高考二轮高频考点精讲课件专题9电化学原理

典型真题在线高频考点探究返回目录专题九

电化学原理知识网络构建返回目录1．[2014·新课标全国卷Ⅱ] 2013年3月我国科学家报道了如图Z9­1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＋xLiC．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迁移图Z9­1典型真题在线返回目录专题九 电化学原理C

[解析]

根据题给装置图判断，Li金属电极

b

电极为1－x

2

4正极，A

项正确；a

电极的电极反应式为

Li Mn

O

＋xLi原电池的负极，电极反应式为Li－e－===Li＋，则a

为电池的＋===LiMn2O4，则充电时的反应为LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋

xLi，B项正确；放电时a

极中是锰的化合价发生变化，C

项错误；带正电荷的阳离子移向电源的正极，D

项正确。专题九 电化学原理典型真题在线返回目录2．按要求回答下列问题：(1)[2014·新课标全国卷Ⅰ] H3PO2可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如图Z9­2所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：①写出阳极的电极反应式：

。②分析产品室可得到H3PO2的原因：

。图Z9­2专题九 电化学原理返回目录典型真题在线③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有

杂质，该杂质产生的原因是

。(2)[2014·山东卷]

离子液体是一种室温熔融盐，为非水－

－2

7

4体系。由有机阳离子、Al

Cl

和AlCl

组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。①钢制品接电源的

极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为

。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为

。②为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移6mol电子时，所得还原产物的物质的量为

mol。专题九 电化学原理典型真题在线返回目录2

2[答案]

(1)①2H

O－4e ===O

↑＋4H—

＋②阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的—H

PO

穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H

PO2

3

22③PO——34

2

2

3

2H

PO

或

H

PO

被氧化—2

7(2)①负

4Al

Cl

＋—3e

===Al＋7AlCl—4

2H

②3[解析] (1)①阳极是水电离出的

OH－放电，其反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋；②阳极室中的

H＋穿过阳膜进入—2

2产品室，原料室的

H

PO

穿过阴膜扩散至产品室，二者反应—3

2

2

2

3

2生成

H

PO

；③阳极室内可能有部分

H

PO

或

H

PO

失电子3—4发生氧化反应，导致生成物中混有

PO

。(2)①电镀时，镀件应连接电源负极，作阴极；在阴极上发生还原反应，结合题中“电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电专题九 电化学原理典型真题在线返回目录极反应”可知阴极上的反应式是2

7－

－4Al

Cl

＋

3e

===Al

＋—4

37AlCl

；若改用

AlCl

水溶液作电解液，则阴极反应是水电离出的H＋得电子还原为H2。②用NaOH溶解铝镀层时发生反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，H2

是还原产物，当转移6

mol

电子时，该反应可得到3

mol

还原产物。专题九 电化学原理典型真题在线返回目录【考点定位】以选择题和非选择题形式考查原电池、电解池及金属腐蚀和防护的基本原理和应用，侧重于以下内容的考查：考“式子”：电极反应方程式的书写或正误判断是必考的角度。考“运动”：电子或电流的流动方向，阴、阳离子的运动方向是重要的考查点。考“量值”：转移电子数目、电极产物的数量。

(4)考“应用”：电化学原理在金属防腐、物质制备中的应用。专题九 电化学原理典型真题在线返回目录专题九 电化学原理考点一

化学电池工作原理及应用

考向一

原电池的工作原理及应用1．原电池解题的一般思路高频考点探究返回目录2．确定原电池正负极方法专题九 电化学原理高频考点探究返回目录返回专题九 电化学原理高频考点探究目录反应元素或反应物HCO2Al产物碱性介质H2OCOOH－AlO(强碱)酸性介质H＋CO2H2OAl3＋(2)示例——碱性CH3OH燃料电池电极反应式按以下步骤书写为：步骤1——确定得失电子数目：负极为CH3OH－6e－→，正极为O2＋4e－→；步骤2——依据电解质溶液确定产物：负极为CH3OH－—23

2－

－

－6e

→CO

，正极为O

＋4e

→4OH

；2－3步骤3——配平：负极为CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O，正极为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，依据得失电子守恒：负极×2＋正极×3即得电池总反应式。专题九 电化学原理高频考点探究返回目录例1

[2014·福建卷]

某原电池装置如图Z9­3所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。下列说法正确的是(

)A．正极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D．当电路中转移0.01

mol e－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02

mol离子

图Z9­3专题九 电化学原理高频考点探究返回目录2－

－D

[解析]

正极反应为Cl

＋2e

===2Cl

，A项错误；放电时，交换膜右侧的电极为正极，交换膜左侧的电极为负

极，负极放电产生的Ag＋与电解质HCl中的Cl－结合生成AgCl白色沉淀。则负极电极反应式：2Ag－2e－＋2Cl－===2AgCl，B项错误；负极放电产生的Ag＋与电解质中的Cl－结合，若用NaCl代替盐酸不会改变电池总反应，C项错误；当电路中转移0.01

mol

e－时，交换膜左侧的电极放电产生0.01

mol

Ag＋，与电解质中的0.01

mol

Cl－结合生成AgCl沉淀，同时约有0.01molH＋通过阳离子交换膜转移到右侧溶液中，则交换膜左侧溶液中约减少0.02

mol离子，D项正确。专题九 电化学原理高频考点探究返回目录变式

硼化钒­空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如图Z9­4所示，该电池工作时的反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，下列说法正确的是(

)A．电极a是电源负极B．溶液中的OH－向a极移动C．电子由VB2极经

KOH溶液流向电极aD．VB2极发生的电极反应为2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O

图Z9­4专题九 电化学原理高频考点探究返回目录D

[解析]

由图中信息可知空气中的氧气在电极

a

上反应得电子，故电极a

是电源的正极，A

项错误；溶液中的OH—向

VB

极(负极)移动，B

项错误；电池工作时，电子只能在2外电路沿导线移动，并不能经过电解质溶液，C

项错误；由总反应式知，负极材料失去电子后变成V2O5、B2O3，D项正确。专题九 电化学原理高频考点探究返回目录考向二 电解池工作原理及应用1．电解池解题的一般思路专题九 电化学原理高频考点探究返回目录专题九 电化学原理高频考点探究返回目录专题九 电化学原理高频考点探究返回目录4．电解池电极周围溶液pH变化的判断决定电极区周围溶液pH变化的主要因素是电极上离子放电后对溶液中H＋、OH－浓度大小的影响，如电解饱和食盐水时，虽然OH－会移向阳极，但因阴极区有大量的H＋被消耗掉，从而导致阴极区c(OH－)>c(H＋)而先表现出碱性。专题九 电化学原理高频考点探究返回目录专题九 电化学原理高频考点探究返回目录C[解析]由装置图知，硫元素左侧电极化合价从＋

4价(SO2)升高到＋6价(H2SO4)，故左侧电极是阳极，a为直流电源的正极，A项错误，C项正确；阴极的电极反应式为—

＋

－2HSO

＋2H

＋2e ===S

O2—3

2

4

2＋＋2H

O，B项错误；由于H

在阴极上反应，故电解时，H＋由阳极室通过阳离子交换膜到阴极室，D项错误。专题九 电化学原理高频考点探究返回目录专题九 电化学原理高频考点探究返回目录B

[解析]

为得到纯净的

Cu2O，Cu2O

应在铜电极上生成，铜为阳极，阴离子移向阳极，B

项正确；右侧装置铜电2

2—

＋极上的反应为

2Cu－2e

＋H

O===Cu

O＋2H

，A

项错误；左侧总反应为2Cu＋H2O=通==电==Cu2O＋H2↑，溶剂减少，pH

增大，C

项错误；右侧装置开始是Cu2＋在阴极上放电，D

项错误。专题九 电化学原理高频考点探究返回目录返回专题九 电化学原理高频考点探究目录返回专题九 电化学原理高频考点探究目录3．根据电极反应现象判断(如图Z9­9装置)图Z9­9结论：若C极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，则乙是原电池，D是正极，C是负极；甲是电解池，A是阳极，B是阴极。专题九 电化学原理高频考点探究返回目录专题九 电化学原理高频考点探究返回目录专题九 电化学原理高频考点探究返回目录(3)写出通入CH3OH的电极的电极反应式：

。(4)乙池中反应的化学方程式为

，当2乙池中B(Ag)极质量增加5.4

g，甲池中理论上消耗O

的体积为

L(标准状况下)，此时丙池中某电极析出1.6

g某金属，则丙池中的某盐溶液可能是

。A．MgSO4溶液

C．NaCl溶液B．CuSO4溶液

D．AgNO3溶液专题九 电化学原理高频考点探究返回目录[答案](1)原电池(2)阳极－

－2—3

3

2(3)CH

OH－6e

＋8OH

===CO

＋6H

O(4)4AgNO3＋2H2O=电==解==4Ag＋O2↑＋4HNO3

0.28

B[解析](1)根据图中信息，甲池是燃料电池，即为原电池，通入氧气的电极为电池的正极，通入CH3OH

的电极为负极，其他两个装置为电解池。(2)A

与电池的正极相连接，故为阳极。(3)通CH3OH

的电极为负极，发生氧化反应，电极反应－

－2—3

3

2为

CH

OH－6e

＋8OH

===CO

＋6H

O。专题九 电化学原理高频考点探究返回目录(4)乙池是电解AgNO3

溶液，电解方程式为4AgNO3＋2H2O=电==解==4Ag＋4HNO3＋O2↑；当乙池中B(Ag)极质量增加5.4

g

时，得到电子的物质的量为5.4

g108

g·mol－1＝0.05

mol，由电子守恒可知，生成氧气的物质的量为0.05mol＝0.012

54mol，在标准状况下的体积为

0.012

5

mol×22.4

L/mol＝0.28L。此时丙池中某电极析出

1.6 g

某金属，设该金属显示＋20.05mol2价，则

M＝ 1.6

g

＝64

g/mol，则该金属为

Cu，故选

B。专题九 电化学原理高频考点探究返回目录变式已知铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO4放电充电2PbSO4＋2H2O，现设计如图Z9­11所示装置进行电解(电解液足量)，测得当铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减小11.2 g。请回答下列问题：

(1)A是铅蓄电池的

(填“正”或“负”)极，铅蓄电池的正极反应式为

。(2)Ag电极上的反应式为

，析出的物质共

g。专题九 电化学原理高频考点探究返回目录Cu电极上的反应式为

，CuSO4溶液的浓度

(填“减小”、“增大”或“不变”)。如图Z9­12表示电解时某个量(纵坐标x)随时间变化的曲线，这个量x最有可能表示的是(填序号)(

)两个U形管中析出的气体体积两个U形管中阳极质量的减少量两个U形管中阴极质量的增加量图Z9­12专题九 电化学原理高频考点探究返回目录[答案](1)负

PbO

＋＋2——2

4

4

24H

＋SO

＋2e ===PbSO

＋2H

O(2)2H＋＋2e－===H2

↑

0.4

(3)Cu

－2e－===Cu2

＋

不变(4)bc[解析](1)当铅蓄电池中转移0.4

mol

电子时铁电极的质量减小11.2

g，说明铁作阳极，银作阴极，阴极连接原电池负极，所以A

是负极，B

是正极，正极上二氧化铅得电子发生还原反应，＋2－

－2

4

4

2电极反应式为

PbO

＋4H

＋SO

＋2e ===PbSO

＋2H

O。(2)银作阴极，电解稀硫酸时，阴极上氢离子放电生成氢气，2电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，生成氢气的质量＝0.4

mol×2g/mol＝0.4

g。专题九 电化学原理高频考点探究返回目录铜作阳极，阳极上铜失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，阴极上析出铜，所以该装置是电镀池，电解质溶液中铜离子浓度不变。a.右边U

形管不析出气体，左边U

形管析出气体，所以稀硫酸析出气体体积大于硫酸铜溶液，故错误；b．当转移相等电子时，溶解金属的物质的量相等，铜的摩尔质量大于铁，所以右边U

形管阳极减少的质量大于左边U

形管阳极减少的质量，故正确；c．当转移相等电子时，析出物质的物质的量相等，但铜的摩尔质量大于氢气，所以左边U

形管析出氢气的质量小于右边U形管析出铜的质量，故正确。专题九 电化学原理高频考点探究返回目录考点二

新型二次化学电池新型电池的放电过程遵循原电池的工作原理，充电过程遵循电解池的工作原理。充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得电子，可简记为负接负后作阴极，正接正后作阳极。工作时的反应式：同一电极上的电极反应式、电池的总反应方程式，在充电与放电时，形式上恰好相反。对于较复杂的电极反应，可用总反应式减去较简单一极电极反应式得到。同一电极周围，充电与放电时pH的变化趋势也恰好相反。专题九 电化学原理高频考点探究返回目录例4 [2014·全国卷]

如图Z9­13所示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(

)放电时正极反应为NiOOH＋H2O＋e－―→Ni(OH)2＋OH－电池的电解液可为KOH溶液

C．充电时负极反应为MH＋OH－―→H2O＋M＋e－D．MH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高图Z9­13专题九 电化学原理高频考点探究返回目录C

[解析]

电池放电时正极发生还原反应，A项正确；电池正极反应物为NiOOH，所以电解质溶液须为碱性电解

质溶液，可为KOH溶液，B项正确；充电时，该电池负极作阴极，发生得电子的还原反应，C项错误；MH中氢密度越大，其化学能密度越高，电池的能量密度越高，D项正确。专题九 电化学原理高频考点探究返回目录变式

锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池，该电池具有能量密度大、电压高的特性。锂离子电池放电时的电极反应式为(

)负极反应：C

Li－—

＋6

6

1－x

6xe ===C

Li

＋xLi (C

Li表示锂原子嵌入石墨形成复合材料)＋

－正极反应：Li1－xMO2＋xLi

＋xe ===LiMO2(LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物)专题九 电化学原理高频考点探究返回目录下列有关说法正确的是(

)A．锂离子电池充电时电池反应为C6Li＋Li1－xMO2===LiMO2＋C6Li1－xB．电池反应中，锂、锌、银、铅各失去1 mol电子，金属锂所消耗的质量最小C．锂离子电池放电时电池内部Li＋向负极移动

D．锂离子电池充电时阳极反应为C6Li1

＋xLi＋＋xe－－x===C6Li专题九 电化学原理高频考点探究返回目录B[解析]放电时总反应为(两电极反应叠加)C6Li＋Li1－xMO2＝LiMO2＋C6Li1－x，A项错误；放电时正极带负电，阳离子移向正极，C项错误；充电时，原来的负极接在电源的负极上(称为阴极)，电极反应式是放电时的逆向反应，D

项错误。专题九 电化学原理高频考点探究返回目录考点三

金属的腐蚀与防护1．金属腐蚀快慢的判断2．电化学防护方法①牺牲阳极的阴极保护法；②外加电流的阴极保护法。专题九 电化学原理高频考点探究返回目录专题九 电化学原理高频考点探究返回目录图①中，插入海水中的铁棒，靠近底端的铁在腐蚀过程中易作正极图②小试管中的导管开始一段时间内液面下降，一段时间后液面回升为保护钢闸门，图③中的钢闸门应与外接电源的正极相连装置④中的铁钉难发生电化学腐蚀，但易发生化学腐蚀专题九 电化学原理高频考点探究返回目录B

[解析]

铁棒发生吸氧腐蚀，铁棒中的铁作负极，铁棒中含有的杂质碳作正极，水中溶解的氧在正极放电，A项错误；开始发生析氢腐蚀，生成氢气使U形管中压强增大，导管中液面下降，随着反应的进行，雨水酸性变弱后会发生吸氧腐蚀，导致U形管中气体减少，导管中液面上升，B项正确；钢闸门只有与电源的负极相连才能受到保护，C项错误；由于浓硫酸具有强吸水性及难挥发性，故d装置中的铁钉既难发生电化学腐蚀，也难发生化学腐蚀，D项错误。专题九 电化学原理高频考点探究返回目录变式

铜制水龙头用久了常出现铜绿，下列哪种方法无法避免铜绿出现(

)A．将铜水龙头接在铁水管上

B．将铜水龙头接在塑料水管上C．将铜水龙头接在低压直流电的负极上

D．在铜水龙头的表面覆盖一层防渗的高分子膜专题九 电化学原理高频考点探究返回目录B

[解析]

A

可能发生原电池反应而使铁被腐蚀，铜被保护，A

项可以；C

中方法铜相当于阴极被保护起来，C

项可以；铜绿是

生

活

中

常

见

现

象

，

反

应

原

理

为

2Cu

＋

O2

＋

CO2

＋H2O===Cu2(OH)2CO3，在其表面覆盖一层防渗的高分子膜可隔离开空气，D

项可以。专题九 电化学原理高频考点探究返回目录例1

液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是()A．b

极发生氧化反应—B．a

极的反应式：N2H4＋4OH－4e－===N2↑＋4H2OC．放电时，电流从a

极经过负载流向b

极D．其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜教师备用例题返回目录教师备用例题返回目录[答案]B[解析]

空气中的氧气在

b

极得到电子，发生还原反应，A

项错误；a

电极上N2H4失去电子，故放电时，电子从a

极经过负载流向b极，电流从b极经过负载流向a极，C

项错误；由于OH－需要到a

极上参加电极反应，故其中的离子交换膜需选用阴离子交换膜，D

项错误。教师备用例题返回目录例2金属镍有广泛的用途，粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制得高纯度的镍，下列叙述中正确的是(已知：氧化性Fe2＋<Ni2＋<Cu2＋)()A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－===NiB．电解过程中，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等

C．电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2＋和Zn2＋

D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu

和Pt教师备用例题返回目录[答案]D[解析]

电解时，阳极失去电子发生氧化反应，失电子的金属依次是

Zn、Fe、Ni，A

项错误；电解过程中阳极失电子的金属与溶液中在阴极上得电子的金属不同，质量不一定相等，B项错误；电解后溶液中除

Fe2＋和

Zn2＋外还有

Ni2＋，C

项错误；电解精炼时，铜、铂不放电，直接从阳极上脱落下来，D项正确。教师备用例题返回目录例3

[2013·天津卷]为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al

作阳极，Pb

作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理如下：电池：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)===2PbSO4(s)＋2H2O(l)电解池：2Al＋3H2