高考化学二轮专题复习电化学.doc

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电化学

（1）

1．（2017·全国卷Ⅰ）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

解析：

选C　依题意，钢管桩为阴极，电子流向阴极，阴极被保护，钢管桩表面腐蚀电流是指铁失去电子形成的电流，接近于0，铁不容易失去电子，A项正确；阳极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向阴极，B项正确；高硅铸铁作阳极，阳极上发生氧化反应，阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气，惰性辅助阳极不被损耗，C项错误；根据海水对钢管桩的腐蚀情况，增大或减小电流强度，D项正确。

2．（2017·全国卷Ⅱ）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．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===Al

D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动

解析：

选C　利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的Al2O3薄膜，即待加工铝质工件作阳极，A项正确；阴极与电源负极相连，对阴极电极材料没有特殊要求，可选用不锈钢网等，B项正确；电解质溶液呈酸性，阴极上应是H＋放电，阴极发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，C项错误；在电解过程中，电解池中的阴离子向阳极移动，D项正确。

3.（2016·全国卷Ⅰ）三室式电渗析法处理含Na2SO4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SO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SO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2H2O－4e－===O2＋4H＋，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

解析：

选B　A项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由于生成H＋，正极区溶液中阳离子增多，故中间隔室的SO向正极迁移，正极区溶液的pH减小。

B项负极区发生的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴离子增多，中间隔室的Na＋向负极迁移，故负极区产生NaOH，正极区产生H2SO4。

C项由B项分析可知，负极区产生OH－，负极区溶液的pH升高。

D项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，当电路中通过1mol电子的电量时，生成0.25molO2。

4．（2016·全国卷Ⅱ）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Mg－2e－===Mg2＋

B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag

C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移

D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg（OH）2＋H2↑

解析：

选B　Mg­AgCl电池的电极反应：

负极Mg－2e－===Mg2＋，正极2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－，A项正确，B项错误。

在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，C项正确。

Mg是活泼金属，能和H2O发生反应生成Mg（OH）2和H2，D项正确。

5．（2015·全国卷Ⅰ）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（　　）

A．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C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O

解析：

选A　图示所给出的是原电池装置。

A.有氧气反应的一极为正极，发生还原反应，因为有质子通过，故正极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，C6H12O6在微生物的作用下发生氧化反应，电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，负极上有CO2产生，故A不正确。

B.微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转移，故B正确。

C.质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故C正确。

D.正极的电极反应式为6O2＋24e－＋24H＋===12H2O，负极的电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，两式相加得电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，故D正确。

6.（2014·全国卷Ⅱ）2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。

下列叙述错误的是（　　）

A．a为电池的正极

B．电池充电反应为LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi

C．放电时，a极锂的化合价发生变化

D．放电时，溶液中Li＋从b向a迁移

解析：

选C　图示所给出的是原电池装置。

A.由图示分析，金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即b为负极，a为正极，故正确。

B.电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆反应，故正确。

C.放电时，a极为原电池的正极，发生还原反应的是Mn元素，锂元素的化合价没有变化，故不正确。

D.放电时为原电池，锂离子为阳离子，应向正极（a极）迁移，故正确。

7．（2017·海南高考）一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H＋。

下列叙述错误的是（　　）

A．Pd电极b为阴极

B．阴极的反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3

C．H＋由阳极向阴极迁移

D．陶瓷可以隔离N2和H2

解析：

选A　此装置为电解池，总反应式是N2＋3H2===2NH3，Pd电极b上是氢气发生氧化反应，即氢气失去电子化合价升高，Pd电极b为阳极，故A说法错误；根据A选项分析，Pd电极a为阴极，反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3，故B说法正确；根据电解池的原理，阳离子在阴极上放电，即有阳极移向阴极，故C说法正确；根据装置图，陶瓷可以隔离N2和H2，故D说法正确。

电化学是高考每年必考内容，主要题型是选择题，有时也会在非选择题中出现（如2015·全国卷ⅡT26、2014·全国卷ⅠT27），命制的角度有电极反应式的正误判断与书写，电池反应式的书写，正负极的判断，电池充、放电时离子移动方向的判断，电极附近离子浓度的变化，电解的应用与计算，金属的腐蚀与防护等。

同时通过陌生化学电源的装置图，考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力，也体现了对“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养考查。

1．原电池中正负极的判断

依据

正负极判断

依据构成原电池两极的电极材料判断

一般是较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极

依据原电池两极发生的变化判断

原电池的负极发生氧化反应；正极发生还原反应

依据电子流动方向或电流方向判断

电子由负极流向正极；电流由正极流向负极

依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断

阳离子向正极移动，阴离子向负极移动

依据原电池盐桥中离子的移动方向判断

阳离子向正极移动，阴离子向负极移动

2．电解池中阴阳极的判断

依据

阴阳极判断

根据所连接的外加电源判断

与直流电源正极相连的为阳极，与直流电源负极相连的为阴极

根据电子流动方向判断

电子从电源负极流向阴极，从阳极流向电源正极

根据电解池电解质溶液中离子的移动方向判断

阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动

根据电解池两极产物判断

一般情况下：

①阴极上的现象是析出金属（质量增加）或有无色气体（H2）放出；

②阳极上的现象是有非金属单质生成，呈气态的有Cl2、O2或电极质量减小（活性电极作阳极）

3．电解池的电极反应及其放电顺序

（1）阳离子在阴极上的放电顺序：

Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞……

（2）阴离子在阳极上的放电顺序：

S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞……

4．电解的四大类型及规律

类型

电极反应特点

实例

电解物质

电解液浓度

pH

电解液复原方法

电解水型

阴极：

4H＋＋4e－===2H2↑

阳极：

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

NaOH

H2O

增大

增大

加H2O

H2SO4

减小

Na2SO4

不变

电解电解质型

电解质的阴、阳离子分别在两极放电

HCl

电解质

减小

增大

通入HCl气体

CuCl2

—

加CuCl2

放H2生碱型

阴极：

放H2生成碱

阳极：

电解质阴离子放电

NaCl

电解质和水

生成新电解质

增大

通入HCl气体

放O2生酸型

阴极：

电解质阳离子放电阳极：

放O2生成酸

CuSO4

减小

加CuO

5．金属腐蚀与防护的方法

（1）金属腐蚀快慢程度的判断方法

（2）金属电化学保护的两种方法

1．新型电池的电极反应式

锌银电池

总反应：

Ag2O＋Zn＋H2O2Ag＋Zn（OH）2

正极：

Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－

负极：

Zn＋2OH－－2e－===Zn（OH）2

镍铁电池

总反应：

NiO2＋Fe＋2H2OFe（OH）2＋Ni（OH）2

正极：

NiO2＋2e－＋2H2O===Ni（OH）2＋2OH－

负极：

Fe－2e－＋2OH－===Fe（OH）2

高铁电池

总反应：

3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn（OH）2＋2Fe（OH）3＋4KOH

正极：

FeO＋3e－＋4H2O===Fe（OH）3＋5OH－

负极：

Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2

镍镉电池

总反应：

Cd＋2NiOOH＋2H2OCd（OH）2＋2Ni（OH）2

正极：

NiOOH＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－

负极：

Cd－2e－＋2OH－===Cd（OH）2

Mg­H2O2电池

总反应：

H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2＋＋2H2O

正极：

H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O

负极：

Mg－2e－===Mg2＋

Mg­AgCl电池

总反应：

Mg＋2AgCl===2Ag＋MgCl2

正极：

2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－

负极：

Mg－2e－===Mg2＋

钠硫电池

总反应：

2Na＋xS===Na2Sx

正极：

xS＋2e－===S

负极：

2Na－2e－===2Na＋

全钒液流电池

总反应：

VO＋2H＋＋V2＋V3＋＋VO2＋＋H2O

正极：

VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O

负极：

V2＋－e－===V3＋

锂­铜电池

总反应：

2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－

正极：

Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－

负极：

Li－e－===Li＋

锂离子电池

总反应：

Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋C6（x＜1）

正极：

Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2

负极：

LixC6－xe－===xLi＋＋C6

[归纳点拨]　

新型化学电源中电极反应式的书写方法

（1）书写步骤

（2）不同介质在电极反应式中的“去留”

中性溶液

反应物若是H＋得电子或OH－失电子，则H＋或OH－均来自于水的电离

酸性溶液

反应物或生成物中均没有OH－

碱性溶液

反应物或生成物中均没有H＋

水溶液

不能出现O2－

2．燃料电池的电极反应式（以CH3OH为例）

电池类型

导电介质

反应式

酸性燃料电池

H＋

总反应：

2CH3OH＋3O2===2CO2↑＋4H2O

正极：

O2＋4e－＋4H＋===2H2O

负极：

CH3OH－6e－＋H2O