电化学习题讲义

专题六电化学[ 考纲要求] 1.理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。

2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。

3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。

考点一原电池的工作原理及其应用图解原电池工作原理．原电池装置图的升级考查说明(1)无论是装置① 还是装置②，电子均不能通过电解质溶液。

(2)在装置①中，由于不可避免会直接发生Zn ＋Cu2 ＋===Cu ＋Zn2＋而使化学能转化为热能，所以装置②的能量转化率高。

(3)盐桥的作用：原电池装置由装置① 到装置② 的变化是由盐桥连接两个“半电池装置” ，其中盐桥的作用有三种：① 隔绝正负极反应物，避免直接接触，导致电流不稳定；②通过离子的定向移动，构成闭合回路；③ 平衡电极区的电荷。

(4) 离子交换膜作用：由装置②到装置③的变化是“盐桥”变成“质子交换膜”。

离子交换膜是一种选择性透过膜，允许相应离子通过，离子迁移方向遵循电池中离子迁移方向。

题组一原电池电极反应式书写集训(一) 辨析“介质”书写电极反应式1．按要求书写不同“介质”下甲醇燃料电池的电极反应式。

(1) 酸性介质，如H2SO4 溶液：负极：CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋。

正极：3O2 ＋6e－＋6H＋===3H 2O 。

2(2) 碱性介质，如KOH 溶液：负极：CH3OH－6e－＋8OH－===CO23－＋6H2O。

正极：3O2＋6e ＋3H 2O ===6OH 。

2(3) 熔融盐介质，如K2CO3：负极：CH OH－6e－＋3CO2 ===4CO ＋2H O。

3 3 2 2正极：3O2＋6e－＋3CO 2= ==3CO23－。

2(4) 掺杂Y2O3的ZrO3 固体作电解质，在高温下能传导O2－：负极：CH3OH－6e－＋3O2－===CO2＋2H2O。

3 －－正极：O2＋6e ===3O2。

2(二) 明确“充、放电”书写电极反应式2．镍镉(Ni －Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。

章末归纳提升课高考电化学的六大命题角度电化学知识是历年高考的命题重点,几乎每套化学试卷中都有所涉及，有时出现在选择题中，有时出现在非选择题中。

在考查电化学基础知识的前提下，题目材料及角度不断出现新的变化，现对近几年高考中电化学试题的命题角度进行说明。

角度1关注新型化学电池新型电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定,比能量高等特点；有关新型电池的试题既能体现化学命题的实用性，又能体现化学命题的时代性、新颖性;在考查电化学知识的同时,又能较好地考查考生分析、解决问题的能力。

预测该种命题趋势将会继续。

1．可充电电池放电时电极极性的判断及充电时与电源的连接错误!错误!(2)可充电电池充电时,原电池的负极与外电源的负极相连，原电池的正极与外电源的正极相连。

2．可充电电池电极反应式的书写方法书写可充电电池的电极反应式，一般都是先书写放电时的电极反应式。

书写放电时的电极反应式一般有三步：第一步，先标出原电池总反应式中电子转移的方向和数目,确定参与负极和正极反应的物质；第二步,写出一个比较容易的电极反应式（书写时一定要注意电极产物是否能与电解质溶液共存);第三步，在电子守恒的基础上，用总反应式减去写出的电极反应式即得另一个电极反应式。

充电时的电极反应过程与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应为放电时正极反应的逆过程,充电时的阴极反应为放电时负极反应的逆过程。

3．溶液中离子移动方向的判断放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。

美国麻省理工学院的丹尼尔·诺切拉博士公布了自己团队研发的“人造树叶”,它可以与燃料电池共同构成一个新的发电装置—-太阳能燃料电池，工作原理如图所示，下列有关叙述正确的是（)图A “人造树叶"工作原理示意图图B 太阳能燃料电池工作示意图A．“人造树叶”上发生的反应为6CO2＋6H2O错误!C6H12O6＋6O2 B．图A中塑料薄膜上部的反应为2H＋＋2e－===H2↑C．图B燃料电池工作时的负极反应物为O2D．太阳能燃料电池的优点为无论天气如何，均能持续供应电能，并且实现对环境的“零排放”【解析】由工作原理示意图可以看出，“人造树叶”是光解水，将太阳能储存起来,A项错误；图A中塑料薄膜下部为H＋得电子生成H2，B项错误;燃料电池的正极反应物为O2，C项错误；太阳能燃料电池是利用“人造树叶"光解产生的氢气与氧气形成燃料电池，故无论天气如何都可提供电能，D项正确.【答案】D角度2电化学与化学实验有机融合由于电化学知识中会涉及对电极材料、电解液中的离子等进行分析,因而电化学就容易与化学实验融合在一起进行考查,如电解液的制备、净化、电极反应产物的检验、电化学装置的设计等，提高了试题的综合度,有利于全面考查考生的基础知识及灵活解答问题的能力。

电化学基础知识及原理习题解析1 原电池及其应用原电池是将化学能转化为电能的装置1.1 原电池原理1.1.1 原电池装置构成①两个活泼性不同的电极；②电解质溶液或熔融的电解质[说明] 原电池的两极分别称为正极和负极。

两极中相对活泼（易失电子）的作为负极，相对不活泼的为正极。

负极应要能与电解质溶液发生自发的氧化反应。

当两电极材料均插入电解质溶液中并将两极相连构成闭合电路，原电池装置才能发生电化反应产生电流。

1.1.2 原电池发电原理及电极反应将铜片和锌片平行地插入稀硫酸溶液中，则构成了原电池。

若将两极用导线相连，则有电流产生。

“发电”的原理说明如下：由于锌比铜活泼，易失电子，Zn为负极，Cu则为正极。

两极相连后，Zn自发失去电子，不断“溶解”，形成Zn2+进入溶液。

锌片失去的电子沿外电路到达铜片，此时溶液中阳离子 H+ 在铜片表面获得电子，形成H2 逸出。

与此同时溶液中的阴离子（SO42-，OH-）移向负极，阳离子（H+）移向正极（电池内部离子的迁移是由化学势所推动的，即非电场力做功完成）。

由于电池工作时，电子能自发地从负极经外电路流向正极，在电池内部，溶液中离子能自发地迁移，这样电池就向外提供电能，发电了。

电极反应式表示如下负极（Zn） Zn – 2e- = Zn2+ (负极发生失电子的氧化反应，流出电子)正极（Cu） 2H+ + 2e- = H2 ↑ (正极发生得电子的还原反应，流进电子)总反应式 Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑从上分析可知此例正极材料本身并无参与电极反应，仅起作导体作用而已。

因此，正极材料若换为活泼性比锌差的导体为电极（如石墨），效果一样。

1.2 原电池的应用主要有两方面：其一，利用原电池自发进行的氧化还原反应，开发化学电源；其二，抑制原电池反应发生，应用于金属腐蚀的防护。

1.2.1 常见的化学电源①锌-锰干电池正极-石墨棒，负极-锌筒, 电解质-淀粉湖-NH4Cl与碳粉、MnO2的混合物。

电解池和原电池综合应用一、金属腐蚀与防护金属的腐蚀：金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。

其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。

1、化学腐蚀与电化腐蚀2、析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）3、金属防护的几种重要方法①改变金属内部的组成结构，将金属制成合金，增强抗腐蚀能力。

②在金属表面覆盖保护保护层，使金属和周围物质隔离开来。

③电化学保护法：利用电化学反应使金属钝化而受到保护，或者利用原电池反应将需要保护的金属作为电池的正极而受到保护。

4、金属腐蚀速率大小：电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极四、电解原理在工业生产中的应用1、电解精炼反应原理(电解精炼铜) 阳极(粗铜)：Cu-2e—→Cu2+，阴极(纯铜)：Cu2++2e—→Cu阳极上铜溶解的速率与阴极上铜沉积的速率相等，所以溶液中CuSO4的浓度基本保持不变。

2、镀铜反应原理阳极(纯铜)：Cu-2e—→Cu2+，阴极(镀件)：Cu2++2e—→Cu 溶液中的Cu2+浓度保持不变。

3、氯碱工业反应原理阳极：2Cl—-2e—→Cl2↑，阴极：2H++2e—→H2↑总反应式2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑五、原电池、电解池、电镀池的比较正极电源负极电源正极电源负极电源正极电解、电离、电镀的比较六、常见实用电池的种类和特点1.干电池（属于一次电池）①结构：锌筒、填满MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊状物。

②电极反应负极：Zn-2e-=Zn2+正极：2NH4++2e-=2NH3+H2NH3和H2被Zn2＋、MnO2吸收：MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2＋＋4NH3=Zn(NH3)42＋2.铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池）①结构：铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。

A.放电反应负极：Pb-2e-+ SO42- = PbSO4正极：PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2OB .充电反应阴极：PbSO4 +2e-= Pb+ SO42-阳极：PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42-总式：Pb + PbO2 + 2H2SO4放电===充电2PbSO4 + 2H2O注意：放电和充电是完全相反的过程，放电作原电池，充电作电解池。

考点热度★★★★★考点1、原电池原理及其应用1．（2022·湖南·高考真题）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。

下列说法错误的是A．海水起电解质溶液作用2H O+2e=2OH+HB．N极仅发生的电极反应：--22C．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能D．该锂-海水电池属于一次电池【解析】锂海水电池的总反应为2Li+2H2O═2LiOH+H2↑， M极上Li失去电子发生氧化反应，则M电极为负极，电极反应为Li-e-=Li+，N极为正极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，同时氧气也可以在N极得电子，电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-。

A．海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，可作为电解质溶液，故A正确；B．由上述分析可知，N为正极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，和反应O2+4e-+2H2O=4OH-，故B错误；C．Li为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反应，并能传导离子，故C正确；D．该电池不可充电，属于一次电池，故D正确；答案选B。

【答案】B考点2、电解池原理及其应用2．（2023·浙江·高考真题）在熔融盐体系中，通过电解2TiO 和2SiO 获得电池材料()TiSi ，电解装置如图，下列说法正确的是A ．石墨电极为阴极，发生氧化反应B ．电极A 的电极反应：2228H TiO SiO 8e TiSi 4H O =+-++++C ．该体系中，石墨优先于Cl -参与反应D ．电解时，阳离子向石墨电极移动【解析】由图可知，在外加电源下石墨电极上C 转化为CO ，失电子发生氧化反应，为阳极，与电源正极相连，则电极A 作阴极，2TiO 和2SiO 获得电子产生电池材料()TiSi ，电极反应为2-22TiO SiO 8e TiSi O =4-+++。

A ．在外加电源下石墨电极上C 转化为CO ，失电子发生氧化反应，为阳极，选项A 错误；B ．电极A 的电极反应为2-22TiO SiO 8e TiSi O =4-+++，选项B 错误；C ．根据图中信息可知，该体系中，石墨优先于Cl -参与反应，选项C 正确；D ．电解池中石墨电极为阳极，阳离子向阴极电极A 移动，选项D 错误；答案选C 。

电化学高三复习讲义电化学是高考命题的热点之一。

试题常以选择题居多，也有以填空、简答、实验、计算等形式命题。

由于电化学中的电路、电量等与物理学联系紧密，在今后的综合考试中该部分不仅不会“降温”，还有“变热”的趋势。

在题型上应以传统题为主，在内容上与物理学科的综合应引起重视。

主要考查点：电解池、原电池、电镀池的构成条件及区别；电极的判断电流的方向、电子的流向、阴阳离子的流向得失电子、化合价升降、氧化还原反应电极反应式的书写电解质溶液中离子浓度变化、pH变化反应时的现象根据离子、电解产物与电子相当量关系的计算（得失电子守恒）知识梳理一、原电池：1.定义2.形成条件3.电极判断①金属活泼性②电流方向③电子流向④得失电子⑤化合价变化⑥氧化还原反应4.电极方程式的书写自发的氧化还原反应负极失电子化合价升高正极得电子化合价降低Mg Al (NaOH)原电池负极正极燃料电池氢氧燃料电池（稀硫酸）（氢氧化钠）二、电解池：1. 定义2. 电极判断①看电源②电子流向③得失电子④化合价变化⑤氧化还原反应3. 电极方程式的书写⑴看阳极阴极放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。

放电顺序是：K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+(H+)、Cu2+、Hg2+、Ag+、Au3+放电由难到易阳极：若是惰性电极作阳极，溶液中的阴离子放电，放电顺序是：S2-、I-、Br-、Cl-、OH-、含氧酸根离子(NO3-、SO42-、CO32-)、F-失电子由易到难若是非惰性电极作阳极，则是电极本身失电子。

例题、某溶液中含有两种溶质——氯化钠和硫酸，它们的物质的量之比为3:1。

用石墨做电极电解溶液时，根据反应产物，电解可明显分为三个阶段，测下列叙述中不正确的是A. 阴极只析出氢气B. 阳极先析出氯气后析出氧气C. 电解最后阶段为电解水D. 电解过程中溶液的pH值不断增大，最后pH 值为7⑵若给出总反应则根据化合价变化拆阳极化合价升高阴极化合价降低例、镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。

题型四电化学考情分析五年大数据分析在2021年高考中，对于电化学的考查将继续坚持以新型电池及电解应用装置为背景材料，以题干（装置图）提供电极构成材料、交换膜等基本信息，基于电化学原理广泛设问，综合考查电化学基础知识及其相关领域的基本技能，包括电极与离子移动方向判断、电极反应式书写、溶液的酸碱性和pH变化、有关计算及其与相关学科的综合考查等。

预测以二次电池以及含有离子交换膜的电解池为背景的命题将成为热点题型，因为二次电池不仅实现电极材料循环使用，符合“低耗高效”的时代需求，而且命题角度丰富，便于同时考查原电池和电解池工作原理；含有离子交换膜的电解池设问空间大，便于考查考生的探究能力。

回归教材教材知识体系（对照一轮资料认真梳理）知识迁移能力（回归课本探寻问题本源练就“吓不死”神功）课本原图陌生装置图电池类型燃料电池电解池二次电池金属腐蚀完成习题后自己补充一下如何识破“纸老虎”在教材中找到问题本源并解决解题策略总体思路：什么池→什么极→什么反应→什么现象→电子离子流向→相关计算。

一、电极判断原电池：电解池二、盐桥的组成和作用（1）盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。

（2）盐桥的作用：Ａ．连接内电路，形成闭合回路；Ｂ．平衡电荷，使原电池不断产生电流。

（3）一室电池缺点：由于氧化剂与还原剂直接接触，工作一段时间后，锌片表面观察到有少量红色铜析出，说明锌片表面存在腐蚀电流，该电池的效率不高，电池不工作时，锌片继续被氧化，使得该电池的可贮存时间不长。

（4）双室盐桥电池优点：利用盐桥防止氧化剂与还原剂直接接触，提高电池效率，延长电池的可贮存时间。

三、多室电解池（IE班一轮复习时编写的微专题，很有用很重要）多室电解池是利用离子交换膜将电解池隔成多个极室，借助离子交换膜的选择透过性，自动把产品分离开，得到的目标物质更加纯净，降低分离提纯的成本。

但多室电解池因交换膜多，离子转移复杂，进出物质种类繁多等因素，导致学生常常分析混乱。