（廣東版）新高考化學三輪沖刺強化練習 第9-10題 原電池 電解池的基本工作原理  價類二維圖（原卷版）

押廣東卷第9-10題原電池、電解池的基本工作原理價類二維圖核心考點考情統(tǒng)計考向預測備考策略原電池的基本工作原理2023·廣東卷，62021·廣東卷，9考查原電池的工作原理，主要考查正負極的判斷，體現(xiàn)基礎性。考查電解池的工作原理，主要基于氯堿工業(yè)、電鍍、電解精煉，體現(xiàn)應用性?？疾樵丶捌浠衔锏南嗷マD化，體現(xiàn)基礎性和綜合性。1．回歸教材，掌握原電池的工作原理，形成解題模型。2．回歸教材，將氯堿工業(yè)、電鍍、電解精煉知識進行遷移。3.歸納典型元素的價類二維圖，掌握元素及其化合物的相互轉化和性質(zhì)。電解池的基本工作原理2022·廣東卷，10價類二維圖2023·廣東卷，102021·廣東卷，101.（2023廣東卷，6）負載有和的活性炭，可選擇性去除實現(xiàn)廢酸的純化，其工作原理如圖。下列說法正確的是

A．作原電池正極B．電子由經(jīng)活性炭流向C．表面發(fā)生的電極反應：D．每消耗標準狀況下的，最多去除2．（2023廣東卷，10）部分含或含物質(zhì)的分類與相應化合價關系如圖所示。下列推斷不合理的是

A．可存在c→d→e的轉化 B．能與反應生成c的物質(zhì)只有bC．新制的d可用于檢驗葡萄糖中的醛基 D．若b能與反應生成，則b中含共價鍵3．（2022廣東卷，10）以熔融鹽為電解液，以含和等的鋁合金廢料為陽極進行電解，實現(xiàn)的再生。該過程中A．陰極發(fā)生的反應為 B．陰極上被氧化C．在電解槽底部產(chǎn)生含的陽極泥 D．陽極和陰極的質(zhì)量變化相等4．（2021廣東卷，9）火星大氣中含有大量，一種有參加反應的新型全固態(tài)電池有望為火星探測器供電。該電池以金屬鈉為負極，碳納米管為正極，放電時A．負極上發(fā)生還原反應 B．在正極上得電子C．陽離子由正極移向負極 D．將電能轉化為化學能5．（2021廣東卷，10）部分含鐵物質(zhì)的分類與相應化合價關系如圖所示。下列推斷不合理的是A．可與反應生成B．既可被氧化，也可被還原C．可將加入濃堿液中制得的膠體D．可存在的循環(huán)轉化關系一、原電池的基本工作原理1.原電池模型和原理2.確定正、負極的依據(jù)依據(jù)正極負極反應類型還原反應氧化反應電極變化質(zhì)量增加，逸出氣體溶解、質(zhì)量變輕電流方向流出流入電子流向流入流出離子移動方向陽離子移動方向陰離子移動方向電極材料較不活潑金屬或?qū)щ姺墙饘佥^活潑金屬[注意]根據(jù)電極材料確定正、負極通常情況適用，但根本依據(jù)為自發(fā)的氧化還原反應。如Mg-Al、NaOH溶液形成的原電池中，鋁作負極，因為只有鋁與NaOH溶液發(fā)生氧化還原反應。二、電解池的基本工作原理1.電解池模型和原理（1）直流電源的正極(陽極)有強的氧化能力；直流電源的負極(陰極)有強的還原能力。（2）電極上微粒的放電順序。①陰極:取決于微粒的氧化性強弱，氧化性強的先得到電子，與電極材料無關。常見陽離子放電順序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。②陽極:若是非惰性電極作陽極，則電極失電子；若是惰性電極(Pt、C)作陽極，還原性強的先失去電子。常見陰離子放電順序:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子(NO3-、SO42?、C③電極上離子的放電順序取決于其氧化性、還原性，可能會出現(xiàn)強氧化性陰離子在陰極放電；強還原性陽離子在陽極放電。2.惰性電極電解電解質(zhì)溶液的四種類型電解類型常見電解質(zhì)實例陽極產(chǎn)物陰極產(chǎn)物電解質(zhì)溶液變化電解水NaOH、H2SO4、Na2SO4O2H2濃度增大電解電解質(zhì)HCl、CuCl2鹵素單質(zhì)(Cl2)H2、金屬(Cu)濃度減小放氫生堿型NaCl鹵素單質(zhì)(Cl2)H2生成強堿放氧生酸型CuSO4、AgNO3O2金屬(Cu、Ag)生成含氧酸[注意]（1）電解后溶液pH的變化一方面要考慮酸堿的生成，還要考慮電解質(zhì)溶液濃度變化導致水解程度的變化。（2）電解質(zhì)溶液的復原問題要本著兩電極析出什么(元素)，就加入什么(恰當物質(zhì))的原則。3.電解池陽極和陰極確定（1）若裝置中給出直流電源，則可直接確定電解裝置的陽極、陰極。（2）若裝置中沒有給出直流電源，則要根據(jù)電解過程的特征先確定電解裝置的陽極、陰極。依據(jù)陰極陽極電流方向流出流入電子流向流入流出離子移動方向陽離子移動方向陰離子移動方向電極產(chǎn)物金屬(增重)、H2電極溶解、O2、Cl2等非金屬單質(zhì)pH變化增大(堿性增強)減小(酸性增強)反應類型還原反應氧化反應三、電極反應式的書寫1.原電池電極反應式的書寫（1）結合電池的電解液情境寫出電極反應式。①負極反應:還原劑失去電子的氧化反應(注意負極失電子產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反應生成恰當生成物)。②正極反應:氧化劑得到電子的還原反應(注意正極得電子產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反應生成恰當生成物)。當正極上的反應物是O2時，若電解質(zhì)溶液為中性或堿性，則水必須寫入正極反應式中，與O2反應生成OH-，電極反應式為O2+2H2O+4e-4OH-；若電解質(zhì)溶液為酸性，則H+必須寫入正極反應式中，O2得電子與H+反應生成水，電極反應式為O2+4H++4e-2H2O。（2）燃料電池電極反應式的書寫。①燃料電池基本都是燃料(還原劑)與氧氣(或氧化性氣體)進行的氧化還原反應。②負極反應都是燃料物質(zhì)失電子的反應，一定要結合電解液情境確定產(chǎn)物:有機物燃料電池在酸性電解質(zhì)溶液或熔融固體電解質(zhì)中生成CO2；有機物燃料電池在堿性電解質(zhì)溶液中生成CO3③正極反應基本都是氧氣分子得電子的反應，同樣產(chǎn)物要結合電解液情境。電池類型電池正極反應酸性O2+4H++4e-2H2O中性或堿性O2+2H2O+4e-4OH-熔融碳酸鹽O2+2CO2+4e-2CO3熔融氧化物O2+4e-2O2-2.電解池電極反應式的書寫（1）陽極反應:①陽極是活潑電極(金屬活動性順序表Ag之前)，則應是陽極失電子；②陽極是惰性電極(Pt、Au、石墨)，則應是電解質(zhì)溶液中的還原性離子(分子)放電，結合題意書寫電極反應式。（2）陰極反應:氧化性離子(分子)得到電子被還原的反應，注意題中物質(zhì)的轉化要求。（3）電解原理的試題在新高考中主要是物質(zhì)的制備。所以首先要看物質(zhì)的制備原理，要通過電解原理完成物質(zhì)的轉化(電子的得失、化合價的轉變)，結合電解的基本原理寫出電極反應式。如:以去離子水和氧氣為原料通過電解法制備H2O2的裝置如圖所示。產(chǎn)品H2O2在b區(qū)由O2轉化而來。由b區(qū)O元素化合價變化可判斷b極是陰極，電極反應式為O2+2e-+2H2OH2O2+2OH-；a電極是陽極，電極上要生成O2，電極反應式為2H2O-4e-4H++O2↑。四、價類二維圖1.金屬及其化合物之間的轉化Ⅰ.活潑的金屬元素——鈉及其化合物①2Na+O2Na2O2；②2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑；③2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2；④CO2+2NaOHNa2CO3+H2O；⑤CO2+NaOHNaHCO3；⑥Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3Ⅱ.氧化物、氫氧化物顯兩性的金屬元素——鋁及其化合物①4Al+3O22Al2O3；②2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑；③AlCl3+4NaOHNa[Al(OH)4]+3NaCl；④Na[Al(OH)4]+4HClNaCl+AlCl3+4H2O；⑤Na[Al(OH)4]+CO2Al(OH)3↓+NaHCO3；⑥AlCl3+3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4Cl；⑦2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑Ⅲ.變價金屬元素——鐵及其化合物①2Fe+3Cl22FeCl3；②Fe2O3+3CO2Fe+3CO2或Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3；③2FeCl3+CuCuCl2+2FeCl2；④2FeCl2+Cl22FeCl3；⑤4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3Ⅳ.變價金屬元素——銅及其化合物①2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3；②Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+2H2O+SO2↑；③CuO+H2Cu+H2O或CuO+COCu+CO22.非金屬元素及其化合物之間的轉化Ⅰ.“儲能元素”——硅及其化合物①SiO2+2CSi+2CO↑；②SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O；③Na2SiO3+H2O+CO2Na2CO3+H2SiO3↓；④H2SiO3H2O+SiO2Ⅱ.多價態(tài)的非金屬元素——氯及其化合物①Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl；②Cu+Cl2CuCl2；③Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O；④2Cl2+2Ca(OH)2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O；⑤4HCl(濃)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O；⑥2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑Ⅲ.多價態(tài)的非金屬元素——硫及其化合物①2SO2+O22SO3；②2H2SO4(濃)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O；③2H2SO4(濃)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O；④2Na2SO3+O22Na2SO4Ⅳ.多價態(tài)的非金屬元素——氮及其化合物①2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；②4NH3+5O24NO+6H2O；③3NO2+H2O2HNO3+NO；④4HNO3(濃)+CCO2↑+4NO2↑+2H2O3.常見元素單質(zhì)及其化合物的連續(xù)轉化關系（1）ABC酸(或堿)。符合此條件的常見A物質(zhì)有NH3、N2、H2S、S、CH4、C、Na等，如NH3(N2)NONO2HNO3；H2S(S)SO2SO3H2SO4；CH4(C)COCO2H2CO3；NaNa2ONa2O2NaOH。（2）單質(zhì)酸性(堿性)氧化物酸(堿)鹽。如①NaNa2ONaOHNaCl。②CCO2H2CO3Na2CO3。③SSO2H2SO3Na2SO3。（3）ABC。①若X為CO2:NaOHNa2CO3NaHCO3。②若X為強酸，如HCl:Na[Al(OH)4]Al(OH)3AlCl3；Na2CO3NaHCO3CO2。③若X為強堿，如NaOH:AlCl3Al(OH)3Na[Al(OH)4]。4.常見元素單質(zhì)及其化合物的三角轉化關系5.常見元素單質(zhì)及其化合物不能一步轉化的反應（1）S不能一步轉化成SO3，只能:SSO2SO3。（2）N2不能一步轉化成NO2，只能:N2NONO2。（3）SiO2不能一步轉化成H2SiO3，只能:SiO2Na2SiO3H2SiO3。（4）Cl2不能一步轉化成FeCl2，需多步轉化。（5）CuO(等金屬氧化物)不能一步轉化成Cu(OH)2(等金屬氫氧化物)，需多步轉化。考點一原電池的基本工作原理1.（2024屆廣東省茂名一模）銀飾用久了表面會有一層而發(fā)黑，將銀飾與片接觸并加入溶液，可以除去銀飾表面的，下列說法不正確的是A.是負極 B.陽離子向銀飾移動C.電子由負極經(jīng)溶液流向正極 D.表面發(fā)生反應：2．（2024屆廣東省湛江一模）如圖是一種酸性燃料電池酒精檢測儀，具有自動吹起、流量偵測與控制的功能，非常適合進行現(xiàn)場酒精檢測。下列說法正確的是A．電子由氧氣通入的Pt電極流出B．質(zhì)子()通過質(zhì)子交換膜從負極流向正極C．每消耗22.4L，會產(chǎn)生1mol醋酸D．左側Pt電極表面發(fā)生的反應：3．（2024屆廣東省新南方聯(lián)盟4月聯(lián)考）某興趣小組用大小和形狀相同的銅片和鋅片作電極研究檸檬水果電池，裝置如下圖所示，當電池工作時，下列說法不正確的是A．銅片電極上發(fā)生了還原反應 B．鋅片電極反應式為Zn-2e-=Zn2+C．該裝置實現(xiàn)了從化學能向電能的轉化 D．電流從鋅片經(jīng)導線流向銅片4．（2024屆廣東省韶關一模）如圖所示的新型電池可以處理含CN-的堿性廢水，同時還能淡化海水。下列說法不正確的是A．電子由a極經(jīng)導線流向b極B．電池工作一段時間后，右室溶液的pH增大C．交換膜Ⅰ為陽離子交換膜，交換膜Ⅱ為陰離子交換膜D．b極發(fā)生還原反應5．（2024屆廣東省梅州一模）城鎮(zhèn)地面下埋有縱橫交錯的金屬管道，在潮濕的土壤中易腐蝕。為了防止這類腐蝕的發(fā)生，某同學設計了如圖所示的裝置。下列說法正確的是A．鋼鐵輸水管作為負極B．金屬鎂是作為犧牲陽極材料C．該裝置只有一條電線，沒有構成閉合回路D．這種防腐蝕的方法稱為外加電流法6．（2024屆廣東省惠州三模）利用金屬Al、海水及其中的溶解氧可組成電池，如圖所示。下列說法正確的是A．b電極為電池正極B．電池工作時，海水中的Na+向a電極移動C．電池工作時，緊鄰a電極區(qū)域的海水呈強堿性D．每消耗27gAl，就有22.4L的溶解氧(已換算標準狀況)參與反應7．（2024屆廣東省廣州一模）一種在室溫下可循環(huán)充放電的新型纖維電池有望應用于可穿戴設備的儲能，其工作原理為：，放電時A．發(fā)生還原反應 B．在正極失電子C．陽離子由正極移向負極 D．每消耗，轉移電子8．（2024屆廣東省省二模）一種基于原電池原理的氧氣傳感器可用于測定樣氣中氧氣的含量，其裝置如圖所示。下列說法正確的是A．鉛電極為正極B．銀電極上發(fā)生的反應為C．電子由鉛電極經(jīng)過KOH溶液流向銀電極D．工作過程中，傳感器的質(zhì)量不變9．（2024屆廣東省省一模）微生物燃料電池能在較低的有機負荷下將化學能轉化為電能，可用于有機污染的生物修復，其反應原理如圖所示。設為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法錯誤的是A．a(chǎn)極是電池負極B．電子從極經(jīng)電解質(zhì)溶液流向極C．向極移動D．若“有機物”是甲烷，則a極每產(chǎn)生，轉移電子數(shù)為10．（2024屆廣東省肇慶二模）SO2-空氣電池是一種新型環(huán)保電池，可在發(fā)電的同時制得硫酸，電池內(nèi)部以稀硫酸為電解液。電池工作時，下列說法正確的是A．SO2發(fā)生還原反應B．H2SO4在電池的負極生成C．電子從負極通過電解液移向正極D．通入空氣發(fā)生的電極反應為O2+4e-+2H2O=4OH-11．（2024屆廣東省深圳一模）我國科學家設計了水/有機混合高能鋰硫電池，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是A．硫電極為負極B．通過陽離子交換膜向鋰電極方向遷移C．硫電極上發(fā)生的反應為D．理論上，每消耗1mol，同時消耗2mol12．（2024屆廣東省廣州市白云區(qū)調(diào)研）微電解技術處理高鹽、難降解、高色度廢水的一種工藝，其原理是在不通電的條件下，將酸性廢水通過鐵、碳構成的填料，利用電化學反應進行廢水處理。下列敘述錯誤的是A．鐵失電子產(chǎn)生的可以還原廢水中的B．碳表面的廢水降低C．若向裝置內(nèi)通入，則在碳表面發(fā)生還原反應D．溶液中產(chǎn)生的，能凈化廢水中懸浮的微小顆粒13．（2024屆廣東省順德一模）我國科學家發(fā)明一種新型電池，該電池以碳納米管為正極、鋅線為負極，放電時消耗二氧化碳，同時生成天然氣。下列說法正確的是A．碳納米管參與電極反應 B．負極發(fā)生還原反應C．陽離子由正極移向負極 D．正極產(chǎn)物為考點二電解池的基本工作原理14．（2024屆廣東省湛江二模）下列對關系圖像或?qū)嶒炑b置(如圖)的分析錯誤的是A．圖甲表示等濃度的NaOH溶液滴定20mLHF溶液的滴定曲線，其中c點水的電離程度最大B．圖乙所示裝置，為減緩鐵的腐蝕，開關K應置于C處C．根據(jù)圖丙可知若要除去溶液中的，可向溶液中加入適量CuO至pH在3.5左右D．對于反應，由圖丁可知，15．（2024屆廣東省新南方聯(lián)盟4月聯(lián)考）下圖是CO2電催化還原為CH4的工作原理示意圖。下列說法不正確的是A．該過程是電能轉化為化學能的過程B．銅電極的電極反應式為CO2+8H++8e-=CH4+2H2OC．一段時間后，①池中n(KHCO3)不變D．一段時間后，②池中溶液的pH一定減小16．（2024屆廣東省韶關一模）酸性廢水中的可在一定條件下利用硝酸鹽菌轉化，再用如圖所示裝置除去，下列有關說法不正確的是A．b端為鉛蓄電池的負極B．該裝置電能轉化為化學能C．M為陽離子交換膜D．電解池陰極的電極反應式為：17．（2024屆廣東省梅州二模）某化學學習興趣小組利用下圖裝置制作簡易的燃料電池，電極Ⅰ、Ⅱ均為石墨電極，下列說法不正確的是A．斷開、閉合，一段時間后，電極Ⅱ附近溶液變紅B．電解一段時間后，斷開、閉合，此時電極Ⅰ發(fā)生還原反應C．將溶液換成溶液也能制作成燃料電池D．如將電極Ⅰ、Ⅱ換成鐵電極，兩電極發(fā)生反應不變18．（2024屆廣東省茂名二模）按如圖裝置進行電解滴有紫甘藍溶液飽和食鹽水的可視化實驗，已知紫甘藍溶液酸性條件下呈紅色，中性條件下呈紫色，堿性條件下呈黃色，下列說法不正確的是A．U形管左邊顏色由紫色變黃B．④中帶火星的木條復燃C．反應結束后⑤中的離子濃度：c(Cl-)＞c(ClO-)D．U形管右側先變紅后褪色，體現(xiàn)氯水的酸性和漂白性19．（2024屆廣東省江門一模）高氯酸（）是制備導彈和火箭的固體推進劑高氯酸銨（）的原料之一，下圖為一種惰性電極電解高純次氯酸制備高氯酸的模擬裝置。下列有關說法不正確的是A．b為電源的正極 B．電極M處發(fā)生氧化反應C．從左到右穿過質(zhì)子交換膜 D．電極N的電極反應式：20．（2024屆廣東省省二調(diào)）一種用于析氯和還原硝酸鹽的單原子釕電極工作原理如圖所示。下列說法不正確的是A．該電池將電能轉化為化學能 B．陰陽兩極的產(chǎn)物不能大量共存C．陽極電極反應式為 D．一段時間后，陰極區(qū)電解質(zhì)溶液的減小考點三價類二維圖21．（2024屆廣東省湛江一模）部分含F(xiàn)e物質(zhì)的分類與相應化合價的關系如圖所示。下列推斷不合理的是A．可存在a→e→b的轉化 B．e溶液可與KSCN溶液反應生成紅色沉淀C．能用a制作的容器運輸濃硫酸 D．a(chǎn)可與稀硝酸恰好反應，生成只含b的溶液22．（2024屆廣東省韶關二模）部分硫元素或鐵元素的“價—類”關系如圖所示。下列敘述正確的是A．1mold與足量a充分反應轉移電子數(shù)為B．g常用作涂料的紅色顏料C．含2moli的溶液最多吸收1molbD．常用d容器盛裝c的濃溶液，因為d和c的濃溶液不反應23．（2024屆廣東省韶關一模）部分含硫物質(zhì)的分類與相應化合價關系如圖所示。下列說法正確的是A．b與O2經(jīng)過一步反應生成dB．f的