电化学综合题考点透析-《中学生数理化》高考理化2026年7～8月刊

中学生数理化 化学部分 知识结构与拓展 高中理化 2026年78月 电化学综合题考点透析 ■广西柳州市第二中学 李聪 杨艳 黄颖（正高级教师） 电池原理及应用是高考高频考点，该类 负极：CHOH-6e+3CO-4CO,+ 试题往往与生产、生活及新科技等相结合，以 2HO。 装置图或流程图为载体呈现，题材广、信息 解题示范1：一种熔融碳酸盐燃料电池 新，题目具有一定难度。主要考查阴、阳极的 原理如图1所示。下列有关该电池的说法正 判断、电极反应式、电解反应方程式的书写、 确的是( )。 pH变化及有关计算等。 电极A 电极B 一、四种介质中燃料电池的电极反应式 C0+H2 用电器 (以CLOH为例) CO 燃料电池中氧气得电于的思维模型：根 K 据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原 Na" 反应的物质都是O2,O2得到电于后化合价 )脱水 降低，首先变成02，O0能否存在要看电解 C02+H20 质环境。由于电解质溶液（酸碱盐）不同，其 图1 电极反应也有所不同，表1为四种不同电解 A.每消耗1 mol CO转移4mol电于 质环境中，氧气得电于后为O的存在形式。 B.电极A上H2参与的电极反应为 表1 H。+2OH-2e-2H,) 电解质环境 O,电极反应式 C.电池工作时，CO向电极B移动 酸性电解质溶液环境下 O2+4H++4e-2H0 D.电极B上发生的电极反应为O:+ 碱性电解质溶液环境下 )。+2H,)+4e=4(0H 2CO,+4e-2C0 固体电解质（高温下 (0,+4e=202 解析：H熔融碳酸盐燃料电池。 能传导O)环境下 正极：O,+2C0,+4e一-2CO。 熔融K,C)3环境下 02+2C02+4e-2C(0 负极：2L+2CO一4e一2C02+2HO。 (1)酸性燃料电池（导电介质H+)。 总反应：2H2+O2—2H2O。 总反应：2CHOH+3O22CO2+4HO。 C)熔融碳酸盐燃料电池。 正极：O+4e+4H+一2H,O。 正极：O2+2CO2+4e一-2CO。 负极：CHOH-6e+HO-C),+6H。 负极：2CO+2CO-4e—4CO2。 (2)碱性燃料电池（导电介质OH)。 总反应：2CO+O2—2CO2。 总反应：2CHOH+3O2+4OH 根据2CO+2CO号一4e一4CO,可知， 2CO+6HO。 每消耗1 mol CO转移2mole,A项错误。 正极：O,十4e+2H,0一4OH。 由示意图可看出，电解质离于中没有OH,B 负极：CHOH-6e+8OH一C+6HO. 项错误。该燃料电池中，O2在正极反应，C) (3)固态氧化物燃料电池（导电介质O)。 和H,在负极反应，原电池中CO移向负 总反应：2CHOH+3O2一2CO2+4HO。 极，C项错误。在电极B处，CO2和O结合， 正极：O,+4e一202-。 转化为CO,D项正确。 负极：CHOH-6e+3)一一CO2+2HLO。 答案：D (4)熔融碳酸盐燃料电池（导电介质C))。 二、电解时水溶液酸碱性问题 总反应：2CHOH+3O2—2C)2+4HO。 (1)阴极：2H+2e-H2个。 正极：O,+4e+2CO2一-2C0。 阴极显碱性，我们可以这样理解：电解消 50 供量想器维种与西骨中学生表理化 耗了水电离出的H,必然会导致)H比 4AgNO,+2H,0电解 4Ag+O2个+ H多，该区域局部显碱性。也可以把上式左 4HN() 右都加2OH得到2HO+2e一H:个+ (2)用惰性电极电解CuS)水溶液：加 2OH,直接得出结论一释氢生碱。 CuO/CuC(O3。 (2)阳极：4OH一4e一-2HO+O2个。 阳极显酸性，我们可以这样理解：电解消 2CuS0,+2H,0电解 2Cu+O,↑+ 耗了水电离出的OH,必然会导致H+比 2H,SO OH多，该区域局部显酸性。也可以把上式 (3)用惰性电极电解NaC】水溶液：加 左右都加4H+化简得到2HO一4e一 HCI气体（不是盐酸）。 O2个十4H,直接得出结论一释氧生酸。 2H:O+2NaCI 电解CL:个+H,个十 但是最终溶液显什么性则要看总反应式，由 2NaOH 2H,0电解2H+十0，+知，溶液依1旧显中性。 (4)用惰性电极电解CuCI2水溶液：加 解题示范2：图2为直流电源电解稀 CuCl2。 NaSO,水溶液的装置。通电后在石墨电极 CuCl,电解。 Cu+C12个 a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实 (5)用惰性电极电解NaS(),水溶液：加 验现象中正确的是( )。 HO。 2H:0电解2H,◆+0.个 解题示范3：用石墨作电极电解CuSO, 溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到 起始状态，应向溶液中加入适量的( )。 Na2SO,溶液 A.CuSO:B.H,O 图2 C.CuO D.CuS),·5H,O A.逸出气体的体积：a电极<b电极 解析：从电解总反应入手，2CuSO,+ B.一电极逸出无味气体，另一电极逸出 刺激性气味气体 2H,0电解2Cu十2HS0,+0.↑，消耗了 C.a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 CuSO,和HO,复原则要生成它们，复原的 D.a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色 反应式为Cu)+H,S()CuSO,+H,)。 解析：以石墨为电极电解NaS(),溶液 答案：C 时，阳极(b极)反应式为4OH一4e一 四、电解池和原电池中电荷移动方向 2HO+O2个，阴极(a极)反应式为4H++ 物理电学上讲的两句话对电化学很有帮 4e一2H,个。a电极逸出H2体积是b电 助：①外电路电流由正极流向负极；②正电荷 极逸出O,体积的2倍，且都无色无味，A、B 流向和电流相同，负电荷流向和电流相反。 项均错误。a极附近溶液显碱性，b极附近溶 则可得到以下的结论： 液显酸性，滴加石蕊试液后，极附近呈蓝 原电池电流流向如图3所示（右边是对 色，b极附近呈红色，C项错误，D项正确。 应电学模型)。 答案：D Zn 三、电解后还原电解液问题 电解后还原电解液的技巧：加入适量的 卧硫酸 由两极产生的单质组成的化合物。 Ht→ (1)用惰性电极电解AgNO3水溶液：加 -OH和SO好 AgO/Ag2CO3。 图3 51 中学生数理化 背常塑宠 知识结构与拓展 2026年7一8月 电解池电流流向如图4所示（右边是对 用及电解液介质对电极反应的影响的试题比 应电学模型)。 较多，且常出常新。离于交换膜是一种含离 于基团的对溶液里的离于具有选择性透过能 力的高分于膜，离于交换膜的功能在于选择 性地通过某些离于和隔离某些离于，阻止电 甘斗硫酸铜 解液介质和电极反应产物进行二次反应。 Cu2+和H+→ -OH和SO子 功 使离子选择性定向移动，平衡 能 整个溶液的离子浓度或电荷 图4 阳离子 只允许阳离子遇过，阻 ①在原电池的内部，电流由负极流向正极。 交换膜 止阴离子和气体通过 ②原电池里面正电荷(H+)流向正极，负 交 类 阴离子 只允许阴离子通过，阻 电荷()H一、S))流向负极，)H、S)不 换 型 交换膜 止阳离子和气体通过 反应，它们的流向属电流“驱赶”所致。 膜 ③电解池里面正电荷(Cu+、H)流向阴 质子 只允许质子()通过 交换膜 极，负电荷(OH、S))流向阳极，H、SO 隔离某些物质，防止发生反应 不反应，它们的流向属电流“驱赶”所致。 利用电流流向图时应注意以下问题！ 用 物质的制备、分离、提纯 ①误认为记住“正负相吸”即可，其实原 作用一：隔离某些物质，防止发生反应。 电池里正电荷去正极，电解池里正电荷去 解题示范5：氯碱工业以电解精制饱和 阴极。 食盐水的方法制Cl、H2、NaOH和氯的含氧 ②电于流向和电流相反，却常常因没有 酸盐等系列化工产品，图5是离于交换膜电 看清楚“电子”还是“电流”，一字之差而判断 解食盐水的示意图，图中离于交换膜只允许 错误。 阳离于通过，而H2、C1,分子、阴离于不能通 解题示范4：下列说法正确的是()。 过。离于交换膜的作用为」 A.研究人员研制出一种锂水电池，可作 H 为鱼昏和潜艇的储备电源。放电时OH向 淡盐水 NaOH 正极移动 溶液 B.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒 OH 精检测仪，检测时，电解质溶液中的日+向负 精制饱和行 离子交 个H20(含少 极移动 NaCl溶液 换膜 量NaOH) C.研究人员最近发现了一种“水”电池， 图5 这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别 解析：阳极区的电极反应式为2C1 进行发电，Na不断向“水”电池的正极移动 2e 一C1,个，阴极区的电极反应式为 D.MgHO2电池可用于驱动无人驾驶 2HO+2e--H↑+2OH,阴极区c(OH) 的潜航器。该电池工作时，溶液中C1向正 增大，如果没有阳离于交换膜，Na+向阴极移 极移动 动，而OH向阳极移动，使得O与阳极生 解析：原电池中放电时，阳离于向正极移 成的CL发生反应C1,+2OH-C1+ 动，阴离于向负极移动，由负极产生的H+、 CIO-+H,O,从而降低CL,与NaOH的产量 Na应向正极移动；OH、Cl向负极移动。 并使烧碱不纯。另外阳极产生的C1,与阴极 答案：C 产生的H2混合还可能发生爆炸。为了解决 五、电化学中的交换膜 这些问题，工业上常选用阳离于交换膜，把电 在近几年高考中，涉及离于交换膜的应 解槽隔成了阳极室和阴极室，这种阳离于交 52 供等物极物气药骨中学生教理化 换膜只允许溶液中的Na和H通过，而两 六、盐桥的组成及其在原电池中的作用 边的阴离于、H2和C1,分于不能通过，故可 组成：盐桥中装有饱和的KCI或KNO 避免副反应的发生。 等溶液和琼胶制成的胶冻。 答案：能得到纯度更高的NaOH溶液； 盐桥中的离于流向：盐桥中的阳离于 防止阳极产生的C12和阴极产生的H,混合 (K)向正极区移动，阴离于(C1或NO)向 发生爆炸 负极区移动。 作用二：物质的制备、分离、提纯。 作用：连接内电路，形成闭合回路：平衡 解题示范6：三室式电渗析法处理含 电荷，使原电池不断产生电流。[若没有盐 NaS(),废水的原理如图6所示，采用惰性电 桥，当反应进行到一定时间后，负极的正电荷 极，ab、cd均为离于交换膜，在直流电场的作 增多而导致电于（负电荷）难以流出，正极负 用下，两膜中间的Na+和SO可通过离于 电荷增多也会导致电于流入困难，从而导致 交换膜，而两端隔室中离于被阻挡不能进入 电池电流减弱] 中间隔室。下列叙述正确的是( )。 盐桥电池的要求：盐桥电池中，一般负极 稀硫酸钠 材料与负极的电解质溶液含相同元素，如Z a↑c 作负极，则电解质为含Zn+的ZnSO,、ZnCl, 等，而盐桥中则含SO、C1等。 负极区正极区 b↑d 解题示范7：依据反应Cu(s)十 浓硫酸钠 2Ag(aq)Cu+(aq)十2Ag(s),设计如图 图6 7所示原电池，下列叙述正确的是()。 A.通电后中间隔室的SO向正极迁 A 盐桥电流表 移，正极区溶液pH增大 Ag B.该法在处理含Na2SO:废水时可以得 到NaOH和HSO,产品 C.负极反应为2HO一4e一O2+ CuNO),溶液AgNO,溶液 4H,负极区溶液pH降低 D.当电路中通过1mol电于的电量时， 图7 会有0.5mol()。生成 A.盐桥（饱和KNO,一琼脂）中的K移 解析：负极区电极反应式为2H)十 向Cu(NO,),溶液 2e一2OH+H2个，负极区域c(OH)增 B.Ag作负极，Cu作正极 大，要维持负极区的电荷平衡，则两膜中间的 C.工作一段时间后，溶液中c(Cu+)增大 Na穿过ab膜进入负极区与OH结合生成 D.取出盐桥后，电流计的指针依然发生 NaOH,故ab膜为阳离于交换膜，同时得到 偏转 副产品NaOH。正极区电极反应式为 解析：由电池总反应可知，Cu失电于被 2HzO一4e一O2个十4H+,正极区域 氧化生成Cu+,则Cu为负极，Ag为正极，盐 c(H+)增大，要维持正极区的电荷平衡，则两 桥中阳离于向正极移动，则K移向AgNO 膜中间的SO穿过ab膜进入正极区，与 溶液，A、B项错误。负极反应式为Cu 2e一Cu2+,则原电池工作一段时间后，溶 H+结合生成H,SO,,故cd膜为阴离于交换 膜，同时得到副产品H,SO,。当电路中通过 液中c(Cu+)增大，C项正确。取出盐桥后， 1mol电于的电量时，产生O:的物质的量 该装置不能形成闭合回路，故电流计指针不 发生偏转，D项错误。 n(O)= 4mol=0.25mol。 答案：C 答案：B (责任编辑谢启刚) 53