120182018 高考化学突破专题高考化学突破专题电化学基础电化学基础备考策略备考策略电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸，是历年高考的热点内容。考查的主要知识点：原电池和电电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸，是历年高考的热点内容。考查的主要知识点：原电池和电解池的工作原理、电极反应式的书写和判断、电解产物的判断、金属的腐蚀和防护。本题型仍为选择题与解池的工作原理、电极反应式的书写和判断、电解产物的判断、金属的腐蚀和防护。本题型仍为选择题与填空题，在非选择题中电化学知识可能与工业生产、环境保护、新科技、新能源知识相结合进行命题。填空题，在非选择题中电化学知识可能与工业生产、环境保护、新科技、新能源知识相结合进行命题。三年高考知识点汇总三年高考知识点汇总年份题号分值考查的主要内容及知识点2015()116微生物电池电极反应、质子交换膜、电池反应、H+定向移动2016()116电解原理电极反应、电解产品及计算、SO42-定向移动2016()116原电池Mg-AgCl电池，原电池电板反应的书写，离子的迁移方向， 化合价的变化，判断正，负极2016()116原电池电解池原理Z n /K O H /空气、充电时 K I定向移动及 c ( O H-)变化、 放电时负极反应及算2017()116金属的防护外接电源的阴极保护法2017()116原电池电解池原理阴阳极的判断；阴阳离子的移动方向；阴阳极电极反应式的书写2017()116原电池和电解池原电池的工作原理以及电极反应式的书写，根据离子的流向判断原电池的正负极。写出电解反应及根据电极反应式结合电子转移进行计算基础知识回顾及典例基础知识回顾及典例一、原电池原理及应用一、原电池原理及应用21工作原理以铜锌原电池为例（1）反应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn 2e=Zn2Cu2 2e=Cu反应类型氧化反应还原反应电子流向由 Zn 沿导线流向 Cu盐桥中离子移向盐桥中含饱和 KCl 溶液，K移向正极，Cl移向负极原电池反应方程式Zn Cu2=Zn2 Cu（2）两个装置的比较装置中还原剂 Zn 与氧化剂 Cu2直接接触，易造成能量损耗；装置盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区，能避免能量损耗。2原电池原理的三大应用（1）加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。例如，在 Zn 与稀 H2SO4反应时加3入少量 CuSO4溶液能使产生 H2的反应速率加快。（2）比较金属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。（3）设计制作化学电源首先将氧化还原反应分成两个半反应。根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。如：根据反应 2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2设计的原电池为：3.原电池的设计方法 （1）首先将已知氧化还原反应拆为两个半反应（即氧化反应和还原反应），如：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2氧化反应：Cu2eCu2+ （负极）还原反应：2Fe3+2e2Fe2+ （正极）（2）根据原电池的电极反应特点，根据两个半反应找出正负极和正负极材料及电解液：Cu 失电子负极，正极应选用比 Cu 不活泼的金属或非金属导体（如 C），以保证 Cu 做负极；电解液中 Fe3+应该在正极得到电子，电解液应选用 FeCl3溶液。（3）常见实例原 理负极正极电解质溶液电极反应CuPt(C)FeCl3负极：Cu-2e-=Cu2+4Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2正极：2Fe3+2e-=2Fe2+Zn+Ag2O=ZnO+2AgZnAg2OKOH负极：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OPbPbO2H2SO4负极：Pb+SO-2e-=PbSO4正极：PbO2+4H+SO+2e-=PbSO4+2H2O2H2+ O2=2H2Opt(H2)pt(O2)KOH负极：2H2+4OH-4e-=4H2O正极：O2+2H2O+4e-=4OH-【典例典例 1】1】【大庆市第一中学 2017 届考前冲刺模拟】环境监察局常用“定电位”NOx传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是A“对电极”是负极B“工作电极”上发生的电极反应为 NO2+2e-+2H+NO+H2OC传感器工作时 H+由工作电极移向对电极D对电极的材料可能为活泼金属锌【答案】C5点睛：考查原电池知识，是高考高频考点，关键是把握原电池原理，工作时离子移动方向，以确定电源的两极和反应类型，注意答题思路，难度中等偏上。【典例典例 2】2】近几年科学家发明的一种新型可控电池锂水电池，工作原理如图所示。下列有关说法不正确的是 （）A碳极发生的反应是：2H2O+2e-=H2+2OH -B有机电解质和水溶液不可以互换区域C标况下产生 22.4L 的氢气时，正极消耗锂的质量为 14gD该装置不仅可提供电能，还可得到清洁的氢气【答案】C【解析】6考点：本题主要是考查学生原电池的工作原理知识二、电解原理及规律二、电解原理及规律1、产物的判断（1）阳极产物的判断首先看电极，若是活性电极(一般是除 Au、Pt 外的金属)，则电极材料本身失电子，电极被溶解形成阳离子进入溶液；若是惰性电极(如石墨、铂、金等)，则根据溶液中阴离子放电顺序加以判断。阳极放电顺序：金属(一般是除 Au、Pt 外)S2IBrClOH含氧酸根F。（2）阴极产物的判断直接根据溶液中阳离子放电顺序加以判断。阳离子放电顺序：AgHg2Fe3Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2HAl3Mg2NaCa2K。【提示】(1)处理有关电解池两极产物的问题，一定要先看电极是活性电极还是惰性电极。活性电极在阳极放电，电极溶解生成相应的金属离子，此时阴离子在阳极不放电。对于惰性电极，则只需比较溶液中定向移动到两极的阴阳离子的放电顺序即可。(2)根据阳离子放电顺序判断阴极产物时，要注意下列三点：阳离子放电顺序表中前一个 c(H)与其他离子的浓度相近，后一个 c(H)很小，来自水的电离；7Fe3得电子能力大于 Cu2，但第一阶段只能被还原到 Fe2；Pb2、Sn2、Fe2、Zn2控制一定条件(即电镀)时也能在水溶液中放电；Al3、Mg2、Na、Ca2、K只有在熔融状态下放电。2、用惰性电极电解电解质溶液的规律电解类型电解质类别实例电极反应特点电解对象电解质浓度pH溶液复原NaOH增大水H2SO4减小水电解水型强碱、含氧酸、活泼金属的含氧酸盐Na2SO4H和 OH分别在阴极和阳极放电生成 H2和 O2水增大不变水HCl增大HCl 电解电解质型无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐CuCl2电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电电解质减小CuCl2放 H2生碱型活泼金属的无氧酸盐NaCl阴极：H2O 得电子放 H2生成碱阳极：电解质阴离子放电电解质和水生成新电解质增大HCl放 O2生酸型不活泼金属的含氧酸盐CuSO4阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O 失电子放 O2生成酸电解质和水生成新电解质减小CuO 或 CuCO3【特别提醒】当电解过程中电解的是水和电解质时，电极反应式中出现的是 H或 OH放电，但在书写总反应式时要将反应物中的 H或 OH均换成水，在生成物中出现的是碱或酸，同时使阴极、阳极反应式得失电子数目相同，将两个电极反应式相加，即得到总反应的化学方程式。两惰性电极电解时，若要使电解后的溶液恢复到原状态，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则，一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。8【典例典例 3】3】【厦门第一中学 2017 届考前模拟考试】碳酸二甲酯(CH3O)2CO是一种具有发展前景的“绿色”化工产品，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示(加入两极的物质均是常温常压下的物质)。下列说法正确的是A电解一段时间后，阴极和阳极消耗的气体的物质的量之比为 l：2B石墨 l 极发生的电极反应为 2CH3OH+CO-e-=(CH3O) 2CO+H+C石墨 2 极与直流电源正极相连DH+由石墨 2 极通过质子交换膜向石墨 l 极移动【答案】A【解析】通氧气的一极，氧气得到电子生成水，发生还原反应，为阴极，则阳极上是甲醇和一氧化碳反应失电子发生氧化反应。A石墨 l 极为阳极，阳极上是甲醇和一氧化碳反应失电子发生氧化反应，电极反应为：2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+，通入氧气的为阴极，电极反应式为 O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O，根据电极反应式，电解一段时间后，阴极和阳极消耗的气体的物质的量之比为 l：2，故 A 正确；B石墨 l 极为阳极，阳极上是甲醇和一氧化碳反应失电子发生氧化反应，电极反应为：2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+，故 B 错误；C石墨 2 极为阴极，与直流电源负极相连，故 C 错误；D阳离子向阴极移动，故氢离子由石墨 1 极通过质子交换膜向石墨 2 极移动，故 D 错误；故选 A。点睛：本题考查原电池与电解池综合知识的应用，侧重于原电池的和电解池工作原理的考查，注意把握电极反应的判断，把握电极方程式的书写，为解答该类题目的关键。9【典例典例 4】4】现代工业生产中常用电解氯化亚铁的方法制得氯化铁溶液吸收有毒的硫化氢气体。工艺原理如下图所示。下列说法中不正确的是 （）A左槽中发生的反应是：2Cl-2e-=Cl2B右槽中的反应式：2H+2 e-=H2CH+从电解池左槽迁移到右槽DFeCl3溶液可以循环利用【答案】A【解析】考点：考查电解原理。三、电极反应书写三、电极反应书写1、原电池电极反应式的书写方法首先，确定正负极。如果题目给的是图示装置，先分析正、负极，再根据正、负极反应规律去写反应式；如果题目给的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应（即分析有关元素的化合价变化情况），再选择一个简单变化情况去写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学10中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得结果。正负极发生反应的物质分别是发生氧化还原反应的氧化剂和还原剂。注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的反应物质是 O2，且电解质溶液为中性或碱性，则 H2O 必须写入正极反应式中，生成 OH-；若电解质溶液为酸性，则 H+必须写入正极反应式中，生成 H2O。正、负极反应式相加得到电池反应的总方程式。若能写出已知电池反应的总方程式，可以减去较易写出的电极反应式，从而得到较难写出的电极反应式。2、电解池中电极反应式的书写方法首先看阳极材料，如果阳极是活性电极（金属活动性顺序中 Ag 之前的金属），则阳极失去电子，阳极不断被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果阳极是惰性电极（如 Pt、Au、石墨等），则应是电解质溶液中的离子放电。只要根据离子的放电顺序书写即可3、可充电电池电极反应式的书写方法对于可充电电池的反应，需要看清楚“充电、放电”的方向，放电的过程应用原电池原理，充电的过程应用电解池原理。如：蓄电池放电时作原电池，充电时作电解池。蓄电池是原电池和电解池二者功能的结合。原电池的负极反应与电解池阴极反应，原电池的正极反应与电解池的阳极反应互为逆过程。4、燃料电池电极反应式的书写方法要正确地书写出燃料电池的电极反应，首先要抓住燃料电池的特点：在燃料电池中，都是燃料在负极失电子，O2在正极得电子，电解质溶液可能是碱性、酸性