高考化学母题题源专题06 电化学-2017年高考化学含解析)

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【母题来源】2017年高考新课标3卷
【母题题文】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+xS8=8Li2Sx(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-=3Li2S
4

B.电池工作时,外电路中流过0.02 mol电子,负极材料减重0.14 g

C.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

【命题意图】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。
【命题方向】电化学是历年高考的重要考点之一,考查的内容为:提供电极材料和电解质溶液判断能
否形成原电池,原电池电极名称判断及电极反应式的书写,提供反应方程式设计原电池、电解池
(包括电镀池、精炼池),根据电解时电极质量或溶液pH的变化判断电极材料或电解质种类,电
解产物的判断和计算,结合图像考查电极质量或电解质溶液质量分数的变化。和2016年大纲相
比,主要变化有:“理解原电池和电解池的构成”,要求由“了解”提高为“理解”;“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”降低为“了解”。同样电解原理
及其应用也是高考的高频考点,因其与氧化还原反应、离子反应,电解质溶液、元素化合物性质
等知识联系密切而成为高考的重点和热点。
【得分要点】化学反应主要是物质变化,同时也伴随着能量变化。电化学是化学能与电能转化关系的
化学。电解池是把电能转化为化学能的装置,它可以使不能自发进行的化学借助于电流而发生。
与外接电源正极连接的电极为阳极,与外接电源的负极连接的电极为阴极。阳极发生氧化反应,
阴极发生还原反应。若阳极是活性电极(除Au、Pt、C之外的电极),则电极本身失去电子,发生
氧化反应;若是惰性电极(Au、Pt、C等电极),则是溶液中的阴离子放电,放电的先后顺序是
S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子,阴极则是溶液中的阳离子放电,放电顺序是
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+,与金属活动性顺序刚好相反。

1.【江西省师范大学附属中学2017届第三次模拟考试】我国科研人员以Zn和尖晶石型锰酸锌(ZnMn2O4)
为电极材料,研制出一种水系锌离子电池。该电池的总反应方程式:xZn + Zn
1−

xMn2O4放电充电ZnMn2O4
(0 < x < 1)。下列说法正确的是

A.充电时,Zn2+向ZnMn2O4电极迁移
B.充电时,阳极反应:ZnMn2O4 −2xe—=Zn1-xMn2O4+xZn2+
C.放电时,每转移1mol e-,ZnMn2O4电极质量增加65g
D.充放电过程中,只有Zn元素的化合价发生变化
【答案】B

2.【葫芦岛协作体2017届下学期模拟考试(6月)】金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能
量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为:
4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n。己知:电池的 “理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的
最大电能。下列说法不正确的是( )

A.采用多孔电极的目的是提髙电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面
B.比较Mg、Al、Zn三种金属一空气电池,Al -空气电池的理论比能量最高
C.M-空气电池放电过程的正极反应式:4Mn++nO2+2nH2O+4ne-=4M(OH)n
D.在M-空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜
【答案】C
【解析】A.反应物接触面积越大,反应速率越快,所以采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶
液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面,从而提高反应速率,故A正确;B.电池的“理
论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能,则单位质量的电极材料失去电子
的物质的量越多则得到的电能越多,假设质量都是1g时,这三种金属转移电子物质的量分别为
124/ggmol×2=112 mol、127/ggmol×3=19mol、165/g
gmol
×2=132.5mol,所以Al-空气电池

的理论比能量最高,故B正确;C.正极上氧气得电子和水反应生成OH-,因为是不阴离子交换膜,
所以阳离子不能进入正极区域,则正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故C错误;D.负极上Mg失
电子生成Mg2+,为防止负极区沉积Mg(OH)2,则阴极区溶液不能含有大量OH-,所以宜采用中性电
解质及阳离子交换膜,故D正确;故选C。
点睛:本题考查原电池原理,为高频考点,侧重考查学生分析判断、获取信息解答问题及计算能力,
明确各个电极上发生的反应、离子交换膜作用、反应速率影响因素、氧化还原反应计算是解本题
关键。本题的易错选项是C,要注意阴离子交换膜使得阳离子Mn+不能进入正极区域。
3.【衡水中学2017届考前模拟】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)= AgCl(s)= Ag (s)+Cl(AgCl),,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X
B.光照时,Pt电极发生的反应为2Cl-+2e-=Cl2
C.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) + Cu2+(aq) + Cl—(aq)
【答案】D

4.【厦门第一中学2017届考前模拟考试】碳酸二甲酯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l:2
B.石墨l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l极移动
【答案】A
【解析】通氧气的一极,氧气得到电子生成水,发生还原反应,为阴极,则阳极上是甲醇和一氧化碳
反应失电子发生氧化反应。A.石墨l极为阳极,阳极上是甲醇和一氧化碳反应失电子发生氧化
反应,电极反应为:2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+,通入氧气的为阴极,电极反应式为O2 + 4e-- +
4H+ == 2H2O,根据电极反应式,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l:
2,故A正确;B.石墨l极为阳极,阳极上是甲醇和一氧化碳反应失电子发生氧化反应,电极反
应为:2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+,故B错误;C.石墨2极为阴极,与直流电源负极相连,故
C错误;D.阳离子向阴极移动,故氢离子由石墨1极通过质子交换膜向石墨2极移动,故D错
误;故选A。

5.【吉安一中、九江一中等八所重点中学2017届4月联考】锂一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-+2Cu
B.放电时,电子透过固体电解质向Li极移动
C.通空气时,铜电极被腐蚀,表面产生Cu2O
D.整个反应过程中,氧化剂为O2
【答案】B
【解析】A.放电过程为2Li+Cu2O+H2O═2Cu+2Li++2OH-,正极上Cu2O反应,碱性条件下通空气时,铜
被氧化表面产生Cu2O,故A正确;B.放电时,阳离子向正极移动,则Li+透过固体电解质向Cu
极移动,但电子不能在电解质在流动,故B错误;C.放电过程为2Li+Cu2O+H2O═2Cu+2Li++2OH-,
正极上Cu2O反应,碱性条件下通空气时,铜被氧化表面产生Cu2O,故C正确;D.通空气时,铜
被腐蚀,表面产生Cu2O,放电时Cu2O转化为Cu,则整个反应过程中氧化剂为O2,故D正确;答
案为B。