2020届高三化学电化学专题突破——电化学基础

2020年高考化学专项突破精品系列电化学之原电池一、认清目标本节重点：①原电池的化学工作原理；②原电池的形成条件及电极反应式；电子和电流的运动方向。

本节难点：原电池的化学工作原理。

高考常考点：原电池的形成条件、电极反应式及电池反应方程式的书写。

二、打牢基础知识点1:原电池的概念将化学能转变成电能的装置知识点2:原电池的条件1.组成原电池的条件。

①电极：两种不同的导体相连；(如有两种活性不同的金属；一种是金属、一种是非金属导体；一种是金属、一种是金属氧化物等〕。

②电极材料均插入电解质溶液中。

〔电解质溶液：能与电极反应〕③两电极相连形成闭合电路。

④自发发生的氧化还原反应2.实例1：看锌、铜、稀硫酸哪个能够组成原电池？以及反应情形。

知识点3:原电池的原理1.原电池的原理负极----较爽朗的金属--- 电子------发生反应正极----较不爽朗的金属---- 电子----发生反应由电极本身性质决定：正极：材料性质较不爽朗的电极；负极：材料性质较爽朗的电极。

2.实例：负极：Zn-2e-=Zn2+ 〔氧化反应〕正极：2H++2e-=H2↑〔还原反应〕一个自发的氧化还原反应通过一定的装置让氧化剂和还原剂不规那么的电子转移变成电子的定向移动就形成了原电池。

知识点4: 一样用离子反应方程式表示原电池正负极的工作原理，又叫电极方程式或电极反应。

一样先写负极，因此可表示为：负极〔Zn〕：Zn－2e＝Zn2＋〔氧化〕正极〔Cu〕：2H＋＋2e＝H2↑〔还原〕注意：电极方程式要①注明正负极和电极材料②满足所有守衡总反应是：Zn+2H+=Zn2++H2↑负极：电极本身失电子，发生氧化反应。

正极：电极本身不反应，溶液中的某些离子在正极上获得电子，发生还原反应。

阳离子放电顺(氧化性强弱顺序)：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2＋＞Zn2+＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋三、知识提升知识点1:原电池中的几个判定1、原电池正负极的判定：负极：电子流出的极或较爽朗的金属电极或发生氧化反应的电极。

专题 基本理论电化学1．（2019·天津高考真题）我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。

图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。

下列叙述不正确的是A ．放电时，a 电极反应为2I Br 2e2I Br ----++B ．放电时，溶液中离子的数目增大C ．充电时，b 电极每增重0.65g ，溶液中有0.02mol I -被氧化D ．充电时，a 电极接外电源负极【名师点睛】本题考查化学电源新型电池，会根据电极上发生的反应判断正负极是解本题关键，会正确书写电极反应式，易错选项是B ，正极反应式为I 2Br －+2e －=2I －+Br －，溶液中离子数目增大。

2．（2019·全国高考真题）利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV 2+/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H 2+2MV 2+2H ++2MV +C ．正极区，固氮酶为催化剂，N 2发生还原反应生成NH 3D ．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【名师点睛】本题考查原池原理的应用，注意原电池反应的原理和离子流动的方向，明确酶的作用是解题的关键。

3．（2019·上海高考真题）关于下列装置，叙述错误的是（）A．石墨电极反应O2+4H++4e→2H2OB．鼓入少量空气，会加快Fe的腐蚀C．加入少量NaCl，会加快Fe的腐蚀D．加入HCl，石墨电极反应式：2H++2e→H2【名师点晴】注意把握电极方程式的书写，特别要关注电解质溶液的酸碱性；A项溶液呈中性，铁发生吸氧腐蚀，D项，加入盐酸，溶液呈酸性，铁发生析氢腐蚀。

4．（2019·江苏高考真题）将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。

《高考12题逐题突破》：电化学基础——题型特训【精编42题答案+解析】1．目前发明的电动势法检测溶液中OH－浓度的原理如图所示，总反应式为Cu＋Ag2O===CuO＋2Ag。

下列有关说法正确的是( )A．电池工作时，Cu电极附近溶液的c(OH－)增大B．该电池反应说明Ag2O的氧化性比CuO的强C．负极的电极反应式为Ag2O＋2e－===2Ag＋O2－D．该电池也可以测量盐酸中c(OH－)答案 B解析电池工作时，Cu电极为负极，发生的电极反应式应为Cu－2e－＋2OH－===CuO＋H2O，Cu电极附近溶液的c(OH－)减小，A、C两项均错误；根据总反应式可知，在反应中Cu作还原剂，Ag2O作氧化剂，CuO为氧化产物，所以Ag2O的氧化性比CuO的强，B项正确；该电池的电解液必须为碱性溶液，在盐酸中不可行，D项错误。

2．最近，科学家研发出了“全氢电池”，其工作原理如图所示。

下列说法错误的是( )A．右边吸附层中发生了氧化反应B．负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－===2H2OC．该电池总反应是H＋＋OH－===H2OD．电解质溶液中Na＋向右移动、ClO－4向左移动答案 A解析由电子的流动方向可以得知左边吸附层为负极，发生氧化反应；右边吸附层为正极，发生还原反应，A项错误；负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－===2H2O，B项正确；正极的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，根据正、负极的反应可知总反应为OH－＋H＋===H2O，C项正确；阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，D项正确。

3．对如图装置(铁的防护)的分析正确的是( )A．甲装置是牺牲阳极的阴极保护法B．乙装置是牺牲阳极的阴极保护法C．一段时间后甲、乙装置中pH均增大D．甲、乙装置中铁电极的电极反应式均为2H＋＋2e－===H2↑答案 B解析A项，甲装置中C为阳极，阳极上氯离子失电子，Fe为阴极，阴极上氢离子得电子，属于外加电流的阴极保护法，错误；B项，乙装置中Zn为负极，Fe 为正极，正极上氧气得电子，Fe不参加反应，Fe被保护，所以是牺牲阳极的阴极保护法，正确；C项，甲装置中电解氯化钠生成氢氧化钠，溶液的pH增大，乙装置中负极Zn失电子，正极氧气得电子，最终生成氢氧化锌沉淀，溶液的pH几乎不变，错误；D项，乙中正极上氧气得电子生成氢氧根离子，所以Fe电极上没有氢气生成，错误。

电化学基础1.我国预计在2020年前后建成自己的载人空间站，为循环利用人体呼出的CO2并提供氧气。

我国科学家设计了一种装置(如图所示)，实现“太阳能→电能→化学能”转化，总反应为2CO2===2CO＋O2，下列有关说法不正确的是( )A．该装置属于电解池B．X极发生氧化反应，Y极发生还原反应C．人体呼出的水蒸气参与Y极反应：CO2＋H2O＋2e－===CO＋2OH－D．X极每产生标准状况下22.4 L气体，有2 mol的OH－从Y极移向X极答案：D2.将二氧化碳转化为乙烯的装置如图所示，使用的电极材料均为惰性电极。

下列说法正确的是( )A．a为电源的正极B．每生成0.1 mol乙烯，同时生成6.72 L O2C．阴极反应式为2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2OD．电解过程中，阳极区溶液中c(H＋)逐渐减小答案：C3.海水中含有大量Na＋、Cl－及少量Ca2＋、Mg2＋、SO2－4，用电渗析法对该海水样品进行淡化处理，如图所示。

下列说法正确的是( )A．b膜是阳离子交换膜B．A极室产生气泡并伴有少量沉淀生成C．淡化工作完成后A、B、C三室中pH大小为pH A<pH B<pH CD．B极室产生的气体可使湿润的KI淀粉试纸变蓝答案：A4．下列做法有利于金属防护的是( )A．钢铁零件表面进行烤蓝处理B．将钢铁制成的闸门与直流电源正极相连C．菜刀切菜后不洗净就放回刀架D．埋在地下的钢管与铜块相连答案：A5．(·泉州一模)锂空气电池是一种新型的二次电池，其放电时的工作原理如下图所示。

下列说法正确的是( )A．电解液中，Li＋由多孔电极迁移向锂电极B．该电池放电时，负极发生了还原反应C．充电时，电池正极的反应式为Li2O2===2Li＋＋O2↑＋2e－D．电池中的电解液可以是有机电解液或稀盐酸等答案：C6．一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H＋。

电化学基础1.下列说法正确的是（）A．氢氧燃料电池的能量转换形式之一为化学能转化为电能B．铅蓄电池放电时的负极和充电时的阴极均发生氧化反应C．电解精炼铜过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加一定相等D．催化剂通过降低化学反应的焓变加快化学反应速率2.出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有Cu 2(OH)3Cl 覆盖在其表面。

下列说法不正确的是A．锡青铜的熔点比纯铜高B．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D．生成Cu 2(OH)3Cl 覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程3.镍氢电池（NiMH）目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。

NiMH 中的M 表示储氢金属或合金。

该电池在充电过程中的总反应方程式是：Ni(OH)2+M NiOOH +MH 已知：6NiOOH +NH 3+H 2O +OH－6Ni(OH)2+NO 2－。

下列说法正确的是()A．NiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH +H 2O +e －Ni(OH)2+OH－B．充电过程中OH －离子从阳极向阴极迁移C．充电过程中阴极的电极反应式：H 2O +M +e－MH +OH －，H 2O 中的H 被M 还原D．NiMH 电池中可以用KOH 溶液、氨水等作为电解质溶液4.把物质的量均为0.1mol 的CuCl 2和H 2SO 4溶于水制成100mL 的混合溶液，用石墨做电极电解，并收集两电极所产生的气体，一段时间后在两极收集到的气体在相同条件下体积相同．则下列描述正确的是（）A．电路中共转移0.6N A 个电子B．阳极得到的气体中O 2的物质的量为0.2mol C．阴极质量增加3.2gD．电解后剩余硫酸溶液的浓度为1mol/L5.如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl 溶液的U 型管中，下列分析正确的是A．K 1闭合，铁棒侧溶液会出现白色沉淀，而且沉淀最终变为红褐色B．K 1或K 2闭合，石墨棒周围溶液pH 均升高C．K 2闭合，铁棒上发生的反应为2Cl --2e -=Cl 2↑D．K 2闭合，电路中通过0.002N A 个电子时，两极共产生0.002mol 气体6.纳米级Cu 2O 由于具有优良的催化性能而受到关注。

2020年高考化学专项突破精品系列电化学之电解池一、认清目标本节重点：1.通过电能转变为化学能的探究活动，了解电解池工作原理，能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解反应方程式。

2.明白电解在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用。

认识电能转化为化学能的实际意义。

本节难点： 正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解反应方程式。

高考常考点：书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解反应方程式。

二、打牢基础知识点1: 电解、电解池的概念 ①电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程叫电解。

②电解池的概念借助电流引起氧化还原反应的装置，即把电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。

知识点2: 电解池的形成条件、反应类型。

1、 电解池的形成条件： ①电源；②电极〔惰性或非惰性〕；③电解质〔水溶液或熔化态〕。

2、实例：3、 反应类型：非自发的氧化还原反应。

知识点3: 电极名称、电极反应。

1、 电极名称：由外电源决定：阳极：连电源的正极；阴极：连电源的负极；2、电极的种类 (依材料分)惰性电极：Pt 、Au 、石墨等活性电极：除Pt 、Au 、石墨外3、电极反应：阳极：假设为惰性电极，那么电极本身不反应，溶液中的阴离子失去电子，发生氧化反应阴离子放电顺序(还原性强弱顺序)：S 2―＞I ―＞Br ―＞Cl ―＞OH ―＞含氧酸根 假设为活性电极：那么电极本身失去电子，发生氧化反应。

阴极：电极本身不反应，溶液中阳离子在阴 极上获得电子，发生还原反应。

CuCl 2溶液4、实例：电极反应：阴极：Cu2+ +2e- = Cu 〔还原反应〕阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ 〔氧化反应〕知识点4: 电子流向：电源负极→沿导线→阴极→电解溶液中离子的移动→阳极→沿导线→电源正极知识点5:电解的原理放电：阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。

电解反应中反应物的判定——放电顺序⑴阴极A.阴极材料(金属或石墨)总是受到爱护。

——电化学基础【专题训练】1. (2019·河北武邑高三调研)电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理如图所示，NH3被氧化为常见无毒物质。

下列说法错误的是( )A．溶液中OH－向电极a移动B．反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4∶5C．O2在电极b上发生还原反应D．负极的电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O答案 B解析NH3被氧化为常见无毒物质，应生成氮气，a电极通入氨气生成氮气，为原电池负极，则b为正极，氧气得电子被还原。

因为a极为负极，则溶液中的阴离子向负极移动，故A正确；反应中，氨气中N元素化合价由－3升高至0价，升高的总数为3；氧气中O元素化合价由0降低至－2价，降低的总数为4，根据得失电子守恒可知，消耗NH3与O2的物质的量之比为4∶3，故B错误；氧气具有氧化性，在原电池中正极上发生还原反应，故C正确；负极是氨气发生氧化反应变成氮气，电极反应式为2NH3－6e－＋6OH－===N2＋6H2O，故D正确。

2．(2019·广东实验中学高三第三次阶段考试)银锌蓄电池应用广泛，放电时总反应为Zn＋Ag2O2＋H2O===Zn(OH)2＋Ag2O，某小组以银锌蓄电池为电源，用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液制备H2SO4和NaOH，设计如图所示装置。

连通电路后，下列说法正确的是( )A．电池的a极反应式为Ag2O2＋H2O＋2e－===Ag2O＋2OH－B．气体Y为H2C．pq膜适宜选择阳离子交换膜D．电池中消耗65 g Zn，理论上生成1 mol气体X 答案 D解析惰性电极电解饱和Na2SO4溶液制备H2SO4和NaOH，则在阴极上是氢离子发生还原反应产生氢气，电极附近氢氧根离子浓度增加，显碱性，钠离子移向阴极，所以阴极区域附近氢氧化钠浓度较高，产生氢氧化钠，在阳极上是氢氧根离子失电子，产生氧气，电极附近氢离子浓度增加，显酸性，硫酸根离子移向阳极，所以阳极区域附近硫酸浓度较高，产生硫酸，所以N为阳极，b是电源的正极，a是电源的负极，pq是阴离子交换膜，mn是阳离子交换膜。

专题10 电化学知识的应用——全面培养科学精神和社会责任电化学是化学学科的重要组成部分。

目前,高中化学课程中的电化学内容涉及原电池、电解池、金属的腐蚀与防护等。

电化学尤其是新型电源和光电设备不仅能体现化学学科的价值,而且有利于学生获取相关的知识与科学方法,更好地促进学生掌握化学学科规律。

学习和使用电化学知识既能解决化学问题,又能发展和提高学生的化学学科核心素养。

高考电化学试题的情境来源于生活中的化学电源、研发中的新型电池、实验室中的电化学装置以及生产中的电化学设备,既能考查学生对基本电化学知识的掌握程度,也能考查基于模型认知、变化观念和证据推理等认知方面的素养,也能渗透灌输创新意识和社会责任等情感态度方面的素养。

1．【2019新课标Ⅰ卷】利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV 2+/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H 2+2MV 2+2H ++2MV +C ．正极区,固氮酶为催化剂,N 2发生还原反应生成NH 3D ．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动2．【2019新课标Ⅲ卷】为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn （3D −Zn ）可以 高效沉积ZnO 的特点,设计了采用强碱性电解质的3D −Zn —NiOOH 二次电池,结构如下图所示。

电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H 2O(l)−−−→←−−−放电充电ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。

A．三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高B．充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH−(aq)−e−NiOOH(s)+H2O(l)C．放电时负极反应为Zn(s)+2OH−(aq)−2e−ZnO(s)+H 2O(l)D．放电过程中OH−通过隔膜从负极区移向正极区1、新型化学电源一般这类试题以我国科学家发表的科技成果为素材设计高考题,既弘扬了社会主义核心价值观,又落实了立德树人的根本任务,起点很高,但考查的内容并不难,落脚于电化学基本理论,主要考查二次电池的充放电的电极反应及离子移动方向等,注重于基本能力的考查。

2020届高考化学二轮提分：电化学基础练习（含答案）专题：电化学基础一、选择题1、某原电池的电池反应为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，与此电池反应不符的原电池是()A．铜片、铁片、FeCl3溶液组成的原电池B．石墨、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池C．铁片、锌片、Fe2(SO4)3溶液组成的原电池D．银片、铁片、Fe(NO3)3溶液组成的原电池解析：由电池反应可知Fe作负极，与Fe相比不活泼的金属或石墨等作正极，电解质溶液中含有Fe3＋，因为Zn比Fe活泼，故C不合理。

答案：C2、如图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH －Ni电池)。

下列有关说法不正确的是(C)A．放电时正极反应为：NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－B．电池的电解液可为KOH溶液C．充电时负极反应为：MH＋OH－－e－===H2O＋MD．MH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高解析：镍氢电池中主要为KOH作电解液，充电时，阳极反应：Ni(OH)2＋OH－=== NiO(OH)＋H2O＋e－，阴极反应：M＋H2O＋e－===MH＋OH－，总反应为M＋Ni(OH)2===MH＋NiO(OH)；放电时，正极：NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，负极：MH＋OH－－e－===M＋H2O，总反应为MH＋NiO(OH)===M＋Ni(OH)2。

以上各式中M为金属合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金。

A．放电时，正极：NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，故A正确；B.为了防止MH被氢离子氧化，镍氢电池中电解液为碱性溶液，主要为KOH作电解液，故B正确；C.充电时，负极作阴极，阴极反应为M＋H2O＋e－===MH＋OH－，故C 错误；D.M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金，储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高，故D正确。