專題七電化學(xué)及其應(yīng)用

考點(diǎn)高考"考頻解密考點(diǎn)分布

［1一一一一一?一?一工11

12022年河北卷(5)；2022年湖北卷(6,14);|

1i

1

12022年湖南卷(8)；2022年廣東卷原電池〔7次〕，化學(xué)電源〔6

電化學(xué)及:(10,11,16);2022年江蘇卷(6,7)；2022\次〕，電解池〔11次〕，金屬

2022年

其應(yīng)用年遼寧卷(6,9,14)；2022年海南卷(9)；的化學(xué)腐蝕與防護(hù)〔4次〕，

2022年北京卷(7,13)；2022年全國(guó)甲卷(44

1電化學(xué)計(jì)算〔4次〕，

i

115),2022年全國(guó)乙卷(6)等

段考點(diǎn)梳理

一、原電池的工作原理及應(yīng)用

1.原電池的概念及構(gòu)成條件

(1)定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

(2)原電池的形成條件

①能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。

②兩個(gè)金屬活動(dòng)性不同的電極(燃料電池的兩個(gè)電極可以相同)。

③形成閉合回路，需滿足三個(gè)條件：a.存在電解質(zhì)；b.兩電極直接或間接接觸；c.兩電極插入電解質(zhì)溶液或

熔融電解質(zhì)中。

2.工作原理(以鋅銅原電池為例)

電極材料鋅片銅片

電極反應(yīng)Zn—2e^^=Zn2+Cu2++2e=Cu

電極質(zhì)量變化減小增大

反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)

電子流向由Zn片沿導(dǎo)線流向Cu片

鹽橋中離子移向鹽橋含飽和KC1溶液，K+移向正極，C「移向負(fù)極

a.連接內(nèi)電路形成閉合回路

鹽橋作用

b.維持兩電極電勢(shì)差(中和電荷)，使電池能持續(xù)提供電流

3.電極的判斷

正極負(fù)極

不活潑金屬

1電極材料卜或?qū)щ姺墙饘?活潑金屬1

|電子流向\~■］電子流入卜T電子流出|

1電極反應(yīng)卜■］還原反應(yīng)F1氧化反應(yīng)1

電極增重

I電極現(xiàn)象卜或產(chǎn)生氣體■j電極減輕I

4.原電池的應(yīng)用

⑴設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源

|拆分,反應(yīng)1；病反而康應(yīng)菠而不平病

選擇電極:將還原劑(一般為比較活潑金屬)作負(fù)極，活

材料一］潑性比負(fù)極弱的金屬或非金屬導(dǎo)體作正極

：如果兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)容器中進(jìn)行(中間;

構(gòu)成閉合

連接鹽橋)，則兩個(gè)容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)含

回路sI

：有與更邈型相同的金屬陽離子：

畫出裝置:結(jié)合要求及反應(yīng)特點(diǎn)，畫出原電池裝置圖，

圖

-i,_標(biāo)__出___電__極__材___料__名__稱___、_正__負(fù)___極__、__電__解__質(zhì)__溶___液__等_____

(2)比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱：原電池中，負(fù)極一般是活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬，正極一般是活動(dòng)性較弱的金屬(或非

金屬)。

(3)加快化學(xué)反應(yīng)速率：氧化還原反應(yīng)形成原電池時(shí)，反應(yīng)速率加快。

(4)用于金屬的防護(hù)：將需要保護(hù)的金屬制品作原電池的正極而受到保護(hù)。

二、常見化學(xué)電源及工作原理

1.一次電池

(1)堿性鋅鎬干電池

+

選鋅粉和KOH

的混合物

-M11O2

—金屬外殼

負(fù)極反應(yīng)：Zn+2OH--2e=Zn(OH)2:

-

正極反應(yīng)：2MnCh+2H2O+2e-=2MnOOH+20H；

總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2o

⑵鋅銀電池

金屬外殼

鋅負(fù)極

氧化銀正極

浸有KOH溶液

的隔板

負(fù)極反應(yīng)：Zn+2OH^-2e"=Zn(OH)2；

-

正極反應(yīng)：Ag2O+H2O+2e~=2Ag+2OH；

總反應(yīng)：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ago

⑶鋰電池

Li—SOCL電池可用于心臟起搏器，該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCL—SOCL，電池總反

應(yīng)可表示為4Li+2SOCb=4LiCl+SO2T+S?其中負(fù)極材料是Li,電極反應(yīng)式為4Li-4e-=4Li+,正極

反應(yīng)式為2soeb+4e-—SO2T+S+4C廠。

2.二次電池

鉛蓄電池是最常見的二次電池，負(fù)極材料是Pb,正極材料是PbCh?？偡磻?yīng)為Pb(s)+PbO2(s)+

放電

2H2so4(aq)充電2PbSO4(s)+2H2O(l)o

Pb+SO”2e-=PbSChPbSO1+2e-=Pb+SO；-

I負(fù)極反應(yīng)卜—鉛--I陰極反應(yīng)I

I蓄一j

放電電充電

I丁I

I池

I正極其應(yīng)卜—一——一I陽極反應(yīng)I

PbC)2+4H++SO:+2e-=PbSOI+2H2(D-2e==

PbSCh+2H2OPbO2+4H++SO：

特別提醒可充電電池充電時(shí)原來的負(fù)極連接電源的負(fù)極作陰極；同理，原來的正極連接電源的正極作陽

極，簡(jiǎn)記為負(fù)連負(fù)，正連正。

3.氫氧燃料電池

氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，分為酸性和堿性兩種。

種類酸性堿性

負(fù)極反應(yīng)式2H2—4e-==4H+2H2+4O1T-4e-=4H2O

+

正極反應(yīng)式O2+4屋+4H=2H2OO2+2H2O+41=40JT

電池總反應(yīng)式2H,+O2=2H2O

三、新型電源及電極反應(yīng)式的書寫

1.電極反應(yīng)式書寫的一般步驟（類似氧化還原反應(yīng)方程式的書寫）

列物質(zhì)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)］_參加反應(yīng)的微粒

標(biāo)得失正極發(fā)生還原反應(yīng)/和得失電子數(shù)

在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中要生成穩(wěn)定的電極

看環(huán)境

產(chǎn)物，即、、我等是否參加反應(yīng)

配守恒H+OH-0

遵守電荷守恒、質(zhì)量守恒、得失電子守恒

鷺邕笑I~兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)式對(duì)照驗(yàn)證

2.新型燃料電池

⑴燃料電池常用的燃料：H2>CO、煙如CH4、C2H6）、醇（如CH3OH）、朋2H4）等。

⑵燃料電池常用的電解質(zhì)

①酸性電解質(zhì)溶液，如H2s。4溶液；②堿性電解質(zhì)溶液，如NaOH溶液；③熔融氧化物；④熔融碳酸鹽，

如K2co3；⑤質(zhì)子交換膜等。

（3）燃料電池電極反應(yīng)式書寫的常用方法

第一步，寫出電池總反應(yīng)式。

燃料電池的總反應(yīng)與燃料燃燒的反應(yīng)一致，若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)，則總反應(yīng)為加合后的反應(yīng)。

如甲烷燃料電池（電解質(zhì)溶液為NaOH溶液）的反應(yīng)如下：

CH4+2O2=CO2+2H2O①

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O②

①+②可得甲烷燃料電池的總反應(yīng)式：CH4+2O2+2NaOH-Na2co3+3H2O。

第二步，寫出電池的正極反應(yīng)式。

根據(jù)燃料電池的特點(diǎn)，一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)都是。2，因電解質(zhì)溶液不同，故其電極反應(yīng)也會(huì)

有所不同：

+-

①酸性電解質(zhì)：02+4H+4e=2H20o

②堿性電解質(zhì)：C）2+2H2O+4e-=40H,

③固體電解質(zhì)（高溫下能傳導(dǎo)。2一）：。2+4^^=20?—。

-

④熔融碳酸鹽(如熔融K2co3)：O2+2CO2+4e=2COFo

第三步，電池的總反應(yīng)式一電池的正極反應(yīng)式=電池的負(fù)極反應(yīng)式。

3.新型可逆電池

⑴鐵保電池(負(fù)極一Fe,正極一NiCh，電解液一KOH溶液)

放電

己知：Fe+NiO2+2H2O充電Fe(OH)2+Ni(OH)2,則

放電：

負(fù)極：Fe—21+2OIT=Fe(OH)2；

正極：NiO2+2H2O+2e-=Ni(OH)2+2OH'o

充電：

-

陰極：Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH；

陽極：Ni(OH)2-2e-+2OH^=NiO2+2H2O□

(2)LiFePC)4電池(正極一LiFePC>4，負(fù)極一Li，含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì))

放電

已知：FePCU+Li充電LiFePO4,貝!]

放電：

負(fù)極：Li—e-=Li+；

+

正極：FePO4+Li+e-=LiFePO40

充電：

陰極：Li++e-^Li；

陽極：LiFePC>4—^^=FePC)4+Li+。

(3)高鐵電池(負(fù)極一Zn,正極一石墨，電解質(zhì)為浸濕的固態(tài)堿性物質(zhì))

放電

已知：3Zn+2K2FeO4+8H2。充電3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4K0H,則

放電：

負(fù)極：3Zn-6e-+6OH-=3Zn(OH)2;

正極：2FeOF+6屋+8H2O=2Fe(OH)3+1OOlT。

充電：

-

陰極：3Zn(OH)2+6e-=3Zn+6OH；

陽極：2Fe(OH)3—6—+1OOH--2FeOF+8H2Oo

四、電解的原理

1.電解原理

⑴概念

①電解：使電流通過電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。

②電解池：把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置，也叫電解槽。

（2）電解池構(gòu)成的條件

①與電源相連的兩個(gè)電極：與電源正極相連的電極是陽極，在陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)；與電源負(fù)極相連的電

極是陰極，在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)。

②電解質(zhì)溶液（或熔融的電解質(zhì)）=

③形成閉合回路。

（3）電解池的工作原理

①電極名稱和電極反應(yīng)式

電極名稱:陰極電極名稱：陽極

反應(yīng)類型：還原反應(yīng)反應(yīng)類型：氧化反應(yīng)

電極反應(yīng)式：<3j+25電極反應(yīng)式：2C「-2b

總反應(yīng)方程式：CuC12===Cu+CbfO

②電子流向和離子移動(dòng)方向

導(dǎo)線上（外電路）電子從電源的負(fù)極流出，經(jīng)導(dǎo)線流向電解池的陰極。電解池的陽極上產(chǎn)生的電子經(jīng)導(dǎo)線流入

電源的正極。溶液中（內(nèi)電路）陰離子移向陽極，陽離子移向陰極。

2.電解規(guī)律

（1）陽極產(chǎn)物的判斷

①活性電極（除Au、Pt以外的金屬材料作電極），電極材料失電子，生成金屬陽離子。

②惰性電極（Pt、Au、石墨），要依據(jù)陰離子的放電順序加以判斷。

陰離子的放電順序：活潑電極>S2->：F>Br->Cl->OH->含氧酸根離子。

2-

S>I，Br，C「放電，產(chǎn)物分別是S、L、Br2>Cl2;若OlT放電,則得到H2O和。2。

（2）陰極產(chǎn)物的判斷

直接根據(jù)陽離子放電順序進(jìn)行判斷。

陽離子放電順序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Fe?+>Zn2+>H+（水）>A'>Mg?+。

①若金屬陽離子（Fe3+除外）放電，則得到相應(yīng)金屬單質(zhì)；若H+放電，則得到H2。

②放電順序本質(zhì)遵循氧化還原反應(yīng)的優(yōu)先規(guī)律，即得（失）電子能力強(qiáng)的離子先放電。

3.惰性電極電解電解質(zhì)溶液的產(chǎn)物判斷（圖示）

陰離子

-s2-

1電解電解質(zhì)型

放H2生堿型

（如NaCl、MgB「2）等Br（如CuCgHCl等）

-cr

Fe2+H+陽離子

Na+Mg2+Zn2+OHCu2+Fe3+Ag+

NO3

電解水型放O2生酸型

（如H2sC）4、NaOH、so丁（如CuSO4、AgNO3等）

Na2sO4等）

4.電解后電解質(zhì)溶液的復(fù)原

需加適量的某物質(zhì)，該物質(zhì)可以是陰極與陽極產(chǎn)物的化合物。例如惰性電極電解CuSCU溶液，要恢復(fù)原溶

液的濃度，可向電解后的溶液中加入CuO,也可以加入C11CO3,但不能加入CU（OH）2，因?yàn)镃U（OH）2與生

成的H2s04反應(yīng)后使水量增加。使電解后的溶液恢復(fù)原狀的方法：先讓析出的產(chǎn)物（氣體或沉淀）恰好完全反

應(yīng)，再將其化合物投入電解后的溶液中即可。如：

①NaCl溶液：通HC1氣體（不能加鹽酸）；

②AgNCh溶液：加Ag2O固體（不能加AgOH）；

③CuCL溶液：加CuCb固體；

④KN03溶液：加H2O；

⑤CuS04溶液：力口CuO或CuCCh［不能力口Cu2。、CU（0H）2、CU2（0H）2co3］。

五、電解原理的應(yīng)用

1.氯堿工業(yè)

（1）電極反應(yīng)

陽極：2c「一2屋=<212T（反應(yīng)類型：氧化反應(yīng)）；

陰極：2H++2L=氏］（反應(yīng)類型：還原反應(yīng)）。

檢驗(yàn)陽極產(chǎn)物的方法是用濕潤(rùn)的KL淀粉試紙靠近陽極，若試紙變藍(lán)，證明生成了Cl2o電解時(shí)向食鹽水中

滴加酚猷，陰極附近溶液變紅，說明該電極附近產(chǎn)生的物質(zhì)為NaOH。

（2）電解方程式

申ft?

化學(xué)方程式：2NaCl+2H2。叁些2NaOH+H2f+C12T；

_申解

離子方程式：2c「+2H2。叁些20H-+H2T+CI2T。

（3）陽離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖

①陽離子交換膜的作用

阻止OH一進(jìn)入陽極室與Cb發(fā)生副反應(yīng)：2NaOH+Ch=NaCl+NaClO+H2O,阻止陽極產(chǎn)生的Cb和陰極

產(chǎn)生的H2混合發(fā)生爆炸。

②a、b、c、d加入或取出的物質(zhì)分別是飽和食鹽水、稀NaOH溶液、稀食鹽水、濃NaOH溶液；X、Y分

別為Cb、H2O

2.電鍍

應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法。

陽極:鍍層金屬

陰極:待鍍的金屬制品

裊要電鍍液:含有鍍層金屬離子的溶液

實(shí)例—電鍍銅

陽極（銅片）：Cu—2e-^=Cu2+；

陰極（待鍍鐵件）：Cu2H+2e-=Cuo

3.電冶金

（1）電解精煉銅

le-

①電極材料：陽極為粗銅，陰極為純銅。

②電解質(zhì)溶液：含C/+的鹽溶液。

③電極反應(yīng)式

陽極：Zn-2e^^=Zn2+>Fe-2e-^=Fe2+>Ni-2e-^=Ni2+>Cu_2e^^=Cu2+；

陰極：Cu2++2e=Cuo

④陽極泥的形成

粗銅中不活潑的雜質(zhì)(金屬活動(dòng)性順序中位于銅之后的銀、金等)在陽極難以失去電子，當(dāng)陽極上的銅失去電

子變成離子之后，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積于電解槽的底部，成為陽極泥。

(2)利用電解熔融鹽(或氧化物)的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。

總方程式陽極、陰極反應(yīng)式

冶煉鈉2NaCl（熔融）竺鯉2Na+Cl2T2CF—2屋=CLT、2Na++2e-=2Na

MgCb（熔融）里且Mg+Cbf-2+

冶煉鎂2Cr-2e=Cl2t>Mg+2e-=Mg

6O2--12e-=3OT>4A13++12e-

冶煉鋁2Al2。3(熔融)里星4A1+302T2

=4A1

六、金屬的腐蝕與防護(hù)

1.金屬的腐蝕

(1)金屬腐蝕的本質(zhì)

金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。

⑵金屬腐蝕的類型

①化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕

類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生不純的金屬接觸到電解質(zhì)溶液發(fā)生原

條件

化學(xué)反應(yīng)電池反應(yīng)

本質(zhì)M-Me-=Mn+M一〃鼠=M"+

現(xiàn)象金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕

區(qū)別無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生

聯(lián)系電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍得多，腐蝕速率更快，危害也更嚴(yán)重

②析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例)

類型析氫腐蝕吸氧腐蝕

條件水膜酸性較強(qiáng)(PHW4.3)水膜酸性很弱或呈中性

電極負(fù)極Fe-2e-=Fe2+

+-

反應(yīng)正極2H+2e=H2t02+2H2。+4屋=40lT

Fe+2H+=Fe2++HT

總反應(yīng)式22Fe+O2+2H,O=2Fe（OH）2

聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍

特別提醒鋼鐵暴露在潮濕空氣中主要發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵銹的形成過程中主要發(fā)生的反應(yīng)為4Fe(OH)2

+02+2H20=4Fe(0H)3,2Fe(0H)3=Fe2OxH20(鐵銹)+(3-%)H20。

2.金屬的防護(hù)

(1)電化學(xué)防護(hù)

①犧牲陽極的陰極保護(hù)法——原電池原理

a.負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；

b.正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。

②外加電流的陰極保護(hù)法一電解原理

a.陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；

b.陽極：惰性電極。

（2）改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成防腐的合金等。

（3）加防護(hù)層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。

重點(diǎn)題型探究

探究一：原電池的電極（或電池）反應(yīng)式書寫

科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種電化學(xué)裝置如圖所示（X、Y為離子交換膜），該裝置在處理有機(jī)廢水的同時(shí)可以對(duì)海水進(jìn)

行淡化。下列敘述不正確的是（）

俺還

原菌

空氣（氧氣）

A.Y為陽離子交換膜

B.正極發(fā)生的反應(yīng)為O?+4e-+2H20=40日

C.該裝置工作過程中負(fù)極區(qū)溶液的質(zhì)量將減少

D.該裝置不能在高溫下工作

規(guī)律總結(jié)：原電池的電極（或電池）反應(yīng)式書寫題，要先判斷原電池正、負(fù)極，再結(jié)合原電池原理書寫電

極（或電池）反應(yīng)式。

1.書寫電極（或電池）反應(yīng)式的思維模板

⑴根據(jù)題目提供的信息，如電極反應(yīng)現(xiàn)象、電極反應(yīng)類型、電池總反應(yīng)式等，判斷原電池的正、負(fù)極。

（2）分析電解質(zhì)溶液的種類，看電解質(zhì)溶液的酸堿性、是否為不活潑金屬鹽溶液，確定電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。

（3）結(jié)合原子守恒、電荷守恒和得失電子守恒寫出電極反應(yīng)式，再根據(jù)正、負(fù)極反應(yīng)式及得失電子守恒寫出電

池總反應(yīng)式。

2.書寫電極（或電池）反應(yīng)式的具體流程

列物質(zhì)_/按照負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng),

標(biāo)得失一I判斷出電極反應(yīng)產(chǎn)物，找出得失電子的數(shù)量

電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中，應(yīng)能穩(wěn)定存在，如

看環(huán)境

堿性介質(zhì)中生成的H+應(yīng)讓其結(jié)合0H-生成水。電極反

配守恒應(yīng)式要遵守電荷守恒、質(zhì)量守恒和得失電子守恒等

亶震一兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)對(duì)照驗(yàn)證

【變式練習(xí)】

1.銀鋅電池的放電反應(yīng)為：Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn（OH）2,下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.基態(tài)Zi?+的簡(jiǎn)化核外電子排布式：[Ar]3d1°

B.負(fù)極為Zn,發(fā)生氧化反應(yīng)

C.放電過程中，正極附近的pH下降

D.放電過程中，0H-向負(fù)極移動(dòng)

2.可充電水系Zn—CO2電池用鋅和催化劑材料作兩極，電池工作示意圖如圖所示，其中雙極膜是由陽膜和

陰膜制成的復(fù)合膜，在直流電場(chǎng)的作用下，雙極膜復(fù)合層間的H?0電離出的H+和0H-可以分別通過膜移向

兩極。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.放電時(shí)，右側(cè)電極的電極反應(yīng)式為CO2+2H++2e-=HCOOH

B.放電時(shí)，金屬鋅為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)

C.充電時(shí)，雙極膜產(chǎn)生的H+向陽極室移動(dòng)

D.充電時(shí)，每生成22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）02，陰極增重130g

3.我國(guó)科研人員將單獨(dú)脫除SCh的反應(yīng)與H2O2的制備反應(yīng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)協(xié)同轉(zhuǎn)化。

①單獨(dú)制備H2O2：2H2O+O2=2H2O2，不能自發(fā)進(jìn)行

-

②單獨(dú)脫除SCh：4OH-+2SO2+O2=2SO4+2H2O,能自發(fā)進(jìn)行協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置如圖所示，在電場(chǎng)作用下，雙極

膜中間層的H2O解離為OH-和H+,并向兩極遷移。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

NaOH溶液稀硫酸

A.負(fù)極區(qū)域存在反應(yīng)為SO2+2OH-=SO：+H2O

B.雙極膜中間層的H2O的解離可不斷提供OH和H+,故不需要補(bǔ)加H2s。4

C.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)為SO2+O2+2NaOH=H2O2+Na2SO4

D.當(dāng)正極生成I111OIH2O2時(shí)，負(fù)極區(qū)域的溶液質(zhì)量增重64g

探究二電解產(chǎn)物的判斷及電極反應(yīng)式書寫

S。?既是大氣主要污染物之一，也是重要的化工原料，可用于硫酸的生產(chǎn)。對(duì)燃煤煙氣脫硫能有效減少對(duì)

大氣的污染并實(shí)現(xiàn)資源化利用。方法1：用氨水將SO2先轉(zhuǎn)化為NH4Hse）3,氧化為（NHJ2SO4；方法2；

用生物質(zhì)熱解氣（主要成分為CO,CH,、凡）將SO?在高溫下還原為單質(zhì)硫；方法3：用Na2sO3溶液吸收S0?

生成NaHSO一再加熱吸收液，使之重新生成亞硫酸鈉；方法4：用Na2sO4溶液吸收煙氣中SO?,使用惰

性電極電解吸收后的溶液，H2sO,在陰極被還原為硫單質(zhì)。下列化學(xué)反應(yīng)表示不正確的是（）

+

A.氨水吸收SO?的反應(yīng)：NH3-H2O+SO2=NH：+H+SO^

高溫

B.CO還原SO?的反應(yīng):2CO+SO2^S+2CO

C.Na2sO3吸收液再生的反應(yīng)：2NaHSC)3Na2sO3+SO2T+H2O

+

D.電解脫硫時(shí)的陰極反應(yīng)：H2SO3+4e-+4H=S^+3H2O

規(guī)律總結(jié)：要確定電解池的陰、陽極，并結(jié)合電解原理進(jìn)行分析。

1.判斷電解產(chǎn)物的思維程序

（1）根據(jù)電源的連接方式或電極變化判斷陰、陽極,分析陽極材料是惰性電極還是活性電極。

（2）分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰、陽兩組，不要忘記水溶液中的H+和OH-。

（3）確定陰、陽兩極的放電順序。

①陰極本身不參與反應(yīng)，直接根據(jù)陽離子放電順序判斷，陽離子放電順序?yàn)?/p>

Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Fe?+>Zn2+>H+（水）>AF+>Mg2+。

②若陽極是活性電極（除Au、Pt外的其他金屬），電極材料失電子被氧化，生成金屬陽離子。

③若陽極是惰性電極（Pt、石墨），直接根據(jù)陰離子放電順序判斷，陰離子放電順序?yàn)镾2>rBL>Cr>OH>含

氧酸根離子。

2.正確書寫電解池中電極（或電池）反應(yīng)式的方法

（1）陰極反應(yīng)式:溶液中陽離子得電子被還原，析出金屬或氫氣，可表示為

R""+me=2OH+H2OT（R代表金屬）、2H2O+2e=2OH+H2T?

（2）陽極反應(yīng)式：

①若是金屬（除Au、Pt外）作陽極，則金屬失電子被氧化:R-ne==I1n+（R代表金屬）。

②若是惰性電極，根據(jù)陰離子放電順序確定放電離子，根據(jù)電子得失守恒書寫電極反應(yīng)式。

（3）電池總反應(yīng)式:根據(jù)陰、陽極反應(yīng)式，結(jié)合得失電子守恒寫出電池總反應(yīng)式，弱電解質(zhì)（如H2O等）要用化學(xué)

式表示，且一定要注明條件“通電”。

【變式練習(xí)】

1.（2022?河北.霸州市第一中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）銖（Re）是一種極其稀少的貴金屬。一種以輝鋁礦（主要含有M0S2

以及少量ReS?、CuReS4、FeS、SiC>2等）為原料制備銖的工藝流程如下：

空氣僅水

除WMT-1-化—I-I』出|?悚藺浸出液V禺f?倏同-俅〉*4尊站-電—一舍同檢

**

含80,廢氣流海

己知“氧化焙燒”后成分有:SiO2、Re2O7、MoO3、CuO、Fe3O4，其中Re2O7、MoO3與氨水反應(yīng)分別生成NH4ReO4、

（NH4）2MOO4?

下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.“氧化焙燒”時(shí)，ReS2反應(yīng)后的氧化產(chǎn)物為RezCh和SO2

B.若改用NaOH溶液代替氨水“浸出”，濾渣成分不變

C.由M0S2生成ImolMoCh，轉(zhuǎn)移14moi電子

D.“電沉積”后，金屬銖在陰極生成

二N”

2.某研究團(tuán)隊(duì)以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，電催化合成偶氨化合物L(fēng)-）的裝置如圖所示

（R代表煌基）。下列說法正確的是（）

A.N極為陽極，發(fā)生還原反應(yīng)

M極上的電極反應(yīng)式為2'W'"+8e-+8H+：

B.V/+4H2O

C.每生成O.lmolRCN時(shí)，有0.4molOH-通過離子交換膜

D.電池工作過程中，M極區(qū)附近溶液的pH減小

3.超純水微細(xì)電解加工是在常規(guī)電解加工原理的基礎(chǔ)上，利用超純水作電解液，并采用陽離子交換膜促進(jìn)

水解離來提高超純水中OH-的濃度，使電解電流密度達(dá)到足夠蝕刻材料的一種新型電解加工工藝。銅的微

細(xì)電解加工如圖，所用的陽離子交換膜為RSO3H,RSO3H自身能解離成固定基團(tuán)RSO；和自由離子H+。下

列說法錯(cuò)誤的是（）o

/nA、H電源卜、

------1、間隙瀏方尺

、輔助電極

一陽肉子交換股

超純水出口

、LR電極

A.N為電源的負(fù)極

B.輔助電極上有氣泡產(chǎn)生

C.工件電極上的電極反應(yīng)式為Cu-2e-+2OH=CU（OH）2

D,陽離子交換膜向上的面上發(fā)生的反應(yīng)為RSO]+H。RSO3H+OH-

探究三電化學(xué)計(jì)算題

設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是（）

A.25℃,lOlkPa下，28L氫氣中質(zhì)子的數(shù)目為2.5NA

B.電解熔融CuCb，陰極增重6.4g,外電路中通過電子的數(shù)目為0.10NA

C.O.lmolHz和O.lmolb于密閉容器中充分反應(yīng)后，HI分子總數(shù)為0.2NA

D.0.20mol苯甲酸完全燃燒，生成CO2的數(shù)目為1.4NA

規(guī)律總結(jié)：解答電化學(xué)計(jì)算題，要先判斷電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，寫出電極反應(yīng)式，再根據(jù)兩電極上通過

的電量相等列式求解。

1.根據(jù)電極（或電池）反應(yīng)式計(jì)算

先根據(jù)題給信息寫出正、負(fù)極（或陰、陽極）的電極反應(yīng)式，再根據(jù)電子得失守恒寫出電池總反應(yīng)式，最

后根據(jù)題中數(shù)據(jù)列出關(guān)系式求解。

2.根據(jù)電子守恒計(jì)算

對(duì)于串聯(lián)電路，由于電路及各電極上通過的電量相等，可依據(jù)電子守恒，找出陰、陽（或正、負(fù)）兩極產(chǎn)

物之間的定量關(guān)系，結(jié)合轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，列出關(guān)系式求解。

3.根據(jù)關(guān)系式計(jì)算

根據(jù)電子得失守恒建立已知量與未知量之間的“橋梁”，確定計(jì)算所需的關(guān)系式。例如,以電路中通過4mol

電子為“橋梁”建立如下關(guān)系式：

4

朝丁2c1用七、I2)-O2-4OH-4e-?2H2?2Cu?4Ag?而M

（式中M代表金屬,n為M形成陽離子所帶電荷數(shù)）。

【變式練習(xí)】

1.（2022?湖南郴州.一模）某科研小組利用下圖裝置完成乙煥轉(zhuǎn)化為乙烯的同時(shí)為用電器供電。其中鋅板處

2

發(fā)生的反應(yīng)有：①Zn-2e-=Zn2+；②Zn2++4OH-=[Zn（OH）4]，?[Zn（0H）4]=Zn0+20H-+H20o下列說法不正

頌的是（）

珥離f交換嗅

A.電極a的電勢(shì)高于電極b的電勢(shì)

B.放電過程中正極區(qū)KOH溶液濃度保持不變，OH-從左室流向右室

C.電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為C2H2+2H2。+2e-=C2H4+201r

D.電解足量CuSCU溶液，理論上消耗2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）C2H2時(shí)，生成6.4gCu

2.下圖裝置利用一種微生物將廢水中的有機(jī)物（如淀粉）和含CO的廢氣的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，并利用

此電能模擬氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水，下列說法中一定正確的是（）

A.電解飽和食鹽水時(shí)，陽極產(chǎn)生氧氣

B.若a為碳電極、b為鐵電極，b應(yīng)與Y相連

C.當(dāng)廢氣中有28gCO被吸收轉(zhuǎn)化為甲醇時(shí)，a電極上產(chǎn)生氣體為44.8L

D.當(dāng)電路中有Imol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，電池裝置左端質(zhì)量減少12g

3.乙烯和氯氣是有機(jī)化工的基礎(chǔ)原材料，利用電解催化裝置將CO2電催化生成CR”實(shí)現(xiàn)CO?減排的同

時(shí)生產(chǎn)氯氣，下列說法正確的是（）

A.玻碳電極為陰極

B.X溶液可能為NaOH溶液

C.離子交換膜一定為陽離子交換膜

D.當(dāng)生成12molb時(shí)，生成2mola

基礎(chǔ)題組

1.（2022?河北?霸州市第一中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）海水資源的開發(fā)利用是自然資源開發(fā)利用的重要組成部分。氯堿

工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，某化學(xué)學(xué)習(xí)小組設(shè)想將其與氫氧燃料電池相結(jié)合可以有效降低能耗，其原理如下（A、B、

C、D為惰性電極）。下列說法正確的是（）

精制飽和

食T*———1褊OH潘液,

：A'<i;<BTN；交1??

換膜換膜

市疝乙池

A.乙池中C電極上的反應(yīng)為H?-2e-=2H+

B.乙池中Na+通過Na+交換膜向C電極移動(dòng)

C.甲池中每生成2moiH2,乙池中便會(huì)消耗22.4L02

通電小不

D.甲池中發(fā)生的總反應(yīng)為2NaCl+2H2O-2NaOH+Cl2T+H2T

2.（2022?廣東深圳?一模）某科研小組利用下圖裝置完成乙煥轉(zhuǎn)化為乙烯的同時(shí)為用電器供電。其中鋅板處

發(fā)生的反應(yīng)有：①Zn-2e-=Zn";②Z/++4OH-=[Zn(OH)1—；?[Zn(OH)4]"=ZnO+2OH-+H2Oo下

列說法不正確的是（

CJI,

C,H4*

A.電極a的電勢(shì)高于電極b的電勢(shì)

B.放電過程中正極區(qū)KOH溶液濃度保持不變

C.電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為C2H2+2H2。+2e=C2H4+2OH

D.電解足量C11SO4溶液，理論上消耗2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）CR2時(shí)，生成6.4gCu

3.（2022?廣東深圳?一模）我國(guó)有著豐富的海風(fēng)資源，在海水中建立風(fēng)電設(shè)備，防腐蝕是一個(gè)突出問題。下

列說法正確的是（）

A.鋼鐵構(gòu)件表面的鍍銅破損后依然會(huì)保護(hù)內(nèi)部鋼鐵不被腐蝕

B.可將鋼鐵構(gòu)件與電源負(fù)極連接臧緩腐蝕發(fā)生

C.鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為Fe-3e=Fe3+

D.海水中發(fā)生化學(xué)腐蝕的速率大于電化學(xué)腐蝕速率

4.（2022?青海?海東市第一中學(xué)一模）一種以Fe2O3為催化劑的簡(jiǎn)單高效電合成NH3工藝如圖所示（已知Fe2O3/

石墨電極上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為2Fe+N2+3H2（D=Fe2O3+2NH3）,裝置工作時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的是（）

PtFe2。?/石墨

A.ON向Pt電極遷移

B.FezCh/石墨電極上的電極反應(yīng)為Fe2O3+6e+3H2O=2Fe+6OH-

C.2.24LN2與Fe反應(yīng)生成NH3,轉(zhuǎn)移了0.6mol電子

D.總反應(yīng)為2N2+6H2O^4NH3+3O2

5.（2022?廣東佛山?模擬預(yù)測(cè)）化學(xué)創(chuàng)造美好生活。下列生產(chǎn)活動(dòng)中，沒有運(yùn)用相應(yīng)化學(xué)原理的是（）

選項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)化學(xué)原理

A環(huán)保工程師用熟石灰處理酸性廢水熟石灰具有堿性

B利用便攜式電池為手機(jī)提供能量原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

C利用黃鐵礦制備硫酸黃鐵礦中硫元素可被氧化

D利用焦炭和石英砂制取粗硅二氧化硅具有很好的光學(xué)性能

A.AB.BC.CD.D

6.（2022?廣西柳州?模擬預(yù)測(cè)）電化學(xué)廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。下列敘述正確的是（）

A.電解精煉銅時(shí)，與電源正極相連的是精銅

B.鋅銅原電池產(chǎn)生電流時(shí)，溶液中的陽離子移向Zn電極

C.用惰性電極電解足量的飽和食鹽水時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式：2Cr-2e=Cl2T

D.外接電源保護(hù)海水中鋼閘門時(shí)，應(yīng)將鋼閘門與電源的正極相連

7.（2022?廣西柳州?模擬預(yù)測(cè)）科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn-CO?水介質(zhì)電池。電池示意圖如下，電極為

金屬鋅和選擇性催化材料。放電時(shí)，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問題提供

了一種新途徑。下列說法正確的是（）

'■H;O---*充電

-H（（X）H

A.放電時(shí)，負(fù)極區(qū)pH升高

B.放電時(shí)，ImolCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4moi

C.充電時(shí)，Zn電極連電源正極

D.充電時(shí)，產(chǎn)生22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。2，生成的Zn為130g

8.（2022.新疆?博樂市高級(jí)中學(xué)（華中師大一附中博樂分校）一模）我國(guó)科學(xué)家開發(fā)了一款高壓無陽極配置

可充電鈉電池，其充電過程的原理如圖所示。下列說法正確的是（）

o?

高

輕

壓

質(zhì)

鈉

鋁

化

集

電

電

極

器

3A沸石分子篩膜

A.放電時(shí)，電子由b極經(jīng)3A沸石分子篩膜流向a極

B.放電時(shí)，a極的電極反應(yīng)式為Na++e=Na

C.充電時(shí)，b極為陽極，發(fā)生還原反應(yīng)

D.充電時(shí)，電路中每遷移2moi電子，理論上a極凈增重46g

9.（2022?新疆?二模）電解合成1,2-二氯乙烷的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列說法中不正確的是（）

A.a為電源正極

B.該裝置總反應(yīng)為CH2=CH2+2NaCl+2H2O^ClCH2CH2Cl+2NaOH+H2

C.X、Y依次為陽離子交換膜、陰離子交換膜

D.液相反應(yīng)為CH2=CH2+2CUC12=C1CH2cH2。+2CuCl（s）

10.（2022?湖南?模擬預(yù)測(cè)）北京時(shí)間2021年10月16日神舟十三號(hào)載人飛船成功發(fā)射?！吧裰邸憋w船共有太

陽能電池帆板、鎘銀蓄電池和應(yīng)急電池三種電源系統(tǒng)。鎘銀蓄電池的工作原理為Cd+2NiOOH+2H2。

放電放電

LCd（OH）2+2Ni（OH）2,緊急狀況下，應(yīng)急電池會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，工作充電放電原理為Zn+Ag2O+H2O-2Ag+

充電充電

Zn（OH）2o下列說法不正確的是（）

A.飛船在光照區(qū)運(yùn)行時(shí)，太陽能電池帆板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，為鎘銀蓄電池充電

B