热点题型06 电化学及其应用-2025年高考化学【热点·重点·难点】专练（广东专用）

热点06 电化学及其应用 （一）原电池 1.原电池模型和原理 2.确定正、负极的依据 依据 正极 负极 反应类型 还原反应 氧化反应 电极变化 质量增加,逸出气体 溶解、质量变轻 电流方向 流出 流入 电子流向 流入 流出 离子移动方向 阳离子移动方向 阴离子移动方向 电极材料 较不活泼金属或导电非金属 较活泼金属 [注意] 根据电极材料确定正、负极通常情况适用,但根本依据为自发的氧化还原反应。如Mg-Al、NaOH溶液形成的原电池中,铝作负极,因为只有铝与NaOH溶液发生氧化还原反应。 （二）电解池 1.电解池模型和原理 （1）直流电源的正极(阳极)有强的氧化能力;直流电源的负极(阴极)有强的还原能力。 （2）电极上微粒的放电顺序。 ①阴极:取决于微粒的氧化性强弱,氧化性强的先得到电子,与电极材料无关。 常见阳离子放电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。 ②阳极:若是非惰性电极作阳极,则电极失电子;若是惰性电极(Pt、C)作阳极,还原性强的先失去电子。 常见阴离子放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子(N、S、C)>F-。 ③电极上离子的放电顺序取决于其氧化性、还原性,可能会出现强氧化性阴离子在阴极放电;强还原性阳离子在阳极放电。 2.惰性电极电解电解质溶液的四种类型 电解 类型 常见电解 质实例 阳极 产物 阴极 产物 电解质 溶液变化 电解水 NaOH、 H2SO4、 Na2SO4 O2 H2 浓度增大 电解 电解质 HCl、 CuCl2 卤素 单质(Cl2) H2、 金属(Cu) 浓度减小 放氢 生碱型 NaCl 卤素 单质(Cl2) H2 生成强碱 放氧 生酸型 CuSO4、 AgNO3 O2 金属 (Cu、Ag) 生成 含氧酸 [注意] （1）电解后溶液pH的变化一方面要考虑酸碱的生成,还要考虑电解质溶液浓度变化导致水解程度的变化。 （2）电解质溶液的复原问题要本着两电极析出什么(元素),就加入什么(恰当物质)的原则。 3.电解池阳极和阴极确定 （1）若装置中给出直流电源,则可直接确定电解装置的阳极、阴极。 （2）若装置中没有给出直流电源,则要根据电解过程的特征先确定电解装置的阳极、阴极。 依据 阴极 阳极 电流方向 流出 流入 电子流向 流入 流出 离子移 动方向 阳离子移动方向 阴离子移动方向 电极产物 金属(增重)、H2 电极溶解、O2、Cl2等非金属单质 pH变化 增大(碱性增强) 减小(酸性增强) 反应类型 还原反应 氧化反应 （建议用时：40分钟） 考向01 原电池 1．（2025·广东·联考）一种电化学法制备甲醇的原理如图所示。下列说法正确的是 A．通入的一端是电池的负极 B．通入的一端发生的电极反应为 C．生产甲醇过程中左侧溶液的变大 D．电池工作过程中每生成，理论上有透过质子交换膜向右移动 【答案】B 【分析】由图可知原电池工作时，总反应的化学方程式为。 【解析】A．根据总反应判断通入的一端为负极，通入的一端为正极，A错误； B．CO得到电子，通入一端发生的电极反应为，B正确； C．电池工作时，失电子转化为，结合生成甲醇，根据守恒原则，体系中基本保持不变，C错误； D．结合总反应，当生成时，需要结合，故理论上有透过质子交换膜向右移动，D错误； 故选B。 2．（2025·广东·联考）我国科学家研究发明了锂电池“大气固碳”方法，相关装置如图所示。下列说法不正确的是 A．该电池应选非水溶剂作电解液 B．该电池固碳过程是在放电时完成 C．放电时，从电极A移向电极B D．充电时，外电路中每通过电子，会放出 【答案】D 【分析】放电时，A为负极，电极反应为，B为正极，电极反应为，充电时，A为阴极，电极反应式为，B为阳极，电极反应为，据此分析； 【解析】A．因锂与水可以反应，该电池应选非水溶剂作电解液，A正确； B．固碳过程的反应为，B正确； C．单质锂作负极，因此电极B为正极，在放电时向正极移动，C正确； D．充电时，电极B为阳极，反应是，外电路中每通过1mol电子，会放出，D错误； 故选D。 3．（2025·广东·联考）华为技术有限公司公布了黑磷锂离子电池(结构如图所示)专利，该电池技术可以在短短十分钟内为电动车提供高达1000公里的续航能力，电池反应式为。下列说法不正确的是 A．放电时，正极的电极反应式为 B．充电时，B极与电源的负极相连 C．黑磷是白磷的同素异形体，特殊的层状结构有利于锂离子快速传导 D．放电时，当电路中转移1mol电子时，理论上黑磷电极的质量增加7g 【答案】D 【分析】由总反应方程式可知，放电时，B电极为原电池的负极，LixP6在负极失去电子发生氧化反应生成锂离子和P6，电极反应式为，A电极为正极，锂离子作用下Li1−xFePO4在正极得到电子发生还原反应生成LiFePO4，电极反应式为，充电时，与直流电源正极相连的A电极为电解池的阳极，B为阴极。 【解析】A．由总反应方程式可知，放电时，电极B为原电池的负极，在负极失去电子发生氧化反应生成和，电极反应式为，电极A为正极，在正极得到电子发生还原反应生成，电极反应式为，A正确； B．充电时，与直流电源负极相连的B电极为电解池的阴极，B正确； C．黑磷是白磷的同素异形体，由图可知，黑磷的特殊层状结构有利于锂离子的快速传导，从而提升了锂离子电池的容量和充电速度，C正确； D．由分析可知，放电时，B电极为原电池的负极，LixP6在负极失去电子发生氧化反应生成锂离子和P6，电极反应式为，电路中转移1mol电子时，理论上黑磷质量减小1mol×7g/mol=7g，D错误； 故选D。 考向02 电解池 1．（2025·广东大湾区·联考）三氯乙醛是基本有机合成原料之一，是生产农药、医药的重要中间体。三氯乙醛可以通过氯气与乙醛在水溶液中反应生成：CH3CHO+3Cl2=CCl3CHO+3HCl。如图是利用乙醛和氯化钠溶液在M、N离子交换膜和直流电场的作用下生成三氯乙醛和氢氧化钠的过程。下列有关说法正确的是 A．M是阴离子膜，每生成1 mol三氯乙醛，M膜中有3 mol Cl-通过 B．电解总反应式为CH3CHO+6NaCl+6H2OCCl3CHO+6NaOH+3HCl↑+3H2↑ C．N是阳离子膜，出口b收集到的主要是NaOH溶液 D．出口a收集的是比较纯净的三氯乙醛 【答案】B 【分析】根据题意：M、N为离子交换膜，M、N中分别含有阴、阳离子，且M、N中离子移动方向相反，M膜左侧电极为阳极，阳极上是阴离子放电；N膜右侧电极为阴极，在阴极上是阳离子放电，故M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜，据此分析。 【解析】A．M膜是阴离子膜，根据反应方程式CH3CHO+3Cl2=CCl3CHO+3HCl，可知：每生成1 mol三氯乙醛，转移6 mol电子，则M膜中应该有6 mol Cl-通过移向阳极区，A错误； B．根据题意可知电解饱和NaCl水，化学方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，阳极产生的Cl2将溶液中的CH3CHO氧化，进一步发生反应：CH3CHO+3Cl2=CCl3CHO+3HCl，将两个方程式叠加，可得电解的总反应方程式为：CH3CHO+6NaCl+6H2OCCl3CHO+6NaOH+3HCl↑+3H2↑，B正确； C．N是阳离子膜，Na+通过N阳离子膜移向阴极，Cl-通过M膜移向阳极，导致出口b收集到的主要是稀NaCl溶液，C错误； D．在阳极上Cl-失去电子被氧化变为Cl2，然后在溶液中发生反应：CH3CHO+3Cl2=CCl3CHO+3HCl，因此a出口有三氯乙醛和HCl的混合溶液，而不是纯净的三氯乙醛，D错误； 故合理选项是B。 2．（2025·广东·联考）电催化含氮废水合成尿素，有助于实现碳中和及解决水污染问题。利用如下图所示装置可合成尿素。该装置工作时，下列说法不正确的是 A．电源B极为正极 B．该装置采用质子交换膜 C．a电极上发生反应： D．理论上，每生成，阳极区质量减少32g 【答案】D 【分析】a电极硝酸根离子得电子生成CO(NH2)2，a是阴极；b电极水失电子生成氧气，b是阳极。 【解析】A．b是阳极，所以电源B极为正极，故A正确； B．b是阳极，阳极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+；a是阴极，阴极反应式为，阳极生成氢离子、阴极消耗氢离子，所以该装置采用质子交换膜，故B正确； C．a是阴极，硝酸根离子得电子生成CO(NH2)2，a电极上发生反应：，故C正确； D．理论上，每生成，电路中转移4mol电子，阳极放出1mol氧气，同时有4molH+移入阴极区，所以阳极区质量减少36g，故D错误； 选D。 3．（2025·广东·联考）废水中镍和钴的分离回收有着重要意义，工业上可通过如图所示的装置将废水中的和分离。已知和乙酰丙酮不反应，下列说法不正确的是 A．电源极为正极，膜为阳离子交换膜 B．电解过程中室内硫酸的物质的量不因反应而改变 C．室中参与的反应为 D．通电过程中石墨极每产生(标准状况)气体，双极膜处有解离 【答案】D 【分析】氢离子移向Ⅳ室，根据溶液中离子移动方向，左侧石墨为阳极，右侧石墨为阴极，II室为原料室，膜b为阳离子交换膜，、进入III室，和乙酰丙酮不反应，和乙酰丙酮反应。 【解析】A．为阳极，右侧石墨为阴极，则电源极为正极，、进入III室，膜b为阳离子交换膜，故A正确； B．石墨为阴极，电极反应式为，IV室内消耗的与转移过来的数量相等，所以硫酸的物质的量不因反应而改变，故B正确； C．由题中信息可知，III室中参与的反应为，故C正确； D．通电过程中石墨极每产生(标准状况)气体，即，则有1mol氢离子移向阴极，理论上双极膜处有解离，故D错误； 选D。 4．（2025·广东江门·联考）有机电化学合成法具有绿色高效的特性，可将硝基苯合成对氨基苯酚的过程由原来的4步简化为1步，合成过程如图所示。下列说法正确的是 A．b是电源的负极 B．电解时，电子从左往右穿过质子交换膜 C．电解时每转移4mol电子，右室溶液质量减少32g D．电极X的电极反应式： 【答案】D 【分析】硝基苯转化为对氨基苯酚为还原反应，阴极发生还原反应，所以电极X为阴极，则电极Y为阳极，阴极电极反应式为：，阳极电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+。 【解析】A．据以上分析可知，电极X为阴极，电极Y为阳极，则b是电源的正极，故A错误； B．电解时，电子不能通过溶液，故B错误； C．电解时阴极电极反应式为：，阳极电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，每转移4mol电子，阳极室有4molH+通过质子交换膜进入阴极室，所以右室溶液质量减少为1molO2和4molH+质量之和，为32g+4g=36g，故C错误； D．据以上分析可知，电极X为阴极，其电极反应式：，故D正确； 故答案为：D。 5．（2025·广东肇庆·联考）科学家基于水/有机双相电解质开发了一种新型的铜锌二次电池，双相电解质建立了离子选择性界面，仅允许氯离子迁移，其放电时的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．充电时，石墨电极与电源正极相连 B．充电时，石墨电极上可发生电极反应 C．放电时，氯离子向锌电极迁移 D．放电时，理论上电路中每转移电子，锌电极质量增加 【答案】D 【分析】放电时为原电池原理，锌为负极，电极式为：Zn-2e-+2Cl-=ZnCl2，石墨为正极，电极式为：；充电时为电解池原理，锌与电源负极相连为阴极，石墨与电源正极相连为阳极。 【解析】A．根据分析，充电时，石墨电极与电源正极相连，A正确； B．充电时，石墨电极为阳极，发生氧化反应，电极反应，B正确； C．放电时，氯离子向负极，即向锌电极迁移，C正确； D．放电时，根据负极电极式，理论上电路中每转移电子，锌电极质量增加2molCl-的质量，应为：，D错误； 故选D。 考向03 电化学腐蚀与防护 1．（2025·广东·联考）深中通道是集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的超级工程，其海底隧道是国内首座采用钢壳混凝土组合结构建造的沉管隧道。下列说法不正确的是 A．混凝土中的水泥是一种硅酸盐材料 B．海水会引起钢壳锈蚀，钢壳锈蚀属于吸氧腐蚀 C．海水中发生化学腐蚀的速率大于电化学腐蚀的速率 D．在钢壳沉管的外层表面镀保护钢壳，利用了牺牲阳极法 【答案】C 【解析】A．水泥是一种无机非金属硅酸盐材料，A正确； B．海水会引起钢壳锈蚀，海水中的钢壳锈蚀属于吸氧腐蚀，铁失去电子被氧化，B正确； C．钢铁为合金，海水中发生腐蚀过程中铁与其它成分会形成原电池发生电化学腐蚀，发生化学腐蚀的速率小于电化学腐蚀的速率，C错误； D．牺牲阳极保护法应与化学性质比铁活泼的金属相连比如锌，镀保护钢壳是利用了牺牲阳极法，D正确； 故选C。 2．（2025·广东大湾区·联考）2024年5月全球钢铁产量排名显示，中国以9290万吨的产量稳居榜首。下列关于钢铁腐蚀与防护的说法不正确的是 A．钢铁发生电化学腐蚀时，铁为负极，碳为正极 B．钢铁发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O C．在钢铁表面镀铜，钢铁应与电源的负极相连 D．镀锌铁镀层破裂后仍能保护内部铁，该法是牺牲阳极法 【答案】B 【解析】A．钢铁腐蚀以电化学腐蚀为主，铁为负极，碳为正极，A正确； B．钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，B错误； C．电镀时钢铁应与电源的负极相连，作阴极，Cu2+在阴极得电子变为铜单质，C正确； D．锌比铁活泼，镀锌铁镀层破裂后，腐蚀锌而保护铁，是牺牲阳极法，D正确； 综上所述，答案为B。 3．（2025·广东广州·联考）金属腐蚀对国家经济造成的损失非常严重，我国科学家在世界最长跨海大桥——港珠澳跨海大桥防腐上采用“高性能涂层+阴极保护”联合防护思想，使得港珠澳跨海大桥预期耐久性可以达到120年，下列说法不正确的是 A．海水中钢管发生的主要是电化学腐蚀，燃气灶中心部位的铁发生的主要是化学腐蚀 B．采用涂层将海泥与钢管本身隔绝开来可以极大避免腐蚀的发生 C．将钢闸门连接到直流电源的负极加以保护是应用了牺牲阳极法 D．白铁(镀锌铁)比马口铁(镀锡铁)更耐腐蚀 【答案】C 【解析】A．海水中钢管在潮湿环境下主要是电化学腐蚀，燃气灶中心的铁生锈主要是铁和氧气在点燃条件下反应，因此主要是化学腐蚀，A正确； B．涂层将海泥与钢管本身隔绝开来，避免接触发生电化学腐蚀，B正确； C．将钢闸门连接到直流电源的负极得以保护，应用的是外接电流的阴极保护法，C错误； D．白铁(镀锌铁)中锌为负极，铁为正极，铁受到一定的保护，马口铁(镀锡铁)中铁为负极，锡为正极，因此白铁(镀锌铁)比马口铁(镀锡铁)更耐腐蚀，D正确； 答案为C。 4．（2025·广东清远·一模）嵌有铜锌的活性炭，可以将酸性废水中的亚硝酸盐转化为无污染的，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．作原电池的正极 B．周围的升高 C．表面发生的电极反应式为 D．每生成，转移电子 【答案】B 【分析】从图中可知，NO2在Cu表面转化为N2，则NO2得电子Cu为正极，因此Zn为负极。 【解析】A．Zn的金属活动性强于Cu，因此Zn作负极，A错误； B．作正极，对应的电极反应式为，反应消耗，因此会升高，B正确； C．酸性环境下，表面发生的电极反应式中不应有， C错误； D．没有说明是否为标准状况，因此无法用进行计算，D错误； 故答案选B。 5．（2025·广东汕尾·联考）炒过菜的铁锅洗净后残留水渍，不久便会被腐蚀出现红棕色锈斑。下列说法错误的是 A．铁锅用完后擦干水不易被腐蚀 B．水渍边缘腐蚀程度最严重 C．铁锅生锈主要属于化学腐蚀 D．腐蚀过程中铁作负极 【答案】C 【解析】A．钢铁中含有主要成分Fe及杂质C和周围的含有少量NaCl水膜(溶有氧气)会构成原电池，发生钢铁的吸氧腐蚀，当铁锅用完后擦干水分，就不易构成原电池，从而可以防止铁锅生锈而被腐蚀，A正确； B．炒过菜的铁锅洗净后残留水渍，铁、杂质碳及水膜中溶解的少量NaCl会发生钢铁的吸氧腐蚀，由于在水渍边缘区域氧气的浓度较大，因此该区域铁锅腐蚀程度最严重，B正确； C．铁锅生锈主要发生的是吸氧腐蚀，吸氧腐蚀属于电化学腐蚀，而不属于化学腐蚀，C错误； D．在铁锅发生吸氧腐蚀时，由于电极活动性：Fe＞C，因此Fe为原电池的负极，C为原电池的正极，D正确； 故合理选项是C。 1．（2025·黑龙江·联考）回答下列问题： （1）甲装置发生的化学反应方程式为 。阴极收集到标况下2.24L气体时，阳极溶液质量减轻 g。 （2）乙装置是一种家用环保型消毒液发生器，外接电源b为 (填“正”或“负”)极，外接电源a连接的石墨电极的电极反应式为 。 （3）一氧化氮-空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能。如图所示，某同学设计用该电池探究将雾霾中的SO2、NO转化为(NH4)2SO4的原理和电镀的原理。 ①燃料电池放电过程中负极的电极反应式 。 ②乙装置中物质A是 (填化学式)，若在标准状况下，甲装置有5.6L O2参加反应，则乙装置中通入的物质A的物质的量为 mol。 ③丙装置为铜表面镀银装置，电极D为 ，电镀一段时间后，溶液中AgNO3溶液浓度 (填“变大”、“变小”或“不变”)。 （4）“神舟”飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将太阳能转化为电能(工作原理图1)，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。当飞船运行到阴影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，镉镍蓄电池工作原理为Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2 +2Ni(OH)2。 飞船在光照区运行时，N极链接镉镍蓄电池 极(填“m”或“n”)。飞船运行到阴影区时，b室中发生的电极反应反应式为 。 【答案】（1）2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ 11.7g （2）正 2H2O+2e-=H2+OH- （3）NO+2H2O-3e-=NO+4H+ NH3 0.8mol Cu 不变 （4）m NiO(OH) + e- + H2O = Ni(OH)2+ OH- 【解析】（1）该装置是电解池，为用惰性电极电解氯化钠溶液的装置，电解方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑；阴极收集到的是氢气，当收集到标况下2.24L气体时，转移0.2mol电子，根据得失电子守恒可知，阳极也转移0.2mol电子，即收集到0.1mol氯气，同时有0.2mol钠离子移向阴极，即质量减轻0.1mol×71g/mol+0.2mol×23g/mol=11.7g； （2）用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液， NaOH在阴极区生成，Cl2在阳极区生成。按照该家用环保型消毒装置，若将阳极置于上方，则氯气一生成即逸出，不能完全与NaOH作用。因此，应将阳极置于下方，则b为正极，a为负极，外接电源a连接的石墨电极的电极反应式为2H2O+2e-=H2+OH-； （3）①由题中图示可知，左端NO中N元素化合价由+2价失电子变成+5价，发生氧化反应，为负极，则负极的电极反应式NO+2H2O-3e-=NO+4H+； ②由题中图示可知，通SO2的石墨电极与电源正极相连，为阳极，失电子发生氧化反应，其电极反应为SO2-2e-+2H2O=+4H+，通NO的石墨电极为阴极，得电子发生还原反应，其电极反应为NO+5e-+6H+= +H2O，总反应方程式为5SO2+2NO+8H2O (NH4)2SO4+4H2SO4，产物中除有(NH4)2SO4外还有H2SO4，而图中只有硫酸铵从装置乙中出来，则A为NH3；甲装置有5.6L O2参加反应，此时转移电子1mol，根据乙中总反应方程式5SO2+2NO+8H2O (NH4)2SO4+4H2SO4，可知，此时生成0.4mol硫酸，可以消耗氨气为0.8mol； ③丙装置为铜表面镀银装置，此时铜为阴极，银为阳极，根据图示可知电极D与装置甲的负极相连，则D为Cu，在电解池中电解质的浓度是不变的； （4）由图2可知，作为原电池时，m极Cd失去电子，为负极，则n为正极，结合图1可知，光照时，相当于原电池内部电子向N极移动，则N为负极，此时可知向图2中电池充电，即N接m极；飞船运行到阴影区时，图2中电池开始供电，此时n为正极，即b室中发生的电极反应反应式为NiO(OH) + e- + H2O = Ni(OH)2+ OH-。 2．（2025·广东梅州·联考）电解原理具有广泛的应用。某实验小组按照课本内容进行电解溶液实验。 （1）溶液配制： ①实验室在配制溶液时需加入少许盐酸，目的是 ；氯化铜溶液中存在：(蓝色)(黄色)  ，加热盛有溶液的试管，试管中溶液颜色变为 。 ②若要配制1000mL 2mol/L的溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，至少需要滴加0.2mol/L的盐酸 滴。(已知：，每滴溶液的体积约0.05mL，加入盐酸后溶液体积变化忽略不计) （2）按下图装置进行电解饱和溶液实验：阴极发生的电极反应为 ；阳极口放置湿润的淀粉试纸可观察到 。(填实验现象) （3）按上图电解饱和溶液一段时间后，阴极石墨棒上有异常现象：石墨棒上除有红色固体外还附着有大量白色固体。 探究异常现象： 已知：ⅰ.相关物质颜色：铜(红色)、(砖红色)、(白色)、(黄色，不稳定，易分解)。 ⅱ.易溶于浓盐酸， ⅲ.在水中不稳定，易发生歧化反应。 经检验：红色固体中无。 提出假设：红色固体是铜，白色固体是。 验证假设：设计下表实验。 序号 实验操作 实验现象 A 将有固体析出的石墨棒一端插入盛2mL稀硝酸试管中，反应完后取出，再向试管中滴加几滴溶液 石墨棒上红色和白色物质都消失；无色溶液变Ⅰ，并有无色气体产生，在接近试管口处变红色；加入溶液产生白色沉淀。 B 将有固体析出的石墨棒一端插入盛2mLⅡ的试管中，反应完后取出，再向试管中加入一定量的水 石墨棒上红色固体不溶，白色固体消失，溶液无色；加水后出现白色沉淀。 ①上表中空格处应填写的内容是：Ⅰ 、Ⅱ 。 ②实验B加水后出现白色沉淀的原因是 。 结论：猜想正确。 （4）阴极生成的电极反应式为 。 【答案】（1）抑制Cu2+水解 溶液变为黄绿色 10 （2）Cu2＋+2e－＝Cu 试纸变蓝 （3）蓝色 浓盐酸 稀释后Cl－浓度减小，与CuCl配合能力减弱，产生白色沉淀 （4）Cu2＋+e－+Cl－＝CuCl 【解析】（1）①铜离子水解，因此实验室在配制溶液时需加入少许盐酸，目的是抑制Cu2+水解；氯化铜溶液中存在：(蓝色)(黄色)  ，正方应吸热，加热盛有溶液的试管，平衡正向移动，试管中溶液颜色变为溶液变为黄绿色。 ②若要配制1000mL 2mol/L的溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，氢氧根的浓度最大为mol/L＝1×10－10mol/L，则氢离子浓度为1×10－4mol/L，氯化氢的物质的量至少为1×10－4mol，溶液体积为至少5×10－4L＝0.5mL，所以需要滴加0.2mol/L的盐酸10滴。 （2）阴极铜离子放电析出单质铜，发生的电极反应为Cu2＋+2e－＝Cu；阳极氯离子放电产生氯气，氯气能氧化碘化钾生成单质碘，则阴极口放置湿润的淀粉试纸可观察到试纸变蓝。 （3）①硝酸具有氧化性，能把铜氧化生成铜离子，则无色溶液变蓝色；CuCl易溶于浓盐酸：，加水稀释平衡逆移，有白色沉淀生成，所以2mLⅡ是浓盐酸。 ②加入浓盐酸存在平衡，由于稀释后Cl－浓度减小，与CuCl配合能力减弱，因此会产生白色沉淀。 （4）阴极铜离子得到电子结合氯离子生成CuCl，电极反应式为Cu2＋+e－+Cl－＝CuCl。 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 热点06 电化学及其应用 （一）原电池 1.原电池模型和原理 2.确定正、负极的依据 依据 正极 负极 反应类型 还原反应 氧化反应 电极变化 质量增加,逸出气体 溶解、质量变轻 电流方向 流出 流入 电子流向 流入 流出 离子移动方向 阳离子移动方向 阴离子移动方向 电极材料 较不活泼金属或导电非金属 较活泼金属 [注意] 根据电极材料确定正、负极通常情况适用,但根本依据为自发的氧化还原反应。如Mg-Al、NaOH溶液形成的原电池中,铝作负极,因为只有铝与NaOH溶液发生氧化还原反应。 （二）电解池 1.电解池模型和原理 （1）直流电源的正极(阳极)有强的氧化能力;直流电源的负极(阴极)有强的还原能力。 （2）电极上微粒的放电顺序。 ①阴极:取决于微粒的氧化性强弱,氧化性强的先得到电子,与电极材料无关。 常见阳离子放电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。 ②阳极:若是非惰性电极作阳极,则电极失电子;若是惰性电极(Pt、C)作阳极,还原性强的先失去电子。 常见阴离子放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子(N、S、C)>F-。 ③电极上离子的放电顺序取决于其氧化性、还原性,可能会出现强氧化性阴离子在阴极放电;强还原性阳离子在阳极放电。 2.惰性电极电解电解质溶液的四种类型 电解 类型 常见电解 质实例 阳极 产物 阴极 产物 电解质 溶液变化 电解水 NaOH、 H2SO4、 Na2SO4 O2 H2 浓度增大 电解 电解质 HCl、 CuCl2 卤素 单质(Cl2) H2、 金属(Cu) 浓度减小 放氢 生碱型 NaCl 卤素 单质(Cl2) H2 生成强碱 放氧 生酸型 CuSO4、 AgNO3 O2 金属 (Cu、Ag) 生成 含氧酸 [注意] （1）电解后溶液pH的变化一方面要考虑酸碱的生成,还要考虑电解质溶液浓度变化导致水解程度的变化。 （2）电解质溶液的复原问题要本着两电极析出什么(元素),就加入什么(恰当物质)的原则。 3.电解池阳极和阴极确定 （1）若装置中给出直流电源,则可直接确定电解装置的阳极、阴极。 （2）若装置中没有给出直流电源,则要根据电解过程的特征先确定电解装置的阳极、阴极。 依据 阴极 阳极 电流方向 流出 流入 电子流向 流入 流出 离子移 动方向 阳离子移动方向 阴离子移动方向 电极产物 金属(增重)、H2 电极溶解、O2、Cl2等非金属单质 pH变化 增大(碱性增强) 减小(酸性增强) 反应类型 还原反应 氧化反应 （建议用时：40分钟） 考向01 原电池 1．（2025·广东·联考）一种电化学法制备甲醇的原理如图所示。下列说法正确的是 A．通入的一端是电池的负极 B．通入的一端发生的电极反应为 C．生产甲醇过程中左侧溶液的变大 D．电池工作过程中每生成，理论上有透过质子交换膜向右移动 2．（2025·广东·联考）我国科学家研究发明了锂电池“大气固碳”方法，相关装置如图所示。下列说法不正确的是 A．该电池应选非水溶剂作电解液 B．该电池固碳过程是在放电时完成 C．放电时，从电极A移向电极B D．充电时，外电路中每通过电子，会放出 3．（2025·广东·联考）华为技术有限公司公布了黑磷锂离子电池(结构如图所示)专利，该电池技术可以在短短十分钟内为电动车提供高达1000公里的续航能力，电池反应式为。下列说法不正确的是 A．放电时，正极的电极反应式为 B．充电时，B极与电源的负极相连 C．黑磷是白磷的同素异形体，特殊的层状结构有利于锂离子快速传导 D．放电时，当电路中转移1mol电子时，理论上黑磷电极的质量增加7g 考向02 电解池 1．（2025·广东大湾区·联考）三氯乙醛是基本有机合成原料之一，是生产农药、医药的重要中间体。三氯乙醛可以通过氯气与乙醛在水溶液中反应生成：CH3CHO+3Cl2=CCl3CHO+3HCl。如图是利用乙醛和氯化钠溶液在M、N离子交换膜和直流电场的作用下生成三氯乙醛和氢氧化钠的过程。下列有关说法正确的是 A．M是阴离子膜，每生成1 mol三氯乙醛，M膜中有3 mol Cl-通过 B．电解总反应式为CH3CHO+6NaCl+6H2OCCl3CHO+6NaOH+3HCl↑+3H2↑ C．N是阳离子膜，出口b收集到的主要是NaOH溶液 D．出口a收集的是比较纯净的三氯乙醛 2．（2025·广东·联考）电催化含氮废水合成尿素，有助于实现碳中和及解决水污染问题。利用如下图所示装置可合成尿素。该装置工作时，下列说法不正确的是 A．电源B极为正极 B．该装置采用质子交换膜 C．a电极上发生反应： D．理论上，每生成，阳极区质量减少32g 3．（2025·广东·联考）废水中镍和钴的分离回收有着重要意义，工业上可通过如图所示的装置将废水中的和分离。已知和乙酰丙酮不反应，下列说法不正确的是 A．电源极为正极，膜为阳离子交换膜 B．电解过程中室内硫酸的物质的量不因反应而改变 C．室中参与的反应为 D．通电过程中石墨极每产生(标准状况)气体，双极膜处有解离 4．（2025·广东江门·联考）有机电化学合成法具有绿色高效的特性，可将硝基苯合成对氨基苯酚的过程由原来的4步简化为1步，合成过程如图所示。下列说法正确的是 A．b是电源的负极 B．电解时，电子从左往右穿过质子交换膜 C．电解时每转移4mol电子，右室溶液质量减少32g D．电极X的电极反应式： 5．（2025·广东肇庆·联考）科学家基于水/有机双相电解质开发了一种新型的铜锌二次电池，双相电解质建立了离子选择性界面，仅允许氯离子迁移，其放电时的工作原理如图所示。下列说法不正确的是 A．充电时，石墨电极与电源正极相连 B．充电时，石墨电极上可发生电极反应 C．放电时，氯离子向锌电极迁移 D．放电时，理论上电路中每转移电子，锌电极质量增加 考向03 电化学腐蚀与防护 1．（2025·广东·联考）深中通道是集“桥、岛、隧、水下互通”于一体的超级工程，其海底隧道是国内首座采用钢壳混凝土组合结构建造的沉管隧道。下列说法不正确的是 A．混凝土中的水泥是一种硅酸盐材料 B．海水会引起钢壳锈蚀，钢壳锈蚀属于吸氧腐蚀 C．海水中发生化学腐蚀的速率大于电化学腐蚀的速率 D．在钢壳沉管的外层表面镀保护钢壳，利用了牺牲阳极法 2．（2025·广东大湾区·联考）2024年5月全球钢铁产量排名显示，中国以9290万吨的产量稳居榜首。下列关于钢铁腐蚀与防护的说法不正确的是 A．钢铁发生电化学腐蚀时，铁为负极，碳为正极 B．钢铁发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O C．在钢铁表面镀铜，钢铁应与电源的负极相连 D．镀锌铁镀层破裂后仍能保护内部铁，该法是牺牲阳极法 3．（2025·广东广州·联考）金属腐蚀对国家经济造成的损失非常严重，我国科学家在世界最长跨海大桥——港珠澳跨海大桥防腐上采用“高性能涂层+阴极保护”联合防护思想，使得港珠澳跨海大桥预期耐久性可以达到120年，下列说法不正确的是 A．海水中钢管发生的主要是电化学腐蚀，燃气灶中心部位的铁发生的主要是化学腐蚀 B．采用涂层将海泥与钢管本身隔绝开来可以极大避免腐蚀的发生 C．将钢闸门连接到直流电源的负极加以保护是应用了牺牲阳极法 D．白铁(镀锌铁)比马口铁(镀锡铁)更耐腐蚀 4．（2025·广东清远·一模）嵌有铜锌的活性炭，可以将酸性废水中的亚硝酸盐转化为无污染的，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A．作原电池的正极 B．周围的升高 C．表面发生的电极反应式为 D．每生成，转移电子 5．（2025·广东汕尾·联考）炒过菜的铁锅洗净后残留水渍，不久便会被腐蚀出现红棕色锈斑。下列说法错误的是 A．铁锅用完后擦干水不易被腐蚀 B．水渍边缘腐蚀程度最严重 C．铁锅生锈主要属于化学腐蚀 D．腐蚀过程中铁作负极 1．（2025·黑龙江·联考）回答下列问题： （1）甲装置发生的化学反应方程式为 。阴极收集到标况下2.24L气体时，阳极溶液质量减轻 g。 （2）乙装置是一种家用环保型消毒液发生器，外接电源b为 (填“正”或“负”)极，外接电源a连接的石墨电极的电极反应式为 。 （3）一氧化氮-空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能。如图所示，某同学设计用该电池探究将雾霾中的SO2、NO转化为(NH4)2SO4的原理和电镀的原理。 ①燃料电池放电过程中负极的电极反应式 。 ②乙装置中物质A是 (填化学式)，若在标准状况下，甲装置有5.6L O2参加反应，则乙装置中通入的物质A的物质的量为 mol。 ③丙装置为铜表面镀银装置，电极D为 ，电镀一段时间后，溶液中AgNO3溶液浓度 (填“变大”、“变小”或“不变”)。 （4）“神舟”飞船的电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池。飞船在光照区运行时，太阳能电池帆板将太阳能转化为电能(工作原理图1)，除供给飞船使用外，多余部分用镉镍蓄电池储存起来。当飞船运行到阴影区时，镉镍蓄电池开始为飞船供电，镉镍蓄电池工作原理为Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2 +2Ni(OH)2。 飞船在光照区运行时，N极链接镉镍蓄电池 极(填“m”或“n”)。飞船运行到阴影区时，b室中发生的电极反应反应式为 。 2．（2025·广东梅州·联考）电解原理具有广泛的应用。某实验小组按照课本内容进行电解溶液实验。 （1）溶液配制： ①实验室在配制溶液时需加入少许盐酸，目的是 ；氯化铜溶液中存在：(蓝色)(黄色)  ，加热盛有溶液的试管，试管中溶液颜色变为 。 ②若要配制1000mL 2mol/L的溶液，为使配制过程中不出现浑浊现象，至少需要滴加0.2mol/L的盐酸 滴。(已知：，每滴溶液的体积约0.05mL，加入盐酸后溶液体积变化忽略不计) （2）按下图装置进行电解饱和溶液实验：阴极发生的电极反应为 ；阳极口放置湿润的淀粉试纸可观察到 。(填实验现象) （3）按上图电解饱和溶液一段时间后，阴极石墨棒上有异常现象：石墨棒上除有红色固体外还附着有大量白色固体。 探究异常现象： 已知：ⅰ.相关物质颜色：铜(红色)、(砖红色)、(白色)、(黄色，不稳定，易分解)。 ⅱ.易溶于浓盐酸， ⅲ.在水中不稳定，易发生歧化反应。 经检验：红色固体中无。 提出假设：红色固体是铜，白色固体是。 验证假设：设计下表实验。 序号 实验操作 实验现象 A 将有固体析出的石墨棒一端插入盛2mL稀硝酸试管中，反应完后取出，再向试管中滴加几滴溶液 石墨棒上红色和白色物质都消失；无色溶液变Ⅰ，并有无色气体产生，在接近试管口处变红色；加入溶液产生白色沉淀。 B 将有固体析出的石墨棒一端插入盛2mLⅡ的试管中，反应完后取出，再向试管中加入一定量的水 石墨棒上红色固体不溶，白色固体消失，溶液无色；加水后出现白色沉淀。 ①上表中空格处应填写的内容是：Ⅰ 、Ⅱ 。 ②实验B加水后出现白色沉淀的原因是 。 结论：猜想正确。 （4）阴极生成的电极反应式为 。 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$