2020高考化学选择题攻略全国通用第5题　新型电源、电解应用与金属腐蚀

第5题新型电源、电解应用与金属腐蚀复习建议：3课时(题型突破2课时习题1课时)命题调研(20152019电化学五年大数据)20152019五年考点分布图核心素养与考情预测核心素养：变化观念与平衡思想证据推理与模型认知考情解码：预测在2020高考中，以二次电池以及含有离子交换膜的电解池为背景的命题将成为热点题型，因为二次电池不仅实现电极材料循环使用，符合“低耗高效”的时代需求，而且命题角度丰富，便于同时考查原电池和电解池工作原理；含有离子交换膜的电解池设问空间大，便于考查考生的探究能力。1(2019课标全国，12)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2/MV在电极与酶之间传递电子，示意图如图所示。下列说法错误的是()A相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B阴极区，在氢化酶作用下发生反应H22MV2=2H2MVC正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动解析由题图和题意知，电池总反应是3H2N2=2NH3。该合成氨反应在常温下进行，并形成原电池产生电能，反应不需要高温、高压和催化剂，A项正确；观察题图知，左边电极发生氧化反应MVe=MV2，为负极，不是阴极，B项错误；正极区N2在固氮酶作用下发生还原反应生成NH3，C项正确；电池工作时，H通过交换膜，由左侧(负极区)向右侧(正极区)迁移，D项正确。答案B2(2019课标全国，13)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3DZn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZnNiOOH二次电池，结构如图所示。电池反应为Zn(s)2NiOOH(s)H2O(l)ZnO(s)2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是()A三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高B充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)OH(aq)e=NiOOH(s)H2O(l)C放电时负极反应为Zn(s)2OH(aq)2e=ZnO(s)H2O(l)D放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区解析该电池采用的三维多孔海绵状Zn具有较大的表面积，可以高效沉积ZnO，且所沉积的ZnO分散度高，A正确；根据题干中总反应可知该电池充电时，Ni(OH)2在阳极发生氧化反应生成NiOOH，其电极反应式为Ni(OH)2(s)OH(aq)e=NiOOH(s)H2O(l)，B正确；放电时Zn在负极发生氧化反应生成ZnO，电极反应式为Zn(s)2OH(aq)2e=ZnO(s)H2O(l)，C正确；电池放电过程中，OH等阴离子通过隔膜从正极区移向负极区，D错误。答案D3(2018课标全国，13)最近我国科学家设计了一种CO2H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：EDTAFe2e=EDTAFe32EDTAFe3H2S=2HS2EDTAFe2该装置工作时，下列叙述错误的是()A阴极的电极反应：CO22H2e=COH2OB协同转化总反应：CO2H2S=COH2OSC石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D若采用Fe3/Fe2取代EDTAFe3/EDTAFe2，溶液需为酸性解析阴极发生还原反应，氢离子由交换膜右侧向左侧迁移，阴极的电极反应式为CO22e2H=COH2O，A项正确；结合阳极区发生的反应，可知协同转化总反应为CO2H2S=SCOH2O，B项正确；石墨烯作阳极，其电势高于ZnO石墨烯的，C项错误；Fe3、Fe2在碱性或中性介质中会生成沉淀，它们只稳定存在于酸性较强的介质中，D项正确。答案C4(2018课标全国，12)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO24Na2Na2CO3C。下列说法错误的是()A放电时，ClO向负极移动B充电时释放CO2，放电时吸收CO2C放电时，正极反应为：3CO24e=2COCD充电时，正极反应为：Nae=Na解析电池放电时，ClO向负极移动，A项正确；结合总反应可知放电时需吸收CO2，而充电时释放出CO2，B项正确；放电时，正极CO2得电子被还原生成单质C，即电极反应式为3CO24e=2COC，C项正确；充电时阳极发生氧化反应，即C被氧化生成CO2，D项错误。答案D5(2018课标全国，11)一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li在多孔碳材料电极处生成Li2O2x(x0或1)。下列说法正确的是()A放电时，多孔碳材料电极为负极B放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C充电时，电解质溶液中Li向多孔碳材料区迁移D充电时，电池总反应为Li2O2x=2LiO2解析根据电池工作原理，多孔碳材料吸附O2，O2在此获得电子，所以多孔碳材料电极为电池的正极，A项错误；放电时电子从负极(锂电极)流出，通过外电路流向正极(多孔碳材料电极)，B项错误；Li带正电荷，充电时，应该向电解池的阴极(锂电极)迁移，C项错误；充电时，电池总反应为Li2O2x=2LiO2，D项正确。答案D6(2017课标全国，11)支撑海港码头基础的防腐技术，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是()A通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整解析钢管桩接电源的负极，高硅铸铁接电源的正极，通电后，外电路中的电子从高硅铸铁(阳极)流向正极，从负极流向钢管桩(阴极)，A、B正确；C项，题给信息高硅铸铁为“惰性辅助阳极”不损耗，错误。答案C7(2017课标全国，11)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是()A待加工铝质工件为阳极B可选用不锈钢网作为阴极C阴极的电极反应式为：Al33e=AlD硫酸根离子在电解过程中向阳极移动解析A项，根据原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，正确；B项，阴极仅作导体，可选用不锈钢网，且不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，正确；C项，阴极应为氢离子得电子生成氢气，错误；D项，电解时，阴离子移向阳极，正确。答案C8(2016课标全国，11)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是()A通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C负极反应为2H2O4e=O24H，负极区溶液pH降低D当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成解析电解池中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动，即SO离子向正极区移动，Na 向负极区移动，正极区水电离的OH发生氧化反应生成氧气，H留在正极区，该极得到H2SO4产品，溶液pH减小，负极区水电离的H发生还原反应生成氢气，OH留在负极区，该极得到NaOH产品，溶液pH增大，故A、C项错误，B正确；该电解池相当于电解水，根据电解水的方程式可计算出当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.25 mol的O2生成，错误。答案B智能点一构建原电池模型，类比分析电池工作原理装置图解可逆电池模型解题关系图示解题模型例：xMgMo3S4MgxMo3S4。智能点二新型电池电极反应式(1)燃料电池(以CH3OH燃料电池为例，体会不同介质对电极反应的影响)酸性燃料电池H总反应：2CH3OH3O2=2CO24H2O正极O24e4H=2H2O负极CH3OH6eH2O=CO26H碱性燃料电池OH总反应：2CH3OH3O24OH=2CO6H2O正极O24e2H2O=4OH负极CH3OH6e8OH=CO6H2O熔融碳酸盐燃料电池CO总反应：2CH3OH3O2=2CO24H2O正极O24e2CO2=2CO负极CH3OH6e3CO=4CO22H2O固态氧化物燃料电池O2总反应：2CH3OH3O2=2CO24H2O正极O24e=2O2负极CH3OH6e3O2=CO22H2O质子交换膜燃料电池H总反应：2CH3OH3O2=2CO24H2O正极O24e4H=2H2O负极CH3OH6eH2O=CO26H(2)新型一次电池MgH2O2电池总反应：H2O22HMg=Mg22H2O正极H2O22H2e=2H2O负极Mg2e=Mg2MgAgCl电池总反应：Mg2AgCl=2AgMgCl2正极2AgCl2e=2Cl2Ag负极Mg2e=Mg2钠硫电池总反应：2NaxS=Na2Sx正极xS2e=S负极2Na2e=2Na锂铜电池总反应：2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH正极Cu2OH2O2e=2Cu2OH负极Lie=Li锂钒氧化物电池总反应：xLiLiV3O8=Li1xV3O8正极xLiLiV3O8xe=Li1xV3O8负极xLixe=xLi(3)新型充电(可逆)电池锌银电池总反应：Ag2OZnH2O2AgZn(OH)2正极：Ag2OH2O2e=2Ag2OH负极：Zn2OH2e=Zn(OH)2阳极：2Ag2OH2e=Ag2OH2O阴极：Zn(OH)22e=Zn2OH镍电池镍铁电池总反应：NiO2Fe2H2OFe(OH)2Ni(OH)2正极：NiO22e2H2O=Ni(OH)22OH负极：Fe2e2OH=Fe(OH)2阳极：Ni(OH)22OH2e=NiO22H2O阴极：Fe(OH)22e=Fe2OH镍镉电池总反应：Cd2NiOOH2H2OCd(OH)22Ni(OH)2说明：参考镍铁电池自行书写。高铁电池总反应：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH正极：FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH负极：Zn2e2OH=Zn(OH)2阳极：Fe(OH)35OH3e=FeO4H2O阴极：Zn(OH)22e=Zn2OH锂离子电池总反应：Li1xCoO2LixC6LiCoO2C6(x1)正极：Li1xCoO2xexLi=LiCoO2负极：LixC6xe=xLiC6阳极：LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi阴极：xLixeC6=LixC6钠电池钠硫蓄电池总反应：2Na2S2NaBr3Na2S43NaBr正极：NaBr32e2Na=3NaBr负极：2Na2S22e=Na2S42Na阳极：3NaBr2e=NaBr32Na阴极：Na2S42Na2e=2Na2S2钠离子电池总反应：Na1mCoO2NamCnNaCoO2Cn正极：Na1mCoO2memNa=NaCoO2负极：NamCnme=mNaCn阳极：NaCoO2me=Na1mCoO2mNa阴极：mNaCnme=NamCn全钒液流电池总反应：VO2HV2V3VO2H2O正极：VO2He=VO2H2O负极：V2e=V3阳极：VO2H2Oe=VO2H阴极：V3e=V2智能点三构建电解池模型类比分析多室电解电解池模型惰性电极电解CuCl2溶液多室电解池三室电渗析法处理Na2SO4废水解题模型：四步分析法第一步：弄清是原电池还是电解池，判断电极有外接电源电解池；n阳极，m阴极第二步：根据电极判断离子的移动方向和交换膜的种类Na通过ab阴极ab是阳离子交换膜SO通过cd阳极cd是阴离子交换膜第三步：根据放电顺序写出电极反应式阴极，阳离子竞争放电，放电顺序：HNa，阴极的电极反应式为2H2O2e=H22OH；阳极，阴离子竞争放电，放电顺序：OHSO，阳极的电极反应式为2H2O4e=O24H。第四步：根据电极反应式和离子移动方向确定电极反应物阴极H放电生成H2，剩余OH与迁移过来的Na生成NaOH；阳极OH放电生成O2，剩余H与迁移过来的SO生成H2SO4。微题型1新型化学电源典例演示1 (2019天津理综，6)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌碘溴液流电池，其工作原理示意图如图。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。下列叙述不正确的是()A放电时，a电极反应为I2Br2e=2IBrB放电时，溶液中离子的数目增大C充电时，b电极每增重0.65 g，溶液中有0.02 mol I被氧化D充电时，a电极接外电源负极解析根据电池的工作原理示意图，可知放电时a电极上I2Br转化为Br和I，电极反应为I2Br2e=2IBr，A项正确；放电时正极区I2Br转化为Br和I，负极区Zn转化为Zn2，溶液中离子的数目增大，B项正确；充电时b电极发生反应Zn22e=Zn，b电极增重0.65 g时，转移0.02 mol e，a电极发生反应2IBr2e=I2Br，根据各电极上转移电子数相同，则有0.02 mol I被氧化，C项正确；放电时a电极为正极，充电时，a电极为阳极，接外电源正极，D项错误。答案D题型训练1 (2018浙江11月，17)金属(M)空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A金属M作电池负极B电解质是熔融的MOC正极的电极反应O24e2H2O=4OHD电池反应2MO22H2O=2M(OH)2解析金属(M)空气电池中M失电子做负极，故A正确；根据传递M2和OH，可知电解质是熔融的M(OH)2，故B错误；空气得电子做正极，电极反应O24e2H2O=4OH，故C正确；电池总反应为2MO22H2O=2M(OH)2，故D正确。答案B题型训练2 2019年2月27日至3月1日，第十届日本国际二次电池展在日本东京举行，各种新型二次电池在东京有明展览中心展出，其中以FeFe(CN)6为代表的新型可充电钠离子电池，格外引人注意，其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是()A放电时，正极反应式为FeFe(CN)62Na2e=Na2FeFe(CN)6B充电时，Mo箔接电源的负极C充电时，Na通过离子交换膜从左室移向右室D外电路中通过0.2 mol电子时，负极质量变化为2.4 g解析根据原电池工作原理，Mg箔作负极，Mo箔作正极，正极反应式为FeFe(CN)62Na2e=Na2FeFe(CN)6，故A说法正确；充电时，电解池的阴极(原电池的负极)接电源的负极，电解池的阳极(原电池的正极)接电源的正极，即Mo箔接电源的正极，故B说法错误；充电时，阳离子移向阴极，Na应从左室移向右室，故C说法正确；负极上的反应式是2Mg4e2Cl=Mg2Cl22，外电路中通过0.2 mol电子时，消耗0.1 mol Mg，质量减少2.4 g，故D说法正确。答案B微题型2电解原理在工农业生产中的应用典例演示2 (2017海南化学)一种电化学制备NH3的装置如下图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H。下列叙述错误的是()APd电极b为阴极B阴极的反应式：N26H6e=2NH3CH由阳极向阴极迁移D陶瓷可以隔离N2和H2解析此装置为电解池，总反应式是N23H2=2NH3，Pd电极b上是氢气发生氧化反应，即氢气失去电子化合价升高，Pd电极b为阳极，故A说法错误；根据A选项分析，Pd电极a为阴极，反应式为N26H6e=2NH3，故B说法正确；根据电解池的原理，阳离子在阴极上放电，即由阳极移向阴极，故C说法正确；根据装置图，陶瓷可以隔离N2和H2，故D说法正确。答案A题型训练3 国家有色金属工业“十三五”发展规划要求再生铅占铅总量比重到2020年升至45%，再生铅行业在重视环境保护和充分利用有色金属再生资源的情况下逐步发展起来。从废旧铅蓄电池中回收的工艺流程为：电解原理如图所示。下列说法正确的是()A阴极反应式为：2H2e=H2B电解过程中阳极附近pH明显增大CNa2PbCl4浓度下降后，在阴极区加入PbO，可实现电解质溶液的再生使用D电路中通过4 mol电子，阴极可得207 g铅解析根据工艺流程可知，电解Na2PbCl4溶液制备Pb，则阴极上PbCl发生还原反应，电极反应式为：PbCl2e=Pb4Cl，A项错误；电解过程中阳极反应式为：2H2O4e=4HO2，阳极附近c(H)增大，pH减小，B项错误；根据阴极反应式及电解原理图可知，电解一段时间后阴极区为HCl、NaCl的混合溶液，结合工艺流程图可知，加入PbO，可使电解质溶液再生使用，C项正确；根据阴极反应式可知，电路中通过4 mol电子时，阴极可得2 mol Pb，质量为414 g，D项错误。答案C微题型3金属的腐蚀与防护典例演示3 (2019江苏化学，10)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是()A铁被氧化的电极反应式为Fe3e=Fe3B铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C活性炭的存在会加速铁的腐蚀D以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀解析A项，铁和炭的混合物用NaCl溶液湿润后构成原电池，铁作负极，铁失去电子生成Fe2，电极反应式为Fe2e=Fe2，错误；B项，铁腐蚀过程中化学能除了转化为电能外，还可转化为热能等，错误；C项，构成原电池后，铁腐蚀的速率变快，正确；D项，用水代替NaCl溶液，Fe和炭也可以构成原电池，Fe失去电子，空气中的O2得到电子，铁发生吸氧腐蚀，错误。答案C题型训练4 (2018北京理综，12)验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是()A对比，可以判定Zn保护了FeB对比，K3Fe(CN)6可能将Fe氧化C验证Zn保护Fe时不能用的方法D将Zn换成Cu，用的方法可判断Fe比Cu活泼解析中Zn作负极，发生氧化反应生成Zn2，Fe作正极被保护，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，试管内无明显变化。但中没有Zn保护Fe，Fe在酸性环境中发生析氢腐蚀，Fe作负极被氧化生成Fe2，所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，对比可知Zn保护了Fe，A项正确；与的区别在于：前者是将铁氰化钾溶液直接滴入烧杯中，而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加铁氰化钾溶液，中出现了蓝色沉淀，说明有Fe2生成。对比分析可知，可能是铁氰化钾氧化Fe生成了Fe2，B项正确；通过上述分析可知，验证Zn保护Fe时不能用的方法，C项正确；若将Zn换成Cu，铁氰化钾仍会将Fe氧化为Fe2，在铁的表面同样会生成蓝色沉淀，所以无法判断Fe2是不是负极产物，即无法判断Fe与Cu的活泼性，D项错误。答案D【题型解码素养生成】题型解码：燃料电池一定要注意介质对半反应或总反应的影响，要学会通过介质微粒调节反应的电荷和原子守恒，可逆电池应根据四个电极的关系，从简单电极(如金属电极)入手，简化分析过程，根据放电规律对两极放电进行分析，通过半透膜完成制备、除污、净化等电解目的。素养生成：通过两大电化学装置，体现化学反应过程中伴随着能量变化；通过电化学原理分析，做到科学论证，培养分析推理能力；通过构建新型电源和电解应用两大解题模型，提高认知水平，做到举一反多。1(2019山东八校高三第二次联考，10)氢氧熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池(600700 )，具有效率高、噪声低、无污染等优点。熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是()A电池工作时，熔融碳酸盐只起到导电的作用B负极反应式为H22eCO=CO2H2OC电子流向：电极a负载电极b熔融碳酸盐电极aD电池工作时，外电路中通过0.2 mol电子，消耗3.2 g O2解析A分析可知电池工作时，熔融碳酸盐起到导电的作用，和氢离子结合生成二氧化碳，二氧化碳在正极生成碳酸根离子循环使用，故A错误；B.原电池工作时，H2失电子在负极反应，负极反应为H2CO2e=H2OCO2，故B正确；C.电池工作时，电子从负极电极a负载电极b，电子不能通过熔融碳酸盐重新回到电极a，故C错误；D.电极反应中电子守恒正极的电极反应为O22CO24e=2CO，电池工作时，外电路中流过0.2 mol电子，反应消耗0.05 mol O2，消耗O2质量0.05 mol32 g/mol1.6 g，故D错误。答案B2(2019武汉市华中师范大学第一附属中学期中，7)下图是一种正投入生产的大型蓄电系统。放电前，被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3，放电后分别变为Na2S4和NaBr。下列叙述正确的是()A放电时，负极反应为3NaBr2e=NaBr32NaB充电时，阳极反应为2Na2S22e=Na2S42NaC放电时，Na经过离子交换膜，由b池移向a池D用该电池电解饱和食盐水，产生2.24 L H2时，b池生成17.40 g Na2S4解析放电前，被膜隔开的电解质为Na2S2(右罐)和NaBr3(左罐)，则Na2S2在负极失电子，NaBr3在正极得电子；充电时，阴极为负极的逆反应，阳极为正极的逆反应；A.放电时，负极Na2S2失电子，则负极的电极反应式为：2S2e=S，故A错误；B.充电时，阳极上Br失电子转化为Br，则阳极的电极反应式为：3Br2e=Br，故B错误；C.电池放电时，Na2S2和NaBr3反应，则电池的总反应方程式为：2Na2S2NaBr3=Na2S43NaBr，Na经过离子交换膜，由b池移向a池，故C正确；D. 用该电池电解饱和食盐水，产生2.24 L H2时，此气体不是标准状况下的体积，无法进行换算，则b池生成Na2S4的质量不一定是17.40 g，故D错误。答案C3(2019绵阳市高中第一次诊断性考试，12)我国科学家在液流电池研究方面取得新进展。一种硫/碘体系(K2S2/KI)的液流电池工作原理如图所示。下列说法正确的是()A放电时电池右侧电极为负极，发生氧化反应B放电时，电池左侧的电极反应为S2e=2S2C充电时，电池的总反应为3IS=I2S2D充电时，电解质溶液中K经交换膜向右侧移动解析根据题图可知，放电时右侧电极上I得到电子，发生还原反应：I2e=3I，则右侧电极为正极，A项错误；放电时左侧电极上S2失去电子，发生氧化反应：2S22e=S，B项错误；放电时电池总反应为：I2S2=3IS，则充电时电池总反应为：3IS=I2S2，C项正确；充电时，左侧电极为阴极，右侧电极为阳极，电解质溶液中K经交换膜向阴极(左侧)移动，D项错误。答案C4(2019重点中学领航冲刺五模，13)以铁和石墨为电极电解酸性废水，可将废水中的PO以FePO4形式除去，其装置如图所示。已知：常温下，Ksp(FePO4)1.31022；一般认为溶液中某离子浓度小于1105 molL1时，该离子已除尽。下列说法不正确的是()A电解过程中，PO向铁极迁移B电路中有6 mol电子通过时理论上最多除去2 mol POC在该装置中，铁的电势高于石墨D当废水中c(Fe3)11015 molL1时，PO已除尽解析利用Fe3沉淀PO，铁为阳极，石墨为阴极，故a极为正极，b极为负极。在电解池中，阴离子向阳极迁移，即PO向铁极迁移，A项正确；铁极的电极反应式为Fe2e=Fe2，O2氧化Fe2生成Fe3，废水中发生的总反应为4Fe2O24H4PO=4FePO42H2O，则电路中通过6 mol电子时理论上最多除去3 mol PO，B项错误；在电解池中，阳极的电势高于阴极，故铁的电势高于石墨，C项正确；当c(Fe3)11015 molL1时，c(PO)1.3107 molL11105 molL1，PO已除尽，D项正确。答案B5(2019衡水中学高三上学期期中，11)利用电解法制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH和Cl2。下列说法正确的是()AC膜可以为质子交换膜B阴极室的电极反应式为2H2O4e=O24HC可用铁电极替换阴极的石墨电极D每转移2 mol e，阳极室中c(Ca2)降低1 mol/L解析通过图示分析C膜只能是阳离子交换膜，故A项错误；B.阴极室的电极反应式为2H2O2e=H22OH，故B项错误；C.阴极电极不参与反应，故可用铁电极替换阴极的石墨电极，故C项正确；D.未给出溶液体积，无法计算浓度，故D项错误。答案C6(2019湖南湖北八市十二校第一次调研联考，10)宝鸡被誉为“青铜器之乡”，出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盘等五万余件青铜器。研究青铜器(含Cu、Sn等)在潮湿环境中发生的腐蚀对于文物保护和修复有重要意义。下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图，下列说法不正确的是()A青铜器发生电化学腐蚀，图中c作负极，被氧化B正极发生的电极反应为O2 4e2H2O=4OHC环境中的Cl与正、负两极反应的产物作用生成a的离子方程式为2Cu23OHCl=Cu2 (OH)3ClD若生成0.2 mol Cu2(OH)3Cl，则理论上消耗的O2体积为4.48 L解析根据图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，则Cu作负极被氧化，腐蚀过程中，负极是c，发生氧化反应，A正确；B、氧气在正极得电子生成氢氧根离子，电极反应式为：O2 4e2H2O=4OH，B正确；C、多孔粉状锈 Cu2( OH )3Cl为固体，故生成 Cu2( OH )3Cl 的离子方程式为：2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl，C正确；D、不确定氧气是否在标准状况下，则不能计算氧气的体积，D错误，答案选D。答案D题型特训1新型化学电源1LED系列产品是一类新型节能产品。图甲是NaBH4/H2O2燃料电池的装置示意图，图乙是LED发光二极管的装置示意图。下列叙述错误的是()A电池应选用阳离子交换膜，Na向A极区移动B电池A极区的电极反应式为：H2O22e=2OHC每有1 mol NaBH4参加反应，转移电子数为4NAD要使LED发光二极管正常发光，图乙中的导线a应与图甲中的B极相连解析A极上H2O2转化为OH，发生还原反应：H2O22e=2OH，则A极为正极，根据图示，Na能透过离子交换膜进入A极区生成NaOH，则离子交换膜为阳离子交换膜，A项正确，B项正确；B极为负极，发生氧化反应：BH8OH8e=BO6H2O，每有1 mol NaBH4参加反应，转移电子数为8NA，C项错误；根据LED发光二极管中电荷移动情况知，导线a应与负极相连，导线b应与正极相连，故图乙中的导线a应与图甲中的B极相连，D项正确。答案C2某高能电池以磷酸溶液作为电解质溶液，利用乙烯直接氧化法制乙酸，其总反应式为CH2=CH2O2=CH3COOH。某兴趣小组将该反应设计成如图所示的燃料电池，下列有关说法正确的是()A在电池工作过程中，溶液中的PO向正极移动B电子移动方向：电极a磷酸溶液电极bC负极的电极反应式为CH2=CH24e2H2O=CH3COOH4HD当电路中通过0.04 mol电子时，参加反应的CH2=CH2为224 mL解析A项，根据原电池的工作原理，阴离子向负极移动，即PO向负极移动，A错误；B项，电子不能通过电解质溶液，电子移动方向应为电极a负载电极b，B错误；C项，根据电池总反应式及电解质溶液是磷酸溶液，可写出负极反应式：CH2=CH22H2O4e=CH3COOH4H，C正确；D项，根据负极的电极反应式可知，当电路中通过0.04 mol电子时，参加反应的CH2=CH2为0.01 mol，但题中没有给出气体所处的状态，故无法计算气体的体积，D错误。答案C32019(金考卷)领航冲刺卷(一)，12当电解质中某离子的浓度越大时，其氧化性或还原性越强，利用这一性质，有人设计出如图所示“浓差电池”(其电动势取决于物质的浓度差，是由一种物质从高浓度向低浓度转移而产生的。)其中，甲池为3 molL1的AgNO3溶液，乙池为1 molL1的AgNO3溶液，A、B均为Ag电极。实验开始先断开K1，闭合K2，发现电流计指针发生偏转。下列说法不正确的是()A实验开始先断开K1，闭合K2，此时NO向B电极移动B断开K1，闭合K2，一段时间后电流计指针归零，此时两池银离子浓度相等C当电流计指针归零后，断开K2，闭合K1，一段时间后B电极的质量增加D当电流计指针归零后，断开K2，闭合K1，乙池溶液浓度增大解析断开K1，闭合K2后，形成浓差电池，A为正极，B为负极，阴离子移向负极，则NO向B电极移动，A项正确；断开K1，闭合K2后，形成浓差电池，一段时间后电流计指针归零，说明没有电流，此时两池银离子浓度相等，B项正确；闭合K1，断开K2后，该装置为电解池，与电源正极相连的B电极是阳极，阳极上金属银被氧化产生银离子，甲池中的NO向乙池移动，则乙池中硝酸银浓度增大，C项错误，D项正确。答案C4新型可控电池锂水电池的工作原理如图所示。下列有关说法正确的是()A有机电解质中可加入乙酸B该电池工作时，阳离子向锂电极移动C石墨电极上发生的反应是2H2O2e=H22OHD该电池为二次电池，充电时锂电极接外加电源的负极解析由题图可知，该原电池中锂电极为负极，石墨电极为正极，且负极不能与水接触，负极的电极反应式为Lie=Li，正极的电极反应式为2H2O2e=H22OH。选项A，Li和有机电解质不反应，但Li和乙酸可反应，所以有机电解质中不可加入乙酸，故A错误；选项B，该电池工作时，阳离子向正极移动，也就是向石墨电极移动，故B错误；选项C，根据上述分析可知，石墨电极的反应式为2H2O2e=H22OH，故C正确；选项D，该原电池反应后的产物氢气脱离电池，故该装置是一次电池，故D错误。答案C5(2019广东七校联合体第一次联考，13)我国科研工作者在锂硫电池的研究上取得重大突破。该电池的总反应是16LiS88Li2S，充放电曲线如图所示，下列说法不正确的是()A充电时，电能转化为化学能B放电时，锂离子向正极移动C放电时，1 mol Li2S6转化为Li2S4得到2 mol eD充电时，阳极总电极反应式是8S216e=S8解析充电时，应用电解原理，电能转化为化学能，A项正确；放电时，应用原电池原理，原电池工作时，阳离子向正极移动，即Li向正极移动，B项正确；结合题图可知，放电时，1 mol Li2S6转化为Li2S4的反应为2Li2S62Li=3Li2S4，反应中2 mol Li2S6得到2 mol e，即1 mol Li2S6得到1 mol e，C项错误；根据总反应和题图可知，充电时阳极总反应式为8S216e=S8，D项正确。答案C6(2019昆明市高三摸底调研，13)一种太阳能储能电池的工作原理如图所示，已知锂离子电池的总反应为：Li1xNiO2xLiC6LiNiO2xC6。下列说法错误的是()A该锂离子电池为二次电池B该锂离子电池充电时，n型半导体作为电源正极C该锂离子电池放电时，Li从a极移向b极D该锂离子电池放电时，b极上发生还原反应，电极反应式为：Li1xNiO2xexLi=LiNiO2解析题图所示锂离子电池能实现充电和放电，为二次电池，A项正确；充电时a极为阴极，则n型半导体为电源负极，B项错误；电池放电时，Li从负极向正极移动，即Li从a极向b极移动，C项正确；电池放电时，b极为正极，发生还原反应，其电极反应式为Li1xNiO2xexLi=LiNiO2，D项正确。答案B7锌空气燃料电池有比能量高、容量大、使用寿命长等优点，可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，放电时发生反应：2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)42。下列说法正确的是()A放电时，负极反应为Zn2e=Zn2B充电时，电解质溶液中c(OH)逐渐减小C放电时，当0.1 mol Zn完全溶解时，流经电解质溶液的电子个数约为1.2041023D采用多孔炭的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面解析由图可知，放电时，金属锌为负极，因为电解质溶液显碱性，故负极的电极反应为Zn4OH2e=Zn(OH)42，A错误；充电时发生反应2Zn(OH)42=2ZnO24OH2H2O，产生OH，电解质溶液中c(OH)逐渐增大，B错误；放电时电子不能流经电解质溶液，C错误；采用多孔炭可提高电极与电解质溶液的接触面积，并利于氧气扩散至电极表面，D正确。答案D8世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁空气电池，如图所示。下列说法正确的是()A放电时，a极发生氧化反应B充电时，负极室发生反应：FexH2O(g)FeOxxH2C充电时，a极发生反应：4OH4e=2H2OO2D放电时，b极发生反应：H2O22e=H2O解析放电时，a极上空气中的O2得电子，发生还原反应，电极反应式为O24e=2O2，则充电时，a极发生反应：2O24e=O2，A、C错误；由题图可知，放电时，负极室发生的反应为xH2O(g)FeFeOxxH2，则充电时发生的反应为FeOxxH2xH2O(g)Fe，B错误；放电时，b极上H2失电子发生氧化反应：H22eO2=H2O，D正确。答案D9一种新型的双离子可充电电池的原理如下图所示。下列说法错误的是()A放电时，电极a为电池的负极B充电时，电极b发生氧化反应C有机电解质不能用水溶液代替D充电时，阴极的电极反应式为：CaFeO3eNa=CaFeO2.50.5Na2O解析A项，放电时，钠失去电子变成Na，所以，电极a是原电极的负极，故A正确；B项，放电时，钠的化合价升高，铁的化合价降低，所以充电时，铁的化合价升高，电极b发生氧化反应，故B正确；C项，钠和水能够发生化学反应，所以不能用水溶液作为电解质溶液，故C正确；D项，充电时，阴极发生还原反应，电极反应式为Nae=Na，故D错误。答案D10(2019北京海淀区第一学期期中，10)全钒电池以惰性材料作电极，在电解质溶液中发生的原电池反应为：VO(黄色)V2(紫色)2H=VO2(蓝色)H2OV3(绿色)。下列说法不正确的是()A正极反应为VO2He=VO2H2OB负极附近的溶液由紫色逐渐变为绿色C反应每生成1 mol H2O时转移电子的物质的量为0.5 molD原电池使用过程中溶液的pH逐渐增大解析由电池总反应VO(黄色)V2(紫色)2H=VO2(蓝色)H2OV3(绿色)可得，VO为正极的活性物质，V2为负极的活性物质，所以左室为正极室，右室为负极室。正极反应为VO2He=VO2H2O，A项正确；负极反应为V2e=V3，所以负极附近溶液的颜色由紫色逐渐变为绿色，B项正确；由电极反应VO2He=VO2H2O可知，反应每生成1 mol H2O时转移电子的物质的量为1 mol，C项错误；由原电池总反应可知，反应过程中H被不断消耗，所以溶液的pH逐渐增大，D项正确。答案C11(2019唐山市高三摸底考试，10)锂(Li)空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A锂电极上的电势比另一极上的低B正极的电极反应式：O24e2H2O=4OHC该电池充电时阴极反应式：Lie=LiD隔膜两侧均用电解质水溶液效果更好解析在锂空气电池中锂作负极，多孔碳电极为正极，负极的电势比正极的低，A项正确；正极上氧气得电子生成氢氧根离子，则电极反应式为O24e2H2O=4OH，B项正确；电池充电时，阴极上锂离子得电子发生还原反应，其电极反应式为：Lie=Li，C项正确；金属锂能与水反应生成氢气，所以隔膜左侧不可以用电解质水溶液，D项错误。答案D12(2019江西红色七校一联，13)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确的是()AHS在硫氧化菌作用下转化为SO的反应为：HS4H2O8e=SO9HB电子从b流出，经外电路流向aC如果将反应物直接燃烧，能量的利用率不会变化D若该电池电路中有0.4 mol电子发生转移，则有0.45 mol H通过质子交换膜解析根据图示，在硫氧化菌作用下HS转化为SO，发生氧化反应：HS4H2O8e=SO9H，A项正确；电极a上发生氧化反应，电极a为负极，电子从电极a流出，经外电路流向电极b，B项错误；如果将反应物直接燃烧，有化学能转化为热能或光能，能量的利用率降低，C项错误；若该电池电路中有0.4 mol电子发生转移，则有0.4 mol H通过质子交换膜，D项错误。答案A题型特训2电解应用及金属腐蚀与防护1锌元素对婴儿及青少年的智力和身体发育有重要的作用，被称为生命火花。利用恒电势电解NaBr溶液间接将葡萄糖CH2OH(CHOH)4CHO氧化为葡萄糖酸CH2OH(CHOH)4COOH，进而制取葡萄糖酸锌，装置如图所示，下列说法错误的是()A钛网与直流电源的正极相连B石墨电极的反应为2H2O2e=H22OHC电解过程中硫酸钠溶液浓度保持不变D左室中发生的反应为CH2OH(CHOH)4CHOBr2H2O=CH2OH(CHOH)4COOH2HBr解析根据题干可知在钛网上NaBr转化为溴单质，然后才能氧化葡萄糖，溴元素化合价升高，发生氧化反应，所以钛网是阳极，钛网与直流电源的正极相连，故A正确；石墨电极作阴极，电极上发生还原反应，电极反应式为2H2O2e=H22OH，故B正确；电解过程中经过质子交换膜左侧溶液不断向右侧溶液提供被消耗的H，所以硫酸钠溶液浓度保持不变，故C正确；装置左侧反应为2Br2e=Br2、CH2OH(CHOH)4CHOBr2H2O=CH2OH(CHOH)4COOH2HBr，故D错误。答案D2最近一个科学研究小组创建了一种通过连续电解将能量