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1、专题06 第12题 电化学基础一、试题分析电化学是高考每年必考内容，命制的角度有电极反应式的正误判断与书写，电池反应式的书写，正负极的判断，电池充、放电时离子移动方向的判断，电极附近离子浓度的变化，电解的应用与计算，金属的腐蚀与防护等。同时通过陌生化学电源的装置图，考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力，也体现了对“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养考查。二、试题导图 三、必备知识知识点1电极的判断知识点2电解池的电极反应及其放电顺序(1)阳离子在阴极上的放电顺序：AgFe3Cu2H(2)阴离子在阳极上的放电顺序：S2IBrClOH知识点3电解的四大类型及规律类型电极反应特点实例电解物质电解液
2、浓度pH电解液复原方法电解水型阴极：4H 4e=2H2阳极：4OH4e=2H2OO2NaOHH2O增大增大加H2OH2SO4减小Na2SO4不变电解电解质型电解质的阴、阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大通入HCl气体CuCl2加CuCl2放H2生碱型阴极：放H2生成碱阳极：电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质增大通入HCl气体放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：放O2生成酸CuSO4减小加CuO知识点4十五种新型电池的电极反应式锌银电池总反应：Ag2OZnH2O2AgZn(OH)2正极Ag2OH2O2e=2Ag2OH负极Zn2OH2e=Zn(OH)2锌空气电池总反应：2Zn
3、O24OH2H2O=2Zn(OH)正极O24e2H2O=4OH负极Zn4OH2e=Zn(OH) 镍铁电池总反应：NiO2Fe2H2O Fe(OH)2Ni(OH)2正极NiO22e2H2O=Ni(OH)22OH负极Fe2e2OH=Fe(OH)2高铁电池总反应：3Zn2FeO8H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34OH正极FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH负极Zn2e2OH=Zn(OH)2镍镉电池总反应：Cd2NiOOH2H2O Cd(OH)22Ni(OH)2正极NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH负极Cd2e2OH=Cd(OH)2MgH2O2电池总反应：H2O22HMg=Mg22H2O
4、正极H2O22H2e=2H2O负极Mg2e=Mg2MgAgCl电池总反应：Mg2AgCl=2AgMg22Cl正极2AgCl2e=2Ag2Cl负极Mg2e=Mg2镁钴电池总反应：xMgMo3S4MgxMo3S4正极Mo3S42xe= Mo3S负极xMg2xe=xMg2钠硫电池总反应：2NaxS=Na2Sx正极负极2Na2e=2Na钠硫蓄电池总反应：2Na2S2NaBr3Na2S43NaBr正极NaBr32e2Na=3NaBr负极2Na2S22e=Na2S42Na钠离子电池总反应：Na1mCoO2NamCnNaCoO2Cn正极Na1mCoO2memNa= NaCoO2负极NamCnme=mNaCn
5、全钒液流电池总反应：VO2HV2 V3VO2H2O正极VO2He=VO2H2O负极V2e=V3锂钒氧化物电池总反应：xLiLiV3O8=Li1xV3O8正极xLiLiV3O8xe=Li1xV3O8负极xLixe= xLi锂铜电池总反应：2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH正极Cu2OH2O2e=2Cu2OH负极Lie=Li锂离子电池总反应：Li1xCoO2LixC6 LiCoO2C6(x1)正极Li1xCoO2xexLi=LiCoO2负极LixC6xe=xLiC6知识点5新型化学电源中电极反应式的书写三步骤知识点6燃料电池的电极反应式(以CH3OH为例电极反应式)电池类型导电介质反应式酸性
6、燃料电池H总反应：2CH3OH3O2=2CO24H2O正极O24e4H=2H2O负极CH3OH6eH2O=CO26H碱性燃料电池OH总反应：2CH3OH3O24OH=2CO6H2O正极O24e2H2O=4OH负极CH3OH6e8OH= CO6H2O熔融碳酸盐燃料电池CO总反应：2CH3OH3O2=2CO24H2O正极负极CH3OH6e3CO=4CO22H2O固态氧化物燃料电池O2总反应：2CH3OH3O2=2CO24H2O正极O24e=2O2负极CH3OH6e3O2= CO22H2O质子交换膜燃料电池H总反应：2CH3OH3O2=2CO24H2O正极O24e4H=2H2O负极CH3OH6eH2
7、O= CO26H知识点7燃料电池中氧气得电子的思维模型根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，O2得到电子后化合价降低，首先变成O2，O2能否存在要看电解质环境。由于电解质溶液(酸碱盐)的不同，其电极反应也有所不同，下表为四种不同电解质环境中，氧气得电子后为O2的存在形式：电解质环境从电极反应式判O2的存在形式酸性电解质溶液环境下O24H4e=2H2O碱性电解质溶液环境下O22H2O4e=4OH固体电解质(高温下能传导O2)环境下O24e=2O2熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下O22CO24e=2CO四、回顾高考1（2019年全国1卷）利用生物燃料电池原理研究室温下氨
8、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】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
9、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。2（2019年全国3卷）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（3DZn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZnNiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)
10、。以下说法不正确的是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)eNiOOH(s)+H2O(l)C放电时负极反应为Zn(s)+2OH(aq)2eZnO(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)eNiOOH(s)H2O(l)，B正确；C、放电时相当于是原
11、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)2eZnO(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（2018年全国1卷）最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：EDTA-Fe2+-e-EDTA-Fe3+ 2EDTA-Fe3+H2S2H+S+2EDTA-Fe2+该装置工作时，下列叙述错误的是A阴极的电极反应：CO
12、2+2H+2e-CO+H2OB协同转化总反应：CO2+H2SCO+H2O+SC石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性【答案】C【解析】A、CO2在ZnO石墨烯电极上转化为CO，发生得到电子的还原反应，为阴极，电极反应式为CO2+H+2eCO+H2O，A正确；B、根据石墨烯电极上发生的电极反应可知+即得到H2S2e2H+S，因此总反应式为CO2+H2SCO+H2O+S，B正确；C、石墨烯电极为阳极，与电源的正极相连，因此石墨烯上的电势比ZnO石墨烯电极上的高，C错误；D、由于铁离子、亚铁离子均易水解，所以如果采用Fe3
13、/Fe2取代EDTA-Fe3/EDTA-Fe2，溶液需要酸性，D正确。答案选C。4（2018年全国2卷）我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。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：3CO24Na2Na2CO3C。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：3CO24e=2CO32C D充电时，正极反应为：Nae=Na【答案】D【解析】A. 放电时是原电池，阴离子ClO4向负极移动，A正确；B. 电池的总反应为3CO2+4Na2Na2CO3+C，因此充电时释放CO2，放电时吸收CO2，B正确；C. 放电时是原电池，正极是二氧化碳得到电子转化为碳，反应为：3CO2+4e2CO32+C，C正确；D. 充电时是
