高考化学二轮选择题增分策略第一篇命题区间五电化学基础学案.docx

1、高考化学二轮选择题增分策略第一篇命题区间五电化学基础学案命题区间五电化学基础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如图Zn|H2SO4|Cu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(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：根据电荷守恒、原

2、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。题组一原理的理解1锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，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(SO)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C解析A项，由锌的活泼性大

3、于铜，可知铜电极为正极，在正极上Cu2得电子发生还原反应生成Cu，错误；B项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的 c(SO)不变，错误；C项，在乙池中Cu22e=Cu，同时甲池中的Zn2通过阳离子交换膜进入乙池中，由于M(Zn2)M(Cu2)，故乙池溶液的总质量增加，正确；D项，阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn2通过交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过交换膜的，错误。2(2017青岛二模)Zn-ZnSO4-PbSO4-Pb电池装置如图，下列说法错误的是()ASO从右向左迁移B电池的正极反应为Pb22e=PbC左边ZnSO4浓度增大，右边ZnSO

4、4浓度不变D若有6.5 g锌溶解，有0.1 mol SO通过离子交换膜答案B解析装置左侧电极为负极，右侧电极为正极，阴离子移向负极，即SO从右向左迁移，A项正确；电池的正极反应式为PbSO42e=PbSO，B项错误；负极反应式为Zn2e=Zn2，产生ZnSO4，左边ZnSO4浓度增大，右边ZnSO4浓度不变，C项正确；6.5 g锌溶解，转移0.2 mol e，电解液中有0.2 mol负电荷通过离子交换膜，即有0.1 mol SO通过离子交换膜，D项正确。3(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

5、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(OH)2H2解题思路答案B解析根据题意，Mg|海水|AgCl电池总反应式为Mg2AgCl=MgCl22Ag。A项，负极反应式为Mg2e=Mg2，正确；B项，正极反应式为2AgCl2e=2Cl 2Ag，错误；C项，对原电池来说，阴离子由正极移向负极，正确；D项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2，正确。题组二新型化学电源的分析4(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(

6、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0.02 mol电子，负极材料减重0.14 gC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的量越多答案D解析A项，原电池电解质中阳离子移向正极，根据全固态锂硫电池工作原理图示中Li移动方向可知，电极a为正极，正极发生还原反应，由总反应可知正极依次发生S8Li2S8Li2S6Li2S4Li2S2的还原反应，正确；B项，电池工作时负极电极方程式为Lie=Li，当外电路中流过0.02 mol电子时，负极消耗的Li的物质的量为0.02 mol，其质量为

7、0.14 g，正确；C项，石墨烯具有良好的导电性，故可以提高电极a的导电能力，正确；D项，电池充电时为电解池，此时电解总反应为8Li2Sx16LixS8(2x8)，故Li2S2的量会越来越少，错误。5(2018全国卷，12)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO24Na 2Na2CO3C。下列说法错误的是()A放电时，ClO向负极移动B充电时释放CO2，放电时吸收CO2C放电时，正极反应为3CO24e=2COCD充电时，正极反应为Nae=Na答案D解析根据电池的总反应知，放电时

8、负极反应：4Na4e=4Na正极反应：3CO24e=2COC充电时，阴(负)极：4Na4e=4Na阳(正)极：2COC4e=3CO2放电时，ClO向负极移动。根据充电和放电时的电极反应式知，充电时释放CO2，放电时吸收CO2。6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解题思路结合原电池结构，明确原电池的工作

9、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B解析因为原电池放电时，阳离子移向正极，所以Li透过固体电解质向Cu极移动，A正确；由总反应方程式可知Cu2O中Cu元素化合价降低，被还原，正极反应式应为Cu2OH2O2e=2Cu2OH，B错误；放电过程为2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH，可知通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O，C正确；由C项分析知，Cu先与O2反应生成Cu2O，放电时Cu2O重新生成Cu，则整个反应过程中，Cu相当于催化剂，O2为氧化剂，D正确。解答新型化学电源的步骤(1)判断电池类型确认电池原理核实电子、离子移动

10、方向。(2)确定电池两极判断电子、离子移动方向书写电极反应和电池反应。(3)充电电池放电时为原电池失去电子的为负极反应。(4)电极反应总反应离子方程式减去较简单一极的电极反应式另一电极反应式。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如图电解CuCl2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”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，

11、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

12、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。题组一电解原理的理解1(2018全国卷，13)最近我国科学家设计了一种CO2H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下所示，其中电极分别为ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：EDTA-Fe2e=EDTA-Fe32EDTA-Fe3H2S=2HS2EDTA-Fe2该装置工作时，下列叙述错误的是()A阴极的电极反应：CO22H2e=COH2OB协同转化总反应：CO2H

13、2S=COH2OSC石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D若采用Fe3/Fe2取代EDTA-Fe3/EDTA-Fe2，溶液需为酸性答案C解析由题中信息可知，石墨烯电极发生氧化反应，为电解池的阳极，则ZnO石墨烯电极为阴极。阳极接电源正极，电势高，阴极接电源负极，电势低，故石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的高，C项错误；由题图可知，电解时阴极反应式为CO22H2e=COH2O，A项正确；将阴、阳两极反应式合并可得总反应式为CO2H2S=COH2OS，B项正确；Fe3、Fe2只能存在于酸性溶液中，D项正确。2(2018长春一模)铝表面在空气中天然形成的氧化膜耐磨性和抗蚀性不够强，控制一定的条件，用如图

14、所示的电化学氧化法，可在铝表面生成坚硬的氧化膜。下列有关叙述正确的是()A阴极上有金属铝生成B电极A为石墨，电极B为金属铝COH在电极A上放电，有氧气生成D阳极的电极反应式为：2Al6e3H2O=Al2O36H答案D解析根据原电池装置和题目信息可知电解总反应为：2Al3H2OAl2O33H2，电解质为硫酸溶液，氢氧根离子不可能参加反应，阳极反应为：2Al3H2O6e=Al2O36H，阴极反应为：6H6e=3H2。3甲、乙为惰性电极，根据如图判断，下列说法正确的是()A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0.1 mol电子转移时，乙电极产生1.12 L气体D图中b为阴离子交

15、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答案D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。题组二电解原理的应用4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()Ab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1 mol Cu2O，理论上有2 mol OH从离子交换膜左侧向右侧迁移答案C解析A项，铜为阳极，钛为阴极，阴极与负极相连，所以b极为负极，不符合题意；B项，铜极上发生氧化反应生成氧化亚铜，不符合题意；C项，钛极的电极反应

16、式为2H2O2e=2OHH2，符合题意；D项，左侧生成OH，右侧消耗OH，且每生成1 mol Cu2O时，消耗2 mol OH，为维持电荷平衡，则理论上有2 mol OH从离子交换膜左侧向右侧迁移，不符合题意。5用粗硅作原料，熔融盐电解法制取硅烷原理如图。下列叙述正确的是()A电源的B极为负极B可选用石英代替粗硅C电解时，熔融盐中Li向粗硅移动D阳极反应：Si4H4e=SiH4答案D解析根据该装置图，该装置为电解池，总反应为：Si2H2=SiH4。H2生成H，发生还原反应，Si发生氧化反应。根据电解池原理，阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应，故通入H2的那一极是阴极，故A是负极，B是正极，故A

17、项错误；阳极粗硅失电子，若换成石英，即SiO2，SiO2中Si已经是4价，无法再失电子，故B项错误；电解时，熔融盐中Li向阴极移动，故C项错误；阳极粗硅生成SiH4，故电极反应为：Si4H4e=SiH4，故D项正确。6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D解析A项，阴极上还会析出氢气，发生的电极反应还有2H2O2e=2OHH2，错误；B项，利用电解原理在合金表面镀铜，是将电能转化为化学能，错误；C项，合金作

18、阴极，铜作阳极，错误；D项，阳极反应式为HCHO2e3OH=HCOO2H2O，OH向阳极迁移，并在阳极上发生反应，正确。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(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。(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(1)可充电电池有充电

19、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”类电池的解题流程题组一金属的腐蚀与防护12018年4月12日，我国海军首次在南海进行海上阅兵。为了保护舰艇(主要是钢合金材料)，在舰体表面镶嵌金属块(R)。下有关说法不正确的是()A这种保护舰体的方法叫做牺牲阳极的阴极保护法B金

20、属块R可能是镁或锌C海水呈弱碱性，舰艇在海水中易发生析氢腐蚀D正极反应式为O22H2O4e=4OH答案C解析在舰体表面镶嵌金属块(R)，这种保护方法利用原电池原理，需要金属块R比铁活泼，R作负极，钢铁作正极，这种方法叫做牺牲阳极的阴极保护法，故A项正确；金属块R比铁活泼，可能是镁或锌，故B项正确；在弱碱性海水中主要发生吸氧腐蚀，在酸性溶液中才会发生析氢腐蚀，故C项错误；吸氧腐蚀的正极上发生还原反应，电极反应式为O22H2O4e=4OH，故D项正确。2(2018北京，12)验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成

21、蓝色沉淀下列说法不正确的是()A对比，可以判定Zn保护了FeB对比，K3Fe(CN)6可能将Fe氧化C验证Zn保护Fe时不能用的方法D将Zn换成Cu，用的方法可判断Fe比Cu活泼答案D解析K3Fe(CN)6可将单质铁氧化为Fe2，Fe2与K3Fe(CN)6生成蓝色沉淀，附着在Fe表面，无法判断铁比铜活泼，D错；实验中加入K3Fe(CN)6，溶液无变化，说明溶液中没有Fe2；实验中加入K3Fe(CN)6生成蓝色沉淀，说明溶液中有Fe2，A对；对比可知，中K3Fe(CN)6可将Fe氧化成Fe2，Fe2再与K3Fe(CN)6反应生成蓝色沉淀，B对；由以上分析可知，验证Zn保护Fe时，可以用做对比实验

22、，C对。3在远洋轮船与接触海水的船侧和船底镶嵌一些金属M，以提高船体的抗腐蚀能力。下列说法不正确的是()A金属M宜选择化学性质比铁稳定的银、铜等B金属M发生氧化反应C海水pH一般为7.5，正极反应为O24e2H2O=4OHD上述方法为牺牲阳极的阴极保护法答案A解析建造船体的主要材料是钢铁，船体与弱碱性的海水接触时会发生钢铁的吸氧腐蚀，为了保护船体免受海水的腐蚀，可在与海水接触的船侧和船底镶嵌一些比铁活泼的镁、锌等金属，使活泼金属、船体与海水构成原电池，镁、锌等活泼金属发生氧化反应，船体上发生还原反应(O24e2H2O=4OH)，使船体得到保护，该方法为牺牲阳极的阴极保护法，A项错误。题组二二次

23、电池的充电与放电4某学习小组设计如图所示实验装置，利用氢镍电池为钠硫电池充电。已知氢镍电池放电时的总反应式为NiO(OH)MH=Ni(OH)2M。下列说法正确的是()Aa极为氢镍电池的正极B氢镍电池的负极反应式为MHOH2e=MH2OC充电时，Na通过固体Al2O3陶瓷向M极移动D充电时，外电路中每通过2 mol电子，N极上生成1 mol S单质答案C解析利用氢镍电池为钠硫电池充电时，氢镍电池为直流电源，钠硫电池放电时，活泼金属Na在负极失电子，故M极为负极，充电时M极作阴极，故a极为氢镍电池的负极，A项错误；由氢镍电池的总反应式知，负极的电极反应式为MHOHe=MH2O，B项错误；充电时，阳

24、离子向阴极移动，C项正确；充电时，N极的电极反应式为S2e=xS，故充电时，外电路中每通过2 mol电子，N极上生成x mol S单质，D项错误。5(2018全国卷，11)一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li在多孔碳材料电极处生成Li2O2x(x0或1)。下列说法正确的是()A放电时，多孔碳材料电极为负极B放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C充电时，电解质溶液中Li向多孔碳材料区迁移D充电时，电池总反应为Li2O2x=2Li(1)O2答案D解析由题意知，放电时负极反应为4Li4e=4Li，正极反应为(2x)O24Li4e=2Li2O2x(x0或1)，电池总反应为(1

25、)O22Li=Li2O2x。充电时的电池总反应与放电时的电池总反应互为逆反应，故充电时电池总反应为Li2O2x=2Li(1)O2，D项正确；该电池放电时，金属锂为负极，多孔碳材料为正极，A项错误；该电池放电时，外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极，B项错误；该电池放电时，电解质溶液中Li向多孔碳材料区迁移，充电时电解质溶液中的Li向锂材料区迁移，C项错误。6磷酸铁锂电池具有高效率输出、可快速充电、对环境无污染等优点，其工作原理如图所示。M电极是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li的高分子材料，隔膜只允许Li通过，电池反应式为LixC6Li1xFePO4LiFePO

26、46C。下列说法正确的是()A放电时Li从右边移向左边B放电时M是负极，电极反应式为Cxe=6CC充电时电路中通过0.5 mol电子，消耗36 g CD充电时N极连接电源的正极，电极反应式为LiFePO4xe=Li1xFePO4xLi答案D解析根据电池反应式，得出LixC6作负极，Li1xFePO4作正极，依据原电池的工作原理，阳离子向正极移动，即从左向右移动，A项错误；根据A选项分析，M为负极，其电极反应式为LixC6xe=xLi6C，B项错误；充电时，阴极反应式xLi6Cxe=LixC6，通过0.5 mol电子，消耗 g的C，C项错误；充电时，N极连接电源的正极，作阳极，电极反应式是电池正

27、极反应式的逆过程，即LiFePO4xe=Li1xFePO4xLi，D项正确。题组三多池连接装置的分析7已知H2O2是一种弱酸，在强碱溶液中主要以HO的形式存在。已知：AlH2O2碱性燃料电池的总反应为2Al3NaHO2=2NaAlO2NaOHH2O。以AlH2O2燃料电池电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制备氢气(电解池中隔膜仅阻止气体通过，c、d均为惰性电极)。下列说法不正确的是()A电极a发生的反应为Al4OH3e=AlO2H2OB电极b是正极，且反应后该电极区的pH增大C电解过程中，电子的流向为abcdD电解时，消耗2.7 g Al，则产生标准状况下的氮气1.12 L答案C解析a为负极，

28、电极反应为Al4OH3e=AlO2H2O。b为正极，电极反应可由总反应负极反应得到，所以b极反应为3HO6e3H2O=9OH，反应后溶液的pH增大，A、B两项正确；根据上述分析，a为负极，故电子流向为ad，cb，C项错误；由CO(NH2)2N2，可知每生成1 mol N2，转移6 mol电子，需要消耗2 mol Al，故消耗2.7 g (0.1 mol)Al时，转移0.3 mol 电子，生成0.05 mol N2，换算成标准状况下的体积为1.12 L，D项正确。8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。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Bb电极的电极反应式为O24e=2O2Cd电极的电极反应式为Cu22e=CuDc电极质量变化128 g时，理论消耗标准状况下的空气约为112 L答案B解析由题图信息可知，甲为乙中的电解提供能量，A项不符合题意；水溶液中不可能存在O2，B项符合题意；d电极与负极相连，发生还原反应，生成Cu，C项不符合题意；铜质量减少128 g，减少的物质的量为2 mol，故转移 4 mol电子，由N2H4O2=N22H2O可知，N元素的化合价由2升高到0，故转移4 mol电子时，参与反应的O2的物质的量为1 mol，即消耗空气的物质的量约为