刘紧娥, 孔德坤
电化学原理是中学化学的核心知识之一.该类试题常以复杂、陌生、新颖的科学研究内容为情境载体,以装置图或流程题为试题载体考查电化学相关知识,侧重考查学生“理解与辨析”和“分析与推理”的关键能力.本文主要整理“电化学”核心主干知识模型,并解析部分真题进一步建构解题思维模型.
一、原电池、电解池、可充电电池和“膜”电池核心主干知识模型
1. 原电池模型与原理
如图1所示.
2. 电解池模型与原理
如图2所示.
3. 可充电电池(二次电池)模型与原理
如图3所示.
4. 电极反应式书写思维模型
如图4所示.
5. 含“离子交换膜”的电化学装置思维模型
如图5所示.
6.“串联”类装置的思维模型
如图6所示.
二、电化学基础模型的应用
1.“原电池模型”在高考真题中的应用
例题1 (2023·山东卷)利用热再生氨电池可实现CuSO4电镀废液的浓缩再生.电池装置如图7所示,甲、乙两室均预加相同的CuSO4电镀废液,向甲室加入足量氨水后电池开始工作.下列说法正确的是.
A.甲室Cu电极为正极
B.隔膜为阳离子膜
C.电池总反应为
Cu2++4NH3==[Cu(NH3)4]2+
D.NH3扩散到乙室将对电池电动势产生影响
解析思维模型如下:
答案:CD
2.“串联”电池模型在高考真题中的应用
例题2 (2022年山东卷)设计如图8所示装置回收金属钴.保持细菌所在环境pH稳定,借助其降解乙酸盐生成CO2,将废旧锂离子电池的正极材料LiCoO2(s)转化为Co2+,工作时保持厌氧环境,并定时将乙室溶液转移至甲室.已知电极材料均为石墨材质,右侧装置为原电池.下列说法正确的是.
A.装置工作时,甲室溶液pH逐渐增大
B.装置工作一段时间后,乙室应补充盐酸
C.乙室电极反应式为
D.若甲室Co2+减少200 mg,乙室Co2+增加300mg,则此时已进行过溶液转移
解析思维模型如下:
答案:BD
3.“储能”电池模型在高考真题中的应用
例题3 (2022年辽宁卷)某储能电池原理如图9所示.下列说法正确的是.
A.放电时负极反应:
B.放电时Cl透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移
C.放电时每转移1 mol电子,理论上CCl4吸收0.5 mol Cl2
D.充电过程中,NaCl溶液浓度增大
解析思维模型如下:
答案:A
