3 电化学

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考点一 原电池工作原理
角度1 原电池正、负极的判断方法
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原电池正、负极的判断：
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角度2
原电池电极反应式的书写
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“加减法”书写电极反应式： (1) 定正负极，列反应物，标 同数电子得失。 (2) 注意电极生成物是否与电解质溶液中的 某些微粒反应。 (3) 总反应式减去其中一极反应式，即得另 一极电极反应式。
D．地下钢管连接镁块
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解析
A项，水中钢闸门连接电源的负极，即作为电化学保
护装臵的阴极，使其不发生失电子反应而被保护，正确；B 项和C项都属于外加防护层的防腐方法，B、C两项不符合题
意，错误；D项，属于牺牲阳极的阴极保护法，错误。
答案 A
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2 ．两种活泼性不同的金属组成原电池，活泼性强的金属一定 作负极吗？ 答案 不一定，还要看电解质溶液，如原电池 Mg 、 Al 、 NaOH溶液中金属铝作负极，而原电池Mg、Al、HCl溶液中
金属铝作正极；原电池Fe、Cu、HCl溶液中Fe作负极，而原
电池Fe、Cu、HNO3(浓)中Fe作正极。 3．由H＋、Cu2＋、Na＋、SO42-、Cl－五种离子中的两种离子组 成电解质，以碳棒为阳极，铁棒为阴极进行电解，使电解质 和水的质量都减少，可采用的电解质是什么？
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[应用体验]
1．人工光合作用能够借助太阳能，用CO2
和H2O制备化学原料。右图是通过人工 光合作用制备HCOOH的原理示意图， 下列说法不正确的是 ( )。 A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程
B．催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生
C．催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强 D．催化剂b表面的反应是CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH
＋4e－===2H2O，转移4 mol电子时消耗1 mol O2，则转移0.4
mol电子时消耗2.24 L O2，故B、D错；电池反应式即正负反 应式的和，将两极的反应式相加可知C正确。 答案 C
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真题再现
(2013 四川）3.下列离子方程式正确的是 A.Cl2通入水中：Cl2+H2O = 2H++Cl-+ClOB.双氧水加入稀硫酸和KI溶液：H2O2＋2H＋＋2I－=I2＋ 2H2O C.用铜做电极电解CuSO4溶液：2Cu2＋＋2H2O 2Cu＋ O2↑＋4H＋ D.Na2S2O3溶液中加入稀硫酸：2S2O32－＋4H＋=SO42－ ＋3S↓＋2H2O （2013四川）11.(4)以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电 解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为 Ni(OH)2， 该电池反应的化学方程式是 。 。
流电源的负极，作为阴极，惰性材料连接电源的正极，作为
阳极。通电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，从而使 钢铁表面产生电子积累，抑制钢铁设备失去电子，起到保护 作用。
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3．(2013·北京理综，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 ( )。
角度发散
根据氧化还原方程式设计原电池。
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角度3
根据原电池判断金属活泼性
知识链接 比较方法： (1)首先依据电子流向、电流流向、反应现象 确定正负极。(2)对于酸性电解质，一般是作负极的金属 为较活泼金属，作正极的是相对较不活泼的金属。
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高考
5．常见化学电源
1、碱性锌锰电池 Zn/KOH/MnO2 2、银锌电池 Zn/KOH/Ag2O 3、铅蓄电池 Pb/H2SO4/PbO2 4、铝空气海水电池 5、氢氧燃料电池 H2/H2SO4/O2 6、甲烷燃料电池 CH4/KOH/O2 7、乙醇燃料电池 C2H5OH/熔融K2CO3/O2 (正极通入CO2)
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真题再现
（2014四川）11. （4）MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电 解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应 式是 。 （5）MnO2是碱性锌锰电池的正极材料。碱性锌 锰电池放电时，正极的电极反应式是 。
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解析
钢管与电源正极相连，则钢管作阳极，发生氧化反应
而被腐蚀，A项错误；铁遇冷浓硝酸表面钝化，在表面生成 一层致密的氧化膜保护内部不被腐蚀，B项正确；钢管与铜
管露天堆放在一起，形成原电池时钢管作负极，发生氧化反
应而被腐蚀， C 项错误；钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应 为：Fe－2e－===Fe2＋，D项错误。 答案 B
专题3
电化学
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【考纲点击】
1 ．理解原电池和电解池的工作原理。了解常见化学
电源的种类及其工作原理。了解原电池和电解池的
应用。
2 ．了解金属发生电化学腐蚀的原因。了解金属腐蚀 的危害和防止金属腐蚀的措施。 3 ．能正确书写电极反应式以及原电池和电解池的反 应方程式。
C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH＋O2===
CH3COOH＋H2O D．正极上发生的反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－
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解析
审题是关键，反应是在酸性电解质溶液中进行的。在
原电池中，阳离子要往正极移动，故A错；因电解质溶液为 酸性的，不可能存在 OH － ，故正极的反应式为： O 2 ＋ 4H ＋
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防范1
有关原电池或电解池不能正确计算
知识链接 电化学的计算常见方法有三种：
(1) 根据电子守恒计算，用于串联电路、阴阳电极产物、正
负两极产物等计算，其依据是电路中转移电子数相等； (2) 根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应 式，然后根据总反应式列比例式计算； (3) 根据关系式计算：根据得失电子守恒关系建立已知量与
答案 C
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考点二 电解原理及其应用
角度1 电极及其产物的判断方法
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(1)电极反应：
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(2) 阳离子在阴极上的放电顺序： Ag ＋ >Fe 3 ＋ >Cu 2 ＋
>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋，其还原产物依次对 应为Ag、Fe2＋、Cu、H2、Pb、Sn、Fe、Zn； (3) 阴离子在阳极上的放电顺序： S 2 － ＞ I － ＞ Br － ＞ Cl － ＞ OH － ＞含氧酸根，其氧化产物依次对应为 S、I2、Br2、Cl2和O2。
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角度2
电解池电极反应式的书写
知识链接 书写的一般程序为：(1)找电源(或现象)来确定阴、阳极。(2)
看阳极是活性电极还是惰性电极，是电极本身失电子还是溶
液中的阴离子失电子。 (3) 依据阴阳离子的放电顺序确定阴 阳极上反应的物质或离子。 (4) 书写电解池电极反应式时， 要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，要 找出实际放电离子的来源，如果为弱电解质(如水)要写出分 子式。 角度发散 根据电极反应式或电池反应式进行简单计算。
其他反应
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角度发散 依据实验现象判断金属腐蚀类型。
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角度2
金属腐蚀快慢的规律
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判断金属腐蚀快慢的规律：(1)电解原理引起的腐蚀>原电池 原理引起的腐蚀 >化学腐蚀 > 有防护腐蚀措施的腐蚀。(2) 对 同一种金属在不同溶液中的腐蚀速率：强电解质溶液 >弱电 解质溶液>非电解质溶液。(3)原电池原理引起的腐蚀速率：
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真题再现
(2012 · 四川， 11) 一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测
仪，负极上的反应为：CH3CH2OH－4e－＋H2O=== CH3COOH＋4H＋。下列有关说法正确的是 A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动 B．若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气 ( )。
答案
NaCl、CuSO4。
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4 ．电解 精炼铜 时 ，电 解质溶 液的成 分是否 发生 变
化？阳极减小的质量是否等于阴极增加的质量？ 答案 电解精炼铜时，阳极放电的金属除Cu外，还 有比铜活泼的杂质金属，阴极放电的只有Cu2＋。由 此可知电解质溶液中Cu2＋的量减少，杂质离子的量 增加。阳极减小的质量不等于阴极增加的质量。
绿色气体
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解析
A项，Cu2＋ 流向电解池的阴极，可判断a极为电源的
负极，正确；B项，CuCl2的电离与通电无关，错误；C项， 阳极上发生的反应为 2Cl－ －2e－ ===Cl2↑，错误；D项，通 电后Cl2应在阳极生成，错误。 答案 A
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4．下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是
A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护 B．铁遇冷浓硝酸表现钝化，可保护内部不被腐蚀
(
)。
C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀 D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe－3e－===Fe3＋
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1 ．如果用铜和硫酸铜溶液、银和硝酸银溶液、盐桥 (装有KNO3溶液)设计一个原电池，写出原电池的总 离子方程式，盐桥中的K＋运动方向如何？ 答案 Cu＋ 2Ag＋===Cu 2＋＋ 2Ag。盐桥中的 K＋ 移
向硝酸银溶液。
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考点三 金属的电化学腐蚀与防护
角度1 金属腐蚀的类型
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O2＋2H2O＋4e－ 正极反应(O2) ===4OH－ 负极反应(Fe)
Fe－2e－===Fe2＋ Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋ 2H2O＋O2===4Fe(OH)3 Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈
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3：B 11：Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni(OH)2
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【自查自纠】 ①化学能 ⑤闭合回路 ②电能 ③正、负极 ④电解质溶液 ⑧熔融盐 ⑥氧化还原反应 ⑦阴、阳极
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2．(2013·北京理综，9)用石墨电极电解 CuCl 2溶液 (见下图) 。 下列分析正确的是 ( )。
A．a端是直流电源的负极 B．通电使CuCl2发生电离 C．阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－===Cu D．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄
活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。 (4) 对
同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。
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角度3
金属的电化学防护方法
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金属的电化学防护： (1) 牺牲阳极的阴极保护法：在被保护 的钢铁设备(如闸门、地下管道、船体等)上连接或安装若干 锌块，使锌、铁形成原电池，锌作负极，从而保护了钢铁免 受腐蚀。 (2) 外加电流的阴极保护法：使被保护的钢铁接直
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光能 解析 电池总的反应式为2CO2＋2H2O ===== 2HCOOH＋ 催化剂 O2，负极(a极)：2H2O－4e－===
＋ －
O2↑＋4H＋；正极(b极)：
2CO2＋4H ＋4e ===2HCOOH，因此B、D正确；A项，能 量转换是太阳能转化为电能，再转化为化学能；C项，催化 剂a附近生成H＋，酸性增强，催化剂B附近消耗H＋，酸性减 弱，故C项错误。