研析最新考綱
洞悉命題熱點
1.理解原電池和電解池的構成、工作原理及應用，能寫出電極反應式和總反應方程式。
2．了解常見化學電源的種類及其工作原理。
3．了解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的措施。
1.電極的判斷、電極反應式的書寫
2．離子或電子移動方向
3．電解質溶液的變化及簡單計算
4．新型化學電源的工作原理

[全國卷]
1．(2019·全國卷Ⅰ)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，示意圖如圖所示。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H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋
C．正極區(qū)，固氮酶為催化劑，N2發(fā)生還原反應生成NH3
D．電池工作時質子通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動
[解析]　由題圖和題意知，電池總反應是：3H2＋N2===2NH3。該合成氨反應在常溫下進行，并形成原電池產生電能，反應不需要高溫、高壓和催化劑，A項正確；觀察題圖知，左邊電極發(fā)生氧化反應MV＋－e－===MV2＋，為負極，不是陰極，B項錯誤；正極區(qū)N2在固氮酶作用下發(fā)生還原反應生成NH3，C項正確；電池工作時，H＋通過交換膜，由左側(負極區(qū))向右側(正極區(qū))遷移，D項正確。
[答案]　B
2．(2019·全國卷Ⅲ)為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性，科學家近期利用三維多孔海綿狀Zn(3D－Zn)可以高效沉積ZnO的特點，設計了采用強堿性電解質的3D－Zn—NiOOH二次電池，結構如圖所示。電池反應為Zn(s)＋2NiOOH(s)＋H2O(l)ZnO(s)＋2Ni(OH)2(s)。

下列說法錯誤的是(　　)
A．三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積，所沉積的ZnO分散度高
B．充電時陽極反應為Ni(OH)2(s)＋OH－(aq)－e－===NiOOH(s)＋H2O(l)
C．放電時負極反應為Zn(s)＋2OH－(aq)－2e－===ZnO(s)＋H2O(l)
D．放電過程中OH－通過隔膜從負極區(qū)移向正極區(qū)
[解析]　該電池采用的三維多孔海綿狀Zn具有較大的表面積，可以高效沉積ZnO，且所沉積的ZnO分散度高，A正確；根據(jù)題干中總反應可知該電池充電時，Ni(OH)2在陽極發(fā)生氧化反應生成NiOOH，其電極反應式為Ni(OH)2(s)＋OH－(aq)－e－===NiOOH(s)＋H2O(l)，B正確；放電時Zn在負極發(fā)生氧化反應生成ZnO，電極反應式為Zn(s)＋2OH－(aq)－2e－===ZnO(s)＋H2O(l)，C正確；電池放電過程中，OH－等陰離子通過隔膜從正極區(qū)移向負極區(qū)，D錯誤。
[答案]　D
3．(2018·全國卷Ⅰ)最近我國科學家設計了一種CO2＋H2S協(xié)同轉化裝置，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)生反應為：
①EDTA-Fe2＋－e－===EDTA-Fe3＋
②2EDTA-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：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O
B．協(xié)同轉化總反應：CO2＋H2S===CO＋H2O＋S
C．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
[解析]　陰極發(fā)生還原反應，氫離子由交換膜右側向左側遷移，陰極的電極反應式為CO2＋2e－＋2H＋===CO＋H2O，A項正確；結合陽極區(qū)發(fā)生的反應，可知協(xié)同轉化總反應為CO2＋H2S===S＋CO＋H2O，B項正確；石墨烯作陽極，其電勢高于ZnO@石墨烯的，C項錯誤；Fe3＋、Fe2＋在堿性或中性介質中會生成沉淀，它們只穩(wěn)定存在于酸性較強的介質中，D項正確。
[答案]　C
[省市卷]
1．(2019·江蘇卷)氫氣與氧氣生成水的反應是氫能源應用的重要途徑。下列有關說法正確的是(　　)
A．一定溫度下，反應2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)能自發(fā)進行，該反應的ΔHFe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Pb2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)。
(2)陰離子在陽極上的放電順序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根。
3．電解的四大類型及規(guī)律


【典例2】　(2019·湖北4月聯(lián)考)在一定條件下利用如圖所示裝置可實現(xiàn)有機物的電化學儲氫(忽略其他有機物)。已知該裝置的電流效率η＝75%(η＝×100%)，下列說法不正確的是(　　)

A．A為電源的負極
B．E極的電極反應式為2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
C．b中環(huán)己烷增加2.8 mol
D．D極產生副產品H2
[思路點撥]　

[解析]　根據(jù)題圖知，電解池D電極上發(fā)生的反應是苯加氫還原，C6H6＋6H＋＋6e－===C6H12，D電極為陰極，A為電源的負極，A正確；E電極為陽極，電極反應為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，B正確；陽極生成2.8 mol O2失去電子4×2.8 mol＝11.2 mol，生成的11.2 mol H＋經(jīng)過高分子電解質膜移動至陰極，由于每產生1 mol環(huán)己烷消耗6 mol H＋，該裝置的電流效率η＝75%，則b中生成環(huán)己烷的物質的量為11.2 mol×75%÷6＝1.4 mol，C錯誤；生成1.4 mol C6H12消耗H＋ 8.4 mol，多余的H＋在陰極發(fā)生還原反應2H＋＋2e－===H2↑，產生副產品H2，D正確。
[答案]　C

題組一：電解原理及應用
1．(2019·保定一模)亞硝酸鹽對人體健康的危害不亞于農藥，可采用電解法除去。工業(yè)上用電解含Ce3＋、NO廢水，將NO轉化為N2而除去，其次是再生Ce4＋，其裝置如圖。下列說法正確的是(　　)

A．生成的Ce4＋從電解槽的c口流出
B．M極為陰極，發(fā)生還原反應
C．陰極上的電極反應為2NO＋8H＋＋6e－===N2↑＋4H2O
D．除去1 mol NO，可再生2 mol Ce4＋
[解析]　根據(jù)H＋的移動方向判斷出N極為電解池的陰極，M極為陽極。NO在陰極上得電子被還原為N2，Ce3＋在陽極上失電子被氧化為Ce4＋。生成的Ce4＋從電解槽的a口流出，A錯誤；M極為陽極，發(fā)生氧化反應，B錯誤；除去1 mol NO轉移3 mol電子，可再生3 mol Ce4＋，D錯誤。
[答案]　C
2．(2019·湖北省重點中學聯(lián)考)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)具有強氧化性，是一種重要的化工原料，廣泛應用于制革、印染、電鍍等工業(yè)。以鉻酸鉀(K2CrO4)和氫氧化鉀為原料，用電化學法制備重鉻酸鉀的實驗裝置如圖所示。已知水溶液中存在平衡：2CrO＋2H＋??Cr2O＋H2O。下列說法正確的是(　　)

A．氣體甲和乙分別為O2和H2
B．Fe電極的反應式為4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
C．左池中KOH濃度減小
D．當鉻酸鉀的轉化率達到80%時，右池中＝
[解析]　根據(jù)原理和裝置圖可知，圖中右池中要實現(xiàn)CrO與Cr2O的轉化，需要消耗H＋，所以推斷出C電極為陽極，陽極電極反應式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋；則Fe電極為陰極，陰極電極反應式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。氣體甲和乙應分別為H2和O2，A、B項錯誤；K＋通過陽離子交換膜從右池移向左池，左池中KOH濃度增大，C項錯誤；右池中剩余K元素以K2CrO4和K2Cr2O7的形式存在，設開始時K2CrO4的物質的量是a mol，則鉻酸鉀的轉化率為80%時有
　　　　　　　　 2K2CrO4～K2Cr2 O7
起始物質的量(mol) a 0
轉化物質的量(mol) 0.8a ×0.8
平衡物質的量(mol) a－0.8a ×0.8
則陽極區(qū)鉀元素的物質的量n(K)＝ mol，鉻元素的物質的量為a mol，＝＝，D項正確。
[答案]　D
題組二：原電池和電解池的綜合應用
3．(2019·武漢調研測試)某化學課外活動小組擬用鉛蓄電池進行電絮凝凈水的實驗探究，設計的實驗裝置如圖所示，下列敘述正確的是(　　)

A．Y極的電極反應：Pb－2e－===Pb2＋
B．鉛蓄電池工作時SO向Y極移動
C．電解池中發(fā)生的反應僅有2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑
D．每消耗103.5 g Pb，理論上電解池陰極上有0.5 mol H2生成
[解析]　根據(jù)電解池中Fe電極上H2O轉化為H2，發(fā)生還原反應，知Fe電極為陰極，故X極為負極，Y極為正極，Y極的電極反應為：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O，A項錯誤；原電池中陰離子向負極移動，因此鉛蓄電池工作時SO向X極移動，B項錯誤；根據(jù)圖像可知Al電極上既有鋁離子生成，又有氧氣放出，說明鋁電極上發(fā)生的氧化反應有兩個：Al－3e－===Al3＋、2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，因此電解池中發(fā)生的反應有2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑、2H2O2H2↑＋O2↑，C項錯誤；原電池負極發(fā)生反應：Pb－2e－＋SO===PbSO4，電解池陰極發(fā)生反應：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，由圖可知原電池和電解池串聯(lián)，因此各電極上轉移電子數(shù)相等，由此可得關系式：Pb～H2，每消耗103.5 g Pb，理論上陰極生成H2的物質的量n(H2)＝n(Pb)＝＝0.5 mol，D項正確。
[答案]　D
4．(2019·重慶市七校聯(lián)合考試)有關如圖裝置的敘述正確的是(　　)

A．斷開K1閉合K2時，丙中化學能轉化為電能，而甲和乙中電能轉化為化學能
B．斷開K1閉合K2時，若丙中溶液減輕13.5 g，則乙中碳棒上析出2.24 L氣體
C．閉合K1斷開K2時，甲和丙中溶液濃度均不變
D．閉合K1斷開K2時，乙中溶液pH不變，所以滴入紫色石蕊試液無明顯現(xiàn)象
[解析]　A項，由甲中能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應可知甲為原電池，化學能轉化為電能，乙和丙為電解池，電能轉化為化學能，錯誤。B項，斷開K1閉合K2時，乙和丙中發(fā)生的總反應分別為Cu＋2H2OCu(OH)2＋H2↑、CuCl2Cu＋Cl2↑，當丙中溶液減輕13.5 g時，轉移0.2 mol電子，乙中有0.1 mol H2產生，但由于未注明氣體所處狀態(tài)，所以氣體體積無法確定，錯誤。C項，閉合K1斷開K2時，甲、乙、丙均為電解裝置，且甲和丙均為電鍍裝置，所以溶液濃度均不變，正確。D項，閉合K1斷開K2時，乙中實際上是電解水，銅電極為陰極，反應為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，電極附近溶液顯堿性，滴入紫色石蕊試液后溶液變藍色；碳棒為陽極，反應為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，電極附近顯酸性，滴入紫色石蕊試液后溶液變紅色，錯誤。
[答案]　C



(1)沒有外接電源時，多個“電池”連接在一起，能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應的裝置是原電池，其余的為電解池。
(2)解題時注意電極附近pH變化與整個溶液pH變化的區(qū)別：電極變化看電極反應，整個溶液變化看總反應。
(3)電解池與外電源連接時，遵循“陰接負、陽接正”。若有多個電解裝置串聯(lián)，其電極分別按陰、陽極依次交替連接，不可顛倒。
考點三　金屬的腐蝕與防護

1．金屬腐蝕快慢程度的判斷方法

2．金屬電化學保護的兩種方法

【典例3】　(2019·河南鄭州一中模擬測試)下列與金屬腐蝕有關的說法正確的是(　　)

A．圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近燒杯底端，鐵棒腐蝕越嚴重
B．圖b中，開關置于N時，Cu－Zn合金的腐蝕速率較小
C．圖b中，開關置于M時，Cu－Zn合金受到保護，是犧牲陽極的陰極保護法
D．圖c中，接通開關時，Zn的腐蝕速率增大，Zn片上放出氣體的速率也增大
[思路點撥]　分析時應從電解質溶液、氧氣濃度、電極材料的活潑性入手，根據(jù)電化學原理逐項剖析，得出正確答案。
[解析]　本題考查金屬的腐蝕及防護原理。圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近燒杯底端，鐵棒與氧氣接觸越少，腐蝕程度越小，A錯誤；圖b中，開關置于N時，Cu－Zn合金作正極，受到保護，腐蝕速率較小，B正確；圖b中，開關置于M時，Cu－Zn合金作負極，被腐蝕，C錯誤；圖c中，接通開關時，Zn的腐蝕速率增大，但氫氣在Pt電極表面產生，D錯誤。
[答案]　B

1．(2019·遼寧省五校協(xié)作體聯(lián)合模擬考試)高壓直流電線路的瓷絕緣子經(jīng)日曬雨淋容易出現(xiàn)鐵帽腐蝕現(xiàn)象，在鐵帽上加鋅環(huán)能有效防止鐵帽腐蝕，防護原理如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)

A．通電時，鋅環(huán)是陽極，發(fā)生氧化反應
B．通電時，陰極上的電極反應為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．斷電時，鋅環(huán)上的電極反應為Zn2＋＋2e－===Zn
D．斷電時，仍能防止鐵帽被腐蝕
[解析]　通電時，鋅環(huán)與電源正極相連，作陽極，發(fā)生氧化反應，A項正確；通電時，鐵帽為陰極，發(fā)生還原反應：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，B項正確；斷電時，形成原電池，鋅環(huán)為負極，發(fā)生氧化反應：Zn－2e－===Zn2＋，C項錯誤；斷電時，形成原電池，鐵帽為正極，此為犧牲陽極的陰極保護法，仍能防止鐵帽被腐蝕，D項正確。
[答案]　C
2．(2019·河北省九校第二次聯(lián)考)某實驗小組利用下列裝置探究電解質溶液的濃度對金屬腐蝕的影響：
裝置


現(xiàn)象
電流計指針不發(fā)生偏轉
電流計指針發(fā)生偏轉
下列有關說法正確的是(　　)
A．裝置Ⅰ中的鐵片均不會發(fā)生任何腐蝕
B．鐵片d上可能發(fā)生的電極反應為：Fe－3e－===Fe3＋
C．利用K3[Fe(CN)6]溶液可確定裝置Ⅱ中的正、負極
D．鐵片a、c所處的NaCl溶液的濃度相等，二者腐蝕速率相等
[解析]　裝置Ⅰ中因為兩燒杯中NaCl溶液的濃度相等，兩邊電勢相等，所以電流計指針不發(fā)生偏轉，但鐵片a、b仍可發(fā)生普通的化學腐蝕，A項錯誤；鐵片d上Fe發(fā)生反應生成Fe2＋，B項錯誤；裝置Ⅱ中負極發(fā)生反應：Fe－2e－===Fe2＋，F(xiàn)e2＋遇K3[Fe(CN)6]溶液生成藍色沉淀，故可利用K3[Fe(CN)6]溶液確定裝置Ⅱ中的正、負極，C項正確；裝置Ⅱ中明顯產生了電流，電化學腐蝕比化學腐蝕要快得多，故鐵片a、c的腐蝕速率不同，D項錯誤。
[答案]　C

離子交換膜在電化學中的應用
近幾年高考涉及交換膜裝置的題很多，重點在避免副反應、分離提純、提高電池效率、定量分析計算、反應物再生、工業(yè)制備等方面進行命題，且從單膜到多膜，單室到多室，漸趨復雜。

1．常見的離子交換膜
種類
允許通過的離子及移動方向
說明
陽離子交換膜
陽離子→移向電解池的陰極或原電池的正極
陰離子和氣體不能通過
陰離子交換膜
陰離子→移向電解池的陽極或原電池的負極
陽離子和氣體不能通過
質子交換膜
質子→移向電解池的陰極或原電池的正極
只允許H＋通過
2.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，防止陽極產生的Cl2進入陰極室與氫氧化鈉反應，導致所制產品不純；防止與陰極產生的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。
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。

【典例】　(2019·安徽十校聯(lián)考)硼酸(H3BO3)為一元弱酸，已知H3BO3與足量NaOH溶液反應的離子方程式為H3BO3＋OH－===[B(OH)4]－，H3BO3可以通過電解的方法制備。電解Na[B(OH)4]溶液制備H3BO3的原理如圖所示，下列敘述正確的是(　　)

A．通電片刻后，從左至右，各室的pH依次增大、不變、不變、減小
B．a膜、c膜為陰離子交換膜，b膜為陽離子交換膜
C．理論上每生成1 mol H3BO3，兩極室共產生標準狀況下11.2 L氣體
D．保持電流為3 A，電解60 min，制得H3BO3 6.2 g，則電流效率約為89%(法拉第常數(shù)為96500 C·mol－1；電流效率η＝×100%)
[解題流程]　
第一步：
讀題
①電解法制備
②電解質溶液為Na[B(OH)4]
第二步：
審題
①電解目的：B(OH)―→H3BO3
②轉化方法：B(OH)＋H＋===H3BO3＋H2O
③判斷膜類型：根據(jù)離子的定向移動方向判斷
第三步：
解題
找準突破口，分析四個選項，判斷正誤
[解析]　M室中石墨電極為陽極，電解時陽極上水失電子生成O2和H＋，電極反應式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，M室pH減?。籒室中石墨電極為陰極，電解時陰極上水得電子生成H2和OH－，電極反應式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，N室pH增大，A項錯誤。原料室中的[B(OH)4]－通過b膜進入產品室、Na＋通過c膜進入N室，M室中氫離子通入a膜進入產品室，則a膜、c膜為陽離子交換膜，b膜為陰離子交換膜，B項錯誤。產品室中發(fā)生的反應為[B(OH)4]－＋H＋===H3BO3＋H2O，理論上每生成1 mol H3BO3，M室生成1 mol H＋，轉移電子1 mol，N室生成0.5 mol H2，M室生成0.25 mol O2，兩極室共產生標準狀況下16.8 L氣體，C項錯誤。6.2 g H3BO3的物質的量為＝0.1 mol，則消耗的電荷量為0.1 mol×1×96500 C·mol－1＝9650 C，而電極上通過的總電荷量為3A×60×60 s＝10800 C，故η＝×100%≈89.4%，D項正確。
[答案]　D

解答多膜電解裝置的步驟
第一步，分清隔膜類型。即交換膜屬于陽膜、陰膜或質子膜中的哪一種，判斷隔膜允許哪種離子通過。第二步，寫出電極反應式，判斷交換膜兩側離子變化，推斷電荷變化，根據(jù)陰陽極判斷離子遷移方向。第三步，分析隔膜的作用。在產品制備過程中，隔膜的作用主要是提高產品純度，或避免產物因發(fā)生反應而造成危險?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　?br />

1．(2019·山西名校質量檢測)燃燒產生的尾氣中含有一定量的NO?？茖W家們設計了一種間接電處理法除去其中NO的裝置，如下圖所示，它可以將NO轉化為NH。下列說法正確的是(　　)

A．a連接電源的正極
B．圖中的離子交換膜應為陰離子交換膜
C．當NO吸收柱中產生1 mol SO時，理論上處理的NO氣體的體積為8.96 L(標準狀況)
D．Pt電極B上發(fā)生的電極反應為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
[解析]　Pt電極A為陰極，則a應連接電源負極，A項錯誤；圖中離子交換膜只允許氫離子通過，為陽離子交換膜，B項錯誤；反應中S從＋3價升至＋4價，失去e－，N從＋2價降到－3價，得到5e－，生成1 mol SO時，轉移1 mol e－，消耗0.2 mol NO，其在標準狀況下的體積為0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L，C項錯誤；Pt電極B上發(fā)生氧化反應，電極反應式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，D項正確。
[答案]　D
2．(2019·惠州調研測試)葡萄糖酸的金屬絡合物在堿性體系中被廣泛用作金屬離子的掩蔽劑。利用雙極膜電解法由葡萄糖酸鈉(C6H11O7Na)制備葡萄糖酸(C6H12O7)的原理如圖所示(已知：在直流電源的作用下，膜堆中的雙極膜內中間界面層發(fā)生水的電離，生成H＋和OH－)。下列說法不正確的是(　　)

A．b為陰極，A為陽離子交換膜
B．從Ⅰ、Ⅱ口的排出液中可得到葡萄糖酸
C．當轉移2 mol電子時，在b極可收集到標準狀況下22.4 L氣體
D．如果用NaCl代替NaOH作為電解質溶液，總反應方程式不變
[解析]　結合題意和題圖分析，Ⅰ、Ⅱ口的排出液中含有葡萄糖酸，A、B、C均為陽離子交換膜，根據(jù)電解池中陽離子向陰極移動，可知b極為陰極，則a極為陽極，電解質溶液為NaOH溶液，則陰極的電極反應式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，陽極的電極反應式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，當電路中通過2 mol電子時，在b極可得到1 mol H2，其在標準狀況下的體積為22.4 L，A、B、C項正確；電解時的總反應式為2H2O2H2↑＋O2↑，若用NaCl代替NaOH作為電解質溶液，則陽極的電極反應式為2Cl－－2e－===Cl2↑，電解時的總反應式為2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑，D項錯誤。
[答案]　D
專題強化訓練(六)
能力練(20分鐘)
一、選擇題
1．(2019·開封市高三定位考試)根據(jù)圖示判斷下列說法錯誤的是(　　)

A．鹽橋中的陽離子會移向a池
B．Fe為正極，電極反應式為O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C．電池總反應為2Zn＋O2＋2H2O===2Zn2＋＋4OH－
D．該裝置中通入的N2可用氬氣來代替
[解析]　在原電池中，陽離子移向正極，所以鹽橋中的陽離子移向a池，A項正確；Fe電極為正極，氧氣在正極放電生成OH－，其電極反應式為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B項錯誤；Zn電極為負極，發(fā)生氧化反應，其電極反應式為：Zn－2e－===Zn2＋，由正、負電極反應式可得電池總反應為：2Zn＋O2＋2H2O===2Zn2＋＋4OH－，C項正確；氬氣為不活潑氣體，故可同N2一樣用作該裝置的保護氣，D項正確。
[答案]　B
2．(2019·合肥市教學質量檢測一)鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應為：Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2。下列有關該電池的說法不正確的是(　　)
A．放電時，溶液中OH－移向負極
B．放電時，負極反應為Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2
C．充電過程中，陰極附近溶液的pH降低
D．充電時，陽極反應為2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O
[解析]　根據(jù)原電池放電時陰離子向負極移動，知放電時OH－移向負極，A項正確；根據(jù)放電時總反應知，負極上Fe發(fā)生氧化反應轉化為Fe(OH)2，負極反應為：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2，B項正確；充電時的陰極反應與放電時的負極反應互為逆反應，故充電時陰極反應為：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，陰極附近c(OH－)增大，pH增大，C項錯誤；充電時陽極上發(fā)生氧化反應，Ni(OH)2轉化為Ni2O3，D項正確。
[答案]　C
3．(2019·湖南省四校調研聯(lián)考)LED系列產品是一類新型節(jié)能產品。圖甲是NaBH4/H2O2燃料電池的裝置示意圖，圖乙是LED發(fā)光二極管的裝置示意圖。下列敘述錯誤的是(　　)


A．電池應選用陽離子交換膜，Na＋向A極區(qū)移動
B．電池A極區(qū)的電極反應式為：H2O2＋2e－===2OH－
C．每有1 mol NaBH4參加反應，轉移電子數(shù)為4NA
D．要使LED發(fā)光二極管正常發(fā)光，圖乙中的導線a應與圖甲中的B極相連
[解析]　A極上H2O2轉化為OH－，發(fā)生還原反應：H2O2＋2e－===2OH－，則A極為正極，根據(jù)圖示，Na＋能透過離子交換膜進入A極區(qū)生成NaOH，則離子交換膜為陽離子交換膜，A項正確，B項正確；B極為負極，發(fā)生氧化反應：BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O，每有1 mol NaBH4參加反應，轉移電子數(shù)為8NA，C項錯誤；根據(jù)LED發(fā)光二極管中電荷移動情況知，導線a應與負極相連，導線b應與正極相連，故圖乙中的導線a應與圖甲中的B極相連，D項正確。
[答案]　C
4．(2019·鄭州市質量預測二)如圖為一種利用原電池原理設計測定O2含量的氣體傳感器示意圖，RbAg4I5是只能傳導Ag＋的固體電解質。O2可以通過聚四氟乙烯膜與AlI3反應生成Al2O3和I2，通過電池電位計的變化可以測得O2的含量。下列說法正確的是(　　)

A．正極反應為：3O2＋12e－＋4Al3＋===2Al2O3
B．協(xié)同總反應為：3O2＋4AlI3＋12Ag===2Al2O3＋12AgI
C．外電路通過0.01 mol電子時，消耗O2的體積為0.56 L
D．給傳感器充電時，Ag＋向多孔石墨電極移動
[解析]　O2通過聚四氟乙烯膜與AlI3發(fā)生反應：4AlI3＋3O2===2Al2O3＋6I2，此時Ag電極為負極，電極反應式為Ag－e－===Ag＋，多孔石墨電極為正極，電極反應式為I2＋2e－＋2Ag＋===2AgI，A項錯誤；原電池總反應為I2＋2Ag===2AgI，協(xié)同總反應為4AlI3＋3O2＋12Ag===2Al2O3＋12AgI，B項正確；外電路通過0.01 mol電子時，消耗0.0025 mol O2，其在標準狀況下的體積為0.056 L，C項錯誤；給傳感器充電時，多孔石墨電極作陽極，Ag電極作陰極，Ag＋向陰極移動，D項錯誤。
[答案]　B
5．(2019·黑龍江省重點中學第三次聯(lián)考)H2S轉化是環(huán)保和資源利用的研究課題。將燒堿吸收H2S后的溶液加入如圖裝置，可以回收單質硫，甲為二甲醚(CH3OCH3)－空氣燃料電池。

下列推斷正確的是(　　)
A．Y極充入二甲醚
B．電子移動方向：X→W→溶液→Z→Y
C．電解后，乙裝置右池中c(NaOH)減小
D．Z極反應式為S2－－2e－===S
[解析]　據(jù)圖分析甲為原電池，乙為電解池，電解池右側有H2產生，則W極為陰極，Z極作陽極，連接的Y極為原電池的正極，發(fā)生還原反應，所以Y極應充入氧氣，A項錯誤；電子不進入溶液，B項錯誤；乙裝置右池中發(fā)生電極反應2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，氫氧化鈉溶液濃度增大，C項錯誤；Z極電極反應為S2－－2e－===S，D項正確。
[答案]　D
6．(2019·成都市摸底測試)下列有關電化學在生產、生活中的應用分析正確的是(　　)

A．圖1：鐵釘發(fā)生析氫腐蝕
B．圖2：可以在鐵件上鍍銅
C．圖3：溶液中c(Cu2＋)保持不變
D．圖4：將輸油管與電源負極相連可以防止腐蝕
[解析]　圖1，電解質溶液若呈酸性，則鐵釘發(fā)生析氫腐蝕，電解質溶液若呈堿性或中性，則鐵釘發(fā)生吸氧腐蝕，A項錯誤；圖2，在鐵件上鍍銅，銅片作陽極，應與電源正極相連，待鍍鐵件做陰極，應與電源負極相連，B項錯誤；圖3，電解精煉銅時，陽極上鋅先放電，銅后放電，而陰極上是Cu2＋放電，故電解質溶液中c(Cu2＋)減小，C項錯誤；圖4采用外加電流的陰極保護法，將輸油管與電源負極相連，輸油管作陰極，可以防止腐蝕，D項正確。
[答案]　D
7．(2019·黃石調研)如圖所示，其中甲池的總反應式為2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O，下列說法正確的是(　　)

A．甲池是電能轉化為化學能的裝置，乙、丙池是化學能轉化為電能的裝置
B．甲池通入CH3OH的電極反應式為CH3OH－6e－＋2H2O===CO＋8H＋
C．反應一段時間后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固體能使CuSO4溶液恢復到原濃度
D．甲池中消耗280 mL(標準狀況下)O2，此時丙池中理論上最多產生1.45 g固體
[解析]　由題意和題圖知，甲池為原電池，乙、丙池均為電解池，故甲池是化學能轉化為電能的裝置，乙、丙池是電能轉化為化學能的裝置，A項錯誤；結合甲池的總反應及甲池中的電解質溶液為KOH溶液，可知通入CH3OH的電極反應式為CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O，B項錯誤；乙池中石墨電極為陽極，Ag電極為陰極，乙池的總反應為：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，溶液中減少的是“2Cu＋O2↑”，因此加入CuO能使CuSO4溶液恢復到原濃度，C項錯誤；甲池通入O2的電極反應式為：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，丙池的總反應為：MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑(轉移2e－)，根據(jù)各電極上轉移電子數(shù)目相同，可得關系式：O2～2Mg(OH)2，則甲池中消耗280 mL(標準狀況下)O2時，丙池中產生Mg(OH)2固體的質量為×2×58 g·mol－1＝1.45 g，D項正確。
[答案]　D
二、非選擇題
8．(2019·成都摸底測試)電解法處理氮氧化物廢氣有較高的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益(圖中電極均為石墨)。

(1)電解NO制備NH4NO3原理如圖1所示。
①陽極為________(填“X”或“Y”)，Y的電極反應式為_________。
②為使電解產物完全轉化為NH4NO3，需要補充的物質A的化學式為________。
(2)用圖2裝置進行模擬電解NO2氣體實驗，可回收硝酸。
①電解時NO2發(fā)生反應的電極反應式為________________。
②若有標準狀況下2.24 L NO2被吸收，通過陽離子交換膜(只允許陽離子通過)的H＋為________mol。
[解析]　(1)①通過分析裝置圖1可知Y極上NO轉化為NO，則該電極是陽極，失去電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為NO＋2H2O－3e－===NO＋4H＋。②X電極反應式為NO＋6H＋＋5e－===NH＋H2O；生成一個NH需要得到5個電子，生成一個NO需要失去3個電子，根據(jù)轉移電子相等知，生成的NH濃度小于NO濃度，要使NO完全轉化為NH4NO3，應該加入NH3，所以加入的A為NH3。(2)①通過分析裝置圖2知左室為電解池的陰極，電極反應式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，右室為電解池的陽極，NO2發(fā)生氧化反應生成硝酸，電極反應式為NO2＋H2O－e－===NO＋2H＋。②根據(jù)陰、陽兩極的電極反應式知若有標準狀況下2.24 LNO2被吸收，轉移電子0.1 mol，陰極區(qū)生成的OH－為0.1 mol，為維持電荷守恒通過陽離子交換膜的H＋為0.1 mol。
[答案]　(1)①Y　NO＋2H2O－3e－===NO＋4H＋?、贜H3
(2)①NO2＋H2O－e－===NO＋2H＋?、?.1
拔高練(25分鐘)
一、選擇題
1．(2019·長春市質量監(jiān)測一)下列有關四個常用電化學裝置的敘述，正確的是(　　)

A．圖Ⅰ所示電池中，MnO2是催化劑
B．圖Ⅱ所示電池放電過程中，硫酸濃度保持不變
C．圖Ⅲ所示裝置工作過程中，電解質溶液中Cu2＋濃度不斷增大
D．圖Ⅳ所示電池工作過程中，外電路中電子由鋅極流向氧化銀極
[解析]　圖Ⅰ所示電池中MnO2是氧化劑，作正極，得電子，發(fā)生還原反應，A項錯誤；圖Ⅱ所示鉛蓄電池放電過程的總反應為Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，放電過程中消耗H2SO4，生成H2O，使硫酸濃度減小，B項錯誤；圖Ⅲ電解精煉銅的過程中，陽極粗銅中比銅活潑的金屬優(yōu)先失去電子，之后是銅失電子，陰極上Cu2＋得電子生成Cu，因此電解質溶液中Cu2＋濃度減小，C項錯誤；圖Ⅳ所示電池工作過程中，外電路中電子由鋅極流向氧化銀極，D項正確。
[答案]　D
2．(2019·武漢部分市級示范高中聯(lián)考)在潮濕的深層土壤中，鋼管主要發(fā)生厭氧腐蝕，有關厭氧腐蝕的機理有多種，其中一種理論為厭氧細菌可促使SO與H2反應生成S2－，加速鋼管的腐蝕，其反應原理如圖所示。下列說法正確的是(　　)

A．正極的電極反應式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－
B．鋼管腐蝕的直接產物中含有FeS、Fe(OH)2
C．SO與H2的反應可表示為4H2＋SO－8e－S2－＋4H2O
D．在鋼管表面鍍鋅或銅可減緩鋼管的腐蝕
[解析]　由圖可知，H2O生成H2，H的化合價降低，得電子，故正極的電極反應式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A項錯誤；反應生成的OH－、S2－與Fe2＋可生成Fe(OH)2、FeS，B項正確；根據(jù)題中所給信息可知，SO與H2反應生成S2－，根據(jù)元素守恒可知，生成物中還有H2O，故反應式為4H2＋SOS2－＋4H2O，C項錯誤；鋼管表面鍍鋅，鋅會與鐵形成原電池，鋅比鐵活潑，鐵作正極，可減緩鋼管的腐蝕；鋼管表面鍍銅，銅會與鐵形成原電池，鐵比銅活潑，鐵作負極，從而加速鋼管的腐蝕，D項錯誤。
[答案]　B
3．(2019·廣東省六校第二次聯(lián)考)“水”電池是一種利用淡水與海水之間含鹽量差別進行發(fā)電的電池，其總反應為：5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl，如圖以“水”電池為電源電解酸性FeCl2溶液，X電極附近溶液先變黃，下列有關分析不正確的是(　　)

A．該裝置只涉及兩種能量之間的轉化
B．在線路中安裝電壓調節(jié)裝置，可通過現(xiàn)象判斷Fe2＋和Cl－的還原性強弱
C．“水”電池內Na＋不斷向正極移動
D．Ⅱ為負極，其電極反應式為Ag＋Cl－－e－===AgCl
[解析]　“水”電池工作時化學能轉化為電能，同時伴隨著熱量的變化，A項錯誤；根據(jù)X電極附近溶液先變黃可知，先是Fe2＋被氧化，后是Cl－被氧化，若在線路中安裝電壓調節(jié)裝置，則可根據(jù)電壓和現(xiàn)象判斷Fe2＋、Cl－的還原性強弱，B項正確；“水”電池工作時，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，故C項正確；結合上述分析，可知Ⅱ為“水”電池的負極，負極上Ag失電子發(fā)生氧化反應，其電極反應式為Ag＋Cl－－e－===AgCl，D項正確。
[答案]　A
4．(2019·保定市調研考試)將以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池甲與盛有足量硫酸銅溶液的裝置乙相連，起始電路接入狀況如圖，以電流強度0.1 A，通電10 min后，將電池的正、負極互換接入，移動滑動變阻器，以電流強度0.2 A，繼續(xù)通電10 min，結束實驗。

下列有關說法正確的是(　　)
A．葡萄糖在裝置甲的正極參加反應，氧氣在負極參加反應
B．在該電池反應中，每消耗1 mol氧氣理論上能生成標準狀況下二氧化碳11.2 L
C．電池工作20 min時，乙裝置電極析出固體和電極上產生氣體的質量之比為2∶1
D．電池工作15分鐘時，乙裝置中銅棒的質量與起始通電前相等
[解析]　由題意可知，裝置甲是以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池，葡萄糖在負極失去電子發(fā)生氧化反應，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應，A項錯誤；在該電池中，發(fā)生的總反應為C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，則每消耗1 mol氧氣理論上能生成標準狀況下二氧化碳22.4 L，B項錯誤；由題意知，0～10 min，銅棒與電源正極相連，發(fā)生反應Cu－2e－===Cu2＋，碳棒與電源負極相連，發(fā)生反應Cu2＋＋2e－===Cu，通電10 min后將電池的正、負極互換接入，由于10～20 min時的電流強度是0～10 min時的2倍，則10～15 min碳棒上發(fā)生反應Cu－2e－===Cu2＋，銅棒上發(fā)生反應Cu2＋＋2e－===Cu,15 min時乙裝置中銅棒即可恢復到起始通電前的狀態(tài)，15～20 min碳棒上發(fā)生反應4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，銅棒上發(fā)生反應Cu2＋＋2e－===Cu，生成1 mol O2的同時析出2 mol Cu，則20 min時，乙裝置電極析出固體和電極上產生氣體的質量之比為4∶1，C項錯誤、D項正確。
[答案]　D
5．(2019·石家莊質量檢測)如圖是新型鎂－鋰雙離子二次電池，下列關于該電池的說法不正確的是(　　)

A．放電時，Li＋由左向右移動
B．放電時，正極的電極反應式為Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4
C．充電時，外加電源的正極與Y相連
D．充電時，導線上每通過1 mol e－，左室溶液質量減輕12 g
[解析]　放電時，化學能轉化為電能，為原電池裝置，Mg失電子作負極，電解液中陽離子向正極移動，即Li＋由左向右移動，A項正確；放電時，正極上Li1－xFePO4轉化為LiFePO4，電極反應式為Li1－xFePO4＋xLi＋＋xe－===LiFePO4，B項正確；充電時，外加電源的正極與原電池的正極相連，即與Y相連，C項正確；充電時，陰極發(fā)生反應：Mg2＋＋2e－===Mg，同時右室中的Li＋移向左室，則導線上每通過1 mol e－，左室溶液質量減少(12－7) g＝5 g，D項錯誤。
[答案]　D
6．(2019·開封市高三定位考試)石墨烯基材料被看作是前景深遠的高性能電極材料，能大幅度提升鋰離子電池的充放電速度。某公司研發(fā)的石墨烯基鋰離子電池的結構示意圖如圖所示，已知電池總反應為Li1－xFePO4·C60＋LixC60===LiFePO4·C60＋C60(x

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