易错专题11电化学基础聚焦易错点：►易错点一化学电源►易错点二电解原理的应用典例精讲易错点一化学电源【易错典例】例1（2024·河南开封·三模）某充电宝锂离子电池的总反应为，某手机镍氢电池总反应为为储氢金属或合金)。有关上述两种电池的说法正确的是A．镍氢电池放电时，为正极B．锂离子电池放电时，向负极迁移C．图中表示锂离子电池给镍氢电池充电D．锂离子电池充电时，阳极的电极反应式为【解题必备】1.化学电源（1）放电是原电池反应，充电是电解池反应。（2）判断电池放电时电极极性和材料，可先标出放电（原电池）总反应式电子转移的方向和数目，失去电子的一极为负极，该物质即为负极材料；得到电子的一极为正极，该物质即为正极材料。若判断电池充电时电极极性和材料，方法同前，失去电子的一极为阳极，该物质即为阳极材料；得到电子的一极为阴极，该物质即为阴极材料。（3）放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。（4）可充电电池用完后充电时，原电池的负极与外电源的负极相连，原电池的正极与外电源的正极相连。（5）放电（原电池）的负极及充电（电解池）的阳极均失去电子，发生了氧化反应，其变价元素被氧化；关注公众号《全元高考》微信公众号《全元高考》2024届高三押题群享各大主流机构押题，王h雄/天xing获取微信：Neko-2324各大地区专版群内共享扫码添加微信进群放电（原电池）的正极及充电（电解池）的阴极均得到电子，发生了还原反应，其变价元素被还原。（6）书写可充电电池电极反应式，一般都是先书写放电的电极反应式。书写放电的电极反应式时，一般要遵守三步：先标出原电池总反应式电子转移的方向和数目，指出参与负极和正极反应的物质；写出一个比较容易书写的电极反应式（书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存）；在电子守恒的基础上，总反应式减去写出的电极反应式即得另一电极反应式。充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电正极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电负极反应的逆过程。2.燃料电池（1）燃料电池就是将燃料（如氢气、甲烷、乙醇等）氧化时，化学能直接转变为电能的装置。它由燃料、氧化剂、电极、电解质组成。在结构上具有正负极，且正负极被电解质分隔。所有燃料电池的基本形式为：将燃料和氧气（或空气）分别充入负极和正极，两者在电极的催化下发生化学反应，从而产生电流。（2）燃料电池在放电时发生的总反应和燃料燃烧的总反应一样。一般是氧气做氧化剂，可燃物为还原剂。据电池的基本原理，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，所以可燃物为负极反应物，氧气为正极反应物。（3）根据燃烧反应的方程式书写电极反应式应遵循原子守恒、电子守恒及电荷守恒，注意电解质溶液参与电极反应，若电解质溶液为碱溶液，则正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-；若电解质溶液为酸溶液，则正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O；若电解质为熔融碳酸盐，则正极反应式为O2+4e-+2CO2=2CO32-。3．新型电池的电极反应式锌银电池总反应：Ag2O＋Zn＋H2O2Ag＋Zn(OH)2正极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－负极：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2镍铁电池总反应：NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2正极：NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－负极：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2高铁电池总反应：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH正极：FeOeq\o\al(2－,4)＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2镍镉电池总反应：Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2正极：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－负极：Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2Mg­H2O2电池总反应：H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2＋＋2H2O正极：H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O负极：Mg－2e－===Mg2＋Mg­AgCl电池总反应：Mg＋2AgCl===2Ag＋MgCl2正极：2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－负极：Mg－2e－===Mg2＋钠硫电池总反应：2Na＋xS===Na2Sx正极：xS＋2e－===Seq\o\al(2－,x)负极：2Na－2e－===2Na＋全钒液流电池总反应：VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋V2＋V3＋＋VO2＋＋H2O正极：VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O负极：V2＋－e－===V3＋锂­铜电池总反应：2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－正极：Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－负极：Li－e－===Li＋锂离子电池总反应：Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋C6(x＜1)正极：Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2负极：LixC6－xe－===xLi＋＋C6【变式突破】1．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）某实验小组用这种电极构建全碱性肼-硝酸根燃料电池(结构如图所示)。已知：双极膜由阴、阳离子膜组成，双极膜中水电离出和，在电场力作用下向两极迁移。下列叙述错误的是A．电极a为负极，电极b为正极B．电极b上的电极反应式为C．转移nmol电子时，负极区质量减少7ngD．电极a上生成时，有向电极b迁移2．（2024·宁夏银川·二模）我国科学家设计一种以ZnI2水溶液作为锌离子电池介质的Zn-BiOI电池，通过Bi/Bi3+与I-/I转化反应之间的协同作用实现优异的电化学性能，原理如图所示。碘离子作为氧化还原媒介体，可以加快动力学转化过程，促进更快的电荷转移。下列说法错误的是A．充电时，主要发生的电池反应为2Bi+2Bi2O3+3ZnI2=6BiOI+3ZnB．放电时，部分I-在Zn电极转化为IC．充电时，每生成1molBiOI，转移电子数为3molD．电池工作时，I-与I之间转化反应能够提供额外的电化学容量3．（2024·江西萍乡·二模）锂离子电池及其迭代产品依然是目前世界上主流的手机电池。科学家近期研发的一种新型的Ca—LiFePO4可充电电池的原理示意图如图，电池反应为：，下列说法正确的是A．放电时，钙电极为负极，发生还原反应B．充电时，/电极的电极反应式为C．锂离子导体膜的作用是允许Li+和水分子通过，同时保证Li+定向移动以形成电流D．充电时，当转移0.2mol电子时，理论上阴极室中电解质的质量减轻4.0g易错点二电解原理的应用【易错典例】例2（2024·云南曲靖·二模）我国科学家设计了一种基于时间解耦氨分解的新型可充电电池，以实现到的高效转化，其原理如下图所示，下列说法错误的是A．放电时，极区域减小（忽略体积、温度变化）B．放电时，b极区域发生反应：C．充电时，电流从电极经电解质溶液流向电极D．若放电、充电前后电极的质量相等，则【解题必备】1.“三池”的判断：电化学知识包括原电池和电解池，首先要确定装置是原电池还是电解池。若无外接电源，可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析判定；若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池，其他情况为电解池。2.常见考点归纳电极判断负极：元素化合价升高或发生氧化反应的物质正极：元素化合价降低或发生还原反应的物质阴极：“放电”时的负极在“充电”时为阴极阳极：“放电”时的正极在“充电”时为阳极电子流向原电池：负极→正极电解池：电源负极→阴极，阳极→电源正极离子流向原电池：阳离子移向正极，阴离子移向负极电解池：阳离子移向阴极，阴离子移向阳极电极反应式“放电”时依据条件，指出参与负极和正极反应的物质，根据化合价的变化，判断转移电子的数目；根据守恒书写负极(或正极)反应式，特别应注意电极产物是否与电解质溶液共存充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电时正极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电时负极反应的逆过程离子交换膜离子交换膜是一种选择性透过膜，离子交换膜的作用是允许相应离子通过，离子迁移方向遵循原电池或电解池中离子迁移方向3.金属腐蚀与保护（1）析氢腐蚀和吸氧腐蚀类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性正极反应2H＋＋2e－===H2↑O2＋2H2O＋4e－===4OH－负极反应Fe－2e－===Fe2＋其他反应Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈（2）金属腐蚀的防护方法①加防护层：如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属或生成一层致密的薄膜。②电化学防护法：牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理：正极为被保护的金属，负极为比被保护的金属活泼的金属；外加电流的阴极保护法——电解原理：阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。【变式突破】4．（2024·湖北·三模）一种新型原电池的工作原理如图所示，其中电极材料均为石墨，阴离子交换膜只允许通过，工作时两极室均无气体生成。下列说法错误的是A．电极a为负极 B．工作时乙室溶液pH减小C．该电池的总反应为 D．每转移时甲室质量增加48g5．（2024·北京丰台·一模）恒温条件下，用图1所示装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。下列说法不正确的是A．AB段主要发生析氢腐蚀B．AD段负极反应式为Fe-2e-=Fe2+C．BC段正极反应式主要为O2+4e-+2H2O=4OH-D．DE段溶液pH基本不变，可能的原因：相同时间内，2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同6．（2024·四川成都·三模）科学家在电催化加氢方面取得新进展，以二氯甲烷作为溶剂电催化有机物加氢，制备4-乙基苯胺的电解原理如图所示，下列说法正确的是A．A电极连电源的正极B．离子交换膜为阳离子交换膜C．B极总反应为D．若电路中转移电子，则理论上生成的质量为12.1g考点精练1．（2024·广东·二模）一种基于原电池原理的氧气传感器可用于测定样气中氧气的含量，其装置如图所示。下列说法正确的是A．铅电极为正极B．银电极上发生的反应为C．电子由铅电极经过KOH溶液流向银电极D．工作过程中，传感器的质量不变2．（2024·陕西西安·二模）我国科研人员研究出了通过电耦合直接将空气转化为硝酸的方法，其反应原理如图所示(表示自由基，具有强氧化性)，下列说法不正确的是A．与a相连的电极上发生的反应为：B．离子交換膜是阴离子交换膜C．反应②为：D．每生成，阳极产生(标准状况下)3．（2024·陕西榆林·一模）含的废水在废水处理过程中与臭氧发生反应会产生。模拟在上电催化处理的示意图如图所示，下列说法正确的是A．电子流向：导线电解质溶液B．该装置工作时，阳极区溶液酸性减弱C．P极上的电极反应式为D．每处理，理论上可生成4．（2024·海南·一模）一种采用天燃气为原料气、固体氧化锆为电解质的装置，其结构如图。下列有关说法正确的是A．电池工作时，从极区移向极区B．极上的电极反应式为C．两极物质消耗的比例：D．电池工作一段时间后，电解质物质的量理论上保持不变5．（2024·河北邢台·二模）中国科学院物理研究所发明了一种以对苯二甲酸二钠复合材料和硬碳(多孔形态，化学式为C)为电极材料的有机钠离子电池，其内部结构如下图所示，放电时，a电极发生如下变化