1、专题六电化学研析最新考纲洞悉命题热点1.理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用，能写出电极反应式和总反应方程式。2了解常见化学电源的种类及其工作原理。3了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。1.电极的判断、电极反应式的书写2离子或电子移动方向3电解质溶液的变化及简单计算4新型化学电源的工作原理 全国卷1(2019全国卷)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2/MV在电极与酶之间传递电子，示意图如图所示。下列说法错误的是()A相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B阴极区，在氢化酶作用下发生反应H22MV2=2H2MVC正极区，固氮
2、酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动解析由题图和题意知，电池总反应是：3H2N2=2NH3。该合成氨反应在常温下进行，并形成原电池产生电能，反应不需要高温、高压和催化剂，A项正确；观察题图知，左边电极发生氧化反应MVe=MV2，为负极，不是阴极，B项错误；正极区N2在固氮酶作用下发生还原反应生成NH3，C项正确；电池工作时，H通过交换膜，由左侧(负极区)向右侧(正极区)迁移，D项正确。答案B2(2019全国卷)为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3DZn)可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3DZnNiOO
3、H二次电池，结构如图所示。电池反应为Zn(s)2NiOOH(s)H2O(l)ZnO(s)2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是()A三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高B充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)OH(aq)e=NiOOH(s)H2O(l)C放电时负极反应为Zn(s)2OH(aq)2e=ZnO(s)H2O(l)D放电过程中OH通过隔膜从负极区移向正极区解析该电池采用的三维多孔海绵状Zn具有较大的表面积，可以高效沉积ZnO，且所沉积的ZnO分散度高，A正确；根据题干中总反应可知该电池充电时，Ni(OH)2在阳极发生氧化反应生成NiOOH，其电极反应式为Ni(OH
4、)2(s)OH(aq)e=NiOOH(s)H2O(l)，B正确；放电时Zn在负极发生氧化反应生成ZnO，电极反应式为Zn(s)2OH(aq)2e=ZnO(s)H2O(l)，C正确；电池放电过程中，OH等阴离子通过隔膜从正极区移向负极区，D错误。答案D3(2018全国卷)最近我国科学家设计了一种CO2H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下图所示，其中电极分别为ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：EDTAFe2e=EDTAFe32EDTAFe3H2S=2HS2EDTAFe2该装置工作时，下列叙述错误的是()A阴极的电极反应：CO22H
5、2e=COH2OB协同转化总反应：CO2H2S=COH2OSC石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D若采用Fe3/Fe2取代EDTAFe3/EDTAFe2，溶液需为酸性解析阴极发生还原反应，氢离子由交换膜右侧向左侧迁移，阴极的电极反应式为CO22e2H=COH2O，A项正确；结合阳极区发生的反应，可知协同转化总反应为CO2H2S=SCOH2O，B项正确；石墨烯作阳极，其电势高于ZnO石墨烯的，C项错误；Fe3、Fe2在碱性或中性介质中会生成沉淀，它们只稳定存在于酸性较强的介质中，D项正确。答案C省市卷1(2019江苏卷)氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是()A一定
6、温度下，反应2H2(g)O2(g)=2H2O(g)能自发进行，该反应的H0B氢氧燃料电池的负极反应为O22H2O4e=4OHC常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2，转移电子的数目为6.021023D反应2H2(g)O2(g)=2H2O(g)的H可通过下式估算：H反应中形成新共价键的键能之和反应中断裂旧共价键的键能之和解析A项，该反应前后气体分子数减少，即熵减少，又反应能自发进行，说明该反应为放热反应，HHg2Fe3Cu2H(酸)Pb2Fe2Zn2H(水)。(2)阴离子在阳极上的放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根。3电解的四大类型及规律【典例2】(2019湖北4月联考)在一
7、定条件下利用如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。已知该装置的电流效率75%(100%)，下列说法不正确的是()AA为电源的负极BE极的电极反应式为2H2O4e=4HO2Cb中环己烷增加2.8 molDD极产生副产品H2思路点拨 解析根据题图知，电解池D电极上发生的反应是苯加氢还原，C6H66H6e=C6H12，D电极为阴极，A为电源的负极，A正确；E电极为阳极，电极反应为2H2O4e=O24H，B正确；阳极生成2.8 mol O2失去电子42.8 mol11.2 mol，生成的11.2 mol H经过高分子电解质膜移动至阴极，由于每产生1 mol环己烷消耗6 mol H，该
8、装置的电流效率75%，则b中生成环己烷的物质的量为11.2 mol75%61.4 mol，C错误；生成1.4 mol C6H12消耗H 8.4 mol，多余的H在阴极发生还原反应2H2e=H2，产生副产品H2，D正确。答案C题组一：电解原理及应用1(2019保定一模)亚硝酸盐对人体健康的危害不亚于农药，可采用电解法除去。工业上用电解含Ce3、NO废水，将NO转化为N2而除去，其次是再生Ce4，其装置如图。下列说法正确的是()A生成的Ce4从电解槽的c口流出BM极为阴极，发生还原反应C阴极上的电极反应为2NO8H6e=N24H2OD除去1 mol NO，可再生2 mol Ce4解析根据H的移动方
9、向判断出N极为电解池的阴极，M极为阳极。NO在阴极上得电子被还原为N2，Ce3在阳极上失电子被氧化为Ce4。生成的Ce4从电解槽的a口流出，A错误；M极为阳极，发生氧化反应，B错误；除去1 mol NO转移3 mol电子，可再生3 mol Ce4，D错误。答案C2(2019湖北省重点中学联考)重铬酸钾(K2Cr2O7)具有强氧化性，是一种重要的化工原料，广泛应用于制革、印染、电镀等工业。以铬酸钾(K2CrO4)和氢氧化钾为原料，用电化学法制备重铬酸钾的实验装置如图所示。已知水溶液中存在平衡：2CrO2HCr2OH2O。下列说法正确的是()A气体甲和乙分别为O2和H2BFe电极的反应式为4OH4
10、e=O22H2OC左池中KOH浓度减小D当铬酸钾的转化率达到80%时，右池中解析根据原理和装置图可知，图中右池中要实现CrO与Cr2O的转化，需要消耗H，所以推断出C电极为阳极，阳极电极反应式为2H2O4e=O24H；则Fe电极为阴极，阴极电极反应式为2H2O2e=H22OH。气体甲和乙应分别为H2和O2，A、B项错误；K通过阳离子交换膜从右池移向左池，左池中KOH浓度增大，C项错误；右池中剩余K元素以K2CrO4和K2Cr2O7的形式存在，设开始时K2CrO4的物质的量是a mol，则铬酸钾的转化率为80%时有 2K2CrO4K2Cr2 O7起始物质的量(mol) a 0转化物质的量(mol
11、) 0.8a 0.8平衡物质的量(mol) a0.8a 0.8则阳极区钾元素的物质的量n(K) mol，铬元素的物质的量为a mol，D项正确。答案D题组二：原电池和电解池的综合应用3(2019武汉调研测试)某化学课外活动小组拟用铅蓄电池进行电絮凝净水的实验探究，设计的实验装置如图所示，下列叙述正确的是()AY极的电极反应：Pb2e=Pb2B铅蓄电池工作时SO向Y极移动C电解池中发生的反应仅有2Al6H2O2Al(OH)33H2D每消耗103.5 g Pb，理论上电解池阴极上有0.5 mol H2生成解析根据电解池中Fe电极上H2O转化为H2，发生还原反应，知Fe电极为阴极，故X极为负极，Y极
12、为正极，Y极的电极反应为：PbO22e4HSO=PbSO42H2O，A项错误；原电池中阴离子向负极移动，因此铅蓄电池工作时SO向X极移动，B项错误；根据图像可知Al电极上既有铝离子生成，又有氧气放出，说明铝电极上发生的氧化反应有两个：Al3e=Al3、2H2O4e=O24H，因此电解池中发生的反应有2Al6H2O2Al(OH)33H2、2H2O2H2O2，C项错误；原电池负极发生反应：Pb2eSO=PbSO4，电解池阴极发生反应：2H2O2e=H22OH，由图可知原电池和电解池串联，因此各电极上转移电子数相等，由此可得关系式：PbH2，每消耗103.5 g Pb，理论上阴极生成H2的物质的量n
13、(H2)n(Pb)0.5 mol，D项正确。答案D4(2019重庆市七校联合考试)有关如图装置的叙述正确的是()A断开K1闭合K2时，丙中化学能转化为电能，而甲和乙中电能转化为化学能B断开K1闭合K2时，若丙中溶液减轻13.5 g，则乙中碳棒上析出2.24 L气体C闭合K1断开K2时，甲和丙中溶液浓度均不变D闭合K1断开K2时，乙中溶液pH不变，所以滴入紫色石蕊试液无明显现象解析A项，由甲中能发生自发的氧化还原反应可知甲为原电池，化学能转化为电能，乙和丙为电解池，电能转化为化学能，错误。B项，断开K1闭合K2时，乙和丙中发生的总反应分别为Cu2H2OCu(OH)2H2、CuCl2CuCl2，当
14、丙中溶液减轻13.5 g时，转移0.2 mol电子，乙中有0.1 mol H2产生，但由于未注明气体所处状态，所以气体体积无法确定，错误。C项，闭合K1断开K2时，甲、乙、丙均为电解装置，且甲和丙均为电镀装置，所以溶液浓度均不变，正确。D项，闭合K1断开K2时，乙中实际上是电解水，铜电极为阴极，反应为2H2O2e=H22OH，电极附近溶液显碱性，滴入紫色石蕊试液后溶液变蓝色；碳棒为阳极，反应为2H2O4e=O24H，电极附近显酸性，滴入紫色石蕊试液后溶液变红色，错误。答案C(1)没有外接电源时，多个“电池”连接在一起，能发生自发的氧化还原反应的装置是原电池，其余的为电解池。(2)解题时注意电极
15、附近pH变化与整个溶液pH变化的区别：电极变化看电极反应，整个溶液变化看总反应。(3)电解池与外电源连接时，遵循“阴接负、阳接正”。若有多个电解装置串联，其电极分别按阴、阳极依次交替连接，不可颠倒。 考点三金属的腐蚀与防护1金属腐蚀快慢程度的判断方法2金属电化学保护的两种方法【典例3】(2019河南郑州一中模拟测试)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A图a中，插入海水中的铁棒，越靠近烧杯底端，铁棒腐蚀越严重B图b中，开关置于N时，CuZn合金的腐蚀速率较小C图b中，开关置于M时，CuZn合金受到保护，是牺牲阳极的阴极保护法D图c中，接通开关时，Zn的腐蚀速率增大，Zn片上放出气体的速率也增大
16、思路点拨分析时应从电解质溶液、氧气浓度、电极材料的活泼性入手，根据电化学原理逐项剖析，得出正确答案。解析本题考查金属的腐蚀及防护原理。图a中，插入海水中的铁棒，越靠近烧杯底端，铁棒与氧气接触越少，腐蚀程度越小，A错误；图b中，开关置于N时，CuZn合金作正极，受到保护，腐蚀速率较小，B正确；图b中，开关置于M时，CuZn合金作负极，被腐蚀，C错误；图c中，接通开关时，Zn的腐蚀速率增大，但氢气在Pt电极表面产生，D错误。答案B1(2019辽宁省五校协作体联合模拟考试)高压直流电线路的瓷绝缘子经日晒雨淋容易出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽腐蚀，防护原理如图所示。下列说法错误的是()
17、A通电时，锌环是阳极，发生氧化反应B通电时，阴极上的电极反应为2H2O2e=H22OHC断电时，锌环上的电极反应为Zn22e=ZnD断电时，仍能防止铁帽被腐蚀解析通电时，锌环与电源正极相连，作阳极，发生氧化反应，A项正确；通电时，铁帽为阴极，发生还原反应：2H2O2e=H22OH，B项正确；断电时，形成原电池，锌环为负极，发生氧化反应：Zn2e=Zn2，C项错误；断电时，形成原电池，铁帽为正极，此为牺牲阳极的阴极保护法，仍能防止铁帽被腐蚀，D项正确。答案C2(2019河北省九校第二次联考)某实验小组利用下列装置探究电解质溶液的浓度对金属腐蚀的影响：装置现象电流计指针不发生偏转电流计指针发生偏转
18、下列有关说法正确的是()A装置中的铁片均不会发生任何腐蚀B铁片d上可能发生的电极反应为：Fe3e=Fe3C利用K3Fe(CN)6溶液可确定装置中的正、负极D铁片a、c所处的NaCl溶液的浓度相等，二者腐蚀速率相等解析装置中因为两烧杯中NaCl溶液的浓度相等，两边电势相等，所以电流计指针不发生偏转，但铁片a、b仍可发生普通的化学腐蚀，A项错误；铁片d上Fe发生反应生成Fe2，B项错误；装置中负极发生反应：Fe2e=Fe2，Fe2遇K3Fe(CN)6溶液生成蓝色沉淀，故可利用K3Fe(CN)6溶液确定装置中的正、负极，C项正确；装置中明显产生了电流，电化学腐蚀比化学腐蚀要快得多，故铁片a、c的腐蚀
19、速率不同，D项错误。答案C离子交换膜在电化学中的应用近几年高考涉及交换膜装置的题很多，重点在避免副反应、分离提纯、提高电池效率、定量分析计算、反应物再生、工业制备等方面进行命题，且从单膜到多膜，单室到多室，渐趋复杂。1常见的离子交换膜种类允许通过的离子及移动方向说明阳离子交换膜阳离子移向电解池的阴极或原电池的正极阴离子和气体不能通过阴离子交换膜阴离子移向电解池的阳极或原电池的负极阳离子和气体不能通过质子交换膜质子移向电解池的阴极或原电池的正极只允许H通过2.离子交换膜的作用(1)防止副反应的发生，避免影响所制取产品的质量；防止引发不安全因素(如在电解饱和食盐水中，利用阳离子交换膜，防止阳极产生
20、的Cl2进入阴极室与氢氧化钠反应，导致所制产品不纯；防止与阴极产生的H2混合发生爆炸)。(2)用于物质的分离、提纯等。(3)用于物质的制备。3离子交换膜类型的判断根据电解质溶液呈电中性的原则，判断膜的类型：(1)首先写出阴、阳两极上的电极反应，依据电极反应式确定该电极附近哪种离子剩余。(2)根据溶液呈电中性，判断出离子移动的方向，从而确定离子交换膜的类型。 【典例】(2019安徽十校联考)硼酸(H3BO3)为一元弱酸，已知H3BO3与足量NaOH溶液反应的离子方程式为H3BO3OH=B(OH)4，H3BO3可以通过电解的方法制备。电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3的原理如图所示，下列叙述正
21、确的是()A通电片刻后，从左至右，各室的pH依次增大、不变、不变、减小Ba膜、c膜为阴离子交换膜，b膜为阳离子交换膜C理论上每生成1 mol H3BO3，两极室共产生标准状况下11.2 L气体D保持电流为3 A，电解60 min，制得H3BO3 6.2 g，则电流效率约为89%(法拉第常数为96500 Cmol1；电流效率100%)解题流程第一步：读题电解法制备电解质溶液为NaB(OH)4第二步：审题电解目的：B(OH)H3BO3转化方法：B(OH)H=H3BO3H2O判断膜类型：根据离子的定向移动方向判断第三步：解题找准突破口，分析四个选项，判断正误解析M室中石墨电极为阳极，电解时阳极上水失
22、电子生成O2和H，电极反应式为2H2O4e=O24H，M室pH减小；N室中石墨电极为阴极，电解时阴极上水得电子生成H2和OH，电极反应式为2H2O2e=H22OH，N室pH增大，A项错误。原料室中的B(OH)4通过b膜进入产品室、Na通过c膜进入N室，M室中氢离子通入a膜进入产品室，则a膜、c膜为阳离子交换膜，b膜为阴离子交换膜，B项错误。产品室中发生的反应为B(OH)4H=H3BO3H2O，理论上每生成1 mol H3BO3，M室生成1 mol H，转移电子1 mol，N室生成0.5 mol H2，M室生成0.25 mol O2，两极室共产生标准状况下16.8 L气体，C项错误。6.2 g
23、H3BO3的物质的量为0.1 mol，则消耗的电荷量为0.1 mol196500 Cmol19650 C，而电极上通过的总电荷量为3A6060 s10800 C，故100%89.4%，D项正确。答案D解答多膜电解装置的步骤第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断隔膜允许哪种离子通过。第二步，写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据阴阳极判断离子迁移方向。第三步，分析隔膜的作用。在产品制备过程中，隔膜的作用主要是提高产品纯度，或避免产物因发生反应而造成危险。1(2019山西名校质量检测)燃烧产生的尾气中含有一定量的NO。科学家们设计了一种间接电处理法
24、除去其中NO的装置，如下图所示，它可以将NO转化为NH。下列说法正确的是()Aa连接电源的正极B图中的离子交换膜应为阴离子交换膜C当NO吸收柱中产生1 mol SO时，理论上处理的NO气体的体积为8.96 L(标准状况)DPt电极B上发生的电极反应为2H2O4e=O24H解析Pt电极A为阴极，则a应连接电源负极，A项错误；图中离子交换膜只允许氢离子通过，为阳离子交换膜，B项错误；反应中S从3价升至4价，失去e，N从2价降到3价，得到5e，生成1 mol SO时，转移1 mol e，消耗0.2 mol NO，其在标准状况下的体积为0.2 mol22.4 Lmol14.48 L，C项错误；Pt电极
25、B上发生氧化反应，电极反应式为2H2O4e=O24H，D项正确。答案D2(2019惠州调研测试)葡萄糖酸的金属络合物在碱性体系中被广泛用作金属离子的掩蔽剂。利用双极膜电解法由葡萄糖酸钠(C6H11O7Na)制备葡萄糖酸(C6H12O7)的原理如图所示(已知：在直流电源的作用下，膜堆中的双极膜内中间界面层发生水的电离，生成H和OH)。下列说法不正确的是()Ab为阴极，A为阳离子交换膜B从、口的排出液中可得到葡萄糖酸C当转移2 mol电子时，在b极可收集到标准状况下22.4 L气体D如果用NaCl代替NaOH作为电解质溶液，总反应方程式不变解析结合题意和题图分析，、口的排出液中含有葡萄糖酸，A、B
26、、C均为阳离子交换膜，根据电解池中阳离子向阴极移动，可知b极为阴极，则a极为阳极，电解质溶液为NaOH溶液，则阴极的电极反应式为2H2O2e=H22OH，阳极的电极反应式为4OH4e=2H2OO2，当电路中通过2 mol电子时，在b极可得到1 mol H2，其在标准状况下的体积为22.4 L，A、B、C项正确；电解时的总反应式为2H2O2H2O2，若用NaCl代替NaOH作为电解质溶液，则阳极的电极反应式为2Cl2e=Cl2，电解时的总反应式为2NaCl2H2O2NaOHCl2H2，D项错误。答案D专题强化训练(六)能力练(20分钟)一、选择题1(2019开封市高三定位考试)根据图示判断下列说
27、法错误的是()A盐桥中的阳离子会移向a池BFe为正极，电极反应式为O24H4e=2H2OC电池总反应为2ZnO22H2O=2Zn24OHD该装置中通入的N2可用氩气来代替解析在原电池中，阳离子移向正极，所以盐桥中的阳离子移向a池，A项正确；Fe电极为正极，氧气在正极放电生成OH，其电极反应式为：O22H2O4e=4OH，B项错误；Zn电极为负极，发生氧化反应，其电极反应式为：Zn2e=Zn2，由正、负电极反应式可得电池总反应为：2ZnO22H2O=2Zn24OH，C项正确；氩气为不活泼气体，故可同N2一样用作该装置的保护气，D项正确。答案B2(2019合肥市教学质量检测一)铁镍蓄电池又称爱迪生
28、电池，放电时的总反应为：FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2。下列有关该电池的说法不正确的是()A放电时，溶液中OH移向负极B放电时，负极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2C充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D充电时，阳极反应为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O解析根据原电池放电时阴离子向负极移动，知放电时OH移向负极，A项正确；根据放电时总反应知，负极上Fe发生氧化反应转化为Fe(OH)2，负极反应为：Fe2e2OH=Fe(OH)2，B项正确；充电时的阴极反应与放电时的负极反应互为逆反应，故充电时阴极反应为：Fe(OH)22e=Fe2OH，阴极附近c(OH)增
29、大，pH增大，C项错误；充电时阳极上发生氧化反应，Ni(OH)2转化为Ni2O3，D项正确。答案C3(2019湖南省四校调研联考)LED系列产品是一类新型节能产品。图甲是NaBH4/H2O2燃料电池的装置示意图，图乙是LED发光二极管的装置示意图。下列叙述错误的是()A电池应选用阳离子交换膜，Na向A极区移动B电池A极区的电极反应式为：H2O22e=2OHC每有1 mol NaBH4参加反应，转移电子数为4NAD要使LED发光二极管正常发光，图乙中的导线a应与图甲中的B极相连解析A极上H2O2转化为OH，发生还原反应：H2O22e=2OH，则A极为正极，根据图示，Na能透过离子交换膜进入A极区
30、生成NaOH，则离子交换膜为阳离子交换膜，A项正确，B项正确；B极为负极，发生氧化反应：BH8OH8e=BO6H2O，每有1 mol NaBH4参加反应，转移电子数为8NA，C项错误；根据LED发光二极管中电荷移动情况知，导线a应与负极相连，导线b应与正极相连，故图乙中的导线a应与图甲中的B极相连，D项正确。答案C4(2019郑州市质量预测二)如图为一种利用原电池原理设计测定O2含量的气体传感器示意图，RbAg4I5是只能传导Ag的固体电解质。O2可以通过聚四氟乙烯膜与AlI3反应生成Al2O3和I2，通过电池电位计的变化可以测得O2的含量。下列说法正确的是()A正极反应为：3O212e4Al
31、3=2Al2O3B协同总反应为：3O24AlI312Ag=2Al2O312AgIC外电路通过0.01 mol电子时，消耗O2的体积为0.56 LD给传感器充电时，Ag向多孔石墨电极移动解析O2通过聚四氟乙烯膜与AlI3发生反应：4AlI33O2=2Al2O36I2，此时Ag电极为负极，电极反应式为Age=Ag，多孔石墨电极为正极，电极反应式为I22e2Ag=2AgI，A项错误；原电池总反应为I22Ag=2AgI，协同总反应为4AlI33O212Ag=2Al2O312AgI，B项正确；外电路通过0.01 mol电子时，消耗0.0025 mol O2，其在标准状况下的体积为0.056 L，C项错误
32、；给传感器充电时，多孔石墨电极作阳极，Ag电极作阴极，Ag向阴极移动，D项错误。答案B5(2019黑龙江省重点中学第三次联考)H2S转化是环保和资源利用的研究课题。将烧碱吸收H2S后的溶液加入如图装置，可以回收单质硫，甲为二甲醚(CH3OCH3)空气燃料电池。下列推断正确的是()AY极充入二甲醚B电子移动方向：XW溶液ZYC电解后，乙装置右池中c(NaOH)减小DZ极反应式为S22e=S解析据图分析甲为原电池，乙为电解池，电解池右侧有H2产生，则W极为阴极，Z极作阳极，连接的Y极为原电池的正极，发生还原反应，所以Y极应充入氧气，A项错误；电子不进入溶液，B项错误；乙装置右池中发生电极反应2H2
33、O2e=H22OH，氢氧化钠溶液浓度增大，C项错误；Z极电极反应为S22e=S，D项正确。答案D6(2019成都市摸底测试)下列有关电化学在生产、生活中的应用分析正确的是()A图1：铁钉发生析氢腐蚀B图2：可以在铁件上镀铜C图3：溶液中c(Cu2)保持不变D图4：将输油管与电源负极相连可以防止腐蚀解析图1，电解质溶液若呈酸性，则铁钉发生析氢腐蚀，电解质溶液若呈碱性或中性，则铁钉发生吸氧腐蚀，A项错误；图2，在铁件上镀铜，铜片作阳极，应与电源正极相连，待镀铁件做阴极，应与电源负极相连，B项错误；图3，电解精炼铜时，阳极上锌先放电，铜后放电，而阴极上是Cu2放电，故电解质溶液中c(Cu2)减小，C
34、项错误；图4采用外加电流的阴极保护法，将输油管与电源负极相连，输油管作阴极，可以防止腐蚀，D项正确。答案D7(2019黄石调研)如图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O，下列说法正确的是()A甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电能的装置B甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH6e2H2O=CO8HC反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体能使CuSO4溶液恢复到原浓度D甲池中消耗280 mL(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生1.45 g固体解析由题意和题图知，甲池为原电池，乙、丙池均为电解池，故甲池是化学能转化为
35、电能的装置，乙、丙池是电能转化为化学能的装置，A项错误；结合甲池的总反应及甲池中的电解质溶液为KOH溶液，可知通入CH3OH的电极反应式为CH3OH6e8OH=CO6H2O，B项错误；乙池中石墨电极为阳极，Ag电极为阴极，乙池的总反应为：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，溶液中减少的是“2CuO2”，因此加入CuO能使CuSO4溶液恢复到原浓度，C项错误；甲池通入O2的电极反应式为：O24e2H2O=4OH，丙池的总反应为：MgCl22H2OMg(OH)2H2Cl2(转移2e)，根据各电极上转移电子数目相同，可得关系式：O22Mg(OH)2，则甲池中消耗280 mL(标准状况下)O2
36、时，丙池中产生Mg(OH)2固体的质量为258 gmol11.45 g，D项正确。答案D二、非选择题8(2019成都摸底测试)电解法处理氮氧化物废气有较高的环境效益和经济效益(图中电极均为石墨)。(1)电解NO制备NH4NO3原理如图1所示。阳极为_(填“X”或“Y”)，Y的电极反应式为_。为使电解产物完全转化为NH4NO3，需要补充的物质A的化学式为_。(2)用图2装置进行模拟电解NO2气体实验，可回收硝酸。电解时NO2发生反应的电极反应式为_。若有标准状况下2.24 L NO2被吸收，通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H为_mol。解析(1)通过分析装置图1可知Y极上NO转化为NO，则
37、该电极是阳极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为NO2H2O3e=NO4H。X电极反应式为NO6H5e=NHH2O；生成一个NH需要得到5个电子，生成一个NO需要失去3个电子，根据转移电子相等知，生成的NH浓度小于NO浓度，要使NO完全转化为NH4NO3，应该加入NH3，所以加入的A为NH3。(2)通过分析装置图2知左室为电解池的阴极，电极反应式为2H2O2e=H22OH，右室为电解池的阳极，NO2发生氧化反应生成硝酸，电极反应式为NO2H2Oe=NO2H。根据阴、阳两极的电极反应式知若有标准状况下2.24 LNO2被吸收，转移电子0.1 mol，阴极区生成的OH为0.1 mol，为维持电荷守
38、恒通过阳离子交换膜的H为0.1 mol。答案(1)YNO2H2O3e=NO4HNH3(2)NO2H2Oe=NO2H0.1拔高练(25分钟)一、选择题1(2019长春市质量监测一)下列有关四个常用电化学装置的叙述，正确的是()A图所示电池中，MnO2是催化剂B图所示电池放电过程中，硫酸浓度保持不变C图所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2浓度不断增大D图所示电池工作过程中，外电路中电子由锌极流向氧化银极解析图所示电池中MnO2是氧化剂，作正极，得电子，发生还原反应，A项错误；图所示铅蓄电池放电过程的总反应为PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，放电过程中消耗H2SO4，生成H2O，使硫
39、酸浓度减小，B项错误；图电解精炼铜的过程中，阳极粗铜中比铜活泼的金属优先失去电子，之后是铜失电子，阴极上Cu2得电子生成Cu，因此电解质溶液中Cu2浓度减小，C项错误；图所示电池工作过程中，外电路中电子由锌极流向氧化银极，D项正确。答案D2(2019武汉部分市级示范高中联考)在潮湿的深层土壤中，钢管主要发生厌氧腐蚀，有关厌氧腐蚀的机理有多种，其中一种理论为厌氧细菌可促使SO与H2反应生成S2，加速钢管的腐蚀，其反应原理如图所示。下列说法正确的是()A正极的电极反应式为O24e2H2O=4OHB钢管腐蚀的直接产物中含有FeS、Fe(OH)2CSO与H2的反应可表示为4H2SO8eS24H2OD在
40、钢管表面镀锌或铜可减缓钢管的腐蚀解析由图可知，H2O生成H2，H的化合价降低，得电子，故正极的电极反应式为2H2O2e=H22OH，A项错误；反应生成的OH、S2与Fe2可生成Fe(OH)2、FeS，B项正确；根据题中所给信息可知，SO与H2反应生成S2，根据元素守恒可知，生成物中还有H2O，故反应式为4H2SOS24H2O，C项错误；钢管表面镀锌，锌会与铁形成原电池，锌比铁活泼，铁作正极，可减缓钢管的腐蚀；钢管表面镀铜，铜会与铁形成原电池，铁比铜活泼，铁作负极，从而加速钢管的腐蚀，D项错误。答案B3(2019广东省六校第二次联考)“水”电池是一种利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电的电池，其
41、总反应为：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，如图以“水”电池为电源电解酸性FeCl2溶液，X电极附近溶液先变黄，下列有关分析不正确的是()A该装置只涉及两种能量之间的转化B在线路中安装电压调节装置，可通过现象判断Fe2和Cl的还原性强弱C“水”电池内Na不断向正极移动D为负极，其电极反应式为AgCle=AgCl解析“水”电池工作时化学能转化为电能，同时伴随着热量的变化，A项错误；根据X电极附近溶液先变黄可知，先是Fe2被氧化，后是Cl被氧化，若在线路中安装电压调节装置，则可根据电压和现象判断Fe2、Cl的还原性强弱，B项正确；“水”电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向
42、负极移动，故C项正确；结合上述分析，可知为“水”电池的负极，负极上Ag失电子发生氧化反应，其电极反应式为AgCle=AgCl，D项正确。答案A4(2019保定市调研考试)将以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池甲与盛有足量硫酸铜溶液的装置乙相连，起始电路接入状况如图，以电流强度0.1 A，通电10 min后，将电池的正、负极互换接入，移动滑动变阻器，以电流强度0.2 A，继续通电10 min，结束实验。下列有关说法正确的是()A葡萄糖在装置甲的正极参加反应，氧气在负极参加反应B在该电池反应中，每消耗1 mol氧气理论上能生成标准状况下二氧化碳11.2 LC电池工作20 min时，乙装置电极析出固体和电
43、极上产生气体的质量之比为21D电池工作15分钟时，乙装置中铜棒的质量与起始通电前相等解析由题意可知，装置甲是以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池，葡萄糖在负极失去电子发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应，A项错误；在该电池中，发生的总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O，则每消耗1 mol氧气理论上能生成标准状况下二氧化碳22.4 L，B项错误；由题意知，010 min，铜棒与电源正极相连，发生反应Cu2e=Cu2，碳棒与电源负极相连，发生反应Cu22e=Cu，通电10 min后将电池的正、负极互换接入，由于1020 min时的电流强度是010 min时的2倍，则1015 min碳棒
44、上发生反应Cu2e=Cu2，铜棒上发生反应Cu22e=Cu,15 min时乙装置中铜棒即可恢复到起始通电前的状态，1520 min碳棒上发生反应4OH4e=O22H2O，铜棒上发生反应Cu22e=Cu，生成1 mol O2的同时析出2 mol Cu，则20 min时，乙装置电极析出固体和电极上产生气体的质量之比为41，C项错误、D项正确。答案D5(2019石家庄质量检测)如图是新型镁锂双离子二次电池，下列关于该电池的说法不正确的是()A放电时，Li由左向右移动B放电时，正极的电极反应式为Li1xFePO4xLixe=LiFePO4C充电时，外加电源的正极与Y相连D充电时，导线上每通过1 mol
45、 e，左室溶液质量减轻12 g解析放电时，化学能转化为电能，为原电池装置，Mg失电子作负极，电解液中阳离子向正极移动，即Li由左向右移动，A项正确；放电时，正极上Li1xFePO4转化为LiFePO4，电极反应式为Li1xFePO4xLixe=LiFePO4，B项正确；充电时，外加电源的正极与原电池的正极相连，即与Y相连，C项正确；充电时，阴极发生反应：Mg22e=Mg，同时右室中的Li移向左室，则导线上每通过1 mol e，左室溶液质量减少(127) g5 g，D项错误。答案D6(2019开封市高三定位考试)石墨烯基材料被看作是前景深远的高性能电极材料，能大幅度提升锂离子电池的充放电速度。某
46、公司研发的石墨烯基锂离子电池的结构示意图如图所示，已知电池总反应为Li1xFePO4C60LixC60=LiFePO4C60C60(x1)，下列关于该电池的说法错误的是()A石墨烯基锂离子电池的防燃爆电解液可能是LiCl溶液B放电时，若转移1 mol电子，涂层金属锂带负极的质量减少7 gC充电时，阳极的电极反应式为LiFePO4C60xe=Li1xFePO4C60xLiD石墨烯在该电池中有助于电子和离子的传导解析Li与Na同主族，性质相似，能与水反应，故防燃爆电解液不能是水溶液，A项错误；放电时，涂层金属锂带作负极，失电子，电极反应式为LixC60xe=xLiC60，若转移1 mol电子，则减
47、少1 mol Li，故负极的质量减少7 g，B项正确；充电时，阳极失去电子发生氧化反应，C项正确；石墨烯基材料能大幅度提升锂离子电池的充放电速度，故石墨烯在该电池中能促进离子和电子的传导，D项正确。答案A7(2019河北衡水中学一模)三元电池成为2019年我国电动汽车的新能源，其电极材料可表示为LiixC3oynzO2，且xyz1。充电时电池总反应为LiNixCoyMnzO26C(石墨)=Li1aNixCoyMnzO2LiaC6，其电池工作原理如图所示，两极之间有一个允许特定的离子X通过的隔膜。下列说法正确的是()A允许离子X通过的隔膜属于阴离子交换膜B充电时，A为阴极，Li被氧化C可从无法充
48、电的废旧电池的石墨电极中回收金属锂D放电时，正极反应式为Li1aNixCoyMnzO2aLiae=LiNixCoyMnzO2解析根据LiNixCoyMnzO26C(石墨)=Li1aNixCoyMnzO2LiaC6可知，x是Li，允许Li通过的隔膜属于阳离子交换膜，故A项错误；根据充电时电池总反应LiNixCoyMnzO26C(石墨)=Li1aNixCoyMnzO2LiaC6可知，A上发生C(石墨)LiaC6的反应，是还原反应，A为阴极，Li没有发生氧化还原反应，故B项错误；根据充电时电池总反应可知，无法充电的废旧电池的石墨电极中没有锂元素，不能回收金属锂，故C项错误；放电时，总反应为Li1aN
49、ixCoyMnzO2LiaC6=LiNixCoyMnzO26C(石墨)，正极发生还原反应，电极反应式为Li1aNixCoyMnzO2aLiae=LiNixCoyMnzO2，故D项正确。答案D二、非选择题8(2019长沙重点中学联合考试)电化学对生活、生产都至关重要，请回答下列相关问题：(1)一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl和Al2Cl两种离子在Al电极上相互转化，其他离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为_。(2)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如图1所示。图1电极A上H2参与的电极反应为_。电极B上发生的电极反应为_。电池工作时，CO向电极_移动。(3)镁间二硝基苯电池
50、对含有NO的工业废水进行降解的示意图如图2所示。已知：电池放电时，镁转化为氢氧化镁，间二硝基苯()则转化为间苯二胺()。则镁电极反应式为_。石墨电极上发生的反应为_，降解NO的电极反应式为_。理论上每消耗1 mol 间二硝基苯，有_mol NO被降解。解析(1)由题意可知，放电时负极Al失去电子与AlCl结合生成Al2Cl，其电极反应式为Al3e7AlCl=4Al2Cl。(2)电极A上H2失电子，电解质中没有OH，用CO平衡电荷可得电极反应式为H2CO2e=CO2H2O，电极B上O2得电子，电极反应式为O22CO24e=2CO。电极A为负极，电极B为正极，内电路中阴离子向负极移动。 答案(1)Al3e7AlCl=4Al2Cl(2)H2CO2e=CO2H2OO22CO24e=2COA(3)Mg2e2H2O=Mg(OH)22H2NO6H2O10e=N212OH2.4
