熟记规律轻松解决高考电化学选择题

王永

[摘 要]电化学是高中化学重要内容，也是近年的高频考点，在考查时主要以选择题形式出现，通过对近几年高考选择题选项的综合分析，从四点出发，总结出了电化学选择题解题技巧、规律与策略，以期学生能够顺利解决高考电化学选择题。

[关键词]   高中化学;解题技巧;规律

一、高频考点及解题策略

（一）电极及电极反应式正误的判断

在电化学中发生氧化反应（失去电子）的电极为阳极，发生还原反应（得到电子）的电极为阴极。规律：阳极发生氧化反应（失去电子），阴极发生还原反应（得到电子）。

【解题策略】①认真分析题意（或图示）结合选择题的选项，根据口诀可以判断装置的阴阳极。例如：在图示中电子流出的是负极（原电池）或阳极（电解池），电子流入的是正极（原电池）或阴极（电解池）;在电解质溶液中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。

②若是原电池：上述判断的阳极即为负极，阴极即为正极;若是燃料电池：通燃料的是负极，通空气或氧气的是正极。例如甲烷燃料电池，则通甲烷的是负极，通空气的是正极。

③一般根据得失电子即可判断电极反应式的正误，阳极失去电子，阴极得到电子。但有时还要结合电解质溶液、电极产物和转移电子数来分析。

（二）电子、离子移动方向

我们首先要明确电子只能通过导线或固体电极不能从电解质溶液中通过，而离子可以通过电解质溶液或者固体电解质。规律：阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。

【解题策略】原电池：①电子移动方向：电子沿导线从负极流向正极;

②离子移动方向：阳离子向正极（阴极）移动，阴离子向负极（阳极）移动。

电解池：①电子移动方向：电子从直流电源负极流出，流入阴极;再从阳极流出，流入直流电源正极。

②离子移动方向：阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。

（三）电极附近及电解质溶液PH的变化

电解质溶液PH的变化与溶液中c（H+）或c（OH-）的变化有关，在解题中注意分析电极反应或总反应方程式中c（H+）或c（OH-）的变化。规律：电极附近的PH变化看电极反应，电解质溶液PH的变化看总反应。

【解题策略】①电极附近的PH变化看电极反应：某电极如果消耗H+或生成OH-则PH变大;如果消耗OH-或生成H+则PH变小。

例如：阳极发生4OH--4e-[         ]2H2O+O2↑则该电极附近PH变小;再如正极发生2H++2e-[         ]H2↑则电极附近PH变大。

②电解质溶液PH的变化看总反应：总反应若只消耗H+则PH变大;若只消耗OH-则PH变小;若总反应相当于只生成水或消耗水，还要根据原溶液的酸碱性來判断，若原溶液呈中性则溶液PH不变，若原溶液呈酸性生成水则溶液PH变大（消耗水溶液PH变小），若原溶液呈碱性生成水则溶液PH变小（消耗水溶液PH变大）。

例如：电池总反应Zn+2H+[         ]Zn2++H2↑则电解质溶液PH变大;惰性电极电解硫酸铜溶液阳极：4OH--4e-[         ]2H2O+O2↑，阴极：2Cu2++4e-=2Cu则阳极附近PH变小，电解质溶液PH变小;惰性电极电解Na2SO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液实质都是消耗水但电解质溶液PH的变化分别为不变、变小和变大。

（四）电极产物的判断以及电化学的相关计算

在电化学中电极产物是与电解质接触的，因此判断电极产物时要不忽略介质（电解质）参与反应，相关量计算时的主要依据为电子守恒即在串联电路中，通过每个电极的电子数均相等。规律：判断电极产物时不忽略介质参与反应，相关量计算时遵循电子守恒。

【解题策略】①电极产物的判断：电极反应物得失电子后在电解质溶液中要能够稳定存在即判断电极产物时要不忽略介质参与。例如：在氢氧燃料电池中若电解质为H2SO4溶液，则负极产物为H+ ，正极产物为H2O;若电解质为NaOH溶液，则负极产物为H2O，正极产物为OH-。

②相关量的计算要以电极反应或总反应为依据，遵循电子守恒。

例如：在惰性电极电解CuSO4溶液中，若电路中通过2mol电子，计算电极产物的量。

阳极：4OH--4e-[         ]2H2O+ O2↑     阴极：2Cu2++ 4e-[         ] 2Cu

4      1            4   2

2mol   0.25mol（标况下5.6L）    2mol  1mol（64g）

二、高考真题赏析

例1.（2016·新课标全国Ⅰ，11）三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图1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SO42-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SO42-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1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成

【解析】答案为B。本题为电解池，负极区是阴极区，正极区是阳极区，阴离子向阳极极移动，阳离子向阴极极移动，即SO42-离子向正极区移动，Na+ 向负极区移动，正极区水电离的OH-发生氧化反应生成氧气，H+留在正极区，该极得到H2SO4产品，溶液pH减小，负极区水电离的H+发生还原反应生成氢气，OH-留在负极区，该极得到NaOH产品，溶液pH增大，且负极区应发生还原反应，故A、C项错误，B正确;相当于电解水，根据电解水的方程式可计算出当电路中通过1 mol电子时，会有0.25 mol的O2生成，D错误。

【点评】本题较全面地考查了电解中的离子移动方向、电极PH的变化、电极反应式的书写以及相关计算，既有理解记忆的知识也有相关计算，在解题时要注意电极反应和总反应的重要作用。

例2.（2015·课标全国卷Ⅰ，11，6分）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图2所示。下列有关微生物电池的说法错误的是（ ）

A.正极反应中有CO2生成

B.微生物促进了反应中电子的转移

C.质子通过交换膜从负极区移向正极区

D.电池总反应为C6H12O6+6O2[         ]6CO2+6H2O

【解析】答案为A。本题是原电池，微生物电池的原理是在微生物作用下O2与C6H12O6发生氧化还原反应，将化学能转化为电能，B正确;氧气在正极反应，由于质子交换膜只允许H+通过，则正极反应为：O2+4e-+4H+[         ]2H2O，没有CO2生成，A项错误;负极没有氧气参与，发生反应：C6H12O6-24e-+6H2O[         ]6CO2+24H+，H+在負极区生成，移向正极区，在正极被消耗，C项正确;总反应为：C6H12O6+6O2[         ]6CO2+6H2O，D项正确。

【点评】本题考查化学电源新型电池，为高频考点，正确判断电解质溶液酸碱性是解本题关键，所有原电池中都是负极上失电子发生氧化反应、正极上得电子发生还原反应，难点是电极反应式的书写.

例3.（2016·浙江理综，11，6分）金属（M）-空气电池（如图3）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O[         ]4M（OH）n。

已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是（ ）

A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面

B.比较Mg、Al、Zn三种金属-空气电池，Al-空气电池的理论比能量最高

C.M-空气电池放电过程的正极反应式：4Mn2++nO2+2nH2O+4ne-[         ]4M（OH）n

D.在Mg-空气电池中，为防止负极区沉积Mg（OH）2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜

【解析】答案为C。A项，采用多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积，且有利于氧气扩散至电极的表面，正确;B项，单位质量的Mg、Al、Zn释放的电子分别为[112]mol、[19]mol、[265]mol，显然铝的比能量比Mg、Zn高，正确;C项，电池放电过程正极O2得电子生成OH-，但负极生成的金属阳离子不能透过阴离子交换膜移至正极，故正极不能生成M（OH）n，反应式应为：O2+2H2O+4e-[         ]4OH-，错误;D项，为避免OH-移至负极而生成M（OH）n，可采用中性电解质及阳离子交换膜阻止OH-，正确。

【点评】本题以新能源电池为切入点考查了原电池的装置、电极反应式的书写、离子交换膜的作用和离子移动方向等高频考点，同时以“新信息”形式给出电池的“理论比能量”，要求大家在解题时要理解题目的信息。

例4.（2017·新课标全国Ⅰ，11）支撑海港码头基础的钢管柱，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图4所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是：

A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零

B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩

C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流

D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整

【解析】答案为C。A.外加强大的电流抑制金属电化学腐蚀产生的电流，A正确;B.通电后，被保护的钢管柱作阴极，高硅铸铁作阳极，因此电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩，B正确;C.高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗，C错误;D.外加电流要抑制金属电化学腐蚀产生的电流，D正确。答案选C。

【点评】本题考查的是电化学防护中的外加电流的阴极保护法。在解题时要注意“高硅铸铁为惰性辅助阳极”不作为损耗阳极材料。

在应试时，学生利用上述规律只需要明确判断选择题某一选项的正误即可，不要刨根问底，以免耽误大量时间，此类试题，在平时勤加练习，考试时便可迎刃而解！

[参 考 文 献]

[1]王维德.盘点高考电化学“五大”考点[J].中学生理科应试，2015（10）.

[2]弼盛.2016优化探究.高三总复习.化学[M].济南：济南出版社，2015.

[3]肖德好.全品高考第二轮专题[M].银川：阳光出版社，2015.

（责任编辑：张华伟）