2017高三复习专题十一电化学资料

1、专题十一电化学爲金原电池及化学电源1. (2016 课标全国卷II, 11 , 6 分)Mg-AgCI 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A. 负极反应式为 Mg 2e=Mg2B. 正极反应式为 Ag* +=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+ H2T解析 根据题意，Mg-海水-AgCI 电池总反应式为 Mg + 2AgCI=MgCI2+2Ag。A 项，负极反应式为 Mg 2e=Mg2+，正确；B 项，正极反应式为2AgCI + 2e=2CI+ 2Ag，错误；C 项，对原电池来说，阴离子由正极移向负极

2、，正确；D 项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg +2H2O=Mg(OH)2+ H2T，正确。答案 B2. (2016 课标全国IH，11，6 分)锌一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)4。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 =Z n(OH)D.放电时，电路中通过 2 moI 电子，消耗氧气 22.4 L(标准状况)解析 A 项，充电时，电解质溶液中K+向阴极移动，错误；B

3、 项，充电2扌甬由时，总反应方程式为 2Z n（0H）4-=通由=2Z n+ O2+ 4OH+ 2H20,所以电解质溶液中 c（0H-）逐渐增大，错误；C 项，在碱性环境中负极 Zn 失电子生成的 Zn2+将与 0H结合生成 Zn（OH）2，正确；D 项，024e,故电路中通过2mol 电子，消耗氧气 0.5mol，在标准状况体积为 11.2 L，错误。答案 C3.（2015 课标全国卷 I, 11，6 分）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能 转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误 的是（）A .正极反应中有 C02生成B 微生物促进了反应中电子的转移C. 质子

4、通过交换膜从负极区移向正极区D. 电池总反应为 C6H1206+ 602=6C02+ 6H20解析 由题意可知，微生物电池的原理是在微生物作用下02与 C6H1206发生氧化还原反应，将化学能转化为电能，B 正确；氧气在正极反应，由于质子交换膜只允许 H+通过，则正极反应为：02+ 4e- + 4H+=2H20,没有 C02生成，A 项错误；负极发生反应：C6H1206- 24e+ 6H20=6C02+ 24H+，H+在负极区生成，移向正极区，在正极被消耗，C 项正确；总反应为：C6H1206+ 602=6C02+ 6H20， D 项正确。答案 A4.（2014 课标全国卷 II，12，6 分

5、）2013 年 3 月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是（）LiLT快离子导体A. a 为电池的正极B. 电池充电反应为 LiMn2O4=Lii-xMn2O4+ xLiC. 放电时，a 极锂的化合价发生变化D. 放电时，溶液中 Li+从 b 向 a 迁移解析 由图可知，b 极(Li 电极)为负极，a 极为正极，放电时，Li+从负极(b) 向正极(a)迁移， A 项、 D 项正确； 该电池放电时， 负极：xLi xe_=xLi+， 正极： Li1xMn2O4+ xLi+ xe=LiM 门门2。4，a 极 Mn 元素的化合价发生 变化，C 项错误；由放电反应可得充电时

6、的反应， B 项正确。答案 C5.(2013 课标全国卷 I , 10，6 分)银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S 的缘故，根据电化学原理可进行如下处理，在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去，下列说法正确的是()A .处理过程中银器一直保持恒重B. 银器为正极，Ag2S 被还原生成单质银C. 该过程中总反应为 2AI + 3Ag2S=6Ag+ AI2S3D. 黑色褪去的原因是黑色 Ag2S 转化为白色 AgCl解析 由“电化学原理”可知正极反应式为 Ag2S+ 2e=2Ag+ &-，负极 反应式为 Al 3e=Al3+;电解质溶液中

7、发生反应 Al3+ 3H3O Al(OH)3+ 3H+，S2与 H+结合生成 H2S，使 Al3+ 3H2OAI(OH)3+ 3H+的平衡右移，最终生成 Al(OH)3沉淀，只有 B 选项正确。答案 B6. （2013 课标全国卷II, 11 , 6 分）“ZEBRA 蓄电池的结构如图所示，电极材 料多孔 Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该 电池的叙述错误的是（）A .电池反应中有 NaCI 生成B. 电池的总反应是金属钠还原三价铝离子C. 正极反应为 NQI2+ 2e=Ni + 2CID. 钠离子通过钠离子导体在两电极间移动解析 由题意知 Na 作负极，Ni

8、Cl2作电解质，电极反应分别为正极：NiCl2+ 2e_=Ni + 2CI-i，总反应为 2Na+ NiCl2=2NaCI+ Ni，由负极：2Na 2e_=2Na+以上分析 A、C 正确，B 错误；由图示知负极产生的 Na+由负极流向正极，D 正确。答案 BB 卷地方卷业焉原电池及化学电源1. （2016 浙江理综，11，6 分）金属（M）-空气电池（如图）具有原料易得、能量密 度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反 应方程式为：4M + nO2+ 2n H2O=4M（OH）n。阴离子交换瞑 期L电根已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大

9、电能。下列说法不正确的是()A 采用多孔电极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B.比较 Mg、Al、Zn 三种金属-空气电池，Al-空气电池的理论比能量最高C . M-空气电池放电过程的正极反应式：4Mn+ nO2+ 2nH2O + 4ne-=4M(0H)nD.在 Mg-空气电池中，为防止负极区沉积 Mg(0H)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜解析 A 项，采用多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积，且有利于氧气扩散至电极的表面，正确；B 项，单位质量的 Mg、Al、Zn 释放的电1 1 2子分别为 12 mol、9 mol、65 mol，显然铝的比能量比

10、 Mg、Zn 咼，正确；C项，电池放电过程正极 O2得电子生成 OH-，但负极生成的金属阳离子不能 透过阴离子交换膜移至正极，故正极不能生成M(OH)n，反应式应为：O2+2H2O+ 4e =4OH，错误；D 项，为避免 OH移至负极而生成 M(OH)n, 可采用中性电解质及阳离子交换膜阻止 OH-,正确。答案 C2.(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，放电时电池的总反应为： Li1-xCoO2+ LixC6=LiCoO2+ C6(xM(Cu2+)，故乙池溶液的总质量增加，正确；D 项，阳离2子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn+通过交换膜移向

11、正极保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过交换膜的，错误。答案 C4.(2014 福建理综，11 , 6 分)某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag +Cl2=2AgCI。下列说法正确的是()A .正极反应为 AgCI + e =Ag+ ClB. 放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C. 若用 NaCI 溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D.当电路中转移 0.01 mol e_时，交换膜左侧溶液中约减少 0.02 mol 离子解析 A 项，Pt 为正极发生还原反应：CI2+ 2e =2CI,错误；B 项，放 电时，左侧的电极反应式 Ag + Cl-e-=AgCI J，有大量白色沉淀生成，

12、 错误；C 项，由于 H+、Na+均不参与电极反应，则用 NaCI 代替盐酸，电池总反应不变，错误；D 项，当电路中转移 0.01 mol e-时，左侧产生 0.01 molAg+与 Cl-结合为 AgCI 沉淀，右侧产生 0.01 mol Cl-，为保持溶液的电中 性，左侧约有 0.01 mol H+通过阳离子交换膜转移到右侧，故左侧溶液中约减少 0.02 mol 离子，正确。答案 D5.（2014 天津理综，6，6 分）已知：锂离子电池的总反应为:放电放电锂硫电池的总反应为：有关上述两种电池说法正确的是（）A .锂离子电池放电时，Li+向负极迁移B. 锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应C.

13、 理论上两种电池的比能量相同D. 如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电Me充电充电AsCl/AgPl1 mnl - 1/盐醴T解析 A 项，在原电池内部，阳离子应移向正极；二次电池充电过程为电解 的过程，阴极发生还原反应，B 项正确；C 项，比能量是指这种电池单位质 量或单位体积所能输出的电能，当二者质量相同时，转移电子的物质的量不 相等，即比能量不同；D 项，左边装置已经是放完电的电池，应为锂硫电池 给锂离子电池充电。答案 B6.（2016 北京理综，26，13 分）用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（N03）已成为环境修复研究的热点之一。（1）Fe 还原水体中 N03的反应原理如图所示。1作

14、负极的物质是_ 。2正极的电极反应式是_ 。_（2）将足量铁粉投入水体中，经 24 小时测定 N03的去除率和 pH，结果如下:初始 pHpH = 2.5pH = 4.5N03的去除率接近 100%v 50%24 小时 pH接近中性接近中性铁的最终物质形态JtOfUWjpH = 4.5 时，N03的去除率低。其原因是 _（3）实验发现：在初始 pH = 4.5 的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的Fe2+可以明显提高 N03的去除率。对 Fe2+的作用提出两种假设：I .Fe2+直接还原 N03；LiCnOj Li电解质NO；NHf甩兢松能导电）n . Fe2+破坏 FeO(OH)氧化层。

15、做对比实验，结果如图所示，可得到的结论是 _ 同位素示踪法证实 Fe2+能与 FeO(OH)反应生成 FesO4。结合该反应的离子 方程式，解释加入 Fe2+提高 NO3去除率的原因：pH = 4.5(其他条件相同)其他条件与相同，经 1 小时测定 NO3的去除率和 pH，结果如下:初始 pHpH = 2.5pH = 4.5NO3的去除率约 10%约 3%1 小时 pH接近中性接近中性与中数据对比，解释 中初始 pH 不同时，NO3去除率和铁的最终物质形态不同的原因：_解析 由 Fe 还原水体中 NO扌的反应原理图可知，NO扌生成 NH才的过程 中，N 元素化合价降低，NO扌作氧化剂得电子，参

16、与正极反应，由氧化还原 反应规律可知，Fe应化合价升高作还原剂，为原电池的负极。由氧化还原反 应和电荷守恒规律可写出正极电极反应式为：NO扌+ 8e_+ 10H+=NH才+3H2O。3从 NO 扌的去除率与溶液 pH 的关系表可知，pH = 4.5 时，溶液中的 Fe+更 易水解生成不导电的 FeO(OH)，所以 NO亍的去除率降低。由对比实验所得到的图像可知，同时加入 Fe 和 Fe2+时 NO扌的去除率最 高，所以不是 Fe2+直接还原 NO亍；而是 Fe2+破坏 FeO(OH)氧化层，故在 Fe 和 Fe2+共同作用下能提高 NO9的去除率。由题意“FF 能与 FeO(OH)反 应生成

17、Fe3O4”可写出该反应的离子方程式为 Fe2+ 2FeO(OH)=FesO4+ 2H+,加入 Fe2+使不导电的 FeO(OH)转化为可导电的 Fesd，利于电子转移，从而使 NO亍去除率提高。由题意 pH 影响铁的最终物质形态，初始 pH 低时，产生的 Fe?+充足，有 利于导电的 Fe3O4的生成，NO扌去除率提高；初始 pH 高时，产生的 Fe2+不足，有利于不导电的 FeO(OH)的生成，NO亍去除率降低。答案 Fe NO3+ 8e+ 10H+=NH+ 3H?O(2) pH 为 4.5 时，Fe3+更易水解生成 FeO(OH)，因 FeO(OH)不导电，阻碍电子 转移(3) 本实验条

18、件下，Fe2+不能直接还原 NO3;在卩卩 6 和 Fe?+共同作用下能提高 NO3的去除率 Fe2+ 2FeO(OH)=Fe3O4+ 2H+，Fe2+将不导电的 FeO(OH) 转化为可导电的 FesO4,利于电子转移初始 pH 低时，产生的 FeT 充足；初始 pH 高时，产生的 Fe2+不足考点二考点二7. (2016 北京理综，12，6 分)用石墨电极完成下列电解实验实验一实验二装置”m 0现象a d 处试纸变蓝；b 处变红，局 部褪色；c 处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生；n 处有气泡产生；.下列对实验现象的解释或推测不合理的是()A. a、d 处：2H?O + 2e_=H2T

19、+ 2OH-B. b 处：2C 2e_=Cl2TC. c 处发生了反应：Fe 2e=Fe2+D 根据实验一的原理，实验二中 m 处能析出铜解析 A 项，a d 处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电 子生成氢气，氢氧根离子剩余造成的，正确； B 项，b 处变红，局部褪色，说明是溶液中的氯离子放电生成氯气同时与出 0 反应生成 HCIO 和 H+, Cl-e-+ H20=HCI0+ H+,错误；C 项，c 处为阳极，铁失去电子生成亚 铁离子，正确；D 项，实验一中 ac 形成电解池，bd 形成电解池，所以实验二中形成 3 个电解池， n （右面）有气泡生成，为阴极产生氢气，n 的另一

20、面（左 面）为阳极产生 Cu2+，Cu2+在 m 的右面得电子析出铜，正确。答案 B8.（2015 四川理综，4, 6 分）用右图所示装置除去含 CN-、CI-废水中的 CN-时，控制溶液 pH 为 910,阳极产生的 ClO-将 CN-氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是（）电源A .用石墨作阳极，铁作阴极B.阳极的电极反应式：Cl + 2OH 2e =ClO + H2OC. 阴极的电极反应式：2H2O+ 2e_=H2T+ 2OHD. 除去 CN-的反应：2CN-+ 5ClO-+ 2H+=N2t + 2CO2t+ 5Cl-+ H2O解析 Cl-在阳极发生氧化反应生成 ClO-，水电离出

21、的 H+在阴极发生还原 反应生成H2,又由于电解质溶液呈碱性，故 A、B、C 项正确；D 项，溶液 呈碱性，离子方程式中不能出现 H+,正确的离子方程式为 2CN-+ 5ClO-+H2O=N2t + 2CO2t + 5Cl-+ 2OH-,错误。答案 D9.（2015 浙江理综，11 , 6 分）在固态金属氧化物电解池中，高温共电解 H2O CO2混合气体制备 H2和 CO 是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示 下列说法不正确的是（ ）A. X 是电源的负极B.阴极的电极反应式是：H2O + 2e =H2+ O2、CO2+ 2e =C0+ O2C .总反应可表示为：诵由H2O+ CO2=H2

22、+ CO + O2D 阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1 : 1解析 由水和二氧化碳生成氢气和一氧化碳发生还原反应，此极上得到电子，应为阴极，故 X 极为电源的负极，A、B 项正确；C 项，根据电极上的 反应物和生成物，可知总反应方程式正确；D 项，因阳极电极反应式为 2O2-4e-=6f，结合电子得失相等，可知阴、阳两极生成气体的物质的量之比为 2： 1，错误答案 D10. （2014 广东理综，11，4 分）某同学组装了如图所示的电化学装置，电极 I为 Al，其他均为 Cu，贝 U（）A .电流方向：电极 W ?电极 IB.电极 I 发生还原反应C. 电极 U逐渐溶解D. 电极川的电极

23、反应：Cu2* + 2e_=Cu解析 分析图可知：左侧两个烧杯的装置形成原电池，且 I 为负极，U为正劣孔电械-金届氧化物电解质-5极，而最右边的装置为电解池，因此，该装置中电子流向：电极I ?电极 W,则电流方向：电极 W A 一电极 I, A 正确；电极 I 发生氧化反应，B 错误；电极 U的电极反应为 Cu2+ 2e_=Cu,有铜析出，C 错误；电极川 为电解池的阳极，其电极反应为 Cu 2e_=Cu2+，D 错误。答案 A11. （2013 天津理综，6，6 分）为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源， 以Al 作阳极、Pb 作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。反应原理 如下：

24、电池：Pb（s）+ PbO2（s）+ 2H2SO4（aq）=2PbSO（s） + 2 缶 0（1）由解电解池：2AI + 3H2O=Al2O3+ 3H2T电解过程中，以下判断正确的是（）电池电解池AH+移向 Pb 电极H+移向 Pb 电极B每消耗 3 mol Pb生成 2 mol AI2O3C正极：PbO2+ 4H+ 2e=Pt?+2H2O阳极：2Al + 3H2O 6e=Al2O3+ 6H+D-utH解析原电池中 H+移向正极，电解池中 H+移向阴极，A 错误；由电子守恒3Pb6eAI2O3，B 错误；C 项中原电池正极反应： PbO2+ 4H+ 2e +SO4=PbSQ + 2H2O，电解

25、池中阳极反应： 2AI + 3 出。6e =AbO3+ 6H+，C 错误；D 项中，原电池负极：Pb+ SO2 2e=PbSQ, Pb 电极增 重，电解池中 Pb 作阴极，阴极上析出 H2, Pb 电极质量不变，D 正确。答案 D12. （2014 天津理综，1 , 6 分）化学与生产、生活息息相关，下列叙述错误的是（）A .铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性B. 用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染C. 大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素D. 含重金属离子的电镀废液不能随意排放解析 A 项，铁表面镀锌，当发生电化学腐蚀时，Fe 作正极被保护；B 项, 聚乙烯塑料非常稳定，不易降解，而聚

26、乳酸塑料是易降解的塑料，故应用聚 乳酸塑料代替聚乙烯塑料来减少白色污染，故 B 项错误；D 项，重金属离子 对土壤、水都会产生污染，所以含重金属离子的电镀废液不能随意排放。答案 B13. （2013 北京理综，7，6 分）下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是（）A .水中的钢闸门连接电源的负极B. 金属护栏表面涂漆C. 汽车底盘喷涂高分子D. 地下钢管连接镁块解析 B、C 为加保护层保护法；D 为原电池原理的牺牲阳极的阴极保护 法。答案 A14. （2014 安徽理综，28，14 分）某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学 腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上 瓶塞（如图 1）。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变 化。测矍压强仪器考点三金属的电化腐蚀及防护(1) 请元成以下实验设计表(表中不要留空格):编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%为以下实验作参照0.52.090.0醋酸浓度的影响0.5