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高考化学真题（2019-2021）专题解析—电化学及其应用1．（2021·山东）以KOH 溶液为离子导体，分别组成CH 3OH —O 2、N 2H 4—O 2、(CH 3)2NNH 2—O 2清洁燃料电池，下列说法正确的是A ．放电过程中，K +均向负极移动B ．放电过程中，KOH 物质的量均减小C ．消耗等质量燃料，(CH 3)2NNH 2—O 2燃料电池的理论放电量最大D ．消耗1molO 2时，理论上N 2H 4—O 2燃料电池气体产物的体积在标准状况下为11.2L【答案】C【分析】碱性环境下，甲醇燃料电池总反应为：2CH 3OH+3O 2+4KOH=2K 2CO 3+6H 2O ；N 2H 4-O 2清洁燃料电池总反应为：N 2H 4+O 2=N 2+2H 2O ；偏二甲肼[(CH 3)2NNH 2]中C 和N 的化合价均为-2价，H 元素化合价为+1价，所以根据氧化还原反应原理可推知其燃料电池的总反应为：(CH 3)2NNH 2+4O 2+4KOH=2K 2CO 3+N 2+6H 2O ，据此结合原电池的工作原理分析解答。
【详解】A ．放电过程为原电池工作原理，所以钾离子均向正极移动，A 错误；B ．根据上述分析可知，N 2H 4-O 2清洁燃料电池的产物为氮气和水，其总反应中未消耗KOH ，所以KOH 的物质的量不变，其他两种燃料电池根据总反应可知，KOH 的物质的量减小，B 错误；C ．理论放电量与燃料的物质的量和转移电子数有关，设消耗燃料的质量均为mg ，则甲醇、N 2H 4和(CH 3)2NNH 2放电量（物质的量表达式）分别是：mg 632g/mol⨯、mg 432g/mol ⨯、mg 1660g/mol⨯，通过比较可知(CH 3)2NNH 2理论放电量最大，C 正确； D ．根据转移电子数守恒和总反应式可知，消耗1molO 2生成的氮气的物质的量为1mol ，在标准状况下为22.4L ，D 错误；故选C 。
专题1.电化学及其应用（教师版）【考点预测】综观历年高考试题可发现，可充电电池试题的关键在于能否正确书写电极反应式；书写电极反应式的关键是能否正确书写放电时的电极反应式。
要正确书写放电时的电极反应式，既要弄清得失电子的物质，还要特别注意电极产物是否与电解质溶液共存，要写出实际存在的电极反应式。
然后根据原电池的负极反应与电解池的阳极反应、原电池的正极反应与电解池的阴极反应互为逆反应，即可快速写出充电时的电极反应式。
各电极反应式顺利写出以后，即可正确解题。
预测2013年电化学及其应用仍为高考命题的重点。
原电池和电解池原理及应用一、考点归纳：从高考试题看，考查的知识点主要是：①原电池、电解池、电镀池的电极名称、电子流向及电极反应式；②根据原电池、电解池的电极变化判断金属活泼性强弱；③根据电解时电极变化判断电极材料或电解质种类；④新型电池的电极反应及应用；⑤有关电解产物的判断和计算。
从题型看主要是选择题和填空题，其题型包括五判断、二写、一比较和三解释。
⑴五判断是判断工作原理题型、判断电极、判断电子流向、判断电极上析出的产物、判断电极附近或整个溶液的酸碱性；⑵二写是书写电极反应式和总反应方程式；⑶一比较是利用电化学知识比较金属的活动性；⑷三解释是利用电化学知识解释电化学腐蚀、电化学防护和某些反应速率加快的原因。
考点一、原电池工作原理1．原电池的定义：把化学能转化为电能的装置叫原电池。
2．形成条件：（1）活泼性不同的两电极：一个是较活泼的金属，另一个是较不活泼的金属、石墨（碳棒）或某些金属氧化物（如PbO2）。
（2）电解质溶液（3）形成闭合回路3．工作原理：原电池是利用能发生的氧化还原反应设计而成，较活泼的金属材料作为负极，失去电子，经外电路流向较不活泼金属，再经电解质溶液回到负极，构成闭合回路，电流反向流动。
溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。
4．原电池的正负极的判断方法：（1）金属与金属或金属与导电非金属做电极时，较活泼金属做负极；较不活泼金属做正极。
2022年高考化学模拟题：电化学及其应用（详解版）1．（2022·云南曲靖·二模）科学家设计了一种高效、低能耗制备H2O2的装置，装置如图所示。
下列有关说法不正确的是A．阴极区产生2molOH－时，参加反应的O2在标准状况下的体积为11.2LB．a为电源的正极C．阳极区反应为−2e－+3OH－=2H2O+D．该装置中，离子交换膜为阴离子交换膜【答案】A【解析】右边氧气变双氧水，氧化合价降低，说明右边是阴极，则b为负极，a为正极，左边为阳极。
A．阴极电极反应式O2＋2e－＋2H2O＝H2O2＋2OH－，则阴极区产生2molOH－时，参加反应的O2为1mol，在标准状况下的体积为22.4L，故A错误；B．根据前面分析a为电源的正极，故B正确；C．根据前面得到左边是阳极，被氧化，因此阳极区反应式为−2e－+3OH－=2H2O+，故C正确；D．该装置中，氢氧根在阳极消耗，因此阴极产生的氢氧根要转移到阳极区域，则离子交换膜为阴离子交换膜，故D正确。
综上所述，答案为A。
2．（2022·贵州遵义·二模）镍镉电池是一种新型的封闭式体积小的充电电池。
其工作原理如图所示，下列说法错误的是A ．放电时b 极为正极B ．放电时a 极的反应2Cd 2e 2OH Cd(OH)--++=C ．充电时电流的方向：外电源正极→b 极→电解质溶液→a 极D ．用该电池提供的电能电解饱和食盐水，电路中通过0.2mol e －，阴极生成0.2gH 2【答案】B【解析】根据化合价升降，左边化合价升高，失去电子，作负极，右边化合价降低，得到电子，作正极。
A ．根据图中信息电子从左转移到右边，因此放电时a 极为负极，b 极为正极，故A 正确；B ．根据图中负极Cd 变为Cd(OH)2，则放电时a 极的反应2Cd 2e 2OH Cd(OH)---+=，故B 错误；C ．充电时电流的方向从：外电源正极→阳极(b 极)→电解质溶液→阴极(a 极)→外电源负极，故C 正确；D ．用该电池提供的电能电解饱和食盐水，阴极反应式为H 2O ＋2e －＝H 2↑＋2OH －，电路中通过0.2mol e －，则阴极生成氢气物质的量为0.1mol ，质量为0.2g ，故D 正确；综上所述，答案为B 。
电化学基础知识1．（2020·广州第一次调研）下列关于铜电极的叙述正确的是（）。
A．铜锌原电池中铜是正极B．用电解法精炼粗铜时，粗铜作阴极C．在镀件上电镀铜时，可用金属铜作阳极D．电解稀硫酸制H2、O2时，铜作阳极【解析】选AC。
铜锌原电池中，锌易失电子发生氧化反应作负极、铜作正极，故A 正确；用电解法精炼粗铜时，粗铜作阳极、纯铜作阴极，电解质为可溶性铜盐，故B 错误；电镀时，镀件作阴极、镀层作阳极，所以镀件上镀铜可用铜作阳极，故C正确；电解稀硫酸制H2、O2时，电极材料为惰性电极材料，如用活性电极做阳极，则不会在阳极生成氧气，故D错误。
2．（2020·汕尾上学期模拟）化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是（）。
A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl－－2e－＝Cl2↑B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2+2H2O+4e－＝4OH－C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu－2e－＝Cu2+ D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe－2e－＝Fe2+【解析】选A。
在电解反应中，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应；原电池反应中，负极发生氧化反应，而正极发生还原反应。
A项，电解饱和食盐水时，氯离子在阳极上失电子发生氧化反应生成Cl2，电极反应为2Cl－－2e－＝Cl2↑，故A正确；B项，氢氧燃料电池的负极上燃料失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子的还原反应，碱性条件下正极反应式为O2+2H2O+4e－＝4OH－，故B错误；C项，精炼铜时，纯铜与电源负极相连做阴极，粗铜与电源正极相连做阳极，阳极的电极反应式为Cu －2e－＝Cu2+，故C错误；D项，钢铁发生电化腐蚀时，金属铁做负极，负极的电极反应式为Fe－2e－＝Fe2+，故D错误。
3．（2020·天津河北区一模）关于下列装置的说法正确的是（）。
A．装置①将电能转变为化学能B．装置①中盐桥内的K+移向CuSO4溶液C．若装置②用于铁棒镀铜，则N极为铁棒D．若装置②用于电解精炼铜，溶液中的Cu2+浓度保持不变【解析】选B。
高考化学电化学基础知识与应用题解析在高考化学中，电化学是一个重要的知识点，它不仅涉及到理论原理，还与实际应用紧密相连。
理解和掌握电化学的基础知识对于解决相关应用题至关重要。
一、电化学的基本概念1、氧化还原反应电化学的基础是氧化还原反应。
在氧化还原反应中，电子从还原剂转移到氧化剂。
例如，铁与硫酸铜溶液的反应，铁原子失去电子被氧化成亚铁离子，铜离子得到电子被还原成铜原子。
2、原电池原电池是将化学能转化为电能的装置。
它由两个不同的电极（通常是金属）插入电解质溶液中组成。
在原电池中，发生氧化反应的电极称为负极，发生还原反应的电极称为正极。
例如，铜锌原电池中，锌作为负极失去电子，铜作为正极得到电子。
3、电解池电解池则是将电能转化为化学能的装置。
通过外加电源，使电解质溶液中的离子在电极上发生氧化还原反应。
二、电化学中的电极反应1、负极反应在原电池中，负极通常是较活泼的金属，发生氧化反应。
例如，锌铜原电池中，锌的电极反应为：Zn 2e⁻＝ Zn²⁺。
2、正极反应正极发生还原反应。
在上述锌铜原电池中，铜的电极反应为：Cu²⁺＋ 2e⁻＝ Cu 。
3、电解池中的电极反应电解池中，阳极与电源的正极相连，发生氧化反应；阴极与电源的负极相连，发生还原反应。
例如，电解氯化铜溶液时，阳极反应为：2Cl⁻ 2e⁻＝ Cl₂↑ ，阴极反应为：Cu²⁺＋ 2e⁻＝ Cu 。
三、电化学中的电解质溶液电解质溶液在电化学中起着重要的作用。
它提供了离子的迁移通道，使得电荷能够在电路中传递。
1、离子的迁移在原电池和电解池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
2、电解质溶液的浓度变化在原电池中，随着反应的进行，电解质溶液的浓度可能会发生变化。
在电解池中，通过控制电解条件，可以使电解质溶液的浓度发生特定的变化。
四、电化学的应用1、电池日常生活中使用的各种电池，如干电池、充电电池等，都是基于电化学原理工作的。
以铅酸蓄电池为例，放电时，铅作为负极，二氧化铅作为正极。
电化学及其应用1．（2020·上海高三期末）图a、b、c分别为氯化钠在不同状态下的导电实验的微观示意图(X、Y均表示石墨电极且与直流电源连接方式相同，表示水分子)，下列说法正确的是A．X电极与电源负极相连B．图b、c中Y电极上会生成不同产物C．NaCl是电解质，三种状态下都能导电D．图b说明通电后发生了：NaCl → Na+ + Cl—【答案】B【详解】A．氯离子半径大于钠离子，则图中代表的离子是Cl-，b图中阴离子向X极移动，失电子生成氯气，则X为阳极，接电源正极，A错误；B．Y是阴极，图b中是Na+得电子生成Na单质，图c中是水电离的H+得电子生成H2，产物不同，B正确；C．NaCl在晶体状态没有自由移动的电子不导电，即图a不导电，C错误；D ．熔融状态下，NaCl 通电生成Na 和Cl 2，氯化钠生成钠离子和氯离子的过程为电离，不需要通电也能电离，D 错误；答案选B 。
2．（2020·浙江高三月考）某混合物浆液含有3Al(OH)、2MnO 和少量24Na CrO 。
考虑到胶体的吸附作用使24Na CrO 不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置(见图)，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。
下列说法不正确．．．的是( )A ．用惰性电极电解时，2-4CrO 能从浆液中分离出来的原因是，电解时2-4CrO 通过阴离子交换膜向阳极移动，从而从浆液中分离出来B ．通电后阴极室溶液pH 增大C ．分离后含铬元素的粒子是2-4CrOD ．通电后，相同条件下阴阳两极产生气体体积之比为2:1【答案】C【详解】A ．电解时，阴离子向阳极移动，即在直流电场作用下，2-4CrO 通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液，故A 正确；B ．通电后，阴极上水中的氢离子放电，即4H 2O+4e -=2H 2↑+4OH -，OH -浓度增大，pH 升高，故B 正确；C ．电解时，阳极上水中的氢氧根放电，即2H 2O-4e -=O 2↑+4H +，H +在阳极区增大，2-4CrO 向阳极移动，由于存在22-4CrO +2H +227O Cr -+H 2O ，平衡向右移动，所以分离后含铬元素的粒子是2-4CrO 、227O Cr -，故C 错误；D ．通电后，阴极产生H 2，阳极产生O 2，由得失电子相等可知，相同条件下阴阳两极产生气体体积之比为2:1，故D 正确；答案为C 。
2023 年高考真题电化学及其应用1．〔2023 年课标Ⅰ〕科学家近年制造了一种型Zn−CO 2 水介质电池。
电池示意图如图， 电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO 2 被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题供给了一种途径。
以下说法错误的选项是A. 放电时，负极反响为Zn - 2e - + 4OH - =Zn(OH) 2- 4B. 放电时，1 mol CO 2 转化为HCOOH ，转移的电子数为 2 molC. 充电时，电池总反响为2Zn(OH)2-4D. 充电时，正极溶液中OH −浓度上升= 2Zn + O 2 ↑ +4OH - + 2H O 22．〔2023 年课标Ⅱ〕电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。
以以下图是某电致变色器件的示意图。
当通电时，Ag +注入到无色 WO 3 薄膜中，生成Ag x WO 3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，以下表达错误的选项是A. Ag 为阳极 C ．W 元素的化合价上升B. Ag +由银电极向变色层迁移D ．总反响为：WO 3+x Ag=Ag x WO 3 3．〔2023 年课标Ⅲ〕一种高性能的碱性硼化钒(VB 2)—空气电池如以以下图所示，其中在VB 2电极发生反响：VB +16OH - -11e - =VO 3- +2B(OH)- +4H O 该电池工作时，以下说法错误2 4 4 2的是A. 负载通过 0．04 mol 电子时，有 0．224 L(标准状况)O 2 参与反响B. 正极区溶液的pH 降低、负极区溶液的pH 上升C. 电池总反响为4VB+11O + 20OH - + 6H O = 8B(OH)- + 4VO 3- 22 2 4 4D. 电流由复合碳电极经负载、VB 2 电极、KOH 溶液回到复合碳电极3．〔2023 年天津卷〕熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。
以以下图中的电池反响为 2Na+xS 放电充电 Na S 2 x (x =5~3，难溶于熔融硫)，以下说法错．误．的是B. 放电时正极反响为xS+2Na + +2e - =Na S2 xC. Na 和Na 2S x 分别为电池的负极和正极D. 该电池是以Na-β-Al O 2 3为隔膜的二次电池4．〔2023 年江苏卷〕将金属M 连接在钢铁设施外表，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。
专题三电化学原理及其应用命题规律电化学内容是高考试卷中的常客，对原电池和电解池的考查往往以选择题的形式考查两电极反应式的书写、两电极附近溶液性质的变化、电子的转移或电流方向的判断等。
在第Ⅱ卷中会以应用性和综合性进行命题，如与生产生活(如金属的腐蚀和防护等)相联系，与无机推断、实验及化学计算等学科内知识综合，尤其特别注意燃料电池和新型电池的正、负极材料分析和电极反应式的书写。
题型新颖，但不偏不怪，只要注意基础知识的落实，以及能力的训练便可以从容应对。
考点研析考点一原电池原理及应用1．(2009·福建理综，11改编)控制合适的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。
下列判断不正确的是 ( )A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极试回答：(1)乙池中若换为Fe电极和FeCl2溶液，则原电池是怎样工作的？(2)电流计读数为零后，若在乙中溶入KI固体，则原电池反应能继续发生吗？若向甲中加入固体Fe呢？2．(2010·安徽理综，11)某固体酸燃料电池以CsHSO 4固体为电解质传递H ＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H 2＋O 2===2H 2O ，下列有关说法正确的是 ( )A ．电子通过外电路从b 极流向a 极B ．b 极上的电极反应式为：O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －C ．每转移0.1 mol 电子，消耗1.12 L 的H 2D ．H ＋由a 极通过固体酸电解质传递到b 极3．(2010·广东理综，23改编)铜锌原电池(如下图)工作时，下列叙述正确的是 ( )A ．正极反应为：Zn －2e －===Zn 2＋B ．电池反应为：Zn ＋Cu 2＋===Zn 2＋＋Cu C ．在外电路中，电子从正极流向负极 D ．盐桥中的K ＋移向ZnSO 4溶液考点二 电解原理及其应用4．(2009·安徽理综，12)Cu 2O 是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的一制取Cu 2O 的电解池示意图如下，电解总反应为：2Cu ＋H 2O=====通电Cu 2O ＋H 2↑。
电化学及其应用1．[2019新课标Ⅰ]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，示意图如下所示。
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H 2+2MV2+2H++2MV+C．正极区，固氮酶为催化剂，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【答案】B【解析】【分析】由生物燃料电池的示意图可知，左室电极为燃料电池的负极，MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+，电极反应式为MV+−e−= MV2+，放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成H+和MV+，反应的方程式为H2+2MV2+=2H++2MV+；右室电极为燃料电池的正极，MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+，电极反应式为MV2++e−= MV+，放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+，反应的方程式为N2+6H++6MV+=6MV2++NH3，电池工作时，氢离子通过交换膜由负极向正极移动。
【详解】A项、相比现有工业合成氨，该方法选用酶作催化剂，条件温和，同时利用MV+和MV2+的相互转化，化学能转化为电能，故可提供电能，故A正确；B项、左室为负极区，MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+，电极反应式为MV+−e−= MV2+，放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成H+和MV+，反应的方程式为H2+2MV2+=2H++2MV+，故B错误；C项、右室为正极区，MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+，电极反应式为MV2++e−= MV+，放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+，故C正确；D项、电池工作时，氢离子（即质子）通过交换膜由负极向正极移动，故D正确。
故选B。
【点睛】本题考查原池原理的应用，注意原电池反应的原理和离子流动的方向，明确酶的作用是解题的关键。
电化学原理综合应用1．【2018天津卷】CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。
回答下列问题：（3）O2辅助的Al～CO2电池工作原理如图4所示。
该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式：________。
电池的正极反应式：6O 2+6e−6O2−6CO 2+6O2−3C2O42−反应过程中O2的作用是________。
该电池的总反应式：________。
【答案】Al–3e–=Al3+（或2Al–6e–=2Al3+）催化剂 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3【解析】2．【2018江苏卷】NO x（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。
有效去除大气中的NO x是环境保护的重要课题。
（2）用稀硝酸吸收NO x，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。
写出电解时阳极的电极反应式：____________________________________。
【答案】（2）HNO2−2e−+H2O3H++NO3−【解析】精准分析：（2）根据电解原理，阳极发生失电子的氧化反应，阳极反应为HNO2失去电子生成HNO3，1molHNO2反应失去2mol电子，结合原子守恒和溶液呈酸性，电解时阳极电极反应式为HNO2-2e-+H2O=NO3-+3H+。
3．【2018新课标1卷】焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。
回答下列问题：（3）制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。
阳极的电极反应式为_____________。
电解后，__________室的NaHSO3浓度增加。
将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。
【答案】（3）2H2O－4e－＝4H＋+O2↑ a【解析】4．【2018新课标1卷】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________；沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。
专题十二电化学及其应用考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。
2024年真题研析：分析命题特点，探寻常考要点，真题分类精讲。
近年真题精选：分类精选近年真题，把握命题趋势。
必备知识速记：归纳串联解题必备知识，总结易错易混点。
最新模拟探源：精选适量最新模拟题，发掘高考命题之源。
命题解读考向纵观近年的高考试题，可以发现高考对于电化学板块内容的考查几乎没有什么变化，主要考查的还是陌生的原电池装置和电解池装置的分析，对于电解池的考查概率有所提高，特别是利用电解池生产化工品和处理环境污染物成为命题特点。
万变不离其宗，问题的落脚点主要是在电极的极性判断、两极发生的反应情况和电解液成分的参与情况这些问题上。
考向一原电池的工作原理及应用考向二电解池的工作原理及应用考向三化学电源装置分析考向四金属的腐蚀与防护命题分析分析2024年高考化学试题可以看出，选择题中对于电化学板块内容的考查，依然保持了往年的命题特点，统计各个卷区的考查情况，会发现大部分都通过可充电电源系统为载体，综合考查原电池和电解池的工作原理和应用。
试题精讲考向一电解池的工作原理及应用1(2024·贵州卷)一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。
光阳极发生反应：HCO -3+H 2O =HCO-4+2H ++2e -，HCO -4+H 2O =HCO -3+H 2O 2。
体系中H 2O 2与Mn (Ⅱ)/Mn (Ⅳ)发生反应产生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。
下列说法错误的是A.该芬顿系统能量转化形式为太阳能→电能→化学能B.阴极反应式为O2+2H++2e-=H2O2C.光阳极每消耗1molH2O，体系中生成2molH2O2D.H2O2在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性【答案】C【分析】该装置为电解池，光阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+，阴极上氧气和氢离子得电子生成过氧化氢，电极反应式为O2+2H++2e-=H2O2；【解析】A．该装置为电解池，利用光能提供能量转化为电能，在电解池中将电能转化为化学能，A正确；B．由图可知，阴极上氧气和氢离子得电子生成过氧化氢，电极反应式为O2+2H++2e-=H2O2，B正确；C．光阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+，每消耗1molH2O，转移2mol电子，由O2+2H++2e-=H2O2，则体系中生成1molH2O2，C错误；D．由Mn(Ⅳ)和过氧化氢转化为Mn(Ⅱ)过程中，锰元素化合价降低，H2O2做还原剂，表现还原性，由Mn(Ⅱ)转化为Mn(Ⅳ)时，H2O2中O元素化合价降低，做氧化剂，表现氧化性，D正确；故选C。
电 化 学（2012·福建）9.将右图所示实验装置的 K 闭合，下列判断正确的是A.Cu 电极上发生还原反应B.电子沿 Zn→a→b→Cu 路径流动C.片刻后甲池中c(SO 42-)增大D.片刻后可观察到滤纸b 点变红色（2012·四川）11.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH 3CH 2OH – 4e - + H 2O = CH 3COOH + 4H +。
下列有关说法正确的是A ．检测时，电解质溶液中的H +向负极移动B ．若有0.4mol 电子转移，则在标准状况下消耗4.48L 氧气C ．电池反应的化学方程式为：CH 3CH 2OH + O 2 = CH 3COOH + H 2OD ．正极上发生的反应为：O 2 + 4e - + 2H 2O = 4OH -（2011·大纲版）11．①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极，②④相连时，②有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少，据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是A ①③②④B ①③④②C ③④②①D ③①②④（2011·山东）13.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，越靠近底端腐蚀越严重B ．图b 中，开关由M 改置于N 时，Cu-Zn 合金的腐蚀速率减小C ．图c 中，接通开关时Zn 腐蚀速率增大，Zn 上放出气体的速率也增大D ．图d 中，Zn - MnO 2干电池自放电腐蚀主要是由MnO 2的氧化作用引起的（2012·浙江）10．以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：下列说法不正确的是A ．在阴极式，发生的电极反应为：2H 2O ＋2e －2OH ―＋H 2↑B ．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H ＋浓度增大，使平衡224CrO -＋2H ＋227Cr O -＋H 2O 向右移动 C ．该制备过程总反应的化学方程式为：4K 2CrO 4＋4H 2O 通电2K 2Cr 2O 7＋4KOH ＋2H 2↑＋2O 2↑|阳离子交换膜KOH 稀溶液不锈钢 惰性电极24K CrO 溶液d D．测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比为d，则此时铬酸钾的转化率为α＝2（2011·安徽）11．某兴趣小组设计如下微型实验装置。
专题10电化学及其应用1．【2015新课标Ⅰ卷理综化学】微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。
下列有关微生物电池的说法错误的是（ ）A ．正极反应中有CO 2生成B ．微生物促进了反应中电子的转移C ．质子通过交换膜从负极区移向正极区D ．电池总反应为C 6H 12O 6+6O 2=6CO 2+6H 2O【答案】A【解析】首先根据原电池反应判断出厌氧反应为负极侧，有氧反应为正极侧。
A 、根据厌氧反应中碳元素的化合价的变化：葡萄糖分子中碳元素平均为0价，二氧化碳中碳元素的化合价为+4价，所以生成二氧化碳的反应为氧化反应，所以在负极生成。
错误；B 、在微生物的作用下，该装置为原电池装置。
原电池能加快氧化还原反应速率，故可以说微生物促进了电子的转移。
正确；C 、原电池中阳离子向正极移动。
正确；D 、电池的总反应实质是葡萄糖的氧化反应。
正确。
【考点定位】原电池原理；难度为一般等级【名师点晴】本题是关于能量转化的题目，电化学包括原电池和电解池。
原电池是将化学能转化为电能的装置，组成有正负极、电解质溶液、形成闭合回路，活动性强的电极为负极，发生氧化反应，活动性弱的电极为正极，正极上发生还原反应。
电解池是将电能转化为化学能的装置。
与外加电源正极连接的为阳极，与电源负极连接的为阴极。
阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。
若阳极是活性电极，则是电极本身失去电子，若电极是惰性电极，则电解质溶液（或熔融状态）阴离子发生还原反应。
掌握好阴离子、阳离子的放电顺序、清楚在闭合回路中电子转移数目相等是本题的关键。
2．【2015浙江理综化学】在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H 2O —CO 2混合气体制备H 2和CO 是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。
下列说法不正确．．．的是（ ） A ．X 是电源的负极B ．阴极的反应式是：H 2O ＋2eˉ＝H 2＋O 2ˉCO 2＋2eˉ＝CO ＋O 2ˉC ．总反应可表示为：H 2O ＋CO 2====通电H 2＋CO ＋O 2D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1︰1【答案】D【解析】A、从图示可看出，与X相连的电极发生H2O→H2、CO2→CO的转化，均得电子，应为电解池的阴极，则X为电源的负极，A正确；B、阴极H2O→H2、CO2→CO均得电子发生还原反应，电极反应式分别为：H2O＋2eˉ＝H2＋O2ˉ、CO2＋2eˉ＝CO＋O2ˉ，B正确；C、从图示可知，阳极生成H2和CO的同时，阴极有O2生成，所以总反应可表示为：H2O＋CO2通电H2＋CO＋O2，C正确；D、从总反应方程式可知，阴极生成2mol气体(H2、CO各1mol)、阳极生成1mol气体(氧气)，所以阴、阳两极生成的气体物质的量之比2∶1，D不正确。
专题七电化学及其应用目录：2023年真题展现考向一原电池原理及其应用考向二新型电源及其应用考向三电解池原理考向四电解池原理的应用真题考查解读近年真题对比考向一原电池原理及其应用考向二新型电源及其应用考向三电解池原理考向四电解池原理的应用命题规律解密名校模拟探源易错易混速记考向一原电池原理及其应用1.（2023·山东卷第11题）利用热再生氨电池可实现CuSO 4电镀废液的浓缩再生。
电池装置如图所示，甲、乙两室均预加相同的CuSO 4电镀废液，向甲室加入足量氨水后电池开始工作。
下列说法正确的是A.甲室Cu 电极为正极B.隔膜为阳离子膜C.电池总反应为： 22334Cu 4NH Cu NHD.NH 3扩散到乙室将对电池电动势产生影响考向二新型电源及其应用2.（2023·新课标卷第10题）一种以V 2O 5和Zn 为电极、 332Zn CF SO 水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。
放电时，Zn 2+可插入V 2O 5层间形成x 252Zn V O nH O 。
下列说法错误的是A.放电时V 2O 5为正极B.放电时Zn 2+由负极向正极迁移C.充电总反应：252x 252xZn+V O +nH O=Zn V O nH OD.充电阳极反应：-2+x 252252Zn V O nH O-2xe =xZn +V O +nH O3.（2023·辽宁卷第11题）某低成本储能电池原理如下图所示。
下列说法正确的是（）A.放电时负极质量减小B.储能过程中电能转变为化学能C.放电时右侧H 通过质子交换膜移向左侧D.充电总反应：23244Pb SO 2Fe PbSO 2Fe考向三电解池原理4.（2023·浙江选考1月第11题）在熔融盐体系中，通过电解TiO 2和SiO 2获得电池材料（TiSi ），电解装置如图，下列说法正确的是（）A.石墨电极为阴极，发生氧化反应B.电极A 的电极反应：2228H TiO SiO 8e TiSi 4H O =C.该体系中，石墨优先于Cl -参与反应D.电解时，阳离子向石墨电极移动5.（2023·辽宁卷第7题）某无隔膜流动海水电解法制H 2的装置如下图所示，其中高选择性催化剂PRT 可抑制O 2产生。
1．（上海）用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是A ．用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片B ．用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片C ．用氢氧化钠溶液吸收阴极产物D ．用带火星的木条检验阳极产物解析：用电解法提取氯化铜废液中的铜时，铜必需作阴极，阳极是铜或惰性电极，阴极的反应式为：Cu 2++2e －＝Cu 。
答案：B2.（浙江）将NaCl 溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a) 已被腐蚀而变暗，在液滴外沿棕色铁锈环(b)，如图所示。
导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。
下列说法正确的是A ．液滴中的Cl ―由a 区向b 区迁移B ．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O 2＋2H 2O ＋4e－4OH － C ．液滴下的Fe 因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe 2＋由a 区向b 区迁移，与b 区的OH ―形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D ．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl 溶液，则负极发生的电极反应为Cu －2e －Cu 2＋ 3.（大纲版）用石墨作电极电解CuSO 4溶液。
通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的．铁锈环(b)腐蚀区(a)A. CuSO4B.H2OC. CuOD.CuS04·5H2O【解析】从电解反应入手,2CuSO4+2H2O电解2Cu+2H2SO4+O2↑,消耗了CuSO4+H2O,复原则要生成它们，复原的反应是CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,故选C【答案】C4.（山东）以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B.因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C.电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D.镀锌层破损后对铁制品失去保护作用【答案】C5.（全国新课标）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确．．．的是A. 电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB. 电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2C. 电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D. 电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O解析：由放电时的反应可以得出铁做还原剂失去电子，Ni2O3做氧化剂得到电子，因此选项AB均正确；充电可以看作是放电的逆过程，即阴极为原来的负极，所以电池放电时，负极反应为：Fe+2OH--2e-= Fe(OH)2，所以电池充电过程时阴极反应为Fe(OH)2+2e-= Fe+2OH-，因此电池充电过程中，阴极附近溶液的pH会升高，C不正确；同理分析选项D正确。
答案：C6.（江苏）下列说法正确的是A.一定温度下，反应MgCl2(1)＝Mg(1)＋ Cl2(g)的△H＞0 △S＞0B.水解反应NH4＋＋H2O NH3·H2O＋H＋达到平衡后，升高温度平衡逆向移动C.铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应D.对于反应2H2O2＝2H2O＋O2↑, 加入MnO2或升高温度都能加快O2的生成速率7、（广东）某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。
下列叙述不正确．．．的是A、a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B、a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋+2e-= CuC、无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色D、a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动答案：D解析：此题考查了电化学知识。
分析图2所示的装置，由于金属铁的活泼性强于铜，当a、b不连接时，金属铁置换溶液中的铜，铁片上析出铜，A对；ab用导线连接时，形成原电池，铁片为负极，铜片为正极，铜片上发生反应：Cu2＋+2e-= Cu，B对；根据上述两选项分析，溶液中的铜离子析出，铁片溶解生成亚铁离子，故溶液颜色从蓝色逐渐变成浅绿色，C对；a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铁电极移动，D错。
8.（安徽）研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2＋2Ag＋2NaCl=Na2Mn5O10＋2AgCl，下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是：A.正极反应式：Ag＋Cl－－e－=AgClB.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子C.Na＋不断向“水”电池的负极移动D. AgCl是还原产物9.（北京）结合下图判断，下列叙述正确的是A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护B. Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－＝Fe2＋C. Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－＝4OH－D. Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀10.（福建）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。
该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。
关于该电池的下列说法不正确的是A.水既是氧化剂又是溶剂B.放电时正极上有氢气生成C .放电时OH -向正极移动 D.总反应为：22222Li H O LiOH H +=+↑【答案】C【解析】根据题给信息锂水电池的反应方程式为：2Li ＋2H 2O=2LiOH ＋H 2↑，D 正确；在反应中氢元素化合价降低，因此H 2O 做氧化剂，同时又起到溶剂的作用，A 正确；放电时正极反应为：2H 2O+2e －=2OH －+H 2↑,B 正确；正极周围聚集大量OH －，因此溶液中的阳离子Li +向正极移动；负极周围聚集大量Li +，因此溶液中的阴离子OH －向负极移动，C 错误。
11.（江苏）(12分) Ag 2O 2是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在KOH 加入适量AgNO 3 溶液,生成Ag 2O 沉淀，保持反应温度为80，边搅拌边将一定量K 2S 2O 8溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得到固体样品。
反应方程式为2AgNO 3＋4KOH ＋K 2S 2O 8Ag 2O 2↓＋2KNO 3＋K 2SO 4＋2H 2O回答下列问题：（1）上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是 。
(2)银锌碱性电池的电解质溶液为KOH 溶液，电池放电时正极的Ag 2O 2 转化为Ag ，负极的Zn 转化为 K 2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式： 。
(3)准确称取上述制备的样品（设Ag 2O 2仅含和Ag 2O ）2.558g ，在一定的条件下完全分解为Ag 和O 2 ，得到224.0mLO 2（标准状况下）。
计算样品中Ag 2O 2的质量分数（计算结果精确到小数点后两位）。
【答案】 (1)取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2滴Ba(NO 3)2溶液，若不出现白色浑浊，表示已洗涤完全（取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2滴酚酞溶液，若溶液不显红色，表示已洗涤完全）(2)Ag 2O 2＋2Zn ＋4KOH ＋2H 2O ＝2K 2Zn(OH)4＋2Ag(3)n(O 2)＝224mL/22.4L ·mL －1·1000mL · L －1＝1.000×10－2 mol设样品中Ag 2O 2的物质的量为x, Ag 2O 的物质的量量为y248g ·mol －1 × x ＋ 232 g ·mol－1 × y ＝2.588 g x ＋1/2 y ＝1.000×10－2 molx ＝9.500×10－3moly＝1.000×10－3 molw(Ag2O2)＝＝0.91【解析】本题以银锌碱性电池正极活性物质Ag2O2制备、制备过程检验洗洗涤是否完全的实验方法、电池反应、以及成分分析与相关计算为背景，试图引导学生关注化学与社会生活，考查学生用化学的思维方式来解决一些现实生活中的一些具体问题的能力。
12.（江苏）(14分)氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知： CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)△H＝206.2kJ·mol－1CH4(g)＋CO2(g)＝2CO(g)＋2H2(g)△H＝247.4 kJ·mol－12H2S(g)＝2H2(g)＋S2(g)△H＝169.8 kJ·mol－1(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为。
(2)H2S热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分H2S燃烧，其目的是。
燃烧生成的SO2与H2S进一步反应，生成物在常温下均非气体，写出该反应的化学方程式：。
(3)H2O的热分解也可得到H2，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图11所示。
图中A、B表示的物质依次是。
(4)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图12（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。
电解时，阳极的电极反应式为。
(5)Mg2Cu是一种储氢合金。
350℃时，Mg2Cu与H2反应，生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数为0.077）。
Mg2Cu与H2反应的化学方程式为。
13、（广东）（15分）由熔盐电解法获得粗铝含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于刚才镀铝，工艺流程如下：（注：NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华）（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为①和②（2）将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。
气泡的主要成分除Cl2外还含有；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在（3）在用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为（4）镀铝电解池中，金属铝为极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4―和Al2Cl7―形式存在，铝电极的主要电极反应式为（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是解析：此题综合考查元素化合物、化学实验、离子方程式和电化学知识。
（1）石英砂的主要成分是二氧化硅，铝和氧化铁、石英砂反应的方程式分别为：2Al+Fe2O3高温Al2O3+2Fe，4Al+3SiO2高温2Al2O3+3Si；（2）粗铝中含一定量的金属钠和氢气，向坩埚中的粗铝熔体通入Cl2时，氯气和氢气反应生成的氯化氢为气体，铝和氯气反应生成的氯化铝（AlCl3在181℃升华为气体）其存在于气泡中；固态杂质中含钠和氯气反应生成的氯化钠；（3）尾气的主要成分包括Cl2和HCl，其中气体A用废碱液吸收的离子方程式为：2OH—＋Cl2=Cl—＋ClO—＋H2O、H++OH-=H2O；（4）镀铝电解池中，镀层金属作阳极，故金属铝为阳极，其得失电子时造成AlCl4―和Al2Cl7―相互转化，方程式可表示为：Al—3e—+7AlCl4―=4Al2Cl7―；（5）镀铝的钢材表面有致密的氧化铝薄膜，该薄膜隔绝钢材与空气中的O2、CO2和H2O等接触，阻止电化学腐蚀和化学腐蚀发生。
