2023-2024屆高三化學(xué)高考備考一輪復(fù)習(xí)化化學(xué)能與電能專項(xiàng)訓(xùn)練（含解析） (二)

化學(xué)能與電能

一、單選題(13題)

1.室溫鈉-硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲系統(tǒng)。一種室溫鈉-硫電池

的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唾膜上作為一個電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭

化纖維素紙作為另一電極。工作時，在硫電極發(fā)生反應(yīng)：gS'+efgsj,

A.炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能

X

B.放電時負(fù)極反應(yīng)為：2Na++-S+2e-^NaS

O82v

C.充電時Na+從硫電極向鈉電極遷移

D.放電時外電路電子流動的方向是afb

2.海水中有豐富的鋰資源，我國科學(xué)家研發(fā)出利用太陽能從海水中提取金屬鋰的技術(shù),

提取原理如圖所示，下列說法錯誤的是

A.該裝置將光能間接轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能

B.a極為陰極，電極上發(fā)生還原反應(yīng)

C.電解過程中可監(jiān)測到b極附近溶液pH減小

D.固體陶瓷膜允許Li+、比0等較小微粒通過

3.羥基自由基(OH)是自然界中氧化性僅次于氟的氧化劑。我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種能

將苯酚氧化為CO?和H2O的原電池-電解池組合裝置，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電、環(huán)保兩位一體。下

列說法錯誤的是

離

離

子

Cr2Of廣

膜

膜

I

NaCl溶液

Cr(OH)3

A.a極1molCnOh參與反應(yīng)，理論上NaCl溶液中減少的離子為12NA

B.電池工作時，b極附近pH減小

C.右側(cè)裝置中，c、d兩極產(chǎn)生氣體的體積比(相同條件下)為7：3

D.d極區(qū)苯酚被氧化的化學(xué)方程式為C6HQH+28OH=6CC>2T+17Hq

4.高壓科學(xué)研究中心研究的一種通過壓力梯度驅(qū)動化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能的電池裝置如圖

所示。金剛石壓砧把H2壓入儲氫電極PdHx,它在壓力梯度的驅(qū)動下生成質(zhì)子，電子先

后通過下層箱電極和外接線路轉(zhuǎn)移到Pd電極參與反應(yīng)，形成閉合回路。

下列說法錯誤的是

A.Pd電極為正極B.交換膜為質(zhì)子交換膜

C.電池正極反應(yīng)為PdH*1+H*+e=PdHxD.Pd與PdH、之間含氫差異和壓力梯度

都會導(dǎo)致電勢差

5.一種3D打印機(jī)的柔性電池以碳納米管作電極材料，以吸收ZnSCU溶液的有機(jī)高聚

IX1放電1

物為固態(tài)電解質(zhì)，電池總反應(yīng)為：MnO2+yZn4-(l+-)H2O+-ZnSO4MnOOH+-

[ZnSO4?3Zn(OH)2.xH2O]?下列說法不正確的是

—CH,-CH—CH,—CH—

碳納米管纖維

.~~ew

'、碳納米管纖維

圖1電池結(jié)構(gòu)圖2有機(jī)高聚物的結(jié)構(gòu)片段

A.放電時，含有鋅膜的碳納米管纖維作電池負(fù)極

B.充電時，陰極反應(yīng)：MnO2+e+H2O=MnOOH+OH

C.充電時，ZM+移向鋅膜，鋅元素發(fā)生還原反應(yīng)

D.合成有機(jī)高聚物的單體為:

CH=CH—C—NH2

6.某過渡金屬(M)—鋰離子電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，總反應(yīng)式為

Li、Cn+LiyMC>2皤:鬻Lix_,C?+Liy+1MO2,下列說法不氐砸的是

。LixG?Li*OLi,tMO,

A.放電時電子從c.流入Al,還原電極B中的金屬元素M

B.當(dāng)Li*移向電極A時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

C.電解質(zhì)不能用水溶液，但可用離子液體

+

D.充電時B電極的反應(yīng)式為：LL,MO2-e-=LiMO,+Li

7.采用情性電極，設(shè)計(jì)雙陰極微生物燃料電池進(jìn)行同步硝化和反硝化脫氮的裝置如圖

所示。下列說法不正確的是

r-O-o

缺氧菌厭氧菌好氧菌

A.缺氧室和好氧室電極均為燃料電池正極

B.缺氧室中電極發(fā)生的反應(yīng)為2NO；+12H++10e=N2T+6H2O

C.若好氧室消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8LO2,則至少有hnolNH：完全轉(zhuǎn)化為NO；

D.理論上，厭氧室消耗1molC6Hl2。6,外電路轉(zhuǎn)移24moie

8.利用甲烷燃料電池作電源，可以通過電化學(xué)方法將有害氣體NO、SO?分別轉(zhuǎn)化為

NH：和S0;，裝置如圖所示。下列說法不正確的是

A.通過甲進(jìn)入的氣體是甲烷

B.b極的電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e-=4OH

C.d電極反應(yīng)式是NO+6H++5e-=NH；+H20

D.通過丙出口出去的物質(zhì)只有硫酸鏤的濃溶液

9.解耦式電解海水制氫能有效的解決氯腐蝕問題，其原理如圖，下列說法不無頸的是

電源

HY

OH

OO

N

N

N

ABLT

(HH

OO

HO

/VW

N25℃N

?OH-

圖（a）圖（b）

A.電極B的電極反應(yīng)：Ni(OH),-e'+OH'=NiOOH+H,O

B.在實(shí)驗(yàn)條件下Ni(OH)2比cr■更易在陰極參與電極反應(yīng)

C.裝置(b)中實(shí)驗(yàn)在95。。下進(jìn)行，可加快反應(yīng)速率

D.裝置(b)中還原劑為H?。

10.Adv.Mater報(bào)道我國科學(xué)家耦合光催化/電催化分解水的裝置如圖，光照時，光催化

電極產(chǎn)生電子⑴一)和空穴(丁)。下列有關(guān)說法正確的是

A.光催化裝置中溶液的pH減小

B.整套裝置轉(zhuǎn)移O.Olmole-,光催化裝置生成L905gIJ

+

C.電催化裝置陽極電極反應(yīng)式：4OH-4h=2H2O+O2T

D.離子交換膜為陰離子交換膜

11.雙極膜是由陽離子交換膜和陰離子交換膜復(fù)合而成的，其內(nèi)層為水層，裝置工作時

水層中的H2O解離成H+和OH:分別向兩側(cè)發(fā)生遷移。CCh電化學(xué)還原法制備甲醇的

A.催化電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

B.石墨電極區(qū)溶液pH不變

C.H+穿過b膜進(jìn)入右室溶液

D.電解一段時間后，右室HCO的物質(zhì)的量減少

12.利用02輔助的ALCCh電池電容量大，工作原理如圖所示，能有效地將C02轉(zhuǎn)化成

化工原料草酸鋁Ah(C2O4)3,下列說法不正確的是

隔膜

鋁

電

極

9

外電介質(zhì)

A.多孔碳電極為電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)

B.氧氣在反應(yīng)過程中作為氧化劑，最終轉(zhuǎn)化為CzO：

C.電池的負(fù)極反應(yīng)式為Al-3e-=AP+

D.電池的正極反應(yīng)可以表示為2co?+2e-=50：

13.鋰硫電池放電過程中正極變化為S8TLi2s8fLi風(fēng)Li2s2fLi?S。我國

科學(xué)家摻入Ni解決Li2s八Li2s6、Li?S4溶解度小、易透過隔膜的問題。下列說法正確

的是

A.放電時，負(fù)極電解質(zhì)溶液每增重0.07g,電路轉(zhuǎn)移SOIN.電子

B.充電時，電池的總反應(yīng)方程式為16Li+AS8=8Li5(2WxW8)

C.Ni對多硫化物的吸附能力相比于石墨烯更小

D.Ni應(yīng)當(dāng)摻雜在電池隔膜的正極一側(cè)

二、原理綜合題(3大題)

14.氮的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的作用，氮的化合物也會對大氣及水體等產(chǎn)生

污染，在利用這些物質(zhì)的同時，治理和減少污染是重要的課題。

(1)NH3和N2H4是氮元素的兩種重要的氫化物。

①結(jié)合N%分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，解釋NH3常用作制冷劑的原因________。

②N2H4能使鍋爐內(nèi)壁的鐵銹(Fe2O3-xH2O)變成磁性氧化層，減緩鍋爐銹蝕，且不產(chǎn)生污

染物。寫出N2H4與鐵銹反應(yīng)的化學(xué)方程式為?

(2)N0和NCh是氮元素的兩種常見的氧化物，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化。NOx會導(dǎo)致光化

學(xué)煙霧的形成。

①2NO(g)+C)2(g)-2NO2(g)由以下反應(yīng)復(fù)合而成。

反應(yīng)I2NO(g)-N2O2(g)AH,

反應(yīng)I【N2O2(g)+O2(g).-2NO2(g)AH,

其反應(yīng)進(jìn)程與能量變化的關(guān)系示意圖如所示。

NO氧化為NO2的總反應(yīng)速率由反應(yīng)II控制，原因是o

②光化學(xué)煙霧形成時，部分物質(zhì)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)的過程如圖，虛線方框內(nèi)的過程可描述

為。

CHYHCH]CH,CHO

(3)含鈉溶液可以處理大氣中的氮氧化物，并可通過電解法再生。鈾元素(Ce)常見的化合

價有+3價、+4價。NO可以被含Ce，+的溶液吸收，生成NO：、NO；0可采用電解法將

上述吸收液中的NO1轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，同時再生Ce4+,其原理如圖所示。陰極的電極

反應(yīng)式為_________

質(zhì)子交換膜

15.氫能是極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，以氫燃料為代表的燃料電池有良好的?yīng)用前景。

回答下列問題:

(1)已知:

1

2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）AH,=-484kJmor

H2O（l）=H2O（g）AH2=+44kJ-mor'o

則表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為

(2)通過如圖所示的電解裝置可獲得H?。電解時，陽極電極反應(yīng)式為。電解后,

KOH的物質(zhì)的量________(填“變大變小''或"不變”)。

電源

藍(lán)

簇

NiOOH

翳

澎

涔

豪

途Ni（OHh

KOH溶液

(3)乙醇一水催化重整可獲得H2,主要反應(yīng)為：

1

1.C2H5OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)AH,=+173.3kJmor；

2

II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AH,=+41.2kJ-mor'0

①已知CaO(s)+CO；:(g).「CaCC)3(s)AH=-178.8kJ.mo「，向重整體系中加入適量

多孔CaO的作用有(答出兩點(diǎn)即可)。

5

②在I.OxioPa,%(C2H5OH):“(H2O)=1:3時，平衡時H2的產(chǎn)率隨溫度的升高先增

大后減小的原因是?

③TK時，向2L恒容密閉的容器中充入2moiCH,CH2OH(g)^[J6molH20(g),發(fā)生反

應(yīng)1和反應(yīng)H,5min后達(dá)到平衡狀態(tài)，測得CHCHqH(g)的轉(zhuǎn)化率為80%,容器內(nèi)

CO(g)的體積分?jǐn)?shù)為10%,則5min內(nèi)3cH20H)=mofL-JTK

溫度下，反應(yīng)II的平衡常數(shù)K=(保留3位小數(shù))。

16.金屬鉆(Co)廣泛用作電池材料，草酸鉆用途廣泛，可用于指示劑和催化劑制備。

某工廠以水鉆礦(主要成分為Coz。、，含少量Fe2()3、FeO、A12O,,MgO等)為原料制備

草酸鉆的流程如圖，回答下列問題：

NaOH溶液鹽酸虹水NaFNa,CO,溶液

溶液I固體I固體2Na\NH；

cqj、ci

(l)CoC2c)4中鉆元素顯+2價,則碳元素的化合價為，固體I的成分是

(2)酸浸過程涉及兩個氧化還原反應(yīng)，寫出Co?。?與鹽酸反應(yīng)(有氣體單質(zhì)生成)的離子方

程式:，另一個反應(yīng)中氧化劑與還原劑(均指固體)物質(zhì)的量之比為。

(3)為實(shí)現(xiàn)調(diào)pH除雜的目的(溶液中雜質(zhì)離子濃度不大于IxlO-mol/L,溶液的pH不應(yīng)

小于a,則所得固體1的Ksp=,用NaF沉鎂而不是用調(diào)pH的方法除鎂的原

因最可能是{已知常溫下K/Mg(OH)J=L8xlO-"、Ksp(MgR)=7xlO-"}o

(GCoCzOa在隔絕空氣條件下加熱到350℃時會分解生成兩種物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)表明，14.7g

CoGO,充分加熱后，固體質(zhì)量減少8.8g,寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式：。

(5)鉆酸鋰具有功率大的特點(diǎn)而用作電動汽車的動力電池，其工作原理如圖，A極中的碳

充電

作為金屬鋰的載體，電池反應(yīng)式：LiC+LLCoO2=C6+LiCoO,。

放電

電解質(zhì)陽離產(chǎn)腰

則充電時Li*從（填“A”或"B”）極區(qū)移向另一區(qū)，陽極上的電極反應(yīng)式

為。

參考答案：

1.B

【分析】鈉-硫電池中鈉作負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Nae=Na+,表面噴涂有硫磺粉末的炭化纖

維素紙作正極，電極反應(yīng)式為：；S8+e-；S：,；Sj+e-S：,2Na++-S：-+2(l-

2z.z.4

v

—)e-Na2Sx,充電時，鈉電極作陰極，電極反應(yīng)式為：Na++e-Na,據(jù)此分析。

4

【詳解】A.炭化纖維素紙具有導(dǎo)電性，其作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能，故A正確；

B.鈉-硫電池中鈉作負(fù)極，電極反應(yīng)式為：Na-e-=Na+,故B錯誤；

C.由分析知，充電時Na電極作為陰極，陽離子移向陰極，因此充電時Na+從硫電極向鈉

電極遷移，故C正確；

D.放電時，電子由負(fù)極流向正極，由分析知，a為負(fù)極，b為正極，因此放電時外電路電

子流動的方向是a-?b,故D正確；

故選B?

2.D

【分析】本裝置利用太陽能從海水中提取金屬鋰，由于鋰能與水發(fā)生反應(yīng)，所以Li應(yīng)在電

極a生成，從而得出電極a為陰極，電極b為陽極。

【詳解】A.該裝置是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，然后電解海水制取鋰，則將光能間接轉(zhuǎn)變?yōu)榛?/p>

學(xué)能，A正確；

B.由分析可知，a極為陰極，電極上Li+得電子生成Li,發(fā)生還原反應(yīng)，B正確；

C.電解過程中，b極C1-失電子生成Ch,C12溶于水后有一部分與水反應(yīng)生成HC1和HC10,

所以電極附近溶液pH減小，C正確；

D.海水中的Li+通過固體陶瓷膜進(jìn)入電極a,得電子生成Li,若H2O也進(jìn)入電極a附近，

則生成的Li與HzO發(fā)生反應(yīng)，所以固體陶瓷膜允許Li+通過，但不允許H20等較小微粒通

過，D錯誤；

故選D。

3.A

【分析】由圖示結(jié)合題意分析可知左側(cè)為原電池裝置，右側(cè)為電解池裝置，且a極反應(yīng)為

+

Cr2O^+6e_+7H,O=2Cr(OH)3+8OH,b?RjS>yC6H5OH-28e+11H2O=6CO2T+28H,

據(jù)此回答。

【詳解】A.a極Cr。-得電子生成Cr(OH)3,所以a是正極、b是負(fù)極；又a極反應(yīng)

Cr2O；~+6e+7H2O=2Cr（OH）3+8OH,則a極1molCrq；參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移6moi電子，0匹

通過陰離子交換膜進(jìn)入NaCl溶液中；b是負(fù)極，轉(zhuǎn)移6moi電子時有6moiH+通過陽離子交

換膜進(jìn)入NaCl溶液中，HO、H+反應(yīng)生成水，理論上NaCl溶液中離子數(shù)不變，A錯誤；

B.電池工作時,b極反應(yīng)為C6H5OH-28e+llH2O=6CO2個+28JT,b極附近pH減小，B正

確；

C.右側(cè)為電解裝置，c是陰極，c極反應(yīng)式為2H*+2e=H?T,d為陽極，d極反應(yīng)式為

+

H2O-e-=OH+H,C6H5OH+28-OH=6CO2T+17H2O,轉(zhuǎn)移28moi電子,c極生成14moi

氫氣，d極生成6moi二氧化碳?xì)怏w，所以兩極產(chǎn)生氣體的體積比（相同條件下）為7：3,C

正確；

D.d極區(qū)苯酚被QH氧化為二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

C6H5OH+28OH=6CO2T+17H,O,D正確；

故選Ao

4.C

【分析】PdHx是負(fù)極材料，它在壓力梯度的驅(qū)動下發(fā)生反應(yīng)：PdHx-e=PdHxl+H\生成的

質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜傳輸?shù)缴蠈逾氹姌O（正極），而電子先后通過下層伯電極和外接線路轉(zhuǎn)移

到把電極，并在此與質(zhì)子重新結(jié)合發(fā)生還原反應(yīng)，至此形成閉合回路。

【詳解】A.PdHx是負(fù)極材料，它在壓力梯度的驅(qū)動下發(fā)生反應(yīng)：PdHx-e=PdHs.,+H\生

成的質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜傳輸?shù)缴蠈予穗姌O（正極），而電子先后通過下層鉗電極和外接線路

轉(zhuǎn)移到杷電極，并在此與質(zhì)子重新結(jié)合發(fā)生還原反應(yīng)，至此形成閉合回路。Pd電極為正極，

A項(xiàng)正確；

B.交換膜需要H+通過并在正極發(fā)生反應(yīng)；2H++2e-=H?T,所以交換膜為質(zhì)子交換膜，B

項(xiàng)正確；

C.電池正極反應(yīng)為2H++2e-=H?T,C錯誤；

D.分析原理可知，Pd與PdHx之間含氫差異和壓力梯度都會導(dǎo)致電勢差，D正確；

故選Co

5.B

1X1放電1

【分析】由電池的總反應(yīng)MnO2+Zn+(1+-)H2O+-ZnSO4.MnOOH+-

266羌電6

1Y1

[ZnSO4?3Zn(OH)2?xHO,可知Zn為負(fù)極，電極反應(yīng)為：Zn+(1+-)HO+-ZnSO-e+OH=

226264

-[ZnSO4*3Zn(OH)2.xHO],正極反應(yīng)式為：MnO+e+HO=MnOOH+OH-,故充電時，與電

6222

1]X1

源負(fù)極相連的是陰極，電極反應(yīng)為：-[ZnSO4-3Zn(OH)2-xH2O]+e=Zn+(1+-)H20+-

ZnSO4+OH-,與電源正極相連為陽極，電極反應(yīng)為：MnOOH+OH-e=MnO2+H2O?

【詳解】A.Zn所在電極為負(fù)極，即放電時，含有鋅膜的碳納米管纖維作電池負(fù)極，故A

正確；

11YI

B.由分析可知，充電時，陰極反應(yīng)：-[ZnSO4?3Zn(OH)2?xH2O]+e=^Zn+(1+-)H20+-

6266

ZnSO4+OH-,故B錯誤；

C.由分析可知，放電時Zn所在電極為負(fù)極，充電時，Zn所在電極為陰極，Zn2+移向鋅膜，

鋅元素發(fā)生還原反應(yīng)，故C正確；

D.有機(jī)高聚物的結(jié)構(gòu)片段發(fā)現(xiàn)可知，是加成聚合產(chǎn)物，合成有機(jī)高聚物的單體是：

0

rii-rn-r-NH1故D正確；

故選B。

6.B

【分析】放電時Li<“轉(zhuǎn)化為LiaQ,即發(fā)生電極反應(yīng)Li-e-=L廣，電子從集流器C“流入

集流器A1,充電時LJiMO?轉(zhuǎn)化為Li,MC>2,所以電極反應(yīng)式為

+

Liv+lMO2-e-=LivMO2+Li；

【詳解】A.由題給總反應(yīng)式可知，放電時Lifn轉(zhuǎn)化為L*Cn,即發(fā)生電極反應(yīng)Li-e-=Li+,

+

電子從集流器C.流入集流器Al,發(fā)生反應(yīng)：LiyMO2+e-+Li-Liy+1MO2,金屬元素M被

還原，選項(xiàng)A正確；

B.當(dāng)Li*移向電極A時，是Li~Q轉(zhuǎn)化為Li<",由總反應(yīng)可知是充電過程，是電能轉(zhuǎn)化

為化學(xué)能，選項(xiàng)B不正確；

C.因Li能與水發(fā)生反應(yīng)，所以電解質(zhì)不能用水溶液，可以用常溫下呈液態(tài)又可以導(dǎo)電的離

子液體，選項(xiàng)C正確：

D.由總反應(yīng)及電池結(jié)構(gòu)可知，充電時Li>,“MC>2轉(zhuǎn)化為Li，MO2,所以電極反應(yīng)式為

+

Liy+1MO2-e-LiyMO2+Li,選項(xiàng)D正確；

答案選B。

7.C

【分析】根據(jù)左側(cè)缺氧室NO；TN2可得N元素化合價降低，則為正極，左側(cè)缺氧陰極發(fā)生

+

的電極反應(yīng)為2NO；+12H+10e-=N2t+6H2O,右側(cè)好氧陰極為正極，發(fā)生的反應(yīng)為

C)2+4e-+4H+=2田0,電極附近還發(fā)生NH：+2O2=NO；+2H++H2。，中間厭氧陽極為負(fù)極，厭

氧陽極上有機(jī)污染物發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成CO2和H*。

【詳解】A.該裝置為原電池，陽離子移向正極，左側(cè)缺氧室和右側(cè)好氧室均為正極，故A

正確；

B.左側(cè)缺氧室NO；-N2中N元素化合價降低，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2NO；

+

+12H+10e-=N2t+6H2O,故B正確;

C.若好氧室消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下44.8LO2其物質(zhì)的量為：不看二=2mol,NH；+2Ch=NO；

22.4L7mol

+H2O+2H*,由于NH：和電極之間存在著對O2的競爭，故可知則最多有ImolNH：完全轉(zhuǎn)化

為N。；，故C錯誤；

D.厭氧陽極上葡萄糖發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)生成CO2和H+,電極反應(yīng)式為

+

C6H12O6+6H2O-24e=6CO2+24H,消耗1molC6Hl2。6,外電路轉(zhuǎn)移24moie,故D正確；

故答案選C。

8.D

【分析】根據(jù)已知條件和裝置圖可以得出：左邊是甲烷燃料電池，右邊是電解池，有害氣體

NO,SO,分別轉(zhuǎn)化為NH；和SO：,則通入NO的一極為陰極，通入S02的為陽極，a為負(fù)

極，b為正極；

【詳解】A.根據(jù)c電極通入的SC)2氣體轉(zhuǎn)化為SO；,所以該電極是失去電子，發(fā)生氧化反

應(yīng)，是電解池的陽極，則b是燃料電池的正極，通入的是氧氣，甲通入的是甲烷，選項(xiàng)A

正確；

B.由于電解液是氫氧化鉀溶液，通入氧氣的b極的電極反應(yīng)為：O,+2H2O+4e=4OH-,

選項(xiàng)B正確；

C.d電極NO轉(zhuǎn)化為NH：,是電解池陰極得電子，可知電極反應(yīng)式為：

+

NO+6H+5e-=NH：+H2O,選項(xiàng)C正確；

D.c電極是SO。轉(zhuǎn)化為SO；,電解池陽極失電子，電極反應(yīng)式為：

+

2H,O+SO2-2e-=SO；-+4H,所以在電解池中總反應(yīng)方程式為2NO+8HQ+SSO?

電解

==(NH4)2SO4+4H2SO4,電解過程中消耗水，生成硫酸鍍和硫酸，則通過丙出口出去的

物質(zhì)有硫酸筱的濃溶液和H2SO4,選項(xiàng)D錯誤；

答案選D。

9.B

【詳解】A.電極B上電子流出、電極A上電子流入，則A為陰極，B為陽極，陽極上發(fā)

生氧化反應(yīng)，則B電極反應(yīng)為：Ni(OH)2-e+OH=NiOOH+H2O,A正確；

B.圖a為電解池，電極B為陽極，結(jié)合已知：解耦式電解海水制氫能有效的解決氯腐蝕

問題，則在實(shí)驗(yàn)條件下Ni(0H)2比C「更易在陽極參與電極反應(yīng)，B錯誤；

C.裝置(b)中實(shí)驗(yàn)在95匕下進(jìn)行，溫度升高能加快離子運(yùn)動速率、增強(qiáng)導(dǎo)電性、可加快反

應(yīng)速率，C正確；

D.裝置(b)為原電池，氧氣由水失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)得到，則還原劑為H?。，D正確；

答案選B。

10.B

【詳解】A.光催化裝置中，氫離子得電子產(chǎn)生氫氣，電極反應(yīng)式為2廣+2^=也1\「轉(zhuǎn)

化為I；,電極反應(yīng)式為3r+2h*=I；,據(jù)此可知酸性減弱，pH升高，A錯誤；

B.由3r+2h*=I；可知整套裝置轉(zhuǎn)移0.01mole,光催化裝置生成0.005moll；,質(zhì)量為

0.005xl27x3g=1.905g,B正確；

+

C.電催化裝置氫氧根得空穴產(chǎn)生氧氣，陽極電極反應(yīng)式：4OH+4h=2H2O+O2T,(2錯

誤；

D.電催化裝置右側(cè)產(chǎn)生的氫離子透過陽離子交換膜移向陰極，故離子交換膜為陽離子交換

膜，D錯誤。

故選B。

11.C

【詳解】A.催化電極上CCh轉(zhuǎn)化為甲醇，碳元素化合價降低，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯誤；

B.石墨電極上電極反應(yīng)式為4OH-4e=2H2O+C）2T,水層中的H2O解離成H+和0H\0H-

通過a膜向陽極（石墨電極）移動，石墨電極消耗的0H-與遷移過來的0H-數(shù)目相等，石墨電極

區(qū)溶液中0H-物質(zhì)的量不變，但電解過程中石墨電極區(qū)生成了水，溶液的pH減小，B錯誤；

C.水電離的H+通過b膜向陰極移動，進(jìn)入右室溶液，C正確；

D.催化電極上的電極反應(yīng)式為CC）2+6HCO3+6e=CHQH+6cO；+H?O,通過b膜遷移過來

的H+與CO：反應(yīng)生成HCO：,故HCO3的物質(zhì)的量不變，D錯誤；

故選C。

12.B

【分析】由圖可知，A1元素價態(tài)升高失電子，故鋁電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為AL3e-=A13+：

多空碳電極為正極，反應(yīng)為O2+4e-=2O2;繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)：603+682=602+3Cq；,正極

反應(yīng)可以表示為2co2+2e-=C9/，據(jù)此作答。

【詳解】A.在多空碳電極上氧氣得電子被還原，所以多孔碳電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，

A正確；

B.O2+4e=2O2',繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)6O2+6CO2=6O2+3C2。：-,可見氧氣為反應(yīng)的催化劑，B錯

誤；

C.A1元素價態(tài)升高失電子，故鋁電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為AL3e=A13+,C正確；

D.正極反應(yīng)為O2+4e-=2O2-，繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)6O2-+6CO2=602+3QO：,正極反應(yīng)可以表示

為2co2+2日=60；,D正確；

故合理選項(xiàng)是B。

13.D

【分析】根據(jù)題干信息可知該裝置中Li作負(fù)極，發(fā)生失電子氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)：Li-e=Li+;

正極電極反應(yīng)：Ss+—e-=-S^-（2<x<8）;

XX

【詳解】A.放電時，負(fù)極發(fā)生反應(yīng)：Li-e-=Li+,Li-向正極移動，與結(jié)合，形成溶

解度小的多硫化物，即電路轉(zhuǎn)移0.01以電子，負(fù)極電解質(zhì)溶液無法增重0.07g,故A錯誤；

B.放電時，正極反應(yīng)：S+—e-=-S;-(2<x<8),則放電時總反應(yīng)：xS+16Li=8Li,S,

8XXsx

充電總反應(yīng)與放電總反應(yīng)相反：8Li2Sx=16Li+xS8,故B錯誤；

C.Ni對多硫化物結(jié)合能力大于石墨烯，說明Ni更易于多硫化物結(jié)合，故C錯誤；

D.為解決多硫化物易透過隔膜問題，Ni以與多硫化物結(jié)合，應(yīng)向正極移動，故D正確；

答案選D。

14.(1)液氨氣化時吸收大量熱，使周圍環(huán)境溫度降低，因此可用作制冷劑N2H4+6

[Fe2OjxH2O]=N2+4Fe3O4+(6x+2)H2O

(2)由圖象可知：Ea2>Ea,,反應(yīng)I的活化能比反應(yīng)小，反應(yīng)n活化能較大，反應(yīng)的活化

能越大，反應(yīng)速率越慢，決定了總反應(yīng)速率。虛線框中是NO2在紫外線照射下產(chǎn)生游

離的O原子，O與02結(jié)合形成03,然后是CH2=CH-CH3與03發(fā)生氧化還原反應(yīng)反應(yīng)產(chǎn)生

CH3cH0、HCHOo

(3)2NO；+8H++6e-=N2f+4H2O

【詳解】(1)液氨氣化時吸收大量熱，使周圍環(huán)境溫度降低，因此可用作制冷劑；N2H4與

2

鐵銹反應(yīng)生成四氧化鐵和氮?dú)?，ImolN2H4失去4mol電子，ImolFezCh-xHzO得3moi電子，

根據(jù)得失電子守恒得反應(yīng)方程式為：N2H4+6[Fe2O3xH2O]=N2+4Fe3O4+(6x+2)H2O；

(2)①由圖象可知：Ea2>Eal,反應(yīng)I的活化能比反應(yīng)小，反應(yīng)n活化能較大，反應(yīng)的活化

能越大，反應(yīng)速率越慢，決定了總反應(yīng)速率。

②虛線框中是NO2在紫外線照射下產(chǎn)生游離的0原子，0與02結(jié)合形成03,然后是

CH2=CH-CH3與03發(fā)生氧化還原反應(yīng)反應(yīng)產(chǎn)生CH3cH0、HCHO?

(3)陰極N02得電子生成氮?dú)?，電極方程式為：2N(>+8H++6e-=N2T+4H20。

1

15.(l)H2(g)+1o2(g)=H2O(l)AH=-286kJmoP

-

(2)Ni(OH),-e+OH-=NiOOH+H2O不變

(3)CaO可以吸收CO/吏反應(yīng)I平衡正向移動，反應(yīng)II平衡逆向移動，提高H2產(chǎn)率;

CaO與CO?反應(yīng)放出大量熱，使反應(yīng)I、II速率加快(且使反應(yīng)I平衡正向移動)：多孔CaO

具有一定吸附性，可以與體系內(nèi)物質(zhì)充分接觸；溫度較低時，反應(yīng)I占主導(dǎo)，溫度升

高使反應(yīng)I正向移動生成H?的量大于反應(yīng)H正向移動消耗H?的量；溫度較高時，反應(yīng)H占

主導(dǎo)，溫度升高使反應(yīng)n正向移動消耗H?的量大于反應(yīng)I正向移動生成H?的量；0.16

0.265

【詳解】(1)lOlkPa時，Imol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定化合物時放出的熱量是燃燒熱；

由題意分析，利用蓋斯定律，表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為

H2(g)+1o2(g)=H2O(l)AH=-286kJmor'；

(2)如圖電解裝置可獲得H2,由H2O轉(zhuǎn)化為氏的一極，氫元素化合價降低，為電解池

的陰極，電極方程式是2H?O+2e=H2T+2OH-：由Ni(OH)2轉(zhuǎn)化為NiOOH,銀元素化合價

升高，該極為電解池的陽極，陽極電極反應(yīng)式為Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2。，根據(jù)

兩極方程式判斷，電解總方程式是2Ni(OH)2=2NiOOH+H2T,所以電解后KOH物質(zhì)的量

不變；

(3)①多孔CaO與CO?接觸面積大，反應(yīng)速率快，使得反應(yīng)I正向進(jìn)行，反應(yīng)H平衡逆向

移動，獲得更多氫氣；

②反應(yīng)I、n都是吸熱反應(yīng)，溫度升高，該反應(yīng)更利于正反應(yīng)方向進(jìn)行，一開始是反應(yīng)I

在進(jìn)行，凡的產(chǎn)率逐漸升高，一段時間后反應(yīng)II占主導(dǎo)，比起生成氫氣被消耗更快，所以

氨氣的產(chǎn)率又下降；

2molx80%

③5min內(nèi)=2L。工/認(rèn)-工；計(jì)算反應(yīng)II的平衡常數(shù)，

5min

利用三段式處理數(shù)據(jù)

C2H5OH(g)+3H20(g)2CO2(g)+6H2(g)

起始量(mol)26

轉(zhuǎn)化量(mol)1.64.83.29.6

平衡量(mol)0.41.23.29.6

H

82(g)+2(g)CO(g)+H2O(g)

起始量（mol）3.29.6

轉(zhuǎn)化量（mol）XXXX

平衡量（mol）3.2-x9.6-xXX

—————X100%=10%,解得x=1.44,反應(yīng)n的平衡常數(shù):

0.4+1.2+3.2+9.6

1.441.44+1.2

"CO)"%。2)

=0.265o

C(CO2)C(H2)-L768J6

F*三

16.(1)+3Fe(0H)3

+2+

(2)Co2O,+6H+2Cr=2CO+C12T+3H2O1：2

(3)lxl0,3a-47)調(diào)pH使Mg"轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2過程中，會有Co(OH)2生成，從而

導(dǎo)致C。元素的損失

A人

=

(4)COC2O4CO+2CO,T

+

(5)BLiCoO2-xe~=Lij_xCoO2+xLi

【分析】水鉆礦的主要成分為COzO,,含少量Fe2（）3、FeO、A12O3,MgO,加入氫氧化鈉

溶液堿浸，可以使A1。變成NaAlO?溶液而除去，濾渣中含有CozO、、Fep、FeO、MgO,

加入鹽酸酸浸，Co?。、與鹽酸反應(yīng)得到FeO能被氧化，所以溶液中含有C。"、Fe"、

Mg”,加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH,除去Fe",加入NaF使Mg?+形成MgF2沉淀而除去，得到含

有C（?+的溶液，最后加入NazCQ4得到CoCzO4沉淀。

【詳解】（1）根據(jù)化合物中元素化合價的代數(shù)和為零，CoCq,中鉆元素顯+2價，則碳元

素的化合價為+3價；根據(jù)以上分析，固體1的成分是Fe（0H）3；

（2）加入鹽酸酸浸，Co,。、與鹽酸反應(yīng)得到C4+,FeO能被氧化，反應(yīng)的離子方程式為：

+2++2+3+

CO2O,+6H+2Cr=2CO+C1,T+3H2O,Co2O,+2FeO+l0H=2CO+2Fe+5H2O,其中

后者，氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1:2；

（3）溶液的pH=a,c（OH>10al4,Fe并完全沉淀,溶度小于或等于IxlO^mol/L,所以

5a43

Ksp[Fe（OH）3]=1.OxIO-x（10'）=1x.調(diào)pH使Mg2+轉(zhuǎn)化為Mg（OH）2過程中，會

有Co（OH%生成，從而導(dǎo)致C。元素的損失，所以用NaF沉鎂而不是用調(diào)pH的方法除鎂;

（4）14.7gCoC。，物質(zhì)的量的O』mol,0.1molCo質(zhì)量為5.9g,剛好是加熱后剩余的固體的

質(zhì)量（14.7-8.8=5.9）,所以得到的固體為鉆單質(zhì)，根據(jù)化合價的升降，所得方程式為：

CoC2O4=Co+2CO2T；

（5）A極中的碳作為金屬鋰的載體，為放電時的負(fù)極，充電時的陰極，B電極為放電時的

正極和充電時的陽極，充電時，陽離子從陽極（B）移向陰極（A）,陽極上的電極反應(yīng)式

為LiCoO2-xe-=Li1_xCoO2+xLi+。

高三化學(xué)復(fù)習(xí)難點(diǎn)8一—電化學(xué)及應(yīng)用

電化學(xué)原理及其應(yīng)用主要涉及氧化還原反應(yīng)知識和元素化合物知識，是化學(xué)知識的重點(diǎn)，

也是難點(diǎn)，同時還是聯(lián)系生產(chǎn)、生活和科技等方面知識進(jìn)行命題的常見素材。因此，要重視

理解電化學(xué)有關(guān)概念并運(yùn)用電化學(xué)原理分析解決實(shí)際問題，是突破這一難點(diǎn)的關(guān)鍵所在.

一、正確理解有關(guān)概念

一原理：氧化還原反應(yīng)（以此統(tǒng)領(lǐng)電化學(xué)知識的理解和運(yùn)用）。

二轉(zhuǎn)化與兩種池：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能（原電池），電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能（電解池）。要求會準(zhǔn)

確判斷各類池（含電鍍池、精煉池）。

三流向：電子流向、電流流向、離子流向。要求會準(zhǔn)確判斷三流向。

四電極：正極、負(fù)極、陰極、陽極。要求會準(zhǔn)確判斷原電池的正負(fù)極與電解池的陰陽極。

要求會正確書寫電極方程式與總反應(yīng)方程式（含陌生方程式）。

構(gòu)成四條件：兩種池子均有兩電極、均要電解質(zhì)溶液（可能是熔融的電解質(zhì)）、均形成閉

合回路、原電池（需自發(fā)的氧化還原反應(yīng)）或電解池（需直流電源）。

多種應(yīng)用：①金屬腐蝕：析氫腐蝕與吸氧腐蝕。

②金屬的防護(hù)一一電化學(xué)保護(hù)法：犧牲陽極保護(hù)法，如輪船的船底四周鑲嵌鋅塊。外加

電流陰極保護(hù)法（又叫陰極電保護(hù)法），如水庫閘門、合成氨塔等與直流電源的負(fù)極相連接，

做電解池的陰極，受到保護(hù)。

③電池應(yīng)用：制作化學(xué)電源。例如：鋅缽干電池（一次電池）、鉛蓄電池（二次電池）、新

型燃料電池等。

④電解原理的應(yīng)用：氯堿工業(yè)、電鍍、電解精煉、電解熔融NaCl制Na、電解熔融A12O3

制AL

⑤利用電化學(xué)原理計(jì)算：兩極產(chǎn)物的量與電量間的互算、溶液的pH、相對原子質(zhì)量、

某元素的化合價、化學(xué)式等。不論哪類計(jì)算，均可應(yīng)用電子守恒思想。

二、請看近3年全國高考新課程I卷：

例1.（2015?全國I卷11）微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝

置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說法錯誤的是（）

A.正極反應(yīng)中有C02生成

B.微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移

C.質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)

D.電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O2==6CO2+6H2O

簡約思維：關(guān)注圖示知該電池反應(yīng)原理為C6Hl2O6+6O2==6CO2+

6H2O,選項(xiàng)D正確。借助氧化還原反應(yīng)規(guī)律知得電子的一極為正極，即有02參與反應(yīng)的

一極為正極，生成C02的一極發(fā)生氧化反應(yīng)為負(fù)極，選項(xiàng)A錯。在微生物的作用下，反應(yīng)

速率比化學(xué)反應(yīng)速率加快，所以微生物促進(jìn)了反應(yīng)的發(fā)生，選項(xiàng)B正確。質(zhì)子即H+向正極

移動，選項(xiàng)C正確。正確答案為A。

例2.（2013?全國I卷10）銀質(zhì)器皿日久表面會逐漸變黑，這是生成了Ag2s的緣故.根

據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下處理:在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液,再將變黑的銀器浸入該溶液中,

一段時間后發(fā)現(xiàn)黑色會褪去。下列說法正確的是（）

A.處理過程中銀器一直保持恒重

B.銀器為正極，Ag2s被還原生成單質(zhì)銀

C.該過程中總反應(yīng)為2Al+3Ag2s==6Ag+Al2s3

D.黑色褪去的原因是黑色Ag2s轉(zhuǎn)化為白色AgCl

簡約思維：由信息知該變化屬于原電池反應(yīng)，A1作負(fù)極，Ag作正極，食鹽溶液作電解

質(zhì)溶液，Ag2s被還原生成Ag,選項(xiàng)B正確。黑色Ag2s轉(zhuǎn)化為白色Ag單質(zhì)，并附著在銀

器上，銀器不會保持恒重，選項(xiàng)A、D皆錯。Al2s3在溶液中發(fā)生互相促進(jìn)水解反應(yīng)，故不

可能存在Al2s3,總反應(yīng)方程式為2Al+3Ag2S+6H2O==6Ag+2Al（OH）3+3H2St,選項(xiàng)C錯。

正確答案為B。

現(xiàn)場體驗(yàn)近3年福建高考題：

1.（2015?福建高考11）某模擬“人工樹葉”電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示，該裝置能將

H2O和CO2轉(zhuǎn)化為02和燃料（C3H80）。下列說法正確的是（）

4

A.該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和電能

B.該裝置工作時，H+從b極區(qū)向a極區(qū)遷移

C.每生成lmolO2,有44gCO2被還原

D.a電極的反應(yīng)為：3CO2+16H+-18e-==C3H8O+4H2O

2.（2014?福建高考11）某原電池裝置如右圖所示，電池總反應(yīng)為2Ag+C12==2AgCl。

下列說法正確的是（）

A.正極反應(yīng)為AgCl+e—==Ag+Cl—

B.放電時，交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成

C.若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應(yīng)隨之改變

D.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mole一時，交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02mol離子

3.（2013?福建高考11）某科學(xué)家利用二氧化鈾（CeO2）在太陽能作用下將H2O、CO2

轉(zhuǎn)變成H2、COo其過程如下：

0co太陽葩"''

’備,+xO,

9005C

（m-x）CeO^xCc+xH,0+?€0廣②，mCeO,+xH,*xCO

下列說法不正確的是（）

A.該過程中CeO2沒有消耗

B.該過程實(shí)現(xiàn)了太陽能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化

C.右圖中△HkaHZ+aH3

D.以CO和02構(gòu)成的堿性燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為

C0+40H-----2e—==CO32一+2H2O

三、現(xiàn)場體驗(yàn)強(qiáng)化訓(xùn)練近3年各省市高考題：

第一類：單一原電池

1.（2015?天津高考10）鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和

水分子通過，下列有關(guān)敘述正確的是（）

A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

B.電池工作一段時