高考化学复习江苏省高考化学复习试题:专题五_电化学原理与应用答案2套
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高中化学学习材料唐玲出品专题五电化学原理与应用冲刺卷[本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共60分,考试时间50分钟]可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 N—14 O—16Na—23 Mg—24 Al—27 S—32 Mn—55 Fe—56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,只有一个选项符合题目要求)1. 一定条件下,利用如图所示装置可实现有机物的储氢,下列有关说法正确的是( )A.外电路电子的移动方向:A→电源→BB.气体X在反应中通常体现还原性C.电极D为惰性电极,E为活泼电极D.电极D的电极反应式为C6H6+6H++6e-===C6H122.电浮选凝聚法处理污水的原理如图所示。
电解过程生成的胶体能使污水中的悬浮物凝聚成团而除去,电解时阳极也会产生少量气体。
下列说法正确的是( )A.可以用铜片代替铁片B.阳极产生的气体可能是O2C.电解过程中H+向阳极移动D.若污水导电能力较弱,可加入足量硫酸3.一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C6H10O5表示。
有关说法正确的是( )A.b电极为该电池的负极B.b电极附近溶液的pH减小C.a电极反应式:C6H10O5-24e-+7H2O ===6CO2↑+24H+D.中间室:Na+移向左室,Cl-移向右室4.镀锌钢管具有广泛的用途,镀锌钢管有冷镀锌管和热镀锌管,冷镀即电镀,热镀是指熔融状态的锌与铁生成合金层。
下列说法正确的是( )A.铁锌形成的合金层是纯净物,耐酸碱腐蚀B.钢管镀锌的目的是使铁与锌形成原电池,消耗锌而保护钢管免受腐蚀C.钢管冷镀时,钢管作阴极,锌棒作阳极,锌盐溶液作电解质溶液D.镀锌钢管破损后,负极反应式为Fe-2e-===Fe2+5.液体燃料电池比气体燃料电池具有体积小等优点。
一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示,该电池用空气中的氧气作为氧化剂,KOH溶液作为电解质溶液。
高中化学专题复习《电化学及其应用》1.(2021·全国高考甲卷真题)乙醛酸是一种重要的化工中间体,可果用如下图所示的电化学装置合成。
图中的双极膜中间层中的2H O 解离为+H 和-OH ,并在直流电场作用下分别问两极迁移。
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:+2H ++2e -=+H 2OC .制得2mol 乙醛酸,理论上外电路中迁移了1mol 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 【答案】D【分析】该装置通电时,乙二酸被还原为乙醛酸,因此铅电极为电解池阴极,石墨电极为电解池阳极,阳极上Br -被氧化为Br 2,Br 2将乙二醛氧化为乙醛酸,双极膜中间层的H +在直流电场作用下移向阴极,OH -移向阳极。
【解析】A .KBr 在上述电化学合成过程中除作电解质外,同时还是电解过程中阳极的反应物,生成的Br 2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物,故A 错误;B .阳极上为Br -失去电子生成Br 2,Br 2将乙二醛氧化为乙醛酸,故B 错误;C .电解过程中阴阳极均生成乙醛酸,1mol 乙二酸生成1mol 乙醛酸转移电子为2mol ,1mol 乙二醛生成1mol乙醛酸转移电子为2mol ,根据转移电子守恒可知每生成1mol 乙醛酸转移电子为1mol ,因此制得2mol 乙醛酸时,理论上外电路中迁移了2mol 电子,故C 错误;D .由上述分析可知,双极膜中间层的H +在外电场作用下移向阴极,即H +移向铅电极,故D 正确; 综上所述,说法正确的是D 项,故答案为D 。
2.(2021·全国高考乙卷真题)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。
下列叙述错误的是A .阳极发生将海水中的Cl 氧化生成2Cl 的反应B .管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClOC .阴极生成的2H 应及时通风稀释安全地排入大气D .阳极表面形成的2Mg(OH)等积垢需要定期清理 【答案】D【分析】海水中除了水,还含有大量的Na +、Cl -、Mg 2+等,根据题干信息可知,装置的原理是利用惰性电极电解海水,阳极区溶液中的Cl -会优先失电子生成Cl 2,阴极区H 2O 优先得电子生成H 2和OH -,结合海水成分及电解产物分析解答。
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。
专题五电化学成绩研讨1.以下安装中,电流计G中有电流经过的是()2.有人设计出利用CH4和O2的反应,用铂电极在KOH溶液中构成原电池。
电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧,则以下说法正确的是()①在标准形状下,每耗费5.6L CH4可以向外电路提供2mole-②经过甲烷电极的电极反应式为:CH4+10OH --8e-=CO32-+7H2O③经过甲烷的电极为电池的正极,经过氧气的电极为负极④电池放电后,溶液pH不断降低A.①② B.①③ C.①④ D.③④3.以下叙说不正确的是()A.电镀时,应把镀件置于电解槽的阴极,电镀液应含有镀层金属的阳离子B.中国第1艘液化自然气船“大鹏昊”船底镶嵌锌块,锌作负极,可以防止船体被腐蚀C.电解水的过程中,阴极区附近的溶液的pH会降低D.将钢铁与电源的负极相连可以起到保护钢铁的作用4.把一小块镁铝合金放入6 mol·L-1的氢氧化钠溶液中,可以构成微型电池,则该电池负极的电极反应为()A.Mg Mg2++2e-AlO+4H2O+6e-B.2Al+8OH-22C.4OH-2H2O+O2↑+4e-D.2H2O+2e-2OH-+H2↑5.原电池中,正极是()A.发生氧化反应的电极 B.电子流出的电极C.发生还原反应的电极 D.与负极比拟较,金属性较活泼的一极6.以下组合构成原电池安装,同时A极逐渐变粗,B极逐渐变细,C为电解质溶液,则A、B、C应是以下各组中的哪一组()A.A是锌,B是铜,C为稀H2SO4B.A是铜,B是锌,C为稀H2SO4C.A是铁,B是银,C为AgNO3溶液D.A是Ag,B是铁,C为AgNO3溶液7.有A、B、C、D四种金属,当A、B组成原电池时,电子流动方向A B;当A、D组成原电池时,A为正极;B与C构成原电池时,电极反应式为C2++2e-=C,B-2e-=B2+,则A、B、C、D金属性由强到弱的按次为( )。
A.A>B>C>DB.A>B>D>CC.D >A >B >CD.D >C >A >B8.如图是铅蓄电池充、放电时的工作表示图,已知放电时电池反应为:PbO 2+Pb+4H ++2S=2PbSO 4+2H 2O 。
专题五 电化学原理与应用(导航卷)1.D [A 项,C -4H 4→C +2O ,则该反应中每消耗1 mol CH 4转移6 mol 电子,错误;该电池的传导介质为熔融的碳酸盐,所以A 电极即负极上H 2参与的电极反应为:H 2-2e -+CO 2-3===CO 2+H 2O ,错误;C 项,原电池工作时,阴离子移向负极,而B 极是正极,错误;D 项,B 电极即正极上O 2参与的电极反应为:O 2+4e -+2CO 2===2CO 2-3,正确。
]2.C [Mg -H 2O 2-海水电池,活泼金属(Mg)作负极,发生氧化反应:Mg -2e -===Mg 2+,H 2O 2在正极(石墨电极)发生还原反应:H 2O 2+2e -===2OH -(由于电解质为中性溶液,则生成OH -),A 项、B 项错误,C 项正确。
由于负极阳离子(Mg 2+)增多,则Cl -向负极移动平衡电荷,D 错误。
]3.C [太阳能电池利用光能转化为电能。
在装置X 中,电解水生成H 2、O 2,实现了电能与化学能的转化。
在装置Y 中构成燃料电池,化学能转化为电能,作用于马达实现了电能与机械能的转化,A 项错误;氢氧燃料电池的负极上应是H 2参加反应,B 项错误;装置X 可电解水生成H 2和O 2,C 项正确;无论是原电池还是电解池都不可能实现化学能与电能的完全转化,D 项错误。
]4.A [由题意可知,微生物电池的原理是在微生物作用下O 2与C 6H 12O 6发生氧化还原反应,将化学能转化为电能,B 正确;氧气在正极反应,由于质子交换膜只允许H +通过,则正极反应为:O 2+4e -+4H +===2H 2O ,没有CO 2生成,A 项错误;负极发生反应:C 6H 12O 6-24e -+6H 2O===6CO 2+24H +,H +在负极区生成,移向正极区,在正极被消耗,C 项正确;总反应为:C 6H 12O 6+6O 2===6CO 2+6H 2O ,D 项正确。
题型十 电化学原理应用型一、单项选择题1.(2018·溧阳市高三调研)锌—空气电池(原理如图)适宜用作城市电动车的动力电源。
该电池放电时Zn 转化为ZnO 。
该电池工作时下列说法正确的是( )A .氧气在石墨电极上发生氧化反应B .该电池的负极反应为Zn +H 2O -2e -===ZnO +2H +C .该电池放电时OH -向石墨电极移动D .该电池充电时应将Zn 电极与电源负极相连答案 D解析 A 项,氧气得电子发生还原反应,错误;B 项,锌作负极,碱性条件下,负极上电极反应式为:Zn +2OH --2e -===ZnO +H 2O ,错误;C 项,原电池工作时,溶液中的阴离子向负极移动,即OH -向Zn 极移动,错误;D 项,充电时,电源的负极与外接电源的负极相连,即该电池充电时应将Zn 电极与电源负极相连,正确。
2.(2018·常州市高三一模)下图是以甲烷和O 2构成的燃料电池电解AlCl 3溶液的装置,电极材料均为石墨。
用该装置进行实验,反应开始后观察到x 电极附近出现白色沉淀。
下列说法正确的是( )A .原电池中电解质溶液的pH 增大B .电解池中电解AlCl 3溶液的总反应为2Cl -+2H 2O=====电解Cl 2↑+H 2↑+2OH -C .M 处通入的气体为CH 4,电极反应式为CH 4+10OH --8e -===CO 2-3+7H 2OD .电解池中Cl -向x 极移动答案 C解析 A 项,原电池中,负极:CH 4+10OH --8e -===CO 2-3+7H 2O ,正极:2O 2+4H 2O + 8e -===8OH -,总方程式:CH 4+2O 2+2OH -===CO 2-3+3H 2O ,溶液由碱变成盐溶液,所以溶液的pH 值变小,错误;B 项,电解池中电池反应式为2AlCl 3+6H 2O=====电解3Cl 2↑+3H 2↑+2Al(OH)3↓,错误;C 项,M 处通入的气体为CH 4,为甲烷在碱性介质中的燃料电池,且甲烷作负极,故电极反应式为CH 4+10OH --8e -===CO 2-3+7H 2O ,正确;D 项,反应开始后观察到x 电极附近出现白色沉淀,说明x 电极上氢离子放电,x 电极附近生成氢氧根离子,所以x 电极是阴极,y 电极是阳极,则a 是负极,b 是正极,电解池中,溶液中阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,所以电解池中Cl -向y 极移动,错误。
电化学方法原理和应用习题答案1. 电化学方法的原理电化学方法是一种利用电化学过程来研究物质性质和进行分析的方法。
它基于物质与电流之间的相互作用,通过测量电流、电势和电荷量等参数来获得与物质性质相关的信息。
电化学方法的原理基于两个基本的电化学过程:电解和电化学反应。
电解是指通过外加电势将电解质溶液中的离子转化为氧化还原反应中的氧化剂和还原剂。
电化学反应是指在电极表面发生的氧化还原反应,通过测量电极电势的变化来了解物质的电化学性质。
2. 电化学方法的应用2.1 电化学分析:电化学分析是利用电化学方法来定量或定性地分析化合物和物质的方法。
常见的电化学分析方法包括电位滴定法、极谱法、电位滴定法等。
这些方法可以广泛应用于环境监测、水质分析、生化分析等领域。
2.2 电化学腐蚀研究:电化学腐蚀研究是通过电化学方法来研究和评估材料在特定环境条件下的腐蚀性能。
它可以帮助我们了解材料在不同环境中的腐蚀行为,并采取措施来延缓或防止材料的腐蚀。
2.3 电化学储能:电化学储能是指利用电化学反应来存储和释放能量的技术。
常见的电化学储能装置包括电池和超级电容器。
电化学储能技术在电动汽车、可再生能源储存、能量回收等领域有着广泛的应用。
2.4 电化学合成:电化学合成是通过电流驱动反应来合成化合物的方法。
它可以用于有机合成、金属粉末的制备等。
电化学合成具有高选择性、高效率等优点,是一种绿色、可持续发展的合成方法。
3. 习题答案3.1 问题1:电解质溶液中是如何进行电解的?电解质溶液中的电解过程可以分为两个步骤:阳极反应和阴极反应。
在阳极处,氧化反应会发生,而在阴极处会进行还原反应。
阳极和阴极之间通过电解质溶液中的离子传递电荷。
3.2 问题2:电极电势的测量原理是什么?电极电势可以通过将电极与参比电极相连,通过测量电势差来确定。
参比电极是一个具有已知电势的电极,它提供了一个稳定的电势参考。
电极与参比电极之间的电势差可以通过测量电流或电势差来确定。
2020高考化学二轮必刷题集专题五、电化学(必考题)【初见----14~16年高考赏析】1.【2016年高考新课标Ⅰ卷】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,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SO42-可通过离子交换膜,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()A.通电后中间隔室的SO42-离子向正极迁移,正极区溶液pH增大[来源:Z+X+X+K]B.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2 H2O–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2.【2016年高考新课标Ⅱ卷】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↑3.【2016年高考新课标Ⅲ卷】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,反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)24-.下列说法正确的是()A.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2mol 电子,消耗氧气22.4L (标准状况)4.【2015新课标Ⅰ卷理综化学】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CO 2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C 6H 12O 6+6O 2=6CO 2+6H 2O6.【2015江苏化学】一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图.下列有关该电池的说法正确的是( )A .反应CH 4+H 2O=点燃=======通电 =======电解 ========催化剂△3H 2+CO,每消耗1molCH4转移12mol 电子 B .电极A 上H 2参与的电极反应为:H 2+2OH --2e -=2H 2O C .电池工作时,CO 32-向电极B 移动D .电极B 上发生的电极反应为:O 2+2CO 2+4e -=2CO 32-7.【2014年高考全国大纲卷】右图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH -Ni 电池).下列有关说法不正确的是( )A.放电时正极反应为:NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-B.电池的电解液可为KOH溶液C.充电时负极反应为:MH+OH-→+H2O+M+e-D.MH是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高【相识----回归教材,考向归类】考向归类:回归教材:【相知----分点突破】考向1 化学电源之正负极判断1.锂-铜空气燃料电池容量高、成本低,具有广阔的发展前景.该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,其中放电过程为2Li+Cu2O+H2O===2Cu+2Li++2OH-,下列说法不正确的是()A.放电时,正极的电极反应式为Cu2O+H2O+2e-===2OH-+2CuB.放电时,电子透过固体电解质向Li极移动C.通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O D.整个反应过程中,氧化剂为O22.Al-Ag2O电池可用作水下动力电源,其原理如图所示.电池工作时,下列说法错误的是()A.电子由Al电极通过外电路流向Ag2O/Ag电极B.电池负极附近溶液pH升高C.正极反应式为Ag2O+2e-+H2O===2Ag+2OH-D.负极会发生副反应2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑3.环境监察局常用“定电位”NO x传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准,其工作原理如图所示.下列说法不正确的是()A.“对电极”是负极B.“对电极”的材料可能为活泼金属锌C.“工作电极”上发生的电极反应为NO2+2e-+2H+===NO+H2OD.传感器工作时H+由“工作电极”移向“对电极”考向2 化学电源之质子、离子交换膜4.某化学小组拟设计微生物燃料电池将污水中的乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化成环境友好的物质,工作原理如图所示(a、b均为石墨电极).下列分析正确的是()A.a电极发生反应:H2NCH2CH2NH2+16e-+4H2O===2CO2↑+N2↑+16H+B.质子交换膜处H+由右向左移动C.该电池在微生物作用下将化学能转化为电能D.开始放电时b极附近溶液pH不变5.下图是以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图.关于该电池的叙述不正确的是()A.该电池不能在高温下工作B.电池的负极反应为:C6H12O6+6H2O-24e-===6CO2↑+24H+C.放电过程中,电子从正极区向负极区每转移1 mol,便有1 mol H+从阳极室进入阴极室D.微生物燃料电池具有高能量转换效率、原料广泛、操作条件温和、有生物相容性等优点,值得研究与推广6.一种光化学电池的结构如下图,当光照在表面涂有氯化银的银片上时,AgCl(s)===Ag(s)+Cl(AgCl),[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面],接着Cl(AgCl)+e-―→Cl-(aq),若将光源移除,电池会立即回复至初始状态.下列说法正确的是()A .光照时,电流由Y 流向XB .光照时,Pt 电极发生的反应为2Cl -+2e -===Cl 2C .光照时,Cl -向Ag 电极移动D .光照时,电池总反应为AgCl(s)+Cu +(aq)=====光Ag(s)+Cu 2+(aq)+Cl -(aq) 考向3 电解池之工作原理7.CO 2电催化还原为CH 4的工作原理如图所示.下列说法不正确的是( )A .该过程是电能转化为化学能的过程B .铜电极的电极反应式为CO 2+8H ++8e -===CH 4+2H 2OC .一段时间后,①池中n (KHCO 3)不变D .一段时间后,②池中溶液pH 一定减小8.电-Fenton 法是用于水体中有机污染物降解的高级氧化技术,其反应原理如图所示.其中电解产生的H 2O 2与Fe 2+发生Fenton 反应:H 2O 2+Fe 2+===Fe 3++OH -+·OH,生成的羟基自由基(·OH)能氧化降解有机污染物.下列说法中正确的是()A.电源的X极为正极,Y极为负极B.阴极的电极反应式为Fe2+-e-===Fe3+C.阳极的电极反应式为H2O-e-===H++·OHD.每消耗1 mol O2,整个电解池中理论上可产生2 mol·OH9.最近美国科学家实施了一项“天空绿色计划”,通过电解二氧化碳得到碳材料(部分原理如图所示),并利用得到的碳材料生成锂离子电池.下列说法正确的是()A.图中涉及的能量转化形式只有一种B.阳极的电极反应式为2CO2-3-4e-===2CO2↑+O2↑C.若反应中转移1 mol e-,则理论上消耗CO2-30.5 molD.当生成12 g碳材料时,可收集到22.4 L O2考向4电解池之单膜或双膜电解10.碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]是一种具有发展前景的“绿色”化工产品,电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示(加入两极的物质均是常温常压下的物质).下列说法正确的是()A.电解一段时间后,阴极和阳极消耗的气体的物质的量之比为1∶2B.石墨1极发生的电极反应为2CH3OH+CO-e-===(CH3O)2CO+H+C.石墨2极与直流电源正极相连D.H+由石墨2极通过质子交换膜向石墨1极移动11.用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH+4,模拟装置如图所示.下列说法正确的是()A.阳极室溶液由无色变成棕黄色B.阴极的电极反应式为4OH--4e-===2H2O+O2↑C.电解一段时间后,阴极室溶液中的pH升高D.电解一段时间后,阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO412. 工业上可用“四室电渗析法”制备一元中强酸H 3 PO 2 ,工作原理如图所示,图中X、Y代表阳膜或阴膜,阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过,电极M和N材质均为石墨.下列说法错误的是()A、NaH 2PO2溶液一定呈碱性B、图中X为阳膜,Y为阴膜C、电极M上的反应为:4OH- - 4e - = O 2↑ + 2H 2OD、电解过程中,H +会从阳极室穿过X膜扩散至产品室,Na +会从阴极室扩散至原料室考向5 原电池与电解池之金属防护13.用下列装置能达到预期目的的是()甲乙丙丁A.甲图装置可用于电解精炼铝B.乙图装置可得到持续、稳定的电流C.丙图装置可达到保护钢闸门的目的D.丁图装置可达到保护钢闸门的目的14. 验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液).①②③在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确...的是()A. 对比②③,可以判定Zn保护了FeB. 对比①②,K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化C. 验证Zn保护Fe时不能用①的方法D. 将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼15.下列关于金属保护的说法不正确的是( )A.图1是牺牲阳极阴极保护法,图2是外加电流阴极保护法B.钢闸门均为电子输入的一端C.锌和高硅铸铁的电板反应均为氧化反应D.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流考向6 原电池与电解池之可逆电池16.某电动汽车使用的是高铁电池,其总反应为3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH3Zn+2K2FeO4+8H2O,下列说法正确的是()A.放电时,若有6 mol电子发生转移,则有2 mol K2FeO4被氧化B.放电时,正极反应为FeO2-4+4H2O-3e-===Fe(OH)3+5OH-C.充电时,电池的负极与外接电源的负极相连D.充电时,阴极附近溶液的pH变小17.用酸性甲醛燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示,下列说法中正确的是()电解A.当a、b都是铜作电极时,电解的总反应方程式为2CuSO4+2H2O=====2H2SO4+2Cu+O2↑B.燃料电池工作时,正极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-C.当燃料电池消耗2.24 L甲醛气体时,电路中理论上转移0.2 mol e-D.燃料电池工作时,负极反应为HCHO+H2O-2e-===HCOOH+2H+18.用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫,将所得的混合液进行电解循环再生,这种新工艺叫再生循环脱硫法.其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示,下列有关说法中不正确的是()A.X为直流电源的负极,Y为直流电源的正极B.阳极反应为4OH--4e-===2H2O+O2↑C.图中的b>a D.该过程中的产品主要为H2SO4和H2【再遇----17~19年高考赏析】1.[2019新课标Ⅰ]利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV 2+/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+2MV 2+2H ++2MV +C .正极区,固氮酶为催化剂,N 2发生还原反应生成NH 3D .电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动2.[2019新课标Ⅲ]为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn (3D −Zn )可以高效沉积ZnO 的特点,设计了采用强碱性电解质的3D −Zn —NiOOH 二次电池,结构如下图所示.电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H 2O(l)−−−→←−−−放电充电ZnO(s)+2Ni(OH)2(s).下列说法错误的是( )A .三维多孔海绵状Zn 具有较高的表面积,所沉积的ZnO 分散度高B .充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH −(aq)−e −NiOOH(s)+H 2O(l)C .放电时负极反应为Zn(s)+2OH −(aq)−2e −ZnO(s)+H 2O(l)D .放电过程中OH −通过隔膜从负极区移向正极区3.[2018新课标Ⅲ]一种可充电锂-空气电池如图所示.当电池放电时,O 2与Li +在多孔碳材料电极处生成Li 2O 2-x (x =0或1).下列说法正确的是( )A .放电时,多孔碳材料电极为负极B .放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C .充电时,电解质溶液中Li +向多孔碳材料区迁移D .充电时,电池总反应为Li 2O 2-x =2Li+(1-2x)O 2 4.[2018新课标Ⅱ]我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na —CO 2二次电池.将NaClO 4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:3CO 2+4Na 2Na 2CO 3+C.下列说法错误的是( )A .放电时,ClO 4-向负极移动B .充电时释放CO 2,放电时吸收CO 2C .放电时,正极反应为:3CO 2+4e − =2CO 32-+CD .充电时,正极反应为:Na ++e −=Na5.[2018新课标Ⅰ]最近我国科学家设计了一种CO 2+H 2S 协同转化装置,实现对天然气中CO 2和H 2S 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-Fe 2+-e -=EDTA-Fe 3+②2EDTA-Fe 3++H 2S =2H ++S+2EDTA-Fe 2+ 该装置工作时,下列叙述错误的是A .阴极的电极反应:CO 2+2H ++2e -=CO+H 2OB .协同转化总反应:CO 2+H 2S =CO+H 2O+SC .石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D .若采用Fe 3+/Fe 2+取代EDTA-Fe 3+/EDTA-Fe 2+,溶液需为酸性6.[2017新课标Ⅱ]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24224H SO H C O -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:3Al 3e ===Al +-+D .硫酸根离子在电解过程中向阳极移动7.[2017新课标Ⅰ]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【重逢----大题小做】1.(改编)通过电解法分离NaHSO3与Na2SO3混合物,其装置如下图.下列说法不正确的是()A.阳极的电极反应式为2H2O -4e- == 4H+ + O2↑B.阳极区c(H+)增大,H+由a室经阳离子交换膜进入b室C.外电路每转移0.2 mol电子,有0.2 mol Na+从c室进入b室D.c室得到Na2SO3的原因是2HSO3- + 2 e - == H2↑ + 2SO32-2.(改编)电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法,工作原理如图所示.下列有关说法错误的是()A.阳极可发生电极反应:B.阴极附近溶液的pH减小C.a膜为阴离子交换膜, b膜为阳离子交换膜D.I、II分别是淡水、浓海水出口3.(改编)某充电宝锂离子电池的总反应为x Li+Li1-Mn2O4LiMn2O4(0<x<1),某手机镍氢电池总反应x为NiOOH+MH M+Ni(OH)2(M为储氢金属或合金),有关上述两种电池的说法正确的是()A.锂离子电池放电时,Li+移向负极.B.镍氢电池放电时,正极的电极反应式:NiOOH+H2O-e-===Ni(OH)2+OH-C.如图表示用锂离子电池给镍氢电池充电D.锂离子电池充电时,阴极的电极反应式:LiMn2O4-x e-===Li1-x Mn2O4+x Li+。
〔江苏专用版〕2022版高考化学总复习专题五第2讲原电池化学电源练习〔含解析〕第2讲原电池化学电源一、单项选择题1.燃料电池能有效提高能源利用率,具有广泛的应用前景。
以下物质均可用作燃料电池的燃料,其中最环保的是( )A.氢气B.天然气C.液化石油气D.甲醇答案 A H2反响后的产物仅为H2O,其余三项燃烧后还产生CO2等,所以燃料H2最环保,A项正确。
2.(2022常熟中学第二次调研)一种海水电池的反响原理可表示为5MnO2+2Ag+2NaCl Na2Mn5O10+2AgCl,有关反响的说法正确的选项是( )A.反响中MnO2是复原剂B.电池工作时,海水起导电作用,其中NaCl浓度保持不变C.Ag为负极,电极反响为Ag-e-+Cl- AgClD.每生成1 mol Na2Mn5O10转移1 mol电子答案 C 该反响中锰元素的化合价由+4价→+185价,所以二氧化锰得电子,作氧化剂,A错误;电池工作时,海水起导电作用,氯化钠是反响物,所以NaCl浓度减小,B 错误;该反响中,银是复原剂,电极反响为Ag-e-+Cl-AgCl,C正确;每生成1 mol Na2Mn5O10转移电子(4-185)mol×5=2 mol,D错误。
3.全固态锂硫电池能量密度高、本钱低,其工作原理如下图,其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料,电池反响为16Li+xS8 8Li2Sx(2≤x≤8)。
以下说法错误的选项是( )A.电池工作时,正极可发生反响: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 此题考查新型化学电源的工作原理。
电池工作时,电极a为正极,得到电子,由题图可知,工作过程中可发生反响2Li2S6+2Li++2e- 3Li2S4;外电路中流过0.02 mol电子时,负极消耗0.02 mol Li,即减重0.14 g;石墨烯可导电,能提高电极a的导电性;放电时Li2S8不断转化为Li2S2,充电时Li2S2不断转化为Li2S8;故D不正确,A、B、C均正确。
高中化学学习材料金戈铁骑整理制作专题五 电化学原理与应用(导航卷)1.D [A 项,C -4H 4→C +2O ,则该反应中每消耗1 mol CH 4转移6 mol 电子,错误;该电池的传导介质为熔融的碳酸盐,所以A 电极即负极上H 2参与的电极反应为:H 2-2e -+CO 2-3===CO 2+H 2O ,错误;C 项,原电池工作时,阴离子移向负极,而B 极是正极,错误;D 项,B 电极即正极上O 2参与的电极反应为:O 2+4e -+2CO 2===2CO 2-3,正确。
]2.C [Mg -H 2O 2-海水电池,活泼金属(Mg)作负极,发生氧化反应:Mg -2e -===Mg 2+,H 2O 2在正极(石墨电极)发生还原反应:H 2O 2+2e -===2OH -(由于电解质为中性溶液,则生成OH -),A 项、B 项错误,C 项正确。
由于负极阳离子(Mg 2+)增多,则Cl -向负极移动平衡电荷,D 错误。
]3.C [太阳能电池利用光能转化为电能。
在装置X 中,电解水生成H 2、O 2,实现了电能与化学能的转化。
在装置Y 中构成燃料电池,化学能转化为电能,作用于马达实现了电能与机械能的转化,A 项错误;氢氧燃料电池的负极上应是H 2参加反应,B 项错误;装置X 可电解水生成H 2和O 2,C 项正确;无论是原电池还是电解池都不可能实现化学能与电能的完全转化,D 项错误。
]4.A [由题意可知,微生物电池的原理是在微生物作用下O 2与C 6H 12O 6发生氧化还原反应,将化学能转化为电能,B 正确;氧气在正极反应,由于质子交换膜只允许H +通过,则正极反应为:O 2+4e -+4H +===2H 2O ,没有CO 2生成,A 项错误;负极发生反应:C 6H 12O 6-24e -+6H 2O===6CO 2+24H +,H +在负极区生成,移向正极区,在正极被消耗,C 项正确;总反应为:C 6H 12O 6+6O 2===6CO 2+6H 2O ,D 项正确。
]5.D [Cl -在阳极发生氧化反应生成ClO -,水电离出的H +在阴极发生还原反应生成H 2,又由于电解质溶液呈碱性,故A 、B 、C 项正确;D 项,溶液呈碱性,离子方程式中不能出现H +,正确的离子方程式为2CN -+5ClO -+H 2O===N 2↑+2CO 2↑+5Cl -+2OH -,错误。
]6.D [由水和二氧化碳生成氢气和一氧化碳发生还原反应,此极上得到电子,应为阴极,故X 极为电源的负极,A 、B 项正确;C 项,根据电极上的反应物和生成物,可知总反应方程式正确;D 项,因阳极电极反应式为2O 2--4e -===O 2↑,结合电子得失相等,可知阴、阳两极生成气体的物质的量之比为2∶1,错误。
]7.D8.C [A 项,由锌的活泼性大于铜,可知铜电极为正极,在正极上Cu 2+得电子发生还原反应生成Cu ,错误;B 项,由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,故甲池的c (SO 2-4)不变,错误;C 项,在乙池中Cu 2++2e -===Cu ,同时甲池中的Zn2+通过阳离子交换膜进入乙池中,则有Cu2+→Zn2+,由于M(Zn2+)>M(Cu2+),故乙池溶液的总质量增加,正确;D项,阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,电解过程中Zn2+通过交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡,阴离子是不能通过交换膜的,错误。
]9.C[由题给装置图中的电极材料判断,b为负极,电极反应式为Li-e-===Li +,a为正极,电极反应式为Li1Mn2O4+x Li++x e-===LiMn2O4,原电池总反应-xMn2O4+x Li===LiMn2O4。
A项,由以上分析,a为电池的正极,正确;B 为Li1-x项,原电池充电时为电解池,其充电反应与放电反应相反,故充电反应为LiMn2O4===Li1-x Mn2O4+x Li,正确;C项,放电时,a极Mn的化合价降低,发生还原反应,而锂的化合价不变化,错误;D项,放电时,溶液中Li+由负极移向正极(a极),正确。
]10.B[A项,放电是原电池,Pb做负极,发生氧化反应,电极反应式:Pb-2e-+SO2-4===PbSO4,错误;B项,正极是PbO2,发生还原反应,电极反应式:PbO2+2e-+4H++SO2-4===PbSO4+2H2O,正确;C项,充电是电解池,由总反应式知硫酸浓度增大,错误;D项,充电时,阴极发生还原反应,电极反应式:PbSO4+2e-===Pb+SO2-4,错误。
]11.【详细分析】(1)根据正极发生还原反应,由电池放电时的总反应方程式,可得正极的电极反应式为FeS2+4Li++4e-===Fe+2Li2S或FeS2+4e-===Fe+2S2-。
(2)0-t1时,Al表面被氧化发生钝化,Al作负极,Cu作正极,正极反应为:2H++NO-3+e-===NO2↑+H2O;原电池工作时,阳离子向正极做定向移动;t1时铝表面在浓HNO3中全部钝化后,氧化膜阻止了铝的进一步氧化,然后铜作负极,电流方向发生变化。
(3)B极区生成H2,同时会生成LiOH ,则B极区电解液为LiOH 溶液;电极A为阳极,在阳极区LiCl 溶液中Cl-放电,电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑;在电解过程中Li+(阳离子)向B电极(阴极区)迁移。
答案(1)FeS2+4Li++4e-===Fe+2Li2S或FeS2+4e-===Fe+2S2-(2)2H++NO-3+e-===NO2↑+H2O正常温下铝在浓HNO3中发生钝化,氧化物薄膜阻止了铝的进一步反应(3)LiOH2Cl--2e-===Cl2↑ B12.【详细分析】Ⅰ.(1)实验①中,通氢气的一极为负极,在碱性条件下,电极反应式为H2+2OH--2e-===2H2O。
(2)实验②中,通氧气的一极为正极,在酸性条件下,电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O。
(3)两次实验中原电池的总反应相同,总反应的离子方程式为H++OH-===H2O。
Ⅱ.(1)要增强溶液的导电能力,但不能使电极反应发生改变,故加入溶于水的强电解质,如题中的NaNO3即选c。
(2)电解过程中,铁为阳极,铁先失去电子发生反应:Fe-2e-===Fe2+,同时,还会发生:2H2O-4e-===4H++O2↑。
答案Ⅰ.(1)负H2-2e-+2OH-===2H2O(2)正O2+4e-+4H+===2H2O(3)H++OH-===H2OⅡ.(1)c(2)①Fe-2e-===Fe2+②2H2O-4e-===O2↑+4H+专题五电化学原理与应用(冲刺卷)1.D[苯到环己烷,相当于加氢,为还原反应,所以电极D为阴极,电极E为阳极,A为负极,B为正极。
A项,电子由A极流出,错误;B项,阳极OH-放电生成氧气,X气体为氧气,通常表现氧化性,错误;C项,E为阳极,若活性电极为阳极,优先失电子,无气体X生成,错误。
]2.B[电解原理是铁作阳极发生氧化反应生成Fe2+,Fe2+进一步被氧气氧化生成Fe3+,阴极水中H+放电生成H2,余下OH-,生成Fe(OH)3胶体吸附水中悬浮杂质沉降而净水。
A项,铜盐无净水作用,错误;B项,阳极可能有少量OH-放电,正确;C项,H+在阴极放电,错误;D项,加入硫酸会与胶体反应,错误。
]3.C[A项,C6H10O5中C为0价,生成CO2中C为+4价,C的价态升高,失去电子,所以a处为负极,错误;B项,由生成CO2可判断出,电解质为酸性,所以b处电极反应式为:2NO-3+10e-+12H+===N2↑+6H2O,消耗H+,所以pH增大,错误;C项,失去电子为6×4e-=24e-,正确;D项,原电池中,Na +移向正极(右室),Cl-移向负极(左室),错误。
]4.C[A项,铁锌形成的合金层是混合物,错误。
B项,钢管镀锌的目的一是美观,二是万一镀层破损,铁与锌形成原电池,保护钢管免受腐蚀,错误。
D项,镀锌钢管破损后,负极反应式为Zn-2e-===Zn2+,错误。
]5.B[由图可知,a电极为负极发生氧化反应:N2H4+4OH--4e-===N2↑+4H2O,b电极为正极发生还原反应:O2+2H2O+4e-===4OH-,放电时,电流从b极经过负载流向a极。
a极消耗OH-,b极生成OH-,其中的离子交换膜需要用阴离子交换膜,故B正确,A、C、D错误。
]6.D[钛电极为阴极,发生还原反应,A项错误;铜电极作阳极,阳极上铜发生失电子的氧化反应,阳极反应式为2Cu+2OH--2e-===Cu2O+H2O,OH-由阴极区迁移到阳极区参与反应,离子交换膜应为阴离子交换膜,C项错误,D项正确;由阴极区迁移过来的OH-在阳极全部参与反应,阳极附近溶液的pH不变,B项错误。
]7.C[工业上制备普通水泥的原料有石灰石、黏土、石膏,A项正确;根据电池反应式2Cu+Ag2O===Cu2O+2Ag可知,Ag2O发生还原反应,Ag2O/Ag极作正极,铜发生氧化反应2Cu+2OH--2e-===Cu2O+H2O,铜作负极,B项正确,C项错误;在水泥固化过程中,自由水分子减少,导致溶液中各离子浓度发生变化,从而引起电动势变化,D项正确。
]8.C[左室为阳极室,铁作阳极优先失电子:Fe-2e-===Fe2+,无Fe3+生成,错误;B项,阴极室,溶液中的H+放电生成H2,错误;C项,H+反应生成H2,pH增大,正确;D项,中间室的NH+4透过阳离子交换膜进入右室,由于H3PO4是三元弱酸,产物可能是NH4H2PO4、(NH4)2HPO4、(NH4)3PO4或它们的混合物,错误。
]9.C[A项,Li可以与水反应,不可以用水代替电解液,错误;B项,放电作为原电池,负极发生氧化反应,错误;C项,阳极失去电子,S元素化合价升高,根据电荷守恒配平,正确;D项,电子不能在电解质中移动,错误。
]10.D[如图a失电子在负极反应,发生反应:CH4-8e-→CO2-3,电池中传导的是CO2-3,利用CO2-3平衡电荷得:CH4-8e-+4CO2-3===5CO2+2H2O,b极通入空气,发生反应:2O2+4CO2+8e-===4CO2-3,A、B错误,D正确;电解质为熔融碳酸盐,该电池在常温下不能进行,C错误。
]11.【详细分析】(1)K与a相连构成原电池,铁作为原电池的负极,失去电子发生氧化反应:Fe-2e-===Fe2+。
(2)在Fe上镀的金属必须比铁活泼,所以选择Zn。
(3)K 与b 相连构成电解池,乙与电源负极相连,所以作为电解池的阴极。
(4)A 项,电解池中阳离子向阴极移动,错误;B 项,甲极Cl -放电生成Cl 2,Cl 2可使湿润的淀粉-碘化钾试纸变蓝,正确;C 项,两电极生成的是等量的H 2和Cl 2,应通入HCl ,若加入盐酸会引进H 2O ,使溶液浓度变稀,错误;D 项,阴极Cl -放电结束后OH -放电得到O 2,错误。