
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高考化學(xué)試題分類(lèi)解析電化學(xué)基本原理
2018年化學(xué)高考題
1.(2018全國(guó)H理綜,12,6分)我國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na?CO2二次
電池。將NaCIO,溶于有機(jī)溶劑作為電解液,鈉和負(fù)載碳鈉米管的銀網(wǎng)分別作為電極材料,
電池的總反應(yīng)為:3CO2+4Na=^2Na2CO3+C。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.[ZK(即放電時(shí),CIO4-向負(fù)極移動(dòng)
B.充電時(shí)釋放CO2,放電時(shí)吸收C02
C.放電時(shí),正極反應(yīng)為:3CO2+4e?=2CO32-+C
D.充電時(shí),正極反應(yīng)為:Na,+e='Na
1.D本題考查化學(xué)電源。結(jié)合總反應(yīng)式和題圖可知,該電池放電時(shí)Na為負(fù)極,Ni為正極。
Na-CO2二次電池放電時(shí)為原電池,充電時(shí)為電解池。結(jié)合總反應(yīng)進(jìn)行分析作答。電池放電
時(shí),CIO4-向負(fù)極移動(dòng),A項(xiàng)正確;結(jié)合總反應(yīng)可知放電時(shí)需吸收CO2,而充電時(shí)釋放出CO2,
B項(xiàng)正確;放電時(shí),正極CO?得電子被還原生成單質(zhì)C,即電極反應(yīng)式為3co2+4e-===2CO32-+C,
C項(xiàng)正確;充電時(shí)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),即C被氧化生成CO2,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.(2018全國(guó)HI理綜,11,6分)一種可充電鋰-空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時(shí),。2與
Li+在多孔碳材料電極處生成Li2O2.x(x=0或1)<,下列說(shuō)法正確的是
非水電解質(zhì)/高聚物隔膜
A.放電時(shí),多孔碳材料電極為負(fù)極
B.放電時(shí),外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極
C.充電時(shí),電解質(zhì)溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移
(1-5)
D.充電時(shí),電池總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2*^=2Li+/02
2.D本題考查原電池和電解池知識(shí),意在考查考生對(duì)電化學(xué)知識(shí)的運(yùn)用能力。根據(jù)電池工
作原理,多孔碳材料吸附02,02在此獲得電子,所以多孔碳材料電極為電池的正極,A
項(xiàng)錯(cuò)誤;放電時(shí)電子從負(fù)極(鋰電極)流出,通過(guò)外電路流向正極(多孔碳材料電極),B項(xiàng)
錯(cuò)誤;Li.帶正電荷,充電時(shí),應(yīng)該向電解池的陰極(鋰電極)遷移,C項(xiàng)錯(cuò)誤;充電時(shí),電
池總反應(yīng)為L(zhǎng)i20x/===2Li+(1-1)02,D項(xiàng)正確。(ZK)]
3.(2018全國(guó)I理綜,6分)最近我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2+H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化
裝置,實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣中C02和H2s的高效去除。示意圖如圖所示,
(CH..COW)I<CH4.CO八HjS葬)
其中電極分別為ZnO@>H墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯電極區(qū)
發(fā)生反應(yīng)為:
①EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe34
②2EDTA-Fe3++H2S=2H++S+2EDTA-Fe2+
該裝置工作時(shí),下列敘述錯(cuò)誤的是
+
A.陰極的電極反應(yīng):CO2+2H+2e=CO+H2O
B.協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng):CO24-H2S=CO+H2O+S
C.石墨烯上的電勢(shì)比ZnOa@石墨烯上的低
D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA—Fe2+,溶液需為酸性
3.C本題考查電解原理的應(yīng)用,意在考查考生的綜合分析能力、處理新信息能力。陰極發(fā)
生還原反應(yīng),氫離子由交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移,陰極的電極反應(yīng)式為CO2+2e===CO4-H2O,
A項(xiàng)正確;結(jié)合陽(yáng)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng),可知協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)為C02+H2s===S+C0+H2。,B
項(xiàng)正確;石墨烯作陽(yáng)極,其電勢(shì)高于2門(mén)0@石墨烯的,C項(xiàng)錯(cuò)誤;Fe3+、Fe2+在堿性或中性
介質(zhì)中會(huì)生成沉淀,它們只穩(wěn)定存在于酸性較強(qiáng)的介質(zhì)中,D項(xiàng)正確。
4.(2018北京理綜,12,6分)驗(yàn)證犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,實(shí)驗(yàn)如下(燒杯內(nèi)均為經(jīng)過(guò)酸化
的3%NaCI溶液)。
下列說(shuō)法不正確的是
A.對(duì)比②③,可以判定Zn保護(hù)了Fe
B.對(duì)比①②,K3\[Fe(CN)6\]可能將Fe氧化
C.驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時(shí)不能用①的方法
D.將Zn換成Cu,用①的方法可判斷Fe比Cu活潑
4.D本題考查金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)|②中Zn作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)生成ZM+,Fe作
正極被保護(hù),所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入鐵鈍化鉀溶液,試管內(nèi)無(wú)明顯變化。但
③中沒(méi)有Zn保護(hù)Fe,Fe在酸性環(huán)境中發(fā)生析氫腐蝕,F(xiàn)e作負(fù)極被氧化生成FM+,所以取出
的少量Fe附近的溶液中滴入鐵制化鉀溶液,生成藍(lán)色沉淀,對(duì)比②③可知Zn保護(hù)了Fe,A
項(xiàng)正確;①與②的區(qū)別在于:前者是將鐵氟化鉀溶液直接滴入燒杯中,而后者是在取出的少
量Fe附近的溶液中滴加鐵虱化鉀溶液,①中出現(xiàn)了藍(lán)色沉淀,說(shuō)明有Fe?+生成。對(duì)比分析
可知,可能是鐵氯化鉀氧化Fe生成了Fe%B項(xiàng)正確;通過(guò)上述分析可知,驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe
時(shí)不能用①的方法,C項(xiàng)正確;若將Zn換成Cu,鐵氟化鉀仍會(huì)將Fe氧化為F5+,在鐵的表
面同樣會(huì)生成藍(lán)色沉淀,所以無(wú)法判斷Fe2+是不是負(fù)極產(chǎn)物,即無(wú)法判斷Fe與Cu的活潑
性,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
5.(2018海南,8,4分)(雙選)一種鎂氧電池如圖所示,電極材料為金屬鎂和吸附氧氣的活
性炭。電解液為KOH濃溶液。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.電池總反應(yīng)式為:2Mg+O2+2H2O===2Mg(OH)2
B.正極反應(yīng)式為:Mg-2e===Mg2+
C.活性炭可以加快02在負(fù)極上的反應(yīng)速率
D.電子的移動(dòng)方向由a經(jīng)外電路到b
5.BC鎂是活潑金屬作負(fù)極,電極反應(yīng)式為:Mg2+-2e-=Mg2+,吸附氧氣的活性炭作為正
極,電極反應(yīng)式為:O2+2H2O+4——4OH,總反應(yīng)式為2Mg+Oz+2H2O—2Mg(OHbA、
D觀點(diǎn)正確,B觀點(diǎn)錯(cuò)誤;活性炭,內(nèi)部具有疏松多孔的結(jié)構(gòu),用作正極能夠幫助02在正
極上放電,C觀點(diǎn)不正確,答案選B、Co
2017年化學(xué)高考題
1.【20”年高考全國(guó)卷I】支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁,常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防
腐,工作原理如圖所示,其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽(yáng)極。下列有關(guān)表述不正確的是
A.通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零
B.通電后外電路電子被強(qiáng)制從高啟鑄鐵流向鋼管樁
C.高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽(yáng)極材料和傳遞電流
D.通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整
【答案】C
【解析】本題考查實(shí)際應(yīng)用中的電化學(xué)腐蝕(外加電流的陰極保護(hù)法)。審題抓住“外加電流的
陰極保護(hù)法〃、高硅鑄鐵為惰性輔助陽(yáng)極等。依題意,鋼管樁為陰極,電子流向陰極,陰極
被保護(hù),鋼管樁表面腐蝕電流是指鐵失去電子形成的電流,接近于0,鐵不容易失去電子,
A項(xiàng)正確;陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng),失去電子,電子經(jīng)外電路流向陰極,B項(xiàng)正確;高硅鑄鐵
作陽(yáng)極,陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng),陽(yáng)極上主要是海水中的水被氧化生成氫氣,惰性輔助陽(yáng)極不
被損耗,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)海水對(duì)鋼管樁的腐蝕情況,增大或減小電流強(qiáng)度,D項(xiàng)正確。
【名師點(diǎn)睛】本題易錯(cuò)誤理解"腐蝕電流",腐蝕電流即指金屬被腐蝕時(shí)形成原電池而產(chǎn)生的
電流,腐蝕電流為0,就是金屬?zèng)]有被腐蝕。原電池中電子流向:負(fù)極1正極;電解池中電流
流向:正極T陽(yáng)極,陰極1負(fù)極。在金屬保護(hù)中,外加電流的陰極保護(hù)法中陽(yáng)極常為惰性電
極,海水中水發(fā)生氧化反應(yīng):2H2O-4e--O2個(gè)+4H,
2.【20”年高考全國(guó)卷II】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H2s。4+2c2。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(yáng)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:A|3,+3e....Al
D.硫酸根離子在電解過(guò)程中向陽(yáng)極移動(dòng)
【答案】C
【解析】本題考查電解原理的應(yīng)用。利用電解氧化法在鋁制品表面形成致密的AI2O3薄膜,
即待加工鋁質(zhì)工件作陽(yáng)極,A項(xiàng)正確;陰極與電源負(fù)極相連,對(duì)陰極電極材料沒(méi)有特殊要求,
可選用不銹鋼網(wǎng)等,B項(xiàng)正確;電解質(zhì)溶液呈酸性,陰極上應(yīng)是H?放電,C項(xiàng)錯(cuò)誤;在電解
過(guò)程中,電解池中的陰離子向陽(yáng)極移動(dòng),D項(xiàng)正確。
3.(2017年高考全國(guó)卷全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低,其工作原理如圖所示,
其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料,電池反應(yīng)為:16Li+xS8--8U2sx(2WxW8)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤
的是
A.電池工作時(shí),正極可發(fā)生反應(yīng):2Li2s6+2Li++2e----3Li2S4
B.電池工作時(shí),外電路中流過(guò)0.02mol電子,負(fù)極材料減重0.14g
C.石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性
D.電池充電時(shí)間越長(zhǎng),電池中Li2s2的量越多
【答案】D
【解析】本題考查電化學(xué)知識(shí)。原電池工作時(shí),正極發(fā)生一系列得電子的還原反應(yīng),
即:Li2s8~>Li2s6fLi2s4">Li2s2,其中可能有2Li2s6+2Li++2e-3Li2s4,A項(xiàng)正確;該電池工作時(shí),
每轉(zhuǎn)移0.02mol電子,負(fù)極有0.02molLi(質(zhì)量為0.14g)被氧化為L(zhǎng)i\則負(fù)極質(zhì)量減少0.14g,
B項(xiàng)正確;石墨烯能導(dǎo)電,用石墨烯作電極,可提高電極a的導(dǎo)電性,C項(xiàng)正確;充電過(guò)程
中,Li2s2的量逐漸減少,當(dāng)電池充滿電時(shí),相當(dāng)于達(dá)到平衡狀態(tài),電池中Li2s2的量趨于不
變,故不是電池充電時(shí)間越長(zhǎng),電池中Li2s2的量越多,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
4.(2017年高考海南卷】一種電化學(xué)制備N(xiāo)H3的裝置如圖所示,圖中陶瓷在高溫時(shí)可以傳
輸田。下列敘述錯(cuò)誤的是
氨氣
A.Pb電極b為陰極
+
B.陰極的反應(yīng)式為:N2+6H4-6e-=2NH3
C.H+由陽(yáng)極向陰極遷移
D.陶瓷可以隔離N2和H2
【答案】A
【名師點(diǎn)睛】本題考查電解原理,首先判斷陰陽(yáng)兩極,陰極連接電源的負(fù)極,陰極上得到電
子化合價(jià)降低,發(fā)生還原反應(yīng),氏極連接電源的正極,陽(yáng)極上失去電子化合價(jià)升高,發(fā)生氧
化反應(yīng),然后判斷電極材料,惰性電極還是活動(dòng)性金屬作電極,活動(dòng)性金屬作陽(yáng)極,活動(dòng)性
金屬先失電子,如果是惰性材料作陽(yáng)極,則是還原性強(qiáng)的陰離子先失電子,氧化性強(qiáng)的離子
在陰極上得電子;電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)是高考的熱點(diǎn),一般需要根據(jù)裝置圖完成,需要看清反
應(yīng)環(huán)境。
5.[2017年高考浙江卷】銀鋅電池是一種常見(jiàn)化學(xué)電源,其反應(yīng)原理:Zn+Ag2O+
H2O===Zn(OH)2+2Ag,其工作示意圖如下。下列說(shuō)法不正確的是Zn電極d^1Ag2。電極
A.Zn電極是負(fù)極
B.AgzO電極發(fā)生還原反應(yīng)m黑
_
C.Zn電極的電極反應(yīng)式:Zn-2e+2OH-===Zn(OH)2
D.放電前后電解質(zhì)溶液的pH保持不變
【答案】D
【考點(diǎn)】考查原電池工作原理,陌生原電池反應(yīng)的正負(fù)極、反應(yīng)類(lèi)型、電極方程式書(shū)寫(xiě)判斷
【解析】根據(jù)給出原電池原理反應(yīng),從化合價(jià)角度分析,Zn化合價(jià)升高失去電子為負(fù)極,
電解質(zhì)為KOH,電極方程式為Zn?2e-+2OH-=Zn(OH)2,A、C正確;AgzO化合價(jià)降低為正極,
被還原,B正確;總反應(yīng)顯示反應(yīng)過(guò)程中生成水,原溶液顯堿性,所以堿性減弱,PH減小
2016-2013年化學(xué)高考題
1.【2016年高考北京卷】用石墨電極完成下列電解實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)二
__\
裝置
/!c'd|/—
氯化鈉溶液潤(rùn)濕的pH試紙
現(xiàn)象a、d處試紙變藍(lán);b處變紅,局部褪色;兩個(gè)石墨電極附近有氣泡產(chǎn)生;n處有氣
___________________C處無(wú)明顯變化泡產(chǎn)生;……
下列對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋或推測(cè)不合理的是()
A.a、d處:2Hqi2c-HH+2OH-
B.b處:2C1?2e』Cl2T
C..c處,發(fā)生了反應(yīng):Fe-2e-^=Fe2+
D.根據(jù)實(shí)驗(yàn)一的原理,實(shí)驗(yàn)二中m處能析出銅
【答案】B
【解析】a、d處試紙變藍(lán),說(shuō)明溶液顯堿性,是溶液中的氫離子得到電子生成氫氣,氫氧
根離子剩余造成的,故A項(xiàng)正確;b處變紅,局部褪色,說(shuō)明是溶液中的氫氧根和氯離子同
時(shí)放電,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;c處為陽(yáng)極,鐵失去電子生成亞鐵離子,故C項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)一中ac
形成電解池,db形成電解池,所以實(shí)驗(yàn)二中也相當(dāng)于形成三個(gè)電解池(一個(gè)球兩面為不同的
兩極),m為電解池的陰極,另一球朝m的一面為陽(yáng)極(n的背面),故相當(dāng)于電鍍,即m上
有銅析出,故D項(xiàng)正確。
【考點(diǎn)定位】本題主要是考查電解原理的應(yīng)用。
【名師點(diǎn)睛】化學(xué)反應(yīng)主要是物質(zhì)變化,同時(shí)也伴隨著能量變化。電化學(xué)是化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)
化關(guān)系的化學(xué)。電解池是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置,它可以使不能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)借助于
電流而發(fā)生。與外接電源正極連接的電極為陽(yáng)極,與外接電源的負(fù).極連接的電極為陰極。
陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng)。若陽(yáng)極是活性電極(除Au、Pl、C之外的電極),則
電極本身失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng);若是惰性電極(Au、Pt、C等電極),則是溶液中的陰離
子放電,放電的先后順序是S2>I>B「>C1>OH>含氧酸根離子,陰極則是溶液中的陽(yáng)離子放
電,放電順序是Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+,與金屬活動(dòng)性順序剛好相反。因此掌握電解池反
應(yīng)原理是本題解答的關(guān)鍵。注意依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析可能發(fā)生的電極反應(yīng)。
2.【2016年高考海南卷】某電池以K2FeO4和Zn為電極材料,KOH溶液為電解溶質(zhì)溶液。
下列說(shuō)法正確的是()
A.Zn為電池的負(fù)極
+
B.正極反應(yīng)式為2FeCV-+10H+6e-=Fe2O3+5H2O
C.該電池放電過(guò)程中電解質(zhì)溶液濃度不變
D.電池工作時(shí)OFT向負(fù)極遷移
【答案】AD
【解析】A.根據(jù)化合價(jià)升降判斷,Zn化合價(jià)只能上升,故為負(fù)極材料,K2FeO4為正極材
料,正確;B.KOH溶液為電解質(zhì)溶液,則正極電極方程式為ZFeCV-+6e-+
8H2O=2Fe(OH)3+10OH,錯(cuò)誤;C.該電池放電過(guò)程中電解質(zhì)溶液濃度減小,錯(cuò)誤;D.電
池工作時(shí)陰離子ST向負(fù)極遷移,正確;故選AD。
【考點(diǎn)定位】考查原電池原理及化學(xué)電源。
【名師點(diǎn)睛】原電池原理是建立在氧化還11原和電解質(zhì)溶液基礎(chǔ)上,借助氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)
化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化,是高考命題重點(diǎn),題目主要以選擇題為主,主要圍繞原電池的工
作原理、電池電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)與判斷、新型電池的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用等進(jìn)行命題。
3.【2016年高考上海卷】圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中,x軸表示實(shí)驗(yàn)時(shí)流入正極的電
子的物質(zhì)的量,y軸表示()
A.銅棒的質(zhì)量B.c(Zn2+)
+2
C.c(H)D.c(SO4)
【答案】C
【解析】該裝置構(gòu)成原電池,Zn是負(fù)極,Cu是正極。A.在正極Cu上溶液中的H+獲得電
子變?yōu)闅錃?Cu棒的質(zhì)量不變,錯(cuò)誤;B.由于Zn是負(fù)極,不斷發(fā)生反應(yīng)Zn-2e==Zn2+,
所以溶液中c(Zn2+)增大,錯(cuò)誤;C.由于反應(yīng)不斷消耗H+,所以溶液的c(H+)逐漸降低,正
確;D.SCh?一不參加反應(yīng),其濃度不變,錯(cuò)誤。
【考點(diǎn)定位】考查原電池基本原理和溶液中離子濃度變化。
【名師點(diǎn)睛】原電池原理無(wú)論在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活和科學(xué)研究領(lǐng)域都有著重要用途,尤其
在金屬的腐蝕與防護(hù)、新能源的開(kāi)發(fā)和利用方面有著不可替代的作用,因此也是歷年高考必
考知識(shí)點(diǎn)之一。無(wú)論題型如何變化,如果把握原電池的工作原理、電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)
方程式問(wèn)題都會(huì)迎刃而解。在原電池中,一般活潑金屬做負(fù)極、失去電子、發(fā)生氧化反應(yīng)(金
屬被氧化)、逐漸溶解(或質(zhì)量減輕);不活潑金屬(或?qū)щ姷姆墙饘伲┳稣龢O、發(fā)生還原反
應(yīng)、有金屬析出(質(zhì)量增加)或有氣體放出;電子從負(fù)極流出經(jīng)過(guò)外電路流回正極,電流方
向正好相反:溶液中離子濃度變化及移動(dòng)方向由電極反應(yīng)決定。
4.(2016年高考四川卷】某電動(dòng)汽車(chē)配載一種可充放電的鋰離子電池。放電時(shí)電池的總反
應(yīng)為:Lii-rCoC>2+LixC6=LiCoO2+C6(x<l)。下列關(guān)于該電池的說(shuō)法不正確的是()
A.放電時(shí),Li+在電解質(zhì)中由負(fù)極向正極遷移
B.放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)itC6-xe=xLi++C6
C.充電時(shí),若轉(zhuǎn)移Imole,石墨C6電極將增重7xg
+
D.充電時(shí),陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoCh-xe-=Li1..vCoO2+xLi
【答案】C
【解析】該電池放電時(shí)是原電池,帶正電荷的陽(yáng)離子向正極移動(dòng),放電時(shí)負(fù)極失去電子,電
極反應(yīng)式為L(zhǎng)ixCe—xe=XL「+C6,A、B項(xiàng)正確;充電時(shí)是電解池,陰極石墨(C6)發(fā)生還
原反應(yīng):若轉(zhuǎn)移1mol電子,則石墨C6電極增重7g,陽(yáng)極失去電
子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoCh-xe=LiirCoO2+xLi',C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。
【考點(diǎn)定位】考查電化學(xué)原理的應(yīng)用,化學(xué)電源。
【名師點(diǎn)睛】電化學(xué)問(wèn)題分析思路:首先要根據(jù)題給信息和裝置確定考查的是原電池和電解
池,然后根據(jù)反應(yīng)類(lèi)型、電子和電流方向、電解質(zhì)中的離子流向、電極材料和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等確
定裝置的兩極,結(jié)合電極材料和離子種類(lèi)、放電順序確定放電的微粒,結(jié)合溶液的酸堿性、
反應(yīng)物和生成物結(jié)合原子守恒和電荷守恒確定電極反應(yīng)式,進(jìn)一步確定總反應(yīng)進(jìn)行作答。涉
及電化學(xué)計(jì)算要緊抓電子守恒,涉及酸堿性分析要根據(jù)電極反應(yīng)分析電極周?chē)膒H變化,
根據(jù)總反應(yīng)分析整個(gè)過(guò)程中的pH變化。
5.[2016年高考新課標(biāo)I卷】三室式電滲析法處理含稀Na2so溶液
Na2sCh廢水的原理如圖所示,采用悟性電極,ab、cd均11;
為離子交換膜,在直流電場(chǎng)的作月下,兩膜中間的Na+1|
和SOJ一可通過(guò)離子交換膜,而兩端隔室中離子被阻擋不T7ITT-------------
能進(jìn)入中間隔室。二二二二二二二1三:
負(fù)極區(qū)..................正
下列敘述正確的是()一濃啊%溶液Q
A.通電后中間隔室的SO4?一離子向正極遷移,正極區(qū)溶
液pH增大
B.該法在處理含Na2s04廢水時(shí)可以得到NaOH和H2s產(chǎn)品
C.負(fù)極反應(yīng)為2H2O_4e-=O2+4H+,負(fù)極區(qū)溶液pH降低
D.當(dāng)電路中通過(guò)Imol電子的電量時(shí),會(huì)有0.5mol的02生成
【答案】B
【解析】A.根據(jù)同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引的原則,在電解池中陰離子會(huì)向正電
荷較多的陽(yáng)極區(qū)定向移動(dòng),因此通電后中間隔室的S04?一離子向正極遷移,;在正極區(qū)帶負(fù)電
荷的OH-失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)而放電,由于破壞了附近水的電離平衡,使溶液中
c<H+)>c(OH),所以正極區(qū)溶液酸性增強(qiáng),溶液的pH減小,錯(cuò)誤;B.陽(yáng)極區(qū)氫氧根放電,
溶液中產(chǎn)生硫酸,陰極區(qū)氫離子獲得電子,發(fā)生還原反應(yīng)而放電,破壞了附近的水的電離平
衡,使溶液中c(OH)>c(H+),所以產(chǎn)生氫氧化鈉,因此該法在處理含Na2s04廢水時(shí)可以得
到NaOH和H2s04產(chǎn)品,正確;C.負(fù)極區(qū)氫離子得到電子,使溶液中c(H+)增大,所以負(fù)極
區(qū)溶液pH升高,錯(cuò)誤;D.當(dāng)電路中通過(guò)Imol電子的電量時(shí),根據(jù)整個(gè)閉合回路中電子轉(zhuǎn)
移數(shù)目相等可知反應(yīng)產(chǎn)生氯氣的物質(zhì)的量是n(O2)=lmol^4=0.25mol,錯(cuò)誤。
【考點(diǎn)定位】考查電解原理的應(yīng)用的知識(shí)。
【名師點(diǎn)睛】化學(xué)反應(yīng)主要是物質(zhì)變化,同時(shí)也伴隨著能量變化。電化學(xué)是化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)
化關(guān)系的化學(xué)。電解池是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置,它可以使不能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)借助于
電流而發(fā)生。與外接電源正極連接的電極為陽(yáng)極,與外接電源的負(fù)極連接的電極為陰極。陽(yáng)
極發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng)。若陽(yáng)極是活性電極(除Au、Pt、C之外的電極),則電
極本身失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng);若是惰性電極(Au、Pt、C等電極),則是溶液中的陰離子
放電,放電的先后順序是S2>r>Br>Cl>OH>含氧酸根離子,陰極則是溶液中的陽(yáng)離子放電,
放電順序是Ag+>Hg2+>Fc3+〉Cu2+〉H+,與金屬活動(dòng)性順序剛好相反。溶液中的離子移方向符
合:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引的原則,即陽(yáng)離子向陰極區(qū)移動(dòng),陰離子向陽(yáng)極
區(qū)移動(dòng)。掌握電解池反應(yīng)原理是本題解答的關(guān)鍵。本題難度適中。
6.[2016年高考新課標(biāo)H卷】Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。
下列敘述錯(cuò)誤的是()
A.負(fù)極反應(yīng)式為Mg—
B.正極反應(yīng)式為Ag.+b^Ag
C.電池放電時(shí)C廠由正極向負(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】B
【解析】該電池中還原性較強(qiáng)的Mg為負(fù)極,失去2個(gè)電子發(fā)生氧化反應(yīng),A項(xiàng)正確;氧化
性較強(qiáng)的AgCl為正極,發(fā)生還原反應(yīng),正極反應(yīng)式為AgCl+e--Ag+Cl,B項(xiàng)錯(cuò)誤;
由于Mg失去電子成為Mg2+,使負(fù)極區(qū)域帶正電,AgCl得到電子生成Ag和C「,使正極
區(qū)域帶負(fù)電,因此C「由正極向負(fù)極遷移,使電解質(zhì)溶液保持電中性,C項(xiàng)正確;氯化還原
反應(yīng)為放熱反應(yīng),鎂與熱水能發(fā)生置換反應(yīng)生成Mg(OH”和Hz,D項(xiàng)正確。
【考點(diǎn)定位】考查原電池的工作原理。
【名師點(diǎn)睛】本題以Mg-AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池為載體,考
查原電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě),離子的遷移方向等知識(shí)?;瘜W(xué)電源是高考中的熱點(diǎn),也是難點(diǎn),
學(xué)生要結(jié)合原電池的知識(shí)來(lái)推斷試題給出的化學(xué)電源的工作原理,然后結(jié)合化合價(jià)的變化判
斷正、負(fù)極。
7.【2016年高考新課標(biāo)III卷】鋅-空氣燃料電池可用作電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電源,電池的電解質(zhì)溶液
為KOH溶液,反應(yīng)為2Zn+Ch+4OH+2H2O===2Zn(OH):。下列說(shuō)法正確的是()
A.充電時(shí),電解質(zhì)溶液中K+向陽(yáng)極移動(dòng)
B.充電時(shí),電解質(zhì)溶液中c(OHT)逐漸減小
C.放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為:Zn+40H-2e=Zn(OH)f
D.放電時(shí),電路中通過(guò)2moi電子,消耗氧氣22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
【答案】C
【解析】A、充電時(shí)陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),故錯(cuò)誤;B、放電時(shí)總反應(yīng)為:
2Zn+O2+4KOH+2H2O=2K2Zn(OH)4,,則充電時(shí)生成氫氧化鉀,溶液中的氫氧根離子濃度
增大,故錯(cuò)誤;C、放電時(shí),鋅在負(fù)極失去電子,故正確;D、標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L氧氣的物
質(zhì)的量為1mol,對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)移4moi電子,故錯(cuò)誤。
【考點(diǎn)定位】考查原電池和電解池的工作原理。
【名師點(diǎn)睛】本題考查原電池的工作原理和電解池工作原理,這是兩個(gè)裝置的重點(diǎn),也是新
電池的考查點(diǎn),需要熟記,同時(shí)考查對(duì)知識(shí)的靈活運(yùn)用;電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)是電化學(xué)中必考
的一項(xiàng)內(nèi)容,一般先寫(xiě)出還原劑(氧化劑)和氯化產(chǎn)物(還原產(chǎn)物),然后標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的
數(shù)目,最后根據(jù)原子守恒和電荷守恒完成缺項(xiàng)部分和配平反應(yīng)方程式,作為原電池,,正極
--2-
反應(yīng)式為:O2+2H2O+4e=40H,負(fù)極電極反應(yīng)式為:Zn+40H-2e=Zn(OH)4;
充電是電解池,陽(yáng)離子在陰極上放電,陰離子在陽(yáng)極上放電,即陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),陰離子
向陽(yáng)極移動(dòng),對(duì)可充電池來(lái)說(shuō),充電時(shí)原電池的正極接電源正極,原電池的負(fù)極接電源的負(fù)
極,不能接反,否則發(fā)生危險(xiǎn)或電極互換,電極反應(yīng)式是原電池電極反應(yīng)式的逆過(guò)程;涉及
到氣體體積,首先看一下有沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)狀況,如果有,進(jìn)行計(jì)算,如果沒(méi)有必然是錯(cuò)誤選項(xiàng)。
掌握原電池和電解池反應(yīng)原理是本題解答的關(guān)鍵。本題難度適中。
8.【2016年高考浙江卷】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(chē)和移動(dòng)設(shè)備的電源。該類(lèi)電池放電的總反應(yīng)方程式為:
4M+〃O2+2〃H2O=4M(OH)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(shuō)法不氐硬的是()
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,A1-空氣電池,
的理論比能量最高/--------
C.M-空氣電池放電過(guò)程的正極反應(yīng)式:I*'"1一
4M"++〃C>2+2〃H2O+4〃e-=4M(OH)“
D.在M-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(yáng)離子交換膜
【答案】C
【解析】多孔電極的接觸面積大,有利于氧氣的吸附,A項(xiàng)正確;根據(jù)信息提示,相同質(zhì)量
的Mg、AI>Zn完仝反應(yīng),失去電子的物質(zhì)的量分別為居mol、為mol、者^(guò)moLB1頁(yè)正
確;正極為02放電,電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-,C項(xiàng)錯(cuò)誤;不能采用堿性電
解質(zhì),否則負(fù)極產(chǎn)生的Mg?'與OK反應(yīng)生成沉淀,采用陽(yáng)離子交換膜時(shí),正極產(chǎn)生的OH
一不能通過(guò)陽(yáng)離子交換膜移到負(fù)極,D項(xiàng)正確。
【考點(diǎn)定位】考查原電池的工作原理。
【名師點(diǎn)睛】原電池是將化學(xué)能變成電能的裝置。負(fù)極失去電子,被氧化,正極得到電子被
還原。注意原電池中的正負(fù)極的反應(yīng),氧氣肯定在正極得到電子,金屬肯定在負(fù)極失去電子,
結(jié)合原電池的電解質(zhì)的環(huán)境分析其電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)。在電解質(zhì)溶液中,陰離子向負(fù)極移動(dòng),
陽(yáng)離子向正極移動(dòng),電子從負(fù)極經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向正極。
9.[2015新課標(biāo)I卷理綜化學(xué)】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(shuō)法錯(cuò)誤的是()
A.正極反應(yīng)中有CO?生成\\
B.微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移')__________________
/口一
C.質(zhì)子通過(guò)交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)
D.電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O
[答案]A----------------------------------------------------
【解析】C6Hl2。6反應(yīng)生成C02時(shí),C元素的化合價(jià)升高為+4,發(fā)生氧化反應(yīng),因此是原
電池的負(fù)極反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;在微生物的作用下,該裝置為原電池裝置,反應(yīng)速率加快,促
進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移,B項(xiàng)正確;原電池工作時(shí),陽(yáng)離子(H')移向電池的正極,C項(xiàng)正確;
根據(jù)電池裝置圖知電池總反應(yīng)為葡萄糖的氧化反應(yīng)C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O,D項(xiàng)正
確。
【考點(diǎn)定位】原電池原理;難度為一般等級(jí)。
【名師點(diǎn)晴】本題是關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的題目,電化學(xué)包括原電池和電解池。原電池是將化學(xué)能
轉(zhuǎn)化為電能的裝置,組成有正負(fù)極、電解質(zhì)溶液、形成閉合回路,活動(dòng)性強(qiáng)的電極為負(fù)極,
發(fā)生氧化反應(yīng),活動(dòng)性弱的電極為正極,正極上發(fā)生還原反應(yīng)。電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)
能的裝置。與外加電源正極連接的為陽(yáng)極,與電源負(fù)極連接的為陰極。陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),
陰極發(fā)生還原反應(yīng)。若陽(yáng)極是活性電極,則是電極本身失去電子,若電極是惰性電極,則電
解質(zhì)溶液(或熔融狀態(tài))陰離子發(fā)生還原反應(yīng)。掌握好陰離子、陽(yáng)離子的放電順序、清楚在
閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)R相等是本題的關(guān)鍵。
10.12015浙江理綜化學(xué)】在固態(tài)金屬氧化物電解池中,高溫共電解出。CO2混合氣體制
備H2和CO是一種新的能源利用方式,基本原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()
A.X是電源的負(fù)極
2
B.陰極的反應(yīng)式是:H2O+2e-=H2+O-
CO2+2e-=CO+O2-
通電多孔電極
C.總反應(yīng)可表示為:H2O+CO2====H2+CO+O2金屬氧化物電解質(zhì)
多孔電極
D.陰、陽(yáng)兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1:1
【答案】D
【解析】A、從圖示可看出,與X相連的電極發(fā)生第11題圖
H20TH2、CO2-CO的轉(zhuǎn)化,均得電子,應(yīng)為電解池的陰極,則X為電源的負(fù)極,A正確;
B、陰極H20TH2、CCh—CO均得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式分別為:H2O+2e~=H2
22
+O\CO2+2e-=CO+O-,B正確:C、從圖示可知,陽(yáng)極生成H?和CO的同時(shí),陰極
通電
有生成,所以總反應(yīng)可表示為口2。+「。2---------%0F確:D、從總反應(yīng)方
程式可知,陰極生成2moi氣體(Hz、CO各Imol)、陽(yáng)極生成1mol氣體(氧氣),所以陰、陽(yáng)
兩極生成的氣體物質(zhì)的量之比2:1,D不正確。答案選D。
【考點(diǎn)定位】本題主要是考查電解原理及其應(yīng)用、電極判斷、電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)、電極產(chǎn)物判
斷與計(jì)算等。
【名師點(diǎn)晴】電化學(xué)是歷年高考的重要考點(diǎn)之一,考查的內(nèi)容為:提供電極材料和電解質(zhì)溶
液判斷能否形成原電池,原電池電極名稱判斷及電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě),提供反應(yīng)方程式設(shè)計(jì)原
電池、電解池(包括電鍍池、精煉池),根據(jù)電解時(shí)電極質(zhì)量或溶液pH的變化判斷電極材
料或電解質(zhì)種類(lèi),電解產(chǎn)物的判斷和計(jì)算,結(jié)合圖像考查電極質(zhì)量或電解質(zhì)溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的
變化。電化學(xué)部分,尤其是原電池、電解池的電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě),可以說(shuō)是對(duì)氧化還原反應(yīng)
的靈活應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了氧化還原反應(yīng)的“合久必分”的發(fā)展和延伸。解答電解池相關(guān)題目時(shí),應(yīng)
從幾步入手:①看電極(材料),判斷電極本身是否參與反應(yīng)。②看溶液,判斷電解液中的
陽(yáng)離子、陰離子種類(lèi),從而判斷在陰極、陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)的微粒。③看隔膜,判斷兩極反應(yīng)發(fā)
生后陰離子、陽(yáng)離子的濃度變化,從而判斷溶液中微粒穿過(guò)陰(陽(yáng))離干隔膜的方向和產(chǎn)物。
11.[2015天津理綜化學(xué)】鋅銅原電池裝置如圖所
示,其中陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò),
下列有關(guān)敘述正確的是()
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(SO42一)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(yáng)離子離子分別通過(guò)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
【解析】由圖像可知該原電池反應(yīng)原理為Zn+Cu2+
=Zn2++Cu,故Zn電極為負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),Cu電極為正極得電子發(fā)生還原反應(yīng),
故A項(xiàng)錯(cuò)誤;該裝置中為陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò),故兩池中c(SO42一)不變,
故B項(xiàng)錯(cuò)誤;電解過(guò)程中溶液中Zn2+由甲池通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入乙池,乙池中Cu2+
+2e—=Cu?故乙池中為Cu?+?Zn?+,摩爾質(zhì)量M(Zn2+)>M(Cu2+)故乙池溶液的總質(zhì)量增
加,C項(xiàng)正確;該裝置中為陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò),電解過(guò)程中溶液中
Zi?+由甲池通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入乙池保持溶液中電荷平衡,陰離子并不通過(guò)交換膜,故D
項(xiàng)錯(cuò)誤;本題選C。
【考點(diǎn)定位】本題主要考查了原電池的反應(yīng)原理,涉及反應(yīng)類(lèi)型、離子濃度的變化、電極的
判斷、離子的移動(dòng)方向的判斷等。
【名師點(diǎn)睛】電化學(xué)反應(yīng)原理是選修4中的重要內(nèi)容,也是難點(diǎn)之一。原電池的反應(yīng)原理的
應(yīng)用,抓住化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)、正負(fù)極的判斷、正負(fù)極反應(yīng)類(lèi)型的判斷、電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)、
總反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)、電子的流向、電流的流向、溶液中離子的流向、電極是否參加反應(yīng)、
電子的轉(zhuǎn)移、有關(guān)氧化還原反應(yīng)的計(jì)算、溶液質(zhì)量的變化、離子交換膜的判斷、溶液的pH
的計(jì)算或變化、溶液顏色的變化是解題的關(guān)鍵。綜合性較強(qiáng),針對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)剖析,
使學(xué)生真正理解原電池的反應(yīng)中所涉及的知識(shí)。
12.12015四川理綜化學(xué)】用右圖所示裝置除去含CN,廢水中的CN一時(shí),控制溶液PH
為9~10,陽(yáng)極產(chǎn)生的。0將CN氧化為兩種無(wú)污染的氣體,下列說(shuō)法不無(wú)聊的是()
A.用石墨作陽(yáng)極,鐵作陰極
--
B.陽(yáng)極的電極反應(yīng)式:Cl+2OH-2e=CIO-+H2O
-
C.陰極的電極反應(yīng)式為:2H2O+2e=H2t+2OH
D.除去CbT的反應(yīng):2CN.+5C1O-+2H'=N2T+
2co2T+5C1+H2O
【答案】D
【解析】若鐵作陽(yáng)極,則鐵失電子生成Fe2+,則CN」無(wú)法除
去,故鐵只能作陰極,A項(xiàng)正確;C「要生成CKT,C1的化
合價(jià)要升高,故在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),又已知該溶液為堿性條件,B項(xiàng)正確:陽(yáng)離子在電解
池的陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng),堿性條件下,比0提供陽(yáng)離子H+,故C項(xiàng)正確;由于溶液
是堿性條件,方程式中不能出現(xiàn)H+,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
【考點(diǎn)定位】電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。
【名師點(diǎn)睛】原電池原理和電解池原理都是建立在氧化還原和電解質(zhì)溶液基礎(chǔ)上,借助氧化
還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化,是高考命題重點(diǎn),題目主要以選擇題為主,主要圍
繞工作原理、電極反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)與判斷、新型電池的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用等進(jìn)行命題。電化學(xué)的命題除
在繼續(xù)加強(qiáng)基本知識(shí)考查的基礎(chǔ)上,更加注重了試題題材的生活化、實(shí)用化、情景化,同時(shí)
也加強(qiáng)了不同知識(shí)間的相互滲透與融合,這與新課標(biāo)所倡導(dǎo)的提高國(guó)民科學(xué)素養(yǎng)與探究、創(chuàng)
新、靈活解決實(shí)際問(wèn)題的能力極為相符,相信今后的電化,學(xué)命題將會(huì)有更新穎的形式,題
材出現(xiàn)。
13.12015福建理綜化學(xué)】某模擬“人工樹(shù)葉”由化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置\
如圖所示,該裝置能將H2。和CO2轉(zhuǎn)化為02和燃\
料(C3H80)。下列說(shuō)法正確的是()
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ImolCh,有44gCO2被還原
D.a電極的反應(yīng)為:3co2+16才-18廣=C3H8。+4比0
【答案】B
【解析】由裝置圖中物質(zhì)變化及變化的條件知,該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置,A項(xiàng)
錯(cuò)誤;工作中陽(yáng)離子(才)移向陰極a區(qū),B項(xiàng)正確:由反應(yīng)方程式6cO2+8H20T2c3H8。+
902知每生成1mol02,有,molCCh被還原,其質(zhì)量為多<44g,C項(xiàng)錯(cuò)誤;a極為陰極,電
極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為3(202+18卬+180=^3乂0+5比0,口項(xiàng)錯(cuò)誤。
【考點(diǎn)定位】考查電解池反應(yīng)原理的應(yīng)用的知識(shí)。
【名師點(diǎn)睛】電化學(xué)理論是化學(xué)學(xué)習(xí)的重要理論,特別是在科技迅速發(fā)展,人均能耗不斷增
加,能源日趨緊張的今天,了解電化學(xué)理論,實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化,減少對(duì)環(huán)境的污染和保護(hù),
都是非常必要的。電化學(xué)知識(shí)包括原電池和電解池,首先要確定裝置是原電池還是電解池。
確定方法是觀察圖示是否有電源,若有就是電解池,否則就是原電池.電解池工作時(shí),陽(yáng)極
發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng)。結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式、總反應(yīng)方程
式,并根據(jù)電性作用原理:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引確定電解質(zhì)溶液中離子移
動(dòng)的方向。原電池工作時(shí),活動(dòng)性強(qiáng)的電極為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),活動(dòng)性弱的電極為正極,
正極上發(fā)生還原反應(yīng)。要掌握電化學(xué)反應(yīng)原理,利用好圖示及題干提供的信息,是本題解決
的關(guān)鍵。
14.[2015江蘇化學(xué)】?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(shuō)法正確的是()
L.催化劑L3
A.反應(yīng)CH4+H2Q==云===3比+CO,每消耗
ImolCE轉(zhuǎn)移12mol電子
-
B.電極人上班參與的電極反應(yīng)為;H2+2OH-
2e-=2H2O
2
C.電池工作時(shí),CO3向電極B移動(dòng)
D.電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2+2CO2+4e-=2CO32-
【答案】D
【解析】A、ImolCE—CO,化合價(jià)由-4價(jià)一+2上升6價(jià),ImolCHj參加反應(yīng)共轉(zhuǎn)移6moi
電子,故錯(cuò)誤;B、環(huán)境不是堿性,否則不會(huì)產(chǎn)生C02,其電極反應(yīng)式:CO+H2+
2--
2CO3-4e=3CO2+H20,故B錯(cuò)誤;C、根據(jù)原電池工作原理,電極A是負(fù)極,電極B
是正極,陰離子向負(fù)極移動(dòng),故C錯(cuò)誤;D、根據(jù)電池原理,02、CO2共同參加反應(yīng),其電
極反應(yīng)式:02+2。)2+40一^=2832,故D正確。
【考點(diǎn)定位】考查原電池的工作原理和電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)。
【名師點(diǎn)睛】考查原電池的工作原理,負(fù)極.上失電子,正極上得電子,陰離子??般向負(fù)極移
動(dòng),陽(yáng)離子向正極移動(dòng),電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě),先寫(xiě)化合價(jià)變化的物質(zhì)以及得失電子數(shù),然后根
據(jù)所給條件配平其他,也可以用總電極反應(yīng)式減去簡(jiǎn)單的電極反應(yīng)式,但要注意還原劑不出
現(xiàn)在正極上,氧化劑不出現(xiàn)在負(fù)極上,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)氧化還原反應(yīng)的書(shū)寫(xiě)。
15.【2015上?;瘜W(xué)】研究電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
A.d為石墨,鐵片腐蝕加快
B.d為石墨,石墨上電極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e—>4OH
C.d為鋅塊,鐵片不易被腐蝕
D.d為鋅塊,鐵片上電極反應(yīng)為:2H++2e-H2T
蠹隔電極?
【答案】D
【解析】由于活動(dòng)性:Fe>石墨,所以鐵、石墨及海水構(gòu)成原電
池,F(xiàn)e為負(fù)極,失去電子被氧化變?yōu)镕e2+進(jìn)入溶液,溶解在海
水中的氧氣在正極石墨上得到電子被還原,比沒(méi)有形成原電池時(shí)的速率快,正確。B.d為石
墨,由于是中性電解質(zhì),所以發(fā)生的是吸氧腐蝕,石墨上氧氣得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),電
極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e^4OH-,正確。C.若d為鋅塊,則由于金屬活動(dòng)性:Zn>Fe,Zn
為原電池的負(fù)極,F(xiàn)e為正極,首先被腐蝕的是Zn,鐵得到保護(hù),鐵片不易被腐蝕,正確。
D.d為鋅塊,由于電解質(zhì)為中性環(huán)境,發(fā)生的是吸氧腐蝕,在鐵片上電極反應(yīng)為:02+2H2O
+4e-4OH\錯(cuò)誤。
【考點(diǎn)定位】考查金屬的電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的知識(shí)。
【名師點(diǎn)睛】電化學(xué)理論是化學(xué)學(xué)習(xí)的重要理論,特別是在科技迅速發(fā)展,人均能耗不斷增
加,能源日趨緊張的今天,了解電化學(xué)理論,實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化,減少對(duì)環(huán)境的污染和保護(hù),
都是非常必要的。電化學(xué)知識(shí)包括原電池和電解池,首先要確定裝置是原電池還是電解池。
確定方法是觀察圖示是否有電源,若有就是電解池,否則就是原電池,電解池工作時(shí),陽(yáng)極
發(fā)生氧化反應(yīng),陰極發(fā)生還原反應(yīng)。結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式、總反應(yīng)方程
式,并根據(jù)電性作用原理:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引確定電解質(zhì)溶液中離子移
動(dòng)的方向。原電池工作時(shí),活動(dòng)性強(qiáng)的電極為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),活動(dòng)性弱的電極為正極,
正極上發(fā)生還原反應(yīng)。要掌握電化學(xué)反應(yīng)原理,結(jié)合電極及電解質(zhì)溶液的酸堿性正確書(shū)寫(xiě)電
極反應(yīng)式,利用好圖示及題干提供的信息,是本題解決的關(guān)鍵。
16.【2014年高考海南卷】以石墨為電極,電解KI溶液(其中含有少量酚酰;和淀粉)。下列
說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
A.陰極附遠(yuǎn)溶液呈紅色B.陰極逸出氣體
C.陽(yáng)極附近溶液呈藍(lán)色D.溶液的pH變小
【答案】D
通電
【解析】以石墨為電極,電解KI溶液,發(fā)生的反應(yīng)為2KI+2H2O^=2KOH+H2T+b(類(lèi)
似于電解飽和食鹽水),陰極產(chǎn)物是H2和KOH,陽(yáng)極產(chǎn)物是12。由于溶液中含有少量的酚
酸和淀粉,所以陽(yáng)極附近的溶液會(huì)變藍(lán)(淀粉遇碘變藍(lán)),陰極附近的溶液會(huì)變紅(溶液呈
堿性),ABC正確;由于電解產(chǎn)物有KOH生成,所以溶液的PH逐漸增大,D錯(cuò)誤。
【考點(diǎn)定位】本題就以電解KI溶液為例考查了學(xué)生對(duì)電解原理的掌握情況,考查了考生靈
活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決具體問(wèn)題的能力;考查了考生對(duì)電極反應(yīng)的產(chǎn)物是現(xiàn)象的表達(dá)能力。
【名師點(diǎn)睛】電化學(xué)包括原電池、電解池。電解池是中學(xué)化學(xué)的重要理論。在金屬的腐蝕與
保護(hù)、金屬的冶煉、電鍍等方面有重要的應(yīng)用。本題解題思路是:首先了解在電解反應(yīng)原理。
如果是惰性電極,則是電解質(zhì)溶液中的離子在陰極、陽(yáng)極發(fā)生氧化還原反應(yīng)。其次是掌握陽(yáng)
離子、陰離子放電順序。最后是電極反應(yīng)發(fā)生后的產(chǎn)物與溶液中其它物質(zhì)反應(yīng)的性質(zhì)及相應(yīng)
的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。就可迅速得到解答。
17.【2014年高考上海卷第12題】如圖所示,將鐵棒和石墨棒插入盛
有飽和NaCl溶液的U型管中。下列分析正確的是()
飽和NaCl溶液
A.肉閉合,鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為2H"+2e-—H2T
B.Ki閉合,石墨棒周?chē)芤簆H逐漸升高
C.也閉合,鐵棒不會(huì)被腐蝕,屬于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法
D.K2閉合,電路中通過(guò)0.002NA個(gè)電子時(shí),兩極共產(chǎn)生O.OOlmol氣體
【答案】B
【解析】Ki閉合,該裝置為原電池,鐵棒作負(fù)極,發(fā)生反應(yīng):Fe-2e^Fe2+,石墨棒作正
極,發(fā)生反應(yīng):2H2O+40+O2T4OH,c(OH)增大,故石墨棒周?chē)芤簆H逐漸升高,
B項(xiàng)正確;心閉合,該裝置為電解池,鐵棒作陰極,屬于外加電流的陰極保護(hù)法,C項(xiàng)錯(cuò)
誤;也閉合,該裝置為電解池,總反應(yīng)為:2NaCI+2H2O—2NaOH+H2T+C12T,有ImolH?和
ImolCb生成時(shí),轉(zhuǎn)移2moi電子,則轉(zhuǎn)移0.002mol電子時(shí),兩極共產(chǎn)生0.002mol氣體,D
項(xiàng)錯(cuò)誤。
【考點(diǎn)定位】本題主要是考查電化學(xué)原理的應(yīng)用。
【名師點(diǎn)睛】本題通過(guò)電解飽和氯化鈉溶液為載體,重點(diǎn)考查原電池和電解池的判斷,金屬
的腐蝕與防護(hù)以及電極產(chǎn)物判斷和計(jì)算,屬于中等難度試題的考查,意在考查學(xué)生分析問(wèn)題、
解決問(wèn)題的能力。熟練掌握電化學(xué)原理,準(zhǔn)確判斷正、負(fù)極以及陰陽(yáng)極,明確兩極的電極反
應(yīng)及電池反應(yīng)是解題的關(guān)鍵。該類(lèi)試題的難點(diǎn)在于是電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)和有關(guān)計(jì)算。
18.【2014年高考北京卷第8題】下列電池工作時(shí),02在正極放電的是()
A.鋅鎰電池B.氫燃料電池C.鉛蓄電池D.鍥鎘電池
【答案】B
【解析】A、鋅缽電池負(fù)極為鋅,正極為石墨棒,主要是二氧化鋅、氯化錢(qián)等物質(zhì)得電子;
B、氫燃料電池,總反應(yīng)為氫氣與氧氣反應(yīng)生成水,氫氣在負(fù)極反應(yīng),氧氣在正極放電,正
確;C、鉛蓄電池負(fù)極為Pb,正極為PbOz放電,電解質(zhì)為硫酸;D、銀鎘電池負(fù)極Cd,正
極為NiOOH,電解質(zhì)為KOH。
【考點(diǎn)定位】本題主要是考查原電池原理的應(yīng)用。
【名師點(diǎn)晴】本題以常見(jiàn)化學(xué)電池的考查學(xué)生對(duì)原電池原理的認(rèn)識(shí),但不必書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng),
要求學(xué)生能對(duì)必修2教材內(nèi)容進(jìn)行熟練把握。電化學(xué)是歷年高.考的重要考點(diǎn)之
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