2014年高考電化學(xué)新題解析及備考啟示（上）

孟凡盛， 湖北省特級教師，全國高中化學(xué)教學(xué)改革優(yōu)秀教師，武漢市學(xué)科帶頭人。培養(yǎng)了多名省、市理科狀元，多名學(xué)生高考化學(xué)獲滿分。

在高三復(fù)習(xí)過程中，考生往往花費大量時間盲目做題，而忽視程序性知識的總結(jié)和核心基礎(chǔ)知識塊的積累。仔細(xì)研究2014年高考電化學(xué)新題發(fā)現(xiàn)，快速、準(zhǔn)確地解答這些題型的秘訣就是使用好程序性知識以及核心基礎(chǔ)知識塊的遷移。據(jù)此，本文在解析高考新題的基礎(chǔ)上提煉備考啟示，考生若能適當(dāng)分配時間弄懂、弄熟、弄透這部分內(nèi)容，定能提高解題的清晰性、準(zhǔn)確性和敏捷性。

一、考查電極名稱的判斷

例1 （2014年新課標(biāo)II卷，12題）2013年3月我國科學(xué)家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是 （ ）

A.a為電池的正極

B.電池充電反應(yīng)為LiMn2O4Li1-xMn2O4+xLi

C.放電時，a極鋰的化合價發(fā)生變化

D.放電時，溶液中Li+從b向a遷移

【解析】鋰金屬電池中，單質(zhì)鋰總是作負(fù)極，而且負(fù)極反應(yīng)式總是Li-e-Li+，因此圖中含金屬鋰的b是電池的負(fù)極，則a為電池的正極，A正確。LiMn2O4是鋰離子電池的正極材料，充放電過程中，發(fā)生LiMn2O4與Li1-xMn2O4之間的轉(zhuǎn)化，充電時陽極（電池的正極材料）的反應(yīng)式為：LiMn2O4-xe--xLi+Li1-xMn2O4；再將上述負(fù)極反應(yīng)式乘以x與正極反應(yīng)式相加就得到電池

充電的總反應(yīng)，B選項正確。LiMn2O4中的Mn是+3

價，的Mn是+4價，放電時a極+4價Mn降為+3價Mn，

C錯誤；換一角度考慮：Li+氧化性很弱，在原電池反應(yīng)中不能得電子降價。電池的正極也叫陰極，放電時，陽極（也叫負(fù)極）產(chǎn)生的陽離子（Li+）受到陰極吸引向陰極遷移，D正確。

【答案】C

【備考啟示】考生復(fù)習(xí)時一定要多角度理解電極名稱的規(guī)定。原電池的電極一般稱為正、負(fù)極，從不同角度定義正、負(fù)極如下：

電解池的電極稱為陰、陽極，從不同角度定義陰、陽極如下：

二、考查電極反應(yīng)的書寫

1.遷移法書寫電極反應(yīng)

例2 （2014年海南卷，16題節(jié)選）鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li+通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列問題：

（1）外電路的電流方向是由____極流向____極。（填字母）

（2）電池正極反應(yīng)式為 。

（3）是否可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑？____（填“是”或“否”），原因是 。

【解析】（1）該鋰錳電池來源于教材選修4第75頁，活潑金屬鋰作電池負(fù)極，失去的電子由a極經(jīng)過導(dǎo)線流向正極b，電流方向與之相反：由b極流向a極。

（2）負(fù)極是Li失去電子生成Li+：Li-e-Li+；正極是MnO2得到電子同時結(jié)合遷移入的Li+生成LiMnO2：MnO2+ e-+ Li+LiMnO2。

（3）Li是活潑金屬，易與水反應(yīng)，因此不能用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑。

【答案】（1）b a （2）MnO2+e-+Li+LiMnO2

（3）否 電極Li是活潑金屬，能與水反應(yīng)

【備考啟示】必修2和選修4上介紹過的電池有：干電池、堿性鋅錳電池、鉛蓄電池、鎳鎘電池、鋰電池、氫氧酸性燃料電池、銀鋅電池，這些電池的構(gòu)造、電極反應(yīng)式、電池反應(yīng)式總結(jié)歸納如下表

2.公式法書寫電極反應(yīng)

例3 （2014年四川卷，11題節(jié)選）（1）MnO2可作超級電容器材料。用惰性電極電解MnSO4溶液可制得MnO2，其陽極的電極反應(yīng)式是________________。

（2）MnO2是堿性鋅錳電池的正極材料。堿性鋅錳電池放電時，正極的電極反應(yīng)式是______。

【解析】（1）電解后Mn2+被氧化為MnO2，說明Mn2+是還原劑，MnO2是氧化產(chǎn)物，陽極的反應(yīng)式根據(jù)“還原劑-ne-+介質(zhì)氧化產(chǎn)物”寫為：Mn2+- 2e-+2H2OMnO2+4H+。

（2）MnO2是堿性鋅錳電池的氧化劑，在堿性環(huán)境中得電子被還原為MnO（OH），根據(jù)公式（氧化劑+ ne-還原產(chǎn)物）把正極反應(yīng)先寫為MnO2+e-——MnO（OH），再根據(jù)電荷守恒和反應(yīng)環(huán)境顯堿性，在右邊補(bǔ)充OH-，左邊補(bǔ)充H2O，得MnO2+H2O+e-MnO（OH）+OH-。

【答案】（1）Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+

（2）MnO2+H2O+e-MnO（OH）+OH-

【備考啟示】公式法是書寫新型電解池（或原電池）電極反應(yīng)式的最佳方法，其書寫步驟為：

第一步：根據(jù)題中信息如總反應(yīng)方程式或原理圖中元素化合價的升降等，判斷還原劑和氧化產(chǎn)物、氧化劑和還原產(chǎn)物。

第二步：根據(jù)陽極（或電池負(fù)極）為“還原劑-ne-+介質(zhì)氧化產(chǎn)物”、陰極（或電池正極）為“氧化劑+ ne-+介質(zhì)還原產(chǎn)物”書寫電極反應(yīng)式。介質(zhì)常為H2O、H+、OH-等。