備考高考化學(xué)150天全方案之糾錯(cuò)補(bǔ)缺 專(zhuān)題06 電化學(xué)學(xué)案（含解析）-人教版高三全冊(cè)化學(xué)學(xué)案

專(zhuān)題06電化學(xué)一、原電池化學(xué)電源不能正確理解原電池的工作原理原電池工作原理示意圖【易錯(cuò)典例1】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(shuō)法正確的是()A．電子由Zn電極流出，經(jīng)KOH溶液流向正極B．正極反應(yīng)式為2FeOeq\o\al(2－,4)＋10H＋＋6e－=Fe2O3＋5H2OC．該電池放電過(guò)程中電解質(zhì)溶液濃度不變D．電池工作時(shí)OH－向負(fù)極遷移【答案】D對(duì)原電池結(jié)構(gòu)、電極反應(yīng)認(rèn)識(shí)不清1．誤認(rèn)為原電池中負(fù)極材料一定比正極材料活潑。其實(shí)不一定，如Mg和Al用導(dǎo)線(xiàn)相連放在NaOH溶液中形成原電池時(shí)，鋁作負(fù)極。2．誤認(rèn)為原電池質(zhì)量增加的一極一定為原電池的正極。其實(shí)不一定，如鉛蓄電池的負(fù)極，在工作時(shí)，電極由Pb轉(zhuǎn)變?yōu)镻bSO4，質(zhì)量增加。3．誤認(rèn)為原電池的負(fù)極一定參加反應(yīng)。其實(shí)不一定，如氫氧燃料電池的負(fù)極本身不參加反應(yīng)，通入的燃料發(fā)生反應(yīng)?！疽族e(cuò)典例2】圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中，x軸表示實(shí)驗(yàn)時(shí)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(SOeq\o\al(2－,4))【答案】C不能正確區(qū)分原電池和電解池圖1中無(wú)外接電源，其中必有一個(gè)裝置是原電池裝置(相當(dāng)于發(fā)電裝置)，為電解池裝置提供電能，其中兩個(gè)電極活潑性差異大者為原電池裝置，如圖1中左邊為原電池裝置，右邊為電解池裝置。圖2中有外接電源，兩燒杯均作電解池，且串聯(lián)電解，通過(guò)兩池的電子數(shù)目相等。【易錯(cuò)典例3】如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是()A．燃料電池中正極反應(yīng)為eq\f(1,2)O2＋2e－＋2H＋=H2Oxk/wB．當(dāng)燃料電池消耗1molH2時(shí)，U形管中轉(zhuǎn)移2mol電子C．當(dāng)此裝置用于鐵表面電鍍銅時(shí)，a電極為鐵，電鍍過(guò)程中，硫酸銅溶液濃度基本不變D．若a電極為粗銅，b電極為純銅，則該裝置可用于銅的精煉【答案】C二、電解池金屬的腐蝕與防護(hù)不能正確理解電解池的工作原理電解池工作原理(陽(yáng)極為惰性電極)示意圖【易錯(cuò)典例1】以石墨為電極，電解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．陰極附近溶液呈紅色 B．陰極逸出氣體C．陽(yáng)極附近溶液呈藍(lán)色 D．溶液的pH變小【答案】D【解析】以石墨為電極，電解KI溶液的方程式是：2KI＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))I2＋H2↑＋2KOH。由于其中含有少量酚酞和淀粉，所以在陽(yáng)極附近碘單質(zhì)遇淀粉溶液變?yōu)樗{(lán)色；在陰極由于產(chǎn)生氫氣，溶液顯堿性，遇酚酞溶液變?yōu)榧t色。因?yàn)楫a(chǎn)生了堿，溶液堿性增強(qiáng)，所以溶液的pH變大。不能準(zhǔn)確判斷電解前后pH變化電解前后電解質(zhì)溶液酸堿性變化可概括為“有氫無(wú)氧增堿性，有氧無(wú)氫增酸性；有氫有氧增原性，無(wú)氫無(wú)氧減原性”?！疽族e(cuò)典例2】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(chǎng)的作用下，兩膜中間的Na＋和SOeq\o\al(2－,4)可通過(guò)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SOeq\o\al(2－,4)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(shí)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(guò)1mol電子的電量時(shí)，會(huì)有0.5mol的O2生成【答案】B電解過(guò)程中常出現(xiàn)的理解誤區(qū)1．鐵作電解池的陽(yáng)極時(shí)，鐵失去電子生成Fe2＋而不是Fe3＋。2．電解時(shí)的氧化產(chǎn)物或還原產(chǎn)物能與電解質(zhì)溶液中的微粒發(fā)生反應(yīng)時(shí)，要將該微粒寫(xiě)入電極反應(yīng)式中，否則會(huì)造成錯(cuò)誤。如用Al作陽(yáng)極電解NaOH溶液時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)式為Al－3e－＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。3．用惰性電極電解飽和食鹽水后，誤認(rèn)為要想恢復(fù)至原狀需加入適量鹽酸，其實(shí)不然，應(yīng)該通入HCl氣體。4．誤認(rèn)為電解熔融的AlCl3可以制備Al，其實(shí)不然，因?yàn)锳lCl3是共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)不導(dǎo)電，不能被電解，應(yīng)該電解熔融的氧化鋁制備鋁。5．不清楚多池串聯(lián)情況，多池串聯(lián)時(shí)若有外加電源則整套裝置都是電解池；若無(wú)外加電源，則一般含最活潑金屬的裝置為原電池，其余為電解池；但當(dāng)其中兩池的最活潑金屬相同時(shí)則兩極間金屬性差別大的為原電池，其余為電解池。【易錯(cuò)典例3】某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置，電極Ⅰ為Al，其他電極均為Cu，則()A.電流方向：電極Ⅳ→?→電極ⅠB.電極Ⅰ發(fā)生還原反應(yīng)C.電極Ⅱ逐漸溶解D.電極Ⅲ的電極反應(yīng)：Cu2＋＋2e－=Cu【答案】A不會(huì)正確判斷析氫腐蝕和吸氧腐蝕判斷析氫腐蝕與吸氧腐蝕的依據(jù)正確判斷“介質(zhì)”溶液的酸堿性是分析析氫腐蝕和吸氧腐蝕的關(guān)鍵。潮濕的空氣、中性溶液發(fā)生吸氧腐蝕；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液發(fā)生析氫腐蝕。【易錯(cuò)典例4】鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關(guān)系密切。圖中是實(shí)驗(yàn)室研究海水對(duì)鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。（1）該電化學(xué)腐蝕稱(chēng)為_(kāi)_______。（2）圖中A、B、C、D四個(gè)區(qū)域，生成鐵銹最多的是________(填字母)。1．分析下圖所示的四個(gè)裝置，其中結(jié)論正確的是()A．①②中Mg作負(fù)極，③④)中Fe作負(fù)極B．②中Mg作正極，電極反應(yīng)為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑C．③中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋D．④中Fe作負(fù)極，電極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋【答案】B【解析】A、①中Mg、Al均能與H2SO4發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，Mg比Al活潑，Mg作負(fù)極；②中Al與NaOH發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，而Mg不反應(yīng)，故負(fù)極為Al；③中Fe在濃硝酸中發(fā)生鈍化，反應(yīng)不能持續(xù)進(jìn)行，Cu與濃硝酸能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故Cu作負(fù)極；④中酒精為非電解質(zhì)，不能構(gòu)成原電池，A錯(cuò)誤。B、②中Al與NaOH發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，而Mg不反應(yīng)，故負(fù)極為Al，Mg作正極，水中的H+得到電子生成氫氣，電極方程式為6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正確。C、③中Fe在濃硝酸中發(fā)生鈍化，反應(yīng)不能持續(xù)進(jìn)行，Cu與濃硝酸能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故Cu作負(fù)極，F(xiàn)e為正極，HNO3在正極上得電子生成NO2，電極方程式為：2H++NO3-+e－=NO2↑+H2O，C錯(cuò)誤。D、④中酒精為非電解質(zhì)，不能構(gòu)成原電池，D錯(cuò)誤。正確答案為B。點(diǎn)睛：易錯(cuò)點(diǎn)為②③中正負(fù)極判斷，原電池中發(fā)生的是持續(xù)的自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，當(dāng)金屬作電極時(shí)，與電解質(zhì)溶液能夠發(fā)生反應(yīng)的作負(fù)極，例如②中發(fā)生的自發(fā)的氧化還原反應(yīng)為Al與NaOH溶液的反應(yīng)，Mg不反應(yīng)，故負(fù)極為Al而不是Mg，③中Fe雖然比銅活潑，但是Fe在濃硝酸中發(fā)生鈍化，反應(yīng)不能持續(xù)進(jìn)行，而Cu可以與濃硝酸發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，故Cu作負(fù)極，F(xiàn)e作正極。2．相同材質(zhì)的鐵在圖中四種情況下最不易被腐蝕的是【答案】C3．右圖為模擬鐵生銹的實(shí)驗(yàn)。鐵粉中均勻混有少量碳粉，撒入在內(nèi)壁已分別用氯化鈉溶液和稀醋酸潤(rùn)濕過(guò)的甲、乙兩支具支試管。打開(kāi)止水夾片刻后，以下有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法合理的是()A．甲裝置中紅墨水倒吸量比乙裝置多B．甲裝置中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕C．乙裝置中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是析氫腐蝕D．乙裝置開(kāi)始導(dǎo)管口有氣泡冒出，接著紅墨水又較快倒流【答案】BD【解析】甲裝置中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕，乙裝置開(kāi)始導(dǎo)管口有氣泡冒出，接著紅墨水又較快倒流，主要是壓強(qiáng)差造成的。4．微生物燃料電池是一種利用微生物將有機(jī)物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置。如圖是一種微生物燃料電池的工作原理示意圖，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是A．B電極是正極B．電池內(nèi)H+從左側(cè)向右側(cè)遷移C．A電極的電極反應(yīng)式：CH3COOH+8e-+2H2O=2CO2+8H+D．該電池可利用有機(jī)廢水等有機(jī)廢棄物作為燃料【答案】C點(diǎn)睛：原電池題型中，有機(jī)物中元素的化合價(jià)一般算平均價(jià)態(tài)。5．有關(guān)下列四個(gè)常用電化學(xué)裝置的敘述中，正確的是（

）A．圖I所示電池中，MnO2的作用是催化劑B．圖Ⅱ所示電池放電過(guò)程中，硫酸濃度不斷增大C．圖Ⅲ所示裝置工作過(guò)程中，電解質(zhì)溶液中Cu2+濃度始終不變D．圖IV所示電池中，Ag2O是氧化劑，電池工作過(guò)程中還原為Ag【答案】D【解析】A．該電池反應(yīng)中二氧化錳得到電子被還原，為原電池的正極，A錯(cuò)誤；B．鉛蓄電池放電時(shí)電池反應(yīng)為：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，該反應(yīng)中濃硫酸參加反應(yīng)，所以濃度降低，B錯(cuò)誤；C．粗銅中不僅含有銅還含有其它金屬，電解時(shí)，粗銅中有銅和其它金屬失電子，純銅上只有銅離子得電子，所以陰極上析出的銅大于陽(yáng)極上減少的銅，所以溶液中銅離子濃度降低，C錯(cuò)誤；D．該原電池中，正極上氧化銀得電子生成銀，所以氧化劑作氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)，D正確；答案選D。6．三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(chǎng)的作用下，兩膜中間的Na+和SO42-可通過(guò)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(shí)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(guò)1mol電子的電量時(shí)，會(huì)有0.5mol的O2生成【答案】B此該法在處理含Na2SO4廢水時(shí)可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品，故B正確；C．負(fù)極區(qū)氫離子得到電子，使溶液中c(H＋)增大，所以負(fù)極區(qū)溶液pH升高，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)電路中通過(guò)1mol電子的電量時(shí)，根據(jù)整個(gè)閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等可知反應(yīng)產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量是n(O2)=1mol÷4=0.25mol，故D錯(cuò)誤。故選B。點(diǎn)睛：本題主要是考查電解原理及其應(yīng)用、電極判斷、電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)、電極產(chǎn)物判斷與計(jì)算等。電化學(xué)是歷年高考的重要考點(diǎn)之一，考查的內(nèi)容為：提供電極材料和電解質(zhì)溶液判斷能否形成原電池，原電池電極名稱(chēng)判斷及電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，提供反應(yīng)方程式設(shè)計(jì)原電池、電解池（包括電鍍池、精煉池），根據(jù)電解時(shí)電極質(zhì)量或溶液pH的變化判斷電極材料或電解質(zhì)種類(lèi)，電解產(chǎn)物的判斷和計(jì)算，結(jié)合圖像考查電極質(zhì)量或電解質(zhì)溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化。7．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(wú)明顯變化兩個(gè)石墨電極附近有氣泡產(chǎn)生;n處有氣泡產(chǎn)生……下列對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋或推測(cè)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【答案】B8．一種驅(qū)動(dòng)潛艇的液氨-液氧燃料電池原理示意如圖，下列有關(guān)該電池說(shuō)法正確的是（）A．電流由電極A經(jīng)外電路流向電極BB．電池工作時(shí)，OH－向電極B移動(dòng)C．該電池工作時(shí)，每消耗22.4LNH3轉(zhuǎn)移3mol電子D．電極A上發(fā)生的電極反應(yīng)為：2NH3－6e－+6OH－＝N2+6H2O【答案】D【解析】A、由圖可知，NH3被氧化為N2，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以該電池中A是負(fù)極，B是正極，電流由正極（B）流向負(fù)極（A），故A錯(cuò)誤；B、原電池中，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，則OH﹣向負(fù)極A移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C、氣體的體積必須標(biāo)明溫度和壓強(qiáng)，否則沒(méi)有意義，故C錯(cuò)誤；D、堿性條件下，A電極發(fā)生NH3轉(zhuǎn)化為N2，故電極反應(yīng)為：4NH3+3O2=2N2+6H2O，故D正確。故選D。點(diǎn)睛：燃料電池規(guī)律：負(fù)極上是燃料失電子的氧化反應(yīng)，在正極上氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)。易錯(cuò)點(diǎn)：氣體的體積一定要標(biāo)溫度和壓強(qiáng)，否則數(shù)據(jù)無(wú)意義，選項(xiàng)可直接排除。9．電解硫酸鈉溶液聯(lián)合生產(chǎn)硫酸和燒堿溶液的裝置如下圖所示，其中陰極和陽(yáng)極均為惰性氣體電極。測(cè)得同溫同壓下，氣體甲與氣體乙的體積比約為1：2，以下說(shuō)法正確的是A．a(chǎn)

極與電源的負(fù)極相連B．產(chǎn)物丁為硫酸溶液C．離子交換膜d

為陰離子交換膜(允許陰離子通過(guò))D．b

電極反立式為2H2O+2e-=2OH-+H2↑【答案】D10．己知在pH為4～5的溶液中，Cu2+幾乎不水解，而Fe3+幾乎完全水解。某學(xué)生擬