歷年高考化學(xué)知識清單-專題10 電化學(xué)及其應(yīng)用（講）（原卷+解析版）

1專題十電化學(xué)及其應(yīng)用考情解讀1.了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2.了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。3.理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因。了解金屬腐蝕的危害和防止金屬腐蝕的措施。電化學(xué)是氧化還原反應(yīng)知識的應(yīng)用和延伸，是歷年高考的熱點(diǎn)內(nèi)容?？疾榈闹饕R點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理、電極反應(yīng)式的書寫和判斷、電解產(chǎn)物的判斷、金屬的腐蝕和防護(hù)。對本部分知識的考查仍以選擇題為主，在非選擇題中電化學(xué)知識可能與工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、新科技、新能源知識相結(jié)合進(jìn)行命題。復(fù)習(xí)時，應(yīng)注意：1．對基礎(chǔ)知識扎實(shí)掌握，如電極反應(yīng)式的書寫、燃料電池的分析等。2．電化學(xué)問題的探究設(shè)計(jì)、實(shí)物圖分析及新型電池的分析是近年來高考中的熱點(diǎn)，通過在練習(xí)中總結(jié)和反思，提高在新情境下運(yùn)用電化學(xué)原理分析解決實(shí)際問題的能力。重點(diǎn)知識艷理知識點(diǎn)一、原電池電極的判斷以及電極方程式的書寫1.原電池正、負(fù)極的判斷方法：(1)由組成原電池的兩極材料判斷。一般是活潑的金屬為負(fù)極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。(2)根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷。電流由正極流向負(fù)極；電子由負(fù)極流向正極。(3)根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的流動方向判斷。在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷。原電池的負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，其正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)。(5)電極增重或減輕。工作后，電極質(zhì)量增加，說明溶液中的陽離子在電極(正極)放電，電極活動性弱；反之，電極質(zhì)量減小，說明電極金屬溶解，電極為負(fù)極，活動性強(qiáng)。(6)有氣泡冒出。2電極上有氣泡冒出，是因?yàn)榘l(fā)生了析出H2的電極反應(yīng)，說明電極為正極，活動性弱。2．原電池電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式的書寫(1)題目給定原電池的裝置圖，未給總反應(yīng)式：①首先找出原電池的正、負(fù)極，即分別找出氧化劑和還原劑。②結(jié)合介質(zhì)判斷出還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。③寫出電極反應(yīng)式(注意兩極得失電子數(shù)相等)，將兩電極反應(yīng)式相加可得總反應(yīng)式。(2)題目中給出原電池的總反應(yīng)式：①分析原電池總反應(yīng)式中各元素的化合價變化情況，找出氧化劑及其對應(yīng)的還原產(chǎn)物，氧化劑發(fā)生的反應(yīng)即為正極反應(yīng)；找出還原劑及其對應(yīng)的氧化產(chǎn)物，還原劑參加的反應(yīng)即為負(fù)極反應(yīng)。②當(dāng)氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物由多種元素組成時，還應(yīng)注意介質(zhì)的反應(yīng)。③若有一電極反應(yīng)較難寫出，可先寫出較易寫出的電極反應(yīng)，然后再利用總反應(yīng)式減去該電極反應(yīng)即得到另一電極反應(yīng)。說明：在書寫電極反應(yīng)式時要注意哪些方面？1．兩極得失電子數(shù)目相等；2．電極反應(yīng)式常用“＝”不用“→”表示；3．電極反應(yīng)式中若有氣體生成，需加“↑”;而弱電解質(zhì)或難溶物均以分子式表示，其余以離子符號表示；4．寫電極反應(yīng)式時要保證電荷守恒、元素守恒，可在電極反應(yīng)式一端根據(jù)需要添加H＋或OH－或H2O；5．兩電極反應(yīng)、電池總反應(yīng)的三個方程式，若已知其中兩個，可由方程式的加減得到第三個。知識點(diǎn)二、原電池工作原理的應(yīng)用1．依據(jù)原電池原理比較金屬活動性強(qiáng)弱(1)電子由負(fù)極流向正極，由活潑金屬流向不活潑金屬，而電流方向是由正極流向負(fù)極，二者是相反的。(2)在原電池中，活潑金屬作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；不活潑金屬作正極，發(fā)生還原反應(yīng)。(3)原電池的正極通常具備特定的現(xiàn)象：有氣體生成，或電極質(zhì)量增加或不變等；負(fù)極通常不斷溶解，質(zhì)量減少。2．根據(jù)原電池原理，把各種氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成電池從理論上講，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，都可以設(shè)計(jì)成原電池。關(guān)鍵是選擇合適的電解質(zhì)溶液和兩個電極。(1)電解質(zhì)溶液的選擇電解質(zhì)是使負(fù)極放電的物質(zhì)。因此電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)?；蛘唠娊赓|(zhì)溶液中溶解的3其他物質(zhì)能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)(如空氣中的氧氣)。但如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中進(jìn)行(中間連接鹽橋)，則左右兩個容器中的電解質(zhì)溶液選擇與電極材料相同的陽離子。如，在銅—鋅—硫酸構(gòu)成的原電池中，負(fù)極金屬鋅浸泡在含有Zn2＋的電解質(zhì)溶液中，而正極銅浸泡在含有Cu2＋的溶液中。(2)電極材料的選擇電池的電極必須導(dǎo)電。電池中的負(fù)極必須能夠與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，容易失去電子，因此負(fù)極一般是活潑的金屬材料。正極和負(fù)極之間只有產(chǎn)生電勢差，電子才能定向移動，所以正極和負(fù)極不用同一種材料。一般情況下，兩個電極的構(gòu)成分為4種情況：①活潑性不同的兩種金屬。例如，鋅銅原電池中，鋅作電池的負(fù)極，銅作電池的正極。②金屬和非金屬。例如，鋅錳干電池中，鋅片作電池的負(fù)極，石墨棒作電池的正極。③金屬和化合物。例如，鉛蓄電池中，鉛板作電池的負(fù)極，二氧化鉛作電池的正極。④惰性電極。例如，氫氧燃料電池中，兩根電極均可用Pt。知識點(diǎn)三、原電池正負(fù)極判斷的方法1．由組成原電池的兩極材料判斷較活潑的金屬為負(fù)極，較不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。2．根據(jù)電流方向或電子流向判斷外電路中，電流由正極流向負(fù)極，電子由負(fù)極流向正極。3．根據(jù)原電池電解質(zhì)溶液中離子的移動方向判斷在原電池電解質(zhì)溶液中，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。4．根據(jù)原電池中兩極發(fā)生的反應(yīng)判斷原電池中，負(fù)極總是發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是發(fā)生還原反應(yīng)。若給出一個總方程式，則可根據(jù)化合價升降來判斷。5．根據(jù)電極質(zhì)量的變化判斷原電池工作后，某一電極質(zhì)量增加，說明溶液中的陽離子在該電極上放電，該極為正極，活潑性較弱；反之，如果某一電極質(zhì)量減輕，則該電極溶解，為負(fù)極，活潑性較強(qiáng)。6．根據(jù)電極上有氣泡產(chǎn)生判斷原電池工作后，如果某一電極上有氣體產(chǎn)生，通常是因?yàn)樵撾姌O發(fā)生了析出H2的反應(yīng)，說明該電極為正極，活潑性較弱。7．根據(jù)某電極(X)附近pH的變化判斷析氫或吸氧的電極反應(yīng)發(fā)生后，均能使該電極附近電解質(zhì)溶液的pH增大，因而原電池工作后，X極附近的pH增大了，說明X極為正極，金屬活動性較強(qiáng)。知識點(diǎn)四、電池電極反應(yīng)式的書寫方法書寫電極反應(yīng)式前，我們應(yīng)首先明確電池的正負(fù)極、電極材料和電解質(zhì)溶液的性質(zhì)，對于二次電池還要注意放電或充電的方向。(1)電極的判斷對于普通電池，我們通常比較兩個電極的金屬活動性，通常金屬活動性強(qiáng)的電極為電池的負(fù)極，金屬活動性弱的電極或非金屬(通常為石墨)為電池的正極。對于燃料電池，兩個電極的材料通常相同，所以從電極材料上很難判斷電池的正負(fù)極。判斷電池正負(fù)極的方法，通常是利用電池總反應(yīng)式，含化合價升高元素的反應(yīng)物為電池的負(fù)極反應(yīng)物，此電極為負(fù)極；含化合價降低元素的反應(yīng)物通常為電池的正極反應(yīng)物，此電極為電池的正極。(2)電極反應(yīng)書寫步驟例如，鉛蓄電池其總反應(yīng)式為：放電充電PbO2(s)＋Pb(s)＋2H2SO4(aq放電充電2PbSO4(s)＋2H2O(l)其電極反應(yīng)式的書寫步驟為：放電時，為原電池原理，總反應(yīng)式中已指明放電方向從左向右的過程，即可逆符號左邊為反應(yīng)物，右邊為生成物。①由化合價的升降判斷負(fù)、正極的反應(yīng)物負(fù)極：Pb正極：PbO2②主產(chǎn)物負(fù)極：PbSO4正極：PbSO4③由化合價升降確定電子得失的數(shù)目負(fù)極2e－正極2e-④電極反應(yīng)關(guān)系式負(fù)極：Pb－2e-?PbSO4正極：PbO2＋2e-?PbSO4⑤考慮電解質(zhì)溶液，再利用電荷守恒、質(zhì)量守恒調(diào)整反應(yīng)式負(fù)極：Pb－2eSO42-＝PbSO4正極：PbO2＋2e4HSO42-＝PbSO4＋2H2O充電時，是總反應(yīng)式的逆向過程，氧化劑、還原劑都為PbSO4分析反應(yīng)過程陰極(發(fā)生還原反應(yīng)或與外電源負(fù)極相連)反應(yīng)過程：PbSO4陽極(發(fā)生氧化反應(yīng)或與外電源正極相連)反應(yīng)過程：PbSO4充電時電極反應(yīng)陰極：PbSO4＋2ePb＋SO42-陽極：PbSO4＋2H2O－2ePbO2＋4HSO42-知識點(diǎn)五、電解質(zhì)溶液的電解規(guī)律（惰性電極）1.以惰性電極電解電解質(zhì)溶液，分析電解反應(yīng)的一般方法和步驟(1)分析電解質(zhì)溶液的組成，找出離子，并分為陰、陽兩組。(2)分別對陰、陽離子排出放電順序，寫出兩極上的電極反應(yīng)式。(3)合并兩個電極反應(yīng)式，得出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式。2．反應(yīng)類型(1)電解水型：含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧酸鹽(如NaOH、H2SO4、K2SO4等)溶液的電解。如：陰極：4H4e2H2↑,陽極：4OH4e2H2O＋O2↑,總反應(yīng)：(2)自身分解型：無氧酸(除HF外)、不活潑金屬的無氧酸鹽(除氟化物外，如HCl、CuCl2等)溶液的電解。如：陰極：Cu22eCu，陽極：2Cl2eCl2↑,(3)放氫生堿型：活潑金屬的無氧酸鹽(氟化物除外，如NaCl、MgCl2等)溶液的電解。如：陰極：2H2eH2↑,陽極：2Cl2eCl2↑,(4)放氧生酸型：不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4、AgNO3等)溶液的電解。如：陰極：2Cu24e2Cu，陽極：2H2O－4eO2↑+4H+,知識點(diǎn)六、原電池、電解池和電鍍池的比較原電池定義將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的應(yīng)用電解原理，在某些金屬表裝置面鍍上一層其他金屬的裝置裝置舉例形成條件①活動性不同的兩個電極(連接)；②電解質(zhì)溶液(電極插入其中并與電極自發(fā)反應(yīng))；③形成閉合回路直流電源；①兩個電極接②兩個電極插入電解質(zhì)溶液；③形成閉合回路電源正①鍍層金屬接②電鍍液必須含有鍍層金屬的離子電極名稱負(fù)極：較活潑金屬；正極：較不活潑金屬(或能導(dǎo)電的非金屬)陽極：與電源正極相連陰極：與電源負(fù)極相連的極(由外加電源決定)陽極：鍍層金屬；陰極：鍍件(同電解池)電極反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬失電子；正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子陽極：氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失電子，或電極金屬失電子；陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子陽極：金屬電極失電子；陰極：電鍍液中陽離子得電子電子流向?qū)Ь€負(fù)極――→正極導(dǎo)線導(dǎo)線導(dǎo)線電源負(fù)極――→導(dǎo)線導(dǎo)線電源正極――→陽極導(dǎo)線電源負(fù)極――→陰極電源正極導(dǎo)線――→――→陽極反應(yīng)原理舉例負(fù)極：Zn－2e－Zn2+正極：2H2eH2↑總反應(yīng)：Zn＋2H＋Zn2H2↑陽極：2Cl2eCl2↑陰極：Cu22eCu總反應(yīng)：Cu22Cl－Cu+Cl2↑陽極：Zn－2e－Zn2+陰極：Zn22eZn溶液中Zn2＋濃度不變主要應(yīng)用金屬的電化學(xué)腐蝕分析；犧牲陽極的陰極保護(hù)法；制造多種新的化學(xué)電源電解食鹽水(氯堿工業(yè))；電冶金(冶煉Na、Mg、Al)；精煉銅鍍層金屬為鉻、鋅、鎳、銀等，使被保護(hù)的金屬抗腐蝕能力增強(qiáng)，增加美觀和表面硬度實(shí)質(zhì)使氧化還原反應(yīng)中的電子通過導(dǎo)線定向轉(zhuǎn)移，形成電流使電流通過電解質(zhì)溶液，而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程聯(lián)系(1)同一原電池的正、負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。(2)同一電解池的陰極、陽極發(fā)生的電極反應(yīng)中得、失電子數(shù)相等。(3)串聯(lián)電路中的各個電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。上述三種情況下，在寫電極反應(yīng)式時，得、失電子數(shù)要相等，在計(jì)算電解產(chǎn)物的量時，應(yīng)按得、失電子數(shù)相等計(jì)算高頻考點(diǎn)突攻高頻考點(diǎn)一原電池原理與化學(xué)電源例1．(2019·課標(biāo)全國Ⅰ,12)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時MV2＋/MV+在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如圖所示。下列說法錯誤的是()A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時還可提供電能B.陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2＋2MV2＋===2H2MV+C.正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3D.電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動【舉一反三】(2019·天津理綜，6)我國科學(xué)家研制了一種新型的高比能量鋅碘溴液流電池，其工作原理示意圖如圖。圖中貯液器可儲存電解質(zhì)溶液，提高電池的容量。下列敘述不正確的是()A.放電時，a電極反應(yīng)為I2Br2e－===2IBr-B.放電時，溶液中離子的數(shù)目增大C.充電時，b電極每增重0.65g，溶液中有0.02molI－被氧化D.充電時，a電極接外電源負(fù)極【舉一反三】【2017新課標(biāo)3卷】全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列說法錯誤的是A．電池工作時，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4B．電池工作時，外電路中流過0.02mol電子，負(fù)極材料減重0.14gC．石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D．電池充電時間越長，電池中Li2S2的量越多【方法技巧】電極反應(yīng)式的書寫方法1．一般電極反應(yīng)式的書寫2．復(fù)雜電池的電極反應(yīng)式書寫復(fù)雜的電極反應(yīng)式＝總反應(yīng)式－較簡單電極的電極反應(yīng)式。如CH4堿性燃料電池負(fù)極反應(yīng)式的書寫：CH4＋2O2＋2OH－===CO－＋3H2O……總反應(yīng)式2O2＋4H2O＋8e－===8OH－……正極反應(yīng)式用總反應(yīng)式－正極反應(yīng)式得負(fù)極反應(yīng)式(CH4＋2O2＋2OH－)－(2O2＋4H2O＋8e－)===(CO－＋3H2O)－(8OH－)整理得：CH4＋10OH8e－===7H2O＋CO－……負(fù)極反應(yīng)式【變式探究】某原電池裝置如圖所示，電池總反應(yīng)為2Ag＋Cl2===2AgCl。下列說法正確的是()9A．正極反應(yīng)為AgCl＋e－===Ag＋Cl-B．放電時，交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成C．若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應(yīng)隨之改變D．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mole－時，交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02mol離子高頻考點(diǎn)二電解原理及其應(yīng)用例2．(1)[2019·課標(biāo)全國Ⅲ,28(4)]在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計(jì)了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如圖所示：負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有(寫反應(yīng)方程式)。電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，需消耗氧氣L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。(2)[2019·北京理綜，27(2)]可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫，工作示意圖如圖。通過控制開關(guān)連接K1或K2，可交替得到H2和O2。①制H2時，連接。產(chǎn)生H2的電極反應(yīng)式是。②改變開關(guān)連接方式，可得O2。③結(jié)合①和②中電極3的電極反應(yīng)式，說明電極3的作用：?！九e一反三】(2018·課標(biāo)全國Ⅰ,13)最近我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2＋H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實(shí)現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如圖所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為：①EDTA－Fe2e－===EDTA－Fe3+②2EDTA－Fe3H2S===2HS＋2EDTA－Fe2+該裝置工作時，下列敘述錯誤的是()A.陰極的電極反應(yīng)：CO2＋2H2e－===CO＋H2OB.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：CO2＋H2S===CO＋H2O＋SC.石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低D.若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA－Fe3＋/EDTA－Fe2＋，溶液需為酸性【舉一反三】（2018年全國卷Ⅰ)最近我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實(shí)現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如圖所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨①EDTA-Fe2+-e-===EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S===2H++S+2EDTA-Fe2+該裝置工作時，下列敘述錯誤的是A.陰極的電極反應(yīng)：CO2+2H++2e-＝CO+H2OB.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：CO2+H2S＝CO+H2O+SC.石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需為酸性【方法技巧】1．正確判斷電解產(chǎn)物(1)陽極產(chǎn)物的判斷首先看電極，如果是活性電極作陽極，則電極材料失電子，電極溶解(注意：鐵作陽極溶解生成Fe2而不是Fe3＋)；如果是惰性電極，則需看溶液中陰離子的失電子能力，陰離子放電順序?yàn)镾2－>I－>Br－>Cl－>OH－(水)。(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子的放電順序進(jìn)行判斷：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Fe2＋>Zn2＋>H+(水)。2．恢復(fù)原態(tài)措施電解后有關(guān)電解質(zhì)溶液恢復(fù)原態(tài)的問題應(yīng)該用質(zhì)量守恒法分析。一般是加入陽極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物的化合物，但也有特殊情況，如用惰性電極電解CuSO4溶液，Cu2＋完全放電之前，可加入CuO或CuCO3復(fù)原，而Cu2＋完全放電之后，應(yīng)加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3復(fù)原。3．突破電解定量計(jì)算的3種方法電解的計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算、溶液pH的計(jì)算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算等，無論哪種計(jì)算都可采用下列3種方法：方法一：根據(jù)總反應(yīng)式先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計(jì)算。方法二：根據(jù)電子守恒用于串聯(lián)電路的陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等。方法三：根據(jù)關(guān)系式根據(jù)得失電子守恒建立已知量與未知量之間的關(guān)系，得出計(jì)算所需的關(guān)系式。例如由關(guān)系式法通過4mole－為基準(zhǔn)可構(gòu)建電極產(chǎn)物之間的如下關(guān)系式：【變式探究】【2017新課標(biāo)2卷】用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是A．待加工鋁質(zhì)工件為陽極B．可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C．陰極的電極反應(yīng)式為：Al3++3e-=AlD．硫酸根離子在電解過程中向陽極移動高頻考點(diǎn)三電解的計(jì)算例3．在1LK2SO4和CuSO4的混合溶液中c(SO－)＝2.0mol·L－1，用石墨電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時間后，兩極均收集到22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體，則原溶液中c(K＋)為()A．2.0mol·L－1B．1.C．1.0mol·L－1D．0.50mol·L－1【舉一反三】某科研小組模擬“人工樹葉”電化學(xué)裝置如圖所示，該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為糖類(C6H12O6)和O2，X、Y是特殊催化劑型電極。已知裝置的電流效率等于生成產(chǎn)品所需的電子數(shù)與電路通過總電子數(shù)之比。下列說法不正確的是()A．該裝置中Y電極發(fā)生氧化反應(yīng)B．X電極的電極反應(yīng)式為6CO2＋24e24H＋===C6H12O6＋6H2OC．理論上，每生成22.4LO2必有4molH＋由Y極區(qū)向X極區(qū)遷移D．當(dāng)電路中通過3mol電子時生成18gC6H12O6，則該裝置的電流效率為80%【變式探究】在如圖所示的裝置中，若通直流電5min時，銅電極質(zhì)量增加2.16g。試回答下列問題：(1)電源中X電極為直流電源的極。(2)pH變化：A：，B：，C：(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)通電5min時，B中共收集224mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體，溶液體積為200mL，則通電前CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為(假設(shè)電解前后溶液體積無變化)。(4)若A中KCl足量且溶液的體積也是200mL，電解后，溶液的pH為(假設(shè)電解前后溶液體積無變化)。高頻考點(diǎn)四可充電電池例4.（2018年全國卷II）我國科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na—CO2二次電池。將NaClO4溶于有機(jī)溶劑作為電解液，鈉和負(fù)載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應(yīng)為：3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列說法錯誤的是A.放電時，ClO4－向負(fù)極移動B.充電時釋放CO2，放電時吸收CO2C.放電時，正極反應(yīng)為：3CO2+4e?=2CO32－+CD.充電時，正極反應(yīng)為：Na++e?=Na【變式探究】（2018年全國卷Ⅲ)一種可充電鋰-空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時，O2與Li+在多孔碳材料電極處生成Li2O2-x（x=0或1）。下列說法正確的是A.放電時，多孔碳材料電極為負(fù)極B.放電時，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C.充電時，電解質(zhì)溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移D.充電時，電池總反應(yīng)為Li2O2-x=2Li+（1－）O2【特別提醒】可充電電池的答題4步驟【舉一反三】某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池。放電時電池的總反應(yīng)為：Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+C6(x<1)。下列關(guān)于該電池的說法不正確的是()A．放電時，Li+在電解質(zhì)中由負(fù)極向正極遷移B．放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為LixC6-xe-=xLi++C6C．充電時，若轉(zhuǎn)移1mole-，石墨C6電極將增重7xgD．充電時，陽極的電極反應(yīng)式為LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+Li+高頻考點(diǎn)五金屬的腐蝕與防護(hù)例5．(2019·江蘇化學(xué)，10)將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后，置于如圖所示裝置中，進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是()A.鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe－3e－===Fe3+B.鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C.活性炭的存在會加速鐵的腐蝕D.以水代替NaCl溶液，鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕【舉一反三】（2018年北京卷）驗(yàn)證犧牲陽極的陰極保護(hù)法，實(shí)驗(yàn)如下（燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的3%NaCl①②③在Fe表面生成藍(lán)色沉淀試管內(nèi)無明顯變化試管內(nèi)生成藍(lán)色沉淀下列說法不正確的是A.對比②③,可以判定Zn保護(hù)了FeB.對比①②,K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化C.驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時不能用①的方法D.將Zn換成Cu，用①的方法可判斷Fe比Cu活潑【變式探究】【2017新課標(biāo)1卷】支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是A．通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B．通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D．通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整【方法技巧】1．金屬腐蝕快慢程度的判斷方法2．金屬電化學(xué)保護(hù)的2種方法【變式探究】利用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，開始時，a、b兩處液面相平，密封好，放置一段時間。下列說法不正確的是()A．a(chǎn)管發(fā)生吸氧腐蝕，b管發(fā)生析氫腐蝕B．一段時間后，a管液面高于b管液面C．a(chǎn)處溶液的pH增大，b處溶液的pH減小D．a(chǎn)、b兩處具有相同的電極反應(yīng)式：Fe－2e－===Fe2+高頻考點(diǎn)六高考新裝置——“膜電池”例6.(2017·江蘇高考節(jié)選)“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液，原理如下圖所示。陽極的電極反應(yīng)式為,陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為。___________________________【舉一反三】微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯誤的是()A．正極反應(yīng)中有CO2生成B．微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C．質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D．電池總反應(yīng)為C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O【變式探究】為了強(qiáng)化安全管理，某油庫引進(jìn)了一臺空氣中汽油含量的測量儀，其工作原理如圖所示(用強(qiáng)酸性溶液作電解質(zhì)溶液)。下列說法中不正確的是()A．石墨電極作正極，發(fā)生還原反應(yīng)B．鉑電極的電極反應(yīng)式為C8H18＋16H2O－50e－===8CO2↑+50H+C．H＋由質(zhì)子交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移D．每消耗5.6LO2，電路中通過1mol電子【方法技巧】1．陽離子交換膜的使用原理陽離子交換膜有很多微孔，孔道上有許多帶負(fù)電荷的基團(tuán)，陽離子可以自由通過孔道，而陰離子移動到孔道處，受到孔道帶負(fù)電荷基團(tuán)的排斥而不能進(jìn)入孔道中，因而不能通過交換膜。質(zhì)子交換膜是陽離子交換膜的特例，僅允許質(zhì)子(H＋)通過，其他離子不能通過。2．陰離子交換膜的使用原理陰離子交換膜有很多微孔，孔道上有許多帶正電荷的基團(tuán)，陰離子可以自由通過孔道，而陽離子移動到孔道處，受到孔道帶正電荷基團(tuán)的排斥而不能進(jìn)入孔道中，因而不能通過交換膜。3．離子交換膜類型的判斷方法依據(jù)電解質(zhì)溶液呈電中性的原理，判斷膜的類型，判斷時首先要寫出陰、陽兩極上的電極反應(yīng)，依據(jù)電極反應(yīng)式確定該電極附近哪種離子剩余；依據(jù)該電極附近電解質(zhì)溶液滿足電荷守恒原則，判斷出離子移動的方向、進(jìn)而確定離子交換膜的類型。例如離子交換膜法淡化海水的實(shí)驗(yàn)裝置如圖：陽極室中的電極反應(yīng)為2Cl2e－===Cl2↑,剩余Na＋要維持陽極室內(nèi)電荷守恒，則Cl－通過a膜進(jìn)入陽極室，故a為陰離子交換膜，陰極室中的電極反應(yīng)為2H2O＋2e－===H2↑+2OH－反應(yīng)生成OH－要維持陰極室內(nèi)電荷守恒，則Na＋通過b膜進(jìn)入陰極室，故b為陽離子交換膜。【變式探究】三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Na＋和SO－可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。下列敘述正確的是()A．通電后中間隔室的SO－離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大B．該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品C．負(fù)極區(qū)反應(yīng)為2H2O－4e－===O2＋4H＋，負(fù)極區(qū)溶液pH降低D．當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時，會有0.5mol的O2生成真題感悟1．[2019新課標(biāo)Ⅰ]利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如下所示。下列說法錯誤的是()A．相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時還可提供電能B．陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV2+===2H++2MV+C．正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3D．電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動2．[2019新課標(biāo)Ⅲ]為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性，科學(xué)家近期利用三維多孔海綿狀Zn（3D?Zn）可以高效沉積ZnO的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了采用強(qiáng)堿性電解質(zhì)的3D?Zn—NiOOH二次電池，結(jié)構(gòu)如下圖所示。電池反應(yīng)為Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)—ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列說法錯誤的是()A．三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積，所沉積的ZnO分散度高B．充電時陽極反應(yīng)為Ni(OH)2(s)+OH?(aq)?e?===NiOOH(s)+H2O(l)C．放電時負(fù)極反應(yīng)為Zn(s)+2OH?(aq)?2e?===ZnO(s)+H2O(l)D．放電過程中OH?通過隔膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)3．[2019天津]我國科學(xué)家研制了一種新型的高比能量鋅?碘溴液流電池，其工作原理示意圖如下。圖中貯液器可儲存電解質(zhì)溶液，提高電池的容量。下列敘述不正確的是()A．放電時，a電極反應(yīng)為I2Br-+2e-2I-+Br-B．放電時，溶液中離子的數(shù)目增大C．充電時，b電極每增重0.65g，溶液中有0.02molI-被氧化D．充電時，a電極接外電源負(fù)極4．[2019江蘇]將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液濕潤后，置于如圖所示裝置中，進(jìn)行鐵的電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是()A．鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe?3e?===Fe3+B．鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C．活性炭的存在會加速鐵的腐蝕D．以水代替NaCl溶液，鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕5.[2019浙江選考]化學(xué)電源在日常生活和高科技領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。下列說法不正確的是()A.Zn2+向Cu電極方向移動，Cu電極附近溶液中H+濃度增加B.正極的電極反應(yīng)式為Ag2O＋2e?+H2O===2Ag＋2OH?C.鋅筒作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，鋅筒會變薄D.使用一段時間后，電解質(zhì)溶液的酸性減弱，導(dǎo)電能力下降 6．[2019新課標(biāo)Ⅱ節(jié)選]環(huán)戊二烯（）是重要的有機(jī)化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}：（4）環(huán)戊二烯可用于制備二茂鐵（Fe(C5H5)2，結(jié)構(gòu)簡式為），后者廣泛應(yīng)用于航天、化工等領(lǐng)域中。二茂鐵的電化學(xué)制備原理如下圖所示，其中電解液為溶解有溴化鈉（電解質(zhì)）和環(huán)戊二烯的DMF溶液（DMF為惰性有機(jī)溶劑）。該電解池的陽極為，總反應(yīng)為。電解制備需要在無水條件下進(jìn)行，原因?yàn)椤?．[2019新課標(biāo)Ⅲ節(jié)選]近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點(diǎn)。回答下列問題：（4）在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計(jì)了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如下圖所示：負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有（寫反應(yīng)方程式）。電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，需消耗氧氣 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。8．[2019北京節(jié)選]氫能源是最具應(yīng)用前景的能源之一，高純氫的制備是目前的研究熱點(diǎn)。（2）可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫，工作示意圖如下。通過控制開關(guān)連接K1或K2，可交替得到H2和O2。①制H2時，連接。產(chǎn)生H2的電極反應(yīng)式是。②改變開關(guān)連接方式，可得O2。③結(jié)合①和②中電極3的電極反應(yīng)式，說明電極3的作用：。9．[2019江蘇節(jié)選]CO2的資源化利用能有效減少CO2排放，充分利用碳資源。（2）電解法轉(zhuǎn)化CO2可實(shí)現(xiàn)CO2資源化利用。電解CO2制HCOOH的原理示意圖如下。①寫出陰極CO2還原為HCOO?的電極反應(yīng)式：▲。②電解一段時間后，陽極區(qū)的KHCO3溶液濃度降低，其原因是▲。10．[2019浙江選考節(jié)選]水是“生命之基質(zhì)”，是“永遠(yuǎn)值得探究的物質(zhì)”。以鉑陽極和石墨陰極設(shè)計(jì)電解池，通過電解NH4HSO4溶液產(chǎn)生(NH4)2S2O8，再與水反應(yīng)得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循環(huán)使用。①陽極的電極反應(yīng)式是。②制備H2O2的總反應(yīng)方程式是。1.（2018年全國卷Ⅰ)硫酸亞鐵鋰（LiFePO4）電池是新能源汽車的動力電池之一。采用濕法冶金工藝回收廢舊硫酸亞鐵鋰電池正極片中的金屬，其流程如下：下列敘述錯誤的是A.合理處理廢舊電池有利于保護(hù)環(huán)境和資源再利用B.從“正極片”中可回收的金屬元素有Al、Fe、LiC.“沉淀”反應(yīng)的金屬離子為Fe3+D.上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉2.（2018年全國卷Ⅰ)最近我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實(shí)現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如圖所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯.電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為：①EDTA-Fe2+-e-＝EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S＝2H++S+2EDTA-Fe2+該裝置工作時，下列敘述錯誤的是A.陰極的電極反應(yīng)：CO2+2H++2e-＝CO+H2OB.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：CO2+H2S＝CO+H2O+SC.石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需為酸性3.（2018年全國卷II）我國科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na—CO2二次電池。將NaClO4溶于有機(jī)溶劑作為電解液，鈉和負(fù)載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應(yīng)為：3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列說法錯誤的是A.放電時，ClO4－向負(fù)極移動B.充電時釋放CO2，放電時吸收CO2C.放電時，正極反應(yīng)為：3CO2+4e?=2CO32－+CD.充電時，正極反應(yīng)為：Na++e?=Na4.（2018年全國卷Ⅲ)一種可充電鋰-空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時，O2與Li+在多孔碳材料電極處生成Li2O2-x（x=0或1）。下列說法正確的是A.放電時，多孔碳材料電極為負(fù)極B.放電時，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C.充電時，電解質(zhì)溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移D.充電時，電池總反應(yīng)為Li2O2-x=2Li+（1－）O25.（2018年北京卷）驗(yàn)證犧牲陽極的陰極保護(hù)法，實(shí)驗(yàn)如下（燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的3%NaCl溶液）。①②③在Fe表面生成藍(lán)色沉淀試管內(nèi)無明顯變化試管內(nèi)生成藍(lán)色沉淀下列說法不正確的是A.對比②③,可以判定Zn保護(hù)了FeB.對比①②,K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化C.驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時不能用①的方法D.將Zn換成Cu，用①的方法可判斷Fe比Cu活潑1．【2017新課標(biāo)1卷】支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是A．通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B．通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D．通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整2．【2017新課標(biāo)2卷】用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì).溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是A．待加工鋁質(zhì)工件為陽極B．可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C．陰極的電極反應(yīng)式為：Al3++3e-=AlD．硫酸根離子在電解過程中向陽極移動3．【2017新課標(biāo)3卷】全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列說法錯誤的是A．電池工作時，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4B．電池工作時，外電路中流過0.02mol電子，負(fù)極材料減重0.14gC．石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D．電池充電時間越長，電池中Li2S2的量越多4．【2017江蘇卷】下列說法正確的是A．反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH<0，ΔS>0B．地下鋼鐵管道用導(dǎo)線連接鋅塊可以減緩管道的腐蝕C．常溫下，Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10?12，pH=10的含Mg2+溶液中，c(Mg2+)≤5.6×10?4mol·L?1D．常溫常壓下，鋅與稀H2SO4反應(yīng)生成11.2LH2，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為6.02×10235．【2017海南】一種電化學(xué)制備NH3的裝置如圖所示，圖中陶瓷在高溫時可以傳輸H+。下列敘述錯誤A.Pb電極b為陰極B.陰極的反應(yīng)式為：N2+6H++6e?=2NH3C.H+由陽極向陰極遷移D.陶瓷可以隔離N2和H262017江蘇）鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下：注：SiO2在“堿溶”時轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。（1）“堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為。（2）向“過濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH(填“增大”、“不變”或“減小”)。（3）“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是。（4）“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液，原理如圖所示。陽極的電極反應(yīng)式為，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為。（5）鋁粉在1000℃時可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備，其主要原因是。1．【2016年高考北京卷】用石墨電極完成下列電解實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)二裝置現(xiàn)象a、d處試紙變藍(lán)；b處變紅，局部褪色；c處無明顯變化兩個石墨電極附近有氣泡產(chǎn)生；n處有氣泡產(chǎn)生；??下列對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋或推測不合理的是()A．a(chǎn)、d處：2H2O+2e-=H2↑+2OH-B．b處：2Cl--2e-=Cl2↑C．c處發(fā)生了反應(yīng)：Fe-2e-=Fe2+D．根據(jù)實(shí)驗(yàn)一的原理，實(shí)驗(yàn)二中m處能析出銅2．【2016年高考海南卷】某電池以K2FeO4和Zn為電極材料，KOH溶液為電解溶質(zhì)溶液。下列說法正確的是()A．Zn為電池的負(fù)極B．正極反應(yīng)式為2FeO42?+10H++6e?=Fe2O3+5H2OC．該電池放電過程中電解質(zhì)溶液濃度不變D．電池工作時OH-向負(fù)極遷移3．【2016年高考上海卷】圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中，x軸表示實(shí)驗(yàn)時流入正極的電子的物質(zhì)的量，y軸表示()A．銅棒的質(zhì)量B．c(Zn2+)C．c(H+)D．c(SO42-)4．【2016年高考四川卷】某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池。放電時電池的總反應(yīng)為：Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+C6(x<1)。下列關(guān)于該電池的說法不正確的是()A．放電時，Li+在電解質(zhì)中由負(fù)極向正極遷移B．放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為LixC6-xe-=xLi++C6C．充電時，若轉(zhuǎn)移1mole-，石墨C6電極將增重7xgD．充電時，陽極的電極反應(yīng)式為LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+Li+5．【2016年高考新課標(biāo)Ⅰ卷】三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Na+和SO42－可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。下列敘述正確的是()A．通電后中間隔室的SO42－離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大B．該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品C．負(fù)極反應(yīng)為2H2O–4e–=O2+4H+，負(fù)極區(qū)溶液pH降低D．當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時，會有0.5mol的O2生成6．【2016年高考新課標(biāo)Ⅱ卷】Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是()A．負(fù)極反應(yīng)式為Mg-2e-=Mg2+B．正極反應(yīng)式為Ag++e-=AgC．電池放電時Cl-由正極向負(fù)極遷移D．負(fù)極會發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑7．【2016年高考新課標(biāo)Ⅲ卷】鋅–空氣燃料電池可用作電動車動力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反應(yīng)為2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)-。下列說法正確的是()A．充電時，電解質(zhì)溶液中K+向陽極移動B．充電時，電解質(zhì)溶液中c(OH-)逐漸減小2-4C．放電時，負(fù)極反應(yīng)為：Zn+4OH–-2e–===Zn(2-4D．放電時，電路中通過2mol電子，消耗氧氣22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）8．【2016年高考浙江卷】金屬（M）–空氣電池（如圖）具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，有望成為新能源汽車和移動設(shè)備的電源。該類電池放電的總反應(yīng)方程式為：4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n。已知：電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是()A．采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴(kuò)散至電極表面B．比較Mg、Al、Zn三種金屬–空氣電池，Al–空氣電池的理論比能量最高C．M–空氣電池放電過程的正極反應(yīng)式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)nD．在M–空氣電池中，為防止負(fù)極區(qū)沉積Mg(OH)2，宜采用中性電解質(zhì)及陽離子交換膜9．【2016年高考浙江卷】（15分）催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化劑存在下，CO2和H2可發(fā)生兩個平衡反應(yīng)，分別生成CH3OH和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1=-53.7kJ·mol-1ICO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）ΔH2II某實(shí)驗(yàn)室控制CO2和H2初始投料比為1:2.2，經(jīng)過相同反應(yīng)時間測得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：【備注】Cat.1:Cu/ZnO納米棒；Cat.2:Cu/ZnO納米片；甲醇選擇性：轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醛的百分比已知：①CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1②H2O（l）===H2O（g）ΔH3=44.0kJ·mol-1請回答（不考慮溫度對ΔH的影響研究證實(shí)，CO2也可在酸性水溶液中通過電解生成甲醇，則生成甲醇的反應(yīng)發(fā)生在極，該電極反應(yīng)式10．【2016年高考天津卷】(14分)氫能是發(fā)展中的新能源，它的利用包括氫的制備、儲存和應(yīng)用三個環(huán)節(jié)。回答下列問題：（1）與汽油相比，氫氣作為燃料的優(yōu)點(diǎn)是(至少答出兩點(diǎn))。但是氫氣直接燃燒的能量轉(zhuǎn)換率遠(yuǎn)低于燃料電池，寫出堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式：。（5）化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時獲得氫氣：Fe+2H2O+2OH?FeO42?+3H2↑,工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色的FeO42?,鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。①電解一段時間后，c(OH?)降低的區(qū)域在(填“陰極室”或“陽極室”)。②電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出，其原因是。③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2，任選M、N兩點(diǎn)中的一點(diǎn)，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：。專題十電化學(xué)及其應(yīng)用考情解讀1.了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2.了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。3.理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因。了解金屬腐蝕的危害和防止金屬腐蝕的措施。電化學(xué)是氧化還原反應(yīng)知識的應(yīng)用和延伸，是歷年高考的熱點(diǎn)內(nèi)容?？疾榈闹饕R點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理、電極反應(yīng)式的書寫和判斷、電解產(chǎn)物的判斷、金屬的腐蝕和防護(hù)。對本部分知識的考查仍以選擇題為主，在非選擇題中電化學(xué)知識可能與工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、新科技、新能源知識相結(jié)合進(jìn)行命題。復(fù)習(xí)時，應(yīng)注意：1．對基礎(chǔ)知識扎實(shí)掌握，如電極反應(yīng)式的書寫、燃料電池的分析等。2．電化學(xué)問題的探究設(shè)計(jì)、實(shí)物圖分析及新型電池的分析是近年來高考中的熱點(diǎn)，通過在練習(xí)中總結(jié)和反思，提高在新情境下運(yùn)用電化學(xué)原理分析解決實(shí)際問題的能力。重點(diǎn)知識梳理知識點(diǎn)一、原電池電極的判斷以及電極方程式的書寫1.原電池正、負(fù)極的判斷方法：(1)由組成原電池的兩極材料判斷。一般是活潑的金屬為負(fù)極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。(2)根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷。電流由正極流向負(fù)極；電子由負(fù)極流向正極。(3)根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的流動方向判斷。在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷。原電池的負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，其正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)。(5)電極增重或減輕。工作后，電極質(zhì)量增加，說明溶液中的陽離子在電極(正極)放電，電極活動性弱；反之，電極質(zhì)量減小，說明電極金屬溶解，電極為負(fù)極，活動性強(qiáng)。(6)有氣泡冒出。電極上有氣泡冒出，是因?yàn)榘l(fā)生了析出H2的電極反應(yīng)，說明電極為正極，活動性弱。2．原電池電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式的書寫(1)題目給定原電池的裝置圖，未給總反應(yīng)式：①首先找出原電池的正、負(fù)極，即分別找出氧化劑和還原劑。②結(jié)合介質(zhì)判斷出還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。③寫出電極反應(yīng)式(注意兩極得失電子數(shù)相等)，將兩電極反應(yīng)式相加可得總反應(yīng)式。(2)題目中給出原電池的總反應(yīng)式：①分析原電池總反應(yīng)式中各元素的化合價變化情況，找出氧化劑及其對應(yīng)的還原產(chǎn)物，氧化劑發(fā)生的反應(yīng)即為正極反應(yīng)；找出還原劑及其對應(yīng)的氧化產(chǎn)物，還原劑參加的反應(yīng)即為負(fù)極反應(yīng)。②當(dāng)氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物由多種元素組成時，還應(yīng)注意介質(zhì)的反應(yīng)。③若有一電極反應(yīng)較難寫出，可先寫出較易寫出的電極反應(yīng)，然后再利用總反應(yīng)式減去該電極反應(yīng)即得到另一電極反應(yīng)。說明：在書寫電極反應(yīng)式時要注意哪些方面？1．兩極得失電子數(shù)目相等；2．電極反應(yīng)式常用“＝”不用“→”表示；3．電極反應(yīng)式中若有氣體生成，需加“↑”;而弱電解質(zhì)或難溶物均以分子式表示，其余以離子符號表示；4．寫電極反應(yīng)式時要保證電荷守恒、元素守恒，可在電極反應(yīng)式一端根據(jù)需要添加H＋或OH－或H2O；5．兩電極反應(yīng)、電池總反應(yīng)的三個方程式，若已知其中兩個，可由方程式的加減得到第三個。知識點(diǎn)二、原電池工作原理的應(yīng)用1．依據(jù)原電池原理比較金屬活動性強(qiáng)弱(1)電子由負(fù)極流向正極，由活潑金屬流向不活潑金屬，而電流方向是由正極流向負(fù)極，二者是相反的。(2)在原電池中，活潑金屬作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；不活潑金屬作正極，發(fā)生還原反應(yīng)。(3)原電池的正極通常具備特定的現(xiàn)象：有氣體生成，或電極質(zhì)量增加或不變等；負(fù)極通常不斷溶解，質(zhì)量減少。2．根據(jù)原電池原理，把各種氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成電池從理論上講，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，都可以設(shè)計(jì)成原電池。關(guān)鍵是選擇合適的電解質(zhì)溶液和兩個電極。(1)電解質(zhì)溶液的選擇電解質(zhì)是使負(fù)極放電的物質(zhì)。因此電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)?；蛘唠娊赓|(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)(如空氣中的氧氣)。但如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中進(jìn)行(中間連接鹽橋)，則左右兩個容器中的電解質(zhì)溶液選擇與電極材料相同的陽離子。如，在銅—鋅—硫酸構(gòu)成的原電池中，負(fù)極金屬鋅浸泡在含有Zn2＋的電解質(zhì)溶液中，而正極銅浸泡在含有Cu2＋的溶液中。(2)電極材料的選擇電池的電極必須導(dǎo)電。電池中的負(fù)極必須能夠與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，容易失去電子，因此負(fù)極一般是活潑的金屬材料。正極和負(fù)極之間只有產(chǎn)生電勢差，電子才能定向移動，所以正極和負(fù)極不用同一種材料。一般情況下，兩個電極的構(gòu)成分為4種情況：①活潑性不同的兩種金屬。例如，鋅銅原電池中，鋅作電池的負(fù)極，銅作電池的正極。②金屬和非金屬。例如，鋅錳干電池中，鋅片作電池的負(fù)極，石墨棒作電池的正極。③金屬和化合物。例如，鉛蓄電池中，鉛板作電池的負(fù)極，二氧化鉛作電池的正極。④惰性電極。例如，氫氧燃料電池中，兩根電極均可用Pt。知識點(diǎn)三、原電池正負(fù)極判斷的方法1．由組成原電池的兩極材料判斷較活潑的金屬為負(fù)極，較不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。2．根據(jù)電流方向或電子流向判斷外電路中，電流由正極流向負(fù)極，電子由負(fù)極流向正極。3．根據(jù)原電池電解質(zhì)溶液中離子的移動方向判斷在原電池電解質(zhì)溶液中，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。4．根據(jù)原電池中兩極發(fā)生的反應(yīng)判斷原電池中，負(fù)極總是發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是發(fā)生還原反應(yīng)。若給出一個總方程式，則可根據(jù)化合價升降來判斷。5．根據(jù)電極質(zhì)量的變化判斷原電池工作后，某一電極質(zhì)量增加，說明溶液中的陽離子在該電極上放電，該極為正極，活潑性較弱；反之，如果某一電極質(zhì)量減輕，則該電極溶解，為負(fù)極，活潑性較強(qiáng)。6．根據(jù)電極上有氣泡產(chǎn)生判斷原電池工作后，如果某一電極上有氣體產(chǎn)生，通常是因?yàn)樵撾姌O發(fā)生了析出H2的反應(yīng)，說明該電極為正極，活潑性較弱。7．根據(jù)某電極(X)附近pH的變化判斷析氫或吸氧的電極反應(yīng)發(fā)生后，均能使該電極附近電解質(zhì)溶液的pH增大，因而原電池工作后，X極附近的pH增大了，說明X極為正極，金屬活動性較強(qiáng)。知識點(diǎn)四、電池電極反應(yīng)式的書寫方法書寫電極反應(yīng)式前，我們應(yīng)首先明確電池的正負(fù)極、電極材料和電解質(zhì)溶液的性質(zhì)，對于二次電池還要注意放電或充電的方向。(1)電極的判斷對于普通電池，我們通常比較兩個電極的金屬活動性，通常金屬活動性強(qiáng)的電極為電池的負(fù)極，金屬活動性弱的電極或非金屬(通常為石墨)為電池的正極。對于燃料電池，兩個電極的材料通常相同，所以從電極材料上很難判斷電池的正負(fù)極。判斷電池正負(fù)極的方法，通常是利用電池總反應(yīng)式，含化合價升高元素的反應(yīng)物為電池的負(fù)極反應(yīng)物，此電極為負(fù)極；含化合價降低元素的反應(yīng)物通常為電池的正極反應(yīng)物，此電極為電池的正極。(2)電極反應(yīng)書寫步驟例如，鉛蓄電池其總反應(yīng)式為：放電充電PbO2(s)＋Pb(s)＋2H2SO4(aq)放電充電2PbSO4(s)＋2H2O(l)其電極反應(yīng)式的書寫步驟為：放電時，為原電池原理，總反應(yīng)式中已指明放電方向從左向右的過程，即可逆符號左邊為反應(yīng)物，右邊為生成物。①由化合價的升降判斷負(fù)、正極的反應(yīng)物負(fù)極：Pb正極：PbO2②主產(chǎn)物負(fù)極：PbSO4正極：PbSO4③由化合價升降確定電子得失的數(shù)目負(fù)極2e－正極2e-④電極反應(yīng)關(guān)系式負(fù)極：Pb－2e-?PbSO4正極：PbO2＋2e-?PbSO4⑤考慮電解質(zhì)溶液，再利用電荷守恒、質(zhì)量守恒調(diào)整反應(yīng)式負(fù)極：Pb－2eSO42-＝PbSO4正極：PbO2＋2e4HSO42-＝PbSO4＋2H2O充電時，是總反應(yīng)式的逆向過程，氧化劑、還原劑都為PbSO4分析反應(yīng)過程陰極(發(fā)生還原反應(yīng)或與外電源負(fù)極相連)反應(yīng)過程：PbSO4陽極(發(fā)生氧化反應(yīng)或與外電源正極相連)反應(yīng)過程：PbSO4充電時電極反應(yīng)陰極：PbSO4＋2ePb＋SO42-陽極：PbSO4＋2H2O－2ePbO2＋4HSO42-知識點(diǎn)五、電解質(zhì)溶液的電解規(guī)律（惰性電極）1.以惰性電極電解電解質(zhì)溶液，分析電解反應(yīng)的一般方法和步驟(1)分析電解質(zhì)溶液的組成，找出離子，并分為陰、陽兩組。(2)分別對陰、陽離子排出放電順序，寫出兩極上的電極反應(yīng)式。(3)合并兩個電極反應(yīng)式，得出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式。2．反應(yīng)類型(1)電解水型：含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧酸鹽(如NaOH、H2SO4、K2SO4等)溶液的電解。如：陰極：4H4e2H2↑,陽極：4OH4e2H2O＋O2↑,總反應(yīng)：(2)自身分解型：無氧酸(除HF外)、不活潑金屬的無氧酸鹽(除氟化物外，如HCl、CuCl2等)溶液的電解。如：陰極：Cu22eCu，陽極：2Cl2eCl2↑,(3)放氫生堿型：活潑金屬的無氧酸鹽(氟化物除外，如NaCl、MgCl2等)溶液的電解。如：陽極：2Cl2eCl2↑,(4)放氧生酸型：不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4、AgNO3等)溶液的電解。如：陰極：2Cu24e2Cu，陽極：2H2O－4e－＝O2↑+4H+,知識點(diǎn)六、原電池、電解池和電鍍池的比較原電池定義將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置應(yīng)用電解原理，在某些金屬表面鍍上一層其他金屬的裝置裝置舉例形成條件①活動性不同的兩個電極(連接)；②電解質(zhì)溶液(電極插入其中并與電極自發(fā)反應(yīng))；③形成閉合回路直流電源；①兩個電極接②兩個電極插入電解質(zhì)溶液；③形成閉合回路電源正①鍍層金屬接②電鍍液必須含有鍍層金屬的離子電極名稱負(fù)極：較活潑金屬；正極：較不活潑金屬(或能導(dǎo)電的非金屬)陽極：與電源正極相連陰極：與電源負(fù)極相連的極(由外加電源決定)陽極：鍍層金屬；陰極：鍍件(同電解池)電極反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬失電子；正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子陽極：氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失電子，或電極金屬失電子；陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子陽極：金屬電極失電子；陰極：電鍍液中陽離子得電子電子流向負(fù)極正極電源負(fù)極陰極電源正極陽極電源負(fù)極陰極電源正極陽極反應(yīng)原理舉例負(fù)極：Zn－2e－Zn2+正極：2H2eH2↑總反應(yīng)：Zn＋2H＋Zn2H2↑陽極：2Cl2eCl2↑陰極：Cu22eCu總反應(yīng)：Cu22Cl－Cu+Cl2↑陽極：Zn－2e－Zn2+陰極：Zn22eZn溶液中Zn2＋濃度不變主要應(yīng)用金屬的電化學(xué)腐蝕分析；電解食鹽水(氯堿工鍍層金屬為鉻、鋅、鎳、銀等，犧牲陽極的陰極保護(hù)法；制造多種新的化學(xué)電源業(yè))；電冶金(冶煉Na、Mg、Al)；精煉銅使被保護(hù)的金屬抗腐蝕能力增強(qiáng)，增加美觀和表面硬度實(shí)質(zhì)使氧化還原反應(yīng)中的電子通過導(dǎo)線定向轉(zhuǎn)移，形成電流使電流通過電解質(zhì)溶液，而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程聯(lián)系(1)同一原電池的正、負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。(2)同一電解池的陰極、陽極發(fā)生的電極反應(yīng)中得、失電子數(shù)相等。(3)串聯(lián)電路中的各個電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。上述三種情況下，在寫電極反應(yīng)式時，得、失電子數(shù)要相等，在計(jì)算電解產(chǎn)物的量時，應(yīng)按得、失電子數(shù)相等計(jì)算高頻者點(diǎn)突破高頻考點(diǎn)一原電池原理與化學(xué)電源例1．(2019·課標(biāo)全國Ⅰ,12)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成，電池工作時MV2＋/MV+在電極與酶之間傳遞電子，示意圖如圖所示。下列說法錯誤的是()A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨，該方法條件溫和，同時還可提供電能B.陰極區(qū)，在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2＋2MV2＋===2H2MV+C.正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3D.電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動【解析】由題圖和題意知，電池總反應(yīng)是3H2＋N2===2NH3。該合成氨反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，并形成原電池產(chǎn)生電能，反應(yīng)不需要高溫、高壓和催化劑，A項(xiàng)正確；觀察題圖知，左邊電極發(fā)生氧化反應(yīng)MV+-e－===MV2＋，為負(fù)極，不是陰極，B項(xiàng)錯誤；正極區(qū)N2在固氮酶作用下發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3，C項(xiàng)正確；電池工作時，H＋通過交換膜，由左側(cè)(負(fù)極區(qū))向右側(cè)(正極區(qū))遷移，D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緽【舉一反三】(2019·天津理綜，6)我國科學(xué)家研制了一種新型的高比能量鋅碘溴液流電池，其工作原理示意圖如圖。圖中貯液器可儲存電解質(zhì)溶液，提高電池的容量。下列敘述不正確的是()A.放電時，a電極反應(yīng)為I2Br2e－===2IBr-B.放電時，溶液中離子的數(shù)目增大C.充電時，b電極每增重0.65g，溶液中有0.02molI－被氧化D.充電時，a電極接外電源負(fù)極【解析】根據(jù)電池的工作原理示意圖，可知放電時a電極上I2Br－轉(zhuǎn)化為Br－和I－電極反應(yīng)為I2Br-+2e－===2IBrA項(xiàng)正確；放電時正極區(qū)I2Br－轉(zhuǎn)化為Br－和I負(fù)極區(qū)Zn轉(zhuǎn)化為Zn2溶液中離子的數(shù)目增大，B項(xiàng)正確；充電時b電極發(fā)生反應(yīng)Zn22e－===Zn，b電極增重0.65g時，轉(zhuǎn)移0.02mole-,a電極發(fā)生反應(yīng)2IBr2e－===I2Br根據(jù)各電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)相同，則有0.02molI－被氧化，C項(xiàng)正確；放電時a電極為正極，充電時，a電極為陽極，接外電源正極，D項(xiàng)錯誤?！敬鸢浮緿【舉一反三】【2017新課標(biāo)3卷】全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列說法錯誤的是A．電池工作時，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4B．電池工作時，外電路中流過0.02mol電子，負(fù)極材料減重0.14gC．石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D．電池充電時間越長，電池中Li2S2的量越多【答案】D【解析】本題使用的是外加電流的陰極保護(hù)法，鋼管柱與電源的負(fù)極相連，被保護(hù)。外加強(qiáng)大的電流可以抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流，從而保護(hù)鋼管柱，A正確；通電后，被保護(hù)的鋼管柱作陰極，高硅鑄鐵作陽極，因此電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁，B正確；高硅鑄鐵為惰性輔助陽極，所以高硅鑄鐵不損耗，C錯誤；通過外加電流抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流，因此通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整，D正確?！痉椒记伞侩姌O反應(yīng)式的書寫方法1．一般電極反應(yīng)式的書寫2．復(fù)雜電池的電極反應(yīng)式書寫復(fù)雜的電極反應(yīng)式＝總反應(yīng)式－較簡單電極的電極反應(yīng)式。如CH4堿性燃料電池負(fù)極反應(yīng)式的書寫：CH4＋2O2＋2OH－===CO3H2O……總反應(yīng)式2O2＋4H2O＋8e－===8OH－……正極反應(yīng)式用總反應(yīng)式－正極反應(yīng)式得負(fù)極反應(yīng)式(CH4＋2O2＋2OH－)－(2O2＋4H2O＋8e－)===(CO－＋3H2O)－(8OH－)整理得：CH4＋10OH8e－===7H2O＋CO－……負(fù)極反應(yīng)式【變式探究】某原電池裝置如圖所示，電池總反應(yīng)為2Ag＋Cl2===2AgCl。下列說法正確的是()A．正極反應(yīng)為AgCl＋e－===Ag＋Cl-B．放電時，交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成C．若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應(yīng)隨之改變D．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mole－時，交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02mol離子【答案】D【解析】在原電池中負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，故由總反應(yīng)式可知，負(fù)極反應(yīng)為：2Ag-2e2Cl－===2AgCl，正極反應(yīng)為：Cl2＋2e－===2ClA項(xiàng)錯誤；由于電解質(zhì)溶液中含有大量Cl故放電時，Ag＋在交換膜左側(cè)即與Cl－反應(yīng)生成AgCl沉淀，B項(xiàng)錯誤；用NaCl溶液代替鹽酸，電池總反應(yīng)不變，C項(xiàng)錯誤；電路中轉(zhuǎn)移0.01mole－時，交換膜左側(cè)溶液有0.01molCl－參與反應(yīng)生成AgCl沉淀，還有0.01molH＋通過陽離子交換膜進(jìn)入右側(cè)溶液，故D項(xiàng)正確。高頻考點(diǎn)二電解原理及其應(yīng)用例2．(1)[2019·課標(biāo)全國Ⅲ,28(4)]在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學(xué)家最近采用碳基電極材料設(shè)計(jì)了一種新的工藝方案，主要包括電化學(xué)過程和化學(xué)過程，如圖所示：負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有(寫反應(yīng)方程式)。電路中轉(zhuǎn)移1mol電子，需消耗氧氣L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。(2)[2019·北京理綜，27(2)]可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫，工作示意圖如圖。通過控制開關(guān)連接K1或K2，可交替得到H2和O2。①制H2時，連接。產(chǎn)生H2的電極反應(yīng)式是。②改變開關(guān)連接方式，可得O2。③結(jié)合①和②中電極3的電極反應(yīng)式，說明電極3的作用：?！窘馕觥?1)負(fù)極區(qū)發(fā)生還原反應(yīng)Fe3＋＋e－===Fe2＋，生成的二價鐵又被氧氣氧化成三價鐵，發(fā)生反應(yīng)4Fe2O2＋4H＋===4Fe32H2O，由反應(yīng)可知電路中轉(zhuǎn)移4mol電子消耗1molO2，則轉(zhuǎn)移1mol電子消耗氧氣mol，其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為mol×22.4L·mol－1＝5.6L。(2)①電解堿性電解液時，H2O電離出的H＋在陰極得到電子產(chǎn)生H2，根據(jù)題圖可知電極1與電池負(fù)極連接，為陰極，所以制H2時，連接K1，產(chǎn)生H2的電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑+2OH－。③制備O2時堿性電解液中的OH－失去電子生成O2，連接K2，O2在電極2上產(chǎn)生。連接K1時，電極3為電解池的陽極，Ni(OH)2失去電子生成NiOOH，電極反應(yīng)式為Ni(OH)2－eOH－===NiOOH＋H2O，連接K2時，電極3為電解池的陰極，電極反應(yīng)式為NiOOH＋e-+H2O===Ni(OH)2＋OH－，使電極3得以循環(huán)使用?！敬鸢浮?1)Fe3e－===Fe24Fe2O2＋4H＋===4Fe32H2O5.6(2)①K12H2O＋2e－===H2↑+2OH-③制H2時，電極3發(fā)生反應(yīng)：Ni(OH)2＋OHe－===NiOOH+H2O。制O2時，上述電極反應(yīng)逆向進(jìn)行，使電極3得以循環(huán)使用【舉一反三】(2018·課標(biāo)全國Ⅰ,13)最近我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2＋H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實(shí)現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如圖所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為：①EDTA－Fe2e－===EDTA－Fe3+②2EDTA－Fe3H2S===2HS＋2EDTA－Fe2+該裝置工作時，下列敘述錯誤的是()A.陰極的電極反應(yīng)：CO2＋2H2e－===CO＋H2OB.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：CO2＋H2S===CO＋H2O＋SC.石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低D.若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA－Fe3＋/EDTA－Fe2＋，溶液需為酸性【解析】陰極發(fā)生還原反應(yīng)，氫離子由交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移，陰極的電極反應(yīng)式為CO2＋2e-+2H＋===CO＋H2O，A項(xiàng)正確；結(jié)合陽極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)，可知協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)為CO2＋H2S===S＋CO＋H2O，B項(xiàng)正確；石墨烯作陽極，其電勢高于ZnO@石墨烯的，C項(xiàng)錯誤；Fe3＋、Fe2＋在堿性或中性介質(zhì)中會生成沉淀，它們只穩(wěn)定存在于酸性較強(qiáng)的介質(zhì)中，D項(xiàng)正確。【答案】C【舉一反三】（2018年全國卷Ⅰ)最近我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實(shí)現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如圖所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨①EDTA-Fe2+-e-===EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S===2H++S+2EDTA-Fe2+該裝置工作時，下列敘述錯誤的是A.陰極的電極反應(yīng)：CO2+2H++2e-＝CO+H2OB.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：CO2+H2S＝CO+H2O+SC.石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需為酸性【答案】C【解析】該裝置屬于電解池，CO2在ZnO@石墨烯電極上轉(zhuǎn)化為CO，發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，為陰極，石墨烯電極為陽極，發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，據(jù)此解答。CO2在ZnO@石墨烯電極上轉(zhuǎn)化為CO，發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，為陰極，電極反應(yīng)式為CO2+H＋+2eCO+H2O，A正確；根據(jù)石墨烯電極上發(fā)生的電極反應(yīng)可知①+②即得到H2S－2e－2H＋+S，因此總反應(yīng)式為CO2+H2S＝CO+H2O+S，B正確；石墨烯電極為陽極，與電源的正極相連，因此石墨烯上的電勢比ZnO@石墨烯電極上的高，C錯誤；由于鐵離子、亞鐵離子均易水解，所以如果采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTA-Fe3＋/EDTA-Fe2＋，溶液需要酸性，D正確?！痉椒记伞?．正確判斷電解產(chǎn)物(1)陽極產(chǎn)物的判斷首先看電極，如果是活性電極作陽極，則電極材料失電子，電極溶解(注意：鐵作陽極溶解生成Fe2而不是Fe3＋)；如果是惰性電極，則需看溶液中陰離子的失電子能力，陰離子放電順序?yàn)镾2－>I－>Br－>Cl－>OH－(水)。(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子的放電順序進(jìn)行判斷：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Fe2＋>Zn2＋>H+(水)。2．恢復(fù)原態(tài)措施電解后有關(guān)電解質(zhì)溶液恢復(fù)原態(tài)的問題應(yīng)該用質(zhì)量守恒法分析。一般是加入陽極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物的化合物，但也有特殊情況，如用惰性電極電解CuSO4溶液，Cu2＋完全放電之前，可加入CuO或CuCO3復(fù)原，而Cu2＋完全放電之后，應(yīng)加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3復(fù)原。3．突破電解定量計(jì)算的3種方法電解的計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算、溶液pH的計(jì)算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算等，無論哪種計(jì)算都可采用下列3種方法：方法一：根據(jù)總反應(yīng)式先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計(jì)算。方法二：根據(jù)電子守恒用于串聯(lián)電路的陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目相等。方法三：根據(jù)關(guān)系式根據(jù)得失電子守恒建立已知量與未知量之間的關(guān)系，得出計(jì)算所需的關(guān)系式。例如由關(guān)系式法通