1、专题突破热点探究专题一原电池原理及应用 化学电源专题归纳以新型电池为背景考查原电池问题是高考常见的切入点，对原电池反应观察不仔细、忽略介质的作用，是在高考中失分的主要原因。在解答类似问题时，不要将问题复杂化，这只不过是对原电池原理及其应用的考查。(1)可充电电池的充、放电原理：放电时相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当于电解池，放电时的正极变为电解池的阳极，与外电源的正极相连，负极变为电解池的阴极，与外电源负极相连。(2)原电池电极反应式的书写：一般电极反应式的书写：复杂电极反应式的书写复杂电极反应式 总反应式 较简单一极的电极反应式如：CH4 酸性燃料电池中：总反应式
2、：CH42O2=CO22H2O，正极反应式：2O28H8e=4H2O，则：负极反应式总反应式正极反应式，负极：CH42H2O8e=CO28H。典例精析例 1 某学生利用如下图所示实验装置探究盐桥式原电池的工作原理(Cu 元素的相对原子质量为 64)。按照实验步骤依次回答下列问题：(1)导线中电子流向为_(用 a、b 表示)。(2)写 出 装 置 中 锌 电 极 上 的 电 极 反 应 式：_。(3)若装置中铜电极的质量增加 0.64 g，则导线中转移的电子数目为_。(不准用“NA”表示)(4)装置中盐桥中除添加琼脂外，还要添加 KCl 的饱和溶液，电池工作时，对盐桥中的 K、Cl的移动方向表述
3、正确的是_。(填字母序号，下同)A盐桥中的 K向左侧烧杯移动、Cl向右侧烧杯移动B盐桥中的 K向右侧烧杯移动、Cl向左侧烧杯移动C盐桥中的 K、Cl都向左侧烧杯移动D盐桥中的 K、Cl几乎都不移动由 a 到 b(或 ab)Zn2e=Zn21.2041022B(5)若 ZnSO4 溶液中含有杂质 Cu2，会加速 Zn 电极的腐蚀，还可能导致电流在较短时间内衰减。欲除去 Cu2，最好选用下列试剂中的_。ANaOH BZnCFe DH2SO4B【解析】(1)原电池中，Zn 为负极，Cu 为正极，电子由负极流向正极，即由 a 到 b(或 ab)；(2)负极 Zn 失去电子，电极反应式为Zn2e=Zn2
4、；(3)铜电极上的反应为 Cu22e=Cu，质量增加0.64 g，即 n(Cu)0.64 g64 g/mol0.01 mol，则转移 0.02 mol 电子，转移电子数目为 0.02 mol6.021023 mol11.2041022；(4)盐桥中离子的移动方向为阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，即 K向右侧烧杯移动，Cl向左侧烧杯移动，故 B 项正确；(5)除去 Cu2，可促进其水解生成沉淀，注意不能引入新的杂质，A、C 项试剂会引入杂质，D项试剂的抑制其水解，只有 B 项试剂符合，故答案为 B。【点拨】解答这类题时应根据原电池原理进行分析解答，不要将问题复杂化。在解题时最易出现的错误是对
5、电池反应观察不仔细，忽略电解质的作用等。学习时可从以下层面有序归纳记忆：导线上电子流向、电流方向；电极上电极组成、名称、反应、现象；电解质溶液中离子迁移、pH 变化。这样就能全方位地准确记忆原电池的知识规律并将其灵活应用于解题。例 2 热激活电池可用作火箭，导弹的工作电源。一种热激电池的基本结构如下图所示，其中作为电解质的无水 LiClKCl 混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。下列有关说法正确的是()A正极反应式：Ca2Cl2e=CaCl2B放电过程中，Li向负极移动C每转移 0.1 mol 电子，理论上生成 20.7
6、 g PbD常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转【解析】根据电池总反应可知，正极反应式为 PbSO42e=PbSO24，A 项错误；放电过程中 Li向正极移动，B 项错误；由电池总反应式可知，每转移 0.1 mol 电子，理论上生成 0.05 mol Pb，质量为 10.35 g，C 项错误；常温下，电解质不是熔融态，离子不能移动，不产生电流，因此连接电流表或检流计，指针不偏转，D 项正确。【答案】D【点拨】近年来高考中对化学电源的考查趋向于以新型电池为素材，这类试题具有取材新颖、信息陌生、情景综合等特点，侧重于考查运用所学知识解决实际问题的能力。这类题起点很高，但落点还是在基础知
7、识和基本规律上，且设错通常较为明显。因此，面对新颖的化学电源，不要因其电极材料和电极反应、电池反应陌生而感到无所适从，依据放电、充电的基本知识和规律审题，即可化生为熟、化难为易。专题二电解原理及应用专题归纳电解池中，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。电解原理在电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气以及电镀、电冶金等方面有广泛的应用。考纲中要求“了解氯碱工业反应原理”，所以电解 NaCl 水溶液的相关内容是高考的热点。关于电解池电极反应式的书写首先要正确判定电极上的放电物质或微粒。同时注意电解质溶液能否和生成物反应，才能写出正确的电极反应式。阳极：阳极材料是活泼电极时阳极材料放电，否则是溶液中阴离子
8、放电，放电顺序是：活泼金属S2IBrClOHSO24 F。阴极：一般是溶液中的阳离子放电，金属活动性顺序的逆顺序。阳离子放电顺序：AgHg2Fe3Cu2H(酸)Pb2Fe2Zn2H(水)活泼金属阳离子。书写注意事项：一看电极材料、二看电解质溶液、三看附加条件与信息。典例精析例 3 如下图所示的电解池和电解池中，a、b、c 和 d 均为Pt 电极。电解过程中，电极 b 和 d 上没有气体逸出，但质量均增大，且增重 bd。符合上述实验结果的盐溶液是()选项XYAMgSO4CuSO4BAgNO3Pb(NO3)2CFeSO4Al2(SO4)3DCuSO4AgNO3【解析】由题图可知，电极 b、d 均为
9、阴极，在它们上面均没有气体逸出，则所电解的盐溶液中金属元素应该是金属活动顺序表中(H)以后的金属，故排除 A、C 两项。又“增重 bS2IBrClOH含氧酸根离子。阴极放电顺序：AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水)Al3Mg2NaCa2K。例 4 以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：下列说法不正确的是()A在阴极室，发生的电极反应为：2H2O2e=2OHH2B在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区 H浓度增大，使平衡 2CrO24 2HCr2O27 H2O 向右移动C该制备过程总反应的化学方程式为：4K2CrO44H2O 通电,2K2Cr2O74KO
10、H2H2O2D测定阳极液中 K和Cr的含量，若 K与 Cr的物质的量之比(nK/nCr)为 d，则此时铬酸钾的转化率为 1d2【解析】A 项，电极均为惰性电极，在阴极室发生还原反应，水电离出的 H得电子变成氢气，电极反应为 2H2O2e=2OHH2，故正确；B 项，阳极室发生氧化反应，水电离出的 OH失电子变成氧气，电极反应为 2H2O4e=4HO2，阳极室 H浓度增大，使平衡 2CrO24 2HCr2O27 H2O 向右移动，故正确；C 项，阴极电极反应为 4H2O4e=4OH2H2，阳极反应为 2H2O4e=4HO2，4CrO24 4H=2Cr2O27 H2O，将阴极反应式与阳极反应式相加
11、可得，总反应方程式为 4K2CrO44H2O 通电,2K2Cr2O74KOH2H2O2，故正确；D 项，设最初阳极室中的 K2CrO4为 1 mol，通电后转化的 K2CrO4 为 x mol，则有 2(1x)x22d1，x2d，K2CrO4 的转化率为2d1 100%，故错误。【答案】D【点拨】解答有关电解池的试题时，除应掌握必要的相关知识(如电极的判断、电极反应式的书写、电子的转移及电极产物的分析)外，还应注意对实验现象的分析和有关电化学计算的技巧，尤其是得失电子守恒规律的应用。专题三金属腐蚀与防护专题归纳1金属腐蚀：(1)金属腐蚀的实质是失电子被氧化，金属腐蚀中以电化学腐蚀更为普遍；(2
12、)根据电解质溶液的酸碱性把电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，电化学腐蚀中以吸氧腐蚀更为普遍。2金属的防护：(1)金属防护的目的是使金属与能引起金属腐蚀的物质隔离，切断形成原电池的条件。(2)为使保护效果更好，通常采用电化学防护，即牺牲阳极的阴极保护法和外加电流的阴极保护法。典例精析例 5 已知海水中含有的离子主要有 Na、Mg2、Cl、Br，利用下图装置进行实验探究，下列说法正确的是()AX 为锌棒，K 置于 M，可减缓铁的腐蚀，铁电极上发生的反应为 2H2e=H2BX 为锌棒，K 置于 M，外电路电流方向是从 X 到铁CX 为碳棒，K 置于 N，可减缓铁的腐蚀，利用的是外加电流的阴极保护法D
13、X 为碳棒，K 置于 N，在 X 电极周围首先失电子的是 Cl【解析】A 项，X 为锌棒，K 置于 M，组成原电池，铁作正极，铁电极上发生的反应为 O22H2O4e=4OH，错误；B 项，X 为锌棒，K 置于 M，外电路电流从正极到负极，即应由铁到 X，错误；C 项，X 为碳棒，K 置于 N，铁作阴极被保护，正确；D 项，X 为碳棒，K 置于 N，X 为阳极，发生氧化反应，由于 Br还原性强，Br先失电子，错误。【答案】C【点拨】解答这类题目时，应注意以下两个问题：(1)金属发生电化学腐蚀时，要根据其所处的环境判断是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀，弱酸性或中性环境下是吸氧腐蚀，酸性环境下是析氢腐蚀。(2
14、)金属的电化学防护：被保护的金属作原电池的正极或作电解池的阴极。例 6 如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：序号内容实验现象1常温下将铁丝放在干燥空气中一个月干燥的铁丝表面依然光亮2常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时铁丝表面依然光亮3常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月铁丝表面已变得灰暗4将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时铁丝表面略显灰暗5将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面已变得灰暗6将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时铁丝表面灰暗程度比实验 5严重回答以下问题：(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是_(填实验序号)；
15、在电化学腐蚀中，负极反应是_；正极反应是_。(2)由 该 实 验 可 知，可 以 影 响 铁 锈 蚀 速 率 的 因 素 有：_。(3)为 防 止 铁 的 锈 蚀，工 业 上 普 遍 采 用 的 方 法 是_(答两种方法)。3、4、5、6Fe2e=Fe2(或 2Fe4e=2Fe2)2H2OO24e=4OH湿度、温度、O2 的浓度、电解质溶液存在电镀、发蓝等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法等【解析】(1)不纯的金属与电解质溶液接触，因发生原电池反应，较活泼的金属失电子而被氧化，分析题中实验可知，3、4、5、6 发生了电化学腐蚀。负极反应 Fe2e=Fe2，正极反应 O22H2O4e=4OH。(2)1 和 3 可得出湿度增大，可使铁锈蚀速率加快；对比实验 3、4 可知增大 O2浓度可加快铁锈蚀的速率；对比实验 4、5 可知升高温度可加快铁锈蚀的速率；对比实验 5、6 可知电解质溶液的存在会使铁锈蚀的速率加快。(3)为防止铁的锈蚀，根据铁锈蚀的类型，可采用牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法，还可把铁制成不锈钢(合金)，亦可采用喷油漆、涂油脂、电镀、表面钝化等方法使铁与空气、水等物质隔离，以防止金属腐蚀。
