上海市高考化学二轮专题 07 电化学及其应用

电化学及其应用1．室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。

一种室温钠-硫电池的结构如图所示。

将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另下列叙述错误的是A ．充电时Na +从钠电极向硫电极迁移B ．放电时外电路电子流动的方向是a→bC ．放电时正极反应为：2Na ++8xS 8+2e -→Na 2S x D ．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能【答案】A【分析】由题意可知放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。

【详解】A ．充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时，错误；B ．放电时Na 在a 电极失去电子，失去的电子经外电路流向b 电极，硫黄粉在放出的Na +结合得到Na 2S x ，电子在外电路的流向为a→b ，B 正确；C ．由题给的的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为2．一种以25V O 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，2+Zn 可插入V O 层间形成Zn V O nH O ⋅。

下列说法错误的是A ．放电时25V O 为正极B ．放电时2+Zn 由负极向正极迁移C ．充电总反应：252x 252xZn+V O +nH O=Zn V O nH O ⋅D ．充电阳极反应：-2+x 252252Zn V O nH O-2xe =xZn +V O +nH O ⋅【答案】C【分析】由题中信息可知，该电池中Zn 为负极、25V O 为正极，电池的总反应为252x 252xZn+V O +nH O=Zn V O nH O ⋅。

【详解】A ．由题信息可知，放电时，2+Zn 可插入25V O 层间形成x 252Zn V O nH O ⋅，25V O 发生了还原反应，则放电时25V O 为正极，A 说法正确；B ．Zn 为负极，放电时Zn 失去电子变为2+Zn ，阳离子向正极迁移，则放电时2+Zn 由负极向正极迁移，B 说法正确；C ．电池在放电时的总反应为252x 252xZn+V O +nH O=Zn V O nH O ⋅，则其在充电时的总反应为x 252252Zn V O nH Ox=Zn+V O +nH O ⋅，C 说法不正确；D ．充电阳极上x 252Zn V O nH O ⋅被氧化为25V O ，则阳极的电极反应为-2+x 252252Zn V O nH O-2xe =xZn +V O +nH O ⋅，D 说法正确；综上所述，本题选C 。

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 。

题型7 电化学原理应用——化学电源与电解技术真题·考情全国卷1.[2022·全国乙卷]Li­O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好应用前景。

近年来，科学家研究了一种光照充电Li­O2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－===Li2O22．[2022·全国甲卷]一种水性电解液Zn­MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中，Zn2＋以Zn(OH)42−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SO42−通过隔膜向Ⅱ区迁移C．MnO2电极反应：MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2OD．电池总反应：Zn+4OH−+MnO2+4H+===Zn(OH)42−＋Mn2＋＋2H2O3．[2021·全国甲卷]乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如图所示的电化学装置合成。

图中的双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移。

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：C．制得2 mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1 mol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4．[2021·全国乙卷]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。

专题07 电化学原理及应用【考情分析】核心素养科学探究与创新意识和科学态度与社会责任素养考纲1．了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应的方程式。

2．了解常见化学电池的种类及其工作原理。

3．了解电解池的工作原理，能写出电极反应的方程式。

4．了解常见电解池及其工作原理。

5．理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。

考情预测电化学是高考命题的热点,其中原电池与电解池的工作原理、新型电池的分析及应用、金属的腐蚀与防护、电解产物的判断与计算、电极的判断与电极反应式的书写等内容是考查的重点。

预计以后的高考中对本专题的考查形式，一般以新能源电池或燃料为载体，考查原电池正负极的判断、电极反应式的书写、电子和电流流向和溶液pH的变化等；原电池的应用主要考查电化学腐蚀及解释某些化学现象等，电解原理及其应用主要考查电解过程的分析、电极上离子的放电顺序与产物的判断、电极反应式的书写。

【考点剖析】知识点一、原电池原理1、能量的转化原电池：将化学能转变为电能的装置。

2、Cu-Zn 原电池3、电路：外电路：电子从负极流向正极，电流从正极流向负极。

内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极。

电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 Zn －2e －===Zn 2＋Cu 2＋＋2e －===Cu反应类型 氧化反应还原反应电子流向 由Zn 沿导线流向Cu盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl 溶液，K ＋移向正极，Cl －移向负极3、构成原电池的条件（1）有一个自发进行的氧化还原反应 （2）装置(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生（一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。

(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。

(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件①电解质溶液；②两电极直接或间接接触；③两电极插入电解质溶液。

口诀：负极失电子，正极上还原，离子咋移动，遵循大循环。

专题七化学实验基础[专题强化训练]1．《本草纲目》中记载了烧酒的制造工艺：“凡酸坏之酒，皆可蒸烧……以烧酒复烧二次……价值数倍也”。

其方法与分离下列物质的实验方法原理上相同的是( ) A．苯和水B．硝酸钾和氯化钠C．乙酸乙酯和乙酸D．食盐水和泥沙解析：选C。

烧酒的制造工艺利用的方法是蒸馏，可用于分离沸点不同的互溶的液体混合物。

A项，苯和水互不相溶，可用分液的方法分离，错误；B项，硝酸钾和氯化钠的溶解度受温度变化影响不同，可用重结晶的方法分离，错误；C项，乙酸乙酯和乙酸沸点不同，可用蒸馏的方法分离，正确；D项，泥沙不溶于水，可用过滤的方法分离，错误。

2．化学药品的安全存放是非常重要的。

下列有关化学药品存放的说法不正确的是( )A．液溴易挥发，应用少量的水液封并放在冷暗处保存B．硝酸见光易分解、易挥发，应用棕色广口试剂瓶密封保存C．金属钠遇到氧气和水均立即反应，应保存在煤油或液体石蜡里D．硅酸钠溶液具有黏结性，应用带橡胶塞的试剂瓶保存解析：选B。

A项，液溴易挥发，由于液溴的密度比水大，在水中溶解度不大，所以应用少量的水液封并放在冷暗处保存，正确；B项，液体应用细口瓶保存，硝酸见光易分解，所以应用棕色细口试剂瓶密封保存，错误；C项，金属钠遇到氧气和水均立即反应，保存时要隔绝空气和水，由于钠的密度比煤油和液体石蜡大，与它们不能发生反应，故应保存在煤油或液体石蜡里，正确；D项，硅酸钠溶液具有黏结性，应用带橡胶塞的试剂瓶保存，正确。

3．下列实验装置不能达到相应实验目的的是( )解析：选B。

A项，氢气的密度比空气小，可用向下排空气法收集氢气，故A正确；B项，加热氯化铵分解生成氨和氯化氢，遇冷又化合生成氯化铵，而碘在加热时先升华，冷却后又凝华，所以用加热的方法不能分离氯化铵和碘单质，故B错误；C项，H2O2在二氧化锰做催化剂的条件下分解生成水和氧气，该反应不用加热，故C正确；D项，用该装置制取蒸馏水，烧瓶中加沸石防暴沸，冷凝管中冷却水下进上出，故D正确。

题型分组训练7 电化学原理应用——化学电源与电解技术(A组）1．用石墨电极完成下列电解实验。

实验一实验二装置现象a、d处试纸变蓝;b处变红，局部褪色；c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生;n处有气泡产生……下列对实验现象的解释或推测不合理的是（)A．a、d处：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－B．b处：2Cl－－2e－===Cl2↑C．c处发生了反应:Fe－2e－===Fe2＋D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜2．根据光合作用原理，设计如图原电池装置。

下列说法正确的是（)A．a电极为原电池的正极B．外电路电流方向是a→bC．b电极的电极反应式为:O2＋2e－＋2H＋===H2O2D．a电极上每生成1 mol O2，通过质子交换膜的H＋为2 mol 3．甲醇燃料电池是目前应用比较广泛的一种燃料电池，其工作原理如下图所示：下列说法正确的是()A．N为正极，发生氧化反应B．a气体为氧气，b气体为甲醇C．甲池溶液pH增大，乙池溶液pH减小D．若有1 mol CO2生成，则有6 mol H＋从甲池透过交换膜进入乙池4．如图所示装置，开关K闭合时，电流表指针发生偏转，下列有关开关K闭合时的说法正确的是(）A．b极是负极B．a极电极反应式为H2－2e－===2H＋C．当装置中有1 mol电子通过时，右池产生标准状况下5.6 L 气体D．电池总反应式为2H2＋O2===2H2O5．利用微生物可将废水中苯酚的化学能直接转化为电能，装置如图所示。

电池工作时，下列说法正确的是（)A．a极为正极，发生氧化反应B．b极的电极反应式为:2NO－3＋12H＋－10e－===N2↑＋6H2O C．中间室的Cl－向左室移动D．左室消耗苯酚（C6H5OH)9.4 g时，用电器流过2.4 mol电子6．工业上联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示,其中阴极和阳极均为惰性电极。

测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1：2,下列有关说法正确的是()A．a电极的电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑B．产物丙为硫酸C．离子交换膜d为阴离子交换膜D．每转移0.1 mol电子,产生1。

专题07电化学及其应用考点三年考情（2022-2024）命题趋势考点1电化学及其应用◆原电池、化学电源：2024安徽卷、2024全国甲卷、2024新课标卷、2024河北卷、2024江苏卷、2024北京卷、2023广东卷、2023全国乙卷、2023新课标卷、2023山东卷、2023辽宁卷、2022全国甲卷、2022全国乙卷、2022福建卷、2022广东卷、2022浙江卷、2022辽宁卷、2022山东卷、2022湖南卷◆电解池的工作原理及应用：2024黑吉辽卷、2024湖北卷、2024山东卷、2024湖南卷、2024甘肃卷、2024广东卷、2023全国甲卷、2023湖北卷、2023辽宁卷、2023北京卷、2023广东卷、2023湖南卷、2023浙江卷、2022广东卷、2022天津卷、2022海南卷、2022辽宁卷、2022重庆卷、2022湖北卷、2022北京卷、2022河北卷、2022浙江卷◆金属的腐蚀与防护：2024浙江卷、2024广东卷、2022辽宁卷、2022河北卷、2022湖北卷、2022广东卷高考对于电化学板块内容的考查变化变化不大，主要考查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。

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。

考法01原电池、化学电源1.(2024·安徽卷)我国学者研发出一种新型水系锌电池，其示意图如下。

该电池分别以Zn-TCPP(局部结构如标注框内所示)形成的稳定超分子材料和Zn 为电极，以ZnSO 4和KI 混合液为电解质溶液。

下列说法错误的是A.标注框内所示结构中存在共价键和配位键B.电池总反应为：-2+-3I +Zn Zn +3I 放电充电C.充电时，阴极被还原的Zn 2+主要来自Zn-TCPPD.放电时，消耗0.65gZn ，理论上转移0.02mol 电子2.（2024·全国甲卷）科学家使用δ-MnO 2研制了一种MnO 2-Zn 可充电电池(如图所示)。