1、专题七 电化学【考纲解读】1、闭合回路、电子、离子运动。2、电极名称、电极反应式/总反应式的书写。3、原理的创新运用、新型电源、实现特殊反应。4、计算(电极质量变化、pH电子数相关)。【考点回顾】1按如图所示装置进行实验，并回答下列问题。（1）判断装置的名称：A池为_，B池为_。（2）锌极为_极，Cu2在溶液中向_(填“Zn”或“Cu”)极运动。（3）电极反应式正极_，负极_。（4）若溶液X为滴有酚酞的KCl溶液石墨棒C1的电极反应式为_，石墨棒C2附近发生的实验现象为_，溶液中的K向_(填“C1”或“C2”)电极移动；当C2极析出224 mL 气体(标准状况时)，锌的质量变化_(填“增加”或
2、“减少”)_g，此时B中的溶液的体积为200 mL，则pH为_。（5）若溶液X为CuSO4溶液(足量)B池中总反应的离子方程式为_；反应一段时间后，A池中Cu电极增重3.2 g，要使B池溶液恢复到起始状态，向溶液中加入适量的_，其质量为_g。【答案】（1）原电池电解池（2）负Cu（3）Cu22e=CuZn2e=Zn2（4）2Cl2e=Cl2产生无色气泡，溶液变红C2减少0.6513（5）2Cu22H2O2CuO24HCuO(或CuCO3)4(或6.2)2如图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：（1）铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于_(填“化学”或“电化学”)腐蚀。（2）若试管内液面上升
3、，则原溶液呈_性，发生_腐蚀，正极反应式为_。（3）若试管内液面下降，则原溶液呈_性，发生_腐蚀，正极反应式为_。【答案】（1）电化学（2）弱酸或中吸氧O22H2O4e=4OH（3）较强的酸析氢2H2e=H23正误判断，正确的打“”，错误的打“”（1）电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化()（2）电解法精炼铜时，用纯铜作阳极()（3）钢铁在潮湿空气中比干燥空气中更容易生锈()（4）电解法精炼铜时，电解质溶液中各离子浓度基本不变()（5）金属作原电池的负极时被保护()（6）生活、生产中钢铁被腐蚀的原理主要是负极发生反应：Fe3e=Fe3()（7）电解饱和食盐水时，电子的流向由负极外电路阴
4、极食盐水溶液阳极正极()（8）在浓硝酸中插入用导线连接的铝板和铜板，铝板为负极()(9)电镀时只能用镀层金属作阳极()(10)工业上可用电解MgCl2、AlCl3溶液的方法制取Mg和Al()【答案】（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）(9)(10)【题型预测】题型1原电池和电解池的工作原理1(2015天津理综，4)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
5、】A项，由锌的活泼性大于铜，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，则有Cu2Zn2，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。【归纳】1原电池工作原理示意图2电解池工作原理(阳极为惰性电极)示意图3解答电化学问题注意“三看”一看有无外接电源，有电源装置为电解池，无电源
6、装置为原电池；二看电极，判断阴阳极和正负极；三看电解质溶液。题型2新型化学电源电极反应2(2015全国卷，11)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=6CO26H2O【答案】A【解析】由题意可知，微生物电池的原理是在微生物作用下O2与C6H12O6发生氧化还原反应，将化学能转化为电能，B正确；氧气在正极反应，由于质子交换膜只允许H通过，则正极反应为O24e4H=2H2O，没有CO2生成，A项错误；负
7、极发生反应：C6H12O624e6H2O=6CO224H，H在负极区生成，移向正极区，在正极被消耗，C项正确；总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O，D项正确。【归纳】原电池电极反应式的书写（1）一般电极反应式的书写 （2）复杂电池反应的电极反应式书写复杂的电极反应式总反应式较简单一极的电极反应式如CH4碱性燃料电池负极反应式的书写：CH42O22OH=CO3H2O总反应式2O24H2O8e=8OH正极反应式CH410OH8e=7H2OCO负极反应式得分技巧原电池中氧气得电子的思维模型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，电解质溶液(酸碱盐)的不同，其电极反应有所
8、不同，抓住氧元素的化合价变化规律，得到电子后化合价降低，首先变成O2，O2能否存在要看电解质环境。下面总结了四种不同电解质环境中，氧气得电子后2价O的存在形式：题型3电解规律的不寻常应用1(2015福建理综，11)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是()A该装置将化学能转化为光能和电能B该装置工作时，H从b极区向a极区迁移C每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原Da 电极的反应为3CO218H18e=C3H8O5H2O【答案】B【解析】A项，该装置是电解池，在电解和光的作用下H2O在光催化剂的表面转化为O2
9、和H，故该装置是将电能和光能转化为化学能，错误；B项，根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的原则，该装置工作时，H从阳极b极区向阴极a极区迁移，正确；C项，该电解池的总反应式为6CO28H2O2C3H8O9O2。根据总反应方程式可知，每生成1 mol O2，有 mol CO2被还原，其质量为 g，错误；D项，a电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为3CO218H18e=C3H8O5H2O，错误。【归纳】1电解池中电极反应式的书写步骤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
10、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
11、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。题型4金属的腐蚀与防护1(2013北京理综，7)下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是()A水中的钢闸门连接电源的负极B金属护栏表面涂漆C汽车底盘喷涂高分子膜D地下钢管连接镁块【答案】A【解析】A项，水中钢闸门连接电源的负极，即作为电化学保护装置的阴极，使其不发生失电子反应而被保护，正确；B项和C项都属于外加防护层的防腐方法，B、C两项不符合题意，错误；D项，属于牺牲阳极的阴极保护法，错误。【归纳】抓住金属腐蚀的本质，依据金属活动性顺序进行判断。（1）常见的电化学腐蚀有两类：形
12、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：被保护的金属与原电池负极相连，形成电解池，作阴极。题型5电化学的定量分析5(2013天津理综，6)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)
13、电解池：2Al3H2OAl2O33H2电解过程中，以下判断正确的是()电池电解池AH移向Pb电极H移向Pb电极B每消耗3 mol Pb生成2 mol Al2O3C正极：PbO24H2e=Pb22H2O阳极：2Al3H2O6e=Al2O36HD【答案】D【解析】依据原电池和电解池的原理分析、解决问题。原电池中，Pb为负极：Pb2eSO=PbSO4，PbO2为正极：PbO22eSO4H=PbSO42H2O，所以H向PbO2极移动。电解池中，Pb作阴极：2H2e=H2，Al为阳极：3H2O2Al6e=Al2O36H，所以H向Pb电极移动，A错；每消耗3 mol Pb时转移6 mol e，每生成2 m
14、ol Al2O3时，转移12 mol e，B错；根据A项分析，可知电池的正极反应式书写错误，C错；原电池中随时间增长，Pb变为PbSO4，质量增加，电解池中Pb极产生H2，Pb电极质量不变，D正确。【归纳】原电池和电解池的定量计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算，以及与转移电子关系的定量计算等。常见计算方法有：（1）根据电子守恒计算用于串联电路中电解池阴阳两极产物、原电池正负两极产物、通过的电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。（2）根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。（3）根据关系式计算根据得失电子守恒关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以通过4 mol e为桥梁可构建如下关系式： (式中M为金属，n为其离子的化合价数值)该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用该关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。