2017年高考中的《電化學(xué)》考題分析與解題方法

殷列+王春艷

摘 要：依據(jù)2017年高考大綱、考試說明的要求，理解原電池和電解池的構(gòu)造、工作原理及應(yīng)用，能書寫電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式，了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理；了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害以及防護(hù)金屬腐蝕的措施。

關(guān)鍵詞：原電池；電解池；電極反應(yīng)

一、 2017年高考大綱、考試說明的要求

1. 理解原電池和電解池的構(gòu)造、工作原理及應(yīng)用，能書寫電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式，了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。

2. 了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害以及防護(hù)金屬腐蝕的措施。

二、 2017年高考有關(guān)電化學(xué)知識考題分析

1. （2017新課標(biāo)全國卷Ⅰ·11）支持海港碼頭基礎(chǔ)的防腐技術(shù)，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是（ ）

A. 通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零

B. 通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁

C. 高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流

D. 通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整

解析：本題考查金屬的腐蝕和防護(hù)。金屬防腐的電化學(xué)方法有犧牲陽極的陰極保護(hù)法和外加電源的陰極保護(hù)法。本題考察的是外加電流的陰極保護(hù)法，指的是被保護(hù)金屬和電源的負(fù)極相連，另一塊能導(dǎo)電的惰性材料接電源正極，通電后，使金屬表面產(chǎn)生負(fù)電荷的聚集，因而抑制了金屬失電子而達(dá)到保護(hù)目的。A. 通電后，使鋼管樁表面產(chǎn)生負(fù)電荷的聚集，因而抑制了金屬失電子而達(dá)到保護(hù)目的，故A正確；B. 在電解池中電子的流向：電子從電源負(fù)極出發(fā)，流向陰極，再從陽極出發(fā)回到電源正極。本題被保護(hù)的鋼管柱作陰極，高硅鑄鐵作陽極，故B正確；C. 在電解池中，活性電極直接失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，而惰性電極則是電解質(zhì)溶液中陰離子放電。高硅鑄鐵為惰性輔助陽極，所以高硅鑄鐵不損耗，故C錯誤；D. 外加電流要抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流，故D正確。故選C。

2. （2017新課標(biāo)全國卷Ⅱ·11）用電解法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一般為H2SO4—H2C2O4混合溶液，下列敘述錯誤的是（ ）

A. 待加工鋁制工件為陽極

B. 可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極

C. 陰極的電極反應(yīng)方程式為：Al3++3e-Al

D. 硫酸根離子在電解過程中向陽極移動

解析：本題考察電解池的陰陽極判斷、電極反應(yīng)及其離子移動方向。由題意知，在鋁制品表面形成氧化膜，則鋁作為電解池的陽極，鋁是活性電極，Al-3e-Al3+，可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極，陰極為電解質(zhì)溶液中的陽離子放電，故2H++2e-H2↑。為了平衡電荷，在電解池中陰離子移向陽極，陽離子移向陰極。故選C。

3. （2017新課標(biāo)全國卷Ⅲ·11）全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為：16Li+xS88Li2Sx（2≤x≤8）。下列說法錯誤的是（ ）

A. 電池工作時，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6+2Li++2e-3Li2S4

B. 電池工作時，外電路中流過0.02mol電子，負(fù)極材料減重0.14g

C. 石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性

D. 電池充電時間越長，電池中Li2S2的量越多

解析：本題主要考察原電池工作原理及其有關(guān)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目。在原電池中，陽離子移向正極，故a為正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，xS8+16e-+16Li+8Li2Sx；b為負(fù)極，負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，16Li-16e-16Li+，故A錯誤。B. 電池工作時負(fù)極電極方程式：Li-e-Li+，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.02mol電子時，負(fù)極消耗的Li的物質(zhì)的量為0.02mol，即0.14g，故B正確；C. 石墨烯具有導(dǎo)電性，可以提高電極a的導(dǎo)電能力，故C正確；D. 電池充電時間越長，轉(zhuǎn)移電子數(shù)越多，生成的Li越多，則生成Li2S2的量越多，故D正確。故選A。

4. （2017天津卷·3）下列能量轉(zhuǎn)化過程與氧化還原反應(yīng)無關(guān)的是（ ）

A. 硅太陽能電池工作時，光能轉(zhuǎn)化成電能

B. 鋰離子電池放電時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能

C. 電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時，電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能

D. 葡萄糖為人類生命活動提供能量時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能

解析：本題考查太陽能、電能、化學(xué)能間能量的相互轉(zhuǎn)化。硅太陽能電池是將光能直接轉(zhuǎn)化為電能，與氧化還原無關(guān)，故選A。鋰離子電池放電則為原電池，構(gòu)成原電池條件之一就是自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，故B正確。電解質(zhì)溶液導(dǎo)電過程，實際是電解過程，為氧化還原反應(yīng)，故C正確。葡萄糖在人體內(nèi)氧化釋放能量，為氧化還原反應(yīng)，故D正確。故選A。

總之，將電化學(xué)有關(guān)知識應(yīng)用在化學(xué)實驗現(xiàn)象的判斷和分析、定量實驗的操作要求、離子方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)問題分析、化學(xué)計算等方面，是高考命題的一個新的變化，應(yīng)引起足夠的重視。

作者簡介：

殷列，陜西省咸陽市，西藏民族大學(xué)附中；

王春艷，陜西省咸陽市，咸陽彩虹中學(xué)。endprint