（高考）2024屆高考化學易錯題真題分層訓練-化學能與電能

(備戰(zhàn)高考)2024屆高考化學易錯題真題分層訓練

一一化學能與電能

易錯點I不理解原電池和電解池的形成條件

【分析】

1.原電池的概念及構(gòu)成條件

(1)概念和反應本質(zhì)：原電池是把化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其本質(zhì)是能自發(fā)進行的氧化還原

反應

⑵原電池的形成條件

①能自發(fā)進行的氧化還原反應

②兩個金屬活動性不同的電極(燃料電池的兩個電極可以相同)

③形成閉合呵I路，需滿足三個條件：

a.存在電解質(zhì)；b.兩電極直接或間接接觸；c.兩電極插入電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中

2.電解池的構(gòu)成

(I)與電源相連的兩個電極：與電源正極相連的電極是陽極，在陽極上發(fā)生氧化反應；與電源

負極相連的電極是陰極，在陰極上發(fā)生還原反應

(2)電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))

⑶形成閉合回路

易錯點2不會判斷原電池的正、負極

【分析】

判斷原電池正、負極的5種方法

(I)根據(jù)電極反應或總反應方程式來判斷

作還原劑、失電子、化合價升高、發(fā)生氧化反應的電極是負極

作氧化劑、得電子、化合價降低、發(fā)生還原反應的電極是正極

(2)根據(jù)外電路中電子流向或電流方向來判斷

電子流出或電流流入的?極負極：電子流入或電流流出的?極正極

(3)根據(jù)內(nèi)電路(電解質(zhì)溶液中)中離子的遷移方向來判斷

陽離子向正極移動；陰離子向負板移動

(4)根據(jù)原電池的兩電極材料來判斷

兩種金屬(或金屬與非金屬)組成的電極，若它們都與(或都不與)電解質(zhì)溶液單獨能反應，則

較活潑的金屬作負極；若只有一種電極與電解質(zhì)溶液能反應，則能反應的電極作負極

(5)根據(jù)電極現(xiàn)象來判斷

工作后，電極質(zhì)量減少，說明該電極金屬溶解，失去電子變成金屬離子，該電極為負極；電

極質(zhì)量增加或不變，說明溶液中的陽離子在該電極放電生成金屬單質(zhì)或溶液中的陽離子得電

子，該電極為正極

易錯點3不會正確書寫原電池的電極反應式

【分析】

1.電極反應遵循的三個守恒

觀察鋁蓄電池的正、負極電極反應

負極反應Pb(s)+SOS(aq)~2e-=PbSO4(s)

正極反應PbO2(s)+4H+(叫)+SO，(aq)+2e"=PbSO4(s)+2H2O(1)

放電

總反應Pb(s)+PbO(s)+2HSO(aq)^=±2PbSO4(s)+2HO(1)

224充電2

任何一個電極反應等號左、右兩邊一定遵循：得失電子守恒、電荷守恒、原子守

規(guī)律

恒

⑴得失電子守恒

①失電子一^電荷數(shù)為+m；得電子＞電荷數(shù)為一1]

②元素的化合價每升高一價，則元素的原子就會失去一個電子

③元素的化合價每降低一價，則元素的原子就會得到一個電子

(2)電荷守恒：電極反應左、右兩邊的正電荷和負電荷數(shù)相等

(3)原子守恒(質(zhì)量守恒)：電極反應左、右兩邊同種原子的原子個數(shù)一定相等

2、電極反應的書寫方法

(1)拆分法：針對比較簡單的原電池可以采取拆分法，先確定原電池的正、負極，列出正、負

極上反應的物質(zhì)，并標出相同數(shù)目電子的得失

a.寫出原電池的總反應，如2Fe3'+Cu=2Fe"+Cu"

b.把總反應按氧化反應和還原反應拆分為兩個半反應，注明正、負極，并依據(jù)質(zhì)量守恒、電

荷守恒及電子得失守恒配平兩個半反應：

正極：2Fe3++2e-=2Fe”

負極：Cu-2e==Cu2+

【微點撥】注意負極反應生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存。若不共存，則電解

質(zhì)溶液中的陰離子應寫入負極反應式中

(2)加減法：正、負極反應相加得到電池反應的離子方程式。反之，若能寫出已知電池的總反

應的離子方程式，可以減去較易寫出的電極反應式，從而得到較難寫出的電極反應式

復雜電極反應式一總反應式一簡單的電極反應式

a.寫出總反應，如Li+LiMn2C)4=Li2Mn2O4

b.寫出其中容易寫出的一個半反應(正極或負極)，如

負極：Li—e-=Li'

c.利用總反應式與上述的一極反應式相減，即得另一個電極的反應式，即

正極：LiMn2O4+L>+e-^=Li2Mn2O4

(3)“三步法”書寫電極反應一一按順序書寫：以“甲醇一一氧氣一一KOH溶液”為例

以“甲醇一一氧氣一一KOH溶液”為例

失電子電荷數(shù)為+m；得電子一^^電荷數(shù)為一n

負極的甲醇在堿性環(huán)境中變成CO、/一失去6個電子，寫成一6屋；正極的02到

第一步：得失底是變成了0H還是HzO,一定是得到4個電子，寫成+4屋，此步稱之為得、

電子守恒失電子守恒

-

負極反應：CH3OH-6C-CO.?"；

正極反應：Ch+4e—；

此時負極反應左邊的電荷數(shù)為+6,右邊的電荷數(shù)為-2,電荷顯然不守恒，為

了使左、右兩邊電荷守恒必需在左邊配工±0匚：正極反應的左邊電荷數(shù)為

第二步：電荷-4,右邊的電荷數(shù)為0,為了使左、右兩邊電荷守恒必需在右邊配4個OH,

守恒此步稱之為電荷守恒

負極反應：CH?OH—6e-+8OH"—CO32-；

正極反應：01+46―4OU；

第三步：原子觀察負極反應左、右兩邊的原子個數(shù)，C守恒，H、O不守恒，需在右邊配6個

(I)電解溶質(zhì)

電解質(zhì)濃電解質(zhì)溶

電解質(zhì)類型電極反應式及總反應式pH

度變化液復原

陽極

2CI--2e=C12t

不活潑金屬無乳酸通入HC1

陰極Cu2b+2c==Cu減小增大

鹽,如CuCL氣體

總反應式CuCh錯誤!Cu+Cbt

陽極

2Cl-2e=C12t

加入CuCh

無氧酸，如HC1陰極2H^4-2C-=H2t減小增大

固體

總反應式2HC1錯誤!H2t+Cht

(2)電解溶質(zhì)和溶劑水，生成H2和堿

電解質(zhì)電解質(zhì)濃電解質(zhì)溶

電極反應式及總反應式PH

［水溶液)度變化液復原

陽極-

2Cr-2e=CI2t

活潑金屬的

陰極2H2O+2e「=H2t+20H生成新選入HC1

無氧酸鹽(如增大

電解質(zhì)氣體

2c「+2此()錯誤!Cb1+H2t+20H

NaCl)總反應式

(3)電解溶質(zhì)和溶劑水，生成H2和堿

電解質(zhì)電解質(zhì)濃電解質(zhì)溶

電極反應式及總反應式PH

(水溶液)度變化液復原

-

不活潑金屬陽極2H2O-4C=O2t+4H+

生成新加CuO

的含氧酸鹽陰極2Cu2++4e-=2Cu減小

電解質(zhì)

或CuCO3

錯誤!+

［如CuSO4)總反應式2Cu>+2Hg2CU+O2t+4H

(4)電解溶劑水

電解質(zhì)濃電解質(zhì)溶

電解質(zhì)類型電極反應式及總反應式PH

度變化液復原

+

陽極2H2O-4e=02t+4H

+C-

含氧酸，如H2SO4陰極4H+4=2H2t增大減小加水

總反應式2H2。錯誤!2H2t+O2t

陽極-

4OH-4e-=O2t+2H2O

可溶性強堿，如

陰極增大增大加水

4H2O+4e=2H2t+40H-

NaOH

總反應式2H2。錯誤!2H2t+O2t

-+

活潑金屬含氧酸陽極2H2O-4e=O2t+4H

陰極增大不變加水

鹽，如KNCh、4H2O+4e-=2H2t+40FT

Ma2so4總反應式2H式）錯誤!2H2t+O2t

易錯點6電解精煉銅過程中的除雜

【分析】

電解精煉粗銅時，通常把純銅作陰極，把粗通板（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等）作陽

原理極，用CuS04溶液作電解質(zhì)溶液，當通以直流電時，作為陽極的粗銅逐漸溶解，在

陰極上析出純銅，這樣可得符合電氣工業(yè)要求的純度達99.95%?99.98%的銅

-I1~~

純銅粗銅

二①）三

裝置圖

Zr—2e-^=Zn2+^Fe-2e-=Fe2+ANi—2e-=Ni2+,Cu—2e-=Cu2

電極反陽極（粗銅）

應

陰極（純銅）Cu2++2e-=Cu

在精煉池的陽極，含雜質(zhì)的銅不斷溶解，比銅更活潑的Zn、Fe、Ni等也會失去電

子，但Ag、Au等金屬雜質(zhì)由于失去電子能力比Cu弱，難以在陽極溶解，它們會

如何實以單質(zhì)的形式沉積在精煉池底，形成“陽極泥”。“陽極泥”經(jīng)分離后可以得到

現(xiàn)除Ag、Au等貴重金屬。在陰極，由于溶液中的Z/+、Fe2\Ni2\等離子得到電

雜？子的能力均比C/+弱，且物質(zhì)的量濃度均比CM+小，所以只有Cu?+在陰極獲得電

子而析出Cu,這樣，在陰極就得到了純銅。長時間電解后，電解質(zhì)溶液的C『+濃

度中有所減小，且引入了Z/+、Fe2\Ni?+等雜質(zhì)，需定時除去雜質(zhì)

特點銅的電解精煉時，電解質(zhì)溶液中的Cu2+濃度中有所減?。魂枠O減少的質(zhì)量和陰極增

加的質(zhì)量不相等；陽極失電子總數(shù)和陰極得電子總數(shù)相等

電解精煉中，比需要精煉的金屬活潑的雜質(zhì)溶解，而不比需要精煉的金屬活潑的雜

微點撥

質(zhì)會沉積（如：料煉銀時Cu也會沉積）

易錯點7析氫腐蝕和吸氧腐蝕的區(qū)別與判斷

【分析】

類型析氫腐蝕（腐蝕過程中不斷有氫氣吸氧腐蝕（反應過程吸收氧氣）

放出）

條件水膜酸性較強（pHW4.3）水膜酸性很弱或呈中性

電極材負極Fe-2c==Fe2*Fe-2e==Fe2+

料及反(Fe)

應止極2H'4-2e=H2tO2+2H?O+4e=40H

（碳）

總反應式C+C2+f

F+2H=F+H22Fc+O2+2H2O=2FC(OH)2

聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍

吸氧腐蝕總反應式：2Fe+02+2H2O=2Fe（OH）2,4Fe（OH）2+02+2H2O=4Fe（OH）3,Fe（OH）3

脫去一部分水就生成Fe2O3?xH20（鐵銹主要成分）

根據(jù)介質(zhì)判斷析氫腐蝕和吸氧腐蝕：若電解質(zhì)酸性較強，如：NH￡1溶液、稀H2sO’等，則

發(fā)生析氫腐蝕，相當于金屬與酸構(gòu)成原電池：若電解質(zhì)為弱酸、中性、弱堿，則發(fā)生吸氧腐蝕，

相當于金屬、氧氣構(gòu)成燃料電池

兩種腐蝕正極的現(xiàn)象不同：析氫腐蝕正極產(chǎn)生H2,氣體壓強變大，pH增大；吸氧腐蝕正極吸

收0?，氣體壓強變小，pH增大

易錯點8有關電化學的計算

【分析】

1.計算類型

電解的相關計算包括兩極產(chǎn)物的定量計算（如質(zhì)量、氣體的體積、某元素的化合價、溶液的pH

及物質(zhì)的量濃度等）

2.電解計算的依據(jù)

⑴陽極失去的電子數(shù)=陰極得到的電子數(shù)

(2)串聯(lián)電路中通過各電解池的電子總數(shù)相等

(3)電源輸出的電子總數(shù)和電解池中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等

3.電解計算的方法

(1)根據(jù)電子守恒法計算：用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的

計算，其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等

(2)根據(jù)總反應式計算：先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據(jù)總反應式列比例式計

算

(3)根據(jù)關系式計算：根據(jù)得失電子守恒的關系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所

需的關系式

以通過4mol。一為橋梁可構(gòu)建如下關系式：

4

4e-?2c12舊2、12)?。2?2H2?2Cu?4Ag?金M

'-------V-------‘'---------*---------'

陽極產(chǎn)物陰極產(chǎn)物

(式中M為金屬，n為其離子的化合價數(shù)值)

易錯點9離子交換膜的類型和應用

【分析】

1.離子交換膜的類型

(1)陽離子交換膜一一只允許陽離子和水分子通過，阻止陰離子和氣體通過

以鋅銅原電池為例，中間用陽離子交換膜隔開

隹能1伍由油

n-<S>-n①負極反應式：Zn-2e^Zn2+

Zn,I()1Cu②正極反應式：Cu2，+2e-=Cu

——

甲乙

③Zn”通過陽離子交換膜進入正極區(qū)

--^1二M

./陽尚干1mo,*L"

④陽離子—透過陽離子交換膜—原電池正極(或電解池的

1mol?L交換膜CuSOj(aq)

ZnSOi(aq)

陰極)

(2)陰離子交換膜一一只允許陰離子和水分子通過，阻止陽離子和氣體通過

------11-----以Pt為電極電解淀粉-KI溶液，中間用陰離子交換膜隔開

①陰極反應式：2H2O+2e-=H2t+201T

JL>

/Pt②陽極反應式：2「一2e—=h

一二.e

1陰離子

n交換膜

③陰極產(chǎn)生的OFF移向陽極與陽極產(chǎn)物反應：3I2+6OH-=IO7-|-5r+3H2O

④陰離子一透過陰離子交換膜—電解池陽極（或原電池的負極）

（3）質(zhì)子交換膜一一只允許H-和水分子通過

在微生物作用下電解有機廢水（含CH3coOH）,可獲得清潔能

源H2

①陰極反應式：2H++2b=H2t

格

性

+

電②陽極反應式：CH3coOH一加一+2Hq=2CCht+8H

極

磔

有③陽極產(chǎn)生的FT通過質(zhì)子交換膜移向陰極

質(zhì)子交換膜④FT—透過質(zhì)子交換膜—原電池正極（或電解池的陰極）

2.離子交換膜類型的判斷一一根據(jù)電解質(zhì)溶液呈電中性的原則，判斷膜的類型

（1）首先寫出陰、陽兩極上的電極反應，依據(jù)電極反應式確定該電極附近哪種離子

方法與

剩余

技巧

（2）根據(jù)溶液呈電中性，判斷出離子移動的方I句，從而確定離子交換膜的類型

實例分

1

傅、*溶液

析：電解淡鹽水Na（）H

?三三三---'Na--2:-

三?三

飽和食鹽

精制商TP陽高宇作二

H0（含少量NaOH）

水交換膜2

NaCl溶液

電解飽和食鹽水時，陰極反應式為2H2O+2e-=H2f+2OH,則陰極區(qū)域破壞

分析

水的電離平衡，0H有剩余，陽極區(qū)域的Na.穿過離子交換膜進入陰極室，與0H

方法

一結(jié)合生成NaOH,故電解食鹽水中的離子交換膜是陽離子交換膜

1.（2022?廣東卷）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行電解,

實現(xiàn)A1的再生。該過程中

A.陰極發(fā)生的反應為Mg-2e-=Mg>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

2.（2023?北京海淀?統(tǒng)考二模）甲、乙同學分別用如圖所示裝置驗證鐵的電化學防腐原理,

相同時間后繼續(xù)進行實驗。

實驗①：甲同學分別向I、II中Fe電極附近滴加K3［Fe（CN）6］溶液，I中產(chǎn)生藍色沉淀，H中

無沉淀。

實驗②：乙同學分別取I、H中Fe電極附近溶液，滴力UK3［Fe（CN）6］溶液，I、II中均無沉淀。

n督

Zn—；__，二-Fe石婚一：.二-Fe

三一二一、三3b二一會二一三-；

\Z

經(jīng)酸化的3%NaCl溶液

In

卜列說法正確的是

A.I是犧牲陽極保護法，正極反應式為Oz+4c+2H2O=4OH-

B.II為外加電流陰極保護法，F(xiàn)e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K3［Fe（CN）6］在I中氧化性強于H

D.由實驗可知，兩種保護法均能保護Fe,且I［保護得更好

3.（2022?廣東-模擬預測）他提出我國要在2030年實現(xiàn)“碳達峰”，2060年前實現(xiàn)“碳

中和“。某科研小組用電化學方法將CO?轉(zhuǎn)化為CO實現(xiàn)再利用，轉(zhuǎn)化的基本原理如圖所示。

下列說法不正確的是

A.該裝置能將化學能轉(zhuǎn)化為電能

+

B.M上的電極反應方程式為2H2O-4e=O2t+4H

C.工作一段時間后，N電極室中的溶液pH增大

D.當轉(zhuǎn)化2moic02時，外電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA

4.（2022?安徽黃山?二模）羥基自由基（?OH）是自然界中氧化性僅次于氟的氧化劑。我國

科學家設計了?種能將苯酚氧化為CO?和H2O的原電池-電解池組合裝置（如下圖所示），該裝

置能實現(xiàn)發(fā)電、環(huán)保二位一體。下列說法錯?誤?的是

L

石墨烯復合導

/電凝膠顆粒

Na2SO4高濃度含

溶液苯酚廢水

【室H室in室

A.b極為負極，d極為陽極

B.b電極區(qū)每產(chǎn)生3moicCh,c電極區(qū)溶液質(zhì)最減輕14g

+

C.d電極的電極反應式：H20-e=?0H+H

D.工作時，如果H室中Na+、Cl-數(shù)目都減小，則M為陽離子交換膜

5.（2023?全國乙卷）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)。?種

室溫鈉-硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪啤膜上作為一個電極，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：ySs+e^^Sf,

；Sj+e-S；,2Na++-Sj-+2（1--）e-Na2sx

244

鈉電極

電解質(zhì)

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-*b

+

C.放電時正極反應為：2Na+^S8+2e-*Na2Sx

O

D.炭化纖維素紙的作用是增強硫電極導電性能

6.（2023?山東淄博?校聯(lián)考二模）微生物燃料電池碳氮聯(lián)合去除的氮轉(zhuǎn)化系統(tǒng)原理如圖所示。

下列說法錯誤的是

A.a極電勢低于b極

B.因子交換膜是質(zhì)子交換膜

C.a、b兩極生成CO?和N?的物質(zhì)的量之比為5：4

D.好氧微生物反應器中反應的離子方程式為NH；+2O2=NO；+H2O+2H+

7.（2023?新課標卷）一種以丫?。、和Zn為電極、Z^CFSO）水溶液為電解質(zhì)的電池，其示

意圖如下所示。放電時，Z/+可插入V9s層間形成Zn、*O「nHq。下列說法錯誤的是

B.放電時辦2+由負極向正極遷移

C.充電總反應：xZn+V2O5+nH2O=ZnxV2O5nH2O

2+

D.充電陽極反應：ZnxV2O5nH2O-2xe=xZn+V2O5+nH2O

8.（2023?山東濟寧?統(tǒng)考二模）某AgNO,濃差電池的裝置如圖所示，該電池使用前先將K

與M連接一段時間，K再與N連接，當正負電極室中溶液的濃度相等時，電池將停止放電。

下列說法錯誤的是

A.K與M連接時，當電路中轉(zhuǎn)移O.lmol電子時，乙室溶液質(zhì)量減少17g

B.K與N連接時，甲室的電極反應式為Ag-e-=Ag+

C.若換成陽離子交換膜，電池將不能正常使用

D.K分別與M、N連接時，NO；在電解質(zhì)溶液中的移動方向相反

9.（2022?陜西西安?二模）據(jù)文獻報道，一種新型的微生物脫鹽電池的裝置如圖所示，關于

該電池裝置說法正確的是

A.Y為陰離子選擇性交換膜

B.左室溶液堿性增強

C.負極反應是CH3coO+2H2O-8e=2CO2t+7H+

D.轉(zhuǎn)移2moi電子，海水脫去氯化鈉的質(zhì)量是58.5g

10.（2023?湖北卷）我國科學家設計如圖所示的電解池，實現(xiàn)了海水直接制備氫氣技術的綠

色化。該裝置工作時陽極無CI?生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為足01小」。

下列說法錯誤的是

------------hb------------

點「交按膜

情透汽不透液態(tài)水

性

電的PTFE腴

極

b30%KOH溶液

海水

A.b電極反應式為2H?O+2e-=H2T+20#

B.離子交換膜為陰離子交換膜

C.電解時海水中動能高的水分子可穿過PTFE膜

D.海水為電解池補水的速率為2miol

11.(2023?廣東?統(tǒng)考二模)利用[Fe(CN)J-/[Fe(CN)6『介質(zhì)耦合微生物電化學系統(tǒng)與

電催化還原CO?系統(tǒng)，既能凈化廢水，又能CO2向高附加值產(chǎn)物轉(zhuǎn)化，其工作原理示意圖如圖

a和圖b所示，下列說法錯誤的是

電源

丙

質(zhì)子交換膜質(zhì)子交換膜

A.圖a裝置和圖b裝置中的H+都是從左向右移動

B.圖a裝置中甲電極的反應式為：CH,COO--8e-+7OH-=2CO2T+5H2O

C.圖b裝置中丙電極的電勢比丁電極高

D.圖b裝置中丁電極中每消耗22.4LCO2(標準狀況)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為3.612x10"

12.(2022?北京卷)利用下圖裝置進行鐵上電鍍銅的實臉探究。

序

裝置示意圖電解質(zhì)溶液實驗現(xiàn)象

號

0.1mol/LCuSO4陰極表面有無色氣體，一段時間后陰極表面有紅色

1"①

-+少量H2s固體，氣體減少。經(jīng)檢驗電解液中有Fe?*

Cu-Fe

-_二::才0.1mol/LCuSO4陰極表面未觀察到氣體，?段時間后陰極表面有致

11解質(zhì)溶部1②

+過量氨水密紅色固體。經(jīng)檢驗電解液中無Fc元素

下列說法不氐砸的是

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

+2+2+2+

B.①中檢測到Fe2+,推測可能發(fā)生反應：Fe+2H=Fe-H2.Fc+Cu=Fe+Cu

C.隨陰極析出Cu,推測②中溶液c(Cu")減少，(2/++4?>^3^^[(211(?^43)/”平衡逆移

D.②中C產(chǎn)生成[Cu(NH)「使得c(Cu2+)比①中溶液的小，Cu緩慢析出，鍍層更致密

13.(2023?河北石家莊?校聯(lián)考模擬預測)雙極膜(BP)可以在電場作用下，使水分子快速解

離為OH-和H+，并透過陰、陽離子膜進入溶液。用此工藝捕獲煙道氣中的CO2過程如圖所示,

己知鹽室中生成CaCO,實現(xiàn)捕獲，卜列說法正確的是

BP