备战2021年高考化学一轮复习 易错09 电化学基础(全国通用） 学案

易错09 电化学基础（选择题）
【易错分析】
1.原电池中正、负极的判断
原电池的正、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。如Al、Mg和NaOH溶液构成的原电池中,Al为负极,Mg为正极。
2.可充电电池放电与充电时的电极反应
(1)充电时电极的连接:充电的目的是使电池恢复其供电能力,因此负极应与电源的负极相连以获得电子,可简记为负接负后作阴极,正接正后作阳极。
(2)工作时的电极反应式:同一电极上的电极反应式、电池的总反应式,在充电与放电时,形式上恰好相反(同一电极周围,充电与放电时电解质溶液中pH的变化趋势也恰好相反)。
3.燃料电池的关键点
(1)要注意介质是什么?是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。
(2)通入负极的物质为燃料,通入正极的物质为氧气。
(3)通过介质中离子的移动方向,可判断电池的正负极,同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。
4.电池电极反应式书写
(1)H+在碱性环境中不存在。
(2)O2-在水溶液中不存在,在酸性环境中结合H+,生成H2O,在中性或碱性环境中结合H2O,生成OH-。
(3)熟记“离子趋向”,抓住“电荷守恒”,熟练书写燃料电池的电极反应式。
①阳离子趋向正极,在正极上参与反应,在负极上生成(如H+);阴离子趋向负极,在负极上参与反应,在正极上生成(如OH-、O2-、CO32—)。
②“-ne-”相当于正电荷,“+ne-”相当于负电荷,依据电荷守恒配平其他物质的系数。
③电池总反应式=正极反应式+负极反应式。

【错题纠正】
例题1、铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是

A．正极反应为：Zn－2e－===Zn2＋ B．电池反应为：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
C．在外电路中，电子从正极流向负极 D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
【解析】该电池中锌为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，铜为正极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，A项错误；电池总反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，B项正确；原电池工作时，外电路中电子从负极经导线流向正极，C项错误；负极上由于锌放电，ZnSO4溶液中Zn2＋浓度增大，故盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液，D项错误。答案：B
例题2、三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是

A．通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大
B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C．负极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低
D．当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成
【解析】A项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由于生成H＋，正极区溶液中阳离子增多，故中间隔室的SO向正极迁移，正极区溶液的pH减小。B项负极区发生的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴离子增多，中间隔室的Na＋向负极迁移，故负极区产生NaOH，正极区产生H2SO4。C项由B项分析可知，负极区产生OH－，负极区溶液的pH升高。D项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，当电路中通过1 mol电子的电量时，生成0.25 mol O2。答案：B
【知识清单】
1．两池(原电池、电解池)判定规律：首先观察是否有外接电源，若无外接电源，则可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析，判定思路主要是“四看”：先看电极，其次看是否自发发生氧化还原反应，再看电解质溶液，最后看是否形成闭合回路。若有外接电源，两电极插入电解质溶液中，则是电解池。
2．电极反应：
(1)原电池：正极：得到电子，发生还原反应；负极：失去电子，发生氧化反应。
(2)电解池：阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。
(3)充电电池：负接负为阴极，正接正为阳极。放电时的负极和充电时的阳极发生氧化反应；放电时的正极和充电时的阴极发生还原反应。
3．粒子移动：
(1)原电池：阴离子→负极，阳离子→正极。电子从负极到正极
(2)电解池：阴离子→阳极，阳离子→阴极。电子从负极到阴极，从阳极到正极。
4.判断溶液PH的变化：如果判断的是整个电解质溶液PH的变化，就要分析总的化学方程式，生成或消耗酸碱的情况。如果判断的是某极区溶液PH的变化，就要分析这个极区的电极反应，生成或消耗H+或OH的情况。
5．电解规律：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)；阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋
6.恢复原态措施：电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2＋完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2＋完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。
7.电解类型：电解水型(如电解Na2SO4、H2SO4、NaOH溶液等)；电解电解质型(如电解CuCl2溶液盐酸等)；放氢生碱型(如电解NaCl、MgCl2溶液等)；放氧生酸型(如电解CuSO4、AgNO3溶液等)。
【变式练习】
1. 镁－次氯酸盐燃料电池的工作原理如图，该电池反应为： Mg ＋ClO－＋H2O===Mg(OH)2＋ Cl－。下列有关说法正确的是

A．电池工作时，C溶液中的溶质是MgCl2
B. 电池工作时，正极a附近的pH将不断增大
C．负极反应式：ClO－－2e－＋H2O===Cl－＋2OH－
D. b电极发生还原反应，每转移0.1 mol电子，理论上生成0.1 mol Cl－
2. 某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6(x