专题九 电化学原理

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专题九 电化学原理



D [解析] 由电子流向可知铜片作阴极,铂片作阳
点 探
极,A 项正确;电解过程中阳离子向阴极移动,B 项正
究 确;由图可知阳极产物为 O2,可知 OH-失电子,C 项正
确;总反应为 2CO2+2H2O===C2H4+3O2↑,生成 1 mol
C2H4 的同时生成 3 mol O2,D 项错误。
(3)原电池的负极反应与电解池的阴极反应、原电池的正
极反应与电解池的阳极反应互为逆反应,据此可快速写出充、
放电时的电极反应式。
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专题九 电化学原理

频 考
2.原电池、电解池的比较
点 探
比较项
原电池


电解池
电极与电解质溶液自发进 能量转
行氧化还原反应, 化学 换
能→电能
外加电源作用下发 生氧化还原反应,
电池反应分析物质得失电子情况,考虑电极反应生成的物质
是否与电解质溶液中的离子发生反应。对于较复杂的电极反
应,可以利用总反应式减去较简单一极电极反应式得到较复
杂一极电极反应式的方法解决。
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考点二 新型二次化学电源为载体的电化学


1.新型电池充、放电时电极反应式的书写
探 究
酸性,不能使酚酞变红,错误。
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[易错警示] 在原电池中电子由负极沿外电路流向正

探 极,而在原电池内部,没有电子的流动,而是离子的移
究 动;在电解池中,电子由电源负极流向阴极,由阳极流
向电源正极,而在电解池内部,没有电子的流动,而是
离子的流动。即“电子走陆路,离子走水路”。
探 作为电解质的无水 LiCl-KCl 混合物受热熔融后,电池即可瞬

间输出电能。该电池总反应为 PbSO4+2LiCl+Ca==CaCl2+
Li2SO4+Pb。下列有关说法正确的是( )
图 9-4
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探 究
A.正极反应式:Ca+2Cl--2e-===CaCl2 B.放电过程中,Li+向负极移动
者相减得负极反应为 C6H12O6-24e-+36OH-==6CO23-+
24H2O,C 项正确;葡萄糖不是电解质,故不向溶液中加
入电解质则无法形成原电池,D 项错误。
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专题九 电化学原理

变式2 用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液,实

考 验装置如图9-3(a)。电解过程中的实验数据如图(b),
确;O~Q段收集到的混合气体中含0.1 mol O2和0.1 mol
H2,故混合气体的平均摩尔质量为17 g·mol-1,D项错
误。
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【教师备用习题】
频 考
高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍(Ni)、铁作
点 电极电解浓 NaOH 溶液制备高铁酸盐 Na2FeO4 的装置如图
C.每转移 0.1 mol 电子,理论上生成 20.7 g Pb
D.常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针不偏

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专题九 电化学原理



D [解析] 正极上应是得电子发生还原反应,A 项
点 探
错误;电池工作时,电解质中的阳离子移向电池正极,
究 B 项错误;利用总反应方程式知每转移 2 mol 电子生成
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专题九 电化学原理



C [解析] 该反应中葡萄糖被氧化,O2 被还原,故
点 探
形成原电池时 A 为负极,B 为正极,A 项错误;原电池

放电时,阳离子向正极移动,B 项错误;碱性条件下,
该原电池总反应为 C6H12O6+6O2+12OH-===12H2O+
6CO23-,正极反应为 6O2+24e-+12H2O===24OH-,两
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专题九 电化学原理


变式2 把传统铅蓄电池的电解质溶液换成氟硼酸
考 点
溶液,低温下性能更优良,常用于国防工业,其总反应

究 方程式为Pb+PbO2+4HBF4
2Pb(BF4)2+2H2O[已
知:HBF4是强酸,Pb(BF4)2是可溶性的强电解质],下
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高考真题再现
[解析] B 电池负极反应式为Na-e-=Na+,生成 的Na+与Cl-结合生成NaCl,A项正确;结合电极材料 多孔Ni/NiCl2可知,正极是Ni2+放电,B项错误、C项正 确;结合分析,Na+通过钠离子导体进行运动,D项正 确。
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高考真题再现
2.[2013·北京卷] 下列金属防腐的措施中,使用 外加电流的阴极保护法的是( )
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专题九 电化学原理


例1 [2012·福建卷] 将如图9-1所示实验装置的
考 点
K闭合,下列判断正确的是(
)


图9-1
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(SO42-)增大 D.片刻后可观察到滤纸b点变红色
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专题九 电化学原理


质量为12 g/mol
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D [解析] 首先由电流方向判断,a为阴极,b为阳


极。电解过程中,阴极Cu2+先得电子生成Cu,然后H+

得电子生成H2,A项正确;阳极OH-失电子生成H2O和
O2,B项正确;曲线O~P段是阴极产生铜,阳极产生
O2,曲线P~Q段是阴极产生H2,阳极产生O2, C项正




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专题九 电化学原理


(2)电极反应式的书写步骤及方法




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专题九 电化学原理



[特别提醒] 电解池电极反应式中,如果是H+、

探 OH-放电,不论溶液是酸性还是碱性,则一定写H+、
究 OH-得、失电子,其他情况下酸性溶液中一定不能出现
OH-,同理在碱性溶液中一定不能出现H+。
点 探
横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量,纵坐标表
究 示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。则下列说
法不正确的是( )
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专题九 电化学原理


考 点
A.电解过程中,a电极表面先有红色物质析出,后
探 究
有气泡产生
B.b电极上发生的反应方程式为4OH--4e-
===2H2O+O2↑
C.曲线O~P段表示O2的体积变化 D.从开始到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔
探 所示。下列推断合理的是( )

A.铁是阳极,电极反应为 Fe-6e-+4H2O===FeO42-+ 8H+
B.镍电极上的电极反应为 2H++2e-===H2 C.若隔膜为阴离子交换膜,则 OH-自右向左移动 D.电解时阳极区 pH 降低、阴极区 pH 升高,最终溶 液 pH 不变
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2- 4
+3H2
,故最
终碱性降低,D项错误。
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高 频
考点二 新型二次化学电源为载体的电化学

1.新型电池充、放电时电极反应式的书写


(1)新型电池的放电过程遵循原电池的工作原理,充电过
究 程遵循电解池的工作原理。解答新型电池问题的关键在于正
确书写电极反应式。
(2)新型电池“放电”时正、负极电极反应式的书写:根据
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.地下钢管连接镁块
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高考真题再现
[解析] A A项使用的是外加电流的阴极保护法, 正确;金属护栏表面涂漆、汽车底盘喷涂高分子膜属 于物理防腐,不是电化学防护法,B、C项错误;地下 钢管连接镁块是牺牲阳极的阴极保护法,D项错误。
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高考真题再现
【高考指南】 分析近几年课标地区高考试题,发现电化学原理 为每年的必考内容,一般结合能源与环保问题、以新 型电池为依托,考查电化学的基础知识,题型既有选 择题,也有非选择题,选择题中主要考查原电池以及 电解池的工作原理,如电极判断、电极产物的判断、 电子或离子流向、溶液pH的判断等;而非选择题中主 要考查电极反应式的书写与有关计算等。
步骤 3
CO23-,
配平:负极为 CH3OH-6e-+8OH-=CO23-+6H2O,正极为 O2+4e-+2H2O=4OH-,依据得失电子守恒:负极×2+正 极×3 即得电池总反应式。
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专题九 电化学原理



[特别提醒] 书写电极反应式应充分注意介质影响:

探 ①中性溶液反应物中若是 H+得电子或 OH-失电子,H+
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专题九 电化学原理

变式1 葡萄糖氧化是人体获得能量的途径之一。
频 某同学利用葡萄糖的氧化反应原理,设计了如图9-2所
考 点
示的装置。下列说法正确的是( )


A.若形成原电池时,B极是负极 B.加入H2SO4,溶液中H+向A极移动 C.加入NaOH,A的电极反应式为C6H12O6-24e- +36OH-===6CO23-+24H2O D.不再添加任何试剂,该装置即能获得电流


考 点
B [解析] Fe发生氧化反应,生成Na2FeO4,故Fe
探 为阳极,Ni为阴极,但强碱性电解质溶液中电极反应产
究 物中不能有H+,阳极反应应为Fe-6e-+8OH-
===FeO
2- 4
+4H2O,A项错误;H+在阴极被还原,B项
正确;电解过程中阴离子向阳极移动,C项错误;由以
上分析看出2H2O+Fe+2OH-===FeO
究 和 OH-均来自于水的电离,但生成物中可能有 H+和
OH-;②酸性溶液反应物、生成物中均无 OH-;③
碱性溶液反应物、生成物中均无 H+;④水溶液中不能出
现 O2-。
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频 2.有关电解池解题的一般思路
考 点 探 究
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专题九 电化学原理


(1)确定阴阳极的方法
高 频 考 点 探 究
易 错
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主干知识整合
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高考真题再现
1.[2013·新课标全国卷Ⅱ] “ZEBRA”蓄电池的结 构如图所示,电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠 离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述 错误的是( )
A.电池反应中有NaCl生成 B.电池的总反应是金属钠还原三价铝离子 C.正极反应为NiCl2+2e-===Ni+2Cl- D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
1 mol Pb,故转移 0.1 mol 电子时,生成 m(Pb)=
0.05mol×207 g·mol-1=10.35 g,C 项错误;常温下,电
解质 LiCl-KCl 为固态,该电池不能形成闭合回路,因此
常温下该电池不能工作,D 项正确。
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专题九 电化学原理



[技巧点拨] 新型电池类试题题材广、信息新、陌生
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高考纵览
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专题九 电化学原理

频 ► 考点一 电池工作原理及电极反应方程式的书写 考 1.有关原电池解题的一般思路
点 探 究
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专题九 电化学原理


(1)确定正负极方法




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专题九 电化学原理

(2)电极反应式的书写步骤及方法
频 考
分析氧化还原反应及题中信息
确定正负极 电子得失数目
考 点
A [解析] 本题考查原电池和电解池工作原理。A
探 究
项,K 闭合时,Zn 和 Cu 构成原电池,Cu 作正极,发生
还原反应,正确;B 项,在电解 Na2SO4 溶液时,电子不
能流入电解质溶液中,即 ab 电子不能通过,错;C 项,
甲池中硫酸根离子没有放电,所以浓度不变,错误;D
项,b 为阳极,OH-放电,留下 H+,使得 b 附近溶液显
电能→化学能
电极的 由电极材料和电解质溶液
由外接电源决定
判断
的性质决定
电极与 负极发生氧化反应,正极
反应类 发生还原反应

阳极发生氧化反 应,阴极发生还原
反应
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பைடு நூலகம்
专题九 电化学原理


例 2 [2013·安徽卷] 热激活电池可用作火箭、导弹的
考 点
工作电源。一种热激活电池的基本结构如图 9-4 所示,其中
点 探
度大,但一般落点较低,主要考查新型电池“放电”时
究 正、负极的判断,电极反应式的书写及离子移动的方向
等内容。
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高 频
变式 1 图 9-5 为 CO2 电
考 催化还原为碳氢化合物的工
点 探
作原理示意图,用一种钾盐水
究 溶液作电解液。下列说法不正
确的是( )
A.工作时,铜片作阴极 B.工作时,K+向铜片电极移动 C.工作时,铂片上的电极反应式为 4OH--4e- ===O2 +2H2O D.若 CxHy 为 C2H4,则生成 1 mol C2H4 的同时生 成 2 mol O2
分析电解 质溶液
点 探
确定正负极产物 配平电极反应式
依据电子得失守恒,得出总反应式

例如:碱性 CH3OH 燃料电池电极反应式的书写步
骤。
步骤 1
确定得失电子数目:负极为 CH3OH-6e-
为 O2+4e-

步骤 2
,正极
依据电解质溶液确定产物:负极为 CH3OH-6e-
正极为 O2+4e-
4OH-;
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