卷）某电化学制冷系统的装置如下图所示。[Fe(H2O)6]3+和[Fe(H2O)6]2+在电极上发生相互转化，伴随着热量的吸收或释放，经由泵推动电解质溶液的循环流动(①→②→③→④→①)实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热，其他区域绝热。下列描述错误的是(　　) A．阴极反应为[Fe(H2O)6]3+＋e－===[Fe(H2O)6]2+ B．已知②处的电解液温度比①处的低，可推断[Fe(H2O)6]2+比稳定 C．多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换 D．已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变。热效应主要来自电子转移后[Fe(H2O)6]2+和离子结构的改变 [解析]　由题图可知，左侧电极上发生氧化反应：－e－===，则左侧电极为阳极；右侧电极上发生还原反应：＋e－===，则右侧电极为阴极，A正确。已知②处的电解液温度比①处的低，则可推断＋e－===是吸热反应，物质能量越低越稳定，故比稳定，B错误。多孔隔膜可以阻止两电极区的溶液对流，可阻止热交换，C正确。已知电子转移过程非常快，物质结构来不及改变，这意味着电子转移（即氧化还原反应）本身不会直接导致结构变化，热效应实际上来自电子转移完成后，新生成的离子：和因配位环境或电荷分布变化引起的结构重组导致热量变化，D正确。 [答案]　B 精准演练1　（2025·江西卷）我国学者设计了一种新型去除工业污水重金属离子的电池（如下图所示）。下列说法错误的是(　　) 已知：CuHCF为铜基普鲁士蓝{Cu[Fe(CN)6]0.67·nH2O} A．CuHCF中的铁为＋3价 B．交换膜为阴离子交换膜 C．洗脱目的是去除电极吸附的Ni2+ D．Zn2+溶液可电解再生电池负极 解析：选C。在该原电池中，Zn电极失去电子产生Zn2+，则Zn电极为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2+，CuHCF电极为正极，电极反应为Ni2+＋2e－===Ni，Ni以原子形式富集在CuHCF电极上；在H＋、H2O2条件下将Ni氧化为Ni2+从电极中除去，可实现电极循环使用(H2O2＋Ni＋2H＋===Ni2+＋2H2O)。在铜基普鲁士蓝{Cu[Fe(CN)6]0.67·nH2O}中，Cu显＋2价，CN－整体显－1价，根据化合物中各元素正、负化合价代数和为零可知，Fe显＋3价，故A正确；Zn2+为重金属离子，若左侧池中Zn2+进入右侧池，则无法实现污水中重金属离子的去除，所以交换膜为阴离子交换膜，故B正确；由分析可知，污水中Ni2+在CuHCF电极中以原子形式存在，洗脱时H2O2将电极吸附的Ni氧化为Ni2+除去，故C错误；使用惰性电极，通过电解可以使溶液中的Zn2+转化为Zn，再生Zn负极，故D正确。 精准演练2　低品位热(T<150 ℃)是一种丰富且广泛存在的可持续能源，一种新型的37 ℃热富集铂极电池如下图所示。利用从热区至冷区的pH梯度驱动对苯醌和对苯二酚混合溶液的氧化还原转换：。下列有关说法正确的是(　　) A．该电池为二次电池 B．工作中应定时按比例补充对苯醌和对苯二酚 C．热端电极反应为＋2e－＋2H＋=== D．保持温差恒定，该电池可持续使用 解析：选D。由题图可知，原电池工作时冷端电极上，发生加氢反应，即发生得电子的还原反应，冷端电极为正极，电极反应为＋2e－＋2H＋===；热端电极上―→，发生去氢反应，即发生失电子的氧化反应，热端电极为负极，电极反应为－2e－===＋2H＋。含羧酸的纳米颗粒在不同温度下膨胀或收缩，从而释放或吸收H＋驱动电极反应发生，说明温差恒定时该电池能持续工作，形成连续的反应和持续的电流，不需要充电恢复，所以不是二次电池，故A错误，D正确；结合两端反应，对苯醌、对苯二酚浓度不变，不需要补充，故B错误；由分析可知，原电池工作时冷端电极反应为＋2e－＋2H＋===，故C错误。 2025课标新变化：调查我国在新质生产力方面重点推进的科技领域，讨论其与化学学科的关系。命题会挖掘我国在材料、能源、医药等领域的科学研究新进展，以及这些成果在国家重点工程和事业中的应用，以此彰显我国科学技术发展的突出成就与未来方向。 学科网（北京）股份有限公司 $