新高考化學(xué)反應(yīng)與電能

新高考化學(xué)反應(yīng)與電能

考點(diǎn)一原電池原理及其應(yīng)用

1.（2022廣東,16,4分）科學(xué)家基于Cb易溶于CC14的性質(zhì)，發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池,可作儲(chǔ)能設(shè)備

（如圖）。充電時(shí)電極a的反應(yīng)為：

+

NaTi2(PO4)3+2Na+2e-=——Na3Ti2(PO4)3

下列說法正確的是()

泵

A.充電時(shí)電極b是陰極

B.放電時(shí)NaCl溶液的pH減小

C.放電時(shí)NaCl溶液的濃度增大

D.每生成ImolCb,電極a質(zhì)量理論上增加23g

答案C由充電時(shí)電極a的反應(yīng)可知，電極a發(fā)生還原反應(yīng)，為陰極，電極b為陽極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;充電時(shí)電極b的反應(yīng)

為2Cl--2e=—Cb,放電時(shí)的總反應(yīng)為C12+Na3Ti2（PO4）3—NaTi2（PO4）3+2NaCl,NaCl溶液的濃度增大,NaCl溶液

呈中性，故放電時(shí)NaCl溶液的pH不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤、C項(xiàng)正確;每生成1molCI2,轉(zhuǎn)移2mole1結(jié)合充電時(shí)電極a的反

應(yīng)，可知會(huì)有2molNa+結(jié)合到電極a上,使電極a質(zhì)量理論上增加46g,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

疑點(diǎn)突破在做電化學(xué)試題時(shí),首先從題中信息確定放電時(shí)的正、負(fù)極和充電時(shí)的陰、陽極,結(jié)合電極反應(yīng)式確定

反應(yīng)前后電解質(zhì)溶液濃度的變化情況。理論上，電極反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量與溶液中某種特定離子定向移動(dòng)轉(zhuǎn)移

的電荷的物質(zhì)的量是相同的。

2.（2022湖南,8,3分）海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注，一種鋰一海水電池構(gòu)造示意圖如下。下列說法錯(cuò)誤的是

隔膜玻璃陶鎏

A.海水起電解質(zhì)溶液作用

B.N極僅發(fā)生的電極反應(yīng):2氏0+2&-20H+H2T

C.玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能

D.該鋰一海水電池屬于一次電池

答案B鋰為活潑金屬，作負(fù)極;N極為正極，可能發(fā)生電極反應(yīng)O2+2H2O+4D——40H-，故B錯(cuò)誤。

3.(2022全國甲,1(),6分)一種水性電解液Zn-MnCh離子選擇雙隔膜電池如圖所示［KOH溶液中,ZM+以Zn(OH)/存

在］。電池放電時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是()

A.n區(qū)的K+通過隔膜向山區(qū)遷移

B.I區(qū)的SOt通過隔膜向H區(qū)遷移

2+

C.MnOa電極反應(yīng):MnC)2+4H++2e—Mn+2H2O

2+

D.電池總反應(yīng):Zn+4OH+MnO2+4H+—Zn(OH)i-+Mn+2H2O

答案A根據(jù)題圖可知Zn為負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn-2e+4OH--Zn(OH)g,MnC)2為正極，電極反應(yīng)為

2+

MnO2+2e+4H+——Mn+2H2OoA項(xiàng)，根據(jù)負(fù)極反應(yīng)可知,III區(qū)中負(fù)電荷減少，為了平衡溶液中電荷,放電時(shí)III區(qū)的

鉀離子向U區(qū)遷移，錯(cuò)誤;B項(xiàng)，根據(jù)正極反應(yīng)可知，I區(qū)中正電荷減少，為了平衡溶液中電荷,硫酸根離子從I區(qū)遷移

至II區(qū),正確;D項(xiàng),將正、負(fù)極電極反應(yīng)相加即可得到電池總反應(yīng),正確。

知識(shí)歸納離子交換膜的作用分析

(1)平衡左右兩側(cè)電荷，得到穩(wěn)定電流。離子交換膜能選擇性地通過離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。I

區(qū)中正電荷減少，需要增加正電荷或減少負(fù)電荷以平衡電荷;同理HI區(qū)中負(fù)電荷減少，只能移出鉀離子至H區(qū)或移入

硫酸根離子至ni區(qū)，保持溶液中的電荷平衡，使原電池得到穩(wěn)定電流。

(2)阻隔某些離子或分子，防止某些副反應(yīng)的發(fā)生。如I區(qū)與n區(qū)之間只能使用陰離子交換膜，使硫酸根離子移至II

區(qū)，同時(shí)n區(qū)與in區(qū)只能使用陽離子交換膜,使鉀離子進(jìn)入II區(qū);否則氫離子和氫氧根離子在II區(qū)相遇，發(fā)生反應(yīng)。

(3)制備某些特定產(chǎn)品。本題主要通過廢硫酸和廢堿液發(fā)電并制取產(chǎn)品硫酸鉀。

4.(2022全國乙,12,6分)Li-02電池比能量高，在汽車、航天等領(lǐng)域具有良好應(yīng)用前景。近年來，科學(xué)家研究了一種光

照充電Li-02電池(如圖所示)。光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子0)和空穴(h+),驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)(Li++e--Li)和陽極反應(yīng)

+

(Li2O2+2h-2Li++O2)對(duì)電池進(jìn)行充電。下列敘述錯(cuò)誤的是()

1

光

金

光

催

充

放

充

屬

照

電

化

也

電

鋰

電

，

產(chǎn)

2極

電解質(zhì)電解質(zhì)

離子交換膜

A.充電時(shí)，電池的總反應(yīng)U2O2——2Li+O2

B.充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)

C.放電時(shí),Li+從正極穿過離子交換膜向負(fù)極遷移

D.放電時(shí)，正極發(fā)生反應(yīng)O2+2Li++2e-—Li2O2

答案C根據(jù)題給電池裝置圖并結(jié)合陰、陽極電極反應(yīng)可知,充電時(shí)，電池的總反應(yīng)為Li2O2-2Li+O2,A項(xiàng)正

確;由題干中光照時(shí)陰、陽極反應(yīng)可知，充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān),B項(xiàng)正確;放電時(shí)題給裝置為原電

池,陽離子（Li+）向正極遷移,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)題給裝置圖可知，放電時(shí)正極上02得電子并與Li*結(jié)合生成U2O2,即

+

O2+2Li+2e——LizCh.D項(xiàng)正確。

方法歸納電極反應(yīng)式的書寫步驟:第1步，判斷電極（正、負(fù)極或者陰、陽極）上參與反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物,根據(jù)元

素化合價(jià)變化標(biāo)出轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目;第2步，根據(jù)溶液的酸堿性，通過在電極反應(yīng)式的兩端添加H+或0H,使電極反應(yīng)

式兩端的電荷守恒;第3步,根據(jù)原子守恒，在電極反應(yīng)式的兩端添加比0（或其他小分子物質(zhì)），使電極反應(yīng)式兩端的

原子守恒。

5.（2022浙江1月選考,21,2分）pH計(jì)是一種采用原電池原理測(cè)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(nèi)放置已知濃度的HCI溶液,并插入Ag-AgCl電極）和另一Ag-AgCl電極插入待測(cè)溶液中組成電池,pH與

電池的電動(dòng)勢(shì)E存在關(guān)系:pH=（E-常數(shù)）/0.059。下列說法正確的是（）

Ag-AgCl電極

(0.1mol-L-'____

HC1溶液)一------Ag-AgCl電極

—)(3.0mol-L-KC1溶液)

密封膠運(yùn)-細(xì)孔陶瓷

空-玻璃薄膜球

待測(cè)溶液―

A.如果玻璃薄膜球內(nèi)電極的電勢(shì)低，則該電極反應(yīng)式為AgCl（s）+e-——Ag（s）+Cl-（0.1mol.L1）

B.玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度的差異不會(huì)引起電動(dòng)勢(shì)的變化

C.分別測(cè)定含已知pH的標(biāo)準(zhǔn)溶液和未知溶液的電池的電動(dòng)勢(shì)，可得出未知溶液的pH

D.pH計(jì)工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

答案CA項(xiàng)，原電池中，電勢(shì)低的一-極為負(fù)極,失電子，發(fā)生氧化反應(yīng),錯(cuò)誤;B項(xiàng)，玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度差異會(huì)使

pH不同，則電動(dòng)勢(shì)會(huì)發(fā)生改變,錯(cuò)誤;C項(xiàng),通過測(cè)定已知pH的標(biāo)準(zhǔn)溶液的電動(dòng)勢(shì)，可求出公式pH=（E-常數(shù)）/0.059中

常數(shù)的值，再將所測(cè)未知溶液的電動(dòng)勢(shì)代入關(guān)系式，即可求出未知溶液的pH,正確;D項(xiàng),原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電

能的裝置,錯(cuò)誤。

6.（2019海南單科,8,4分）（雙選）微型銀一鋅電池可用作電子儀器的電源淇電極分別是Ag/Ag2O和Zn,電解質(zhì)為KOH

溶液,電池總反應(yīng)為Agq+Zn+HzO-2Ag+Zn（OH）2,下列說法正確的是（）

A.電池工作過程中,KOH溶液濃度降低

B.電池工作過程中，電解液中OH向負(fù)極遷移

C.負(fù)極發(fā)生反應(yīng)Zn+20H-2e?-Zn（OH）2

+

D.正極發(fā)生反應(yīng)Ag2O+2H+2e--Ag+H2O

答案BCA項(xiàng)，依據(jù)電池總反應(yīng)知，電池工作過程中消耗水，故KOH溶液濃度增大，錯(cuò)誤;B項(xiàng),原電池工作過程中，

電解液中陰離子移向負(fù)極，即OH-向負(fù)極遷移,正確;C項(xiàng)，鋅在負(fù)極失去電子被氧化，生成氫氧化鋅,電極反應(yīng)式為

Zn+2OH-2e—Zn（OH）2,正確;D項(xiàng)，氧化銀在正極得到電子生成銀單質(zhì),但電解質(zhì)溶液顯堿性，故正極的電極反應(yīng)

式為Ag2O+2e+H2。-2Ag+2OH;錯(cuò)誤。

7.（2018課標(biāo)111,7,6分）化學(xué)與生活密切相關(guān)。下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.泡沫滅火器可用于一般的起火，也適用于電器起火

B.疫苗一般應(yīng)冷藏存放，以避免蛋白質(zhì)變性

C.家庭裝修時(shí)用水性漆替代傳統(tǒng)的油性漆，有利于健康及環(huán)境

D.電熱水器用鎂棒防止內(nèi)膽腐蝕，原理是犧牲陽極的陰極保護(hù)法

答案A本題考查化學(xué)與生活的聯(lián)系。A項(xiàng)，泡沫滅火器利用了鹽類相互促進(jìn)的水解反應(yīng)，可用于一般的起火，但不

適用于電器起火，電器起火常用干粉滅火器滅火。

知識(shí)拓展?fàn)奚枠O的陰極保護(hù)法是利用原電池原理，使被保護(hù)的物質(zhì)作正極而被保護(hù)起來。

8.（2017浙江11月選考,17,2分）金屬（M）-空氣電池的工作原理如圖所示。下列說法不正碰的是（）

A.金屬M(fèi)作電池負(fù)極

B.電解質(zhì)是熔融的MO

C.正極的電極反應(yīng)。2+4&+2H20-40H-

D.電池反應(yīng)2M+O2+2H2。^2M（OH）2

答案B由題給金屬(M)-空氣電池的工作原理示意圖可知，金屬M(fèi)作電池負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)為2M-4e=2M2+,正

極反應(yīng)為O2+2H2O+4e--40H:兩電極反應(yīng)相加可得電池反應(yīng):2M+Ch+2H2O-2M(0H)2,電解質(zhì)顯然不是熔

融的MO(因體系中有H2O和OH)故A、C、D正確,B錯(cuò)誤。

9.(2016課標(biāo)11,11,6分)Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述僧氓的是()

A.負(fù)極反應(yīng)式為Mg-2e--Mg2+

B.正極反應(yīng)式為Ag++e-=Ag

C.電池放電時(shí)C「由正極向負(fù)極遷移

D.負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O—Mg(OH)2+H2T

答案BMg-AgCI電池中,Mg為負(fù)極,AgCl為正極，故正極反應(yīng)式應(yīng)為AgCl+e--Ag+C「,B項(xiàng)錯(cuò)誤。

10.(2016浙江理綜」1,6分)金屬(M)-空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點(diǎn),有望成為新能源汽車和移動(dòng)

設(shè)備的電源。該類電池放電的總反應(yīng)方程式為：4M+nO2+2nH2O-4M(OH)n

已知:電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是()

A.采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴(kuò)散至電極表面

B.比較Mg、Al、Zn三種金屬-空氣電池,Al-空氣電池的理論比能量最高

C.M-空氣電池放電過程的正極反應(yīng)式:4M"+nO2+2nH2O+4ne--4M(OH)n

D.在Mg-空氣電池中，為防止負(fù)極區(qū)沉積Mg(OH)2,宜采用中性電解質(zhì)及陽離子交換膜

答案CA項(xiàng)，采用多孔電極可以提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積，并有利于O?擴(kuò)散至電極表面;B項(xiàng)，單位質(zhì)量

的Mg、Al、Zn反應(yīng),Al轉(zhuǎn)移的電子數(shù)最多，故A1-空氣電池的理論比能量最高;C項(xiàng)，由于電池中間為陰離子交換膜,

故M“+不能通過，則正極的電極反應(yīng)式為O2+4e+2H2O—4OH;D項(xiàng)，在Mg-空氣電池中,負(fù)極的電極反應(yīng)式為

Mg-2e--M『+,為防止負(fù)極區(qū)沉積Mg(OH)2,可采用陽離子交換膜阻止進(jìn)入負(fù)極區(qū)。

評(píng)析本題設(shè)計(jì)新穎，以新型電池為背景，考查原電池的工作原理。

11.(2015課標(biāo)I,11,6分)微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下

列有關(guān)微生物電池的說法錯(cuò)誤的是()

A.正極反應(yīng)中有CCh生成

B.微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移

C.質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)

D.電池總反應(yīng)為C6Hl2。計(jì)6。2-6CO2+6H2O

答案A根據(jù)微生物電池工作原理示意圖可知:C6Hl2O6在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為

C6Hi2O6-24e+6H2O_6cO2T+24H+Q2在正極上發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為6Ch+24e-+24H+-12H2O。負(fù)極

有C02生成,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng)，微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移，正確;C項(xiàng)，質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)，正

確;D項(xiàng),電池總反應(yīng)為C6Hl2O6+6O2-6co2+6H2O,正確。

12.（2015江蘇單科,10,2分）一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說法正確的是（）

A.反應(yīng)CH4+H2O3H2+CO,每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol電子

△

B.電極A上此參與的電極反應(yīng)為:H2+2OH-2e==2H2O

C.電池工作時(shí),CO歹向電極B移動(dòng)

D.電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2+2CCh+4e--2co打

答案DA項(xiàng)，由元素化合價(jià)變化知,每消耗1molCK轉(zhuǎn)移6mol電子;B項(xiàng)，電極A為負(fù)極,H2參與的電極反應(yīng)為

H2-2e+C01--H2O+CO2;C項(xiàng),電池工作時(shí),COr向電極A移動(dòng);D項(xiàng)，電極B是正極，電極反應(yīng)為。2+4&+2c。2

2co'一o

13.（2015天津理綜,4,6分）鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過。下列有關(guān)敘述

正確的是（）

Znr__1Cu

1mol,L-'交換膜11noi'L1

ZnS04(aq)CdSO/aq)

A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

B.電池工作一段時(shí)間后，甲池的c（SO廠）減小

C.電池工作一段時(shí)間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加

D.陰陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng),保持溶液中電荷平衡

答案C題中所述鋅銅原電池中,Zn為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Zn-2e--Zn?+;Cu為正極，電極反應(yīng)式為Cu2++2e--

Cu,發(fā)生還原反應(yīng)。Zt?+通過陽離子交換膜向正極移動(dòng);乙池溶液中消耗的CM+與由甲池遷移過來的Zn?+的物質(zhì)的

量相同，則乙池溶液質(zhì)量增加。溶液中的陰離子無法通過陽離子交換膜。故選C。

14.（2014福建理綜,11,6分）某原電池裝置如圖所示,電池總反應(yīng)為2Ag+Cb-2AgCL下列說法正確的是（）

A.正極反應(yīng)為AgCl+e-^=Ag+Cr

B.放電時(shí)，交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成

C.若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應(yīng)隨之改變

D.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mole-時(shí)，交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02mol離子

答案D原電池的正極反應(yīng)為CL+2e--2C1；故A項(xiàng)錯(cuò)誤;放電時(shí)，白色沉淀AgCl在左側(cè)電極處產(chǎn)生，故B項(xiàng)錯(cuò)

誤;當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mole-時(shí)，原電池左側(cè)發(fā)生的反應(yīng)為Ag-e+Cr-AgCl,減少了0.01mol的C「,根據(jù)溶液呈電

中性可知,左側(cè)溶液中的H+通過陽離子交換膜向右側(cè)轉(zhuǎn)移0.01mol,故D項(xiàng)正確。

15.（2014北京理綜,8,6分）下列電池工作時(shí),02在正極放電的是（）

答案B氫燃料電池中，負(fù)極上比放電,正極上Ch放電,A、C、D中均不存在02放電，故選B。

16.（2013課標(biāo)I,10,6分）銀質(zhì)器皿日久表面會(huì)逐漸變黑，這是生成了Ag2s的緣故。根據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下處理:

在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)黑色會(huì)褪去。下列說法正確的是（）

A.處理過程中銀器一直保持恒重

B.銀器為正極,Ag2s被還原生成單質(zhì)銀

C.該過程中總反應(yīng)為2Al+3Ag2S-6Ag+ALS3

D.黑色褪去的原因是黑色Ag2s轉(zhuǎn)化為白色AgCI

答案B根據(jù)電化學(xué)原理可知,A1為負(fù)極，電極反應(yīng)為2Al-6e?-2A叫銀器為正極，電極反應(yīng)為3Ag2s+6u-

6Ag+3s2-,溶液中反應(yīng)為2Al3++3S"+6H2O-2Al（OHN+3H2ST，三反應(yīng)相加可知該過程的總反應(yīng)為

2Al+3Ag2S+6H2O-2Al（OH）3+6Ag+3H2S%故B正確,C、D錯(cuò)誤;銀器表面黑色的Ag2s變成了Ag,質(zhì)量必然減

小,A錯(cuò)誤。

評(píng)析本題以表面變黑的銀質(zhì)器皿的處理為素材，考查原電池的工作原理、氧化還原反應(yīng)及鹽類水解等知識(shí)，能力

考查層級(jí)為綜合應(yīng)用，試題有一定難度。

17.（2013課標(biāo)H,11,6分）“ZEBRA嗜電池的結(jié)構(gòu)如圖所示,電極材料多孔Ni/NiCb和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作

的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯(cuò)誤的是（）

A.電池反應(yīng)中有NaCl生成

B.電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價(jià)鋁離子

C.正極反應(yīng)為:NiCb+2e-^Ni+2C1-

D.鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動(dòng)

答案B該原電池的負(fù)極反應(yīng)為Nae=Na+,正極反應(yīng)為NiCb+2e--Ni+2C「,電池總反應(yīng)為2Na+NiCb

2NaCl+NioB項(xiàng)錯(cuò)誤。

18.（2013江蘇單科,9,2分,★★★）Mg-H2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液，示意圖

如下。該電池工作時(shí)，下列說法正確的是（）

A.Mg電極是該電池的正極

B.H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

C.石墨電極附近溶液的pH增大

D.溶液中C1-向正極移動(dòng)

答案C該電池中Mg電極為負(fù)極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;石墨電極為正極,H2O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為H2O2+2e-

—2OH,電極附近溶液pH增大,B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;溶液中C「移向Mg電極，即C「向負(fù)極移動(dòng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。

方法歸納原電池正、負(fù)極判斷的常用方法:①若兩電極均為金屬材料，則較活潑金屬一般作負(fù)極;若兩電極分別為

金屬和非金屬材料,則金屬材料作負(fù)極。②在原電池工作時(shí)，被不斷消耗的電極一般為負(fù)極。③電子流出的電極為

負(fù)極，陰離子移向的電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)的電極為負(fù)極。④對(duì)于燃料電池，非通入的電極一般為負(fù)極。

考點(diǎn)分析江蘇高考以"電化學(xué)''為依托考查氧化還原反應(yīng)原理的運(yùn)用，主要內(nèi)容有電極反應(yīng)式的書寫，判斷電解質(zhì)

溶液濃度、pH的變化，以及能源、環(huán)保等熱點(diǎn)問題。

19.（2013安徽理綜,10,6分）熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中

作為電解質(zhì)的無水LiCl-KCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為:PbSO4+2LiCl+Ca—

CaCb+Li2sCh+Pb。

下列有關(guān)說法正確的是（）

A.正極反應(yīng)式:Ca+2cCaCI2

B.放電過程中,Li+向負(fù)極移動(dòng)

C.每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，理論上生成20.7gPb

D.常溫時(shí)，在正負(fù)極間接上電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn)

答案D本題以熱激活電池為載體考查電化學(xué)知識(shí)。A項(xiàng)，根據(jù)電池總反應(yīng)可知該反應(yīng)為負(fù)極反應(yīng)，正極反應(yīng)式為

PbSO4+2e-Pb+SO|-;B項(xiàng),放電過程中,Li+向正極移動(dòng);C項(xiàng)，因?yàn)槊哭D(zhuǎn)移0.1mol電子，理論上生成0.05molPb,

故質(zhì)量為0.05molx207g-rnol-^10.35g;D項(xiàng),常溫時(shí)，由于電解質(zhì)LiCl-KCl無法電離，電解質(zhì)中無自由移動(dòng)的離子，

不能形成閉合回路，所以不導(dǎo)電，無電流。

評(píng)析本題不僅考查原電池原理的基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)也考查學(xué)生對(duì)題給信息的運(yùn)用能力，難度中等。

20.（2013北京理綜,7,6分）下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護(hù)法的是（）

A.水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極

B.金屬護(hù)欄表面涂漆

C.汽車底盤噴涂高分子膜

D.地下鋼管連接鎂塊

答案A外加電流的陰極保護(hù)法是指把要保護(hù)的金屬連接在直流電源的負(fù)極上，使其作為電解池的陰極被保護(hù),A

項(xiàng)符合題意;金屬表面涂漆或噴涂高分子膜可防止金屬與其他物質(zhì)接觸發(fā)生反應(yīng),B、C選項(xiàng)不符合題意;鋼管連接鎂

塊利用的是原電池原理，鎂為負(fù)極被氧化,鋼管為正極被保護(hù),D項(xiàng)不符合題意。

21.（2012北京理綜,12,6分）

質(zhì)子交換膜

人工光合作用能夠借助太陽能，用CO2和H2O制備化學(xué)原料。右圖是通過人工光合作用制備HCOOH的原理示意

圖,下列說法下無碩的是（）

A.該過程是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程

B.催化劑a表面發(fā)生氧化反應(yīng)，有產(chǎn)生

C.催化劑a附近酸性減弱，催化劑b附近酸性增強(qiáng)

+

D.催化劑b表面的反應(yīng)是CO2+2H+2e--HCOOH

沖能

答案c電池總反應(yīng)式為282+2%。E2M。。山。2。負(fù)極:2法。4一。力4的正極:

+

2CO2+4H+4e_2HCOOHoA項(xiàng)，該過程中太陽能先轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;C項(xiàng),催化劑a附近生成H+,酸

性增強(qiáng)，催化劑b附近消耗H+,酸性減弱，故C項(xiàng)錯(cuò)誤。

22.（2011福建,11,6分）研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲(chǔ)備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電

極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時(shí)加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說法不事麗的是（）

A.水既是氧化劑又是溶劑

B.放電時(shí)正極上有氫氣生成

C.放電時(shí)OH向正極移動(dòng)

D.總反應(yīng)為:2Li+2H2。=-2LiOH+H2t

答案C在原電池中電解質(zhì)溶液中的陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。

23.（2018天津理綜,10,14分）CO2是一種廉價(jià)的碳資源，其綜合利用具有重要意義。回答下列問題：

（1）CC>2可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液pH=13,CO2主要轉(zhuǎn)化為（寫離子符號(hào)）;若所得溶液

C（HCO3）：c（CO打）=2：1,溶液pH=o（室溫下,H2cCh的Ki=4xl（）7；K2=5xlOU）

（2）CCh與CH4經(jīng)催化重整,制得合成氣：

CH4（g）+CO2（g）、催化劑、2CO（g）+2H2（g）

①已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:

化學(xué)鍵C—HC-OH—HC<--O(CO)

鍵能ZkTmoH4137454361075

則該反應(yīng)的AH=。分別在VL恒溫密閉容器A(恒容)、B(恒壓，容積可變)中，加入CH4和CO2各

1mol的混合氣體。兩容器中反應(yīng)達(dá)平衡后放出或吸收的熱量較多的是(填"A”或"B”)。

②按一定體積比加入CH4和COZ,在恒壓下發(fā)生反應(yīng),溫度對(duì)CO和壓產(chǎn)率的影響如圖1所示。此反應(yīng)優(yōu)選溫度為

900℃的原因是o

8008509009501000

反應(yīng)溫度

圖1

(3)02輔助的A1-CO2電池工作原理如圖2所示。該電池電容量大，能有效利用CO2,電池反應(yīng)產(chǎn)物Ab(C2O4)3是重要

的化工原料。

--------

隔膜

多

;孔州

電

碳極

電

tax

含A1C，的離f液體

圖2

電池的負(fù)極反應(yīng)式:.

電池的正極反應(yīng)式：6Ch+6e-^=6。2

6co2+6。23c2。/一+6。2

反應(yīng)過程中02的作用是o

該電池的總反應(yīng)式:o

答案(14分)(l)C0歹10

⑵①+120kJ-moHB

②900c時(shí),合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高，再升高溫度產(chǎn)率增幅不大，但能耗升高，經(jīng)濟(jì)效益降低

⑶Al-3a-AF+(或2Al-6e-^2Al3+)催化劑

2A1+6co2^^A12(C2()4)3

解析本題考查電離平衡常數(shù)的應(yīng)用、反應(yīng)熱的計(jì)算、化學(xué)平衡的移動(dòng)、電極反應(yīng)式的書寫。

(DNaOH溶液吸收CO2后所得溶液pH=13,CO2主要轉(zhuǎn)化為COg;由H2c的二級(jí)電離平衡常數(shù)知，當(dāng)溶液中

C(HC03):c(C0g)=2：1時(shí),K?=空生送~)=23=5*10山,故c(H+)=lxl0」0mol-LL則溶液pH=10。

c(HC03)2

(2)①由已知鍵能數(shù)據(jù)知,反應(yīng)的AH=4x413kJ-mol-'+2x745kJmoll-(2xl075kJ-mor'+2x436kJ.

mol')=+120kJ-moH;已知正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的吸熱反應(yīng),A(恒容)與B(恒壓，容積可變)相比,B中壓強(qiáng)小于A,

減壓平衡正向移動(dòng)，則B容器中反應(yīng)達(dá)到平衡后吸收的熱量較多。②觀察圖像知,900℃時(shí)，合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高，再

升高溫度產(chǎn)率增幅不大，但能耗升高，經(jīng)濟(jì)效益降低,故此反應(yīng)優(yōu)選溫度為900°C。

(3)觀察原電池工作原理圖知,鋁電極作負(fù)極，多孔碳電極作正極，故負(fù)極反應(yīng)式為Al-3e-AP+;正極反應(yīng)式為

6O2+6e-602,6co2+6O2-3C2()r+6O2,由此可知反應(yīng)過程中02的作用是催化劑;電池總反應(yīng)式為2A1+6CO,

--"A12(C2C)4)3。

易混易錯(cuò)恒容容器是指容積不變的容器，氣體的量發(fā)生變化時(shí)壓強(qiáng)發(fā)生改變;恒壓容器是指壓強(qiáng)不變的容器，氣體

的量發(fā)生變化時(shí)容器容積發(fā)生改變。

考點(diǎn)二電解原理及其應(yīng)用

1.(2022北京,13,3分)利用下圖裝置進(jìn)行鐵上電鍍銅的實(shí)驗(yàn)探究。

裝置序號(hào)電解質(zhì)溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

0.1mol-L-1

陰極表面產(chǎn)生無色氣體，一段時(shí)間后陰極表面有紅色固體，氣體減少。

①CuSCU+少量

經(jīng)檢驗(yàn)，電解液中有Fe2+

H2s04溶液

0.1mol-L-'

陰極表面未觀察到氣體，一段時(shí)間后陰極表面有致密紅色固體。經(jīng)檢

②CuSO4+過量

驗(yàn)，電解液中無Fe元素

氨水

下列分析不至做的是)

A.①中氣體減少，推測(cè)是由于溶液中c(H+)減小，且Cu覆蓋鐵電極，阻礙H+與鐵接觸

2+2+2+

B.①中檢測(cè)到Fe2+,推測(cè)可能發(fā)生反應(yīng)：Fe+2H+—Fe+H2t，F(xiàn)e+Cu-Fe+Cu

2+

C.隨陰極析出銅,推測(cè)②中溶液c(Cu2+)減小,CU+4NH3=[Cu(NH3)4『+平衡逆向移動(dòng)

D.②中C/+生成[Cu(NH3)4]2+,使得c(Cu2+)比①中溶液的小,Cu緩慢析出，鍍層更致密

答案C隨著反應(yīng)的進(jìn)行,一段時(shí)間后溶液中的c(H+)減小，同時(shí)陰極發(fā)生電極反應(yīng)Cu2++2e-——Cu,生成的Cu覆

蓋在陰極鐵制鍍件表面,阻礙了H+與鐵的接觸,故氣體減少,A正確;因?yàn)槿芤褐杏蠬+和CM：鐵制鍍件與其接觸，鐵可

能與H+、CM+發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe2+,B正確;當(dāng)陰極有Cu析出時(shí)，陰極電極反應(yīng)為Cu2++2e--Cu,陽極電極

反應(yīng)為Cu-2e-——Cu2+,又因?yàn)棰谥须娊庖褐袩oFe元素，根據(jù)得失電子守恒，②中溶液c(Cu2+)保持不變,C錯(cuò)誤;②中

的CM+與NHVH2O反應(yīng)生成［CU(NH3)4產(chǎn)，使得c(Cu2+)比①中溶液的小,Cu緩慢析出,鍍層更致密,D正確。

疑難突破本題為探究型的對(duì)比實(shí)驗(yàn)題，以學(xué)生熟悉的實(shí)驗(yàn)為載體，但是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與平時(shí)老師所教的有所不同，學(xué)生

在做這種類型的試題時(shí),一定要弄清哪些實(shí)驗(yàn)條件和現(xiàn)象是相同的，哪些是不同的。

2.(2022廣東,10,2分)以熔融鹽為電解液，以含Cu、Mg和Si等的鋁合金廢料為陽極進(jìn)行電解，實(shí)現(xiàn)Al的再生。該過

程中()

A.陰極發(fā)生的反應(yīng)為Mg-2b^=Mg2+

B.陰極上Al被氧化

C.在電解槽底部產(chǎn)生含Cu的陽極泥

D.陽極和陰極的質(zhì)量變化相等

答案C電解精煉A1,陰極發(fā)生的反應(yīng)為AP++3e--ALA項(xiàng)錯(cuò)誤;在陰極Al被還原,B項(xiàng)錯(cuò)誤;Cu活潑性比Al

弱，在電解過程中沉積在電解槽的底部,C項(xiàng)正確;在陽極Al、Mg放電,在陰極AF+得電子生成A1,質(zhì)量變化不相等,D

項(xiàng)錯(cuò)誤。

知識(shí)歸納電解精煉:利用電解原理，由粗金屬作陽極,純金屬作陰極，含有該金屬離子的溶液(或熔融鹽)作電解液，陽

極溶解金屬，陰極析出金屬;粗金屬中不活潑的雜質(zhì)不溶解，成為陽極泥沉積于電解槽底部，活潑的雜質(zhì)雖然在陽極

溶解，但不能在陰極析出，從而達(dá)到精煉的目的。

3.(2022海南,9,4分)一種采用比0出)和Nz(g)為原料制備NFh(g)的裝置示意圖如下。

下列有關(guān)說法正確的是()

固體氧化物電解質(zhì)

A.在b電極上,N2被還原

B.金屬Ag可作為a電極的材料

C.改變工作電源電壓,反應(yīng)速率不變

D.電解過程中,固體氧化物電解質(zhì)中02一不斷減少

答案Ab電極上N2轉(zhuǎn)化為NH3,氮元素得到電子,化合價(jià)降低,N2被還原,A正確;a電極上O?一失去電子生成O2)

若a電極材料為金屬Ag,Ag為活性電極材料，則Ag失去電子，被腐蝕,B不正確;改變工作電源電壓，反應(yīng)速率改變,C

不正確;b電極電極反應(yīng)式為2N2+6H2O+12e4NH3+6O2',a電極電極反應(yīng)式為6O2--12e-^=30?,總反應(yīng)為

2N2+6H2O——4NH.3+3O2,則電解過程中固體氧化物電解質(zhì)中-保持不變,D不正確。

4.(2022河北,12,4分)(雙選)科學(xué)家研制了一種能在較低電壓下獲得氧氣和氫氣的電化學(xué)裝置，工作原理示意圖如下。

氣體N

極

反應(yīng)器n

DHPS、

、DH回2H)鼻

催化劑

泵泵

下列說法正確的是()

A.電極b為陽極

B.隔膜為陰離子交換膜

C.生成氣體M與N的物質(zhì)的量之比為2：1

D.反應(yīng)器I中反應(yīng)的離子方程式為4[Fe(CN)6]3-+4OH-S空暨4[Fe(CN)y+O2T+2H?0

答案BD電極a上[甚(CN)』-轉(zhuǎn)化為東：(CN)6產(chǎn)發(fā)生氧化反應(yīng)，則a為陽極,b為陰極,A錯(cuò)誤;反應(yīng)器I中

鹿(CN)6『-轉(zhuǎn)化為點(diǎn)(CN)/-,鐵元素的化合價(jià)降低，應(yīng)有另一種元素的化合價(jià)升高，則只能是氧元素，故反應(yīng)器I中

反應(yīng)的離子方程式為4[Fe(CN)6]3-+4OH-J!叱4[Fe(CN)6：T+O2T+2H2O,D正確;生成的氣體M是。2,生成1mol02

轉(zhuǎn)移4mol電子，電極b上的電極反應(yīng)式為DHPS+2H2O+2e=-DHPS-2H+2OH反應(yīng)器H中DHPS-2H催化劑

DHPS+H2T，故生成的氣體N為則生成氣體M與N的物質(zhì)的量之比為1:2,C錯(cuò)誤;左側(cè)反應(yīng)器中消耗OH,右側(cè)

反應(yīng)器中生成OH-,故隔膜為陰離子交換膜,B正確。

5.(2022湖北,14,3分)含磷有機(jī)物應(yīng)用廣泛。電解法可實(shí)現(xiàn)由白磷直接制備Li[P(CN)2],過程如圖所示(Me為甲基)。

下列說法正確的是()

-----------------------------------------

2MqSiCN+Li()H

Z°(SiMe)2

石

4

墨

電

極

-Li[P(CN),J

A.生成1molLi[P(CN)”,理論上外電路需要轉(zhuǎn)移2moi電子

B.陰極上的電極反應(yīng)為P4+8CN--4e--4[P(CN)2「

C.在電解過程中CN向伯電極移動(dòng)

D.電解產(chǎn)生的H2中的氫元素來自LiOH

答案D石墨電極發(fā)生反應(yīng)P4TLi[P（CN）2],P元素化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反應(yīng)，故石墨電極為陽極，對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)

式為P4+8CN:4e-=一4[P（CN）2「,則生成1molLi[P（CN）2],理論上外電路需要轉(zhuǎn)移1mol電子,A、B錯(cuò)誤;CM應(yīng)該

向陽極移動(dòng)，即移向石墨電極,C錯(cuò)誤;由題圖知,HCN在陰極放電產(chǎn)生CN?和七,而HCN中的氫元素來自LiOH,則電

解產(chǎn)生的比中的氫元素來自LiOH,D正確。

6.（2022山東,13,4分）（雙選）設(shè)計(jì)如圖裝置回收金屬鉆。保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定，借助其降解乙酸鹽生成CO?,將

廢舊鋰離子電池的正極材料LiCoCHs）轉(zhuǎn)化為C（?+,工作時(shí)保持厭氧環(huán)境，并定時(shí)將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室。已知電極

材料均為石墨材質(zhì),右側(cè)裝置為原電池。下列說法正確的是（）

A.裝置工作時(shí)，甲室溶液pH逐漸增大

B.裝置工作一段時(shí)間后，乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸

+2+

C.乙室電極反應(yīng)式為LiCoO2+2H2O+e-=Li+Co+4OH-

D.若甲室Co?+減少200mg,乙室Ct?+增力口300mg,則此時(shí)已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移

答案BD甲池為電解池，工作時(shí)陽極發(fā)生反應(yīng):CH3coe2H2O-8e——2cO2f+7H+,陰極發(fā)生反應(yīng):C02++2e—

Co,甲室中c（H+）增大，溶液pH減小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;乙室正極發(fā)生反應(yīng):LiCoO2+4H++e=—Li++Co2++2H2O,負(fù)極發(fā)生反

+

應(yīng):CH3co0+2氏0-8^^2cChT+7H+,總反應(yīng)為8LiCoO2+25H+CH3COO-8Li++8co2++2CO2T+14H?0,故電

池工作一段時(shí)間后應(yīng)補(bǔ)充鹽酸,B項(xiàng)正確、C項(xiàng)錯(cuò)誤;甲室Co2+~2e1乙室Co2+~e;根據(jù)得失電子守恒，若沒有進(jìn)行溶液

轉(zhuǎn)移，甲、乙兩室Co?+的改變量應(yīng)為1：2,而實(shí)際上為2:3,說明此時(shí)已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移,D項(xiàng)正確。

方法技巧解答電池串聯(lián)問題的關(guān)鍵是分清電池類型（電解池和原電池），明確電極反應(yīng)，根據(jù)得失電子守恒進(jìn)行計(jì)

算。

7.（2022浙江1月選考,9,2分）下列說法正確的是（）

A.鐵與碘反應(yīng)易生成碘化鐵

B.電解ZnS04溶液可以得到Zn

C.用石灰沉淀富鎂海水中的Mg2+,生成碳酸鎂

D.S02通入BaCh溶液中生成BaSCh沉淀

18.B鐵與碘反應(yīng)生成Feb,Fe3+可氧化I,A錯(cuò)誤;電解ZnSCh溶液時(shí),ZM+可以在陰極得到電子生成Zn,B正確;石灰

沉淀海水中的Mg2+,生成Mg（OH）2,C錯(cuò)誤;SO2不與BaCL溶液反應(yīng),D錯(cuò)誤。

8.（2022浙江6月選考,21,2分）通過電解廢舊鋰電池中的LiMmO』可獲得難溶性的Li2c。3和MnOz,電解示意圖如下

（其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過。電解過程中溶液的體積變化忽略不計(jì)）。下列說法不無碘的

是（）

濾布

A.電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)

+

B.電極B的電極反應(yīng):2H2O+Mn2+-2e--MnO2+4H

C.電解一段時(shí)間后溶液中+濃度保持不變

D.電解結(jié)束，可通過調(diào)節(jié)pH除去MM+,再加入Na2cCh溶液以獲得Li2cCh

答案C電極B上Mn2+-MnO2,為陽極，電極反應(yīng)為Mn2++2H2O-2e———MnCh+4H+;電極A為陰極，電極反應(yīng)為

+

LiMn2O4+3e+8H—2Mn2++Li++4H2O,故A、B正確。由上述兩個(gè)電極反應(yīng)式可知，當(dāng)電路中通過6mol電子時(shí),

電極A上生成4molMM+,而電極B上消耗3molM/+,所以電解一段時(shí)間后溶液中Md+濃度增大,C錯(cuò)誤。通過調(diào)

節(jié)pH,MM+可生成沉淀，由題中信息可知Li2cCh是難溶的,D正確。

9.（2017課標(biāo)11,11,6分）用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一般為

H2s04-H2c2。4混合溶液。下列敘述錯(cuò)誤的是（）

A.待加工鋁質(zhì)工件為陽極

B.可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極

C.陰極的電極反應(yīng)式為:AF++3e-A1

D.硫酸根離子在電解過程中向陽極移動(dòng)

答案C本題考查電解原理的應(yīng)用。X一混2。發(fā)生氧化反應(yīng)，故鋁質(zhì)工件為陽極，A正確;陰極材料被保護(hù)，B正確；

電解質(zhì)溶液中含有大量H+,故陰極的電極反應(yīng)式為2H++2e--H2「C不正確;在電解池中，陰離子移向陽極,D正確。

知識(shí)拓展電解原理的應(yīng)用

1.電解原理在“金屬防腐''中的應(yīng)用。如:外加電流的陰極保護(hù)法。

2.電解原理在“物質(zhì)制備”中的應(yīng)用。如:尿素［CO（NH2）2］制氫氣。

3.電解原理在“環(huán)境治理”中的應(yīng)用。如:用電解法消除CN-?

10.（2015福建理綜,11,6分）某模擬“人工樹葉”電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示，該裝置能將H2O和C02轉(zhuǎn)化為Ch和燃料

（GHsO）,下列說法正確的是（）

cP光

電化學(xué)催化劑質(zhì)子交換膜光催化劑

A.該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和電能

B.該裝置工作時(shí),H+從b極區(qū)向a極區(qū)遷移

C.每生成1molO2,有44gCO2被還原

D.a電極的反應(yīng)為:3CO2+18H+-18e-^C3HQ+5H2O

答案B由模擬“人工樹葉”電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置可知,該裝置將光能和電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故A錯(cuò)誤;在電解池內(nèi)部，陽

離子向陰極遷移，故H+從b極區(qū)向a極區(qū)遷移,B正確;陰極上:3CC）2~C3H8O~18e,陽極上2H2O~C）2~4e-根據(jù)得失電子

守恒可知，當(dāng)陽極生成1mol0時(shí),陰極被還原的CO的質(zhì)量為塔x44g/mol=29.3g,故C錯(cuò)誤;a電極的反應(yīng)為

22O

+

3CO2+18H+18e-^C3H8。+5比0,故D錯(cuò)誤。

11.（2015四川理綜,4,6分）用如圖所示裝置除去含CN\CT廢水中的CN-時(shí)，控制溶液pH為9~10,陽極產(chǎn)生的CIO

將CN-氧化為兩種無污染的氣體。下列說法不正確的是（）

A.用石墨作陽極，鐵作陰極

B.陽極的電極反應(yīng)式:Cl+2OH-2e--C1O+H2O

C.陰極的電極反應(yīng)式:2氏0+2日-H2T+2OH-

D.除去CN-的反應(yīng):2CN+5clO+2H+-=N2T+2cO2T+5Q+H2O

答案DD項(xiàng)，控制溶液pH為9~10,溶液呈堿性，離子方程式應(yīng)為2CN-+5CQ+H2O-N2t+2CO2T+

5C1+20H-O

12.（2013大綱全國,9,6分）電解法處理酸性含銘廢水（主要含有CnO歹）時(shí),以鐵板作陰、陽極,處理過程中存在反應(yīng)

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