【精品】高考复习专题08电化学及其应用
《电化学及应用》课件
02
燃料电池具有高效率、低污染、可靠性高等优点，广泛应用于
汽车、船舶、航空航天等领域。
常见的燃料电池包括质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池、磷
03
酸燃料电池等。
作原理是通过锂离子在正负极 之间的迁移实现电能的储存和释
放。
锂离子电池具有高能量密度、长 寿命、环保等优点，广泛应用于 手机、笔记本电脑、电动汽车等
原理
电化学反应中，电子转移和离子迁移 是相伴随的，通过电极反应实现电子 转移和能量转化。
电化学的应用领域
能源领域
电化学在能源领域的应用包括电池、燃料电池、太阳 能电池等。
环境领域
电化学技术可用于污水处理、废气处理、重金属离子 去除等环境治理方面。
工业领域
电化学在工业领域的应用包括电镀、电解、电泳等， 可用于金属表面处理和材料制备。
06
电化学在工业领域的应用
电镀与电铸
总结词
电镀和电铸是利用电化学方法在金属表面沉 积金属或合金的过程，主要用于制造装饰品 、艺术品、建筑零件和电子元件等。
详细描述
电镀是将金属或合金通过电解沉积到金属表 面，以增加其耐腐蚀性和美观性。电铸则是 通过电解沉积制造金属或合金的复制品，常 用于制造装饰品和艺术品。
电化学反应动力学
电化学反应速率
表示电化学反应快慢的物理量。
电化学反应机理
描述电化学反应过程的详细步骤和中间产物。
反应速率常数
表示电化学反应速率与反应物浓度之间的关系的常数。
扩散与传质
影响电化学反应速率的因素，包括反应物在电极表面的扩散和传质过程。
03
电化学电池与电池性能
原电池与电解池
原电池
是一种将化学能直接转化为电能的装置，由正负两个电极和电解质溶液组成。
2021届高考化学热点精编：电化学及其应用
电化学及其应用1．（2020·上海高三期末）图a、b、c分别为氯化钠在不同状态下的导电实验的微观示意图(X、Y均表示石墨电极且与直流电源连接方式相同，表示水分子)，下列说法正确的是A．X电极与电源负极相连B．图b、c中Y电极上会生成不同产物C．NaCl是电解质，三种状态下都能导电D．图b说明通电后发生了：NaCl → Na+ + Cl—【答案】B【详解】A．氯离子半径大于钠离子，则图中代表的离子是Cl-，b图中阴离子向X极移动，失电子生成氯气，则X为阳极，接电源正极，A错误；B．Y是阴极，图b中是Na+得电子生成Na单质，图c中是水电离的H+得电子生成H2，产物不同，B正确；C．NaCl在晶体状态没有自由移动的电子不导电，即图a不导电，C错误；D ．熔融状态下，NaCl 通电生成Na 和Cl 2，氯化钠生成钠离子和氯离子的过程为电离，不需要通电也能电离，D 错误；答案选B 。
2．（2020·浙江高三月考）某混合物浆液含有3Al(OH)、2MnO 和少量24Na CrO 。
考虑到胶体的吸附作用使24Na CrO 不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置(见图)，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。
下列说法不正确．．．的是( )A ．用惰性电极电解时，2-4CrO 能从浆液中分离出来的原因是，电解时2-4CrO 通过阴离子交换膜向阳极移动，从而从浆液中分离出来B ．通电后阴极室溶液pH 增大C ．分离后含铬元素的粒子是2-4CrOD ．通电后，相同条件下阴阳两极产生气体体积之比为2:1【答案】C【详解】A ．电解时，阴离子向阳极移动，即在直流电场作用下，2-4CrO 通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液，故A 正确；B ．通电后，阴极上水中的氢离子放电，即4H 2O+4e -=2H 2↑+4OH -，OH -浓度增大，pH 升高，故B 正确；C ．电解时，阳极上水中的氢氧根放电，即2H 2O-4e -=O 2↑+4H +，H +在阳极区增大，2-4CrO 向阳极移动，由于存在22-4CrO +2H +227O Cr -+H 2O ，平衡向右移动，所以分离后含铬元素的粒子是2-4CrO 、227O Cr -，故C 错误；D ．通电后，阴极产生H 2，阳极产生O 2，由得失电子相等可知，相同条件下阴阳两极产生气体体积之比为2:1，故D 正确；答案为C 。
专题08电化学原理及其应用(高考押题)-2021年高考化学考纲解读与热点难点突破
1．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。
下列说法中正确的是()A．(1)(2)中Mg作负极，(3)(4)中Fe作负极B．(2)中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑C．(3)中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋D．(4)中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑解析(1)中Mg作负极；(2)中Al作负极；(3)中铜作负极；(4)是铁的吸氧腐蚀，Fe作负极。
答案 B2．下列有关电化学的示意图中正确的是( )答案 D3.在常温下用惰性电极电解1 L pH＝6的硝酸银溶液，装置如图所示。
关于该电解池，下列叙述中不正确的是( )A．在电解过程中烧杯中溶液的pH逐渐减小B．电极Ⅰ增重216 g，则电极Ⅱ上生成11.2 L气体C．要使电解后的溶液恢复原状可以加入Ag2O固体D．溶液中离子的流向为：Ag＋→电极Ⅰ，NO－3→电极Ⅱ答案 B4．利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。
下列说法不正确的是( )A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀B．一段时间后，a管液面高于b管液面C．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋解析a管介质为中性发生吸氧腐蚀，内压减小，pH增大；b管介质为酸性发生析氢腐蚀，内压增大，pH 也增大。
答案 C5．用下列装置能达到预期目的的是( )A．甲图装置可用于电解精炼铝B．乙图装置可得到持续、稳定的电流C．丙图装置可达到保护钢闸门的目的D．丁图装置可达到保护钢闸门的目的答案 D6.500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO－3)＝6.0 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L气体(标准状况)。
假定电解后溶液体积仍为500 mL，则下列说法中正确的是( ) A．原混合溶液中c(K＋)为2 mol·L－1B．上述电解过程中共转移6 mol电子C．电解得到的Cu的物质的量为0.5 molD．电解后溶液中c(H＋)为2 mol·L－1解析阳极上生成的气体为O2，阴极上开始时析出单质铜，后产生H2，因阴阳两极通过的电子数相等且生成的氢气和氧气均为1 mol，故反应中转移4 mol电子，放电的Cu2＋是1 mol，故B、C错误。
高考化学复习《电化学极其应用》知识点解析及练习题含答案
1.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
3.理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。
电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸，是历年高考的热点内容。
考查的主要知识点：原电池和电解池的工作原理、电极反应式的书写和判断、电解产物的判断、金属的腐蚀和防护。
对本部分知识的考查仍以选择题为主，在非选择题中电化学知识可能与工业生产、环境保护、新科技、新能源知识相结合进行命题。
复习时，应注意：1．对基础知识扎实掌握，如电极反应式的书写、燃料电池的分析等。
2．电化学问题的探究设计、实物图分析及新型电池的分析是近年来高考中的热点，通过在练习中总结和反思，提高在新情境下运用电化学原理分析解决实际问题的能力。
知识点一、原电池电极的判断以及电极方程式的书写1.原电池正、负极的判断方法：(1)由组成原电池的两极材料判断。
一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
(2)根据电流方向或电子流动方向判断。
电流由正极流向负极；电子由负极流向正极。
(3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断。
在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
(4)根据原电池两极发生的变化来判断。
原电池的负极失电子发生氧化反应，其正极得电子发生还原反应。
(5)电极增重或减轻。
工作后，电极质量增加，说明溶液中的阳离子在电极(正极)放电，电极活动性弱；反之，电极质量减小，说明电极金属溶解，电极为负极，活动性强。
(6)有气泡冒出。
高考化学复习《电化学极其应用》知识点解析及练习题含答案电极上有气泡冒出，是因为发生了析出H2的电极反应，说明电极为正极，活动性弱。
2．原电池电极反应式和总反应式的书写(1)题目给定原电池的装置图，未给总反应式：①首先找出原电池的正、负极，即分别找出氧化剂和还原剂。
②结合介质判断出还原产物和氧化产物。
③写出电极反应式(注意两极得失电子数相等)，将两电极反应式相加可得总反应式。
专题08 电化学及其应用-2022年高考真题和模拟题化学分类汇编(解析版)
专题08 电化学及其应用1．（2022·广东卷）以熔融盐为电解液，以含Cu Mg 、和Si 等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al 的再生。
该过程中A ．阴极发生的反应为2+Mg 2e Mg --=B ．阴极上Al 被氧化C ．在电解槽底部产生含Cu 的阳极泥D ．阳极和阴极的质量变化相等【答案】C【解析】根据电解原理可知，电解池中阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，该题中以熔融盐为电解液，含Cu Mg 、和Si 等的铝合金废料为阳极进行电解，通过控制一定的条件，从而可使阳极区Mg 和Al 发生失电子的氧化反应，分别生成Mg 2+和Al 3+，Cu 和Si 不参与反应，阴极区Al 3+得电子生成Al 单质，从而实现Al 的再生，据此分析解答。
A ．阴极应该发生得电子的还原反应，实际上Mg 在阳极失电子生成Mg 2+，A 错误；B ．Al 在阳极上被氧化生成Al 3+，B 错误；C ．阳极材料中Cu 和Si 不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C 正确；D ．因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生成铝单质，根据电子转移数守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D 错误； 故选C 。
2．（2022·全国甲卷）一种水性电解液Zn-MnO 2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH 溶液中，Zn 2+以Zn(OH)24-存在)。
电池放电时，下列叙述错误的是A ．Ⅱ区的K +通过隔膜向Ⅲ区迁移B ．Ⅰ区的SO 24-通过隔膜向Ⅱ区迁移C ． MnO 2电极反应：MnO 2+2e -+4H +=Mn 2++2H 2OD ．电池总反应：Zn+4OH -+MnO 2+4H +=Zn(OH)24-+Mn 2++2H 2O【答案】A【解析】根据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn 为电池的负极，电极反应为Zn-2e -+4OH -=Zn(OH)24-，Ⅰ区MnO 2为电池的正极，电极反应为MnO 2+2e -+4H +=Mn 2++2H 2O ；电池在工作过程中，由于两个离子选择隔膜没有指明的阳离子隔膜还是阴离子隔膜，故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子，因此可以得到Ⅰ区消耗H +，生成Mn 2+，Ⅱ区的K +向Ⅰ区移动或Ⅰ区的SO 24-向Ⅱ区移动，Ⅲ区消耗OH -，生成Zn(OH)24-，Ⅱ区的SO 24-向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K +向Ⅱ区移动。
高考化学专题复习 电化学知识及其综合应用
高考化学专题复习电化学知识及其综合应用【高考导航】关于电化学的内容是历年高考的重要知识点之一，主要以选择题、填空题的形式出现，已成为高考的必考题。
考查的内容有：原电池、电解池、电镀池的电极名称及电极反应式；根据原电池、电解池的电极变化判断金属活泼性强弱；根据电解时电极变化判断电极材料或电解质种类；新型电池的电极反应及应用；有关电解产物的判断和计算。
其中原电池的工作原理、电解产物判断与计算是高考命题的热点。
一、三池（原电池、电解池、电镀池）比较原电池电解池（精练铜，粗铜中含Zn、Fe、Ag）电镀池(电镀锌）定义利用氧化还原反应将化学能转变为电能的装置使电流通过电解质溶液而在阴阳两极发生氧化还原反应的装置应用电解原理通过电流在某些金属表面镀上一层其他金属或合金的装置装置图形成条件①由两种活动性不同的金属(或金属与非金属)做电极②两极必须浸入电解质溶液中③两极需形成闭合回路①外接直流电源②粗铜接电源正极，精铜接电源负极③用易溶于水铜盐作电解液①外接直流电源②镀件与电源负极相连，镀层金属与电源正极相连③用含镀层金属离子的电解质溶液做电镀液电极名称一般情况下负极：较活泼金，发生氧化反应，正极：较不活泼金属（或非金属等）发生还原反应阳极：与电源正极相连的极，发生氧化反应，阴极：与电源负极相连的极，发生还原反应（同电解）阳极：镀层金属，阴极：镀件电极反应负极：Zn-2e-=Zn2+正极：2H++2e+=H2↑阳极：Zn-2e-=Zn2+Fe-2e-=Fe2+Cu-2e-=Cu2+，银沉积于阳极底部称为阳极泥。
阴极：Cu2++2e-=Cu阳极：Zn-2e-=Zn2+阴极：Zn2++2e-=Zn电流方向正极→负极电源正极→阳极−−−→−经电解液阴极→电源负极能量转化化学能→电能电能→化学能二、金属腐蚀及防护化学腐蚀电化腐蚀定义 金属跟接触到的物质（一般是非电解质）直接发生化学反应而引起的一种腐蚀）不纯金属（或合金），接触到电解质溶液所发生的原电池反应，较活泼金属原子失去电子而被氧化引起的腐蚀 吸氧腐蚀 析氢腐蚀 条件 金属与非电解质直接接触 水膜酸性或为中性 不膜酸性较强本质 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀 现象 无电流产生有微弱电流产生反应式如2Fe+3Cl 2=2FeCl 3 负极：2Fe-2e -=2Fe 2+正极：2H 2O+O 2+4e -=4OH-负极：2Fe-2e -=2Fe 2+正极：2H ++2e -= H 2↑金属的防护法①制成合金，如不锈钢。
电化学及其应用-三年(2022-2024)高考化学真题分类汇编(全国通用)(教师卷)
B．放电时，负极的电极反应为 ，则充电时阴极反应为Zn2++2e-=Zn，即充电时Zn元素化合价应降低，而选项中Zn元素化合价升高，B不正确；
C．放电时 电极为正极，正极上检测到 和少量 ，则正极上主要发生的电极反应是 ，C正确；
◆电解池的工作原理及应用：2024黑吉辽卷、2024湖北卷、2024山东卷、2024湖南卷、2024甘肃卷、2024广东卷、2023全国甲卷、2023湖北卷、2023辽宁卷、2023北京卷、2023广东卷、2023湖南卷、2023浙江卷、2022广东卷、2022天津卷、2022海南卷、2022辽宁卷、2022重庆卷、2022湖北卷、2022北京卷、2022河北卷、2022浙江卷
◆金属的腐蚀与防护：2024浙江卷、2024广东卷、2022辽宁卷、2022河北卷、2022湖北卷、2022广东卷
高考对于电化学板块内容的考查变化变化不大，主要考查陌生的原电池装置和电解池装置的分析，对于电解池的考查概率有所提高，特别是利用电解池生产化工品和处理环境污染物成为命题特点。问题的落脚点主要是在电极的极性判断、两极发生的反应情况和电解液成分的参与情况这些问题上。
下列说法错误的是
A.放电时，电池总反应为
B.充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C.充电时，电子由 电极流向阳极， 向阴极迁移
C．根据反应 可知， 参加反应时转移2 mol电子， 的物质的量为0.1 mmol，则消耗18 mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mmol电子流入，C错误；
D．原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故 迁移方向为b→a，D正确。
综上所述，本题选C。
高考化学二轮复习专题电化学原理及其应用
电化学原理及其应用一、选择题1．中央电视台报道，一种名叫“排毒基强离子排毒仪”的产品正在市场热销。
向排毒盆内倒入了纯净的温水，双脚放入盆中，启动电源开关，加入了适量精盐。
过一段时间，盆中开始出现绿色、红褐色的絮状物。
下列说法正确的是 ( ) A．绿色、红褐色的絮状物就是从脚底排出的体内毒素B．加一些精盐的目的是起到消炎杀菌的作用C．此“排毒基强离子排毒仪”一定是用惰性电极制成的D．绿色、红褐色的絮状物分别是氢氧化亚铁和氢氧化铁2．中学阶段介绍的应用电解法制备的物质主要有三种：一是铝的工业制备、二是氯碱工业、三是金属钠的制备。
下列关于这三个工业生产的描述正确的是 ( ) A．电解法制金属钠时，负极反应式为：Na＋＋e－===NaB．电解法生产铝时，需对铝土矿进行提纯，在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两性C．在氯碱工业中，电解池中的阴极产生的是H2，NaOH在阳极附近产生D．氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了NaCl，在电解时它们的阴极都是Cl－失电子3．(2010·全国理综Ⅰ，10)下图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。
电池的一个电极由有机光敏染料(S)涂覆在TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：TiO2/S TiO2/S*(激发态)TiO2/S*―→TiO2/S++e-+2e-―→3I-I-32TiO2/S++3I-―→2TiO2/S+I-3下列关于该电池叙述错误的是 ( ) A．电池工作时，I－在镀铂导电玻璃电极上放电B．电池工作时，是将太阳能转化为电能C．电池的电解质溶液中I－和I－3的浓度不会减少D．电池中镀铂导电玻璃为正极4．(2010·安徽理综，11)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是 ( )A．电子通过外电路从b极流向a极B．b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2D ．H ＋由a 极通过固体酸电解质传递到b 极5．(2010·浙江理综，9)Li Al/FeS 电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为： 2Li ＋＋FeS ＋2e －===Li 2S ＋Fe ，有关该电池的下列说法中，正确的是 ( )A ．Li Al 在电池中作为负极材料，该材料中Li 的化合价为＋1价B ．该电池的电池反应式为：2Li ＋FeS===Li 2S ＋FeC ．负极的电极反应式为：Al －3e －===Al 3＋D ．充电时，阴极发生的电极反应式为：Li 2S ＋Fe －2e －===2Li ＋＋FeS6．下列关于金属腐蚀叙述正确的是 ( )A ．金属在潮湿空气中腐蚀的实质是：M ＋nH 2O===M(OH)n ＋n 2H 2↑ B ．金属的化学腐蚀的实质是M －ne －===M n ＋，电子直接转移给氧化剂C ．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D ．在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀7．下列叙述正确的是 ( )A ．在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应B ．用惰性电极电解Na 2SO 4溶液，阴、阳两极产物的物质的量之比为1∶2C ．用惰性电极电解饱和NaCl 溶液，若有1 mol 电子转移，则生成1 mol NaOHD ．镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀8．以惰性电极电解CuSO 4溶液。
高中化学专题08 常见无机物及其应用——备战2021年高考化学纠错笔记(学生版)
专题08 常见无机物及其应用易错点1 混淆钠与溶液的反应顺序1．下列关于钠的叙述正确的是A．钠为银白色固体，熔点很高B．钠在空气中燃烧，生成淡黄色的过氧化钠C．钠可保存在酒精中D．钠与CuSO4溶液反应，可置换出单质铜【错因分析】金属钠性质活泼，与溶液反应时应先与水或者酸中的氢离子反应，生成氢气和氢氧化钠，然后继续与溶质反应，若搞不清反应顺序容易出错。
【试题解析】钠受热先熔化，后燃烧，则钠的熔点较低，A项错误；钠与氧气在点燃条件下生成过氧化钠，过氧化钠为淡黄色，B项正确；钠能与酒精发生反应，则钠不能保存在酒精中，C项错误；钠与硫酸铜溶液反应时，钠先与水发生置换反应生成氢气和氢氧化钠，氢氧化钠再与硫酸铜发生复分解反应生成氢氧化铜沉淀，则钠不能从硫酸铜溶液中置换出铜单质，D项错误。
答案选B。
【参考答案】B金属与水和酸、碱、盐溶液反应的次序1．钠与水的反应钠与水反应的化学方程式是2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，氧化剂是H2O，还原剂是Na，离子方程式是2Na ＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。
2．钠与酸溶液反应(1)钠与酸反应时先与酸中的H＋反应，如：2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑。
(2)如果钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应。
3．钠与碱溶液反应实质就是钠与水的反应。
4．钠与盐溶液反应：钠与盐溶液反应时先与水反应，它包括两种情况：(1)钠投入到NaCl溶液中，只有氢气放出。
2Na+2H2O2NaOH+H2↑。
(2)钠投入到CuSO4溶液中，产生蓝色沉淀。
2Na+2H2O+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。
(3)钠投入到铵盐(如NH4Cl)溶液中，有H2和NH3逸出。
2Na+2H2O2NaOH+H2↑，NH4Cl+NaOH NaCl+NH3↑+H2O。
1．不能正确表示下列反应的离子方程式的是A．钠与水反应：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑B．钠与CuSO4溶液反应：2Na＋Cu2＋===Cu＋2Na＋C．钠与盐酸反应：2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑D．钠跟氯化钾溶液反应：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑易错点2 Na2O2与H2O、CO2反应的关系掌握不牢2．将O2、CH4、Na2O2放入密闭容器中，在150 ℃条件下用电火花引燃反应，恰好完全反应，此时容器中的压强为零，由此得出原混合物中O2、CH4、Na2O2的物质的量之比为A．1∶1∶1 B．2∶2∶6 C．1∶2∶6 D．无法确定【错因分析】过氧化钠与二氧化碳、水的反应存在一定规律，若不能够熟练掌握和运用，容易造成解题无从下手，或者解题复杂。
电化学及其应用--2025年新高考化学真题题源解密(解析版)
专题十二电化学及其应用考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。
2024年真题研析：分析命题特点，探寻常考要点，真题分类精讲。
近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。
必备知识速记：归纳串联解题必备知识，总结易错易混点。
最新模拟探源：精选适量最新模拟题，发掘高考命题之源。
命题解读考向纵观近年的高考试题，可以发现高考对于电化学板块内容的考查几乎没有什么变化，主要考查的还是陌生的原电池装置和电解池装置的分析，对于电解池的考查概率有所提高，特别是利用电解池生产化工品和处理环境污染物成为命题特点。
万变不离其宗，问题的落脚点主要是在电极的极性判断、两极发生的反应情况和电解液成分的参与情况这些问题上。
考向一原电池的工作原理及应用考向二电解池的工作原理及应用考向三化学电源装置分析考向四金属的腐蚀与防护命题分析分析2024年高考化学试题可以看出，选择题中对于电化学板块内容的考查，依然保持了往年的命题特点，统计各个卷区的考查情况，会发现大部分都通过可充电电源系统为载体，综合考查原电池和电解池的工作原理和应用。
试题精讲考向一电解池的工作原理及应用1(2024·贵州卷)一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。
光阳极发生反应：HCO -3+H 2O =HCO-4+2H ++2e -，HCO -4+H 2O =HCO -3+H 2O 2。
体系中H 2O 2与Mn (Ⅱ)/Mn (Ⅳ)发生反应产生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。
下列说法错误的是A.该芬顿系统能量转化形式为太阳能→电能→化学能B.阴极反应式为O2+2H++2e-=H2O2C.光阳极每消耗1molH2O，体系中生成2molH2O2D.H2O2在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性【答案】C【分析】该装置为电解池，光阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+，阴极上氧气和氢离子得电子生成过氧化氢，电极反应式为O2+2H++2e-=H2O2；【解析】A．该装置为电解池，利用光能提供能量转化为电能，在电解池中将电能转化为化学能，A正确；B．由图可知，阴极上氧气和氢离子得电子生成过氧化氢，电极反应式为O2+2H++2e-=H2O2，B正确；C．光阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+，每消耗1molH2O，转移2mol电子，由O2+2H++2e-=H2O2，则体系中生成1molH2O2，C错误；D．由Mn(Ⅳ)和过氧化氢转化为Mn(Ⅱ)过程中，锰元素化合价降低，H2O2做还原剂，表现还原性，由Mn(Ⅱ)转化为Mn(Ⅳ)时，H2O2中O元素化合价降低，做氧化剂，表现氧化性，D正确；故选C。
高三化学高考备考一轮复习专题：电化学原理的综合应用课件
漂浮物杂质进入阴极区 C.乙膜为阴离子交换膜，可阻止杂
质阳离子进入阴极区 D.当电路中通过1 mol电子时，可
生成32 g纯铜
6.四室式电渗析法制备盐酸和NaOH的装置如图所示。a、b、c为阴、阳离子交 换膜。已知：阴离子交换膜只允许阴离子透过，阳离子交换膜只允许阳离子
透过。下列叙述正确的是( D )
A.b、c 分别依次为阳离子交换膜、阴离子交 换膜
B.通电后Ⅲ室中的 Cl－透过 c 迁移至阳极区 C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四室中的溶液的 pH 均升高 D.电池总反应为 4NaCl＋6H2O=电==解==4NaOH＋
4HCl＋2H2↑＋O2↑
【课堂点拨】 (1)含离子交换膜电化学装置题的解题步骤
1.根据总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。
2.根据电子守恒计算 (1)用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算， 其依据是电路中转移的电子数相等。 (2)用于混合溶液中电解的分阶段计算。
3.根据关系式计算 根据得失电子守恒建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。 如以电路中通过 4 mol e－为桥梁可构建以下关系式：
的溶解)。则电解过程中转移电子的物质的量为( C )
A.0.4 mol
B.0.5 mol
C.0.6 mol
D.0.8 mol
3.500 mL KNO3 和 Cu(NO3)2 的混合溶液中 c(NO－3 )＝0.6 mol·L－1，用石墨作电极 电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到 2.24 L 气体(标准状况下)，假
图甲
图乙
显然两图中，A均为原电池，B均为电解池。
高考试题分专题解析化学 专题 电化学及其应用
电 化 学（2012·福建）9.将右图所示实验装置的 K 闭合，下列判断正确的是A.Cu 电极上发生还原反应B.电子沿 Zn→a→b→Cu 路径流动C.片刻后甲池中c(SO 42-)增大D.片刻后可观察到滤纸b 点变红色（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：CH 3CH 2OH – 4e - + H 2O = CH 3COOH + 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0.4mol 电子转移，则在标准状况下消耗4.48L 氧气C ．电池反应的化学方程式为：CH 3CH 2OH + O 2 = CH 3COOH + H 2OD ．正极上发生的反应为：O 2 + 4e - + 2H 2O = 4OH -（2011·大纲版）11．①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极，②④相连时，②有气泡逸出；③④相连时，③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 ①③②④B ①③④②C ③④②①D ③①②④（2011·山东）13.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是A ．图a 中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B ．图b 中，开关由M 改置于N 时，Cu-Zn 合金的腐蚀速率减小C ．图c 中，接通开关时Zn 腐蚀速率增大，Zn 上放出气体的速率也增大D ．图d 中，Zn - MnO 2干电池自放电腐蚀主要是由MnO 2的氧化作用引起的（2012·浙江）10．以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：下列说法不正确的是A ．在阴极式，发生的电极反应为：2H 2O ＋2e －2OH ―＋H 2↑B ．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H ＋浓度增大，使平衡224CrO -＋2H ＋227Cr O -＋H 2O 向右移动 C ．该制备过程总反应的化学方程式为：4K 2CrO 4＋4H 2O 通电2K 2Cr 2O 7＋4KOH ＋2H 2↑＋2O 2↑|阳离子交换膜KOH 稀溶液不锈钢 惰性电极24K CrO 溶液d D．测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比为d，则此时铬酸钾的转化率为α＝2（2011·安徽）11．某兴趣小组设计如下微型实验装置。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
专题08 电化学及其应用1．[2019新课标Ⅰ]利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/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H2+2MV2+2H++2MV+C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D．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】【分析】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。
【详解】A项、相比现有工业合成氨，该方法选用酶作催化剂，条件温和，同时利用MV+和MV2+的相互转化，化学能转化为电能，故可提供电能，故A正确；B项、左室为负极区，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+，故B错误；C项、右室为正极区，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+，故C正确；D项、电池工作时，氢离子（即质子）通过交换膜由负极向正极移动，故D正确。
故选B。
【点睛】本题考查原池原理的应用，注意原电池反应的原理和离子流动的方向，明确酶的作用是解题的关键。
2．[2019新课标Ⅲ]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)+H2O(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)+H2O(l)C．放电时负极反应为Zn(s)+2OH-(aq)-2e-ZnO(s)+H2O(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)＋H2O(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)＋H2O(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。
3．[2019天津]我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。
图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。
下列叙述不正确．．．的是A．放电时，a电极反应为B．放电时，溶液中离子的数目增大C．充电时，b电极每增重0.65g，溶液中有0.02mol I被氧化D．充电时，a电极接外电源负极【答案】D【解析】【分析】放电时，Zn是负极，负极反应式为Zn-2e-═Zn2＋，正极反应式为I2Br-+2e-=2I-+Br-，充电时，阳极反应式为Br-+2I--2e-=I2Br-、阴极反应式为Zn2＋+2e-=Zn，只有阳离子能穿过交换膜，阴离子不能穿过交换膜，据此分析解答。
【详解】A、放电时，a电极为正极，碘得电子变成碘离子，正极反应式为I2Br-+2e-=2I-+Br-，故A正确；B、放电时，正极反应式为I2Br-+2e-=2I-+Br-，溶液中离子数目增大，故B正确；C、充电时，b电极反应式为Zn2＋+2e-=Zn，每增加0.65g，转移0.02mol电子，阳极反应式为Br-+2I--2e-=I2Br-，有0.02molI-失电子被氧化，故C正确；D、充电时，a是阳极，应与外电源的正极相连，故D错误；故选D。
【点睛】本题考查化学电源新型电池，会根据电极上发生的反应判断正负极是解本题关键，会正确书写电极反应式，易错选项是B，正极反应式为I2Br-+2e-=2I-+Br-，溶液中离子数目增大。
4．[2019江苏]将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。
下列有关该实验的说法正确的是A．铁被氧化的电极反应式为Fe-3e-Fe3+B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀【答案】 C【解析】【分析】根据实验所给条件可知，本题铁发生的是吸氧腐蚀，负极反应为：Fe-2e-=Fe2+；正极反应为：O2+2H2O +4e-=4OH-；据此解题；【详解】 A.在铁的电化学腐蚀中，铁单质失去电子转化为二价铁离子，即负极反应为：Fe-2e-=Fe2+，故A 错误；B.铁的腐蚀过程中化学能除了转化为电能，还有一部分转化为热能，故B错误；C.活性炭与铁混合，在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池，加速了铁的腐蚀，故C正确；D.以水代替氯化钠溶液，水也呈中性，铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐蚀，故D错误；综上所述，本题应选 C.【点睛】本题考查金属铁的腐蚀。
根据电解质溶液的酸碱性可判断电化学腐蚀的类型，电解质溶液为酸性条件下，铁发生的电化学腐蚀为析氢腐蚀，负极反应为：Fe-2e-=Fe2+；正极反应为：2H+ +2e-=H2↑；电解质溶液为碱性或中性条件下，发生吸氧腐蚀，负极反应为：Fe-2e-=Fe2+；正极反应为：O2+2H2O +4e-=4OH-。
5．[2019浙江4月选考]化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。
下列说法不正确．．．的是A．Zn2+向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H+浓度增加B．正极的电极反应式为Ag2O＋2e-＋H2O2Ag＋2OH-C．锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄D．使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降【答案】A【解析】A.Zn较Cu活泼，做负极，Zn失电子变Zn2+，电子经导线转移到铜电极，铜电极负电荷变多，吸引了溶液中的阳离子，因而Zn2+和H+迁移至铜电极，H+氧化性较强，得电子变H2，因而c(H+)减小，A项错误；B. Ag2O作正极，得到来自Zn失去的电子，被还原成Ag,结合KOH作电解液，故电极反应式为Ag2O ＋2e-＋H2O2Ag＋2OH-，B项正确； C.Zn为较活泼电极，做负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，锌溶解，因而锌筒会变薄，C项正确；D.铅蓄电池总反应式为PbO2+ Pb + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O，可知放电一段时间后，H2SO4不断被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，D项正确。
故答案选A。
6．[2018海南]一种镁氧电池如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭，电解液为KOH浓溶液。
下列说法错误的是A．电池总反应式为：2Mg＋O2＋2H2O＝2Mg(OH)2B．正极反应式为：Mg－2e－＝Mg2＋C．活性炭可以加快O2在负极上的反应速率D．电子的移动方向由a经外电路到 b【答案】BC【解析】A. 电池总反应式为：2Mg＋O2＋2H2O＝2Mg(OH)2，不符合题意；B. 正极应该是氧气得电子，发生还原反应，反应式为：O2+4e-+4OH-=2H2O，符合题意；C.氧气在正极参与反应，符合题意；D.外电路中，电子由负极移向正极，该反应中a为负极，b为正极，故不符合题意；故答案为BC。
【点睛】尽管原电池外观形形色色，五花八门，但其原理是相同的，即要紧紧抓住原电池中负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应；外电路中，电子由负极流向正极，电流方向与电子流动方向相反这一基本规律。
7．[2018新课标Ⅲ]一种可充电锂-空气电池如图所示。
当电池放电时，O 2与Li +在多孔碳材料电极处生成Li 2O 2-x （x=0或1）。
下列说法正确的是A ．放电时，多孔碳材料电极为负极B ．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C ．充电时，电解质溶液中Li +向多孔碳材料区迁移D ．充电时，电池总反应为Li 2O 2-x =2Li+（1－2x ）O 2【答案】D【解析】本题考查的是电池的基本构造和原理，应该先根据题目叙述和对应的示意图，判断出电池的正负极，再根据正负极的反应要求进行电极反应方程式的书写。
A ．题目叙述为：放电时，O 2与Li +在多孔碳电极处反应，说明电池内，Li +向多孔碳电极移动，因为阳离子移向正极，所以多孔碳电极为正极，选项A 错误。
B ．因为多孔碳电极为正极，外电路电子应该由锂电极流向多孔碳电极（由负极流向正极），选项B 错误。
C ．充电和放电时电池中离子的移动方向应该相反，放电时，Li +向多孔碳电极移动，充电时向锂电极移动，选项C 错误。
D ．根据图示和上述分析，电池的正极反应应该是O 2与Li +得电子转化为Li 2O 2-X ，电池的负极反应应该是单质Li 失电子转化为Li +，所以总反应为：2Li + (1－2x )O 2＝Li 2O 2-X ，充电的反应与放电的反应相反，所以为Li 2O 2-x ＝2Li + (1－2x )O 2，选项D 正确。
点睛：本题是比较典型的可充电电池问题。
对于此类问题，还可以直接判断反应的氧化剂和还原剂，进而判断出电池的正负极。
本题明显是空气中的氧气得电子，所以通氧气的为正极，单质锂就一定为负极。
放电时的电池反应，逆向反应就是充电的电池反应，注意：放电的负极，充电时应该为阴极；放电的正极充电时应该为阳极。
8．[2018新课标Ⅱ]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，ClO4－向负极移动B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2C．放电时，正极反应为：3CO2+4e-＝2CO32－+CD．充电时，正极反应为：Na++e-＝Na【答案】D【解析】原电池中负极发生失去电子的氧化反应，正极发生得到电子的还原反应，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，充电可以看作是放电的逆反应，据此解答。