高考化学解题方法——电化学篇
2021.05.19
近几年，高考化学中电化学部分的题目解题方法具有很强的一致性，甚至不用读题就可以有非常明确的思路。正所谓，一招鲜吃遍天，掌握了这种解题思路，高中电化学从此没有难题！
一、基础知识
1.1 原电池
以自发进行的氧化还原反应为基本反应
1.2 电解池
放电顺序：
a)阴极：阳离子放电
Ag > Fe3 ＞ Cu2 ＞ H (酸) ＞ Pb2 > Sn2 > Fe2 ＞ Zn2 > H (水) ＞ Al3 > Mg2 > Na > Ca2 > K
b)阳极：惰性电极(Pt, Au, 石墨)只导电不放电
活性电极材料 > S2- > I- > Br- > Cl- > OH-(水) > 含氧酸根 > F-
注意事项：
- 阴极中，Fe3 、Fe2 放电顺序。
- 阴极中，H 由酸或水提供时的放电顺序。
- Al3 及其之后的阳离子在水溶液中不会放电，所以冶炼相关金属需要电解非水环境。
- 阳极中，阴离子在水溶液中不放电。
二、做题思路
2.1 总体思路（分清池，判电极，反应式，可解题）：
1)分清原电池、电解池；
2)判断正、负极，或阴、阳极；
3)找出电极反应和电极附近的反应；
4)开始解题。
2.2 考察知识点：
2.2.1 电极方程式的书写（严格按照书写顺序）
1)变价物质和得失电子
2)得失电子守恒配平
3)电荷守恒配平
4)原子守恒配平
必须考察环境：非水体系，某些离子可以存在，如O2-；含水体系，分为酸性、中性、碱性环境。
有机物参与的反应会考察有机物中元素的化合价。
2.2.2 电解质溶液中阴阳离子的移动方向和数目
将某一电极室看作一个整体，整个电极室必须处于电中性状态，由电子得失引起的电极室电荷变化，必定会引发离子移动，最终电极室必须保持电中性。如，负极室失电子造成正电荷堆积，可以将负极室正电荷移除或引入负电荷，由此来判断离子的移动方向。同理，既然将电极室作为一个整体，那么电极室失去1mol电子，为了保持电中性，就要补充1mol正电荷或失去1mol负电荷，据此计算发生移动的阴阳离子的数目。
2.2.3 电极室中溶液质量的变化
将电极室中的溶液看作一个整体，考察外界对其的影响，比如向其中加入物质、通过膜的离子交换等。
2.2.4 离子交换膜
以实验目的为目标，参考电解质溶液的成分和离子的移动方向，选择合适的离子交换膜达到实验目标。
2.2.5 计算题
计算题以电子为研究主体，分为三个部分：1.在整个电路中电流处处相同；2.在两个电极上放电的物质，其得失电子守恒；3.电极附近发生的反应。
三、高考例题：
（2020山东卷）10.微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,利用微生物处理有机废水获得电能,同时可实现海水淡化。现以NaCl溶液模拟海水,采用惰性电极,用右图装置处理有机废水(以含CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是( )
A.负极反应为CH3COO- 2H2O-8e-=2CO2↑ 7H
B.隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜
C.当电路中转移1 mol电子时,模拟海水理论上除盐58.5 g
D.电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比为2∶1
解题思路：
1.分清池：原电池
2.判电极：由乙酸根变为CO2可知，此极失电子，故a极为负极，b极为正极
3.反应式：负极：CH3COO- 2H2O-8e-=2CO2↑ 7H ；正极：2H 2e- = H2
4.开始解题：
A 符合得失电子守恒，电荷守恒，原子守恒和所处的环境，正确。
B 实验目的为淡化海水，即钠离子和氯离子要进入到正负极室。负极室失去电子，正电荷堆积，所以需要氯离子中和正电荷，所以隔膜1应为阴离子交换膜，相似的隔膜2为阳离子交换膜，错误。
C 转移1mol电子即负极室多了1mol正电荷，正极室多了1mol负电荷，分别需要1mol氯离子和钠离子来中和电荷，即1mol NaCl，58.5g，正确。
D 负极：CH3COO- 2H2O-8e-=2CO2↑ 7H ；正极：H 2e- = H2，得失电子守恒，转移8mol电子生成H2和CO2分别为4mol和2mol，正确。
选B
2021.05.28补充：
1.原电池和电解池的能量变化，开始学习的时候都是电能与化学能之间的相互转化，但在实际问题中，设计电池的思路可能只是一个能量的转换装置。如题，我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展，利用如图装置可发生反应：H2S＋O2===H2O2＋S，已知甲池中发生的反应为
此类题目的能量转化要以题目中装置的实际用途为准。此装置的设计目的是将H2S转化为S，而构成原电池的氧化还原反应是由光驱动的，所以能量的转化方式是光能化学能电能化学能。
高考题解析链接：
2020全国I卷
2020全国II卷
2020全国III卷
2021全国甲卷
2021全国乙卷
2021山东卷
2022全国甲卷
2022全国乙卷
2022山东卷
修改日期：
2021.05.19初稿
2021.05.28补充
2021.05.31补充离子移动和计算的思路
2021.06.01修正了做题思路
2021.06.20 补充了2021全国I卷
2022.07.14 在小董的审阅下，稍作修改
2022.07.20 完成了2020-2022年山东卷和全国卷中电化学的解析
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