（山东专用）高考化学一轮复习 专题十三 电化学课件-人教版高三全册化学课件

1、专题十三电化学高考化学高考化学 (山东专用)五年高考A A组山东省卷、课标组山东省卷、课标卷题组卷题组考点一原电池的工作原理金属的电化学腐蚀与防护考点一原电池的工作原理金属的电化学腐蚀与防护1.(2019课标,12,6分)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,示意图如下所示。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H2+2MV2+ 2H+2MV+C.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答案答案B本题涉及原电池的工

2、作原理及应用,以生物燃料电池为载体考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力。借助不同形式的能量转化过程,体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素养和关注社会发展、科技进步、生产生活的价值观念。A项,现有工业合成氨的反应条件是高温、高压、催化剂,则题述方法合成氨条件更为温和,同时可将化学能转化为电能,正确;B项,阴(正)极区,在固氮酶催化作用下发生反应N2+6H+6MV+ 2NH3+6MV2+,错误;C项,由B项分析可知正极区N2被还原为NH3,正确;D项,原电池工作时,质子(H+)通过交换膜由负极区向正极区移动,正确。思路点拨思路点拨 根据电极反应类型确定电极名称。左电极:MV+MV2+发生氧化反应

3、,故为负极,则右电极为正极。2.(2017课标,11,6分)支撑海港码头基础的钢管桩,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答案答案C将被保护的金属(钢管桩)与电源的负极相连,防止钢管桩被腐蚀,外加保护电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流,故其表面腐蚀电流接近于零,A项正确;高硅铸铁为惰性辅助阳极,阳极上发生氧化反应,失去电子,电子从高硅铸铁流向钢

4、管桩,B项正确;高硅铸铁为惰性辅助阳极,只是用于传递电流,故阳极材料不损耗,C项错误;金属的腐蚀受环境的影响,故通入的电流要根据环境条件的变化及时进行调整,D项正确。3.(2012山东理综,13,4分)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重B.图b中,开关由M改置于N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减小C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大D.图d中,Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的答案答案BA项,因液面处氧气的浓度大且与海水接触,故在液面处铁棒腐蚀最严重;C项,接通开关后形成原电池,Zn的腐

5、蚀速率增大,H+在Pt电极上放电产生H2;D项,干电池自放电腐蚀是NH4Cl水解产生的H+的氧化作用引起的。考点二电解原理及其应用考点二电解原理及其应用4.(2018课标,13,6分)最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下图所示,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:EDTA-Fe2+-e- EDTA-Fe3+2EDTA-Fe3+H2S 2H+S+2EDTA-Fe2+该装置工作时,下列叙述错误的是()A.阴极的电极反应:CO2+2H+2e- CO+H2OB.协同转化总反应:CO2+H2S

6、 CO+H2O+SC.石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性答案答案C由石墨烯电极区反应可知该极发生氧化反应,为阳极,则ZnO石墨烯为阴极。阴极的电极反应为CO2+2H+2e- CO+H2O,A正确;装置工作时涉及三个反应,Fe2+与Fe3+的转化循环进行,总反应为CO2与H2S之间的反应,根据得失电子守恒可知总反应为CO2+H2S CO+H2O+S,B正确;石墨烯与电源正极相连,ZnO石墨烯与电源负极相连,故石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的高,C错误;Fe2+、Fe3+均在酸性环境中稳定存在,D正确。5.(201

7、6课标,11,6分)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S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S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24O24OC.负极反应为2H2O-4e- O2+4H+,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生成答案答案B 负极区(阴极)电极反应为4H+4e- 2H2,正极区(阳极)电极反应为4OH-4e- 2H2

8、O+O2。A项,通电后S向正极移动,正极区OH-放电,溶液酸性增强,pH减小;C项,负极反应为4H+4e- 2H2,溶液pH增大;D项,当电路中通过1 mol电子的电量时,会有0.25 mol O2生成。24O6.(2011山东理综,15,4分)以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌,下列说法正确的是()A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池,电镀过程是该原电池的充电过程B.因部分电能转化为热能,电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C.电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率D.镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用答案答案CA项,该装置中没有自发的氧化还原反应发生,不能构成原电池

9、;B项,通过的电量与锌的析出量有确定的关系;C项,电流恒定,单位时间内提供给阴极的电量就一定,析出的锌的量也一定;D项,镀锌层破损后形成的Zn-Fe原电池起到牺牲阳极保护阴极的作用。7.(2013山东理综,28,12分)金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应。(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是 。a.Fe2O3b.NaClc.Cu2Sd.Al2O3(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应:2Cu2S+2H2SO4+5O2 4CuSO4+2H2O,该反应的还原剂是 。当1 mol O2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为 mol。向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成,该气体是 。(3)下图为电

10、解精炼银的示意图, (填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银,若b极有少量红棕色气体产生,则生成该气体的电极反应式为 。(4)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器浸于铝质容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,食盐水的作用是 。答案答案(1)b、d(2)Cu2S4H2(3)a2H+N+e- NO2+H2O(4)做电解质溶液(或导电)3O解析解析(1)活泼金属的冶炼常采用电解法,故选b、d。(2)反应过程中Cu2S中铜元素和硫元素化合价均升高,Cu2S为还原剂,1 mol Cu2S共失去10 mol电子,1 mol O2发生反应消耗 mol Cu2S,转移4 mol电子;CuSO4水解

11、使溶液显酸性,加入镁条可生成H2。(3)电解精炼银,粗银做阳极,阴极发生还原反应,N在酸性条件下得电子生成NO2。(4)本题中处理银器表面Ag2S的方法是利用原电池原理让Ag2S得电子转化成Ag,食盐水做电解质溶液形成闭合回路。253OB B组课标卷、其他自主命题省组课标卷、其他自主命题省( (区、市区、市) )卷题组卷题组考点一原电池的工作原理金属的电化学腐蚀与防护考点一原电池的工作原理金属的电化学腐蚀与防护1.(2019浙江4月选考,12,2分)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是()A.甲:Zn2+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加B.乙:正极

12、的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O 2Ag+2OH-C.丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄D.丁:使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降答案答案A甲中Cu为正极,电极表面发生反应:2H+2e- H2,导致Cu电极附近溶液中H+浓度减小,A错误;乙中Zn粉为负极,Ag2O为正极,正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O 2Ag+2OH-,B正确;丙中锌筒作负极,电极反应为Zn-2e- Zn2+,故锌筒逐渐变薄,C正确;丁中铅蓄电池总反应式为Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O,导致使用一段时间后,H2SO4溶液浓度减小,导电能力下降,D正确。解题点睛解题点

13、睛本题考查常见化学电源,掌握各原电池的工作原理是解题的关键。2.(2019上海选考,17,2分)关于下列装置,叙述错误的是()A.石墨电极反应O2+4H+4e- 2H2OB.鼓入少量空气,会加快Fe的腐蚀C.加入少量NaCl,会加快Fe的腐蚀D.加入HCl,石墨电极反应式:2H+2e- H2答案答案AA项,该原电池装置的电解质是接近中性的自来水,石墨电极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-,故错误;B项,鼓入空气,水中O2浓度增大,O2得电子机会增大,会加快Fe的腐蚀,故正确;C项,加入少量NaCl,增加电解质溶液的导电性,会加快Fe的腐蚀,故正确;D项,加入HCl后,电解质溶液中存在大量

14、H+,石墨电极反应式为2H+2e- H2,故正确。3.(2019天津理综,6,6分)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下。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I2Br-+2e- 2I-+Br-B.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电极接外电源负极答案答案D本题涉及原电池正负极的判断、电极反应式的书写等知识,通过工作原理示意图的分析,考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力。新型高能电池的原理应用体现了科学探究与创新意识的学科

15、核心素养。由工作原理示意图中Zn2+迁移的方向可判断放电时a为正极,b为负极。放电时,a极得到电子,发生还原反应,使溶液中离子数目增大,A、B项正确;充电时,a极接外接电源的正极,D项错误;充电时,b极为阴极,电极反应式为Zn2+2e- Zn,每增重0.65 g,转移0.02 mol电子,a极为阳极,电极反应式为2I-+Br-2e- I2Br-,转移0.02 mol电子,有0.02 mol I-被氧化,C项正确。解题思路解题思路 根据示意图判断电池的正、负极,再结合图中微粒变化的情况书写出电极反应式,根据两极转移电子守恒作出正确计算。4.(2019江苏单科,10,2分)将铁粉和活性炭的混合物用

16、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Fe-3e- Fe3+B.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答案答案C本题涉及的考点为金属的电化学腐蚀,考查了考生接受、吸收、整合化学信息的能力,体现了证据推理与模型认知的学科核心素养。铁作负极,Fe-2e- Fe2+,A不正确;电化学腐蚀过程中化学能不可能全部转化为电能,还有部分转化为热能,B不正确;活性炭的存在构成了原电池,加快了负极铁的腐蚀,C正确;以水代替NaCl溶液,铁仍然能发生吸氧腐蚀,只是

17、吸氧腐蚀的速率会减慢,D不正确。知识总结知识总结 在中性或极弱的酸性环境中钢铁发生吸氧腐蚀,正极的电极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-;在酸性环境中钢铁发生析氢腐蚀,正极的电极反应式为2H+2e- H2。5.(2016课标,11,6分)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述的是()A.负极反应式为Mg-2e- Mg2+B.正极反应式为Ag+e- AgC.电池放电时Cl-由正极向负极迁移D.负极会发生副反应Mg+2H2O Mg(OH)2+H2错误答案答案 BMg-AgCl电池中,Mg为负极,AgCl为正极,故正极反应式应为AgCl+e- Ag+Cl-,B项错误。

18、6.(2016课标,11,6分)锌空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O 2Zn(OH。下列说法正确的是()A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动B.充电时,电解质溶液中c(OH-)逐渐减小C.放电时,负极反应为:Zn+4OH-2e- Zn(OHD.放电时,电路中通过2 mol电子,消耗氧气22.4 L(标准状况)24)24)答案答案C充电时为电解池,溶液中的阳离子向阴极移动,发生的反应为2Zn(OH 2Zn+O2+4OH-+2H2O,电解质溶液中c(OH-)增大,故A项、B项均错误;放电时负极反应为Zn+4OH-2e- Zn(O

19、H,故C项正确;每消耗1 mol O2电路中通过4 mol电子,故D项错误。24)24)规律方法规律方法1. :原电池 阳离子移向正极电解池 阳离子移向阴极2.失电子 原电池负极电解池阳极3.原电池充电时:正极接电源正极,电池正极变阳极。7.(2016四川理综,5,6分)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池,放电时电池总反应为:Li1-xCoO2+LixC6 LiCoO2+C6(xB.C.D.答案答案B形成原电池,铁为负极,腐蚀速率较快;形成原电池,铁为正极,被保护,腐蚀速率慢,所以铁块腐蚀速率的大小顺序为,B项正确。知识拓展知识拓展 影响金属腐蚀的因素环境温度和湿度;一般情况下,温度升高会

20、加快化学反应速率,因此,温度对化学腐蚀的影响较明显;与金属表面接触的溶液成分及pH;与金属表面相接触的各种环境介质;金属材料本身化学成分和结构:金属越活泼,越容易失去电子而被腐蚀,如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼,则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀;金属表面光洁度(氧浓度差对电池腐蚀的影响)。2.(2019山东德州期末,6)2018年国家文物局对北洋海军军舰“经远舰”进行海上考古,考古队为舰体焊接锌块以实施保护。下列判断不合理的是()A.焊接锌块后的负极反应:Fe-2e- Fe2+B.上述保护方法中可用镁合金块代替锌块C.腐蚀的正极反应:O2+2H2O+4e- 4OH-D.考古队采用的

21、是牺牲阳极的阴极保护法答案答案A金属活动性:ZnFe,所以焊接锌块后的Zn为负极,负极反应为Zn-2e- Zn2+,A项不合理;若用镁合金块代替锌块,由于Mg的活动性比Fe强,也可以保护Fe不被腐蚀,B项合理;海水为中性溶液,钢铁发生的是吸氧腐蚀,正极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-,C项合理;采用在舰体上焊接活泼金属的方法就是牺牲阳极的阴极保护法,D项合理。知识拓展知识拓展 金属防护的方法金属防护的主要方法有改变金属的内部结构。例如,把铬、镍加入普通钢中制成不锈钢。在金属表面覆盖保护层。例如,在金属表面涂漆、电镀或用化学方法形成致密耐腐蚀的氧化膜等。电化学保护法。因为金属单质不能得电

22、子,只要把被保护的金属作电化学装置发生还原反应的一极阴极,就能防止金属腐蚀。3.(2019山东济南期末,11)金属-硫电池价格低廉,使用寿命长,能量密度高,因而在电池研究领域得到广泛关注。常温下新型Mg-S电池放电时的总反应为Mg+nS MgSn。下列关于该电池的说法中正确的是()A.负极材料为金属镁,正极材料为固体硫B.电解质溶液可选用硫酸铜溶液C.放电时,溶液中的阳离子向负极移动D.将金属镁换成金属钠或锂也可以形成原电池答案答案D根据总反应方程式可知,在反应中Mg失去电子,作原电池的负极,而固态S不能导电,不能作电极,A项错误;若电解质溶液选用硫酸铜溶液,则在正极上就不能是S得电子变为阴离

23、子,B项错误;原电池放电时,溶液中的阳离子向负电荷较多的正极移动,C项错误;若将金属镁换成金属钠或锂,由于这两种金属的活动性也很强,因此钠或锂与硫也可以形成原电池,D项正确。考点二电解原理及其应用考点二电解原理及其应用4.(2019山东烟台期末,16)利用下图所示装置一定条件下可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。下列说法不正确的是()A.A为电源的负极B.E极的电极反应式为2H2O-4e- 4H+O2C.D极生成目标产物的电极反应式为C6H6+6H+6e- C6H12D.该装置的电流效率=75%(=100%),则b中环己烷增加2.8 mol生产目标产物消耗的电子数转移的电子总数答案答案

24、D根据图知,电极D上苯得电子生成环己烷,则D作阴极,E作阳极,所以A是电源负极、B是正极,A项正确;根据A选项分析可知:E是阳极,在阳极上水电离产生的氢氧根离子放电生成氧气,电极反应式为2H2O-4e- 4H+O2,B项正确;该实验的目的是储氢,阴极上苯得电子和氢离子反应生成环己烷,电极反应式为C6H6+6H+6e- C6H12,C项正确;阳极上生成2.8 mol氧气,转移电子的物质的量n(e-)=4n(O2)=2.8 mol4=11.2 mol,由于每生成1 mol环己烷转移6 mol e-,该装置的电流效率=75%,则b中生成环己烷的物质的量为n(C6H12)=(11.2 mol75%)6

25、=1.4 mol,D项错误。解题关键解题关键苯到环己烷的过程为还原反应,则该极为电解池的阴极,连接电源的负极。5.(2019山东德州期末,15)Na2SO3溶液中混有NaHSO3,要提纯Na2SO3溶液,可用三室法电解实现,如图所示。下列说法不正确的是() A.A为阳离子交换膜,B为阴离子交换膜B.X为直流电源的负极,阳极区pH减小C.nm,C项错误。阴极上溶液中的H+放电,产生氢气,电极反应式为2H+2e- H2,D项正确。23O3O24O23O24O3O24O23O3O6.(2019山东临沂期末,11)一种将CO2和H2O转换为燃料H2、CO及CH4的装置如图所示(电解质溶液为稀硫酸)。下

26、列关于该装置的叙述错误的是()A.该装置可将电能转化为化学能B.工作时,电极a周围溶液的pH增大C.电极b上生成CH4的电极反应式为CO2+8H+8e- CH4+2H2OD.若电极b上只产生1 mol CO,则通过质子膜的H+数为2NA 答案答案BCO2和H2O转化为燃料的反应为非自发进行的氧化还原反应,该装置为电解装置。电极a为阳极,电极反应式为2H2O-4e- O2+4H+(或4OH-4e- O2+2H2O,OH-由水电离产生),故电极a周围溶液的pH减小,B项错误。B B组组2017201920172019年高考模拟年高考模拟专题综合题组专题综合题组时间:40分钟分值:75分选择题(每小

27、题5分,共75分)1.(2019山东德州期末,14)某新型水系钠离子电池工作原理如下图所示。TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电,充电时Na2S4转化为Na2S。下列说法正确的是()A.充电时,太阳能转化为化学能,化学能又转化为电能B.放电时,a极为正极C.充电时,阳极的电极反应式为3I-2e- D.M可以使用阴离子交换膜3I答案答案C根据题意:TiO2光电极能使电池在太阳光照下充电,所以充电时,太阳能转化为电能,电能又转化为化学能,A项错误;充电时Na2S4还原为Na2S,放电和充电互为逆过程,所以a是负极,B项错误;在充电时,阳极b上失电子,发生氧化反应,根据图示知道电极反应为3I-2e

28、- ,C项正确;根据图示可以知道交换膜允许钠离子自由通过,所以应该是阳离子交换膜,D项错误。3I2.(2019山东济南莱芜期末,3)常用的电池是一个液体电解质将两个固体电极隔开。而钠-硫(Na/S8)电池正相反,它是由固体电解质将两个液体电极隔开(如图),一个由Na-氧化铝固体电解质做成的中心管,将内室的熔融钠(熔点98 )和外室的熔融硫(熔点119 )隔开,并允许Na+通过。下列有关说法不正确的是()A.a为电池的正极B.充电时b接电源的正极C.正极反应为nS8+16ne- 8nS2-D.Na+可以穿过固体电解质从而传递电流答案答案B该电池的a极为熔硫电极,b极为熔钠电极,Na失电子生成钠离

29、子,所以b为负极,a为正极,A项正确;b为原电池的负极,所以充电时b接电源的负极,B项错误;正极发生还原反应,则S得到电子生成离子,电极反应式是nS8+16ne- 8nS2-,C项正确;钠离子穿过固体电解质时的定向移动传递电流,D项正确。3.(2019山东烟台诊断测试,12)二氧化硫-空气质子交换膜燃料电池将化学能转变成电能的同时,实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,其原理如图所示。下列说法错误的是( )A.负极的电极反应式为SO2+2H2O-2e- S+4H+B.总反应式为2SO2+O2+2H2O 2H2SO4C.质子的移动方向为从电极B到电极AD.SO2气流速度的大小可能影响电池的电动

30、势24O答案答案C该电池的总反应原理:2SO2+O2+2H2O 2H2SO4,B项正确;SO2在负极上发生氧化反应,A项正确;放电时,H+向正极移动,即从电极A到电极B,C项错误;SO2通入速率可能会影响电池电动势,D项正确。4.(2019山东德州一模,12)高氯酸在化工生产中有广泛应用,工业上以NaClO4为原料制备高氯酸的原理如图所示。下列说法正确的是()A.上述装置中,f极为光伏电池的正极B.阴极的电极反应为2H2O-4e- 4H+O2C.d处得到较浓的NaOH溶液,c处得到HClO4D.若转移2 mol电子,理论上生成100.5 g HClO4 答案答案C电解时Na+移向阴极区,则f为

31、电源负极,A项错误。电解时,阳极反应为2H2O-4e- 4H+O2,Na+移向阴极区,阳极区溶质逐渐由NaClO4转化为HClO4;阴极反应为2H2O+2e- H2+2OH-,阴极区产生NaOH,B项错误、C项正确。根据得失电子守恒,若转移2 mol电子,理论上生成201 g HClO4,D项错误。易错警示易错警示 光伏电池与化学电源的区别光伏电池和化学电源的最大区别在于其“发电”原理不同:光伏电池是利用硅的特性将太阳能直接转变为电能的装置;而化学电源是一种以自发进行的氧化还原反应为基础的,将化学能转化为电能的装置。5.(2019山东菏泽一模,11)用石墨烯锂硫电池电解制备Fe(OH)2的装置

32、如图所示。电池放电时的反应为16Li+xS8 8Li2Sx(2x8),电解池两极材料分别为Fe和石墨,工作一段时间后,右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀。下列说法不正确的是()A.X是铁电极,发生氧化反应B.电子流动的方向:BY,XAC.正极可发生反应:2Li2S6+2Li+2e- 3Li2S4D.锂电极减重0.14 g时,电解池中溶液减重0.18 g答案答案D电解法制备Fe(OH)2,则铁作阳极;根据题给总反应可知,金属锂发生氧化反应,作电池的负极,所以Y为阴极,故X是铁电极,A项正确;电子从电池的负极流至电解池的阴极,然后从电解池的阳极流回到电池的正极,即电子从B电极流向Y电极,从X电极流回A

33、电极,B项正确;由图示可知,电极A发生了还原反应,即正极可发生反应:2Li2S6+2Li+2e- 3Li2S4,C项正确;锂电极减重0.14 g,则电路中转移0.02 mol电子,电解池中的总反应为Fe+2H2O Fe(OH)2+H2,所以转移0.02 mol电子时,电解池中溶液减少0.02 mol H2O,即减轻0.36 g,D项错误。解题关键解题关键图中Li+的移动方向!根据电池的内电路离子移动规律正正负负离子移,即带正电的阳离子(Li+)移向正极,来对本题进行解答。6.(2019山东聊城二模,12)三室式电渗析法处理含NH4NO3废水的原理如图所示,在直流电场的作用下,两膜中间的N和N可

34、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。工作一段时间后,在两极区均得到副产品NH4NO3。下列叙述正确的是()A.a极为电源负极,b极为电源正极B.c膜是阴离子交换膜,d膜是阳离子交换膜C.阴极电极反应式为2N+12H+10e- N2+6H2O4H3O3OD.当电路中通过1 mol电子的电量时,会有5.6 L O2生成答案答案A根据题意两极均得到副产物NH4NO3,可知室废水中的N 移向室、N移向室,根据电解过程中离子的移动原理,可知室为阴极、室为阳极。阴极所连的a电极为负极,b极为正极,A项正确;c膜通过的是N,故c膜应为阳离子交换膜,同理可知d膜为阴离子交换膜,B项错误;阴

35、极上H+得电子生成氢气,C项错误;因未指明氧气所处的温度和压强,故无法计算阳极产生的氧气的体积,D项错误。4H3O4H7.(2019山东济南一模,13)如图为利用电化学方法处理有机废水的原理示意图。下列说法正确的是()A.a、b极不能使用同种电极材料B.工作时,a极的电势低于b极的电势C.工作一段时间之后,a极区溶液的pH增大D.b极的电极反应式为CH3COO-+4H2O-8e- 2HC+9H+ 3O答案答案D根据图示:工作时,b极上CH3COO-HC,碳原子从0价升至+4价,b极是原电池的负极,则a极是电池的正极。a、b极上发生的反应为电解质溶液的变化,电极材料可同可异,A项错误;a极(正极

36、)的电势高于b极(负极)的电势,B项错误;a极(正极)电极反应式为+H+2e- +Cl-,正极每得到2 mol电子时,为使溶液保持电中性,必有2 mol H+通过质子交换膜进入a极溶液,同时电极反应消耗1 mol H+,故工作一段时间之后,a极区溶液中H+浓度增大,pH减小,C项错误;据图中物质转化,考虑到质量守恒和电荷守恒关系,b极(负极)反应为CH3COO-+4H2O-8e- 2HC+9H+,D项正确。3O3O8.(2019山东济宁一模,13)双极膜电渗析一步法盐制酸碱的技术进入了工业化阶段,某科研小组研究采用BMED膜堆(如图所示)模拟以精制浓海水为原料直接制备酸和碱。BMED膜堆包括阳

37、离子交换膜、阴离子交换膜和双极膜(a、d)。已知:在直流电源的作用下,双极膜内中间界面层发生水的解离,生成H+和OH-。下列说法正确的是()A.电极Y连接电源的正极,发生还原反应B.口排出的是混合碱,口排出的是淡水C.电解质溶液采用Na2SO4溶液可避免有害气体的产生D.a左侧膜为阳离子交换膜,c为阴离子交换膜答案答案C氢氧根离子向左侧移动,说明电极Y为阴极,所以电极Y连接电源的负极,发生还原反应,A项错误。浓海水中的氯离子向左侧移动,钠离子向右侧移动;双极膜中,氢离子向右侧迁移、氢氧根离子向左侧迁移,因此口排出的是淡水,口排出的是盐酸,口排出的是碱液,B项错误。由于氯离子放电会产生有毒的气体

38、氯气,加入Na2SO4溶液,目的是增加溶液的导电性;氯离子移向室,氢离子通过a移向室,在室得到HCl,可避免有害气体的产生,C项正确。钠离子移向室,c为阳离子交换膜,氢氧根离子向左侧移动,所以a左侧膜为阴离子交换膜,D项错误。9.(2019山东聊城一模,13)以柏林绿FeFe(CN)6为代表的新型可充电钠离子电池,其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是()A.放电时,Na+由右室移向左室B.放电时,Mg箔为负极,该电极发生氧化反应C.充电时,阳极反应式为Na2FeFe(CN)6-2e- FeFe(CN)6+2Na+D.用铅蓄电池为该电池充电时,当有0.2 mol电子转移时,Pb电极质量减少2

39、0.7 g答案答案D由图可知,右侧电极发生氧化反应,Mg箔为负极,则Mo箔为正极,所以放电时,Na+由右室移向左室,A项正确,B项正确;充电时,Mo箔接电源的正极,是电解池的阳极,阳极反应式为Na2FeFe(CN)6-2e- FeFe(CN)6+2Na+,C项正确;外电路中有0.2 mol电子转移时,Pb电极发生的反应为Pb-2e-+S PbSO4,Pb电极质量增加了9.6 g,D项错误。24O解题关键解题关键二次电池是通过原电池原理和电解池原理,实现电能和化学能的相互转化且都是以氧化还原反应为基础设计的。原电池的负极和电解池的阳极均发生氧化反应;原电池的正极和电解池的阴极均发生还原反应。10

40、.(2019山东泰安一模,10)下图是一种新型的光化学电源,当光照射光电极时,通入O2和H2S即产生稳定的电流(H2AQ和AQ是两种有机物)。下列说法不正确的是()A.H+通过阳离子交换膜从正极区进入负极区B.电源工作时发生了光能、化学能、电能间的转化C.负极的电极反应式为2I-2e- I2D.总反应为H2S+O2 H2O2+S答案答案A由电子流向可知石墨电极为正极,光电极为负极;负极上碘离子失电子被氧化,电极反应为2I-2e- I2,生成的碘可与硫化氢发生反应;正极AQ得电子被还原生成H2AQ,H2AQ与氧气反应生成AQ和过氧化氢,总反应为H2S+O2 H2O2+S。原电池工作时,阳离子向正

41、极移动,A项错误;由图像可知电源工作时发生了光能、化学能、电能间的转化,B项正确;通过以上分析可知,C项正确,D项正确。11.(2019山东淄博、滨州一模,12)我国成功研制的新型可充电AGDIB电池(铝-石墨双离子电池)采用石墨、铝锂合金作为电极材料,以常规锂盐和碳酸酯溶剂为电解液。电池反应为CxPF6+LiyAl Cx+LiPF6+Liy-1Al。放电过程如图,下列说法正确的是()A.B为负极,放电时铝失电子B.充电时,与外加电源负极相连一端的电极反应为LiyAl-e- Li+Liy-1AlC.充电时A电极反应式为Cx+P-e- CxPF6D.废旧AGDIB电池进行“放电处理”时,若转移1

42、 mol电子,石墨电极上可回收7 g Li6F答案答案C电池反应为CxPF6+LiyAl Cx+LiPF6+Liy-1Al,根据离子的移动方向可知A是正极,B是负极。放电时Li失电子,A项错误;充电时,与外加电源负极相连的一端为阴极,电极反应为Li+Liy-1Al+e- LiyAl,B项错误;充电时A电极为阳极,反应式为Cx+P-e- CxPF6,C项正确;废旧AGDIB电池进行“放电处理”时,若转移1 mol电子,消耗1 mol Li,即7 g Li失电子,锂铝电极减少7 g,D项错误。6F12.(2019山东潍坊一模,12)石墨烯电池是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性

43、而研发的新型可充放电电池,其反应式为LixC6+Li1-xCoO2 C6+LiCoO2,其工作原理如图所示。下列关于该电池的说法正确的是()A.充电时,Li+嵌入LiCoO2中B.放电时,LiCoO2极发生的电极反应为LiCoO2-xe- Li1-xCoO2+xLi+C.放电时负极反应为Li-e- Li+D.充电时,若转移1 mol e-,石墨烯电极增重7 g答案答案D根据电池反应式知:负极反应式为LixC6-xe- C6+xLi+、正极反应式为Li1-xCoO2+xLi+xe- LiCoO2;充电时,阴极、阳极反应式与负极、正极反应式正好相反。充电时,石墨烯为阴极,C6发生还原反应生成Lix

44、C6,则Li+向石墨烯移动,A项错误;放电时,LiCoO2极是正极,发生得电子的还原反应,电极反应式为Li1-xCoO2+xLi+xe- LiCoO2,B项错误;放电时负极反应为LixC6-xe- C6+xLi+,原电池中无Li单质存在,C项错误;充电时,石墨烯电极的电极反应式为C6+xLi+xe- LixC6,根据关系式xe-C6LixC6知电极增重的实际质量为锂元素的质量,所以若转移1 mol e-,电极增重7 g,D项正确。13.(2019山东临沂一模,13)一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池的示意图如下。电池工作时电极上发生的反应为Ru Ru*(激发态)Ru*-e- Ru+2

45、e-3I-3I下列关于该电池的叙述正确的是()A.电池工作时,是将化学能转化为电能B.电池工作时,电解质溶液中I-和浓度不断减少C.透明导电玻璃上的电势比镀Pt导电玻璃上的电势高D.电解质溶液中发生反应:2Ru3+3I- 2Ru2+ 3I3I答案答案D根据图示可知,该电池工作时,是将太阳能转化为电能,A项错误;电池工作时,电解质溶液中I-和浓度不变,B项错误;根据装置图可知,左侧电极为负极,右侧电极为正极,电子由透明导电玻璃通过用电器转移至镀Pt导电玻璃上,所以透明导电玻璃上的电势比镀Pt导电玻璃上的电势低,C项错误;电池工作时,在电解质溶液中发生反应:2Ru3+3I- 2Ru2+,D项正确。

46、3I3I14.(2019山东泰安二模,12)Journal of Energy Chemistry报导我国科学家设计的CO2熔盐捕获与转化装置如图。下列有关说法正确的是()A.a为负极B.熔盐可用KOH溶液代替C.d极电极反应式为C+4e- C+3O2-D.转移1 mol电子可捕获CO2 11.2 L(标准状况下)23O答案答案C由题图所示,c电极上O2-失电子被氧化,故c作阳极,则a为正极,A项错误;若用KOH溶液作电解质,则该装置为电解水的装置,阴极上是氢离子得电子生成氢气,当电解质溶液吸收足量的二氧化碳后变为碳酸氢钾溶液,不能再吸收二氧化碳,B项错误;d电极得电子,反应式为C+4e- C

47、+3O2-,C项正确;碳元素化合价由+4变为0,则转移1 mol电子可捕获CO2 5.6 L(标况下),D项错误。23O15.(2019山东潍坊二模,12)新型锌碘液流电池具有能量密度高、循环寿命长等优势,其工作原理如图所示。下列说法错误的是()A.放电时电流从石墨电极流向锌电极B.充电时阳极反应式为3I-2e- 3IC.若将阳离子交换膜换成阴离子交换膜,放电时正负极也随之改变D.放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大答案答案C放电时,Zn是负极,石墨是正极,电流由正极经过导线流向负极,即电流从石墨电极流向锌电极,A项正确;充电时,阳极发生失去电子的氧化反应,与原电池的正极反应式相反,即充电时阳极反应式为3I-2e- ,B项正确;放电时,Zn是比较活泼金属,作负极,石墨作正极,无论离子交换膜是阳离子交换膜,还是阴离子交换膜,放电时正、负极反应均不会改变,C项错误;放电时,左侧即正极反应式为+2e- 3I-,所以储罐中的离子总浓度增大,D项正确。3I3IC C组组2017201920172019年高考模拟年高考模拟应用创新题组应用创新题组1.(2019 53原创预测卷七,10)国际能源期刊Nano Energy报道了一种能量效率可达80%的全氢电池,其工作原理如图所示,左侧电解质溶液的溶质是NaOH与NaClO4,右侧电解