資源簡介

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主講老師：
專題2
電化學(xué)原理及其應(yīng)用熱點預(yù)測
2024高考化學(xué)考題預(yù)測專題
考情解碼
重溫經(jīng)典
解法點撥
2024
考題預(yù)測
試卷（部分） 化學(xué)電源 電解應(yīng)用 總分
題型（題量） 分值 題型（題量） 分值
新課標(biāo)卷 選擇（1） 6 6
全國甲卷 選擇（1） 6 6
全國乙卷 選擇（1） 6 非選擇（1） 4 10
北京 非選擇題（2） 7 選擇（1） 3 10
山東 選擇（1） 4 4
湖南 選擇（1） 1.5 非選擇題（1） 4 5.5
湖北 選擇（1） 0.75 選擇（1） 3 3.75
遼寧 選擇（2） 3.75 選擇（1） 3 6.75
浙江1月 選擇（1） 0.75 選擇（1） 3 3.75
浙江6月 選擇（1） 0.75 選擇（1） 3 3.75
天津 非選擇（1） 4 非選擇（1） 1 5
廣東 選擇（1） 4 選擇（1） 4 8
福建 選擇（1） 4 4
重慶 選擇（1） 0.75 選擇（1） 非選擇（1） 6 6.75
考情解碼——考題題型題量及分值(部分)
方程式 電極判斷 微粒移動方向 微粒濃度變化 隔膜種類 計算 其他
新課標(biāo)卷 √√ √ √
全國甲卷 √ √ √ 電極反應(yīng)判斷
全國乙卷 √√ √√ 炭化纖維素紙作用，物質(zhì)添加
北京 √√ √ SO2與酸雨，水解與電離，SO2與NaHCO3反應(yīng)
山東 √ √ √ 電動勢
湖南 √√√ 控制溫度原因
湖北 √ √ √ 正極負極反應(yīng)是否同時發(fā)生，水分子能否通過膜
遼寧 √√ √ √ √ 能量轉(zhuǎn)化形式，電勢判斷，電極質(zhì)量變化，微粒濃度變化
浙江1月 √ √ √ 電極產(chǎn)物，放電順序
浙江6月 √ √ √ √ 電極改進
天津 √√ √
廣東 √√ √ √ √ √√ “卯榫”結(jié)構(gòu)作用
福建 √ √ 化學(xué)鍵數(shù)目，原子數(shù)目
重慶 √ √ √ √ 犧牲陽極陰極保護，導(dǎo)電粒子分析
考情解碼——考查內(nèi)容
考情解碼——考查特點
1.源于研究文獻
考情解碼——考查特點
最新的學(xué)術(shù)研究成果與社會經(jīng)濟發(fā)展、科技進步、生活實際等密切相關(guān)，是考查學(xué)生運用知識、能力和素養(yǎng)解決實際問題能力的良好素材。文獻情境素材對所有考生而言都是陌生的，可以確保試題的公平性，另一方面也能引導(dǎo)學(xué)生避免對知識的機械式記憶。高質(zhì)量的期刊文章能體現(xiàn)試題情境的真實性，也保證了試題本身的高質(zhì)量。
1.源于研究文獻
考情解碼——考查特點
1.源于研究文獻
2022年11月 Nature 期刊原圖
2023年湖北高考化學(xué)第10題圖
考情解碼——考查特點
1.源于研究文獻
2023年3月 Nature Communications期刊原圖
2023年廣東高考化學(xué)第16題
考情解碼——考查特點
1.源于研究文獻
2023年5月 Applied Catalysis B: Environmental期刊原圖
2023年遼寧高考化學(xué)第7題
考情解碼——考查特點
2.追求真實情境
——《中國高考評價體系說明》
情境是高考評價體系中的考查載體，所謂的“情境”即“問題情境”，指的是真實的問題背景，是以問題或任務(wù)為中心構(gòu)成的活動場域。高考評價體系中的“四層”考查內(nèi)容和“四翼”考查要求，是通過情境和情境活動兩類載體來實現(xiàn)的，即通過選取適宜的素材，再現(xiàn)學(xué)科理論產(chǎn)生的場景或是呈現(xiàn)現(xiàn)實中的問題情境，讓學(xué)生在真實的背景下發(fā)揮核心價值的引領(lǐng)作用，運用必備知識和關(guān)鍵能力去解決實際問題，全面綜合展現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)
考情解碼——考查特點
2.追求真實情境
試卷 考題情境 情境分析
情境數(shù)目 有無圖片 情境難度
2023 湖南 間接電氧化反應(yīng)制備葡萄糖酸鈣 3 有 難
2023 湖北 海水直接制氫 4 有 難
2023 全國乙卷 室溫鈉-硫電池 4 有 較難
2023 新課標(biāo)卷 V2O5、Zn電池 3 有 一般
2023 河北 一種有機材料電池 3 有 較難
學(xué)術(shù)探索情境類“電化學(xué)”試題呈現(xiàn)的情境信息通常有 3-5 條，其情境內(nèi)容基于學(xué)科知識理論，源自科學(xué)研究，強調(diào)真實性，體現(xiàn)應(yīng)用價值。
情境的真實性反應(yīng)了問題本身的復(fù)雜性和獨特性，因此，真實情境類試題除了呈現(xiàn)“共性”的化學(xué)基礎(chǔ)知識，還具備“個性”特點。
考情解碼——考查特點
2.追求真實情境
（2022浙江）pH計是一種采用原電池原理測量溶液pH的儀器。如圖所示，以玻璃電極(在特制玻璃薄膜球內(nèi)放置已知濃度的HCl溶液，并插入Ag—AgCl電極)和另一Ag—AgCl電極插入待測溶液中組成電池，pH與電池的電動勢E存在關(guān)系：pH=(E-常數(shù))/0.059。下列說法正確的是
A．如果玻璃薄膜球內(nèi)電極的電勢低，則該電極反應(yīng)式為：AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl-(0.1mol·L-1)
B．玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度的差異不會引起電動勢的變化
C．分別測定含已知pH的標(biāo)準(zhǔn)溶液和未知溶液的電池的電動勢，可得出未知溶液的pH
D．pH計工作時，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
文本情境
圖片情境
考情解碼——考查特點
2.追求真實情境
方案1：有副產(chǎn)物，利用率低，效果差
方案2：無副產(chǎn)物，利用率高，效果好
×
考情解碼——考查特點
2.追求真實情境
人教版選修《化學(xué)與技術(shù)》
① 在溶液中加入一些氨水，制成銅氨溶液，可使鍍層光亮
人教《化學(xué)反應(yīng)原理》教師教學(xué)用書(2019)
考情解碼——考查特點
3.注重知識融合
高考要求學(xué)生能夠觸類旁通、融會貫通，既包括同一層面、橫向的交互融合，也包括不同層面之間、縱向的融會貫通。在命制試題時，要從研究對象或事物的整體性、完整性出發(fā)，不僅要從學(xué)科內(nèi)容上進行融合，凸顯對復(fù)合能力的要求，也要在試題呈現(xiàn)形式上豐富多樣，從而實現(xiàn)對學(xué)生素質(zhì)綜合全面的考查。
——《中國高考評價體系說明》
考情解碼——考查特點
3.注重知識融合
（2022山東）Cu2-xSe是一種鈉離子電池正極材料，充放電過程中正極材料立方晶胞(示意圖)的組成變化如圖所示，晶胞內(nèi)未標(biāo)出因放電產(chǎn)生的0價Cu原子。下列說法正確的是
電化學(xué)與晶體結(jié)構(gòu)知識融合
A．每個Cu2-xSe晶胞中Cu2+個數(shù)為x
B．每個Na2Se晶胞完全轉(zhuǎn)化為Cu2-xSe晶胞，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8
C．每個NaCuSe晶胞中0價Cu原子個數(shù)為1-x
D．當(dāng)NayCu2-xSe轉(zhuǎn)化為NaCuSe時，每轉(zhuǎn)移(1-y)mol電子，產(chǎn)生(1-y)molCu原子
考情解碼——考查特點
3.注重知識融合
電化學(xué)與反應(yīng)機理融合
（2022河北）甲醇燃料電池中，吸附在催化劑表面的甲醇分子逐步脫氫得到CO，四步可能脫氫產(chǎn)物及其相對能量如圖，則最可行途徑為a→_______(用b-j等代號表示)。
考情解碼——考查特點
3.注重知識融合
電化學(xué)與有機化學(xué)融合
考情解碼——考查特點
3.注重知識融合
電化學(xué)與化工流程融合
考情解碼——考查特點
4.核心考點固定
電化學(xué)試題雖然以復(fù)雜多樣的真實情境為測試載體，但其解決問題的工具既化學(xué)知識卻是相對固定的。其考查的核心內(nèi)容主要是化學(xué)方程式、電極判斷、離子移動方向、電子（或電流）移動方向、微粒濃度變化、計算等方面。
考情解碼——考查特點
方程式 電極判斷 微粒移動方向 微粒濃度變化 隔膜種類 計算 其他
新課標(biāo)卷 √√ √ √
全國甲卷 √ √ √ 電極反應(yīng)判斷
全國乙卷 √√ √√ 炭化纖維素紙作用，物質(zhì)添加
北京 √√ √ SO2與酸雨，水解與電離，SO2與NaHCO3反應(yīng)
山東 √ √ √ 電動勢，
湖南 √√√ 控制溫度原因
湖北 √ √ √ 正極負極反應(yīng)是否同時發(fā)生，水分子能否通過膜
遼寧 √√ √ √ √ 能量轉(zhuǎn)化形式，電勢判斷，電極質(zhì)量變化，微粒濃度變化
浙江1月 √ √ √ 電極產(chǎn)物，放電順序
浙江6月 √ √ √ √ 電極改進
天津 √√ √
廣東 √√ √ √ √ √√ “卯榫”結(jié)構(gòu)作用
福建 √ √ 化學(xué)鍵數(shù)目，原子數(shù)目
重慶 √ √ √ √ 犧牲陽極陰極保護，導(dǎo)電粒子分析
考情解碼
重溫經(jīng)典
解法點撥
2024
考題預(yù)測
一
新型化學(xué)電源
雙膜（多膜）電池
金屬-硫電池
有機材料電池
液流電池
鋰離子電池
濃差電池
解析
重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
負極：
Zn - 2e－ + 4OH－ = Zn(OH)42－
正極：
MnO2 + 2e－ + 4H＋ = Mn2＋ + 2H2O
總：
Zn + 4OH－ + MnO2 + 4H＋ =
Zn(OH)42－ + Mn2＋ + 2H2O
×
陽離子移向正極
題型一 雙膜（多膜）電池
解析
重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
題型一 雙膜（多膜）電池
×
氧化反應(yīng)
×
不能通過陽離子膜
×
Zn(OH)42－+2e－=Zn+4OH－

雙極膜原理
重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
鋰硫電池工作原理：負極金屬鋰被氧化釋放出鋰離子和電子；鋰離子和電子分別通過電解液、外部負載移動到正極；單質(zhì)硫在正極被還原成放電產(chǎn)物硫化鋰。
題型二 金屬-硫電池
解析
重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
題型二 金屬-硫電池
負極：2Na - 2e－ = 2Na+
放電過程
正極(總)：
S8 + 2e－ + Na+ = Na2Sx
總反應(yīng)：2Na + S8 = Na2Sx

移向陰極（鈉電極）
例2.（2017全國卷Ⅲ）全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列說法錯誤的是
A．電池工作時，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6+2Li++2e =3Li2S4
B．電池工作時，外電路中流過0.02 mol電子，負極材料減重0.14 g
C．石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性
D．電池充電時間越長，電池中Li2S2的量越多
Li2S8
Li2S2
Li2S6
Li2S4
放電，S化合價下降
滿電狀態(tài)
耗電完全
充電，S化合價升高
解析
重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
題型二 金屬-硫電池

越少
解析
重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
題型二 金屬-硫電池
起到結(jié)合或釋放Al3+的作用
結(jié)合
釋放
結(jié)構(gòu)

越低
重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
題型三 有機材料電池
作為一種新型的電池技術(shù)，有機材料電池利用有機物作為電極材料，相較于傳統(tǒng)的無機材料龜池，具有更篙的能量密度、更輕的重量以及更好的柔韌性，為電池技術(shù)的發(fā)展并辟了新的道路。
有機材料電池的工作原理主要基于有機物在電化學(xué)反應(yīng)中的特性。在有機材料電池中，有機物作為電極材料，通過氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電流。這種反應(yīng)過程中，有機物分子中的電子被抽取出來，形成負離子，而正離子則留在原來的位置。通過外部電路，電流得以產(chǎn)生并輸送到外部設(shè)備。與此同時，正負離子的分離使得電極材料內(nèi)部產(chǎn)生電位差，從而保持電池的電壓。
解析
重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
題型三 有機材料電池
H2SO4
KOH
MnO2
+2nK+
-2ne－
負極
正極

解析
重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
題型三 有機材料電池
+2H2O+2e－
充電（陰極）
-2e－
+3OH－
放電
（負極）
+2H2O
+e－
- e－
+2OH－

重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
題型四 液流電池
作為一種具有發(fā)展前景的新型儲能電池，“液流電池”近年來在高考電化學(xué)試題出現(xiàn)了4次。2019年天津高考化學(xué)第6題鋅-碘液流電池為背景，2021年湖南高考化學(xué)第10題以鋅溴液流電池為背景，2022年廣東高考第10題和2022年遼寧高考第12題以氯液流電池為背景。
考題 背景
2019年天津卷第6題 鋅-碘溴液流電池
2021年湖南卷第10題 鋅溴液流儲能電池
2022年廣東卷第16題 氯液流儲能電池
2022年遼寧卷第12題 氯液流儲能電池
重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
題型四 液流電池
液流電池的基本裝置如圖所示，液流電池的正、負極電解液儲罐是完全獨立分離放置在堆棧外部的，通過兩個循環(huán)動力泵將正、負極電解液通過管道泵入液流電池堆棧中并持續(xù)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，通過將化學(xué)能與電能進行相互轉(zhuǎn)換作用來完成電能的儲存和釋放。由于液流電池的電解液為水溶液，其化學(xué)反應(yīng)基本都發(fā)生在水溶液中，所以液流電池不存在任何爆炸或者發(fā)生火災(zāi)的安全隱患危險，具有相當(dāng)高的使用安全性；而且其電化學(xué)極化反應(yīng)相對較小，所以可以進行深度的充放電作業(yè)，循環(huán)次數(shù)多使得電池壽命更長。
解析
重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
放電
負極：Na3Ti2(PO4)3 - 2e－ = NaTi2(PO4)3+2Na+
正極：Cl2 + 2e－= 2Cl－
總：Na3Ti2(PO4)3 + Cl2=
NaTi2(PO4)3+2Na+ + 2Cl－
充電
陰極：NaTi2(PO4)3 + 2e－ + 2Na+
= Na3Ti2(PO4)3
陽極：2Cl－ - 2e－= Cl2
總：NaTi2(PO4)3+2Na+ + 2Cl－ = Na3Ti2(PO4)3 + Cl2
題型四 液流電池

重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
題型四 液流電池
氯流電池是一種液流儲能電池，工作時，四氯化碳和氯化鈉水溶液在泵作用下流過多孔碳電極表面。充電時，氯離子被氧化生成氯氣，同時被四氯化碳溶解帶走儲存；放電時，四氯化碳把氯帶到電極上發(fā)生還原反應(yīng)生成氯離子。其充電過程就是儲能過程，陽極室儲存Cl2，陰極室儲存Cl－。
Nature Communications
2022遼寧高考化學(xué)
解析
重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
題型四 液流電池
放電溴單質(zhì)和鋅反應(yīng)生成ZnBr2，濃度增大；
隔膜沒有選擇性，作用是阻止大分子Br2的絡(luò)合物（信息缺失）。

增大
重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
題型五 鋰離子電池
1.原理：鋰離子電池基于電化學(xué)“嵌入/脫嵌”反應(yīng)原理，替代了傳統(tǒng)的“氧化—還原”理念；在兩極形成的電壓驅(qū)動下，Li＋可以從電極材料提供的“空間”中“嵌入”或“脫嵌”。鋰離子電池為二次電池。
鋰離子的嵌入過程(gif動圖)
鋰離子的脫嵌過程(gif動圖)
綠色小球為鋰離子，灰色板為電極的層狀結(jié)構(gòu)
重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
題型五 鋰離子電池
2.電極材料：鋰離子電池的負極材料通常為活性石墨，它具有層狀結(jié)構(gòu)，鋰離子可以嵌入到碳層微孔中。正極材料一般為含Li＋和變價過渡金屬元素的的化合物，目前已商業(yè)化的正極材料有LiFePO4、LiCoO2、LiMn2O4、Li3NiCoMnO6等。
石墨鋰插層化合物
LixC6
磷酸鐵鋰
LiFePO4
重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
題型五 鋰離子電池
3.電極反應(yīng)方程式書寫：以鈷酸鋰（LiCoO2）電池為例，其電池總反應(yīng)為:
Li1－xCoO2+LixCy
LiCoO2+Cy
放電
充電
負極：LixCy - xe－= xLi+ + Cy
正極：Li1－xCoO2 + xe－+ xLi+ = LiCoO2
負極
正極
電解液
放電
充電
陰極：xLi+ + Cy + xe－= LixCy
陽極： LiCoO2- xe－=Li1－xCoO2 + xLi+
解析
重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
題型五 鋰離子電池
放電時，外電路通過a mol電子時，內(nèi)電路中有a mol Li+通過LiPON薄膜電解質(zhì)從負極遷移到正極，但是LiPON薄膜電解質(zhì)沒有損失Li+
例1.（2021浙江）某全固態(tài)薄膜鋰離子電池截面結(jié)構(gòu)如圖所示，電極A為非晶硅薄膜，充電時Li+得電子成為Li嵌入該薄膜材料中；電極B為LiCoO2薄膜；集流體起導(dǎo)電作用。下列說法不正確的是
A．充電時，集流體A與外接電源的負極相連
B．放電時，外電路通過amol電子時，LiPON薄膜電解質(zhì)損失amolLi+
C．放電時，電極B為正極，反應(yīng)可表示為Li1-xCoO2+xLi++xe-═LiCoO2
D．電池總反應(yīng)可表示為LixSi+Li1-xCoO2 Si+LiCoO2
放電
充電
一些信息在選項中，D選項電池反應(yīng)為：
LixSi+Li1-xCoO2 = Si + LiCoO2
LiPON薄膜電解質(zhì)
電極A
電極B
Li+
Li+
充電
放電

不變
解析
重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
題型五 鋰離子電池
與鋰離子電池原理相似，鈉離子電池工作時，Na+也是在兩個電極之間往返嵌入和脫出：放電時，Na+從負極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入正極極；充電則相反。

鈉離子從硬碳中脫出，嵌入Na1-xMnO2中
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題型六 濃差電池
濃差電池，顧名思義，是利用物質(zhì)的濃度差產(chǎn)生電勢的一種裝置。兩側(cè)半電池中的特定物質(zhì)有濃度差，由于濃度差導(dǎo)致半電池上發(fā)生的氧化還原反應(yīng)程度不同，從而產(chǎn)生不同的電勢。
電解質(zhì)濃度差
氣體濃度差
金屬汞齊濃度差
重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
題型六 濃差電池
以電解質(zhì)濃差電池為例
電解質(zhì)濃差電池由兩個材料相同的金屬或金屬微溶鹽，插入濃度不同的相同電解質(zhì)溶液中構(gòu)成。
如：
Ag∣AgNO3 (a1)‖AgNO3(a2)∣Ag
NO3－由高濃度(右)向低濃度（左）擴散
負極（A）：Ag-e－=Ag+
正極（B）：Ag++e－=Ag
反應(yīng)的結(jié)果是濃溶液變稀，稀溶液濃度升高，最終趨于平衡。
重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
題型六 濃差電池
濃差電池，顧名思義，是利用物質(zhì)的濃度差產(chǎn)生電勢的一種裝置。兩側(cè)半電池中的特定物質(zhì)有濃度差，由于濃度差導(dǎo)致半電池上發(fā)生的氧化還原反應(yīng)程度不同，從而產(chǎn)生不同的電勢。
電解質(zhì)濃差電池由兩個材料相同的金屬或金屬微溶鹽，插入濃度不同的相同電解質(zhì)溶液中構(gòu)成。
Ag∣AgNO3 (a1)‖AgNO3(a2)∣Ag
NO3－由高濃度(右)向低濃度（左）擴散
負極（A）：Ag-e－=Ag+
正極（B）：Ag++e－=Ag
反應(yīng)的結(jié)果是濃溶液變稀，稀溶液濃度升高，最終趨于平衡。
解析
重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
題型六 濃差電池
Cu2++4NH3·H2O=== [Cu(NH3)4]2++4H2O
甲室,加氨水
Cu2+濃度減小，形成濃差
Cu-2e－=== Cu2+
負極（甲）
Cu2++2e－=== Cu
正極（乙）

負極

陰離子膜


解析
重溫經(jīng)典——新型化學(xué)電源
題型六 濃差電池
左側(cè)通入氫氣為負極，右側(cè)生成氫氣為正極
負極：H2 - 2e－ +2OH－= 2H2O
正極：2H+ + 2e－ = H2↑
總反應(yīng)為高濃度H2生成低濃度H2
例2.（2019浙江）最近，科學(xué)家研發(fā)了“全氫電池”，其工作原理如圖所示。下列說法不正確的是
A．右邊吸附層中發(fā)生了還原反應(yīng)
B．負極的電極反應(yīng)是H2－2e－＋2OH－=2H2O
C．電池的總反應(yīng)是2H2＋O2=2H2O
D．電解質(zhì)溶液中Na＋向右移動，ClO4－向左移動

二
電解應(yīng)用
物質(zhì)制備
資源回收
█學(xué)術(shù)情境電化學(xué)高考試題特點及啟示
實驗探究
多步反應(yīng)
解析
重溫經(jīng)典——電解應(yīng)用
題型一 物質(zhì)制備
陽極：
陰極：
2
+2H+
+2e－

6mol半胱氨酸~1mol煙酸
解析
重溫經(jīng)典——電解應(yīng)用
題型一 物質(zhì)制備

析氫，還原，在陰極

不能通過質(zhì)子交換膜
陽極反應(yīng)：
2H2O - 4e— = O2↑ + 4H+

1mole ~ 0.25mol O2
解析
重溫經(jīng)典——電解應(yīng)用
題型一 物質(zhì)制備
素材來源：2022中國十大科技進展
——全新原理實現(xiàn)海水直接電解制氫

xmol/h
2H2O = 2H2↑+O2↑
通電
解析
重溫經(jīng)典——電解應(yīng)用
題型一 物質(zhì)制備
陽極：
陰極：
2H2O - 4e— = O2↑ + 4H+

Cu失電子，變成Cu2+
解析
重溫經(jīng)典——電解應(yīng)用
題型二 資源回收
裝置a：
SO2 +2NaHCO3 = Na2SO3+H2O+2CO2↑
陰極：
CO2 +2e－+ 2H+= HCOOH
陽極：
SO32－ - 2e－+ H2O = SO42－+2H+

只吸收SO2
解析
重溫經(jīng)典——電解應(yīng)用
題型二 資源回收
陽極：
Mn2+ －2e－ + 2H2O=MnO2+4H+
陰極：
LiMn2O4 + 3e－ + 8H+ = Li+ + 2Mn2+ + 4H2O
總反應(yīng)：
2LiMn2O4 + 4H+ = 2Li+ + Mn2+ + 3MnO2+ 2H2O

升高
Mn2+ + 2OH－ = Mn(OH)2↓
2Li+ + CO32－ = Li2CO3↓
重溫經(jīng)典——電解應(yīng)用
題型三 實驗探究
方案1：有副產(chǎn)物，利用率低，效果差
方案2：無副產(chǎn)物，利用率高，效果好

解析
重溫經(jīng)典——電解應(yīng)用
題型三 實驗探究
2NaCl+2H2O === 2NaOH+H2↑+Cl2↑
通電
陰極
陽極
K1關(guān)閉，K2打開，電解
K1打開，K2關(guān)閉，原電池
H2+Cl2 === 2HCl

Cl2和H2

起漂白作用的是HClO

I－>Cl－

解析
重溫經(jīng)典——電解應(yīng)用
題型三 實驗探究
實驗原理
陰極
2H2O+2e－=== H2↑+2OH－
CH3COOH+OH－=== CH3COO－+ H2O
酚酞作指示劑


溶液變紅
O2 ~ 4e－ ~ 4OH－ ~ 4CH3COOH

狀況，0.2mol/L

導(dǎo)線不能傳遞離子
解析
重溫經(jīng)典——電解應(yīng)用
題型四 多步反應(yīng)
電極反應(yīng)（陽極）
2Br－ - 2e－=== Br2
非電極反應(yīng)
① Br2+H2O === HBrO + H+ + Br－
② HBrO + 葡萄糖 → 葡萄糖酸 + Br－
③ 2葡萄糖酸 + 碳酸鈣→ 葡萄糖酸鈣
計量數(shù)關(guān)系
—CHO ~ —COOH ~ 2e－

4mol
解析
重溫經(jīng)典——電解應(yīng)用
題型四 多步反應(yīng)
電解原料
2Me3SiCN + LiOH = O(SiMe3)2 + LiCN + HCN
電解反應(yīng)
陽：P4 + 8CN－- 4e－ = 4［P(CN)2］
陰：4HCN + 4e－ = 4CN－ + 2H2↑
總：P4 + 4HCN + 4CN－ = 4［P(CN)2］+ 2H2↑
－
－
氫元素全部
來自LiOH
1mol
陽極
石墨

非電極反應(yīng)
電 極 反 應(yīng)
解析
重溫經(jīng)典——電解應(yīng)用
題型四 多步反應(yīng)
電極反應(yīng)
陽極：2Br－ - 2e－=== Br2
陰極：O2 + 2e－+2H+ === H2O2
非電極反應(yīng)
H2O2+WO42－ === H2O+WO52－
二丁基-N-羥基胺+WO52－ ===
硝酮+WO42－ +H2O
二丁基-N-羥基胺+Br2 = 硝酮+2HBr

2mol
考情解碼
重溫經(jīng)典
解法點撥
2024
考題預(yù)測
解法點撥——離子交換膜的判斷
根據(jù)平衡電荷的需要，巧借離子遷移方向的判斷，從而確定離子交換膜的類型。
1.離子從“生成區(qū)”移向“消耗區(qū)”
以電解CO2制HCOOH為例，其原理如圖所示。
陰
CO2 + 2e－+ 2H＋= HCOOH
陽
2H2O - 4e－= O2↑+ 4H+
生成H+
消耗H+
質(zhì)子交換膜
解法點撥——離子交換膜的判斷
2.離子從“原料區(qū)”移向“產(chǎn)物區(qū)”
以電滲析法制備H3PO2為例，其原理如圖所示。
H2PO2－
Na+
陰離子膜
陽離子膜
H++H2PO2－= H3PO2
2H2O - 4e－= O2↑+ 4H+
總：2H2O - 4e－+4H2PO2－=4H3PO2
2H2O＋2e－= H2↑＋2OH－
3.溶液“濃→稀”，離子移出；溶液“稀→濃”，離子移入
正
負
一種三室微生物燃料電池可用于污水凈化、海水淡化，其工作原理如圖所示。
Cl－
Na+
陰離子膜
陽離子膜
解法點撥——離子交換膜的判斷
解法點撥——模型建構(gòu)
裝置
維度
原理
維度
負極
材料
正極
材料
離子
導(dǎo)體
電極反應(yīng)物
反應(yīng)過程
電極產(chǎn)物
還原劑
氧化劑
氧化產(chǎn)物
還原產(chǎn)物
失電子
得電子
電子移動方向
陽離子
陰離子
化學(xué)電源認知模型——二維
模型認知作為化學(xué)教學(xué)中的有效方法，可以提高學(xué)生對化學(xué)知識的認知，以此來促進學(xué)生將化學(xué)知識在頭腦中進行轉(zhuǎn)化，并且可以在頭腦中將非本質(zhì)性的信息進行過濾，使重要的知識信息形成清晰的模型框架，培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)綜合能力，將學(xué)習(xí)過程中的煩瑣知識點梳理，建立學(xué)習(xí)體系，促進學(xué)生找到化學(xué)與生活中的契合點，進而找到掌握化學(xué)知識的有效方法。
解法點撥——模型建構(gòu)
分析
本質(zhì)特征
構(gòu)成要素
相互關(guān)系
認知
模型
解釋現(xiàn)象
揭示規(guī)律
運用
化學(xué)電源認知模型——三維
解法點撥——模型建構(gòu)
二次電池知識模型
解法點撥——模型建構(gòu)
電解原理模型
解法點撥——模型建構(gòu)
惰性電極電解電解質(zhì)四種類型
解法點撥——模型建構(gòu)
Li1－xCoO2+LixC6
LiCoO2+C6
放電
充電
鋰離子電池原理模型
鋰離子電池是通過鋰離子在兩極之間的遷移來實現(xiàn)充放電的。
放電時，Li+由負極石墨層中“脫嵌”移向正極，嵌入正極材料，充電則剛好相反。
解法點撥——模型建構(gòu)
鈉離子電池原理模型
與鋰離子電池原理相似，鈉離子電池工作時，Na+也是在兩個電極之間往返嵌入和脫出：放電時，Na+從負極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入正極極；充電則相反。
解法點撥——模型建構(gòu)
鈉離子電池原理模型
與鋰離子電池原理相似，鈉離子電池工作時，Na+也是在兩個電極之間往返嵌入和脫出：放電時，Na+從負極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入正極極；充電則相反。
解法點撥——電化學(xué)考題中的新概念
概念一 法拉第效率
法拉第效率(Faraday efficiency)是電化學(xué)中的一個重要概念，它指的是實際生成物與理論生成物的百分比。
這個指標(biāo)用于評估電化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化效率，在實際應(yīng)用中，由于存在各種電阻損耗和副反應(yīng)，法拉第效率通常低于100%。
NF : 實際消耗電荷量
NT：流過外電路總電荷量
m：相關(guān)產(chǎn)物的摩爾數(shù)
n：反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)
F：法拉第常數(shù) 96485C/mol
I:平均電流密度
t：反應(yīng)時間
2021北京 2023江蘇
解法點撥——電化學(xué)考題中的新概念
概念一 法拉第效率
解法點撥——電化學(xué)考題中的新概念
概念一 法拉第效率
解法點撥——電化學(xué)考題中的新概念
概念二 電子空穴
2022全國乙卷
解法點撥——電化學(xué)考題中的新概念
光催化二氧化碳機理
概念二 電子空穴
2022全國乙卷
解法點撥——電化學(xué)考題中的新概念
解析
例1.（2022全國乙卷）Li-O2電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來科學(xué)家研究了一種光照充電Li-O2電池(如圖所示)。光照時，光催化電極產(chǎn)生電子(e－)和空穴(h+)，驅(qū)動陰極反應(yīng)(Li++e－=Li)和陽極反應(yīng)(Li2O2+2h+=2Li++O2)對電池進行充電。下列敘述錯誤的是
A．充電時，電池的總反應(yīng)Li2O2=2Li+O2
B．充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)
C．放電時，Li+從正極穿過離子交換膜向負極遷移
D．放電時，正極發(fā)生反應(yīng)2Li++O2+2e－=Li2O2
充電
光催化電極 → e－ + h+
陰極：2Li+ + 2e－ = 2Li
陽極：Li2O2 + 2h+ = O2 + 2Li+
( Li2O2 - 2e－= O2 + 2Li+ )
總：Li2O2 = 2Li + O2
放電時，Li+移向正極，C錯誤

概念二 電子空穴
解法點撥——電化學(xué)考題中的新概念
解析
Rh/SrTiO3 e－ + h+
hv
Rh表面
CO2 + 2e－ = CO + O2－
SrTio3表面
CH4 + O2－ + 2h+ = 2H2 + CO 或
CH4 + O2－ - 2e－ = 2H2 + CO
總
CO2 + CH4 = 2H2 + 2CO
成鍵數(shù)目發(fā)生變化

概念二 電子空穴
解法點撥——電化學(xué)考題中的新概念
概念三 參比電極
參比電極，reference electrode，測量各種電極電勢時作為參照比較的電極。將被測定的電極與精確已知電極電勢數(shù)值的參比電極構(gòu)成電池，測定電池電動勢數(shù)值，就可計算出被測定電極的電極電勢。
2021重慶 2022浙江
解法點撥——電化學(xué)考題中的新概念
負極，失電子
pH計的玻璃膜球泡需要對H+有特殊敏感才能有測量pH的作用
利用玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度的差異引起電動勢的變化達到測量溶液的pH目的
原電池原理，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

概念三 參比電極
解法點撥——電化學(xué)考題中的新概念
概念三 參比電極
考情解碼
重溫經(jīng)典
解法點撥
2024
考題預(yù)測
電化學(xué)考題的方向
1.電解質(zhì)從無機到有機
2.電極反應(yīng)從簡單到復(fù)雜
3.裝置圖從模型化到具體化
4.考查題型從單一到融合
5.代表電化學(xué)的最新研究方向
考題預(yù)測
電化學(xué)考題的發(fā)展方向
1.電解液從無機到有機
2019全國新課標(biāo)Ⅱ
2021全國甲卷
2022福建
考題預(yù)測
電化學(xué)考題的發(fā)展方向
1.電解液從無機到有機
2023湖南
2023河北
考題預(yù)測
電化學(xué)考題的發(fā)展方向
2.電極反應(yīng)從單一到復(fù)雜
2022全國乙卷光催化耦合
2019全國Ⅰ卷生物酶耦合
考題預(yù)測
電化學(xué)考題的發(fā)展方向
2.電極反應(yīng)從單一到復(fù)雜
2023全國新課標(biāo)
2023北京
考題預(yù)測
電化學(xué)考題的發(fā)展方向
3.裝置圖從模型化到具體化
2022浙江
2021浙江
考題預(yù)測
2023全國乙卷
考題預(yù)測
電化學(xué)考題的發(fā)展方向
4.考查題型從單一到融合
2022湖南 熱化學(xué)、化學(xué)平衡、電化學(xué)融合
考題預(yù)測
電化學(xué)考題的發(fā)展方向
4.考查題型從單一到融合
2021重慶 化學(xué)平衡 電化學(xué)融合
考題預(yù)測
電化學(xué)考題的發(fā)展方向
4.考查題型從單一到融合
2021河北 電化學(xué)反應(yīng)歷程
考題預(yù)測
電化學(xué)考題的發(fā)展方向
4.考查題型從單一到融合
2022山東 電化學(xué)與物質(zhì)結(jié)構(gòu)

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