2019年高考化学命题热点提分攻略专题08电化学难点突破学案

1、专题8电化学全国卷年份题号考点分布原电池电解池I20181127（3）20171120162711II20181226（4）2017271120162611III20181127（3）2017281120162711北京卷201812天津卷201810（3）江苏卷20181091考从上表我们不难看出，电化学的考查仍是高考中的热点问题。19年的高考中，一是对于电极反应式书写的考查，二是可能以电化学在工农业等生产中的应用为情境，考查电化学原理及应用，并可能会涉及相2关计算。3考点一电化学原理1.原电池工作原理示意图2.电解池工作原理（阳极为惰性电极）示意图3.解答电化学问题注意“三看”一看有无外接

2、电源，有电源装置为电解池，无电源装置为原电池；二看电极，判断阴阳极和正负极;三看电解质溶液。【典例1】【2018全国1】最近我国科学家设计了一种CO+H2S协同转化装置，实现对天然气中C和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO石墨烯（石墨烯包裹的ZnQ）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为:2+3+1EDTA-Fe -e-=EDTA-Fe22EDTA-Fe3+HfeS=2H+S+2EDTA-F(i+该装置工作时，下列叙述错误的是氮化反应b 沿导线传递，有电流产生与电源止极相连与电源员扱相连还原反应4A.阴极的电极反应：CO+2H+2e=CO+HOB.协同转化总反应：CO+H2S=C

3、O+HD+SC.石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fct/EDTA-Fe：溶液需为酸性【答案】C【解析】分折：该装置属于电解池，co在ZnO石墨烯电极上丰专化为CO,发生得到电子的还原反应，为 阴扱，石墨烯电极为阳极，发生失去电子的氧化反应，抿此解答。详解：A、05在ZnQ石墨烯电极上转化为CO,发生得到电子的还原反应， 为阴极， 电极反应式为CXh+H二aHHjO,A正确；B、 根据石墨烯电极上发生的电极反应可知+即得到H2S2e=2H*+S,因此总反应式为CO+HkS=CO+HO+S B正确；C、 石墨烯电极为阳极，与电源的正极相连，因此石墨烯上的

4、电势比ZnO石墨烯电极上的高，C错误；D、 由于铁离子、亚铁离子均易水解，所以如果采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fc3+/EDTA-Fe2+,溶液需要酸性，D正确。答案选Co点睛：准确判断出阴阳极是解答的关键，注意从元素化合价变化的角度去分析氧化反应和还原反应，进而得出阴阳极。电势高低的判断是解答的难点，注意从物理学的角度借助于阳极与电源的正极相连去分析。【典例2】【2018天津】CO是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题：(3)Q辅助的AICQ电池工作原理如图所示。该电池电容量大，能有效利用CQ,电池反应产物Al2(C2C4)3是重要的化工原料。-O-电池的负极反应式

5、：_o电池的正极反应式：6Q+6e-=6O-2-6CO+6Q =3CO反应过程中Q的作用是 _o5该电池的总反应式： _o【答案】AI-3e-=AI3+(或2AI-6e-=2AI3+)催化剂2AI+6CO2=AI2(C2C4)3【解析】(3)明显电池的负极为AI，所以反应一定是AI失电子，该电解质为氯化铝离子液体，所以AI失电子应转化为Al3+,方程式为：Al-3e-=Al3+(或2AI-6e-=2AI3+)。根据电池的正极反应，氧气再第一步被 消耗，又在第二步生成，所以氧气为正极反应的催化剂。将方程式加和得到，总反应为：2AI+6CO2=Al2(C2O)3。【典例3】【2018江苏】下列说法

6、正确的是A.氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能B.反应4Fe(s)+3O2(g) =2Fe2Q(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应C. 3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH,转移电子的数目小于6X6.02X10D.在酶催化淀粉水解反应中，温度越高淀粉水解速率越快【答案】C【解析】分析：A项，氢氧燃料电池放电时化学能不能全咅慣化为电能，理论上能量转化率高迖站知；B项，反应4Fe (s) +302 Cg) WIFEh (s)的ASCO,该反应常温下可目发进行，该反应为放熱反应.C项皿与吐的反应为可逆反应，3molH2与lmolNz混合反应生成NHs,轻移电子数彳吁D项，酶是

7、类具有催化作用的蛋日质，酶的催化作用具有的特点是：条件温和、不需加热，具有高度的专一性、高 效催化作用，温度越高酶会发生变性，催化活性降低。详解：A项，氢氧燃料电池放电时化学能不能全部转化为电能，理论上能量转化率高达85%90%A项错误；B项，反应4Fe(s)+3Q(g)=2Fe2。(s)的S 0，该反应常温下可自发进行，该反应为放热反应，B项错误；C项，N2与H2的反应为可逆反应，3molH2与1molNb混合反应生成NH,转移电子数小于6mol,转移 电子数小于6 6.02 1023,C项正确；D项，酶是一类具有催化作用的蛋白质，酶的催化作用具有的特点 是：条件温和、不需加热，具有高度的专

8、一性、高效催化作用，温度越高酶会发生变性，催化活性降低， 淀粉水解速率减慢，D项错误；答案选Co点睛：本题考查燃料电池中能量的转化、化学反应自发性的判断、可逆的氧化还原反应中转移电子数的计 算、蛋白质的变性和酶的催化特点。弄清化学反应中能量的转化、化学反应自发性的判据、可逆反应的特 点、蛋白质的性质和酶催化的特点是解题的关键。【答题技法】1.解答电化学原理的一般思路：2.电极判断的“五”方法：判断依据电极材料电极反应电子流向离子移向电极现象6原负极活泼金属氧化反应流出阴离子移向电极质量减小7电池正极不活泼金属或非金属还原反应流入阳离子移向电极增重或质量不变电解池阳极与电源正极相连氧化反应流出阴

9、离子移向电极溶解或pH增大阴极与电源负极相连还原反应流入阳离子移向电极增重或pH减小考点二电极反应式的书写1“三步”突破原电池电极反应式的书写分析横 战据低化还原反应分析兀盍化介价的 化还原 升降确定正负极反应物质及电子得尖 反应 数冃注 意 电 分折电解质溶液的酸碱性及离子参抑反 解 质 溶 应的悄呪*确定电极反应丐出电极反应|液环境式合并正、负电极 反应调幣两电极反应式屮得灾也子数H等 并衽加，消去电子,得出总反应式2.电解池电极反应式的书写模式：活泼金属作电极，牡极材料本身奂 审 电子M -ne旷电-极电极为惰性电极溶液中较易失电子极的阴离子优先失去电子,-反R应阴溶液中较易得电子的阳离

10、子优先得到极 |电子,Mn+血=M【典例4】【2018全国1】焦亚硫酸钠（NatSzO）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题：（3）制备NQSQ也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SQ碱吸收液中含有NaHSO和NQSQ。阳极的电极反应式为 _。电解后，_ 室的NaHSQ浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na?SQ。8【解析1(3)阳极发生失去电子的氧化反应，阳极区是稀硫酸，氮氧扌跟电，则电极反应式为2J3-X= 4H+-K2h阳根区氢离子增犬通过阳离子交换膜进入2室与亚硫釀钠结合生成亚硫酸钠。阴极罡氢禽子放电，氢氧根液度増大，与亚硫釀氢钠反应生成亚硫釀钠，所以电解后

11、丑室中亚硫釀氢钠的浓度增大。【典例5】【2018全国2】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿(ZnS,含有Si02和少量FeS、CdS PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:相关金属离子Co(Mn+)=0.1 molL-1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:金属离子L 3+FeL 2+Fer 2+ZnCcT开始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为_;沉积锌后的电解液可返回_工序继续使用。【答案】Zn2+2e-Zn溶浸【解析】(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极发生得到电子的还原反应，因此

12、阴极是锌离子放电，则 阴极的电极反应式为Zn2+2e-=Zn;阳极是氢氧根放电，破坏水的电离平衡，产生氢离子，所以电解后还有 硫酸产生，因此沉积锌后的电解液可返回溶浸工序继续使用。【典例6】【2018全国3】KIOs是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。回答下列问题：(3)KIOs也可采用“电解法”制备，装置如图所示。1写出电解时阴极的电极反应式 _。2电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为 _，其迁移方向是 _ 。【答案】2H2O- 4e=4H+QfSO単吸收液:氧化除杂浮选稍(T囲更一甬翟淀液滤沼2滤渔393_ 与“电解法”相比，“KCIO3氧化法”的主要不足之处有 _ （写出一点

13、）。KOH【答案】2H2O+2e=20HT+H4 K+a至U b产生CI2易污染环境等【解析】（力由圉示，阴极为氢氧化钾滚液，所以反应为水电高的氢亶子得电子，反应为2H2O+2e-=2OH2电解时，濬港中的阳离子应该向阴极迁移，明显是滝液中大量在在的钾高子if移，方向为由左向右即 由a到bo3KCIS氧他去的最大不足之处在于，生产中会产生污染环境的贏气。考点三电化学综合应用一、电化学计算的基本方法和技巧：原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。通常有下列三种方法：1根据电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、正

14、负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子 数相等。2根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。3根据关系式计算根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。如以通过4 mol e为桥梁可构建如下关系式：4e 2Cl2（Br2J2） - 02阳极产物2Hi-4AgM一_1_ _j阴极严物（式中M为金属，n为其离子的化合价数值）该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的10电化学计算问题。二、金属腐蚀与防护的“两种比较”、“两种方法”1.两种比较(1)析氢腐蚀和吸

15、氧腐蚀的比较类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性正极反应2H+2e=HfO2+2H2O+4e =40H负极反应L l 2+Fe2e =Fe其他反应2 + Fe+20H =Fe(OH)J4Fe(OH)2+Q+ 2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈(2)腐蚀快慢的比较1一般来说可用下列原则判断：电解池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀；2对同一金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液中弱电解质溶液中非电解质溶液中；3活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，腐蚀越快；4对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀的速率越快。2.两种保护

16、方法(1)加防护层如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属或生成一层致密的薄膜。(2)电化学防护1牺牲阳极的阴极保护法一一原电池原理：正极为被保护的金属，负极为比被保护的金属活泼的金属；2外加电流的阴极保护法一一电解原理：阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。三、电解池的“不寻常”应用六点”突破电解池1.分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极的反应为“阳氧阴还”。2.剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。3.注意放电顺序。114书写电极反应式，注意得失电子守恒。5.正确判断产物

17、。阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解（注意：铁作阳极2 亠3 亠2溶解生成Fe，而不是Fe ）;如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S一1一BCOHT（水）。阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+PtTFe2+Zn2+H （水）6.恢复原态措施。电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO溶液，Cu2+完全放电之前，可加入CuO或CuCO复原，而Cu2+完全放电之后，应加入Cu（OH）2或Cu2

18、（OH）2CO复原。【典例7】【2018全国2】我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na CQ二次电池。将NaCIC4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO+4Na * 2Na2CO+Co下列说法错误的是A.放电时，CIO4向负极移动B.充电时释放CQ，放电时吸收CQ2 一C.放电时，正极反应为：3CO+4e=2CO一+CD.充电时，正极反应为：Na*+e=Na【答案】D12【解析】分析：原电池中员极发生失去电子的氧化反应，正极发生得到电子的还原反应阳离子向正极移 动，阴离子问负极移动，充电可次看作是放电的逆反应，据此解答。譯解：A一放电时是原

19、电池，阴离子COT向员极移动，理正确；B.电池的总反应为3CQ2+4Na2NaiCO3-CJ因此充电时释放Cj放电时吸收 g,E正确；C放电时是原电池正极是二氧化碳得到电子诗化为站反应为；姫卄抵=200厂也C正确D充电时是电解，正极与电源的正极相连，作阳扱，发生失去电子的氧化反应，反应为28尹 Y-加=3CCh ,D错误&答案选D.点睛：本题以我国科学家发表在化学顶级刊物上的“一种室温下可呼吸的钠、二氧化碳二次电池”为载体考查了原电池和电解池的工作原理，掌握原电池和电解池的工作原理是解答的关键，注意充电与发电关系的理解。本题很好的弘扬了社会主义核心价值观个人层面的爱国精神，落实了立德树

20、人的教育根本任务。【典例8】【2018全国3】一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，Q与Li在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x（x=0或1）。下列说法正确的是非水电解质/髙聚物隔膜A.放电时，多孔碳材料电极为负极B.放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时，电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移XD.充电时，电池总反应为Li2Q-x=2Li+（1- ）Q【答案】D【解析】分析：本题考查的是电池的基本构造和原理，应该先根据题目叙述和对应的示意图，判断出电池 的正负极，再根据正负极的反应要求进行电极反应方程式的书写。详解：A.题目叙述为：放电时，Q与Li+在多孔碳电极处反应，

21、说明电池内，13Li+向多孔碳电极移动，因为阳离子移向正极，所以多孔碳电极为正极，选项A错误。B.因为多孔碳电极为正极，外电路电子应该由锂电极流向多孔碳电极（由负极流向正极），选项B错误。C.充电和放电时电池中离子的移动方向应该相反，放电时，Li+向多孔碳电极移动，充电时向锂电极移动， 选项C错误。D.根据图示和上述分析，电池的正极反应应该是C2与Li+得电子转化为Li2C2-X，电池的负极反应应该是单X质Li失电子转化为Li+，所以总反应为：2Li + （1- ）Q2=Li2Q-X，充电的反应与放电的反应相反，所14以为Li2O2-X=2Li + (1-1 )02,选项D正确。点睛：本题是比较典型的可充电电池问题。对于此类问题，还可以直接判断反应的氧化剂和还原剂，进而 判断出电池的正负极。本题明显是空气中的氧气得电子，所以通氧气的为正极，单质锂就一定为负极。放 电时的电池反应，逆向反应就是充电的电池反应，注意：放电的负极，充电时应该为阴极；放电的正极充 电时应该为阳极。【典例9】【2018北京】验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的下列说法不正确的是A.对比，可以判定Zn保护了FeB.对比，K3Fe(