周学兴 杨霄

一、高考背景

电化学在生活、生产、理论研究中應用极其广泛，在试题素材选取时，主要有电源、制备产品、治理污染、分离提纯等方向。

研究好高考真题对电化学内容尤其是选择题的考查情况，有利于提高复习和解题效率。近六年，全国卷和部分省市命题中电化学的考查情况，见表1。

二、解题策略

分析电化学习题的基本思路，先判断是电解池还是原电池（可充电），然后确定电极属性（正负阴阳极），最后通过电极反应式和离子、电子、电流迁移等“动”态知识分析解决选项或填空的设问。可简化为“池、极、动”，模型，见图1。

例1 （2021湖南化学10）锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图2所示。

下列说法错误的是（

）。

A.放电时，N极为正极

B.放电时.左侧贮液器中ZnBr2的浓度不断减小

C.充电时，M极的电极反应式为：

D.隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过

分析池：可充电电池;通过选项C可确定该电池属于可充电电池。

极：放电时，M为负极，Ⅳ为正极;充电时，M为阴极，N为阳极。可知A项正确。

动：M为负极，发生电极反应Zn - 2e -一2n2+，正极反应为Br2+2e - =2Br -，2n2+、Br-进入贮液器，B项错误。充电时.M极为阴极，发生还原反应：2n2++ 2e - -Zn，C项正确;Br2具有强氧化性，与Zn直接接触而发生反应Zn+ Br2=ZnBr2，应利用合适孑L径大小的隔膜防止Br：接触Zn.致使自放电，2n2+和Br-并不存在相互影响，故隔膜允许阴、阳离子通过，而不允许Br，通过。

答案：B

点评注意本题图示是立体图示，实箭头表示走向右侧贮液器。

为了更好地利用该解题模型，学生应储备以下必备知识：极的判断、电极反应式的书写、微粒移动方向、溶液pH变化;关注溶液中H+、OH-、H2O的变化：溶液质量变化：离开、进入溶液的物质的量、溶液环境的判断、能量转化、膜在电化学中应用。

变式1 （2019.全国卷I.题12）利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2 /MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如图4所示。下列说法错误的是（

、

A.相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能

B.阴极区，在氢化酶作用下发生反应

H2 +2MV2+_2H++ 2MV+

C.正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3

D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动

分析池：生物燃料（酶催化）原电池。相比现有工业合成氨，该方法选用酶作催化剂，条件温和，同时利用MV+和MV2+的相互转化，化学能转化为电能，故可提供电能，A项正确;

极：通过物质转化关系，判断左侧为负极，右侧为正极。

动：氢化酶所处区域应为负极区，也可称为阳极区，且氢化酶加快了电极反应式为MV+ -e一=MV2的进行，B项错误;正极区，N2被还原为NH3，C项正确;原电池中质子由负极向正极方向迁移.D项正确。

答案：B

点评原电池中发生氧化反应的一极为阳极，发生还原反应的一极为阴极。氢化酶一极为负极区即阳极区，且发生了电极反应和氢化酶作用下的氧化还原反应。

2.电极反应式的书写

电极反应是电化学的基本内含，书写好电极反应式能够迅速分析解决实际问题。书写电极反应式的基本模型如下：

（1）记忆法

常见的原电池、电解池中，较为简单的电极反应式，可以直接熟记。比如常见金属单质在原电池中放电一般较为简单。但是高考题中，也常常出现陌生物质，需要采用步骤法。

（2）步骤法

①通过信息，获取反应物与产物之间的变化：书写“反应物一产物”

②标注化合价变化数，构建基本模板“反应物±ne一一产物”

③结合环境、电荷守恒补充物质

常见电解质环境：酸碱溶液环境（氢离子或氢氧根配电荷）、熔融氧化物环境（用O2-配平电荷），碳酸盐环境（碳酸根配电荷）、其他特殊环境具体分析。

（3）总反应式法

两极的电极反应式，进行加和可得总反应式。反之利用总反应式减去较简单一极电极反应式即可书写出目标电极反应式。

书写电极反应式过程中离不开元素化合价的确立，尤其是化学式中含有字母时，有以下思路解决：

温馨提示 H2O的变化，主要是可能引起溶液体积的变化，若是题干“保持体积不变”，则无需考虑H2O的变化。

变式2 [2021湖南适应性试题16（6）] NiSO4在强碱溶液中被NaCIO氧化可得NiOOH，该物质能用作碱性镍镉电池的正极材料。其电池反应式：

温馨提示 注意外加物质进入溶液或离子穿膜进入溶液使得溶液质量增加，气体离开溶液和离子离开某区质量减少。

变式3（2021广东卷16）钴（ Co）的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。图8为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是（

）。

A.工作时，I室和Ⅱ室溶液的pH均增大

B.生成1 mol Co，I室溶液质量理论上减少16 G

C.移除两交换膜后，石墨电极上发生的反应不变

D.电解总反应：D项正确。

答案：D

其中“膜”参与的计算：穿过隔膜的离子所带电荷与外电路的转移电子数相同。即转移l mol电子，假如是H+穿膜的话就是l mol穿膜，若是钙离子则是0.5 mol。

变式4 （2020全国卷I题12）科学家近年发明了一种新型Zn - CO，的水介质电池。电池示意如图10所示，电极为金属锌和选择性催化材料。放电时温室气体CO，被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是（

）。

点评本题解题的关键在于，关注图示中物质变化。尤其充电与放电时，正极处物质变化的特殊性。双极膜：双极性电渗析（ EDMB）双极膜是一种新型离子交换复合膜，它一般由阴离子交换树脂层和阳离子交换树脂层及中间界面亲水层组成，从膜外渗透人膜间的水分子即刻被解离成H+和OH-，并定向向两侧移动，作为H+和OH -供应源。

不难发现，通过“池一极一动”三字要诀，可清晰高效率地突破电化学的各类设问。这需要有扎实的基础，比如池、极是先决条件，这个判断错误，后续就没有机会。囿于篇幅，笔者优先对重点考查内容进行了例举分析，以期为广大学生提供解题方向。

（收稿日期：2021 - 12 - 27）