（高考化學專練）題型11 新型電化學裝置分析（原卷版）

（高考化學專練）題型11新型電化學裝置分析（原卷版）（高考化學專練）題型11新型電化學裝置分析（原卷版）/（高考化學專練）題型11新型電化學裝置分析（原卷版）題型11新型電化學裝置分析目錄TOC\o"1-2"\h\u 1【考向一】新型一次電池裝置分析 1【考向二】新型可充電池裝置分析 4【考向三】新型燃料電池裝置分析 8【考向四】新型電解裝置分析 11【考向五】橋膜式電化學裝置分析 16【考向六】串聯(lián)組合式電化學裝置分析 21【考向七】金屬腐蝕型原電池裝置分析 24【考向八】金屬防護型電化學裝置分析 28【考向九】守恒法在電化學計算中應用 31 34【考向一】新型一次電池裝置分析【典例1】(2023·海南卷)利用金屬Al、海水及其中的溶解氧可組成電池,如圖所示.下列說法正確的是

A．b電極為電池正極B．電池工作時,海水中的向a電極移動C．電池工作時,緊鄰a電極區(qū)域的海水呈強堿性D．每消耗1kgAl,電池最多向外提供37mol電子的電量1．原電池工作原理示意圖2．原電池正極和負極的5種判定方法3．微粒流向(1)電子流向：負極→正極(電流的方向正好相反).[注意]電子沿導線傳遞但不能通過電解質溶液.(2)離子流向：陽離子移向正極,陰離子移向負極.4．鹽橋式原電池①導電：鹽橋中離子的定向遷移構成了電流通路②平衡電荷：使由它連接的兩溶液保持電中性,使電池能持續(xù)提供電流③隔離：相互反應的電極和溶液通過鹽橋隔離開5．一次電池(1)特點：只能使用一次,不能充電復原繼續(xù)使用(2)代表：堿性鋅錳干電池、酸性鋅錳干電池6．幾種一次電池的電極反應式(1)堿性鋅錳干電池①電池反應：Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn(OH)2②負極反應：Zn+2OH－－2e－Zn(OH)2③正極反應：2MnO2+2H2O+2e－2MnOOH+2OH－(2)紐扣式鋅銀電池①電池反應：Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag②負極反應：Zn+2OH－－2e－Zn(OH)2③正極反應：Ag2O+H2O+2e－2Ag+2OH－【變式1-1】(2023上·河北張家口·高三河北省尚義縣第一中學校聯(lián)考)化學電源在日常生活和高科技領域中都有廣泛應用.下列說法正確的是A．甲：對比普通鋅錳干電池,堿性鋅錳電池的比能量和可儲存時間均有所提高B．乙：負極的電極反應式為C．丙：鋅筒作負極,發(fā)生氧化反應,消耗時內電路中有電子轉移D．丁：電池放電過程中,負極質量逐漸變輕【變式1-2】(2023上·河南·高三統(tǒng)考期中)鋰—海水電池在海洋能源領域備受關注.下列說法錯誤的是A．海水起電解質溶液的作用B．鋰為負極,發(fā)生的電極反應：C．鋰電極應與海水直接接觸D．正極反應式：【考向二】新型可充電池裝置分析【典例2】(2023上·四川成都·高三石室中學?？?以柏林綠Fe[Fe(CN)6]為代表的新型可充電鈉離子電池,其放電工作原理如圖所示.下列說法不正確的是A．放電時,Na＋通過交換膜從右室移向左室B．放電時,Mo箔上的電勢比Mg箔上的高C．充電時,Mg箔接電源的負極D．充電時,陰極反應式為Fe[Fe(CN)6]＋2Na＋＋2e－=Na2Fe[Fe(CN)6]二次電池(1)放電時為原電池,電極屬性為正負極;充電時為電解池,電極屬性為陰陽極(2)陽極連正極,陰極連負極,電極反應和電極反應式相反,充放電時電極互變①充電時,陽極變成正極,陰極變成負極②放電時,正極變成陽極,負極變成陰極(3)鉛蓄電池：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O①負極反應：Pb+SO42－－2e－PbSO4②正極反應：PbO2+4H++SO42－+2e－PbSO4+2H2O③陽極反應：PbSO4+2H2O－2e－PbO2+4H++SO42－④陰極反應：PbSO4+2e－Pb+SO42－(4)鈷酸鋰電池：LixC6+Li1－xCoO2C6+LiCoO2①負極反應：LixC6－xe－C6+xLi+②正極反應：Li1－xCoO2+xLi+LiCoO2－xe－③陽極反應：LiCoO2－xe－Li1－xCoO2+xLi+④陰極反應：C6+xLi++xe－LixC6(5)LaNi5H6+6NiOOHLaNi5+6Ni(OH)2(儲氫合金和儲氫物質中各元素的化合價均為0價)①負極反應：LaNi5H6－6e－+6OH－LaNi5+6H2O②正極反應：6NiOOH+6e－6Ni(OH)2+6OH－③陽極反應：6Ni(OH)2+6OH－－6e－6NiOOH+6H2O④陰極反應：LaNi5+6H2O+6e－LaNi5H6+6OH－【變式2-1】(2023上·廣東深圳·高三紅嶺中學校考)一款可充放電固態(tài)鹵離子穿梭電池工作時原理如圖所示,I室、Ⅱ室、Ⅲ室均為HGPE凝膠聚合物電解質,下列說法正確的是A．交換膜1、2分別為氯離交換膜和陽離子交換膜B．放電時,b為正極,發(fā)生還原反應C．充電時,a電極反應為：D．充電時,每轉移1mol電子,b電極增重35.5g【變式2-2】(2023上·河南周口·高三長垣市第一中學校聯(lián)考)我國科學家發(fā)明了一種二次電池,裝置如圖所示,X、Z區(qū)域的電解質溶液不同,各為溶液和KOH溶液中的一種.已知放電、充電過程中,X、Y、Z區(qū)域始終均為單一電解質溶液.下列說法錯誤的是A．充電時,陰極反應為B．放電時,正極反應為C．Z區(qū)域的電解質溶液為溶液,充電時Z區(qū)域溶液的pH減小D．放電時Y區(qū)域溶液濃度減小,N膜為陰離子交換膜【考向三】新型燃料電池裝置分析【典例3】(2023上·上海浦東新·高三上海南匯中學校考)2022年北京冬奧會期間,賽區(qū)內使用了氫燃料清潔能源車輛,某氫氧燃料電池工作如圖所示.下列說法不正確的是A．此電池反應為自發(fā)的氧化還原反應B．電極b表面反應為：C．電池工作過程中K+向負極遷移D．氫氧燃料電池將化學能轉化為電能的轉化率高于火力發(fā)電,提高了能源利用率燃料電池(1)燃料電池的電極材料①可燃物在負極上發(fā)生氧化反應,如氫氣、甲烷、乙醇等還原劑②助燃物在正極上發(fā)生還原反應,如氧氣、氯氣等氧化劑(2)燃料電池的總反應：可燃物的燃燒反應兼顧產(chǎn)物和溶液的反應(3)燃料電池的正極反應式(4)氧氣在正極上的反應式環(huán)境氧氣氮氣酸性環(huán)境4H++O2+4e－2H2ON2+6e－+8H+2NH4+堿性環(huán)境2H2O+O2+4e－4OH－N2+6e－+6H+2NH3中性環(huán)境2H2O+O2+4e－4OH－N2+6e－+6H+2NH3熔融氧化物O2+4e－2O2－N2+6e－2N3－有CO2存在O2+4e－+2CO22CO32－(5)燃料電池的負極反應式環(huán)境甲烷氫氣酸性環(huán)境CH4+2H2O－8e－CO2+8H+H2－2e－2H+堿性環(huán)境CH4+10OH－－8e－CO32－+7H2OH2－2e－+2OH－2H2O熔融碳酸鹽CH4+4CO32－－8e－5CO2↑+2H2OH2－2e－+CO32－H2O+CO2↑碳酸鹽溶液CH4+9CO32－－8e－+3H2O10HCO3－H2－2e－+CO32－H2O+CO2↑熔融氧化物CH4+5O2－－8e－CO32－+2H2OH2－2e－+O2－2H2O環(huán)境甲醇肼酸性環(huán)境CH3OH+H2O－6e－CO2↑+6H+N2H4－4e－N2↑+4H+堿性環(huán)境CH3OH+8OH－－6e－CO32－+6H2ON2H4－4e－+4OH－N2↑+4H2O熔融碳酸鹽CH3OH－6e－+3CO32－4CO2↑+2H2O碳酸鹽溶液CH3OH+7CO32－－6e－+2H2O8HCO3－熔融氧化物CH3OH+4O2－－6e－CO32－+2H2ON2H4－4e－+2O2－N2↑+2H2O【變式3-1】(2023上·浙江·高三慈溪中學校聯(lián)考)一種三室微生物燃料電池的工作原理如圖所示,該電池能同時去除有機物、脫氮形成無害氣體和水.下列說法不正確的是A．X、Y交換膜均為質子交換膜B．電極室C中溶液經(jīng)滅菌后通入電極室AC．b電極反應式：D．電極室C中僅發(fā)生還原反應【變式3-2】(2023上·云南大理·高三統(tǒng)考)從綠色化學和環(huán)境保護角度來看,燃料電池是最具有發(fā)展前途的發(fā)電技術.32燃料電池裝置如圖所示,下列說法錯誤的是A．該32燃料電池是將化學能轉化為電能的裝置B．電池工作時,溶液中的OH-向電極a遷移C．當外電路中有3mol電子通過時,電極a上消耗22.4LNH3D．電極b上的電極反應式為22--【考向四】新型電解裝置分析【典例4】(2024上·內蒙古呼和浩特·高三統(tǒng)考期末)濃差電池是電池內某一物質由高濃度變?yōu)榈蜐舛惹野殡S著能量變化的一類電池,現(xiàn)有如圖Ⅰ、Ⅱ所示裝置,電極材料均為,該裝置工作時,下列說法正確的是A．電子流向：,B．極和極的電極反應都是：C．工作一段時間后,圖Ⅱ裝置中溶液濃度不變D．若通過陰離子交換膜,理論上極減少一、電解的原理1．電解池的構成①有與直流電源相連的兩個電極.②電解質溶液(或熔融電解質).③形成閉合回路.2．電解池的工作原理(1)電極反應①陽極：連原電池的正極,發(fā)生氧化反應.②陰極：連原電池的負極,發(fā)生還原反應.(2)三個"流向”①電子流向：陽極eq\o(→,\s\up7(外電路))陰極②電流流向：陰極eq\o(→,\s\up7(外電路))陽極eq\o(→,\s\up7(內電路))陰極③離子流向：陽離子→陰極;陰離子→陽極(3)電勢高低①原電池：正極＞負極②電解池：陰極＞陽極3．電極按性質分類(1)惰性電極：由Pt(鉑)、Au(金)、C(石墨)組成的電極(2)活潑電極：除了Pt、Au以外的其他金屬電極4．陰陽兩極上放電順序(1)陰極(與電極材料無關)：氧化性強的微粒先放電,放電順序：(2)陽極(與電極材料有關)：①若是活性電極作陽極,則活性電極首先失電子,發(fā)生氧化反應.②若是惰性電極作陽極,放電順序為：(3)三注意①陰極不管是什么材料,電極本身都不反應,一定是溶液(或熔融電解質)中的陽離子放電.②最常用、最重要的放電順序為陽極：Cl－＞OH－;陰極：Ag+＞Cu2+＞H+.③電解水溶液時,K+～Al3+不可能在陰極放電.二、電解原理的應用1．電解精煉銅(含Zn、Ni、Fe、Ag、Au、Pt等雜質)(1)電解池的構成①粗銅作陽極②精銅作陰極③硫酸酸化的CuSO4溶液作電解液(2)電極反應①陽極：Zn－2e－Zn2+、Fe－2e－Fe2+、Ni－2e－Ni2+、Cu－2e－Cu2+②陰極：Cu2++2e－Cu2．電鍍(1)電解池的構成①鍍層金屬作陽極②被鍍物品作陰極③含鍍層金屬離子溶液作電解液(2)電極反應①陽極：Cu－2e－Cu2+②陰極：Cu2++2e－Cu_(3)反應特點①不能寫出總反應方程式②電解過程中原電解質溶液濃度不變3．電冶煉：制備K、Ca、Na、Mg、Al等活潑金屬(1)煉鈉的方法：電解熔融的NaCl①陽極反應：2Cl－－2e－Cl2↑②陰極反應：2Na++2e－2Na③電解反應：2NaCl2Na+Cl2↑(2)煉鋁的方法：電解熔融的Al2O3①陽極反應：2O2－－4e－O2↑②陰極反應：Al3++3e－Al③電解反應：2Al2O34Al+3O2↑④不用氯化鋁的原因：AlCl3是共價化合物,熔融狀態(tài)下不導電⑤冰晶石的作用：作熔劑,降低氧化鋁的熔點,節(jié)能⑥陽極石墨被氧氣腐蝕,需定期更換4．電解熔融的碳酸鈉(1)陽極反應：2CO32－－4e－O2↑+2CO2↑(2)陰極反應：2Na++2e－2Na(2)電解反應：2Na2CO34Na+O2↑+2CO2↑【變式4-1】(2023上·黑龍江·高三校聯(lián)考期末)我國學者開發(fā)了一種新型高效的催化劑,大幅度降低了電解所需的電壓,同時可將氣體變廢為寶,其工作原理如圖所示,下列說法正確的是A．電極與電源負極相連B．吸收的反應的離子方程式為C．交換膜為質子交換膜,電解時由流向D．標況下,若電極上生成,理論上中可處理分子【變式4-2】(2024上·西藏林芝·高三統(tǒng)考期末)鎳離子和鈷離子性質相似,工業(yè)上可通過電化學裝置將廢水中的和分離,裝置如圖所示(已知：和乙酰丙酮不反應).下列說法錯誤的是A．膜a為陰離子交換膜,膜b為陽離子交換膜B．通電過程中Ⅳ室內硫酸濃度逐漸增大C．Ⅲ室中參與的反應為D．通電過程中極每產(chǎn)生(標準狀況)氣體,雙極膜內減少【考向五】橋膜式電化學裝置分析 【典例5】(2023·廣東·校聯(lián)考一模)電化學"大氣固碳”方法是我國科學家研究發(fā)現(xiàn)的,相關裝置如圖所示.下列說法錯誤的是A．放電時電極A為負極,該電池只可選用無水電解液B．充電時,電極B上發(fā)生的反應是C．充電時的移動方向是從電極B移向電極AD．放電時,電路中每通過1mol電子,正極區(qū)質量增加40g1.鹽橋式原電池①導電：鹽橋中離子的定向遷移構成了電流通路②平衡電荷：使由它連接的兩溶液保持電中性,使電池能持續(xù)提供電流③隔離：相互反應的電極和溶液通過鹽橋隔離開2．離子交換膜在電解池中的作用(1)隔離：將兩極區(qū)隔離,阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質接觸①防止副反應發(fā)生,避免影響所制取產(chǎn)品的質量②防止副反應發(fā)生,避免引發(fā)不安全因素(如爆炸)(2)通透：能選擇性的通過離子,起到平衡電荷、形成閉合回路的作用(3)實例：氯堿工業(yè)中陽離子交換膜的作用①平衡電荷,形成閉合回路;②防止Cl2和H2混合而引起爆炸;③避免Cl2與NaOH反應生成NaClO,影響NaOH的產(chǎn)量;④避免Cl－進入陰極區(qū)導致制得的NaOH不純.3．常見的離子交換膜(隔膜)(1)陽離子交換膜：簡稱陽膜,只允許陽離子通過(2)陰離子交換膜：簡稱陰膜,只允許陰離子通過(3)質子交換膜：只允許氫離子通過4．含離子交換膜電化學裝置的幾個區(qū)域(1)原料區(qū)①主料區(qū)：加入原料的濃溶液,流出原料的稀溶液②輔料區(qū)：加入輔料的稀溶液,流出輔料的濃溶液(2)產(chǎn)品區(qū)：產(chǎn)品中的陰陽離子通過離子交換膜進入該區(qū)域(3)緩沖區(qū)：兩側的離子交換膜屬性相同,起防漏的保護作用(4)計算含交換膜電化學裝置中某一區(qū)域質量變化,注意離子的遷移裝置問題根據(jù)O2~4e－~4H+,陽極產(chǎn)生lmolO2時,有4molH+由陽極移向陰極,則陽極溶液的質量減輕32g+4g＝36g【變式5-1】(2024上·河北石家莊·高三石家莊二中校聯(lián)考)我國科學家研發(fā)了一種水系可逆Zn-CO2電池,將兩組陰離子、陽離子復合膜反向放置分隔兩室電解液,充電、放電時,復合膜層間的H2O解離成H+和OH—,工作原理如圖所示,下列說法錯誤的是A．放電時和充電時,Pd電極的電勢均高于Zn電極B．充電時,OH—由復合膜移向Zn電極C．充電時,Pd電極上發(fā)生的電極反應式為HCOOH—2e—=CO2↑+2H+D．放電時,若外電路中通過1mol電子,復合膜層間有1molH2O解離【變式5-2】(2023上·甘肅·高三甘肅省會寧縣第一中學校聯(lián)考)在一種微生物細菌作用下苯酚可以轉化為CO2,目前,某研究團隊利用電化學原理來模擬處理廢水中的苯酚(C6H5OH),其工作原理如圖所示.下列說法錯誤的是A．b極為負極,M為陽離子交換膜B．a(chǎn)極的電極反應式為Cr2O72-+6e-+7H2O=2Cr(OH)3+8OH-C．NaCl溶液的作用是增強導電性D．該電池不能在高溫條件下工作【考向六】串聯(lián)組合式電化學裝置分析【典例6】(2023上·江西宜春·高三江西省宜豐中學?？?某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源,進行電解飽和食鹽水,如圖所示,有關說法正確的是A．燃料電池工作時,通入甲烷電極的電極反應式為CH4+2H2O—8e—=CO2+8H+B．閉合開關K后,b電極上有Cl2生成C．若每個電池甲烷通入量為1L(標準狀況),且反應完全,理論上最多能產(chǎn)生氯氣的體積為4L(標準狀況)D．電解飽和食鹽水總反應的離子方程式為Cl—+H2OOH—+H2↑+Cl2↑多池串聯(lián)池屬性的判斷1．有外接電源的全部都是原電池2．無明顯外接電源的一般只有1個原電池,其余全是電解池(1)有鹽橋的是原電池(2)有燃料電池的是原電池(3)能發(fā)生自發(fā)氧化還原反應的裝置為原電池(4)多個自發(fā),兩電極金屬性相差最大的為原電池3．電極的連接順序：負→陰→陽→陰→…→陽→正4．串聯(lián)電路的特點：每一個電極轉移的電子數(shù)都相等【變式6-1】(2023上·河北保定·高三河北省唐縣第一中學校考)相同金屬在其不同濃度鹽溶液中可形成濃差電池.如圖所示裝置是利用濃差電池電解Na2SO4溶液(a、b電極均為石墨電極),可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH.下列說法正確的是A．b電極的電極反應為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-B．c、d離子交換膜依次為陰離子交換膜和陽離子交換膜C．電池放電過程中,Cu(l)電極上的電極反應式為Cu2++2e-=CuD．電池從開始工作到停止放電,電解池陽極區(qū)理論上可生成1molH2SO4【變式6-2】(2023上·貴州貴陽·高三貴陽一中?？?空氣質子交換膜燃料電池實現(xiàn)了制硝酸、發(fā)電、環(huán)保一體化.某興趣小組用該電池模擬工業(yè)處理廢氣和廢水的過程,裝置如圖所示,下列說法正確的是A．a(chǎn)膜為陰離子交換膜B．乙池中陰極的電極反應式為C．當濃縮室得到的鹽酸時,M室溶液的質量變化為(溶液體積變化忽略不計)D．標況下,若甲池有參加反應,則乙池中處理廢氣(和)的總體積為【考向七】金屬腐蝕型原電池裝置分析 【典例7】(2023·吉林長春·東北師大附中校考三模)實驗小組研究金屬電化學腐蝕,實驗如下：實驗裝置5min時現(xiàn)象25min時現(xiàn)象I

鐵釘表面及周邊未見明顯變化.鐵釘周邊出現(xiàn)少量紅色和藍色區(qū)域,有少量紅棕色鐵銹生成.Ⅱ

鐵釘周邊出現(xiàn)紅色區(qū)域,未見藍色出現(xiàn),鋅片周邊未見明顯變化.鐵釘周邊紅色加深,區(qū)域變大,未見藍色出現(xiàn),鋅片周邊未見明顯變化.下列說法不正確的是A．實驗Ⅱ中時出現(xiàn)紅色區(qū)域,說明鐵釘腐蝕速率比Ⅰ快B．實驗Ⅱ中正極的電極反應式：C．實驗I如果使用純鐵材質鐵釘能減慢其腐蝕速率D．若將Zn片換成Cu片,推測Cu片周邊會出現(xiàn)紅色,鐵釘周邊會出現(xiàn)藍色1．金屬的腐蝕(1)化學腐蝕①反應類型：普通的化學反應②特點：無電流產(chǎn)生,電子直接轉移給氧化劑(2)電化腐蝕①反應類型：原電池反應②特點：有電流產(chǎn)生,電子間接轉移給氧化劑(3)普遍性：兩者往往同時發(fā)生,電化腐蝕更普遍2．電化學腐蝕的類型(1)析氫腐蝕①形成條件：水膜酸性較強②特點：在密閉容器中氣體壓強增大(2)吸氧腐蝕①形成條件：形成條件：水膜酸性很弱或呈中性甚至堿性②特點：在密閉容器中氣體壓強減小(3)特殊性：在酸性條件下,氫前的活潑金屬發(fā)生析氫腐蝕,氫后的不活潑金屬發(fā)生吸氧腐蝕(4)普遍性：吸氧腐蝕更為普遍3．鋼鐵吸氧腐蝕的過程(1)腐蝕過程①負極反應：Fe－2e－Fe2+②正極反應：2H2O+O2+4e－4OH－③電池反應：2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2(2)后續(xù)反應①氧化反應：4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3②部分分解：2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O+(3－x)H2O(3)鐵銹成分：Fe2O3的復雜水合物(Fe2O3·nH2O)(4)鐵在無氧條件下的生銹過程：FeFe2+Fe(OH)2【變式7-1】(2023上·新疆阿克蘇·高三阿克蘇地區(qū)第一中學?？?關注"實驗室化學”并加以實踐能有效提高同學們的實驗素養(yǎng).下列利用電化學原理設計的實驗不能達到目的的是選項ABCD實驗用石墨作電極電解飽和食鹽水簡易制備NaClO消毒液制備Fe(OH)2,并觀察其顏色驗證鐵的吸氧腐蝕制作簡單的燃料電池裝置和試劑A．A B．B C．C D．D【變式7-2】(2023上·北京西城·高三北京八中校考期中)甲、乙同學分別用下圖所示裝置驗證鐵的電化學防腐原理.相同時間后進行如下實驗實驗①：甲同學分別向Ⅰ、Ⅱ中Fe電極附近滴加溶液,Ⅰ中產(chǎn)生藍色沉淀,Ⅱ中無沉淀.實驗②：乙同學分別?、瘛ⅱ蛑蠪e電極附近溶液,滴加溶液,Ⅰ、Ⅱ中均無沉淀.下列說法正確的是A．Ⅰ是犧牲陽極保護法,負極反應式為B．Ⅱ為外加電流陰極保護法,Fe電極與外接電源的正極相連C．由實驗①中Ⅰ、Ⅱ現(xiàn)象的差異,推測在Ⅰ中氧化性強于ⅡD．由實驗可知,兩種保護法均能保護Fe,且Ⅱ保護得更好【考向八】金屬防護型電化學裝置分析【典例8】(2023上·廣東廣州·高三統(tǒng)考階段練習)全世界每年因鋼鐵銹蝕會造成巨大的損失,為了保護地下的鋼鐵輸水管所采取的措施如圖所示.下列說法不正確的是

A．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕正極反應為O2+2H2O+4e-=4OH-B．導線與Zn塊連接為犧牲陽極法C．導線應連接外接電源的負極D．導線與Cu塊連接也可保護鋼鐵輸水管1．金屬的電化學防護(1)原電池防護法：犧牲陽極的陰極保護法①負極：比被保護金屬活潑的金屬②正極：被保護的金屬設備(2)電解池防護法：外加電流的陰極保護法①陽極：惰性電極②陰極：被保護的金屬設備2．金屬腐蝕速率的比較(1)同一金屬：離子濃度大＞離子濃度?。痉请娊赓|(2)同一電解液①電解質濃度越大,金屬腐蝕越快②電解腐蝕＞原電池腐蝕＞化學腐蝕＞有防護的腐蝕(3)不同金屬、同一電解液：兩金屬活動性相差越大,活潑金屬腐蝕越快【變式8-1】(2023上·浙江·高三校聯(lián)考階段練習)下列說法不正確的是A．圖①：進行化學實驗時,需要佩戴護目鏡,以保護眼睛B．圖②：可用于分離植物油和水的混合液C．圖③：可用于硫酸鈉的焰色試驗D．圖④：犧牲陽極法保護鋼鐵設備的示意圖【變式8-2】(2023下·廣東河源·高三統(tǒng)考開學考試)埋在土壤中的輸油鋼制管道容易被腐蝕.已知對管道1和管道2進行如圖所示的電化學防護設計.下列說法錯誤的是

A．對管道1進行防腐時,需要定期更換鎂塊B．管道1的電勢低于Mg塊C．區(qū)域②采用外加電流法D．區(qū)域②通入保護電流使管道2表面腐蝕電流接近于0【考向九】守恒法在電化學計算中應用【典例9】(2023·廣西南寧·南寧三中校聯(lián)考模擬預測)如圖是利用甲醇燃料電池進行電化學研究的裝置圖,下列說法正確的是

A．甲池將化學能轉化為電能,總反應為2CH3OH+3O2=2CO2+4H2OB．乙池中的Ag不斷溶解C．反應一段時間后要使乙池恢復原狀,可加入一定量CuO固體D．當甲池中有22.4LO2參與反應時,乙池中理論上可析出12.8g固體1．電子守恒和電荷守恒列關系式(1)電子守恒：兩極得失電子數(shù)相等①串聯(lián)電路各支路轉移的電子數(shù)相同,按支路算(2)電荷守恒：1個電子對應1個正電荷或負電荷(3)常用關系式：O2~4e－~4Ag~2Cu~2H2~2Cl2~4OH－~4H+~Mn+2．電化學計算的物理公式(1)電量公式：Q＝It＝nNAq＝nF(2)電能公式：W＝UIt＝UQ①n——得失電子的物質的量(mol)②NA——阿伏加德羅常數(shù)(6.02×1023mol－1)③q——1個電子所帶的電量(1.60×10－19C)④I——電流強度(A)⑤t——時間(s)⑥F——法拉弟常數(shù)(96500C/mol)⑦U——電壓(V)⑧W——電能(J)3．幾個注意問題(1)氣體體積相關計算時,必須注明標準狀況(2)計算含交換膜電化學裝置中某一區(qū)域質量變化,注意離子的遷移【變式9-1】(2023上·河北石家莊·高三河北新樂市第一中學?？?在如圖串聯(lián)裝置中,通電片刻即發(fā)現(xiàn)乙裝置左側電極表面出現(xiàn)紅色固體.下列說法不正確的是

A．乙中左側電極反應式：Cu2+＋2e?=CuB．電解過程中丙中溶液酸堿性無變化C．向甲中加入適量的鹽酸,可使溶液恢復到電解前的狀態(tài)D．標準狀況下當甲中產(chǎn)生4.48L氣體時,丙中Cu電極質量增加21.6g【變式9-2】(2023·湖北武漢·統(tǒng)考模擬預測)設是阿伏加德羅常數(shù)的值.下列說法中正確的是A．標準狀況下,22.4LNO2所含質子數(shù)為B．1mol與足量反應時,轉移電子數(shù)為C．50mL12mol/L的鹽酸與足量共熱,生成水分子的數(shù)目為D．鉛酸蓄電池的正極質量增加3.2g時,電路中通過的電子數(shù)目為1．(2023·河北卷)我國科學家發(fā)明了一種以和為電極材料的新型電池,其內部結構如下圖所示,其中①區(qū)、②區(qū)、③區(qū)電解質溶液的酸堿性不同.放電時,電極材料轉化為.下列說法錯誤的是

A．充電時,b電極上發(fā)生還原反應B．充電時,外電源的正極連接b電極C．放電時,①區(qū)溶液中的向②區(qū)遷移D．放電時,a電極的電極反應式為2．(2023·廣東卷)負載有和的活性炭,可選擇性去除實現(xiàn)廢酸的純化,其工作原理如圖.下列說法正確的是

A．作原電池正極B．電子由經(jīng)活性炭流向C．表面發(fā)生的電極反應：D．每消耗標準狀況下的,最多去除3．(2023·浙江卷)下列說法正確的是

A．圖①裝置可用于制取并收集氨氣B．圖②操作可排出盛有溶液滴定管尖嘴內的氣泡C．圖③操作俯視刻度線定容會導致所配溶液濃度偏大D．圖④裝置鹽橋中陽離子向溶液中遷移4．(2023·遼寧卷)某低成本儲能電池原理如下圖所示.下列說法正確的是

A．放電時負極質量減小B．儲能過程中電能轉變?yōu)榛瘜W能C．放電時右側通過質子交換膜移向左側D．充電總反應：5．(2023·全國卷)室溫鈉-硫電池被認為是一種成本低、比能量高的能源存儲系統(tǒng).一種室溫鈉-硫電池的結構如圖所示.將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個電極,表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極.工作時,在硫電極發(fā)生反應：S8+e-→S,S+e-→S,2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx下列敘述錯誤的是A．充電時Na+從鈉電極向硫電極遷移B．放電時外電路電子流動的方向是a→bC．放電時正極反應為：2Na++S8+2e-→Na2SxD．炭化纖維素紙的作用是增強硫電極導電性能6．(2023·全國卷)根據(jù)實驗操作及現(xiàn)象,下列結論中正確的是選項實驗操作及現(xiàn)象結論A常溫下將鐵片分別插入稀硝酸和濃硝酸中,前者產(chǎn)生無色氣體,后者無明顯現(xiàn)象稀硝酸的氧化性比濃硝酸強B取一定量樣品,溶解后加入溶液,產(chǎn)生白色沉淀.加入濃,仍有沉淀此樣品中含有C將銀和溶液與銅和溶液組成原電池.連通后銀表面有銀白色金屬沉積,銅電極附近溶液逐漸變藍的金屬性比強D向溴水中加入苯,振蕩后靜置,水層顏色變淺溴與苯發(fā)生了加成反應A．A B．B C．C D．D7．(2023·全國卷)一種以和為電極、水溶液為電解質的電池,其示意圖如下所示.放電時,可插入層間形成.下列說法錯誤的是

A．放電時為正極B．放電時由負極向正極遷移C．充電總反應：D．充電陽極反應：8．(2022·遼寧卷)某儲能電池原理如圖.下列說法正確的是A．放電時負極反應：B．放電時透過多孔活性炭電極向中遷移C．放電時每轉移電子,理論上吸收D．充電過程中,溶液濃度增大9．(2022·湖南卷)海水電池在海洋能源領域備受關注,一種鋰-海水電池構造示意圖如下.下列說法錯誤的是A．海水起電解質溶液作用B．N極僅發(fā)生的電極反應：C．玻璃陶瓷具有傳導離子和防水的功能D．該鋰-海水電池屬于一次電池10．(2022·廣東卷)科學家基于易溶于的性質,發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池,可作儲能設備(如圖).充電時電極a的反應為：.下列說法正確的是A．充電時電極b是陰極B．放電時溶液的減小C．放電時溶液的濃度增大D．每生成,電極a質量理論上增加1．利用熱再生氨電池可實現(xiàn)電鍍廢液的濃縮再生.電池裝置如圖所示,甲、乙兩室均預加相同的電鍍廢液,向甲室加入足量氨水后電池開始工作.下列說法正確的是

A．甲室電極為正極B．隔膜為陽離子膜C．電池總反應為：D．擴散到乙室將對電池電動勢產(chǎn)生影響2．設計如圖裝置回收金屬鈷.保持細菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定,借助其降解乙酸鹽生成,將廢舊鋰離子電池的正極材料轉化為,工作時保持厭氧環(huán)境,并定時將乙室溶液轉移至甲室.已知電極材料均為石墨材質,右側裝置為原電池.下列說法正確的是

A．裝置工作時,甲室溶液pH逐漸增大B．裝置工作一段時間后,乙室應補充鹽酸C．乙室電極反應式為D．若甲室減少,乙室增加,則此時已進行過溶液轉移3．CO2電化學傳感器是將環(huán)境中CO2濃度轉變?yōu)殡娦盘柕难b置,工作原理如圖所示,其中YSZ是固體電解質,當傳感器在一定溫度下工作時,在熔融Li2CO3和YSZ之間的界面X會生成固體Li2O.下列說法錯誤的是A．CO遷移方向為界面X→電極bB．電極a上消耗的O2和電極b上產(chǎn)生的CO2的物質的量之比為1：1C．電極b為負極,發(fā)生的電極反應為2CO-4e-=O2↑+2CO2↑D．電池總反應為Li2CO3=Li2O+CO2↑4．pH計是一種采用原電池原理測量溶液pH的儀器.如圖所示,以玻璃電極(在特制玻璃薄膜球內放置已知濃度的HCl溶液,并插入Ag—AgCl電極)和另一Ag—AgCl電極插入待測溶液中組成電池,pH與電池的電動勢E存在關系：pH=(E-常數(shù))/0.059.下列說法正確的是A．如果玻璃薄膜球內電極的電勢低,則該電極反應式為：AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl-(0.1mol·L-1)B．玻璃膜內外氫離子濃度的差異不會引起電動勢的變化C．分別測定含已知pH的標準溶液和未知溶液的電池的電動勢,可得出未知溶液的pHD．pH計工作時,電能轉化為化學能5.銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源,其電極分別為Ag2O和Zn,電解質溶液為