2021屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)——電化學(xué)命題角度分析命題角度設(shè)項方向1.新型化學(xué)電源正、負極判斷離子移動方向電極反應(yīng)式、總原電池方程式的正誤判斷電極及電解液轉(zhuǎn)移電子計算2.電解原理在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用陰、陽極的判斷離子交換膜的作用副反應(yīng)分析及溶液酸堿性的改變電極方程式的正誤判斷命題角度設(shè)項方向3.金屬的腐蝕與防護電化學(xué)腐蝕的原因分析防止金屬腐蝕的措施命題角度分析考點1電極的判斷方法判斷依據(jù)電極材料電極反應(yīng)電子流向離子移向電極現(xiàn)象原電池負極活潑金屬氧化反應(yīng)流出陰離子移向電極質(zhì)量減小正極不活潑金屬或非金屬還原反應(yīng)流入陽離子移向電極增重或質(zhì)量不變電解池陽極與電源正極相連氧化反應(yīng)流出陰離子移向電極溶解或pH減小陰極與電源負極相連還原反應(yīng)流入陽離子移向電極增重或pH增大考點2

新型電池電極反應(yīng)式的書寫1、燃料電池電極反應(yīng)式的書寫(以氫氧燃料電池為例)①注意介質(zhì)環(huán)境②掌握書寫程序2、其他新型電池鈉硫電池

總反應(yīng)：2Na＋xS=Na2Sx正極：xS＋2e－=S；負極：2Na－2e－=2Na＋全釩液流電池

總反應(yīng)：VO＋2H＋＋V2＋V3＋＋VO2＋＋H2O正極：VO＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O負極：V2＋－e－=V3＋鋰銅電池

總反應(yīng)：2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－正極：Cu2O＋H2O＋2e－=2Cu＋2OH－負極：Li－e－=Li＋Mg-H2O2電池

總反應(yīng)：H2O2＋2H＋＋Mg=Mg2＋＋2H2O正極：H2O2＋2H＋＋2e－=2H2O；負極：Mg－2e－=Mg2＋Mg-AgCl電池總反應(yīng)：Mg＋2AgCl=2Ag＋MgCl2正極：2AgCl＋2e－=2Cl－＋2Ag；負極：Mg－2e－=Mg2＋鎳鐵電池

總反應(yīng)：NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2正極：NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－負極：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2陽極：Ni(OH)2＋2OH－－2e－===NiO2＋2H2O陰極：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－鋰離子電池

總反應(yīng)：Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋C6(x<1)正極：Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2負極：LixC6－xe－===xLi＋＋C6陽極：LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋陰極：xLi＋＋xe－＋C6===LixC63、題型建模

鎂及其化合物一般無毒(或低毒)、無污染，鎂電池放電時電壓高且平穩(wěn)，因此成為人們研制綠色電池所關(guān)注的重點。有一種鎂二次電池的反應(yīng)為xMg＋Mo3S4MgxMo3S4。下列說法錯誤的是(

)A．放電時Mg2＋向正極移動B．放電時正極的電極反應(yīng)式為Mo3S4＋2xe－=Mo3S42x－C．放電時Mo3S4發(fā)生氧化反應(yīng)D．充電時陰極的電極反應(yīng)為xMg2＋＋2xe－=xMg【模型解題】考點3

離子交換膜在電化學(xué)裝置中的應(yīng)用常見的離子交換膜種類允許通過的離子及移動方向說明陽離子交換膜陽離子→移向電解池的陰極或原電池的正極陰離子和氣體不能通過陰離子交換膜陰離子→移向電解池的陽極或原電池的負極陽離子和氣體不能通過質(zhì)子交換膜質(zhì)子→移向電解池的陰極或原電池的正極只允許H＋通過①弄清是原電池還是電解池，電極有外接電源→電解池；n→陽極，m→陰極②根據(jù)電極判斷離子的移動方向和交換膜的種類Na＋→通過ab→陰極?ab是陽離子交換膜

SO42-→通過cd→陽極?cd是陰離子交換膜③根據(jù)放電順序?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式

陰極→陽離子競爭放電，放電順序：H＋>Na＋，陰極的電極反應(yīng)式為

2H2O＋2e－

=H2↑＋2OH－；

陽極→陰離子競爭放電，放電順序：OH－>SO42-，陽極的電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋。④根據(jù)電極反應(yīng)式和離子移動方向確定電極反應(yīng)物陰極H＋放電生成H2，剩余OH－與遷移過來的Na＋生成NaOH；

陽極OH－放電生成O2，剩余H＋與遷移過來的

SO42-生成H2SO4。考點4

以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律1、電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)）考點5

電解原理的應(yīng)用陽極反應(yīng)式：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反應(yīng))

陰極反應(yīng)式：2H＋＋2e－=H2↑(還原反應(yīng))總反應(yīng)方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑2、電解精煉銅(1)電極材料：陽極為粗銅；陰極為純銅。(2)電解質(zhì)溶液：含Cu2＋的鹽溶液。(3)電極反應(yīng)：

陽極：Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Ni－2e－=Ni2＋、

Cu－2e－=Cu2＋；陰極：Cu2＋＋2e－=Cu。(4)陽極泥的形成：在電解過程中，活動性位于銅之后的銀、金等雜質(zhì)，難以在陽極失去電子變成陽離子而溶解，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積在電解槽底部，形成陽極泥。3、電鍍

圖為金屬表面鍍銀的工作示意圖，據(jù)此回答下列問題：(1)鍍件作陰極，鍍層金屬銀作陽極。(2)電解質(zhì)溶液是AgNO3溶液等含鍍層金屬陽離子的鹽溶液。(3)電極反應(yīng)：陽極：Ag－e－=Ag＋；陰極：Ag＋＋e－=Ag。(4)特點：陽極溶解，陰極沉積，電鍍液的濃度不變。1、化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕考點6

金屬的腐蝕與防護類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍2、析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以鋼鐵的腐蝕為例進行分析）類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性電極反應(yīng)負極Fe－2e－=Fe2＋

正極2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－總反應(yīng)式Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍3、金屬的防護(1)電化學(xué)防護。①犧牲陽極的陰極保護法—原電池原理a．負極：比被保護金屬活潑的金屬；b．正極：被保護的金屬設(shè)備。②外加電流的陰極保護法—電解原理a．陰極：被保護的金屬設(shè)備；b．陽極：惰性金屬或石墨。(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。(3)加防護層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。例題1：最近我國科學(xué)家設(shè)計了一種CO2＋H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實現(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＋，溶液需為酸性答案：C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項正確；石墨烯作陽極，其電勢高于ZnO@石墨烯的，C項錯誤；Fe3＋、Fe2＋在堿性或中性介質(zhì)中會生成沉淀，它們只穩(wěn)定存在于酸性較強的介質(zhì)中，D項正確。

例題2：深埋在潮濕土壤中的鐵管道，在硫酸鹽還原菌

作用下，能被硫酸根腐蝕，其電化學(xué)腐蝕原理如下圖所

示，下列與此原理有關(guān)的說法錯誤的是(

)A．正極反應(yīng)：SO42-＋5H2O＋8e－=HS－＋9OH－B．輸送暖氣的管道不易發(fā)生此類腐蝕C．這種情況下，F(xiàn)e腐蝕的最終產(chǎn)物為Fe2O3·xH2OD．管道上刷富鋅油漆可以延緩管道的腐蝕答案：C解析：原電池的正極發(fā)生還原反應(yīng)，由圖示可知發(fā)生的電極反應(yīng)為SO42-＋5H2O＋8e－=HS－＋9OH－，A正確；硫酸鹽還原菌是蛋白質(zhì)，在高溫下易變性，失去催化作用，則輸送暖氣的管道不易發(fā)生此類腐蝕，B正確；由圖示可知，F(xiàn)e腐蝕的最終產(chǎn)物為FeO，C錯誤；管道上刷富鋅油漆，形成Zn-Fe原電池，F(xiàn)e為正極，可以延緩管道的腐蝕，D正確。例題3：(2019·課標全國Ⅲ，13)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，設(shè)計了采用強堿性電解質(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?通過隔膜從負極區(qū)移向正極區(qū)答案：D解析：A、三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積，吸附能力強，所沉積的ZnO分散度高，A正確；B、充電相當于是電解池，陽極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)總反應(yīng)式可知陽極是Ni(OH)2失去電子轉(zhuǎn)化為NiOOH，電極反應(yīng)式為Ni(OH)2(s)+OH?(aq)?e?=

NiOOH(s)+H2O(l)，B正確；C、放電時相當于是原電池，負極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)總反應(yīng)式可知負極反應(yīng)式為Zn(s)+2OH?(aq)?2e?

=ZnO(s)+H2O(l)，C正確；D、原電池中陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，則放電過程中OH－通過隔膜從正極區(qū)移向負極區(qū)，D錯誤真題重現(xiàn)1、(2020·天津，11)熔融鈉-硫電池性能優(yōu)良，是具有應(yīng)用前景的儲能電池。下圖中的電池反應(yīng)為（x=5~3，難溶于熔融硫），下列說法錯誤的是（）A.Na2S4的電子式為B.放電時正極反應(yīng)為C.Na和Na2Sx分別為電池的負極和正極D.該電池是以為隔膜的二次電池答案：C2、(2020·新高考Ⅰ卷，10)

微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟的能源裝置，利用微生物處理有機廢水獲得電能，同時可實現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水，采用惰性電極，用下圖裝置處理有機廢水（以含CH3COO-的溶液為例）。下列說法錯誤的是()

A．負極反應(yīng)為B．隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜C．當電路中轉(zhuǎn)移1mol電子時，模擬海水理論上除鹽58.5gD．電池工作一段時間后，正、負極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2:1答案:B3、(2020·全國Ⅰ卷，12)科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn?CO2水介質(zhì)電池。電池示意圖如下，電極為金屬鋅和選擇性催化材料，放電時，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供了一種新途徑。下列說法錯誤的是（）A．放電時，負極反應(yīng)為B．放電時，1molCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2molC．充電時，電池總反應(yīng)為D．充電時，正極溶液中OH?濃度升高答案：D解析：由題給裝置圖可知，放電時負極梓失去電子后結(jié)合OH?生成，負極反應(yīng)為，A項正確；放電時，正極上CO2得電子生成HCOOH，中C的化合價為+4，HCOOH中C的化合價為+2，1mol

CO2轉(zhuǎn)化為1molHCOOH，轉(zhuǎn)移2mol電子，B項正確；充電時陰極上參與反應(yīng)得到鋅，陽極上H2O參與反應(yīng)得到氧氣，電池總反應(yīng)為，C項正確；充電時，陽極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)：，氫氧根離子濃度降低，D項錯誤。4、(2020·全國Ⅱ卷，12)電致變色器件可智能調(diào)控太陽光透過率，從而實現(xiàn)節(jié)能。下圖是某電致變色器件的示意圖。當通電時，Ag+注入到無色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈現(xiàn)藍色，對于該變化過程，下列敘述錯誤的是()A．Ag為陽極

B．Ag+由銀電極向變色層遷移C．W元素的化合價升高

D．總反應(yīng)為：WO3+xAg=AgxWO3答案：C解析：

根據(jù)上述分析可知Ag為陽極，A項正確；電解池工作時，Ag+向陰極移動，即Ag+由銀電極向變色層遷移，B項正確；結(jié)合上述分析可知在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，即W元素的化合價降低，C項錯誤；結(jié)合陽極和陰極的電極反應(yīng)式可寫出總反應(yīng)為，D項正確。5、(2020·全國Ⅲ卷，12)一種高性能的堿性硼化釩（VB2）-空氣電池如下圖所示，其中在VB2電極發(fā)生反應(yīng)：該電池工作時，下列說法錯誤的是（）A．負載通過0.04mol電子時，有0.224L（標準狀況）O2參與反應(yīng)B．正極區(qū)溶液的pH降低、負極區(qū)溶液的pH升高C．電池總反應(yīng)為D．電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負載、VB2電極、KOH溶液回到復(fù)合碳電極答案：B解析：

由上述分析知，正極的電極反應(yīng)式為，則電路中通過0.04mole-時，正極有0.01molO2參加反應(yīng)，其在標準狀況下的體積為0.224L，A項正確；由正、負極的電極反應(yīng)式可知，該電池工作時，負極區(qū)溶液的pH降低，正極區(qū)溶液的pH升高，B項錯誤；由上述分析知，該電池的總反應(yīng)方程式為，C項正確；電流與電子的流動方向相反，電流從正極出發(fā)，沿負載流向負極，再經(jīng)過溶液最終回到正極，D項正確。課堂練兵1、一種可充電鋰-空氣電池如圖所示。當電池放電時，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－x/2)O2答案：D解析：根據(jù)電池工作原理，多孔碳材料吸附O2，O2在此獲得電子，所以多孔碳材料電極為電池的正極，A項錯誤；放電時電子從負極(鋰電極)流出，通過外電路流向正極(多孔碳材料電極)，B項錯誤；Li＋帶正電荷，充電時，應(yīng)該向電解池的陰極(鋰電極)遷移，C項錯誤；充電時，電池總反應(yīng)為Li2O2－x=2Li＋(1－x/2)O2，D項正確。

2、世界某著名學(xué)術(shù)刊物介紹了一種新型中溫全瓷鐵-空氣電池，其結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)該電池放電時的說法正確的是()

A．a(chǎn)極發(fā)生氧化反應(yīng)B．正極的電極反應(yīng)式為FeOx＋2xe－===Fe＋xO2－C．若有22.4L(標準狀況)空氣參與反應(yīng)，則電路中有4mol電子轉(zhuǎn)移D．鐵表面發(fā)生的反應(yīng)為xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2答案：D解析：a極通入空氣，O2在該電極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，A錯誤；O2在正極發(fā)生反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋4e－=2O2－，B錯誤；由B項分析可知，電路中有4mol電子轉(zhuǎn)移時正極上消耗1molO2，在標準狀況下的體積為22.4L，則通入空氣的體積約為22.4L×5＝112L，C錯誤；由圖可知，鐵表面H2O(g)參與反