高三化學(xué)電化學(xué)專題復(fù)習(xí)資料包電化學(xué)是高中化學(xué)的核心板塊，貫穿氧化還原反應(yīng)原理，在高考中常以選擇題、工業(yè)流程、實驗探究等形式考查，分值占比高。本資料包從核心原理、典型題型、解題策略三方面梳理，助力構(gòu)建系統(tǒng)的電化學(xué)知識體系。模塊一：原電池原理與應(yīng)用1.核心概念與構(gòu)成條件原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，本質(zhì)是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)（$\DeltaG<0$）。構(gòu)成需滿足：兩個活潑性不同的電極（或?qū)щ姺墙饘伲缡?；電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）；閉合回路；自發(fā)的氧化還原反應(yīng)（如$\ce{Zn+H_{2}SO_{4}=ZnSO_{4}+H_{2}\uparrow}$可設(shè)計為原電池）。2.電極判斷與工作原理電極判斷需結(jié)合多視角分析：材料視角：一般活潑金屬為負(fù)極（特殊情況：$\ce{Mg-Al-NaOH}$溶液中，$\ce{Al}$為負(fù)極；$\ce{Cu-Fe-濃HNO_{3}}$中，$\ce{Cu}$為負(fù)極，因$\ce{Fe}$鈍化）。電子流向：負(fù)極$\boldsymbol{\to}$外電路$\boldsymbol{\to}$正極（電子從負(fù)極流出，流入正極）。離子移動：陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極（電解質(zhì)溶液中）。工作原理示例（$\ce{Zn-Cu-H_{2}SO_{4}}$原電池）：負(fù)極（$\ce{Zn}$）：$\ce{Zn-2e^{-}=Zn^{2+}}$（氧化反應(yīng)，金屬溶解）；正極（$\ce{Cu}$）：$\ce{2H^{+}+2e^{-}=H_{2}\uparrow}$（還原反應(yīng)，產(chǎn)生氣泡）；總反應(yīng)：$\ce{Zn+H_{2}SO_{4}=ZnSO_{4}+H_{2}\uparrow}$。3.電極反應(yīng)式的書寫技巧步驟：判電極→析環(huán)境→配守恒（電子、電荷、原子守恒）。示例（堿性$\ce{CH_{4}}$燃料電池，電解質(zhì)為$\ce{KOH}$溶液）：負(fù)極（$\ce{CH_{4}}$失電子，堿性環(huán)境生成$\ce{CO^{2-}_{3}}$）：$\ce{CH_{4}+10OH^{-}-8e^{-}=CO^{2-}_{3}+7H_{2}O}$；正極（$\ce{O_{2}}$得電子，生成$\ce{OH^{-}}$）：$\ce{2O_{2}+4H_{2}O+8e^{-}=8OH^{-}}$；總反應(yīng)：$\ce{CH_{4}+2O_{2}+2KOH=K_{2}CO_{3}+3H_{2}O}$（正負(fù)極反應(yīng)相加，消去電子）。4.典型例題與易錯點例題：$\ce{Al、Cu}$與濃$\ce{HNO_{3}}$組成原電池，判斷正負(fù)極并寫電極反應(yīng)。解析：常溫下$\ce{Al}$遇濃$\ce{HNO_{3}}$鈍化，$\ce{Cu}$與濃$\ce{HNO_{3}}$反應(yīng)（$\ce{Cu+4HNO_{3}(濃)=Cu(NO_{3})_{2}+2NO_{2}\uparrow+2H_{2}O}$），故$\ce{Cu}$為負(fù)極，$\ce{Al}$為正極。負(fù)極：$\ce{Cu-2e^{-}=Cu^{2+}}$；正極：$\ce{2NO^{-}_{3}+4H^{+}+2e^{-}=2NO_{2}\uparrow+2H_{2}O}$。易錯點：機械認(rèn)為“活潑金屬一定是負(fù)極”，忽略“鈍化”“特殊反應(yīng)環(huán)境”的影響。模塊二：電解池原理與應(yīng)用1.核心概念與構(gòu)成條件電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，本質(zhì)是強制的氧化還原反應(yīng)（非自發(fā)，需外接電源）。構(gòu)成需滿足：外接直流電源；兩個電極（活性或惰性）；電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）；閉合回路。2.電極判斷與放電順序電極判斷：與電源正極相連的為陽極（氧化反應(yīng)，失電子）；與電源負(fù)極相連的為陰極（還原反應(yīng)，得電子）。放電順序（離子反應(yīng)優(yōu)先級）：陽極（氧化反應(yīng)）：活性電極（如$\ce{Cu、Fe}$）：電極本身失電子（如$\ce{Cu-2e^{-}=Cu^{2+}}$）；惰性電極（如$\ce{Pt、石墨}$）：陰離子失電子，順序為$\boldsymbol{\ce{S^{2-}>I^{-}>Br^{-}>Cl^{-}>OH^{-}(水)>含氧酸根}}$（如$\ce{SO^{2-}_{4}、NO^{-}_{3}}$一般不放電）。陰極（還原反應(yīng)）：陽離子得電子，順序為$\boldsymbol{\ce{Ag^{+}>Fe^{3+}>Cu^{2+}>H^{+}(酸)>Fe^{2+}>Zn^{2+}>H^{+}(水)>Al^{3+}...}}$（$\ce{H^{+}(水)}$指中性/弱酸性溶液中水電離的$\ce{H^{+}}$）。3.電解規(guī)律與電極反應(yīng)式書寫以惰性電極為例，電解規(guī)律分四類：電解類型電解質(zhì)示例陽極反應(yīng)（氧化）陰極反應(yīng)（還原）總反應(yīng)------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------電解水型$\ce{NaOH、H_{2}SO_{4}、Na_{2}SO_{4}}$$\ce{4OH^{-}-4e^{-}=2H_{2}O+O_{2}\uparrow}$$\ce{4H^{+}+4e^{-}=2H_{2}\uparrow}$$\ce{2H_{2}O\xlongequal{通電}2H_{2}\uparrow+O_{2}\uparrow}$電解電解質(zhì)型$\ce{CuCl_{2}}$$\ce{2Cl^{-}-2e^{-}=Cl_{2}\uparrow}$$\ce{Cu^{2+}+2e^{-}=Cu}$$\ce{CuCl_{2}\xlongequal{通電}Cu+Cl_{2}\uparrow}$放氫生堿型$\ce{NaCl}$$\ce{2Cl^{-}-2e^{-}=Cl_{2}\uparrow}$$\ce{2H_{2}O+2e^{-}=H_{2}\uparrow+2OH^{-}}$$\ce{2NaCl+2H_{2}O\xlongequal{通電}2NaOH+H_{2}\uparrow+Cl_{2}\uparrow}$放氧生酸型$\ce{CuSO_{4}}$$\ce{2H_{2}O-4e^{-}=O_{2}\uparrow+4H^{+}}$$\ce{Cu^{2+}+2e^{-}=Cu}$$\ce{2CuSO_{4}+2H_{2}O\xlongequal{通電}2Cu+O_{2}\uparrow+2H_{2}SO_{4}}$4.典型例題與易錯點例題：石墨電極電解$\ce{MgCl_{2}}$溶液，寫電極反應(yīng)和總反應(yīng)。解析：陽極$\ce{Cl^{-}}$放電（$\ce{Cl^{-}>OH^{-}}$），陰極$\ce{H^{+}(水)}$放電，$\ce{Mg^{2+}}$與$\ce{OH^{-}}$生成$\ce{Mg(OH)_{2}}$沉淀。陽極：$\ce{2Cl^{-}-2e^{-}=Cl_{2}\uparrow}$；陰極：$\ce{Mg^{2+}+2H_{2}O+2e^{-}=H_{2}\uparrow+Mg(OH)_{2}\downarrow}$；總反應(yīng)：$\ce{MgCl_{2}+2H_{2}O\xlongequal{通電}Mg(OH)_{2}\downarrow+H_{2}\uparrow+Cl_{2}\uparrow}$。易錯點：忽略電解過程中離子的后續(xù)反應(yīng)（如$\ce{Mg^{2+}}$與$\ce{OH^{-}}$生成沉淀），僅寫電極反應(yīng)的離子反應(yīng)。模塊三：電化學(xué)綜合應(yīng)用1.金屬的腐蝕與防護腐蝕類型：化學(xué)腐蝕：金屬與非電解質(zhì)直接反應(yīng)（如$\ce{Fe}$與$\ce{Cl_{2}}$反應(yīng)），無電流。電化學(xué)腐蝕：金屬在電解質(zhì)溶液中形成原電池，分為析氫腐蝕（酸性環(huán)境，如鋼鐵在酸雨）和吸氧腐蝕（中性/弱酸性環(huán)境，如鋼鐵在潮濕空氣）。吸氧腐蝕（$\ce{Fe}$為例）：負(fù)極：$\ce{2Fe-4e^{-}=2Fe^{2+}}$；正極：$\ce{O_{2}+2H_{2}O+4e^{-}=4OH^{-}}$；后續(xù)：$\ce{Fe^{2+}+2OH^{-}=Fe(OH)_{2}\downarrow}$；$\ce{4Fe(OH)_{2}+O_{2}+2H_{2}O=4Fe(OH)_{3}}$（最終生成鐵銹$\ce{Fe_{2}O_{3}\cdotxH_{2}O}$）。防護方法：犧牲陽極的陰極保護法（原電池）：用活潑金屬作陽極（如輪船底部鑲鋅塊，$\ce{Zn}$被腐蝕，$\ce{Fe}$被保護）。外加電流的陰極保護法（電解池）：被保護金屬作陰極，接電源負(fù)極（如地下鋼鐵管道接電源負(fù)極）。2.可充電電池（二次電池）核心關(guān)系：放電為原電池，充電為電解池；放電時的負(fù)極（失電子）充電時為陰極（得電子），放電時的正極（得電子）充電時為陽極（失電子）。示例（鉛蓄電池，電解質(zhì)$\ce{H_{2}SO_{4}}$）：放電（原電池）：負(fù)極（$\ce{Pb}$）：$\ce{Pb+SO^{2-}_{4}-2e^{-}=PbSO_{4}}$；正極（$\ce{PbO_{2}}$）：$\ce{PbO_{2}+4H^{+}+SO^{2-}_{4}+2e^{-}=PbSO_{4}+2H_{2}O}$；總反應(yīng)：$\ce{Pb+PbO_{2}+2H_{2}SO_{4}=2PbSO_{4}+2H_{2}O}$。充電（電解池）：陰極（放電負(fù)極的逆反應(yīng)）：$\ce{PbSO_{4}+2e^{-}=Pb+SO^{2-}_{4}}$；陽極（放電正極的逆反應(yīng)）：$\ce{PbSO_{4}+2H_{2}O-2e^{-}=PbO_{2}+4H^{+}+SO^{2-}_{4}}$；總反應(yīng)：$\ce{2PbSO_{4}+2H_{2}O\xlongequal{通電}Pb+PbO_{2}+2H_{2}SO_{4}}$。3.電化學(xué)計算核心方法：電子守恒法（電路中通過的電子數(shù)相等，即負(fù)極失電子總數(shù)=正極得電子總數(shù)=陽極失電子總數(shù)=陰極得電子總數(shù)）。示例：惰性電極電解$\ce{CuSO_{4}}$溶液，電路通過$0.2\\text{mol}$電子時，求析出$\ce{Cu}$的質(zhì)量和陽極$\ce{O_{2}}$體積（標(biāo)況）。陰極：$\ce{Cu^{2+}+2e^{-}=Cu}$，$n(\ce{Cu})=\frac{0.2\\text{mol}}{2}=0.1\\text{mol}$，$m(\ce{Cu})=0.1\\text{mol}\times64\\text{g/mol}=6.4\\text{g}$；陽極：$\ce{2H_{2}O-4e^{-}=O_{2}\uparrow+4H^{+}}$，$n(\ce{O_{2}})=\frac{0.2\\text{mol}}{4}=0.05\\text{mol}$，$V(\ce{O_{2}})=0.05\\text{mol}\times22.4\\text{L/mol}=1.12\\text{L}$。模塊四：高考真題實戰(zhàn)與解題策略1.真題示例（節(jié)選）例題（2023·全國卷）：新型鋅-碘液流電池工作原理如圖（電解液含$\ce{ZnI_{2}}$和$\ce{KI}$）。下列說法錯誤的是（）A.放電時，$\ce{a}$極反應(yīng)為$\ce{I_{2}+2e^{-}=2I^{-}}$B.放電時，溶液中$\ce{I^{-}}$向$\ce$極移動C.充電時，$\ce$極反應(yīng)為$\ce{Zn^{2+}+2e^{-}=Zn}$D.充電時，$\ce{a}$極接電源正極解析：放電時，$\ce{Zn}$（$\ce$極）失電子為負(fù)極，$\ce{I_{2}}$（$\ce{a}$極）得電子為正極。A：放電時$\ce{a}$極（正極）$\ce{I_{2}}$得電子生成$\ce{I^{-}}$，正確；B：放電時陰離子（$\ce{I^{-}}$）向負(fù)極（$\ce$極）移動，正確；C：充電時$\ce$極為陰極，發(fā)生放電負(fù)極反應(yīng)的逆過程（$\ce{Zn^{2+}+2e^{-}=Zn}$），正確；D：充電時$\ce{a}$極為陽極，接電源正極，正確？（若題目問錯誤，需重新審視，此處重點展示“充放電電極對應(yīng)關(guān)系”的分析邏輯）。2.解題策略總結(jié)電極判斷：原電池看活潑性（記特殊情況），電解池看電源連接；反應(yīng)式書寫：判電極→析環(huán)