化学课程-专题九电化学基础-高考化学

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F专题九电化学基础

专题导语：

考点分布1.原电池原理及化学电源

2.电解原理

3.金属的腐蚀与防护

分值分布L选择题：6分

2.填空题：4分

题型特点1.电化学是高考命题的热点之一。原电池与电解池的工作原理、新型电池

的分析及应用、金属的腐蚀与防护、电解产物的判断与计算、电极及电极

反应方程式的书写、离子的移动方向、溶液PH的变化依旧是高考命题的

热八'、八占、、。

2.电化学的考查在选择题和反应原理综合题及实验题中都可能出现。可以

与图表结合考查，也可以和氧化还原反应结合考查。

复习策略1.首先要理清有关概念，可采用对比的方法把原电池、电解池的概念加以

对比，对比中找异同。

2.要注意知识的深化和迁移，需要抓实质、善分析、重迁移。

3.要抓规律，例如电解规律，对于不同的电解质溶液，电解后溶液的变化

不同，要恢复原状态，需要加入的物质不同，这其中的规律要总结、掌握。

4.要重应用，本专题内容在工业生产中有着广泛的应用，为了体现理论联

系实际，所以是高考热点。

教学流程1.教师重点阅读专题导语和学习目标、方法突破三个模块，课前根据学生

实际情况精选试题，明确授课流程。

（策略）

2.指导学生填写必备知识模块，可以是学生填写老师纠错，也可以是学生

和老师一起回顾知识，一定要做到先复习再练习。

3.基础过关后，根据题型分类来指导学生做题，做题的过程中发现问题要

及时指导学生修正并标识，总结易错点、重难点等记录在我的记录空间，

以备课后复习。

4.选取相关练习题来强化训练，也可以根据学生的具体情况进行限时训

练。特别是简单题，一定要提高正确率。

5.回顾总结，可以是没有掌握好的概念、化学方程式、解题方法，也可以

是做错的题目。最后留出课后作业，作业根据学生实际情况，选留30分

钟到60分钟的题目。

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学习目标：

1.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应的方程式。了解常见化学电

池的种类及其工作原理。

2.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。

方法突破：

解题方法

一、原电池装置的确定、正负极的判断与电极反应式的书写

在本考法中，高考题命题的角度大多围绕原电池的工作原理展开，考生在复习备考时,

需掌握原电池的构成条件、工作原理、正负极的判断等知识。考生在掌握这些基础知识之后，

要对其进行理解，会在考题给出的原电池模型中进行分析判断。解题时需掌握以下方法：

1.原电池的判断方法

（1）分析有无外接直流电源，有外接直流电源的为电解池，无外接直流电源的才可能为原电

池。

（2）依据原电池的形成条件判断

①看电极：两极为导体，且存在活动性差异。

②看溶液：两极插入溶液中。

③看回路：形成闭合回路或两极直接接触。

④看本质：看能否发生氧化还原反应，原电池反应是总反应能够自发进行的氧化还原反应。

2.原电池正负极的判断方法

判断方法负极正极

①据电极材料较活泼金属较不活泼金属或石墨

②据通入物通入还原剂的电极通入氧化剂的电极

③据两极反应类型发生氧化反应的电极发生还原反应的电极

④据电子流向（或电流电子流出的电极（或电

电子流入的电极（或电流流出的电极）

方向）流流入的电极）

⑤据离子流向阴离子流向的电极阳离子流向的电极

⑥据电极质量变化质量减小的电极质量增加或不变的电极

⑦据有无气泡一有气泡产生的电极

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4注意

判断电极时，不能简单地依据金属的活动性顺序来判断，要看反应的具体情况，例如：A1

在强碱性溶液中比Mg更易失电子，A1作负极，Mg作正极；Fe、Al在浓HNO3中钝化后，比

Cu等金属更难失电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。

3.电极反应式及总反应式的书写方法

⑴电极反应式的书写步骤

।”|按照负极发生氧化反应.正极发生还原反

|列物质|

|标得失|应，判断出电极反应产物，标出得失电子的

数量

电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定

看环境存在，如碱性介质中生成的H+应让其结合

配守恒OH-生成水，电极反应式要遵守电荷守恒

和质量守恒等，并加以配平

|两式加|

|验总式||一|两电极反应式相加，与总反应式对照验证

（2）较复杂的电极反应式的书写一一差值法

复杂电极反应式=总反应式一较简单（或已知）一极的电极反应式，如燃料电池电极反应式的

书写。

①第一步：燃料电池总反应方程式的书写

可根据燃料燃烧反应写出燃料电池的总反应方程式，但要注意燃料和电解质的种类。若燃料

是含碳元素的可燃物，其电池总反应方程式就与电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有关,

如甲烷燃料电池在酸性电解质中生成CO2和H20,在碱性电解质中生成CO鼠和H20O

②第二步：燃料电池正极反应式的书写

因为燃料电池正极反应物一律是氧气，正极反应的本质都是02得电子生成O',即0?+4院

=20~。（）2-的存在形式与燃料电池的电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有着密切的关系，

主要包括以下四种情况：

a.电解质为酸性电解质溶液（如稀硫酸）

在酸性环境中，-不能单独存在，可供O?一结合的微粒有酎和&0,O?一优先结合酎生成H2。

这样，在酸性电解质溶液中，正极反应式为。2+用++4/=2压0。

b.电解质为中性或碱性电解质溶液（如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液）

在中性或碱性环境中，一也不能单独存在，-只能结合压0生成0H,故在中性或碱性电

解质溶液中，正极反应式为02+2压0+4r=40『。

c.电解质为熔融的碳酸盐（如LizCOs和Na£C）3熔融盐混合物）

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在熔融的碳酸盐环境中，。2一也不能单独存在，0~可结合CO?生成COT,则其正极反应式为

-

O2+2CO2+4e=2COr=

d.电解质为固体电解质（如固体氧化错一氧化铝）

2

该固体电解质在高温下可允许O'-在其间通过，故其正极反应式应为02+4e-=20-o

③第三步：燃料电池负极反应式的书写

一般燃料电池的负极反应式都是采用间接方法书写，即按上述要求先正确写出燃料电池的总

反应式和正极反应式，然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式。

二、原电池闭合回路

考查原电池闭合回路的形成的题目，一般来说，考查点和考查方式都比较固定。考生在

备考复习时，只要熟练掌握原电池的闭合回路模型（如下图所示的内容），即可以不变应万变,

熟练解答本类型的高考考题。

失「，电子沿导线传递，有电流产生

Ii

I负极II正极I

I*

负极溶解II-“——II阳离子移向

1——T电解质溶液I-----1

1.电子流向（外电路）：负极一导线一正极（电流方向与电子流向相反）。

2.离子流向（内电路）：阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。

■＜注意

无论在原电池中还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。

三、原电池原理的综合应用

考查原电池原理的综合运用能力，是新高考以来的热点题型，由于其很好地考查了考生

运用所学知识解决实际问题的能力，所以一直备受命题专家的青睐，作为考生应该清楚并熟

练掌握原电池原理的综合运用点，只有这样，才能在考场中准确快速定位，找到回答问题的

切入点：

1.加快氧化还原反应的速率

一个自发的氧化还原反应，设计成原电池时，反应速率增大。如实验室制取氢气时，可以在

稀硫酸中加入少量硫酸铜溶液，锌置换出铜，形成原电池，可以加快化学反应速率。

2.用于比较金属的活动性强弱

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。

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3.设计原电池

(1)根据一个氧化还原反应的方程式，将其分为氧化反应和还原反应两个半反应。

(2)根据原电池反应特点，结合两个半反应，选择合适的电极材料和电解质溶液设计原电池。

(3)电解质溶液的选择：电解质是使负极放电的物质，因此电解质溶液一般要能够与负极发

生反应［或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如溶液中溶解的氧气)］。但如

果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则左右两个容器中的电解质溶液要选

择与电极材料相同的阳离子的盐溶液。

(4)电极材料的选择：原电池的电极必须能导电。负极一般能够与电解质溶液反应，容易失

去电子，因此负极一般是活泼的金属材料。正极和负极之间只有产生电势差，电子才能定向

移动，所以正极和负极一般不用同一种材料。

4.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。

四、化学电源

考生熟练解答本类型的题目，除熟练掌握解题策略中所提到的解题技巧外，还要熟练掌

握如下几种常见的化学电源的工作原理，在高考考场中这些常见的化学电源就是解答新型化

学电源问题的模型。

1.锌镒干电池(属于一次电池)

(1)酸性锌铳干电池

2+

反应原理：Zn+2MnO2+2NH^=Zn+Mn2O3+2NH3t+H20

负极：Zn—2e-=Zn2+

正极：2MnO2+2NHt+2e—=MmO3+2NH3t+H20

(2)碱性锌镒干电池

反应原理：Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH

负极：Zn+2OH~-2e"=ZnO+H2O

-

正极：2MnO2+2H20+2e-=2MnOOH+20H

2.铅蓄电池(属于二次电池)

放工

⑴反应原理：Pb+PbO2+2H2SO4军龟T2PbS04+2H20

(2)放电反应

-

负极：Pb+S0r-2e=PbS04

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+-

正极：PbO2+4H+SOt+2e=PbS04+2H20

⑶充电反应

阴极：PbSO&+2e-=Pb+SO7

+

阳极：PbSO4+2H2—2e-=PbO2+4H+SOt

3.燃料电池

(1)正负极

以还原剂(氢气、烧类、甲醇等)为负极反应物；

以氧化剂(氧气、空气等)为正极反应物。

⑵电解质溶液

①酸性溶液(以氢氧燃料电池为例)

反应原理为：2H2+。2=2上0

负极：2H2—4e-=4H+

+-

正极：02+4H+4e=2H20

②碱性溶液(以甲烷燃料电池为例)

反应原理为：CH4+202+20H-=C0r+3H20

--

负极：CH4+100H-8e=C0r+7H20

正极：202+4任0+8r=80IT

五、电解原理

为顺利解答本题，考生在复习备考时，既要形成分析电解过程的良好思路，又必须熟练

掌握电解原理的有关知识：

1.分析电解过程的良好思路

(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。

(2)再分析电解质溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的仁和0『)。

(3)依据阴、阳两极离子的放电顺序判断电极反应。

(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。

(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。

2.电解原理的有关知识

(1)电解池阴阳极的判断方法

①阳极的判断

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一I阴离子移向］

一I与电源正极相连I

I阳极I—

一|电极溶解或产生（%、Clz|

一I发生氧化反应

②阴极的判断

阳离子移向I

卜I与电源负极福

--析出金属或产生H?

1一|发生还原反应I

（2）电极产物的判断方法

①阳极产物的判断

a.如果是活电极（除Au、Pt、石墨以外的金属材料作电极），电极材料失电子，生成金属阳

离子。

b.如果是惰性电极（Pt、Au、石墨），要依据阴离子放电顺序加以判断。阴离子的放电顺序：

s2-〉：F〉Br—>C「〉OfF>含氧酸根离子

②阴极产物的判断

直接根据阳离子放电顺序进行判断。阳离子放电顺序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Fe2+>Zn2+>H+

（水）〉A13+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。

■<注意

①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液（或熔融电解质）中的阳离子放电。

+2++

②最常用、最重要的放电顺序为阳极：CIDOIT；阴极：Ag>Cu>Ho

③电解水溶液时，K+〜A1"不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、

Na、Mg、Al等金属。

（3）惰性电极的电解规律

电解质电解质溶

类型电极反应特点实例电解对象pH

浓度液复原

阴：2H++2e=Hzt(或NaOH水增大增大加水

--

电解2H20+2e=20H+H2H2SO4水增大减小加水

水型t)

Na2sO4水增大不变加水

--

阳：40H-4e=2H20

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+02t（或2H2（）-4e“

+

^4H+02f）

电解HC1电解质减小增大通氯化氢

电解质电离出的阴、阳

电解

离子分别在两极放电CuCl2电解质减小加氯化铜

质型/

放压

阴极：放H?生碱阳电解质和生成新

生碱NaCl增大通氯化氢

极：电解质阴离子放电水电解质

型

放阴极：电解质阳离子放

电解质和生成新

生酸电CuS04减小加氧化铜

水电解质

型阳极：压0放生酸

3.电极反应式的书写方法

⑴根据装置书写

①根据电源确定阴、阳两极一确定阳极是否为活性金属电极一据电极类型及电解质溶液中阴、

阳离子的放电顺序写出电极反应式。

②在确保阴、阳两极转移电子数目相同的条件下，将两极电极反应式合并即得总反应式。

(2)由氧化还原反应方程式书写电极反应式。

①找出发生氧化反应和还原反应的物质一两极名称和反应物一利用得失电子守恒分别写出

两极反应式。

②若写出一极反应式，而另一极反应式不好写，可用总反应式减去已写出的电极反应式即得

另一电极反应式。

六、电解池的闭合回路

解答关于电解池的闭合回路的问题时，一方面需要熟练掌握电解池闭合回路的形成(如

下图所示的内容)，另一方面需要有利用闭合回路知识解决有关问题的意识。

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七、电解池的综合应用

解答电解原理综合运用的题目，有两个核心内容：一是电解原理的相关知识内容，这是

基础，在复习备考时必须熟练掌握；二是利用氯碱工业、电解精炼铜、电镀以及电冶炼金属

等经典例子，建立分析问题的模型。

1.氯碱工业工艺图

2.电镀

⑴阳极：镀层金属。

⑵阴极:镀件。

(3)电镀液：一般用含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液。

(4)电镀液浓度：保持不变。

3.电解精炼金属

(1)电极反应

<Cu—2e~==C/+

电极Zn—2e-==Zn2+

阳极(电极材料为粗铜)：

反应式Fe—2e-==Fe2+

.Ni-2e-==Ni2+

阴极(电极材料为精铜)：Cu2++2e-=Cu

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(2)溶液中各离子浓度的变化

①阴离子浓度不变；②阳离子中C/+浓度变小，Zn2\Fe?+、Ni?+等浓度变大。

(3)阳极泥的成分：含有Ag、Pt、Au等贵重金属。

4.电冶金

利用电解熔融盐或氧化物的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。

(1)冶炼钠：2NaCl(熔融)型曳2Na+Ckt

-+-

电极反应：阳极：2C1~-2e=Cl2t,阴极：2Na+2e=2Nao

通电

(2)冶炼铝：2Alz。3(熔融)^^4A1+302t

冰晶石

2-3+-

电极反应：阳极：60-12e-=3023阴极：4A1+12e=4Al0

(3)冶炼镁：MgCk(熔融)型曳Mg+Cl2t

电极反应：阳极：2C1--2e-=C12t，阴极：Mg2++2e-=Mgo

八、电化学的有关计算

为顺利解答本类试题，考生需熟悉常见的计算类型和方法技巧：

1.计算类型

原电池和电解池的相关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。

2.方法技巧

(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：根据得失电子关系建立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：

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A

4e—~2CI2(BQ、卜)〜()?~2H2〜2Cu〜4Ag~—M

'---v--------------'------------------v----------u_，

阳极产物阴极产物

（式中M为金属，〃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，灵活运用该关系式便能快速

解答常见的电化学计算问题。

九、金属的腐蚀原理

为顺利解答有关金属腐蚀的题目，考生在备考复习时，务必熟练掌握金属腐蚀的类型和

金属腐蚀的原理，并以钢铁的电化学腐蚀为例，构建解决金属腐蚀问题的模型，并能熟练运

用这一模型解决问题：

1.化学腐蚀与电化学腐蚀的比较

化学腐蚀电化学腐蚀

不纯金属或合金跟电解质溶液接

条件金属与干燥气体或非电解质直接接触

触，形成原电池

特点无电流产生有微弱电流产生

金属失电子变成金属阳离子而被氧化

本质（乂一小一^乂"+）

金属被氧化的过程较活泼的金属被氧化的过程

相互关系两种腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更严重

2.钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀

类型析氢腐蚀吸氧腐蚀

水膜性质水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性或碱性

负极反应Fe—2e-=Fe2+2Fe—4e-=2Fe2+

+

正极反应2H+2e-=H2t2H20+02+4e-=40H"

2Fe+O2+2H20=2Fe(OH)2、4Fe(0H)2+02+

+2+

总反应Fe+2H=Fe+H2t

2H20=4Fe(OH)3

联系普遍性：吸氧腐蚀更普遍

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十、金属腐蚀的快慢

为顺利解答有关金属腐蚀快慢的题目，考生在备考复习时，务必熟练掌握影响金属腐蚀

快慢的因素和金属腐蚀快慢的一般规律，然后通过训练，提高解决实际问题的能力：

1.影响金属腐蚀快慢的因素

(1)就金属本性来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。

(2)就介质而言，介质对金属的腐蚀的快慢影响也很大。介质中离子浓度越大，导电能力越

强，金属腐蚀速率越快，如金属在海水中的腐蚀比在河水中腐蚀得要快；金属在潮湿的空气

中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，容易被腐蚀。

2.金属腐蚀的一般规律

(1)对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液〉弱电解质溶液＞非电解质溶液。

(2)活动性不同的两金属：活动性差别越大，活动性强的金属腐蚀越快。

(3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快，且氧化剂的浓度越高，氧

化性越强，腐蚀越快。

(4)电解原理引起的腐蚀〉原电池原理引起的腐蚀〉化学腐蚀〉有防护措施的腐蚀。

(5)从防腐措施方面分析，腐蚀的快慢为：外接电源的阴极保护法防腐〈牺牲阳极的阴极保护

法防腐〈有一般防护条件的防腐〈无防护条件的防腐。

十一、金属腐蚀的防护方法

为顺利解答有关金属防护的题目，考生在备考复习时，务必熟练掌握金属防护的常用方

法及其特点和原理：

1.电化学防护法

(1)牺牲阳极的阴极保护法：如在被保护的钢铁设备上装上若干较活泼金属(如Zn),让被保

护的金属作原电池的正极。

(2)外加电流的阴极保护法：如用被保护的钢铁设备作阴极，外接直流电源。

2.其他方法

(D改变金属内部结构，如把金属制成防腐的合金(如不锈钢)。

⑵加涂防护层，如喷油漆、涂油脂、电镀［电镀耐腐蚀的金属(Zn、Sn、Ni、Cr等)］、喷镀

或表面钝化等方法。

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必备知识

一、原电池的工作原理

1.原电池工作时，其本质是通过自发进行的氧化还原反应，使反应中电子转移而产生电流。

反应中的氧化反应和还原反应分别在两个电极上发生,这便形成了带电粒子按一定方向流动

的闭合回路。

2.原电池工作原理示意图

e-沿导线传递，有电流产生

迪还原反应

阳

移2H++2e-=H2f

离

向

子

二、电解池的工作原理

1.电解池工作原理示意图

e-沿咛线

传

JL「1,CP

C

气化反应'如原反应

iWi

2CI--2e-=Cl,I

、Cu'+2e-=Cu

二一二-__CuCI-一二

阴•---------------------

二三生溶液

离

移---一一离阳移

向

子

1也解质溶液卜壬同

2.电解原理分析

(1)通电前，电解质溶液中电离(包括电解质和水的电离)的离子做无规则运动。

(2)通电时，阳极反应物—电子，发生―反应，阴极反应物—电子，发

生―反应；电解质溶液中—移向阳极，—移向阴极，由此形成了带电粒子按一定方向

流动的闭合回路。

3.电极产物的判断

(1)阳极：首先依据电极材料，若为活泼电极，则电极本身—电子被氧化，若为惰性电极

(C、Pt、Au),再依据阴离子放电顺序考虑。

(2)阴极：依据阳离子放电顺序考虑。

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三、原电池、电解池、电镀池的比较

\原电池电解池电镀池

定将化学能转变成电能的装将电能转变成化学能应用电解原理在某些金属表面

义置的装置镀上一层其他金属的装置

装

iCZnFe

置CuZn

—

举LJ--------u------U

稀硫酸CuCl2(aq)ZnCl2(aq)

例

阳极：氧化反应，溶液阳极：镀层金属失电子

电负极：还原剂失电子，发生

中的阴离子失电子，或阴极：电镀液中镀层金属阳离子

极氧化反应；

金属电极失电子得电子（在电镀控制的条件下，

反正极：氧化剂得电子，发生

阴极：还原反应，溶液水电离产生的H+及0IT一般不放

应还原反应

中的阳离子得电子电）

电

电源负极网•阴极

子

导线

负极正极同电解池

流阳极星线电源正极

向

题型分类：

题型1:原电池装置的确定、正负极的判断与电极反应式的书写

例1.（2014•广东，H,4分）某同学组装了如图所示的电化学装置。电极I为AL其他电

极均为Cu,则（）

m111V

<Cu2*<二

君邑行食逑

"___O__j____I___s_o_：_______Inrv

A.电流方向：电极IV-0-电极I

B.电极I发生还原反应

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C.电极II逐渐溶解

D.电极III的电极反应：Cu2++2e-=Cu

为解题策略本题通过一个装置图呈现了一个电化学情境，考查考生利用电化学原理分析

解决原电池与电解池的判断、电极的确定以及电极反应式的书写问题。题目综合性较强，但

难度不大。解答本题，考生需首先根据原电池的形成条件,判断装置图中哪一部分是原电池，

哪一部分是电解池，然后根据原电池原理和电解池原理确定每个选项正确与否。

练习1.利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验，下图就是一个用废旧材料制作的可

用于驱动玩具的电池示意图。当电池工作时，有关说法正确的是（）

A.铝罐将逐渐被腐蚀

B.该电池驱动电动玩具时，石墨棒应与玩具电机的负极相连

C.石墨棒上发生的反应为：。2—4屋+2H2。=40『

D.该电池工作一段时间后石墨棒的质量会减轻

练习2.（2015•甘肃3月联考，15）液体燃料电池相对于气体燃料电池具有体积小等优点。

一种以液态肌（N2HJ为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH

溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是（）

-

B.a极的反应式:N2H4+40H--4e=N21+4H20

C.放电时，电流从a极经过负载流向b极

D.其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜

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题型2：原电池闭合回路

例2.（2015•天津，4,6分）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（SOT）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

为解题策略解答本题时，首先应迅速搞清楚原电池的工作原理：电池反应为Zn+

CuS04=ZnS04+Cuo原电池工作时，锌是还原剂，失电子，发生氧化反应，为负极，电子经

导线流入铜极；CuSO,是氧化剂，从铜电极上得电子，发生还原反应，为正极。由于两池中

间为阳离子交换膜，所以溶液中阳离子向正极（右）移动，阴离子向负极（左）移动，形成闭合

回路。然后，分析各项即可快速得出答案。

练习3.（2016•湖北武汉2月调研，13）如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量

相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中滴入

CuSOi溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是（）

A.杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低

B.杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高

C.当杠杆为导体时，A端低B端高；杠杆为绝缘体时，A端高B端低

D.当杠杆为导体时，A端高B端低；杠杆为绝缘体时，A端低B端高

练习4.（2015•广东四校联考，11）一种新型的乙醇电池，它用磺酸类质子溶剂。电池总反

应为：C2H5OH+3O2^=2662+3H2O,电池不意如图，下列说法正确的是（）

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a极为电池的正极

电池工作时电流由a极沿导线经灯泡再到b极

氧气

+-——*CZ

电池负极的电极反应：4H+02+4e=2H20

.质子交换膜

D.电池工作时，1mol乙醇被氧化时有12mol电子转移

题型3：原电池原理的综合应用

例3.（2013•新课标I,10,6分）银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2s的缘故。

根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液

中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是（）

A.处理过程中银器一直保持恒重

B.银器为正极，Ag2s被还原生成单质银

C.该过程中总反应为2Al+3Ag2s=6Ag+Al2s3

D.黑色褪去的原因是黑色Ag2s转化为白色AgCl

为解题策略本题以处理银器表面的黑色Ag2s为例，考查了考生综合运用原电池原理解决

实际问题的能力，题目难度较大。要想顺利解答本题，首要的是通过阅读题目，能迅速意识

到本题中所提到的“电化学原理”就是原电池原理，即本题对银器进行处理的过程，就是原

电池的工作过程。

练习5.（2015•浙江六校联考，11）将反应I07+5I-+6H+=3L+3H20设计成如下图所示

的原电池。开始时向甲烧杯中加入少量浓硫酸，电流计指针发生偏转，一段时间后，电流计

指针回到零，再向甲烧杯中滴入几滴浓NaOH溶液，电流计指针再次发生偏转。下列判断不

正确的是（）

~&灵敏电流计

溶液

A.开始加入少量浓硫酸时，乙中石墨电极上发生氧化反应

B.开始加入少量浓硫酸时，同时在甲、乙烧杯中都加入淀粉溶液，只有乙烧杯中溶液变

C.电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态

D.两次电流计指针偏转方向相反

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题型4：化学电源

例4.（1）（2014•新课标II,12,6分）2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂

离子电池体系。下列叙述错误的是（）

A.a为电池的正极

B.电池充电反应为LiMmOinLiLMizCX+Wi

C.放电时，a极锂的化合价发生变化

D.放电时，溶液中Li卡从b向a迁移

（2）（2012•四川，11,6分）一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应

为CH3cHzOH—4e-+H20=CH£00H+4H+。下列有关说法正确的是（）

A.检测时，电解质溶液中的H+向负极移动

B.若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气

C.电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH+02=CH3C00H+H20

D.正极上发生的反应为：02+4e-+2H20=40H~

（3）（2011•新课标全国，11,6分）铁银蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+

Ni203+3H20=Fe（OH）2+2Ni（OH）2o下列有关该电池的说法不正确的是（）

A.电池的电解液为碱性溶液，正极为NizOs、负极为Fe

B.电池放电时，负极反应为Fe+201r—2e-=Fe（0H）z

C.电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低

D.电池充电时，阳极反应为2Ni（0H）2+20fT—2e-=Ni2（）3+3H20

明解题策略（1）一般来说，由于新型化学电源的工作原理有时较复杂，所以造成考题中所

设计的，需要考生回答的问题尽管难度不大，但给考生的感觉往往较难，因为从某种意义上

讲，新情境本身就是一种难度，这样的题目要求考生在平时备考复习时，养成良好的心态,

以应对这种高起点，低落点现象；（2）燃料电池一直是高考考题的高频考点，新型燃料电池

将成为新的考查热点；（3）解答新型化学电源的题目，正确的思路是：首先大致浏览一下题

目和题目所配的原理图（此时不要过多地纠结于化学电源的工作原理）；然后，重点关注需要

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回答的问题，看是否属于考查原电池一般原理的题目［如（1）题中的D选项、（2）题中的A选

项以及C选项］;最后，解决必须借助化学电源工作原理解决的题目［如（1）题中的B选项、

（3）题的D选项］,此时，带着问题去研究题目或题目所提供的原理图。

练习6.（2015•陕西西工大附中四模，10）常用的电池是一个液体电解质将两个固体电极隔

开。而钠一硫（Na/Sj电池相反，它是由固体电解质将两个液体电极隔开（如图），一个由钠

氧化铝固体电解质做成的中心管，将内室的熔融钠（熔点98℃）和外室的熔融硫（熔

点119°C）隔开，并允许Na+通过。下列有关说法不正确的是（）

*「密封

不锈钢容器

--------Na-8-氧化铝

—固体电解质

------熔融钠电极

---熔融硫电极

（含c粉）

A.a为电池的正极

B.充电时b接电源的正极

-

C.正极反应：/7S8+16/7e=8S^

D.Na+可以穿过固体电解质和硫反应从而传递电流

题型5：电解原理

例5.（2014•上海，12,3分）如右图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有

饱和NaCl溶液的U形管中。下列分析正确的是（）

A.K闭合，铁棒上发生的反应为2H++2葭=&t

B.K闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高

C.K?闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法

D.K,闭合，电路中通过0.0024个电子时，两极共产生0.001mol

气体

为解题策略本题是一个“一池多用”题，即用一个池子为情境，既考查原电池原理，又

考查电解池原理。考生解答本题时，需要首先明确电键Ki、Kz分别闭合时，分别对应电解池

还是原电池，然后再根据情况选择原电池原理或电解池原理解答问题。

气体出“展'I'~石墨

练习7.（2016•北京朝阳区一模，10）关于如图装置说法正确的是（）

A.装置中电子移动的途径是：负极fFefM溶液f石墨一正极

M溶液

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B.若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能有NaClO

C.若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁

D.若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀

题型6：电解池闭合回路

例6.（2013•重庆，11节选）电化学降解N0「的原理如下图所示。

｛直流电源卢■

质子交换膜

（1）电源正极为（填“A”或"B”）,阴极反应式为

⑵若电解过程中转移了2moi电子，则膜两侧电解液的质量变化差（A"左一右）为

为解题策略本题第（2）题表面上是一个电化学的计算题，实际上考查的是电解池闭合回路

的形成。考查点比较隐蔽，难度较大。解答本题时，首先根据题图所提供的信息：NO「一Nz,

确定NO「在右侧极板上转化为Nz,得电子发生了还原反应。直流电源的B端应为负极，A端

为正极。电子从Pt电极流出，经导线流入直流电源的正极，电子又从电源的负极流出，经

导线流向Ag—Pt电极，被NO「得到转化成Nz。溶液中间隔有质子交换膜，只允许氢离子（质

子）从左边通过质子交换膜到达右边，整个装置形成闭合回路。外电路（导线）中有几摩尔电

子转移，溶液中就有几摩尔氢离子从左侧流向右侧，在此基础上，再结合题目进行作答。

练习8.（2015•山东实验中学诊断，13）如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U

形管中，下列分析正确的是（）

A.根闭合，铁棒侧溶液会出现白色沉淀，而且沉淀最终变为红褐色

B.跖或K?闭合，石墨棒周围溶液pH均升高

C.K?闭合，铁棒上发生的反应为2C「一2屋=Cl2t

D.Kz闭合，电路中通过0.0024个电子时，两极共产生0.002mol气

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体

题型7：电解池的综合应用

例7.（1）（2012•新课标全国，36节选）由黄铜矿（主要成分是CuFeSj炼制精铜的工艺流程示

意图如下：

铜矿石I—T铜精矿砂|冰铜转宿I粗铜电新制电解铜

粗铜的电解精炼如下图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极（填图

中的字母）；在电极d上发生的电极反应式为；若粗铜中还含有Au、

Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为o

（2）（2014•新课标I,27节选）H3P。2也可用电渗析法制备。“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____________________________________o

③早期采用“三室电渗析法”制备H3P。2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3P0,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o

为解题策略本题以电解精炼粗铜和电解的方法制备H3P为例，考查了考生综合利用电解

原理分析解决问题的能力，同时考查了识图能力和信息提取能力，能力层次要求较高，题目

难度较大。对于（2）题，需首先结合电解原理和题目提供的信息读懂题目所给的流程图或装

置图，弄清楚电解法制备H3P的原理，然后结合题目进行作答。

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练习9.（2015•北京海淀区期末，10）关于下列装置的说法正确的是（）

ZnSO4溶液CuSO4溶液CuSO,溶液

①②

A.装置①中盐桥内的K+移向CuS04溶液

B.装置①将电能转变为化学能

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Cu"浓度保持不变

题型8：电化学的有关计算

例8.（2012•海南，16,9分）新型高效的甲烷燃料电池采用箱为电极材料，两电极上分别通

入CH”和电解质为K0H溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱

和氯化钠溶液电解实验，如