2025年高考化学反应原理题方法探究与类型专题专练五 化学反应原理中的电化学（解析版）.docx

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专题五突破反应原理中的电化学

解题建模

1.解答电化学装置的思维流程

2．离子交换膜的原理和作用

3.电极方程式的书写

①根据图示所通入的气体或液体判断反应物，根据化合价升价和题目中信息合理推断产物

②判断正负极，根据题目要求书写正负极方程式。

③查守恒，检查电子、电荷是否守恒。

4．电解计算破题的三个方法

(1)根据电子守恒计算。

(2)根据总反应式计算。

(3)根据关系式计算

如以通过4mole－为桥梁可构建如下关系式：

(式中M为金属，n为其离子的化合价数值)该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。

类型专练

1.工业上常采用除杂效率高的吸收—电解联合法，除去天然气中杂质气体H2S，并将其转化为可回收利用的单质硫，其装置如下图所示。

通电前，先通入一段时间含H2S的甲烷气，使部分NaOH吸收H2S转化为Na2S，再接通电源，继续通入含H2S杂质的甲烷气，并控制好通气速率。则装置中右端碳棒为________极，左端碳棒上的电极反应为________，右池中的c(NaOH)∶c(Na2S)________(填“增大”、“基本不变”或“减小”)。

答案：(4)阳2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑或2H＋＋2e－===H2↑基本不变

解析：(4)结合题图可知右侧通入含有H2S杂质的甲烷气，得到除杂后的甲烷气，结合题意，则右端碳棒为电解池的阳极，左端碳棒为阴极。阴极上水电离出的H＋得电子被还原为H2，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑或2H＋＋2e－===H2↑。右池中相当于H2S发生氧化反应而被除去，则溶液中c(NaOH)∶c(Na2S)基本保持不变。

2.可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如图。通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。

①制H2时，连接________。产生H2的电极反应式是____________________。

②改变开关连接方式，可得O2。

③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：_______________。

答案：(2)①K12H2O＋2e－===H2↑＋2OH－③制H2时，电极3发生反应：Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O。制O2时，上述电极反应逆向进行，使电极3得以循环使用

解析：(2)①电解碱性电解液时，H2O电离出的H＋在阴极得到电子产生H2，根据题图可知电极1与电池负极连接，为阴极，所以制H2时，连接K1，产生H2的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。③制备O2时碱性电解液中的OH－失去电子生成O2，连接K2，O2在电极2上产生。连接K1时，电极3为电解池的阳极，Ni(OH)2失去电子生成NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O，连接K2时，电极3为电解池的阴极，电极反应式为NiOOH＋e－＋H2O===Ni(OH)2＋OH－，使电极3得以循环使用。

3.以连二硫酸根(S2Oeq\o\al(2－,4))为媒介，使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO，装置如图所示：

①ab是________离子交换膜(填“阳”或“阴”)。阴极区的电极反应式为__________________________________。

②若NO吸收转化后的产物为NHeq\o\al(＋,4)，通电过程中吸收4.48LNO(标况下)，则阳极可以产生________mol气体。

解析：①由图可知，阴极区通入液体主要含SOeq\o\al(2－,3)，流出主要含S2Oeq\o\al(2－,4)，所以阴极区电极反应式为2SOeq\o\al(2－,3)＋4H＋＋2e－===S2Oeq\o\al(2－,4)＋2H2O，由于阴极需要消耗氢离子，则ab是阳离子交换膜；②4.48LNO(标况下)的物质的量是0.2mol，由于NO吸收转化后的产物为NHeq\o\al(＋,4)，则电路中转移1mol电子；阳极氢氧根放电产生氧气，产生氧气的物质的量是1mol÷4＝0.25mol。

4.利用“Na－CO2”电池将CO2变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“Na－CO2”电池，以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料，总反应为4Na＋3CO2eq\o(,\s\up11(放电),\s\do4(充电))2Na2CO3＋C。放电时该电池“吸入”CO2，其工作原理如图所示：

①放电时，正极的电极反应式为________________________________。

②选用高氯酸钠－四甘醇二甲醚做电解液的优点是_________