電化學(xué)是高考的熱點(diǎn)，試題的背景較為新穎。近年的高考通常以新型燃料電池、比能量高的新型電池為載體，考查原電池的工作原理，或?qū)⒃姵?、電解原理與物質(zhì)的制備、金屬的提純、金屬的防護(hù)結(jié)合起來(lái)考查。復(fù)習(xí)時(shí)建議關(guān)注以下幾點(diǎn)：
(1)電極的判斷和電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)。
(2)電解質(zhì)溶液pH的判斷及電化學(xué)中的計(jì)算。
(3)膜電池中隔膜的作用。
(4)加強(qiáng)對(duì)新型燃料電池、新型可充電電池的關(guān)注。
預(yù)計(jì)2024年高考選擇題中，仍然以某一個(gè)新型電池為背景考查電化學(xué)知識(shí)，結(jié)合物質(zhì)的制備、廢棄物的處理等內(nèi)容進(jìn)行考察，電極反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)或正誤判斷、離子移動(dòng)的方向、電極產(chǎn)物種類(lèi)的判斷與量的計(jì)算等仍是考察的重點(diǎn)。
【策略1】掌握原電池的原理及應(yīng)用
1．原電池正、負(fù)極的判斷方法
【注意】
①活潑性強(qiáng)的金屬不一定作負(fù)極，對(duì)于某些原電池，如鎂、鋁和NaOH溶液組成的原電池，Al作負(fù)極，Mg作正極。原電池的正極和負(fù)極與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)，不要形成思維定式——活潑金屬一定是負(fù)極，但負(fù)極一定發(fā)生氧化反應(yīng)。
②電子不能通過(guò)電解質(zhì)溶液，溶液中的離子不能通過(guò)鹽橋和導(dǎo)線(即電子不下水，離子不上岸)。
③負(fù)極失去電子總數(shù)一定等于正極得到電子總數(shù)。
2．原電池原理的應(yīng)用
(1)設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源
例：①根據(jù)Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag設(shè)計(jì)電池：
②根據(jù)反應(yīng)2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2設(shè)計(jì)原電池：
(2)加快化學(xué)反應(yīng)速率
一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，形成原電池時(shí)會(huì)使反應(yīng)速率增大。如在Zn與稀硫酸反應(yīng)時(shí)加入少量 CuSO4溶液構(gòu)成原電池，反應(yīng)速率增大。
(3)比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱
原電池中，一般活動(dòng)性強(qiáng)的金屬作負(fù)極，而活動(dòng)性弱的金屬(或非金屬導(dǎo)體)作正極。
(4)用于金屬的防護(hù)
使需要保護(hù)的金屬制品作原電池正極而受到保護(hù)。例如：要保護(hù)一個(gè)鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁，可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負(fù)極。
【策略2】熟悉常見(jiàn)的化學(xué)電源
1．一次電池——干電池
(1)堿性鋅錳電池
堿性鋅錳電池的負(fù)極是Zn，正極是MnO2，電解質(zhì)是KOH，其電極反應(yīng)如下：
總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。
負(fù)極：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2；
正極：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnO(OH)＋2OH－；
(2)銀鋅電池
銀鋅電池的負(fù)極是Zn，正極是Ag2O，電解質(zhì)是KOH，其電極反應(yīng)如下：
總反應(yīng)：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。
負(fù)極：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2；
正極：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－；
2．二次電池——充電電池或蓄電池
放電后可以再充電而反復(fù)使用的電池，又稱(chēng)為可充電電池或蓄電池。
(1)鉛酸蓄電池
鉛酸蓄電池是最常見(jiàn)的二次電池，負(fù)極材料是Pb，正極材料是PbO2，電解質(zhì)溶液為稀H2SO4。
鉛酸蓄電池總反應(yīng)：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。
①放電時(shí)的反應(yīng)
負(fù)極反應(yīng)：Pb＋SOeq \\al(2－,4)－2e－===PbSO4；
正極反應(yīng)：PbO2＋4H＋＋SOeq \\al(2－,4)＋2e－===PbSO4＋2H2O。
②充電時(shí)的反應(yīng)
陰極反應(yīng)：PbSO4＋2e－===Pb＋SOeq \\al(2－,4)；
陽(yáng)極反應(yīng)：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SOeq \\al(2－,4)。
(2)鋰離子電池
一種鋰離子電池，其負(fù)極材料為嵌鋰石墨(LixCy)，正極材料為L(zhǎng)iCO2(鈷酸鋰)，電解質(zhì)溶液為L(zhǎng)iPF6(六氟磷酸鋰)的碳酸酯溶液(無(wú)水)，其總反應(yīng)為L(zhǎng)ixCy＋Li1－xCO2LiCO2＋Cy，其放電時(shí)電極反應(yīng)式為
負(fù)極：LixCy－xe－===xLi＋＋Cy；
正極：Li1－xCO2＋xLi＋＋xe－===LiCO2。
3．分析可充電電池問(wèn)題“三注意”
(1)放電時(shí)是原電池反應(yīng)，充電時(shí)是電解池反應(yīng)。
(2)充電電池需要注意的是充電、放電的反應(yīng)不能理解為可逆反應(yīng)。
(3)充電時(shí)的電極反應(yīng)與放電時(shí)的電極反應(yīng)過(guò)程相反，充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)恰與放電時(shí)的正極反應(yīng)相反，充電時(shí)的陰極反應(yīng)恰與放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)相反。故二次電池充電時(shí)，可充電電池的正極連接外接電源的正極，可充電電池的負(fù)極連接外接電源的負(fù)極。簡(jiǎn)單記為“正接正、負(fù)接負(fù)”。
(4)充、放電時(shí)電解質(zhì)溶液中離子移動(dòng)方向的判斷
分析電池工作過(guò)程中電解質(zhì)溶液的變化時(shí)，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(yáng)極。
放電：陽(yáng)離子→正極，陰離子→負(fù)極；
充電：陽(yáng)離子→陰極，陰離子→陽(yáng)極；
總之：陽(yáng)離子→發(fā)生還原反應(yīng)的電極；陰離子→發(fā)生氧化反應(yīng)的電極。
(5)書(shū)寫(xiě)化學(xué)電源的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式時(shí)，關(guān)鍵是抓住氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的存在形式。
4．燃料電池
①特點(diǎn)：連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，電能轉(zhuǎn)化率超過(guò)80%。燃料電池的電極本身不參與反應(yīng)，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給。通入負(fù)極的物質(zhì)為燃料，通入正極的物質(zhì)一般為氧氣。
②燃料電池常用的燃料：H2、CO、水煤氣(CO和H2)、烴(如CH4、C2H6)、醇(如CH3OH)、肼(N2H4)、醚類(lèi)(如CH3OCH3)、氨(NH3)等。如無(wú)特別提示，燃料電池反應(yīng)原理類(lèi)似于燃料的燃燒。
③燃料電池常用的電解質(zhì)：
a. 酸性電解質(zhì)溶液，如H2SO4溶液，O2－在水溶液中不存在，在酸性環(huán)境中結(jié)合H＋，生成H2O；
b. 堿性電解質(zhì)溶液，如NaOH溶液，O2－在水溶液中不存在，在堿性環(huán)境結(jié)合H2O，生成OH－；
c. 中性電解質(zhì)溶液，如NaCl溶液，O2－在水溶液中不存在，在中性環(huán)境結(jié)合H2O，生成OH－；
d. 熔融氧化物：存在O2－。
e. 熔融碳酸鹽，如K2CO3等，一般利用電解質(zhì)的陰離子配平電荷。
④燃料電池電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)的常用方法
第一步：寫(xiě)出電池總反應(yīng)式。
燃料電池的總反應(yīng)與燃料燃燒的反應(yīng)一致，若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)，則總反應(yīng)為加合后的反應(yīng)。如甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為NaOH溶液)的反應(yīng)如下：
CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O ②
①＋②可得甲烷燃料電池的總反應(yīng)式：CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O，其離子方程式為CH4＋2O2＋2OH－===COeq \\al(2－,3)＋3H2O。
第二步：寫(xiě)出電池的正極反應(yīng)式。
根據(jù)燃料電池的特點(diǎn)，一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)都是O2，因電解質(zhì)溶液不同，故其電極反應(yīng)也會(huì)有所不同：
第三步：電池的總反應(yīng)式－電池的正極反應(yīng)式＝電池的負(fù)極反應(yīng)式，注意在將兩個(gè)反應(yīng)式相減時(shí)，要約去正極的反應(yīng)物O2。
【策略3】掌握?？嫉男滦突瘜W(xué)電源
1．鋰電池與鋰離子電池
（1）鋰電池
鋰電池是一類(lèi)由金屬鋰或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。工作時(shí)金屬鋰失去電子被氧化為L(zhǎng)i＋，負(fù)極反應(yīng)均為L(zhǎng)i－e－===Li＋，負(fù)極生成的Li＋經(jīng)過(guò)電解質(zhì)定向移動(dòng)到正極。
（2）鋰離子二次電池
①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”原理；在兩極形成的電壓降的驅(qū)動(dòng)下，Li＋可以從電極材料提供的“空間”中“嵌入”或“脫嵌”。
②鋰離子電池充電時(shí)陰極反應(yīng)式一般為C6＋xLi＋＋xe－===LixC6；放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)是充電時(shí)陰極反應(yīng)的逆過(guò)程：LixC6－xe－===C6＋xLi＋。
③鋰離子電池的正極材料一般為含Li＋的化合物，目前已商業(yè)化的正極材料有LiFePO4、LiCO2、LiMn2O4等。
2．微生物燃料電池
微生物燃料電池是一種利用微生物將有機(jī)物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。其基本工作原理是在負(fù)極室厭氧環(huán)境下，有機(jī)物在微生物作用下分解并釋放出電子和質(zhì)子，電子依靠合適的電子傳遞介體在生物組分和負(fù)極之間進(jìn)行有效傳遞，并通過(guò)外電路傳遞到正極形成電流，而質(zhì)子通過(guò)質(zhì)子交換膜傳遞到正極，氧化劑(如氧氣)在正極得到電子被還原。
3．物質(zhì)循環(huán)轉(zhuǎn)化型電池
根據(jù)物質(zhì)轉(zhuǎn)化中，元素化合價(jià)的變化或離子的移動(dòng)(陽(yáng)離子移向正極區(qū)域，陰離子移向負(fù)極區(qū)域)判斷電池的正、負(fù)極，是分析該電池的關(guān)鍵。
4．濃差電池
（1）在濃差電池中，為了限定某些離子的移動(dòng)，常涉及到“離子交換膜”。
①常見(jiàn)的離子交換膜
②離子交換膜的作用
a. 能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
b. 能選擇性地允許離子通過(guò)，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。
③離子交換膜的選擇依據(jù)：離子的定向移動(dòng)。
（2）“濃差電池”的分析方法
濃差電池是利用物質(zhì)的濃度差產(chǎn)生電勢(shì)的一種裝置。兩側(cè)半電池中的特定物質(zhì)有濃度差，離子均是由“高濃度”移向“低濃度”，依據(jù)陰離子移向負(fù)極區(qū)域，陽(yáng)離子移向正極區(qū)域判斷電池的正、負(fù)極，這是解題的關(guān)鍵。
【策略4】熟練掌握電解池的原理及應(yīng)用
1．電解過(guò)程的三個(gè)流向
①電子流向：電源負(fù)極→電解池陰極；電解池的陽(yáng)極→電源的正極；
②離子流向：陽(yáng)離子→電解池的陰極，陰離子→電解池的陽(yáng)極。
③電流方向：電源正極→電解池陽(yáng)極→電解質(zhì)溶液→陰極→負(fù)極。
2．陰、陽(yáng)兩極上的放電順序
在陽(yáng)極上陰離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，在陰極上陽(yáng)離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)的過(guò)程叫放電。離子的放電順序取決于離子本身的性質(zhì)即離子得失電子的能力，另外也與離子的濃度及電極材料有關(guān)。
(1)陰極：陰極上放電的總是溶液中的陽(yáng)離子，與電極材料無(wú)關(guān)。
陽(yáng)離子放電順序?yàn)锳g＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋。(在溶液中Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋等是不會(huì)在陰極上放電的，但在熔融狀態(tài)下的物質(zhì)中會(huì)放電)
(2)陽(yáng)極：
①若是活性電極作陽(yáng)極，則活性電極首先失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；
②若是惰性電極作陽(yáng)極，則僅是溶液中的陰離子放電，常見(jiàn)陰離子的放電順序?yàn)镾2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根離子>F－。
3．電解后電解質(zhì)溶液的復(fù)原
電解后電解質(zhì)溶液復(fù)原遵循“少什么補(bǔ)什么”原則，先讓析出的產(chǎn)物(氣體或沉淀)恰好完全反應(yīng)，再將其化合物投入電解后的溶液中即可。如：
①NaCl溶液：通HCl氣體(不能加鹽酸)；
②AgNO3溶液：加Ag2O固體；
③CuCl2溶液：加CuCl2固體；
④KNO3溶液：加H2O；
⑤CuSO4溶液：加CuO或CuCO3[不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]。
4．電鍍：電鍍是利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過(guò)程。
電鍍是一種特殊的電解，要求鍍件必須作陰極，鍍層金屬作陽(yáng)極，含鍍層金屬離子的可溶性鹽溶液作電解質(zhì)溶液（作為電鍍液）。
特征：①陽(yáng)極本身放電被氧化，不斷溶解；
②宏觀上看無(wú)新物質(zhì)生成；
③電解液的總量、濃度、pH均不變。
5．電解精煉粗銅：
①陽(yáng)極材料是粗銅，陰極材料是精銅，電解質(zhì)溶液是CuSO4溶液（或 Cu(NO3)2溶液）。
②粗銅中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金等多種雜質(zhì)，當(dāng)含雜質(zhì)的銅在陽(yáng)極不斷溶解時(shí)，位于金屬活動(dòng)性順序銅以前的金屬雜質(zhì)如Zn、Fe、Ni等，也會(huì)同時(shí)放電：
Zn－2e－= Zn2+、Fe－2e－= Fe2+、Ni－2e－= Ni2+、Cu－2e－= Cu2＋，
位于金屬活動(dòng)性順序銅之后的金、銀等金屬雜質(zhì)，因?yàn)槭ル娮幽芰Ρ菴u弱，難以在陽(yáng)極失去電子變成陽(yáng)離子溶解下來(lái)，而以陽(yáng)極泥的形式沉積下來(lái)，陽(yáng)極泥可作為提煉金、銀等貴重金屬的原料。
③長(zhǎng)時(shí)間電解后，CuSO4溶液的濃度變小，電解質(zhì)溶液必須補(bǔ)充。
6．電解計(jì)算中常用的方法
(1)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算
先寫(xiě)出電極反應(yīng)式，再寫(xiě)出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。
(2)根據(jù)得失電子守恒計(jì)算
①用于串聯(lián)電路中陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類(lèi)型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。
②用于混合溶液中電解的分階段計(jì)算。
③根據(jù)得失電子守恒定律建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。
如以通過(guò)4 ml e－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：
該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見(jiàn)的電化學(xué)計(jì)算問(wèn)題。
【策略5】牢記金屬的腐蝕與防護(hù)方法
1．化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較
2．析氫腐蝕與吸氧腐蝕的比較
以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析：
3．金屬的防護(hù)
(1)電化學(xué)保護(hù)法
①犧牲陽(yáng)極法——原電池原理
a．負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；
b．正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。
②外加電流法——電解原理
a．陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；
b．陽(yáng)極：惰性金屬。
【策略6】能進(jìn)行隔膜多室電池裝置的分析
1．電化學(xué)中的離子交換膜
(1)離子交換膜的種類(lèi)及作用
(2)離子交換膜的功能：選擇性透過(guò)離子，平衡電荷，形成閉合回路。
(3)離子交換膜的應(yīng)用
①隔離某些物質(zhì)，防止發(fā)生反應(yīng)。
②用于物質(zhì)的制備(電解后溶液陰極區(qū)或陽(yáng)極區(qū)得到所制備的物質(zhì))。
③物質(zhì)分離、提純。
2．含膜電解池裝置分析
(1)兩室電解池：
例如，工業(yè)上利用如圖兩室電解裝置制備燒堿：
陽(yáng)極室中電極反應(yīng)：2Cl－－2e－===Cl2↑，
陰極室中的電極反應(yīng)：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，
陰極區(qū)H＋放電，破壞了水的電離平衡，使OH－濃度增大，陽(yáng)極區(qū)Cl－放電，使溶液中的c(Cl－)減小，為保持電荷守恒，陽(yáng)極室中的Na＋通過(guò)陽(yáng)離子交換膜與陰極室中生成的OH－結(jié)合，得到濃的NaOH溶液。利用這種方法制備物質(zhì)，純度較高，基本沒(méi)有雜質(zhì)。
(2)三室電解池
例如，利用三室電解裝置制備N(xiāo)H4NO3，其工作原理如圖所示。
陰極的NO被還原為NHeq \\al(＋,4)：NO＋5e－＋6H＋===NHeq \\al(＋,4)＋H2O，NHeq \\al(＋,4)通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入中間室；
陽(yáng)極的NO被氧化為NOeq \\al(－,3)：NO－3e－＋2H2O===NOeq \\al(－,3)＋4H＋，NOeq \\al(－,3)通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入中間室。
根據(jù)電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等可得電解總反應(yīng)：8NO＋7H2Oeq \(=====,\s\up7(電解))3NH4NO3＋2HNO3，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，補(bǔ)充適量NH3可以使電解產(chǎn)生的HNO3轉(zhuǎn)化為NH4NO3。
(3)多室電解池
例如，“四室電滲析法”制備H3PO2(次磷酸)，其工作原理如圖所示：
電解稀硫酸的陽(yáng)極反應(yīng)：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，產(chǎn)生的H＋通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入產(chǎn)品室，原料室中的H2POeq \\al(－,2)穿過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入產(chǎn)品室，與H＋結(jié)合生成弱電解質(zhì)H3PO2；
電解NaOH稀溶液的陰極反應(yīng)：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－，原料室中的Na＋通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入陰極室，可得副產(chǎn)品NaOH。
3．離子交換膜類(lèi)型的判斷方法
(1)首先寫(xiě)出陰、陽(yáng)兩極上的電極反應(yīng)。
(2)依據(jù)電極反應(yīng)確定該電極附近哪種離子剩余。
(3)根據(jù)電極附近溶液呈電中性，從而判斷出離子移動(dòng)的方向。
(4)根據(jù)離子移動(dòng)的方向，確定離子交換膜的類(lèi)型。
4．有“膜”條件下離子定向移動(dòng)方向的判斷方法
考向一 原電池的工作原理及應(yīng)用
1．（2023·海南·統(tǒng)考高考真題）利用金屬Al、海水及其中的溶解氧可組成電池，如圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A．b電極為電池正極
B．電池工作時(shí)，海水中的向a電極移動(dòng)
C．電池工作時(shí)，緊鄰a電極區(qū)域的海水呈強(qiáng)堿性
D．每消耗1kgAl，電池最多向外提供37ml電子的電量
2．（2023·廣東·統(tǒng)考高考真題）負(fù)載有和的活性炭，可選擇性去除實(shí)現(xiàn)廢酸的純化，其工作原理如圖。下列說(shuō)法正確的是
A．作原電池正極
B．電子由經(jīng)活性炭流向
C．表面發(fā)生的電極反應(yīng)：
D．每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的，最多去除
考向二 電解池的工作原理及應(yīng)用
3．（2022·天津·統(tǒng)考高考真題）實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。接通電源后，用碳棒(、)作筆，在浸有飽和NaCl溶液和石蕊溶液的濕潤(rùn)試紙上同時(shí)寫(xiě)字，端的字跡呈白色。下列結(jié)論正確的是
A．a(chǎn)為負(fù)極
B．端的字跡呈藍(lán)色
C．電子流向?yàn)椋?br>D．如果將、換成銅棒，與碳棒作電極時(shí)的現(xiàn)象相同
4．（2023·浙江·高考真題）在熔融鹽體系中，通過(guò)電解和獲得電池材料，電解裝置如圖，下列說(shuō)法正確的是
A．石墨電極為陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)
B．電極A的電極反應(yīng)：
C．該體系中，石墨優(yōu)先于參與反應(yīng)
D．電解時(shí)，陽(yáng)離子向石墨電極移動(dòng)
考向三 新型一次電池
5．（2022·湖南·高考真題）海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰-海水電池構(gòu)造示意圖如下。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．海水起電解質(zhì)溶液作用
B．N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：
C．玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能
D．該鋰-海水電池屬于一次電池
考向四 新型二次電池
6．（2023·河北·統(tǒng)考高考真題）我國(guó)科學(xué)家發(fā)明了一種以和為電極材料的新型電池，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示，其中①區(qū)、②區(qū)、③區(qū)電解質(zhì)溶液的酸堿性不同。放電時(shí)，電極材料轉(zhuǎn)化為。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．充電時(shí)，b電極上發(fā)生還原反應(yīng)
B．充電時(shí)，外電源的正極連接b電極
C．放電時(shí)，①區(qū)溶液中的向②區(qū)遷移
D．放電時(shí)，a電極的電極反應(yīng)式為
7．（2023·遼寧·統(tǒng)考高考真題）某低成本儲(chǔ)能電池原理如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A．放電時(shí)負(fù)極質(zhì)量減小
B．儲(chǔ)能過(guò)程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能
C．放電時(shí)右側(cè)通過(guò)質(zhì)子交換膜移向左側(cè)
D．充電總反應(yīng)：
考向五 多室隔膜電池
8．（2023·重慶·統(tǒng)考高考真題）電化學(xué)合成是一種綠色高效的合成方法。如圖是在酸性介質(zhì)中電解合成半胱氨酸和煙酸的示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的是
A．電極a為陰極
B．從電極b移向電極a
C．電極b發(fā)生的反應(yīng)為：
D．生成半胱氨酸的同時(shí)生成煙酸
9．（2023·廣東·統(tǒng)考高考真題）用一種具有“卯榫”結(jié)構(gòu)的雙極膜組裝電解池(下圖)，可實(shí)現(xiàn)大電流催化電解溶液制氨。工作時(shí)，在雙極膜界面處被催化解離成和，有利于電解反應(yīng)順利進(jìn)行。下列說(shuō)法不正確的是
A．電解總反應(yīng)：
B．每生成，雙極膜處有的解離
C．電解過(guò)程中，陽(yáng)極室中的物質(zhì)的量不因反應(yīng)而改變
D．相比于平面結(jié)構(gòu)雙極膜，“卯榫”結(jié)構(gòu)可提高氨生成速率
考向六 燃料電池
10．（2021·山東·統(tǒng)考高考真題）以KOH溶液為離子導(dǎo)體，分別組成CH3OH—O2、N2H4—O2、(CH3)2NNH2—O2清潔燃料電池，下列說(shuō)法正確的是
A．放電過(guò)程中，K+均向負(fù)極移動(dòng)
B．放電過(guò)程中，KOH物質(zhì)的量均減小
C．消耗等質(zhì)量燃料，(CH3)2NNH2—O2燃料電池的理論放電量最大
D．消耗1mlO2時(shí)，理論上N2H4—O2燃料電池氣體產(chǎn)物的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L
考向七 金屬的腐蝕與防護(hù)
11．（2022·廣東·高考真題）為檢驗(yàn)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法對(duì)鋼鐵防腐的效果，將鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入酸化的溶液中。一段時(shí)間后，取溶液分別實(shí)驗(yàn)，能說(shuō)明鐵片沒(méi)有被腐蝕的是
A．加入溶液產(chǎn)生沉淀B．加入淀粉碘化鉀溶液無(wú)藍(lán)色出現(xiàn)
C．加入溶液無(wú)紅色出現(xiàn)D．加入溶液無(wú)藍(lán)色沉淀生成
12．（2022·全國(guó)·高三專(zhuān)題練習(xí)）鍍鋅鐵釘放入棕色的碘水中，溶液褪色；取出鐵釘后加入少量漂白粉，溶液恢復(fù)棕色；加入，振蕩，靜置，液體分層。下列說(shuō)法正確的是
A．褪色原因?yàn)楸贿€原B．液體分層后，上層呈紫紅色
C．鍍鋅鐵釘比鍍錫鐵釘更易生銹D．溶液恢復(fù)棕色的原因?yàn)楸谎趸?br>13．（2021·湖南·統(tǒng)考高考真題）下列說(shuō)法正確的是
A．糖類(lèi)、蛋白質(zhì)均屬于天然有機(jī)高分子化合物
B．粉末在空氣中受熱，迅速被氧化成
C．可漂白紙漿，不可用于殺菌、消毒
D．鍍鋅鐵皮的鍍層破損后，鐵皮會(huì)加速腐蝕
（建議用時(shí)：40分鐘）
1．（2023·河南·校聯(lián)考一模）科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)金屬生銹時(shí)，銹層內(nèi)如果有硫酸鹽會(huì)加快金屬的腐蝕，其腐蝕原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．鋼鐵的腐蝕中正極電極反應(yīng)式為
B．酸雨地區(qū)的鋼鐵更易被腐蝕
C．生成反應(yīng)的化學(xué)方程式為
D．硫酸鹽加速電子傳遞，有一定的催化劑作用
2．（2024·廣西北?！そy(tǒng)考一模）一種可充電鋅—空氣電池放電時(shí)的工作原理如下圖所示。已知：Ⅰ室溶液中，鋅主要以的形式存在，并存在電離平衡。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．放電時(shí)，Ⅰ室溶液中濃度增大
B．放電時(shí)，Ⅱ室中的通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入Ⅰ室
C．充電時(shí)，電極的電極反應(yīng)為
D．充電時(shí)，每生成，Ⅲ室溶液質(zhì)量理論上減少
3．（2023·北京朝陽(yáng)·統(tǒng)考二模）下列物質(zhì)的應(yīng)用中，與氧化還原反應(yīng)無(wú)關(guān)的是
A．利用從鐵礦石中獲得鐵B．工業(yè)上以氨氣為原料生產(chǎn)硝酸
C．在船體上鑲嵌鋅塊避免船體遭受腐蝕D．電鍍前用溶液除去鐵釘表面的油污
4．（2023·遼寧·校聯(lián)考三模）以柏林綠為代表的新型可充電鈉離子電池的放電工作原理如圖所示，下列說(shuō)法正確的是
A．放電時(shí)，M箔為電池的陽(yáng)極
B．充電時(shí)，正極反應(yīng)為
C．充電時(shí)，通過(guò)交換膜從右室移向左室
D．外電路中通過(guò)0.2ml電子時(shí)，負(fù)極區(qū)離子導(dǎo)體質(zhì)量變化為2.2g
5．（2023·河北唐山·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）浙江大學(xué)高超教授團(tuán)隊(duì)研究的水系雙離子電池原理如下圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．放電時(shí)a極附近溶液pH增大
B．放電時(shí)b極的電極反應(yīng)式為：
C．充電時(shí)b極作陰極，發(fā)生還原反應(yīng)
D．充電時(shí)1 ml Cu完全轉(zhuǎn)化為Cu3(PO4)2，電池內(nèi)部有6 ml Na+發(fā)生遷移
6．（2023·廣東深圳·模擬預(yù)測(cè)）電化學(xué)在生產(chǎn)、生活和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中扮演著重要的角色。下列說(shuō)法正確的是
A．電鍍時(shí)，鍍件作陽(yáng)極
B．乙醇燃料電池工作時(shí)，熱能轉(zhuǎn)化為電能
C．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Fe-2e- ＝ Fe2+
D．電解精煉銅時(shí)，陽(yáng)極底部產(chǎn)生含Zn、Fe等元素的陽(yáng)極泥
7．（2023·浙江·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）科學(xué)家研發(fā)了一種新型短路膜電池，利用這種電池可以消除空氣中的，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A．甲電極為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)
B．乙電極的電極反應(yīng)式為：
C．電子流向：負(fù)極→電解質(zhì)→正極
D．當(dāng)捕獲的時(shí)，理論上轉(zhuǎn)移2ml電子
8．（2023·黑龍江·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）為防止因天然氣泄漏，居家安裝天然氣報(bào)警器很重要。當(dāng)空間內(nèi)甲烷達(dá)到一定濃度時(shí)，傳感器隨之產(chǎn)生電信號(hào)并聯(lián)動(dòng)報(bào)警，圖1是成品裝置，其工作原理如圖2所示，其中可以在固體電解質(zhì)中移動(dòng)。當(dāng)報(bào)警器觸發(fā)工作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是
A．圖2中的多孔電極b上發(fā)生氧化反應(yīng)
B．在電解質(zhì)中向b電極移動(dòng)，電子流動(dòng)方向由a電極經(jīng)電解質(zhì)向b電極
C．當(dāng)電路中有電子轉(zhuǎn)移時(shí)，則電極a有甲烷參與反應(yīng)
D．多孔電極a極上發(fā)生的反應(yīng)的電極反應(yīng)式為：
9．（2023·四川攀枝花·統(tǒng)考一模）用電化學(xué)方法可以去除循環(huán)冷卻水[含有、、、(苯酚)等]中的有機(jī)污染物，同時(shí)經(jīng)處理過(guò)的冷卻水還能減少結(jié)垢，其工作原理如下圖所示。
下列說(shuō)法中不正確的是
A．b為電源的負(fù)極
B．鈦基電極上的反應(yīng)為
C．碳鋼電極底部有CaCO3，生成
D．苯酚被氧化生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下13.44LCO2時(shí)，需要消耗3.0ml
10．（2023·四川宜賓·統(tǒng)考一模）用可再生能源給鋅鐵液流電池充電，該電池工作原理如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A．放電時(shí)，M為正極
B．放電時(shí)，M極發(fā)生的電極反應(yīng)為：
C．充電時(shí)，穿過(guò)交換膜進(jìn)入N極室
D．充電時(shí)，總反應(yīng)為：
11．（2023·河北·校聯(lián)考一模）利用甲烷燃料電池作電源，可以通過(guò)電化學(xué)方法將有害氣體、分別轉(zhuǎn)化為和，裝置如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是
A．通過(guò)甲進(jìn)入的氣體是甲烷
B．b極的電極反應(yīng)為：
C．d電極反應(yīng)式是
D．通過(guò)丙出口出去的物質(zhì)只有硫酸銨的濃溶液
12．（2023·廣東·聯(lián)考三模）利用原電池原理可以避免金屬腐蝕，某小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)方案來(lái)探究鐵片的腐蝕情況。下列說(shuō)法中正確的是
A．甲中的鐵片附近會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色
B．甲中形成了原電池，鋅片作正極
C．乙中銅片附近會(huì)出現(xiàn)紅色
D．乙中的銅片上發(fā)生氧化反應(yīng)
13．（2023·廣東·校聯(lián)考一模）電化學(xué)“大氣固碳”方法是我國(guó)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)的，相關(guān)裝置如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．放電時(shí)電極A為負(fù)極，該電池只可選用無(wú)水電解液
B．充電時(shí)，電極B上發(fā)生的反應(yīng)是
C．充電時(shí)的移動(dòng)方向是從電極B移向電極A
D．放電時(shí)，電路中每通過(guò)1ml電子，正極區(qū)質(zhì)量增加40g
14．（2023·浙江寧波·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）電解硫酸鈉溶液制取電池正極材料的前驅(qū)體，其工作原理如圖所示：
下列說(shuō)法不正確的是
A．a(chǎn)是直流電源的正極，石墨電極發(fā)生氧化反應(yīng)
B．交換膜A是陰離子交換膜，通電一段時(shí)間，Ⅰ室pH降低
C．當(dāng)產(chǎn)生的時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下純鈦電極上至少產(chǎn)生氣體
D．若將純鈦電極直接放入Ⅱ室，則純鈦電極上會(huì)有金屬與前驅(qū)體附著而使產(chǎn)率降低
15．（2024·四川內(nèi)江·統(tǒng)考一模）硝酮是重要的有機(jī)合成中間體，可采用下圖方法合成?下列說(shuō)法正確的是
A．該合成方法中的能量轉(zhuǎn)換形式是化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能
B．惰性電極1為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為：
C．理論上合成1ml硝酮，在惰性電極1消耗
D．反應(yīng)前后物質(zhì)的量濃度保持不變電化學(xué)及其應(yīng)用
考向一 原電池的工作原理及應(yīng)用
考向二 電解池的工作原理及應(yīng)用
考向三 新型一次電池
考向四 新型二次電池
考向五 多室隔膜電池
考向六 燃料電池
考向七 金屬的腐蝕與防護(hù)
①不含鹽橋
②含鹽橋
負(fù)極：Cu－2e－===Cu2＋
正極：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
燃料電池電解質(zhì)
正極反應(yīng)式
酸性電解質(zhì)
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
堿性電解質(zhì)
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2－)
O2＋4e－===2O2－
熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)
O2＋2CO2＋4e－===2COeq \\al(2－,3)
陽(yáng)離子交換膜
只允許陽(yáng)離子(包括H＋)通過(guò)
陰離子交換膜
只允許陰離子通過(guò)
質(zhì)子交換膜
只允許H＋通過(guò)
電鍍
示意圖
電極反應(yīng)
陽(yáng)極
Cu－2e－===Cu2＋
陰極
Cu2＋＋2e－===Cu
電解質(zhì)溶液的濃度變化
CuSO4溶液的濃度不變
電解精煉銅
示意圖
電極反應(yīng)
陽(yáng)極
Zn－2e－= Zn2+、Fe－2e－= Fe2+、
Ni－2e－= Ni2+、Cu－2e－= Cu2＋。
陰極
Cu2＋＋2e－===Cu
電解質(zhì)溶液的濃度變化
CuSO4溶液的濃度變小
類(lèi)型
化學(xué)腐蝕
電化學(xué)腐蝕
條件
金屬與其表面接觸的一些物質(zhì)(如O2、Cl2、SO2等)直接反應(yīng)而引起的腐蝕
不純金屬與電解質(zhì)溶液接觸發(fā)生原電池反應(yīng)
現(xiàn)象
eq \a\vs4\al(無(wú))電流產(chǎn)生
有微弱電流產(chǎn)生
本質(zhì)
金屬被氧化
較活潑金屬被氧化
聯(lián)系
兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍
類(lèi)型
析氫腐蝕
吸氧腐蝕
條件
水膜酸性較強(qiáng)
水膜酸性很弱或呈中性，且溶有一定量氧氣
電極反應(yīng)
負(fù)極
Fe－2e－===Fe2＋
正極
2H＋＋2e－===H2↑
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
總反應(yīng)式
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
易錯(cuò)提醒
①鋼鐵暴露在潮濕空氣中主要發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵銹的形成過(guò)程中主要發(fā)生的反應(yīng)為：
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，
2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(鐵銹)＋(3－x)H2O。
②純度越高的金屬，腐蝕得越慢。
③不純的金屬或合金，在潮濕空氣中的腐蝕速率遠(yuǎn)大于在干燥、隔絕空氣條件下的腐蝕速率。
聯(lián)系
吸氧腐蝕更普遍
陽(yáng)離子交換膜
只允許陽(yáng)離子透過(guò)，不允許陰離子或某些分子透過(guò)
陰離子交換膜
只允許陰離子透過(guò)，不允許陽(yáng)離子或某些分子透過(guò)
質(zhì)子交換膜
只允許H＋透過(guò)，不允許其他陽(yáng)離子和陰離子透過(guò)
雙極膜
由一張陽(yáng)膜和一張陰膜復(fù)合制成。該膜特點(diǎn)是在直流電的作用下，陰、陽(yáng)膜復(fù)合層間的H2O解離成H＋和OH－并通過(guò)陽(yáng)膜和陰膜分別向兩極區(qū)移動(dòng)，作為H＋和OH－的離子源

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