高三高考备考高中电化学知识总结及做题技巧

电化学知识总结及做题技巧一、原电池和电解池的比较项目原电池电解池工作原理（自发）氧化还原反应外加电源，（非自发）的氧化还原反应能量转化（化学能）能→（电）能（电）能→（化学）能电极判断（负极）：较活泼的金属。（正极）：较不活泼的金属或导电非金属。阳极：连接电源（正极）。阴极：连接电源（负极）。电子的流向（负极）→（正极）电源（负极）极→阴极阳极→电源（正极）得失电子情况负极（失去）电子（氧化反应）正极（得到）电子（还原反应）阴极（得到）电子（还原反应）阳极（失去）电子（氧化反应）电极反应方程式负极：Zn－2e－=Zn2＋正极：Cu2＋＋2e－=Cu阴极：Cu2＋＋2e－=Cu阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑总反应Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋CuCuCl2eq\o(=,\s\up12(电解),\s\do4())Cu＋Cl2↑离子流向（离子平衡）（阳）离子→正极（阴）离子→负极口诀：正正负负（阳）离子→阴极（阴）离子→阳极口诀：阴阳相吸电极PH变化负极正极阴极阳极/（增大）（析氢：2H+＋2e－=H2↑;或吸氧:2H2O+O2＋4e－=4OH－）（增大）（放氢生碱：2H2O＋4e－=H2↑＋4OH－）阴盛（降低）（放氧生酸：2H2O－4e－=O2↑＋4H+）阳衰应用制造各种化学电源加快化学反应速率对金属实施有效保护（牺牲阳极，阴极保护法）判断金属活动性判断氧化还原反应进行的方向氯碱工业电镀电冶金二、构成原电池的条件：①电极材料由两种金属活泼性不同的金属或由金属与其他导电的材料（非金属或某些氧化物等）组成。②电解质溶液存在（注意：酒精不是电解质溶液）③两电极之间有导线连接，形成闭合回路。三、快速判断原电池的电极原电池的电极判断负极正极电极判断（快速判断电极，看物质）活泼金属（H前面的金属）：Zn、Fe、Li、Pb等氧化剂：O2、H2O2、Cl2或某些金属氧化物燃料（H2、CH3OH、CH3CH2OH、CH4等）电子的得失失去电子得到电子离子流向阴离子→负极（负负）阳离子→正极（正正）PH的影响增大（析氢或放氧）四、快速判断电解池的电极：与电池的负极相连的是电解池的阴极，与电池正极相连的是电解池的阳极。电子的流向：阴得阳失。如图所示：五、有关电化学的做题技巧：先读题，判断考查的知识点是“原电池”还是“电解池”。①先利用常见的物质判断正负极（或阴阳极）。②电子总是从负极流出，快速判断原电池或电解池的电极。③原电池的离子流向：正正负负；电解池的离子流向：阴阳相吸。例⒈(2020·全国Ⅰ卷,12)科学家近年发明了一种新型Zn-CO2水介质电池。电池示意图如下,电极为金属锌和选择性催化材料,放电时,温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是()A.放电时,负极反应为Zn-2e-+4OH-Zn(OH)4B.放电时,1molCO2转化为HCOOH,转移的电子数为2molC.充电时,电池总反应为2Zn(OH)42-2Zn+O2↑+4OH-+2HD.充电时,正极溶液中OH-浓度升高【答案】D【解析】由题可知，放电时，CO2得到电子转化为HC00H，即CO2发生还原反应，故放电时右侧电极为正极，左侧电极为负极，Zn发生氧化反应生成Zn(OH)42-;充电时，右侧为阳极，H20发生氧化反应生成O2，左侧为阴极，Zn(OH)42-发生还原反应生成Zn，以此分析解答。A.放电时，负极上Zn发生氧化反应，电极反应式为:Zn-2e+40H-=Zn(OH)42-，故A正确，不选;B.放电时，CO2转化为HCO0H,C元素化合价降低2，则1molCO2转化为HC0OH时，转移电子数为2mol,故B正确，不H时，转移电子数为2mol,故B正确，不选;C.充电时，阳极上H20转化为O2，负极上Zn(OH)42-转化为Zn，电池总反应为:2Zn(OH)42-=2Zn+O2↑+40H-+2H2O故C正确，不选;D.充电时，正极即为阳极，电极反应式为:2H2O-4e-=4H++O2↑，溶液中H+浓度增大，溶液中c(H+)*c(OH-)=Kw，温度不变时，Kw不变，因此溶液中0H-浓度降低，故D错误，符合题意;答案选D。【点睛】充放电电池，搞清楚对应的电极发生的反应。例2（2020.海南.11）.某燃料电池主要构成要素如图所示，下列说法正确的是A.电池可用于乙醛的制备B.b电极为正极C.电池工作时，a电极附近pH降低D.a电极的反应式为O2+4e-+4H+=2H2O【答案】AD【解析】该燃料电池中，乙烯和水发生氧化反应，所以通入乙烯和水的电极是负极，氧气易得电子发生还原反应，所以通入氧气的电极是正极，由图可知负极上乙烯和水生成乙醛和氢离子，氢离子移向正极，正极上氧气和氢离子反应生成水，x为水，由此分析。【详解】A．该电池将乙烯和水转化为了乙醛，可用于乙醛的制备，故A符合题意；B．根据分析，a电极为正极，b电极为负极，故B不符合题意；C．电池工作时，氢离子移向正极，a电极的反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，a电极附近pH升高，故C不符合题意；D．根据分析，a电极为正极，正极发生还原反应，a电极的反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，故D符合题意；答案选AD。例2．现在污水治理越来越引起人们重视。可以通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚(),同时利用此装置的电能在铁上镀铜,下列说法不正确的是()A.A极的电极反应式为+e-Cl-+B.当乙中铜电极质量减少6.4g,甲中A极区增加的H+的个数为0.1NAC.膜电池不适合在较高温度环境下工作D.反应过程中乙中电解质溶液c(Cu2+)不变【答案】A【解析】A极为正极,正极有氢离子参与反应,电极反应式为+2e-+H+Cl-+,选项A不正确;据电荷守恒可知,当乙中铜电极质量减少6.4g,外电路中有0.2mole-转移时,通过质子交换膜的H+的个数为0.2NA,而发生:+2e-+H+Cl-+,则A极区增加的H+的个数为0.1NA,选项B正确;膜电池是利用微生物膜,若高温则微生物膜会失去生理活性而失效,不适合在较高温度环境下工作,选项C正确;反应过程中乙中阳极铜失电子产生Cu2+,阴极Cu2+得电子产生Cu,为电解池,电解质溶液c(Cu2+)不变,选项D正确。【解题技巧】电化学类题解题模式是①读图:注意化合价变化与箭头意义(箭头一般表示物质的转化或微粒的移动方向),根据两个极区物质化合价变化,分析出正负极或阴阳极(失电子的为负极或阳极、得电子的为正极或阴极);②写式:写出正负极或阴阳极电极反应式(符合电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒,还要注意物质是否可拆),可充电电池放电时的正负极颠倒过来分别是阳阴极;③判断:根据电极反应式或总反应方程式进行计算或判断各选项正误,作答即可。特别提示:电解池类型题目要首先根据题目所给信息判断阴阳极电极反应,只有当根据题意无法确定电极反应时才可以根据“离子放电顺序”进行判断。例3.已知某种二次锂离子电池工作时反应为LixCn+Li(1-x)CoO2LiCoO2+nC。电池如图所示。下列说法不正确的是()A.放电时,碳材料极失去电子,发生氧化反应,电子经外电路,Li+经内电路同时移向正极B.放电时正极反应为Li(1-x)CoO2+xLi++xe-LiCoO2C.充电时,Li+从负极脱出,又嵌入正极D.锂离子二次电池正负极之间充放电时发生传输Li+的反应,少有副反应【答案】C【解析】放电时的反应为LixCn+Li(1-x)CoO2LiCoO2+nC,Co元素的化合价降低,Li元素的化合价升高,原电池中负极发生氧化反应,反应式为LixCn-xe-xLi++nC,正极发生还原反应,反应式为Li(1-x)CoO2+xLi++xe-LiCoO2,再由放电时的反应分析充电时的反应。放电时,碳材料极为负极,发生氧化反应,电子经外电路,Li+经内电路同时移向正极,故A正确;由上述分析可知,Co元素的化合价降低,正极反应式为Li(1-x)CoO2+xLi++xe-LiCoO2,故B正确;充电时,Li+应从正极脱出,嵌入阴极,故C不正确;由上述正负极反应可知,锂离子二次电池正负极之间充放电时发生传输Li+的反应,少有副反应,故D正确。例4．某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是()A.该装置将化学能转化为光能和电能B.该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移C.每生成1molO2,有44gCO2被还原D.a电极的反应为3CO2+16H+-18e-C3H8O+4H2O【答案】B【解析】根据图示可知,该装置将电能和光能转化为化学能,A错误。根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则,该装置工作时,H+从正电荷较多的阳极b极区向负电荷较多的阴极a极区迁移,B正确。该反应的总方程式是6CO2+8H2O2C3H8O+9O2,根据反应方程式可知,每生成1molO2,有23molCO2被还原,其质量是883g,C错误。根据图示可知,与电源负极连接的a电极为阴极,发生还原反应,电极的反应式为3CO2+18H++18e-C3H8O+5H2O,D错误。例5.利用固体氧化物电解池(SOEC)可实现乙烷电化学脱氢制乙烯,原理示意图如下。下列说法错误的是()。A.电子由Y极流出B.该装置在工作过程中,O2-在固体氧化物中由下方向上方迁移C.阴极区发生的反应为CO2+2e-+2H+CO+H2OD.该过程的总反应为C2H6+CO2C2H4+CO+H2O【答案】C【解析】二氧化碳通过电解转化为一氧化碳,碳元素化合价降低,得电子,被还原,则与Y相连的电极为阴极,与X相连的电极为阳极,与阴极相连的为电源负极,则X为电源正极,