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微专题七电化学180【知识网络】(本专题对应学生用书第3641页)【能力展示】能力展示1．(2011·新课标Ⅰ卷)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2，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Ni2O3、负极为FeB.电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-Fe(OH)2C.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(OH)2+2OH--2e-Ni2O3+3H2O〖答案〗C〖解析〗由放电时的反应可以得出铁失去电子作负极，Ni2O3得到电子作正极，A正确；电池放电时负极反应为Fe+2OH--2e-Fe(OH)2，充电可以看作是放电的逆过程，即阴极为原来的负极，所以电池充电过程时阴极反应为Fe(OH)2+2e-Fe+2OH-，因此电池充电过程中，阴极附近溶液的pH会升高，B正确、C错；同理分析可知D正确。2．(2013·新课标Ⅰ卷)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+3Ag2S6Ag+Al2S3D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl〖答案〗B〖解析〗银器放在铝制容器中，由于铝的活泼性大于银，铝为负极，失电子，银为正极，银表面的Ag2S得电子，生成单质银，故银器质量减小，A错、B正确；Al2S3在溶液中不能存在，会发生双水解反应生成H2S和Al(OH)3，C错；黑色褪去是Ag2S转化为Ag而不是AgCl，D错。3．(2015·新课标Ⅰ卷)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如下图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()A.正极反应中有CO2生成B.微生物促进了反应中电子的转移C.质子通过交换膜从负极区移向正极区D.电池总反应为C6H12O6+6O26CO2+6H2O〖答案〗A〖解析〗C6H12O6中C元素的化合价由0价升高到CO2中的+4价，失去电子，是负极反应，A错；在微生物的作用下，该装置为原电池装置，反应速率加快，所以微生物促进了反应的发生，B正确；原电池中阳离子向正极移动，C正确；电池的总反应实质是葡萄糖的氧化反应，D正确。【考题分析】年份试题知识点分值2011第11题原电池、电解池的工作原理，电极反应式6分2013第10题原电池原理、电池总反应式6分2015第11题原电池原理、电池总反应式6分【备考策略】由上表不难看出，在全国近五年的高考中，主要考查的是原电池、电解池的基本工作原理，涉及的知识点比较全面。在2016年的备考中要重点关注以下几个方面的问题：1.熟悉原电池、电解池的工作原理；2.电解质不同，电极反应式的书写方法不同；3.加强陌生电池的训练。展望2016年全国高考，原电池、电解池仍是高考的热点。1．(2015·河北模拟)利用右图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是()A.a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀B.一段时间后，a管液面高于b管液面C.a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小D.a、b两处具有相同的电极反应式：Fe-2e-Fe2+〖答案〗C〖解析〗a管发生吸氧腐蚀，a处溶液的pH增大，b管发生析氢腐蚀，b处溶液的H+浓度减小，pH增大，故C项错。2．(2015·衡水模拟)有一种燃料电池，所用燃料为H2和空气，电解质为熔融的K2CO3，电池的总反应式为2H2+O22H2O，负极反应式为H2+C2-3O-2e-H2O+CO2。该电池放电时，下列说法正确的()A.正极反应为2H2O+O2+4e-4OH-B.C2-3O向负极移动C.电子由正极经外电路流向负极D.电池中C2-3O的物质的量将逐渐减少〖答案〗B〖解析〗该燃料电池燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，总反应为2H2+O22H2O，负极反应为H2+C2-3O-2e-H2O+CO2，用总反应式减负极反应式得正极反应式：O2+2CO2+4e-2C2-3O，A错；原电池中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，以形成闭合回路，B正确；外电路中电子由负极流向正极，C错；根据总反应式可知，电池中C2-3O的物质的量不变，D错。3．(2015·广州调研)如右图所示的电化学装置，下列叙述正确的是()A.a和b用导线连接，电子由碳经过导线流向铁B.a和b用导线连接，铁电极的电极反应式：Fe-3e-Fe3+C.a、b分别连接直流电源正、负极，可以防止铁被腐蚀D.a、b分别连接直流电源负、正极，电压足够大时，Na+向铁电极移动〖答案〗C〖解析〗a和b用导线连接，铁作负极，电子由铁经过导线流向碳极，A错；铁电极的电极反应式：Fe-2e-Fe2+，B错；a、b分别连接直流电源正、负极，铁作阴极被保护，C正确；a、b分别连接直流电源负、正极，碳作阴极，铁作阳极，电解池中，阳离子向阴极移动，即Na+向碳电极移动，D错。4．(2015·石家庄一模)某小组用右图装置进行实验，下列说法正确的是()A.盐桥中的电解质可以用KClB.闭合K，外电路电流方向为Fe电极→石墨电极C.闭合K，石墨电极上只生成铜D.导线中流过0.15mol电子时，加入5.55gCu2(OH)2CO3，CuSO4溶液可恢复原组成〖答案〗D〖解析〗由于KCl能和AgNO3产生沉淀，因此盐桥中的电解质不能用KCl，A错；闭合K，铁比银活泼为负极，与铁相连的石墨为阴极，所以外电路电流方向：石墨电极→Fe电极，B错；闭合K，与铁相连的石墨为阴极，发生还原反应：Cu2++2e-Cu析出Cu、2H++2e-H2↑放出氢气，C错；CuSO4溶液中n(Cu2+)=0.05mol，完全消耗时转移电子数为0.1mol，导线中流过0.15mole-说明水也参与了电解，电解CuSO4的总反应：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+，溶液中减少的是2Cu和O2(相当于2CuO)，需要补充0.05molCuO，电解水的总反应：2H2O2H2↑+O2↑，转移电子数为0.05mol，因此消耗0.025mol的H2O，Cu2(OH)2CO3可写为2CuO·H2O·CO2，所以加入0.025mol×222g·mol-1=5.55gCu2(OH)2CO3，CuSO4溶液可恢复原组成，D正确。1.若要保护金属制品，则应该使金属制品作原电池或电解池的什么极?2.氢氧燃料电池分别在酸性、碱性、熔融氧化物、碳酸盐作电解质时的电极反应式相同吗?分别写出其电极反应式。【能力提升】能力提升电化学电化学中的热点1.电极的确定原电池电解池(1)根据反应本质判断电极负极：发生氧化反应正极：发生还原反应阳极：发生氧化反应阴极：发生还原反应(2)根据电子、离子移动方向判断电极负极：电子流出的电极；阴离子移向的电极正极：电子流入的电极；阳离子移向的电极阳极：电子从阳极流向外电路；阴离子移向的电极阴极：电子流入的电极，阳离子移向的电极(3)根据电极现象判断电极负极：被腐蚀、被溶解的电极正极：表面有物质析出或有气体产生的电极阳极：被溶解或有氧气生成的电极阴极：有金属析出或有氢气生成的电极2.电化学装置图题归纳装置图突破口说明(2015·上海)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示海水作电解质，较活泼的金属作负极，负极被腐蚀，正极被保护d为石墨(铁被腐蚀)负极：Fe-2e-Fe2+正极：O2+2H2O+4e-4OH-d为锌块(铁被保护)负极(Zn)：Zn-2e-Zn2+正极(Fe)：O2+2H2O+4e-4OH-(2014·上海)如图所示，把铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中K1闭合，K2打开→原电池→Fe为负极K2闭合，K1打开→电解池→Fe为阴极K1闭合，K2打开(铁被腐蚀)负极：Fe-2e-Fe2+正极：2H2O+O2+4e-4OH-K2闭合，K1打开(铁被保护)阴极：2H2O+2e-H2↑+2OH-阳极：2Cl--2e-Cl2↑(2014·海南)Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2Li+→MnO2→b为正极Li→作负极MnO2→作正极负极：Li-e-Li+正极：MnO2+e-+Li+LiMnO2电极Li能与水反应，不能用水作电解质(2014·福建)某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag+Cl22AgCl电池总反应为2Ag+Cl22AgClCl22Cl-→Pt作正极AgAgCl→Ag作负极负极：Ag-e-+Cl-AgCl左侧有大量白色沉淀生成正极：Cl2+2e-2Cl-H+从左侧移向右侧(2015·江苏)一种熔融碳酸盐燃料电池示意如图A：通入燃料(CO、H2)→负极负极：H2-2e-+C2-3OH2O+CO2CO-2e-+C2-3O2CO2B：助燃(O2、CO2)→正极正极：O2+2CO2+4e-2C2-3ONa+、K+向B极(正极)移动C2-3O向A极(负极)移动(2015·新课标Ⅰ卷)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示质子交换膜→酸性介质通入燃料(C6H12O6)→负极助燃(O2)→正极负极：C6H12O6-24e-+6H2O6CO2↑+24H+正极：O2+4e-+4H+2H2O总反应：C6H12O6+6O26CO2+6H2O(2015·浙江)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示H2O+CO2H2+CO→X是负极、Y是正极阴极：H2O+2e-H2↑+O2-CO2+2e-CO+O2-阳极：2O2--4e-O2↑(2015·四川)用如图所示装置除去含有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阳极产生的ClO-→阳极为惰性电极控制溶液pH为9~10→碱性介质阳极：Cl-+2OH--2e-ClO-+H2O阴极：2H2O+2e-H2↑+2OH-除去CN-的反应：2CN-+5ClO-+H2ON2↑+2CO2↑+5Cl-+2OH-(2014·广东)Ⅰ为Al，其他电极均为Cu电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，Al易失电子作负极，所以Ⅰ是Ⅰ电极反应式：Al-3e-Al3+Ⅱ电极反应式：Cu2++2e-CuⅢ电极反应式：Cu-2e-Cu2+负极、Ⅳ是阴极，Ⅲ是阳极、Ⅱ是正极Ⅳ电极反应式：Cu2++2e-Cu电流方向：电极Ⅳ→→电极Ⅰ3.甲醇-氧气燃料电池电极反应式的书写负极正极电解原理在实际生产中的应用电解饱和食盐水(氯碱工业)——主要生产过程(1)离子交换膜法电解槽中的阳离子交换膜只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过，这样既防止了两极产生的H2和Cl2混合发生爆炸，又避免了Cl2和阴极产生的NaOH反应生成NaClO而影响NaOH的纯度。(2)生产原理阳极：2Cl--2e-Cl2↑(氧化反应)阴极：2H++2e-H2↑(还原反应)总反应：2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH原电池典题演示1(2015·上海高考)研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示，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↑〖答案〗D〖解析〗d为石墨，活泼金属铁片作负极，所以铁片腐蚀加快，A正确；海水呈弱碱性，所以发生吸氧腐蚀，石墨作正极，电极反应：O2+2H2O+4e-4OH-，B正确；锌比铁片活泼，锌作负极被腐蚀，铁片作正极被保护，C正确；d为锌块，作为负极，因海水呈弱碱性，所以发生吸氧腐蚀，铁片上电极反应：O2+2H2O+4e-4OH-，D错。变式训练1(2015·江苏高考)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如下图。下列有关该电池的说法正确的是()A.反应CH4+H2O3H2+CO，每消耗1mo