（山東專用）高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題十三 電化學(xué)課件-人教版高三全冊化學(xué)課件

1、專題十三電化學(xué)高考化學(xué)高考化學(xué) (山東專用)五年高考A A組山東省卷、課標組山東省卷、課標卷題組卷題組考點一原電池的工作原理金屬的電化學(xué)腐蝕與防護考點一原電池的工作原理金屬的電化學(xué)腐蝕與防護1.(2019課標,12,6分)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成,電池工作時MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子,示意圖如下所示。下列說法錯誤的是()A.相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨,該方法條件溫和,同時還可提供電能B.陰極區(qū),在氫化酶作用下發(fā)生反應(yīng)H2+2MV2+ 2H+2MV+C.正極區(qū),固氮酶為催化劑,N2發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3D.電池工作時質(zhì)子通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動答案答案B本題涉及原電池的工

2、作原理及應(yīng)用,以生物燃料電池為載體考查學(xué)生接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力。借助不同形式的能量轉(zhuǎn)化過程,體現(xiàn)了宏觀辨識與微觀探析的學(xué)科核心素養(yǎng)和關(guān)注社會發(fā)展、科技進步、生產(chǎn)生活的價值觀念。A項,現(xiàn)有工業(yè)合成氨的反應(yīng)條件是高溫、高壓、催化劑,則題述方法合成氨條件更為溫和,同時可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,正確;B項,陰(正)極區(qū),在固氮酶催化作用下發(fā)生反應(yīng)N2+6H+6MV+ 2NH3+6MV2+,錯誤;C項,由B項分析可知正極區(qū)N2被還原為NH3,正確;D項,原電池工作時,質(zhì)子(H+)通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動,正確。思路點撥思路點撥 根據(jù)電極反應(yīng)類型確定電極名稱。左電極:MV+MV2+發(fā)生氧化反應(yīng)

3、,故為負極,則右電極為正極。2.(2017課標,11,6分)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁,常用外加電流的陰極保護法進行防腐,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.通入的保護電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進行調(diào)整答案答案C將被保護的金屬(鋼管樁)與電源的負極相連,防止鋼管樁被腐蝕,外加保護電流可以抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流,故其表面腐蝕電流接近于零,A項正確;高硅鑄鐵為惰性輔助陽極,陽極上發(fā)生氧化反應(yīng),失去電子,電子從高硅鑄鐵流向鋼

4、管樁,B項正確;高硅鑄鐵為惰性輔助陽極,只是用于傳遞電流,故陽極材料不損耗,C項錯誤;金屬的腐蝕受環(huán)境的影響,故通入的電流要根據(jù)環(huán)境條件的變化及時進行調(diào)整,D項正確。3.(2012山東理綜,13,4分)下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是()A.圖a中,插入海水中的鐵棒,越靠近底端腐蝕越嚴重B.圖b中,開關(guān)由M改置于N時,Cu-Zn合金的腐蝕速率減小C.圖c中,接通開關(guān)時Zn腐蝕速率增大,Zn上放出氣體的速率也增大D.圖d中,Zn-MnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的答案答案BA項,因液面處氧氣的濃度大且與海水接觸,故在液面處鐵棒腐蝕最嚴重;C項,接通開關(guān)后形成原電池,Zn的腐

5、蝕速率增大,H+在Pt電極上放電產(chǎn)生H2;D項,干電池自放電腐蝕是NH4Cl水解產(chǎn)生的H+的氧化作用引起的?？键c二電解原理及其應(yīng)用考點二電解原理及其應(yīng)用4.(2018課標,13,6分)最近我國科學(xué)家設(shè)計了一種CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置,實現(xiàn)對天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如下圖所示,其中電極分別為ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為:EDTA-Fe2+-e- EDTA-Fe3+2EDTA-Fe3+H2S 2H+S+2EDTA-Fe2+該裝置工作時,下列敘述錯誤的是()A.陰極的電極反應(yīng):CO2+2H+2e- CO+H2OB.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng):CO2+H2S

6、 CO+H2O+SC.石墨烯上的電勢比ZnO石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需為酸性答案答案C由石墨烯電極區(qū)反應(yīng)可知該極發(fā)生氧化反應(yīng),為陽極,則ZnO石墨烯為陰極。陰極的電極反應(yīng)為CO2+2H+2e- CO+H2O,A正確;裝置工作時涉及三個反應(yīng),Fe2+與Fe3+的轉(zhuǎn)化循環(huán)進行,總反應(yīng)為CO2與H2S之間的反應(yīng),根據(jù)得失電子守恒可知總反應(yīng)為CO2+H2S CO+H2O+S,B正確;石墨烯與電源正極相連,ZnO石墨烯與電源負極相連,故石墨烯上的電勢比ZnO石墨烯上的高,C錯誤;Fe2+、Fe3+均在酸性環(huán)境中穩(wěn)定存在,D正確。5.(201

7、6課標,11,6分)三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示,采用惰性電極,ab、cd均為離子交換膜,在直流電場的作用下,兩膜中間的Na+和S可通過離子交換膜,而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。下列敘述正確的是()A.通電后中間隔室的S離子向正極遷移,正極區(qū)溶液pH增大B.該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品24O24OC.負極反應(yīng)為2H2O-4e- O2+4H+,負極區(qū)溶液pH降低D.當(dāng)電路中通過1 mol電子的電量時,會有0.5 mol的O2生成答案答案B 負極區(qū)(陰極)電極反應(yīng)為4H+4e- 2H2,正極區(qū)(陽極)電極反應(yīng)為4OH-4e- 2H2

8、O+O2。A項,通電后S向正極移動,正極區(qū)OH-放電,溶液酸性增強,pH減小;C項,負極反應(yīng)為4H+4e- 2H2,溶液pH增大;D項,當(dāng)電路中通過1 mol電子的電量時,會有0.25 mol O2生成。24O6.(2011山東理綜,15,4分)以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅,下列說法正確的是()A.未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池,電鍍過程是該原電池的充電過程B.因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能,電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系C.電鍍時保持電流恒定,升高溫度不改變電解反應(yīng)速率D.鍍鋅層破損后即對鐵制品失去保護作用答案答案CA項,該裝置中沒有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)發(fā)生,不能構(gòu)成原電池

9、;B項,通過的電量與鋅的析出量有確定的關(guān)系;C項,電流恒定,單位時間內(nèi)提供給陰極的電量就一定,析出的鋅的量也一定;D項,鍍鋅層破損后形成的Zn-Fe原電池起到犧牲陽極保護陰極的作用。7.(2013山東理綜,28,12分)金屬冶煉與處理常涉及氧化還原反應(yīng)。(1)由下列物質(zhì)冶煉相應(yīng)金屬時采用電解法的是 。a.Fe2O3b.NaClc.Cu2Sd.Al2O3(2)輝銅礦(Cu2S)可發(fā)生反應(yīng):2Cu2S+2H2SO4+5O2 4CuSO4+2H2O,該反應(yīng)的還原劑是 。當(dāng)1 mol O2發(fā)生反應(yīng)時,還原劑所失電子的物質(zhì)的量為 mol。向CuSO4溶液中加入鎂條時有氣體生成,該氣體是 。(3)下圖為電

10、解精煉銀的示意圖, (填“a”或“b”)極為含有雜質(zhì)的粗銀,若b極有少量紅棕色氣體產(chǎn)生,則生成該氣體的電極反應(yīng)式為 。(4)為處理銀器表面的黑斑(Ag2S),將銀器浸于鋁質(zhì)容器里的食鹽水中并與鋁接觸,Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag,食鹽水的作用是 。答案答案(1)b、d(2)Cu2S4H2(3)a2H+N+e- NO2+H2O(4)做電解質(zhì)溶液(或?qū)щ?3O解析解析(1)活潑金屬的冶煉常采用電解法,故選b、d。(2)反應(yīng)過程中Cu2S中銅元素和硫元素化合價均升高,Cu2S為還原劑,1 mol Cu2S共失去10 mol電子,1 mol O2發(fā)生反應(yīng)消耗 mol Cu2S,轉(zhuǎn)移4 mol電子;CuSO4水解

11、使溶液顯酸性,加入鎂條可生成H2。(3)電解精煉銀,粗銀做陽極,陰極發(fā)生還原反應(yīng),N在酸性條件下得電子生成NO2。(4)本題中處理銀器表面Ag2S的方法是利用原電池原理讓Ag2S得電子轉(zhuǎn)化成Ag,食鹽水做電解質(zhì)溶液形成閉合回路。253OB B組課標卷、其他自主命題省組課標卷、其他自主命題省( (區(qū)、市區(qū)、市) )卷題組卷題組考點一原電池的工作原理金屬的電化學(xué)腐蝕與防護考點一原電池的工作原理金屬的電化學(xué)腐蝕與防護1.(2019浙江4月選考,12,2分)化學(xué)電源在日常生活和高科技領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。下列說法不正確的是()A.甲:Zn2+向Cu電極方向移動,Cu電極附近溶液中H+濃度增加B.乙:正極

12、的電極反應(yīng)式為Ag2O+2e-+H2O 2Ag+2OH-C.丙:鋅筒作負極,發(fā)生氧化反應(yīng),鋅筒會變薄D.丁:使用一段時間后,電解質(zhì)溶液的酸性減弱,導(dǎo)電能力下降答案答案A甲中Cu為正極,電極表面發(fā)生反應(yīng):2H+2e- H2,導(dǎo)致Cu電極附近溶液中H+濃度減小,A錯誤;乙中Zn粉為負極,Ag2O為正極,正極的電極反應(yīng)式為Ag2O+2e-+H2O 2Ag+2OH-,B正確;丙中鋅筒作負極,電極反應(yīng)為Zn-2e- Zn2+,故鋅筒逐漸變薄,C正確;丁中鉛蓄電池總反應(yīng)式為Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O,導(dǎo)致使用一段時間后,H2SO4溶液濃度減小,導(dǎo)電能力下降,D正確。解題點睛解題點

13、睛本題考查常見化學(xué)電源,掌握各原電池的工作原理是解題的關(guān)鍵。2.(2019上海選考,17,2分)關(guān)于下列裝置,敘述錯誤的是()A.石墨電極反應(yīng)O2+4H+4e- 2H2OB.鼓入少量空氣,會加快Fe的腐蝕C.加入少量NaCl,會加快Fe的腐蝕D.加入HCl,石墨電極反應(yīng)式:2H+2e- H2答案答案AA項,該原電池裝置的電解質(zhì)是接近中性的自來水,石墨電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e- 4OH-,故錯誤;B項,鼓入空氣,水中O2濃度增大,O2得電子機會增大,會加快Fe的腐蝕,故正確;C項,加入少量NaCl,增加電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性,會加快Fe的腐蝕,故正確;D項,加入HCl后,電解質(zhì)溶液中存在大量

14、H+,石墨電極反應(yīng)式為2H+2e- H2,故正確。3.(2019天津理綜,6,6分)我國科學(xué)家研制了一種新型的高比能量鋅-碘溴液流電池,其工作原理示意圖如下。圖中貯液器可儲存電解質(zhì)溶液,提高電池的容量。下列敘述不正確的是( )A.放電時,a電極反應(yīng)為I2Br-+2e- 2I-+Br-B.放電時,溶液中離子的數(shù)目增大C.充電時,b電極每增重0.65 g,溶液中有0.02 mol I-被氧化D.充電時,a電極接外電源負極答案答案D本題涉及原電池正負極的判斷、電極反應(yīng)式的書寫等知識,通過工作原理示意圖的分析,考查學(xué)生接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力。新型高能電池的原理應(yīng)用體現(xiàn)了科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的學(xué)科

15、核心素養(yǎng)。由工作原理示意圖中Zn2+遷移的方向可判斷放電時a為正極,b為負極。放電時,a極得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),使溶液中離子數(shù)目增大,A、B項正確;充電時,a極接外接電源的正極,D項錯誤;充電時,b極為陰極,電極反應(yīng)式為Zn2+2e- Zn,每增重0.65 g,轉(zhuǎn)移0.02 mol電子,a極為陽極,電極反應(yīng)式為2I-+Br-2e- I2Br-,轉(zhuǎn)移0.02 mol電子,有0.02 mol I-被氧化,C項正確。解題思路解題思路 根據(jù)示意圖判斷電池的正、負極,再結(jié)合圖中微粒變化的情況書寫出電極反應(yīng)式,根據(jù)兩極轉(zhuǎn)移電子守恒作出正確計算。4.(2019江蘇單科,10,2分)將鐵粉和活性炭的混合物用

16、NaCl溶液濕潤后,置于如圖所示裝置中,進行鐵的電化學(xué)腐蝕實驗。下列有關(guān)該實驗的說法正確的是()A.鐵被氧化的電極反應(yīng)式為Fe-3e- Fe3+B.鐵腐蝕過程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能C.活性炭的存在會加速鐵的腐蝕D.以水代替NaCl溶液,鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕答案答案C本題涉及的考點為金屬的電化學(xué)腐蝕,考查了考生接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力,體現(xiàn)了證據(jù)推理與模型認知的學(xué)科核心素養(yǎng)。鐵作負極,Fe-2e- Fe2+,A不正確;電化學(xué)腐蝕過程中化學(xué)能不可能全部轉(zhuǎn)化為電能,還有部分轉(zhuǎn)化為熱能,B不正確;活性炭的存在構(gòu)成了原電池,加快了負極鐵的腐蝕,C正確;以水代替NaCl溶液,鐵仍然能發(fā)生吸氧腐蝕,只是

17、吸氧腐蝕的速率會減慢,D不正確。知識總結(jié)知識總結(jié) 在中性或極弱的酸性環(huán)境中鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕,正極的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e- 4OH-;在酸性環(huán)境中鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕,正極的電極反應(yīng)式為2H+2e- H2。5.(2016課標,11,6分)Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述的是()A.負極反應(yīng)式為Mg-2e- Mg2+B.正極反應(yīng)式為Ag+e- AgC.電池放電時Cl-由正極向負極遷移D.負極會發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O Mg(OH)2+H2錯誤答案答案 BMg-AgCl電池中,Mg為負極,AgCl為正極,故正極反應(yīng)式應(yīng)為AgCl+e- Ag+Cl-,B項錯誤。

18、6.(2016課標,11,6分)鋅空氣燃料電池可用作電動車動力電源,電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,反應(yīng)為2Zn+O2+4OH-+2H2O 2Zn(OH。下列說法正確的是()A.充電時,電解質(zhì)溶液中K+向陽極移動B.充電時,電解質(zhì)溶液中c(OH-)逐漸減小C.放電時,負極反應(yīng)為:Zn+4OH-2e- Zn(OHD.放電時,電路中通過2 mol電子,消耗氧氣22.4 L(標準狀況)24)24)答案答案C充電時為電解池,溶液中的陽離子向陰極移動,發(fā)生的反應(yīng)為2Zn(OH 2Zn+O2+4OH-+2H2O,電解質(zhì)溶液中c(OH-)增大,故A項、B項均錯誤;放電時負極反應(yīng)為Zn+4OH-2e- Zn(O

19、H,故C項正確;每消耗1 mol O2電路中通過4 mol電子,故D項錯誤。24)24)規(guī)律方法規(guī)律方法1. :原電池 陽離子移向正極電解池 陽離子移向陰極2.失電子 原電池負極電解池陽極3.原電池充電時:正極接電源正極,電池正極變陽極。7.(2016四川理綜,5,6分)某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池,放電時電池總反應(yīng)為:Li1-xCoO2+LixC6 LiCoO2+C6(xB.C.D.答案答案B形成原電池,鐵為負極,腐蝕速率較快;形成原電池,鐵為正極,被保護,腐蝕速率慢,所以鐵塊腐蝕速率的大小順序為,B項正確。知識拓展知識拓展 影響金屬腐蝕的因素環(huán)境溫度和濕度;一般情況下,溫度升高會

20、加快化學(xué)反應(yīng)速率,因此,溫度對化學(xué)腐蝕的影響較明顯;與金屬表面接觸的溶液成分及pH;與金屬表面相接觸的各種環(huán)境介質(zhì);金屬材料本身化學(xué)成分和結(jié)構(gòu):金屬越活潑,越容易失去電子而被腐蝕,如果金屬中能導(dǎo)電的雜質(zhì)不如該金屬活潑,則容易形成原電池而使金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕;金屬表面光潔度(氧濃度差對電池腐蝕的影響)。2.(2019山東德州期末,6)2018年國家文物局對北洋海軍軍艦“經(jīng)遠艦”進行海上考古,考古隊為艦體焊接鋅塊以實施保護。下列判斷不合理的是()A.焊接鋅塊后的負極反應(yīng):Fe-2e- Fe2+B.上述保護方法中可用鎂合金塊代替鋅塊C.腐蝕的正極反應(yīng):O2+2H2O+4e- 4OH-D.考古隊采用的

21、是犧牲陽極的陰極保護法答案答案A金屬活動性:ZnFe,所以焊接鋅塊后的Zn為負極,負極反應(yīng)為Zn-2e- Zn2+,A項不合理;若用鎂合金塊代替鋅塊,由于Mg的活動性比Fe強,也可以保護Fe不被腐蝕,B項合理;海水為中性溶液,鋼鐵發(fā)生的是吸氧腐蝕,正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e- 4OH-,C項合理;采用在艦體上焊接活潑金屬的方法就是犧牲陽極的陰極保護法,D項合理。知識拓展知識拓展 金屬防護的方法金屬防護的主要方法有改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。例如,把鉻、鎳加入普通鋼中制成不銹鋼。在金屬表面覆蓋保護層。例如,在金屬表面涂漆、電鍍或用化學(xué)方法形成致密耐腐蝕的氧化膜等。電化學(xué)保護法。因為金屬單質(zhì)不能得電

22、子,只要把被保護的金屬作電化學(xué)裝置發(fā)生還原反應(yīng)的一極陰極,就能防止金屬腐蝕。3.(2019山東濟南期末,11)金屬-硫電池價格低廉,使用壽命長,能量密度高,因而在電池研究領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。常溫下新型Mg-S電池放電時的總反應(yīng)為Mg+nS MgSn。下列關(guān)于該電池的說法中正確的是()A.負極材料為金屬鎂,正極材料為固體硫B.電解質(zhì)溶液可選用硫酸銅溶液C.放電時,溶液中的陽離子向負極移動D.將金屬鎂換成金屬鈉或鋰也可以形成原電池答案答案D根據(jù)總反應(yīng)方程式可知,在反應(yīng)中Mg失去電子,作原電池的負極,而固態(tài)S不能導(dǎo)電,不能作電極,A項錯誤;若電解質(zhì)溶液選用硫酸銅溶液,則在正極上就不能是S得電子變?yōu)殛庪x

23、子,B項錯誤;原電池放電時,溶液中的陽離子向負電荷較多的正極移動,C項錯誤;若將金屬鎂換成金屬鈉或鋰,由于這兩種金屬的活動性也很強,因此鈉或鋰與硫也可以形成原電池,D項正確?？键c二電解原理及其應(yīng)用考點二電解原理及其應(yīng)用4.(2019山東煙臺期末,16)利用下圖所示裝置一定條件下可實現(xiàn)有機物的電化學(xué)儲氫(忽略其他有機物)。下列說法不正確的是()A.A為電源的負極B.E極的電極反應(yīng)式為2H2O-4e- 4H+O2C.D極生成目標產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為C6H6+6H+6e- C6H12D.該裝置的電流效率=75%(=100%),則b中環(huán)己烷增加2.8 mol生產(chǎn)目標產(chǎn)物消耗的電子數(shù)轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)答案答案

24、D根據(jù)圖知,電極D上苯得電子生成環(huán)己烷,則D作陰極,E作陽極,所以A是電源負極、B是正極,A項正確;根據(jù)A選項分析可知:E是陽極,在陽極上水電離產(chǎn)生的氫氧根離子放電生成氧氣,電極反應(yīng)式為2H2O-4e- 4H+O2,B項正確;該實驗的目的是儲氫,陰極上苯得電子和氫離子反應(yīng)生成環(huán)己烷,電極反應(yīng)式為C6H6+6H+6e- C6H12,C項正確;陽極上生成2.8 mol氧氣,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量n(e-)=4n(O2)=2.8 mol4=11.2 mol,由于每生成1 mol環(huán)己烷轉(zhuǎn)移6 mol e-,該裝置的電流效率=75%,則b中生成環(huán)己烷的物質(zhì)的量為n(C6H12)=(11.2 mol75%)6

25、=1.4 mol,D項錯誤。解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵苯到環(huán)己烷的過程為還原反應(yīng),則該極為電解池的陰極,連接電源的負極。5.(2019山東德州期末,15)Na2SO3溶液中混有NaHSO3,要提純Na2SO3溶液,可用三室法電解實現(xiàn),如圖所示。下列說法不正確的是() A.A為陽離子交換膜,B為陰離子交換膜B.X為直流電源的負極,陽極區(qū)pH減小C.nm,C項錯誤。陰極上溶液中的H+放電,產(chǎn)生氫氣,電極反應(yīng)式為2H+2e- H2,D項正確。23O3O24O23O24O3O24O23O3O6.(2019山東臨沂期末,11)一種將CO2和H2O轉(zhuǎn)換為燃料H2、CO及CH4的裝置如圖所示(電解質(zhì)溶液為稀硫酸)。下

26、列關(guān)于該裝置的敘述錯誤的是()A.該裝置可將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.工作時,電極a周圍溶液的pH增大C.電極b上生成CH4的電極反應(yīng)式為CO2+8H+8e- CH4+2H2OD.若電極b上只產(chǎn)生1 mol CO,則通過質(zhì)子膜的H+數(shù)為2NA 答案答案BCO2和H2O轉(zhuǎn)化為燃料的反應(yīng)為非自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng),該裝置為電解裝置。電極a為陽極,電極反應(yīng)式為2H2O-4e- O2+4H+(或4OH-4e- O2+2H2O,OH-由水電離產(chǎn)生),故電極a周圍溶液的pH減小,B項錯誤。B B組組2017201920172019年高考模擬年高考模擬專題綜合題組專題綜合題組時間:40分鐘分值:75分選擇題(每小

27、題5分,共75分)1.(2019山東德州期末,14)某新型水系鈉離子電池工作原理如下圖所示。TiO2光電極能使電池在太陽光照下充電,充電時Na2S4轉(zhuǎn)化為Na2S。下列說法正確的是()A.充電時,太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,化學(xué)能又轉(zhuǎn)化為電能B.放電時,a極為正極C.充電時,陽極的電極反應(yīng)式為3I-2e- D.M可以使用陰離子交換膜3I答案答案C根據(jù)題意:TiO2光電極能使電池在太陽光照下充電,所以充電時,太陽能轉(zhuǎn)化為電能,電能又轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,A項錯誤;充電時Na2S4還原為Na2S,放電和充電互為逆過程,所以a是負極,B項錯誤;在充電時,陽極b上失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),根據(jù)圖示知道電極反應(yīng)為3I-2e

28、- ,C項正確;根據(jù)圖示可以知道交換膜允許鈉離子自由通過,所以應(yīng)該是陽離子交換膜,D項錯誤。3I2.(2019山東濟南萊蕪期末,3)常用的電池是一個液體電解質(zhì)將兩個固體電極隔開。而鈉-硫(Na/S8)電池正相反,它是由固體電解質(zhì)將兩個液體電極隔開(如圖),一個由Na-氧化鋁固體電解質(zhì)做成的中心管,將內(nèi)室的熔融鈉(熔點98 )和外室的熔融硫(熔點119 )隔開,并允許Na+通過。下列有關(guān)說法不正確的是()A.a為電池的正極B.充電時b接電源的正極C.正極反應(yīng)為nS8+16ne- 8nS2-D.Na+可以穿過固體電解質(zhì)從而傳遞電流答案答案B該電池的a極為熔硫電極,b極為熔鈉電極,Na失電子生成鈉離

29、子,所以b為負極,a為正極,A項正確;b為原電池的負極,所以充電時b接電源的負極,B項錯誤;正極發(fā)生還原反應(yīng),則S得到電子生成離子,電極反應(yīng)式是nS8+16ne- 8nS2-,C項正確;鈉離子穿過固體電解質(zhì)時的定向移動傳遞電流,D項正確。3.(2019山東煙臺診斷測試,12)二氧化硫-空氣質(zhì)子交換膜燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的同時,實現(xiàn)了制硫酸、發(fā)電、環(huán)保三位一體的結(jié)合,其原理如圖所示。下列說法錯誤的是( )A.負極的電極反應(yīng)式為SO2+2H2O-2e- S+4H+B.總反應(yīng)式為2SO2+O2+2H2O 2H2SO4C.質(zhì)子的移動方向為從電極B到電極AD.SO2氣流速度的大小可能影響電池的電動

30、勢24O答案答案C該電池的總反應(yīng)原理:2SO2+O2+2H2O 2H2SO4,B項正確;SO2在負極上發(fā)生氧化反應(yīng),A項正確;放電時,H+向正極移動,即從電極A到電極B,C項錯誤;SO2通入速率可能會影響電池電動勢,D項正確。4.(2019山東德州一模,12)高氯酸在化工生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用,工業(yè)上以NaClO4為原料制備高氯酸的原理如圖所示。下列說法正確的是()A.上述裝置中,f極為光伏電池的正極B.陰極的電極反應(yīng)為2H2O-4e- 4H+O2C.d處得到較濃的NaOH溶液,c處得到HClO4D.若轉(zhuǎn)移2 mol電子,理論上生成100.5 g HClO4 答案答案C電解時Na+移向陰極區(qū),則f為

31、電源負極,A項錯誤。電解時,陽極反應(yīng)為2H2O-4e- 4H+O2,Na+移向陰極區(qū),陽極區(qū)溶質(zhì)逐漸由NaClO4轉(zhuǎn)化為HClO4;陰極反應(yīng)為2H2O+2e- H2+2OH-,陰極區(qū)產(chǎn)生NaOH,B項錯誤、C項正確。根據(jù)得失電子守恒,若轉(zhuǎn)移2 mol電子,理論上生成201 g HClO4,D項錯誤。易錯警示易錯警示 光伏電池與化學(xué)電源的區(qū)別光伏電池和化學(xué)電源的最大區(qū)別在于其“發(fā)電”原理不同:光伏電池是利用硅的特性將太陽能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置;而化學(xué)電源是一種以自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。5.(2019山東菏澤一模,11)用石墨烯鋰硫電池電解制備Fe(OH)2的裝置

32、如圖所示。電池放電時的反應(yīng)為16Li+xS8 8Li2Sx(2x8),電解池兩極材料分別為Fe和石墨,工作一段時間后,右側(cè)玻璃管中產(chǎn)生大量的白色沉淀。下列說法不正確的是()A.X是鐵電極,發(fā)生氧化反應(yīng)B.電子流動的方向:BY,XAC.正極可發(fā)生反應(yīng):2Li2S6+2Li+2e- 3Li2S4D.鋰電極減重0.14 g時,電解池中溶液減重0.18 g答案答案D電解法制備Fe(OH)2,則鐵作陽極;根據(jù)題給總反應(yīng)可知,金屬鋰發(fā)生氧化反應(yīng),作電池的負極,所以Y為陰極,故X是鐵電極,A項正確;電子從電池的負極流至電解池的陰極,然后從電解池的陽極流回到電池的正極,即電子從B電極流向Y電極,從X電極流回A

33、電極,B項正確;由圖示可知,電極A發(fā)生了還原反應(yīng),即正極可發(fā)生反應(yīng):2Li2S6+2Li+2e- 3Li2S4,C項正確;鋰電極減重0.14 g,則電路中轉(zhuǎn)移0.02 mol電子,電解池中的總反應(yīng)為Fe+2H2O Fe(OH)2+H2,所以轉(zhuǎn)移0.02 mol電子時,電解池中溶液減少0.02 mol H2O,即減輕0.36 g,D項錯誤。解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵圖中Li+的移動方向!根據(jù)電池的內(nèi)電路離子移動規(guī)律正正負負離子移,即帶正電的陽離子(Li+)移向正極,來對本題進行解答。6.(2019山東聊城二模,12)三室式電滲析法處理含NH4NO3廢水的原理如圖所示,在直流電場的作用下,兩膜中間的N和N可

34、通過離子交換膜,而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。工作一段時間后,在兩極區(qū)均得到副產(chǎn)品NH4NO3。下列敘述正確的是()A.a極為電源負極,b極為電源正極B.c膜是陰離子交換膜,d膜是陽離子交換膜C.陰極電極反應(yīng)式為2N+12H+10e- N2+6H2O4H3O3OD.當(dāng)電路中通過1 mol電子的電量時,會有5.6 L O2生成答案答案A根據(jù)題意兩極均得到副產(chǎn)物NH4NO3,可知室廢水中的N 移向室、N移向室,根據(jù)電解過程中離子的移動原理,可知室為陰極、室為陽極。陰極所連的a電極為負極,b極為正極,A項正確;c膜通過的是N,故c膜應(yīng)為陽離子交換膜,同理可知d膜為陰離子交換膜,B項錯誤;陰

35、極上H+得電子生成氫氣,C項錯誤;因未指明氧氣所處的溫度和壓強,故無法計算陽極產(chǎn)生的氧氣的體積,D項錯誤。4H3O4H7.(2019山東濟南一模,13)如圖為利用電化學(xué)方法處理有機廢水的原理示意圖。下列說法正確的是()A.a、b極不能使用同種電極材料B.工作時,a極的電勢低于b極的電勢C.工作一段時間之后,a極區(qū)溶液的pH增大D.b極的電極反應(yīng)式為CH3COO-+4H2O-8e- 2HC+9H+ 3O答案答案D根據(jù)圖示:工作時,b極上CH3COO-HC,碳原子從0價升至+4價,b極是原電池的負極,則a極是電池的正極。a、b極上發(fā)生的反應(yīng)為電解質(zhì)溶液的變化,電極材料可同可異,A項錯誤;a極(正極

36、)的電勢高于b極(負極)的電勢,B項錯誤;a極(正極)電極反應(yīng)式為+H+2e- +Cl-,正極每得到2 mol電子時,為使溶液保持電中性,必有2 mol H+通過質(zhì)子交換膜進入a極溶液,同時電極反應(yīng)消耗1 mol H+,故工作一段時間之后,a極區(qū)溶液中H+濃度增大,pH減小,C項錯誤;據(jù)圖中物質(zhì)轉(zhuǎn)化,考慮到質(zhì)量守恒和電荷守恒關(guān)系,b極(負極)反應(yīng)為CH3COO-+4H2O-8e- 2HC+9H+,D項正確。3O3O8.(2019山東濟寧一模,13)雙極膜電滲析一步法鹽制酸堿的技術(shù)進入了工業(yè)化階段,某科研小組研究采用BMED膜堆(如圖所示)模擬以精制濃海水為原料直接制備酸和堿。BMED膜堆包括陽

37、離子交換膜、陰離子交換膜和雙極膜(a、d)。已知:在直流電源的作用下,雙極膜內(nèi)中間界面層發(fā)生水的解離,生成H+和OH-。下列說法正確的是()A.電極Y連接電源的正極,發(fā)生還原反應(yīng)B.口排出的是混合堿,口排出的是淡水C.電解質(zhì)溶液采用Na2SO4溶液可避免有害氣體的產(chǎn)生D.a左側(cè)膜為陽離子交換膜,c為陰離子交換膜答案答案C氫氧根離子向左側(cè)移動,說明電極Y為陰極,所以電極Y連接電源的負極,發(fā)生還原反應(yīng),A項錯誤。濃海水中的氯離子向左側(cè)移動,鈉離子向右側(cè)移動;雙極膜中,氫離子向右側(cè)遷移、氫氧根離子向左側(cè)遷移,因此口排出的是淡水,口排出的是鹽酸,口排出的是堿液,B項錯誤。由于氯離子放電會產(chǎn)生有毒的氣體

38、氯氣,加入Na2SO4溶液,目的是增加溶液的導(dǎo)電性;氯離子移向室,氫離子通過a移向室,在室得到HCl,可避免有害氣體的產(chǎn)生,C項正確。鈉離子移向室,c為陽離子交換膜,氫氧根離子向左側(cè)移動,所以a左側(cè)膜為陰離子交換膜,D項錯誤。9.(2019山東聊城一模,13)以柏林綠FeFe(CN)6為代表的新型可充電鈉離子電池,其放電工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A.放電時,Na+由右室移向左室B.放電時,Mg箔為負極,該電極發(fā)生氧化反應(yīng)C.充電時,陽極反應(yīng)式為Na2FeFe(CN)6-2e- FeFe(CN)6+2Na+D.用鉛蓄電池為該電池充電時,當(dāng)有0.2 mol電子轉(zhuǎn)移時,Pb電極質(zhì)量減少2

39、0.7 g答案答案D由圖可知,右側(cè)電極發(fā)生氧化反應(yīng),Mg箔為負極,則Mo箔為正極,所以放電時,Na+由右室移向左室,A項正確,B項正確;充電時,Mo箔接電源的正極,是電解池的陽極,陽極反應(yīng)式為Na2FeFe(CN)6-2e- FeFe(CN)6+2Na+,C項正確;外電路中有0.2 mol電子轉(zhuǎn)移時,Pb電極發(fā)生的反應(yīng)為Pb-2e-+S PbSO4,Pb電極質(zhì)量增加了9.6 g,D項錯誤。24O解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵二次電池是通過原電池原理和電解池原理,實現(xiàn)電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化且都是以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)設(shè)計的。原電池的負極和電解池的陽極均發(fā)生氧化反應(yīng);原電池的正極和電解池的陰極均發(fā)生還原反應(yīng)。10

40、.(2019山東泰安一模,10)下圖是一種新型的光化學(xué)電源,當(dāng)光照射光電極時,通入O2和H2S即產(chǎn)生穩(wěn)定的電流(H2AQ和AQ是兩種有機物)。下列說法不正確的是()A.H+通過陽離子交換膜從正極區(qū)進入負極區(qū)B.電源工作時發(fā)生了光能、化學(xué)能、電能間的轉(zhuǎn)化C.負極的電極反應(yīng)式為2I-2e- I2D.總反應(yīng)為H2S+O2 H2O2+S答案答案A由電子流向可知石墨電極為正極,光電極為負極;負極上碘離子失電子被氧化,電極反應(yīng)為2I-2e- I2,生成的碘可與硫化氫發(fā)生反應(yīng);正極AQ得電子被還原生成H2AQ,H2AQ與氧氣反應(yīng)生成AQ和過氧化氫,總反應(yīng)為H2S+O2 H2O2+S。原電池工作時,陽離子向正

41、極移動,A項錯誤;由圖像可知電源工作時發(fā)生了光能、化學(xué)能、電能間的轉(zhuǎn)化,B項正確;通過以上分析可知,C項正確,D項正確。11.(2019山東淄博、濱州一模,12)我國成功研制的新型可充電AGDIB電池(鋁-石墨雙離子電池)采用石墨、鋁鋰合金作為電極材料,以常規(guī)鋰鹽和碳酸酯溶劑為電解液。電池反應(yīng)為CxPF6+LiyAl Cx+LiPF6+Liy-1Al。放電過程如圖,下列說法正確的是()A.B為負極,放電時鋁失電子B.充電時,與外加電源負極相連一端的電極反應(yīng)為LiyAl-e- Li+Liy-1AlC.充電時A電極反應(yīng)式為Cx+P-e- CxPF6D.廢舊AGDIB電池進行“放電處理”時,若轉(zhuǎn)移1

42、 mol電子,石墨電極上可回收7 g Li6F答案答案C電池反應(yīng)為CxPF6+LiyAl Cx+LiPF6+Liy-1Al,根據(jù)離子的移動方向可知A是正極,B是負極。放電時Li失電子,A項錯誤;充電時,與外加電源負極相連的一端為陰極,電極反應(yīng)為Li+Liy-1Al+e- LiyAl,B項錯誤;充電時A電極為陽極,反應(yīng)式為Cx+P-e- CxPF6,C項正確;廢舊AGDIB電池進行“放電處理”時,若轉(zhuǎn)移1 mol電子,消耗1 mol Li,即7 g Li失電子,鋰鋁電極減少7 g,D項錯誤。6F12.(2019山東濰坊一模,12)石墨烯電池是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性

43、而研發(fā)的新型可充放電電池,其反應(yīng)式為LixC6+Li1-xCoO2 C6+LiCoO2,其工作原理如圖所示。下列關(guān)于該電池的說法正確的是()A.充電時,Li+嵌入LiCoO2中B.放電時,LiCoO2極發(fā)生的電極反應(yīng)為LiCoO2-xe- Li1-xCoO2+xLi+C.放電時負極反應(yīng)為Li-e- Li+D.充電時,若轉(zhuǎn)移1 mol e-,石墨烯電極增重7 g答案答案D根據(jù)電池反應(yīng)式知:負極反應(yīng)式為LixC6-xe- C6+xLi+、正極反應(yīng)式為Li1-xCoO2+xLi+xe- LiCoO2;充電時,陰極、陽極反應(yīng)式與負極、正極反應(yīng)式正好相反。充電時,石墨烯為陰極,C6發(fā)生還原反應(yīng)生成Lix

44、C6,則Li+向石墨烯移動,A項錯誤;放電時,LiCoO2極是正極,發(fā)生得電子的還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為Li1-xCoO2+xLi+xe- LiCoO2,B項錯誤;放電時負極反應(yīng)為LixC6-xe- C6+xLi+,原電池中無Li單質(zhì)存在,C項錯誤;充電時,石墨烯電極的電極反應(yīng)式為C6+xLi+xe- LixC6,根據(jù)關(guān)系式xe-C6LixC6知電極增重的實際質(zhì)量為鋰元素的質(zhì)量,所以若轉(zhuǎn)移1 mol e-,電極增重7 g,D項正確。13.(2019山東臨沂一模,13)一種釕(Ru)基配合物光敏染料敏化太陽能電池的示意圖如下。電池工作時電極上發(fā)生的反應(yīng)為Ru Ru*(激發(fā)態(tài))Ru*-e- Ru+2

45、e-3I-3I下列關(guān)于該電池的敘述正確的是()A.電池工作時,是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.電池工作時,電解質(zhì)溶液中I-和濃度不斷減少C.透明導(dǎo)電玻璃上的電勢比鍍Pt導(dǎo)電玻璃上的電勢高D.電解質(zhì)溶液中發(fā)生反應(yīng):2Ru3+3I- 2Ru2+ 3I3I答案答案D根據(jù)圖示可知,該電池工作時,是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,A項錯誤;電池工作時,電解質(zhì)溶液中I-和濃度不變,B項錯誤;根據(jù)裝置圖可知,左側(cè)電極為負極,右側(cè)電極為正極,電子由透明導(dǎo)電玻璃通過用電器轉(zhuǎn)移至鍍Pt導(dǎo)電玻璃上,所以透明導(dǎo)電玻璃上的電勢比鍍Pt導(dǎo)電玻璃上的電勢低,C項錯誤;電池工作時,在電解質(zhì)溶液中發(fā)生反應(yīng):2Ru3+3I- 2Ru2+,D項正確。

46、3I3I14.(2019山東泰安二模,12)Journal of Energy Chemistry報導(dǎo)我國科學(xué)家設(shè)計的CO2熔鹽捕獲與轉(zhuǎn)化裝置如圖。下列有關(guān)說法正確的是()A.a為負極B.熔鹽可用KOH溶液代替C.d極電極反應(yīng)式為C+4e- C+3O2-D.轉(zhuǎn)移1 mol電子可捕獲CO2 11.2 L(標準狀況下)23O答案答案C由題圖所示,c電極上O2-失電子被氧化,故c作陽極,則a為正極,A項錯誤;若用KOH溶液作電解質(zhì),則該裝置為電解水的裝置,陰極上是氫離子得電子生成氫氣,當(dāng)電解質(zhì)溶液吸收足量的二氧化碳后變?yōu)樘妓釟溻浫芤?不能再吸收二氧化碳,B項錯誤;d電極得電子,反應(yīng)式為C+4e- C

47、+3O2-,C項正確;碳元素化合價由+4變?yōu)?,則轉(zhuǎn)移1 mol電子可捕獲CO2 5.6 L(標況下),D項錯誤。23O15.(2019山東濰坊二模,12)新型鋅碘液流電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長等優(yōu)勢,其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是()A.放電時電流從石墨電極流向鋅電極B.充電時陽極反應(yīng)式為3I-2e- 3IC.若將陽離子交換膜換成陰離子交換膜,放電時正負極也隨之改變D.放電時左側(cè)電解質(zhì)儲罐中的離子總濃度增大答案答案C放電時,Zn是負極,石墨是正極,電流由正極經(jīng)過導(dǎo)線流向負極,即電流從石墨電極流向鋅電極,A項正確;充電時,陽極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng),與原電池的正極反應(yīng)式相反,即充電時陽極反應(yīng)式為3I-2e- ,B項正確;放電時,Zn是比較活潑金屬,作負極,石墨作正極,無論離子交換膜是陽離子交換膜,還是陰離子交換膜,放電時正、負極反應(yīng)均不會改變,C項錯誤;放電時,左側(cè)即正極反應(yīng)式為+2e- 3I-,所以儲罐中的離子總濃度增大,D項正確。3I3IC C組組2017201920172019年高考模擬年高考模擬應(yīng)用創(chuàng)新題組應(yīng)用創(chuàng)新題組1.(2019 53原創(chuàng)預(yù)測卷七,10)國際能源期刊Nano Energy報道了一種能量效率可達80%的全氫電池,其工作原理如圖所示,左側(cè)電解質(zhì)溶液的溶質(zhì)是NaOH與NaClO4,右側(cè)電解