广西壮族自治区高考化学二轮专题 07 电化学及其应用(I)卷

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 。

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。

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。

了解金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。

电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸，是历年高考的热点内容。

考查的主要知识点：原电池和电解池的工作原理、电极反应式的书写和判断、电解产物的判断、金属的腐蚀和防护。

对本部分知识的考查仍以选择题为主，在非选择题中电化学知识可能与工业生产、环境保护、新科技、新能源知识相结合进行命题。

复习时，应注意：1．对基础知识扎实掌握，如电极反应式的书写、燃料电池的分析等。

2．电化学问题的探究设计、实物图分析及新型电池的分析是近年来高考中的热点，通过在练习中总结和反思，提高在新情境下运用电化学原理分析解决实际问题的能力。

知识点一、原电池电极的判断以及电极方程式的书写1.原电池正、负极的判断方法：(1)由组成原电池的两极材料判断。

一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。

(2)根据电流方向或电子流动方向判断。

电流由正极流向负极；电子由负极流向正极。

(3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断。

在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。

(4)根据原电池两极发生的变化来判断。

原电池的负极失电子发生氧化反应，其正极得电子发生还原反应。

(5)电极增重或减轻。

工作后，电极质量增加，说明溶液中的阳离子在电极(正极)放电，电极活动性弱；反之，电极质量减小，说明电极金属溶解，电极为负极，活动性强。

(6)有气泡冒出。

高考化学复习《电化学极其应用》知识点解析及练习题含答案电极上有气泡冒出，是因为发生了析出H2的电极反应，说明电极为正极，活动性弱。

2．原电池电极反应式和总反应式的书写(1)题目给定原电池的装置图，未给总反应式：①首先找出原电池的正、负极，即分别找出氧化剂和还原剂。

②结合介质判断出还原产物和氧化产物。

③写出电极反应式(注意两极得失电子数相等)，将两电极反应式相加可得总反应式。

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。

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)。

高考化学二轮专题 07 电化学及其应用姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、单选题 (共19题；共38分)1. （2分） (2015高一下·咸阳期中) 将锌片和铜片用导线连接置于同一稀硫酸中，下列叙述正确的是（）A . 锌片是正极B . 电流从锌片流向铜片C . 氢气在锌片上析出D . 若锌片、铜片同时有气泡冒出，则说明锌片不纯2. （2分）(2016·靖安模拟) 留心处处皆学问．从生活出发进行科学探究，可以获得自信，形成正确的思维方式．甲、乙两位同学一起合作设计完成了水果电池的实验（如图），测得数据如下对甲同学提出的问题，乙同学的解释不正确的是（）C水果电池的电压与哪些因素只跟水果的类型有关有关？D实验中发光二极管不亮，如何可用铜锌作电极，用菠萝作介质，并将多个此电池串联起来使它亮起来A . AB . BC . CD . D3. （2分） (2016高三上·河北期中) 某实验小组依据反应AsO43﹣+2H++2I﹣⇌AsO33﹣+I2+H2O设计如图1原电池，探究pH对AsO43﹣氧化性的影响．测得电压与pH的关系如图2．下列有关叙述错误的是（）A . pH＞0.68时，甲烧杯中石墨为负极B . pH=0.68时，反应处于平衡状态C . pH＜0.68时，氧化性I2＜AsO43﹣D . pH=5时，负极电极反应式为2I﹣﹣2e﹣=I24. （2分） (2015高二上·山西月考) 将反应IO +5I﹣+6H+⇌3I2+3H2O设计成如图所示的原电池，甲、乙烧杯中都加入淀粉溶液．开始时向甲烧杯中加入少量浓硫酸，电流计指针发生偏转，一段时间后，电流计指针回到零，再向甲烧杯中滴入几滴浓NaOH溶液，电流计指针再次发生偏转．下列判断不正确的是（）A . 两次电流计指针偏转方向相反，电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态B . 两次实验中，盐桥中的阳离子移动方向相反C . 开始加入少量浓硫酸时，只有乙烧杯中溶液变蓝D . 向甲烧杯中滴入几滴浓NaOH溶液后，乙中石墨电极上发生还原反应5. （2分）(2016·杭州模拟) 下列说法不正确的是（）A . 在酸性介质中钢铁容易发生析氢腐蚀，随着pH升高发生吸氧腐蚀的几率增大B . 电解水制氢比光催化还原水制氢更节能环保、更经济C . 青蒿素在超临界CO2中有很强的溶解性，萃取青蒿素时可用超临界CO2作萃取剂D . 钙基固硫和NOx的催化转化都是解决空气污染问题的措施6. （2分） (2017高三上·静海开学考) 将一定量的氯气通入30mL浓度为10.00mol/L的氢氧化钠浓溶液中，加热少许时间后溶液中形成NaCl、NaClO、NaClO3共存体系。

专题七 电化学原理与应用导航卷[本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共50分,考试时间30分钟] 可能用到的相对原子质量：H —1 C —12 O —16 Na —23 Cl —35.5 Cu —64第Ⅰ卷(选择题 共30分)一、选择题(本题共10小题,每小题3分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1．(2015·浙江理综,11)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 ．阴极的电极反应式是：H 2O ＋2e －===H 2＋O 2－、CO 2＋2e －===CO ＋O 2－C ．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∶12．(2015·四川理综,4)用右图所示装置除去含CN －、Cl －废水中的CN －时,控制溶液pH 为9～10,阳极产生的ClO －将CN －氧化为两种无污染的气体。

下列说法不正确的是( )A ．用石墨作阳极,铁作阴极B ．阳极的电极反应式：Cl －＋2OH －－2e －===ClO －＋H 2OC ．阴极的电极反应式：2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －D ．除去CN －的反应：2CN －＋5ClO －＋2H ＋===N 2↑＋2CO 2↑＋5Cl －＋H 2O3．(2015·课标全国Ⅰ,11)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＋6H2O4.(2015·上海化学,14)研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。

高三化学二轮复习《电化学》专题训练一、选择题（每小题3分，共54分）1、用惰性电极电解NaCl溶液，下列叙述正确的是( )A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈褐色C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色D．电解一段时间后，将全部电解质溶液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性2、（2019年北京顺义）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－===Li2S＋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.该电池的总反应式为2Li＋FeS===Li2S＋FeC.负极的电极反应式为Al－3e－===Al3＋D.充电时，阴极发生的电极反应式为Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS3、（2019年北京海淀）.MFC(Microbial Fuel Cell)是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置，其在废水处理和新能源开发领域具有广阔的应用前景。

如图为污水(主要溶质为葡萄糖)处理的实验装置，下列有关该装置的说法正确的是( )A.为加快处理速度，装置需在高温环境中工作B.负极的电极反应式为C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2＋24H＋C.放电过程中，H＋由正极向负极移动D.装置工作过程中，溶液的酸性逐渐增强4、（2019年北京西城）下图是一种新型的光化学电源，当光照射光电极时，通入O2和H2S即产生稳定的电流（H2AQ和AQ是两种有机物）。

下列说法不正确．．．的是A．负极的电极反应为2I－− 2e－== I2B．总反应为 H2S + O2 ==== H2O2 + SC．H+通过阳离子交换膜从正极区进入负极区D．电源工作时发生了光能、化学能、电能间的转化5、Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理论设计的制取Cu2O的电解池示意图如图，电解总反应为2Cu＋H2O=====电解Cu2O＋H2↑。

专题七电化学1．（2022·云南·昆明一中模拟预测）研究发现，在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，其工作原理如图所示。

下列说法错误的是(已知F=96500C·mol-1)A．X为质子交换膜B．加入HNO3可降低正极反应的活化能NO-+12e-+16H+=4NO↑+8H2O、4NO +3O2 + 2H2O=4HNO3C．正极区反应为43D．若该电池以电流强度IA持续放电20 min，则理论上消耗C2H5OH约0. 002 mol【答案】D【解析】【分析】从图中可以看出，乙醇中碳元素化合价升高，则Pt电极上失电子发生氧化反应，为负极；C 电极上发生还原反应，为正极。

【详解】A．负极区，电极反应为C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+，生成的H+将迁移到正极区参与反应，所以X为质子交换膜，A正确；B．在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸，可使电池持续大电流放电，且由图可知硝酸在正极循环反应，起到催化作用，所以加入HNO3可降低正极反应的活化能，B正确；C．从图中可以看出，在正极，HNO3得电子生成NO和H2O，生成的NO再与O2、H2O反NO-+12e-+16H+=4NO↑+8H2O、应生成HNO3，从而得出正极区反应为434NO+3O2+2H2O=4HNO3，C正确；D．根据C2H5OH~12e−，Q=It，可得1 A×20min×60 s=1200 C=n(C2H5OH)×12 mol×96500 C·mol−1，解得n(C2H5OH)≈0.001 mol，D错误；故选D。

2．（2022·重庆·一模）苯酚()是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物(如阿司匹林)的重要原料，但苯酚也有较强的毒性。

如图是处理废水中苯酚的装置。

下列有关说法正确的是A．a电极电势低，电极附近pH增大B．H 由B区移向A区，B区溶液的pH增大WO+xH+xe=H WOC．b电极反应式为+-3x3D．若有2mol电子通过导线，A、B两区域中溶液质量改变量的和为2g【答案】D【解析】【分析】由图可知，a电极为原电池的正极，酸性条件下，苯酚在正极得到电子发生还原反应生成苯，电极反应式为C6H5OH＋2e－＋2H＋=C6H6＋H2O，b电极为负极，H x WO3在负极失去电子发生氧化反应生成WO3和氢离子，电极反应式为H x WO3－x e－＝WO3＋x H＋，电池工作时，氢离子由B区移向A区。