高考化学 艺体生百日冲刺 专题七 电化学讲练.docx

1、高考化学 艺体生百日冲刺 专题七 电化学讲练专题七 电化学【命题趋势探秘】命题规律考查内容原电池原理及应用电解池原理及应用金属的电化学腐蚀与防护考查热度考查题型选择题、填空题选择题、填空题选择题、填空题所占分值6分8分6分命题趋势电化学的考查从题型来看主要是选择题的形式出现，近年来在非选择题中与其他知识综合在一起考查的力度增大。考查的重点是原电池和电解池的工作原理、电极方程式的书写与判断、电解产物的判断、金属的腐蚀与防护等。新型电池的分析、电化学原理有关的设计与探究更是新课程高考命题热点。【高频考点聚焦】考点1原电池原理及应用【基础知识梳理】1概念把化学能转化为电能的装置。2工作原理以锌铜原电

2、池为例电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn2e=Zn2Cu22e=Cu反应类型氧化反应还原反应电子流向由Zn沿导线流向Cu盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K移向正极，Cl移向负极3原电池的构成条件(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：电解质溶液；两电极直接或间接接触；两电极插入电解质溶液。【核心考点讲练】原电池的原理在解题中常见的几种应用1应用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁

3、桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。2设计制作化学电源(1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。(2)根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。3比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。4加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。【典例1】 ( 2011海南，12改编)根据下图，下列判断中正确的是 ()A烧杯a中的溶液pH升高B烧杯b中发生还原反应C烧杯a中发生的反应为2H2e=H2D烧杯b中

4、发生的反应为2Cl2e=Cl2解析由题给原电池装置可知，电子经过导线，由Zn电极流向Fe电极，则O2在Fe电极发生还原反应：O22H2O4e=4OH，烧杯a中c(OH)增大，溶液的pH升高。烧杯b中，Zn发生氧化反应：Zn2e=Zn2。答案A【技巧点拨】电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。【典例2】（2014海南单科化学卷）下列有关叙述正确的是 A碱性锌锰电池中，MnO2是催化剂 B银锌纽扣电池工作时，Ag2O被还原为Ag C放电时，铅酸蓄电池中硫酸浓度不断增大 D电镀时，待镀的金属制品表面发生还原反应解析：A、由碱性锌锰电池的总反应：Zn+2

5、MnO2+2H2O2MnOOH+Zn（OH）2，可知正极MnO2得电子被还原，A错误；B、银锌纽扣电池由锌粉作负极、氧化银作正极和氢氧化钾溶液构成电池工作时的反应原理为：Zn+Ag2O+H2OZn（OH）2+2Ag，电池工作过程中，正极上氧化银得电子发生还原反应，生成Ag，B正确；C、铅酸蓄电池放电时，发生的反应是PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O，硫酸不断的消耗，浓度不断减小，C错误；D、电镀时，待镀的金属制品作阴极，在阴极上发生还原反应，D正确。【答案】BD【技巧点拨】(1)只有放热的氧化还原反应才能通过设计成原电池将化学能转化为电能。(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动

6、，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。(3)无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。(4)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。考点2电解池原理及应用【基础知识梳理】一、电解原理1电解定义在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。2能量转化形式电能转化为化学能。3电解池(1)构成条件有与电源相连的两个电极。电解质溶液(或熔融盐)。形成闭合回路。(2)电极名称及电极反应式(如图)(3)电子和离子移动方向电子：从电源负极流向电解池的阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。二、电解原理

7、应用1电解饱和食盐水(1)电极反应阳极反应式：2Cl2e=Cl2(氧化反应)阴极反应式：2H2e=H2(还原反应)(2)总反应方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2离子反应方程式：2Cl2H2O2OHH2Cl2(3)应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。2电镀右图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题：(1)镀件作阴极，镀层金属银作阳极。(2)电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。(3)电极反应：阳极：Age=Ag；阴极：Age=Ag。(4)特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。3电解精炼铜(1)电极材料：阳极为粗铜；阴极为纯铜。(2)电解质溶液：含Cu2的盐溶

8、液。(3)电极反应：阳极：Zn2e=Zn2、Fe2e=Fe2、Ni2e=Ni2、Cu2e=Cu2；阴极：Cu22e=Cu。4电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。(1)冶炼钠2NaCl(熔融)2NaCl2电极反应：阳极：2Cl2e=Cl2；阴极：2Na2e=2Na。(2)冶炼铝2Al2O3(熔融)4Al3O2电极反应：阳极：6O212e=3O2；阴极：4Al312e=4Al。【核心考点讲练】分析电解过程的思维程序(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H和OH)。(3)然后

9、排出阴、阳两极的放电顺序阴极：阳离子放电顺序：AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水)Al3Mg2NaCa2K。阳极：活泼电极S2IBrClOH含氧酸根离子。注意阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。最常用、最重要的放电顺序是：阳极，ClOH；阴极：AgCu2H。电解水溶液时，KAl3不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。【典例1】（2014天津理综化学卷）已知：锂离子电池的总

10、反应为LixCLi1xCoO2 CLiCoO2锂硫电池的总反应2LiS Li2S。有关上述两种电池说法正确的是()A锂离子电池放电时， Li向负极迁移B锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应C理论上两种电池的比能量相同D下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电解析：A、电池工作时，阳离子(Li)向正极迁移，A项错误；B、锂硫电池充电时，锂电极上发生Li得电子生成Li的还原反应，B项正确；C、两种电池负极材料不同，故理论上两种电池的比能量不相同，C项错误；D、根据电池总反应知，生成碳的反应是氧化反应，因此碳电极作电池的负极，而锂硫电池中单质锂作电池的负极，给电池充电时，电池负极应接电源负极，即锂硫电池的锂

11、电极应与锂离子电池的碳电极相连，D项错误。 【答案】B【技巧点拨】燃料电池电极反应式的书写根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况：(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：O24H4e=2H2O(2)碱性电解质溶液环境下电极反应式：O22H2O4e=4OH(3)固体电解质(高温下能传导O2)环境下电极反应式：O24e=2O2(4)熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下电极反应式：O22CO24e=2CO。第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：电池

12、的总反应式电池正极反应式电池负极反应式故根据第一、二步写出的反应，有：电池的总反应式电池正极反应式电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。【典例2】如图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.88.0，酸色红色，碱色黄色)回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是_(填编号)；A管溶液由红变黄； B管溶液由红变黄； A管溶液不变色；B管溶液不变色(2)写出A管中发生反应的反应式：_；(3)写出B管中发生反应的反应式：_；(4)检验a管中气体的方法是_；(5)检

13、验b管中气体的方法是_。解析(1)由于MgSO4是强酸弱碱盐，在水溶液中存在Mg22H2O Mg(OH)22H水解平衡，因此水溶液呈酸性，电解前A、B管均显红色。铂丝是惰性电极，电解池中阴离子在阳极发生氧化反应，阳离子在阴极发生还原反应，在A管溶液中，铂丝作阴极，由于H的氧化性大于Mg2的氧化性，H先得电子被还原为H2，Mg2与OH生成Mg(OH)2沉淀，酸性减弱，随着水的电解，OH浓度增大，颜色由红变黄。而在B管溶液中铂丝作阳极，OH的还原性大于SO，OH失电子，随着电解的进行，酸性增大，溶液不变色(始终为红色)。(2)(3)由(1)可知，在A管中发生：2H2e=H2(或2H2O2e=2OH

14、H2)Mg22OH=Mg(OH)2在B管中：4OH4e=2H2OO2(或2H2O4e=4HO2)(4)(5)H2的常用检验方法是“爆鸣”法，即用拇指按住管口，取出试管a，管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有淡蓝色火焰；O2的常用检验方法是木条复燃法，用拇指按住管口，取出试管b正立，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内，木条复燃。答案(1)(2)2H2e=H2(或2H2O2e=2OHH2)Mg22OH=Mg(OH)2(3)4OH4e=2H2OO2(或2H2O4e=4HO2)(4)用拇指按住管口，取出试管，管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有淡蓝色火焰(5)用拇指按住管口，取出试管正立，放

15、开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃【技巧点拨】“加减法”书写电极反应式(1)先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。(2)注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且O2生成OH，若电解质溶液为酸性，则H必须写入正极反应式中，O2生成水。(3)正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，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，即得到较

16、难写出的另一极的电极反应式。考点3 金属的电化学腐蚀与防护【基础知识梳理】1金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。2金属腐蚀的类型(1)化学腐蚀与电化学腐蚀类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析：类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强(pH4.3)水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe2e=Fe2正极2H2e=H2O22H2O4e=4OH总反应式Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2F

17、e(OH)2联系吸氧腐蚀更普遍铁锈的形成：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(铁锈)(3x)H2O。3金属的防护(1)电化学防护牺牲阳极的阴极保护法原电池原理a负极：比被保护金属活泼的金属；b正极：被保护的金属设备。外加电流的阴极保护法电解原理a阴极：被保护的金属设备；b阳极：惰性金属。(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。【核心考点讲练】判断金属腐蚀快慢的规律(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐

18、蚀。(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中弱电解质溶液中非电解质溶液中。(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀越快。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。【典例1】(2012山东理综，13)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 ()A图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小C图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的解析A项，插入海水中的铁棒靠近液面的位置与氧气接触，易发生吸氧腐蚀；B项，开

19、关由M改置于N时，Zn作负极，CuZn合金作正极，合金受到保护；C项，接通开关形成原电池，Zn作负极，Zn的腐蚀速率增大，但气体是在Pt电极上生成；D项，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是Zn发生氧化反应而自放电。答案B【技巧点拨】做原电池负极时，更容易被腐蚀。专题热点集训7 电化学1（2014北京理综化学卷，T8）下列电池工作时，O2在正极放电的是（ ）A锌锰电池B氢燃料电池C铅蓄电池D镍镉电池1B 解析：A、锌锰电池，Zn是负极，二氧化锰是正极，所以正极放电的物质时二氧化锰，A错误；B、氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为电源的负极，发生氧化反应，通入氧气的一极为原电池的正极，电子由负极经外电

20、路流向正极，正确；C、铅蓄电池负极为Pb，正极为PbO2放电；D、镍镉电池负极为Ni，正极为氧化铬放电。2（2014上海单科化学卷）如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中，下列分析正确的是 AK1闭合，铁棒上发生的反应为2H+2eH2BK1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高CK2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法DK2闭合，电路中通过0.002 NA个电子时，两极共产生0.001 mol气体2B解析：A、K1闭合时，该装置构成了FeCNaCl溶液的原电池，铁作负极，发生氧化反应，电极反应是2Fe4e=2Fe2+，A错误；B、C棒作正极，发生的电极反应式2H2O+O2+

21、 4e=4OH，故石墨棒周围溶液pH逐渐升高，B正确；C、K2闭合时，该装置构成了FeC外加电源的电解池，C作阳极，Fe作阴极而不被腐蚀，该方法称为外加电流的阴极保护法，C错误；D、K2闭合时，阳极的电极反应式是2Cl2e= Cl2，阴极的电极反应式2H+2e= H2，所以当电路中通过0.002 NA个（相当于0.002mol）电子时，生成H2和Cl2的物质的量均为0.001mol，则两极共产生0.002mol气体，D错误。3(2011福建理综，11)研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下

22、列说法不正确的是 ()A水既是氧化剂又是溶剂B放电时正极上有氢气生成C放电时OH向正极移动D总反应为2Li2H2O=2LiOHH23C解析根据题给信息知锂水电池的总反应为2Li2H2O=2LiOHH2，D正确；在反应中氢元素的化合价降低，因此H2O作氧化剂，同时又起到溶剂的作用，A正确；放电时正极反应为2H2O2e=2OHH2，B正确；正极周围聚集大量OH，因此溶液中的阳离子Li向正极移动，负极周围聚集大量Li，因此溶液中的阴离子OH向负极移动，C错误。4（2014浙江理综化学卷，T11）镍氢电池（NiMH）目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在

23、充电过程中的总反应方程式是：Ni(OH)2 + M = NiOOH + MH。已知：6NiOOH + NH3 + H2O + OH =6 Ni(OH)2 + NO2下列说法正确的是 ANiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2 + OHB充电过程中OH离子从阳极向阴极迁移 C充电过程中阴极的电极反应式：H2O + M + e= MH + OH，H2O中的H被M还原 DNiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液4A解析：NiMH 电池放电过程中，NiOOH 和 H2O得到电子，故 正极的电极反应式为：NiOOH + H2O + e=

24、Ni(OH)2 + OH，A正确；充电过程中阴离子向阳极移动，OH-离子从阴极向阳极迁移，B错误；充电过程中阴极的电极反应式：H2O + M + e= MH + OH-,H2O中的一个H原子得到电子被M还原，C错误；根据已知NiMH可以和氨水反应，故不能用于氨水作为电解质溶液，D错误。5（2014全国大纲版理综化学卷，T9）右图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MHNi电池)。下列有关说法不正确的是A放电时正极反应为：NiOOHH2OeNi(OH)2OHB电池的电解液可为KOH溶液C充电时负极反应为：MHOHMH2OeDMH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度

25、越高5.C解析： 镍氢电池中主要为KOH作电解液，充电时，阳极反应：Ni(OH)2+ OH= NiOOH+ H2Oe，阴极反应：M+ H2Oe=MH+ OH，总反应为M+ Ni(OH)2=MH+ NiOOH；放电时，正极：NiOOHH2OeNi(OH)2OH，负极：MHOHMH2Oe，总反应为MH+NiOOH=M+Ni(OH)2。以上各式中M为金属合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金。放电时，正极：NiOOH+H2O+e= Ni(OH)2+OH，故A正确；为了防止MH被氢离子氧化，镍氢电池中电解液为碱性溶液，主要为KOH作电解液，故B正确；充电式，负极作阴极，阴极反应为M+H2O+e=MH+OH

26、，故C错误；D、M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金，储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高，故D正确。6（2014全国理综II化学卷）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Aa为电池的正极B电池充电反应为LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLiC放电时，a极锂的化合价发生变化D放电时，溶液中的Li+从b向a迁移6C解析：根据题给装置图判断，电极b是原电池的负极，电极反应式为Li-e- =Li+，电极a是原电池的正极，电极反应为LiMn2O4 +xLi +xe- =Li1-xMn2O4。A、综上所述，a是原电池的正极，A正确；B、根据正负极

27、的电极反应可知，电池充电反应为LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLi，B正确；C、放电时，a极锰的化合价发生变化，Li的化合价没有变化，C错误；D、放电时，溶液中的Li+从b向a迁移，D正确。7（2014海南单科化学卷）以石墨为电极，电解KI溶液（含有少量的酚酞和淀粉），下列说法错误的是A、阴极附近溶液呈红色 B、阴极逸出气体C、阳极附近溶液呈蓝色 D、溶液的PH变小7D解析：以石墨为电极，电解KI溶液，发生的反应为2KI+2H2O2KOH+H2+I2（类似于电解饱和食盐水），阴极产物是H2和KOH，阳极产物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以阳极附近的溶液会变蓝（淀粉遇碘变蓝），阴极附近的溶液会变红（溶液呈碱性），ABC正确；由于电解产物有KOH生成，所以溶液的PH逐渐增大，D错误。8（2014广东理综化学卷）某同学组装了图4所示的电化学装置，电极Al，其它均为Cu，则A电流方向：电极A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：Cu2+ + 2e-=Cu 8A 解析：注意左边两个烧杯形成双桶原电池，最右边烧杯是电镀池。各电极名称依次是（负极）（正极）（阳极）（阴极）。A项：电子从经A流向，电流方向相反，故A正确。B项：Al铝是金属失电子，还原剂发生氧化反应。C项：极上有铜析出。D项：阳极铜溶解，阴析铜析出。9（2014