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2019年高考化学一轮复习课件(鲁科版): 第6章 化学反应与能量转化 第3节 化学能转化为电能——电池课件

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第                                                                                                                                                                                                                     3                                                                                                                                节                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      化学能转化为电能——电池 
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      考点一  原电池及其工作原理
      考点二  常见化学电源及其工作原理
      考点三  金属的腐蚀与防护
      专项突破(十二)

      专项突破(十三)
      课时分层训练
                                                考纲定位                                                                                                                                 全国卷                        5      年考情 
1.理解原电池的构成、工作原理及应

用,能写出电极反应和总反应方程                                                                                                                      2017               年:Ⅲ卷                               T11 

式。                                                                                                                                   2016               年:Ⅱ卷                               T11;Ⅲ卷                                T11 

2.了解常见化学电源的种类及其工                                                                                                                     2015               年:Ⅰ卷                               T11;Ⅱ卷                                T26(1、2) 

作原理。                                                                                                                                 2014               年:Ⅱ卷                               T12 

3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、                                                                                                                     2013               年:Ⅰ卷                                T10、T27(5)、T28(5);Ⅱ卷                                                                   T11 

金属腐蚀的危害及保护措施。 

 
                                                                                                                                                                                                                                                      考点                                             1|                       原电池及其工作原理 
                                                                                                                                                                                                                                                                        (对应学生用书第                                                                                                                                                       121                                 页) 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  [考纲知识整合] 
                                    1.原电池的概念 
                                    把______转化为______的装置,其本质是发生了______________反应。 
化学能        电能                        氧化还原
                              2.原电池的构成 
                              (1)有两个______________的电极(常见为金属或石墨)。 
                              (2)将电极插入______________中。 
                              (3)两电极间构成______________ (两电极接触或用导线连接)。 
活动性不同

    电解质溶液
      闭合回路                    (4)能自发发生氧化还原反应。 
3.工作原理 
如图是                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   Cu•Zn                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   原电池,请填空: 


                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             
                (1)反应原理 

                                         电极名称                                                                                                                                            负极                                                                                                                                                      正极 

                                         电极材料                                                                                                                                      ______                                                                                                                                                 ______ 

                                         电极反应                                                                                                    _____________________________________                                                                                                           __________________________________________ 


   Zn            Cu                      反应类型                                                                                                                        ______反应                                                                                                                                                ______反应 


                    -2+                -2+
Zn-Cu2e                ==+=2eZn==                =Cu 
  氧化           还原
      
                                         (2)原电池中的三个方向 
                                         ①电子方向:从______极流出沿导线流入______极; 
                                         ②电流方向:从______极沿导线流向______极; 
                                         ③离子的迁移方向:电解质溶液中,阴离子向______极迁移,阳离子向
                负                    正

                 正                负
______负                                                       极迁移。 
 正
              (3)两种装置的比较 

                                                                                                                               2+                                                                  2+
              图Ⅰ中                  Zn       在       CuSO4              溶液中直接接触                                         Cu           ,会有一部分                                Zn       与       Cu           直接反应,
该装置中既有化学能和电能的转化,又有一部分化学能转化成了热能,装置的

                                                                                                                                                                                            2+
温度会升高。图Ⅱ中                                                    Zn       和       CuSO4               溶液分别在两个池中,Zn                                                              与       Cu            不直接接触,
不存在                   Zn       与        Cu2+直接反应的过程,所以仅是化学能转化成了电能,电流稳定,
且持续时间长。 
              (4)盐桥作用 
              ①连接内电路,形成闭合回路;②平衡电荷,使溶液呈电中性,使原电池

不断产生电流。 
                                         4.原电池原理的三个应用 
                                         (1)设计制作化学电源 
                                         ①首先将氧化还原反应分成两个半反应。 
                                         ②根据原电池的反应特点,结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶

液。 
                                         (2)比较金属活动性强弱 
                                         两种金属分别作原电池的两极时,一般作______的金属比作______的金属
活泼。 
                                      负极            正极
                    (3)加快氧化还原反应的速率 
                    一个______进行的氧化还原反应,设计成原电池时反应速率______。例如,

    自发                   加快
在            Zn            与稀                     H2SO4                       反应时加入少量                                                                   CuSO4                         溶液能使产生                                                          H2           的反应速率加快。 
               [应用体验] 
               判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 
               (1)在化学反应中,所有自发的放热反应均可以设计成原电池。(  ) 
               (2)原电池中,负极发生氧化反应,正极发生还原反应。(  ) 
               (3)Mg•Al                       形成的原电池,Mg                                                        一定作负极。(  ) 

                                                                                                                                                                                                       -                      3+
               (4)Cu、Al、浓                                       HNO3                构成的原电池的负极反应为                                                                                Al-3e                     ===Al                     。(  ) 
               (5)在原电池中,正极本身一定不参与电极反应,负极本身一定要发生氧化
反应。(  ) 
                                                                                                                                                                                                                                      (6)相同情况下,带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续
时间长。   (  ) 
                                                                                                                                                                                                                                      (7)原电池工作时,溶液中的阳离子向负极移动,盐桥中的阳离子向正极移
动。(  ) 
                                                                                                                                                                                                                                      (8)化学电源工作时,内电路介质中的阳离子一定向正极迁移。(  ) 

                                                                                                                                                                                                                                      (9)实验室制备                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         H2                                                                                                                                         时,用粗锌(含                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              Cu、Fe                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   等)代替纯锌与盐酸反应效果更佳。
(  ) 
                                                                                                                                                                                                                                      (10)原电池反应时,电子从负极流出经导线流入正极,然后通过溶液流回负
极。(  ) 
                              【答案】                                                                         (1)×                                             (2)√                                            (3)×                                            (4)×                                             (5)×                                             (6)√                                            (7)×                                             (8)√                                            (9)√ 
(10)× 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        [高考命题点突破] 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         命题点                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   1                                                                                                                                                                           原电池的构成和设计 

                                                                                                                                                                                                                                      1.在如图所示的                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         8                                                                                     个装置中,不能形成原电池的是____________(填序号),
并指出原因_______________________________________________________ 
                                                                                                                                                                                                                                      ______________________________________________________________。 
                              【答案】                                                                          ①③⑤⑧                                                                          ①中不存在两极;③两极金属相同;⑤中酒精不是

电解质溶液,不导电;⑧中没有构成闭合回路 
2.设计原电池装置证明                                                                      Fe3+的氧化性比                                            Cu2+强。 
(1)负极反应式:________________________________________________。 
(2)正极反应式:__________________________________________。 
(3)电池总反应方程式:______________________________________。 
 (4)在框中画出装置图,指出电极材料和电解质溶液: 
 ①不含盐桥 


②含盐桥 
        【答案】                                         (1)Cu-2e-===Cu2+ 
        (2)2Fe3++2e-===2Fe2+ 
        (3)2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ 


        (4)①                                                                      


②                                                     
[思维建模]                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                原电池设计的思维模板 
1正、负极材料的选择:根据氧化还原关系找出正、负极材料,一般选择活泼
性较强的金属作为负极;活泼性较弱的金属或可导电的非金属如石墨等作为正
极。 
2电解质溶液的选择:电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或者电解质溶
液中溶解的其他物质能与负极发生反应如溶解于溶液中的空气。但如果氧化反
应和还原反应分别在两个容器中进行中间连接盐桥,则两个容器中的电解质溶
液选择与电极材料相同的阳离子。 
3画装置图:注明电极材料与电解质溶液。但应注意盐桥不能画成导线,要形
成闭合回路。 
                    命题点                   2         原电池原理 

             3.(2015·天津高考)锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳
离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是(  )                                                                                                                               
                                                                                                                                                                     【导学号:95160165】 
A.铜电极上发生氧化反应 

                                                                                                                                2-
B.电池工作一段时间后,甲池的                                                                                                 c(SO4                 )减小 
C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加 
D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              2-
                     C                [A.Cu                       作正极,电极上发生还原反应,错误;B.电池工作过程中,SO4                                                                                                                                                                                                                                                      不

                                                                                                                                        2-
参加电极反应,故甲池的                                                                                                        c(SO4                        )基本不变;C.电池工作时,甲池反应为                                                                                                                                                                Zn- 
2e-===Zn2+,乙池反应为                                                                                                  Cu2++2e-===Cu,甲池中                                                                                                   Zn2+会通过阳离子交换膜进
入乙池,以维持溶液中电荷平衡,由电极反应式可知,乙池中每有                                                                                                                                                                                                                                                                       64 g Cu                            析出,
则进入乙池的                                                          Zn2+为                            65              g,溶液总质量略有增加,正确;D.由题干信息可知,
阴离子不能通过阳离子交换膜。] 
 A.①②中                                Mg           作负极,③④中                                               Fe        作负极 
4.分析下图所示的四个原电池装置,其中结论正确的是(  )                                                                                                                                                                                     
                                                                                                                                                        -                 【导学号:-                                95160166】 
 B.②中                         Mg           作正极,电极反应式为                                                                   6H2O+6e                            ===6OH                         +3H2↑ 
 C.③中                         Fe        作负极,电极反应式为                                                                   Fe-2e-===Fe2+ 

                                                                                                                                +                 -
 D.④中                          Cu        作正极,电极反应式为                                                                    2H           +2e               ===H2↑ 
               B            [②中                 Mg           不与                NaOH                  溶液反应,而                                          Al        能和               NaOH                   溶液反应,失去电子

作负极;③中室温下                                                              Fe        在浓               HNO3                 中钝化,Cu                                    和浓               HNO3                 反应,失去电子作负
极,则                           Fe           作        正       极,                A      、        C         错误;②                               中电池总反应式为                                                                   2Al          +       2NaOH+

                                                                                                                                                                                             -                  -                                                    -
6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑,负极反应式为                                                                                                                            2Al+8OH                               -6e                ===2[Al(OH)4]                                       ,

                                                                                                                                 -                              -
二者相减得到正极反应式为                                                                                    6H2O+6e                             ===6OH                          +3H2↑,B                                    正确;④中                                     Cu          作

                                                                                                                        -                               -
正极,电极反应式为                                                               O2+2H2O+4e                                          ===4OH                          ,D             错误。] 
                              下列说法不正确的是 (  )                                                                                                                                                                                      
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       【导学号:95160167】 

                                                                                                                                     +
                              A.盐桥中的                                                                                      K                  移向                                FeCl3                                溶液 


                              B.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应3+                                                                                                                                                                                                                            -                                                             2+ 
                               5.(2018·厦门模拟)将反应                                                                                                                                                                  2Fe                                 +2I                                                                2Fe                                +I2                         设计成如图所示的原电
池。 
                              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 
                         D                     [A                 项,甲池中石墨电极为正极,乙池中石墨电极为负极,盐桥中阳离

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              -
子向正极移动,所以向                                                                                                                     FeCl3                         溶液迁移,正确;B                                                                                                     项,反应开始时,乙中                                                                                                                     I         失去
电子,发生氧化反应,正确;C                                                                                                                                                            项,当电流计读数为零时,说明没有电子发生转
移,反应达到平衡,正确;D                                                                                                                                                      项,当加入                                                              Fe2+,导致平衡逆向移动,则                                                                                                                                                     Fe2+失
去电子生成                                                             Fe3+,作为负极,而乙中石墨成为正极,错误。] 
注:①若有盐桥,盐桥中的阴离子移向负极区,阳离子移向正极区。 
②若有交换膜,离子可选择性通过交换膜,如阳离子交换膜,阳离子可通过交

[换膜移向正极。题后归纳]                                                                                                                                                                             原电池的工作原理简图                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                
③若反应为可逆反应,改变条件,平衡移动方向改变时电流方向也改变,正、
负极颠倒。 
                     命题点                    3          原电池原理的应用 

              6.M、N、P、E                                            四种金属,已知:①M+N2+===N+M2+;②M、P                                                                                                                                    用导线

连接放入                          NaHSO4                    溶液中,M                                 表面有大量气泡逸出;③N、E                                                                                   用导线连接放入                                             E
的硫酸盐溶液中,电极反应为                                                                                 E2++2e-===E,N-2e-===N2+。则这四种金属的
还原性由强到弱的顺序是 (  ) 
                                                                                                                                                                               【导学号:95160168】 
              A.P>M>N>E                                                                                                             B.E>N>M>P 
              C.P>N>M>E                                                                                                             D.E>P>M>N 
                     A                [由①知,金属活动性:M>N;M、P                                                                                                                                                    用导线连接放入                                                                   NaHSO4                               溶液中,
M           表面有大量气泡逸出,说明                                                                                                                M           作原电池的正极,故金属活动性:P>M;N、E
构成的原电池中,N                                                                                   作负极,故金属活动性:N>E。] 
              7.把符合题意的图像填在横线上(用                                                                                                     A、B、C、D                                     表示) 


                                                                                                                                                                                                                 
              (1)将等质量的两份锌粉                                                                a、b             分别加入过量的稀硫酸,同时向                                                                                          a    中加入少量

的        CuSO4                溶液,产生                                 H2       的体积                     V(L)与时间                              t(min)的关系是________。 
               (2)将过量的两份锌粉                                                            a、b             分别加入定量的稀硫酸,同时向                                                                                             a    中加入少量的

CuSO4                 溶液,产生                                  H2       的体积                      V(L)与时间                                t(min)的关系是________。 

               (3)将(1)中的                                  CuSO4                 溶液改成                             CH3COONa                                 溶液,其他条件不变,则图像是
________。 
                                                                  【解析】                                                                                                                                                              (1)a                                                         中加入                                                                                                        CuSO4,消耗一部分                                                                                                                                                                                                                                                                                           Zn,Cu、Zn                                                                                                                                                                              形成原电池,反应

速率加快,所以                                                                                                                                                                                                                                       a                      放出                                                                        H2                                     的量减少,但速率加快。 

                                                                  (2)a                                                         中加入                                                                                                       CuSO4                                                                                            消耗                                                                        Zn,但不影响产生                                                                                                                                                                                                                                                                         H2                                      的量,速率也加快。 

                                                                  (3)CH3COONa                                                                                                                                                                                                          与                                          H2SO4                                                                                        反应后生成弱酸                                                                                                                                                                                                                                         CH3COOH,从而减慢反应速率,

但产生                                                                                                        H2                                     的量没发生变化。 


                                                                 【答案】                                                                                                                                                                (1)A                                                                                           (2)B                                                                                         (3)C 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         考点                                                                                                                                                                                                                                                                 2|                                                                                                                                        常见化学电源及其工作原理 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            (对应学生用书第                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                123                                                                                                                                                                                                      页) 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  [方法思路突破] 
                                                                                                                                                                                                                                      1.化学电源中电极反应书写的一般方法思路 
                                                                                                                                                                                                                                      (1)明确两极的反应物。 
                                                                                                                                                                                                                                      (2)明确直接产物:根据负极氧化、正极还原,明确两极的直接产物。 
                                                                                                                                                                                                                                      (3)确定最终产物:根据介质环境和共存原则,找出参与的介质粒子,确定
最终产物。 
                                                                                                                                                                                                                                      (4)配平:根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。 
                         注意:①H+在碱性环境中不存在;②O2-在水溶液中不存在,在酸性环境中

                                     +                                                                                                                                                                                                                                                                                              -
结合                          H              ,生成                                     H2O,在中性或碱性环境结合                                                                                                                                                   H2O,生成                                                        OH                      ;③若已知总反应
式时,可先写出较易书写的一极的电极反应式,然后在电子守恒的基础上,总
反应式减去较易写出的一极的电极反应式,即得到较难写出的另一极的电极反

应式。 
                                                                                                    2.示例 

                                                                                                    与                                                               MnO2•Zn                                                                                                                                                                                                       电池类似,K2FeO4•Zn                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         也可以组成碱性电池,K2FeO4                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                在电池中
 作为正极材料,其电极反应式为_______________________ 
 _____________,Zn                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     作负极材料的电极反应式为___________________________,
 该电池总反应的离子方程式为_________________________________________ 


                                                                                                                                                   2-                                                                     -
                                                                                                       FeO4                                                             +3e                                                            +4H2O=== 


                                                                                                                                                                    --                                                                                              -
Fe(OH)                                                                                  +5OH                                                                                      
                                                                                3            Zn-2e                                                                                      +2OH                                                                                     ===Zn(OH)2                                                                                                                                                                                                                                              。
 _____________________2-                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    
                                                                  2FeO4                                                                         +8H2O+3Zn===2Fe(OH)3 

                                                                                                                                                                                                                 -
    +3Zn(OH)2+4OH                                                                                                                                                                                                              
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         负极材料:Zn 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         电极反应:_______________________________ 

碱性锌锰                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     正极材料:碳棒 

                          干电池 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         电极反应:[电源分类突破_______________________________]                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                
                                       一次电池                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              ____________________
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   


                                                                                                                       -                                                              -
               Zn+2OH                                                                                                               -2e                                                            ===ZnO+H2O 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         总反应:Zn+MnO                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                +H                                                                                                        O===ZnO+Mn(OH)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     
                                                                                                                                                                                                                        -
                                                                                  +                                                                                   +                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           2                                                                                                         2                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  2
                    MnO2                                                                                    2H2O                                                                               2e


                                                                                                                                                                                                                            -
     ===Mn(OH)2+2OH                                                                                                                                                                                                                       
                   
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              负极材料:Zn 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              电极反应:______________________________ 

  锌银电池                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        正极材料:Ag2O 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              电极反应:_____________________________                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          
                                                                                                         -                                                              -                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     总反应:                                                                                                                                                                                                                                                                 +                                                                                                                                                                     +                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    +
  Zn+2OH                                                                                                              -2e                                                            ===Zn(OH)2                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           Zn                                                                                                          Ag2O                                                                                                                                                                  H2O===Zn(OH)2                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        2Ag


                                                                                                                                                                                   -                                                                                                                                                                             -
Ag2O+H2O+2e                                                                                                                                                                                     ===2Ag+2OH                                                                                                                                                                     
               [对点训练] 
               1.(2018·兰州模拟)被称为“软电池”的纸质电池,采用一个薄层纸片(在其
一边镀锌,在其另一边镀二氧化锰)作为传导体。在纸内的离子“流过”水和氧

化锌组成的电解液。电池总反应为                                                                                                   Zn+MnO2+H2O===ZnO+Mn(OH)2。下列说

法正确的是A.该电池的正极为锌(  )                                                                       
                B.该电池反应中二氧化锰起催化剂作用 
                                                                                                                                                                                         【导学号:95160169】 
                C.当                   0.1 mol Zn                         完全溶解时,流经电解液的电子个数约为                                                                                                                       1.204×1023 

                                                                                                                            -                                                                                           -
                D.电池正极反应式为                                                                 MnO2+2e                              +2H2O===Mn(OH)2+2OH                                                                         
                   D               [A          项,由电池反应知,Zn                                                                                     元素化合价由                                                    0      变为+2,Zn                                                失电子作负极,
错误;B                                项,该电池中二氧化锰参加反应且作氧化剂,错误;C                                                                                                                                                                                                      项,电子不进入
电解质溶液,电解质溶液导电是通过离子定向移动形成电流,错误;D                                                                                                                                                                                                                                                                项,正极

                                                                                                                                                                                                                                             -
上二氧化锰得电子发生还原反应,电极反应式为                                                                                                                                                                               MnO2+2e                                       +2H2O===Mn(OH)2
+2OH-,正确。] 
            1.铅蓄电池是一种二次电池 
            总反应式为 


二次电池                     充电电池 
                ——                                                                  放电
            Pb+PbO                             +2H                  SO                                 2PbSO                      +2H                  O 
                                            2                    2             4    充电                                         4                    2
2.二次电池充电时的电极连接 


                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                
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              (2016·全国Ⅲ卷)锌•空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶

                                                                                                                     -                                                            2-
液为              KOH             溶液,反应为                                   2Zn+O2+4OH                                      +2H2O===2Zn(OH)4                                               。下列说法正确
的是(  )                              
                                                                                                                                                                    【导学号:95160170】 
              A.充电时,电解质溶液中                                                                    K+向阳极移动 
              B.充电时,电解质溶液中                                                                   c(OH-)逐渐减小 

                                                                                                                       -               -                                  2-
              C.放电时,负极反应为:Zn+4OH                                                                                          -2e             ===Zn(OH)4                             
              D.放电时,电路中通过                                                              2 mol            电子,消耗氧气                                         22.4 L(标准状况) 
                    [审题指导]                                                    
                                                                                                                                                               放电
                    ①2Zn                                +                    O         +4OH-+2H                                                      O                                 2Zn(OH)2- 
                                                                                    2                                                            2             充电                                                            4

                                                                  -                                 -                                                          2-                                                                                    2-                          -                                                                  -
负极:2Zn-4e                                                              +8OH                              ===2Zn(OH)4                                                              阴极:2Zn(OH)4                                                                 +4e                     ===2Zn+8OH                                                           

                                                            -                                                                         -                                                                                              -                        -
正极:O2+4e                                                         +2H2O===4OH                                                                                                       阳极:4OH                                                 -4e                      ===O2↑+2H2O 
 ②放电时阳离子向正极迁移,阴离子向负极迁移; 
 充电时阳离子向阴极迁移,阴离子向阳极迁移。 

                                                                                                                              -
 ③消耗                              1 mol O2                              转移                     4 mol e                             。 


【答案】                                               C 
                                     
(1)充电时,OH-向________极移动。 
(2)放电时,负极附近的溶液的                                                                                          pH         变________(填“大”或“小”)。 
(3)充电时,阳极反应式为_______________________________________。 


                                                                                                                 -                  -
【答案】                                   (1)阳                     (2)小                     (3)4OH                      -4e                ===O2↑+2H2O 
              [对点训练] 
                                                                                                                                                                                                                                  放电
              2.(2018·信阳市一模)某充电宝锂离子电池的总反应为                                                                                                                                       xLi+Li1-xMn2O4
                                                                                                                                                                                                                                  充电
                                                                                                                                                       放电
LiMn2O4,某手机镍氢电池总反应为                                                                                           NiOOH+MH                                               M+Ni(OH)2(M                                    为储氢金
                                                                                                                                                       充电

属或合金),有关上述两种电池的说法不正确的是(  )                                                                                                                                                 
                                                                                                                                                                          【导学号:95160171】 
               A.锂离子电池放电时,Li+向正极迁移 

                                                                                                                                                                                                                         -
               B.镍氢电池放电时,正极的电极反应式:NiOOH+H2O+e                                                                                                                                                                                ===Ni(OH)2+
OH- 
               C.如图表示用锂离子电池给镍氢电池充电 

                                                                                                                                                                                                                       -
               D.锂离子电池充电时,阴极的电极反应式:LiMn2O4-xe                                                                                                                                                                              ===Li1-xMn2O4
+xLi+ 
                         D                     [A              项,锂离子电池放电时阳离子移向正极,所以                                                                                                                                                                                                                                      Li+向正极迁移,故                                                                                                 A

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     -
正确;B                                        项,放电时,正极发生还原反应,方程式为                                                                                                                                                                                                             NiOOH+e                                                         +H2O===Ni(OH)2
+OH-,故                                                             B            正确;C                                               项,题图表示用锂离子电池为放电过程,而镍氢电池为
充电过程,故负极                                                                                               Li            接               M             极发生                                     M+H++e-===MH,故                                                                                                                     C           正确;D                                             项,锂离
子电池充电时,阴极的电极反应式:Li++e-===Li,故                                                                                                                                                                                                                                                                               D           错误。] 
3.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: 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     放电
Cd+2NiOOH+2H2O                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             Cd(OH)2+2Ni(OH)2 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     充电

请回答下列问题: 
(1)放电时,负极反应式为________________________________, 
正极反应式为_______________________________________。 
(2)充电时,阴极反应式为__________________________________________, 
阳极反应式为_________________________________________。 
(3)放电时,K+向________极迁移,负极的溶液                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        pH                                                                                                                                                                       的变化为________。 
(4)充电时,镍镉电池的阴极应与外接电源的________极相连。 
                                                                                                                   -                                          -
【答案】                                                          (1)Cd-2e                                                    +2OH                                      ===Cd(OH)2 

                                                                      -                                                                                                                                                       -
2NiOOH+2e                                                                   +2H2O===2Ni(OH)2+2OH                                                                                                                                      

                                                                                    -                                                                            -
(2)Cd(OH)2+2e                                                                             ===Cd+2OH                                                                     

                                                                                      -                             -
2Ni(OH)2+2OH                                                                                -2e                           ===2NiOOH+2H2O 
(3)正                                    减小                                   (4)负 
[题后归纳]                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     可充电电池的分析方法 
1充电电池是既能将化学能转化为电能放电,又能将电能转化为化学能充电
的一类特殊电池。  需要注意的是充电、放电的反应不能理解为可逆反应。 
2充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反,充电时的阳极反应恰与放
电时的正极反应相反,充电时的阴极反应恰与放电时的负极反应相反。 
                                                        介质                                                                                                                      酸性                                                                                                                                                             碱性 

                                                                                                                                                                                           -                                           +
                                    负极反应式                                                                                                   2H2-4e                                               ===4H                                                                       ______________________________________________________ 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       -                                                     -
                                    正极反应式                                                                          ___________________________________________________                                                                                                              O2+2H2O+4e                                                                                ===4OH                                                 
燃料电池 


                      1.氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池,可分为酸性和碱性两种。 


                                                -               -
                  2H2+电池总反应式4OH                    -4e             ===4H2O                                                                                                                                                   2H2+O2===2H2O 

                           +               -
     O2+4H                    +4e             ===2H2O 

      
                   注:①燃料电池的电极不参加电极反应通入的燃料发生负极反应,O2                                                                                                                                                                                                                                                                发生
正极反应。 
                   ②书写电极反应时,注意介质参与的反应。 

                   2.燃料电池中的常见燃料有烃(CH4、C2H6)、烃的衍生物(甲醇、乙醇)、CO、
金属(Al、Li                                           等),燃料在电池中的负极反应。 
               3.以                  CO          为燃料气,请分别写出电解质符合下列条件的正、负极的电极反
应式和总反应式(填入表格中)。 

                                       电解质                                                                          电极反应式或总反应式 


                                                                                           正极                                                                                    


                                ①酸性介质                                                      负极                                                                                    

                                                                                        总反应                                                                                      


                                                                                           正极                                                                                    


                                ②碱性介质                                                      负极                                                                                    


                                                                                        总反应                                                                                      

 
                                                                                                      2-
③固体氧化物(其中                                                                                     O                                   正极                                                                                                                

                 可以在固体介质                                                                                                          负极                                                                                                                

                          中自由移动)                                                                                             总反应                                                                                                                    

                                                                                                                                  正极                                                                                                                

                                                                                            2-
      ④熔融碳酸盐(CO3                                                                                     )                            负极                                                                                                                

                                                                                                                             总反应                                                                                                                    

     
                                                                      -                    +
【答案】                                   ①O2+4e                             +4H                  ===2H2O 

                              -                                                                            +
2CO-4e                            +2H2O===2CO2+4H                                                               

2CO+O2===2CO2 

                               -                                                        -
②O2+4e                             +2H2O===4OH                                               

                              -                          -                              2-
2CO-4e                            +8OH                       ===2CO3                           +4H2O 

                                                      -                              2-
2CO+O2+4OH                                                ===2CO3                           +2H2O 
                               -                         2-
③O2+4e                             ===2O                         

                              -                    2-
2CO-4e                            +2O                     ===2CO2 

2CO+O2===2CO2 

                               -                                                        2-
④O2+4e                             +2CO2===2CO3                                                

                              -                          2-
2CO-4e                            +2CO3                        ===4CO2 

2CO+O2===2CO2 
               [对点训练] 
               4.如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪,具有自动吹气流量侦测与控
制的功能,非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是  (  )                                                                                                                                                                                                           
                                                                                                                                                                                        【导学号:95160172】 
A.电流由                                O2       所在的铂电极流出 

B.O2                 所在的铂电极处发生还原反应 

                                                                                                                                                                         -                                                            +
C.该电池的负极反应式为                                                                             CH3CH2OH+3H2O-12e                                                                   ===2CO2↑+12H                                                  
D.微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量 
C               [燃料电池,燃料在负极反应,氧气在正极反应。氧气在正极发生还原反应,

电流由正极流向负极,A、B                                                                                                            正确;由图可知负极反应物为                                                                                                                  CH3CH2OH(碳元素

的化合价平均显-2),生成物为                                                                                                                        CH3COOH(碳元素的化合价平均显                                                                                                                               0),由质子

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     -
交           换          膜           可           知          溶           液           呈          酸           性           ,          负           极           的          电           极           反          应           式           为               CH3CH2OH                                        -           4e                +

                                                                                                +
H2O===CH3COOH+4H                                                                                     ,C                项错误。] 
                5.(1)燃料电池是一种高效低污染的新型电池。燃料电池所用燃料可以是氢
 气,也可以是其他燃料,如甲烷、肼等。如图是甲烷燃料电池原理示意图,回①电池的负极是________(填“a”或“b”)电极,该极的电极反应式为
________________答下列问题:                                       _______。 
               ②电池工作一段时间后电解质溶液的                                                                                                               pH________(填“增大”“减小”或
“不变”)。 
               (2)肼分子(H2N—NH2)可以在氧气中燃烧生成氮气和水,利用肼、氧气与                                                                                                                                                                                                      KOH
溶液组成碱性燃料电池,请写出该电池的负极反应式:_______________, 
               正极反应式:____________________________________________________, 
               总反应式:___________________________________________。 

               (3)以甲醇(CH3OH)为燃料,空气为氧化剂,以熔融                                                                                                                                             K2CO3                  为电解质环境的燃
料电池,负极反应式为_____________________________________________ 
               _____________________________________________________________, 
               正极反应式为____________________________________________________ 

_______________________________________________________________。 
               【解析】                                 (1)①甲烷失去电子,甲烷在负极通入,因此电池的负极是                                                                                                                                                                      a      电

                                                                                                                           -                  -                         2-
极,该极的电极反应式为                                                                         CH4+10OH                                   -8e               ===CO3                       +7H2O。 

                                                                                                                                                                                                    -
               ②由于反应后产生                                                      Na2CO3,即电池工作过程中消耗                                                                                           OH             ,因此电池工作一
段时间后电解质溶液的                                                                   pH         减小。 

                                                                                                                                                                                                                                                        -
               (2)肼在负极发生失去电子的氧化反应,该电池负极反应式为                                                                                                                                                                               N2H4-4e                           +

              -
4OH               ===4H2O+N2↑。 

               (3)甲醇为燃料在负极发生氧化反应,空气中的                                                                                                                                    O2       在正极上发生还原反应,

                                                                 2-
但注意电解质中                                               CO3              的参与。 
                                                                                            -                -                        2-
答案】                          (1)①a                     CH4+10OH                                -8e               ===CO3                     +7H2O                          ②减小 

                                     -                        -
(2)N2H4-4e                               +4OH                     ===4H2O+N2↑ 

                     -                                                    -
O2+4e                    +2H2O===4OH                                           

N2H4+O2===N2+2H2O 

                                             -                       2-
(3)CH3OH-6e                                      +3CO3                     ===4CO2↑+2H2O 
3
           +             -+                                                  2-
2O2               6e                3CO2===3CO3                                     
[方法技巧]                                            燃料电池电极反应书写技巧 
1首先写出正极反应式 
①酸性电解质溶液环境下电极反应式: 

                             +                    -
O2+4H                            +4e                  ===2H2O; 
②碱性电解质溶液环境下电极反应式: 

                                                       -                                  -
O2+2H2O+4e                                                 ===4OH                              ; 
 
③固体氧化物电解质高温下能传导                                                                                                                                  O2-环境下电极反应式: 

                            -                              2-
O2+4e                            ===2O                             ; 

④熔融碳酸盐如熔融                                                                                K2CO3环境下电极反应式: 

                                                          -                                     2-
O2+2CO2+4e                                                     ===2CO3                                 。 
2根据总反应式减去正极反应式确定负极反应式。 
                                                                                                                                                                                                                                                                     考点                                             3|                       金属的腐蚀与防护 
                                                                                                                                                                                                                                                                             (对应学生用书第                                                                                                                                                       125                                 页) 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       [考纲知识整合] 
                                         1.金属腐蚀 
                                         (1)本质 
                                         金属原子________________变为_____________________,金属发生氧化反
应。可表示为                                                                                                                            M-ne-===Mn+。 
             失去电子             金属阳离子
              (2)类型 

               类型                                                                     化学腐蚀                                                                                                                             电化学腐蚀 
                                                      金属跟具有腐蚀性的化
               条件                                                                                                                                              不纯金属或合金跟__________接触 
                                                      学物质接触 

               现象                                                      ______电流产生                                                                                                                            ______电流产生 

               本质                                                           金属被______                                                                                                               较活泼金属被______  

             电解质溶液联系                                                                                     两者往往同时发生,______腐蚀更普遍 
无           有
  氧化           氧化
          电化学
                                                                                               2.电化学腐蚀的分类 
                                                                                               以钢铁的腐蚀为例进行分析: 

                                                                                                                       类型                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              析氢腐蚀                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     吸氧腐蚀 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   __________________________,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                ______________________,如
                                                                                                                       条件 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   如                                                                NH4Cl                                                                                                                                                   溶液                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                NaC                                                                                           l                           溶液 

电极材料                                                                                                                                                                                                                                             负极                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             Fe:_______________________________  

                          及反应                                                                                                                                                                                                                    正极                                                                                                                                                                                               C:____________________                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      C:_______________________  

                                                                    总反应式                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        _____________________                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    _____________________ 

                水膜酸性较强(pH≤4.3)                                                 水膜酸性很弱或呈中性联系                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            ________________更普遍 


                                                                                                                                         -                                                                               2+
                                                              Fe-2e                                                                                   ===Fe                                                                                     


                                                                +                                                              -                                                                                                                      -                                                                                                       -
                                 2H                                          +O2e2+2H===2OH+2↑4e                                                                                                                                                                   ===4OH                                                                                                   


                                                                                                            +                                                                               2+
                         Fe+2H2Fe+==O=2Fe+2H+2HO2==↑=                                                                                                                                                                                                                                                   2Fe(OH)2 
                                                       吸氧腐蚀
提醒:铁锈的成分为:Fe2O3·xH2O,其形成过程还涉及如下反应: 

4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3; 

2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)+(3-x)H2O。 
                                   3.金属的防护 
                                   (1)电化学防护 
                                   ①牺牲阳极的阴极保护法—______原理 
                                   a.______:比被保护金属活泼的金属; 
                                   b.______:被保护的金属设备。 
                                   ②外加电流的阴极保护法—______原理 
                                   a.______:被保护的金属设备; 

                   原电池

负极
正极
                    电解             b.______:惰性金属。 
阴极

阳极
                     (2)改变金属的内部结构,如制成合金、不锈钢等。 
                     (3)加防护层,如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方
法。 
                    提醒:牺牲阳极的阴极保护法中所说的阳极是指原电池的负极,即发生氧

化反应的电极常称为阳极。 
                 [应用体验] 
                 判断正误                                   (正确的打“√”,错误的打“×”)。 
                 (1)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样。 (  ) 
                 (2)Al、Fe、Cu                                              在潮湿的空气中腐蚀均可以发生析氢腐蚀。(  ) 
                 (3)钢铁发生电化学腐蚀时,负极铁失去电子生成                                                                                                                                                                   Fe3+。(  ) 
                 (4)在金属表面覆盖保护层,若保护层破损后,就完全失去了对金属的保护
作用。 (  ) 
                     (5)外加电流的阴极保护法,构成了电解池;牺牲阳极的阴极保护法构成了
原电池。二者均能有效地保护金属不容易被腐蚀。 (  ) 
                     (6)地下钢管可以通过地下连接铜板以防止钢管被腐蚀。(  ) 

                    【提示】                                               (1)×                             (2)×                            (3)×                             (4)×                            (5)√                            (6)× 
                                                                                                           [高考命题点突破] 

                      命题点                     1          金属腐蚀的类型和快慢判断 

               1.如图所示,各烧杯中盛有海水,铁(含杂质                                                                                                                                  C)在其中被腐蚀由快到慢的
顺序为A.( ②①③④⑤⑥ )                                                                                                                            
              B.⑤④③①②⑥ 
                                                                                                                                                                                      【导学号:95160173】 
              C.⑤④②①③⑥                                                                                                                     
              D.⑤③②④①⑥ 
                               C                         [①②③④是原电池,⑤⑥是电解池,金属被腐蚀由快到慢的顺序是:
电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。] 
                                                                                                                                                                               2.如图装置中,小试管内为红墨水,具支试管内盛有                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  pH
=4                                                                                                                                                       久置的雨水和生铁片。实验时观察到:开始时导管内液面
下降,一段时间后导管内液面回升,略高于小试管内液面。 
                                                                                                                                                                               (1)                                                                                                               开                                                                                      始                                                                                       时,                                                                                                                                                                             生                                                                                      铁                                                                                      发生                                                                                                                                                                                                                                                                           ________                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 腐                                                                                      蚀                                                                                       ,负                                                                                                                                                                             极                                                                                      反                                                                                      应式                                                                                                                                                                             为
_______________。 
               (2)        一         段         时         间         后         ,         生        铁         发         生         ______________                                           腐         蚀        ,         正         极         反         应         式         为
______________,具支试管内雨水的                                                                                                     pH          的变化情况为_____________________, 

               最后生铁片表面形成红棕色铁锈(Fe2O3·xH2O),那么后期溶液中发生的反应
方程式有________________________________________________ 
               _______________________________________________________________、 

               2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O。 
                                                                                                                                                -                               2+
                     【解析】【答案】                                           (1)开始时,溶液酸性强发生析氢腐蚀,析氢腐蚀消耗析氢               Fe-2e                              ===Fe                                                                                                                                                 H+,酸性减

弱,一段时间后又发生吸氧腐蚀。-                                                                                                                                                               -                                                          2+                                      -
                     (2)吸氧                                       O2+2H2O+4e                                                               ===4OH                                               增大                              Fe                  +2OH                                 ===Fe(OH)2↓、

4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 
[方法技巧]                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     判断金属腐蚀快慢的方法 
1对同一电解质溶液来说,腐蚀的快慢:电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引
起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。 
2对同一金属来说,腐蚀的快慢:强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质
溶液中。 
3活泼性不同的两种金属,活泼性差异越大,腐蚀越快。 
4对同一种电解质溶液来说,电解质浓度越大,金属腐蚀速率越快。 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             命题点                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       2                                                                                                                                                                              金属的防护原理及措施 

                                                                                                                                                                                                                                         3.(2017·全国Ⅰ卷)支撑海港码头基础的钢管桩,常
用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,
其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的

是(                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  ) 
                                                                                                                                                                                                                                         A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 
                                                                                                                                                                                                                                         B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 
                                                                                                                                                                                                                                         C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 
                                                                                                                                                                                                                                         D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 
                                                                                                                                                                                                                                       C                                                                                                                                                                                                     [A                                                                                                                                                    项,外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流,正确;B
项,被保护的钢管桩作阴极,高硅铸铁作阳极,电解池中外电路电子由阳极流

向阴极,即从高硅铸铁流向钢管桩,正确;C                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                项,高硅铸铁为惰性辅助阳极,其
主要作用是传递电流,而不是作为损耗阳极,错误;D                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  项,保护电流要抑制金属
电化学腐蚀产生的电流,应根据环境条件变化进行调整,正确。] 
                                                                  4.(2018·江门模拟)利用如图装置可以模拟铁的电化学
防护。下列说法不正确的是(  ) 
                                                                  A.若                                                                                                X                                 为锌棒,开关                                                                                                                                                                                                         K                                 置于                                                                         M                                      处,可减缓铁的腐蚀
速率 
                                                                  B.若                                                                                             X                              为锌棒,开关                                                                                                                                                                                                        K                              置于                                                                        M                                     处,铁的保护属于牺牲阳极的阴极保护法 
                                                                  C.若                                                                                             X                               为碳棒,开关                                                                                                                                                                                                       K                               置于                                                                        N                               处,铁的保护属于外接电流的阴极保护法 
                                                                  D.若                                                                                              X                               为碳棒,开关                                                                                                                                                                                                        K                               置于                                                                        N                               处,X                                                                                              极发生还原反应 


                                                                  D                                                        [若                                                  X                               为碳棒,开关                                                                                                                                                                                                       K                               置于                                                                        N                               处,X                                                                                              极为阳极,发生氧化反应。] 
                                                                                                                                                                                                                    (对应学生用书第                                                                                                                    127                          页) 
                                                                                                                                                                                                                                                                     [要点归纳] 
                                 1.背景介绍 
                                 近几年的高考题中的新型化学电源,有“氢镍电池”“高铁电池”“锌锰
碱性电池”“海洋电池”“燃料电池”“锂离子电池”“银锌电池”“纽扣电

池(”十二等,一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量)新型化学电源试题的解题方略                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  (单位质量释放的能
量)高等特点。由于该类试题题材广、信息新、陌生度大,因此许多考生感觉难 
度大。虽然该类试题题材新颖,但应用的解题原理还是原电池的知识,主要考查
的是学生迁移应用的能力。只要细心分析,实际上得分相对比较容易。 
                                                                                                                                                                                                                                   2.命题分析 
                                                                                                                                                                                                                                   命题人常常根据新型化学电池的装置特点,以新介质、新燃料、轻金属为背
景,涉及下列命题角度。 
                                                                                                                                                                                                                                   (1)电极的判断及其电极反应式的书写或判断。 
                                                                                                                                                                                                                                   (2)两极产物及两极反应类型的判断。 
                                                                                                                                                                                                                                   (3)两极附近溶液的                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                pH                                                                                                                                                                    变化或计算。 
                                                                                                                                                                                                                                   (4)电子、电流、离子移动方向,交换膜的判断。 
                                                                                                                                                                                                                                   (5)电子守恒的相关计算。 
                                                              3.新型化学电源示例分析 
                                                              (1)(2016·全国Ⅱ卷)Mg•AgCl                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               电池(海水为电解质溶液)。 
                                                              负极反应式:Mg-2e-===Mg2+; 
                                                              正极反应式:____________________________________; 


                                                                                                                      -                                                                                                                                                                -
2AgCl总反应式:+2e                                                                                                                      ===2Ag+2Cl                                                                                                                                                                                Mg+2AgCl===2Ag+MgCl2。 
                             (2)(2015·全国Ⅰ卷)微生物电池如图所示 


                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          
                             负极反应式:_________________________________________; 

                                                                                                                                                                                                                                                                  -                                                                         +
                             正极反应式:6O2+24e                                                                                                                                                                                                                                    +24H                                                                      ===12H2O。 
                                                                           -                                                                                                                                                 +
C6H12O6-24e                                                                       +6H2O===6CO2↑+24H                                                                                                                                 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            放电
                                                                                                      (3)镍氢电池(KOH                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         溶液):NiOOH+MH                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            Ni(OH)2+M 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            充电

                                                                                                      负极反应式:__________________________________; 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    -                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     -
                                                                                                      正极反应式:NiOOH+e                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          +H2O===Ni(OH)2+OH                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     。 

                                                                                                      (4)热激活电池受热熔化后可瞬间输出电能。总反应式为                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       PbSO4+2LiCl+

Ca===CaCl2+Li2SO4+Pb。 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     -                                                                                                                                                     -
                                                                                                      负极反应式:Ca-2e                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             +2Cl                                                                                                                                                  ===CaCl2; 


                                                                                                                      -                                                                          -
                                        MH-e                                                                                       +OH                                                                        ===M+H2O 
                                                                                                      正极反应式:_______________________________。 


                                                                                                                                                              -                                                                                      2-
                                        PbSO4+2e                                                                                                                           ===SO4                                                                                         +Pb 
                             (5)高铁电池(KOH                                                                                                                                                                                 溶液)总反应式为 
                                                                                                                                                                                                                                                              放电
                             3Zn+2K2FeO4+8H2O                                                                                                                                                                                                                                                                3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。 
                                                                                                                                                                                                                                                              充电

                                                                                                                                                                                                                                                                -                                                                                 -
                             负极反应式:3Zn-6e                                                                                                                                                                                                                                   +6OH                                                                             ===3Zn(OH)2; 
                             正极反应式:______________________________________________。 
                                     2-                                             -                                                                                                                                                                                                                        -
2FeO4                                              +6e                                       +8H2O===2Fe(OH)3+10OH                                                                                                                                                                                                    
                                                                                                                                                            放电
          (6)锂离子电池总反应式为                                                                             xLi+Li1-xMn2O4                                                          LiMn2O4。 
                                                                                                                                                            充电

          负极反应式:xLi-xe-===xLi+; 
          正极反应式:_______________________________。 
                            -          +
Li1-xMn2O4+xe                 +xLi       ===LiMn2O4 
                   [典例导航] 
                   (2017·全国Ⅲ卷)全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所

示           ,           其          中           电           极               a          常           用          掺           有          石           墨           烯          的                S8           材           料          ,           电           池          反           应          为                16Li                +

xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是(  )                                                                                                                                                                              
                                                                                                                                                                                                                                      【导学号:95160174】 
                                                                                                                                                            +                 -
A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li                                                                                                                                     +2e                ===3Li2S4 
B.电池工作时,外电路中流过                                                                                           0.02 mol                    电子,负极材料减重                                                             0.14 g 
C.石墨烯的作用主要是提高电极                                                                                                 a    的导电性 

D.电池充电时间越长,电池中                                                                                           Li2S2            的量越多 
                                                                                             [审题指导]                                                                                                                                                                                                                                                                                       (1)16Li+xS8===8Li2Sx(2≤x≤8) 
                                                                                                       ⇓ 
                                                                                             Li                                                       作负极,电极反应式为                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          16Li-16e-===16Li+ 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   -                                                                                                                                                                          +
                                                                                             S8                                                  作正极,电极反应式为                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          xS8+16e                                                                                                                                                                                                                +16Li                                                                                                                                                                      ===8Li2Sx 
                                                                                                ⇓放电时 

                                                                                             电极                                                                                                               a                                  作正极,放电时间越长,Li2Sx                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          中                                                              x                                  越小 
                                                                                                ⇓充电时 

                                                                                             电极                                                                                                               a                                  作阳极,充电时间越长,Li2Sx                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          中                                                              x                                  越大 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          0.02 mol
                                                                                                                                                        负极                                                                                                                                                                        生成                                                                                                                                                            +移向正极,减重                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     ×                                                                                                                                                                                                                -1=
                                                                                             (2)                                                                                                                                                                         Li                                                                                                                                                                        Li                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  1                                                                                                                                                        7 g·mol                                                                                                                                                                                                                                                   0.14 g 


【答案】                                                                                                                            D 
                                
(1)放电时负极反应式为______________________________, 
正极反应式(当                                      x=6           时)为____________________________________, 

放电过程中                              Li2S8―→Li2S6                               的正极反应式为______________________ 
_____________________________________________________________。 

(2)充电时,阳极反应式(Li2S2―→Li2S4)______________________________ 
______________________________________________________________。 
                                                                                                             -                              +                                                       -                                  +                                                                                                         -
                    【答案】                                                 (1)Li-e                                  ===Li                                     6S8+16e                                      +16Li                              ===8Li2S6                                             3Li2S8+2e                                           +

              +
2Li                ===4Li2S6 

                                                                               -                                                                  +
                    (2)2Li2S2-2e                                                    ===Li2S4+2Li                                                        
               [对点训练] 
               1.(2018·厦门模拟)一种微生物燃料电池如图所示,下列关于该电池说法正
确的是 (  )                                           
                                                                                                                                                                                         【导学号:95160175】 
A.a               电极发生还原反应,作电池的正极 

                                                                                -                     -                       +
B.b               电极反应式为                                         2NO3              +10e                   +12H                    ===N2↑+6H2O 
C.H+由右室通过质子交换膜进入左室 

D.标准状况下,电路中产生                                                                                    6 mol CO2                         同时产生                            22.4 L               的         N2 
                     B                [A           项,在该燃料电池中通入燃料的电极为负极,故电极                                                                                                                                                                                                                   a       为负极,电极
b        为正极,a                                            电极发生氧化反应,错误;B                                                                                                                       项,b                           电极为正极,发生还原反应,

                                                                -                             -                                +                                                                                                                                                                                             +
反应式为                                        2NO3                     +10e                          +12H                             ===N2↑+6H2O,正确;C                                                                                                           项,溶液中                                                 H            由负极
移向正极,即由左室通过质子交换膜进入右室,错误;D                                                                                                                                                                                                                                  项,不能确定有机物中
碳元素的化合价,则不能计算转移的电子数,也不能通过二氧化碳计算氮气的

体积,错误。] 
              2.(2018·石家庄联考)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时

电池的总反应式为                                               Li1-xCoO2+LixC6===LiCoO2+C6(x<1)。下列关于该电池的说
法不正确的是(  ) 
              A.放电时,Co                                       元素的化合价升高 

                                                                                                                                                          -                  +
              B.放电时,正极的电极反应式为                                                                                    Li1-xCoO2+xe                                +xLi               ===LiCoO2 
              C.充电时,Li+在电解液中由阳极向阴极迁移 

                                                                                                                                        +               -
              D.充电时,阴极的电极反应式为                                                                                     C6+xLi                   +xe             ===LixC6 
               A            [由放电时电池的总反应式可知,放电时                                                                                                                 Co         元素的化合价降低,A                                                                项错

                                                                                                                                                          -                    +
误;放电时正极的电极反应式为                                                                                              Li1-xCoO2+xe                                     +xLi                  ===LiCoO2,B                                       项正确;
充电时阳离子由阳极向阴极迁移,C                                                                                                      项正确;充电时阴极反应与放电时负极反应

                                                                                                                     +                 -
互为逆反应,阴极反应式为                                                                                C6+xLi                       +xe               ===LixC6,D                                 项正确。] 
                     3.大功率的镍氢电池使用在油电混合动力车辆中。镍氢电池(Ni-MH                                                                                                                                                                                                                                                                                   电池)
正极板材料为                                                           NiOOH,负极板材料为吸氢合金,下列关于该电池的说法中正确
的是 (  ) 
A.放电电池内部                                                    H+向负极移动 
B.充电时,将电池的负极与外接电源的正极相连 

                                                                                                                              -              -
C.充电时阳极反应式为                                                                       Ni(OH)2+OH                                      -e             ===NiOOH+H2O 

                                                                                                                                      -                                       +
D.放电时负极的电极反应式为                                                                                           MHn-ne                           ===M+nH                                 
                 C              [A         项,根据原电池工作原理,阳离子向正极移动,错误;B                                                                                                                                                                                            项,充电时
电池的负极要接电源的负极,电池的正极要接电源的正极,错误;C                                                                                                                                                                                                                                   项,根据电

                                                                                                                                                                                                                            -                                                                    -
池工作原理图,电池正极的电极反应式:NiOOH+H2O+e                                                                                                                                                                                                   ===Ni(OH)2+OH                                                         ,
充电是电解池,发生的电极反应式与原电池的电极反应式是相反的,即阳极电

                                                                                             -                -
极反应式:Ni(OH)2+OH                                                                                   -e               ===NiOOH+H2O,正确;D                                                                                          项,该电池的环境是

                                                                                               +                                                                                                                           -                    -
碱性环境,不能有大量                                                                              H          存在,电极反应式:MHn+nOH                                                                                                            -ne                  ===M+nH2O,
错误。] 
               4.(2018·黑龙江五校联考)斯坦福大学华人化学家戴宏杰的团队发明了一种

“一分钟充满电”的新型铝离子电池。该电池的电极材料为铝和                                                                                                                                                                                               Cn[AlCl4](Cn                              为

                                                                                                         -
石墨),有机物阳离子和[AlCl4]                                                                                           组成离子液体,电池放电时,在负极附近形成

                         -
[Al2Cl7]                     。充电和放电过程中离子液体中的阳离子浓度不变。下列说法不正确的
是(  ) 
                                                                                                                                                                                               【导学号:95160176】 
A.放电时,铝为电池负极,电极反应式为                                                                                                                            Al-3e-===Al3+ 
B.放电时,负极材料和正极材料质量均减少 
C.充电和放电过程中,有机物阳离子移动方向相反 

                                                                                                                                     -                            -
D.充电时,阳极的电极反应式为[AlCl4]                                                                                                                  +Cn-e                         ===Cn[AlCl4] 
                                                                                                                                                                                                                 -
                   A               [选项                     A,题目信息提示,负极形成[Al2Cl7]                                                                                                                                      ,故电极反应式为                                                                     Al+ 

                                -                      -                                                      -
7[AlCl4]                             -3e                    ===4[Al2Cl7]                                           ,错误。选项                                                   B,放电时,Al                                                       溶解,负极质量减少,

                                                                                                               -                                              -
正极反应式为                                                       Cn[AlCl4]+e                                            ===[AlCl4]                                     +Cn,质量也减少,正确。选项                                                                                                                         C,放
电时,阳离子从负极移向正极,充电时,阳离子从阳极移向阴极,正确。选项                                                                                                                                                                                                                                                                                      D,
充电时,电池的阳极发生氧化反应,正确。] 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        (对应学生用书第                                                                                                                                                                                128                                       页) 
                                                                                                                                                                                                                                                     突破                                                     1| “多池”组合装置的原理分析 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         [考纲知识整合] 
                                                1.直接判断 

                 (十三非常直观明显的装置,如燃料电池、铅蓄电池等在电路中,则其他装置为)“多池”组合装置分析与电化学计算 

电解池。如图:A                                                                                                                                                                                         为原电池,B                                                                                                                                         为电解池。 
                                                                                                                                                                                                                                      2.根据电池中的电极材料和电解质溶液判断 
                                                                                                                                                                                                                                      (1)原电池一般是两种不同的金属电极或一种金属电极一个碳棒;而电解池
则一般都是两个惰性电极,如两个铂电极或两个碳棒。 
                                                                                                                                                                                                                                      (2)原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应,电
解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图:B                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          为原电池,A                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         为电解
池。 
                     3.根据电极反应现象判断 
                     在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极,并由此判断电池类型,

如图:    
                     若           C         极溶解,D                                            极上析出                                       Cu,B                          极附近溶液变红,A                                                                                 极上放出黄绿色气体,
则可知乙是原电池,D                                                                                            是正极,C                                             是负极;甲是电解池,A                                                                                                     是阳极,B                                              是阴极。
B、D                        极发生还原反应,A、C                                                                                                  极发生氧化反应。 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        [高考命题点突破] 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         命题点                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         “多池”组合装置的原理分析 


                                                                                                                                                                                                                                      1.(2018·沈阳质检)用固体氧化物作为电解质的氢氧燃料电池电解                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  Na2SO4
溶液,已知固体氧化物在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过,其工作原理如图
所示(c、d                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  均为惰性电极)。下列有关说法正确的是(  ) 


                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             
A.电路中电子流向为                                                                 a→d→c→b 

                                                                                                                                       -                        2-
B.电极                         b     为负极,电极反应式为                                                                   O2+4e                     ===2O                        
C.电解后烧杯中溶液                                                                pH         增大 
D.理论上                                b     极消耗气体和                                         c    极生成气体质量相等 
               D            [在溶液中没有电子的流动,只有离子的流动,A                                                                                                                                          项错误;通入                                         O2       的一

极(电极                       b)为电池的正极,发生还原反应,B                                                                                                    项错误;惰性电极电解                                                                  Na2SO4                  溶液

实质上是电解水,溶液的                                                                         pH         不变,C                         项错误;c                               极生成                     O2,根据得失电子守恒
可知               D      项正确。] 
                                                                                                                                               -1                                                                                                                                                                                           -1
                     2.烧杯                                  A         中盛放                              0.1 mol·L                                          的            H2SO4                        溶液,烧杯                                                B         中盛放                              0.1 mol·L                                          的

CuCl2                      溶液(两种溶液均足量),装置如图所示,下列说法不正确的是(  ) 
                                                                                                                                                                                                                                                          【导学号:95160177】 
                   A.A                       中           Fe          极质量减少,C                                                           极有气体产生 
                   B.A                      为电解池,B                                                   为原电池 
                   C.当                       A        烧杯中产生                                              0.1 mol                        气体时,B                                         烧杯中产生气体的物质的量也为                                                                                                                          0.1 
mol 

                   D.经过一段时间,B                                                                                  烧杯中溶液的                                                      pH            增大(不考虑                                                Cl2           溶于水) 
                         B                    [构成                               A            装置的活动性不同的电极、电解质溶液,两极形成了闭合的回
路,所以                                               A           为原电池装置,且                                                                                             A           为               B          的电解提供电能。电极反应式分别为(烧杯

                                                                                             +                             -                                                                                                                                                        -                                      2+
A           中)C                         正极:2H                                                      +2e                           ===H2↑,Fe                                                                 负极:Fe-2e                                                                        ===Fe                                     。(烧杯                                         B          中)阴极:

               2+                                -                                                                                                           -                             -
Cu                       +2e                           ===Cu,阳极:2Cl                                                                                                -2e                           ===Cl2↑。烧杯                                                                              B           中电解氯化铜溶液,铜离
子浓度减小,水解程度减小,pH                                                                                                                                                                     增大。  ] 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            突破                                                                                                                                                                                                                                                                2|                                                                                                                                         电化学计算 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  [考纲知识整合] 
                                                                                                                                                                                                                                      1.计算原则 
                                                                                                                                                                                                                                      电化学的反应是氧化还原反应,各电极上转移电子的物质的量相等,无论

是单一电池还是串联电解池,均可抓住电子守恒计算。 
                                                                                                                                                                                                                                      关键:a.电极名称要区分清楚;b.电极产物要判断准确;c.各产物间量的关
系遵循电子得失守恒。 
2.三种计算方法 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       -                                                                                                                     -19
                              提醒:在电化学计算中,还常利用                                                                                                                                                                                                                           Q=I·t                                        和                   Q=n(e                                                )×NA×1.60×10                                                                                                                      C
来计算电路中通过的电量。 
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                                                                                                                                                                       -                                           -1
               500 mL NaNO3                                    和         Cu(NO3)2                      的混合溶液中                                          c(NO3               )=0.3 mol·L                                    ,用石墨作电
极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到气体                                                                                                                                                              1.12 L(标准状况下),假
定电解后溶液体积仍为                                                                   500 mL,下列说法正确的是 (  ) 
               A.原混合溶液中                                                    c(Na+)=0.2 mol·L-1 
               B.电解后溶液中                                                   c(H+)=0.2 mol·L-1 
               C.上述电解过程中共转移                                                                             0.4 mol                  电子 
               D.电解后得到的                                                    Cu        的物质的量为                                          0.1 mol 
【答案】                                                                                                                                                                B 
                                                                      
(1)整个电解过程,阴极电极反应式为__________________________ 
____________________________________________________________。 
(2)如何使电解后溶液复原?______________________________________ 
______________________________________________________________。 

                                                                                                                 2+                                        -                                                                                    +                                    -
 【答案】                                                                        (1)Cu                                            +2e                                  ===Cu、2H                                                                            +2e                                   ===H2↑ 

 (2)加入                                               4.9 g Cu(OH)2(或同时加入                                                                                                                                                            4 g CuO                                                 和                  0.9 g H2O) 
[易错防范] 

                                                                                                                                                                                                                                -                     2+
电解一定量                                  NaCl              或        CuSO4                 溶液时,注意电解的程度,当溶液中的                                                                                                                Cl         或        Cu             放

电完全后,再电解时相当于电解                                                                                             H2O,故判断复原物质要注意前期与后期减少
的物质,确定加什么物质复原。 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 [高考命题点突破] 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    命题点                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   电化学的有关计算 


                                                                                                                                                                                                                                   1.(2018·大连模拟)用惰性电极电解一定浓度的                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             CuSO4                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       溶液,通电一段时间

后,向所得的溶液中加入                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                0.1 mol Cu2(OH)2CO3                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     后恰好恢复到电解前的浓度和
pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中转移电子的物质的量为   (  )                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        【导学号:95160178】 
                                                                                                                                                                                                                                   A.0.4 mol                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       B.0.5 mol 
                                                                                                                                                                                                                                   C.0.6 mol                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       D.0.8 mol 
              C           [Cu2(OH)2CO3                              可改写为                        2CuO·H2O·CO2,因反应后生成的                                                                              CO2         离开溶液,

所以加入                          0.1 mol Cu2(OH)2CO3                                           相当于加入                               0.2 mol CuO、0.1 mol H2O,根据 

                                                                                                            -
              2Cu  ~  O2  ~  4e                                                                                 
              2 mol          4 mol 
              0.2 mol         0.4 mol 

                                                                                                             -
              2H2O                      ~  O2  ~  4e                                                             
              2 mol          4 mol 
              0.1 mol         0.2 mol 
              转移电子的物质的量=0.4 mol+0.2 mol=0.6 mol。                                                                                                                          ] 
                                                                                                                                                                                                                                      2.某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装
置的电键时,观察到电流计的指针发生了偏转。 


                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         
                                                                                                                                                                                                                                      请回答下列问题:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               【导学号:95160179】 

                                                                                                                                                                                                                                      (1)甲池为________(填“原电池”“电解池”或“电镀池”),通入                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        CH3OH
电极的电极反应式为_______________________________________ 
                                                                                                                                                                                                                                      ________________________________________________。 
                                                                                                                                                                                                                                      (2)乙池中                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    A(石墨)电极的名称为________(填“正极”“负极”“阴极”或
“阳极”),总反应式为_________________________________________________ 
                                                                                                                                                                                                                                      ______________________________________________________________。 
               (3)当乙池中                                       B        极质量增加                                        5.40             g        时,甲池中理论上消耗                                                                          O2         的体积为
________mL(标准状况),丙池中________极析出________g                                                                                                                                                                 铜。 
               (4)若丙池中电极不变,将其溶液换成                                                                                                             NaCl               溶液,电键闭合一段时间后,甲
中溶液的                             pH           将________(填“增大”“减小”或“不变”);丙中溶液的                                                                                                                                                                           pH           将
________(填“增大”“减小”或“不变”),若将丙中溶液复原,需加入
________。 
                【解析】                                     (1)甲池为原电池,通                                                                 入           CH3OH                         的        电       极       为        负       极       ,       电        极       反       应       式       为

                                          -                           -                            2-
CH3OH-6e                                      +8OH                        ===CO3                         +6H2O。 

                (2)乙池中为用惰性电极电解                                                                                        AgNO3                     溶液,其中                                     A       作阳极,B                                   作阴极,总反
                                                                                     通电
应式为                       4Ag            NO3+2H2O=====4Ag+O2↑+4HNO3。 
                                                                                                                                                                                                                                                                                       1
                          根据各电极上转移的电子相同,则                                                                                                                                  =                             =                               ,故                                    =
                (3)                                                                                                                                    n(Ag)                       4n(O2)                        2n(Cu)                                    V(O2)                       4
    5.40                                                                                                                                          1       5.40
                                             =                            =                                 ,                             =                                                 =                       。
×108×22.4 L                                          0.28 L                        280  mL                           m(Cu              )          2×108×64 g                                        1.6 g                     
                  (4)若丙池中电极不变,将其溶液换成                                                                                                                                NaCl                 溶液,根据丙中总反应式为                                                                                                2NaCl
                                 通电
+2H2O=====2NaOH+H2↑+Cl2↑,溶液-pH                                                                                                                                                    增大,而甲中总反应式为-                                 2-                                                          2CH3OH
                  【答案】                                          (1)原电池                                          CH3OH-6e                                           +8OH                            ===CO3                             +6H2O 
+3O2+4KOH===2K2CO3+6H通电2O,溶液                                                                                                                                      pH           减小。 
                  (2)阳极                                  4AgNO3+2H2O=====4Ag+O2↑+4HNO3 
                  (3)280                            D               1.6                  (4)减小                                 增大                         HCl 
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