2016-2020年高考化学试题电化学基本原理

专题04电化学2020年考纲考点2020考纲要求1、理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。

2、了解常见化学电源的种类及其工作原理。

3、了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。

IIIIII III本节考向题型研究汇总题型考向考点/考向考试要求选择题电化学知识综合应用III填空题电极反应式、计算III 考向题型研究（一）原电池1．（2013·全国I·T10）银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。

根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器漫入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。

下列说法正确的是（）A．处理过程中银器一直保持恒重B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银C．该过程中总反应为2Al+3Ag2S=6Ag+A12S3D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl【答案】B【解析】根据题意，首先这个过程是电化学过程，而在整个过程中并未有外接电源，所以判断为原电池过程。

原电池过程一定有一个自发的氧化还原反应，我们根据题意可以寻找到氧化剂和还原剂以及应该发生的反应。

首先，还原剂应该是金属Al，氧化剂是Ag2S，产物自然是Ag和A12S3，发生置换反应，但是考虑到该反应是在溶液中进行，而A12S3在水溶液中发生双水解，生成Al(OH)3和H2S，所以最终总方程式为：2Al+3Ag2S+6H2O=6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑，其中氧化剂Ag2S所在电极为正极，即银器所在极为正极，Al所在极为负极。

综上所述，B正确。

1．（2019·全国I·T12）利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。

下列说法错误的是A.相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能B.阴极区，在氢化酶作用下发生反应H 2+2MV2+2H++2MV+C.正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【答案】B【解析】由生物燃料电池的示意图可知，左室MV+失电子发生氧化反应生成MV2+，电极反应式为MV+—e—=MV2+，所以左室电极为燃料电池的负极，左室区因为发生氧化反应也可称为阳极区，放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成H+和MV+，反应的方程式为H2+2MV2+=2H++2MV+；右室MV2+得电子发生还原反应生成MV+，电极反应式为MV2++e—=MV+，所以右室电极为燃料电池的正极，右室区因为发生还原反应也可称为阴极区，放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+，反应的方程式为N2+6H++6MV+=6MV2++NH3，电池工作时，氢离子作为阳离子通过交换膜由负极向正极移动。

2020年高考化学试题分类汇编——电化学基础电化学基础1．〔2018全国卷1〕右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。

电池的一个点极由有机光敏燃料〔S 〕涂覆在2TiO 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：22TiO /S TiO /S h ν*−−→〔激发态〕 +-22TiO /S TiO /S +e *−−→3I +2e 3I ---−−→2232TiO /S 3I 2TiO /S+I +--+−−→以下关于该电池表达错误的选项是．．．．．．： A ．电池工作时，是将太阳能转化为电能B ．电池工作时，I -离子在镀铂导电玻璃电极上放电C ．电池中镀铂导电玻璃为正极D ．电池的电解质溶液中I -和I 3-的浓度可不能减少【解析】B 选项错误，从示意图可看在外电路中电子由负极流向正极，也即镀铂电极做正极，发生还原反应：I 3-+2e -=3I -；A 选项正确，这是个太阳能电池，从装置示意图可看出是个原电池，最终是将光能转化为化学能，应为把上面四个反应加起来可知，化学物质并没有减少；C 正确，见B 选项的解析；D 正确，此太阳能电池中总的反应一部分实质确实是：I 3-3I -的转化〔还有I 2+I -I 3-〕，另一部分确实是光敏有机物从激发态与基态的相互转化而已，所有化学物质最终均不被损耗！【答案】B【命题意图】考查新型原电池，原电池的两电极反应式，电子流向与电流流向，太阳能电池的工作原理，原电池的总反应式等，还考查考生变通能力和心理素养，能否适应生疏的情境下应用所学知识解决新的咨询题等【点评】此题立意专门好，然而考查过为单薄，而且取材不是最新的，在3月份江苏省氧化 还原盐都市高三第二次调研考试化学试题第17题〔3〕咨询，与此题极为相似的模型，这对一些考生显得不公平！〔2018浙江卷〕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 有关该电池的以下中，正确的选项是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+2Li s+Fe-22e L-=D. 充电时，阴极发生的电极反应式为：试题解析：此题涵盖电解池与原电池的主体内容，涉及电极判定与电极反应式书写等咨询题。

定额市鞍钢阳光实验学校专题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。

本题很好的弘扬了个人层面的爱国精神，落实了立德树人的教育根本任务。

2016-2020高考化学试题分类汇总- 电化学及其应用（原卷版）【2020年】1.（2020·新课标Ⅰ）科学家近年发明了一种新型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提供了一种新途径。

下列说法错误的是A. 放电时，负极反应为24Zn 2e 4OH Zn(OH)−−−−+=B. 放电时，1 mol CO 2转化为HCOOH ，转移的电子数为2 molC. 充电时，电池总反应为24222Zn OH) 2Zn O 4OH O(2H −−=+↑++D. 充电时，正极溶液中OH −浓度升高2.（2020·新课标Ⅱ）电致变色器件可智能调控太阳光透过率，从而实现节能。

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，下列叙述错误的是A. Ag 为阳极B. Ag +由银电极向变色层迁移C. W 元素的化合价升高D. 总反应为：WO 3+x Ag=Ag x WO 33.（2020·新课标Ⅲ）一种高性能的碱性硼化钒(VB 2)—空气电池如下图所示，其中在VB 2电极发生反应：--3--2442VB +16OH -11e =VO +2B(OH)+4H O 该电池工作时，下列说法错误的是A. 负载通过0.04 mol 电子时，有0.224 L(标准状况)O 2参与反应B. 正极区溶液的pH 降低、负极区溶液的pH 升高C. 电池总反应为3222444VB 11O 20OH 6H O 8B(OH)4VO −−−+++=+D. 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4.（2020·江苏卷）将金属M 连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。

在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是A. 阴极的电极反应式为2Fe 2e Fe −+−=B. 金属M 的活动性比Fe 的活动性弱C. 钢铁设施表面因积累大量电子而被保护D. 钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快5.（2020·山东卷）微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置，利用微生物处理有机废水获得电能，同时可实现海水淡化。

高考化学十年真题专题汇编解析-电化学题型一：原电池的工作原理金属的电化学腐蚀与防护1.(2019·全国Ι·12)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如图所示。

下列说法错误的是A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+2H++2MV+C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【答案】B【解析】本题考查原电池工作原理，涉及酶的特性、电极反应式的书写和电解质中离子迁移方向等知识，考查的核心素养是证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析。

由题图和题意知，电池总反应是3H2+N 22NH3。

该合成氨反应在常温下进行，并形成原电池产生电能，反应不需要高温、高压和催化剂，A项正确；观察题图知，左边电极发生氧化反应MV+-e -MV2+,为负极，不是阴极，B项错误；正极区N2在固氮酶作用下发生还原反应生成NH3，C项正确；电池工作时，H+通过交换膜，由左侧(负极区)向右侧(正极区)迁移，D项正确。

【解后反思】分析装置图时，抓住粒子流向与物质转化，整体认识合成氨原理。

联系原电池原理综合作出判断。

电解池的电极分阴极、阳极，阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应；原电池的电极分正极、负极，正极发生还原反应，负极发生氧化反应。

2.(2019·江苏·10)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。

下列有关该实验的说法正确的是A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e-Fe3+B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀D.以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀【答案】C【解析】本题考查金属的电化学腐蚀，考查的核心素养是证据推理与模型认知。

A项，铁和炭的混合物用NaCl溶液湿润后构成原电池，铁作负极，铁失去电子生成Fe2+，电极反应式为Fe－2e-Fe2+，错误；B项，铁腐蚀过程中化学能除了转化为电能外，还可转化为热能等，错误；C项，构成原电池后，铁腐蚀的速率变快，正确；D项，用水代替NaCl溶液，Fe和炭也可以构成原电池，Fe失去电子，空气中的O2得到电子，铁发生吸氧腐蚀，错误。

电化学1 （2015海南）下图原电池正极的反应式为。

2 （2017北京）可利用原电池装置证明反应Ag＋＋Fe2＋===Ag＋Fe3＋能发生。

其中甲溶液是，操作及现象是。

3 （2011全国卷27）在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为，正极的反应式为。

4 （2013年全国卷II 36）普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：Zn+2NH4Cl+ 2MnO2 = Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH。

该电池中，负极材料主要是，电解质的主要成分是，正极反应是。

5（2015年全国卷II）酸性锌锰干电池是一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是碳粉、二氧化锰、氧化锌和氯化铵等组成的填充物，该电池在放电过程产生MnOOH。

该电池的正极反应式为，电池反应的离子方程式为。

6 （2015四川）FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。

该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S。

正极反应式是。

7（2016江苏）铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。

将含有的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上转化为Cr3＋，其电极反应式为。

8（2010山东）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。

电池反应方程式为；放电时，移向电池的（填“正”或“负”）极。

9（2018天津）O2辅助的Al—CO2电池工作原理如图所示。

该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。

电池的负极反应式：。

电池的正极反应式：6O2 + 6e− == 66CO2+6== 3反应过程中O2的作用是________。

10（2016全国卷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↑11（2011全国卷）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe + Ni2O3 +2H2O = Fe(OH)2 + 2Ni(OH)2。

压轴题05电化学原理电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸，是高考每年必考内容，通常会以新型二次电池为载体考查原电池原理与电解原理。

试题以新型电源及含有离子交换膜的原电池、电解池为背景，通过陌生电化学装置图，在复杂、新颖的研究对象和真实问题情境下，主要考查电极反应式的正误判断与书写，电池反应式的书写，正负极的判断，电池充、放电时离子或电子移动方向的判断，电极附近离子浓度的变化，电解的应用与计算，金属的腐蚀与防护等，体现了对电化学知识基础性、综合性、创新性和应用性的考查。

一、选择题：本题共20小题，每小题只有一个选项符合题意。

1．（2022·湖北·统考高考真题）含磷有机物应用广泛。

电解法可实现由白磷直接制备()2Li P CN ⎡⎤⎣⎦，过程如图所示(Me 为甲基)。

下列说法正确的是A ．生成()21molLi P CN ⎡⎤⎣⎦，理论上外电路需要转移2mol 电子B ．阴极上的电极反应为：()---42P +8CN -4e =4P CN ⎡⎤⎣⎦C ．在电解过程中-CN 向铂电极移动D ．电解产生的2H 中的氢元素来自于LiOH 2．（2022·辽宁·统考高考真题）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：()()-+3242433Na Ti PO -2e =NaTi PO +2NaB ．放电时-Cl 透过多孔活性炭电极向4CCl 中迁移C ．放电时每转移1mol 电子，理论上4CCl 吸收20.5mol Cl D ．充电过程中，NaCl 溶液浓度增大3．（2023·浙江·高考真题）在熔融盐体系中，通过电解2TiO 和2SiO 获得电池材料()TiSi ，电解装置如图，下列说法正确的是A ．石墨电极为阴极，发生氧化反应B ．电极A 的电极反应：2228H TiO SiO 8e TiSi 4H O=+-++++C ．该体系中，石墨优先于Cl -参与反应D ．电解时，阳离子向石墨电极移动4．（2022·重庆·统考高考真题）硝酮是重要的有机合成中间体，可采用“成对间接电氧化”法合成。

2016-2020年高考化学专题汇编用电化学
1．[2020江苏卷]CO2/HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。

（1）CO2催化加氢。

在密闭容器中，向含有催化剂的KHCO3溶液(CO2与KOH溶液反应制得)中通入H2生成HCOO-，其离子方程式为__________；其他条件不变，HCO3-转化为HCOO-的转化率随温度的变化如图-1所示。

反应温度在40℃~80℃范围内，HCO3-催化加氢的转化率迅速上升，其主要原因是_____________。

（2）HCOOH燃料电池。

研究HCOOH燃料电池性能的装置如图-2所示，两电极区间用允许K+、H+通过的半透膜隔开。

①电池负极电极反应式为_____________；放电过程中需补充的物质A为_________(填化学式)。

②图-2所示的HCOOH燃料电池放电的本质是通过HCOOH与O2的反应，将化学能转化为电能，其反应的离子方程式为。

目夺市安危阳光实验学校专题11 电化学原理及应用1．下列有关电化学的示意图中正确的是( )解析：选项A，Zn应为原电池负极，Cu为原电池正极。

选项B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。

选项C，粗铜应连接电源正极。

选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl－在阳极放电产生Cl2，H＋在阴极获得电子而产生H2，正确。

答案：D2．某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。

下列说法正确的是( )A．该装置将化学能转化为光能和电能B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移C．每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原D．a电极的反应为3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O答案：B3．有关电化学知识的描述正确的是( )A．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥内可以是含琼脂的KCl饱和溶液C．因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池，铁作负极，铜作正极，其负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋D．由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成的原电池，其负极反应式为Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2答案：A4．镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低等特点。

一般研究的镁燃料电池可分为镁­空气燃料电池、镁­海水燃料电池、镁­过氧化氢燃料电池和镁­次氯酸盐燃料电池。

其中，镁­次氯酸盐燃料电池的工作原理如图所示，下列有关说法不正确的是( )A．放电过程中OH－移向正极B．电池的总反应式为Mg＋ClO－＋H2O===Mg(OH)2＋Cl－C．镁燃料电池中镁均为负极，发生氧化反应D．镁­过氧化氢燃料电池，酸性电解质中正极反应式为H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O 解析：本题以镁燃料电池为背景考查了原电池原理、不同条件下电极反应式的书写。