高考专题复习电化学

电化学感悟高考真题1．(2017·全国卷Ⅰ)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：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。答案：C2．(2017·全国卷Ⅱ)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：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，阴极发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，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。答案：C3.(2016·全国卷Ⅰ)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SO2－4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SO2－4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A项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由于生成H＋，正极区溶液中阳离子增多，故中间隔室的SO2－4向正极迁移，正极区溶液的pH减小。B项负极区发生的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴离子增多，中间隔室的Na＋向负极迁移，故负极区产生NaOH，正极区产生H2SO4。C项由B项分析可知，负极区产生OH－，负极区溶液的pH升高。D项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，当电路中通过1mol电子的电量时，生成0.25molO2。B4．(2016·全国卷Ⅱ)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：Mg­AgCl电池的电极反应：负极Mg－2e－===Mg2＋，正极2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－，A项正确，B项错误。在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，C项正确。Mg是活泼金属，能和H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2，D项正确。答案：B5．(2015·全国卷Ⅰ)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。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图示所给出的是原电池装置。A.有氧气反应的一极为正极，发生还原反应，因为有质子通过，故正极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，C6H12O6在微生物的作用下发生氧化反应，电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，负极上有CO2产生，故A不正确。B.微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转移，故B正确。C.质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故C正确。D.正极的电极反应式为6O2＋24e－＋24H＋===12H2O，负极的电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，两式相加得电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，故D正确。A6.(2014·全国卷Ⅱ)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LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLiC．放电时，a极锂的化合价发生变化D．放电时，溶液中Li＋从b向a迁移解析：图示所给出的是原电池装置。A.由图示分析，金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即b为负极，a为正极，故正确。B.电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆反应，故正确。C.放电时，a极为原电池的正极，发生还原反应的是Mn元素，锂元素的化合价没有变化，故不正确。D.放电时为原电池，锂离子为阳离子，应向正极(a极)迁移，故正确。答案：C7．(2017·海南高考)一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H＋。下列叙述错误的是()A．Pd电极b为阴极B．阴极的反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3C．H＋由阳极向阴极迁移D．陶瓷可以隔离N2和H2此装置为电解池，总反应式是N2＋3H2===2NH3，Pd电极b上是氢气发生氧化反应，即氢气失去电子化合价升高，Pd电极b为阳极，故A说法错误；根据A选项分析，Pd电极a为阴极，反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3，故B说法正确；根据电解池的原理，阳离子在阴极上放电，即有阳极移向阴极，故C说法正确；根据装置图，陶瓷可以隔离N2和H2，故D说法正确。A电化学是高考每年必考内容，主要题型是选择题，有时也会在非选择题中出现(如2015·全国卷ⅡT26、2014·全国卷ⅠT27)，命制的角度有电极反应式的正误判断与书写，电池反应式的书写，正负极的判断，电池充、放电时离子移动方向的判断，电极附近离子浓度的变化，电解的应用与计算，金属的腐蚀与防护等。同时通过陌生化学电源的装置图，考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力，也体现了对“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养考查。1．原电池中正负极的判断依据正负极判断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依据原电池两极发生的变化判断原电池的负极发生氧化反应；正极发生还原反应依据电子流动方向或电流方向判断电子由负极流向正极；电流由正极流向负极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．电解池中阴阳极的判断依据阴阳极判断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根据电子流动方向判断电子从电源负极流向阴极，从阳极流向电源正极根据电解池电解质溶液中离子的移动方向判断阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动根据电解池两极产物判断一般情况下：①阴极上的现象是析出金属(质量增加)或有无色气体(H2)放出；②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)3．电解池的电极反应及其放电顺序(1)阳离子在阴极上的放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞……(2)阴离子在阳极上的放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞……4．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电解液复原方法NaOH增大H2SO4减小电解水型阴极：4H＋＋4e－===2H2↑阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑Na2SO4H2O增大不变加H2OHCl增大通入HCl气体电解电解质型电解质的阴、阳离子分别在两极放电CuCl2电解质减小—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增大通入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电解质和水生成新电解质减小加CuO5．金属腐蚀与防护的方法(1)金属腐蚀快慢程度的判断方法(2)金属电化学保护的两种方法1．新型电池的电极反应式总反应：Ag2O＋Zn＋H2O放电充电2Ag＋Zn(OH)2正极：锌银电池负极：总反应：NiO2＋Fe＋2H2O放电充电Fe(OH)2＋Ni(OH)2正极：镍铁电池负极：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2总反应：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O放电充电3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH正极：____________________________________高铁电池负极：___________________________总反应：Cd＋2NiOOH＋2H2O放电充电Cd(OH)2＋2Ni(OH)2正极：____________________________________镍镉电池负极：___________________________总反应：H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2＋＋2H2O正极：__________________________Mg­H2O2电池负极：_________________FeO2－4＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2H2O2＋2H＋＋2e－===2H2OMg－2e－===Mg2＋总反应：Mg＋2AgCl===2Ag＋MgCl2正极：Mg­AgCl电池负极：总反应：2Na＋xS===Na2Sx正极：钠硫电池负极：总反应：VO＋2＋2H＋＋V2＋放电充电V3＋＋VO2＋＋H2O正极：全钒液流电池负极：2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－Mg－2e－===Mg2＋xS＋2e－===S2－x2Na－2e－===2Na＋VO＋2＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2OV2＋－e－===V3＋总反应：2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－正极：锂­铜电池负极：总反应：Li1－xCoO2＋LixC6放电充电LiCoO2＋C6(x＜1)正极：锂离子电池负极：Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－Li－e－===Li＋Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2LixC6－xe－===xLi＋＋C6新型化学电源中电极反应式的书写方法(1)书写步骤(2)不同介质在电极反应式中的“去留”中性溶液反应物若是H＋得电子或OH－失电子，则H＋或OH－均来自于水的电离酸性溶液反应物或生成物中均没有OH－碱性溶液反应物或生成物中均没有H＋水溶液不能出现O2－2．燃料电池的电极反应式(以CH3OH为例)电池类型导电介质反应式总反应：正极：______________________酸性燃料电池H＋负极：________________________________总反应：正极：碱性燃料电池OH－负极：O2＋4e－＋4H＋===2H2OCH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋O2＋4e－＋2H2O===4OH－CH3OH－6e－＋8OH－===CO2－3＋6H2O2CH3OH＋3O2===2CO2↑＋4H2O2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO2－3＋6H2O电池类型导电介质反应式总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2↑＋4H2O正极：熔融碳酸盐燃料电池CO2－3负极：总反应