2019高考化學沖刺二輪精講講義：第6講電化學基礎 含答案

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第6講電化學基礎［考綱要求]1。理解原電池和電解池的構成、工作原理及應用，能書寫電極反應式和總反應方程式。2.了解常見化學電源的種類及其工作原理。3。了解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的措施。［學科素養(yǎng)］1.變化觀念與平衡思想：認識電化學反應的本質(zhì)是氧化還原反應，能多角度、動態(tài)分析電化學反應，并運用電化學原理解決實際問題。2.證據(jù)推理與模型認知：能運用原電池、電解池模型示意圖解釋電極及電池反應現(xiàn)象，揭示“放電"“充電”“電解"時現(xiàn)象的本質(zhì)與規(guī)律。3。科學探究與創(chuàng)新意識：能夠發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的新型化學電源、環(huán)境污染與防治等電化學問題，確定探究目的，設計探究方案，進行實驗探究，能根據(jù)實驗現(xiàn)象總結規(guī)律，并勇于提出自己的獨到見解。4.科學精神與社會責任：具有可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學觀念,研究新型高效、綠色化學電源，能對與電化學有關的社會熱點問題做出正確的價值判斷。[網(wǎng)絡構建］[核心強化]1．原電池工作原理示意圖2．原電池正極和負極的5種判定方法3．微粒流向(1)電子流向：負極→正極(電流的方向正好相反)。注意：電子沿導線傳遞但不能通過電解質(zhì)溶液。(2）離子流向：陽離子移向正極，陰離子移向負極.4．電解池工作原理(陽極為惰性電極）示意圖5．電解池陽極和陰極的判定4方法（1）根據(jù)所連接的外加電源判斷，與直流電源正極相連的為陽極，與直流電源負極相連的為陰極。(2）根據(jù)電子的流向判斷，輸出電子的一極為陽極，輸入電子的一極為陰極。（3）根據(jù)電解池里電解質(zhì)溶液中離子的移動方向判斷，陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動。（4）根據(jù)電解池兩極產(chǎn)物判斷，一般情況下：①陰極上的現(xiàn)象是：析出金屬(質(zhì)量增加)或有無色氣體(H2）放出;②陽極上的現(xiàn)象是：有非金屬單質(zhì)生成(呈氣態(tài)的有Cl2、O2）或電極質(zhì)量減?。ɑ钚噪姌O作陽極）。6．電解池的電極反應及其放電順序（1）陽離子在陰極上的放電順序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋〉H＋>……(2）陰離子在陽極上的放電順序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>……7．電解的4大類型及規(guī)律8。金屬腐蝕與防護的方法(1)金屬腐蝕快慢程度的判斷方法(2）金屬電化學保護的2種方法考點一原電池的工作原理及化學電源［解析］充電時該電池為電解池，電解質(zhì)溶液中陽離子向陰極移動，故K＋向陰極移動，A項錯誤；充電時的總反應為2Zn(OH）eq\o\al（2－,4)=2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O，因此c(OH－)逐漸增大,B項錯誤；放電時負極上Zn發(fā)生氧化反應，負極反應為Zn＋4OH－－2e－=Zn(OH)eq\o\al(2－,4），C項正確;放電時的正極反應為O2＋4e－＋2H2O=4OH－，電路中通過2mol電子時，消耗O20。5mol,在標準狀況下的體積為11。2L，D項錯誤。［答案]C燃料電池電極反應方程式的書寫技巧燃料電池是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發(fā)電裝置。由于電池總反應式與燃料燃燒方程式相似而得名,由于條件不同，燃料并非真的燃燒。另外，燃料電池的考查重點在不同條件下的電解質(zhì)溶液,如酸性、堿性、中性、熔融碳酸鹽、熔融氧化物等，其書寫關鍵可以歸結為一句話:“什么環(huán)境下用什么離子平衡電性。”如正極反應式書寫：[分點突破]角度一：以新型化學電源考查原電池的工作原理1．鋅—錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應式為:Zn(s）＋2MnO2（s)＋H2O（l）=Zn(OH）2（s)＋Mn2O3（s）下列說法錯誤的是（)A．電池工作時，鋅失去電子,電解液內(nèi)部OH－向負極移動B．電池正極的電極反應式為：2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－=Mn2O3（s)＋2OH－(aq）C．電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極D．外電路中每通過0。2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g［解析]A項，鋅的化合價升高，失去電子，電解液內(nèi)部OH－向負極移動，正確；B項,根據(jù)電池總反應式可判斷正極是MnO2，正極發(fā)生還原反應,電極反應式為2MnO2(s)＋H2O（l)＋2e－=Mn2O3(s)＋2OH－(aq），正確；C項，電池工作時，電子從負極經(jīng)外電路流向正極，錯誤;D項,由總反應式可知每通過0.2mol電子時負極消耗0。1mol鋅，消耗鋅的質(zhì)量0。1mol×65g·mol－1＝6。5g，正確。［答案］C2．近年來AIST報告正在研制一種“高容量、低成本”鋰－銅空氣燃料電池，該電池通過一種復雜的銅腐蝕“現(xiàn)象”產(chǎn)生電力，其中放電總反應方程式為2Li＋Cu2O＋H2O=2Cu＋2Li＋＋2OH－，如圖所示。下列說法不正確的是()A．放電時，Li＋透過固體電解質(zhì)向Cu極移動B．放電時，負極的電極反應式為Cu2O＋H2O＋2e－=2Cu＋2OH－C．通空氣時，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2OD．整個反應過程中，銅相當于催化劑[解析］由題中裝置圖和放電時總反應可知，放電時Li為負極,Cu為正極，陽離子向正極移動，A項正確;放電時，負極Li失電子轉化成Li＋，B項錯誤；結合題中裝置圖可知，通入空氣銅被腐蝕，生成Cu2O，C項正確；銅被腐蝕生成Cu2O，放電時Cu2O又被還原成Cu，所以整個反應過程中Cu相當于催化劑，D項正確。［答案］B3．寫出下列新型電池的電極反應式并回答相關問題.(1)肼—雙氧水燃料電池由于其較高的能量密度而廣受關注,其工作原理如圖1所示。則電池正極反應式為________________________，電池工作過程中，A極區(qū)溶液的pH________(填“增大”、“減小”或“不變"）。(2）使用電化學一氧化碳氣體傳感器可定量檢測空氣中CO含量，其結構如圖2所示。這種傳感器利用燃料電池原理，則該電池的負極反應式為____________________________________。（3）利用燃料電池的原理來處理氮氧化物是一種新方向。裝置如圖3所示，在處理過程中石墨電極Ⅰ上反應生成一種氧化物Y。①寫出氧化物Y的化學式________；②石墨Ⅱ電極為________(填“正"或“負”）極,該電極反應為________________________________________________________________________。（4)電化學氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量,其工作原理示意圖如圖4，寫出電極a的電極反應式：__________________。（5)一種甲醇燃料電池,如圖5所示，使用的電解質(zhì)溶液是2mol·L－1的KOH溶液.請寫出加入（通入）b物質(zhì)一極的電極反應式______________;每消耗6。4g甲醇轉移的電子數(shù)為________。[答案]（1）H2O2＋2e－=2OH－減小(2)CO＋H2O－2e－=CO2＋2H＋(3)①N2O5②正O2＋2N2O5＋4e－=4NOeq\o\al（－,3)（4）2NH3＋6OH－－6e－=N2＋6H2O(5)O2＋2H2O＋4e－=4OH－1。2NA（1。2×6。02×1023）角度二：以可充電電池考查原電池的工作原理4．全釩液流儲能電池利用不同價態(tài)離子對的氧化還原反應來實現(xiàn)化學能和電能的相互轉化,充電時，惰性電極M、N分別連接電源的正極和負極.電池工作原理如圖所示，下列說法不正確的是（）A．充電過程中，N電極附近酸性減弱B．充電過程中,N電極上V3＋被還原為V2＋C．放電過程中，H＋由N電極向M電極移動D．放電過程中，M電極的反應式為VOeq\o\al（＋，2)＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O[解析]充電時N電極與電源的負極相連，N電極為陰極，發(fā)生還原反應:V3＋＋e－=V2＋,A項錯誤，B項正確。放電時，M電極為正極,陽離子向正極移動，C項正確.放電時M電極為正極，發(fā)生還原反應：VOeq\o\al（＋，2)＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2O，D項正確。[答案］A5．高鐵電池是一種新型可充電電池，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，放電時的總反應式為3Zn＋2K2FeO4＋8H2O=3Zn（OH)2＋2Fe（OH)3＋4KOH.下列敘述正確的是(）A．放電時，負極反應式為3Zn－6e－＋6OH－=3Zn(OH)2B．放電時,正極區(qū)溶液的pH減小C．充電時，每轉移3mol電子，陽極有1molFe(OH)3被還原D．充電時，電池的鋅電極接電源的正極［解析]A項，放電時,負極發(fā)生氧化反應，負極反應式為3Zn－6e－＋6OH－=3Zn（OH)2,正確；B項，放電時，正極發(fā)生還原反應，電極反應式為2FeOeq\o\al（2－,4）＋8H2O＋6e－=2Fe(OH）3＋10OH－，有OH－生成，正極區(qū)溶液的pH增大，錯誤；C項，充電時，每轉移3mol電子，陽極有1molFe(OH）3被氧化,錯誤；D項，充電時，Zn（OH）2在陰極發(fā)生還原反應,所以，電池的鋅電極接電源的負極，錯誤。［答案]A6．某鋰離子二次電池裝置如圖所示，其放電時的總反應為Li1－xCoO2＋LixC6=6C＋LiCoO2。下列說法正確的是(）A．石墨為正極B．充電時,陽極質(zhì)量不變C．充電時，陰極反應式為xLi－xe－=xLi＋D．放電時，正極反應式為xLi＋＋Li1－xCoO2＋xe－=LiCoO2[解析］根據(jù)裝置示意圖和電池放電時的總反應可知,鋰離子二次電池中石墨作負極，含鋰化合物作正極，A項錯誤;充電時，陽極發(fā)生氧化反應：LiCoO2－xe－=Li1－xCoO2＋xLi＋，陽極質(zhì)量減小，B項錯誤；充電時,陰極發(fā)生還原反應:6C＋xLi＋＋xe－=LixC6，C項錯誤;放電時,正極反應式為Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－=LiCoO2，D項正確。［答案］D“4方面”突破可充電電池角度三：原電池原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應用7.一種處理污水的燃料電池模型如右圖所示。該電池工作時，只需把污水注入反應池，細菌就可將污水中的有機物分解，在此過程中釋放出電子、質(zhì)子和乙。下列敘述不正確的是（）A．B電極為正極B．氣體乙可能為CO2C．O2在A電極得電子D．電池工作時,B電極附近的pH逐漸減小[解析]A項,電池工作時，只需把污水注入反應池，細菌就可將污水中的有機物分解，在此過程中釋放出電子、質(zhì)子和乙,則B電極為負極，錯誤；B項,有機物是含碳、氫、氧元素的化合物,有機物釋放電子、質(zhì)子(H＋)生成乙，乙可能為CO2,正確;C項,B電極為負極，則A電極為正極,在燃料電池中，O2在正極得電子，即O2在A電極得電子，正確；D項，細菌將污水中的有機物分解，在此過程中釋放出電子、質(zhì)子和乙,質(zhì)子(H＋）濃度增大，則B電極附近的pH逐漸減小，正確.［答案]A8．乙烯催化氧化成乙醛可設計成如下圖所示的燃料電池，在制備乙醛的同時還可獲得電能，其總反應化學方程式為:2CH2=CH2＋O2→2CH3CHO。下列有關說法正確的是（）A．該電池電極a為正極，b為負極B．電子移動方向:電極a→磷酸溶液→電極bC．負極反應式為：CH2=CH2－2e－＋H2O=CH3CHO＋2H＋D．b電極有2。24LO2反應，溶液中有0。4molH＋遷移到b電極上反應［解析］A項，由化學方程式知，CH2=CH2被氧化,O2被還原,則通入CH2=CH2的一極為負極，即a為負極，b為正極，錯誤;B項，電子不能通過電解質(zhì)溶液,錯誤；C項，從題圖可以看出，負極反應為CH2=CH2－2e－＋H2O=CH3CHO＋2H＋，正確;D項，沒有指出氣體的溫度和壓強，不能計算O2的物質(zhì)的量,錯誤。[答案]C考點二電解池的工作原理及應用金屬的腐蝕與防護類型一電解池的工作原理及應用[解析］通電后中間隔室的SOeq\o\al(2－，4）向正極區(qū)遷移，正極區(qū)溶液水中OH－放電，pH降低，Na＋向負極區(qū)遷移，負極區(qū)溶液水中H＋放電，pH增大，A、C項錯誤；電路中通過1mol電子的電量，有0.25molO2生成，D項錯誤。［答案］B解答電解池相關題目的“3看”[分點突破]角度：電解池的原理及應用1．某小組為研究電化學原理，設計了甲、乙、丙三種裝置（C1、C2、C3均為石墨）。下列敘述正確的是()A．甲、丙中化學能轉化為電能，乙中電能轉化為化學能B．C1、C2分別是陽極、陰極；鋅片、鐵片上都發(fā)生氧化反應C．C1上和C3上放出的氣體相同，銅片上和鐵片上放出的氣體也相同D．甲中溶液的pH逐漸增大,丙中溶液的pH逐漸減小[解析］A項,甲沒有外接電源，是將化學能轉化為電能的裝置，為原電池；乙、丙有外接電源,是將電能轉化為化學能的裝置，為電解池，錯誤;B項，C1、C2分別連接電源的正、負極，分別是電解池的陽極、陰極;鋅片作負極發(fā)生氧化反應,鐵片作陰極發(fā)生還原反應，錯誤;C項，C1和C3都是陽極，氯離子在陽極上失電子生成氯氣，銅片上和鐵片上都是氫離子得電子生成氫氣，正確；D項,甲中正極和丙中陰極上都是氫離子得電子生成氫氣，隨著反應的進行，溶液的pH均增大,錯誤。［答案］C2．（1）利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料。LiOH可由電解法制備,鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得.利用如圖裝置電解制備LiOH,兩電極區(qū)電解液分別為LiOH和LiCl溶液。B極區(qū)電解液為________溶液(填化學式),陽極電極反應式為____________________，電解過程中Li＋向________電極遷移(填“A”或“B”）。(2)一定條件下，如圖所示裝置可實現(xiàn)有機物的電化學儲氫(忽略其他有機物）。①導線中電子移動方向為________.（用A、D表示)②生成目標產(chǎn)物的電極反應式為____________________。［答案]（1)LiOH2Cl－－2e－=Cl2↑B（2)①A→D②C6H6＋6H＋＋6e－=C6H12類型二電解的相關計算[解析]陰極可以放電的陽離子依次為0.01molAg＋、0。01molCu2＋和H＋，陽極放電的離子是OH－；當陽極生成標準狀況下1。12LO2時,電路中通過電子n(e－)＝0.05mol×4＝0。2mol，此時Ag、Cu已全部析出,總質(zhì)量為0.01mol×108g·mol－1＋0.01mol×64g·mol－1＝1。72g;因為當Ag、Cu全部析出后，相當于電解水，H＋濃度不再增加，所以生成的H＋所帶電荷的量與消耗的0.01molAg＋、0。01molCu2＋所帶電荷的量相等，則溶液中生成c(H＋)＝0.3mol·L－1，pH〈1。[答案]B破解電解計算題的“3法"原電池和電解池的計算包括兩極產(chǎn)物的計算、溶液pH的計算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計算、產(chǎn)物的量與電量關系的計算等等。常用下列三種方法：例如由關系式法以通過4mole－為基準可構建電極產(chǎn)物的量的關系：［分點突破]角度:電解的相關計算3．1L某溶液中含有的離子如下表:離子Cu2＋Al3＋NOeq\o\al（－,3)Cl－物質(zhì)的量濃度(mol·L－1）11a1用惰性電極電解該溶液，當電路中有3mol電子通過時(忽略電解時溶液體積的變化及電解產(chǎn)物可能存在的溶解現(xiàn)象），下列說法正確的是(）A．電解后溶液pH＝0B．a(chǎn)＝3C．陽極生成1。5molCl2D．陰極析出的金屬是銅與鋁[解析]A項,當電路中有3mol電子通過時,陽極首先發(fā)生2Cl－－2e－=Cl2↑，生成0.5molCl2，然后發(fā)生2H2O－4e－=4H＋＋O2↑,生成2molH＋，陰極首先發(fā)生:Cu2＋＋2e－=Cu，析出1molCu，然后發(fā)生2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，生成0。5molH2，同時生成1molOH－,最終溶液里得到1molH＋,H＋的濃度為1mol·L－1，pH＝0，正確;B項,由溶液電荷守恒可知2c（Cu2＋)＋3c（Al3＋）＝c（NOeq\o\al（－,3）)＋c（Cl－），可求得c(NOeq\o\al（－,3)）＝4mol·L－1，即a＝4，錯誤；C項,電解時陽極首先發(fā)生：2Cl－－2e－=Cl2↑，n(Cl－）＝1mol,生成Cl20.5mol，錯誤；D項，電解含Al3＋的溶液時沒有Al生成，錯誤。［答案］A4．如圖裝置電解一段時間，當某極析出0.32gCu時，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中溶液pH分別為(溶液足量，體積均為100mL且電解前后溶液體積變化忽略不計）(）A．13、7、1 B．12、7、2C．1、7、13 D．7、13、1[解析]n(Cu）＝0。32g÷64g·mol－1＝0.005mol，由電極反應Cu2＋＋2e－=Cu可知轉移電子為0。01mol，電解時,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中電解的化學方程式分別為2KCl＋2H2Oeq\o（=，\s\up17（通電)）2KOH＋H2↑＋Cl2↑、2H2Oeq\o（=，\s\up17(通電)）2H2↑＋O2↑、2CuSO4＋2H2Oeq\o(=，\s\up17(通電)）2Cu＋O2↑＋2H2SO4。[答案]A類型三金屬的腐蝕與防護[解析］依題意,鋼管樁為陰極，電子流向陰極,陰極被保護，鋼管樁表面腐蝕電流是指鐵失去電子形成的電流,接近于0，鐵不容易失去電子，A項正確；陽極上發(fā)生氧化反應,失去電子,電子經(jīng)外電路流向陰極，B項正確；高硅鑄鐵作陽極,陽極上發(fā)生氧化反應,陽極上主要是海水中的水被氧化生成氧氣，惰性輔助陽極不被損耗，C項錯誤;根據(jù)海水對鋼管樁的腐蝕情況，增大或減小電流強度,D項正確。[答案]C［分點突破］角度：金屬的腐蝕與防護5．（2018·安徽十校聯(lián)考）將兩根鐵釘分別纏繞銅絲和鋁絲，放入滴有混合溶液的容器中，如圖所示，下列敘述錯誤的是（)A．a(chǎn)中鐵釘附近出現(xiàn)藍色沉淀B．b中鐵釘附近出現(xiàn)紅色C．b中發(fā)生吸氧腐蝕D．a(chǎn)中銅絲附近有氣泡產(chǎn)生[解析]a中電解質(zhì)溶液的酸性較強,發(fā)生析氫腐蝕,因鐵比銅活潑，故鐵釘作負極，失去電子生成Fe2＋，然后形成Fe3［Fe（CN）6］2藍色沉淀，A項正確；鋁比鐵活潑,鋁絲作負極,鐵釘作正極，鐵釘不發(fā)生反應，B項錯誤；裝置b中電解質(zhì)溶液呈中性，發(fā)生吸氧腐蝕，C項正確；a中銅絲作正極，H＋在正極上得到電子轉化為H2，D項正確.［答案］B6．（2018·上海閔行區(qū)調(diào)研改編）利用如圖所示裝置可以模擬鐵的電化學防護,下列有關說法中錯誤的是(）A．若開關K置于N處，則X不宜用Cu、Ag等作電極B．若X為鋅且開關K置于M處，此屬于犧牲陽極的陰極保護法C．若X為碳棒，為減緩鐵件的腐蝕，開關K應置于M處D．在外加電流的陰極保護法中,鐵件必須與電源負極相連[解析]若開關K置于N處，此時構成了電解池，若X是銅、銀，則陽極很快被腐蝕掉,從而導致鐵失去了保護，陽極應使用惰性電極，才能達到長期保護的效果，A項正確;若X為鋅，開關K置于M處,Zn失去電子，發(fā)生氧化反應被腐蝕掉，鐵件受到保護，該防護法稱為犧牲陽極的陰極保護法，B項正確；鐵比碳的還原性強，若X為碳棒，開關K置于M處，鐵作負極，會加速被腐蝕，C項錯誤；當鐵件與電源負極相連時，負極向鐵件提供電子,這樣鐵件就會受到保護，D項正確。[答案]C7．（2018·河南開封一模）我國古代青銅器工藝精湛,有很高的藝術價值和歷史價值，但出土的青銅器大多受到環(huán)境腐蝕，故對其進行修復和防護具有重要意義。研究發(fā)現(xiàn)，青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學腐蝕的原理如圖所示，下列說法正確的是()A．腐蝕過程中,青銅基體作正極B．CuCl在腐蝕過程中降低了反應的焓變C．若生成4。29gCu2(OH)3Cl，則理論上消耗氧氣的體積為448mLD．將糊狀Ag2O涂在被腐蝕部位，可以防止青銅器進一步被腐蝕，Ag2O與催化層發(fā)生了復分解反應[解析]根據(jù)題圖知，O2得電子生成OH－、Cu失電子生成Cu2＋，Cu發(fā)生吸氧腐蝕,則青銅基體作負極，A項錯誤；催化劑只能降低化學反應的活化能，不能改變反應的焓變，B項錯誤;沒有指明反應條件為標準狀況，C項錯誤;Ag2O與催化劑CuCl發(fā)生復分解反應，化學方程式為Ag2O＋2CuCl=2AgCl＋Cu2O,D項正確.［答案]D金屬防護方法、原理與效果防護方法原理覆蓋保護層(涂油漆、電鍍等）將金屬與空氣隔離開改變金屬內(nèi)部結構(如形成合金)使金屬性質(zhì)惰性化外加電流的陰極保護法使被保護的金屬作電解池的陰極(陽極為惰性電極)犧牲陽極的陰極保護法（連接更活潑的金屬)使被保護的金屬作原電池的正極防護效果:一般情況下，改變金屬內(nèi)部結構>作電解池陰極（外加電流的陰極保護法）〉作原電池正極(犧牲陽極的陰極保護法)〉金屬表面處理（覆蓋保護層）考向一新型化學電源的分析與推斷1．(2018·全國卷Ⅱ)我國科學家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na—CO2二次電池.將NaClO4溶于有機溶劑作為電解液，鈉和負載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料,電池的總反應為：3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列說法錯誤的是()A．放電時，ClOeq\o\al(－,4）向負極移動B．充電時釋放CO2，放電時吸收CO2C．放電時，正極反應為：3CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)＋CD．充電時，正極反應為：Na＋＋e－=Na［解析]高氯酸根離子是陰離子，電池放電時為原電池裝置,陰離子向負極移動，A正確；由題圖結合電池總反應知，充電時釋放二氧化碳，放電時吸收二氧化碳，B正確；放電時，正極反應可以理解為“CO2得到4e－還原為C，余下的兩個O2－進一步結合CO2生成COeq\o\al（2－,3)”：3CO2＋4e－=2COeq\o\al（2－,3）＋C,C正確；充電時電池的正極與外接電源的正極相連,作電解池的陽極,發(fā)生失電子的氧化反應，應為碳失電子生成CO2，D錯誤。[答案]D2．（2017·全國卷Ⅱ）全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應為：16Li＋xS8=8Li2Sx(2≤x≤8).下列說法錯誤的是（）A．電池工作時，正極可發(fā)生反應：2Li2S6＋2Li＋＋2e－=3Li2S4B．電池工作時，外電路中流過0.02mol電子,負極材料減重0.14gC．石墨烯的作用主要是提高電極a的導電性D．電池充電時間越長，電池中Li2S2的量越多[解析]原電池工作時，正極發(fā)生一系列得電子的還原反應，即:Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2,其中可能有2Li2S6＋2Li＋＋2e－=3Li2S4,A項正確;該電池工作時，每轉移0.02mol電子，負極有0。02molLi(質(zhì)量為0.14g)被氧化為Li＋，則負極質(zhì)量減少0。14g，B項正確；石墨烯能導電，用石墨烯作電極，可提高電極a的導電性，C項正確；充電過程中，Li2S2的量逐漸減少,當電池充滿電時,相當于達到平衡狀態(tài),電池中Li2S2的量趨于不變，故不是電池充電時間越長，電池中Li2S2的量越多，D項錯誤.[答案]D3．（2015·全國卷Ⅰ)微生物電池是指在微生物的作用下將化學能轉化為電能的裝置,其工作原理如圖所示。下列有關微生物電池的說法錯誤的是()A．正極反應中有CO2生成B．微生物促進了反應中電子的轉移C．質(zhì)子通過交換膜從負極區(qū)移向正極區(qū)D．電池總反應為C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O［解析］由題意可知，微生物電池的原理是在微生物作用下O2與C6H12O6發(fā)生氧化還原反應，將化學能轉化為電能，B正確；氧氣在正極反應，由于質(zhì)子交換膜只允許H＋通過，則正極反應為：O2＋4e－＋4H＋=2H2O，沒有CO2生成，A項錯誤；負極發(fā)生反應：C6H12O6－24e－＋6H2O=6CO2＋24H＋,H＋在負極區(qū)生成，移向正極區(qū)，在正極被消耗，C項正確；總反應為:C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O,D項正確。［答案]A4．（1)（2018·天津卷)CO2是一種廉價的碳資源，其綜合利用具有重要意義.回答下列問題：O2輔助的Al－CO2電池工作原理如圖所示.該電池電容量大,能有效利用CO2，電池反應產(chǎn)物Al2（C2O4）3是重要的化工原料。電池的負極反應式：_________________________。電池的正極反應式：6O2＋6e－=6Oeq\o\al（－,2）；6CO2＋6Oeq\o\al(－，2)=3C2Oeq\o\al（2－,4)＋6O2反應過程中O2的作用是_________________________.該電池的總反應式：________________________。（2）(2017·北京卷）實驗證明Ag＋＋Fe2＋=Ag＋Fe3＋能發(fā)生，裝置如下圖.其中甲溶液是__________,操作及現(xiàn)象是_____________。（3）（2016·江蘇卷)鐵炭混合物在水溶液中可形成許多微電池.將含有Cr2Oeq\o\al（2－，7)的酸性廢水通過鐵炭混合物，在微電池正極上Cr2Oeq\o\al(2－，7)轉化為Cr3＋，其電極反應式為_________________________________。(4）(2016·天津卷)氫能是發(fā)展中的新能源，它的利用包括氫的制備、儲存和應用三個環(huán)節(jié)?；卮鹣铝袉栴}：與汽油相比，氫氣作為燃料的優(yōu)點是__________________________________(至少答出兩點)。但是氫氣直接燃燒的能量轉換率遠低于燃料電池，寫出堿性氫氧燃料電池的負極反應式：_______________________________.（5)（2015·四川卷)FeSO4在一定條件下可制得FeS2（二硫化亞鐵）納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應為4Li＋FeS2=Fe＋2Li2S,正極反應式是_____________________.[解析］(1）O2輔助的Al－CO2電池中，Al是活潑金屬，作負極，發(fā)生氧化反應，電極反應式為Al－3e－=Al3＋.由電池的正極反應式可知，O2先生成Oeq\o\al（－，2),Oeq\o\al(－,2）與CO2反應生成C2Oeq\o\al（2－,4)和O2，據(jù)此推測，該過程中O2的作用是催化劑.根據(jù)正、負極反應式及得失電子守恒得電池的總反應式為2Al＋6CO2=Al2(C2O4)3.［答案］（1）Al－3e－=Al3＋（或2Al－6e－=2Al3＋)催化劑2Al＋6CO2=Al2(C2O4)3（2)FeSO4溶液取電池工作前與工作一段時間后左側燒杯中溶液，同時滴加KSCN溶液，后者紅色更深。(3）Cr2Oeq\o\al（2－,7）＋14H＋＋6e－=2Cr3＋＋7H2O(4）污染小,可再生，來源廣，資源豐富,燃燒熱值高（任寫其中2個）H2＋2OH－－2e－=2H2O(5）FeS2＋4Li＋＋4e－=Fe＋2Li2S（或FeS2＋4e－=Fe＋2S2－）考向二電解原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用5．(2017·全國卷Ⅱ)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一般為H2SO4—H2C2O4混合溶液。下列敘述錯誤的是（A．待加工鋁質(zhì)工件為陽極B．可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C．陰極的電極反應式為：Al3＋＋3e－=AlD．硫酸根離子在電解過程中向陽極移動[解析］利用電解氧化法在鋁制品表面形成致密的Al2O3薄膜，即待加工鋁質(zhì)工件作陽極，A項正確；陰極與電源負極相連，對陰極電極材料沒有特殊要求,可選用不銹鋼網(wǎng)等，B項正確;電解質(zhì)溶液呈酸性，陰極上應是H＋放電，C項錯誤；在電解過程中，電解池中的陰離子向陽極移動,D項正確。［答案]C6．(2018·全國卷Ⅰ)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5）在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應用廣泛.回答下列問題：制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術，裝置如圖所示,其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應式為_____________________________________________________。電解后,________室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進行結晶脫水，可得到Na2S2O5。［解析］裝置圖中左側與電源正極相連,為三室膜電解槽的陽極，由于陽極室的溶液為稀硫酸，故陽極發(fā)生的反應為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，生成的H＋穿過陽離子交換膜進入a室與SO2堿吸收液中的SOeq\o\al(2－,3）反應生成HSOeq\o\al（－,3），則a室中NaHSO3濃度增加.[答案］2H2O－4e－=4H＋＋O2↑a7．(1）（2016·浙江卷)研究證實，CO2也可在酸性水溶液中通過電解生成甲醇,則生成甲醇的反應發(fā)生在________極，該電極反應式是______________________________________________。(2）（2016·天津卷)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)物氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時獲得氫氣：Fe＋2H2O＋2OH－eq\o（=,\s\up17(通電）)FeOeq\o\al（2－,4)＋3H2↑，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色FeOeq\o\al（2－，4)，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高，鐵電極區(qū)會產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。①電解一段時間后，c(OH－）降低的區(qū)域在________(填“陰極室"或“陽極室”)。②電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出，其原因為________________________________________.③c(Na2FeO4)隨初始c（NaOH)的變化如圖2,任選M、N兩點中的一點，分析c(Na2FeO4）低于最高值的原因：_______________.[解析］(1）根據(jù)題意，二氧化碳在酸性水溶液中通過電解生成甲醇，CO2中C呈＋4價,CH3OH中C呈－2價，結合反應前后碳元素化合價變化，可知碳元素的化合價降低,得到電子,故該電極為陰極，電極反應式為CO2＋6H＋＋6e－=CH3OH＋H2O。(2）①根據(jù)題意，鎳電極有氣泡產(chǎn)生是H＋得電子生成H2，發(fā)生還原反應,則鐵電極上OH－發(fā)生氧化反應，溶液中的OH－減少，因此電解一段時間后，c（OH－)降低的區(qū)域在陽極室。②H2具有還原性，根據(jù)題意：Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原.因此，電解過程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時排出,防止Na2FeO4與H2反應使產(chǎn)率降低.③根據(jù)題意Na2FeO4只在強堿性條件下穩(wěn)定，在M點：c(OH－)低，Na2FeO4穩(wěn)定性差,且反應慢;在N點:c（OH－)過高，鐵電極上有Fe(OH)3生成,使Na2FeO4產(chǎn)率降低.[答案］（1）陰CO2＋6H＋＋6e－=CH3OH＋H2O（2）①陽極室②防止Na2FeO4與H2反應使產(chǎn)率降低③M點:c(OH－)低,Na2FeO4穩(wěn)定性差，且反應慢或N點;c（OH－）過高,鐵電極上有Fe(OH）3或(Fe2O3）生成，使Na2FeO4產(chǎn)率降低考向三金屬的腐蝕與防護8．(2015·上海卷）研究電化學腐蝕及防護的裝置如圖所示。下列有關說法錯誤的是()A．d為石墨，鐵片腐蝕加快B．d為石墨，石墨上電極反應為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．d為鋅塊，鐵片不易被腐蝕D．d為鋅塊,鐵片上電極反應為：2H＋＋2e－=H2↑[解析]A項,當d為石墨時,鐵片為負極，腐蝕加快，正確；B項，當d為石墨時,石墨為原電池的正極，其電極反應為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，正確；C項，當d為鋅塊時，鐵片為原電池的正極而受到保護，稱為犧牲陽極的陰極保護法，正確；D項,當d為鋅塊時，鐵片為正極，電極反應為：O2＋2H2O＋4e－=4OH－，錯誤。[答案］D9。(2014·福建卷)鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關系密切。右圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖.（1)該電化學腐蝕稱為____________________________。(2）圖中A、B、C、D四個區(qū)域,生成鐵銹最多的是________(填字母）。[解析]（1)海水接近于中性,則鐵閘發(fā)生的是吸氧腐蝕。(2）表面海水中O2濃度較大，腐蝕得較快,故B處產(chǎn)生的鐵銹最多。［答案］(1)吸氧腐蝕（2)B題型特點：選擇題填空題考向評析:常以新型電源為命題背景,考查原電池的構成及工作原理；以電解原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用為背景，考查電解池的工作原理及電解規(guī)律；以貼近日常生活的實例為背景，考查兩種電化學腐蝕的原理及區(qū)別以及常見防腐方法。答題啟示：二輪復習時應抓住燃料電池中介質(zhì)對電極反應式的影響;新型高能充電電池四個電極式的關系等命題要點進行落實，強化電極方程式書寫訓練。電化學原理綜合應用類題的突破方法[題型特點］1．多池組合問題：電化學中的多池串聯(lián)問題,能夠考查考生基本知識掌握情況、縝密的思維能力及巧妙處理綜合問題的能力.多個電池“串聯(lián)"在一起，但沒有外接直流電源，考生要結合所學知識準確辨認電解池和原電池。這種題型主要考查考生“科學探究與創(chuàng)新意識”的化學學科核心素養(yǎng)。2．帶交換膜的電化學裝置題：近幾年全國卷高考電化學裝置一般都帶離子交換膜，此類題目新穎度高，考生因理不清交換膜與陰、陽離子的移動方向的關系而出現(xiàn)錯誤。帶膜的電化學裝置多應用于物質(zhì)的制備和提純。這種題型主要考查學生“科學探究與創(chuàng)新意識”“科學精神與社會責任”的化學學科核心素養(yǎng)，一般出現(xiàn)在全國卷的第11題.類型一多池組合問題[名師精講]多池組合中電池類型的判斷方法1．直接判斷非常直觀明顯的裝置，如有燃料電池、鉛蓄電池等在電路中，則其他裝置為電解池。如圖所示：A為原電池，B為電解池。2．根據(jù)電池中的電池材料和電解質(zhì)溶液判斷原電池一般是兩種不同的金屬電極或一種金屬電極一個碳棒作電極;而電解池則一般都是兩個惰性電極,如兩個鉑電極或兩個碳棒。原電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液之間能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應，電解池的電極材料一般不能和電解質(zhì)溶液自發(fā)反應.如圖所示：B為原電池，A為電解池。

［典例示范］［應用嘗試］1．如圖表示用酸性氫氧燃料電池為電源進行的電解實驗.下列說法中正確的是(）A．燃料電池工作時，正極反應為O2＋2H2O＋4e－=4OH－B．a(chǎn)極是鐵,b極是銅時，b極逐漸溶解，a極上有銅析出C．a(chǎn)極是粗銅，b極是純銅時，a極逐漸溶解，b極上有銅析出D．a(chǎn)、b兩極均是石墨時，a極上產(chǎn)生的O2與電池中消耗的H2體積比為2∶1[解析］因為是酸性燃料電池,所以正極反應為O2＋4e－＋4H＋=2H2O，A項錯誤；a極與電池的正極相連，為電解池的陽極，所以鐵失電子逐漸溶解，b極上有銅析出，B項錯誤;a極是粗銅，b極是純銅時，形成電解精煉銅的裝置，C項正確；a極上產(chǎn)生1molO2時轉移4mol電子，轉移4mol電子時消耗2molH2，則相同條件下，生成的氧氣與消耗的H2的體積比為1∶2，D項錯誤。［答案]C2．如圖所示,X、Y、Q、W都是惰性電極,將電源接通后，W極附近顏色逐漸加深。下列說法中不正確的是（)A．電源的M極為正極B．甲裝置中溶液的pH減小C．甲裝置的兩個電極上都有單質(zhì)生成且物質(zhì)的量之比為1∶1D．欲用乙裝置給銅鍍銀,U極應該是Ag，電鍍液選擇AgNO3溶液［解析］A項，W極附近顏色逐漸加深,說明通電時氫氧化鐵膠粒移向該電極,W極為陰極，W極連接電源的負極,N為負極,M為正極，正確;B項，甲裝置用惰性電極電解CuSO4溶液，產(chǎn)物為Cu、O2、H2SO4，生成H2SO4，c(H＋)增大，溶液的pH減小，正確;甲裝置在電解時生成Cu和O2，n（Cu）∶n(O2）＝2∶1，錯誤;D項，電鍍時鍍層金屬作陽極，即U極應該是Ag，電鍍液為AgNO3溶液正確。[答案］C3．假設圖中原電池產(chǎn)生的電壓、電流強度均能滿足電解、電鍍要求,即為理想化。①～⑧為各裝置中的電極編號。下列說法錯誤的是(）A．當K閉合時，A裝置發(fā)生吸氧腐蝕,在電路中作電源B．當K斷開時，B裝置鋅片溶解，有氫氣產(chǎn)生C．當K閉合后，整個電路中電子的流動方向為①→⑧；⑦→⑥；⑤→④；③→②D．當K閉合后，A、B裝置中pH變大,C、D裝置中pH不變［解析］當K閉合時，B裝置構成原電池，在電路中作電源，整個電路中電子的流動方向為①→⑧；⑦→⑥;⑤→④；③→②；B裝置中消耗H＋，pH變大,A裝置中相當于電解飽和食鹽水，pH變大，C裝置中相當于在銀上鍍銅,pH不變；D裝置中相當于銅的電解精煉,pH不變.［答案］A類型二帶交換膜的電化學裝置題［名師精講]1．陽離子交換膜的使用原理陽離子交換膜有很多微孔,孔道上有許多帶負電荷的基團，陽離子可以自由通過孔道，而陰離子移動到孔道處，受到孔道帶負電荷基團的排斥而不能進入孔道中，因而不能通過交換膜。質(zhì)子交換膜是陽離子交換膜的特例，僅允許質(zhì)子(H＋)通過，其他離子不能通過。2．陰離子交換膜的使用原理陰離子交換膜有很多微孔,孔道上有許多帶正電荷的基團，陰離子可以自由通過孔道,而陽離子移動到孔道處，受到孔道帶正電荷基團的排斥而不能進入孔道中，因而不能通過交換膜。3．離子交換膜類型的判斷方法依據(jù)電解質(zhì)溶液呈電中性的原理，判斷膜的類型，判斷時首先要寫出陰、陽兩極上的電極反應，依據(jù)電極反應式確定該電極附近哪種離子剩余；依據(jù)該電極附近電解質(zhì)溶液滿足電荷守恒原則,判斷出離子移動的方向，進而確定離子交換膜的類型.例如離子交換膜法淡化海水的實驗裝置如圖：陽極室中的電極反應為2Cl－－2e－=Cl2↑,剩余Na＋,要維持陽極室內(nèi)電荷守恒，則Cl－通過a膜進入陽極室，故a為陰離子交換膜,陰極室中的電極反應為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，反應生成OH－，要維持陰極室內(nèi)電荷守恒，則Na＋通過b膜進入陰極室,故b為陽離子交換膜。[典例示范］[應用嘗試]一、使用陽離子（或質(zhì)子)交換膜的電化學裝置4．為了強化安全管理，某油庫引進了一臺空氣中汽油含量的測量儀，其工作原理如圖所示(用強酸性溶液作電解質(zhì)溶液)。下列說法中不正確的是（）A．石墨電極作正極，發(fā)生還原反應B．鉑電極的電極反應式為C8H18＋16H2O－50e－=8CO2↑＋50H＋C．H＋由質(zhì)子交換膜左側向右側遷移D．每消耗5.6LO2，電路中通過1mol電子[解析］A項，石墨作正極，正極上O2得電子發(fā)生還原反應,正確；B項,鉑電極上C8H18失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為C8H18＋16H2O－50e－=8CO2↑＋50H＋，正確；C項，陽離子移向正極，所以H＋由質(zhì)子交換膜左側向右側遷移，正確；D項，未指明標準狀況下，無法計算，錯誤。[答案］D5．根據(jù)反應2CrOeq\o\al(2－,4)＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－,7）＋H2O,用惰性電極電解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7。下列說法不正確的是(）A．a(chǎn)連接電源負極B．b極反應式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋C．c為陽離子交換膜D．通過2mol電子時生成1molCr2Oeq\o\al（2－，7）[解析]A項,右池CrOeq\o\al（2－，4）轉化為Cr2Oeq\o\al(2－,7),應增加H＋濃度，b電極上OH－失電子發(fā)生氧化反應，促進水的電離，則b電極為陽極,a電極為陰極，連接電源負極,正確;B項，b極上發(fā)生氧化反應，其反應式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，正確；C項，a電極為陰極，陰極上H2O得電子生成H2，同時生成OH－，則電解后溶液中OH－濃度增大，溶液電荷不守恒,右側溶液中Na＋通過離子交換膜進入左池，則c為陽離子交換膜，正確;D項,通過2mol電子時右側電極生成2molH＋,促進2CrOeq\o\al（2－,4）＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－，7)＋H2O平衡右移，根據(jù)勒夏特列原理生成Cr2Oeq\o\al(2－，7)的物質(zhì)的量小于1mol，錯誤。[答案］D6．(2018·全國卷Ⅲ）KIO3是一種重要的無機化合物，可作為食鹽中的補碘劑.回答下列問題：KIO3也可采用“電解法"制備,裝置如圖所示。①寫出電解時陰極的電極反應式：__________________。②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為________，其遷移方向是___________________________。[解析］①電解池中陰極發(fā)生得電子的還原反應，故陰極的電極反應式為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑；②電解過程中，陽離子(K＋）通過陽離子交換膜由電解池的左側(陽極)移向右側（陰極）。［答案］①2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑②K＋由a到b二、使用陰離子交換膜的電化學裝置7．電解裝置如圖所示,電解槽內(nèi)裝有KI及淀粉溶液，中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓下通電，發(fā)現(xiàn)左側溶液變藍色，一段時間后，藍色逐漸變淺。已知:3I2＋6OH－=IOeq\o\al(－,3）＋5I－＋3H2O，下列說法不正確的是()A．右側發(fā)生的電極方程式:2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．電解結束時，右側溶液中含有IOeq\o\al（－,3）C．電解槽內(nèi)發(fā)生反應的總化學方程式：KI＋3H2O=KIO3＋3H2↑D．如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜，電解槽內(nèi)發(fā)生的總化學方程式不變［解析］電解的電極反應，陽極2I－－2e－=I2，使左側溶液變藍色;3I2＋6OH－=IOeq\o\al（－,3)＋5I－＋3H2O，則一段時間后，藍色變淺;IOeq\o\al(－，3)通過陰離子交換膜向右側移動；陰極2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，右側放出H2.如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜:陽極2I－－2e－=I2,多余K＋通過陽離子交換膜遷移至陰極；陰極2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，保證兩邊溶液呈電中性，電解槽內(nèi)總反應為2I－＋2H2Oeq\o(=,\s\up17（電解))I2＋H2↑＋2OH－。[答案]D8．納米級Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關注。采用離子交換膜控制電解液中OH－的濃度制備納米級Cu2O的裝置如圖所示，發(fā)生的反應為2Cu＋H2Oeq\o（=,\s\up17（電解））Cu2O＋H2↑。下列說法正確的是（）A．鈦電極發(fā)生氧化反應B．陽極附近溶液的pH逐漸增大C．離子交換膜應采用陽離子交換膜D．陽極反應為2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O[解析]鈦電極為陰極，發(fā)生還原反應,A項錯誤；銅作陽極,陽極上銅發(fā)生失電子的氧化反應,陽極反應為2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O，OH－由陰極區(qū)遷移到陽極區(qū)參與反應,離子交換膜應為陰離子交換膜，C項錯誤、D項正確；由陰極區(qū)遷移過來的OH－在陽極全部參與反應,陽極附近溶液的pH不變，B項錯誤。[答案］D三、陰、陽離子交換膜共用的電化學裝置9．用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2,將所得的Na2SO3溶液進行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時得到H2SO4，其原理如圖所示（電極材料為石墨）。下列有關敘述不正確的是（）A．圖中a極連接電源的負極B．A口放出的物質(zhì)是氫氣，C口放出的物質(zhì)是氧氣C．b極電極反應式為SOeq\o\al（2－,3)－2e－＋H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋D．電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強[解析］A項,Na＋移向陰極區(qū)，SOeq\o\al（2－，3)移向陽極區(qū)，所以a極為陰極，應接電源負極，正確;B項，陰極區(qū)H＋放電生成氫氣，陰極電極反應式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，從A口出來的是氫氣，b板應接電源正極，陽極電極反應式為SOeq\o\al(2－，3)－2e－＋H2O=SOeq\o\al（2－，4)＋2H＋，從C口流出的是濃度較大的硫酸，錯誤;C項,b為陽極,SOeq\o\al（2－,3)在陽極失去電子變成SOeq\o\al(2－，4），陽極電極反應式為SOeq\o\al(2－,3）－2e－＋H2O=SOeq\o\al（2－,4）＋2H＋,正確；D項,陰極電極反應為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－,c（OH－)增大，堿性增強，正確。[答案]B10．次磷酸（H3PO2）是一種精細磷化工產(chǎn)品，具有較強還原性，H3PO2也可用電滲析法制備。“四室電滲析法”工作原理如下圖所示（陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過)：回答下列問題:(1)寫出陽極的電極反應式:___________________.(2）分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因___________________。(3)早期采用“三室電滲析法"制備H3PO2：將“四室電滲析法"中陽極室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜，從而合并了陽極室與產(chǎn)品室.其缺點是產(chǎn)品中混有________雜質(zhì).該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是_______________________.［解析］（1）陽極為水電離出的OH－放電，電極反應式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋。(2)陽極室中的H＋穿過陽膜進入產(chǎn)品室，原料室中的H2POeq\o\al(－,2)穿過陰膜擴散至產(chǎn)品室，二者反應生成H3PO2。（3)在陽極區(qū)H3POeq\o\al（－,2)或H3PO2可能失電子發(fā)生氧化反應,即生成物中會混有POeq\o\al(3－,4)。［答案](1)2H2O－4e－=O2↑＋4H＋（2)陽極室的H＋穿過陽膜擴散至產(chǎn)品室，原料室的H2POeq\o\al（－,2)穿過陰膜擴散至產(chǎn)品室，二者反應生成H3PO2（3）POeq\o\al(3－，4）H2POeq\o\al（－,2)或H3PO2被氧化專題跟蹤訓練(六)能力練（20分鐘50分）一、選擇題(每小題6分，共42分)1．（2018·云南曲靖一模)下列有關電池的說法不正確的是（）A．手機上用的鋰離子電池屬于二次電池B．鋅錳干電池中，鋅電極是負極C．甲醇燃料電池可把化學能轉化為電能D．銅鋅原電池工作時,電子沿外電路從銅電極流向鋅電極[解析]A項，鋰電池屬于可充電電池,屬于二次電池,故說法正確；B項，鋅錳干電池中,鋅是活潑金屬,作負極,故說法正確；C項，燃料電池是把化學能轉化成電能的裝置，故說法正確；D項,原電池的工作原理，電子從負極經(jīng)外電路流向正極,鋅作負極，銅作正極，電子從鋅電極經(jīng)外電路流向銅極，故說法錯誤。[答案］D2．下圖所示的日常生活裝置中，與手機充電時的能量轉化形式相同的是（)[解析]A項是將電能轉化成化學能；B項是將水的勢能轉化成電能；C項是將太陽能轉化成熱能；D項是將化學能轉化成電能。［答案］A3．下列有關電化學的示意圖中正確的是（）[解析］A項，Zn應為原電池負極，Cu為原電池正極；B項，鹽橋兩邊的燒杯中盛裝的電解質(zhì)溶液應互換；C項，粗銅應連接電源正極；D項，電解飽和NaCl溶液，Cl－在陽極放電產(chǎn)生Cl2,溶液中的H＋在陰極獲得電子而產(chǎn)生H2,正確。[答案］D4．（2018·江西贛州統(tǒng)考）根據(jù)圖示判斷下列敘述符合事實的是(）A．按圖①連接并放置一段時間后，F(xiàn)e片表面會“鍍"上一層銅B．按圖②連接好導線后（Zn片與Cu片相接觸），靈敏電流表指針會發(fā)生非常明顯的偏轉C．按圖③連接并放置片刻，在Fe片附近加一滴KSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色D．按圖④連接并放置一段時間后，在Sn片上有無色氣泡聚集[解析]按圖①連接后,鐵與電源的正極相連，作陽極,鐵失去電子，F(xiàn)e片表面不會“鍍”上一層銅，A不正確；按圖②連接好導線后，由于Zn片與Cu片相接觸，電子直接傳遞到銅片，因此靈敏電流表指針不會發(fā)生非常明顯的偏轉，B不正確；按圖③連接后構成原電池，鋅比鐵活潑，鋅是負極，鐵是正極,溶液中不會產(chǎn)生鐵離子,所以在Fe片附近加一滴KSCN溶液,溶液不可能變?yōu)榧t色，C不正確；按圖④連接后構成電解池；Sn與電源的負極相連，作陰極，溶液中的氫離子放電生成氫氣，因此在Sn片上有無色氣泡聚集，D正確。[答案]D5．(2018·四川省綿陽市高三第二次診斷考試)用FeS2納米材料制成的高容量鋰電池，電極分別是二硫化亞鐵和金屬鋰，電解液是含鋰鹽的有機溶劑。下列說法錯誤的是（）A．金屬鋰作電池的負極B．電池正極反應為FeS2＋4Li＋＋4e－=Fe＋2Li2SC．放電時,Li＋向負極遷移D．電池總反應為FeS2＋4Li=Fe＋2Li2S[解析］該電池中金屬鋰為負極，二硫化亞鐵為正極，A項正確；電池正極上FeS2發(fā)生還原反應,且電解液中Li＋向正極移動參與反應，電極反應式為FeS2＋4Li＋＋4e－=Fe＋2Li2S,B項正確;C項錯誤;電池負極反應為Li－e－=Li＋，則電池總反應為FeS2＋4Li=Fe＋2Li2S，D項正確。[答案]C6．某電化學研究學習小組設計如圖裝置。下列敘述正確的是（)A．K與M、N均斷開，一段時間后電解質(zhì)溶液質(zhì)量變大B．K分別與M、N相連時,鐵均受到保護C．K與M相連時，每轉移1mol電子Fe表面生成32gCuD．K與N相連時，碳棒上產(chǎn)生使?jié)駶櫟牡矸邸狵I試紙變藍的氣體［解析］K與M、N均斷開，發(fā)生鐵置換出溶液中的銅的反應，一段時間后電解質(zhì)溶液質(zhì)量變小,故A錯誤；K與M相連時，構成原電池，鐵是負極,鐵被腐蝕，故B錯誤；K與M相連時，構成原電池，鐵是負極，碳是正極,每轉移1mol電子，碳棒表面生成32gCu，故C錯誤；K與N相連時,構成電解池，碳棒是陽極，發(fā)生電極反應2Cl－－2e－=Cl2↑，故D正確。[答案］D7．（2018·河北省石家莊市高三質(zhì)檢)銀－Ferrozine法檢測甲醛(HCHO)的原理為①在原電池裝置中，氧化銀能將甲醛充分氧化為CO2;②Fe3＋與產(chǎn)生的Ag定量反應生成Fe2＋；③Fe2＋與Ferrozine形成有色配合物;④測定溶液的吸光度(吸光度與溶液中有色物質(zhì)的濃度成正比).下列說法正確的是(）A．①中，負極上消耗1mol甲醛時轉移2mol電子B．①溶液中的H＋由正極移向負極C．理論上消耗的甲醛與生成的Fe2＋的物質(zhì)的量之比為1∶4D．④中，甲醛濃度越大，吸光度越?。劢馕鯹①中，負極的電極反應式：HCHO－4e－＋H2O=CO2↑＋4H＋；正極的電極反應式：2Ag2O＋4H＋＋4e－=4Ag＋2H2O。負極上消耗1mol甲醛時轉移4mol電子，A項錯誤；①溶液中的H＋由負極向正極遷移，B項錯誤；存在關系式：HCHO~4Ag～4Fe2＋，故理論上消耗的甲醛與生成的Fe2＋的物質(zhì)的量之比為1∶4,C項正確；甲醛濃度越大，理論上生成的Fe2＋的濃度越大,進而得到有色配合物的濃度也越大,溶液吸光度越大，D項錯誤.［答案］C二、非選擇題（8分）8．電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應用。(1)如圖為離子交換膜法電解飽和食鹽水的原理示意圖,下列說法不正確的是________.（填字母序號)A．直流電源的左側為負極B．從E口逸出的氣體是H2C．從B口加入含少量NaOH的水溶液以增強導電性D．從C口出來的溶液為NaOH溶液E．每生成22。4LCl2，便產(chǎn)生2molNaOHF．粗鹽水中含Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SOeq\o\al（2－，4）等離子，精制時先加Na2CO3溶液G．該離子交換膜為陽離子交換膜(2)高鐵酸鉀（K2FeO4）易溶于水，具有強氧化性，是一種新型水處理劑。工業(yè)上用如下方法制備高鐵酸鉀：以Fe2O3為陽極電解KOH溶液.①高鐵酸鉀溶液長時間放置不穩(wěn)定，會產(chǎn)生紅褐色絮狀物質(zhì)及氣泡,則該過程的離子方程式為___________________。②電解制高鐵酸鉀時陽極的電極反應式為_____________。［答案］（1）ABDEF(2)①4FeOeq\o\al（2－,4）＋10H2O=4Fe（OH）3↓＋8OH－＋3O2↑②Fe2O3＋10OH－－6e－=2FeOeq\o\al（2－，4)＋5H2O拔高練（25分鐘50分)一、選擇題（每小題6分，共30分)1．利用某新型微生物電池可消除水中碳水化合物的污染，其工作原理如圖所示，下列敘述正確的是（）A．X電極是負極B．Y電極的電極反應式為Cm(H2O）n－4me－=mCO2↑＋(n－2m)H2O＋4mHC．H＋由左向右移動D．有1molCO2生成時就會消耗1molMnO2［解析］由圖可知Y電極上Cm（H2O）n中的C為0價，被氧化生成CO2，故Y電極是負極，A項錯誤、B項正確;電解質(zhì)溶液中陽離子移向正極，H＋由右向左移動，C項錯誤；有1molCO2生成時，轉移4mol電子，由得失電子守恒知，需要消耗2molMnO2，D項錯誤。[答案］B2．用氟硼酸（HBF4，屬于強酸)溶液代替稀硫酸作鉛蓄電池的電解質(zhì)溶液，可使鉛蓄電池在低溫下工作時的性能更優(yōu)良,總反應方程式為Pb＋PbO2＋4HBF4eq\o（,\s\up17(放電)，\s\do15(充電)）2Pb(BF4）2＋2H2O，Pb(BF4）2為可溶于水的強電解質(zhì)，下列說法正確的是(）A．放電時，負極反應式為PbO2＋4H＋＋2e－=Pb2＋＋2H2OB．放電時,當正極質(zhì)量減少23.9g時，溶液中轉移0.2mol電子C．充電時，PbO2電極附近溶液的pH減小D．充電時,Pb電極的電極反應式為PbO2＋4H＋＋2e－=Pb2＋＋2H2O［解析］由總反應方程式知，Pb是還原劑，Pb在負極上失去電子,A項錯誤;放電時正極上電極反應式為PbO2＋4H＋＋2e－=Pb2＋＋2H2O，23.9g就是減少的PbO2的質(zhì)量，其物質(zhì)的量為0.1mol，轉移電子的物質(zhì)的量為0.2mol,但電子只能通過導線轉移，B項錯誤;充電時PbO2電極與電源正極相連作陽極,電極反應式為Pb2＋＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋，電極附近溶液pH減小,C項正確;充電時，Pb電極為陰極，發(fā)生還原反應，電極反應式為Pb2＋＋2e－=Pb，D項錯誤.[答案]C3．一種釕(Ru)基配合物光敏染料敏化太陽能電池的原理及電池中發(fā)生的主要反應如圖所示,下列說法正確的是(）A．電池工作時，光能轉變?yōu)殡娔?電極X為電池的正極B．電解質(zhì)溶液中發(fā)生反應：2Ru3＋＋3I－=2Ru2＋＋Ieq\o\al(－，3)C．鍍鉑導電玻璃的作用是傳遞I－D．電池的電解質(zhì)溶液中I－和Ieq\o\al(－,3)的濃度均不斷減小［解析]由圖知,在光照條件下Ru2＋在電極X上失去電子轉化為Ru3＋，Ieq\o\al（－,3)在電極Y上得到電子轉化為I－,則鍍鉑導電玻璃的作用是傳遞I－,故電極X為電池的負極，A項錯誤,C項正確；電解質(zhì)溶液中的反應為2Ru2＋＋Ieq\o\al（－,3）=3I－＋2Ru3＋，B項錯誤；電池工作時Ieq\o\al（－,3）→I－，c（I－)增