2020-2021届高考电化学专题复习

2020-2021届高考电化学专题复习一、对原电池电极名称的认识（1）老人教版（书为12年5月再次印刷版本）72页中间部分有这样一段话（截图）：划线部分明确指出，负极向外提供电子，正极则是接受电子，从电子流动方向将电极分为负极和正极，即负极失去电子，正极得到电子。

又老人教版76页注释小字部分（在最下面），在介绍铅蓄电池的时候说明：又根据化学反应将电极分为阴极和阳极。

这与电子流动方向是不同的分类方法。

人教版的命名与大部分人的认知是一致的。

（2）而在老鲁科版（12年7月再次印刷版本）22页中间部分有这样的解释：从红线部分来看，鲁科版比人教版更加重视阴阳极的由来。

蓝字部分和人教版一致。

由此可以得出结论：铜锌原电池：锌作负极或阳极，铜作正极或阴极。

（3）那么，人教版是否也重点介绍了，负极和阳极，正极和阴极的关系呢在老人教版86页上半部分有这样一段话（电化学腐蚀与防护）同时在后续的科学研究里（87页中间）：也介绍了该名称，同时介绍了亚铁离子的新的检验方法，且在18年全国二卷出现过。

而在大学教材上，也对此有明确定义，如程新群主编的《化学电源》2015版，27页就明确说道：放电时，电池的负极上总是发生氧化反应，此时是阳极，电池的正极总是发生还原反应，此时是阴极；充电时进行的反应正好与此相反，负极进行还原反应，正极进行氧化反应。

二、对电解池电极名称的认识新鲁科版（2017版）21页对电解池电极名称有介绍，还指出阴阳极是如何定义的前两行用反应类型来定义阴阳极，后五行用电源连接来定义阴阳极。

人教版此处描述不如鲁科版，因此只放出鲁科版。

三、其他资料和教材的规定（1）在教育部考试中心－2020年版高考试分析（2019年全国卷-12）中明确说道：物理学中规定，以正电荷的运动方向为电流的方向，且电流总是从电势高的正极流向电势低的负极，这与电子的流向刚好相反。

无论是电解池还是原电池在讨论其中单个电极时，都可把发生氧化作用的电极称为阳极，而把发生还原作用的电极称为阴极。

（2）在北师大、华中师范大学、南京师范大学编写的无机化学第四版（蓝色皮）上册376－377中原电池与电解池的区别里写到四、最终结论【电极名称在高考中的考查】一、常规电极名称的考查【2019全国三】为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn （3D−Zn ）可以高效沉积ZnO 的特点，设计了采用强碱性电解质的3D−Zn—NiOOH 二次电池，结构如下图所示。

电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H 2O(l)−−−→←−−−放电充电ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。

下列说法错误的是A ．三维多孔海绵状Zn 具有较高的表面积，所沉积的ZnO 分散度高B ．充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH −(aq)−e −NiOOH(s)+H 2O(l) C ．放电时负极反应为Zn(s)+2OH −(aq)−2e −ZnO(s)+H 2O(l)D ．放电过程中OH −通过隔膜从负极区移向正极区【答案】D【解析】A 、三维多孔海绵状Zn 具有较高的表面积，吸附能力强，所沉积的ZnO 分散度高，A 正确；B 、充电相当于是电解池，阳极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知阳极是Ni(OH)2失去电子转化为NiOOH ，电极反应式为Ni(OH)2(s)＋OH − (aq)− e − ＝NiOOH(s)＋H 2O(l)，B 正确；C 、放电时相当于是原电池，负极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知负极反应式为Zn(s)＋2OH − (aq)− 2e − ＝ZnO(s)＋H 2O(l)，C 正确；D 、原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则放电过程中OH− 通过隔膜从正极区移向负极区，D错误。

答案选D。

【2019全国二节选】环戊二烯可用于制备二茂铁（Fe(C5H5)2，结构简式为），后者广泛应用于航天、化工等领域中。

二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠（电解质）和环戊二烯的DM F溶液（DMF为惰性有机溶剂）。

该电解池的阳极为____________，总反应为__________________。

电解制备需要在无水条件下进行，原因为_________________________。

【答案】Fe电极Fe+2=+H2↑（Fe+2C5H6Fe(C5H5)2+H2↑）水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成OH−，进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2【解析】根据阳极升失氧可知Fe为阳极；根据题干信息Fe-2e-=Fe2+，电解液中钠离子起到催化剂的作用使得环戊二烯得电子生成氢气，同时与亚铁离子结合生成二茂铁，故电极反应式为Fe+2=+H2↑；电解必须在无水条件下进行，因为中间产物Na会与水反应生成氢氧化钠和氢气，亚铁离子会和氢氧根离子结合生成沉淀。

【2018全国二】我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。

将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2+4Na2Na2CO3+C。

下列说法错误的是A ．放电时，ClO 4－向负极移动B ．充电时释放CO 2，放电时吸收CO 2C ．放电时，正极反应为：3CO 2+4e − ＝2CO 32－+CD ．充电时，正极反应为：Na ++e −＝Na【答案】D【解析】A . 放电时是原电池，阴离子ClO 4－向负极移动，A 正确；B . 电池的总反应为3CO 2+4Na 2Na 2CO 3+C ，因此充电时释放CO 2，放电时吸收CO 2，B 正确；C . 放电时是原电池，正极是二氧化碳得到电子转化为碳，反应为：3CO 2+4e −＝2CO 32－+C ，C 正确；D . 充电时是电解，正极与电源的正极相连，作阳极，发生失去电子的氧化反应，反应为2CO 32－+C －4e −＝3CO 2，D 错误。

答案选D 。

二、特殊电极名称的考查【2020全国Ⅰ】6.科学家近年发明了一种新型Zn−CO 2水介质电池。

电池示意图如图，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO 2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。

下列说法错误的是A. 放电时，负极反应为24Zn 2e 4OH Zn(OH)----+=B. 放电时，1 mol CO 2转化为HCOOH ，转移的电子数为2 molC. 充电时，电池总反应为24222Zn OH) 2Zn O 4OH O (2H --=+↑++D. 充电时，正极溶液中OH −浓度升高【答案】D【解析】A ．放电时，负极上Zn 发生氧化反应，电极反应式为：--2-4Zn-2e +4OH =Zn(OH)，故A 正确，不选；B ．放电时，CO 2转化为HCOOH ，C 元素化合价降低2，则1molCO 2转化为HCOOH 时，转移电子数为2mol ，故B 正确，不选；C ．充电时，阳极上H 2O 转化为O 2，负极上2-4Zn(OH)转化为Zn ，电池总反应为：2--4222Zn(OH)=2Zn+O +4OH +2H O ↑，故C 正确，不选；D ．充电时，正极即为阳极，电极反应式为：-+222H O-4e =4H +O ↑，溶液中H +浓度增大，溶液中c(H +)•c(OH -)=K W ，温度不变时，K W 不变，因此溶液中OH -浓度降低，故D 错误，符合题意；答案选D 。

【2020全国Ⅲ】一种高性能的碱性硼化钒(VB 2)—空气电池如下图所示，其中在VB 2电极发生反应：--3--2442VB +16OH -11e =VO +2B(OH)+4H O 该电池工作时，下列说法错误的是A. 负载通过0.04 mol 电子时，有0.224 L(标准状况)O 2参与反应B. 正极区溶液的pH 降低、负极区溶液的pH 升高C. 电池总反应为3222444VB 11O 20OH 6H O 8B(OH)4VO ---+++=+D. 电流由复合碳电极经负载、VB 2电极、KOH 溶液回到复合碳电极【答案】B【解析】A ．当负极通过0.04mol 电子时，正极也通过0.04mol 电子，根据正极的电极方程式，通过0.04mol 电子消耗0.01mol 氧气，在标况下为0.224L ，A 正确；B ．反应过程中正极生成大量的OH -使正极区pH 升高，负极消耗OH -使负极区OH -浓度减小pH 降低，B 错误；C ．根据分析，电池的总反应为4VB 2+11O 2+20OH -+6H 2O=8-4B(OH)+43-4VO ，C 正确；D ．电池中，电子由VB 2电极经负载流向复合碳电极，电流流向与电子流向相反，则电流流向为复合碳电极→负载→VB 2电极→KOH 溶液→复合碳电极，D 正确；故选B 。

【2020年山东新高考】采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。

忽略温度变化的影响，下列说法错误的是A ．阳极反应为222H O 4e 4H O -+-=+↑B ．电解一段时间后，阳极室的pH 未变C ．电解过程中，H +由a 极区向b 极区迁移D ．电解一段时间后，a 极生成的O 2与b 极反应的O 2等量【答案】D【解析】a 极析出氧气，氧元素的化合价升高，做电解池的阳极，b 极通入氧气，生成过氧化氢，氧元素的化合价降低，被还原，做电解池的阴极。

A.依据分析a 极是阳极，属于放氧生酸性型的电解，所以阳极的反应式是2H 2O-4e -=4H ++O 2↑，故A 正确，但不符合题意；B.电解时阳极产生氢离子，氢离子是阳离子，通过质子交换膜移向阴极，所以电解一段时间后，阳极室的pH 值不变，故B 正确，但不符合题意；C.有B 的分析可知，C 正确，但不符合题意；D.电解时，阳极的反应为：2H 2O-4e -=4H ++O 2↑，阴极的反应为：O 2+2e -+2H +=H 2O 2，总反应为：O 2+2H 2O=2H 2O 2，要消耗氧气，即是a 极生成的氧气小于b 极消耗的氧气，故D 错误，符合题意；故选：D 。

【2019全国一】利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV 2+/MV +在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。

下列说法错误的是A ．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B ．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H 2+2MV 2+2H ++2MV +C ．正极区，固氮酶为催化剂，N 2发生还原反应生成NH 3D ．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【答案】B【解析】由生物燃料电池的示意图可知，左室电极为燃料电池的负极，MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+，电极反应式为MV+−e−= MV2+，放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成H+和MV+，反应的方程式为H2+2MV2+=2H++2MV+；右室电极为燃料电池的正极，MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+，电极反应式为MV2++e−= MV+，放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+，反应的方程式为N2+6H++6MV+=6MV2++NH3，电池工作时，氢离子通过交换膜由负极向正极移动。