? 秘籍10 電化學突破

概率預測
☆☆☆☆☆
題型預測
選擇題 ☆☆☆☆☆
考向預測
原電池、新型化學電源、電解池、金屬腐蝕的綜合分析及應用

本專題命題往往以可充電電池的工作原理及電解原理的應用為背景，考查電極反應式的書寫、離子移動方向、金屬的電化學腐蝕及防護等知識。同時也對信息提取、應用能力進行考查。備考時要側重原電池與電解池工作原理中基礎考點的復習和電極反應式書寫技巧的掌握。

考點一、新型電池的工作原理分析
1．突破原電池工作原理

2．二次電池充電時連接模型(“正”接“正”，“負”接“負”)

注意：放電時負極反應與充電時的陰極反應相反，同理放電時正極反應與充電時陽極反應相反。如鉛蓄電池：
負極：Pb＋SO－2e－===PbSO4
陰極：PbSO4＋2e－===Pb＋SO
考點二、電解原理的應用 金屬腐蝕與防護
1．電解池工作原理模型圖

【特別提醒】①陽離子在陰極上的放電順序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞……
②陰離子在陽極上的放電順序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子＞……
③當陽極是金屬(Au、Pt除外)電極時，溶液中的離子不再放電而是金屬失電子生成金屬陽離子。
④微粒的放電順序受溫度、濃度、電壓、電極材料等因素的影響。
2．電化學計算的兩種常用方法
(1)根據(jù)電子守恒計算
①用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉移的電子數(shù)相等。
②用于混合溶液中電解的分階段計算。
(2)根據(jù)關系式計算
根據(jù)得失電子守恒定律建立起已知量與未知量之間的橋梁，構建計算所需的關系式。
如以通過4 mol e－為橋梁可構建如下關系式：
(式中M為金屬，n為其離子的化合價數(shù)值)
3．金屬電化學腐蝕與防護
(1)金屬腐蝕快慢的三個規(guī)律
①金屬腐蝕類型的差異
電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學腐蝕>有防護腐蝕措施的腐蝕。
②電解質溶液的影響
a．對同一金屬來說，腐蝕的快慢(濃度相同)：強電解質溶液>弱電解質溶液>非電解質溶液。
b．對同一種電解質溶液來說，電解質濃度越大，腐蝕越快。
③活潑性不同的兩金屬，活潑性差別越大，腐蝕越快。
(2)兩種腐蝕與三種保護
①兩種腐蝕：析氫腐蝕、吸氧腐蝕(關鍵在于電解液的pH)。
②三種保護：電鍍保護、犧牲陽極的陰極保護法、外加電流的陰極保護法。
考點三、離子交換膜在電化學中的綜合應用
1．離子交換膜的作用
(1)防止副反應的發(fā)生，避免影響所制取產(chǎn)品的質量；防止引發(fā)不安全因素(如在電解飽和食鹽水中，利用陽離子交換膜，防止陽極產(chǎn)生的Cl2進入陰極室與氫氧化鈉反應，導致所制產(chǎn)品不純；防止與陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生爆炸)。
(2)用于物質的分離、提純等。
(3)用于物質的制備。
2．離子交換膜的類型
根據(jù)透過的微粒，離子交換膜可以分為多種，在高考試題中主要出現(xiàn)過陽離子交換膜、陰離子交換膜和質子交換膜三種。陽離子交換膜只允許陽離子通過，阻止陰離子和氣體通過，陰離子交換膜只允許陰離子通過，質子交換膜只允許質子(H＋)通過。
3．離子交換膜類型的判斷
根據(jù)電解質溶液呈電中性的原則，判斷膜的類型：
(1)首先寫出陰、陽兩極上的電極反應，依據(jù)電極反應式確定該電極附近哪種離子剩余。
(2)根據(jù)溶液呈電中性，判斷出離子移動的方向，從而確定離子交換膜的類型。
4．定量關系
外電路電子轉移數(shù)＝通過隔膜的陰、陽離子帶的負或正電荷數(shù)。
四、串聯(lián)電池和電解池的判斷
1．有外接電源電池類型的判斷方法
有外接電源的各電池均為電解池，若電池陽極材料與電解質溶液中的陽離子相同，則該電池為電鍍池。如

則甲為電鍍池，乙、丙均為電解池。
2．無外接電源電池類型的判斷方法
(1)直接判斷
非常直觀明顯的裝置，如燃料電池、鉛蓄電池等在電路中，則其他裝置為電解池。如圖所示：A為原電池，B為電解池，甲池為原電池，其余為電解池。

(2)根據(jù)電池中的電極材料和電解質溶液判斷

原電池一般是兩種不同的金屬電極或一個金屬電極一個碳棒電極；而電解池則一般兩個都是惰性電極，如兩個鉑電極或兩個碳棒電極。原電池中的電極材料和電解質溶液之間能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應，電解池的電極材料一般不能和電解質溶液自發(fā)反應。如圖所示：B為原電池，A為電解池。
(3)根據(jù)電極反應現(xiàn)象判斷
在某些裝置中根據(jù)電極反應或反應現(xiàn)象可判斷電極，并由此判斷電池類型。如圖所示：若C極溶解，D極上析出Cu，B極附近溶液變紅，A極上放出黃綠色氣體，則可知乙是原電池，D是正極，C是負極；甲是電解池，A是陽極，B是陰極。B、D極發(fā)生還原反應，A、C極發(fā)生氧化反應。

【方法技巧】串聯(lián)電路的解題流程


技法一、判斷電極
(1)通過反應類型判斷
①失去電子的電極為負極，發(fā)生氧化反應；
②得到電子的電極為正極，發(fā)生還原反應。
(2)通過電子定向移動方向和電流方向判斷
①電子流出的電極為負極，電子經(jīng)外電路流入正極；
②電流流出的電極為正極，電流經(jīng)外電路流入負極。
(3)根據(jù)離子移動方向判斷
陰離子向負極移動，陽離子向正極移動。
(4)根據(jù)電極現(xiàn)象判斷
一般不斷溶解、質量減輕的電極為負極；有固體析出、質量增加或不變或有氣體產(chǎn)生的電極為正極。
技法二、書寫電極反應式
1.直接書寫

2.間接書寫
第一步，寫出電池總反應式。
第二步，寫出電極的正極反應式。
第三步，負極反應式＝總反應式－正極反應式。
技法三、充、放電時電解質溶液中離子移動方向的判斷
分析電池工作過程中電解質溶液的變化時，要結合電池總反應進行分析。
1.首先應分清電池是放電還是充電。
2.再判斷出正、負極或陰、陽極。
放電：陽離子→正極，陰離子→負極；
充電：陽離子→陰極，陰離子→陽極；
總之：陽離子→發(fā)生還原反應的電極；陰離子→發(fā)生氧化反應的電極。
技法四、燃料電池電極反應式的書寫
第一步：寫出電池總反應式。
燃料電池的總反應與燃料燃燒的反應一致，若產(chǎn)物能和電解質反應，則總反應為加合后的反應。如甲烷燃料電池(電解質溶液為NaOH溶液)的反應如下：
CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O ②
①＋②可得甲烷燃料電池的總反應式：CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。
第二步：寫出電池的正極反應式。
根據(jù)燃料電池的特點，一般在正極上發(fā)生還原反應的物質都是O2，因電解質溶液不同，故其電極反應也會有所不同：
燃料電池電解質
正極反應式
酸性電解質
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
堿性電解質
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
固體電解質(高溫下能傳導O2－)
O2＋4e－===2O2－
熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)
O2＋2CO2＋4e－===2CO
第三步：電池的總反應式－電池的正極反應式＝電池的負極反應式。
技法五、金屬腐蝕快慢的判斷方法
（1）在同一種電解質溶液中：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學腐蝕＞有防護措施的腐蝕。
（2）在不同介質中：強電解質溶液中的腐蝕＞弱電解質溶液中的腐蝕＞非電解質溶液中的腐蝕。
（3）對同一種電解質溶液來說，電解質溶液濃度越大，金屬腐蝕越快。

例1.K—O2電池結構如圖，a和b為兩個電極，其中之一為單質鉀片。關于該電池，下列說法錯誤的是

A．隔膜允許K+通過，不允許O2通過
B．放電時，電流由b電極沿導線流向a電極；充電時，b電極為陽極
C．產(chǎn)生1Ah電量時，生成KO2的質量與消耗O2的質量比值約為2.22
D．用此電池為鉛酸蓄電池充電，消耗3.9g鉀時，鉛酸蓄電池消耗0.9g水
【答案】D
【解析】由圖可知，a電極為原電池的負極，單質鉀片失去電子發(fā)生氧化反應生成鉀離子，電極反應式為K—e-=K+，b電極為正極，在鉀離子作用下，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應生成超氧化鉀；據(jù)以上分析解答。金屬性強的金屬鉀易與氧氣反應，為防止鉀與氧氣反應，電池所選擇隔膜應允許K+通過，不允許O2通過，故A正確；由分析可知，放電時，a為負極，b為正極，電流由b電極沿導線流向a電極，充電時，b電極應與直流電源的正極相連，做電解池的為陽極，故B正確；由分析可知，生成1mol超氧化鉀時，消耗1mol氧氣，兩者的質量比值為1mol×71g/mol：1mol×32g/mol≈2.22：1，故C正確；鉛酸蓄電池充電時的總反應方程式為2PbSO4+2H2O＝PbO2+Pb+2H2SO4，反應消耗2mol水，轉移2mol電子，由得失電子數(shù)目守恒可知，耗3.9g鉀時，鉛酸蓄電池消耗水的質量為×18g/mol=1.8g，故D錯誤；故選D。
例2.以石墨電極電解200 mL CuSO4溶液，電解過程中轉移電子的物質的量n(e－)與產(chǎn)生氣體總體積V(標準狀況)的關系如圖所示，下列說法中正確的是(　　)
A．電解前CuSO4溶液的物質的量濃度為2 mol·L－1
B．忽略溶液體積變化，電解后所得溶液中c(H＋)＝2 mol·L－1
C．當n(e－)＝0.6 mol時，V(H2)∶V(O2)＝3∶2
D．向電解后的溶液中加入16 g CuO，則溶液可恢復到電解前的濃度
【答案】B
【解析】電解CuSO4溶液時，陽極反應式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，陰極反應式為Cu2＋＋2e－===Cu，若陰極上沒有氫離子放電，則圖中氣體體積與轉移電子物質的量的關系曲線是直線，而題圖中是折線，說明陰極上還發(fā)生反應：2H＋＋2e－===H2↑。當轉移0.4 mol電子時，Cu2＋恰好完全析出，n(Cu2＋)＝＝0.2 mol，根據(jù)銅原子守恒得，c(CuSO4)＝c(Cu2＋)＝＝1 mol·L－1，A項錯誤；當轉移0.4 mol電子時，生成n(H2SO4)＝0.2 mol，隨后相當于電解水，因為忽略溶液體積變化，所以電解后所得溶液中c(H＋)＝＝2 mol·L－1，B項正確；當n(e－)＝0.6 mol時，發(fā)生反應：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4、2H2O2H2↑＋O2↑，n(H2)＝0.1 mol，n(O2)＝0.1 mol＋0.05 mol＝0.15 mol，所以V(H2)∶V(O2)＝0.1 mol∶0.15 mol＝2∶3，C項錯誤；因電解后從溶液中析出Cu、O2、H2，所以只加入CuO不能使溶液恢復到電解前的濃度，D項錯誤。
【方法技巧】電化學綜合計算的三種常用方法
(1)根據(jù)總反應式計算
先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據(jù)總反應式列出比例式計算。
(2)根據(jù)電子守恒計算
①用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉移的電子數(shù)相等。
②用于混合溶液中電解的分階段計算。
(3)根據(jù)關系式計算
根據(jù)得失電子守恒定律建立起已知量與未知量之間的橋梁，構建計算所需的關系式。
例3.鈷(Co)的合金材料廣泛應用于航空航天、機械制造等領域。如圖為水溶液中電解制備金屬鈷的裝置示意圖。下列說法正確的是

A．工作時，Ⅰ室和Ⅱ室溶液的均增大
B．生成，Ⅰ室溶液質量理論上減少
C．移除兩交換膜后，石墨電極上發(fā)生的反應不變
D．電解總反應：
【答案】D
【解析】由圖可知，該裝置為電解池，石墨電極為陽極，水在陽極失去電子發(fā)生氧化反應生成氧氣和氫離子，電極反應式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，Ⅰ室中陽離子電荷數(shù)大于陰離子電荷數(shù)，放電生成的氫離子通過陽離子交換膜由Ⅰ室向Ⅱ室移動，鈷電極為陰極，鈷離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應生成鈷，電極反應式為Co2++2e-=Co，Ⅲ室中陰離子電荷數(shù)大于陽離子電荷數(shù)，氯離子過陰離子交換膜由Ⅲ室向Ⅱ室移動，電解的總反應的離子方程式為2Co2++2H2O2 Co +O2↑+4H+。由分析可知，放電生成的氫離子通過陽離子交換膜由Ⅰ室向Ⅱ室移動，使Ⅱ室中氫離子濃度增大，溶液pH減小，故A錯誤；由分析可知，陰極生成1mol鈷，陽極有1mol水放電，則Ⅰ室溶液質量減少18g，故B錯誤；若移除離子交換膜，氯離子的放電能力強于水，氯離子會在陽極失去電子發(fā)生氧化反應生成氯氣，則移除離子交換膜，石墨電極的電極反應會發(fā)生變化，故C錯誤；由分析可知，電解的總反應的離子方程式為2Co2++2H2O2 Co +O2↑+4H+，故D正確；故選D。
例4.將金屬M連接在鋼鐵設施表面，可減緩水體中鋼鐵設施的腐蝕。在題圖所示的情境中，下列有關說法正確的是

A. 陰極的電極反應式為
B. 金屬M的活動性比Fe的活動性弱
C. 鋼鐵設施表面因積累大量電子而被保護
D. 鋼鐵設施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快
【答案】C
【解析】該裝置為原電池原理的金屬防護措施，為犧牲陽極的陰極保護法，金屬M作負極，鋼鐵設備作正極，據(jù)此分析解答。陰極的鋼鐵設施實際作原電池的正極，正極金屬被保護不失電子，故A錯誤；陽極金屬M實際為原電池裝置的負極，電子流出，原電池中負極金屬比正極活潑，因此M活動性比Fe的活動性強，故B錯誤；金屬M失電子，電子經(jīng)導線流入鋼鐵設備，從而使鋼鐵設施表面積累大量電子，自身金屬不再失電子從而被保護，故C正確；海水中的離子濃度大于河水中的離子濃度，離子濃度越大，溶液的導電性越強，因此鋼鐵設施在海水中的腐蝕速率比在河水中快，故D錯誤；故選C。
【方法技巧】判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律
(1)對同一電解質溶液來說，腐蝕速率的快慢：電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學腐蝕>有防護措施的腐蝕。
(2)對同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強電解質溶液中>弱電解質溶液中>非電解質溶液中。
(3)活動性不同的兩種金屬，活動性差別越大，腐蝕速率越快。
(4)對同一種電解質溶液來說，電解質濃度越大，金屬腐蝕越快。

1．（安徽省定遠第三中學2022-2023學年高三二模）利用光伏電池與膜電解法制備溶液的裝置如下圖所示，下列說法不正確的是

A．該光伏電池的電極為正極
B．該離子交換膜為陰離子交換膜，由左池向右池遷移
C．電解池中陰極的電極反應式為
D．電路中有電子通過時，陽極室生成
【答案】B
【解析】A．從圖示看出，光伏電池內負電荷向極移動，則極為負極，電極為正極，故A正確；
B．在石墨極發(fā)生反應后變?yōu)?，發(fā)生了氧化反應，與結合變?yōu)槎鞒?，消耗了硫酸根離子，因此右池中的向左池遷移，不斷進行補充，故B錯誤；
C．由圖可知，純銅為陰極，電極反應式為： ，故C正確；
D．串聯(lián)電路中轉移電子數(shù)相等，石墨極為陽極，發(fā)生氧化反應，，電路中有電子通過時，陽極生成，質量為，故D正確；
故選B。
2．（陜西省西安市新城區(qū)2023屆高三二模）燃料敏化太陽能電池因其工藝簡單、性能穩(wěn)定等特點深受科學家的青睞。一種釕基配合物作為光敏劑(S)的太陽能電池的工作原理如圖所示，其中一個電極可表示為TiO2/S，電極反應為TiO2/S* →TiO2/S++e-。下列有關說法錯誤的是

A．該電池工作時，光能直接轉化為電能
B．電池的正極反應為+2e- →3I-
C．電解質溶液中可發(fā)生反應TiO2/S++3I-→TiO2/S+
D．電池的電解質溶液中I-和的濃度不會減少
【答案】C
【分析】根據(jù)電極反應為TiO2/S* →TiO2/S++e-，可知該電極為負極，則Pt-導電玻璃為正極，電解質為和I-的混合物，在正極上得到電子被還原，正極反應為+2e-=3I-；
【解析】A．由圖可知，該電池工作時，光能直接轉化為電能，A正確；
B．據(jù)分析可知，電池的正極反應為+2e- →3I-，B正確；
C．該反應電荷不守恒，電解質溶液中可發(fā)生反應為2TiO2/S++3I-→2TiO2/S+，C錯誤；
D．由圖可知，和I-在不停的循環(huán)，則電池的電解質溶液中I-和的濃度不會減少，D正確；
故選C。
3．（遼寧省沈陽市第二中學2023屆高三第三次模擬）水系可逆電池在工作時，復合膜(由a、b膜復合而成，a膜只允許通過，b膜只允許通過)層間的解離成和，在外加電場中可透過相應的離子膜定向移動。當閉合時，電池工作原理如圖所示，下列說法正確的是

A．閉合時，右側電極反應為
B．閉合時，電池工作一段時間，復合膜兩側溶液的pH左側升高右側降低
C．閉合時，從復合膜流向Zn電極
D．閉合時，每生成65gZn，同時一定生成氣體11.2L
【答案】A
【解析】A．由圖可知，閉合時，右側的物質轉化為，則右側電極反應為，故A正確；
B．由A分析知，閉合時，右側電極反應為，左側電極反應為，復合膜層間的解離成和，移動向兩極的和的物質的量相等，兩電極轉移電子數(shù)相等，則右側消耗的氫離子少但生成的甲酸使酸性增強，左側消耗的氫氧根離子多，故復合膜兩側溶液的pH左側降低，右側降低，故B錯誤；
C．閉合時，該裝置為電解池，左側為陰極，右側為陽極，從Zn電極流向復合膜，故C錯誤；
D．沒有標明為標準狀況，無法計算的體積，故D錯誤；
故選A。
4．（山東省新高考聯(lián)合質量測評2023屆高三聯(lián)考）目前研究較多的Zn－H2O2電池，其電池總反應為Zn+OH-+HO=ZnO+H2O?，F(xiàn)以Zn－H2O2電池電解尿素[CO(NH2)2]堿性溶液制備氫氣，同時獲得N2及極少量O2(裝置2中隔膜僅阻止氣體通過，b、c、d均為惰性電極)。下列說法錯誤的是

A．裝置1中OH-移向Zn電極
B．反應過程中，d極附近的pH增大
C．電極c的主要反應式為CO(NH2)2-6e-+8OH-=CO+N2+6H2O
D．通電一段時間后，若Zn電極的質量減輕19.5g，則c電極產(chǎn)生N22.24L(標準狀況)
【答案】D
【分析】由電池總反應可知，Zn電極為電池的負極，b極為電池的正極；與b極相連的c為電解池的陽極，與Zn電極相連的d為電解池的陰極，H2O2-Zn燃料電池工作時，Zn為負極被氧化，H2O2為正極被還原，電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液，CO(NH2)2在陽極被氧化，水電離出的氫離子在陰極被還原。
【解析】A．裝置I是原電池，在原電池中陰離子向負極移動，Zn為負極，OH-移向Zn電極，A正確；
B．由分析可知，d為陰極，水電離出的氫離子在陰極被還原為氫氣，則氫離子濃度降低，氫氧根離子濃度增大，故d極附近的pH增大，B正確；
C．與b極相連的c為電解池的陽極，CO(NH2)2在陽極被氧化，電極反應式為CO(NH2)2-6e-+8OH-=CO+N2+6H2O，C正確；
D．19.5gZn的物質的量為0.3mol，轉移電子0.6mol，根據(jù)選項C的分析可知，此時生成氮氣0.1mol，體積為2.24L，但是根據(jù)題意可知此時還有氧氣生成，故生成氮氣的體積會小于2.24L，D錯誤；
故選D。
5．（北京市西城區(qū)2023屆一模）我國科學家設計可同時實現(xiàn)H2制備和海水淡化的新型電池，裝置示意圖如圖。

下列說法不正確的是
A．電極a是正極
B．電極b的反應式：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O
C．每生成1molN2，有2molNaCl發(fā)生遷移
D．離子交換膜c、d分別是陽離子交換膜和陰離子交換膜
【答案】C
【分析】該裝置為原電池，電極a上氫離子得電子生成氫氣，則a為正極，電極反應為2H++2e-=H2↑，電極b上，N2H4在堿性條件下失去電子生成N2，b為負極，電極反應為N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，根據(jù)電解池中，陽離子移向正極，陰離子移向負極，則鈉離子經(jīng)c移向左側（a），氯離子經(jīng)d移向右側（b），c、d分別是陽離子交換膜和陰離子交換膜，據(jù)此解答。
【解析】A．根據(jù)分析，電極a是正極，A正確；
B．根據(jù)分析，電極b的反應式：N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，B正確；
C．根據(jù)N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O，每生成1molN2，轉移4mol電子，根據(jù)電荷守恒，有4molNaCl發(fā)生遷移，C錯誤；
D．根據(jù)分析，離子交換膜c、d分別是陽離子交換膜和陰離子交換膜，D正確；
故選C。
6．（湖北省十一校2023屆高三第二次聯(lián)考）某液流電池工作原理如圖。充電過程中，陽極會發(fā)生如下副反應：，加入少量可將還原為，提高電池的能量密度和穩(wěn)定性。下列說法正確的是

A．放電時，電極為負極，發(fā)生還原反應
B．放電時，通過質子交換膜，向石墨電極移動
C．加入少量后，經(jīng)多次充放電，正極可能會發(fā)生3個以上不同的還原反應
D．加入少量后，充電時，陽極生成和陰極生成的物質的量之比為2：1
【答案】C
【解析】A．放電時，Cd失電子做負極，化合價升高發(fā)生氧化反應，A錯誤；
B．質子交換膜只允許氫離子通過，Cd2+不能通過質子交換膜，B錯誤；
C．加入溴離子后經(jīng)多次充放電，正極可能發(fā)生Mn3+正極放電、自身歧化的還原反應，可能發(fā)生溴離子還原二氧化錳的反應，生成的溴單質也可能發(fā)生還原反應，C正確；
D．由轉移電子守恒可知，若無其他反應的干擾，充電時二者比例為2:1，但是由于溴離子等的干擾，則二者比例不一定為2:1，D錯誤；
故選C。
7．（河北省石家莊精英中學2022-2023學年高三模擬）高電壓水系鋅-有機混合液流電池的裝置及充、放電原理如圖所示。下列說法正確的是

A．鋅元素位于元素周期表的d區(qū)
B．充電時，每轉移，陰極增重
C．放電時，負極的電極反應式為
D．放電時，化學能全部轉化為電能
【答案】B
【分析】高電壓水系鋅-有機混合液流電池工作原理為：放電時為原電池，金屬Zn發(fā)生失電子的氧化反應生成Zn2+，為負極，則FQ所在電極為正極，正極反應式為2FQ+2e-+2H+═FQH2，負極反應式為Zn-2e-+4OH-=；充電時電解池，原電池的正負極連接電源的正負極，陰陽極的電極反應與原電池的負正極的反應式相反，電解質中陽離子移向陰極、陰離子移向陽極，據(jù)此分析解答。
【解析】A．鋅的價層電子排布式為3d104s2，該元素位于元素周期表的ds區(qū)，A錯誤；
B．因為放電時負極反應式為Zn-2e-+4OH-=，每轉移2mol電子，理論上負極減小1molZn，質量為m=n?M=1mol×65g/mol=65g，所以充電時，每轉移，陰極增重，B正確；
C．放電時為原電池，金屬Zn為負極，負極反應式為，C錯誤；
D．放電過程，化學能轉化為電能，但同時會有熱量散失，一部分能量以熱能的形式轉化，D錯誤；
故選B。
8．（山東省淄博一中2022-2023學年高三模擬）據(jù)統(tǒng)計，2022年我國光伏發(fā)電并裝機容量突破3億千瓦，連續(xù)七年穩(wěn)居全球首位。已知四甲基氫氧化銨[(CH3)4NOH]常用作電子工業(yè)清洗劑，以四甲基氯化銨[(CH3)4NCl]為原料，采用電滲析法合成[(CH3)4NOH]，工作原理如圖。下列說法正確的是

A．光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置中N型半導體為正極
B．c、d為陽離子交換膜，e為陰離子交換膜
C．a(chǎn)為陰極，電極反應式為2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑
D．制備182g四甲基氫氧化銨，兩極共產(chǎn)生33.6L氣體
【答案】C
【分析】從圖中可以看出，光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置中，a電極連接N型半導體，則其為負極，b電極連接P型半導體，則其為正極；電解裝置中，a極為陰極，b極為陽極。從電解池a極區(qū)溶液中四甲基氫氧化銨[(CH3)4NOH]濃度增大，也可推出(CH3)4N+透過c膜向a電極移動，則a電極為陰極，c膜為陽膜；Cl-透過d膜向右側移動，則d膜為陰膜；Na+透過e膜向左側移動，則e膜為陽膜。
【解析】A．由分析可知，光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置中，N型半導體為負極，A不正確；
B．由分析可知，c、e為陽離子交換膜，d為陰離子交換膜，B不正確；
C．a(chǎn)為陰極，(CH3)4N+得電子產(chǎn)物與電解質作用，生成(CH3)4NOH和H2，電極反應式為2(CH3)4N++2H2O+2e-=2(CH3)4NOH+H2↑，C正確；
D．182g四甲基氫氧化銨的物質的量為=2mol，則a極生成1molH2，b極生成0.5molO2，兩極共產(chǎn)生1.5mol氣體，但由于溫度、壓強未知，所以無法求出生成氣體的體積，D不正確；
故選C。
9．（湖北省襄陽市四中2022-2023學年高三模擬）某科研小組利用如圖所示裝置完成乙炔轉化為乙烯的同時為用電器供電。下列說法錯誤的是

A．電極a的電勢高于電極b的電勢
B．電極a的電極反應式為C2H2+2H2O+2e-=C2H4+2OH-
C．放電過程中正極區(qū)KOH溶液濃度保持不變，OH-從左室流向右室
D．電解足量CuSO4溶液，理論上消耗2.24L(標準狀況)C2H2時，生成6.4gCu
【答案】C
【分析】由圖可知乙炔轉化為乙烯，發(fā)生還原反應，則a電極為正極、b電極為負極；
【解析】A．正極電勢高于負極，故電極a的電勢高于電極b的電勢，A正確；
B．電極a上乙炔得到電子發(fā)生還原反應生成乙烯，電極反應式為C2H2+2H2O+2e-=C2H4+2OH-，B正確；
C．放電過程中正極反應為C2H2+2H2O+2e-=C2H4+2OH-，正極區(qū)生成的氫氧根離子通過陰離子交換膜進入右側，但是反應中消耗水，使得氫氧化鉀濃度變大，C錯誤；
D．電解足量CuSO4溶液，理論上消耗2.24L(標準狀況為0.1mol)C2H2時，根據(jù)電子守恒可知，C2H2~2e-~Cu，則生成0.1mol銅，即生成6.4gCu，D正確；
故選C。
10．（山東歷城二中2022-2023學年高三模擬）我國科學家研發(fā)了一種水系可逆Zn-CO2電池，電池工作時，復合膜(由a、b膜復合而成)層間的H2O解離成H+ 和OH-，在外加電場中可透過相應的離子膜定向移動。當閉合K1時，Zn-CO2電池工作原理如圖所示。下列說法不正確的是

A．閉合K2時，Zn電極與直流電源正極相連
B．閉合K2時，Pd電極是陽極，發(fā)生氧化反應
C．閉合K1時，H+通過a膜向Pd電極方向移動
D．閉合K1時，Zn表面的電極反應式為Zn + 4OH- - 2e- = Zn(OH)
【答案】A
【解析】A．閉合開關K1時，Zn失電子與氫氧根結合變?yōu)閆n(OH)，做負極，則當閉合K2時，Zn極發(fā)生還原反應，應與電源負極相連，A錯誤；
B．閉合K2時，Zn與電源負極相連做陰極，則Pd與電源正極相連做陽極，電解池陽極發(fā)生氧化反應，B正確；
C．閉合開關K1時，Zn失電子與氫氧根結合變?yōu)閆n(OH)，做負極，H+為陽離子向正極移動，則H+通過a膜向Pd電極方向移動，C正確；
D．閉合開關K1時，Zn失電子與氫氧根結合變?yōu)閆n(OH)，電極反應式為Zn + 4OH- - 2e- = Zn(OH)，D正確；
故選A。
11．（重慶市萬州第二高級中學2022-2023學年高三質檢）是一種黃色黏稠的油狀液體(其中N顯負價)，可利用惰性電極電解制備，裝置如圖所示，其原理是，下列說法錯誤的是

A．b電極接電源的負極 B．陽極區(qū)被氧化的元素為
C．流出液X中不含 D．每生成，約有通過陰離子交換膜
【答案】C
【分析】根據(jù)圖示信息知道：a電極是陽極，該電極上發(fā)生失電子的氧化反應NH+3Cl--6e-=NCl3+4H+，b電極是陰極，在陰極上是氫離子得電子的還原反應，電極反應式為：2H++2e-=H2↑，電解過程中，陰離子可以經(jīng)過陰離子交換膜移向陽極，但是陽離子不能經(jīng)過交換膜，根據(jù)電子守恒以及電極反應式進行計算回答．
【解析】A．b電極產(chǎn)生氫氣，發(fā)生的是還原反應，b電極是陰極，故接電源的負極，故A正確；
B．題干由已知中N顯負價，故NCl3中Cl為+1價，Cl元素在陽極化合價升高被氧化，故B正確；
C．電解過程中，Cl-可以經(jīng)過陰離子交換膜移向陽極，陽極發(fā)生氧化反應NH+3Cl--6e-=NCl3+4H+，流出液X中含HCl，故C錯誤；
D．每生成3molH2，轉移6mol電子，溶液中通過離子定向移動形成閉合回路平衡電荷，故有6molCl-通過陰離子交換膜，故D正確；
故選C。
12．（江西省鷹潭市2023屆高三第一次模擬）利用垃圾假單胞菌株分解有機物的電化學原理如圖所示。下列說法正確的是

A．電子流向：電極B→負載→電極A
B．若有機物為葡萄糖，處理0.25mol有機物，電路中轉移電子6mol
C．電極A上的反應式為： X-4e- = Y +4H+
D．若B電極上消耗氧氣22.4L， B電極區(qū)域溶液增重36g
【答案】B
【分析】由圖可知，O2在電極B得電子生成H2O，則電極B為正極，電極方程式為：O2+4H++4e-=2H2O，電極A為負極，電極方程式為：X-2e- = Y +2H+，以此解答。
【解析】A．由題中信息可知該裝置為原電池，A為負極，B為正極，電子由負極流出沿導線流入正極，所以電子流向：電極A→負載→電極B，A錯誤；
B．葡萄糖分子式C6H12O6，反應后生成CO2，C元素由0價升高到+4價，處理0.25mol有機物，電路中轉移電子0.25mol×4×6=6mol，B正確；
C．由分析可知，電極A上的反應式為： X-2e- = Y +2H+，C錯誤；
D．未說明氧氣是否處于標準狀況，無法計算22.4L氧氣的物質的量，D錯誤；
故選B。
13．（河北衡水第二中學2023屆調研）我國科學家近期開發(fā)了一種高性能的水系錳基鋅電池。 其工作原理如圖所示，已知該裝置工作一段時間后，K2SO4溶液的濃度增大。下列說法正確的是

A．電子流向:Zn電極→b膜→a膜→MnO2電極→負載→Zn電極
B．負極的電極反應式為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
C．a(chǎn)膜為陰離子交換膜，b膜為陽離子交換膜
D．裝置工作一段時間后，正極區(qū)溶液的pH降低
【答案】C
【分析】根據(jù)工作原理圖可知，Zn反應生成Zn(OH)，Zn失電子發(fā)生氧化反應，Zn電極為負極，電極反應式為：Zn+4OH――2e－=Zn(OH)；MnO2生成Mn2+，化合價降低，得到電子，MnO2為正極，電極反應式為：MnO2+2e－+4H+=Mn2++2H2O；正極區(qū)溶液為H2SO4溶液，SO通過a膜進入中間，負極區(qū)溶液為KOH溶液，K+透過b膜進入中間，中間制得K2SO4，以此分析解答。
【解析】A．原電池中電子通過導線從負極流向正極，電子不能通過溶液，因此電子流向為Zn電極→負載→MnO2電極，故A錯誤；
B．MnO2為正極，正極區(qū)電極反應為：MnO2+2e－+4H+=Mn2++2H2O，Zn電極為負極，電極反應式為：Zn+4OH――2e－=Zn(OH)，故B錯誤；
C．電池工作時，SO通過a膜進入中間，K+透過b膜進入中間，故a膜為陰離子交換膜，b膜為陽離子交換膜，故C正確；
D．電池放電時，正極區(qū)發(fā)生電極反應：MnO2+2e－+4H+=Mn2++2H2O，H+濃度減小，溶液pH增大，故D錯誤；
故選C。
14．（湖南省衡陽市部分學校2023屆高三下學期第二次聯(lián)考）鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池相似，與鋰離子電池相比較，成本低，充電時間短。一種鈉-空氣電池的裝置如圖所示。該電池利用“多孔”石墨電極形成空氣通道，放電時生成的填充在“空位”中，當“空位”填滿后，放電終止。下列說法正確的是

A．放電時，M為陰極
B．放電時，N電極發(fā)生的電極反應為
C．充電時，每轉移，N電極減輕
D．該電池的比能量比鋰離子電池低
【答案】D
【解析】A．放電時，失電子，M為負極，A錯誤；
B．放電時，N電極發(fā)生的電極反應為，原選項中電荷也沒配平，B錯誤；
C．充電時，N電極的反應為，每轉移 1mole- ，失重，C錯誤；
D．比能量指的是單位質量輸出電能的多少，mgLi轉移電子，mgNa轉移電子，因此相同質量的鋰離子電池比能量比鈉離子電池高，D正確；
故答案為D。
15．（浙江省溫州市普通高中2023屆高三第二次適應性考試）利用廢料制備的工作原理如圖，下列說法不正確的是

A．電極b為陰極，發(fā)生還原反應
B．電解總方程式：
C．離子交換膜為陰離子交換膜
D．X可以是溶液
【答案】C
【分析】由圖可知，與直流電源正極相連的電極a為陽極，酸性條件下三氧化二鈰在陽極失去電子發(fā)生氧化反應生成鈰離子和水，電極b為陰極，氫離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應生成氫氣，則X為硫酸溶液，鈰離子通過陽離子交換膜由陽極室移向陰極室，電解的總反應方程式為。
【解析】A．由分析可知，電極b為陰極，氫離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應生成氫氣，故A正確；
B．由分析可知，電解的總反應方程式為，故B正確；
C．由分析可知，電解時，鈰離子通過陽離子交換膜由陽極室移向陰極室，故C錯誤；
D．由分析可知，X為硫酸溶液，故D正確；
故選C。
16．（河北省唐山第一中學2023屆高三模擬）液流電池因其具有可深度充放電、可模塊化調控、不受地理環(huán)境限制等優(yōu)點，已成為大規(guī)模儲能領域中備受重視的儲能器件。其中鋅/溴液流電池作為新能源儲能技術的代表，功率性能極佳且造價低廉。三單體串聯(lián)鋅/溴液流電池工作原理如圖所示：

下列說法正確的是
A．放電時，N極為負極
B．放電時，左側貯液器中的濃度不斷減小
C．隔膜允許陽離子通過，也允許陰離子通過
D．充電時，M極的電極反應式為
【答案】C
【分析】分析可知，鋅溴液流電池總反應為：Zn+Br2═ZnBr2，其中N為正極，發(fā)生還原反應，電極反應方程式為Br2+2e-=2Br-，M為負極，發(fā)生氧化反應，電極反應方程式為Zn-2e-=Zn2+，正極放電生成的溴離子通過離子交換膜進入左側，充電過程中，發(fā)生反應ZnBr2Zn+Br2，據(jù)此分析解題。
【解析】A．由分析可知，放電時，N為正極，A錯誤；
B．由分析可知，放電時，溶液中有Zn2+與Br-生成，通過循環(huán)回路，左側儲液器中溴化鋅的濃度增大，B錯誤；
C．中間沉積鋅位置的作用為提供電解液，故其隔膜既可以允許陽離子通過，也允許陰離子通過，C正確；
D．放電時，M為負極，充電時，M及為陰極，發(fā)生還原反應，電極反應式為Zn2++2e-═Zn， D錯誤；
故答案為：C。
17．（四川成都七中2023屆高三模擬）電子科技大學孫威教授首次將弱酸性的醋酸鋅電解液應用于非堿性鋅-空氣電池中，探索了其基于堿式醋酸鋅水合物可逆生成與分解的新型反應機制。工作原理如圖所示(注明：代表)。

下列說法錯誤的是
A．放電時，Cu電極電勢高于Zn電極電勢
B．放電時，向Cu電極遷移
C．充電時，Cu電極上的電極反應式為
D．充電時，理論上轉移電子時，Zn電極增加
【答案】B
【分析】由上圖可知，放電時Zn失電子變?yōu)閆n2+，化合價升高，發(fā)生氧化反應，做負極，則Cu為正極，氧氣在正極參與反應，生成氫氧根；充電時，Zn2+變?yōu)閆n，化合價降低，發(fā)生還原反應，做陰極，則Cu為陽極，氫氧根放電，有氧氣生成。
【解析】A．由上述分析可知，放電時Zn為負極，Cu為正極，正極電勢高于負極，A正確；
B．由原電池工作原理可知，放電過程中，陰離子往負極移動，因此醋酸根應該往Zn電極移動，B錯誤；
C．由上述分析可知，充電時Cu做陽極，氫氧根參與放電，有氧氣生成，電極反應式為，C正確；
D．根據(jù)電子守恒可知，當電路中轉移0.4mol電子時，Zn電極有0.2mol Zn生成，Zn的摩爾質量為65g/mol，0.2mol的質量為13.0g，D正確；
故選B。
18．（廣東省廣雅中學2023屆高三模擬）在電還原條件下由PVC{}產(chǎn)生的氯離子可以直接用于串聯(lián)電氧化氯化反應。PVC可用于常規(guī)回收DEHP(在電化學反應中可充當氧化還原介質，提高反應效率)，轉化過程如圖所示。

下列敘述錯誤的是
A．上述裝置為將電能轉化成化學能的裝置
B．電極d上發(fā)生還原反應
C．上述轉化的總反應方程式為
D．上述轉化實現(xiàn)了資源回收與利用
【答案】B
【解析】A．上述裝置有外接電源，為電解池，將電能轉化成化學能，A正確；
B．電極d上氯離子失去電子生成氯原子，發(fā)生氧化反應，B錯誤；
C．結合反應過程，和電解生成、，轉化的總反應方程式為，C正確；
D．根據(jù)題干信息，上述轉化實現(xiàn)了PVC資源回收與利用，D正確；
故選B。
19．（遼寧省鞍山市普通高中2023屆高三下學期聯(lián)考）點蝕又稱為孔蝕，是一種集中于金屬表面很小的范圍并深入到金屬內部的腐蝕形態(tài)。某鐵合金鈍化膜破損后的孔蝕如圖，下列說法錯誤的是

A．孔隙中有可能發(fā)生析氫腐蝕
B．孔蝕中水解導致電解質溶液酸性增強
C．為防止孔蝕發(fā)生可以將外接電源負極與金屬相連
D．蝕孔外每吸收2.24L ，可氧化0.2mol Fe
【答案】D
【解析】A．孔隙中電解液呈酸性，可以發(fā)生析氫腐蝕，A正確；
B．孔蝕中Fe2+水解+2H2OFe(OH)2 + 2H+，導致電解質溶液酸性增強，B正確；
C．將外接電源負極與金屬相連，金屬作電解池陰極，屬于外加電流法保護，可以防止孔蝕發(fā)生，C正確；
D．未指明狀態(tài)，無法根據(jù)氣體摩爾體積公式作出具體計算，D錯誤；
故選D。
20．（山東省實驗中學2023屆高三下學期一模）在直流電源作用下，雙極膜中間層中的解離為和。某技術人員利用雙極膜(膜c、膜d)和離子交換膜高效制備和，工作原理如圖所示：

下列說法錯誤的是
A．電勢：N電極>M電極
B．雙極膜膜c輸出，膜a、膜e為陽離子
C．M極電極反應式為
D．當電路中轉移時，整套裝置將制得
【答案】D
【分析】由題意可知該電解池可以高效制備和，說H2O在M極得到電子生成H2和OH-，電極方程式為：，膜a是陽離子交換膜，Na+通過膜a進入M極，雙極膜膜c輸出，膜b是陰離子交換膜，SO通過膜b進入膜b和膜c之間的區(qū)域生成；H2O在N極失去電子生成O2和H+，電極方程式為：，膜f是陰離子交換膜，SO通過膜f進入N極，雙極膜膜d輸出OH-，膜e是陽離子交換膜，Na+通過膜e進入膜e和膜d之間的區(qū)域生成；以此解答。
【解析】A．由分析可知，H2O在M極得到電子生成H2和OH-，M為陰極，H2O在N極失去電子生成O2和H+，N極為陽極，則電勢：N電極>M電極，故A正確；
B．由分析可知，雙極膜膜c輸出，膜a、膜e為陽離子，故B正確；
C．由分析可知，M極電極反應式為，故C正確；
D．由分析可知，N極電極方程式為，當電路中轉移時，N極生成，同時在膜b和膜c之間的區(qū)域生成1mol，故D錯誤；
故選D。


相關試卷

秘籍15 工藝流程綜合-備戰(zhàn)2023年高考化學搶分秘籍（新高考專用）：

這是一份秘籍15 工藝流程綜合-備戰(zhàn)2023年高考化學搶分秘籍（新高考專用），文件包含秘籍15工藝流程綜合-備戰(zhàn)2023年高考化學搶分秘籍新高考專用解析版docx、秘籍15工藝流程綜合-備戰(zhàn)2023年高考化學搶分秘籍新高考專用原卷版docx等2份試卷配套教學資源，其中試卷共55頁， 歡迎下載使用。

秘籍14 化學反應原理綜合-備戰(zhàn)2023年高考化學搶分秘籍（新高考專用）：

這是一份秘籍14 化學反應原理綜合-備戰(zhàn)2023年高考化學搶分秘籍（新高考專用），文件包含秘籍14化學反應原理綜合-備戰(zhàn)2023年高考化學搶分秘籍新高考專用解析版docx、秘籍14化學反應原理綜合-備戰(zhàn)2023年高考化學搶分秘籍新高考專用原卷版docx等2份試卷配套教學資源，其中試卷共76頁， 歡迎下載使用。

秘籍13 化學實驗綜合-備戰(zhàn)2023年高考化學搶分秘籍（新高考專用）：

這是一份秘籍13 化學實驗綜合-備戰(zhàn)2023年高考化學搶分秘籍（新高考專用），文件包含秘籍13化學實驗綜合-備戰(zhàn)2023年高考化學搶分秘籍新高考專用解析版docx、秘籍13化學實驗綜合-備戰(zhàn)2023年高考化學搶分秘籍新高考專用原卷版docx等2份試卷配套教學資源，其中試卷共59頁， 歡迎下載使用。

英語朗讀寶

相關試卷 更多

秘籍06 化學反應機理與歷程-備戰(zhàn)2023年高考化學搶分秘籍（新高考專用）

秘籍06 化學反應機理與歷程-備戰(zhàn)2023年高考化學搶分秘籍（新高考專用）
秘籍05 基礎化學實驗-備戰(zhàn)2023年高考化學搶分秘籍（新高考專用）

秘籍05 基礎化學實驗-備戰(zhàn)2023年高考化學搶分秘籍（新高考專用）
秘籍03 元素化合物 -備戰(zhàn)2023年高考化學搶分秘籍（新高考專用）

秘籍03 元素化合物 -備戰(zhàn)2023年高考化學搶分秘籍（新高考專用）
秘籍01 化學與STSE以及化學用語 -備戰(zhàn)2023年高考化學搶分秘籍（新高考專用）

秘籍01 化學與STSE以及化學用語 -備戰(zhàn)2023年高考化學搶分秘籍（新高考專用）
資料下載及使用幫助
版權申訴
版權申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認為該資料內容侵犯了您的知識產(chǎn)權，請掃碼添加我們的相關工作人員，我們盡可能的保護您的合法權益。
入駐教習網(wǎng)，可獲得資源免費推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎勵，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權申訴二維碼
高考專區(qū)
歡迎來到教習網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機號注冊
手機號碼

手機號格式錯誤

手機驗證碼 獲取驗證碼

手機驗證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內有效

設置密碼

6-20個字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部