2022年高考化学专项拔高训练专题8：电化学原理与应用(选择)

电化学原理及其应用1．（河北省衡水中学2021届高三联考）高氯酸钾是一种强氧化剂和分析试剂，易溶于水。

以氯化钠为原料制备高氯酸钾的一种流程如图所示。

下列说法错误的是A．“电解”过程中阴极生成气体的主要成分为H2B．“高温分解”反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：1C．本实验条件下，KClO4在水中的溶解度比NaClO4小D．“转化”过程所得副产物也可在上述流程中循环利用【答案】BClO-，阴极是氢离子得到电子生【解析】惰性电极电解氯化钠溶液，结合流程，阳极是氯离子失电子生成3成氢气，NaClO3固体加热高温分解得到NaClO4，然后加入KCl溶液转化得到KClO4，以此解答。

惰性电极电ClO-，阴极是氢离子得到电子生成氢气，故A正确；解氯化钠溶液，结合流程，阳极是氯离子失电子生成3氯酸钠受热分解的化学方程式 4NaClO3=高温3NaClO4+NaCl，该反应是歧化反应，从生成物判断氧化剂和还原剂的物质的量之比，n（氧化剂）：n（还原剂）=n（还原产物）：n（氧化产物）=n（NaCl）：n（NaClO4）=1:3，故B错误；反应NaClO4+KCl=KClO4（结晶）+NaCl能够发生，即在NaClO4溶液中加入KCl，可得到KClO4晶体，依据复分解反应的条件可知：KClO4在水中的溶解度比NaClO4小，故C正确；“转化”过程所得副产物中有NaCl，可在上述流程中循环利用，故D正确；故选B。

2．（河北省衡水中学2021届高三联考）以Ag/AgCl作参比电极的原电池装置可用于测定空气中氯气的含量，其工作原理示意图如图所示。

下列说法错误的是A．采用多孔铂电极可增大电极与电解质溶液和气体的接触面积B．正极的电极反应式为Cl2+2e-=2C1-C．外电路中通过0.02 mol e-时，负极区溶液质量减少0.71 gD．空气中氯气含量可通过一定时间内电流表读数变化和空气流速计算【答案】C【解析】由电池总反应为2Ag+Cl2═2AgCl可知，Ag失电子作负极失电子，氯气在正极上得电子生成氯离子。

1．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。

下列说法中正确的是()A．(1)(2)中Mg作负极，(3)(4)中Fe作负极B．(2)中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑C．(3)中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋D．(4)中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑解析(1)中Mg作负极；(2)中Al作负极；(3)中铜作负极；(4)是铁的吸氧腐蚀，Fe作负极。

答案 B2．下列有关电化学的示意图中正确的是( )答案 D3.在常温下用惰性电极电解1 L pH＝6的硝酸银溶液，装置如图所示。

关于该电解池，下列叙述中不正确的是( )A．在电解过程中烧杯中溶液的pH逐渐减小B．电极Ⅰ增重216 g，则电极Ⅱ上生成11.2 L气体C．要使电解后的溶液恢复原状可以加入Ag2O固体D．溶液中离子的流向为：Ag＋→电极Ⅰ，NO－3→电极Ⅱ答案 B4．利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。

下列说法不正确的是( )A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀B．一段时间后，a管液面高于b管液面C．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋解析a管介质为中性发生吸氧腐蚀，内压减小，pH增大；b管介质为酸性发生析氢腐蚀，内压增大，pH 也增大。

答案 C5．用下列装置能达到预期目的的是( )A．甲图装置可用于电解精炼铝B．乙图装置可得到持续、稳定的电流C．丙图装置可达到保护钢闸门的目的D．丁图装置可达到保护钢闸门的目的答案 D6.500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO－3)＝6.0 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L气体(标准状况)。

假定电解后溶液体积仍为500 mL，则下列说法中正确的是( ) A．原混合溶液中c(K＋)为2 mol·L－1B．上述电解过程中共转移6 mol电子C．电解得到的Cu的物质的量为0.5 molD．电解后溶液中c(H＋)为2 mol·L－1解析阳极上生成的气体为O2，阴极上开始时析出单质铜，后产生H2，因阴阳两极通过的电子数相等且生成的氢气和氧气均为1 mol，故反应中转移4 mol电子，放电的Cu2＋是1 mol，故B、C错误。

A组1．(2022·杭州二模)实验a：将铜片、锌片和稀硫酸组成单液原电池，铜片、锌片表面均产生气泡。

实验b：将锌片在稀HgCl2溶液中浸泡几分钟，锌片表面形成锌汞合金，再与铜片、稀硫酸组成单液原电池，只有铜片表面产生气泡。

下列有关说法不正确的是( )A．实验a中锌片表面产生气泡对应的能量转化形式是化学能转化为电能B．实验b中铜片表面产生气泡对应的能量转化形式是化学能转化为电能C．实验a、b中原电池总反应的离子方程式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑D．锌片经HgCl2溶液处理后，有利于更多的化学能转化为电能2．(2022·济南市历城第二中学二模)甲酸是基本有机化工原料之一，广泛用于农药、皮革、染料、医药和橡胶等工业。

某科研团队利用光催化制甲酸如图所示。

已知2CO2＋2H2O===2HCOOH＋O2　ΔH>0。

下列说法错误的是( )A．电极电势：电极N高于电极MB．该装置把光能和化学能转化为电能C．正极电极反应式为CO2＋2e－＋2H＋===HCOOHD．若制得9.2 g HCOOH，不考虑气体溶解，整套装置质量增加5.6 g3．(2022·广东梅州二模)《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取H2O2的绿色方法，原理如图所示。

下列说法正确的是( )A．a极为正极，发生还原反应B．X膜为阳离子交换膜C．当外电路通过2 mol e－时，消耗22.4 L O2D．该装置可实现化学能与电能间的完全转化4．(2022·北京东城区一模)热激活电池是一种需要达到启动温度才开始工作的电池。

一种热激活电池的结构如图1所示，其放电后的产物为Li7Si3和LiMn2O4。

已知：LiCl和KCl混合物的熔点与KCl的物质的量分数的关系如图2所示。

下列说法不正确的是( )A．放电时，Li＋向b极区移动B．放电时，a极的电极反应是3Li13Si4－11e－===4Li7Si3＋11Li＋C．该电池中火药燃烧产生的热能转化为电能D．调节混合物中KCl的物质的量分数可以改变电池的启动温度5．(2022·安徽宣城二模)“热电池”是高温熔融盐一次电池，在航空航天领域有广泛应用，采用LiAl、LiSi等合金做电极比纯锂安全性更好。

专题08 电化学及其应用1．(2021·全国高考甲卷真题)乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置合成。

图中的双极膜中间层中的2H O 解离为+H 和-OH ，并在直流电场作用下分别问两极迁移。

下列说法正确的是A ．KBr 在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B ．阳极上的反应式为：+2H ++2e -=+H 2OC ．制得2mol 乙醛酸，理论上外电路中迁移了1mol 电子D ．双极膜中间层中的+H 在外电场作用下向铅电极方向迁移 【答案】D【分析】该装置通电时，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池阴极，石墨电极为电解池阳极，阳极上Br -被氧化为Br 2，Br 2将乙二醛氧化为乙醛酸，双极膜中间层的H +在直流电场作用下移向阴极，OH -移向阳极。

【解析】A ．KBr 在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生成的Br 2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物，故A 错误；B ．阳极上为Br -失去电子生成Br 2，Br 2将乙二醛氧化为乙醛酸，故B 错误；C ．电解过程中阴阳极均生成乙醛酸，1mol 乙二酸生成1mol 乙醛酸转移电子为2mol ，1mol 乙二醛生成1mol 乙醛酸转移电子为2mol ，根据转移电子守恒可知每生成1mol 乙醛酸转移电子为1mol ，因此制得2mol 乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2mol 电子，故C 错误；D ．由上述分析可知，双极膜中间层的H +在外电场作用下移向阴极，即H +移向铅电极，故D 正确； 综上所述，说法正确的是D 项，故答案为D 。

2．(2021·全国高考乙卷真题)沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。

下列叙述错误的是A ．阳极发生将海水中的Cl 氧化生成2Cl 的反应B ．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClOC ．阴极生成的2H 应及时通风稀释安全地排入大气D ．阳极表面形成的2Mg(OH)等积垢需要定期清理 【答案】D【分析】海水中除了水，还含有大量的Na +、Cl -、Mg 2+等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰性电极电解海水，阳极区溶液中的Cl -会优先失电子生成Cl 2，阴极区H 2O 优先得电子生成H 2和OH -，结合海水成分及电解产物分析解答。

电化学方法原理和应用习题答案1. 电化学方法的原理电化学方法是一种利用电化学过程来研究物质性质和进行分析的方法。

它基于物质与电流之间的相互作用，通过测量电流、电势和电荷量等参数来获得与物质性质相关的信息。

电化学方法的原理基于两个基本的电化学过程：电解和电化学反应。

电解是指通过外加电势将电解质溶液中的离子转化为氧化还原反应中的氧化剂和还原剂。

电化学反应是指在电极表面发生的氧化还原反应，通过测量电极电势的变化来了解物质的电化学性质。

2. 电化学方法的应用2.1 电化学分析：电化学分析是利用电化学方法来定量或定性地分析化合物和物质的方法。

常见的电化学分析方法包括电位滴定法、极谱法、电位滴定法等。

这些方法可以广泛应用于环境监测、水质分析、生化分析等领域。

2.2 电化学腐蚀研究：电化学腐蚀研究是通过电化学方法来研究和评估材料在特定环境条件下的腐蚀性能。

它可以帮助我们了解材料在不同环境中的腐蚀行为，并采取措施来延缓或防止材料的腐蚀。

2.3 电化学储能：电化学储能是指利用电化学反应来存储和释放能量的技术。

常见的电化学储能装置包括电池和超级电容器。

电化学储能技术在电动汽车、可再生能源储存、能量回收等领域有着广泛的应用。

2.4 电化学合成：电化学合成是通过电流驱动反应来合成化合物的方法。

它可以用于有机合成、金属粉末的制备等。

电化学合成具有高选择性、高效率等优点，是一种绿色、可持续发展的合成方法。

3. 习题答案3.1 问题1：电解质溶液中是如何进行电解的？电解质溶液中的电解过程可以分为两个步骤：阳极反应和阴极反应。

在阳极处，氧化反应会发生，而在阴极处会进行还原反应。

阳极和阴极之间通过电解质溶液中的离子传递电荷。

3.2 问题2：电极电势的测量原理是什么？电极电势可以通过将电极与参比电极相连，通过测量电势差来确定。

参比电极是一个具有已知电势的电极，它提供了一个稳定的电势参考。

电极与参比电极之间的电势差可以通过测量电流或电势差来确定。

高考化学《原电池原理及应用》真题练习含答案一、选择题1．[2022·广东卷]科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备（如图）。

充电时电极a的反应为：NaTi2（PO4）3＋2Na＋＋2e －===Na3Ti2（PO4）3。

下列说法正确的是（）A．充电时电极b是阴极B．放电时NaCl溶液的pH减小C．放电时NaCl溶液的浓度增大D．每生成1 mol Cl2，电极a质量理论上增加23 g答案：C解析：由充电时电极a的反应式可知，电极a发生还原反应，则充电时电极a为阴极，电极b为阳极，故A错误；放电时，负极Na3Ti2（PO4）3转化为Na＋，正极Cl2发生还原反应生成Cl－，NaCl溶液的浓度增大，但溶液一直为中性，故放电时NaCl溶液的pH不变，B项错误、C项正确；充电时，每生成1 mol Cl2，则转移2 mol电子，由题干电极a反应式可知，有2 mol Na＋参与反应，则电极a质量理论上增加46 g，D项错误。

2．[2022·福建卷]一种化学“自充电”的锌­有机物电池，电解质为KOH和Zn（CH3COO）水溶液。

将电池暴露于空气中，某电极无需外接电源即能实现化学自充电，该电极充放电2原理如图所示。

下列说法正确的是（）A．化学自充电时，c（OH－）增大B．化学自充电时，电能转化为化学能C.化学自充电时，锌电极反应式：Zn2＋＋2e－===ZnD．放电时，外电路通过0.02 mol电子，正极材料损耗0.78 g答案：A解析：由图示可知，化学自充电时，O2得电子转化为OH－，OH－与K＋结合形成KOH，c（OH－）增大，A正确；该电池为自充电电池，无需外接电源，因此化学自充电时，没有电能转化为化学能，B错误；由图示可知，化学自充电时，阳极反应为有机物之间的转化，阴极反应为O2转化为OH－，没有发生Zn2＋＋2e－===Zn，C错误；放电时，＋2n K＋＋2n e－===，正极材料中增加了K＋，故当外电路中通过0.02 mol电子时，正极材料增加0.78 g，D错误。

2023届高考选择题专题及大题逐空解题策略满分练——专题08电化学基础（化学电源）典型真题0801－〖2022全国甲卷〗一种水性电解液Zn－MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶液中，Zn2＋以Zn(OH)2－4存在)。

电池放电时，下列叙述错误的是A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移B．Ⅰ区的SO2－4通过隔膜向Ⅱ区迁移C．MnO2电极反应：MnO2＋2e－＋4H+＝＝＝Mn2+＋2H2OD．电池总反应：Zn＋4OH－＋MnO2＋4H+＝＝＝Zn(OH)2－4＋Mn2+＋2H2O0802－〖2022全国乙卷〗Li－O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。

近年来科学家研究了一种光照充电Li－O2电池(如图所示)。

光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h+)，驱动阴极反应(Li+＋e－=Li)和阳极反应(Li2O2＋2h+===2Li+＋O2)对电池进行充电。

下列叙述错误的是A．充电时，电池的总反应Li2O2＝2Li＋O2B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移D．放电时，正极发生反应O2＋2Li+＋2e－＝＝＝Li2O20801－〖2022广东卷〗科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。

充电时电极a的反应为：NaTi2(PO4)3＋2Na+＋2e－＝＝＝Na3Ti2(PO4)3。

下列说法正确的是A．充电时电极b是阴极B．放电时NaCl溶液的pH减小C．放电时NaCl溶液的浓度增大D．每生成1mol Cl2，电极a质量理论上增加23g0804－〖2022辽宁卷〗某储能电池原理如图。

下列说法正确的是A．放电时负极反应：Na3Ti2(PO4)3－2e－＝＝＝NaTi2(PO4)3＋2Na+B．放电时Cl－透过多孔活性炭电极向CCl4中迁移C．放电时每转移1mol电子，理论上CCl4吸收0.5mol Cl2D．充电过程中，NaCl溶液浓度增大0805－〖2022山东卷〗(多选)设计如图装置回收金属钴。

高考化学电化学反应原理与实验解析在高考化学中，电化学反应原理与实验是一个重要的考点，它不仅要求我们理解抽象的化学概念，还需要我们具备实验分析和解决问题的能力。

下面就让我们一起来深入探讨这一重要的化学知识领域。

一、电化学反应原理电化学反应本质上是一种氧化还原反应，只不过其电子的转移是通过外电路来实现的。

要理解电化学反应，首先得明白原电池和电解池这两个关键概念。

原电池是将化学能转化为电能的装置。

在原电池中，存在着自发进行的氧化还原反应。

比如，铜锌原电池中，锌较活泼，容易失去电子，发生氧化反应，成为负极；而铜则相对不活泼，容易得到电子，发生还原反应，成为正极。

电子从负极流出，经过外电路流向正极，从而形成电流。

在这个过程中，溶液中的离子也会发生定向移动，以维持溶液的电中性。

电解池则恰恰相反，它是将电能转化为化学能的装置。

在外加电源的作用下，溶液中的离子被迫发生定向移动，在电极上发生氧化还原反应。

例如，电解氯化铜溶液时，与电源正极相连的阳极，氯离子失去电子，发生氧化反应生成氯气；与电源负极相连的阴极，铜离子得到电子，发生还原反应生成铜单质。

二、电极的判断在电化学反应中，准确判断电极是解决问题的关键。

一般来说，有以下几种判断方法：1、根据金属的活泼性：较活泼的金属通常作为负极，较不活泼的金属或非金属作为正极。

但需要注意的是，当电解质溶液对金属的活泼性产生影响时，判断要更加谨慎。

2、根据电子的流向：电子流出的一极为负极，电子流入的一极为正极。

3、根据电流的流向：电流流出的一极为正极，电流流入的一极为负极。

4、根据反应类型：发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。

三、电化学反应中的离子移动在电化学反应中，离子的定向移动对于维持溶液的电中性和反应的持续进行至关重要。

在原电池中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。

以铜锌原电池为例，硫酸溶液中的硫酸根离子向锌电极（负极）移动，氢离子向铜电极（正极）移动。

2022年高三原电池反应原理及应用专题训练第I卷（选择题）请点击修改第I卷的文字说明一、单选题(共11题，每题6分，共66分)1．含氯苯的废水可通过加入适量乙酸钠,设计成微生物电池将氯苯转化为苯而除去,其原理如图所示。

下列叙述正确的是A.电子流向:N极→导线→M极→溶液→N极B.M极的电极反应式为C6H5Cl+e- C6H6+Cl-C.每生成1 mol CO2 ,有3 mol e-发生转移D.处理后的废水酸性增强2．我国科学家设计的一种甲酸(HCOOH)燃料电池如图所示,两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。

下列说法错误的是A.负极反应为HCOOH-2e-+3OH-HC O3-+2H2OB.正极反应为Fe3++e-Fe2+,反应前后Fe3+总量不变C.有0.5 mol e-通过用电器时需通入4 g氧气D.物质A可以是硫酸或硫酸氢钾3．可利用电化学原理处理含铬废水和含甲醇废水,装置如图所示。

下列说法错误的是A.a极为该电池的负极B.微生物能加快甲醇的反应速率C.a极的电极反应为CH3OH-6e-+8OH-C O32-+6H2OD.放电过程中,b极附近溶液pH升高4．DBFC燃料电池的结构如图所示,该电池的总反应为NaBH4+4H2O2NaBO2+6H2O。

下列关于电池工作时的相关分析不正确的是A.电流从Y极经过用电器流向X极B.X极上发生的电极反应为:B H4-+8OH--8e-B O2-+6H2OC.Y极区溶液的pH逐渐减小D.外电路转移1 mol电子,消耗0.50 mol H2O25．将SO2通入如图装置(电极均为惰性材料)中,可以达到SO2尾气处理的目的。

下列说法正确的是A.N极为正极,电极上发生氧化反应B.溶液中H+移向N极区,S O42-移向M极区C.M极的电极反应式为SO2+2H2O-2e-S O42-+4H+D.相同条件下,M、N两极上消耗的气体体积之比为1:26．沉积物微生物燃料电池可处理含硫废水,其工作原理如图所示。

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↑。