資源簡介

2025屆高三一輪復習
電化學原理選擇題突破
【學業要求】

1. 能分析、解釋原電池和電解池的工作原理，能設計簡單的原電池和電解池。
2. 能列舉常見的化學電源，并能利用相關信息分析化學電源的工作原理。能利用電化學原理解釋金屬腐蝕現象，選擇并設計防腐措施。
真題賞析
(2024年新課標卷)一種可植入體內的微型電池工作原理如圖所示，通過CuO催化消耗血糖發電，從而控制血糖濃度。當傳感器檢測到血糖濃度高于標準，電池啟動。血糖濃度下降至標準，電池停止工作。(血糖濃度以葡萄糖濃度計)
電池工作時，下列敘述錯誤的是
A. 電池總反應為:2C6H12O6+O2=2C6H12O7
B. b電極上CuO通過Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互轉變起催化作用
C. 消耗18mg葡萄糖，理論上a電極有0.4mmol電子流入
D. 兩電極間血液中的Na+在電場驅動下的遷移方向為b→a
本題考查了一種新型電池的電池總反應的書寫，物質催化作用，電子轉移數目的計算和離子的移動方向等方面的內容。有機物轉化的電極反應式也是目前高考常見的一種形式。
C
真題賞析
（2024年湖北卷）我國科學家設計了一種雙位點PbCu電催化劑，用H2C2O4和NH2OH電化學催化合成甘氨酸，原理如圖，雙極膜中H2O解離的H+和OH-在電場作用下向兩極遷移。已知在KOH溶液中，甲醛轉化為HOCH2O-,存在平衡HOCH2O-+OH- [HOCH2O]2-+H2O。Cu電極上發生的電子轉移反應為[HOCH2O]2--e- =HCOO-+H+。下列說法錯誤的是
B
離子濃度的變化判斷
物質變化量的計算
2024年湖北卷廣受好評。充分體現了《中國高考評價體現》中“知其然，更要知其所以然”的要求。試題命題質量高，充分體現了學科核心素養的考查特點。
真題賞析
2024年江蘇卷
2024年北京卷
2024年北京卷和江蘇卷試題情景一致，都是來源于教材的鋅錳干電池。這啟示我們在復習過程中一定要注意回歸教材，熟悉教材，利用好教材資源。結合高考的具體要求進行適當的拓展延伸，構建完整全面的知識和方法體系。
真題賞析
（2024年6月浙江卷）金屬腐蝕會對設備產生嚴重危害，腐蝕快慢與材料種類、所處環境有關。下圖為兩種對海水中鋼閘門的防腐措施示意圖。下列說法正確的是
A. 圖1、圖2中，陽極材料本身均失去電子
B. 圖2中，外加電壓偏高時，鋼閘門表面可發生反應：O2+4e-+2H2O=4OH-
C. 圖2中，外加電壓保持恒定不變，有利于提高對鋼閘門的防護效果
D. 圖1、圖2中，當鋼閘門表面的腐蝕電流為零時，鋼閘門、陽極均不發生化學反應
B
犧牲陽極的陰極保護法
外加電流的陰極保護法
?
?
教材熟悉情景的實際應用。
電化學基本模型的回顧
電解池與原電池在裝置構成和工作原理上有什么異同？
電解池
與直流電源負極相連
與直流電源正極相連
電解質溶液或熔融電解質
氧化反應
還原反應
e-
e-
陽離子
陰離子
原電池
e-
負極
正極
氧化反應
還原反應
陽離子
陰離子
不論多么復雜陌生的情境，多么復雜新穎的裝置，都離不開教材中原電池和電解池的模型。
3Zn+2K2FeO4+8H2O
3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
放電
充電
負極
正極
陰極
陽極
0
+2
+3
+6
6e-
6e-
原電池
電解池
6e-
（2023·遼寧）
（2021·浙江1月)
（2022·廣東卷）
電化學基本模型的回顧
可充放電電池的分析方法模型
電化學基本模型的回顧
多池串聯模型
外接電源與電解池的串聯
原電池與電解池的串聯
正接正，負接負
陰陽交替
轉移電子數相等
陽極
陰極 陽極 陰極 陽極 陰極
原電池
電解池
教材各種電池的回顧
化學電源包括一次電池、二次電池和燃料電池
一次電池：一次電池中發生氧化還原反應的物質大部分被消耗后不能再使用。
常見的一次電池有：普通鋅錳干電池、堿性鋅錳電池、銀鋅紐扣電池等。
普通（酸性）鋅錳干電池
堿性鋅錳電池
銀鋅紐扣電池
Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag
教材各種電池的回顧
普通（酸性）鋅錳干電池
堿性鋅錳電池
電池總反應：2MnO2+Zn+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
負極（Zn）：
正極（石墨棒）：
Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
2MnO2+2e-+2H2O=2MnOOH+2OH-
負極（Zn）：
正極（石墨棒）：
Zn－2e－=Zn2＋
2MnO2＋2NH4+＋2e－=Mn2O3＋2NH3↑＋H2O
教材各種電池的回顧
電極反應式（一定是離子反應）的書寫:
1 、判斷裝置類型，標明各電極類型；
2 、確定各電極極的反應物及生成物，及得失e-；
3 、電荷守恒（左右補H+還是OH-）
4 、用H2O配平（H或O原子守恒）
判斷正誤:
由文字或裝置找到：①反應物→生成物；
②得：+e-失：-e-；
③電解質溶液的酸堿性）；
①電極是電解池的_____極。
②電解過程中生成尿素的電極反應式是 。
陽
（2023年北京卷）
高考真題演練
高考真題演練
（2024年1月浙江卷）
教材各種電池的回顧
二次電池
二次電池又稱為充電電池或蓄電池，放電后可以再充電使活性物質獲得再生。
常見的充電電池有鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等，
目前汽車上使用的大多是鉛蓄電池。
鋰離子電池的工作原理
負極：LiCoO2-xe- = Li1-xCoO2+xLi+
正極：6C+xLi++xe- = LixC6
電池反應：LiCoO2+6C = Li1-xCoO2+LixC6
鉛蓄電池
教材各種電池的回顧
放
電
總反應
負極
?
正極
?
Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O
Pb +?????????????2-﹣2e- = PbSO4
?
PbO2 + 4H+ + ????????????2- + 2e- = PbSO4 + 2H2O
?
負極是Pb，正極是PbO2，電解質是硫酸
充
電
總反應
陰極
?
陽極
?
2PbSO4 + 2H2O = Pb + PbO2 +4H+ + 2SO42-
PbSO4 + 2e- = Pb +??????????????????
?
PbSO4 + 2H2O - 2e- == PbO2 + 4H+ + ?????????????????
?
陰極是Pb，陽極是PbO2，電解質是硫酸
教材各種電池的回顧
二次電源的充電與放電
放電
負極
正極
氧化反應
還原反應
氧化反應
還原反應
陰極
陽極
充電
-
— +
充電時，鉛蓄電池正極與直流電源正極相連，負極與直流電源負極相連。
即“負極接負極，正極接正極”。
電解池原理的應用回顧
燃料電池是利用燃料和氧化劑之間發生的氧化還原反應，將化學能直接轉化為電能的化學電池。
氫氣、甲烷、甲醇、肼（N2H4）、氨等都可以作為燃料。
氧化劑和還原劑在工作時不斷從外部輸入，同時將電極反應產物不斷排出電池。
教材各種電池的回顧
（1）堿性溶液：
（2）酸性溶液：
（3）能傳導O2-的固體介質：
（4）熔融碳酸鹽介質：
O2+4e-+2H2O=4OH-
O2+ 4e-+ 4H+=2H2O
O2 + 4e-= 2O2－
O2 +4e- +2CO2= 2CO32－
燃料電池中不同介質環境下的正極反應
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}電解質環境
酸性
堿性
固體氧化物
熔融碳酸鹽
環境離子
H+
OH-
O2-
CO32-
金屬的腐蝕［析氫腐蝕（酸性較強溶液）、吸氧腐蝕（NaCl溶液）——制暖貼］
教材各種電池的回顧
生活中的應用
實驗證明
析氫腐蝕
吸氧腐蝕
電解池原理的應用回顧
電解原理及應用（非自發的氧化還原反應；氯堿工業、電鍍、冶金——電極材料或電解質溶液的選擇、金屬防腐蝕（防氧化，做正極或陰極）、制備有機物——看C化合價的變化、污染物處理等等：分析原料→產品的變化類型）
犧牲陽極的陰極保護法
外加電源的陰極保護法
氯堿工業:離子交換膜法制燒堿
電解池原理的應用回顧
+
鍍件
鍍層金屬
－
含鍍層金屬離子的鹽溶液
電鍍池（如鍍鋅）
電解精煉銅
Cu2++2e-=Cu
Zn -2e-= Zn2+、Fe-2e-= Fe2+
Cu -2e-=Cu2+
陽極泥（金、銀等）
Zn-2e-=Zn2+
Zn2++2e-=Zn
常考點的歸納總結：
1、電極類型與反應的類型判斷；
2、總反應式和電極反應式的書寫、判斷；
3、電勢高低的判斷（正極>負極，陽極>陰極）；
4、電子（電流）流向（負出，電子導體，不下水）、電子轉移的相關計算（標況、氣體）；
5、溶液中離子移向（維持電中性；生成區→消耗區；原電池：同性相吸；電解池：異性相吸）；
6、能量轉化形式(化學能、電能、太陽能、光能)；
硅太陽能電池
下列設備工作時，將化學能轉化為電能的是( )
A
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}A
B
C
D
鋰離子電池
太陽能集熱器
燃氣灶
硅太陽能電池
常考點的歸納總結：
7、電池、電解工作過程中兩極變化的定量分析、定性分析（質量：①沉淀或氣體②進出物質；離子遷移進出；現象； pH或濃度的變化：③通過交換膜的離子電荷數=外電路通過的電量：抓物質變化和離子的遷移方向）；
8、膜的選擇和作用（①離子移動方向，維持電中性；②制備物質；③隔絕物質，防止副反應發生、安全；④分離提純雜質離子，如海水淡化——減少Na+和Cl-；）；
9、電解液或電極材料的選擇（不能改變原來的反應）；
10、電解質的補充問題（反應又生成的，總量不變，不需要補充）；
教材原型：氯堿工業(注意教材回歸）
原電池裝置的三個進階
雙極膜
電滲析法處理廚房垃圾發酵液
電解硫酸錳溶液制備錳
體會各種交換膜的類型及作用
高考真題演練
1、（2023年廣東卷）負載有Pt和Ag的活性炭，可選擇性去除實現廢酸的純化，其工作原理如圖。下列說法正確的是
B
高考真題演練
教材
B
高考真題演練
3、（2024年吉林卷）“綠色零碳”氫能前景廣闊。為解決傳統電解水制“綠氫”陽極電勢高、反應速率緩慢的問題，科技工作者設計耦合HCHO高效制H2的方法，裝置如圖所示。部分反應機理為： 下列說法錯誤的是
A
高考真題演練
4、(2022年全國乙卷)Li?O2電池比能量高，在汽車、航天等領域具有良好應用前景。近年來，科學家研究了一種光照充電Li?O2電池(如圖所示)。光照時，光催化電極產生電子(e－)和空穴(h＋)，驅動陰極反應(Li＋＋e－=Li)和陽極反應(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Li2O2=2Li＋O2
B．充電效率與光照產生的電子和空穴量有關
C．放電時，Li＋從正極穿過離子交換膜向負極遷移
D．放電時，正極發生反應O2＋2Li＋＋2e－=Li2O2
C
高考真題演練
5、(2022年全國甲卷)一種水性電解液Zn?MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示[KOH溶液中，Zn2＋以Zn(OH)42－存在]。電池放電時，下列敘述錯誤的是(　　)
A．Ⅱ區的K＋通過隔膜向Ⅲ區遷移
B．Ⅰ區的SO42－通過隔膜向Ⅱ區遷移
C．MnO2電極反應：MnO2＋4H＋＋2e－=Mn2＋＋2H2O
D．電池總反應：
Zn＋4OH－＋MnO2＋4H＋=Zn(OH)42－＋Mn2＋＋2H2O
A

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