热点05 电化学及其应用-2024年高考化学【热点·重点·难点】专练（新高考专用）（解析版）.docxVIP

热点05电化学及其应用

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电化学及其应用

考向一原电池的工作原理及应用

考向二电解池的工作原理及应用

考向三新型一次电池

考向四新型二次电池

考向五多室隔膜电池

考向六燃料电池

考向七金属的腐蚀与防护

电化学是高考的热点，试题的背景较为新颖。近年的高考通常以新型燃料电池、比能量高的新型电池为载体，考查原电池的工作原理，或将原电池、电解原理与物质的制备、金属的提纯、金属的防护结合起来考查。复习时建议关注以下几点：

(1)电极的判断和电极反应式的书写。

(2)电解质溶液pH的判断及电化学中的计算。

(3)膜电池中隔膜的作用。

(4)加强对新型燃料电池、新型可充电电池的关注。

预计2024年高考选择题中，仍然以某一个新型电池为背景考查电化学知识，结合物质的制备、废弃物的处理等内容进行考察，电极反应方程式的书写或正误判断、离子移动的方向、电极产物种类的判断与量的计算等仍是考察的重点。

【策略1】掌握原电池的原理及应用

1．原电池正、负极的判断方法

【注意】

①活泼性强的金属不一定作负极，对于某些原电池，如镁、铝和NaOH溶液组成的原电池，Al作负极，Mg作正极。原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成思维定式——活泼金属一定是负极，但负极一定发生氧化反应。

②电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥和导线(即电子不下水，离子不上岸)。

③负极失去电子总数一定等于正极得到电子总数。

2．原电池原理的应用

(1)设计制作化学电源

例：①根据Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag设计电池：

②根据反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2设计原电池：

①不含盐桥

②含盐桥

负极：Cu－2e－===Cu2＋

正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋

(2)加快化学反应速率

一个自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率增大。如在Zn与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液构成原电池，反应速率增大。

(3)比较金属的活动性强弱

原电池中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或非金属导体)作正极。

(4)用于金属的防护

使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如：要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。

【策略2】熟悉常见的化学电源

1．一次电池——干电池

(1)碱性锌锰电池

碱性锌锰电池的负极是Zn，正极是MnO2，电解质是KOH，其电极反应如下：

总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。

负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2；

正极：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnO(OH)＋2OH－；

(2)银锌电池

银锌电池的负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH，其电极反应如下：

总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。

负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2；

正极：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－；

2．二次电池——充电电池或蓄电池

放电后可以再充电而反复使用的电池，又称为可充电电池或蓄电池。

(1)铅酸蓄电池

铅酸蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2，电解质溶液为稀H2SO4。

铅酸蓄电池总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。

①放电时的反应

负极反应：Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－===PbSO4；

正极反应：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－===PbSO4＋2H2O。

②充电时的反应

阴极反应：PbSO4＋2e－===Pb＋SOeq\o\al(2－,4)；

阳极反应：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)。

(2)锂离子电池

一种锂离子电池，其负极材料为嵌锂石墨(LixCy)，正极材料为LiCoO2(钴酸锂)，电解质溶液为LiPF6(六氟磷酸锂)的碳酸酯溶液(无水)，其总反应为LixCy＋Li1－xCoO2LiCoO2＋Cy，其放电时电极反应式为

负极：LixCy－xe－===xLi＋＋Cy；

正极：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2。

3．分析可充电电池问题“三注意”

(1)放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。

(2)充电电池需要注意的是充电、放电的反应不能理解为可逆反应。

(3)充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应恰与放电时的正极反应相反，充电时的阴极反应恰与放电时的负极反应相反。故二次电池充电时，可充电电池的正极连接外接电源的正极，可充电电池的负极连接外接电源的负极。简单记为“