高考化学《电化学》考点例析及高分冲刺强化训练

高考化学《电化学》考点例析及高分冲刺强化训练【基本考点解析】目标1、熟练掌握原电池的电极名称、电子流向、电极反应式及原电池总反应式；2、掌握几种新型燃料电池的工作原理；3、熟练掌握电解池电极名称、材料、电解质种类等的判断；会书写电极反应式和电解总反应方程式；4、掌握电解前后溶液的浓度和pH值变化的计算。

典型例题【例1】⑴今有2H2+O2 KOH2H2O反应，构成燃料电池，则负极通的应是，正极通的应是，电极反应式为负极：，正极：。

⑵若把KOH改为稀H2SO4作电解质，则电极反应式为负极：，正极：。

⑴和⑵的电解质不同，反应进行后，其溶液的pH个有什么变化。

⑶若把H2改为CH4，用KOH作电解质，则电极反应式为负极：，正极。

【答案】⑴H2、O2；负极：2H2+4OH-－4e- =4H2O，正极：O2+2H2O+4e- =4OH-；⑵负极：2H2－4e-=4 H+，正极：O2+4 H++4e-=2H2O；pH变小；pH变大；⑶负极：CH4＋１０OH-－８e- = CO32-+７H2O，正极：２O2+４H2O+８e- =８OH-。

【例2】（2003年南通四市联考试题）右图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。

通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336mL（标准状态）气体。

回答：（1）直流电源中，M为极。

（2）Pt电极上生成的物质是，其质量为__g。

（3）电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为：2∶___∶_ ∶。

（4）AgNO3溶液的浓度（填增大、减小或不变。

下同），AgNO3溶液的pH ，H2SO4溶液的浓度，H2SO4溶液的pH ___。

（5）若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2SO4溶液为g。

【答案】（1）正；（2）Ag、2.16；（3）2∶12∶1；（4）不变、不变、增大、减小；（5）45.18。

【考点例析】电化学知识是高中化学中一个重要的知识点，也是高考中一个重要考点，现将电化学常见知识点归纳如下。

1. 金属的电化学腐蚀由原电池反应可知，在电化学腐蚀中较活泼金属被氧化腐蚀掉。

钢铁的电化学腐蚀有2种：1）析氢腐蚀 在酸性溶液中发生 负极（Fe ）：Fe e Fe -=+22 正极（C ）：222H e H ++=↑2）吸氧腐蚀 在中性或酸性极弱的溶液中发生 负极（Fe ）：2422Fe e Fe -=+ 正极（C ）：24422H O O e OH ++=-Fe O H 2+-和结合生成Fe OH Fe OH Fe OH ()()()223，随即被氧化成4242322233232Fe O H O H O Fe O H Fe O H Fe O H O()()()++==+铁锈的成分为Fe O nH O 232⋅。

钢铁的腐蚀以吸氧腐蚀为主。

为防止金属的腐蚀常采用以下措施：（1）改变金属的结构，如铁中加入Cr 或Ni 制成不锈钢；（2）涂保护层，如搪瓷、喷漆、刷铝粉、镀锌制成白铁皮、镀锡制成马口铁等；（3）连接活泼金属法，即牺牲阳极的阴极保护法，如闸门、轮船连上锌块或锌皮等。

2. 电极产物的判断原电池：正极发生还原反应，负极发生氧化反应 电解池：阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应1）在原电池中如果负极为活泼金属，则活泼金属被氧化腐蚀掉，如果是惰性电极如Pt或石墨，则看电解质溶液与正、负极上所填充的物质。

例1 电子表和电子计算器的电池是微型银-锌电池。

其电极分别用Ag O Zn 2和组成，电解质溶液是KOH 溶液，总的反应式为Ag O Zn ZnO Ag 22+=+。

试回答：（1）电池工作时负极上的反应方程式是_____________________，负极附近溶液的pH_____________（填“上升、下降、不变”）。

（2）正极上发生的电极反应是___________。

答案：（1）Zn e O HZnO H O -+=+-222，下降；（2）A g O e H O A g O H 222222++=+-2）对于电解池中电极产物的判断，首先要看溶液中的离子种类及电极材料。

（1）阳极产物判断 首先看电极，如果是活性电极（金属活动顺序表Ag 以前），则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不失电子。

如果是惰性电极（Pt 、Au 、石墨），则要再看溶液中的离子的失电子能力，此时根据阴离子放电先后顺序加以判断。

阴离子放电先后顺序为SI Br Cl O H F 2------、、、、、含氧酸根、。

（2）阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电先后顺序为Ag HgCuFePbSnFeZn++++++++、、、、、、、、2222222H A lM gN a ++++、、、32、C aK 2++、例如用石墨棒作电极电解Na SO 24溶液，电池反应式为2222H O O H 电解↑+↑，若改为铜棒作电极电解Na SO 24溶液，其电池反应式为Cu H OCu OH H +↓+↑2222电解()（3）注意原电池与电解池的区发与联系 在书写有关电池反应式时，首先要分清原电池与电解池，二者最关键的区别是看电池有无外加电源：有，为电解池；无，则为原电池。

如下图所示相连的A 、B 两池中分别盛有AgNO 3溶液和N aC l 溶液，则A 池构成原电池，B 池构成电解池。

A 池中负极锌逐渐溶解腐蚀，正极铜上有光亮的单质银析出，电池反应式为Zn AgNO ZnNO Ag +=+33；B 池中电池反应式为 222222N a C l H ON a O H Cl H ++↑+↑电解原电池与电解池联系的桥梁是可充电电池，使用可充电电池既可节约金属材料，又可保护环境。

例2 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。

氢镍电池的总反应式为1222H N i OO H N i O H +()()放电 充电根据此反应式判断下面的叙述中正确的是（ ）A. 电池放电时，电池负极周围溶液的pH 值不断增大B. 电池放电时，镍元素被氧化C. 电池充电时，氢元素被还原D. 电池放电时，H 2是负极解析 电池充电时是电解池反应，电池放电时是原电池反应。

当放电时H 2是负极，H 2转化成Ni OH ()2中的氢，但Ni OH ()2难电离，因此pH 值几乎不变。

放电时镍元素被还原，充电时镍元素被氧化。

答案为C 、D 。

3. 根据电极反应判断金属活动性强弱根据电极反应来判断金属活动性的强弱常从以下2个方面着手。

1）在原电池中，作负极的（电子流出的极）活动性较强，而作正极的（电子流入的极）活动性较弱。

2）在电解池中，阳极上先被氧化的金属活动性较强，后被氧化的金属活动性较弱；阴极上先被还原的金属阳离子，对应金属单质的活动性较弱，后被还原的金属阳离子，对应金属的活动性较强。

例3 X 、Y 、Z 、M 代表4种金属元素。

金属X 和Z 用导线连接放入稀硫酸中，X 先溶解，Z 极上有氢气放出；若电解Y 2+离子和Z 2+离子共存的溶液时，Y 先析出；又知M 2+离子的氧化性强于Y 2+离子。

则这4种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ） A. X 、Z 、Y 、M B. X 、Y 、Z 、M C. M 、Z 、X 、YD. X 、Z 、M 、Y答案为A4. 电极反应式的书写 无论原电池还是电解池，其反应都是氧化还原反应，应根据氧化还原反应书写电极反应式，一般步骤是：1）分析氧化还原反应，确定还原剂和氧化剂及得失电子数目。

2）要注意介质影响，一般来说，一极消耗介质的离子，另一极必然生成介质的离子。

3）合并两极电极反应式，消去得失电子数及两边的介质离子，即得到总的氧化还原方程式。

或与原反应式进行比较从而检验其正误。

例4 用铂电极放置在KOH 溶液中，然后分别向两极通入CH O 42和，即可产生电流，称为燃料电池。

则电池的正极反应式为__________；负极反应式为__________，电池反应式为_______________。

解析 此时电极材料为惰性电极，则所充气体发生氧化还原反应，负极发生氧化反应CH O H e CO H O 43221087+-=+---正极发生还原反应248822O H O e O H ++=--两式相加得电池总反应式为CH O KOH K CO H O 42232223++=+ 5. 电解的有关计算根据电解池中的电极反应是氧化还原反应，利用反应过程中得失电子守恒，可快速解出有关产物的质量、气体的体积、某元素的化合价以及溶液的pH 、物质的量浓度等，且有关电化学的习题也能与物理学相联系，因此也是高考理科综合试题的一个考点，例如用电化学法测量阿伏加德罗常数。

例5 将洁净并已称量好质量的铜片作阴阳极，插入CuSO 4溶液里，接通直流电，同时计时，准确记录电流I 及通电时间t ，通电一段时间后，从电解质溶液中取出阴极，吹干后准确称量铜片质量，铜片增加的质量为m g ，已知铜的摩尔质量为M g mol =⋅-6351.，则阿伏加德罗常数可表示为___________。

解析 t 时间内所消耗的电荷量为It N m M C A =⨯⨯-(/).2161019则N I t Mm CA =⨯⨯-2161019.6. 电化学知识在生产及生活中的应用例6 工业上为了处理含有C r O 272-酸性溶液的工业废水，采用如下处理：往工业废水中加入适量N aC l ，以Fe 为电极进行电解，经过一段时间，有Cr OH ()3和Fe OH ()3沉淀生成，使工业废水中铬含量已低于排放标准。

请回答：（1）两极发生反应的电极反应式为：阳极__________，阴极__________。

（2）C r O 272-变为Cr 3+的离子方程式为_____________________。

（3）工业废水由酸性变为碱性的原因为________________。

（4）_____（填“能”或“不能”）改用石墨电极，原因是____________________。

答案：（），（）12222614267222722332Fe eFe He H Cr OFeH CrFeH O-=+=↑++=++-++-++++（3）H +不断放电，C r O Fe 2722-+与反应消耗H +，打破了水的电离平衡，使溶液中OH -浓度大于H +。

（4）不能，因为用石墨作电极，阳极产生Cl 2，得不到Fe 2+，缺少还原剂，不能使Cr O CrCr O H 27233-+→→↓()而除去。

【高分冲刺强化训练】1、蓄电池在放电时起原电池作用，在充电时起电解池作用，下列是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时的反应：Fe +NiO 2+2H 2O 放电Fe(OH)2+Ni(OH)2，下列有关爱迪生蓄电池的推断中不正确．．．的是( ) A ．放电时Fe 作负极，NiO 2作正极B ．放电时溶液中的阳离子向正极移动C ．充电时的阴极反应是Fe(OH)2 +2e - == Fe + 2OH -D ．该蓄电池既可用KOH 溶液又可用稀H 2SO 4作电解质溶液2、生物体中细胞膜内的葡萄糖与细胞膜外富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池。