重难点07 电化学-2024年高考化学【热点·重点·难点】专练（江苏专用）

重难点07 电化学 电化学是历年高考的重要考点之一，很好的落实了宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、科学精神与社会责任等学科素养。明确原电池过程、图示中的物质转化是解题的关键。考查的内容为：提供电极材料和电解质溶液判断能否形成原电池，原电池电极名称判断及电极反应式的书写及产物的判断和计算，，提供反应方程式设计原电池，结合图像考查电极质量或电解质溶液质量分数的变化。展望2023年高考化学试题呈现仍然会以我国化学领域最近取得的重大创新科研成果为载体考查考生的必备知识和关键能力，考查社会主义核心价值观个人层面的爱国精神，落实了立德树人的教育根本任务。 一、原电池的工作原理及应用 1．单液电池 2．双液电池 3．间接电池 媒质也称为“电对”或“介对”，其首先在电极表面失去(或得到)电子，形成氧化态(或还原态)在电解溶液中进一步氧化(或还原)反应基质，最终生成目的产物。 其原理如下图所示： 4．二次电池 5．燃料电池电极反应式的书写(以氢氧燃料电池为例) 二、电解池原理及应用 1．电解池的工作原理 2．电极上离子放电顺序 (1)阴极：与电极材料无关。氧化性强的先放电，放电顺序： (2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。若是惰性电极作阳极，放电顺序： ①放电指的是电极上的得、失电子。 ②活性电极指的是除去Au、Pt以外的金属，惰性电极指的是Pt、Au、C电极，不参与电极反应。 ③阴极材料若为金属电极，一般是增强导电性但不参与反应。 3．惰性电极电解电解质溶液的四种类型 4．电解原理的应用 （1）电解饱和食盐水（氯碱工业） 阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反应) 阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑(还原反应) 总反应方程式：2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ （2） 电解精炼铜 ：电极材料：阳极为粗铜；阴极为纯铜。 电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。电极反应：阳极：Zn－2e－==Zn2＋、Fe－2e－==Fe2＋、Ni－2e－==Ni2＋、Cu－2e－==Cu2＋；阴极：Cu2＋＋2e－==Cu。阳极泥的形成：在电解过程中，活动性位于铜之后的银、金等杂质，难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。 （3） 电镀：图为金属表面镀银的工作示意图 镀件作阴极，镀层金属银作阳极。电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。 电极反应：阳极：Ag－e－===Ag＋；阴极：Ag＋＋e－===Ag。特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。 3、 金属的腐蚀与防护 1．化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属跟非金属单质直接接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触 现象 无电流产生 有微弱电流产生 本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化 联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 2．析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以钢铁的腐蚀为例进行分析） 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性 电极 反应 负极 Fe－2e－===Fe2＋ 正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 总反应式 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2 联系 吸氧腐蚀更普遍 3． 金属的防护 (1)电化学防护。①牺牲阳极的阴极保护法—原电池原理a．负极：比被保护金属活泼的金属； b．正极：被保护的金属设备。②外加电流的阴极保护法—电解原理 a．阴极：被保护的金属设备； b．阳极：惰性金属或石墨。 (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。 1. （2023江苏卷节选）（3）催化电解吸收的KOH溶液可将转化为有机物。在相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分还原产物的法拉第效率()随电解电压的变化如图乙所示。 其中，，n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量，F表示法拉第常数。 ①当电解电压为时，电解过程中含碳还原产物的为0，阴极主要还原产物为___________(填化学式)。 ②当电解电压为时，阴极由生成的电极反应式为___________。 ③当电解电压为时，电解生成的和的物质的量之比为___________(写出计算过程)。 3. （2021·江苏卷）通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2(如图)；②在90℃将NiOOH与H2O反应生成Ni(OH)2并获得O2。下列说法正确的是 A. 电解后KOH溶液的物质的量浓度减小 B. 电解时阳极电极