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 2

C ．放电时，正极反应为：3CO 2+4e − ＝2CO 32－+C

D ．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 mol

C. 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