1、专题8电化学基础考向预测1了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2了解常见化学电源的种类及其工作原理。3理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸，是历年高考的热点内容。考查的主要知识点：原电池和电解池的工作原理、电极反应式的书写和判断、电解产物的判断、金属的腐蚀和防护。对本部分知识的考查仍以选择题为主，在非选择题中电化学知识可能与工业生产、环境保护、新科技、新能源知识相结合进行命题。客观题(1)以新型化学电源为载体，考查电极反应式的正误判断及电子、离子的移动方向等。(2)考查原电池在金属腐蚀与防护方面的应用。
2、主观题(1)考查电极反应式、电池反应式的书写。(2)考查原电池、电解池原理在工业生产中的应用。(3)考查电子转移、两极产物、pH等的相关计算。知识与技巧的梳理一、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ZnCuH2SO4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
3、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。3有关原电池解题的思维路径二、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
4、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，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S2-IBrClOH(水)含氧酸根F。阴极产物的判断直
5、接根据阳离子的放电顺序进行判断：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+ Fe2+Zn2+H+ (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。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
6、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
7、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（45分钟）限时训练经典常规题1(2017全国卷，11)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2(2017全国卷，11)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
8、极B可选用不锈钢网作为阴极C阴极的电极反应式：Al33e=AlD硫酸根离子在电解过程中向阳极移动3(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(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4(2017武汉调研)用石墨电极完成下列电解实验。实验一实验二装置现象a、d处试纸变蓝；b处变红，
9、局部褪色；c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生下列对实验现象的解释或推测不合理的是()Aa、d处：2H2O2e=H22OHBb处：2Cl2e=Cl2Cc处发生了反应：Fe2e=Fe2D根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜5(2017昆明联考)一种碳纳米管能够吸附氢气，可作充电电池(如图所示)的碳电极，该电池的电解质溶液为6 molL1KOH溶液，下列说法中正确的是()A充电时将碳电极与电源的正极相连B充电时阴极发生氧化反应C放电时镍电极反应为：NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OHD放电时碳电极反应为：2H2e=H26(2017运城一模)H3PO2也可用电渗析法制备。“四
10、室电渗析法”工作原理如图所示(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_。(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_。高频易错题 1(2017邹城模拟)如图装置电解一段时间，当某极析出0.32 g Cu 时，、中溶液pH分别为(溶液足量，体积均为100 mL 且电解前后溶液体积变化忽略不计)()A13、7、1 B12、7、2 C1、7、13 D7、13、12(2
11、017陕西西安一模)如图所示，甲池的总反应式为N2H4+O2N2+2H2O，下列关于该电池工作时的说法正确的是()A该装置工作时，Fe电极上有气体生成B甲池和乙池中的溶液的pH均减小C甲池中负极反应为N2H4-4e-N2+4H+D当甲池中消耗0.1 mol N2H4时，乙池中理论上最多产生6.4 g固体3(2017山东淄博二模)现代膜技术可使某种离子具有单向通过能力，常用于电解池、原电池中。电解NaB(OH)4溶液可制备H3BO3，其工作原理如图。下列叙述错误的是()AM室发生的电极反应式:2H2O-4e-O2+4H+BN室:abC产品室发生的反应是B(OH)4-+H+H3BO3+H2OD理论
12、上每生成1 mol产品，阴极室可生成标准状况下5.6 L气体4(2017山西四校联考)(12分)锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题:(1)外电路的电流方向是由_极流向_极。(填字母)(2)电池正极反应式为_。(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂?_(填“是”或“否”)，原因是_。(4)MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为_。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为_。精准预
13、测题1(2017岳阳模拟)硼化钒(VB2)空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如图所示，该电池工作时反应为4VB211O2=4B2O32V2O5，下列说法正确的是()A电极a为电池负极 B图中选择性透过膜只能让阳离子选择性透过 C电子由VB2极经KOH溶液流向a电极 DVB2极发生的电极反应为2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O2(2017黄冈模拟)一种高能纳米级Fe3S4和镁的二次电池，其工作原理为Fe3S44Mg3Fe4MgS，装置如图所示。下列说法不正确的是()A放电时，镁电极为负极B放电时，正极的电极反应式为Fe3S48e=3Fe4S2C充电时，阴极的电极反应式
14、为MgS2e=MgS2D充电时，S2通过阴离子交换膜从左侧向右侧迁移3(2017安微八校联考)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 L4(2017山东九校联考)在城市地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁或城铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起金属管道、铁轨的腐蚀，原理简化如图所示。
15、则下列有关说法中不正确的是()A原理图可理解为两个串联电解装置B溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，附近产生少量白色沉淀，随后变为灰绿色C溶液中铁丝左端的电极反应式为Fe2e=Fe2D地下管道被腐蚀，不易发现，也不便维修，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)5(2017太原模拟)高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水，是一种新型多功能水处理剂。已知Na2FeO4在强碱性溶液中会析出沉淀。其生产工艺流程如图所示：(1)写出向NaOH溶液中通入足量Cl2发生反应的离子方程式：_。(2)向溶液中加入Fe(NO3)3溶液发生反应，该反应的氧化剂是_，每制得49.8 g Na2FeO4，理论
16、上消耗氧化剂的物质的量为_mol。(3)从环境保护的角度看，制备Na2FeO4较好的方法为电解法，其装置如图甲所示。 电解过程中阳极的电极反应式为_。图甲装置中的电源采用NaBH4(B元素的化合价为3价)和H2O2作原料的燃料电池，电源工作原理如图乙所示。工作过程中该电源的正极反应式为_，Na由_(填“a”或“b”，下同)极区移向_极区。参考答案经典常规题1【解题思路】钢管桩接电源的负极，高硅铸铁接电源的正极，通电后，外电路中的电子从高硅铸铁(阳极)流向正极，从负极流向钢管桩(阴极)，A、B正确；C项，题给信息高硅铸铁为“惰性辅助阳极”不损耗，错误。【答案】C2【解题思路】A项，根据电解原理可
17、知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，正确；B项，阴极仅作导体，可选用不锈钢网，且不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，正确；C项，阴极应为氢离子得电子生成氢气，错误；D项，电解时，阴离子移向阳极，正确。【答案】C3【解题思路】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S8Li2S8 Li2S6Li2S4Li2S2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0.14 g，正
18、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。【答案】D4【解题思路】根据a、d处试纸变蓝，可判断a、d两点都为电解池的阴极，发生的电极反应为2H2O 2e=H22OH，A选项正确；b处变红，局部褪色，说明b为电解池的阳极，2Cl2e=Cl2，氯气溶于水生成盐酸和次氯酸：Cl2H2O=HClHClO，HCl溶液显酸性，HClO具有漂白性，B选项不正确；c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，发生的电极反应为Fe2e=Fe2，C选项正确；实验一中ac形成电解池，db
19、形成电解池，所以实验二中也形成电解池，铜珠的左端为电解池的阳极，铜失电子生成铜离子，m、n是铜珠的右端，为电解池的阴极，开始时产生气体，后来铜离子得到电子生成单质铜，故D选项正确。【答案】B5【解题思路】A项，碳纳米管能够吸附氢气，可作充电电池的负极，放电时氢气发生氧化反应，故充电时该电极与外接电源的负极相连，错误；B项，充电时阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，错误；C项，放电时镍电极为正极，得到电子，发生还原反应，其电极反应为：NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH，正确；D项，放电时碳电极反应为：H22e2OH=2H2O，错误。【答案】C6【解题思路】(1)在阳极由于含有的阴离子OH、S
20、O、H2PO中放电能力最强的是OH， 所以发生反应2H2O4eO24H；(2)在产品室可得到H3PO2是因为阳极室的H穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成；(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，其缺点是阳极产生的氧气会把H3PO2或H2PO氧化为PO，使产品不纯。【答案】(1)2H2O4e=O24H(2)阳极室的H穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室， 二者反应生成H3PO2(3)POH2PO或H3PO2被氧化高频
21、易错题 1【解题思路】n(Cu)0.32 g64 g/mol0.005 mol，由电极反应Cu22e=Cu可知转移电子为0.01 mol，电解时，、中溶液电极方程式分别为2KCl2H2O2KOHH2Cl2、2H2O2H2O2；2CuSO42H2O2CuO22H2SO4。中生成0.01 mol OH，c(OH)0.01 mol0.1 L0.1 mol/L，pH13；电解水，溶液仍然呈中性，溶液的pH7；中生成0.01 mol H，c(H)0.01 mol0.1 L0.1 mol/L，pH1，故A正确。【答案】A2【解题思路】通入肼的电极为电池的负极，负极与电解池阴极相连，Fe电极为阴极，铜离子得
22、电子生成铜单质，A错误。甲池有水生成，导致溶液中KOH浓度降低，则溶液pH减小，乙池中氢氧根离子放电，导致溶液pH减小，B正确。甲池负极反应为N2H4-4e-+4OH-N2+4H2O，氢离子不能在碱性溶液中出现，C错误。甲池消耗0.1 mol N2H4时，转移0.4 mol电子，乙池Cu2+2e-Cu，产生0.2 mol铜，为12.8 g固体，D错误。【答案】B3【答案】D【解题思路】 M室为阳极室，水中的氢氧根离子放电，2H2O-4e-O2+4H+，A正确。N室，水中的氢离子放电，生成氢氧根离子，原料室中钠离子移动到N室，NaOH浓度增大，B正确。原料室中的B(OH)4-移向产品室，M室中生
23、成的H+移向产品室，二者反应生成产品，C正确。根据关系式:H3BO3H+1/2H2，理论上每生成1 mol产品，阴极室可生成标准状况下11.2 L气体，D错误。4【答案】 (1)ba(2)MnO2+e-+Li+LiMnO2(3)否电极Li是活泼金属，能与水反应(4)3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O21【解题思路】(1)结合所给装置图以及原电池反应原理，可知Li作负极材料，MnO2作正极材料，电子流向是从ab，电流方向则是ba。(2)根据题目中的信息“电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2”，所以正极的电极反应
24、式MnO2+e-+Li+LiMnO2。(3)因为负极的电极材料Li是活泼的金属，能够与水发生反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。(4)由题目中的信息“MnO2可与KOH和KClO3在高温条件下反应，生成K2MnO4”，可知该反应属于氧化还原反应，Mn元素化合价升高()，则Cl元素的化合价降低()，所以化学方程式为3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O;根据“K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4(K2O4KO4)和MnO2(K2O4O2)”，结合电子得失守恒可得，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为21。精准预测题1【解题思路】硼化钒空气燃料电池中，V
25、B2在负极失电子，氧气在正极上得电子，所以a为正极，故A错误；氧气在正极上得电子生成OH，OH通过选择性透过膜向负极移动，故B错误；“电子不下水”，电子只在导线中移动，不能在溶液中移动，故C错误；负极上是VB2失电子发生氧化反应，则VB2极发生的电极反应为2VB222OH22e=V2O52B2O311H2O，故D正确。【答案】D2【解题思路】二次电池放电时为原电池原理，充电时为电解池原理。放电时Mg转化为MgS，化合价升高，故为负极，则Fe3S4为正极，其电极反应式为Fe3S48e=3Fe4S2，因此A、B两项正确；充电时，MgS转化为Mg，故为阴极，其电极反应式为MgS2e=MgS2，因此C
26、项正确；充电时，阴离子向阳极移动，则S2通过阴离子交换膜从右侧向左侧迁移，故D项错误。【答案】D3【解题思路】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5 mol，即标准状况下的体积为5 mol22.4 Lmol1112 L，D项不符合题意。【答案】B4【解题思路】题
27、中原理图可理解为两个串联的电解装置，A项不符合题意。左侧铁棒为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，铁丝左侧为阴极，氢离子在阴极放电生成氢气，同时有OH生成，亚铁离子与OH结合，产生少量白色沉淀，随后被氧化为灰绿色，B项不符合题意、C项符合题意。【答案】C5【解题思路】（1）Cl2与NaOH溶液发生歧化反应生成NaCl、NaClO、和H2O，由此可写出离子方程式。（2）结合（1）分析和流程知溶液中溶质主要是NaClO，因此加入Fe(NO3)3溶液后生成Na2FeO4，此反应中，氧化剂为NaClO，还原剂为Fe(NO3)3;利用得失电子守恒得：3NaClO2Na2FeO4，由此可知生成49.8g 消耗氧化剂的物质的量49.8g/166gmol-13/2=0.45mol。（3）电解时阳极Fe失去电子被氧化为FeO，结合电解质溶液为碱性可得，阳极电极反应式为Fe8OH6e=FeO4H2O；电池工作时正极发生还原反应，结合图示原理可知正极反应为H2O2得电子，被还原为OH-;电解质溶液中的阳离子由负极区移向正极区。【答案】(1)2OHCl2=ClOClH2O(2)NaClO(或次氯酸钠)0.45(3)Fe8OH6e=FeO4H2OH2O22e=2OHab
