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电化学原理及其应用练习卷
11. 难度：困难
过氧化银（Ag2O2）是银锌碱性电池正极的活性物质，可通过下列反应制备：
K2S2O8＋2AgNO3＋4KOHAg2O2↓＋2KNO3＋2K2SO4＋2H2O
（1）已知K2S2O8和H2O2含有一个相同的化学键，则该反应________ （填“是”或“不是”）氧化还原反应；已知下列反应：Mn2＋＋S2O82-＋
H2O→MnO4-＋SO42-＋H＋（未配平），反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
（2）制备Ag2O2的反应进行完全后，经过滤、洗涤、干燥，即可得到Ag2O2，检验Ag2O2是否洗涤干净的方法是________。
（3）一种银锌（Ag2O2、Zn）碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极生成Ag，负极只生成一种化合物（只含有Zn、K、H、O），其中Zn元素的质量分数为30%，钾、锌两种元素的质量比为7865，则该电池的总反应方程式为________。
（4）用银锌电池电解尿素[CO（NH2）2]的碱性溶液可制取H2，其装置如图所示（电解池中隔膜仅阻止气体通过，M、N均为惰性电极）。
①N极与银锌电池的________（填“Zn”或“Ag2O2”）相连。
②M极的电极反应式为________________________。
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。
专题08电化学及其应用2024年高考真题1．（2024·广东卷）以熔融盐为电解液，以含Cu Mg 、和Si 等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al 的再生。
该过程中A ．阴极发生的反应为2+Mg 2e Mg --=B ．阴极上Al 被氧化C ．在电解槽底部产生含Cu 的阳极泥D ．阳极和阴极的质量改变相等【答案】C【解析】依据电解原理可知，电解池中阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，该题中以熔融盐为电解液，含Cu Mg 、和Si 等的铝合金废料为阳极进行电解，通过限制肯定的条件，从而可使阳极区Mg 和Al 发生失电子的氧化反应，分别生成Mg 2+和Al 3+，Cu 和Si 不参与反应，阴极区Al 3+得电子生成Al 单质，从而实现Al 的再生，据此分析解答。
A ．阴极应当发生得电子的还原反应，事实上Mg 在阳极失电子生成Mg 2+，A 错误；B ．Al 在阳极上被氧化生成Al 3+，B 错误；C ．阳极材料中Cu 和Si 不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C 正确；D ．因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生成铝单质，依据电子转移数守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量改变不相等，D 错误；故选C 。
2．（2024·全国甲卷）一种水性电解液Zn-MnO 2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH 溶液中，Zn 2+以Zn(OH)24-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SO 24-通过隔膜向Ⅱ区迁移C ． MnO 2电极反应：MnO 2+2e -+4H +=Mn 2++2H 2OD ．电池总反应：Zn+4OH -+MnO 2+4H +=Zn(OH)24-+Mn 2++2H 2O【答案】A【解析】依据图示的电池结构和题目所给信息可知，Ⅲ区Zn 为电池的负极，电极反应为Zn-2e -+4OH -=Zn(OH)24-，Ⅰ区MnO 2为电池的正极，电极反应为MnO 2+2e -+4H +=Mn 2++2H 2O ；电池在工作过程中，由于两个离子选择隔膜没有指明的阳离子隔膜还是阴离子隔膜，故两个离子隔膜均可以通过阴、阳离子，因此可以得到Ⅰ区消耗H +，生成Mn 2+，Ⅱ区的K +向Ⅰ区移动或Ⅰ区的SO 24-向Ⅱ区移动，Ⅲ区消耗OH -，生成Zn(OH)24-，Ⅱ区的SO 24-向Ⅲ区移动或Ⅲ区的K +向Ⅱ区移动。
2023年高三化二轮复习——化学反应原理综合题型探究专题训练知识梳理化学反应原理主要考查热化学、电化学、化学反应速率和化学平衡等主干理论知识，主要命题点有盖斯定律的应用、反应速率和化学平衡的分析、化学平衡常数的表达式书写与计算、反应条件的分析选择、生产生活中的实际应用等，试题常以填空、读图、作图、计算等形式呈现。
试题一般以与生产、生活紧密联系的物质为背景材料命制组合题，各小题之间又有一定的独立性。
主要考查学生的信息处理能力、学科内综合分析能力，应用反应原理解决生产实际中的具体问题，体现了“变化观念与平衡思想”的核心素养。
在近几年的相关考题中，对单一因素影响的考查已经越来越少了，主要以“多因素影响”出现，考查考生的综合分析判断能力。
以实际情景(场景)为背景，更能体现核心素养的要求。
而在实际生产过程中，影响因素是多元化、多方位和多层次的。
强化训练1．(2022·湖北，19)自发热材料在生活中的应用日益广泛。
某实验小组为探究“CaO—Al—H 2O ”体系的发热原理，在隔热装置中进行了下表中的五组实验，测得相应实验体系的温度升高值(ΔT )随时间(t )的变化曲线，如图所示。
回答下列问题： (1)已知： ①CaO(s)＋H 2O(l)Ca(OH)2(s) ΔH 1＝－65.17 kJ·mol －1 ②Ca(OH)2(s)Ca 2＋(aq)＋2OH －(aq) ΔH 2＝－16.73 kJ·mol －1③Al(s)＋OH －(aq)＋3H 2O(l)[Al(OH)4]－(aq)＋32H 2(g) ΔH 3＝－415.0 kJ·mol －1则CaO(s)＋2Al(s)＋7H 2O(l)===Ca 2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H 2(g)的ΔH 4＝_______kJ·mol －1。
(2)温度为T时，K sp[Ca(OH)2]＝x，则Ca(OH)2饱和溶液中c(OH－)＝__________(用含x的代数式表示)。
专项07 电化学该专题分为两个板块【1】知识清单一、新型化学电源1.图解原电池的工作原理2.化学电源中电极反应式的书写3.可逆电池电极反应式的书写二、电解原理的应用1. 图解电解池工作原理2. 电解时电极反应式的书写3. 电解计算的三种方法三、电化学中离子交换膜的分析与应用1. 常见的离子交换膜2. 离子交换膜的作用3. 示例分析四、金属的腐蚀与防护1. 金属电化学保护的两种方法2. 金属腐蚀的快慢比较【2】专项练习【1】知识清单一、新型化学电源1.图解原电池的工作原理2.化学电源中电极反应式的书写(1)书写步骤(2)不同介质在电极反应式中的“去留”(3)实例①甲醇、O2不同介质燃料电池电极反应式的书写微生物燃料电池的一种重要应用就是废水处理中实现碳氮联合转化为CO2和N2，如下图所示，1、2为厌氧微生物电极，3为阳离子交换膜，4为好氧微生物反应器。
电极判断反应式其他信息解读根据H＋移动方向，说明电极1为负极、电极2为正极，电解质为酸性介质负极：正极：NH4+在好氧微生物反应器中转化为NO3-：3.可逆电池电极反应式的书写(1)可逆电池充、放电关系图示(2)思维模型以xMg＋Mo3S4放电充电Mg x Mo3S4为例说明(3)实例①Fe(OH)2＋2Ni(OH)2充电放电Fe＋Ni2O3＋3H2O放电时负极电极反应式：；充电时阳极电极反应式：。
②Li1－x MnO2＋Li x C n 放电充电nC＋LiMnO2放电时负极电极反应式：；充电时阳极电极反应式：。
二、电解原理的应用1.图解电解池工作原理2.电解时电极反应式的书写(1)书写步骤(2)常考三种金属作阳极时电极反应式的书写①铁作阳极铁作阳极时，其氧化产物可能是Fe2＋、Fe(OH)2或FeO42-，如Fe作阳极电解含Cr2O72-的酸性废水去除铬时，阳极反应式为：；用铁电极电解KOH溶液制备K2FeO4的阳极反应式为：。
②铝作阳极铝作阳极时其氧化产物可能是Al2O3、Al(OH)3、AlO2-或Al3＋，如用铝作阳极，H2SO4－H2C2O4混合液作电解质溶液，在铝制品表面形成致密氧化膜的阳极反应式为：；用铝作阳极电解NaOH溶液的阳极反应式为：。
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。
高中化学学习材料唐玲出品[考纲要求] 1.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
3.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。
考点一一座“盐桥”连接“两池”形成回路1．电化学装置中都有两个电极，分别发生氧化反应与还原反应。
若两个电极插在同一电解质溶液的容器内，则由于阴阳离子的移动速率不同而导致两极之间出现浓度差，以及因电极本身直接与离子反应而导致两极之间电势差变小，影响了电流的稳定。
为解决这个问题，人们使用了盐桥。
盐桥主要出现在原电池中，有时也可在电解池中出现，其主要作用就是构建闭合的内电路，但不影响反应的实质。
盐桥内常为饱和氯化钾、硝酸钾等溶液。
2．盐桥是新课改教材中出现的新名词，因而围绕盐桥的电化学知识已成为新课改地区命题的一个热点，所以有必要分析研究盐桥问题的考查思路。
通常从以下四个方面命题。
(1)考查盐桥的作用。
(2)考查含盐桥的电化学总反应式的书写。
(3)考查盐桥内溶液离子的移动方向。
(4)考查含盐桥的电化学装置的设计。
(5)考查盐桥的作用与平衡移动。
题组一明确原理，设计装置1．[2013·广东理综，33(2)(3)](2)能量之间可相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。
设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。
限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图(见上图)，并作相应标注，要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。
②以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极__________。
③甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是________，其原因是________________________________________________________________________。
电化学原理及其应用一、选择题1．中央电视台报道，一种名叫“排毒基强离子排毒仪”的产品正在市场热销。
向排毒盆内倒入了纯净的温水，双脚放入盆中，启动电源开关，加入了适量精盐。
过一段时间，盆中开始出现绿色、红褐色的絮状物。
下列说法正确的是 ( ) A．绿色、红褐色的絮状物就是从脚底排出的体内毒素B．加一些精盐的目的是起到消炎杀菌的作用C．此“排毒基强离子排毒仪”一定是用惰性电极制成的D．绿色、红褐色的絮状物分别是氢氧化亚铁和氢氧化铁2．中学阶段介绍的应用电解法制备的物质主要有三种：一是铝的工业制备、二是氯碱工业、三是金属钠的制备。
下列关于这三个工业生产的描述正确的是 ( ) A．电解法制金属钠时，负极反应式为：Na＋＋e－===NaB．电解法生产铝时，需对铝土矿进行提纯，在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两性C．在氯碱工业中，电解池中的阴极产生的是H2，NaOH在阳极附近产生D．氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了NaCl，在电解时它们的阴极都是Cl－失电子3．(2010·全国理综Ⅰ，10)下图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。
电池的一个电极由有机光敏染料(S)涂覆在TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：TiO2/S TiO2/S*(激发态)TiO2/S*―→TiO2/S++e-+2e-―→3I-I-32TiO2/S++3I-―→2TiO2/S+I-3下列关于该电池叙述错误的是 ( ) A．电池工作时，I－在镀铂导电玻璃电极上放电B．电池工作时，是将太阳能转化为电能C．电池的电解质溶液中I－和I－3的浓度不会减少D．电池中镀铂导电玻璃为正极4．(2010·安徽理综，11)某固体酸燃料电池以CsHSO4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：2H2＋O2===2H2O，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：O2＋2H2O＋4e－===4OH－C．每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2D ．H ＋由a 极通过固体酸电解质传递到b 极5．(2010·浙江理综，9)Li Al/FeS 电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为： 2Li ＋＋FeS ＋2e －===Li 2S ＋Fe ，有关该电池的下列说法中，正确的是 ( )A ．Li Al 在电池中作为负极材料，该材料中Li 的化合价为＋1价B ．该电池的电池反应式为：2Li ＋FeS===Li 2S ＋FeC ．负极的电极反应式为：Al －3e －===Al 3＋D ．充电时，阴极发生的电极反应式为：Li 2S ＋Fe －2e －===2Li ＋＋FeS6．下列关于金属腐蚀叙述正确的是 ( )A ．金属在潮湿空气中腐蚀的实质是：M ＋nH 2O===M(OH)n ＋n 2H 2↑ B ．金属的化学腐蚀的实质是M －ne －===M n ＋，电子直接转移给氧化剂C ．金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D ．在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀7．下列叙述正确的是 ( )A ．在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应B ．用惰性电极电解Na 2SO 4溶液，阴、阳两极产物的物质的量之比为1∶2C ．用惰性电极电解饱和NaCl 溶液，若有1 mol 电子转移，则生成1 mol NaOHD ．镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀8．以惰性电极电解CuSO 4溶液。
化学实验基础练习选择题（共21题）1.实验室安全至关重要，下列实验室事故处理方法错误的是( )A. 眼睛溅进酸液，先用大量水冲洗，再用饱和碳酸钠溶液冲洗B. 皮肤溅上碱液，先用大量水冲洗，再用2%的硼酸溶液冲洗C. 电器起火，先切断电源，再用二氧化碳灭火器灭火D. 活泼金属燃烧起火，用灭火毯（石棉布）灭火2.下列玻璃仪器在相应实验中选用不合理的是( )①②③④⑤⑥A. 重结晶法提纯苯甲酸：①②③B. 蒸馏法分离CH2Cl2和CCl4：③⑤⑥C. 浓硫酸催化乙醇制备乙烯：③⑤D. 酸碱滴定法测定NaOH溶液浓度：④⑥3. 下列说法正确的是( )①②③④A. 图①装置可用于制取并收集氨B. 图②操作可排出盛有KMnO4溶液滴定管尖嘴内的气泡C. 图③操作俯视刻度线定容会导致所配溶液浓度偏大D. 图④装置盐桥中阳离子向ZnSO4溶液中迁移4.利用如图所示的装置（夹持及加热装置略）制备高纯白磷的流程如下：红磷(s)△→无色液体与P4(g)凝华→白磷(s)下列操作错误的是( )A. 红磷使用前洗涤以除去表面杂质B. 将红磷转入装置，抽真空后加热外管以去除水和氧气C. 从a口通入冷凝水，升温使红磷转化D. 冷凝管外壁出现白磷，冷却后在氮气氛围下收集5.某化学兴趣小组为检验菠菜中是否含有铁元素，进行如下步骤：①将菠菜研磨成汁，加水溶解，过滤得到滤液；②加入稀硝酸进行氧化；③滴加KSCN溶液检验溶液中是否含有Fe3+。
上述操作中，不需要用到的仪器为( )A. B. C. D.6.某实验小组用如下实验用品检验黑木耳中是否含有铁元素。
下列说法错误的是( )①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩A. 将黑木耳灼烧灰化，选用的仪器有①②⑥⑦⑨B. 用浓硝酸溶解木耳灰并获得滤液，选用的仪器有④⑤⑦⑩C. 检验滤液中的Fe3+，选用的实验用品有③⑧⑩D. 利用上述仪器也可进行硫酸铜结晶水含量的测定7. 化学实验必须树立安全意识。
下列说法错误的是( )A. 金属钠着火时，应使用超轻碳酸氢钾干粉灭火器扑灭B. 能相互反应产生有毒气体的废液，不得倒入同一收集桶中C. 有大量的氯气泄漏时，应用肥皂水浸湿软布蒙面，并迅速离开现场D. 体积分数为75%的酒精免洗消毒喷雾存放处应张贴警示标识8.下列各项实验的基本操作正确的是( )A. 用湿润的pH试纸测定硫酸溶液的pHB. 用浓硫酸干燥二氧化硫C. 金属钠着火时，用泡沫灭火器灭火D. 蒸发操作中，将蒸发皿放在铁架台的铁圈上，并垫上陶土网加热9.实验室中，下列药品的保存方法正确的是( )A. 液溴保存于带橡胶塞的细口瓶中，并加水液封B. 氯化亚铁溶液保存时，加入少量稀盐酸和铁粉C. 钠保存在广口瓶中，并用四氯化碳液封D. 甲苯保存在细口塑料试剂瓶中10.1827年，英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。
【精品】人教版高三化学二轮复习选择题专攻练——电化学 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．利用原电池原理，在室温下从含低浓度铜的酸性废水中回收铜的实验装置如图所示，下列说法错误的是A ．X 、Y 依次为阳离子、阴离子选择性交换膜B ．负极的电极反应式：BH 4-＋8OH -一8e -═B(OH)4-＋4H 2OC ．2室流出的溶液中溶质为Na 2SO 4和K 2SO 4D ．电路中每转移1mol 电子，电极2上有32gCu 析出2．一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示，图中有机废水中有机物可用C 6H 10O 5，表示，咸水中的主要溶质为NaCl 。
下列有关说法正确的是A ．a 为原电池的负极B ．b 电极附近溶液的pH 减小C ．a 电极反应式为610522C H O 24e 7H O 6CO 24H -+++=↑+⋅D ．中间室：Na +移向左室，Cl -移向右室3．如图是一种锂钒氧化物热电池装置，电池总反应为xLi+LiV 3O 8=Li 1+x V 3O 8。
工作时，需先引发铁和氯酸钾反应使共晶体熔化，下列说法不正确的是A．组装该电池应当在无水、无氧的条件下进行B．整个过程的能量转化涉及化学能转化为热能和电能C．放电时LiV3O8电极反应为：xLi++LiV3O8-xe-=Li1+x V3O8D．充电时Cl‾移向LiV3O8电极4．BMO（Bi2MoO6）是一种高效光催化剂，可用于光催化降解苯酚，原理如图所示。
下列说法不正确．．．的是A．该过程的总反应：C6H6O+7O26CO2+3H2OB．该过程中BMO表现较强氧化性C．降解产物的分子中只含有极性共价键D．①和②中被降解的苯酚的物质的量之比为3:15．据报导，我国已研制出“可充室温钠—二氧化碳电池”，电极材料为钠金属片和碳纳米管，电解液为高氯酸钠四甘醇二甲醚，电池总反应为：4Na+3CO22Na2CO3+C，生成固体Na2CO3沉积在碳纳米管上。
选择题16两类电化学模型的理解与应用考向一原电池模型的理解与应用1．(2023·新课标卷，10)一种以V2O5和Zn为电极、Zn(CF3SO3)2水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。
放电时，Zn2＋可插入V2O5层间形成Zn x V2O5·n H2O。
下列说法错误的是()A．放电时V2O5为正极B．放电时Zn2＋由负极向正极迁移C．充电总反应：x Zn＋V2O5＋n H2O===Zn x V2O5·n H2OD．充电阳极反应：Zn x V2O5·n H2O－2x e－===x Zn2＋＋V2O5＋n H2O答案 C解析放电时，Zn2＋可插入V2O5层间形成Zn x V2O5·n H2O，V2O5发生了还原反应，则放电时V2O5为正极，A正确；Zn为负极，放电时Zn失去电子变为Zn2＋，阳离子向正极迁移，则放电时Zn2＋由负极向正极迁移，B正确；电池在放电时的总反应为x Zn＋V2O5＋n H2O===Zn x V2O5·n H2O，则其在充电时的总反应为Zn x V2O5·n H2O===x Zn＋V2O5＋n H2O，C 不正确；充电阳极上Zn x V2O5·n H2O被氧化为V2O5，则阳极的电极反应为Zn x V2O5·n H2O－2x e－===x Zn2＋＋V2O5＋n H2O，D正确。
2．(2022·浙江1月选考，21)pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。
如图所示，以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag-AgCl电极)和另一Ag-AgCl电极插入待测溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH＝E－常数0.059。
下列说法正确的是( )A ．如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为：AgCl(s)＋e －===Ag(s)＋Cl －(0.1 mol·L －1) B ．玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化C ．分别测定含已知pH 的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pHD ．pH 计工作时，电能转化为化学能 答案 C解析 如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极为负极，负极发生氧化反应而不是还原反应，A 错误；pH 与电池的电动势E 存在关系：pH ＝E －常数0.059，则玻璃膜内外氢离子浓度的差异会引起电动势的变化，B 错误；pH 与电池的电动势E 存在关系：pH ＝E －常数0.059，则分别测定含已知pH 的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH ，C 正确；pH 计工作时，利用原电池原理，则化学能转化为电能，D 错误。
专题06 电化学一、原电池（一）原电池工作原理1．概念：利用氧化还原反应原理将化学能转化为电能的装置。
2．构成条件： （1）具有两个电极。
（2）合适的离子导体(如电解质溶液或非水溶液的离子导体，如有机电解质或固体电解质)。
（3）形成闭合回路。
（4）能自发地发生氧化还原反应。
3．工作原理(以铜锌原电池为例)： （1）实验现象。
①电流表指针发生偏转。
①锌片逐渐溶解。
①铜片上有红色物质析出。
①将盐桥取出，电流表指针回到0点。
（2）工作原理。
电极名称 负极 正极 电极材料 ZnCu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 由负极沿导线流向正极，不能在溶液中流动。
电流方向 由正极沿导线流向负极 。
离子移向 (内电路) 阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；盐桥含饱和KCl 溶液，K ＋移向正极，Cl －移向负极，不能在导线中流动。
盐桥的作用①连接内电路形成闭合回路。
①平衡电荷，使电池能持续提供电流。
（二）化学电源 一、一次电池 1．基本构造2．组成：正极：碳棒；负极：Zn ；电解质：KOH 。
3．工作原理负极反应：Zn ＋2OH －－2e －===Zn(OH)2；正极反应：2MnO 2＋2e －＋2H 2O===2MnO(OH)＋2OH －总反应：Zn ＋2MnO 2＋2H 2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)24．特点：碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能好，它的比能量和可储存时间均有提高，适用于大电流和连续放电。
二、二次电池1．铅蓄电池（1）基本构造（2）组成负极：Pb；正极：PbO2；电解质溶液：H2SO4。
（3）工作原理①放电过程：负极：Pb＋SO2－4－2e－===PbSO4正极：PbO2＋4H＋＋SO2－4＋2e－===PbSO4＋2H2O；总反应：PbO2＋4H＋＋SO2－4＋2e－===PbSO4＋2H2O。
①充电过程：铅蓄电池的充电过程与其放电过程相反。
新高考、新教材适用目 录考点1 原电池原理及其应用考点2 电解原理及其应用考点3 金属的腐蚀与防护题型强化练 / 题型1 新型电化学装置分析与相关计算题型2 隔膜在电化学装置中的应用综合拔高练考点1 原电池原理及其应用1.(2024湖南,1,3分)近年来,我国新能源产业得到了蓬勃发展,下列说法错误的是 ( )DA.理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点B.氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点C.锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌,充电时锂离子从正极脱嵌D.太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置2.(2024江西,11,3分)我国学者发明了一种新型多功能甲醛—硝酸盐电池,可同时处理废水中的甲醛和硝酸根离子(如图)。
下列说法正确的是 ( )A.CuAg 电极反应为2HCHO+2H 2O-4e - 2HCOO -+H 2↑+2OH -BB.CuRu 电极反应为N +6H 2O+8e - NH 3↑+9OH -C.放电过程中,OH -通过质子交换膜从左室传递到右室D.处理废水过程中溶液pH 不变,无需补加KOH3O3.(2024安徽,11,3分)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( ) CA.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 +Zn Zn 2++3I-C.充电时,阴极被还原的Zn 2+主要来自Zn-TCPPD.放电时,消耗0.65 g Zn,理论上转移0.02 mol 电子3I4.(2024新课标,12,6分)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示,通过CuO催化消耗血糖发电,从而控制血糖浓度。
当传感器检测到血糖浓度高于标准,电池启动。
血糖浓度下降至标准,电池停止工作。
(血糖浓度以葡萄糖浓度计)C 电池工作时,下列叙述错误的是 ( )A.电池总反应为2C6H12O6+O2 2C6H12O7B.b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用C.消耗18 mg葡萄糖,理论上a电极有0.4 mmol电子流入D.两电极间血液中的Na+在电场驱动下的迁移方向为b→a5.(2023海南,8,2分)利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池,如图所示。
电化学原理及应用选择题专练基础练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＋O2ΔH>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g HCOOH，不考虑气体溶解，整套装置质量增加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。
某热电池工作原理如图所示，放电时，1 mol FeS2完全反应时得到4 mol电子。
下列说法错误的是()A．电子流向：LiAl极→用电器→FeS2极B．若1 mol LiAl转化为LiAl，则消耗g FeS2C．正极的电极反应式为FeS2＋4Li＋＋4e－===Fe＋2Li2SD．热电池的正极材料需要具备高温下的热稳定性和物理稳定性6．空气污染物NO通常用含Ce4＋的溶液吸收，生成HNO2、NO－3，再利用电解法将上述吸收液中的HNO2转化为无毒物质，同时生成Ce4＋，其原理如图所示。
下列说法正确的是()A．H＋由右室进入左室B．Ce4＋从电解槽的c口流出，且可循环使用C．若用甲烷燃料电池作为电源，当消耗L甲烷时，理论上可转化2 mol HNO2D．阴极的电极反应式：2HNO2＋6H＋＋6e－===N2↑＋4H2O7．光电池在光照条件下可产生电压，如图所示装置可实现光能的充分利用。
双极膜复合层间的H2O能解离为H＋和OH－，且双极膜能实现H＋和OH－的定向通过。
下列说法正确的是()A．该装置的能量转化形式只有电能转化为化学能B．再生池中的反应为2V2＋＋2H2O===2V3＋＋2OH－＋H2↑C．标准状况下，当阳极生成L O2时，电路中转移电子数为4N AD．光照过程中阳极区溶液中的n(OH－)增大8．(2022·济南一模)在直流电源作用下，双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，利用双极膜电解池产生强氧化性的羟基自由基(·OH)，处理含苯酚废水和含SO2的烟气的工作原理如图所示。
下列说法错误的是()A．电势：N电极＞M电极B．阴极电极反应式为O2＋2e－＋2H＋===2·OHC．每处理g苯酚，理论上有mol H＋透过膜aD．若·OH只与苯酚和SO2反应，则参加反应的苯酚和SO2的物质的量之比为1∶14 9．(2022·烟台市教育科学研究院一模)电解法处理含有Cl－、NO－3的酸性废水，其工作原理及电极b中铁的化合物的催化机理如图所示，H表示氢原子。
下列说法错误的是()A．电极b接电源负极B．处理1 mol NO－3，电路中转移5 mol e－C．HClO在阳极生成：Cl－＋H2O－2e－===HClO＋H＋D．H＋与NO－3反应的电极方程式为10H＋＋NO－3＋8e－===NH＋4＋3H2O提升练说法正确的是()A．图中所示电极为阳极，其电极反应式为K4Fe(CN)6－e－=== K3Fe(CN)6B．甲萘醌在阴极发生氧化反应C．工作时K＋向图中所示电极移动D．NAD(P)H转化为NAD(P)＋的过程失去电子2．已知某种二次锂离子电池工作时反应为Li x C n＋Li1－x CoO2===LiCoO2＋n C。
电池如图所示。
下列说法不正确的是()A．放电时，碳材料极失去电子，发生氧化反应，电子经外电路，Li＋经内电路同时移向正极B．放电时正极反应为Li1－x CoO2＋x Li＋＋x e－===LiCoO2C．充电时，Li＋从负极脱出，又嵌入正极D．锂离子二次电池正、负极之间充、放电时发生传输Li＋的反应，少有副反应3．(2022·长春三模)相比锂电池，钠电池具有性能稳定、安全性好等优点，且可循环使用，寿命较长，对环境较友好。
如图是某钠离子二次电池工作原理示意图，电池反应为2NaFePO4F ＋Na3Ti2(PO4)3===2Na2FePO4F＋NaTi2(PO4)3，下列说法错误的是()A．充电时，N极接电源的负极B．放电时，导线中每通过1 mol电子，理论上M极质量减轻23 gC．放电时，N电极上的电极反应式为Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋D．理论上，该电池在充、放电过程中，溶液中的钠离子浓度始终不变4．(2022·青岛一模)利用电渗析法再生钠碱循环脱硫中的吸收液，并获取高浓度的SO2，工作原理如图所示。
已知双极膜在电流作用下可将水解离，膜两侧分别得到H＋和OH－。
下列说法正确的是()A．双极膜右侧得到的是OH－B．再生吸收液从M室流出C．相同条件下，阳极和阴极产生的气体体积比为2∶1D．M室中SO2－3、HSO－3分别与H＋发生反应可得高浓度SO25．(2022·辽宁二模)高锰酸钾在化工、医药、水处理等很多方面有重要应用，可以用电解法制备，装置如图。
直流电源采用乙烷-空气碱燃料电池。
下列说法错误的是()A．电源负极的电极反应式为C2H6－14e－＋18OH－===2CO2－3＋12H2OB．a极为直流电源的正极C．保持电流恒定，升高温度可以加快电解速率D．此离子交换膜应为阳离子交换膜6．(2022·西安二模)据文献报道，一种新型的微生物脱盐电池的装置如图所示，下列关于该电池装置的说法正确的是()A．Y为阴离子选择性交换膜B．左室溶液碱性增强C．负极反应是CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2＋7H＋D．转移2 mol电子，海水脱去氯化钠的质量是g7．(2022·福建模拟)用Ph表示苯基，三苯基胺(Ph3N)失去一个电子后形成的Ph3N·＋结构较为稳定。
一种铝胺电池工作原理示意如图。
下列说法错误的是()A．AlCl－4和Al2Cl－7中Al原子的杂化方式相同B．放电时，负极的电极反应式为Al－3e－＋7AlCl－4===4Al2Cl－7C．充电时，AlCl－4向铝电极移动D．理论上每生成1 mol Ph3N，外电路通过1 mol电子8．(2022·安徽蚌埠三模)一种铁铬液流电池的工作原理如图所示。
已知氧化性：Fe3＋＞Cr3＋，下列说法不正确的是()A．放电时，a电极的电势高于b电极B．放电时，电池的总反应为Cr2＋＋Fe3＋===Cr3＋＋Fe2＋C．充电时，b电极与电源负极相连，电极反应式为Cr3＋＋e－===Cr2＋D．充电时，电路中通过mol电子时，N A个H＋由右侧电极室经质子交换膜移向左侧9．(2022·广东一模)为适应可再生能源的波动性和间歇性，我国科学家设计了一种电化学装置，其原理如图所示。
当闭合K1和K3、打开K2时，装置处于蓄电状态；当打开K1和K3、闭合K2时，装置处于放电状态。
放电状态时，双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－并分别向两侧迁移。
下列有关该电化学装置工作时的说法不正确的是()A ．蓄电时，碳锰电极为阳极B ．蓄电时，图中右侧电解池发生的总反应为2ZnO=====电解2Zn ＋O 2↑C ．放电时，每消耗1 mol MnO 2，理论上有2 mol H ＋由双极膜向碳锰电极迁移D ．理论上，该电化学装置运行过程中需要不断补充H 2SO 4和KOH 溶液10．(2022·石家庄一模)我国科学家研究出一种新型水系Zn -C 2H 2电池(结构如图)，既能实现乙炔加氢又能发电，其开路电位、峰值功率密度和能量密度均远高于Zn -CO 2电池，同时这种电池设计可广泛适用于其他炔烃。
已知放电时Zn 转化为ZnO ，电池工作时，下列说法正确的是( )A ．电流由b 电极经外电路流向a 电极B ．右侧电极室中c (KOH)增大C ．a 极的电极反应式为C 2H 2＋2e －＋2H 2O===C 2H 4＋2OH －D ．每有 mol OH － 通过阴离子交换膜，a 极消耗 L C 2H 211．(2022·江苏一模)双极膜电渗析法固碳技术是将捕集的CO 2转化为CaCO 3而矿化封存，其工作原理如图所示。
双极膜中间层中的H 2O 解离成H ＋和OH －，并在直流电场作用下分别向两极迁移。
下列说法不正确的是( )A ．两个双极膜中间层中的H ＋均向左侧迁移B ．若碱室中c (HCO －3)c (CO 2－3)比值增大，则有利于CO 2的矿化封存 C ．电解一段时间后，酸室中盐酸的浓度增大D ．该技术中电解固碳总反应的离子方程式为2Ca 2＋＋2CO 2＋4H 2O=====电解2CaCO 3↓＋2H 2↑＋O 2↑＋4H ＋12．(2022·山东模拟)科学家利用多晶铜高效催化电解CO 2制乙烯，原理如图所示。
已知：电解前后电解液浓度几乎不变。
下列说法错误的是( )A ．铂电极产生的气体是O 2和CO 2B ．多晶铜电极的电极反应式为2CO 2＋12HCO －3＋12e －===C 2H 4＋12CO 2－3＋4H 2OC ．通电过程中，溶液中HCO －3通过阴离子交换膜向左槽移动D ．当电路中通过 mol 电子时，理论上能产生标况下C 2H 4 L参考答案基础练1．答案A解析实验a中锌片表面产生气泡是因为锌片和稀硫酸发生氧化还原反应生成氢气，对应的能量转化形式是化学能转化为热能，故A错误；实验b中铜片表面产生气泡是因为形成原电池，对应的能量转化形式是化学能转化为电能，故B正确；将锌片在稀HgCl2溶液中浸泡几分钟，锌片表面形成锌汞合金，锌片上没有H＋生成H2，从而有利于更多的化学能转化为电能，故D正确。
