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1、2010 年高考总复习化学 3电化学基础电化学知识是历年高考的重要内容，主要考点有：原电池、电解池的电极判断及电极反应式的书写；根据原电池、电解池的电极变化判断金属活动性强弱；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。试题主要涉及电极反应、溶液的 pH 变化、金属活动性判断、相关定量计算等；主要题型有选择题、简答题、综合分析计算题等。在高考中，电化学基础知识出现的频率很高，分析其中的原因，一是这部分知识在实际生活、工业生产中有极为重要的地位和作用；二是这部分知识的综合程度非常高，除了
2、有机化学以外，涉及到高中化学中基本概念、基本理论、元素化合物知识、化学计算、化学实验等各个板块的知识，对考生的知识、能力要求极高。展望今后命题会继续在上述几方面进行，同时也会出现涉及新能源、环境保护、工业生产等热点问题，及利用电解原理实现用通常方法难以制备的物质等方面的内容。原电池和电解池的实质是在电极上发生的氧化还原反应，是氧化还原反应的进一步延伸和深化。在这部分知识中，既有化学实验验证，又有理论分析推理过程。由于电化学常常涉及物理学中的串联电路、并联电路以及相关物理量如电流、电压、电阻、时间、电荷量等，还要求学生具备一定的物理知识基础。毫不夸张地说，能否掌握好电化学的知识，可以充分反映出考
3、生在化学学科、甚至是自然科学领域知识水平和能力的高低。高考中对于电化学的具体要求如下：了解原电池和电解池的工作原理。能够结合氧化还原、离子反应以及相应的元素化合物知识，准确判断电极上发生的化学反应，并能写出电极反应和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业等反应原理。理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。热点一、对日常生活中使用的充电电池进行分析1、化学电源在日常生活和工业生产中有广泛的用途，因此在高考中越来越多地考查有关原电池的知识，主要集中在运用原电池的原理分析生活中的电池（特别是新型电池、燃料电池） 。基本思路：根据
4、原电池原理、元素化合价变化判断电极。根据题目要求书写原电池反应的总方程式，并且写出某一个电极的电极反应式。在书写电极反应式和总方程式时必须注意，除了考虑氧化还原过程（电子转移）外，还必须考虑溶液中的溶质参与反应（离子反应） 。用电池反应的总方程式和已经写出的电极反应式“减去”另一个电极的电极反应式。规律：先写出自己比较熟悉的那个电极反应式，然后根据条件书写总方程式，最后用总方程式“减去”已经写出的电极反应式，就可以得到另外一个不常见的电极反应式。例如：甲烷燃料电池，电解质溶液：强碱（KOH）溶液首先写出 O2 所在电极正极的反应式： 2O2+8e +4H2O=8OH ；然后写出总方程式：CH
5、4+2O2+2OH =CO32 +3H2O（由于溶液中存在大量 OH ，因此不能生成 CO2）最后得到负极的反应式：CH 48e +10OH =CO32 +7H2O由于生活中大量使用二次电池，二次电池的放电过程利用原电池反应，充电过程利用电解池反应，要注意这两类装置的区别。原 电 池 电 解 池装置本质两极发生氧化还原反应，产生电流，将化学能转化为电能在直流电作用下，两极上发生氧化还原反应，把电能转化为化学能电子流动方 向电子由负极流向正极电子由直流电源的负极流出，经过导线到达电解池的阴极，然后由离子通过电解液到达阳极，离子在阳极失去电子，电子再回到直流电源的正极电极上的反应负极：还原剂失去电
6、子，发生氧化反应正极：氧化剂得到电子，发生还原反应阳极：发生氧化反应。若是惰性电极，溶液中阴离子失电子；若是活性电极阳极本身失电子阴极：发生还原反应。阴极本身仅起传递电子作用，溶液中阳离子得电子发生还原反应例 1（08 高考） 电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是（ ）A锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅解析：选项 A 中 ZnMn 干电池作负极的是 Zn，石墨作电池的正极，只起导电的作用，被腐蚀的是 Zn；选项
7、 B 中氢氧燃料电池是把化学能直接转化为电能，而不是把热能直接转化为电能；太阳能电池的主要材料是高纯度的单晶硅，它的能量转化高。答案：C例 2（08 高考） LiFePO 4 电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：FePO 4+Li LiFePO4，电池的正极材料是 LiFePO4，负极材料是石墨，含 Li+导电固体为电解质。下列有关 LiFePO4 电池说法正确的是（ ）A可加入硫酸以提高电解质的导电性B放电时电池内部 Li+向负极移动C充电过程中，电池正极材料的质量减少D放电时电池正极反应为： FePO4+Li+e =LiFePO4解析：放电时，负极：Lie
8、 =Li+，正极：FePO 4 + Li+ + e= LiFePO4；充电时，阳极：LiFePO4e =FePO4 + Li+，阴极： Li+ + e=Li，所以 C、 D 正确。若加入硫酸，与 Li 单质（固体）发生反应，所以 A 错；放电时，Li +（正电荷）应在电池内部（电解质中）向正极移动，故 B 错。答案：CD例 3（08 高考） 镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为 KOH 溶液，其充、放电按下式进行：Cd + 2NiOOH + 2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2有关该电池的说法正确的是（ ）A充电时阳极反应：Ni(OH) 2
9、 e + OH= NiOOH + H2OB充电过程是化学能转化为电能的过程C放电时负极附近溶液的碱性不变D放电时电解质溶液中的 OH 向正极移动解析：由充电时方程式中的 Cd 和 Ni 的化合价的变化可知，Ni(OH) 2 作阳极，电解质溶液为KOH，所以电极反应式为：Ni(OH) 2e OH =NiOOHH 2O；Cd(OH) 2 作阴极，Cd(OH)22e =Cd2OH ；充电的过程是将电能转化为化学能。放电时，Cd 作负极，Cd2e 2OH =Cd(OH)2，Cd 周围的 c(OH )下降，OH 向负极移动。放电充电答案：A例 4（09 高考） 市场上经常见到的标记为 Li-ion 的电
10、池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体） ，电解质为一种能传导 Li+的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：20.3520.85LiNiOLiNO充下列说法不正确的是（ ）A放电时，负极的电极反应式： Lie =Li+B充电时，Li 0.85NiO2 既发生氧化反应又发生还原反应C该电池不能用水溶液作为电解质D放电过程中 Li+向负极移动答案：D例 5（09 高考） Li-SOCl 2 电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是 LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl 2 = 4LiCl +S +SO2。
11、请回答下列问题：（1）电池的负极材料为 ，发生的电极反应为 ；（2）电池正极发生的电极反应为 ；（3）SOCl 2 易挥发，实验室中常用 NaOH 溶液吸收 SOCl2，有 Na2SO3 和 NaCl 生成。如果把少量水滴到 SOCl2 中，实验现象是 ，反应的化学方程式为；（4）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是 。答案：（1）锂 Lie =Li+（2）2SOCl 2+4e=4Cl+S+SO2（3）出现白雾，有刺激性气体生成；SOCl 2+H2O=SO2+2HCl（4）锂是活泼金属，易与 H2O、O 2 反应；SOCl 2 也可与水反应2、燃料电池是目前研究的热点，在工业生产中有
12、着巨大的应用前景。燃料电池与传统的原电池不同，利用某些金属材料对气体的良好吸附性能，使气体在金属电极表面发生氧化还原反应。燃料电池使用的原料非常容易得到，但是相对于传统电池而言，维护成本较高，使用时还涉及到安全问题。解答燃料电池有关的问题时，要求考生深入理解原电池的形成条件：（1）还原剂与氧化剂在两个不同的电极上发生反应（在反应中，还原剂与氧化剂的粒子不是通过直接的有效碰撞而发生反应，否则无法形成电流） 。（2）形成闭合回路，两个电极之间通过导线相连（或直接接触） 。电池内部，两电极之间应填充导电介质（通常是用电解液，但某些电池中因电极与水剧烈反应而不能使用水溶液） 。例 6（08 高考） 用
13、铜片、银片、Cu (NO 3)2 溶液、AgNO 3 溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO 3的 U 型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（ ）在外电路中，电流由铜电极流向银电极 正极反应为：Ag +e-=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入 AgNO3 溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A B C D解析：Cu 作负极，Ag 作正极。负极：Cu-2e =Cu2+；正极： Ag+ e=Ag。在外电路中，电子由 Cu 电极流向 Ag 电极，而电流方向与电子流向相反，所以错。没有盐桥，原电池不能继续工作，错。无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，对。答案
14、：C例 7（09 高考） 控制适合的条件，将反应 2Fe3+2I=2Fe2+I2 设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是（ ）A反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B反应开始时，甲中石墨电极上 Fe3+被还原C电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D电流计读数为零后，在甲中溶入 FeCl2 固体，乙中石墨电极为负极答案：D例 8（08 高考） 一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是（ ）ACH 3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2eBO 2(g)+4H+(aq)+4e =2H2O(1)CCH
15、3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6eDO 2(g)+2H2O(1)+4e =4OH解析：甲醇与氧气反应的化学方程式为：2CH 3OH3O 22CO 24H 2O，所以在负极上甲醇失去电子而放电，在该极上的电极反应式为：CH 3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6e 。答案：C例 9（09 高考） 以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是（ ）A该电池能够在高温下工作B电池的负极反应为：C 6H12O6+6H2O24 e =6CO2+24H+C放电过程中，H +从正极区向负极区迁移D在电池反应中，每消耗 1mol 氧气，理论上能生成标准状况下 气体2O.46L答案：B例 10（09 高考） 氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ，在导线中电子流动方向为 （用 a、b 表示） 。（2）负极反应式为 。（3）电极表面镀铂粉的原因为 。（4）该电池工作时，H 2 和 O2 连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：2Li+H 2 2LiH
