2022年高考化学试题专题电化学知识 .pdf

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1、学习必备欢迎下载电化学知识专题高考重要考点1、原电池、电解池的原理；2、电化学的应用（电镀池、氯碱工业、粗铜精炼、金属的电化学防护等）一、原电池、电解池、电镀池的比较原电池电解池电镀池定义将化学能转化成电能的装置将电能转化成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置装置形成条件活泼性不同的两电极电解质溶液形成闭合回路两电极接直流电源两电极插入电解质溶液中形成闭合回路镀层金属接电源正极，作为阳极；待镀金属接电源负极，作为阴极电镀液必须含有镀层金属的离子电极名称负极：较活泼金属正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连名称同电解，但有限制条件。

2、阳极：必须是镀层金属阴极：镀件（待镀的物件）电极反应负极：氧化反应（负失氧 ) 正极：还原反应（正得还）原电池的电极反应较为复杂,不易总结出明显的规律特征. 阳极：氧化反应， 溶液中的阴离子或金属电极失电子（阳失氧 )阴极：还原反应， 一定是溶液中的阳离子得电子 （阴得还）阳极： 氧化反应， 金属电极失电子，并不断溶解 （阳失氧 )阴极：还原反应，电镀液中的镀层金属阳离子得电子 （阴得还）电子流向电子流向：负极正极电子流向：负极阴极阳极正极同电解池电流方向电流方向：正极负极电流方向：正极阳极电解质溶液阴极负极同电解池对比电解质导电的过程实质上就是电解过程；电解是在外电源的作用下被迫 发生的氧化

3、还原的过程，把电能转化为化学能，而在原电池中正好相反，是自发 的氧化还原反应的过程，把化学能转化为电能。二、原电池正负极的判断1、由组成原电池两极的电极材料判断，如果两极是由活泼性不同的金属作电极时，一般情况下 相对活泼的金属是负极，活泼性较弱的金属是正极（注：此判定为默许规则，一定要注意实际情况，如：Mg Al NaOH，Al 才是负极； AlCu浓硝酸， Cu才是负极）；如果是由金属和非金属导体(或金属氧化物导体 )作电极，金属是负极，非金属导体(或金属氧化物导体)是正极。2、根据氧化反应、 还原反应发生的位置判定，发生氧化反应的极(或在该极处失电子)为负极， 即 （负失氧 )；发生还原反

4、应的极(或在该极处得电子)为正极，即 （正得还） 。3、根据电子流出或电流流入的电极为负极，相反为正极。4、根据原电池里电解质溶液内离子流动方向判断：阳离子移向的极为正极，阴离子移向的极为负极。5、根据原电池的两极发生的现象判断。溶解或质量减轻的电极为负极，有气体或金属析出的电极为正极。三、常见的几类电池1、锌 锰干电池，以NH4Cl 为电解质溶液的电极反应式：负极： Zn 2e- Zn2+正极： 2MnO2 2NH4+ 2e- Mn2O3 2NH3 H2O 总反应： Zn 2MnO2 2NH4+ Zn2+ Mn2O3 2NH3 H2O 2、碱性电池 具有容量大、 放电电流大的特点，因而得到广

5、泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)2MnO2(s)H2O(l) Zn(OH)2(s)Mn2O3(s) 则下列说法错误的是( ) A.电池工作时，锌失去电子，电极反应式为：Zn 2OH2e- Zn(OH)2(s) B.电池正极的电极反应式为：2MnO2(s) H2O(l) 2e-Mn2O3(s)2OH（aq) C.电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D.外电路中每通过0.2 mol 电子，锌的质量理论上减小6.5 g CuSO4 Fe Cu CuSO4 C C Fe Cu H2SO4 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - -

6、- - - - -第 1 页，共 6 页学习必备欢迎下载3、锂电池 是新一代高能电池，目前已经研制成多种锂电池（已广泛应用于手机行业中）。某种锂电池总的反应式为： Li+ MnO2 LiMnO2，关于该电池，下列说法正确的是（）A 放电时，负极反应：Li e- Li+ B 放电时，负极反应：MnO2 e- MnO2-C 电池反应时，锂为正极，二氧化锰为负极D.电池反应时，混合物由黑色变成紫色4、银锌电池（钮扣式电池）的两个电极分别是由氧化银与少量石墨组成的活性材料和锌汞合金构成，电解质为氢氧化钾溶液，总反应为：Ag2OZn 2Ag ZnO，下列判断正确的是（）A、锌为正极， Ag2O 为负极B

7、、锌为负极： Zn2OH2e- ZnOH2O；Ag2O 为正极： Ag2OH2O2e- 2Ag2OHC、原电池工作时，负极区PH 减小，正极区PH 增大D、原电池工作时，负极区PH 增大5、铅蓄电池 (PbPbO2H2SO4)放电时 原电池 的电极反应式： （请写出充电时电解池 的电极反应式）放电时 原电池 ：负极：正极：总反应：充电时 电解池 ：6、高铁电池 是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为下列叙述不正确的是 ( ) A放电时负极反应为：Zn2e+2OH= Zn(OH)2B充电时阳极反应为：Fe(OH)3 3e + 5 OH= F

8、eO24+ 4H2O C放电时每转移3 mol 电子，正极有1mol K2FeO4被氧化D放电时正极附近溶液的碱性增强7、熔融盐燃料电池具有高的发电效率，现可用LI2CO3和 Na2CO3的熔融盐的混合物做电解质，CO 为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为就阴极助燃气，制得在6500C 下的燃料电池，请书写电极反应式：负极反应式： 2CO 2CO32-4e- 4CO2正极反应式：O2 CO2 +4e- 2CO32-总反应式： 2CO O2 =4CO2 8、(燃料电池 )宇宙飞船上的氢氧燃料电池，两个电极均由多孔碳制成，其电池反应为：2H2 O22H2O，试写出电解质溶液为盐酸时的电极反应式，并

9、指出各电极和电解质溶液的PH 值的变化，若电解质溶液为KOH 时又如何？若电解质溶液为NaCl 时又如何？1、电解质为盐酸或硫酸时：负极：PH 值变正极：PH 值变总反应式：溶液被稀释， PH 值变。2、电解质为KOH 时：负极：PH 值变正极：PH 值变总反应式：溶液被稀释， PH 值变。拓展：如把 H2改 CH4，用 KOH 作电解质溶液，则电极反应为：负极：正极：总反应式：消耗了， 溶液 PH 值变。如把电解质 KOH 溶液改为盐酸或硫酸时，则电极反应为：负极：正极：总反应式：消耗了，溶液 PH值变。四、原电池应用1.金属腐蚀： (1)化学腐蚀 由一般的化学反应引起的腐蚀。(2)电化腐蚀

10、：以钢铁的腐蚀为例a.析氢腐蚀：负极： Fe 2e- = Fe2+（强或较强酸性条件下）正极： 2H+ +2e- = H2（析氢腐蚀）（吸氧腐蚀）总反应式：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2放电充电3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH 点燃Fe C H2SO4 Fe C NaCl精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页学习必备欢迎下载b.吸氧腐蚀：负极： Fe 2e- = Fe2+（中性、碱性或极弱酸性条件下）正极： O2 + 2H2O+ 4e- = 4OH总

11、反应式：2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)22.防护方法：(1)改变金属内部组织结构(2)在金属表面覆盖保护牺牲了 Zn(负极 )而保护了 Fe(正极 )(3)电化学保护法牺牲阳 (负)极的阴 (正)极保护法 注：原电池的负极又叫阳极，正极又叫阴极。3.制造新化学电源（注意新型原电池、电解池在考题中的出现，常以判定电极反应是否正确、电子转移是否正确以及溶液的酸碱性的变化的形式出现。在填空题中可能会让我们由已知信息书写电极反应，希望同学们加强这方面知识的归纳和总结，并逐步形成一定的技巧和能力。）五、电解池电解质的导电的过程实质上就是电解过程；电解是在外电源的作用下被迫发生的氧化还

12、原的过程，把电能转化为化学能，而在原电池中正好相反，是自发的氧化还原反应的过程，把化学能转化为电能。离子放电顺序 阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。阳极 若为惰性电极(C,Pt, Au 等),则阴离子放电（失电子，发生氧化反应），放电顺序为：阳极金属（除 Pt、Au）S2IBrClOH含氧酸根离子 F若为活泼电极,则电极本身失去电子而放电。因为活泼电极的还原性几乎大于一切的阴离子。阴极 无论是惰性电极，还是活性电极，阴极都不会参与电极反应，始终为阳离子放电（得电子，发生还原反应），放电顺序为：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+(酸)Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+ H+( H2O)A

13、l3+Mg2+Na+Ca+K+六、电解规律（惰性电极，带*号的例外）及溶液pH 的变化类型电解质（水溶液）被电解电极产物溶液 pH 变化的原因、结果电解质复原的物质阳极阴极电解水型含氧酸（如 H2SO4）水O2H2水减少，溶液浓度增大， PH 减小。加 H2O强碱（如 NaOH）水O2H2水减少，溶液浓度增大， PH 增大。加 H2O 活 泼 金 属的 含 氧酸 盐（如 KNO3、Na2SO4）水O2H2水减少，盐溶液的浓度增大，PH不变或略减小(若为水解的盐 )。加 H2O 电解电解质型无氧酸 (如 HCl) ，除 HF外，酸非金属单质（如 Cl2）H2H+放电， H+降低， PH 增大。加

14、 HCl 不活泼金属的无氧酸盐(如 CuCl2)， 除氟化物外盐非金属单质（如 Cl2）金属单质（如 Cu）PH 基本不变； 但严格意义上对水解有影响。 PH 略为增大。加 CuCl2放 H2生碱型活 泼 金 属的 无 氧酸 盐（如 NaCl）水和盐非金属单质（如 Cl2）H2H+放电， H+减小， OH增大，PH 增大。加 HCl 放 O2生酸型不活泼金属的含氧酸盐（如 CuSO4）水和盐O2金属单质（如 Cu）OH放电，OH降低，H+增大，PH 减小。加 CuO 电镀型 *电镀液溶解析出金属电镀液组成基本未变，PH 不变七、电解的应用1、氯碱工业 ：电解饱和食盐水制取烧碱、氯气、氢气阳极：

15、阴极：总的方程式：2、电镀 : (1)概念：应用电解原理在某些金属表面镀上其它金属或合金的过程。(2)电镀池的形成条件：A 镀件作阴极B 镀层金属作阳极C 电镀液中含有镀层金属离子电镀例：在一根铁棒上镀上Cu 阳极： Cu2e= Cu2+阴极： Cu2+ + 2e= Cu 3、铜的电解精炼Fe Zn H2SO4 CuSO4 Fe Cu 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页学习必备欢迎下载阳极： Cu 2e= Cu2+ 杂质比铜活泼的Zn、 Fe、 Ni 等也会放电：Zn2e= Zn2+ ；Fe 2e= Fe2+ ；Ni

16、 2e= Ni2+还原性比铜差的，如活泼性在铜之后的银、金等不能失去电子，它们以单质的形式沉积在电解槽溶液中，成为阳极泥。阳极泥可再用于提炼金、银等贵重金属。阴极：Cu2+ + 2e= Cu 电解质溶液硫酸铜的浓度基本不变，但要定时除去里面的杂质。4、电解制 Na、Mg、Al（以下反应均在熔融状态下进行）电解冶炼 Na、Mg 、Al ：2NaCl（熔融）2Na + Cl2 MgCl2 （熔融）Mg + Cl22Al2O3 （熔融）4Al + 3O25、金属腐蚀的快慢规律 电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防腐措施的腐蚀高考试题专练提升1.（2010 广东） 23.铜锌原电池

17、（如图 9）工作时，下列叙述正确的是A 正极反应为： Zn2e-=Zn2+B 电池反应为： Zn+Cu2+=Zn2+ +CUC 在外电路中，电子从负极流向正极D 盐桥中的 K+移向 ZnSO4溶液2.（2011 福建 11）研究人员研制出一种锂水电池，可作鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH 为电解质，加入水即可放电。关于该电池的说法不正确的是A水既是氧化剂又是溶剂B放电时正极上有氢气生成C放电时 OH向正极移动D总反应为： 2Li2H2O= 2LiOHH23.（2011广东 12）某小组为研究电化学原理，设计如图2 装置。下列叙述不正确的是A、a 和 b 不连接时

18、，铁片上会有金属铜析出B、a 和 b 用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2+2e= Cu C、无论 a和 b 是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色D、a 和 b 分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2向铜电极移动4.（ 2011 全 国 ） 铁 镍 蓄 电 池 又 称 爱 迪 生 电 池 ， 放 电 时 的 总 反 应 为 ： Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确的是A. 电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为 Fe B. 电池放电时，负极反应为Fe+2OH-2e-=Fe（OH）2C. 电池充电过程中，阴极附

19、近溶液的pH 降低D. 电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O 5.（2011海南） 根据下图，下列判断中正确的是A.烧杯 a 中的溶液 pH 升高B.烧杯 b 中发生氧化反应电解电解电解Na3AlF6铜的电解精炼纯铜粗铜CuSO4 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页学习必备欢迎下载C.烧杯 a中发生的反应为2H+2e-=H2 D.烧杯 b 中发生的反应为 2Cl-2e-=Cl2 6(2011全国 II 卷 10)用石墨做电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使用电解液恢复到

20、起始状态，应向溶液中加入适量的ACuSO4 BH2O CCuO DCuSO4 5H2O 7 （2011上海） 用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是A用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片B用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片C用氢氧化钠溶液吸收阴极产物D用带火星的木条检验阳极产物8.2012 江苏化学 5下列有关物质的性质与应用不相对应的是A.明矾能水解生成 Al(OH)3胶体,可用作净水剂B.FeCl3溶液能与 Cu 反应，可用于蚀刻印刷电路C.SO2具有氧化性，可用于漂白纸浆D.Zn 具有还原性和导电性，可用作锌锰干电池的负极材料9. 2012 海南 3下列各组中，每种电解质溶液电解时

21、只生成氢气和氧气的是A. HCl 、 CuCl2、 Ba(OH)2B. NaOH、CuSO4、 H2SO4C. NaOH、H2SO4、 Ba(OH)2D. NaBr、 H2SO4、 Ba(OH)210.2012 海南 10下列叙述错误的是A生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱B用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈C在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液D铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀11.2012 广东 10下列应用不涉及氧化还原反应的是A Na2O2用作呼吸面具的供氧剂B 工业上电解熔融状态Al2O3制备 Al C 工业上利用合成氨实现人工固氮D 实验室用 NH4Cl 和 Ca(OH)2制备 N

22、H312.2012 山东 8下列与含氯化合物有关的说法正确的是AHClO 是弱酸，所以 NaClO 是弱电解质B向沸水中逐滴加入少量饱和FeCl3溶液，可制得 Fe(OH)3胶体C HCl 溶液和 NaCl 溶液均通过离子导电，所以HCl 和 NaCl 均是离子化合物D 电解 NaCl 溶液得到 22.4LH2(标准状况 )， 理论上需要转移 NA个电子(NA表示阿伏加德罗常数)13. 2012全国 11 四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池， 相连时，外电路电流从流向；相连时， 为正极，相连时， 有气泡逸出； 相连时， 的质量减少，据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是A B C

23、D 14.(2013江苏)燃料电池能有效提高能源利用率,具有广泛的应用前景。 下列物质均 可用作燃料电池的燃料 ,其中最环保的是 () A.甲醇B.天然气C.液化石油气D.氢气15.(2013 广东 33)化学实验有助于理解化学知识,形成化学观念 ,提高探究与创新能力 ,提升科学素养。(2)能量之间可相互转化 :电解食盐水制备 Cl2是将电能转化为化学能 ,而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。限选材料: ZnSO4(aq), FeSO4(aq), CuSO4(aq); 铜片, 铁片, 锌 片和导线。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总

24、结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页学习必备欢迎下载完成原电池甲的装置示意图(见右图 ),并作相应标注。要求:在同一烧杯中 ,电极与溶液含相同的金属元素。以铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液 ,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时间后 ,可观察到负极。甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是,其原因是。(3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理,为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,在(2)的材料中应选作阳极。16.(2013北京 7)下列金属防腐的措施中 ,使用外加电流的阴极保护法的是() A.水中的钢闸门连接电源的负极B.金属护栏表面涂漆C.汽车底盘喷涂高分子膜D.地

25、下钢管连接镁块17 【2014北京 8】下列电池工作时， O2在正极放电的是（）A锌锰电池B氢燃料电池C铅蓄电池D镍镉电池18.【2014 广东 11】某同学组装了图4 所示的电化学装置，电极Al ，其它均为 Cu，则A、 电流方向：电极 A 电极B、 电极发生还原反应C、 电极逐渐溶解D、 电极的电极反应： Cu2+ + 2e- = Cu 19 【2014海南】以石墨为电极，电解 KI 溶液（其中含有少量酚酞和淀粉） 。下列说法错误的是A阴极附远溶液呈红色B阴极逸出气体C阳极附近溶液呈蓝色D溶液的 pH 变小20 【2014 上海 12】如右图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl 溶液 的 U 型管中。下列精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页