内容正文:
电化学基础
命题角度
3年考题分布
考情预测
新型化学电源
2023·辽宁卷T11;2022·广东卷T16;2023·全国乙卷T12; 2023·山东卷T11
电化学是高考必考点,预测在2024高考中,以陌生新型二次电池以及含有离子交换膜的电解池为背景的命题将成为热点题型,因为二次电池不仅实现电极材料循环使用,符合“低耗高效”的时代需求,而且命题角度丰富,便于同时考查原电池和电解池工作原理;含有离子交换膜的电解池设问空间大,便于考查考生的探究能力。
电解原理在工农业生产中的应用
2023·湖北卷T10;2023·辽宁卷T7;2023·北京卷T5;2022·广东卷T10;2022·浙江6月卷T21;2022·北京卷T4;2022·湖北卷T14;2021·山东卷T17(4);2021·湖南卷T16Ⅱ(4)(5)
金属的腐蚀与防护
2022·广东卷T11;2020·江苏卷T11
新型化学电源
高考真题
构建解题模型
(2023·辽宁卷,T11)某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.放电时负极质量减小
B.储能过程中电能转变为化学能
C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧
D.充电总反应:Pb+S+2Fe3+PbSO4+2Fe2+
该储能电池放电时,Pb为负极,失电子结合硫酸根离子生成PbSO4,则多孔碳电极为正极,正极上Fe3+得电子转化为Fe2+,充电时,多孔碳电极为阳极,Fe2+失电子生成Fe3+,PbSO4电极为阴极,PbSO4得电子生成Pb和硫酸。
放电时负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上,负极质量增大,A错误;储能过程中,该装置为电解池,将电能转化为化学能,B正确;放电时,右侧为正极,电解质溶液中的阳离子向正极移动,左侧的H+通过质子交换膜移向右侧,C错误;充电时,总反应为PbSO4+2Fe2+===Pb+S+2Fe3+,D错误。
B
1.有关电化学装置题的思维流程
2.构建原电池模型,类比分析电池工作原理
装置图解
可逆电池模型解题
关系图示
解题模型
例:xMg+Mo3S4MgxMo3S4。
电解原理在工农业生产中的应用
高考真题
构建解题模型
(2023·湖北卷,T10)我国科学家设计如图所示的电解池,实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH溶液的浓度不变,电解生成氢气的速率为x mol·h-1。下列说法错误的是( )
A.b电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-
B.离子交换膜为阴离子交换膜
C.电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜
D.海水为电解池补水的速率为2x mol·h-1
由图可知,该装置为电解水制取氢气的装置,a电极与电源正极相连,为电解池的阳极,b电极与电源负极相连,为电解池的阴极,阴极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,阳极反应式为4OH--4e-===O2↑+2H2O,电池总反应为2H2O2H2↑+O2↑。
b电极为阴极,发生还原反应,电极反应式为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,A正确;该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变,阳极发生的电极反应式为4OH--4e-===O2↑+2H2O,为保持OH-浓度不变,则阴极产生的OH-要通过离子交换膜进入阳极室,即离子交换膜应为阴离子交换摸,B正确;电解时电解槽中不断有水被消耗,海水中的动能高的水可穿过PTFE膜,为电解池补水,C正确;由电解总反应可知,每生成1 mol H2要消耗1 mol H2O,生成H2的速率为x mol·h-1,则补水的速率也应是x mol·h-1,D错误。
D
1.电解池原理及应用
(1)图解电解池工作原理(阳极为惰性电极)
(2)正确判断电极产物
①阳极产物的判断首先看电极,如果是活性电极作阳极,则电极材料失电子,电极溶解(注意:铁作阳极溶解生成Fe2+,而不是Fe3+);如果是惰性电极,则需看溶液中阴离子的失电子能力,阴离子放电顺序为S2->I->Br->Cl->OH-(水)。
②阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断:
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+。
2.构建电解池模型类比分析多室电解
电解池模型
惰性电极电解CuCl2溶液
多室电解池
三室电渗析法处理Na2SO4废水
金属的腐蚀与防护
高考真题
构建解题模型
(2022·广东卷,T11)为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果,将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3 % NaCl溶液中。一段时间后,取溶液分别实验,能说明铁片没有被腐蚀的是( )
A.加入AgNO3溶液产生沉淀
B.加入