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1、专题六电化学基础第一篇 高考选择题满分策略真题调研洞察规律角度一原电池原理和化学电池栏目索引角度二电解原理及应用角度三电化学原理的综合判断真题调研洞察规律1.(2017全国卷，11)支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整答案解析2312.(2017全国卷，11)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一
2、般为H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是 A.待加工铝质工件为阳极B.可选用不锈钢网作为阴极C.阴极的电极反应式：Al33e=AlD.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动答案解析2313.(2017全国卷，11)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是A.电池工作时，正极可发生反应：2Li2S62Li2e=3Li2S4B.电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14gC.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D.电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多
3、答案解析231角度一原电池原理和化学电池1.构建原电池模型，类比分析原电池工作原理构建原电池模型，类比分析原电池工作原理高考必备构建如图ZnCuH2SO4原电池模型，通过类比模型，结合氧化还原反应知识(如：化合价的变化、得失电子情况等)，能迅速判断原电池的正、负极，弄清楚外电路中电子的移动情况和内电路中离子的移动情况，准确书写电极反应式和电池总反应式，掌握原电池的工作原理。2.化学电源中电极反应式书写的思维模板化学电源中电极反应式书写的思维模板(1)明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物。(2)确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物。(3)配平
4、：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。注意H在碱性环境中不存在；O2在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H，生成H2O，在中性或碱性环境中结合H2O，生成OH；若已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得较难写出的另一极的电极反应式。3.有关原电池解题的思维路径有关原电池解题的思维路径例例1(2016全国卷，11)MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是 A.负极反应式为Mg2e=Mg2B.正极反应式为Age=AgC.电池放电时Cl由正极向负极迁移D.负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(
5、OH)2H2典例剖析答案解析解题思路例例2锂铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，其中放电过程为2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH，下列说法错误的是A.放电时，Li透过固体电解质向Cu极移动B.放电时，正极的电极反应式为O22H2O4e=4OHC.通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2OD.整个反应过程中，氧化剂为O2解解题题思思路路结合原电池结构，明确原电池的工作原理，结合总反应方程式判断电极及电极反应式是解本题的关键。解答时注意结合装置图和题干信息分析判断。答案解析解题思路经典精练1.锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳
6、离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后，甲池的c()减小C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D.阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡答案解析23145672.微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是答案解析2314567A.正极反应中有CO2生成B.微生物促进了反应中电子的转移C.质子通过交换膜从负极区移向正极区D.电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O3.锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质L
7、iClO4溶于混合有机溶剂中，Li通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。下列有关说法正确的是答案解析2314567A.外电路的电流方向是由a极流向b极B.电池正极反应式为MnO2eLi=LiMnO2C.可用水代替电池中的混合有机溶剂D.每转移0.1mol电子，理论上消耗Li的质量为3.5g解析解析Li是负极，MnO2是正极，且Li是活泼金属，能与水直接反应。4.一种熔融碳酸盐燃料电池原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是2314567A.反应CH4H2O3H2CO，每消耗1molCH4转移12mol电子B.电极A上H2参与的电极反应为H22OH2e=2H2OC.电池工作时，向电
8、极B移动D.电极B上发生的电极反应为O22CO24e=2答案解析新题预测新题预测5.科学家设想，N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示。下列说法不正确的是 A.通入N2的电极发生的电极反应式为N26e8H=B.反应过程中溶液的pH会变大，故需要加入盐酸C.该电池外电路电流从通入H2的电极流向通入N2的电极D.通入H2的电极为负极，A为NH4Cl答案解析2314567A.石墨电极作正极，发生还原反应B.铂电极的电极反应式：C8H1816H2O50e=8CO250HC.H由质子交换膜左侧向右侧迁移D.每消耗5.6LO2，电路中通过
9、1mol电子6.为了强化安全管理，某油库引进一台空气中汽油含量的测量仪，其工作原理如图所示(用强酸性溶液作电解质溶液)。下列说法不正确的是 答案解析2314567A.放电时，Li向负极移动B.充电时，阳极质量减小，阴极质量增加C.放电时，正极的电极反应为10e=6S2D.可用LiCl水溶液代替聚合物电解质7.最新发明的一种有望用在电动汽车上的锂硫电池装置如图所示，用有机聚合物作电解质，已知放电时电池反应为Li2S610Li=6Li2S。下列说法正确的是 答案解析2314567角度二电解原理及应用1.构建电解池模型，类比分析电解基本原理构建电解池模型，类比分析电解基本原理高考必备构建如图电解Cu
10、Cl2溶液模型，通过类比模型，结合氧化还原反应知识(如：化合价的变化、得失电子情况等)，能迅速判断电解池的阴、阳极，弄清楚外电路中电子的移动情况和内电路中离子的移动情况，准确判断离子的放电顺序并书写电极反应式和电解总反应式，掌握电解基本原理。2.“六点六点”突破电解应用题突破电解应用题(1)分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极的反应为“阳氧阴还”。(2)剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。(3)注意放电顺序。(4)书写电极反应式，注意得失电子守恒。(5)正确判断产物阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解(注意：铁作阳极
11、溶解生成Fe2，而不是Fe3)；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S2IBrClOH(水)含氧酸根F。阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：AgHg2Fe3Cu2HPb2Fe2Zn2H(水)Al3Mg2Na。(6)恢复原态措施电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。典例剖析例例1(2016全国卷，11)三室式电渗析法处理含Na2SO4
12、废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na和可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是 A.通电后中间隔室的离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C.负极反应为2H2O4e=O24H，负极区溶液pH降低D.当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成答案思维导图解析例例2用下图所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时，控制溶液pH为910，CN与阳极产生的ClO反应生成无污染的气体，下列说法不正确的是 答案A.用石墨作阳极，铁作阴极B.
13、阳极的电极反应式为Cl2OH2e=ClOH2OC.阴极的电极反应式为2H2O2e=H22OHD.除去CN的反应：2CN5ClO2H=N22CO25ClH2O解析经典精练1.根据如图判断，下列说法正确的是 答案解析231456A.甲电极附近溶液pH会升高B.甲极生成氢气，乙极生成氧气C.当有0.1mol电子转移时，乙电极产生1.12L气体D.图中b为阴离子交换膜、c为阳离子交换膜，利用该装置可以制硫酸和氢氧化钠解析解析甲为阳极，放氧生酸，电极附近H浓度增大；乙为阴极，产生H2；C项未指明标准状况，错。2.观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是A.装置中阳极上析出红色固体B.装置的待镀铁制品应与
14、电源正极相连C.装置中外电路电子由a极流向b极D.装置中所连的X是外接电源的正极答案231456解析3.工业上可利用下图所示电解装置吸收和转化SO2(A、B均为惰性电极)。下列说法正确的是 A.A电极接电源的正极B.A极区溶液的碱性逐渐增强C.本装置中使用的是阴离子交换膜D.B极的电极反应式为SO22e2H2O=4H答案解析231456新题预测新题预测4.储氢合金表面镀铜过程中发生的反应为Cu22HCHO4OH=CuH22H2O2HCOO。下列说法正确的是 A.阴极发生的电极反应只有Cu22e=CuB.镀铜过程中化学能转变为电能C.合金作阳极，铜作阴极D.电镀过程中OH向阳极迁移答案解析231
15、4565.纳米氧化亚铜在制作陶瓷等方面有广泛应用。利用电解的方法可得到纳米Cu2O，电解原理如图所示。下列有关说法不正确的是A.b极为负极B.铜极的电极反应式为2Cu2e2OH=Cu2OH2OC.钛极附近逸出O2D.每生成1molCu2O，理论上有2molOH从离子交换膜左侧向右侧迁移答案231456解析6.常温下，将物质的量浓度相等的CuSO4溶液和NaCl溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液的pH随时间t的变化曲线如图所示。下列说法中不正确的是 答案231456A.A点对应溶液pH小于7，因为Cu2水解使溶液显酸性B.整个电解过程中阳极先产生Cl2，后产生O2C.BC段对
16、应的电解过程阳极产物是Cl2D.CD段对应的电解过程电解的物质是水解析角度三电化学原理的综合判断1.金属腐蚀原理及防护方法总结金属腐蚀原理及防护方法总结(1)常见的电化学腐蚀有两类：形成原电池时，金属作负极，大多数是吸氧腐蚀；形成电解池时，金属作阳极。高考必备(2)金属防腐的电化学方法：原电池原理牺牲阳极的阴极保护法：与较活泼的金属相连，较活泼的金属作负极被腐蚀，被保护的金属作正极。注意：此处是原电池，牺牲了负极保护了正极，但习惯上叫做牺牲阳极的阴极保护法。电解池原理外加电流的阴极保护法：被保护的金属与电池负极相连，形成电解池，作阴极。2.可充电电池的反应规律可充电电池的反应规律(1)可充电电
17、池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。(2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应、放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆反应。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。(3)可充电电池充电时原负极必然要发生还原反应(生成原来消耗的物质)，即作阴极，连接电源的负极；同理，原正极连接电源的正极，作阳极。简记为负连负，正连正。3.“串联串联”类电池的解题流程类电池的解题流程例例1(2016全国卷，11)锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池 的 电 解 质 溶 液 为 KOH溶 液，反 应 为 2Zn O2 4OH 2H2O=。下列说法正确的是 A.
18、充电时，电解质溶液中K向阳极移动B.充电时，电解质溶液中c(OH)逐渐减小C.放电时，负极反应为Zn4OH2e=D.放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L(标准状况)典例剖析答案解析解题思路例例2(2016北京理综，12)用石墨电极完成下列电解实验。实验一实验二装置现象a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生下列对实验现象的解释或推测不合理的是 A.a、d处：2H2O2e=H22OHB.b处：2Cl2e=Cl2C.c处发生了反应：Fe2e=Fe2D.根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜答案解析解题思路1.某同学组装了如图所示的
19、电化学装置。电极为Al，其他电极均为Cu，则 答案解析经典精练231456A.电流方向：电极电极B.电极发生还原反应C.电极逐渐溶解D.电极的电极反应：Cu22e=Cu7答案解析2314562.如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有足量饱和NaCl溶液的U形管中。下列分析正确的是 A.K1闭合，铁棒上发生的反应为2H2e=H2B.K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高C.K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法D.K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.001mol气体7A.甲装置是牺牲阳极的阴极保护法B.乙装置是牺牲阳极的阴极保护法C.一段时间后甲、乙装置中pH均增大D.
20、甲、乙装置中铁电极的电极反应式均为2H2e=H23.对如图装置(铁的防护)的分析正确的是 答案解析23145674.某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是 A.放电时，Li在电解质中由负极向正极迁移B.放电时，负极的电极反应式为LixC6xe=xLiC6C.充电时，若转移1mole，石墨(C6)电极将增重7xgD.充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi答案解析2314567新题预测新题预测5.一种高能纳米级Fe3S4和镁的二次电池，其工作原理为Fe3S44Mg3F
21、e4MgS，装置如图所示。下列说法不正确的是 答案解析231456A.放电时，镁电极为负极B.放电时，正极的电极反应式为Fe3S48e=3Fe4S2C.充电时，阴极的电极反应式为MgS2e=MgS2D.充电时，S2通过阴离子交换膜从左侧向右侧迁移76.肼(分子式为N2H4，又称联氨)具有可燃性，在氧气中完全燃烧生成氮气，可用作燃料电池的燃料。231456答案解析由题图信息可知下列叙述不正确的是 A.甲为原电池，乙为电解池B.b电极的电极反应式为O24e=2O2C.d电极的电极反应式为Cu22e=CuD.c电极质量变化128g时，理论消耗标准状况下的空气约为112L77.在城市地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁或城铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起金属管道、铁轨的腐蚀，原理简化如图所示。则下列有关说法中不正确的是 A.原理图可理解为两个串联电解装置B.溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后变为灰绿色C.溶液中铁丝左端的电极反应式为Fe2e=Fe2D.地下管道被腐蚀，不易发现，也不便维修，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)答案解析2314567本课结束