高考化学二轮复习 专题08 电化学（讲）（含解析）(2021年最新整理)

1、2017年高考化学二轮复习 专题08 电化学（讲）（含解析）2017年高考化学二轮复习 专题08 电化学（讲）（含解析） 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2017年高考化学二轮复习 专题08 电化学（讲）（含解析）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快 业绩进步，以下为2017年高考化学二轮复习 专题08 电化学（讲

2、）（含解析）的全部内容。专题08 电化学(讲）考向一 原电池（1） 考纲要求1.了解原电池的工作原理，能写出常见的电极反应和电池反应方程式。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.（2） 命题规律原电池作为高中化学中的基本概念和基础理论，在高考中占有非常重要的地位，在高考中主要考查原电池的工作原理、电极反应及电池反应的方程式、电池中溶液ph的变化以及有关电化学的计算等，由于能源问题已成为社会热点，从能源问题切入，结合新能源开发及新型电池仍将会出现在今后高考试题中.【例1】【2016年高考海南卷】某电池以k2feo4和zn为电

3、极材料,koh溶液为电解溶质溶液.下列说法正确的是 （ ）azn为电池的负极b正极反应式为2feo42+ 10h+6e=fe2o3+5h2oc该电池放电过程中电解质溶液浓度不变d电池工作时向负极迁移【答案】ad考点:考查原电池原理及化学电源【名师点睛】原电池原理是建立在氧化还原和电解质溶液基础上，借助氧化还原反应实现化学能与电能的相互转化，是高考命题重点，题目主要以选择题为主，主要围绕原电池的工作原理、电池电极反应的书写与判断、新型电池的开发与应用等进行命题。【例2】【2016年高考新课标卷】mgagcl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池.下列叙述错误的是 ( ）a负极反应式为mg-2e

4、-=mg2+b正极反应式为ag+e=agc电池放电时cl由正极向负极迁移d负极会发生副反应mg+2h2o=mg（oh）2+h2【答案】b【解析】试题分析：根据题意，电池总反应式为：mg+2agcl=mgcl2+2ag，正极反应为:2agcl+2e-= 2cl+ 2ag，负极反应为：mg2e=mg2+，a项正确，b项错误；对原电池来说,阴离子由正极移向负极，所以电池放电时cl-由正极向负极迁移，c项正确；由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应mg+2h2o=mg（oh）2+h2，d项正确；答案选b.【考点定位】考查原电池的工作原理。【名师点睛】本题以mgagcl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活

5、电池为载体，考查原电池电极反应式的书写，离子的迁移方向等知识。化学电源是高考中的热点，也是难点，学生要结合原电池的知识来推断试题给出的化学电源的工作原理,然后结合化合价的变化判断正、负极.一、概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置,其反应本质是氧化还原反应.二、工作原理以铜锌原电池为例1.反应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应zn2e=zn2cu22e=cu反应类型氧化反应还原反应电子流向由zn沿导线流向cu盐桥中离子移向盐桥含饱和kcl溶液，k移向正极，cl移向负极2.两个装置的比较装置中还原剂zn与氧化剂cu2直接接触，易造成能量损耗;装置盐桥原电池中，还原剂在负极区,而

6、氧化剂在正极区,能避免能量损耗。三、构成原电池的条件 1要有活动性不同的两个电极（一种金属与另一种金属或石墨或不溶性的金属氧化物）;2要有电解质溶液；3两电极浸入电解质溶液且用导线连接或直接接触。4. 要有能自发进行的氧化还原反应发生四、原电池电极名称的确定 确定原电池电极名称的方法方法一:根据电极材料的性质确定。（1）对于金属金属电极,活泼金属是负极，不活泼金属是正极； （2）对于金属-非金属电极，金属是负极，非金属是正极，如干电池等；（3）对于金属-化合物电极，金属是负极，化合物是正极。 方法二：根据电极反应的本身确定。失电子的反应氧化反应负极；得电子的反应还原反应正极五、原电池电极反应式

7、的书写1一般电极反应式的书写2复杂电极反应式的书写（四）特殊原电池1.燃料电池电极反应式的书写（1）找位置、写式子：负极反应式应符合“还原剂ne氧化产物的形式;正极反应式符合“氧化剂ne还原产物”的形式。燃料中的碳、氢元素及助燃剂氧气在不同介质中放电后的具体存在形式不同。酸性介质：碳、氢元素分别转化为co2、h；o2转化为h2o。碱性介质:碳、氢元素分别转化为co、h2o;o2转化为oh。（2）查电荷,添离子：检查(1)中电极反应式的电荷是否守恒，若是在溶液中进行的反应，则可通过添加oh或h的方法使电荷守恒,但要注意，在酸性溶液中不添加oh，在碱性溶液中不添加h.若是在熔融态电解质中进行的反应

8、，则可添加熔融态电解质中的相应离子。(3)查原子,添物质:检查是否符合原子守恒，若是在溶液中进行的反应，可添加h2o使原子守恒。（4）对于较复杂的电极反应,可用总反应式减去较简单一极的电极反应式得到。2可充电电池原理分析（1）充电时电极的连接：充电的目的是使电池恢复其供电能力，因此负极应与电源的负极相连以获得电子,可简记为负接负后作阴极，正接正后作阳极。（2）工作时的电极反应式：同一电极上的电极反应式，在充电与放电时，形式上恰好是相反的；同一电极周围的溶液，充电与放电时ph的变化趋势也恰好相反.（五)金属的腐蚀 1金属腐蚀的实质：金属原子失去电子被氧化而消耗的过程。2金属腐蚀分为化学腐蚀和电化

9、学腐蚀.3化学腐蚀实质：金属和非电解质或其它物质相接触直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀.其腐蚀过程没有电流产生。4电化学腐蚀实质:不纯金属或合金在电解质溶液中发生原电池反应。电化学腐蚀过程有电流产生。 5腐蚀的常见类型 (1)析氢腐蚀 在酸性条件下，正极发生2h+2e-=h2反应. （2）吸氧腐蚀 在极弱酸或中性条件下,正极发生2h2o+o2+4e-=4oh-反应。若负极金属不与电解质溶液发生直接的反应，则形成吸氧腐蚀的原电池反应。如生铁浸入食盐水中，会形成许多微小的原电池.6在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢可用下列原则判断：电解原理引起的腐蚀原电池引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。【例1

10、】【百强校2016届哈尔滨市第六中学校下学期开学考】研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源.该电池以金属锂和钢板为电极材料,以lioh为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是 ( ）a水既是氧化剂又是溶剂 b放电时正极上有氢气生成c放电时oh向正极移动 d总反应为：2li2h2o 2liohh2【答案】c【解析】考点：考查原电池原理的应用【趁热打铁】【百强校2016届潍坊一中下学期初考】近几年,我国因为汽车尾气对环境的污染日趋严重，清洁能源的燃料电池汽车逐渐进入市场,已知甲烷的燃烧热为分别为890 kjmol1 ， 某电池用甲烷作为燃料,电池中以06mol

11、koh溶液为电解质溶液，有关这类电池的说法不正确的 ( ）a这类电池的正极反应与金属的吸氧腐蚀正极反应相似.b每转移1mol电子则这种电池产生电能为05度电c电池的负极反应为：ch4+10oh=co32+7h2o+8ed当消耗04mol燃料时，电池中的各种离子的浓度关系为：c（na+）c（hco3)c（co32）c(oh-）c（h+)【答案】b【解析】考点：考查燃料电池的工作原理、离子浓度的大小比较【例2】【百强校2016届贵阳市第六中学元月月考】cnamo2电池是科学家正在研发的钠离子电池,据悉该电池可以将传统锂电池的续航能力提升7倍。该电池的电池反应式为:namo2 + ncna(1x)m

12、o2 + naxcn ，下列有关该电池的说法正确的是 （ )a 电池放电时，溶液中钠离子向负极移动b 该电池负极的电极反应为namo2xe na（1x）mo2+xna+c 消耗相同质量金属时，用锂作负极产生电子的物质的量比用钠时少d 电池充电时的阳极反应式为:nc+xna+-xe- naxcn【答案】b【解析】试题分析：a 电池放电时,溶液中钠离子向负电荷较多的正极移动，错误；b 该电池负极失去电子，发生氧化反应，该电极的电极反应为namo2-xe- =na（1-x)mo2+xna+，正确；c 由于li、na都是+1价的金属，li、na相对原子质量分别是7、23，所以7gli失去1mol电子;

13、23gna失去1mol电子，故消耗相同质量金属时，用锂作负极产生电子的物质的量比用钠时多，错误；d 电池充电时的阳极发生氧化反应，电极反应式为：naxcn-xe= nc+xna+，错误。考点：考查c-namo2电池工作原理的正误判断的知识。【趁热打铁】【百强校2016届重庆一5月模拟】一种处理污水的燃料电池模型如下图所示。该电池工作时，只需把污水注入反应池，细菌就可将污水中的有机物分解,在此过程中释放出电子、质子和乙。下列叙述不正确的是 （ ）ab电极为正极b气体乙可能为co2co2在a电极得电子d电池工作时，b电极附近的ph逐渐减小【答案】a【解析】考点：考查原电池的工作原理。1燃料电池的电

14、极反应式和总反应方程式的书写步骤： （1）写出燃烧反应正确的化学方程式; （2）根据电解质溶液的酸碱性改写燃料电池总反应; (3)写出正极的电极反应式（一般较简单); （4)由燃料电池总反应方程式减去正极的电极反应式得到负极的电极反应式。2电极方程式书写步骤：(1）弄清（找出）反应物与生成物，（2）根据反应物与生成物中元素化合价变化情况得出得失电子数，（3）根据提供的介质情况,配平电极方程式。书写电极方程式，须特别注意介质对电极反应的影响.3原电池原理的“四”个基本应用（1)用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护.例如,要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌

15、块相连,使锌作原电池的负极。(2）设计制作化学电源首先将氧化还原反应分成两个半反应。根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。3比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。4加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。例如，在zn与稀h2so4反应时加入少量cuso4溶液能使产生h2的反应速率加快.【例】【浙江慈溪中学2016届上期中】新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位，可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂（lifepo4）是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下:方法一:

16、将碳酸锂、乙酸亚铁(ch3coo)2fe、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其他产物均以气体逸出。方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥,在800左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。请回答下列问题：（1）上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是_。(2）在方法二中,阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为_.（3）已知该锂离子电池在充电过程中,阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为

17、。【答案】（1）以免磷酸亚铁锂被氧化（2)fe-2e+li+h2po4lifepo4+2h+ （3）fepo4+e-+li+lifepo4【解析】误区警示：原电池电极反应式的书写除注意正确判断正、负极外，还应充分考虑介质的影响。一般而言,中性溶液中反应物不可出现h+和oh一;酸性溶液中反应物、生成物不会有oh一；碱性溶液中反应物、生成物不会有h+；水溶液中不会出现o2。特别要注意的是介质还能影响正、负极的改变,如mga1naoh原电池中，mg为正极，al为负极.考向二 电解（1）考纲要求了解电解池的工作原理，能写出常见的电极反应和电解反应方程式；.知道电解在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面

18、的应用；认识电能转化为化学能的实际意义。(2）命题规律电解池是高考的常考考考点，大多数情况以选择题的形式出现，有时也与氧化还原反应等结合，以大题的形式考查。考查涉及的知识点有电极的判断，电子、离子流向，电极反应的书写以及得失电子守恒相关的计算.【例1】【2016年高考北京卷】用石墨电极完成下列电解实验。实验一实验二装置现象a、d处试纸变蓝；b处变红,局部褪色；c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；下列对实验现象的解释或推测不合理的是 （ ）aa、d处：2h2o+2e=h2+2ohbb处：2cl-2e-=cl2cc处发生了反应：fe2e-=fe2+d根据实验一的原理，实验二中

19、m处能析出铜【答案】b【解析】【考点定位】本题主要是考查电解原理的应用【名师点睛】化学反应主要是物质变化,同时也伴随着能量变化.电化学是化学能与电能转化关系的化学。电解池是把电能转化为化学能的装置，它可以使不能自发进行的化学借助于电流而发生.与外接电源正极连接的电极为阳极，与外接电源的负极连接的电极为阴极。阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。若阳极是活性电极(除au、pt、c之外的电极)，则电极本身失去电子，发生氧化反应；若是惰性电极（au、pt、c等电极)，则是溶液中的阴离子放电，放电的先后顺序是s2ibrcl-oh含氧酸根离子，阴极则是溶液中的阳离子放电,放电顺序是ag+hg2+fe3+c

20、u2+h+，与金属活动性顺序刚好相反。因此掌握电解池反应原理是本题解答的关键.注意依据实验现象分析可能发生的电极反应。【例2】【2016年高考新课标卷】三室式电渗析法处理含na2so4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的na+和so42可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是 （ )a通电后中间隔室的so42离子向正极迁移，正极区溶液ph增大b该法在处理含na2so4废水时可以得到naoh和h2so4产品c负极反应为2 h2o4e=o2+4h+，负极区溶液ph降低d当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.

21、5mol的o2生成【答案】b【解析】【考点定位】考查电解原理的应用的知识。【名师点睛】化学反应主要是物质变化，同时也伴随着能量变化。电化学是化学能与电能转化关系的化学。电解池是把电能转化为化学能的装置，它可以使不能自发进行的化学借助于电流而发生.与外接电源正极连接的电极为阳极，与外接电源的负极连接的电极为阴极。阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。若阳极是活性电极（除au、pt、c之外的电极)，则电极本身失去电子,发生氧化反应；若是惰性电极（au、pt、c等电极），则是溶液中的阴离子放电,放电的先后顺序是s2-i-br-cloh-含氧酸根离子，阴极则是溶液中的阳离子放电，放电顺序是ag+hg2+

22、fe3+cu2+h+,与金属活动性顺序刚好相反。溶液中的离子移方向符合：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，即阳离子向阴极区移动，阴离子向阳极区移动。掌握电解池反应原理是本题解答的关键。本题难度适中.一、电解池原理1、定义在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。2、能量转化形式电能转化为化学能。3、电极反应：阳极上发生失电子的氧化反应，阴极上发生得电子的还原反应。电子的流向从电源的负极到电解池的阴极,再从电解池的阳极到电源的正极。4、电解产物的判断首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶

23、液中的h和oh)。然后排出阴、阳两极的放电顺序阴极:阳离子放电顺序：agfe3cu2h(酸)fe2zn2h(水）al3mg2naca2k.阳极:活泼电极s2ibrcloh含氧酸根离子。【提示】（1）处理有关电解池两极产物的问题，一定要先看电极是活性电极还是惰性电极。活性电极在阳极放电，电极溶解生成相应的金属离子，此时阴离子在阳极不放电。对于惰性电极，则只需比较溶液中定向移动到两极的阴阳离子的放电顺序即可。（2)根据阳离子放电顺序判断阴极产物时，要注意下列三点：阳离子放电顺序表中前一个c（h）与其他离子的浓度相近,后一个c(h）很小,来自水的电离；fe3得电子能力大于cu2,但第一阶段只能被还原

24、到fe2；pb2、sn2、fe2、zn2控制一定条件（即电镀）时也能在水溶液中放电；al3、mg2、na、ca2、k只有在熔融状态下放电。5、电子和离子的移动方向二、电解规律1、用惰性电极电解电解质溶液的规律(1)电解水型电解质（水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液ph溶液复原含氧酸（如h2so4)阳极：4oh4e=o22h2o阴极：4h4e=2h2h2o2h2oo22h2增大减小加h2o强碱(如naoh)增大加h2o活泼金属的含氧酸盐（如kno3、na2so4）不变加h2o(2）电解电解质型电解质（水溶液）电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液ph溶液复原无氧酸(如hc

25、l)，除hf外阳极:2cl2e=cl2阴极：2h2e=h2酸2hclh2cl2减小增大通入hcl气体不活泼金属的无氧酸盐（如cucl2）,除氟化物外阳极:2cl2e=cl2阴极：cu22e=cu盐cucl2cucl2加cucl2固体(3）放h2生碱型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液ph溶液复原活泼金属的无氧酸盐（如nacl)阳极:2cl2e=cl2阴极：2h2e=h2水和盐2cl2h2o cl2h22oh生成新电解质增大通入hcl气体（4）放o2生酸型电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式电解质浓度溶液ph溶液复原不活泼金属的含氧酸盐（如cuso4）阳极:4

26、oh4e=2h2oo2阴极：2cu24e=2cu水和盐2cu22h2o2cuo24h生成新电解质减小加cuo或cuco32、电解电极反应方程式的书写（1）电解方程式的书写步骤以写出用石墨作电极电解cuso4溶液的电极反应式及总的电解方程式为例。第一步：明确溶液中存在哪些离子。阳离子：cu2、h;阴离子：oh、so42.第二步：判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序。阴极:cu2h;阳极：ohso42.第三步：写电极反应式和总的电解方程式。阴极:2cu24e=2cu；阳极：2h2o4e=o24h.根据得失电子数相等,两极反应式相加得总方程式：2cuso42h2o2cuo22h2so4。（2）做到

27、“三看”，正确书写电极反应式一看电极材料，若是金属(au、pt除外）作阳极，金属一定被电解(注fe生成fe2).二看介质，介质是否参与电极反应。三看电解质状态，若是熔融状态，就是金属的电冶炼。三、电解的应用1、电解饱和食盐水制取氯气和烧碱(氯碱工业）（1）氯碱工业的主要原料是食盐，由于粗盐中含有泥沙、ca2、mg2、so42等杂质离子，对生产设备造成损坏，影响产品的质量,故必须进行精制。化学方法a依次加入沉淀剂bacl2、na2co3、naoh溶液，每次所加试剂都必须稍稍过量以便使相应离子完全沉淀。b过滤。c滤液中加盐酸:调节溶液ph值为46，co322h=co2h2o。离子交换法:对于上述处

28、理后的溶液，需送入离子交换塔，进一步通过阳离子(na)交换树脂除去残存的ca2、mg2,以达到技术要求。（2）精制的饱和食盐水中存在着na+、cl-、h+、oh-四种离子,用石墨作电极，通电时h+ 和cl优先放电，电极反应式为阳极:2cl2e=cl2,阴极：2h2e=h2 总反应：2nacl2h2o2naohh2cl2。2、电镀（1）概念：电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他 金属 或 合金 的过程。（2)形成条件:电解时，镀层金属作阳极;镀件作 阴极;含镀层金属离子的电解质溶液作电镀液;用直流电源。（3）特征：阳极本身放电被氧化 ;宏观上看无新物质生成；电解液的总量、浓度、ph均不

29、变。3、电冶炼电解熔融电解质，可炼得活泼金属。如：电解熔融nacl时，电极反应式为:阳极:2cl2 e=cl2 ，阴极：2na2e=2na ，总反应式为：2nacl 2nacl2.4、电解精炼电解精炼粗铜时，阳极材料是-粗铜，阴极材料是精铜，电解质溶液是cuso4溶液（或 cu（no3)2溶液）。长时间电解后,电解质溶液必须补充。【例1】【百强校2016届厦门一中12月月考】对下列各溶液进行电解，通电一段时间后，溶液颜色不会发生显著改变的是 （ ）a以铜为电极，电解1 moll1 h2so4溶液b以石墨为电极，电解1 moll1 kbr溶液c以石墨为电极，电解含酚酞的饱和食盐水d以铜为电极，电

30、解cuso4溶液【答案】d【解析】考点：考查电解产物判断【趁热打铁】【2016届安庆二模】锌溴液流电池用溴化锌溶液作电解液，并在电池间不断循环.下列有关说法正确的是 ( ）a充电时zn2+通过阳离子交换膜由左侧流向右侧b放电时每转移2mol电子负极增重130gc充电时阴极的电极反应式为br2+2e=2br- d若将电解液改为氯化锌溶液放电效果更好更安全【答案】a【解析】考点：考查电解池【例2】【2016届湖南六校联考】1l某溶液中含有的离子如下表：离子cu2+al3+no3-cl-物质的量浓度(mol/l）11a1用惰性电极电解该溶液，当电路中有3mole-通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电

31、极产物可能存在的溶解现象），下列说法正确的是 （ )a阳极生成1。5mol cl2 ba=3c电解后溶液中c(h+）=1mol/l d阴极析出的金属是铜与铝【答案】c【解析】试题分析:由溶液电荷守恒可知2c（cu2+)+3c（al3+）=c（no3-)+c（cl-)，则:21mol/l+31mol/l= c（no3)+1mol/l，解得a=c(no3)=4mol/l，溶液中n（cu2+)=n(al3+）=n(cl-）=1l1mol/l=1mol，离子放电顺序cu2+h+al3+，cloh-no3- ，电解时阳极首先发生:2 cl- 2e=cl2,1mol氯离子放电转移1mol电子，生成0。5mol氯气，然后发生4