专题09 电化学基本原理—三年高考(2015-2017)化学真题分项版解析(解析版)

专题09 电化学基本原理1．【2018新课标1卷】最近我国科学家设计了一种CO2+H2S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：①EDTA-Fe2+-e-＝EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S＝2H++S+2EDTA-Fe2+该装置工作时，下列叙述错误的是A．阴极的电极反应：CO2+2H++2e-＝CO+H2OB．协同转化总反应：CO2+H2S＝CO+H2O+SC．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D．若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性【答案】C【解析】考点定位：考查电化学原理的应用、电极反应式书写、铁盐与亚铁盐的性质等【试题点评】准确判断出阴阳极是解答的关键，注意从元素化合价变化的角度去分析氧化反应和还原反应，进而得出阴阳极。

电势高低的判断是解答的难点，注意从物理学的角度借助于阳极与电源的正极相连去分析。

2．【2018新课标2卷】我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。

将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2+4Na2Na2CO3+C。

下列说法错误的是A．放电时，ClO4－向负极移动B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2C．放电时，正极反应为：3CO2+4e−＝2CO32－+CD．充电时，正极反应为：Na++e−＝Na【答案】D【解析】考点定位：考查新型二次电池，涉及电极反应式书写、离子移动方向判断等【试题点评】本题以我国科学家发表在化学顶级刊物上的“一种室温下可呼吸的钠、二氧化碳二次电池”为载体考查了原电池和电解池的工作原理，掌握原电池和电解池的工作原理是解答的关键，注意充电与发电关系的理解。

本题很好的弘扬了社会主义核心价值观个人层面的爱国精神，落实了立德树人的教育根本任务。

1．【2017江苏卷】(12分)铝是应用广泛的金属。

以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

（3）“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________。

（4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。

阳极的电极反应式为_____________________，阴极产生的物质A的化学式为____________。

【答案】（3）石墨电极被阳极上产生的O2氧化（4）4CO32－+2H2O−4e−=4HCO3－+O2↑ H22．【2017天津卷】（14分）某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4,。

考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4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2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。

回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。

Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用（4）用惰性电极电解时，CrO42-能从浆液中分离出来的原因是__________，分离后含铬元素的粒子是_________；阴极室生成的物质为___________（写化学式）。

【答案】（4）在直流电场作用下，CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液CrO42-和Cr2O72- NaOH和H23．【2016新课标1卷】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：回答下列问题：（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为________、________。

“电解”中阴极反应的主要产物是______。

【答案】（3）NaOH溶液；Na2CO3溶液；ClO2−(或NaClO2)；【解析】（3）食盐溶液中混有Mg2+和Ca2+，可利用过量NaOH溶液除去Mg2+，利用过量Na2CO3溶液除去Ca2+；向NaCl溶液中加入ClO2，进行电解，阳极发生反应2Cl--2e-=Cl2↑，反应产生Cl2，阴极发生反应产生NaClO2，可见“电解”中阴极反应的主要产物是NaClO2；4．【2016北京卷】用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO3-）已成为环境修复研究的热点之一。

1．（2016课标Ⅰ）三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，SO可通过离子交换ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na+和2-4膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。

下列叙述正确的是SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大A．通电后中间隔室的2-4B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C．负极反应为2H2O − 4e–= O2+4H+，负极区溶液pH降低D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成【答案】B2．（2016课标Ⅱ）Mg—AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。

下列叙述错误的是A．负极反应式为Mg-2e-=Mg2+B．正极反应式为Ag++e-=AgC．电池放电时Cl-由正极向负极迁移D．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg (OH)2+H2↑【答案】B3．（2016课标Ⅲ）锌−空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，-。

下列说法正确的是（）反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)24A．充电时，电解质溶液中K+向阳极移动c-逐渐减小B．充电时，电解质溶液中(OH)-C．放电时，负极反应为：Zn+4OH–-2e–===Zn(OH)24D．放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L（标准状况）【答案】C【解析】A、充电时阳离子向阴极移动，故错误；B、放电时总反应为：2Zn+O2+4KOH+2H2O===2K2Zn(OH)4,，则充电时生成氢氧化钾，溶液中的c（OH-）增大，故错误；C、放电时，锌在负极失去电子，故正确；D、标准状况下22.4 L氧气的物质的量为1 mol，对应转移4 mol电子，故错误。

4．（2015课标Ⅰ）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CO2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C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O【答案】A5．（2014课标Ⅱ）2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。

专题17电化学原理综合应用1．【2017江苏卷】(12分)铝是应用广泛的金属。

以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

（3）“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________。

（4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。

阳极的电极反应式为_____________________，阴极产生的物质A的化学式为____________。

2．【2017天津卷】（14分）某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4,。

考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4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2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。

回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。

Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用（4）用惰性电极电解时，CrO42-能从浆液中分离出来的原因是__________，分离后含铬元素的粒子是_________；阴极室生成的物质为___________（写化学式）。

3．【2016新课标1卷】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：回答下列问题：（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为________、________。

“电解”中阴极反应的主要产物是______。

4．【2016北京卷】用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO3-）已成为环境修复研究的热点之一。

（1）Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。

①作负极的物质是________。

②正极的电极反应式是_________。

（2）将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO3—的去除率和pH，结果如下：pH=4.5时，NO3—的去除率低。

其原因是________。

（4）其他条件与（2）相同，经1小时测定NO3—的去除率和pH，结果如下：与（2）中数据对比，解释（2）中初始pH不同时，NO3—去除率和铁的最终物质形态不同的原因：__________。

专题09 电化学基础【母题来源】2022年全国甲卷【母题题文】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【试题解析】根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。

据此分析答题。

A ．根据分析，Ⅱ区的K +只能向Ⅰ区移动，A 错误；B ．根据分析，Ⅰ区的SO 24-向Ⅱ区移动，B 正确；C ．MnO 2电极的电极反应式为MnO 2+2e -+4H +=Mn 2++2H 2O ，C 正确；D ．电池的总反应为Zn+4OH -+MnO 2+4H +=Zn(OH)24-+Mn 2++2H 2O ，D 正确；故答案选A 。

【母题来源】2022年全国乙卷【母题题文】2Li-O 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2Li-O 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()Lie Li +-+=和阳极反应(Li 2O 2+2h +=2Li ++O 2)对电池进行充电。

1．【2017江苏卷】通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3 )。

下列说法不正确．．．的是①C(s) + H2O(g)CO(g) + H2 (g) ΔH1 = a kJ·mol−1②CO(g) + H2O(g)CO2 (g) + H2 (g) ΔH 2 = b kJ·mol−1③CO2 (g) + 3H2 (g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH 3 = c kJ·mol−1④2CH3OH(g)CH3OCH3 (g) + H2O(g) ΔH 4 = d kJ·mol−1A．反应①、②为反应③提供原料气B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一C．反应CH3OH(g)CH3OCH3 (g) +H2O(l)的ΔH =kJ·mol−1D．反应2CO(g) + 4H2 (g) CH3OCH3 (g) + H2O(g)的ΔH = ( 2b + 2c + d ) kJ·mol−1【答案】C【名师点睛】本题以合成新能源二甲醚为背景，考查学生对简单化工流程的反应原理、能量的转化关系、化学反应焓变的概念、盖斯定律的运用等知识的掌握和理解程度，同时关注了节能减排、工业三废资源化处理、开发利用新能源等社会热点问题。

2．【2016海南卷】油酸甘油酯（相对分子质量884）在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)+80O2(g)＝57CO2(g)+52H2O(l)已知燃烧1kg该化合物释放出热量3.8×104kJ。

油酸甘油酯的燃烧热△H为A．3.8×104kJ·mol-1B．－3.8×104kJ·mol-1C．3.4×104kJ·mol-1D．－3.4×104kJ·mol-1【答案】D【解析】试题分析：燃烧热指的是燃烧1mol可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。

1．【2017新课标1卷】支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。

下列有关表述不正确的是A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整【答案】C【名师点睛】该题难度较大，明确电化学原理是以及金属的防腐蚀原理是解答的关键，钢管桩表面腐蚀电流的理解是难点，注意题干信息的挖掘，即高硅铸铁为惰性辅助阳极，性质不活泼，不会被损耗。

2．【2017新课标2卷】用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为混合溶液。

下列叙述错误的是A．待加工铝质工件为阳极B．可选用不锈钢网作为阴极C．阴极的电极反应式为：D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动【答案】C【解析】A、根据原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，故A 说法正确；B、不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，故B说法正确；C、阴极应为阳离子得电子，根据离子放电顺序应是H＋放电，即2H＋＋2e−=H2↑，故C说法错误；D、根据电解原理，电解时，阴离子移向阳极，故D说法正确。

【名师点睛】本题考查电解原理的应用，如本题得到致密的氧化铝，说明铝作阳极，因此电极方程式应是2Al−6e−＋3H2O=Al2O3＋6H＋，这就要求学生不能照搬课本知识，注意题干信息的挖掘，本题难度不大。

3．【2017新课标3卷】全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+x S8=8Li2S x（2≤x≤8）。

下列说法错误的是A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 gC．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多【答案】D【名师点睛】考查二次电池的使用，涉及原电池工作原理，原电池工作时负极发生氧化反应，正极发生还原反应，而电池充电时，原来的负极连接电源的负极为电解池的阴极，发生还原反应，而原来的正极连接电源的正极为电解池的阳极发生氧化反应，解题是通过结合反应原理，根据元素化合价的变化，判断放电时正负极发生的反应，再结合电解质书写电极反应方程式。

1．【2017新课标2卷】阿伏加德罗常数的值为A N 。

下列说法正确的是A ．1 L 0.1mol·1L -NH 4Cl 溶液中，4NH +的数量为0.1A N B ．2.4g Mg 与H 2SO 4完全反应，转移的电子数为0.1A NC ．标准状况下，2.24 L N 2和O 2的混合气体中分子数为0.2A ND ．0.1 mol H 2和0.1mol I 2于密闭容器中充分反应后，其分子总数为0.2A N【答案】D【名师点睛】本题考查阿伏加德罗常数的应用，是高考的一个热点，主要从物质结构、水解、转移电子、可逆反应等角度考查，本题相对比较容易，只要认真、细心就能做对，平时多注意这方面的积累。

2．【2017新课标3卷】N A 为阿伏加德罗常数的值。

下列说法正确的是A ．0.1 mol 的11B 中，含有0.6N A 个中子B ．pH=1的H 3PO 4溶液中，含有0.1N A 个H +C ．2.24L （标准状况）苯在O 2中完全燃烧，得到0.6N A 个CO 2分子D ．密闭容器中1 mol PCl 3与1 mol Cl 2反应制备 PCl 5（g ），增加2N A 个P-Cl 键【答案】A【解析】A ．B 的原子序数为5，即质子数为5，在质量数为11的B 原子中含有6个中子，0.1mol 11B 含有0.6N A 个中子，A 正确；B ．溶液体积未定，不能计算氢离子个数，B 错误；C ．标准状况下苯是液体，不能利用气体摩尔体积计算2. 24L 苯的物质的量，则无法判断其完全燃烧产生的CO 2分子数目，C 错误；D ．PCl 3与Cl 2反应生成PCl 5的反应是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，则1molPCl 3与1molCl 2反应生成的PCl 5小于1mol ，增加的P －Cl 键的数目小于2N A 个，D 错误。

答案选A 。

【名师点睛】考查与阿伏加德罗常数有关计算时，要正确运用物质的量的有关计算，同时要注意气体摩尔体积的使用条件；另外还要谨防题中陷阱，如讨论溶液里的离子微粒的数目时，要考虑：①溶液的体积，②离子是否水解，③对应的电解质是否完全电离；涉及化学反应时要考虑是否是可逆反应，如选项D涉及可逆反应，反应的限度达不到100%；其它如微粒的结构、反应原理等，总之要认真审题，切忌凭感觉答题。

电化学基本原理1．【2018新课标1卷】最近我国科学家设计了一种CO2+H2S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：①EDTA-Fe2+-e-＝EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S＝2H++S+2EDTA-Fe2+该装置工作时，下列叙述错误的是A．阴极的电极反应：CO2+2H++2e-＝CO+H2OB．协同转化总反应：CO2+H2S＝CO+H2O+SC．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D．若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性【答案】C【解析】考点定位：考查电化学原理的应用、电极反应式书写、铁盐与亚铁盐的性质等【试题点评】准确判断出阴阳极是解答的关键，注意从元素化合价变化的角度去分析氧化反应和还原反应，进而得出阴阳极。

电势高低的判断是解答的难点，注意从物理学的角度借助于阳极与电源的正极相连去分析。

2．【2018新课标2卷】我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。

将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2+4Na2Na2CO3+C。

下列说法错误的是A．放电时，ClO4－向负极移动B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2C．放电时，正极反应为：3CO2+4e−＝2CO32－+CD．充电时，正极反应为：Na++e−＝Na【答案】D【解析】考点定位：考查新型二次电池，涉及电极反应式书写、离子移动方向判断等【试题点评】本题以我国科学家发表在化学顶级刊物上的“一种室温下可呼吸的钠、二氧化碳二次电池”为载体考查了原电池和电解池的工作原理，掌握原电池和电解池的工作原理是解答的关键，注意充电与发电关系的理解。

本题很好的弘扬了社会主义核心价值观个人层面的爱国精神，落实了立德树人的教育根本任务。

第 1 页 共 7 页专题17 电化学原理综合应用1．【2017江苏卷】(12分)铝是应用广泛的金属。

以铝土矿(主要成分为Al 2O 3，含SiO 2和Fe 2O 3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：SiO 2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

（3）“电解Ⅰ”是电解熔融Al 2O 3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________。

（4）“电解Ⅱ”是电解Na 2CO 3溶液，原理如图所示。

阳极的电极反应式为_____________________，阴极产生的物质A 的化学式为____________。

2．【2017天津卷】（14分）某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO 2和少量Na 2CrO 4,。

考虑到胶体的吸附作用使Na 2CrO 4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2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。

回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。

Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用（4）用惰性电极电解时，CrO 42-能从浆液中分离出来的原因是__________，分离后含第 2 页 共 7 页铬元素的粒子是_________；阴极室生成的物质为___________（写化学式）。

3．【2016新课标1卷】NaClO 2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：回答下列问题：（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg 2+和Ca 2+，要加入的试剂分别为________、________。

“电解”中阴极反应的主要产物是______。

4．【2016北京卷】用零价铁（Fe ）去除水体中的硝酸盐（NO 3-）已成为环境修复研究的热点之一。

（1）Fe 还原水体中NO 3-的反应原理如图所示。

①作负极的物质是________。

②正极的电极反应式是_________。

（2）将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO 3—的去除率和pH ，结果如下：pH =4.5时，NO 3—的去除率低。

新课程活动与探究建议 ①实验探究：电能与 化学能的相互 转化。

②调查市场常见化学 电池的种类，讨论它 们的工作原理、生产 工艺和回收价值。

③查阅资料并交流： 防止钢铁腐蚀的方 法。

二、近三年高考有关电化学知识考题分析（一）原电池及原理其综合考查1 、在书本锌铜原电池原理基础上稍有变化的原电池：从原电池的组成、电极反应（或原电池反应） 、电流方向（或电子流向） 、盐桥的作用等多方面来考查原电池的基本原理，在多年来高考题中时有出现，体现了对基础知识和能力的考查。

（见附件 1 ）【 复习建议 】 复习原电池要从氧化还原反应开始。

有电子转移的反应叫氧化还原反应，若能使氧化还原反应发生在两类导体的界面上， 并使转移的电子从导线中流过就会有电流产生。

Zn 跟稀H 2SO 4制 H 2的反应可分解为 Zn － 2e-=Zn 2+， 2H ++2e -=H 2↑的两个半反应。

这两个半反应就是原电池的电极反应。

真正想懂原电池等自发电池中发生的电极反应与氧化还原反应的关系。

对于各种电池中发生的电极反应和总的氧化还原反应都不要去死记硬背，都要引导学生自己分析自己写出。

2、扩展到其他自发电池：①能分析一次电池（碱性锌锰电池） 、可充电电池（铅蓄电一、课程标准、考试说明的要求新课程内容标准1 ．体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池和电解2010 年广东省高考考试说明要求 1 . 了解原电池和电解池的工作原理， 能 写出电极反应和电池反应方程式 。

了解常见化学电源的种池）的充放电情况：正负极、阴阳极的判断及电极反应式。

（见附件2）②常见燃料电池（氢氧燃料电池，甲烷、乙醇等燃料电池）的正负极判断，能写出在酸性/碱性条件下的电极反应式及总反应，并能从电极反应物、得失电子判断电极反应式的正误。

③磷酸亚铁锂（LiFePO 4）新型锂离子电池、心脏起搏器电池：Li—SOCl2电池。

（见附件3）【复习建议】应把选修四第四章第 2 节给出的碱性锌锰电池、铅蓄电池、氢氧燃料电池的正负极材料、电极反应及总反应作为重点分析。

专题17电化学原理综合应用1．【2017江苏卷】(12分)铝是应用广泛的金属。

以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

（3）“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________。

（4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。

阳极的电极反应式为_____________________，阴极产生的物质A的化学式为____________。

2．【2017天津卷】（14分）某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4,。

考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4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2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。

回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。

Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用（4）用惰性电极电解时，CrO42-能从浆液中分离出来的原因是__________，分离后含铬元素的粒子是_________；阴极室生成的物质为___________（写化学式）。

3．【2016新课标1卷】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：回答下列问题：（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为________、________。

“电解”中阴极反应的主要产物是______。

4．【2016北京卷】用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO3-）已成为环境修复研究的热点之一。

（1）Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。

①作负极的物质是________。

②正极的电极反应式是_________。

（2）将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO3—的去除率和pH，结果如下：pH=4.5时，NO3—的去除率低。

其原因是________。

（4）其他条件与（2）相同，经1小时测定NO3—的去除率和pH，结果如下：与（2）中数据对比，解释（2）中初始pH不同时，NO3—去除率和铁的最终物质形态不同的原因：__________。

【三年高考】（2015-2017）化学试题分项版解析1．【2017新课标1卷】（14分）近期发现，H 2S 是继NO 、CO 之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。

回答下列问题：（2）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。

通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为________________、______________，制得等量H 2所需能量较少的是_____________。

（3）H 2S 与CO 2在高温下发生反应：H 2S(g)+CO 2(g)COS(g) +H 2O(g)。

在610 K 时，将0.10 mol CO 2与0.40 mol H 2S 充入2.5 L 的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。

①H 2S 的平衡转化率1α=_______%，反应平衡常数K =________。

②在620 K 重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H 2S 的转化率2α_____1α，该反应的∆H _____0。

（填“>”“<”或“=”） ③向反应器中再分别充入下列气体，能使H 2S 转化率增大的是________（填标号）A ．H 2SB ．CO 2C ．COSD ．N 2【答案】（2）H 2O(l)=H 2(g)+21O 2(g) ΔH =+286 kJ/mol H 2S(g)=H 2(g)+S(s) ΔH =+20 kJ/mol 系统（II ）（3）①2.5 2.8×10–3 ②> > ③B【解析】（2）①H 2SO 4(aq)=SO 2(g)+H 2O(l)+21O 2(g) △H 1=＋327 kJ/mol ②SO 2(g)+I 2(s)+ 2H 2O(l)=2HI(aq)+ H 2SO 4(aq) △H 2=－151 kJ/mol③2HI(aq)= H 2 (g)+ I 2(s) △H 3=＋110 kJ/mol④H 2S(g)+ H 2SO 4(aq)=S(s)+SO 2(g)+ 2H 2O(l) △H 4=＋61 kJ/mol①+②+③，整理可得系统（I ）的热化学方程式H 2O(l)=H 2(g)+21O 2(g) △H =+286 kJ/mol ； ②+③+④，整理可得系统（II ）的热化学方程式H 2S (g)=H 2(g)+S(s) △H =+20 kJ/mol 。

专题05氧化还原反应1．【2017北京卷】下列变化中，气体被还原的是A．二氧化碳使Na2O2固体变白B．氯气使KBr溶液变黄C．乙烯使Br2的四氯化碳溶液褪色D．氨气使AlCl3溶液产生白色沉淀2．【2017天津卷】下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是A．硅太阳能电池工作时，光能转化成电能B．锂离子电池放电时，化学能转化成电能C．电解质溶液导电时，电能转化成化学能D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能3．【2016北京卷】K 2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72-（橙色）+H2O2CrO42-（黄色）+2H+。

用K2Cr2O7溶液进行下列实验：结合实验，下列说法不正确的是A．①中溶液橙色加深，③中溶液变黄B．②中Cr2O72-被C2H5OH还原C．对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强D．若向④中加入70%H2SO4溶液至过量，溶液变为橙色4．【2016上海卷】下列化工生产过程中，未涉及氧化还原反应的是A．海带提碘B．氯碱工业C．氨碱法制碱D．海水提溴5．【2016上海卷】O2F2可以发生反应：H2S+4O2F2→SF6+2HF+4O2，下列说法正确的是A．氧气是氧化产物B．O2F2既是氧化剂又是还原剂C．若生成4.48L HF，则转移0.8mol电子D．还原剂与氧化剂的物质的量之比为1：46．【2016上海卷】某铁的氧化物（Fe x O）1.52g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112mlCl2，恰好将Fe2+完全氧化。

x值为A．0.80B．0.85C．0.90D．0.937．【2015北京卷】在通风橱中进行下列实验：下列说法中不正确．．．的是：A．Ⅰ种气体有无色变红棕色的化学方程式为：2NO+O2＝2NO2B．Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层，阻止Fe进一步反应C．对比Ⅰ、Ⅱ中现象，说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3D．针对Ⅲ中现象，在Fe、Cu之间连接电流计，可判断Fe是否被氧化8．【2015四川卷】下列物质在生活中应用时，起还原作用的是A．明矾作净水剂B．甘油作护肤保湿剂C．漂粉精作消毒剂D．铁粉作食品袋内的脱氧剂9．【2015上海卷】下列反应中的氨与反应4NH3+5O2→4NO+6H2O中的氨作用相同的是A．2Na + 2NH3→ 2NaNH2 + H2↑B．2NH3+ 3CuO→ 3Cu + N2 +3H2OC．4NH3 + 6NO→ 5N2 + 6H2OD．3SiH4 + 4NH3→ Si3N4 + 12H210．【2015上海卷】工业上将Na2CO3和Na2S以1:2的物质的量之比配成溶液，再通入SO2，可制取Na2S2O3，同时放出CO2。

专题17 电化学原理综合应用1．【2022天津卷】CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。

答复以下问题：〔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，电池反响产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。

电池的负极反响式：________。

电池的正极反响式：6O2+6e−6O2−6CO2+6O2−3C2O42−反响过程中O2的作用是________。

该电池的总反响式：________。

【答案】Al–3e–=Al3+〔或2Al–6e–=2Al3+〕催化剂 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3【解析】2．【2022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响式：____________________________________。

【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响，阳极反响为HNO2失去电子生成HNO3，1molHNO2反响失去2mol电子，结合原子守恒和溶液呈酸性，电解时阳极电极反响式为HNO2-2e-+H2O=NO3-+3H+。

3．【2022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。

答复以下问题：〔3〕制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如下图，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。

阳极的电极反响式为_____________。

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．【2022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下图：〔4〕电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反响式为______________；沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。

专题09 电化学基本原理1．【2018新课标1卷】最近我国科学家设计了一种CO2+H2S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：①EDTA-Fe2+-e-＝EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S＝2H++S+2EDTA-Fe2+该装置工作时，下列叙述错误的是A．阴极的电极反应：CO2+2H++2e-＝CO+H2OB．协同转化总反应：CO2+H2S＝CO+H2O+SC．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D．若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性【答案】C【解析】考点定位：考查电化学原理的应用、电极反应式书写、铁盐与亚铁盐的性质等【试题点评】准确判断出阴阳极是解答的关键，注意从元素化合价变化的角度去分析氧化反应和还原反应，进而得出阴阳极。

电势高低的判断是解答的难点，注意从物理学的角度借助于阳极与电源的正极相连去分析。

2．【2018新课标2卷】我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。

将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2+4Na2Na2CO3+C。

下列说法错误的是A．放电时，ClO4－向负极移动B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2C．放电时，正极反应为：3CO2+4e−＝2CO32－+CD．充电时，正极反应为：Na++e−＝Na【答案】D【解析】考点定位：考查新型二次电池，涉及电极反应式书写、离子移动方向判断等【试题点评】本题以我国科学家发表在化学顶级刊物上的“一种室温下可呼吸的钠、二氧化碳二次电池”为载体考查了原电池和电解池的工作原理，掌握原电池和电解池的工作原理是解答的关键，注意充电与发电关系的理解。

本题很好的弘扬了社会主义核心价值观个人层面的爱国精神，落实了立德树人的教育根本任务。

1．【2017新课标2卷】阿伏加德罗常数的值为A N 。

下列说法正确的是A ．1 L 0.1 mol·1L -NH 4Cl 溶液中，4NH +的数量为0.1A NB ．2.4 g Mg 与H 2SO 4完全反应，转移的电子数为0.1A NC ．标准状况下，2.24 L N 2和O 2的混合气体中分子数为0.2A ND ．0.1 mol H 2和0.1 mol I 2于密闭容器中充分反应后，其分子总数为0.2A N【答案】D【名师点睛】本题考查阿伏加德罗常数的应用，是高考的一个热点，主要从物质结构、水解、转移电子、可逆反应等角度考查，本题相对比较容易，只要认真、细心就能做对，平时多注意这方面的积累。

2．【2017新课标3卷】N A 为阿伏加德罗常数的值。

下列说法正确的是A ．0.1 mol 的11B 中，含有0.6N A 个中子B ．pH=1的H 3PO 4溶液中，含有0.1N A 个H +C ．2.24 L （标准状况）苯在O 2中完全燃烧，得到0.6N A 个CO 2分子D ．密闭容器中1 mol PCl 3与1 mol Cl 2反应制备 PCl 5（g ），增加2N A 个P-Cl 键【答案】A【解析】A ．B 的原子序数为5，即质子数为5，在质量数为11的B 原子中含有6个中子，0.1 mol 11B 含有0.6N A 个中子，A 正确；B ．溶液体积未定，不能计算氢离子个数，B 错误；C ．标准状况下苯是液体，不能利用气体摩尔体积计算2. 24 L 苯的物质的量，则无法判断其完全燃烧产生的CO 2分子数目，C 错误；D ．PCl 3与Cl 2反应生成PCl 5的反应是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，则1 mol PCl 3与1 mol Cl 2反应生成的PCl 5小于1mol ，增加的P －Cl 键的数目小于2N A 个，D 错误。

答案选A 。

【名师点睛】考查与阿伏加德罗常数有关计算时，要正确运用物质的量的有关计算，同时要注意气体摩尔体积的使用条件；另外还要谨防题中陷阱，如讨论溶液里的离子微粒的数目时，要考虑：①溶液的体积，②离子是否水解，③对应的电解质是否完全电离；涉及化学反应时要考虑是否是可逆反应，如选项D涉及可逆反应，反应的限度达不到100%；其它如微粒的结构、反应原理等，总之要认真审题，切忌凭感觉答题。

【三年高考】（2015-2017）化学试题分项版解析1．【2017江苏卷】(12分)铝是应用广泛的金属。

以铝土矿 (主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

（3）“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________。

（4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。

阳极的电极反应式为_____________________，阴极产生的物质A的化学式为____________。

【答案】（3）石墨电极被阳极上产生的O2氧化（4）4CO32－+2H2O−4e−=4HCO3－+O2↑ H22．【2017天津卷】（14分）某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4,。

考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4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2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。

回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。

Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用（4）用惰性电极电解时，CrO42-能从浆液中分离出来的原因是__________，分离后含铬元素的粒子是_________；阴极室生成的物质为___________（写化学式）。

【答案】（4）在直流电场作用下，CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液CrO42-和Cr2O72- NaOH和H23．【2016新课标1卷】NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：回答下列问题：（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为________、________。

“电解”中阴极反应的主要产物是______。

【答案】（3）NaOH溶液；Na2CO3溶液；ClO2−(或NaClO2)；【解析】（3）食盐溶液中混有Mg2+和Ca2+，可利用过量NaOH溶液除去Mg2+，利用过量Na2CO3溶液除去Ca2+；向NaCl溶液中加入ClO2，进行电解，阳极发生反应2Cl--2e-=Cl2↑，反应产生Cl2，阴极发生反应产生NaClO2，可见“电解”中阴极反应的主要产物是NaClO2；4．【2016北京卷】用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO3-）已成为环境修复研究的热点之一。