题型五电化学题型五电化学高考真题高考真题系统研究系统研究近年真题展示近年真题展示C C解析解析: :由题中信息可知由题中信息可知, ,石墨烯电极发生氧化反应石墨烯电极发生氧化反应, ,为电解池的阳极为电解池的阳极, ,则则ZnOZnO 石石墨烯电极为阴极。阳极接电源正极墨烯电极为阴极。阳极接电源正极, ,电势高电势高, ,阴极接电源负极阴极接电源负极, ,电势低电势低, ,故石墨故石墨烯上的电势比烯上的电势比ZnOZnO 石墨烯上的高石墨烯上的高,C,C错误错误; ;由题图可知由题图可知, ,电解时阴极反应式为电解时阴极反应式为COCO2 2+2H+2H+ +2e+2e- - CO+HCO+H2 2O,AO,A正确。正确。D D D D4.4.(2017(2017全国全国卷卷,11),11)支撑海港码头基础的钢管桩支撑海港码头基础的钢管桩, ,常用外加电流的阴极保常用外加电流的阴极保护法进行防腐护法进行防腐, ,工作原理如图所示工作原理如图所示, ,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是表述不正确的是( ( ) )A.A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B.B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C.C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D.D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整C C解解析析: :支支撑撑海海港港码码头头基基础础的的钢钢管管桩桩应应用用电电解解原原理理防防腐腐, ,钢钢管管桩桩作作为为电电解解池池的的阴阴极极被被保保护护, ,高高硅硅铸铸铁铁作作为为惰惰性性辅辅助助阳阳极极起起传传递递电电流流的的作作用用。通通电电后后, ,外外电电路路电电子子从从阳阳极极高高硅硅铸铸铁铁流流出出, ,流流入入直直流流电电源源的的正正极极, ,从从直直流流电电源源的的负负极极流流出出, ,流流入入阴阴极极钢钢管管桩桩, ,通通入入保保护护电电流流使使钢钢管管桩桩表表面面腐腐蚀蚀电电流流接接近近于于零零, ,通通入入的的保保护护电电流流根据环境条件变化进行调整。表述不正确的是根据环境条件变化进行调整。表述不正确的是C C选项。选项。5.5.(2017(2017全国全国卷卷,11),11)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜的氧化膜, ,电解质溶液一般为电解质溶液一般为H H2 2SOSO4 4 H H2 2C C2 2O O4 4混合溶液。下列叙述错误的是混合溶液。下列叙述错误的是( ( ) )A.A.待加工铝质工件为阳极待加工铝质工件为阳极B.B.可选用不锈钢网作为阴极可选用不锈钢网作为阴极C.C.阴极的电极反应式为阴极的电极反应式为:Al:Al3+3+3e+3e- - AlAlD.D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动硫酸根离子在电解过程中向阳极移动C C考情考法分析考情考法分析1.1.电化学题型是一个常考不衰的重点题型电化学题型是一个常考不衰的重点题型, ,一般会结合生产实际考查电解及一般会结合生产实际考查电解及金属防护问题金属防护问题, ,结合新型电池考查原电池原理。结合新型电池考查原电池原理。2.2.此类问题的解决此类问题的解决, ,主要应该在氧化还原知识基础之上主要应该在氧化还原知识基础之上, ,充分运用电化学一般充分运用电化学一般原理来综合处理原理来综合处理, ,特别注意读题要仔细特别注意读题要仔细, ,要能抓住关键词来分析。要能抓住关键词来分析。3.3.注意提高新型电池的读图能力。注意提高新型电池的读图能力。题型考点题型考点分类突破分类突破考向考向1 1原电池原理及应用原电池原理及应用知能储备知能储备1.1.原电池基本模型原电池基本模型2.2.解决原电池问题基本流程解决原电池问题基本流程(1)(1)分析电池内存在的氧化还原反应分析电池内存在的氧化还原反应, ,若存在多个氧化还原反应还要分析先后若存在多个氧化还原反应还要分析先后顺序。顺序。(2)(2)画画出出双双线线桥桥, ,分分析析“半半反反应应”; ;根根据据电电极极材材料料, ,电电子子、电电流流流流动动方方向向, ,离离子子移移动方向或者题目所给图示分析出正负极。动方向或者题目所给图示分析出正负极。(3)(3)综综合合考考虑虑电电极极材材料料、电电解解质质特特点点以以及及题题目目所所给给的的电电池池构构造造图图写写出出正正负负极极电极反应式。电极反应式。3.3.原电池基本解题规律原电池基本解题规律(1)(1)大大部部分分电电池池一一般般先先写写负负极极电电极极反反应应式式, ,燃燃料料电电池池一一般般先先写写正正极极反反应应式式; ;然然后后用用总总反反应应( (离离子子方方程程式式) )减减去去负负极极( (燃燃料料电电池池为为正正极极) )电电极极反反应应式式即即得得正正极极( (燃料电池为负极燃料电池为负极) )电极反应式。电极反应式。(2)(2)燃料电池常见的四种正极反应式燃料电池常见的四种正极反应式: :酸性燃料电池酸性燃料电池:O:O2 2+4H+4H+ +4e+4e- - 2H2H2 2O O中碱性燃料电池中碱性燃料电池:O:O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- - 4OH4OH- -熔融碳酸盐燃料电池熔融碳酸盐燃料电池:O:O2 2+2CO+2CO2 2+4e+4e- - 2C2C熔融氧化物燃料电池熔融氧化物燃料电池:O:O2 2+4e+4e- - 2O2O2-2-(3)(3)可充电二次电池可充电二次电池: :先写放电先写放电( (原电池原电池) )电极反应式电极反应式, ,把放电电极反应式把放电电极反应式“颠颠倒过来倒过来”即是充电即是充电( (电解电解) )电极反应式。电极反应式。(4)(4)注意近些年一些非常规原电池问题时而有所考查注意近些年一些非常规原电池问题时而有所考查, ,这些电池有浓差电池、这些电池有浓差电池、温差电池、非氧化还原型原电池等温差电池、非氧化还原型原电池等, ,这些电池不符合原电池基本理论这些电池不符合原电池基本理论( (高中所高中所学原电池理论是基于自发的氧化还原反应理论学原电池理论是基于自发的氧化还原反应理论) )。遇到此类问题要根据题意。遇到此类问题要根据题意进行分析进行分析, ,而不能死套我们所学的原电池理论。而不能死套我们所学的原电池理论。典例示范典例示范【例例1 1】(2017(2017全国全国卷卷,11),11)全固态锂硫电池能量密度高、成本低全固态锂硫电池能量密度高、成本低, ,其工作其工作原理如图所示原理如图所示, ,其中电极其中电极a a常用掺有石墨烯的常用掺有石墨烯的S S8 8材料材料, ,电池反应为电池反应为:16Li+xS:16Li+xS8 8 8Li8Li2 2S Sx x(2x8)(2x8)。下列说法错误的是。下列说法错误的是( ( ) )A.A.电池工作时电池工作时, ,正极可发生反应正极可发生反应:2Li:2Li2 2S S6 6+2Li+2Li+ +2e+2e- - 3Li3Li2 2S S4 4B.B.电池工作时电池工作时, ,外电路中流过外电路中流过0.02mol0.02mol电子电子, ,负极材料减重负极材料减重0.14g0.14gC.C.石墨烯的作用主要是提高电极石墨烯的作用主要是提高电极a a的导电性的导电性D.D.电池充电时间越长电池充电时间越长, ,电池中电池中LiLi2 2S S2 2的量越多的量越多D D【例例2 2】锌锌空气燃料电池可用作电动车动力电源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电池的电解质溶液为KOHKOH溶液溶液, ,反应为反应为2Zn+O2Zn+O2 2+4OH+4OH- -+2H+2H2 2O 2Zn(OH) O 2Zn(OH) 。下列说法正确的是。下列说法正确的是( ( ) )A.A.充电时充电时, ,电解质溶液中电解质溶液中K K+ +向阳极移动向阳极移动B.B.充电时充电时, ,电解质溶液中电解质溶液中c(OHc(OH- -) )逐渐减小逐渐减小C.C.放电时放电时, ,负极反应为负极反应为Zn+4OHZn+4OH- -2e-2e- - Zn(OH)Zn(OH)D.D.放电时放电时, ,电路中通过电路中通过2mol2mol电子电子, ,消耗氧气消耗氧气22.4L(22.4L(标准状况标准状况) )C C题组巩固题组巩固1.1.(2016(2016全国全国卷卷,11),11)Mg AgClMg AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是电池。下列叙述错误的是( ( ) )A.A.负极反应式为负极反应式为Mg-2eMg-2e- - MgMg2+2+B.B.正极反应式为正极反应式为AgAg+ +e+e- - AgAgC.C.电池放电时电池放电时ClCl- -由正极向负极迁移由正极向负极迁移D.D.负极会发生副反应负极会发生副反应Mg+2HMg+2H2 2O Mg(OH)O Mg(OH)2 2+H+H2 2B B解解析析: :M M g g A A g gC C l l 电电池池以以海海水水为为电电解解质质溶溶液液 , ,其其负负极极失失电电子子发发生生氧氧化化反反应应 : :M M g g- -2 2e e- - M Mg g2 2+ +, ,正正极极得得电电子子发发生生还还原原反反应应 : :2 2A A g gC C l l+ +2 2e e- - 2 2C C l l- -+ +2 2A A g g; ;电电池池放放电电时时 , ,电电 子子由由负负极极移移向向正正极极 , ,C C l l- -则则相相应应地地由由正正极极移移向向负负极极 ; ;负负极极为为 M Mg g失失电电子子发发生生氧氧化化反反应应 , ,M M g g金金 属属 活活 泼泼 性性 强强 , ,易易 与与 水水 反反 应应 , ,故故 负负 极极 会会 发发 生生 副副 反反 应应 M M g g+ +2 2H H2 2O O Mg(OH) Mg(OH)2 2+H+H2 2。2.2.(2015(2015全国全国卷卷,11),11)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为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.A.正极反应中有正极反应中有COCO2 2生成生成B.B.微生物促进了反应中电子的转移微生物促进了反应中电子的转移C.C.质子通过交换膜从负极区移向正极区质子通过交换膜从负极区移向正极区D.D.电池总反应为电池总反应为C C6 6H H1212O O6 6+6O+6O2 2 6CO6CO2 2+6H+6H2 2O OA A解解析析: :负负极极发发生生氧氧化化反反应应, ,生生成成COCO2 2气气体体,A,A项项错错误误; ;微微生生物物电电池池中中的的化化学学反反应应速速率率较较快快, ,即即微微生生物物促促进进了了反反应应中中电电子子的的转转移移,B,B项项正正确确; ;原原电电池池中中阳阳离离子子向向正正极极移移动动, ,阴阴离离子子向向负负极极移移动动,C,C项项正正确确; ;电电池池总总反反应应是是C C6 6H H1212O O6 6与与O O2 2反反应应生生成成COCO2 2和和H H2 2O,DO,D项正确。项正确。D D【教师用书备用教师用书备用】最新发明的一种有望用在电动汽车上的锂最新发明的一种有望用在电动汽车上的锂硫电池装置如硫电池装置如图所示图所示, ,用有机聚合物作电解质用有机聚合物作电解质, ,已知放电时电池反应为已知放电时电池反应为LiLi2 2S S6 6+10Li 6Li+10Li 6Li2 2S S。下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )A.A.放电时放电时,Li,Li+ +向负极移动向负极移动B.B.充电时充电时, ,阳极质量减小阳极质量减小, ,阴极质量增加阴极质量增加C.C.放电时放电时, ,正极的电极反应为正极的电极反应为 -10e-10e- - 6S6S2-2-D.D.可用可用LiClLiCl水溶液代替聚合物电解质水溶液代替聚合物电解质B B考向考向2 2电解池原理与应用电解池原理与应用知能储备知能储备1.1.电解原理模型电解原理模型2.2.离子放电顺序离子放电顺序( (惰性电极惰性电极) )阳极阳极:S:S2-2-II- -BrBr- -ClCl- -OHOH- -( (活泼电极作阳极时活泼电极作阳极时, ,放电的是阳极材料本身放电的是阳极材料本身, ,注意注意FeFe作阳极一般仅能失去作阳极一般仅能失去2e2e- -););阴极阴极:Ag:Ag+ +FeFe3+3+CuCu2+2+HH+ +( (酸酸)Sn)Sn2+2+ZnZn2+2+FeFe2+2+HH+ +(H(H2 2O)AlO)Al3+3+。3.3.电解原理应用、常见四种类型电解及电解质溶液复原电解原理应用、常见四种类型电解及电解质溶液复原( (见一轮复习资料见一轮复习资料) )。4.4.电解原理解题基本流程电解原理解题基本流程(1)(1)先看阳极是否为先看阳极是否为“惰性电极惰性电极”, ,若为活泼电极若为活泼电极, ,则放电的就是阳极本身则放电的就是阳极本身, ,直直接写出阳极反应式接写出阳极反应式; ;若为惰性电极若为惰性电极, ,则根据阴离子放电顺序写出阳极反应式。则根据阴离子放电顺序写出阳极反应式。(2)(2)根据阳离子放电顺序写出阴极反应式。根据阳离子放电顺序写出阴极反应式。(3)(3)根据阴阳极反应结合离子方程式书写规律根据阴阳极反应结合离子方程式书写规律, ,写出总反应方程式。写出总反应方程式。(4)(4)根据电解总方程式以及阴阳极反应式进行相关计算或判断。根据电解总方程式以及阴阳极反应式进行相关计算或判断。【温馨提示】【温馨提示】有些电解需要根据题意具体问题具体分析有些电解需要根据题意具体问题具体分析, ,不能生搬硬套。比如不能生搬硬套。比如AlAl作阳极有些题目里可以写成作阳极有些题目里可以写成Al-3eAl-3e- - AlAl3+3+, ,而有些题目说是电解法在酸性而有些题目说是电解法在酸性介质中使介质中使AlAl表面形成一层氧化层表面形成一层氧化层, ,此时则应该写成此时则应该写成2Al+3H2Al+3H2 2O-6eO-6e- - AlAl2 2O O3 3+6H+6H+ +。典例示范典例示范【例例1 1】(2016(2016全国全国卷卷,11),11)三室式电渗析法处理含三室式电渗析法处理含NaNa2 2SOSO4 4废水的原理如图废水的原理如图所示所示, ,采用惰性电极采用惰性电极,ab,ab、cdcd均为离子交换膜均为离子交换膜, ,在直流电场的作用下在直流电场的作用下, ,两膜中间两膜中间的的NaNa+ +和和S S 可通过离子交换膜可通过离子交换膜, ,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是下列叙述正确的是( ( ) )A.A.通电后中间隔室的通电后中间隔室的S S 离子向正极迁移离子向正极迁移, ,正极区溶液正极区溶液pHpH增大增大B.B.该法在处理含该法在处理含NaNa2 2SOSO4 4废水时可以得到废水时可以得到NaOHNaOH和和H H2 2SOSO4 4产品产品C.C.负极反应为负极反应为2H2H2 2O-4eO-4e- - O O2 2+4H+4H+ +, ,负极区溶液负极区溶液pHpH降低降低D.D.当电路中通过当电路中通过1mol1mol电子的电量时电子的电量时, ,会有会有0.5mol0.5mol的的O O2 2生成生成B B【例例2 2】(2018(2018湖北黄冈模拟湖北黄冈模拟) )某化学兴趣小组学生对塑料饭盒废弃物的水解某化学兴趣小组学生对塑料饭盒废弃物的水解液进行电渗析处理液进行电渗析处理, ,同时得到对苯二甲酸。原理如图所示同时得到对苯二甲酸。原理如图所示(H(H2 2A A表示对苯二甲酸表示对苯二甲酸,A,A2-2-表示对苯二甲酸根离子表示对苯二甲酸根离子),),下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )A.A.电极电极a a为阴极为阴极, ,电极电极b b产生氧气产生氧气B.B.通电一段时间后通电一段时间后, ,硫酸溶液硫酸溶液pHpH升高升高C.AC.A2-2-通过阴离子交换膜进入浓缩室通过阴离子交换膜进入浓缩室D.D.对对200mL8.3g/L200mL8.3g/L的对苯二甲酸溶液通电一段时间后的对苯二甲酸溶液通电一段时间后, ,浓度上升到浓度上升到0.1mol/L,0.1mol/L,阴阴极产生气体体积为极产生气体体积为4.48L4.48LC C精精讲讲精精析析: :首首先先观观察察电电极极材材料料为为惰惰性性电电极极 , ,据据图图右右侧侧极极区区含含 A A2 2- -, ,根根据据浓浓缩缩室室 H H2 2A A浓浓度度增增大大, ,判判 断断 A A2 2- -从从右右侧侧极极区区经经阴阴离离子子交交换换膜膜进进入入了了浓浓缩缩室室 , ,由由于于阴阴离离子子移移向向阳阳极极 , ,所所 以以 a a为为阳阳极极、 b b为为阴阴极极 ; ;根根据据离离子子放放电电顺顺序序 , ,阴阴极极电电极极反反应应为为 2 2 H H+ + +2 2e e- - H H2 2 , , 阳阳极极反反应应为为4 4 O OH H- - -4 4e e- - O O2 2 + +2 2H H2 2O O , , 总总电电解解反反应应为为电电解解水水型型。由由以以上上分分析析 A A错错 误误 ; ;阳阳极极区区氢氢氧氧根根放放电电, ,放放氧氧生生酸酸 p p H H 降降 低低 , ,所所 以以 B B错错 误误 ; ;阴阴极极区区氢氢离离子子放放电电导导致致电电荷荷不不守守恒恒 , ,多多余余的的 A A2 2- -通通 过过阴阴离离子子交交换换膜膜进进入入浓浓缩缩室室平平衡衡电电荷荷 , ,所所 以以 C C正正 确确 ; ;D D 项项由由于于没没有有限限定定 “标标准准状状况况 ”, ,所所以以4 4. . 4 48 8L L无无意意义义 , ,因因 此此 D D错错误误。注注意意 : : D D 项项如如有有说说明明是是 “标标准准状状况况 ”, ,则则应应通通过过计计算算来来判判断断正正误误。由由于于此此题题属属于于电电解解水水型型 , ,相相当当于于是是溶溶液液浓浓缩缩类类计计算算 , ,浓浓缩缩过过程程中中水水减减少少 , ,溶溶质质不不变变 , ,8 8. .3 3g g/ /L L对对苯苯二二甲甲酸酸溶溶液液换换算算成成物物质质的的量量浓浓度度约约为为 0 0. .0 05 5m m o ol l/ /L L , , 浓浓度度提提高高一一倍倍 , ,则则溶溶液液体体积积减减小小一一半半 ( (近近似似认认为为溶溶液液体体积积减减少少就就是是水水的的体体积积 ) ) , , 所所以以电电解解掉掉的的水水为为1 10 00 0m m L L( (即即1 10 00 0g g) ), , 再再根根据据总总电电解解方方程程式式 : :2 2H H2 2O O 2 2H H2 2 + +O O2 2 , , 生生 成成 H H2 2的的物物质质的的量量为为 5.6mol 5.6mol氢气氢气,5.6molH,5.6molH2 2标准状况下体积为标准状况下体积为125.44L125.44L。这里要特别提醒。这里要特别提醒, ,选择题里一般不会出现特别复杂的计算。如果发现某个选项需要特别复杂选择题里一般不会出现特别复杂的计算。如果发现某个选项需要特别复杂的计算的计算, ,一般可以不予考虑该选项一般可以不予考虑该选项( (通常会有比较简单的方法排除该选项通常会有比较简单的方法排除该选项) )。题组巩固题组巩固1.1.(2018(2018安徽宿州模拟安徽宿州模拟) )如图为光伏发电电解甲基肼如图为光伏发电电解甲基肼CHCH3 3NHNHNHNH2 2 制氢的制氢的装置示意图装置示意图( (电解池中交换膜仅阻止气体通过电解池中交换膜仅阻止气体通过,a,a、b b极均为惰性电极极均为惰性电极) )。下列。下列叙述中正确的是叙述中正确的是( ( ) )A.NA.N型半导体为正极型半导体为正极,P,P型半导体为负极型半导体为负极B.B.制氢装置溶液中电子从制氢装置溶液中电子从a a极流向极流向b b极极C.C.工作时工作时, ,产生的产生的N N2 2、H H2 2体积比为体积比为13(13(同温同压同温同压) )D.D.工作时工作时,a,a极的电极反应式为极的电极反应式为CHCH3 3NHNHNHNH2 2+12OH+12OH- -10e-10e- - C +NC +N2 2+9H+9H2 2O OD D2.2.(2018(2018甘肃靖远模拟甘肃靖远模拟) )利用电化学原理还原利用电化学原理还原COCO2 2制取制取ZnCZnC2 2O O4 4的装置如图所示的装置如图所示( (电解液不参加反应电解液不参加反应),),下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )A.A.可用可用H H2 2SOSO4 4溶液作电解液溶液作电解液B.B.阳离子交换膜的主要作用是增强导电性阳离子交换膜的主要作用是增强导电性C.PbC.Pb电极的电极反应式是电极的电极反应式是2CO2CO2 2-2e-2e- - C C2 2D.D.工作电路中每流过工作电路中每流过0.02mol0.02mol电子电子,Zn,Zn电极质量减轻电极质量减轻0.65g0.65gD D3.3.(2018(2018吉林实验中学模拟吉林实验中学模拟) )某镍冶炼车间排放的漂洗废水中含有一定浓度某镍冶炼车间排放的漂洗废水中含有一定浓度的的NiNi2+2+和和ClCl- -, ,图甲是双膜三室电沉积法回收废水中的图甲是双膜三室电沉积法回收废水中的NiNi2+2+的示意图的示意图, ,图乙描述图乙描述的是实验中阴极液的是实验中阴极液pHpH与镍回收率之间的关系。下列说法不正确的是与镍回收率之间的关系。下列说法不正确的是( ( ) ) A.A.交换膜交换膜a a为阳离子交换膜为阳离子交换膜B.B.阳极反应式为阳极反应式为2H2H2 2O-4eO-4e- - O O2 2+4H+4H+ +C.C.阴极液阴极液pH=1pH=1时时, ,镍的回收率低主要是有较多的镍的回收率低主要是有较多的H H2 2生成生成D.D.浓缩室得到浓缩室得到1L0.5mol/L1L0.5mol/L的盐酸时的盐酸时, ,阴极回收得到阴极回收得到11.8g11.8g镍镍D D解析解析: :阳极区域是稀硫酸阳极区域是稀硫酸, ,阳极氢氧根离子失电子生成氧气阳极氢氧根离子失电子生成氧气, ,氢离子通过交换氢离子通过交换膜膜a a进入浓缩室进入浓缩室, ,所以交换膜所以交换膜a a为阳离子交换膜为阳离子交换膜, ,故故A A正确正确; ;阳极反应式为阳极反应式为2H2H2 2O-O-4e4e- - O O2 2+4H+4H+ +, ,故故B B正确正确; ;阴极发生还原反应阴极发生还原反应, ,酸性强时主要是氢离子发生还酸性强时主要是氢离子发生还原反应生成氢气原反应生成氢气, ,酸性弱时主要是酸性弱时主要是NiNi2+2+发生还原反应生成发生还原反应生成Ni,Ni,故故C C正确正确; ;浓缩室浓缩室得到得到1L0.5mol/L1L0.5mol/L的盐酸时的盐酸时, ,转移电子转移电子0.4mol,0.4mol,阴极生成镍和氢气阴极生成镍和氢气, ,所以阴极回所以阴极回收得到镍小于收得到镍小于11.8g,11.8g,故故D D不正确。不正确。D D【教师用书备用】【教师用书备用】臭氧是常见的强氧化剂臭氧是常见的强氧化剂, ,广泛用于水处理系统。制取臭氧广泛用于水处理系统。制取臭氧的方法很多的方法很多, ,其中高压放电法和电解纯水法原理如图所示其中高压放电法和电解纯水法原理如图所示, ,下列有关说法不正下列有关说法不正确的是确的是( ( ) )A.A.高压放电法高压放电法, ,反应的原理为反应的原理为3O3O2 2 2O2O3 3B.B.高压放电出来的空气中高压放电出来的空气中, ,除含臭氧外还含有氮的氧化物除含臭氧外还含有氮的氧化物C.C.电解纯水时电解纯水时, ,电极电极b b周围发生的电极反应有周围发生的电极反应有6OH6OH- -6e-6e- - O O3 3+3H+3H2 2O O和和4OH4OH- - -4e4e- - O O2 2+2H+2H2 2O OD.D.电解水时电解水时,H,H+ +由电极由电极a a经聚合电解质薄膜流向电极经聚合电解质薄膜流向电极b b考向考向3 3电化学原理综合应用电化学原理综合应用知能储备知能储备1.1.金属腐蚀与防护金属腐蚀与防护(1)(1)金属腐蚀本质金属腐蚀本质: :金属没有负价金属没有负价, ,所以金属腐蚀本质就是金属失电子被氧化所以金属腐蚀本质就是金属失电子被氧化的过程的过程:M-xe:M-xe- - M Mx+x+。(2)(2)金属腐蚀类型金属腐蚀类型:化学腐蚀化学腐蚀;电化学腐蚀电化学腐蚀( (又分为原电池腐蚀、电解原理又分为原电池腐蚀、电解原理腐蚀腐蚀) )(3)(3)金属防腐原理金属防腐原理:涂覆保护层涂覆保护层: :原理是隔离氧化剂与还原剂原理是隔离氧化剂与还原剂( (金属金属););电化电化学保护学保护: :根据原电池、电解池原理知根据原电池、电解池原理知, ,原电池负极发生氧化反应、电解池阳极原电池负极发生氧化反应、电解池阳极发生氧化反应发生氧化反应, ,据此我们知道金属原电池腐蚀是因为被腐蚀金属作了负极据此我们知道金属原电池腐蚀是因为被腐蚀金属作了负极, ,电电解腐蚀是因为被腐蚀金属作了阳极。电化学保护原理也就是让金属作原电池解腐蚀是因为被腐蚀金属作了阳极。电化学保护原理也就是让金属作原电池正极或作电解池阴极即可。其中利用原电池原理防护方法称牺牲阳极保护法正极或作电解池阴极即可。其中利用原电池原理防护方法称牺牲阳极保护法, ,利用电解池原理防护方法称阴极电保护法利用电解池原理防护方法称阴极电保护法;加入加入NiNi、CrCr把铁制成不锈钢改把铁制成不锈钢改变金属内部结构。变金属内部结构。2.2.原电池、电解池串并联装置原电池、电解池串并联装置: :这类题目要充分运用物理学科中的思想进行这类题目要充分运用物理学科中的思想进行分析。分析。3.3.电化学综合计算电化学综合计算(1)(1)注意串联的原电池或电解池各个电极放电量相等的基本等量关系。注意串联的原电池或电解池各个电极放电量相等的基本等量关系。(2)(2)注意能量与电量的不同注意能量与电量的不同, ,转移电量相同不代表消耗或释放能量相同。因为转移电量相同不代表消耗或释放能量相同。因为I=q/t,I=q/t,所以所以W=IW=I2 2Rt= R,Rt= R,电量电量q q一定时一定时, ,电功多少与时间电功多少与时间t t有关。有关。(3)(3)电化学计算一般比较复杂电化学计算一般比较复杂, ,耗时较多耗时较多, ,所以遇到此类问题时可把选项暂时所以遇到此类问题时可把选项暂时放一放放一放, ,或利用排除法进行筛选。或利用排除法进行筛选。典例示范典例示范B B 【例例2 2】(2018(2018广东东莞模拟广东东莞模拟) )近年来近年来, ,我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象出现铁帽腐蚀现象, ,在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀, ,防护原理如图。防护原理如图。下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )A.A.阴极电极反应为阴极电极反应为4OH4OH- -4e-4e- - O O2 2+2H+2H2 2O OB.B.阳极电极反应为阳极电极反应为Zn-2eZn-2e- - ZnZn2+2+C.C.该装置为牺牲阳极的阴极保护法该装置为牺牲阳极的阴极保护法D.D.绝缘子表面产生的绝缘子表面产生的OHOH- -向阴极移动向阴极移动B B精精讲讲精精析析: :阴阴极极电电极极反反应应为为2H2H2 2O+2eO+2e- - H H2 2+2OH+2OH- -, ,选选项项A A错错误误; ;阳阳极极锌锌失失电电子子产产生生锌锌离离子子, ,电电极极反反应应为为Zn-2eZn-2e- - ZnZn2+2+, ,选选项项B B正正确确; ;该该装装置置为为外外加加电电源源的的阴阴极极保保护护法法, ,选选项项C C错错误误; ;电电解解池池中中绝绝缘缘子子表表面面产产生生的的OHOH- -向向阳阳极极移移动动, ,选选项项D D错错误误。金金属属腐腐蚀蚀与与防防护护类类型型题题目目较较为为简简单单, ,做做好好此此类类题题的的关关键键是是细细心心, ,四四个个选选项项都都要要仔仔细细比比对对, ,权权衡衡后后作作出出最最有有把把握握的的判判断断, ,绝绝不不能能匆匆匆匆一一看看就就作作出出解解答答, ,不不能能轻轻视。视。题组巩固题组巩固D D1.1.(2018(2018北京卷北京卷,12),12)验证牺牲阳极的阴极保护法验证牺牲阳极的阴极保护法, ,实验如下实验如下( (烧杯内均为经过酸化的烧杯内均为经过酸化的3%NaCl3%NaCl溶液溶液) )。下列说法不正确的是下列说法不正确的是( ( ) )A.A.对比对比, ,可以判定可以判定ZnZn保护了保护了FeFeB.B.对比对比,K,K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6 可能将可能将FeFe氧化氧化C.C.验证验证ZnZn保护保护FeFe时不能用时不能用的方法的方法D.D.将将ZnZn换成换成Cu,Cu,用用的方法可判断的方法可判断FeFe比比CuCu活泼活泼在在FeFe表面生成表面生成蓝色沉淀色沉淀试管内无明管内无明显变化化试管内生成管内生成蓝色沉淀色沉淀解析解析: :实验实验中加入中加入K K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6,溶液无明显变化溶液无明显变化, ,说明溶液中没有说明溶液中没有FeFe2+2+; ;实验实验中加入中加入K K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6,生成蓝色沉淀生成蓝色沉淀, ,说明溶液中有说明溶液中有FeFe2+2+,A,A正确正确; ;对比对比可可知知,中中K K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6 可能将可能将FeFe氧化成氧化成FeFe2+2+,Fe,Fe2+2+再与再与K K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6 反应生成蓝色反应生成蓝色沉淀沉淀,B,B正确正确; ;由以上分析可知由以上分析可知, ,验证验证ZnZn保护保护FeFe时时, ,可以用可以用做对比实验做对比实验, ,不能不能用用的方法的方法,C,C正确正确;K;K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6 可将单质铁氧化为可将单质铁氧化为FeFe2+2+,Fe,Fe2+2+与与K K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6 生生成蓝色沉淀成蓝色沉淀, ,附着在附着在FeFe表面表面, ,无法判断铁比铜活泼无法判断铁比铜活泼,D,D不正确。不正确。2.2.(2018(2018北京东城区模拟北京东城区模拟) )利用如下实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀。利用如下实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀。下列说法不正确的是下列说法不正确的是( ( ) )A.A.上述正极反应均为上述正极反应均为O O2 2+2H+2H2 2O+O+4e4e- - 4OH4OH- -B.B.在不同溶液中在不同溶液中,Cl,Cl- -是影响吸是影响吸氧腐蚀速率的主要因素氧腐蚀速率的主要因素C.C.向实验向实验中加入少量中加入少量(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4固体固体, ,吸氧腐蚀速率加快吸氧腐蚀速率加快D.D.在在300min300min内内, ,铁钉的平均吸氧铁钉的平均吸氧腐蚀速率酸性溶液大于中性溶液腐蚀速率酸性溶液大于中性溶液B B实验装置装置实验编号号浸泡液浸泡液pHpH1.0mol/LNH1.0mol/LNH4 4ClCl5 50.5mol/L(NH0.5mol/L(NH4 4) )2 2SOSO4 45 51.0mol/LNaCl1.0mol/LNaCl7 70.5mol/LNa0.5mol/LNa2 2SOSO4 47 7氧气氧气浓度随度随时间的的变化化3.3.(2018(2018山东济南模拟山东济南模拟) )为实现节能减排为实现节能减排, ,氯碱工业中相关物料的传输与氯碱工业中相关物料的传输与转化关系如图所示转化关系如图所示( (电极均为惰性电极电极均为惰性电极, ,图中未标出图中未标出) )。下列说法中正确的。下列说法中正确的是是( ( ) )A.AA.A1 1区域为阴极区区域为阴极区, ,电解过程中电解过程中, ,溶液溶液pHpH增大增大B.BB.B2 2区域中发生的电极反应为区域中发生的电极反应为O O2 2+4H+4H+ +4e+4e- - 2H2H2 2O OC.C.若两池中所用离子膜类型相同若两池中所用离子膜类型相同, ,则则ababD.D.利用整套装置最终获得的产品是氢气、氧气和烧碱利用整套装置最终获得的产品是氢气、氧气和烧碱C C解解析析: :在在电电解解池池中中生生成成的的物物质质只只能能是是氢氢氧氧化化钠钠、氢氢气气和和氯氯气气, ,由由图图示示得得到到Y Y要要进进入入燃燃料料电电池池, ,所所以以Y Y为为氢氢气气,X,X为为氯氯气气。则则A A1 1区区域域为为电电解解池池的的阳阳极极区区, ,选选项项A A错错误误; ;燃燃料料电电池池的的电电解解质质溶溶液液为为氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液, ,所所以以正正极极上上应应该该是是氧氧气气得得电电子子生生成成氢氢氧氧根根离离子子的的反反应应, ,选选项项B B错错误误; ;电电解解饱饱和和食食盐盐水水应应该该用用阳阳离离子子交交换换膜膜, ,所所以以燃燃料料电电池池中中也也是是阳阳离离子子交交换换膜膜, ,在在B B装装置置中中就就是是NaNa+ +透透过过阳阳离离子子交交换换膜膜由由左左向向右右进进入入装装置置B B2 2区区域域中中, ,同同时时B B2 2中中应应该该是是氧氧气气得得电电子子生生成成氢氢氧氧根根离离子子, ,所所以以B B2 2区区域域中中氢氢氧氧化化钠钠浓浓度度会会增增大大, ,选选项项C C正正确确; ;整整套套装装置置中中的的氢氢气气在在燃燃料料电电池池中中被消耗了被消耗了, ,所以氢气不是最终产物所以氢气不是最终产物, ,选项选项D D错误。错误。【教师用书备用教师用书备用】利用电化学原理将有机废水中的乙二胺利用电化学原理将有机废水中的乙二胺HH2 2N(CHN(CH2 2) )2 2NHNH2 2 转转化为无毒物质的原理示意图如图化为无毒物质的原理示意图如图1 1所示所示, ,同时利用该装置再实现镀铜工艺示同时利用该装置再实现镀铜工艺示意图如图意图如图2 2所示所示, ,当电池工作时当电池工作时, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )A.A.图图1 1中中H H+ +透过质子交换膜由右向左移动透过质子交换膜由右向左移动B.B.工作一段时间后工作一段时间后, ,图图2 2中中CuSOCuSO4 4溶液浓度减小溶液浓度减小C.C.当当Y Y电极消耗电极消耗0.5molO0.5molO2 2时时, ,铁电极增重铁电极增重64g64gD.XD.X电极反应式电极反应式:H:H2 2N(CHN(CH2 2) )2 2NHNH2 2+4H+4H2 2O+16eO+16e- - 2CO2CO2 2+N+N2 2+16H+16H+ +C C解析解析: :图图1 1是原电池是原电池,Y,Y电极上氧气被还原生成水电极上氧气被还原生成水, ,所以所以Y Y是正极是正极, ,氢离子移向正氢离子移向正极极,H,H+ +透过质子交换膜由左向右移动透过质子交换膜由左向右移动, ,故故A A错误错误; ;图图2 2是电镀池是电镀池,CuSO,CuSO4 4溶液浓度溶液浓度不变不变, ,故故B B错误错误; ;当当Y Y电极消耗电极消耗0.5molO0.5molO2 2时时, ,转移电子转移电子2mol,2mol,根据转移电子数根据转移电子数, ,铁铁电极生成电极生成1mol1mol铜铜, ,电极增重电极增重64g,64g,故故C C正确正确;X;X是负极是负极, ,失电子发生氧化反应失电子发生氧化反应, ,电电极反应式是极反应式是H H2 2N(CHN(CH2 2) )2 2NHNH2 2+4H+4H2 2O-16eO-16e- - 2CO2CO2 2+N+N2 2+16H+16H+ +, ,故故D D错误。错误。