2025年北京高考化學(xué)復(fù)習(xí)專練：電化學(xué)及其應(yīng)用（原卷版）

熱點題型03電化學(xué)及其應(yīng)用

熱點解讀

一、原電池及其工作原理

二、電極名稱的判斷

G如潛天而串不活潑金屬

①構(gòu)造方面書我非金屬?較活潑金屬1

②電極反應(yīng)?還原反應(yīng)卜1氧化反應(yīng)1

.正且負(fù)T電子流出|

原電池③電子流向f1電子流入卜

■1不斷溶解

④反應(yīng)現(xiàn)象）々篇器有-

1陰離子移向|

⑤離子移向T陽離子移向卜

與電源負(fù)與電源正

①構(gòu)造方面+

極相連極相連

②電極反應(yīng)?［飛原反應(yīng)I■口口1氧化反應(yīng)

③電子流向*電子流入卜罩W曩

電解池電子流出

④反應(yīng)現(xiàn)象」鷲勰或卜電極質(zhì)量減小或

有非金屬單質(zhì)生

成，如。2、

⑤離子移向T而離子移向1陰離子移向

三、電解池及其工作原理

四、新型化學(xué)電源

1.電極反應(yīng)式書寫的一般步驟(類似氧化還原反應(yīng)方程式的書寫)

㈣物質(zhì)_［負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)］_參加反應(yīng)的微粒

標(biāo)得失廠1正極發(fā)生還原反應(yīng)J和得失電子數(shù)

——I■在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中要生成穩(wěn)定的電極

］萼工——<產(chǎn)物，即H*、OH",H'O等是否參加反應(yīng)

一^〔遵守電荷守恒、質(zhì)量守恒、電子守恒

黑舉—兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)式對照驗證

2.突破二次電池的四個角度

3.新型可充電電池

(1)可充電電池有充電和放電兩個過程，放電時是原電池反應(yīng)，充電時是電解池反應(yīng)。

(2)放電時的負(fù)極反應(yīng)和充電時的陰極反應(yīng)互為逆反應(yīng)，放電時的正極反應(yīng)和充電時的陽極反應(yīng)互為逆反應(yīng)。

將負(fù)(正)極反應(yīng)式變換方向并將電子移項即可得出陰(陽)極反應(yīng)式。

(3)充、放電時電解質(zhì)溶液中離子移動方向的判斷

分析電池工作過程中電解質(zhì)溶液的變化時，要結(jié)合電池總反應(yīng)進(jìn)行分析。

①首先應(yīng)分清電池是放電還是充電。

②再判斷出正、負(fù)極或陰、陽極。

放電：陽離子一正極，陰離子一負(fù)極；

充電：陽離子一陰極，陰離子一陽極；

總之：陽離子一發(fā)生還原反應(yīng)的電極；陰離子一發(fā)生氧化反應(yīng)的電極。

4.燃料電池中電極反應(yīng)式的書寫

第一步：寫出電池總反應(yīng)式

燃料電池的總反應(yīng)與燃料的燃燒反應(yīng)一致，若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)則總反應(yīng)為加和后的反應(yīng)。

如甲烷燃料電池(電解質(zhì)為NaOH溶液)的反應(yīng)式為

CH4+2O2=CO2+2H2O①

CO2+2NaOH=Na2CO3+H20②

①式+②式得燃料電池總反應(yīng)式為CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O0

第二步：寫出電池的正極反應(yīng)式

根據(jù)燃料電池的特點，一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是。2,隨著電解質(zhì)溶液的不同，其電極反應(yīng)式有

所不同，大致有以下四種情況：

(1)酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：

+

O2+4H+4e-=2H2O?

(2)堿性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式：

O2+2H2O+4e-==4OH-o

(3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)。2一)環(huán)境下電極反應(yīng)式：

O2+4e-=2O2-o

(4)熔融碳酸鹽(如熔融K2co3)環(huán)境下電極反應(yīng)式：

02+2c。2+4e-=2COFo

第三步：根據(jù)電池總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式寫出負(fù)極反應(yīng)式

電池反應(yīng)的總反應(yīng)式一電池正極反應(yīng)式=電池負(fù)極反應(yīng)式。因為不是負(fù)極反應(yīng)物，因此兩個反應(yīng)式相減

時要徹底消除02。

5.氫氧燃料電池在四種常見介質(zhì)中的電極反應(yīng)總結(jié)

+

H2-2e-=2H口酸作介質(zhì)口

宜2—2夕+20IT=2H2。口堿作介質(zhì)口

負(fù)極口2—26+02-=H2。口熔融金屬氧化物作介質(zhì)口

,H2-2e"+COr=H2O+CO2口熔融碳酸鹽

作介質(zhì)口

_+

O2+4e+4H=2H2O口酸作介質(zhì)口

丁*/°2+4夕+2H2O=4OH-口堿作介質(zhì)口

止極］02+4e-==202-口熔融金屬氧化物作介質(zhì)口

02+4—+2co2-2C0H口熔融碳酸鹽作介質(zhì)口

限時提升練

（建議用時：40分鐘）

考向01原電池原理

1.（2024?北京?一模）用熱再生氨電池處理含C1+電鍍廢液的裝置如圖，該裝置由電池部分和熱再生部分

組成：電池部分中，a極室為（NHJ2SO4-NH3混合液，B極室為（NHjSO,溶液；熱再生部分加熱a極

室流出液，使[CU（NH3）4『分解。下列說法不正確的是

A.裝置中的離子交換膜為陽離子交換膜

2+

B.a極的電極反應(yīng)為：Cu-2e-+4NH3=[Cu（NH3）4]

2+2+

C.電池部分的總反應(yīng)為：Cu+4NH3=[Cu（NH3）4]

D.該方法可以富集Cu?+并產(chǎn)生電能，同時循環(huán)利用NH,

2.（2024?北京?模擬預(yù)測）我國科學(xué)家在可充放電式鋅-空氣電池研究方面取得重大進(jìn)展。電池原理如圖所

示，該電池的核心組分是驅(qū)動氧化還原反應(yīng)（ORR）和析氧反應(yīng)（OER）的雙功能催化劑，KOH溶液為電解質(zhì)溶

液，放電的總反應(yīng)式為2Zn+O2+4OH-+2H2O=2[Zn（OH）4K-。下列有關(guān)說法不正確的是

A.放電時電解質(zhì)溶液中K+向正極移動

2

B.放電時鋅電池負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e+4OH=[Zn（OH）4]-

C.充電時催化劑降低析氧反應(yīng)（OER）的活化能

D.充電時陰極生成6.5gZn的同時陽極產(chǎn)生2.241_。2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

3.（2025,北京?模擬預(yù)測）微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如

下圖所示。

A.正極反應(yīng)中有CO2生成

B.微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移，并改變了反應(yīng)機(jī)理

C.質(zhì)子交換膜的交換動力來源于膜兩側(cè)離子濃度差

D,電池總反應(yīng)為C6Hl2。6+602=6（202+6凡0

4.（2024?北京昌平?二模）一種Zn/CuSe混合離子軟包二次電池裝置示意圖如圖所示（其中一極產(chǎn)物為

C%Se固體），下列說法正確的是

交換膜

A.放電時：CuSe為正極反應(yīng)物，其中Se得電子

B.無論放電或充電，均應(yīng)選用陽離子交換膜

C.無論放電或充電，電路中每轉(zhuǎn)移2moi電子就有2moi離子通過離子交換膜

D.由該裝置不能推測出還原性：Zn>Cu+

5.（24-25高三上?北京?階段練習(xí)）液流電池可以實現(xiàn)光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電電能的儲存和釋放。一種非金

屬有機(jī)物液流電池的工作原理如下圖。

多孔碳電極質(zhì)子交換膜

下列說法不正確的是

A.放電時，正極反應(yīng)式為Br?+2e-=2B「

B.放電時，物質(zhì)a為AQDSH?

C.充電時，AQDS/AQDSH2儲液罐中的pH減小，H+通過質(zhì)子交換膜到達(dá)澳極室

D.增大儲液罐體積，可提高液流電池的儲能容量

6.（2023?北京?高考真題）回收利用工業(yè)廢氣中的C。?和SO?,實驗原理示意圖如下。

含“）2和5

SO2的廢氣

下列說法不正確的是

A.廢氣中SO?排放到大氣中會形成酸雨

B.裝置a中溶液顯堿性的原因是HCO；的水解程度大于HCO；的電離程度

C.裝置a中溶液的作用是吸收廢氣中的CO?和SO?

電角軍

D,裝置b中的總反應(yīng)為SO^+CO2+H2O—HCOOH+SO『

考向02電解池原理

7.（2022?北京?高考真題）利用下圖裝置進(jìn)行鐵上電鍍銅的實驗探究。

序

裝置示意圖電解質(zhì)溶液實驗現(xiàn)象

號

①陰極表面有無色氣體，一段時間后陰極表面有紅色固體，氣

0.1mol/LCuSO4

+少量H2SO4體減少。經(jīng)檢驗電解液中有Fe?+

Cu-二二_____二Fe0.1mol/LCuSO4陰極表面未觀察到氣體，一段時間后陰極表面有致密紅色固

電解質(zhì)溶液+過量氨水體。經(jīng)檢驗電解液中無Fe元素

下列說法不正確的是

A.①中氣體減少，推測是由于溶液中C（H）減少，且Cu覆蓋鐵電極，阻礙H+與鐵接觸

+2+2+2+

B.①中檢測到Fe?'推測可能發(fā)生反應(yīng)：Fe+2H=Fe+H2,Fe+Cu=Fe+Cu

C.隨陰極析出Cu,推測②中溶液c（Cu"）減少，CU2++4NH3-=^[CU（NH3）4『平衡逆移

D.②中Qj2+生成[CU（NH3）J+,使得c（CuH）比①中溶液的小，Cu緩慢析出，鍍層更致密

8.（2024?北京?三模）設(shè)計如圖裝置回收金屬鉆。保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成

CO2,將廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoC）2（s）轉(zhuǎn)化為Co?*,工作時保持厭氧環(huán)境，并定時將乙室溶液轉(zhuǎn)

移至甲室。已知電極材料均為石墨材質(zhì)，右側(cè)裝置為原電池。下列說法不正確的是

乙酸鹽陽膜CoCl2乙酸鹽陽膜鹽酸

溶液溶液溶液

A.裝置工作時，離子通過陽膜進(jìn)入甲室

B.裝置工作一段時間后，乙室應(yīng)補充鹽酸

+2+

C.乙室電極反應(yīng)式為LiCoO2+2H2。+=Li+Co+4OH

D.若甲室Co?+減少200mg,乙室Co?+增加300mg,則此時已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移

9.（2024?北京大興?三模）用如圖裝置可以實現(xiàn)電解七0。4溶液制備七口2。7和濃KOH溶液。下列說法不

正確的是

稀KOH溶液f|I"|R-KCrO4溶液

離子I換膜

A.裝置中的離子交換膜為陰離子交換膜

B.a室中獲得的產(chǎn)品有力和濃KOH溶液

C.b室獲得的過程中，涉及Cr°-（橙色）+比0=200;（黃色）+2H+平衡的移動

D.取少量b室中電解后的溶液，加入乙醇，會看到溶液變綠色

10.（2024?北京?三模）利用雙極膜電解NazSO,制備NaOH,捕集煙氣中CO?，$lJ#NaHC03o電解原理

如圖所示：

%NaOH?

H2SO4

離

離

陽

H陰

子

子b

離

J離

一

流

迂

H迂

嗑

換

父

+父

+

膜

換

換

膜0

膜

IUH膜

，

稀NaOHNa2SO4雙極膜Na2s0,稀硫酸

已知：雙極膜為復(fù)合膜，可在直流電的作用下，將膜間的H?。解離，提供H+和OHL

下列說法正確的是

A.陰極反應(yīng)式：2H2O+2e=H2T+2OH-

B.I為陰離子交換膜，II陽離子交換膜

C.電路中轉(zhuǎn)移2moi電子時共產(chǎn)生2moiNaOH

+

D.該裝置總反應(yīng)的方程式為4H2。曳蟹2H2T+O2T+2H+2OH-

11.（2024?北京順義?二模）科學(xué)家發(fā)展出一種近中性條件下高效無膜電解水過程，原理如圖所示，其中

澳化物在電解池甲中被氧化為澳酸鹽。下列說法正確的是

甲乙

A.電極A為陽極

B.電解一段時間后，甲中溶液pH升高

C.當(dāng)甲中有ImolBrO］生成時，理論上有44.8LHz生成（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）

催化劑.

D.乙中發(fā)生的反應(yīng)為：2BrO；^=2Br-+3O2T

12.（2024?北京?高考真題）酸性鋅鎰干電池的構(gòu)造示意圖如下。關(guān)于該電池及其工作原理，下列說法正

確的是

石墨棒

二氧化鎬和炭黑

-十氯化鍍和氯化鋅

一一鋅筒

A.石墨作電池的負(fù)極材料B.電池工作時，NH：向負(fù)極方向移動

C.Mi!。?發(fā)生氧化反應(yīng)D.鋅筒發(fā)生的電極反應(yīng)為Zn-2U=Zi?+

考向03新型化學(xué)電源

13.（2024?北京海淀?三模）一種新型Zn-CO2水介質(zhì)電池，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑,

其工作示意圖如下，下列說法不正確的是

B.放電時，CO?被轉(zhuǎn)化為儲氫物質(zhì)HCOOH

電解

C.充電時，電池總反應(yīng)為：2Zn（OH）j-2Zn+O2T+4OH-+2H2。

D.充電時，雙極隔膜產(chǎn)生的H+向右室移動

14.（2024?北京通州?一模）中國科研團(tuán)隊研發(fā)出室溫下可穩(wěn)定充放電的高柔性鈣一氧氣電池，該電池的

A.Cao?中陰陽離子個數(shù)比為2：1

B.電解質(zhì)溶液可選用Cas。,水溶液

C.放電時正極電極反應(yīng)式為。2+2凡0+4片=40IT

D.充電時陽極電極反應(yīng)式為CaO2-2e-=Ca"+C）2

15.（2024?北京海淀?二模）我國科研人員研發(fā)的海泥細(xì)菌電池不僅可以作為海底儀器的水下電源，還可

以促進(jìn)有機(jī)污染物（以CHQ表示）的分解，其工作原理如圖，其中海底沉積層/海水界面可起到質(zhì)子交換

膜的作用，下列理論分析正確的是

o2H2O

海底沉積層.b

SO：HS-S

CH2OCO2

A.a極為電池負(fù)極

B.b極的電極反應(yīng)為HS-+2e-=S+H+

C.若b極區(qū)生成hnolS,貝！Ia極區(qū)H+增加2moi

D.外電路通過Imole-時，至少有ImolCOz生成

16.（2024?北京豐臺?二模）科學(xué)家開發(fā)了一種可植入體內(nèi)的燃料電池，血糖（葡萄糖）過高時會激活電池，

產(chǎn)生電能進(jìn)而刺激人造胰島細(xì)胞分泌胰島素，降低血糖水平。電池工作時的原理如下圖所示（G-CHO代表

葡萄糖）。

下列說法不正確的是

A.該燃料電池是否工作與血糖的高低有關(guān)，血糖正常時電池不工作

B.工作時，電極I附近pH下降

c.工作時，電子流向：電極n玲傳感器好電極I

D.工作時，電極H電極反應(yīng)式為G-CHO+H2O-2e-=G-COOH+2H+

17.（23-24高三上?北京西城?期末）燃料電池法可以處理高濃度氨氮廢水，原理的示意圖如下（忽略溶液體

積的變化）。

下列說法不正確的是

A.H+通過質(zhì)子交換膜向a極室遷移

B.工作一段時間后，a極室中稀硫酸的濃度增大

+

C.電極b的電極反應(yīng)：2NH：-6e-=N2T+8H

+

D.電池的總反應(yīng)：4NH：+302=2N2+6H2O+4H

18.（24-25高三上?北京?階段練習(xí)）將銅棒插入濃、稀Cu（NO3）2溶液中（裝置如圖），觀察到電流計指針發(fā)

生偏轉(zhuǎn)，一段時間后，浸入濃Cu（NQ）2溶液的銅棒變粗。下列說法不正確的是

Cuhricu

稀CU（NC）3）2溶液|濃CU（NC）3）2溶液

陰離子交換膜

A.銅棒變粗的反應(yīng)：Cu2++2e-=Cu

B.左側(cè)銅棒為正極

C.隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃、稀CU（NC）3）2溶液的濃度逐漸接近

D.Cu2+的氧化性隨c（Cu2+）增大而增強(qiáng)，Cu的還原性隨c（Cu2+）增大而減弱

拓展培優(yōu)練

◎

19.（24-25高三上,北京朝陽,階段練習(xí)）全乳液流電池是一種新型綠色的二次電池。其工作原理如圖所

示。下列敘述不正確的是

A.放電時，電子由Y極流出，經(jīng)負(fù)載到X極

B.放電時，每轉(zhuǎn)移Imol電子，理論上有2moiH+遷移至X極區(qū)

C.充電過程中，Y極區(qū)溶液pH降低

D.將電解液儲存在儲液罐中，可增大液流電池儲能容量

20.（24-25高三上?北京房山?開學(xué)考試）一種可植入體內(nèi)的微型電池工作原理如圖所示，通過CuO催化消

耗血糖發(fā)電，從而控制血糖濃度。當(dāng)傳感器檢測到血糖濃度高于標(biāo)準(zhǔn)，電池啟動。血糖濃度下降至標(biāo)準(zhǔn)，

電池停止工作。（血糖濃度以葡萄糖濃度計）

控

制

開

關(guān)

葡萄糖（C6Hl2。6）

電池工作時，下列敘述不正確的是

A.電極a為正極

B.電池工作時，血液做電解質(zhì)溶液，其中的Na+向b極移動

C.總反應(yīng)為2C6H12O6+O2=2C6H12O7

D.有望為其他可植入醫(yī)療設(shè)備提供電能

21.（2024?北京朝陽?二模）研究人員利用電化學(xué)原理吸收廢氣中的NO?,其工作原理如下圖所示。

港齡

含

+

2

惰惰惰

性性性

zn電

2

1C1

極zn溶液電電電

極極極

換膜

子交

"質(zhì)

NO

確的是

法不正

下列說

-

=NO

+e-

：NO

應(yīng)式為

電極反

電極的

B.b

陽極

極為

c電

負(fù)極，

電極為

A.a

2

：

lNH

到Imo

以得

上可

理論

Oz，

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