专题提升六专题提升六PART 06电化学原理的综合应用电化学原理的综合应用题型分类突破专题强化训练考情剖析考情剖析专题提升六专题提升六 电化学原理的综合应用电化学原理的综合应用从高考试题来看，电化学是高考命题的热点之一。随着全球能源逐渐枯竭，研发、推广新型能源迫在眉睫，新型化学电源成了高考的高频考点。试题常以新型可逆电池为素材来考查原电池、电解池工作原理、工作中电极周围的变化、电解质溶液的变化等。如2016年四川卷第5题，2016年全国卷第11题，2016年全国卷第11题，2015年全国卷第11题(考查微生物电池工作原理)，2015年全国卷第26题(考查酸性锌锰干电池的工作原理及计算)。另外近几年有关电解池在污水治理、物质制备以及环境保护等方面应用的试题开始频频出现，如2016年全国卷第11题，2015年四川卷第5题等。题型一重要的化学电源题型一重要的化学电源【解题策略】高考中常见的新型电池有“氢镍电池”“高铁电池”“碱性锌锰电池”“海洋电池”“燃料电池”(如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇质子交换膜燃料电池、CO燃料电池)“锂离子电池”“锌银电池”“纽扣电池”“MgAgCl电池”“MgH2O2电池”等。新型电池是对电化学原理的综合考查，在高考中依托新型电池考查的电化学原理知识有以下几点。1判断电极(1)“放电”时正、负极的判断负极：元素化合价升高或发生氧化反应的物质；正极：元素化合价降低或发生还原反应的物质。(2)“充电”时阴、阳极的判断阴极：“放电”时的负极在“充电”时为阴极；阳极：“放电”时的正极在“充电”时为阳极。题型分类突破题型分类突破题型分类突破题型分类突破2微粒流向(1)电子流向电解池：电源负极阴极，阳极电源正极；原电池：负极正极。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。(2)离子流向电解池：阳离子移向阴极，阴离子移向阳极；原电池：阳离子移向正极，阴离子移向负极。3书写电极反应式(1)“放电”时电极反应式的书写:依据条件，指出参与负极和正极反应的物质，根据化合价的变化，判断转移电子的数目；根据守恒书写负极(或正极)反应式，特别应注意电极产物是否与电解质溶液共存。(2)“充电”时电极反应式的书写:充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应为放电时正极反应的逆过程，充电时的阴极反应为放电时负极反应的逆过程。题型分类突破题型分类突破例12016四川卷某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6(xIBrClOH（水）。题型分类突破题型分类突破题型分类突破题型分类突破图Z62题型分类突破题型分类突破解析通电时中间隔室的SO42-向正极移动，正极为水电离出的OH失去电子，溶液中H浓度增大，溶液的pH减小，A项错误；该法处理含Na2SO4的废水，在负极区和正极区分别得到NaOH和H2SO4，B项正确；负极为水电离出的H得电子被还原，溶液中c(OH)增大，负极区溶液pH升高，C项错误；正极反应为4OH4e=O22H2O，电路中转移1mol电子时，生成0.25molO2，D项错误。答案B题型分类突破题型分类突破变式题H3PO2也可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如图Z63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：_。(3)早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2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_。图Z6-3题型分类突破题型分类突破题型分类突破题型分类突破题型三金属腐蚀与防护的题型三金属腐蚀与防护的“两种比较两种比较”“两种方法两种方法”【解题策略】关于金属的腐蚀和防护是常考知识点，由于这一部分内容难度较小，所以考题相对也较容易。复习时对这一部分要注意抓住两个比较和两种方法。1两种比较(1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较(2)腐蚀快慢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2H2e=H2O22H2O4e=4OH负极反应Fe2e=Fe2Fe2e=Fe2其他反应Fe22OH=Fe(OH)2，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈题型分类突破题型分类突破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；对同一金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液中的腐蚀弱电解质溶液中的腐蚀非电解质溶液中的腐蚀；活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，腐蚀越快；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氧化物薄膜。(2)电化学防护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；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。题型分类突破题型分类突破例32015上海卷研究电化学腐蚀及防护的装置如图Z64所示。下列有关说法错误的是()Ad为石墨，铁片腐蚀加快Bd为石墨，石墨上电极反应为O22H2O4e=4OHCd为锌块，铁片不易被腐蚀Dd为锌块，铁片上电极反应为2H2e=H2答案D解析d为石墨，则铁、石墨和海水通过吸氧腐蚀形成原电池，加快铁片腐蚀，A项正确；d为石墨是正极，电极反应为O22H2O4e=4OH，B项正确；d为锌片，则由Zn、Fe和海水构成原电池，由于活泼性ZnFe，则锌作负极，铁片不易被腐蚀，C项正确；d为锌片时，铁片是正极，反应为O22H2O4e=4OH，D项错误。图Z64题型分类突破题型分类突破变式题铁及其化合物与生产、生活关系密切。图Z65是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。(1)该电化腐蚀称为_。(2)图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是_(填字母)。答案(1)吸氧腐蚀(2)B解析(1)若为析氢腐蚀则B、C、D的腐蚀程度相同，则该电化学腐蚀为吸氧腐蚀。(2)氧气的浓度越大，吸氧腐蚀越严重，则B区域产生铁锈最多。图Z65题型分类突破题型分类突破题型四有关电化学的计算题型四有关电化学的计算【解题策略】1原电池和电解池的计算主要包括以下几个方面：(1)根据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)；(2)溶液pH的计算；(3)相对原子质量和阿伏伽德罗常数的计算；(4)产物的量与电荷量关系的计算。2解题方法(1)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。2)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。题型分类突破题型分类突破(用于混合溶液中电解的分阶段计算。(3)根据关系式计算据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。串联电路中各电极得失电子数相等，即电路中通过的电量(电子总数)相等。如以通过4mole为桥梁可构建如下关系式：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，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。易错警示：在电化学计算中，还常利用QIt和Qn(e)NA1.601019来计算电路中通过的电量。题型分类突破题型分类突破例42015重庆卷节选图Z66为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。(1)腐蚀过程中，负极是_(填图中字母“a”或“b”或“c”)；(2)环境中的Cl扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为_；(3)若生成4.29gCu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为_L(标准状况)。图Z66题型分类突破题型分类突破答案(1)C(2)2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl(3)0.448题型分类突破题型分类突破图Z67题型分类突破题型分类突破答案D12016天津津南区模拟在城市中地下常埋有纵横交错的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁或城铁的铁轨，当有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时，就会引起后者的腐蚀。原理简化如图Z68所示。则下列有关说法不正确的是()A原理图可理解为两个串联电解装置B溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，附近产生少量白色沉淀，迅速变为灰绿色C溶液中铁丝左端电极反应式为Fe2e=Fe2D地下管线被腐蚀，不易发现，维修也不便，故应将埋在地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等)专题强化训练专题强化训练专题强化训练专题强化训练答案C解析原理图可理解为两个串联的电解装置，A项正确。左侧铁棒为阳极，铁失电子生成亚铁离子，铁丝左侧为阴极，氢离子在阴极放电生成氢气，同时有OH生成，亚铁离子与OH结合，产生少量白色沉淀，迅速变为灰绿色，B项正确、C项错误。22016合肥第一次质检观察下列装置示意图，有关叙述正确的是()图Z69A装置甲中阳极上析出红色固体B装置乙中铜片应与电源负极相连C装置丙中外电路电流方向：b极a极D装置丁中阴极反应：2Cl2e=Cl2专题强化训练专题强化训练专题强化训练专题强化训练答案C解析A项，阳极上为Cl被氧化，产生气泡，错误；B项，电镀装置中，镀层金属与电源正极相连，错误；C项，a是负极，b是正极，正确；D项，阴极上溶液中的阳离子发生还原反应，错误。3电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如图Z610。下列说法不正确的是()AO2在电极b上发生还原反应B溶液中OH向电极a移动C反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为45D负极的电极反应式为2NH36e6OH=N26H2O专题强化训练专题强化训练答案C解析构成的原电池中，通入氧气的电极是正极，发生还原反应，A正确；溶液中阴离子氢氧根离子移向负极a极，B正确；1molNH3反应生成氮气转移3mol电子，1molO2反应转移4mol电子，根据电子转移守恒，消耗的NH3与O2的物质的量之比为43，C错误；负极的电极反应式为2NH36e6OH=N26H2O，D正确。4利用反应6NO28NH3=7N212H2O构造电池的装置如图Z611所示。此方法既能实现有效清除氮氧化物，减轻环境污染，又能充分利用化学能。下列说法正确的是()A电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极B为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜C电极A极反应式为2NH36e=N26HD当有4.48LNO2被处理时，转移电子数为0.8NA专题强化训练专题强化训练专题强化训练专题强化训练答案B解析该反应中，二氧化氮中氮元素化合价由4价变为0价、氨气中氮元素化合价由3价变为0价，所以通入二氧化氮的电极是正极、通入氨气的电极是负极，放电时，电流从正极沿导线流向负极，所以电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极，故A错误；原电池工作时，阴离子向负极移动，为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜，防止二氧化氮反应生成硝酸盐和亚硝酸盐，导致原电池不能正常工作，故B正确；电解质溶液呈碱性，则负极电极方程式为2NH36e6OH=N26H2O，故C错误；气体摩尔体积受温度和压强影响，温度和压强未知导致气体摩尔体积未知，所以无法计算，故D错误。52016衡水二中关于下列装置的说法正确的是()图Z612A装置中盐桥内的K移向CuSO4溶液B装置将电能转变为化学能C若装置用于铁棒镀铜，则N极为铁棒D若装置用于电解精炼铜，溶液中的Cu2浓度保持不变专题强化训练专题强化训练专题强化训练专题强化训练答案A解析装置是原电池，Zn是负极，Cu是正极，阳离子K移向CuSO4溶液，A正确，B错误；装置是电解池，N是阳极，M是阴极，铁棒镀铜时M极应为铁棒，C错误；电解精炼铜时，溶液中的Cu2浓度降低，D错误。专题强化训练专题强化训练62016衡水二中某小组用如