高考化学二轮专题复习讲义专题二基本理论第七讲电化学

第七讲电化学[最新考纲]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。原电池原理及其应用[学生用书P30]1．(2017·高考天津卷)下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是()A．硅太阳能电池工作时，光能转化成电能B．锂离子电池放电时，化学能转化成电能C．电解质溶液导电时，电能转化成化学能D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能解析：选A。A项，硅太阳能电池工作时，光能转化为电能，与氧化还原反应无关；B项，锂离子电池放电时，化学能转化为电能，原电池总反应为氧化还原反应；C项，电解质溶液导电时，电能转化为化学能，总反应为氧化还原反应；D项，葡萄糖为人类生命活动提供能量时，葡萄糖发生氧化还原反应，化学能转化为热能。2．(2016·高考海南卷改编)某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是()A．Zn为电池的负极B．正极反应式为2FeOeq\o\al(2－,4)＋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OH－向正极迁移解析：选A。A.根据化合价升降判断，Zn化合价只能升高，故为负极材料，K2FeO4为正极材料，正确；B.KOH溶液为电解质溶液，则正极反应式为2FeOeq\o\al(2－,4)＋6e－＋8H2O=2Fe(OH)3＋10OH－，错误；C.该电池放电过程中电解质溶液浓度减小，错误；D.电池工作时阴离子OH－向负极迁移，错误。[感悟高考]1．题型：选择题(主)、填空题(次)2．考向：高考对原电池原理的考查主要有以下几点：离子运动方向的判断(特别注意盐桥中离子的运动以及离子对于指定交换膜的通过问题)，能量转换类型，正负极的判断，正负极与反应类型的对应关系，电极反应式的书写及判断，有关计算问题。需要考生掌握原电池原理，会运用氧化还原反应的概念规律来分析问题，在平时的学习中重视上述几点的训练。1．原电池正、负极的判断(1)依据构成原电池两极的电极材料判断。一般是较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。(2)依据原电池两极发生反应的类型判断。负极发生氧化反应；正极发生还原反应。(3)依据电子流动方向或电流方向判断。电子流动方向：由负极流向正极；电流方向：由正极流向负极。(4)依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。(5)依据原电池盐桥中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。2．不同介质中电极反应式的书写技巧和步骤电极反应式属于以离子反应表达的氧化还原半反应，要遵循离子方程式拆分物质的规则。(1)先写出电极反应式的主要框架(待配平)①酸性电解质，主要安排H＋的位置如下负极：还原剂－xe－＋______→氧化产物＋H＋；正极：氧化剂＋xe－＋H＋→还原产物＋______。②非酸性电解质(包括碱溶液、熔融盐及氧化物)，主要安排阴离子的位置如下负极：还原剂－xe－＋阴离子→氧化产物＋______；正极：氧化剂＋xe－＋______→阴离子＋还原产物。(2)依据化合价变化分别计算氧化剂、还原剂与电子得失的比例。(3)根据电荷守恒配平离子，最后根据原子守恒配平其余物质。原电池原理的考查1．(2017·淄博模拟)电池式氧传感器原理构造如图，可测定O2的含量。工作时铅电极表面会逐渐附着Pb(OH)2。下列说法不正确的是()A．Pt电极上发生还原反应B．随着使用，电解液的pH逐渐减小C．ammolO2反应，理论上可使Pb电极增重68amgD．Pb电极上的反应式为Pb＋2OH－－2e－=Pb(OH)2解析：选B。A.铅作负极失电子产生的铅离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铅，则铂电极作正极，发生还原反应，选项A正确；B.负极反应式：2Pb＋4OH－－4e－=2Pb(OH)2，正极反应式：O2＋4e－＋2H2O=4OH－，总反应式：2Pb＋O2＋2H2O=2Pb(OH)2，反应过程溶液pH不变，选项B不正确；C.根据反应2Pb＋O2＋2H2O=2Pb(OH)2，ammolO2反应，理论上可使Pb电极增重4ammol×17g/mol＝68amg，选项C正确；D.Pb电极为负极，反应式为Pb＋2OH－－2e－=Pb(OH)2，选项D正确。2．(2015·高考天津卷)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()A．铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))减小C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D．阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡解析：选C。A.Cu作正极，电极上发生还原反应，错误；B.电池工作过程中，SOeq\o\al(2－,4)不参加电极反应，故甲池的c(SOeq\o\al(2－,4))基本不变，错误；C.电池工作时，甲池反应为Zn－2e－=Zn2＋，乙池反应为Cu2＋＋2e－=Cu，甲池中Zn2＋会通过阳离子交换膜进入乙池，以维持溶液中电荷平衡，由电极反应式可知，乙池中每有64gCu析出，则进入乙池的Zn2＋为65g，溶液总质量略有增加，正确；D.由题干信息可知，阴离子不能通过阳离子交换膜，错误。“盐桥”的作用与化学平衡的移动3．控制合适的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是()A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原C．电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态D．电流表读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极解析：选D。由图示结合原电池原理分析可知，Fe3＋得电子生成Fe2＋被还原，I－失电子生成I2被氧化，所以A、B正确；电流表读数为零时，Fe3＋得电子速率等于Fe2＋失电子速率，反应达到平衡状态，所以C正确；在甲中溶入FeCl2固体，平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2向左移动，I2被还原为I－，乙中石墨为正极，所以D不正确。4．某同学为探究Ag＋和Fe2＋的反应，按下图连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应)，发现电压表指针偏移。电子由石墨经导线流向银。放置一段时间后，向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液，发现电压表指针的变化依次为偏移减小→回到零点→逆向偏移。则电压表指针逆向偏移后，银为________(填“正”或“负”)极。由实验得出Ag＋和Fe2＋反应的离子方程式是________________________________________________________________________。答案：负Fe2＋＋Ag＋Fe3＋＋Ageq\a\vs4\al()电子流向的分析方法(1)改变条件，平衡移动；(2)平衡移动，电子转移；(3)电子转移，判断区域；(4)根据区域，判断流向；(5)根据流向，判断电极。原电池的简单设计5.(1)能量之间可相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4(aq)、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)、铜片、铁片、锌片和导线。①完成原电池甲的装置示意图(见上图)，并做相应标注，要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。②以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极______________________________________________。③甲、乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是________，其原因是________________________________________________________________________。(2)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在(1)的材料中应选__________作阳极。解析：(1)①根据题给条件和原电池的构成条件可得：a．若用Zn、Cu、CuSO4(aq)、ZnSO4(aq)组成原电池，Zn作负极，Cu作正极，Zn插入到ZnSO4(aq)中，Cu插入到CuSO4(aq)中。b．若用Fe、Cu、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)组成原电池，Fe作负极，Cu作正极，Fe插入到FeSO4(aq)中，Cu插入到CuSO4(aq)中。c．画图时要注意电极名称、电极材料、电解质溶液名称(或化学式)，并形成闭合回路。②由于金属活动性Zn＞Fe＞Cu，锌片或铁片作负极，由于Zn或Fe直接与CuSO4溶液接触，工作一段时间后，负极逐渐溶解，表面有红色固体析出。③带有盐桥的原电池甲中负极没有和CuSO4溶液直接接触，二者不会直接发生置换反应，化学能不会转化为热能，几乎全部转化为电能；而原电池乙中的负极与CuSO4溶液直接接触，两者会发生置换反应，部分化学能转化为热能，化学能不可能全部转化为电能。(2)由牺牲阳极的阴极保护法可得，铁片作正极(阴极)时被保护，作负极(阳极)时被腐蚀，所以应选择比铁片更活泼的锌作负极(阳极)才能有效地保护铁不被腐蚀。答案：(1)①(或其他合理答案)②电极逐渐溶解，表面有红色固体析出③甲在甲装置中，负极不和Cu2＋接触，避免了Cu2＋直接与负极发生反应而使化学能转化为热能(2)锌片eq\a\vs4\al()1．原电池的设计思路：首先根据离子方程式判断出氧化剂、还原剂，明确电极反应。然后再分析两剂状态确定电极材料，若为固态时可作电极，若为溶液时则只能作电解质溶液。然后补充缺少的电极材料及电解质溶液。电极材料一般添加与电解质溶液中阳离子相同的金属作电极(使用惰性电极也可)，电解质溶液则是一般含有与电极材料形成的阳离子相同的物质。最后再插入盐桥即可。2．把氧化剂、还原剂均为溶液状态的氧化还原反应设计成原电池时，必须使用盐桥才能实现氧化剂与还原剂的分离，否则不会有明显的电流出现。新型化学电池[学生用书P32]1．(2017·高考全国卷Ⅲ，11，6分)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16Li＋xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是()A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－=3Li2S4B．电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14gC．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多解析：选D。原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，即：Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2，其中可能有2Li2S6＋2Li＋＋2e－=3Li2S4，A项正确；该电池工作时，每转移0.02mol电子，负极有0.02molLi(质量为0.14g)被氧化为Li＋，则负极质量减少0.14g，B项正确；石墨烯能导电，用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，C项正确；充电过程中，Li2S2的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池中Li2S2的量趋于不变，故不是电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多，D项错误。2．(2016·高考全国卷Ⅱ，11，6分)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－=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↑解析：选B。该电池中Mg作负极，失去电子发生氧化反应，生成Mg2＋，A项正确；正极反应为AgCl＋e－=Ag＋Cl－，B项错误；电池放电时，Cl－从正极向负极移动，C项正确；在负极，Mg会发生副反应Mg＋2H2O=Mg(OH)2＋H2↑，D项正确。[感悟高考]1．题型：选择题(主)、填空题(次)2．考向：新型化学电池仍然考查原电池原理，考查点基本相同。只是此类试题的题意环境陌生度较高，题材新颖，图示显得复杂，但是这类问题落点较低，考生只要掌握原电池原理的规律，学会知识迁移，解决起来并非难事。高考中常见的新型电池有“氢镍电池”“高铁电池”“碱性锌锰电池”“海洋电池”“燃料电池”(如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇质子交换膜燃料电池、CO燃料电池)“锂离子电池”“锌银电池”“纽扣电池”“Mg­AgCl电池”“Mg­H2O2电池”等。新型电池是对电化学原理的综合考查，在高考中依托新型电池考查的电化学原理知识有以下几点。1．判断电极(1)“放电”时正、负极的判断①负极：元素化合价升高或发生氧化反应的物质；②正极：元素化合价降低或发生还原反应的物质。(2)“充电”时阴、阳极的判断①阴极：“放电”时的负极在“充电”时为阴极；②阳极：“放电”时的正极在“充电”时为阳极。2．微粒流向(1)电子流向①电解池：电源负极→阴极，阳极→电源正极；②原电池：负极→正极。提示：无论是电解池还是原电池电子均不能流经电解质溶液。(2)离子流向①电解池：阳离子移向阴极，阴离子移向阳极；②原电池：阳离子移向正极，阴离子移向负极。3．书写电极反应式(1)“放电”时电极反应式的书写①依据条件，指出参与负极和正极反应的物质，根据化合价的变化，判断转移电子的数目；②根据守恒书写负极(或正极)反应式，特别应注意电极产物是否与电解质溶液共存。(2)“充电”时电极反应式的书写充电时的电极反应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。[特别提醒]在书写“放电”时电极反应式时，要注意：(1)阳离子在正极上参与反应，在负极上就必须生成；(2)阴离子在负极上参与反应，在正极上就必须生成。“一池多变”的燃料电池1．利用环境中细菌对有机质的催化降解能力，科学家开发出了微生物燃料电池，其装置如图所示，a、b为惰性电极。利用该装置可将污水中的有机物(以C6H12O6为例)经氧化而除去，从而达到净化水的目的。下列说法不正确的是()A．a为负极，电极反应式为C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋B．反应过程中产生的质子通过离子交换膜扩散到好氧区C．装置中的离子交换膜是阳离子交换膜D．该装置可把电能转化为生物质能解析：选D。该燃料电池中C6H12O6在负极反应生成二氧化碳，电极反应式为C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋，故A正确；根据装置图可知，质子通过离子交换膜扩散到好氧区，故B正确；C项，质子可通过离子交换膜扩散到好氧区，所以装置中的离子交换膜是阳离子交换膜，故C正确；该装置为原电池，可将生物质能转化为电能，故D不正确。2．(2015·高考江苏卷)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是()A．反应CH4＋H2Oeq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))3H2＋CO，每消耗1molCH4转移12mol电子B．电极A上H2参与的电极反应为H2＋2OH－－2e－=2H2OC．电池工作时，COeq\o\al(2－,3)向电极B移动D．电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)解析：选D。A选项，甲烷中的C为－4价，一氧化碳中的C为＋2价，每个碳原子失去6个电子，因此每消耗1mol甲烷失去6mol电子，所以错误；B选项，熔融盐中没有氢氧根离子，因此氢氧根离子不能参与电极反应，电极反应式应为H2＋CO＋2COeq\o\al(2－,3)－4e－=3CO2＋H2O，所以错误；C选项，碳酸根离子应向负极移动，即向电极A移动，所以错误；D选项，电极B上氧气得电子与二氧化碳反应生成碳酸根离子，所以正确。“久考不衰”的可逆电池(一)“传统”可逆电池的考查3．镍镉(Ni­Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd＋2NiO(OH)＋2H2Oeq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))Cd(OH)2＋2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是()A．放电时负极得电子，质量减轻B．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动C．充电时阴极附近溶液的pH减小D．充电时阳极反应：Ni(OH)2－e－＋OH－=NiO(OH)＋H2O解析：选D。该可充电电池的放电过程的电极反应式为负极：Cd－2e－＋2OH－=Cd(OH)2；正极：2NiO(OH)＋2H2O＋2e－=2Ni(OH)2＋2OH－，所以正确选项为D。(二)“新型”可逆电池的考查4．(2016·高考全国卷Ⅲ，11，6分)锌­空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O=2Zn(OH)eq\o\al(2－,4)。下列说法正确的是()A．充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动B．充电时，电解质溶液中c(OH－)逐渐减小C．放电时，负极反应为Zn＋4OH－－2e－=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L(标准状况)解析：选C。K＋带正电荷，充电时K＋应该向阴极移动，A项错误。根据该电池放电的总反应可知，放电时消耗OH－，则充电时，OH－浓度应增大，B项错误。放电时，Zn为负极，失去电子生成Zn(OH)eq\o\al(2－,4)，其电极反应为Zn＋4OH－－2e－=Zn(OH)eq\o\al(2－,4)，C项正确。消耗1molO2转移4mol电子，故转移2mol电子时消耗0.5molO2，0.5molO2在标准状况下的体积为11.2L，D项错误。5．(2016·高考四川卷)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1－xCoO2＋LixC6=LiCoO2＋C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是()A．放电时，Li＋在电解质中由负极向正极迁移B．放电时，负极的电极反应式为LixC6－xe－=xLi＋＋C6C．充电时，若转移1mole－，石墨(C6)电极将增重7xgD．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2－xe－=Li1－xCoO2＋xLi＋解析：选C。电池放电时，阳离子由负极移向正极，A项正确；由放电时的总反应看出，LixC6在负极发生失电子的氧化反应，B项正确；充电反应是放电反应的逆反应，充电时阳极发生失电子的氧化反应：LiCoO2－xe－=Li1－xCoO2＋xLi＋，D项正确；充电时，阴极发生得电子的还原反应：C6＋xe－＋xLi＋=LixC6，当转移1mol电子时，阴极(C6电极)析出1molLi，增重7g，C项错误。eq\a\vs4\al()常见的锂离子电池电极材料及充放电分析正极材料：LiMO2(M：Co、Ni、Mn等)LiM2O4(M：Co、Ni、Mn等)LiMPO4(M：Fe等)负极材料：石墨(能吸附锂原子)负极反应：LixCn－xe－=xLi＋＋Cn正极反应：Li1－xMO2＋xLi＋＋xe－=LiMO2总反应：Li1－xMO2＋LixCneq\o(,\s\up7(放电),\s\do5(充电))Cn＋LiMO2电解原理及其应用[学生用书P33]1．(2017·高考全国卷Ⅱ，11，6分)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4­H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是()A．待加工铝质工件为阳极B．可选用不锈钢网作为阴极C．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－=AlD．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动解析：选C。利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的Al2O3薄膜，即待加工铝质工件作阳极，A项正确；阴极与电源负极相连，对阴极电极材料没有特殊要求，可选用不锈钢网等，B项正确；电解质溶液呈酸性，阴极上应是H＋放电，C项错误；在电解过程中，电解池中的阴离子向阳极移动，D项正确。2．(2016·高考全国卷Ⅰ，11，6分)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SOeq\o\al(2－,4)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SOeq\o\al(2－,4)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2H2O－4e－=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0.5mol的O2生成解析：选B。该装置为电解池。H2O在正(阳)极区放电，生成O2和H＋，正(阳)极区溶液pH减小，中间隔室中的阴离子SOeq\o\al(2－,4)通过cd离子交换膜移向正(阳)极，故正(阳)极区得到H2SO4；当电路中通过1mol电子时生成0.25molO2；H2O在负(阴)极区放电，生成OH－和H2，负(阴)极区溶液pH增大，中间隔室中的阳离子Na＋通过ab离子交换膜移向负(阴)极，故负(阴)极区可得到NaOH，故A、C、D项错误，B项正确。3．(2017·高考江苏卷)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。(1)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为____________________________，阴极产生的物质A的化学式为________。解析：(1)电解Al2O3时阳极上生成O2，O2会氧化石墨。(2)阳极上OH－失去电子生成O2，由H2O电离出的H＋可以与COeq\o\al(2－,3)反应生成HCOeq\o\al(－,3)。阴极上H2O放电生成H2。答案：(1)石墨电极被阳极上产生的O2氧化(2)4COeq\o\al(2－,3)＋2H2O－4e－=4HCOeq\o\al(－,3)＋O2↑H2[感悟高考]1．题型：选择题(主)、填空题(次)2．考向：近几年高考对于电解原理的考查方向主要是借助新装置或陌生产物情景来考查考生对氧化还原反应原理的掌握程度以及知识迁移能力，前者比如双膜三室电解装置，后者比如金属活性电极生成氧化膜。考生要根据装置特点，善于分析离子运动方向以及电极反应，灵活运用氧化还原反应理论进行判断，并在平时训练中注重加强这方面的能力。1．“五点”突破电解池(1)分清阴、阳极，判断电解池阴、阳极的“四方法”①根据所连接的外加电源判断。与直流电源正极相连的为阳极，与直流电源负极相连的为阴极。②根据电子流动方向判断。电子流动方向为电源负极流向阴极，阳极流向电源正极。③根据电解池里电解质溶液中离子的移动方向判断。阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。④根据电解池两极产物判断。一般情况下：阴极上的现象是析出金属(质量增加)或有无色气体(H2)放出；阳极上的现象是有非金属单质生成，呈气态的有Cl2、O2或电极质量减小(活性电极作阳极)。(2)剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。(3)书写电极反应式，注意得失电子守恒。(4)注意放电顺序，正确判断产物①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：铁作阳极溶解生成Fe2＋，而不是Fe3＋)；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S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－(水)。②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＋＞Pb2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)。(5)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CuSO4溶液，Cu2＋完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2＋完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。2．掌握电解的四大类型及规律类型电极反应特点实例电解物质电解液浓度pH电解液复原电解水型阴极：溶液中的H＋放电生成H2阳极：溶液中的OH－放电生成O2NaOHH2O增大增大加H2OH2SO4减小Na2SO4不变电解电解质型电解质的阴、阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大通HCl气体CuCl2—加CuCl2放H2生碱型阴极：放H2生成碱阳极：电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质增大通HCl气体放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：放O2生成酸CuSO4减小加CuO电解原理的创新应用类型一电解原理在制备物质中的不寻常应用(一)“双膜”电解池1．电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2，以下说法正确的是()A．a极与电源的负极相连B．产物丙为硫酸C．离子交换膜d为阴离子交换膜D．a电极反应式：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－解析：选B。阳极反应式为2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，阴极反应式为4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－，则气体甲为氧气，气体乙为氢气，则a电极是阳极，b电极是阴极，在阳极室得到硫酸，在阴极室得到氢氧化钠，则c为阴离子交换膜，d为阳离子交换膜。2．用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如下图所示(电极材料为石墨)。(1)图中a极要连接电源的________(填“正”或“负”)极，C口流出的物质是________。(2)SOeq\o\al(2－,3)放电的电极反应式为__________________________________________________。(3)电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因：________________________________________________________________________。解析：根据Na＋、SOeq\o\al(2－,3)的移向判断阴、阳极。Na＋移向阴极区，a极应接电源负极，b极应接电源正极，其电极反应式分别为阳极：SOeq\o\al(2－,3)－2e－＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋阴极：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－所以从C口流出的是H2SO4。在阴极区，由于H＋放电，破坏水的电离平衡，c(H＋)减小，c(OH－)增大，生成NaOH，碱性增强，从B口流出的是浓度较大的NaOH溶液。答案：(1)负硫酸(2)SOeq\o\al(2－,3)－2e－＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋(3)H2OH＋＋OH－，在阴极H＋放电生成H2，c(H＋)减小，水的电离平衡正向移动，碱性增强(二)“多膜”电解池3．H3PO2可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：(1)写出阳极的电极反应式：______________________________。(2)分析产品室可得到H3PO2的原因：________________________________________________________________________。(3)早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有________杂质，该杂质产生的原因是_________________________________。解析：(1)阳极发生氧化反应，在反应中OH－失去电子，电极反应式为2H2O－4e－=4H＋＋O2↑。(2)H2O放电产生H＋，H＋进入产品室，原料室中的H2POeq\o\al(－,2)穿过阴膜扩散至产品室，二者发生反应：H＋＋H2POeq\o\al(－,2)H3PO2。(3)如果撤去阳膜，H2POeq\o\al(－,2)或H3PO2可能被氧化。答案：(1)2H2O－4e－=4H＋＋O2↑(2)阳极室的H＋穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2POeq\o\al(－,2)穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2(3)POeq\o\al(3－,4)H2POeq\o\al(－,2)或H3PO2被氧化类型二电解原理在治理环境中的创新应用4．用电解法处理含硝(NOeq\o\al(－,3))废水的原理如图所示，下列说法错误的是()A．铅蓄电池的A极为正极，电极材料为PbO2B．铅蓄电池放电时负极质量增加C．该电解池的阴极反应为2NOeq\o\al(－,3)＋12H＋＋10e－=N2↑＋6H2OD．若电路中流过2mol电子，则阳极室溶液质量减少32g(忽略气体的溶解)解析：选D。A.根据图示可知：在右边的Ag­Pt电极上NOeq\o\al(－,3)得到电子被还原变为N2，所以该电极是阴极，与之连接的B极是负极，A极是正极，铅蓄电池的A极电极材料为PbO2，A项正确；B.铅蓄电池工作过程中负极发生反应：Pb－2e－＋SOeq\o\al(2－,4)=PbSO4，负极质量增加，B项正确；C.该电解池的阴极反应为2NOeq\o\al(－,3)＋12H＋＋10e－=N2↑＋6H2O，C项正确；D.在阳极发生反应：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，若电解过程中转移2mol电子，会消耗1mol水，放出0.5molO2，产生的2molH＋进入阴极室，则阳极室溶液质量减少18g，D项错误。5.用如图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是()A．用石墨作阳极，铁作阴极B．阳极的电极反应式：Cl－＋2OH－－2e－=ClO－＋H2OC．阴极的电极反应式：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－D．除去CN－的反应：2CN－＋5ClO－＋2H＋=N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O解析：选D。A项，若铁作阳极，则铁失电子生成Fe2＋，则CN－无法除去，故铁只能作阴极，正确；B项，阳极Cl－放电生成ClO－，Cl的化合价升高，故在阳极发生氧化反应，又已知该溶液呈碱性，正确；C项，阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应，在碱性条件下，H2O提供阳离子(H＋)，正确；D项，由于溶液是碱性条件，故除去CN－发生的反应为2CN－＋5ClO－＋H2O=N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，错误。电解池中电极反应式的书写6．按题目要求书写电极反应式。(1)用Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物Al(OH)3，Al(OH)3受热分解生成化合物Al2O3。写出阳极生成Al(OH)3的电极反应式：________________________________________________________________________;(2)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是________________，阳极的电极反应式是___________________________。(3)工业上用铁作阳极，电解KOH溶液可制备K2FeO4，阳极的电极反应式为_________________________。(4)用如图所示装置电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液可以制取N2、H2(注：电解池中隔膜仅阻止气体通过)。该电解池的阳极反应式为_______________________________。答案：(1)Al－3e－=Al3＋，Al3＋＋3HCOeq\o\al(－,3)=Al(OH)3↓＋3CO2↑(2)2H＋＋2e－=H2↑Mn2＋＋2H2O－2e－=MnO2↓＋4H＋(3)Fe－6e－＋8OH－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O(4)CO(NH2)2－6e－＋8OH－=COeq\o\al(2－,3)＋N2↑＋6H2Oeq\a\vs4\al()电解池中电极反应式的书写步骤电化学知识及其规律的综合应用[学生用书P35]1．(2017·高考全国卷Ⅰ，11，6分)支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是()A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整解析：选C。依题意，钢管桩为阴极，电子流向阴极，阴极被保护，钢管桩表面腐蚀电流是指铁失去电子形成的电流，接近于0，铁不容易失去电子，A项正确；阳极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向阴极，B项正确；高硅铸铁作阳极，阳极上发生氧化反应，阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气，惰性辅助阳极不被损耗，C项错误；根据海水对钢管桩的腐蚀情况，增大或减小电流强度，D项正确。2．(2017·高考天津卷)某混合物浆液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置(如图)，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。就含铬元素溶液的分离和利用回答问题。用惰性电极电解时，CrOeq\o\al(2－,4)能从浆液中分离出来的原因是________________________________________________________________________，分离后含铬元素的粒子是________；阴极室生成的物质为________(写化学式)。解析：题图中电解分离装置采用离子交换膜，根据电解时阴离子向阳极移动，则在直流电场作用下，CrOeq\o\al(2－,4)通过阴离子膜向阳极室移动，脱离浆液。在阳极室，CrOeq\o\al(2－,4)发生可逆反应：2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋H2O，故分离后含铬元素的粒子是CrOeq\o\al(2－,4)、Cr2Oeq\o\al(2－,7)。在阴极室，H2O放电：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，c(OH－)增大，且Na＋向阴极室移动，故阴极室生成的物质为NaOH、H2。答案：在直流电场作用下，CrOeq\o\al(2－,4)通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液CrOeq\o\al(2－,4)和Cr2Oeq\o\al(2－,7)NaOH和H2[感悟高考]1．题型：选择题(主)、填空题(次)2．考向：电化学是历年高考的重要考查内容，其综合应用所考查的内容为金属腐蚀及防护的实际应用，提供反应方程式设计原电池、电解池(包括电镀池、精炼池)，根据电解时电极质量或溶液pH的变化判断电极材料或电解质种类，电解产物的判断和计算，结合图像考查电极质量或电解质溶液质量分数的变化。在复习中需重视基础，学会分析综合题，找出不足点加以训练，在训练中提高。1．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4mole－为桥梁可构建如下关系式：(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电化学计算问题。2．金属的腐蚀与防护(1)金属腐蚀的快慢规律电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞一般化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀。(2)两种防护方法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电化学防护法牺牲阳极的阴极保护法——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；外加电流的阴极保护法——电解原理：阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。(3)防腐措施效果比较外加电流的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防腐条件的防护＞未采取任何防护措施。“多池”串联的判断与计算1．如图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH=2K2CO3＋6H2O。下列说法正确的是()A．甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电能的装置B．甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH－6e－＋2H2O=COeq\o\al(2－,3)＋8H＋C．反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体能使CuSO4溶液恢复到原浓度D．甲池中消耗280mL(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生1.45g固体解析：选D。甲池为原电池，作为电源，乙、丙池为两个电解池。根据原电池的形成条件，通入CH3OH的一极为负极，通入O2的一极为正极，所以石墨、Pt(左)作阳极，Ag、Pt(右)作阴极。B项，负极反应：CH3OH－6e－＋8OH－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O；C项，应加入CuO或CuCO3；D项，丙池中：MgCl2＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑，消耗0.0125molO2，转移0.05mol电子，生成0.025molMg(OH)2，其质量为1.45g。2．(1)“甲醇­过氧化氢燃料电池”的结构主要包括燃料腔、氧化剂腔和质子交换膜三部分，放电过程中其中一个腔中生成了二氧化碳。①放电过程中生成氢离子的反应，发生在________腔中，该腔中的电极反应式为________________________________________________________________________。②该电池工作过程中，当消耗甲醇4.8g时，电路中通过的电量为________(法拉第常数F＝9.65×104C·mol－1)。(2)如图所示，通电5min后，c极增重2.16g，同时在A池中收集到标准状况下的气体224mL，设A池中原混合液的体积为200mL。①F电源为________极；b极为________极；B池为________池。②A池中b极上的电极反应式为__________________；a极上产生气体体积为________mL(标准状况)。③通电前A池中原混合溶液中Cu2＋的浓度为________。解析：(1)①该电池的总反应式为CH3OH＋3H2O2=CO2↑＋5H2O，负极(燃料腔)中燃料发生氧化反应，根据总反应式可写出负极电极反应式。②1mol甲醇放电时转移6mol电子，当消耗4.8g甲醇时，电路中通过的电量为eq\f(4.8g,32g·mol－1)×6×9.65×104C·mol－1＝8.685×104C。(2)①由c极增重2.16g可知a、c极是电解池的阴极，b、d极是电解池的阳极，E是电源的负极，F是电源的正极。又因为B池的阳极是银，电解质溶液是硝酸银溶液，故该池是电解(镀)池。②A池中，b极只发生反应：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。因为c极增重2.16g是银的质量，即转移电子2.16g÷108g·mol－1＝0.02mol，所以A池中产生氧气0.02mol÷4×22.4L·mol－1＝0.112L，即112mL，阴极发生电极反应：Cu2＋＋2e－=Cu，2H＋＋2e－=H2↑，则氢气的体积是224mL－112mL＝112mL。③A池中产生氢气的物质的量为0.005mol，据得失电子守恒得Cu2＋的物质的量是(0.02mol－0.005mol×2)÷2＝0.005mol，故通电前A池中原混合溶液中Cu2＋的浓度为0.005mol÷0.2L＝0.025mol·L－1。答案：(1)①燃料CH3OH＋H2O－6e－=CO2↑＋6H＋②8.685×104C(2)①正阳电解(镀)②4OH－－4e－=2H2O＋O2↑112③0.025mol·L－1eq\a\vs4\al()两种“串联”装置图比较(1)无明显外接电源的电解池的“串联”问题，主要是根据原电池的形成条件判断电源的正、负极，从而判断阴、阳极。图1中无外接电源，其中必有一个装置是原电池装置(相当于发电装置)，为电解池装置提供电能，其中两个电极活泼性差异大者为原电池装置，如图1中左边为原电池装置，右边为电解池装置。(2)有明显外接电源的电解池的“串联”问题，主要是根据电极现象判断阴、阳极，从而判断电源的正、负极，进一步判断其他电解池的阴、阳极。图2中有外接电源，两烧杯均作电解池，且为串联电解，通过两池的电子数目相等。金属的腐蚀与防护问题3．下列与金属腐蚀有关的说法中不正确的是()A．钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀B．电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀C．地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀D．铝具有很强的抗腐蚀能力，是因为其不易与氧气发生反应解析：选D。A.钢铁在潮湿的空气中易形成原电池，所以钢铁在潮湿空气中生锈属于电化学腐蚀，故A正确；B.中性或弱酸性条件下，金属发生吸氧腐蚀，酸性环境下，金属发生析氢腐蚀，则电化学腐蚀一般可分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，故B正确；C.锌比铁活泼，形成原电池时锌作负极，所以可以延缓钢铁管道的腐蚀，故C正确；D.铝的表面易形成致密的氧化膜，氧化膜能阻止内部金属不被腐蚀，所以铝具有很强的抗腐蚀能力，故D错误。4．(2015·高考上海卷)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是()A．d为石墨，铁片腐蚀加快B．d为石墨，石墨上电极反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．d为锌块，铁片不易被腐蚀D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－=H2↑解析：选D。A.由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2＋进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时铁片的腐蚀速率快，正确。B.d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，正确。C.若d为锌块，则由于金属活动性：Zn>Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。D.d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，错误。[课后达标检测][学生用书P137(单独成册)]1．下列电池工作时能量转化形式与其他三个不同的是()解析：选B。A.锌锰碱性电池是将化学能转化成电能的装置；B.硅太阳能电池是将太阳能转化成电能的装置；C.氢燃料电池是将化学能转化成电能的装置；D.铅蓄电池是将化学能转化成电能的装置；所以B能量转化形式与其他三个不同，故选B。2．下列说法中，不正确的是()A．钢铁表面水膜的酸性很弱或呈中性，发生吸氧腐蚀B．钢铁表面水膜的酸性较强，发生析氢腐蚀C．将锌板换成铜板对钢闸门保护效果更好D．钢闸门作为阴极而受到保护解析：选C。A项，当钢铁表面的水膜酸性很弱或呈中性时，铁在负极放电，氧气在正极上放电，发生的是钢铁的吸氧腐蚀，故A正确；B项，当钢铁表面的水膜呈酸性时，铁在负极放电，水膜中的氢离子在正极放电生成氢气，发生的是钢铁的析氢腐蚀，故B正确；C项，在原电池中，正极被保护，当将锌板换成铜板后，铜作正极被保护，钢闸门作负极被腐蚀，起不到对钢闸门的保护作用，故C错误；D项，在电解池中，阴极被保护，故要保护钢闸门，就要将钢闸门作电解池的阴极，故D正确。3．关于下列装置的说法正确的是()A．装置①中盐桥内的K＋移向CuSO4溶液B．装置①将电能转化为化学能C．若装置②用于铁棒镀铜，则N极为铁棒D．若装置②用于电解精炼铜，溶液中的Cu2＋浓度保持不变解析：选A。A.Zn比Cu活泼，为负极，Cu为正极，K＋移向CuSO4溶液，故A正确；B.原电池是将化学能转化为电能，故B错误；C.若装置②用于铁棒镀铜，则N极为铜棒，故C错误；D.电解精炼铜时溶液中的Cu2＋浓度减小，故D错误。4．下列有关两个电化学装置的叙述正确的是()A．图Ⅰ，电流形成的完整过程是负极Zn－2e－=Zn2＋，电子经导线流向正极，正极Cu2＋＋2e－=CuB．图Ⅰ，在不改变总反应的前提下，可用Na2SO4替换ZnSO4，用石墨替换Cu棒C．图Ⅱ，通电后H＋和Na＋先从阳极区移动到阴极，然后阴极才发生反应2H＋＋2e－=H2↑D．图Ⅱ，通电后，由于OH－向阳极迁移，导致阳极附近pH升高解析：选B。A.活泼金属锌失去电子，电极反应式为Zn－2e－=Zn2＋，电子沿导线流向正极，正极Cu2＋＋2e－=Cu，内电路离子的定向移动，构成闭合回路，才是电流形成的完整过程，故A错误；B.Na2SO4替换ZnSO4，负极仍是锌放电，原电池中的铜本身未参与电极反应，所以可用能导电的石墨替换Cu棒，故B正确；C.溶液中氢离子来源于水的电离，氢离子浓度很小，所以通电后Na＋先从阳极区移动到阴极，阴极周围的水电离出氢离子在阴极放电，故C错误；D.阳极是氯离子放电，生成氯气，氯离子放电结束后是水电离出的氢氧根离子放电，导致阳极附近pH降低，故D错误。5．人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图。下列有关说法正确的是()A．a为电源的负极B．电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将升高C．阳极室中发生的电极反应为2H＋＋2e－=H2↑D．若两极共收集到气体13.44L(标准状况)，则除去的尿素为7.2g(忽略气体的溶解)解析：选D。由图可知，右室电解产物为H2，发生还原反应，故b为电源的负极，故A错误；阴极反应为6H2O＋6e－=6OH－＋3H2↑，阳极反应为6Cl－－6e－=3Cl2↑、CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O=N2＋CO2＋6HCl，根据上述反应可以看出阳极室中反应产生的H＋通过质子交换膜进入阴极室与OH－恰恰好反应成水，所以阴极室中电解前后溶液的pH不变，故B、C错误；标准状况下，13.44L气体的物质的量为eq\f(13.44L,22.4L·mol－1)＝0.6mol，由两极反应可知n(N2)＝n(CO2)＝0.6mol×eq\f(1,5)＝0.12mol，生成0.12molN2所消耗的CO(NH2)2的物质的量也为0.12mol，则m[CO(NH2)2]＝0.12mol×60g·mol－1＝7.2g，故D正确。6．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解析：选A。A.充电时，为电解池，阳离子应流向阴极，Zn2＋通过阳离子交换膜由左侧流向右侧，正确；B.放电时，负极为锌失电子生成锌离子，电极应减重，错误；C.充电时，阴极的电极反应式应为Zn2＋＋2e－=Zn，错误，D.若将电解液改为氯化锌溶液放电会生成氯气，氯气有毒，不会更安全，错误。7．利用如图装置进行实验，甲、乙两池中均为1mol·L－1的AgNO3溶液，A、B均为Ag电极。实验开始先闭合K1，断开K2，一段时间后，断开K1，闭合K2，形成浓差电池，电流计指针偏转(Ag＋浓度越大其氧化性越强)。下列说法正确的是()A．闭合K1，断开K2后，A极质量逐渐减小，电极反应式为Ag－e－=Ag＋B．闭合K1，断开K2后，乙池中AgNO3溶液浓度增大，B极发生还原反应C．若甲、乙两池溶液的体积均为100mL，当闭合K1，断开K2后，电路上有0.05mol的电子通过，此时乙池中的c(NOeq\o\al(－,3))＝1.5mol·L－1D．断开K1，闭合K2后，A极是正极，B极为负极解析：选C。A项错误，当闭合K1，断开K2后，此装置为电解池，B极为阳极，Ag被氧化成Ag＋，A极为阴极，甲池中的Ag＋被还原成Ag：Ag＋＋e－=Ag，所以A极质量逐渐增加；B项错误，乙池中随c(Ag＋)增大，c(AgNO3)增大，但B极发生氧化反应；C项正确，当闭合K1，断开K2后，在此电解池的电路上有0.05mol的电子通过，乙池中将增加0.05molAg＋，甲池将有0.05molNOeq\o\al(－,3)进入乙池，所以乙池中的c(NOeq\o\al(－,3))将由1mol·L－1增大到1.5mol·L－1；D项错误，一段时间后断开K1，闭合K2后，乙池中的c(AgNO3)大于甲池的，形成浓差电池，乙池中Ag＋发生还原反应，B极为正极，A极为负极。8．(1)高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水，是一种新型多功能水处理剂。从环境保护的角度看，制备Na2FeO4较好的方法为电解法，其装置如图甲所示。①电解过程中阳极的电极反应式为____________________________________。②图甲装置中的电源采用NaBH4(B元素的化合价为＋3价)和H2O2作原料的燃料电池，电源工作原理如图乙所示。工作过程中该电源的正极反应式为__________________________，Na＋由________(填“a”或“b”，下同)极区移向________极区。(2)如图X是直流电源。Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近显红色。①电源上b为________极(填“正”“负”“阴”或“阳”，下同)。②Z槽中e为________极。③连接Y、Z槽线路中，电子流动的方向是d__________e(填“→”或“←”)。④写出c极的电极反应式：________________________________________________________________________。⑤写出e极的电极反应式：________________________________________________________________________。解析：(1)①电解时阳极Fe失电子被氧化为FeOeq\o\al(2－,4)，结合电解质溶液为碱性可得阳极电极反应式为Fe＋8OH－－6e－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O；②电池工作时正极发生还原反应，结合图示原理知正极反应为H2O2得电子，被还原为OH－；电解质溶液中的阳离子(Na＋)应由负极区(a极)移向正极区(b极)。(2)d极附近显红色，说明d为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，c为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑；直流电源中a为正极，b为负极，Z槽中f为阴极，e为阳极，活性电极作阳极，电极本身失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，电子流动方向为e→d。答案：(1)①Fe＋8OH－－6e－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O②H2O2＋2e－=2OH－ab(2)①负②阳③←④2Cl－－2e－=Cl2↑⑤Cu－2e－=Cu2＋9．电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。(1)图1中，为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀，材料B可以选择____________(填字母序号)。a．碳棒b．锌板c．铜板用电化学原理解释材料B需定期拆换的原因：___________