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专题七电化学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方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。3.理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。2017考纲要求电化学考查思路重点氧化还原反应负氧正还阳氧阴还得失电子守恒原电池：自发氧还电解池：外接电源原子守恒氧化剂+环境还原剂+环境氧化剂+还原剂氧化产物+还原产物放电充电+ne-—ne-ne-ne-原电池电解池内容索引考点一原电池的全面突破考点二几种重要的化学电池考点三电解池及其应用考点四金属腐蚀与防护的“两种比较”、“两种方法”考点一原电池的全面突破核心精讲11.通常只有能自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。2.工作原理以锌铜原电池为例：电极名称负极正极电极材料______________________电极反应_______________________________反应类型__________________电子流向由_______沿导线流向_________盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向，Cl－移向_____盐桥的作用1.使两个半电池溶液连成一个通路（代替两溶液直接接触）2.使两溶液保持电中性（平衡电荷）Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu氧化反应还原反应正极负极答案锌片铜片ZnCu离子的移动方向：阳离子：移向正极（为什么）阴离子：移向负极（为什么）即：正→正负→负提示：无论是电解池还是原电池，电子均不能流经电解质溶液。说明(1)无论是装置Ⅰ还是装置Ⅱ，电子均不能通过电解质溶液。(2)在装置Ⅰ中，由于不可避免会直接发生Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋而使化学能转化为热能，所以装置Ⅱ的能量转化率高。题组一1．某化学兴趣小组为了探究铬和铁的活泼性，设计如图所示装置，下列推断合理的是()A．若铬比铁活泼，则电子经外电路由铁电极流向铬电极B．若铬比铁活泼，则铁电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑C．若铁比铬活泼，则溶液中H＋向铁电极迁移D．若铁电极附近溶液pH增大，则铁比铬活泼B解析：若铬比铁活泼，则铬为负极，铁为正极，电子由负极(铬)流向正极(铁)，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，A项错误，B项正确；若铁比铬活泼，则铁为负极，铬为正极，溶液中的H＋在正极(铬)得电子，H＋向铬电极迁移，C项错；铁电极附近pH增大，说明H＋在铁电极得电子生成H2，铁电极为正极，铬为负极，D项错误。答案：B考点二几种重要的化学电池6．锂钒氧化物电池的能量密度远远超过其他材料电池，电池总反应式为V2O5＋xLi===LixV2O5，下列说法不正确的是()A．向外供电时，锂离子向负极移动B．负极上反应的物质是锂，正极上反应的物质是V2O5C．正极的电极反应为V2O5＋xe－＋xLi===LixV2O5D．负极的电极反应为xLi－xe－===xLi＋A原电池工作时，阳离子移向正极解析：锂钒氧化物电池属于原电池，在原电池工作时，负极失电子，发生氧化反应；正极得电子，发生还原反应；电子经外电路由负极转移到正极，电解质溶液中的阴离子向负极移动，阳离子正极移动，A错误，B、C、D正确。答案：A解析题组二“一池多变”的燃料电池2．如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是()A．电流由O2所在的铂电极流出B．O2所在的铂电极处发生还原反应C.该电池的负极反应式为：CH3CH2OH＋3H2O－12e－===2CO2↑+12H＋D．微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量C负极正极×CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋解析：燃料电池，燃料在负极反应，氧气在正极反应。氧气在正极发生还原反应，电流由正极流向负极，A、B正确；由图可知负极反应物为CH3CH2OH(碳平均显－2价)，生成物为CH3COOH(碳平均显0价)，由质子交换膜可知溶液呈酸性，负极的电极反应式为：CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋，C项错误。7.(2015·江苏，10)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是()A.反应CH4＋H2O=====催化剂△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，CO2－3向电极B移动D.电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3DX6即负极上H2参与的电极反应为H2－2e－＋CO===CO2＋H2O原电池工作时，阴离子移向负极XA√负极正极题组三“守恒法”在电化学计算中的应用3．某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。下列说法正确的是()A．正极反应式为AgCl＋e－===Ag＋Cl－B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D．当电路中转移0.01mole－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子D负极正极负极：2Ag－2e－＋2Cl－===2AgCl正极：Cl2＋2e－===2Cl－Ag~e－~Cl－左××盐酸起导电作用，换成NaCl溶液不影响解析：在原电池中负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故由总反应式可知，负极反应为：2Ag－2e－＋2Cl－===2AgCl，正极反应为：Cl2＋2e－===2Cl－，A项错误；由于电解质溶液中含有大量Cl－，故放电时，Ag＋在交换膜左侧即与Cl－反应生成AgCl沉淀，B项错误；用NaCl溶液代替盐酸，电池总反应不变，C项错误；电路中转移0.01mole－时，交换膜左侧溶液有0.01molCl－参与反应生成AgCl沉淀，还有0.01molH＋通过阳离子交换膜进入右侧溶液，D项正确。解析强化训练(2016·全国卷Ⅲ，11)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)42-。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)D.放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L(标准状况)√2－4解析A项，充电时，电解质溶液中K＋向阴极移动，错误；B项，放电时总反应方程式为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)2－4，则充电时电解质溶液中c(OH－)逐渐增大，错误；C项，在碱性环境中负极Zn失电子生成的Zn2＋将与OH－结合生成Zn(OH)2－4，正确；D项，O2～4e－，故电路中通过2mol电子，消耗氧气0.5mol，标准状况下体积为11.2L，错误。考点三电解池及其应用核心精讲11.“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。(4)书写电极反应式，注意得失电子守恒。(5)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：活性电极（除Pt、Au外的金属）S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－。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)题组四原电池和电解池的综合应用4．用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含Cl－、Br－、Na＋、Mg2＋)的装置如图所示(a、b为石墨电极)，下列说法正确的是()A．电池工作时，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－B．电解时，电子流动路径是负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极C．试管中NaOH溶液用来吸收电解时产生的Cl2D．当电池中消耗2.24L(标准状况下)H2时，b极周围会产生0.1mol气体D负极正极阳极阴极O2＋4H＋＋4e－===2H2O××溴离子比氯离子先放电，所以氢氧化钠先吸收挥发出的溴蒸气2H+＋2e－===H2↑，根据电子得失守恒解析：在酸性氢氧燃料电池中，通入H2的电极为负极，电极反应式为H2－2e－===2H＋，通入O2的电极为正极，电极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。在酸性条件下，不可能有OH－生成，电子只能在外电路中流动，不能在溶液中流动，溶液中也不存在电子，A、B错误；与电源正极相连的a极为阳极，电极反应式为2Br－－2e－===Br2、2Cl－－2e－===Cl2↑，溴离子比氯离子先放电，所以氢氧化钠先吸收挥发出的溴蒸气，溴吸收完了再吸收氯气。C错误；与电源负极相连的b极为阴极，电极反应式为2H+＋2e－===H2↑，根据电子得失守恒，当电池中消耗2.24L(标准状况下)H2时，b极周围会产生0.1mol气体，D正确。答案：C5．锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置(如图所示)，电解液为溴化锌水溶液，其在电解质储罐和电池间不断循环。下列说法不正确的是()A．放电时负极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋B．充电时电极a连接电源的负极C．阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应D．放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大B+—×正解析：Zn为活泼金属，作负极，失去电子，A正确；充电时，a与电源正极相连，在电解池中使其相连的一极作阳极，发生氧化反应，B错误；阳离子交换膜可以防止Zn与Br2接触，生成ZnBr2，C正确；放电时，Br2可以得到电子变成Br－，所以离子浓度增大，D正确。考点四金属腐蚀与防护的“两种比较”、“两种方法”核心精讲11.两种比较(1)析氢腐蚀和吸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－===H2↑O2＋2H2O＋4e－===4OH－负极反应Fe－2e－===Fe2＋其他反应Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋O2＋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——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——电解原理：阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。解析答案返回4.利用如图所示装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于____处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_____________________。解析铁被保护，可以作原电池的正极，或者电解池的阴极。N牺牲阳极的阴极保护法解析题组二腐蚀类型与防护方法3.(2015·上海，14)研究电化学腐蚀及防护的装置如下图所示。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↑√类型“全”归纳不同“介质”下燃料电池电极反应式的书写，大多数学生感到较难。主要集中在：一是得失电子数目的判断，二是电极产物的判断。下面以CH3OH、O2燃料电池为例，分析电极反应式的书写。(1)酸性介质，如H2SO4。CH3OH在负极上失去电子生成CO2气体，O2在正极上得到电子，在