新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)講義+分層訓(xùn)練專題09 電化學(xué)基礎(chǔ)（講義）（含解析）

09電化學(xué)基礎(chǔ)考點熱度★★★★★考點1、原電池原理及其應(yīng)用1．（2022·湖南·高考真題）海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰-海水電池構(gòu)造示意圖如下。下列說法錯誤的是A．海水起電解質(zhì)溶液作用B．N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：SKIPIF1<0C．玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能D．該鋰-海水電池屬于一次電池【解析】鋰海水電池的總反應(yīng)為2Li+2H2O═2LiOH+H2↑，M極上Li失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則M電極為負(fù)極，電極反應(yīng)為Li-e-=Li+，N極為正極，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=2OH-+H2↑，同時氧氣也可以在N極得電子，電極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-。A．海水中含有豐富的電解質(zhì)，如氯化鈉、氯化鎂等，可作為電解質(zhì)溶液，故A正確；B．由上述分析可知，N為正極，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=2OH-+H2↑，和反應(yīng)O2+4e-+2H2O=4OH-，故B錯誤；C．Li為活潑金屬，易與水反應(yīng)，玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反應(yīng)，并能傳導(dǎo)離子，故C正確；D．該電池不可充電，屬于一次電池，故D正確；答案選B?！敬鸢浮緽考點2、電解池原理及其應(yīng)用2．（2023·浙江·高考真題）在熔融鹽體系中，通過電解SKIPIF1<0和SKIPIF1<0獲得電池材料SKIPIF1<0，電解裝置如圖，下列說法正確的是A．石墨電極為陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．電極A的電極反應(yīng)：SKIPIF1<0C．該體系中，石墨優(yōu)先于SKIPIF1<0參與反應(yīng)D．電解時，陽離子向石墨電極移動【解析】由圖可知，在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，與電源正極相連，則電極A作陰極，SKIPIF1<0和SKIPIF1<0獲得電子產(chǎn)生電池材料SKIPIF1<0，電極反應(yīng)為SKIPIF1<0。A．在外加電源下石墨電極上C轉(zhuǎn)化為CO，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽極，選項A錯誤；B．電極A的電極反應(yīng)為SKIPIF1<0，選項B錯誤；C．根據(jù)圖中信息可知，該體系中，石墨優(yōu)先于SKIPIF1<0參與反應(yīng)，選項C正確；D．電解池中石墨電極為陽極，陽離子向陰極電極A移動，選項D錯誤；答案選C?！敬鸢浮緾考點3、金屬腐蝕與防護(hù)3．（2022·廣東·高考真題）為檢驗犧牲陽極的陰極保護(hù)法對鋼鐵防腐的效果，將鍍層有破損的鍍鋅鐵片放入酸化的SKIPIF1<0溶液中。一段時間后，取溶液分別實驗，能說明鐵片沒有被腐蝕的是A．加入SKIPIF1<0溶液產(chǎn)生沉淀 B．加入淀粉碘化鉀溶液無藍(lán)色出現(xiàn)C．加入SKIPIF1<0溶液無紅色出現(xiàn) D．加入SKIPIF1<0溶液無藍(lán)色沉淀生成【解析】鍍層有破損的鍍鋅鐵片被腐蝕，則將其放入到酸化的3%NaCl溶液中，會構(gòu)成原電池，由于鋅比鐵活潑，作原電池的負(fù)極，而鐵片作正極，溶液中破損的位置會變大，鐵也會繼續(xù)和酸化的氯化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，溶液中會有亞鐵離子生成。A．氯化鈉溶液中始終存在氯離子，所以加入硝酸銀溶液后，不管鐵片是否被腐蝕，均會出現(xiàn)白色沉淀，故A不符合題意；B．淀粉碘化鉀溶液可檢測氧化性物質(zhì)，但不論鐵片是否被腐蝕，均無氧化性物質(zhì)與碘化鉀發(fā)生反應(yīng)，故B不符合題意；C．KSCN溶液可檢測鐵離子的存在，上述現(xiàn)象中不會出現(xiàn)鐵離子，所以無論鐵片是否被腐蝕，加入KSCN溶液后，均無紅色出現(xiàn)，故C不符合題意；D．K3[Fe(CN)6]是用于檢測Fe2+的試劑，若鐵片沒有被腐蝕，則溶液中不會生成亞鐵離子，則加入K3[Fe(CN)6]溶液就不會出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，故D符合題意。綜上所述，答案為D?！敬鸢浮緿1、對點核心素養(yǎng)(1)變化觀念與平衡思想:能以變化觀念認(rèn)識電化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng),能多角度、動態(tài)分析電化學(xué)反應(yīng),并運用電化學(xué)原理解決實際問題。(2)證據(jù)推理與模型認(rèn)知:能運用原電池、電解池模型示意圖解釋電極及電池反應(yīng)現(xiàn)象,揭示“放電”“充電”時現(xiàn)象的本質(zhì)與規(guī)律。培養(yǎng)證據(jù)推理意識(3)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識:能夠發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的新型化學(xué)電源、確定探究目的,設(shè)計探究方案,進(jìn)行實驗探究,能根據(jù)實驗現(xiàn)象總結(jié)規(guī)律,培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。(4)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任：通過原電池和電解池等電化學(xué)問題在環(huán)境污染與防治應(yīng)用，以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任。2、對點命題分析電化學(xué)內(nèi)容是高考試卷中的常客，是氧化還原反應(yīng)知識的應(yīng)用和延伸，命題在繼續(xù)加強基本知識考查的基礎(chǔ)上，更加注重了試題題材的生活化、實用化、情境化，同時也加強了不同知識間的相互滲透與融合，試題的背景較為新穎，側(cè)重考查分析判斷、獲取信息解答問題及計算能力。題型有以新型電池為背景的選擇題和以電極反應(yīng)式書寫為主的填空題，通?？疾榈闹R點是從閉合回路的形成角度分析原電池、電解池的工作原理，電極的判斷，電極反應(yīng)式的書寫，電子的轉(zhuǎn)移或電流的方向和溶液中離子的移動方向的判斷，溶液pH的變化，離子交換膜作用，有關(guān)計算，理解原電池和電解池原理的實際應(yīng)用等，難度一般偏大。解題時要求掌握“結(jié)合反應(yīng)原理，根據(jù)元素化合價變化，正確判斷電極發(fā)生的反應(yīng)和書寫電極反應(yīng)方程式”的方法。核心考點一原電池化學(xué)電源1．“五類”依據(jù)判斷原電池電極：(1)依據(jù)構(gòu)成原電池兩極的電極材料判斷。一般是較活潑的金屬為負(fù)極,活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。(2)依據(jù)原電池兩極發(fā)生反應(yīng)的類型判斷。負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng);正極發(fā)生還原反應(yīng)。(3)依據(jù)電子流動方向或電流方向判斷。在外電路中,電子由負(fù)極流向正極,電流由正極流向負(fù)極。(4)依據(jù)原電池電解質(zhì)溶液中離子的移動方向判斷。陽離子向正極移動,陰離子向負(fù)極移動。(5)依據(jù)原電池鹽橋中離子的移動方向判斷。陽離子向正極移動,陰離子向負(fù)極移動。2．“三步”突破原電池電極反應(yīng)式的書寫：第一步：分析氧化還原反應(yīng)根據(jù)氧化還原反應(yīng)，分析元素化合價的升降，確定正負(fù)極反應(yīng)物質(zhì)及電子得失數(shù)目第二步：注意電解質(zhì)溶液環(huán)境分析電解質(zhì)溶液的酸堿性及離子參加反應(yīng)的情況，確定電極反應(yīng)，寫出電極反應(yīng)式第三步：合并正、負(fù)電極反應(yīng)調(diào)整兩極反應(yīng)式中得失電子數(shù)目相等并疊加，消去電子，得出總反應(yīng)式3．解答新型化學(xué)電源的步驟(1)判斷電池類型→確認(rèn)電池原理→核實電子、離子移動方向。(2)確定電池兩極→判斷電子、離子移動方向→書寫電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。(3)充電電池→放電時為原電池→失去電子的為負(fù)極反應(yīng)。(4)電極反應(yīng)→總反應(yīng)離子方程式減去較簡單一極的電極反應(yīng)式→另一電極反應(yīng)式。4．化學(xué)電源(1)一次電池堿性鋅錳干電池負(fù)極材料：Zn電極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2正極材料：碳棒電極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)2鋅銀電池負(fù)極材料：Zn電極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2正極材料：Ag2O電極反應(yīng)：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－總反應(yīng)：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag(2)二次電池鉛蓄電池是最常見的二次電池，總反應(yīng)為Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)(3)燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池：總反應(yīng)式：2H2＋O2=2H2O①酸性介質(zhì)負(fù)極：2H2－4e－=4H＋正極：O2＋4H＋＋4e－=2H2O②堿性介質(zhì)負(fù)極：2H2＋4OH－－4e－=4H2O正極：O2＋2H2O＋4e－=4OH－③熔融的金屬氧化物作介質(zhì)負(fù)極：2H2－4e－＋2O2－=2H2O正極：O2＋4e－=2O2－④碳酸鹽作介質(zhì)負(fù)極：2H2－4e－＋2COeq\o\al(2－,3)=2H2O＋2CO2正極：O2＋4e－＋2CO2=2COeq\o\al(2－,3)5.電解池中電極反應(yīng)式的書寫方法(1)書寫步驟①首先注意陽極是活性材料還是惰性材料。②分析確定溶液中所有陰陽離子并清楚放電順序。③根據(jù)放電順序分析放電產(chǎn)物。④根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性確定電極反應(yīng)式中是否有H＋、OH－或H2O參與；最后配平電極反應(yīng)式。(2)介質(zhì)對電極反應(yīng)式的影響①在電解池電極方程式中，如果是H＋或OH－放電，則電解質(zhì)溶液的酸堿性對電極反應(yīng)式?jīng)]有影響。②酸性溶液反應(yīng)物或生成物中均沒有OH－。③堿性溶液反應(yīng)物或生成物中均沒有H＋。(3)電極產(chǎn)物的溶解性對電極反應(yīng)式的影響。電解MgCl2溶液時的陰極反應(yīng)式應(yīng)為：Mg2＋＋2H2O＋2e－=Mg(OH)2↓＋H2↑，而不是2H＋＋2e－=H2↑?？偡磻?yīng)離子方程式為：Mg2＋＋2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑。不能把電解MgCl2溶液的離子方程式寫成：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2OH－＋Cl2↑＋H2↑，忽視了生成難溶的Mg(OH)2。核心考點二電解原理及其應(yīng)用1．“五類”依據(jù)判斷電解池電極判斷依據(jù)電極電極材料電極反應(yīng)電子流向離子移向電極現(xiàn)象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(fù)極相連還原反應(yīng)流入陽離子移向電極增重或pH增大2．電解池電極反應(yīng)式的書寫模式：注：陽極陰離子放電次序：非惰性電極>S2->I->Br->Cl->OH->高價含氧酸根離子>F-陰極陽離子放電次序一般為：Ag+>Hg2+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+當(dāng)然，微粒的濃度也會影響放電的順序，如電鍍鋅時，溶液中C(Zn2+)>C(H+),放電次序Zn2+>H+。3．電解原理的應(yīng)用(1)電解飽和食鹽水。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↑離子反應(yīng)方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑(3)應(yīng)用：氯堿工業(yè)制燒堿、氫氣和氯氣陽極：鈦網(wǎng)(涂有鈦、釕等氧化物涂層)。陰極：碳鋼網(wǎng)。陽離子交換膜：①只允許陽離子通過，能阻止陰離子和氣體通過。②將電解槽隔成陽極室和陰極室。(2)電解精煉銅(3)電鍍銅(4)電冶金利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等總方程式陽極、陰極反應(yīng)式冶煉鈉2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))2Na＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑，2Na＋＋2e－=2Na冶煉鎂MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑，Mg2＋＋2e－=Mg冶煉鋁2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))4Al＋3O2↑6O2－－12e－=3O2↑，4Al3＋＋12e－=4Al4．有關(guān)電化學(xué)計算的三大方法(1)根據(jù)電子守恒計算用于串聯(lián)電路中電解池陰陽兩極產(chǎn)物、原電池正負(fù)兩極產(chǎn)物、通過的電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應(yīng)式計算先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計算。(3)根據(jù)關(guān)系式計算根據(jù)得失電子守恒關(guān)系建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計算所需的關(guān)系式。如以通過4mole－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：(式中M為金屬，n為其離子的化合價數(shù)值)5．常見膜化學(xué)：(1)膜的作用：陽離子交換膜允許陽離子通過，不允許陰離子通過；陰離子交換膜允許陰離子通過，不允許陽離子通過；質(zhì)子交換膜允許質(zhì)子通過而避免不同電極區(qū)域內(nèi)某些離子間的反應(yīng)。(2)陰、陽離子交換膜的判斷①看清圖示，是否在交換膜上標(biāo)注了陰、陽離子，是否標(biāo)注了電源的正、負(fù)極，是否標(biāo)注了電子流向、電荷流向等，明確陰、陽離子的移動方向。②根據(jù)原電池、電解池中陰、陽離子的移動方向，結(jié)合題意中給出的制備、電解物質(zhì)等信息，找出物質(zhì)生成或消耗的電極區(qū)域、確定移動的陰、陽離子，從而推知離子交換膜的種類。6．原電池、電解池、電鍍池判定（1）若無外接電源，可能是原電池，然后根據(jù)原電池的形成條件判定；（2）若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池，當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬離子相同則為電鍍池；（3）若為無明顯外接電源的串聯(lián)電路，則應(yīng)利用題中信息找出能發(fā)生自發(fā)氧化還原反應(yīng)的裝置為原電池。5．可充電電池的判斷放電時相當(dāng)于原電池，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；充電時相當(dāng)于電解池，放電時的正極變?yōu)殡娊獬氐年枠O，與外電源正極相連，負(fù)極變?yōu)殛帢O，與外電源負(fù)極相連。核心考點三金屬腐蝕與防護(hù)1．影響金屬腐蝕的因素(1)對于金屬本性來說，金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐蝕。(2)電解質(zhì)溶液對金屬的腐蝕的影響也很大，如果金屬在潮濕的空氣中，接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)溶液，都容易被腐蝕。2．金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)金屬腐蝕類型的差異：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防護(hù)措施的腐蝕。(2)電解質(zhì)溶液的影響：對同一金屬來說，腐蝕的快慢(濃度相同)強電解質(zhì)溶液＞弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液；對同一種電解質(zhì)溶液來說，一般電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快；活潑性不同的兩金屬與電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池時，一般活潑性差別越大，負(fù)極腐蝕越快。3．金屬腐蝕的類型類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性正極反應(yīng)2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－負(fù)極反應(yīng)Fe－2e－=Fe2＋其他反應(yīng)吸氧腐蝕更普遍，危害更大4.金屬保護(hù)的方法(1)加防護(hù)層，如在金屬表面加上油漆、搪瓷、瀝青、塑料、橡膠等耐腐蝕的非金屬材料；采用電鍍或表面鈍化等方法在金屬表面鍍上一層不易被腐蝕的金屬。(2)電化學(xué)防護(hù)：犧牲陽極保護(hù)法——原電池原理是正極為被保護(hù)的金屬，負(fù)極為比被保護(hù)的金屬活潑的金屬；外加電流陰極保護(hù)法的原理是陰極為被保護(hù)的金屬，陽極為惰性電極。考點1、考查原電池的工作原理及其應(yīng)用【】本考點主要以新型化學(xué)電源為背景命題，考查原電池的工作原理。新型電池一般具有高能環(huán)保，經(jīng)久耐用，電壓穩(wěn)定，比能量高等特點，取材于這些新型電池的試題，既能體現(xiàn)化學(xué)的實用性，又能體現(xiàn)化學(xué)命題的時代性、新穎性，使試題在考查電化學(xué)知識的同時，又能較好地考查學(xué)生分析、靈活解答問題的能力，預(yù)測該種命題情景趨勢將會繼續(xù)。涉及考查電極反應(yīng)式的書寫，離子移動的方向的判斷及原電池原理的應(yīng)用。例1.（2022·上海黃浦·格致中學(xué)?？寄M預(yù)測）鋅銅原電池裝置如圖所示(電解質(zhì)溶液為1mol/L的稀硫酸)，其中陰離子交換膜只允許陰離子和水分子通過，下列有關(guān)敘述正確的是A．電池工作一段時間后，甲池溶液的總質(zhì)量減輕B．銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C．電池工作一段時間后，乙池的c(Zn2+)＞c(SKIPIF1<0)D．陰、陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動，保持溶液中電荷平衡【解析】該圖為鋅銅原電池裝置，Zn比Cu活潑，Zn做負(fù)極，失去電子，經(jīng)導(dǎo)線向Cu移動，Cu做正極，氫離子在銅電極得電子，生成氫氣，硫酸根離子向負(fù)極移動，使保持溶液呈電中性。但乙池中也是稀硫酸溶液，故Zn會直接與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)。A．經(jīng)分析，甲池溶液中的硫酸濃度減小，乙池硫酸鋅的濃度增大，水分子從甲池移向乙池，故乙池溶液總質(zhì)量增加，甲池總質(zhì)量減小，故A項正確；B．經(jīng)分析，該原電池反應(yīng)式為：Zn+2H+=Zn2++H2↑，Zn為負(fù)極，Zn-2e-SKIPIF1<0Zn2+，發(fā)生氧化反應(yīng),，Cu為正極，2H++2e-SKIPIF1<0H2↑，發(fā)生還原反應(yīng)，故B項錯誤；C．乙池中是稀硫酸溶液，若不考慮乙池Zn直接與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，陰離子交換膜只允許陰離子通過，乙池發(fā)生Zn-2e-SKIPIF1<0Zn2+，不斷產(chǎn)生Zn2+，而SKIPIF1<0通過陰離子交換膜進(jìn)入乙池，(Zn2+)＜c(SKIPIF1<0)

，若考慮Zn直接與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，且乙中硫酸反應(yīng)完全，則(Zn2+)＝c(SKIPIF1<0)

，綜上所述，(Zn2+)SKIPIF1<0c(SKIPIF1<0)，

故C項錯誤；D．其中陰離子交換膜只允許陰離子和水分子通過，陽離子不能通過陰離子交換膜，故D項錯誤；故答案選A?！敬鸢浮緼【易錯提醒】本題易錯占為D選項，易忽略陰離子交換膜只允許陰離子和水分子通過?！咀兪接?xùn)練1】（考查原電池的工作原理）（2022·江蘇·校聯(lián)考模擬預(yù)測）一種鋅——空氣電池工作原理如圖所示，放電時Zn轉(zhuǎn)化為ZnO。下列說法正確的是A．空氣中的氧氣在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B．該電池的負(fù)極反應(yīng)為SKIPIF1<0C．該電池放電時溶液中的SKIPIF1<0向石墨電極移動D．該電池工作一段時間后，溶液pH明顯增大【答案】B【解析】鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，作為負(fù)極，氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，石墨電極為正極。A．空氣中的氧氣在石墨電極上發(fā)生還原反應(yīng)，選項A錯誤；B．該電池的負(fù)極上鋅失電子生成ZnO，電極反應(yīng)為SKIPIF1<0選項B正確；C．該電池放電時溶液中的SKIPIF1<0向Zn電極移動，選項C錯誤；D．電池工作時，溶液的SKIPIF1<0變化不大，選項D錯誤；答案選B。【變式訓(xùn)練2】（考查原電池的工作原理的應(yīng)用）（2022·上海楊浦·統(tǒng)考一模）如圖利用鐵碳原電池原理處理酸性污水。若上端開口關(guān)閉，可得到強還原性的HSKIPIF1<0(氫原子)；若上端開口打開并鼓入空氣，可得到強氧化性的SKIPIF1<0OH。下列說法錯誤的是A．無論是否鼓入空氣，負(fù)極：SKIPIF1<0B．上端開口關(guān)閉，正極：SKIPIF1<0C．鼓入空氣，每生成SKIPIF1<0SKIPIF1<0有SKIPIF1<0電子轉(zhuǎn)移D．處理含SKIPIF1<0的污水時，打開上端開口并鼓入空氣【解析】A．無論是否鼓入空氣，鐵作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)式為SKIPIF1<0，故A正確；B．上端開口關(guān)閉，可得到強還原性的HSKIPIF1<0，則正極反應(yīng)式為SKIPIF1<0，故B正確；C．SKIPIF1<0OH中O的化合價為-1,每生成SKIPIF1<0SKIPIF1<0有SKIPIF1<0電子轉(zhuǎn)移，故C錯誤；D．處理含SKIPIF1<0的污水時，SKIPIF1<0發(fā)生氧化反應(yīng)，需要強氧化性的SKIPIF1<0OH，所以要打開上端開口并鼓入空氣，故D正確；選C?！敬鸢浮緾【變式訓(xùn)練3】（考查新型電池）（2022·湖南·湘潭一中校聯(lián)考模擬預(yù)測）堿性鋅鐵液流電池具有電壓高、成本低的優(yōu)點。該電池的總反應(yīng)為SKIPIF1<0，下列敘述不正確的是A．SKIPIF1<0中含有SKIPIF1<0鍵與SKIPIF1<0鍵的數(shù)目之比為1∶1B．放電時，N極電勢低于M極，N極電極反應(yīng)為SKIPIF1<0C．若離子交換膜只有SKIPIF1<0通過，SKIPIF1<0反應(yīng)時，有SKIPIF1<0通過離子交換膜D．維持電流強度0.5A，電池工作5分鐘，理論上消耗鋅約0.5g(已知SKIPIF1<0)【解析】由圖可知：堿性鋅鐵液流電池放電時，右側(cè)N極為負(fù)極，Zn發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成Zn(OH)SKIPIF1<0，負(fù)極發(fā)生電極反應(yīng)為Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)SKIPIF1<0；左側(cè)M為正極，正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，正極電極反應(yīng)為Fe(CN)SKIPIF1<0+e-=Fe(CN)SKIPIF1<0。充電時和放電時剛好相反，電池正極與電源正極相連。A．共價單鍵和配位鍵都是SKIPIF1<0鍵，共價三鍵中有一個是SKIPIF1<0鍵兩個是SKIPIF1<0鍵，SKIPIF1<0中有6個配位鍵和6個碳氮三鍵，故SKIPIF1<0中含有SKIPIF1<0鍵與SKIPIF1<0鍵的數(shù)目之比為（6+6）∶6SKIPIF1<02=1∶1，A正確；B．放電時該裝置為原電池，N極為原電池的負(fù)極，M為原電池的正極，正極的電勢比負(fù)極高，因此M極電勢高于N極，N極電極反應(yīng)為SKIPIF1<0，B正確；C．在放電時，M為正極，發(fā)生反應(yīng)為：Fe(CN)SKIPIF1<0+e-=Fe(CN)SKIPIF1<0。當(dāng)左側(cè)M電極有1molFe(CN)SKIPIF1<0發(fā)生時，左側(cè)負(fù)電荷數(shù)目會增加1mol，為維持電荷守恒，就會1mol即NA個OH-通過離子交換膜移向負(fù)極N極，C正確；D．電池工作5分鐘，通過的電量Q＝0.5A×5min×60s/min＝150C，因此通過電子的物質(zhì)的量n(e－)＝Q/F＝150C/96500C/mol＝1.554×10-3mol，則理論消耗Zn的質(zhì)量是m(Zn)＝1.554×10-3molSKIPIF1<02×65g/mol＝0.05g，D錯誤；故選D。【答案】D考點2、考查可充電電池的工作原理及其應(yīng)用【】本考點主要以新型化學(xué)電源——可充電電池為背景命題，考查原電池的工作原理和電解原理。涉及考查充、放電時電極反應(yīng)式的書寫，離子移動的方向的判斷、外接電源正負(fù)極判斷及簡單計算。例2.（2022·全國·校聯(lián)考模擬預(yù)測）離子液體是指在室溫或接近室溫下呈現(xiàn)液態(tài)的、完全由陰、陽離子所組成的鹽，也稱為低溫熔融鹽。一種以SKIPIF1<0離子液體為電解質(zhì)的鋁-磷酸鐵鋰二次電池放電時工作原理如圖所示。下列說法正確的是A．放電時，鋁電極的電極反應(yīng)式為：SKIPIF1<0B．放電時，磷酸鐵鋰電極中鋰元素被氧化C．充電時，陽極的電極反應(yīng)式為：SKIPIF1<0D．充、放電時，磷酸鐵鋰電極中鐵元素質(zhì)量、價態(tài)均保持不變【解析】A．根據(jù)放電時圖中SKIPIF1<0由鋁電極透過SKIPIF1<0選擇性透過膜向左遷移，可知放電時，鋁電極為負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)：SKIPIF1<0，故A錯誤；B．放電時，磷酸鐵鋰電極為正極，鐵元素被還原，故B錯誤；C．充電時，磷酸鐵鋰電極為陽極，發(fā)生反應(yīng)：SKIPIF1<0，故C正確；D．放電時磷酸鐵鋰電極中三價鐵被還原為二價鐵，充電時則相反，故D錯誤；故選C?！敬鸢浮緾【名師點睛】正確理解充電電池的原理是解題的關(guān)鍵。解答本題可以根據(jù)化合價的變化分析判斷出原電池的正負(fù)極及其電極反應(yīng)式，充電時為電解池，電極反應(yīng)式可以看成原電池的電極反應(yīng)式的逆反應(yīng)?！咀兪接?xùn)練】（考查二次電池）（2022·陜西漢中·統(tǒng)考模擬預(yù)測）鈉硫電池以熔融金屬鈉、熔融硫和多硫化鈉(Na2Sx)分別作為兩個電極的反應(yīng)物，固體Al2O3陶瓷(可傳導(dǎo)Na+)為電解質(zhì)，反應(yīng)原理如圖所示。下列說法正確的是A．放電時，電極B為負(fù)極B．鈉硫電池在常溫下能正常工作C．充電時，電極B與外接電源正極相連，電極反應(yīng)式為SKIPIF1<0D．當(dāng)Na+由B極區(qū)向A極區(qū)移動時，能量轉(zhuǎn)換方式為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能【解析】由圖可知，放電時，A為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Na-e-=Na+，B為正極，電極反應(yīng)式為：xS+2e-=SKIPIF1<0；充電時，A為陰極，電極反應(yīng)式為Na++e-=Na，B為陽極，電極反應(yīng)式為SKIPIF1<0-2e-=xS。A．根據(jù)上述分析可知放電時，A為負(fù)極，B為正極，A錯誤；B．原電池工作時，控制的溫度應(yīng)為滿足Na、S為熔融狀態(tài)，則溫度應(yīng)高于常溫，B錯誤；C．充電時，B為陽極，與外接電源正極相連,電極反應(yīng)式為：SKIPIF1<0-2e-=xS，C正確；D．在原電解池中，陽離子向陰極(A)移動；當(dāng)Na+由B極向A極移動時，該裝置為電解池，能量轉(zhuǎn)換方式為電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，D錯誤；故合理選項是C。【答案】C考點3、考查電解池的工作原理及其應(yīng)用【】本考點主要以電解原理在物質(zhì)合成、污染處理的應(yīng)用為背景考查電解池的工作原理、電極反應(yīng)式的書寫、電極周圍的pH變化、電極質(zhì)量變化的有關(guān)計算。例3．（2023·四川成都·一模）某種電催化法以SKIPIF1<0為催化電極合成腈類化合物SKIPIF1<0和偶氮化合物SKIPIF1<0，裝置示意圖如圖。下列說法錯誤的是A．左側(cè)電極的電勢比右側(cè)的高，且發(fā)生氧化反應(yīng)B．陰極發(fā)生反應(yīng)：C．SKIPIF1<0從右側(cè)經(jīng)過陰離子交換膜向左側(cè)移動D．每當(dāng)合成得到SKIPIF1<0，同時合成SKIPIF1<0【解析】A．右側(cè)電極硝基苯發(fā)生還原反應(yīng)，右側(cè)為陰極、左側(cè)為陽極，所以左側(cè)電極的電勢比右側(cè)的高，且發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；B．右側(cè)電極硝基苯發(fā)生還原反應(yīng)，右側(cè)為陰極，陰極發(fā)生反應(yīng)為，故B正確；C．右側(cè)為陰極、左側(cè)為陽極，SKIPIF1<0從右側(cè)經(jīng)過陰離子交換膜向左側(cè)移動，故C正確；D．陽極反應(yīng)式為，R-CH2NH2-4e-+4OH-=R-CN+4H2O，根據(jù)得失電子守恒，每當(dāng)合成得到SKIPIF1<0，同時合成SKIPIF1<0，故D錯誤；選D?！敬鸢浮緿【名師點睛】本題考查了電解原理，注意電解池反應(yīng)的原理和離子流動的方向，能夠正確判斷電極名稱，明確離子交換膜的作用是解答關(guān)鍵?！咀兪接?xùn)練1】（考查電解原理）（2023·重慶·統(tǒng)考模擬預(yù)測）我們要給子孫后代留下綠水青山等最美好的生態(tài)環(huán)境，就必須對污水進(jìn)行處理。用電解法(圖Ⅰ)可以對同時含有SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的生活污水進(jìn)行處理，除去SKIPIF1<0的原理如圖Ⅱ所示，除SKIPIF1<0是將其轉(zhuǎn)化為SKIPIF1<0沉淀。實驗在SKIPIF1<0和SKIPIF1<0聯(lián)合脫除過程中，測得溶液pH變化如圖Ⅲ所示。下列說法正確的是A．在0～20min時，a為電源的正極B．除SKIPIF1<0時，陰極附近的pH減小C．除SKIPIF1<0時，陽極反應(yīng)為：SKIPIF1<0D．除SKIPIF1<0過程中的總離子反應(yīng)式為：SKIPIF1<0【解析】A．0-20min，若a為正極，鐵就作陽極，失電子變?yōu)榱薙KIPIF1<0，與磷酸根產(chǎn)生沉淀。陰極為石墨，屬于惰性電極，水放電，產(chǎn)生SKIPIF1<0，溶液pH升高，與圖像不符，故A錯誤；B．除SKIPIF1<0時，陽極氯離子放電生成氯氣，陰極是SKIPIF1<0放電，局部產(chǎn)生大量SKIPIF1<0，陰極附近的pH增大，故B錯誤；C．除SKIPIF1<0時，陽極氯離子放電生成氯氣，陽極反應(yīng)為SKIPIF1<0，故C錯誤；D．除SKIPIF1<0時，鐵就作陽極，失電子變?yōu)榱薙KIPIF1<0，與磷酸根產(chǎn)生沉淀，陰極為石墨，氫離子得電子生成氫氣，總離子反應(yīng)式為：SKIPIF1<0，故D正確；選D?！敬鸢浮緿【變式訓(xùn)練2】（考查電解反應(yīng)原理的應(yīng)用）（2022·浙江舟山·舟山中學(xué)?？寄M預(yù)測）2，6-二氨基庚二酸(RH2)是1949年由科學(xué)家沃克(E.Work)從白喉棒桿菌的水解物中發(fā)現(xiàn)的一種氨基酸，對眼睛、呼吸道和皮膚有刺激作用，其結(jié)構(gòu)簡式為。其中一種三槽電滲析法制備2，6-二氨基庚二酸的裝置工作原理如圖所示(電極均為惰性電極)。下列說法不正確的是A．交換膜A為陽離子交換膜，B為陰離子交換膜B．裝置工作一段時間后，陽極區(qū)可能生成氨基酸內(nèi)鹽類的結(jié)晶C．陰極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，還可獲得副產(chǎn)品氫氧化鈉D．若用氫氧燃料電池作電源，當(dāng)生成1molRH2時，電源的正極消耗氣體11.2L【解析】由圖可知，左側(cè)為陰極，水中氫離子放電發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣；右側(cè)為陽極，水中氫氧根離子放電發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣。A．電解池中陽離子向陰極移動、陰離子向陽極移動，故交換膜A為陽離子交換膜，鈉離子進(jìn)入左側(cè)得到濃氫氧化鈉溶液；B為陰離子交換膜，R2-進(jìn)入右側(cè)得到濃RH2溶液，A正確；B．裝置工作一段時間后，R2-進(jìn)入右側(cè)得到濃RH2溶液，故陽極區(qū)可能生成氨基酸內(nèi)鹽類的結(jié)晶，B正確；C．由分析可知，陰極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，鈉離子進(jìn)入左側(cè)得到濃氫氧化鈉溶液，C正確；D．沒有標(biāo)況，不能計算消耗氣體體積的多少，D錯誤；故選D?！敬鸢浮緿【變式訓(xùn)練3】（考查電解的膜化學(xué)原理）（2022·山東·模擬預(yù)測）相同金屬在其不同濃度鹽溶液中可形成濃差電池。如圖所示裝置是利用濃差電池電解Na2SO4溶液(a、b電極均為石墨電極)，可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列說法正確的是A．電池放電過程中，Cu(2)作正極，電極反應(yīng)為Cu2++2e﹣=CuB．b為電解池的陰極，電極反應(yīng)為2H2O+2e﹣=H2↑+2OH﹣C．c、d離子交換膜依次為陰離子交換膜和陽離子交換膜D．電池從開始工作到停止放電，電解池理論上可制得160gNaOH【解析】濃差電池中，Cu2+濃度大的電極為正極，則Cu（1）電極為正極、Cu（2）電極為負(fù)極，正極上Cu2+發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，正極反應(yīng)為Cu2++2e-═Cu，負(fù)極反應(yīng)式為Cu-2e-═Cu2+；電解槽中a電極為陰極、b電極為陽極，陽極上水失電子生成O2和H+，陽極反應(yīng)為2H2O-4e-=O2↑+4H+，陰極生成H2，反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，所以Na+通過離子交換膜c生成NaOH，SOSKIPIF1<0通過離子交換膜d生成硫酸，即c、d離子交換膜分別為陽離子交換膜、陰離子交換膜。A．濃差電池中，Cu（1）電極為正極，正極上Cu2+得電子生成Cu，電極反應(yīng)為Cu2++2e-═Cu，故A錯誤；B．電解槽中a電極為陰極，a電極反應(yīng)為4H2O+4e-═2H2↑+4OH-，故B錯誤；C．根據(jù)分析，c、d離子交換膜分別為陽離子交換膜、陰離子交換膜，，故C錯誤；D．電池從開始工作到停止放電，溶液中Cu2+濃度變?yōu)?.5mol/L，正極析出Cu：（2.5-1.5）mol/L×2L=2mol，正極反應(yīng)為Cu2++2e-═Cu，陰極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，根據(jù)電子守恒有Cu～2e-～2NaOH，電解池理論上生成NaOH的物質(zhì)