題型-電化學圖像分析

需高=?常見題型解讀

電化學圖象題是高考中電化學最常見的呈現方式，通過陌生電化學裝置圖，考查學生接受、吸收、整合

化學信息的能力，也體現了對"宏觀辨識與微觀探析"的學科核心素養(yǎng)考查。命題角度主要有新型一般電

池、新型可充電電池、新型燃料電池、電解池原理及其應用，另外有無離子交換膜也是關注的角度。在

復雜、陌生、新穎的研究對象和真實問題情境下，體現了對電化學知識基礎性、綜合性、創(chuàng)新性和應用

性的老杳。

|喜總結?解題技巧解讀

i.電化學題解題流程

分析原正極：得電子，發(fā)生還原反應，為陽離子趨向嬴卜

書寫電極反應式

電化電

池負極：失電子，發(fā)生氧化反應，為陰離子趨向極

學裝-IL命題判斷反應現象(產物)

電

置的角度

解一|陽極：失電子，發(fā)生氧化反應，為陰離子趨向菽|一計算電子轉移數目

思維池

流程」陰極：得電子，發(fā)生還原反應，為陽離子趨向極L分析電極附近pH變化

2.電化學解題模板

第一步：讀題

逐字逐句讀，挖掘關鍵字，排除無效信息，找到對解題有價值的信息，并作標記。

第一步：確定裝置類型

放電為原電池，充電為電解池。

第二步：判斷電極名稱

放電時的正極為充電時間陽極，放電時的負極為充電時的陰極。

第三步：寫出電極反應

放電時的正極反應顛倒過來為充電時的陽極反應；放電時的負極反應顛倒過來為充電時的陰極反應。

第四步：分析離子移動

由生成一極向消耗一極移動；區(qū)域pH變化：0H-生成區(qū)，H+消耗區(qū)，pH增大；消耗區(qū)，H+生成區(qū)，pH

減小。

3.原電池及其設計

(1)原電池閉合回路的形成有多種方式，可以是導線連接兩個電極，也可以是兩電極相接觸。

(2)電解質溶液中陰、陽離子的定向移動，與導線中電子的定向移動共同組成了一個完整的閉合回路。

(3)無論在原電池還是在電解池中，電子均不能通過電解質溶液。

負極：氧化反應正極：還原反應

接受電子

提供電子導電

的物質的物質

貨極液）（卦斑弋暗）rx極液）

陽離子〔鹽橋或膜）

（4）原電池設計步驟

4.二次電池結構原理

____________互逆

I-------1

陽枳:還原反應.負極：氧化反應

陽陰充"放?.||

高離解違應冠

r,［子

輒化反應I池區(qū)

陽極：正極；還原反應

技巧：陰極反應式=充電總正極反應式=放電總

反應式-陽極反應式反應式-負極反應式

5.鋰離子電池充放電分析

正極材料：LiMO2（M：Co、Ni、Mn等）；LiM2O4（M：Co、Ni、Mn等）；LiMPO4（M：Fe等）

負極材料：石墨（能吸附鋰原子）

負極反應：LixC?—xe-=xLi++C?

正極反應：Lii_xMC）2+xLi++xe-^=LiMC）2

總反應：Li1M02+Li*C“.暨〃C?+LiM02o

-充電

6.燃料電池結構分析

7.解答燃料電池題目的幾個關鍵點

①要注意介質是什么？是電解質溶液還是熔融鹽或氧化物。

②通入負極的物質為燃料，通入正極的物質為氧氣。

③通過介質中離子的移動方向，可判斷電池的正負極，同時考慮該離子參與靠近一極的電極反應。

8.燃料電池電極反應式書寫的常用方法

第一步，寫出電池總反應式。

燃料電池的總反應與燃料燃燒的反應一致，若產物能和電解質反應，則總反應為加合后的反應。

如甲烷燃料電池（電解質溶液為NaOH溶液）的反應如下：

CH4+2O2=CO2+2H2O①

C02+2NaOH=Na2CO3+H20②

①+②可得甲烷燃料電池的總反應式：CH4+2O2+2NaOH==Na2co3+3在0。

第二步，寫出電池的正極反應式。

根據燃料電池的特點，一般在正極上發(fā)生還原反應的物質都是02,因電解質溶液不同，故其電極反應

也會有所不同：

⑴酸性電解質：C>2+4H++4e-=2H2O。

（2）堿性電解質：O2+2H2O+4e-=4OH，

（3）固體電解質（高溫下能傳導）：O2+4e-^=2O2-o

（4）熔融碳酸鹽（如熔融K2co3）：O2+2CO2+4e-=2COr=

第三步，電池的總反應式一電池的正極反應式=電池的負極反應式。

9.離子交換膜的類型

（1）陽離子交換膜（只允許陽離子和水分子通過，阻止陰離子和氣體通過）

以鋅銅原電池為例，中間用陽離子交換膜隔開

鋅銅原電池①負極反應式：Zn-2e-Zn2+

Zn6②正極反應式：Cu2++2e-=Cu

甲乙

旨③Zi?+通過陽離子交換膜進入正極區(qū)

/

陽離子1mol-L-1

1mol-L-1

交換膜CuSO4(aq)

ZnSO4(aq)④陽離子一透過陽離子交換膜-原電池正極（或電解池的陰極）

（2）陰離子交換膜（只允許陰離子和水分子通過，阻止陽離子和氣體通過）

以Pt為電極電解淀粉-KI溶液，中間用陰離子交換膜隔開

1"1①陰極反應式：2H2O+2e=H2T+2OH-

7ifl

②陽極反應式：2r-2e=l2

Pt\__________/Pt

③陰極產生的OH-移向陽極與陽極產物反應：3I2+6OH-=IO3+5r

----------:陰高于

交換膜

+3H2O

④陰離子一透過陰離子交換膜T電解池陽極（或原電池的負極）

（3）質子交換膜（只允許H+和水分子通過）

在微生物作用下電解有機廢水（含CH3co0H）,可獲得清潔能源H2

AB

—1。電源。1―1,①陰極反應式：2H++2e=H2T

~y

惜+

性②陽極反應式：CH3COOH-8e+2H2O=2CO2T+8H

電

極

痛

有

發(fā)水③陽極產生的H+通過質子交換膜移向陰極

/

質子交換膜

④H+-透過質子交換膜-原電池正極（或電解池的陰極）

（4）電滲析法

（5）解題模板

第一步，分清隔膜類型。即交換膜屬于陽離子交換膜、陰離子交換膜或質子交換膜中的哪一種，判斷

允許哪種離子通過隔膜。

第二步，寫出電極反應，判斷交換膜兩側離子變化，推斷電荷變化，根據電荷平衡判斷離子遷移方向。

第三步，分析隔膜作用。在產品制備中，隔膜作用主要是提高產品純度，避免產物之間發(fā)生反應，或

避免產物因發(fā)生反應而造成危險。

03

跟我學?解題思維剖析

1.（2023?全國新課標卷，10）一種以V2O5和Zn為電極、Zn（CF3so3）2水溶液為電解質的電池，其示意

圖如下所示。放電時，Zd+可插入V2O5層間形成ZnxV2O5-nH2O。下列說法錯誤的是（）

ZnxV2O5?H2O

V2O5電極

A.放電時V2O5為正極

B.放電時Zn2+由負極向正極遷移

C.充電總反應：xZn+V2Os+nH2O=ZnxV2O5-nHz。

2+

D.充電陽極反應：ZnxV2O5-nH2O-2xe-=xZn+V2O5+nH2O

2.（2023?全國乙卷，12）室溫鈉-硫電池被認為是一種成本低、比能量高的能源存儲系統。一種室溫鈉-

硫電池的結構如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪陛膜上作為一個電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙

111XX

+

作為另一電極。工作時，在硫電極發(fā)生反應：5s8+eJ3Sj，,Sj+e-fSj,2Na+-St+2（1--）e-^Na2Sx

鈉電極

下列敘述錯誤的是（）

A.充電時Na+從鈉電極向硫電極遷移

B.放電時外電路電子流動的方向是a—b

X

C.放電時正極反應為：2Na++gS8+2e--Na2sx

0

D.炭化纖維素紙的作用是增強硫電極導電性能

3.（2023?湖北省選擇性考試，10）我國科學家設計如圖所示的電解池，實現了海水直接制備氫氣技術的

綠色化。該裝置工作時陽極無Cb生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為xmol-hL下列說

法錯誤的是（）

離子交換膜

惰

惰

一透汽不透液態(tài)水

性

二

性

三

二

電的膜

電PTFE

一

三

一

極

極

二

H一b

Ea

一

一

二

A.b電極反應式為2H2O+2e=H2T+2OH

B.離子交換膜為陰離子交換膜

C.電解時海水中動能高的水分子可穿過PTFE膜

D.海水為電解池補水的速率為2xmol-hT

4.（2023?山東卷，11）利用熱再生氨電池可實現C11SO4電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、

乙兩室均預加相同的CuSCU電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法正確的是（）

CuSO4

溶液

A.甲室Cu電極為正極

B.隔膜為陽離子膜

2+2+

C.電池總反應為：CU+4NH3=[CU（NH3）4]

D.NH3擴散到乙室將對電池電動勢產生影響

5.（2022?全國甲卷）一種水性電解液Zn-MnCh離子選擇雙隔膜電池如圖所示（KOH溶液中,Zn?+以Zn（OH）

42-存在）。電池放電時，下列敘述錯誤的是（）

MnCh電極離子選擇隔膜Zn電極

-三.

-

-

-

泰

-

夜

I凍K2s。4溶液.KOH溶液

IIIIII

A.ii區(qū)的K+通過隔膜向ni區(qū)遷移

B.I區(qū)的S04?-通過隔膜向n區(qū)遷移

+2+

C.MnCh電極反應：MnO2+2e-+4H=Mn+2H2O

+22+

D.電池總反應：Zn+4OH+MnO2+4H=Zn(OH)4-+Mn+2H2O

|你來金?模型遷移演練

1.銅鋅原電池為電化學建構認識模型奠定了重要的基礎，懂得原理才能真正做到舉一反三，應用到

其他復雜的電池分析中。鹽橋中裝有瓊脂凝膠，內含氯化鉀。下面兩種原電池說法錯誤的是()

I-@-|昌電流表W

田”匚二「舊橋［二—'

jus。,溶液三生拒!

/--■--

—?■--—?--

一Cu二二州二二

ZnS()4溶液CuS(\溶液

In

A.原電池I和II的反應原理都是Zn+Cu2+=Zn2++Cu

B.電池工作時，導線中電子流向為Zn—Cu

C.正極反應為Zn-2e=Zn2+,發(fā)生還原反應

D.電池工作時，鹽橋中的K+向右側燒杯移動，C1向左側燒杯移動

2.風力發(fā)電輸出功率的波動性導致其直接并網會對電網帶來不良影響，需要連接儲能電池裝置，通過

儲能電池對電能的存儲、匯集，再集中供電來提高并網性能，下圖是水系鋁離子儲能電池工作機理，下列

有關其說法不正確的是()

B.鋁儲能電池是二次電池

C.放電時，AF+從正極材料的空隙中脫出進入電解液，再以單質鋁的形式沉積負極材料表面

D.該電池中金屬鋁電極易形成致密的氧化鋁鈍化膜，阻斷鋁離子的傳輸從而降低電池效能

3.科學家報道了一種新型可充電Na/Fe二次電池，其工作原理如圖所示，下列有關說法正確的是（）

A.充電時，X極為陰極，發(fā)生了氧化反應

B.充電時，Y極的電極反應式為CaFeC）2.5+0.5Na2O-e-=CaFeO3+Na+

C.充電時，可用乙醇代替有機電解質溶液

D.電極材料中，單位質量金屬放出的電能：Na>Li

4.香港城市大學化學工作者首次提出了AI-N2電池（如圖），該電池使用N2為原料，以離子液體

（Al2cb-AlCk）為電解質，既實現了能量的存儲，又實現了A1N的生產，A1N和堿反應能產生NH3,可進一步

生產氮肥。下列說法錯誤的是（）

A.A1極為負極，發(fā)生氧化反應

B.電池總反應為2A1+Nz=2

C.石墨烯電極反應式為8A12Cl7-+N2+6e-=2AlN+14AlC14-

D.生成標準狀況下33.6LNH3,電池中轉移3mol電子

5.如圖所示的鋰-二氧化鎰電池是以高氯酸鋰或三氟甲基磺酸鋰為電解質，其正極反應是一種典型的

嵌入式反應，電池總反應為Li+MnChLiMnCh。下列說法不正確的是（）

一電極蓋1絲網，片隔膜

電極蓋2絲網二氧化鎰密封膠圈

A.鋰片做負極，發(fā)生氧化反應

B.放電時，電子移動方向為：電極蓋1T用電器—電極蓋27內電路—電極蓋1

C.高氯酸鋰或三氟甲基磺酸鋰應溶解在非水有機溶劑中

+

D.放電時，正極反應為：MnO2+Li+e-LiMnO2

6.（2024?河北邢臺王岳聯盟高三聯考）我國最近在太陽能光電催化一化學耦合處理硫化氫研究中獲得新

進展，相關裝置如圖所示。

下列說法錯誤的是（）

A.該裝置中能量轉化形式有化學能轉化為電能

B.該裝置工作時，b極為正極

C.a極的電極反應式為Fe2+-e-=Fe3+

D.電路中每通過1mole,可處理34gH2s

7.如圖，科學家基于Cb易溶于CC14的性質，發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池，可作儲能

設備，總方程式為：NaTi2（PO4）3+2NaCl.Na3Ti2（P04）3+Cho下列說法正確的是（）

1電源人俯視圖

■I用電器卜

豎截面圖

—C12/CC14

多孔活性炭電極

NaCl/H2O

NaTVPOd/NaBTVPOJ/鈦電極

C12/CC14

NaCl/H2O

A.放電時NaCl溶液的pH減小

B.放電時C1-透過多孔活性炭電極向CC14中遷移

+

C.充電時的陰極反應為NaTi2(PO4)3+2Na+2e-噗1'Na3Ti2(PO4)3

D.充電時，電路中每轉移2moie:理論上從CCI4中釋放ImolCL

8.光催化微生物燃料電池的工作原理如圖所示：

外加電阻

已知：電極a在光激發(fā)條件下會產生電子(e)空穴(h+)。下列說法錯誤的是()

A.電極電勢：電極a>電極b

B.光激發(fā)時，光生電子會與02結合，光生空穴會與電極b產生的電子結合

C.電極b發(fā)生的電極反應式為(C6HHiG>5)n-24e-+7H2O6CO2T+24H+

D.電池工作一段時間后，右側溶液pH保持不變(不考慮C02的溶解)

9.(2024?遼寧沈陽市第一二。中學校高三期中)哈爾濱工業(yè)大學的研究團隊發(fā)現，以非晶態(tài)Ni(HI)基硫

化物為催化劑，能有效催化OER(析氧反應)和UOR(尿素氧化反應)，從而降低電解水制氫過程中的能耗，

其工作原理和反應機理如圖所示：

光伏

電池

電極A電極BO,+e-

OH

l0+eHO+e算愕83凡）『凡0

OH22

一-

UOR

——

JJZ-OHOHCO.+N.

l.OmolL'1陽離子l.OmolLKOH溶液0什

KOH溶液交換膜0.33molL"CO(NH2)2溶液

ONi?S?OoH

下列說法正確的是()

A.UOR的電化學反應總過程為CO(NH2)2-6e+6OH=CO2T+N2T+5H2O

B.電解過程中，電極A附近溶液的pH不變

C.OER分四步進行，其中沒有非極性鍵的形成與斷裂

D.若將光伏電池換成鉛蓄電池，電極A應連接鉛蓄電池的PbCh電極

10.（2024?山東德州高三期中）中國科學院將分子b引入電解質中調整充電和放電反應途徑，實現了高

功率可充電LiSOCL電池，工作原理如下圖所示。下列有關說法錯誤的是（）

A.分子L的引入催化了電池放電和充電過程

B.電池工作環(huán)境必須在無水無氧的條件下進行

C.充電時陰極反應式：2LiCl+b+2e-=2ICl+2Li+

D.電池的放電總反應：4Li+2SOC12=4LiCl+S+SO2T

11.（2024?山東省新高考聯合質量測評高三聯考）中國科學技術大學某課題組發(fā)明一款可充放電的全固

態(tài)鈉電池，本發(fā)明提供的固態(tài)鈉離子電解質的制備方法工藝簡單、成本低廉、生產效率高，適用于大規(guī)模

產業(yè)化生產。工作原理如圖所示，下列說法正確的是（）

A.放電時，電極電勢N極高于M極

B.充電時，Na+由M極遷移至N極

C.充電時，M極電極反應式為Na3V2(PC>4)3+2e-=NaV2(PO4)3+2Na+

D.為了降低成本，可以將固態(tài)聚合物電解質換為Na3P。4溶液

12.銅基配合物電催化還原CO?的裝置原理如圖所示，下列說法不正確的是()

酸性電解質溶液

A.石墨烯為陽極，發(fā)生電極反應為CO2+2e-+2H+=HCOOH

B.Pt電極附近溶液的pH值減小

C.每轉移2moi電子，陽極室、陰極室溶液質量變化量的差值為28g

D.該裝置可減少CO2在大氣中累積和實現可再生能源有效利用

13.某科研小組利用下圖裝置完成乙快轉化為乙烯的同時為用電器供電。其中鋅板處發(fā)生的反應有：

2

①Zn-2e=Zn2+；②Zn2++4OH-=[Zn((OH)4]2-；(f)Zn[Zn((OH)4]-=ZnO+2OH-+H2Oo下列說法不正確的是()

A.電極a的電勢高于電極b的電勢

B.放電過程中正極區(qū)K0H溶液濃度保持不變

C.電極a上發(fā)生的電極反應式為C2H2+2H2O+2e=C2H4+2OH-

D.電解足量CuS04溶液，理論上消耗2.24L(標準狀況)C2H2時，生成6.4gCu

14.高鐵酸鈉(Na2FeC)4)是一種新型的消毒劑，以Fe、Ni為電極制取NazFeCU的原理如圖所示。下列敘

述錯誤的是（）

水（含少量NaOH）濃NaloH溶液

A.Fe電極的電極反應式為Fe-6e-+8OH=FeO42-+4H2。

B.離子交換膜b為陰離子交換膜

C.通入I室的水中加入少量NaOH,可以加快高鐵酸鈉的生成

D.每生成0.1molNazFeCM,II室中溶液減少的質量為32.0g

15.一種電解法制備Ca（H2Po4）2并得到NaOH等副產物的示意裝置如圖，下列說法正確的是（）

ab

石墨、膜B膜C膜石墨

CaCl2Ca(H2Po4%NaH2P。4NaOH

濃溶液—稀溶液濃溶液—稀溶液

產品室原料室

A.與a、b相連的分別是電源的負極、正極

B.NaOH溶液中石墨電極上的反應為2H2O+2e-=H2f+2OH-

C.A膜、C膜均為陰離子交換膜，B膜為陽離子交換膜

D.產品室中的Ca2+和原料室的Na+物質的量濃度同等程度增大

16.（2024?江西贛州中學高三月考）利用細菌處理有機廢水產生的電能可以進行脫硫，從而達到廢物利

用同時有利于環(huán)境保護。脫硫原理：利用羥基自由化基（QH,氧元素為-1價）將燃煤中的含硫物質（主要是

FeS?）氧化除去，其裝置示意圖如圖所示。下列說法錯誤的是（）

A.X為陰離子交換膜

B.a為負極，電極反應式為CH3coO-+2H2O-8e=2CO2T+7H+

C.理論上處理12.0gFeS2,b極消耗標況下空氣（氧氣占空氣體積分數21%）約為42L

3+2+

D.利用羥基自由基除去煤中FeS2的離子方程式：FeS2+15OH=Fe+2SO4-+7H2O+H

17.鈉硒電池是一類以單質硒或含硒化合物為正極、金屬鈉為負極的新型電池，具有能量密度大、導

電率高、成本低等優(yōu)點。以Cu2?Se填充碳納米管作為正極材料的一種鈉硒電池工作原理如圖所示，充放電

過程中正極材料立方晶胞內未標出因放電產生的0價Cu原子。下列說法錯誤的是（）

A.每個CsxSe晶胞中Cu2+個數為4x

B.在Na?Se晶胞結構中，Se?-占據的位置是項點和面心

+

C.充分放電時，正極的電極反應式為Cu2J：Se+2Na+2e-=Na2Se+（2-x）Cu

D.充電時外電路中轉移Imol電子，兩極質量變化差為23g

題型-電化學圖像分析

需高=?常見題型解讀

電化學圖象題是高考中電化學最常見的呈現方式，通過陌生電化學裝置圖，考查學生接受、吸收、整合

化學信息的能力，也體現了對"宏觀辨識與微觀探析”的學科核心素養(yǎng)考查。命題角度主要有新型一般電

池、新型可充電電池、新型燃料電池、電解池原理及其應用，另外有無離子交換膜也是關注的角度。在

復雜、陌生、新穎的研究對象和真實問題情境下，體現了對電化學知識基礎性、綜合性、創(chuàng)新性和應用

性的去杳.

|善總結?解題技巧解讀

i.電化學題解題流程

分析原正極：得電子，發(fā)生還原反應，為陽離子趨向嬴卜

書寫電極反應式

電化電

池負極：失電子，發(fā)生氧化反應，為陰離子趨向極

學裝-IL命題判斷反應現象(產物)

電

置的角度

解一|陽極：失電子，發(fā)生氧化反應，為陰離子趨向菽|一計算電子轉移數目

思維池

流程」陰極：得電子，發(fā)生還原反應，為陽離子趨向極L分析電極附近pH變化

2.電化學解題模板

第一步：讀題

逐字逐句讀，挖掘關鍵字，排除無效信息，找到對解題有價值的信息，并作標記。

第一步：確定裝置類型

放電為原電池，充電為電解池。

第二步：判斷電極名稱

放電時的正極為充電時間陽極，放電時的負極為充電時的陰極。

第三步：寫出電極反應

放電時的正極反應顛倒過來為充電時的陽極反應；放電時的負極反應顛倒過來為充電時的陰極反應。

第四步：分析離子移動

由生成一極向消耗一極移動；區(qū)域pH變化：0H-生成區(qū)，H+消耗區(qū)，pH增大；消耗區(qū)，H+生成區(qū)，pH

減小。

3.原電池及其設計

(1)原電池閉合回路的形成有多種方式，可以是導線連接兩個電極，也可以是兩電極相接觸。

(2)電解質溶液中陰、陽離子的定向移動，與導線中電子的定向移動共同組成了一個完整的閉合回路。

(3)無論在原電池還是在電解池中，電子均不能通過電解質溶液。

負極：氧化反應正極：還原反應

導線中的電子

接受電子

提供電子導電

的物質的物質

極液）伍橋或江二

（4）原電池設計步驟

4.二次電池結構原理

互逆

陰極:還原反應一-負極：氧化反應

原

總

電

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反

電

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離電

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池

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陽極：鞏化反應一正極；還原反應

____I1

互逆

技巧：陰極反應式=充電總正極反應式=放電總

反應式-陽極反應式反應式-負極反應式

5.鋰離子電池充放電分析

正極材料：LiMO2（M：Co、Ni、Mn等）；LiM2O4（M：Co、Ni、Mn等）；LiMPO4（M：Fe等）

負極材料：石墨（能吸附鋰原子）

負極反應：LixC”-xb^=xLi++C”

+-

正極反應：Lii-xM02+xLi+xe^=LiM02

總反應：Li1TM02+LLC?.暨.C?+LiMO2。

一充電

6.燃料電池結構分析

7.解答燃料電池題目的幾個關鍵點

①要注意介質是什么？是電解質溶液還是熔融鹽或氧化物。

②通入負極的物質為燃料，通入正極的物質為氧氣。

③通過介質中離子的移動方向，可判斷電池的正負極，同時考慮該離子參與靠近一極的電極反應。

8.燃料電池電極反應式書寫的常用方法

第一步，寫出電池總反應式。

燃料電池的總反應與燃料燃燒的反應一致，若產物能和電解質反應，則總反應為加合后的反應。

如甲烷燃料電池（電解質溶液為NaOH溶液）的反應如下：

CH4+2O2=CO2+2H2O①

C02+2NaOH=Na2CO3+H20②

①+②可得甲烷燃料電池的總反應式：CH4+2O2+2NaOH==Na2co3+3H2。。

第二步，寫出電池的正極反應式。

根據燃料電池的特點，一般在正極上發(fā)生還原反應的物質都是02,因電解質溶液不同，故其電極反應

也會有所不同：

⑴酸性電解質：O2+4H++4e-=2山0。

（2）堿性電解質：。2+2氏0+4-=4（汨-。

（3）固體電解質（高溫下能傳導）：O2+4e-^=2O2-o

-

（4）熔融碳酸鹽（如熔融K2co3）：O2+2CO2+4e=2COr?

第三步，電池的總反應式一電池的正極反應式=電池的負極反應式。

9.離子交換膜的類型

（1）陽離子交換膜（只允許陽離子和水分子通過，阻止陰離子和氣體通過）

以鋅銅原電池為例，中間用陽離子交換膜隔開

①負極反應式：Zn-2e-Zn2+

②正極反應式：Cu2++2e-=Cu

③ZM+通過陽離子交換膜進入正極區(qū)

④陽離子一透過陽離子交換膜1原電池正極（或電解池的陰極）

（2）陰離子交換膜（只允許陰離子和水分子通過，阻止陽離子和氣體通過）

以Pt為電極電解淀粉-KI溶液，中間用陰離子交換膜隔開

①陰極反應式：2H2O+2e-=H2f+2OH-

L-J

A②陽極反應式：21-2e-=b

Pt、7Pt

7③陰極產生的0H一移向陽極與陽極產物反應：3l2+6OH=IO3-+5r

陰離子

1交換膜

+3H2O

④陰離子一透過陰離子交換膜-電解池陽極（或原電池的負極）

（3）質子交換膜（只允許H+和水分子通過）

在微生物作用下電解有機廢水（含CH3co0H）,可獲得清潔能源H2

AB

1|。電源。|—H

①陰極反應式：2H++2e=H2T

②陽極反應式：CH3co0H-8e-+2H2O=2CO2T+8H+

1

有機1愛水稀可氣酸③陽極產生的H+通過質子交換膜移向陰極

/

質子交換膜

④H十一透過質子交換膜—原電池正極（或電解池的陰極）

（4）電滲析法

第一步，分清隔膜類型。即交換膜屬于陽離子交換膜、陰離子交換膜或質子交換膜中的哪一種，判斷

允許哪種離子通過隔膜。

第二步，寫出電極反應，判斷交換膜兩側離子變化，推斷電荷變化，根據電荷平衡判斷離子遷移方向。

第三步，分析隔膜作用。在產品制備中，隔膜作用主要是提高產品純度，避免產物之間發(fā)生反應，或

避免產物因發(fā)生反應而造成危險。

03

跟我學?解題思維剖析

1.(2023?全國新課標卷，10)一種以V2O5和Zn為電極、Zn(CF3so3)2水溶液為電解質的電池，其示意

圖如下所示。放電時，Zn2+可插入V2O5層間形成ZnxV2O5-nH2。。下列說法錯誤的是()

V2O5,ZnxV2O5MH2O

Zn電極V2O5電極

—

Zn(CF3so3)2水溶液

A.放電時V2O5為正極

B.放電時Zn2+由負極向正極遷移

C.充電總反應：xZn+V2Os+nH2O=ZnxV2O5,nH^O

2+

D.充電陽極反應：ZnxV2O5nH2O-2xe-=xZn+V2O5+nH2O

【答案】C

【解析】由題中信息可知，該電池中Zn為負極、V2O5為正極，電池的總反應為

xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5-nH2O=A項，由題信息可知，放電時，Z/+可插入V2O5層間形成ZriMCVnHzO,

V2O5發(fā)生了還原反應，則放電時V2O5為正極，A正確；B項，Zn為負極，放電時Zn失去電子變?yōu)閆n2+,

陽離子向正極遷移，則放電時Zn?+由負極向正極遷移，B正確；C項，電池在放電時的總反應為

xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5-nH2O,則其在充電時的總反應為ZnxVzC^nHQnxZn+VzOs+nltO,C不正確；D項，

2+

充電陽極上ZnxV2O5nH2O被氧化為V2O5，則陽極的電極反應為ZnxV2O5-nftO^xe-=xZn+V2O5+nH2O,D正

確；故選C。

2.(2023?全國乙卷，12)室溫鈉-硫電池被認為是一種成本低、比能量高的能源存儲系統。一種室溫鈉-

硫電池的結構如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪陛膜上作為一個電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙

111XX

+-

作為另一電極。工作時，在硫電極發(fā)生反應：5s8+e-一,ySg+e——S；,2Na+—S\+2(1--)e^-Na2Sx

鈉電極

a

電解質

森電極

下列敘述錯誤的是（）

A.充電時Na+從鈉電極向硫電極遷移

B.放電時外電路電子流動的方向是a->b

X

C.放電時正極反應為：2Na++3s8+2e--Na2sx

o

D.炭化纖維素紙的作用是增強硫電極導電性能

【答案】A

【解析】由題意可知放電時硫電極得電子，硫電極為原電池正極，鈉電極為原電池負極。A項，充電

時為電解池裝置，陽離子移向陰極，即鈉電極，故充電時，Na+由硫電極遷移至鈉電極，A錯誤；B項，放

電時Na在a電極失去電子，失去的電子經外電路流向b電極，硫黃粉在b電極上得電子與a電極釋放出的

Na+結合得到NazSx,電子在外電路的流向為a-b,B正確；C項，由題給的的一系列方程式相加可以得到

放電時正極的反應式為2Na++gS8+2e--NazSx,C正確；D項，炭化纖維素紙中含有大量的炭，炭具有良好

O

的導電性，可以增強硫電極的導電性能，D正確；故選A。

3.（2023?湖北省選擇性考試，10）我國科學家設計如圖所示的電解池，實現了海水直接制備氫氣技術的

綠色化。該裝置工作時陽極無CL生成且K0H溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為xmobhL下列說

法錯誤的是（）

離子交換膜

惰

惰透汽不透液態(tài)水

性

性

電.塞1的PTFE膜

電

極

極

ab

A.b電極反應式為2H2O+2e-=H2T+2OH-

B.離子交換膜為陰離子交換膜

C.電解時海水中動能高的水分子可穿過PTFE膜

D.海水為電解池補水的速率為2xmol-h」

【答案】D

【解析】由圖可知，該裝置為電解水制取氫氣的裝置，a電極與電源正極相連，為電解池的陽極，b電

極與電源負極相連，為電解池的陰極，陰極反應為2H2O+2e=H2T+2OH-,陽極反應為40HMe-=。2[+2H2O,

電池總反應為2H2。通電2H2f+C)2t。A項，b電極反應式為b電極為陰極，發(fā)生還原反應，電極反應為

2H2O+2e-=H2t+2OH-,故A正確；B項，該裝置工作時陽極無CL生成且K0H濃度不變，陽極發(fā)生的電極

反應為4OH-4e=O2t+2H2O,為保持0日離子濃度不變，則陰極產生的0任離子要通過離子交換膜進入陽極

室，即離子交換膜應為陰離子交換摸，故B正確；C項，電解時電解槽中不斷有水被消耗，海水中的動能

高的水可穿過PTFE膜,為電解池補水，故C正確;D項，由電解總反應可知，每生成lmolH2要消耗lmolH2O,

生成H2的速率為則補水的速率也應是故D錯誤；故選D。

4.(2023?山東卷，11)利用熱再生氨電池可實現CuSCM電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、

乙兩室均預加相同的CuSO4電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法正確的是()

CuS04

溶液

A.甲室Cu電極為正極

B.隔膜為陽離子膜