2021高三化学专题复习：电化学基础

专题06 第12题电化学基础一、试题分析电化学是高考每年必考内容，命制的角度有电极反应式的正误判断与书写，电池反应式的书写，正负极的判断，电池充、放电时离子移动方向的判断，电极附近离子浓度的变化，电解的应用与计算，金属的腐蚀与防护等。

同时通过陌生化学电源的装置图，考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力，也体现了对“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养考查。

二、试题导图三、必备知识知识点1电极的判断知识点2．电解池的电极反应及其放电顺序(1)阳离子在阴极上的放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞……(2)阴离子在阳极上的放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞……知识点3．电解的四大类型及规律锌银电池总反应：Ag2O＋Zn＋H2O放电充电2Ag＋Zn(OH)2正极Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－负极Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2锌空气电池总反应：2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)2－4正极O2＋4e－＋2H2O===4OH－负极Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)2－4镍铁电池总反应：NiO2＋Fe＋2H2O放电充电Fe(OH)2＋Ni(OH)2正极NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－负极Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2高铁电池总反应：3Zn＋2FeO2－4＋8H2O 放电充电3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4OH－类型电极反应特点实例电解物质电解液浓度pH电解液复原方法电解水型阴极：4H＋＋4e－===2H2↑阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑NaOHH2O 增大增大加H2OH2SO4减小Na2SO4不变电解电解质型电解质的阴、阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大通入HCl气体CuCl2—加CuCl2放H2生碱型阴极：放H2生成碱阳极：电解质阴离子放电NaCl 电解质和水生成新电解质增大通入HCl气体放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：放O2生成酸CuSO4减小加CuO总反应：Cd＋2NiOOH＋2H2O 放电充电Cd(OH)2＋2Ni(OH)2总反应：x Mg＋Mo3S4放电充电Mg x Mo3S4总反应：2Na2S2＋NaBr3放电充电Na2S4＋3NaBr总反应：Na1－m CoO2＋Na m C n 放电充电NaCoO2＋C n总反应：VO＋2＋2H＋＋V2＋放电充电V3＋＋VO2＋＋H2O电池正极Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－负极Li－e－===Li＋锂离子电池总反应：Li1－x CoO2＋Li x C6放电充电LiCoO2＋C6(x＜1)正极Li1－x CoO2＋x e－＋x Li＋===LiCoO2负极Li x C6－x e－===x Li＋＋C6知识点6．燃料电池的电极反应式(以CH3OH为例电极反应式)电池类型导电介质反应式酸性燃料电池H＋总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O正极O2＋4e－＋4H＋===2H2O负极CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋碱性燃料电池OH－总反应：2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO2－3＋6H2O正极O2＋4e－＋2H2O===4OH－负极CH3OH－6e－＋8OH－=== CO2－3＋6H2O熔融碳酸盐燃料电池CO2－3总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O正极O2＋4e－＋2CO2===2CO2－3负极CH3OH－6e－＋3CO2－3===4CO2↑＋2H2O固态氧化物燃料电池O2－总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O正极O2＋4e－===2O2－负极CH3OH－6e－＋3O2－=== CO2↑＋2H2O 质子交换膜燃料电池H＋总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O正极O2＋4e－＋4H＋===2H2O负极CH 3OH －6e －＋H 2O=== CO 2↑＋6H ＋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O 2，O 2得到电子后化合价降低，首先变成O 2－，O 2－能否存在要看电解质环境。

【知识点】装置特点：化学能转化为电能。

①、两个活泼性不同的电极；形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触）电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。

池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。

原 电极反应方程式：电极反应、总反应。

理氧化反应 负极 铜锌原电池 正极 还原反应反应原理：Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑电解质溶液电极反应： 负极（锌筒）Zn-2e -=Zn 2+正极（石墨）2NH 4++2e -=2NH 3+H 2↑①、普通锌——锰干电池 总反应：Zn+2NH 4+=Zn 2++2NH 3+H 2↑干电池： 电解质溶液：糊状的NH 4Cl特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液②、碱性锌——锰干电池 电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加）；电解液：由中性变为碱性（离子导电性好）。

正极（PbO 2） PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极（Pb ） Pb+SO 42--2e -=PbSO 4铅蓄电池：总反应：PbO 2+Pb+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O电解液：1.25g/cm 3~1.28g/cm 3的H 2SO 4 溶液蓄电池 特点：电压稳定。

Ⅰ、镍——镉（Ni ——Cd ）可充电电池；其它蓄电池 Cd+2NiO(OH)+2H 2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2Ⅱ、银锌蓄电池锂电池①、燃料电池与普通电池的区别不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时燃料 电极反应产物不断排出电池。

电池 ②、原料：除氢气和氧气外，也可以是CH 4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。

负极：2H 2+2OH --4e -=4H 2O ；正极：O 2+2H 2O+4e -=4OH -③、氢氧燃料电池： 总反应：O 2 +2H 2 =2H 2O特点：转化率高，持续使用，无污染。

高中电化学基础知识及其应用电化学是研究电能与化学能之间相互转化的学科领域，它广泛应用于电池、电镀、腐蚀防护、电解、电泳等领域。

在高中化学教育中，学习电化学基础知识对于理解电池原理、腐蚀机理、电解制备金属等有重要的意义。

本文将介绍高中电化学的基础知识及其应用。

1. 电化学基本概念电化学涉及两个重要的概念：电解和电池。

电解是指利用外加电压将化学反应进行反向的过程，即将电能转化为化学能的过程；而电池则是将化学能转化为电能的装置。

在电化学中，经常会涉及到氧化还原反应，这是一种重要的化学反应类型，也是电化学研究的基础。

2. 电解和电解液电解是通过外加电压使化学反应发生反向过程的过程。

在电解中，要求制导体能够导电，并且在电解液中会发生氧化还原反应。

电解液可以是溶液、熔融态的盐类、离子化合物，也可以是某些不易发生氧化还原反应的液体。

在电解液中，正离子会向阴极移动，而负离子会向阳极移动，从而在电极上发生氧化还原反应。

3. 电池电池是将化学能转化为电能的装置，是电化学中的重要应用。

通常由正极、负极和电解质三部分组成。

正极是电池中能够发生氧化反应的电极，负极是电池中能够发生还原反应的电极，而电解质则是能够传递离子，并保持电池中电荷平衡的物质。

常见的电池有原电池、干电池、蓄电池、太阳能电池等。

4. 电极反应在电化学中，电极上发生的氧化还原反应称为电极反应。

在电解和电池中，电极反应是电化学过程的关键步骤。

在电解中，电极反应是电解过程发生的地方，而在电池中，电极反应则是电池产生电能的地方。

电极反应的速率决定了电解或充放电的速度。

5. 电化学应用电化学在现代社会有着广泛的应用。

它不仅应用于化学工业中的电解生产、电镀、电池制造等领域，还在环境保护、能源存储、电化学传感器等方面有着重要的应用。

电解制取金属铝、钠等；电池被广泛应用于手机、笔记本电脑、电动汽车等；电化学传感器则可以用于监测水质、大气污染、生物检测等领域。

电化学是一门重要的交叉学科，在化学、物理、材料科学、工程技术等领域都有着重要的应用。

第四章电化学基础知识点归纳第四章电化学基础知识点归纳电化学是研究电和化学之间关系的分支学科，主要研究电能和化学变化之间的相互转化规律。

本章主要介绍了电化学基础知识点，包括电化学的基本概念、电池反应、电解反应以及其相关的电解池和电极。

一、电化学的基本概念1. 电化学：研究电和化学之间相互关系的学科。

2. 电解：用电能使电解质溶液或熔融物发生化学变化的过程。

3. 电解质：能在溶液中产生离子的化合物。

4. 电解池：由电解质、电极和电解物质组成的装置。

5. 电极：用来与溶液接触，传递电荷的导体。

二、电池反应1. 电池：将化学能转化为电能的装置。

由正极、负极、电解质和导电体组成。

2. 电池反应：电池工作时在正负极上发生的化学反应。

3. 氧化还原反应：电池反应中常见的反应类型，在正极发生氧化反应，负极发生还原反应。

4. 电池电势：电池正极和负极之间的电位差。

5. 电动势：电池正极和负极之间的最大电势差。

三、电解反应1. 电解：用电流使电解质发生化学变化的过程。

2. 导电质：在电解质中起导电作用的物质。

3. 离子：在溶液中能自由移动的带电粒子。

4. 阳离子：带正电荷的离子。

5. 阴离子：带负电荷的离子。

6. 电解池：由电解质溶液、电解质和电极组成的装置。

7. 电解程度：电解质中离子的溶解程度。

8. 法拉第定律：描述了电解过程中，电流量与电化学当量的关系。

四、电解池和电极1. 电解槽：承载电解液和电极的容器。

2. 阳极：电解池中的电流从电解液流入的电极，发生氧化反应。

3. 阴极：电解池中的电流从电解液流出的电极，发生还原反应。

4. 阳极反应：电解池中阳极上发生的氧化反应。

5. 阴极反应：电解池中阴极上发生的还原反应。

6. 电极反应速度：电极上反应的速度。

7. 电极反应中间体：反应过程中形成的中间物质。

电化学是现代科学和工程领域中的重要分支，广泛应用于电池、电解、蓄电池、电解涂层、电化学合成等领域。

了解电化学的基础知识，有助于我们更好地理解和应用电化学原理。

2021年高考化学专题复习：电化学基础一、单选题(共15小题)1.常温下用石墨作电极，电解100 mL 0.1 mol·L－1的Cu(NO3)2和0.1 mol·L－1的AgNO3组成的混合溶液，当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12 L 时，假设溶液体积不变，下列说法正确的是()A．阴极增重1.4 g B．所得溶液pH＜1C．阴极增重0.64 g D．所得溶液pH＞12.化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。

目前常用的镍镉(Ni－Cd)电池，其电池总反应可以表示：Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是()①以上反应是可逆反应 ①以上反应不是可逆反应①充电时化学能转变为电能 ①放电时化学能转变为电能A． ①① B． ①① C． ①① D． ①①3.由于具有超低耗电量、寿命长的特点，LED产品越来越受人欢迎。

下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的装置。

下列有关叙述正确的是()A． a处通入氧气，b处通入氢气B．该装置中只涉及两种形式的能量转化C．电池正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－D． P－型半导体连接的是电池负极4.下列有关金属铁的腐蚀与防护，说法正确的是()A．酸雨后易发生析氢腐蚀、炒锅存留盐液时易发生吸氧腐蚀B．当镀锡铁和镀锌铁镀层破损时，后者更易被腐蚀C．铁与电源正极连接可实现电化学保护D．将钢管与铜管一起堆放时可保护钢管少受腐蚀5.钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是()A． 2H＋＋2e－===H2↑ B． Fe2＋＋2e－===FeC． 2H2O＋O2＋4e－===4OH－D． Fe3＋＋e－===Fe2＋6.下列金属的防护方法不正确的是()A．对健身器材涂油漆以防止生锈B．对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈C．用牺牲锌块的方法来保护船体D．自行车的钢圈上镀上一层Cr防锈7.图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。

电化学基础1．用小粒径零价铁(ZVI )的电化学腐蚀处理三氯乙烯(23C HCl )，进行水体修复的过程如图所示。

H +、2O 、3NO -等共存物的存在会影响水体修复效果。

定义单位时间内ZVI 释放电子的物质的量为t n ，其中用于有效腐蚀的电子的物质的量为e n 。

下列说法错误的是( )A ．反应①②③④均在正极发生B ．④的电极反应式为342NO 10H 8e NH 3H O -+-+++=+C ．单位时间内，三氯乙烯脱去a mol Cl 时e n a mol =D ．过程中有可能形成()3Fe OH2．近日，我国学者在Science 报道了一种氯离子介导的电化学合成方法，能将乙烯高效清洁、选择性地转化为环氧乙烷，电化学反应的具体过程如图所示。

在电解结束后，将阴、阳极电解液输出混合，便可反应生成环氧乙烷。

下列说法错误的是A ．Ni 电极与电源负极相连B ．工作过程中阴极附近pH 增大C ．电解结束后，输出混合过程前两极电解液KCl 浓度相同D ．该过程的总反应为222CH CH H O =+→2H +3．有机物液流电池因其电化学性能可调控等优点而备受关注。

南京大学研究团队设计了一种水系分散的聚合物微粒“泥浆”电池(图1)。

该电池在充电过程中，聚对苯二酚(图2)被氧化，下列说法错误的是( )A ．放电时，电流由a 电极经外电路流向b 电极B ．充电时，a 电极附近的pH 减小C ．充电时，b 电极的电极反应方程式为+4ne -+4nH +=D．电池中间的隔膜为特殊尺寸半透膜，放电时H+从a极区经过半透膜向b极区迁移4．利用CH4燃料电池电解制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH、H2、Cl2，装置如图所示。

下列说法不正确的是( )A．a极反应：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2OB．A、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜C．可用铁电极替换阴极的石墨电极D．a极上通入2.24L甲烷，阳极室Ca2+减少0.4mol5．多伦多大学EdwardSargent教授团队研发了一种将乙烯高效转化为环氧乙烷的电化学合成方法。

2020-2021学年度高三化学第一学期人教版选修4第四章电化学基础高考专项复习一、单选题1．我国科学家研发了一种水系可逆Zn—CO2电池，电池工作时，复合膜(由a、b膜复合而成)层间的H2O 解离成H＋和OH-，在外加电场中可透过相应的离子膜定向移动。

当闭合K1时，Zn—CO2电池工作原理如图所示。

下列说法不正确的是( )A．闭合K1时，H＋通过a膜向Pd电极方向移动B．闭合K1时，Zn表面的电极反应式为Zn＋4OH--2e- = Zn(OH)2-4C．闭合K2时，Zn电极与直流电源正极相连D．闭合K2时，在Pd电极上有CO2生成2．一种由聚偏氟乙烯–六氟丙烯共聚物为主的准固态聚合物电解质(QPE)制备的Na-O2电池结构如图所示，QPE 中的F-C 链有利于Na+的转移。

下列有关说法中正确的是( )A．该电池放电时正极的电极反应式为：O2+e–+Na+=NaO2B．负极质量每减少23 g，需要消耗O2的体积为22.4 LC．偏氟乙烯与六氟丙烯互为同系物D．该电池充电时阳极反应物为O23．在通电条件下，用如图所示装置由乙二醛制备乙二酸，其制备反应原理为：OHC—CHO+2Cl2+2H2O→HOOC—COOH+4HCl。

下列说法正确的是( )A．盐酸起提供Cl-和增强溶液导电性的作用B．该装置将化学能转化为电能C．a极为负极，Pt1电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-D．该离子交换膜为阳离子交换膜，理论上每得到1mol乙二酸，将有2molH+从右室迁移到左室4．电化学溶解—沉淀法是一种回收利用H2S的新方法，其工艺原理如下图所示。

下列说法不正确的是已知：Zn与强酸、强碱都能反应生成H2；Zn2+在过量的强碱溶液中以[Zn(OH)4]2-形式存在。

A．锌棒连接直流电源的正极，发生氧化反应B．反应器中反应的离子方程式为H2S+ [Zn(OH)4]2-=ZnS↓+ 2H2O+ 2OH-C．电解槽中，没接通电源时已经有H2产生D．理论上气液分离器每分离出22.4LH2可处理含1molH2S的废气5．某研究机构使用Li—SO2Cl2电池作为电源电解制备Ni(H2PO2)2，其工作原理如图所示。

近几年全国卷高考化学试题中均涉及电化学知识，并且试题的背景较为新颖，对考生分 析问题的能力提出了较高要求。

本专题知识在高考题型中选择、填空都有，考查知识点集中。

预测在 2021 年的高考命题中该部分仍是命题的热点，在题型上仍以传统题型为主，其中原 电池的工作原理及其电极反应式的书写，电解产物的判断及电池反应方程式的书写，离子的 移动方向，溶液 pH 的变化是高考命题的热点，特别需要注意的是原电池、电解池装置的绘 图，金属的腐蚀和绿色能源的开发。

1．“三池”的判断技巧： 原电池、电解池、电镀池判定规律：若无外接电源，可能是原电池，然后依据原电池的 形成条件分析判定，若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池。

当 阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池，其他情况为电解池。

2．用惰性电极电解电解质溶液时，若使电解后的溶液恢复原状态，应遵循“缺什么加什 么，缺多少加多少”的原则。

一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。

3．三个相等： ①同一原电池的正、负极的电极反应得、失电子数相等。

②同一电解池的阴极、阳极电极反应中得、失电子数相等。

③串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。

4．四个对应： ①正极和负极对应。

②阳极和阴极对应。

③失电子和得电子对应。

④氧化反应和还原反应对应。

5．电解时电极产物的判断——“阳失阴得”，即1．【2020•新课标Ⅰ卷】科学家近年发明了一种新型 Zn−CO2 水介质电池。

电池示意图 如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体 CO2 被转化为储氢物质甲酸 等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。

下列说法错误的是( ) A．放电时，负极反应为 Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)42+ B．放电时，1 mol CO2 转化为 HCOOH，转移的电子数为 2 mol C．充电时，电池总反应为 2Zn(OH)42+=2 Zn+O2↑+4OH-+2H2O D．充电时，正极溶液中 OH−浓度升高8．【参考答案】D 【试题解析】由题可知，放电时，CO2 转化为 HCOOH，即 CO2 发生还原反应， 故放电时右侧电极为正极，左侧电极为负极，Zn 发生氧化反应生成 Zn(OH)42+；充电 时，右侧为阳极，H2O 发生氧化反应生成 O2，左侧为阴极，Zn(OH)42+发生还原反应 生成 Zn。

【高三】2021届高考化学第二轮考纲电化学基础专题复习专题十电化学基础【考纲展示】1.介绍原电池和电解池的工作原理。

2.了解常见化学电的种类及其工作原理。

3.认知金属出现电化学锈蚀的原因，金属腐蚀的危害、避免金属腐蚀的措施。

【知识回扣】科学知识网络要点扫描一、原电池和电解池电极确认的方法电化学中电极的确定是电池反应式正确书写的前提，判断的方法有：1.根据反应本质速判电极不论是原电池还是电解池，阳极总是发生氧化反应，阴极总是发生还原反应（原电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应），若能找出电极发生的反应是氧化反应，还是还原反应，则可迅速确定电极。

2.根据电子、离子移动方向推论电极不论是在原电池还是在电解池中，电子总是从阳极（负极）流向外电路；电解液中总是阳离子移向阴极（正极），阴离子移向阳极（负极）。

3.根据溶液ph变化或电极现象推论电极无论是在原电池还是在电解池中，只要是有h2生成的电极，该电极区溶液的ph就增大，该电极上发生还原反应，该电极为正极；只要是有o2生成的电极，该电极区ph就减小，该电极发生氧化反应，该电极为负极（阳极）。

二、电极反应式的书写1.原电池电极反应式的书写（1）通常电极反应式的书写（2）复杂电极反应式的书写2.电解池电极反应式的书写首先分析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组；然后分别对阴阳离子排出放电顺序，写出两极上的电极反应式；最后合并两个电极反应式得出电解总方程式。

注意事项：（1）书写电解池中电极反应式时，必须以实际出席振动的离子则表示，但书写总方程式时，强电解质必须译成分子式；（2）必须保证两极电子迁移数目成正比，且标明条“电解”。

三、电解计算1.根据电子动量法排序：用作串联电路、阳、阳两极产物、相同电量等类型的排序，其依据就是电路中迁移的电子数成正比。

2.根据总反应式计算：凡是总反应式反映出的物质的量关系都可以列比例式计算。

3.根据关系排序：由利害电子守恒定律关系创建未知量与未知量之间的桥梁，创建排序的关系式，例如物质：h2～o2～cl2～cu～ag～h+～oh―～e―mol21224444【热点透视】热点题型【典例1】将nacl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。