高中化学电化学专题讲座(有答案)

突破全国卷专题强化 新型化学电源的高考命题视角及解题指导新型化学电源是高考中每年必考的知识点，随着全球能源逐渐枯竭，研发、推广新型能源迫在眉睫，因此，化学中的新型电源成为科学家研究的重点方向之一，也成了高考的高频考点。

高考中的新型化学电源，有“氢镍电池”“高铁电池”“锌锰碱性电池”“海洋电池”“燃料电池”“锂离子电池”“银锌电池”“纽扣电池”等，一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量(单位质量释放的能量)高等特点。

由于该类试题题材广、信息新、陌生度大，因此许多考生感觉难度大。

虽然该类试题貌似新颖，但应用的解题原理还是原电池的知识，只要细心分析，实际上得分相对比较容易。

题型一 新型电池的正负极的判断该类电池一般会告诉相应的反应物、生成物或反应方程式，只要根据元素的常见价态去判断即可：新型电池中⎩⎪⎨⎪⎧负极材料⎩⎪⎨⎪⎧元素化合价升高的物质发生氧化反应的物质正极材料⎩⎪⎨⎪⎧元素化合价降低的物质发生还原反应的物质题型二 书写新型电池的电极反应式第一步 分析物质得失电子情况，据此确定正、负极上发生反应的物质。

第二步 分析电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应。

第三步 写出比较容易书写的电极反应式。

第四步 若有总反应式，可用总反应式减去第三步中的电极反应式，即得另一极的电极反应式。

题型三 新型电池充放电时各物质变化的判断电池充电的实质是把放电时发生的变化再复原的过程，即放电是原电池、充电是电解的过程，如铅蓄电池放电、充电的变化为放电时 充电时负极：Pb ―→PbSO 4――→对应阴极：PbSO 4―→Pb 正极：PbO 2―→PbSO 4――→对应阳极：PbSO 4―→PbO 2解决该类题目时，先分清原电池放电时的正、负极，再根据电池充电时阳极接正极、阴极接负极的原理进行分析。

题型四 新型电池中离子的移动方向原电池中均存在阴离子移向负极、阳离子移向正极。

这是因为负极失电子，生成大量阳离子积聚在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳离子因得电子生成电中性的物质而使该极附近带负电荷，所以溶液中的阳离子要移向正极。

高中化学专题复习《电化学及其应用》1．（2021·全国高考甲卷真题）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置合成。

图中的双极膜中间层中的2H O 解离为+H 和-OH ，并在直流电场作用下分别问两极迁移。

下列说法正确的是A ．KBr 在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B ．阳极上的反应式为：+2H ++2e -=+H 2OC ．制得2mol 乙醛酸，理论上外电路中迁移了1mol 电子D ．双极膜中间层中的+H 在外电场作用下向铅电极方向迁移 【答案】D【分析】该装置通电时，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池阴极，石墨电极为电解池阳极，阳极上Br -被氧化为Br 2，Br 2将乙二醛氧化为乙醛酸，双极膜中间层的H +在直流电场作用下移向阴极，OH -移向阳极。

【解析】A ．KBr 在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生成的Br 2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物，故A 错误；B ．阳极上为Br -失去电子生成Br 2，Br 2将乙二醛氧化为乙醛酸，故B 错误；C ．电解过程中阴阳极均生成乙醛酸，1mol 乙二酸生成1mol 乙醛酸转移电子为2mol ，1mol 乙二醛生成1mol乙醛酸转移电子为2mol ，根据转移电子守恒可知每生成1mol 乙醛酸转移电子为1mol ，因此制得2mol 乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2mol 电子，故C 错误；D ．由上述分析可知，双极膜中间层的H +在外电场作用下移向阴极，即H +移向铅电极，故D 正确； 综上所述，说法正确的是D 项，故答案为D 。

2．（2021·全国高考乙卷真题）沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。

下列叙述错误的是A ．阳极发生将海水中的Cl 氧化生成2Cl 的反应B ．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClOC ．阴极生成的2H 应及时通风稀释安全地排入大气D ．阳极表面形成的2Mg(OH)等积垢需要定期清理 【答案】D【分析】海水中除了水，还含有大量的Na +、Cl -、Mg 2+等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰性电极电解海水，阳极区溶液中的Cl -会优先失电子生成Cl 2，阴极区H 2O 优先得电子生成H 2和OH -，结合海水成分及电解产物分析解答。

高考热点（6）电化学原理命题地图素养考向1.变化观念与平衡思想:认识原电池的本质是氧化还原反应。

能多角度、动态地分析原电池、电解池中物质的变化及能量的转换,并运用原电池、电解池原理解决实际问题。

2.证据推理与模型认知:能利用典型的原电池装置,分析原电池、电解池原理,建立解答原电池、电解池问题的思维模型,并利用模型揭示其本质及规律。

3.科学态度与社会责任:具有可持续发展意识和绿色化学观念,能对与电池有关的社会热点问题作出正确的价值判断。

考向1 电化学工作原理及应用【研磨真题·提升审题力】真题再回访破题关键点专家话误区(2019·全国卷Ⅰ·12)利用生物燃料电池原理【审题流程】【思维误区】(1)思维模糊。

无法联研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。

下列说法错误的是( )A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+2H++2MV+C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【答题流程】(1)分析材料信息,确定关键语句“电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子”。

有酶参与,说明温度不宜过高。

A正确。

(2)分析题图信息,确定该电池的反应原理。

该电池为原电池,对外提供电能。

左端H2→H+,为负极,右端N2→NH3,为正极。

(3)分析选项,确定答案。

【一秒巧解】原电池电极谈正负,电解池电极谈阴阳。

左侧为原电池的负极,不是阴极。

系学到的知识,大多数酶是一种特殊的蛋白质,蛋白质具有一定的生理活性,需要结合蛋白质的性质答题,在做题的时候,忽视了这一点,易错选A选项。

(2)原电池与电解池混淆,错选C选项。

原电池不连接外接电源,电解池连接外接电源;原电池分正负极,电解池分阴阳极。

【认知误区】(1)电极反应式认知误区。

2020届浙江高三化学复习专题讲座四多角度认识电化学一、原电池和电解池的比较与判断1.原电池和电解池的比较装置类别原电池电解池原理使氧化还原反应中转移的电子作定向移动,从而形成电流使电流通过电解质溶液或熔融电解质而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程装置特点将化学能转变成电能将电能转变成化学能实例电极名称负极正极阴极阳极反应类型氧化反应还原反应还原反应氧化反应反应特征自发的氧化还原反应(主动)借助电流(被动)电极判断由电极本身决定正极:流入电子由外电源决定阳极:连电源正极负极:流出电子阴极:连电源负极电子流向负极→外电路→正极电解池阳极→电源正极;电源负极→电解池阴极离子移动阳离子向正极移动,阴离子向负极移动阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动2.原电池和电解池的判断(1)先分析有无外接电源,无外接电源的可能为原电池,然后用原电池的构成条件判断确定。

(2)有外接电源的为电解池。

其中,当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同时,则为电镀池;其余情况为电解池。

【典例1】镍锌电池具有绿色环保、大电流、性能好等优点,是电动玩具和数码产品的理想电源,如图是其工作原理示意图。

下列说法正确的是( )A.a为电池负极,电池放电时发生还原反应B.电池放电时,负极附近区域pH升高C.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2-2e-+2OH-2NiOOH+2H2OD.电池充电时,总反应为Zn+2NiOOH+H2O ZnO+2Ni(OH)2解析:电解质溶液为强碱溶液,放电时电池负极反应为Zn-2e-+2OH-ZnO+H2O,锌被氧化,负极附近溶液pH降低,故A、B错误;正极反应为2NiOOH+2H2O+2e-2Ni(OH)2+2OH-,电池充电时,阳极反应为正极的逆反应,故C正确;该电池的充电反应为ZnO+2Ni(OH)2Zn+2NiOOH+H2O,D 错误。

答案:C二、电解规律及其应用1.电解池中电极反应式的书写规律电解池中电极反应式的书写关键是掌握离子的放电顺序。

第一讲电化学综合1．100mL浓度为2 mol·L-1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是（）A．加入适量的6mol·L-1的盐酸B．加入数滴氯化铜溶液C．加入适量蒸馏水D．加入适量的氯化钠溶液2.熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO 为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：阳极反应式：2CO+2CO32--4e-== 4CO2阴极反应式：_________________，电池总反应式：_______________。

3.镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：由此可知，该电池放电时的负极材料是（）A．Cd(OH)2B．Ni(OH)2C．Cd D．NiO(OH)4．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。

锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l) ==Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是（）A．电池工作时，锌失去电子B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e- == Mn2O3(s)+2OH-(aq)C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D．外电路中每通过O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g外电路中每通过O.2mol电子，Zn的质量理论上减小6.5g。

故答案为C项。

5.熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：阳极反应式：2CO＋2CO-23−→−4CO2＋4e－阴极反应式：总电池反应式：6.（10分）（1）今有反应2H2＋O2KOH====2H2O构成了燃料电池，则负极通的应是，正极通的应是。

高中化学学习材料唐玲出品[考纲要求] 1.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。

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。

考点一一座“盐桥”连接“两池”形成回路1．电化学装置中都有两个电极，分别发生氧化反应与还原反应。

若两个电极插在同一电解质溶液的容器内，则由于阴阳离子的移动速率不同而导致两极之间出现浓度差，以及因电极本身直接与离子反应而导致两极之间电势差变小，影响了电流的稳定。

为解决这个问题，人们使用了盐桥。

盐桥主要出现在原电池中，有时也可在电解池中出现，其主要作用就是构建闭合的内电路，但不影响反应的实质。

盐桥内常为饱和氯化钾、硝酸钾等溶液。

2．盐桥是新课改教材中出现的新名词，因而围绕盐桥的电化学知识已成为新课改地区命题的一个热点，所以有必要分析研究盐桥问题的考查思路。

通常从以下四个方面命题。

(1)考查盐桥的作用。

(2)考查含盐桥的电化学总反应式的书写。

(3)考查盐桥内溶液离子的移动方向。

(4)考查含盐桥的电化学装置的设计。

(5)考查盐桥的作用与平衡移动。

题组一明确原理，设计装置1．[2013·广东理综，33(2)(3)](2)能量之间可相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。

设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。

限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。

①完成原电池甲的装置示意图(见上图)，并作相应标注，要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。

②以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极__________。

③甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是________，其原因是________________________________________________________________________。

专题讲座(六)原电池电极反应式的书写一、一般电极反应式的书写二、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三、题目给定总反应式1．分析化合价，确定电极反应物与产物，按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应的原理，写出正、负电极的反应物与产物。

2．在反应式的左边写出得失电子数，使得失电子守恒。

3．根据质量守恒配平电极反应式。

[练习]________________________________________1．一种燃料电池中发生的化学反应为在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和二氧化碳。

该电池负极发生的反应是() A．CH3OH(g)＋O2(g)===H2O(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq)＋2e－B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O(l)C．CH3OH(g)＋H2O(l)－6e－===CO2(g)＋6H＋(aq)D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－解析：燃料电池中，负极燃料失电子发生氧化反应，正极氧气得电子发生还原反应，即负极反应中不可能有氧气参与。

答案：C2．固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过。

该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。

下列判断正确的是()A．有O2参加反应的a极为电池的负极B．b极的电极反应式为H2－2e－＋O2－===H2OC．a极对应的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．该电池的总反应式为2H2＋O2===2H2O解析：因为电子从b电极流向a电极，所以b电极为负极，H2在该极发生氧化反应；a电极为正极，O2在该极发生还原反应。

由此推断该原电池的负极反应为H2－2e－===2H＋，正极电极反应式为12O2＋2e－===O2－，则电池总反应式为2H2＋O2===2H2O。

答案：D3．天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。

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第四章电化学基础1．［2014·北京高考]下列电池工作时,O2在正极放电的是（)A。

锌锰电池B。

氢燃料电池 C.铅蓄电池D。

镍镉电池2放电，氧气在正极放电，B项正确;铅蓄电池中，Pb在负极放电，PbO2在正极放电,C项错误;镍镉电池中，镉（Cd)在负极放电，NiO(OH)在正极放电,D项错误。

答案：B2．[2014·课标全国卷Ⅱ]2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。

下列叙述错误的是（)A．a为电池的正极B．电池充电反应为LiMn2O4===Li1－x Mn2O4＋x LiC．放电时，a极锂的化合价发生变化D．放电时,溶液中Li＋从b向a迁移解析：由题给图可知:该电池的b极电极反应式为Li－e－===Li＋，所以b极为负极，a为正极，A项正确；B项正确；C项放电时，负极Li价态发生变化，a为正极,Li＋价态不变，C 项错误；D项放电时阳离子移向正极，D项正确。

答案:C3．［2014·天津高考］已知锂离子电池的总反应为Li x C＋Li1－x CoO2错误!C＋LiCoO2,锂硫电池的总反应为2Li＋S错误!Li2S，有关上述两种电池说法正确的是（）A．锂离子电池放电时，Li＋向负极迁移B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应C．理论上两种电池的比能量相同D．如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电解析：放电时为原电池，阳离子向正极迁移，A项错误;充电时，锂电极作阴极，发生还原反应，B正确；同质量产生的电量不相同，C项错误;锂离子电池为电解池，锂硫电池为原电池，D项错误。

第23讲化学电源1.证据推理与模型认知：通过对常见化学电源的分析，建立对原电池过程系统认识的思维模型，提高对原电池本质的认识。

2.科学态度与社会责任：增强科技意识，不断研发新型电池，满足人类社会发展的需求。

积极回收利用废旧电池，减少其对环境的污染。

一、化学电源概述一次电池1．化学电源概述(1)化学电源的分类原电池是各种化学电源的雏形，常分为如下三类：①一次电池：也叫做干电池，放电后不可再充电的电池。

①二次电池：又称可充电电池或蓄电池，放电后可以再充电而反复使用的电池。

①燃料电池：一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。

(2)判断电池优劣的主要标准①比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位是(W·h)·kg－1或(W·h)·L－1。

①比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位是W·kg－1或W·L－1。

①电池可储存时间的长短。

(3)化学电池的回收利用使用后的废弃电池中含有大量的重金属、酸和碱等有害物质，随处丢弃会对生态环境和人体健康造成危害。

废弃电池要进行回收利用。

(4)化学电源的发展方向小型化、供电方便、工作寿命长、不需要维护的电池受到人们的青睐，如镍氢电池、锂离子电池等。

2．一次电池：锌锰干电池负极：锌筒负极反应物：锌粉二、二次电池1．铅酸蓄电池铅酸蓄电池是一种常见的二次电池，其放电过程表示如下：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O(1)负极是Pb，正极是PbO2，电解质溶液是H2SO4溶液。

(2)放电反应原理①负极反应式是Pb＋SO2－4－2e－===PbSO4；①正极反应式是PbO2＋4H＋＋SO2－4＋2e－===PbSO4＋2H2O ；①放电过程中，负极质量的变化是增大，H2SO4溶液的浓度减小。

(3)充电反应原理①阴极(还原反应)反应式是PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4；①阳极(氧化反应)反应式是PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO2－4；①充电时，铅蓄电池正极与直流电源正极相连，负极与直流电源负极相连。

电化学原理及其应用(习题及答案)一、电化学原理概述电化学是研究化学反应与电现象之间关系的科学。

电化学反应涉及电子的转移，是化学能与电能之间的转化过程。

电化学原理广泛应用于电镀、电池、电解、电合成等领域。

1. 电化学反应的基本概念电化学反应包括氧化还原反应和电解质溶液中的离子反应。

氧化反应是指物质失去电子的过程，还原反应是指物质获得电子的过程。

电解质溶液中的离子反应是指阳离子和阴离子在电极上发生反应。

2. 电极与电解质电极是电化学反应中传递电子的导体，分为阳极和阴极。

阳极是电子流出的地方，阴极是电子流入的地方。

电解质是能在水溶液中导电的物质，包括酸、碱、盐等。

3. 电动势与电极电位电动势是指电池两极间的电位差。

电极电位是指电极在电解质溶液中的电位。

根据电极电位可以判断氧化还原反应的方向。

二、电化学应用1. 电池电池是利用电化学反应将化学能转化为电能的装置。

电池分为一次性电池和可充电电池。

一次性电池包括碱性电池、锌碳电池等；可充电电池包括铅酸电池、镍氢电池、锂电池等。

以下为几个习题及答案：习题1：碱性电池的正极材料是什么？答案：碱性电池的正极材料是二氧化锰（MnO2）。

习题2：铅酸电池的负极材料是什么？答案：铅酸电池的负极材料是海绵铅（Pb）。

2. 电解电解是利用电化学反应将电能转化为化学能的过程。

电解广泛应用于电镀、电解铝、电解水制氢等领域。

习题3：电解水制氢时，阳极产生的气体是什么？答案：电解水制氢时，阳极产生的气体是氧气（O2）。

习题4：电解铝时，阴极产生的物质是什么？答案：电解铝时，阴极产生的物质是铝（Al）。

3. 电镀电镀是利用电解原理在金属或非金属表面沉积一层金属或合金的过程。

电镀广泛应用于防护、装饰、修复等领域。

习题5：电镀过程中，阳极材料是什么？答案：电镀过程中，阳极材料是待镀金属。

习题6：电镀过程中，阴极材料是什么？答案：电镀过程中，阴极材料是待镀物体。

4. 电合成电合成是利用电解原理将两个或多个反应物在电极上发生化学反应，生成目标产物。