D．电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶
液回到复合碳电极 解析：根据图示的电池结构，左侧VB2发生失电子的
反应生成VO
3－ 4
和B(OH)
－
4
，反应的电极方程式如题干所
示，右侧空气中的氧气发生得电子的反应生成OH－，
专题七 电化学基础
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反应的电极方程式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，电池的总
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C．Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极
D．该电池是以Na­β­Al2O3为隔膜的二次电池
解析：根据电池反应：2Na＋xS
放电 充电
Na2Sx可知，放
电时，钠作负极，发生氧化反应，电极反应为：Na－ e－===Na＋，硫作正极，发生还原反应，电极反应为xS＋
2Na＋＋2e－===Na2Sx，据此分析。A项，Na2S4属于离子 化合物，4个硫原子间形成三对共用电子对，电子式为
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
解析：由生物燃料电池的示意图可知，左室电极为 燃料电池的负极，MV＋在负极失电子发生氧化反应生成 MV2＋，电极反应式为MV＋－e－===MV2＋，放电生成的 MV2＋在氢化酶的作用下与H2反应生成H＋和MV＋，反应
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的方程式为H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋；右室电极为燃 料电池的正极，MV2＋在正极得电子发生还原反应生成 MV＋，电极反应式为MV2＋＋e－===MV＋，放电生成的 MV＋与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2＋，反应 的方程式为N2＋6H＋＋6MV＋===6MV2＋＋2NH3，电池工 作时，氢离子通过交换膜由负极向正极移动。A项，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
高，负极消耗OH－使负极区OH－浓度减小pH降低，错误；
C项，根据分析，电池的总反应为4VB2＋11O2＋20OH－＋
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6H2O===8B(OH)
－
4
＋4VO
3－ 4
，正确；D项，电池中，电子由
VB2电极经负载流向复合碳电极，电流流向与电子流向相
反，则电流流向为复合碳电极→负载→VB2电极→KOH溶
答案:C
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电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸，近几年 全国卷高考试题中均涉及电化学基础，命题在继续加强 基本知识考查的基础上，更加注重了试题题材的生活 化、实用化、情境化，同时也加强了不同知识间的相互 渗透与融合，试题的背景较为新颖，侧重考查分析判 断、获取信息解答问题及计算能力。题型有以新型电池 为背景的选择题和以电极反应式书写为主的填空题，通 常考查的知识点是从闭合回路的形成角度分析原电池、
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电能，故可提供电能，正确；B项，左室为负极区不是 阴极区，MV＋在负极失电子发生氧化反应生成MV2＋， 电极反应式为MV＋－e－===MV2＋，放电生成的MV2＋在 氢化酶的作用下与H2反应生成H＋和MV＋，反应的方程 式为H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋，错误；C项，右室为 正极区，MV2＋在正极得电子发生还原反应生成MV＋， 电极反应式为MV2＋＋e－===MV＋，放电生成的MV＋与N2 在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2＋，正确；D项， 电池工作时，氢离子(即质子)通过交换膜由负极向正极 移动，正确。
专题七 电化学基础
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1．(2020·全国卷Ⅰ)科学家近年发明了一种新型 Zn-CO2水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌和 选择性催化材料，放电时，温室气体CO2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( )
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(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===2CO23－。
液→复合碳电极，正确。
答案：B
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3．(2020·天津卷)熔融钠—硫电池性能优良，是具有 应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2Na＋xS 放电
充电 Na2Sx(x＝5～3，难溶于熔融硫)。下列说法错误的是( )
A．Na2S4的电子式为 B．放电时正极反应为xS＋2Na＋＋2e－===Na2Sx
起隔离作用，提高能量的转化效率；平 盐桥的作用
衡溶液中的电荷；构成闭合回路
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2.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。
，正确；B项，放电时发生
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的是原电池反应，正极发生还原反应，电极反应为xS＋ 2Na＋＋2e－===Na2Sx，正确；C项，放电时，Na为电池 的负极，正极为硫单质，错误；D项，放电时，该电池 是以钠作负极，硫作正极的原电池；充电时，是电解 池，Na­β­Al2O3为隔膜，起到电解质溶液的作用，该电 池为二次电池，正确。
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电解池的工作原理，电极的判断，电极反应式的书写， 电子的转移或电流的方向和溶液中离子的移动方向的判 断，溶液pH的变化，离子交换膜作用，有关计算，理解 原电池和电解池原理的实际应用等，难度一般偏大。解 题时要求掌握“结合反应原理，根据元素化合价变化， 正确判断电极发生的反应和书写电极反应方程式”的方 法。
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Hale Waihona Puke 3．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。一般是氧气作氧化剂，可燃物作还原剂。根据电 池的基本原理可知，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。
反应方程式为4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O=== 8B(OH)－4 ＋
4VO
3－ 4
，据此分析。A项，当负极通过0.04
mol电子时，正
极也通过0.04 mol电子，根据正极的电极方程式，通过0.04
mol电子消耗0.01 mol氧气，在标准状况下为0.224 L，正
确；B项，反应过程中正极生成大量的OH－使正极区pH升
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(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。
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(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；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。
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A．放电时，负极反应为Zn－2e－＋4OH－===
Zn(OH)24－ B．放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电
子数为2 mol
C．充电时，电池总反应为2Zn(OH)24－===2Zn＋ O2↑＋4OH－＋2H2O
D．充电时，正极溶液中OH－浓度升高 解析：由题可知，放电时，CO2转化为HCOOH，即
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(2019·全国卷Ⅰ)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，示意图如下所示。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
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1．工作原理(以锌铜原电池为例)
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电极名称
负极
正极
电极材料