1、核心专题突破 第一部分 专题二 基本理论 第7讲 电化学原理及应用 栏目导航2年考情回顾 热点题型突破热点题源预测对点规范演练2年考情回顾 设问方式原电池电极的判断、电极及电池反应式的书写、离子移动方向例(2016全国卷甲，11)，(2016全国卷丙，11)(2015全国卷，11)原电池能量密度、理论效率、电量的计算例(2015全国卷，26)，(2016全国卷乙，11)电解池的电极及电池反应式的书写、电极现象的判断以及电解相关的计算例(2016全国卷甲，11)，(2015山东卷，29)(2015全国卷，26)金属腐蚀类型的判断、腐蚀快慢程度的判断，金属的防护方法、电极反应式的书写审题要点抓住一
2、个本质：原电池、电解池的基础都是氧化还原反应理解两种能量转化的工作原理：化学能转化为电能原电池原理；电能转化为化学能电解池原理正确书写三个反应式：电极反应式、电池反应式、电解反应式灵活利用一个规律：电子守恒解题模板电化学原理问题：明确电池的类型判断电极确定发生电极反应的物质分析离子的移动电极反应书写问题：确定电极反应的类型(氧化或还原)找出相应的还原剂(氧化剂)和氧化产物(还原产物)配平电化学计算问题：写反应标得失根据守恒列算式求解金属的腐蚀与防护问题：明确要求分析原理、确定腐蚀类型确定防腐方法作出相应的判断与评价解题规律：1题型：选择题、填空题。2考向：考查原电池电极的判断、电极和电池反应式
3、的书写、电子的转移或电流方向的判断、电解质溶液中离子的移动方向及有关简单计算。热点题型突破题型一 原电池原理及其应用方法点拨：1原电池正极和负极的确定2原电池电极反应式的书写3燃料电池电极反应式的书写方法(1)燃料电池中，通入 O2 的一极为正极，书写方法是：首先书写正极反应式：酸性介质：4HO24e=2H2O；碱性介质：2H2OO24e=4OH。然后用总反应式减去正极反应式得到负极反应式，相减时要求两极得失电子总数相等(即将总反应式中的 O2 按比例消去)。(2)实例：(以甲醇、O2 的燃料电池为例)酸性介质，如 H2SO4。CH3OH 在负极上失去电子生成 CO2 气体，O2 在正极上得到
4、电子，在 H作用下生成 H2O。电极反应式为负极：CH3OH6eH2O=CO26H；正极：32O26e6H=3H2O。碱性介质，如 KOH 溶液。CH3OH 在负极上失去电子，在碱性条件下生成 CO23，1 mol CH3OH 失去 6 mol e，O2 在正极上得到电子生成 OH，电极反应式为负极：CH3OH6e8OH=CO23 6H2O。1(2015全国卷)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C6H12O66O2=
5、6CO26H2OA解析：图示所给出的是原电池装置。A项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O24e4H=2H2O；在负极，C6H12O6在微生物的作用下发生氧化反应，电极反应式为 C6H12O624e 6H2O=6CO224H，则负极上有CO2产生，故A项不正确。B项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项正确。C项质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故C项正确。D项正极的电极反应式为 6O224e 24H=12H2O，负极的电极反应式为C6H12O624e6H2O=6CO224H，两式相加得电池总反
6、应为C6H12O66O2=6CO26H2O，故D项正确。突破点拨电池内部电流方向从_到_，故H从负极产生，流向正极参加正极反应。负极正极【变式考法】(1)任何化学反应都能设计成原电池吗？答案：必须是自发进进行的氧化还原反应才能设计成原电池，非氧化还原反应没有电子的转移，必然无法设计成原电池。(2)两种金属作电极时，较活泼的金属一定作负极吗？答案：不一定，如镁、铝为电极，NaOH作电解质溶液时，由于Mg与NaOH溶液不反应而Al能，故铝作负极。2(2015江苏卷)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是()DA反应 CH4H2O=催化剂3H2CO，每消耗 1 mol CH
7、4 转移 12 mol 电子B电极 A 上 H2 参与的电极反应为 H22OH2e=2H2OC电池工作时，CO23 向电极 B 移动D电极 B 上发生的电极反应为 O22CO24e=2CO23解析：A 项，C4H4C2O，则该反应中每消耗 1 mol CH4 转移 6 mol 电子，错误；该电池的传导介质为熔融的碳酸盐，所以 A 电极即负极上 H2 参与的电极反应为 H22eCO23=CO2H2O，错误；C 项，原电池工作时，阴离子移向负极，而 B极是正极，错误；D 项，B 电极即正极上 O2 参与的电极反应为 O24e2CO2=2CO23，正确。3锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电
8、解质溶液为 KOH 溶液，反应为 2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)24。下列说法正确的是()A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=Zn(OH)24D放电时，电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气 22.4 L(标准状况)C解析：A 项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动。B 项，充电时的总反应为放电时的逆反应：2Zn(OH)24=2ZnO24OH2H2O，c(OH)逐渐增大。C 项，放电时负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为 Zn4OH2e=Zn(OH)24。D 项，由放电时的
9、总反应可知，电路中通过2 mol 电子时，消耗 0.5 mol O2，其体积为 11.2 L(标准状况)。电极反应式的书写(1)原电池中一般电极反应式的书写(2)复杂的电极反应式总反应式较简单一极的电极反应式解题规律：1题型：选择题、填空题。2考问：根据电解现象判断电源正、负极，并进一步考查离子移向，电极反应及简单计算。根据电源正、负极考查电解相关基础知识。电解原理在工农业生产中的应用。题型二 电解原理及其应用方法点拨：1原电池和电解池的比较原电池电解池工作原理HIBrClOH(水)。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)(5)恢复原
10、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。1(2016福建福州二模)如图所示，通电5 min后，第极增重2.16 g，同时在A池中收集到标准状况下的气体224 mL，设A池中原混合液的体积为200 mL。(1)电源F为_极；第极为_极；B池为_池。(2)A池中第极上的电极反应式为_；A池中第极上产生气体体积为_mL(标准状况下)。(3)通电前A池中原混合溶液中Cu2的
11、浓度为_。正阳电解(镀)4OH4e=H2OO2 1120.025 molL1突破点拨根据电极现象判断电极属性，在电解池中，增重的必是_；串联的电解装置中，每个电极转移的电子数_。阴极相等【变式考法】电解池问题中，如何判断电极区域的酸碱性变化？有何数量关系？答案：若阴极为H放电，则阴极区c(OH)增大；若阳极为OH放电，则阳极区c(H)增大；若阴极上H放电，同时阳极上OH放电，相当于电解水。电解过程中产生的H或OH，其物质的量等于转移电子的物质的量。2(2016江西南昌一模)如图所示，其中甲池的总反应式为 2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O，下列说法正确的是()DA甲池是电能转化为
12、化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电能的装置B甲池通入 CH3OH 的电极反应式为 CH3OH6e2H2O=CO23 8HC反应一段时间后，向乙池中加入一定量 Cu(OH)2 固体能使 CuSO4 溶液恢复到原浓度D甲池中消耗 280 mL(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生 1.45 g 固体解析：A 项，甲池为原电池作为电源，则乙池、丙池为两个电解池。根据原电池的形成条件，通入 CH3OH 的一极为负极，通入 O2 的一极为正极，所以石墨、Pt(左)作阳极，Ag、Pt(右)作阴极。B 项，负极反应：CH3OH6e8OH=CO23 6H2O。C 项，应加入 CuO。D 项，丙池中：
13、MgCl22H2O=电解 Mg(OH)2Cl2H2，消耗 0.0125 mol O2，转移 0.05 mol 电子，生成 0.025 mol Mg(OH)2，其质量为 1.45 g。3(2016浙江卷)金属(M)空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4MnO22nH2O4M(OH)n已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是()CA采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B比较 Mg、Al、Zn 三种金属空气电池，Al空气电池的理论比
14、能量最高CM空气电池放电过程的正极反应式：4Mn nO22nH2O4ne4M(OH)nD在 M空气电池中，为防止负极区沉积 Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜解析：金属 M 失电子作负极，由总反应式 4MnO22nH2O=4M(OH)n 推出正极反应物是 O2。多孔石墨电极主要是增大接触面积，有利于气体的扩散与反应，A 项正确；单位质量释放电能最大也就是转移电子数最多，转移相同电子数所需 Al的质量最小，也就是理论比能量最高，B 项正确；中间是阴离子交换膜，所以 Mn不会转移到正极参与反应，正极反应式应为 O22 H2O4e=4OH，C 项错误；Mg-空气电池中，容易在负极生成 M
15、g(OH)2 沉淀，采用阳离子交换膜，则 Mg2转移到正极反应生成沉淀，同时负极区不能显碱性。D 项正确。有关电解池电极反应式的书写及解题流程(1)电极反应式书写(2)解题流程解题规律：1题型：选择题(主)、填空题(次)。2考问：主要考查两种电化学腐蚀的区别及有关电极方程式书写；常见的两种电化学防腐方法及金属腐蚀快慢的比较题型三 金属的腐蚀与防护方法点拨：1金属腐蚀的“两种比较”(1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性正极反应2H2e=H2O22H2O4e=4OH负极反应Fe2e=Fe2其他反应Fe22OH=Fe(OH)2 4Fe(OH)2O22H2O
16、=4Fe(OH)3Fe(OH)3 失去部分水转化为铁锈(2)腐蚀快慢的比较2金属电化学保护的两种方法1(2016山东济南一模)如图所示，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2H2e=H2BK1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B解析：A 项，K1 闭合构成原电池，铁棒是负极，铁棒上发生的反应为 Fe2e=Fe2，错误；B 项，K1 闭合构成原电池，石墨棒是正极，溶液中的氧气得到电子转化为 OH，使石墨棒
17、周围溶液 pH 逐渐升高，正确；C 项，K2 闭合构成电解池，铁棒作阴极不会被腐蚀，属于外加电流的阴极保护法，错误；D 项，K2 闭合构成电解池，铁棒作阴极，电极反应式为 2H2e=H2，石墨棒作阳极，电极反应式为 2Cl2e=Cl2，则有 2eH2Cl2，所以当电路中通过 0.002NA个电子时，两极均产生 0.001 mol 气体，共产生 0.002 mol 气体，错误。突破点拨正确判断装置类型，闭合K1时，装置为_，反应类型相当于铁的_腐蚀；闭合K2时，装置为_，阳极为惰性电极，相当于电解食盐水。原电池吸氧电解池【变式考法】(1)电解质溶液导电一定发生化学反应吗？答案：电解质溶液导电时一
18、定发生化学反应，因为电解质溶液导电的过程即电解的过程。在电解的过程中，电解池的两极分别发生氧化反应、还原反应，有新物质生成。(2)在原电池或电解池中，阴、阳离子及电子的运动情况是怎样的？答案：原电池和电解池中，阴、阳离子一定在电解质溶液(或熔融状态电解质)中移动，电子一定在导线中移动。可简记为“离子不上岸，电子不下水”。2利用下图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是()Aa处发生吸氧腐蚀，b处发生析氢腐蚀B一段时间后，a处液面高于b处液面Ca处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小Da、b两处具有相同的电极反应式：Fe2e=Fe2C解析：根据装置图判断
19、，左边铁丝发生吸氧腐蚀，右边铁丝发生析氢腐蚀，其电极反应为左边 负极：Fe2e=Fe2正极：O24e2H2O=4OH右边 负极：Fe2e=Fe2正极：2H2e=H23在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多金属腐蚀现象。现通过如图所示装置进行实验探究。下列说法正确的是()DA用图所示装置进行实验，为了更快更清晰地观察到液柱上升，可用酒精灯加热具支试管B图是图所示装置的原理示意图，图所示装置的正极材料是铁C铝制品表面出现白斑的原理可以通过图所示装置进行探究，Cl由活性炭向铝箔表面迁移，并发生电极反应：2Cl2e=Cl2D图所示装置的总反应为 4Al3O26H2O=4Al(O
20、H)3，生成的 Al(OH)3进一步脱水形成白斑解析：A 项，加热使具支试管中气体体积增大，部分气体逸出，冷却后，气体体积缩小，导管中形成液柱，并不能证明金属发生吸氧腐蚀，错误；B 项，负极材料应为铁，错误；C 项，铝箔为负极，活性炭为正极，正极反应为 O24e2H2O=4OH，负极反应为 Al3e3OH=Al(OH)3，错误；D 项，将正极反应 式 和 负 极 反 应 式 相 加 可 得 图 所 示 装 置 的 总 反 应 为4Al 3O2 6H2O=4Al(OH)3，生成的 Al(OH)3 进一步脱水形成白斑，正确。“两”条件与“两”方法解决金属的腐蚀与防护问题时要熟记电化学腐蚀发生的“两
21、”条件，即强酸条件和弱酸性(中性及碱性)条件；熟记电化学防护“两”方法，弄清防护对象充当何种电极。二次电源问题热点题源预测考向预测二次电源问题是电化学中重要的命题模型，既能考查考生电解池原理、原电池原理的知识，又能考查考生应用知识解决综合问题的能力，因此备受命题者的青睐解题关键分析建模失分防范(1)对于可充电电池，放电时为原电池，符合原电池工作原理，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；外电路中电子由负极流向正极，内电路中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动(2)可充电电池充电时为电解池，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应；充电时电池的“”极与外接直流电源的正极相连，电池的“”极与外接直流电源的负
22、极相连【预测】(2016山西大同模拟)镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染，且镁原电池放电时电压高而平稳，使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的焦点。其中一种镁原电池的反应为 xMgMo3S4 放电充电 MgxMo3S4。下列说法错误的是()A放电时 Mg2向正极迁移B充电时阳极反应为 Mo3S2x42xe=Mo3S4C充电时 Mo3S4，发生氧化反应D放电时负极反应为 xMg2xe=xMg2思维导航规范答题：A 项，放电时阳离子向正极移动，正确；B 项，充电时阳极发生氧化反应，所以 Mo3S2x4失去电子生成 Mo3S4，正确；C 项，充电时 Mo3S4 是生成物，错误；D 项，放电时负
23、极发生氧化反应，Mg 失去电子生成 Mg2，正确。答案：C【变式考法】(2016河北唐山模拟)铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如图所示，工作原理为 Fe3Cr2 放电充电 Fe2Cr3。下列说法一定正确的是()AA电池充电时，阴极的电极反应式为Cr3e=Cr2B电池放电时，负极的电极反应式为Fe2e=Fe3C电池放电时，Cl从负极穿过选择性透过膜移向正极D电池放电时，电路中每通过0.1 mol电子，Fe3浓度降低0.1 molL1解析：放电时，负极Cr2发生氧化反应：Cr2e=Cr3，则充电时阴极Cr3发生还原反应：Cr3e=Cr2，A项正确、B项错误；电池放电时，阴离子应由正极移向负极，C项错误；没有给出电解液的体积，无法计算物质的量浓度，D项错误。对点规范演练
