2021高考化学二轮复习题型分组训练7电化学原理应用--化学电源与电解技术含解析
高考化学二轮复习必做训练 电化学原理及其应用练习卷
电化学原理及其应用练习卷
11. 难度:困难
过氧化银(Ag2O2)是银锌碱性电池正极的活性物质,可通过下列反应制备:
K2S2O8+2AgNO3+4KOHAg2O2↓+2KNO3+2K2SO4+2H2O
(1)已知K2S2O8和H2O2含有一个相同的化学键,则该反应________ (填“是”或“不是”)氧化还原反应;已知下列反应:Mn2++S2O82-+
H2O→MnO4-+SO42-+H+(未配平),反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(2)制备Ag2O2的反应进行完全后,经过滤、洗涤、干燥,即可得到Ag2O2,检验Ag2O2是否洗涤干净的方法是________。
(3)一种银锌(Ag2O2、Zn)碱性电池的电解质溶液为KOH溶液,电池放电时正极生成Ag,负极只生成一种化合物(只含有Zn、K、H、O),其中Zn元素的质量分数为30%,钾、锌两种元素的质量比为7865,则该电池的总反应方程式为________。
(4)用银锌电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液可制取H2,其装置如图所示(电解池中隔膜仅阻止气体通过,M、N均为惰性电极)。
①N极与银锌电池的________(填“Zn”或“Ag2O2”)相连。
②M极的电极反应式为________________________。
专题07 电化学及其应用(2021-2023年)高考化学真题(全国通用)(解析版)
电化学及其应用1.室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。
一种室温钠-硫电池的结构如图所示。
将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极,表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另下列叙述错误的是A .充电时Na +从钠电极向硫电极迁移B .放电时外电路电子流动的方向是a→bC .放电时正极反应为:2Na ++8xS 8+2e -→Na 2S x D .炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能【答案】A【分析】由题意可知放电时硫电极得电子,硫电极为原电池正极,钠电极为原电池负极。
【详解】A .充电时为电解池装置,阳离子移向阴极,即钠电极,故充电时,错误;B .放电时Na 在a 电极失去电子,失去的电子经外电路流向b 电极,硫黄粉在放出的Na +结合得到Na 2S x ,电子在外电路的流向为a→b ,B 正确;C .由题给的的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为2.一种以25V O 和Zn 为电极、()332Zn CF SO 水溶液为电解质的电池,其示意图如下所示。
放电时,2+Zn 可插入V O 层间形成Zn V O nH O ⋅。
下列说法错误的是A .放电时25V O 为正极B .放电时2+Zn 由负极向正极迁移C .充电总反应:252x 252xZn+V O +nH O=Zn V O nH O ⋅D .充电阳极反应:-2+x 252252Zn V O nH O-2xe =xZn +V O +nH O ⋅【答案】C【分析】由题中信息可知,该电池中Zn 为负极、25V O 为正极,电池的总反应为252x 252xZn+V O +nH O=Zn V O nH O ⋅。
【详解】A .由题信息可知,放电时,2+Zn 可插入25V O 层间形成x 252Zn V O nH O ⋅,25V O 发生了还原反应,则放电时25V O 为正极,A 说法正确;B .Zn 为负极,放电时Zn 失去电子变为2+Zn ,阳离子向正极迁移,则放电时2+Zn 由负极向正极迁移,B 说法正确;C .电池在放电时的总反应为252x 252xZn+V O +nH O=Zn V O nH O ⋅,则其在充电时的总反应为x 252252Zn V O nH Ox=Zn+V O +nH O ⋅,C 说法不正确;D .充电阳极上x 252Zn V O nH O ⋅被氧化为25V O ,则阳极的电极反应为-2+x 252252Zn V O nH O-2xe =xZn +V O +nH O ⋅,D 说法正确;综上所述,本题选C 。
考前热点问题 电解原理及应用——讲义 2021届高三化学总复习热点专攻(知识梳理+强化训练)
2021届高三化学热点问题——电解原理及应用学案及训练核心知识梳理1.构建电解池模型,类比分析电解基本原理2.电解池阴、阳极的判断(1)根据所连接的外加电源判断:与直流电源正极相连的为阳极,与直流电源负极相连的为阴极。
(2)根据电子流动方向判断:电子流动方向为从电源负极流向阴极,从阳极流向电源正极。
(3)根据电解池里电解质溶液中离子的移动方向判断:阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动。
(4)根据电解池两极产物判断(一般情况下)①阴极上的现象是析出金属(质量增加)或有无色气体(H2)放出。
②阳极上的现象是有非金属单质生成,呈气态的有Cl2、O2或电极质量减小(活性电极作阳极)。
3.电化学计算的基本方法4.电解池中的三个易误点(1)只有水被电解时,不要误认为溶液的pH不变或一定变化。
若电解NaOH溶液,pH增大;电解H2SO4溶液,pH减小;电解Na2SO4溶液,pH不变。
(2)在电解食盐水的过程中,阴极区显碱性。
不要错误地认为阴极上产生的OH-因带负电荷,移向阳极,使阳极区显碱性。
(3)电解MgCl2和AlCl3溶液时,虽然放电离子和电解NaCl溶液一样,但总的电解离子方程式不同。
高考真题训练1.[2020·新高考全国卷Ⅰ(山东),13]采用惰性电极,以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。
忽略温度变化的影响,下列说法错误的是()A.阳极反应为2H2O-4e-===4H++O2↑B.电解一段时间后,阳极室的pH未变C.电解过程中,H+由a极区向b极区迁移D.电解一段时间后,a极生成的O2与b极反应的O2等量答案D解析A项,根据题图可知a极为阳极,其反应式为2H2O-4e-===4H++O2↑,正确;B项,阳极室产生的氢离子通过质子交换膜进入阴极室,阳极室pH保持不变,正确;C项,电解过程中阳离子移向阴极,故H+移向b极区,正确;D项,根据电极反应式:阳极反应为2H2O -4e-===4H++O2↑,阴极反应为2H++O2+2e-===H2O2,故a极生成的O2与b极反应的O2不等量,错误。
专题07 电化学原理及应用—2022年高考化学二轮复习讲练测-讲义(解析版)
专题07 电化学原理及应用【考情分析】核心素养科学探究与创新意识和科学态度与社会责任素养考纲1.了解原电池的工作原理,能写出电极反应和电池反应的方程式。
2.了解常见化学电池的种类及其工作原理。
3.了解电解池的工作原理,能写出电极反应的方程式。
4.了解常见电解池及其工作原理。
5.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。
考情预测电化学是高考命题的热点,其中原电池与电解池的工作原理、新型电池的分析及应用、金属的腐蚀与防护、电解产物的判断与计算、电极的判断与电极反应式的书写等内容是考查的重点。
预计以后的高考中对本专题的考查形式,一般以新能源电池或燃料为载体,考查原电池正负极的判断、电极反应式的书写、电子和电流流向和溶液pH的变化等;原电池的应用主要考查电化学腐蚀及解释某些化学现象等,电解原理及其应用主要考查电解过程的分析、电极上离子的放电顺序与产物的判断、电极反应式的书写。
【考点剖析】知识点一、原电池原理1、能量的转化原电池:将化学能转变为电能的装置。
2、Cu-Zn 原电池3、电路:外电路:电子从负极流向正极,电流从正极流向负极。
内电路:阴离子移向负极,阳离子移向正极。
电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 Zn -2e -===Zn 2+Cu 2++2e -===Cu反应类型 氧化反应还原反应电子流向 由Zn 沿导线流向Cu盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl 溶液,K +移向正极,Cl -移向负极3、构成原电池的条件(1)有一个自发进行的氧化还原反应 (2)装置(1)一看反应:看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件①电解质溶液;②两电极直接或间接接触;③两电极插入电解质溶液。
口诀:负极失电子,正极上还原,离子咋移动,遵循大循环。
2021-2022年高中化学二轮复习 专题七 电化学练习
2021年高中化学二轮复习专题七电化学练习[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。
考点一原电池的工作原理及其应用1.图解原电池工作原理2.原电池装置图的升级考查说明(1)无论是装置①还是装置②,电子均不能通过电解质溶液。
(2)在装置①中,由于不可避免会直接发生Zn+Cu2+===Cu+Zn2+而使化学能转化为热能,所以装置②的能量转化率高。
(3)盐桥的作用:原电池装置由装置①到装置②的变化是由盐桥连接两个“半电池装置”,其中盐桥的作用有三种:①隔绝正负极反应物,避免直接接触,导致电流不稳定;②通过离子的定向移动,构成闭合回路;③平衡电极区的电荷。
(4)离子交换膜作用:由装置②到装置③的变化是“盐桥”变成“质子交换膜”。
离子交换膜是一种选择性透过膜,允许相应离子通过,离子迁移方向遵循电池中离子迁移方向。
题组一 原电池电极反应式书写集训 (一)辨析“介质”书写电极反应式1.按要求书写不同“介质”下甲醇燃料电池的电极反应式。
(1)酸性介质,如H 2SO 4溶液: 负极:CH 3OH -6e -+H 2O===CO 2+6H +。
正极:32O 2+6e -+6H +===3H 2O 。
(2)碱性介质,如KOH 溶液:负极:CH 3OH -6e -+8OH -===CO 2-3+6H 2O 。
正极:32O 2+6e -+3H 2O===6OH -。
(3)熔融盐介质,如K 2CO 3:负极:CH 3OH -6e -+3CO 2-3===4CO 2+2H 2O 。
正极:32O 2+6e -+3CO 2===3CO 2-3。
(4)掺杂Y 2O 3的ZrO 3固体作电解质,在高温下能传导O 2-: 负极:CH 3OH -6e -+3O 2-===CO 2+2H 2O 。
2021高考化学二轮复习题型分组训练7电化学原理应用--化学电源与电解技术含解析
题型分组训练7 电化学原理应用——化学电源与电解技术(A组)1.用石墨电极完成下列电解实验。
实验一实验二装置a、d处试纸变蓝;b处变红,局部褪色;两个石墨电极附近有气泡产生;n处有气 现象c处无明显变化泡产生……下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )A.a、d处:2H2O+2e-===H2↑+2OH-B.b处:2Cl--2e-===Cl2↑C.c处发生了反应:Fe-2e-===Fe2+D.根据实验一的原理,实验二中m处能析出铜2.根据光合作用原理,设计如图原电池装置。
下列说法正确的是( )A.a电极为原电池的正极B.外电路电流方向是a→bC.b电极的电极反应式为:O2+2e-+2H+===H2O2D.a电极上每生成1 mol O2,通过质子交换膜的H+为2 mol3.甲醇燃料电池是目前应用比较广泛的一种燃料电池,其工作原理如下图所示:下列说法正确的是( )A.N为正极,发生氧化反应B.a气体为氧气,b气体为甲醇C.甲池溶液pH增大,乙池溶液pH减小D.若有1 mol CO2生成,则有6 mol H+从甲池透过交换膜进入乙池4.如图所示装置,开关K闭合时,电流表指针发生偏转,下列有关开关K闭合时的说法正确的是( )A.b极是负极B.a极电极反应式为H2-2e-===2H+C.当装置中有1 mol电子通过时,右池产生标准状况下5.6 L气体D.电池总反应式为2H2+O2===2H2O5.利用微生物可将废水中苯酚的化学能直接转化为电能,装置如图所示。
电池工作时,下列说法正确的是( )A.a极为正极,发生氧化反应B.b极的电极反应式为:2NO-3+12H+-10e-===N2↑+6H2OC.中间室的Cl-向左室移动D.左室消耗苯酚(C6H5OH)9.4 g时,用电器流过2.4 mol电子6.工业上联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示,其中阴极和阳极均为惰性电极。
测得同温同压下,气体甲与气体乙的体积比约为1:2,下列有关说法正确的是( )A.a电极的电极反应式为:2H++2e-===H2↑B.产物丙为硫酸C.离子交换膜d为阴离子交换膜D.每转移0.1 mol电子,产生1.12 L的气体乙7.微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。
电化学原理及其应用二轮复习
(1)根据两个电极反应式,写出总反应式。使两个电极反应式 得失电子数相等后,将两式相加,消去相同的化学式。 (2)根据总反应式写电极反应式一般分四个步骤:①列物质, 标得失;②选离子,配电荷;③配个数,巧用水;④两式加,验 总式。
针对训练 1.人类活动产生的 CO2 长期积累,威胁到生态环境,其减 排问题受到全世界关注。 (1)工业上常用高浓度的 K2CO3 溶液吸收 CO2,得溶液 X, 再利用电解法使 K2CO3 溶液再生,其装置示意图如下:
CuO 或 CuCO3 入 _________________ 复 原 , 而 Cu2 完 全放 电 之 后 , 应 加 入
+
Cu(OH)2 或 Cu2(OH)2CO3 复原。
(6)掌握惰性电极电解的四大类型及规律: ①电解水型:含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐 (如
NaOH、H2SO4、K2SO4 等)的电解。 ______________________
2- 2.一种熔融碳酸盐燃料电池,电池工作时,CO3 向电极正
极移动。(
)
3.由铜片、铝片和浓硝酸组成的电池,工作时正极的电极 反应式为:2H +NO3 +e ===NO2↑+H2O。(
+ - -
)
4.锂碘电池,该电池反应为:2Li(s)+I2(s)===2LiI(s)则碘电 极作该电池的负极。( )
- -
2- 正极:2O2+8e-+4CO2===4CO3
(4)掺杂 Y2O3 的 ZrO3 固体电解质, 在高温下能传导正极生成 的 O2-。 根据 O2 移向负极, 在负极上 CH4 失电子生成 CO2 气体, 而
-
O2 在正极上得电子生成 O2-,电极反应式为 负极:CH4-8e-+4O2-===CO2↑+2H2O 正极:2O2+8e ===4O2
高考化学二轮复习专题电化学原理及其应用
电化学原理及其应用一、选择题1.中央电视台报道,一种名叫“排毒基强离子排毒仪”的产品正在市场热销。
向排毒盆内倒入了纯净的温水,双脚放入盆中,启动电源开关,加入了适量精盐。
过一段时间,盆中开始出现绿色、红褐色的絮状物。
下列说法正确的是 ( ) A.绿色、红褐色的絮状物就是从脚底排出的体内毒素B.加一些精盐的目的是起到消炎杀菌的作用C.此“排毒基强离子排毒仪”一定是用惰性电极制成的D.绿色、红褐色的絮状物分别是氢氧化亚铁和氢氧化铁2.中学阶段介绍的应用电解法制备的物质主要有三种:一是铝的工业制备、二是氯碱工业、三是金属钠的制备。
下列关于这三个工业生产的描述正确的是 ( ) A.电解法制金属钠时,负极反应式为:Na++e-===NaB.电解法生产铝时,需对铝土矿进行提纯,在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两性C.在氯碱工业中,电解池中的阴极产生的是H2,NaOH在阳极附近产生D.氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了NaCl,在电解时它们的阴极都是Cl-失电子3.(2010·全国理综Ⅰ,10)下图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。
电池的一个电极由有机光敏染料(S)涂覆在TiO2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:TiO2/S TiO2/S*(激发态)TiO2/S*―→TiO2/S++e-+2e-―→3I-I-32TiO2/S++3I-―→2TiO2/S+I-3下列关于该电池叙述错误的是 ( ) A.电池工作时,I-在镀铂导电玻璃电极上放电B.电池工作时,是将太阳能转化为电能C.电池的电解质溶液中I-和I-3的浓度不会减少D.电池中镀铂导电玻璃为正极4.(2010·安徽理综,11)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+,其基本结构见下图,电池总反应可表示为:2H2+O2===2H2O,下列有关说法正确的是 ( )A.电子通过外电路从b极流向a极B.b极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e-===4OH-C.每转移0.1 mol电子,消耗1.12 L的H2D .H +由a 极通过固体酸电解质传递到b 极5.(2010·浙江理综,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 ,有关该电池的下列说法中,正确的是 ( )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+D .充电时,阴极发生的电极反应式为:Li 2S +Fe -2e -===2Li ++FeS6.下列关于金属腐蚀叙述正确的是 ( )A .金属在潮湿空气中腐蚀的实质是:M +nH 2O===M(OH)n +n 2H 2↑ B .金属的化学腐蚀的实质是M -ne -===M n +,电子直接转移给氧化剂C .金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D .在潮湿的中性环境中,金属的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀7.下列叙述正确的是 ( )A .在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应B .用惰性电极电解Na 2SO 4溶液,阴、阳两极产物的物质的量之比为1∶2C .用惰性电极电解饱和NaCl 溶液,若有1 mol 电子转移,则生成1 mol NaOHD .镀层破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀8.以惰性电极电解CuSO 4溶液。
高考二轮复习-电化学(正式)
2018考试大纲
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。了解常见化 学电源的种类及其工作原理。 了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。
备考指导
1.客观题。 (1)以新型化学电源为载体,考查电极反应式的正误 判断及电子、离子的移动方向等。 (2)考查电化学在金属腐蚀与防护方面的应用。 2.主观题。 (1)考查电极反应式、电池反应式的书写。 (2)考查原电池、电解池原理在工业生产中的应用。 (3)考查电子转移、两极产物、pH等的相关计算。
关闭
C
解析 答案
1.(2017全国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( )
训练6 (2014安徽皖南八校三次联考)一种太阳能电池的工作原理 如图所示,电解质为铁氰化钾K3[Fe(CN)6]和 亚铁氰化钾K4 [Fe(CN)6]的混合溶液。下列说法中不正确的是( )
关闭
✔ A由.K电+子移流向向可催知化a 为剂负b极,发生失电子的氧化反应:Fe(CN)64--e-
Fe(CN) 63-;b 为正极,
考纲提炼:
1.电化学装置的判断——原电池及电解池的区分 2.电极的判断:正极和负极、阳极和阴极 3.电化学中的“方向”问题:电流、电子、离子 4.电极方程式及电池方程式的判断及书写 5.电化学题型中的相关计算问题:电子转移、两 极产物、pH的计算等
思路一 思路二 思路三 思路四
解题思路一:电化学装置类型的判断
原电池
1.没有电源,两极用导线互相连接, 直接插入连通的电解质溶液里
2.活泼性不同的电极
高三化学二轮专题复习,电化学原理及应用
5. 真题演练 认识高考
5.(2022·广东卷)科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质,发展了一种无需离子交换膜 的新型氯流电池,可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为:
NaTi2(PO4)3+2Na++2e- = Na3Ti2(PO4)3。下列说法正确的是( C )
A.充电时电极b是阴极
B.放电时NaCl溶液的PH减小 C.放电时NaCl溶液的浓度增大
D.电解池总反应为:2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O,电解结束后,可通 过调节溶液pH将锰离子转化为沉淀除去,然后再加入碳酸钠溶液,从而获得碳酸锂,D 正确;
5. 真题演练 认识高考
4.(2022·湖南卷)海水电池在海洋能源领域备受关注,一种锂-海水电池构造
示意图如下。下列说法错误的是( B )
3. 知识梳理 温故知新
原电池的工作原理
电子:负极→正极 电流:正极→负极 阳离子:移向正极 阴离子:移向负极
3. 知识梳理 温故知新
原电池装置改进
缺点:氧化剂与还
原剂直接接触反应,部 分化学能转化为热能
提高化学能的 转化率 ,使产生的 电流持续稳定
单液原电池
双液原电池
ZnSO4 溶液
隔膜原电池
A.海水起电解质溶液作用
B.N极仅发生的电极反应:2H2O+2e-=2OH-+H2↑, C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D.该锂-海水电池属于一次电池
正极
2H2O+2e-=2OH-+H2↑ 与O2+4e-+2H2O=4OH-
负极 Li-e-=Li+
2021届高三化学三轮复习 全国II卷—电化学原理应用
2021届高三化学三轮复习全国II 卷—电化学原理应用1.某小组依据氧化还原反应:22Ag (aq)Cu(s)Cu (aq)2Ag(s)++++设计的原电池如图所示,下列说法正确的是( )A .电极X 可以是碳棒也可以是银棒B .盐桥中的阳离子流向4CuSO 溶液所在烧杯C .银电极为电池的负极,发生的电极反应为Ag e Ag -+-D .外电路中电流的方向是从银电极流向X 电极2.锂空气电池是一种用锂作负极,以空气中的氧气作为正极反应物的电池。
其工作原理如图,下列说法中错误的是()A .多孔电极可以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B .正极的电极反应:--22O +4e +2H O4OHC .有机电解液可以是乙醇等无水有机物D .充电时专用充电电极可防止空气极腐蚀和劣化 3.下列装置能构成原电池的是( )A.只有甲B.只有乙C.只有丙D.除乙外均可以4.新华网报道,我国固体氧化物燃料电池技术研发取得新突破。
科学家利用该技术实现了2H S 废气资源回收能量,并得到单质硫的原理如图所示。
下列说法正确的是()A .电极b 为电池负极B .电路中每通过4 mol 电子,正极消耗244.8 L H SC .电极b 上的电极反应为:22O 4e 4H 2H O ++-+D .电极a 上的电极反应为:22222H S 2O 4e S 2H O --++-5.锌锰干电池在放电时,总反应方程式可以表示为2242332Zn(s)2MnO (s)2NH (aq)Zn (aq)Mn O (s)2NH (g)H O(l)+++++++,在如图所示装置中,电池放电时,正极(石墨棒)上发生反应的物质是( )A.ZnB.石墨C.24MnO NH +和D.23Zn NH +和6.科学家设计出质子膜2H S 燃料电池,实现了利用2H S 废气资源回收能量并得到单质硫。
质子膜2H S 燃料电池的结构示意图如图所示。
2021新高考版化学二轮专题复习课件:1.9 电化学原理应用——化学电源与电解技术
1.[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。现 以 NaCl 溶液模拟海水,采用惰性电极,用下图装置处理有机废水(以 含 CH3COO-的溶液为例)。下列说法错误的是( )
A.负极反应为 CH3COO-+2H2O-8e-===2CO2↑+7H+ B.隔膜 1 为阳离子交换膜,隔膜 2 为阴离子交换膜 C.当电路中转移 1 mol 电子时,模拟海水理论上除盐 58.5 g D.电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比 为 2:1
交换膜,B 项错误;电路中转移 1 mol 电子时,向 a 极和 b 极分别 移动 1 mol Cl-和 1 mol Na+,则模拟海水理论上可除盐 58.5 g,C
项正确;电池工作时负极产生 CO2,正极产生 H2,结合正、负极的 电极反应知,一段时间后,正极和负极产生气体的物质的量之比为
2:1,D 项正确。
答案:C
3.[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。在如图所示的情境中,下列有关说法正确的是 ()
A.阴极的电极反应式为 Fe-2e-===Fe2+ 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
答案:C
6.[2019·浙江卷]化学电源在日常生活和高科技领域中都有广 泛应用。
下列说法不正确的是( ) A.甲:Zn2+向 Cu 电极方向移动,Cu 电极附近溶液中 H+浓度 增加 B.乙:正极的电极反应式为:Ag2O+2e-+H2O===2Ag+2OH
-
C.丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄 D.丁:使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力 下降
2021届高考二轮化学人教版课件:专题7 电化学 【KS5U 高考】
专题七 电化学
高考二轮总复习 • 化学
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4.(2019·课标全国Ⅰ,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
( B)
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NH3 D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
酸性
专题七 电化学
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【解析】 阴极发生还原反应,氢离子由交换膜右侧向左侧迁移, 阴极的电极反应式为CO2+2e-+2H+═══CO+H2O,A项正确;结 合阳极区发生的反应,可知协同转化总反应为CO2+H2S═══S+CO +H2O,B项正确;石墨烯作阳极,其电势高于ZnO@石墨烯的,C项 错误;Fe3+、Fe2+在碱性或中性介质中会生成沉淀,它们只稳定存在 于酸性较强的介质中,D项正确。
专题七 电化学
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6.(2018·课标全国Ⅰ,13)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+
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专题七 电化学
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该 电 解 池 的 阳 极 为 __F_e_电__极____ , 总 反 应 为 _F_e_+__2____________+__ _H_2_↑__(_F_e_+__2_C_5_H_6_═_═__═_F_e_(_C_5_H__5)_2_+__H_2_↑__)________。
2021高考化学二轮复习第一部分题型7电化学原理应用--化学电源与电解技术训练含解析
题型7 电化学原理应用——化学电源与电解技术真题·考情『全国卷』1.[2020·全国卷Ⅰ]科学家近年发明了一种新型Zn-CO2水介质电池。
电池示意图如下,电极为金属锌和选择性催化材料。
放电时,温室气体CO2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Zn-2e-+4OH-===Zn(OH)2-4B.放电时,1 mol CO2转化为HCOOH,转移的电子数为2 molC.充电时,电池总反应为2Zn(OH)2-4===2Zn+O2↑+4OH-+2H2OD.充电时,正极溶液中OH-浓度升高2.[2020·全国卷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WO3薄膜中,生成Ag x WO3,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:WO3+x Ag===Ag x WO33.[2020·全国卷Ⅲ]一种高性能的碱性硼化钒(VB2)空气电池如图所示,其中在VB2电极发生反应:VB2+16OH--11e-===VO3-4+2B(OH)-4+4H2O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)O2参与反应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4VB2+11O2+20OH-+6H2O===8B(OH)-4+4VO3-4D.电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极4.[2019·全国卷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5.[2019·全国卷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(3DZn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3DZn—NiOOH二次电池,放电ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。
2021届高考化学二轮复习电化学原理与应用作业
电化学原理与应用1.(2020·湘潭模拟)用电化学法制备LiOH的实验装置如图,采用惰性电极,a口导入LiCl溶液,b口导入LiOH溶液,下列叙述正确的是()A.通电后阳极区溶液pH增大B.阴极区的电极反应式为4OH--4e-O 2↑+2H2OC.当电路中通过1 mol电子的电量时,会有0.25 mol的Cl2生成D.通电后Li+通过交换膜向阴极区迁移,LiOH浓溶液从d口导出【解析】选D。
左端为阳极,阳极上失去电子,发生氧化反应2Cl--2e-Cl 2↑,氯气溶于水生成盐酸和次氯酸,pH有所降低,故A项错误;右端是阴极区,得到电子,发生还原反应:2H 2O+2e-2OH-+H2↑,故B项错误;根据选项A的电极反应式,通过1 mol电子,得到0.5 mol Cl2,故C项错误;根据电解原理,阳离子通过阳离子交换膜,从阳极区向阴极区移动,LiOH浓溶液从d口导出,故D项正确。
2.(2020·陕西省五校联考)微生物燃料电池可净化废水,同时还能获得能源或有价值的化学产品,图1为其工作原理,图2为废水中Cr2O72-浓度与去除率的关系。
下列说法正确的是()A.M为电池正极,CH3COOH被还原B.外电路转移4 mol电子时,M极产生22.4 L CO2C.反应一段时间后,N极附近的溶液pH下降D.Cr2O72-浓度较大时,可能会造成还原菌失活【解析】选D。
由图中信息可知,电子由M极流向N极,则M为电池负极,CH 3COOH被氧化,A项错误;根据负极电极反应式CH3COOH-8e-+2H2O2CO2↑+8H+可知,外电路转移4 mol电子时,标准状况下M极产生22.4 L CO2(忽略CO2溶解),但题干中没有说明标准状况,B项错误;根据图中信息可知,N极消耗氢离子,反应一段时间后,氢离子浓度降低,N极附近pH增大,C项错误;强氧化剂能使蛋白质变性,故Cr2O72-浓度较大时,可能会造成还原菌失活,D项正确。
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题型分组训练7 电化学原理应用——化学电源与电解技术(A组)1.用石墨电极完成下列电解实验。
实验一实验二装置a、d处试纸变蓝;b处变红,局部褪色;两个石墨电极附近有气泡产生;n处有气 现象c处无明显变化泡产生……下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )A.a、d处:2H2O+2e-===H2↑+2OH-B.b处:2Cl--2e-===Cl2↑C.c处发生了反应:Fe-2e-===Fe2+D.根据实验一的原理,实验二中m处能析出铜2.根据光合作用原理,设计如图原电池装置。
下列说法正确的是( )A.a电极为原电池的正极B.外电路电流方向是a→bC.b电极的电极反应式为:O2+2e-+2H+===H2O2D.a电极上每生成1 mol O2,通过质子交换膜的H+为2 mol3.甲醇燃料电池是目前应用比较广泛的一种燃料电池,其工作原理如下图所示:下列说法正确的是( )A.N为正极,发生氧化反应B.a气体为氧气,b气体为甲醇C.甲池溶液pH增大,乙池溶液pH减小D.若有1 mol CO2生成,则有6 mol H+从甲池透过交换膜进入乙池4.如图所示装置,开关K闭合时,电流表指针发生偏转,下列有关开关K闭合时的说法正确的是( )A.b极是负极B.a极电极反应式为H2-2e-===2H+C.当装置中有1 mol电子通过时,右池产生标准状况下5.6 L气体D.电池总反应式为2H2+O2===2H2O5.利用微生物可将废水中苯酚的化学能直接转化为电能,装置如图所示。
电池工作时,下列说法正确的是( )A.a极为正极,发生氧化反应B.b极的电极反应式为:2NO-3+12H+-10e-===N2↑+6H2OC.中间室的Cl-向左室移动D.左室消耗苯酚(C6H5OH)9.4 g时,用电器流过2.4 mol电子6.工业上联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示,其中阴极和阳极均为惰性电极。
测得同温同压下,气体甲与气体乙的体积比约为1:2,下列有关说法正确的是( )A.a电极的电极反应式为:2H++2e-===H2↑B.产物丙为硫酸C.离子交换膜d为阴离子交换膜D.每转移0.1 mol电子,产生1.12 L的气体乙7.微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。
某微生物燃料电池的工作原理如图所示,下列说法正确的是( )A.HS-在硫氧化菌作用下转化为SO2-4的反应为HS-+4H2O-8e-===SO2-4+9H+B.电子从电极b流出,经外电路流向电极aC.如果将反应物直接燃烧,能量的利用率不会变化D.若该电池电路中有0.4 mol电子发生转移,则有0.5 mol H+通过质子交换膜8.利用如图所示装置,可以模拟铁的电化学防护。
下列说法错误的是( )A.若X是锌棒,将K与M连接,此方法是牺牲阳极的阴极保护法,使铁不易受腐蚀B.若X是碳棒,将K与N连接,可减缓铁的腐蚀C.若X是碳棒,将K与M连接,碳棒的电极反应式是2H++2e-===H2↑D.若X是锌棒,将K与N连接,锌棒的电极反应式是Zn-2e-===Zn2+(B组)1.CO2是重要的温室气体,对地球温室效应的“贡献”最大,如何利用CO2是摆在科技工作者面前的重要课题。
下图所示电解装置可将CO2转化为乙烯,该装置的电解质溶液为强酸性水溶液,电极材料为惰性电极。
下列有关说法正确的是( )A.a为电池的正极B.电解过程中H+移向阳极C.反应前后溶液的pH保持不变D.阴极反应式:2CO2+12H++12e-===C2H4+4H2O2.如图是电化学还原CO2制备草酸铜(CuC2O4)的反应原理,电解液不参加反应,通电一段时间后,下列说法不正确的是()A.Cu电极反应式为:Cu-2e-===Cu2+B.草酸铜在阳离子交换膜右侧生成C.该过程是电能转化为化学能D.每生成1 mol CuC2O4需要标况下44.8 L CO23.我国科学家设计出的一种装置(如图所示),实现了“太阳能→电能→化学能”的转化,总反应为2CO2===2CO+O2。
下列有关说法正确的是()A.该装置属于原电池B.人体呼出的水蒸气参与Y极反应:CO2+H2O+2e-===CO+2OH-C.反应完毕,该太阳能装置中的电解质溶液碱性增强D.X极电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-4.我国对“可呼吸”的钠-二氧化碳电池的研究取得突破性进展。
该电池的总反应式为:放电4Na+3CO22Na2CO3+C,其工作原理如图所示(放电时产生的Na2CO3固体储存于碳纳米充电管中)。
下列说法不正确的是()A.放电时,钠金属片作负极,碳纳米管作正极B.充电时,阳极反应为:2Na2CO3+C-4e-===3CO2↑+4Na+C.放电时,Na+从负极区向正极区移动D.该电池的电解质溶液也可使用NaClO4的水溶液5.法国格勒诺布尔(Grenoble)约瑟夫·傅立叶大学的研究小组发明了第一块可植入人体为人造器官提供电能的葡萄糖生物燃料电池,其基本原理是葡萄糖和氧气在人体中酶的作用酶6CO2+6H2O(酸性环境)。
下列有关该电池的说法不正确的是下发生反应:C6H12O6+6O2 =====()A.该生物燃料电池不可以在高温下工作B.电池的负极反应为C6H12O6+6H2O-24e-===6CO2↑+24H+C.消耗1 mol氧气时转移4 mol e-,H+向负极移动D.今后的研究方向是设法提高葡萄糖生物燃料电池的效率,从而使其在将来可以为任何可植入医疗设备提供电能充电6.正、负极都是碳材料的双碳性电池,电池充、放电过程为2nC+LiA C n A+放电LiC n,充电时Li+、A-分别吸附在两极上形成LiC n和C n A(如图所示),下列说法正确的是() A.a是电池的负极B.放电时,A-向b极移动C.放电时,负极的电极反应式是nC-e-+A-===C n AD.充电时,电解质中的离子总数保持不变7.已知某种微生物燃料电池的工作原理如图所示。
下列说法正确的是( )外电路A.电流的流动方向:B极――→A极B.溶液中的H+由B极区移向A极区C.在高温下,该微生物燃料电池的工作效率更高D.A极的电极反应式为CH3COOH-8e-+8OH-===2CO2+6H2O8.一种钌(Ru)配合物光敏太阳能电池的工作原理及电池中发生的反应如下图所示:下列说法正确的是( )A.电极X为电池的正极B.电池工作时,电能转变为光能C.电池工作时,电极Y上发生还原反应D.电池的电解质溶液中I-和I-3的浓度不断减小题型分组训练7电化学原理应用——化学电源与电解技术(A组)1.解析:根据a、d处试纸变蓝,可判断a、d两点都为电解池的阴极,发生的电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-,A选项正确;b处变红说明有H+生成,即水中的OH-放电生成O2和H2O,局部褪色,说明Cl-放电生成Cl2,氯气溶于水生成盐酸和次氯酸:Cl2+H2O HCl +HClO,HCl溶液显酸性,HClO具有漂白性,B选项不正确;c处为阳极,铁失去电子生成亚铁离子,发生的电极反应为Fe-2e-===Fe2+,C选项正确;实验一中ac形成电解池,db形成电解池,所以实验二中也形成电解池,铜珠的左端为电解池的阳极,铜失电子生成铜离子,m、n是铜珠的右端,为电解池的阴极,开始时产生气体,后来铜离子得到电子生成单质铜,故D选项正确。
答案:B2.解析:根据图示可知,a电极上H2O转化为H+和O2,发生氧化反应,则a电极为原电池的负极,A项错误;a电极为负极,b电极为正极,外电路电流方向应从正极到负极,即b→a,B项错误;根据图示可知,b电极上O2得电子转化为H2O2,电极反应式为:O2+2e-+2H +===H+为2O2,C项正确;a电极上每生成1 mol O2,转移4 mol电子,则通过质子交换膜的H4 mol,D项错误。
答案:C3.解析:燃料电池工作时,燃料发生氧化反应,失去电子,故M电极为负极,a气体为甲醇,电极反应式为:CH3OH+H2O-6e-===CO2↑+6H+,甲醇在负极被氧化生成CO2。
有1 mol CO2生成,则有6 mol H+生成,甲池溶液pH减小。
N电极为正极,在其表面发生还原反应;电池中,阳离子从负极移向正极,H+从甲池通过交换膜进入乙池。
故D选项正确,A、B、C选项错误。
答案:D4.解析:选项A,通入H2的一极为负极,则a极为负极,b极为正极,错误。
选项B,左池的电解质为NaOH,则a极电极反应式为2OH-+H2-2e-===2H2O,错误。
选项C,b极电极反应式为O2+4H++4e-===2H2O,当通过1 mol电子时,右池消耗标准状况下O2 5.6 L,错误。
答案:D5.解析:由题图可知,在b极上NO-3转化为N2,发生得电子的还原反应,故b极为正极,a极为负极,A项错误;b极的电极反应式为2NO-3+12H++10e-===N2↑+6H2O,B项错误;原电池中阴离子向负极移动,故C项正确;左室消耗苯酚的电极反应式为C6H5OH-28e-+11H2O===6CO2↑+28H+,9.4 g苯酚的物质的量为0.1 mol,故用电器应流过2.8 mol电子,D 项错误。
答案:C6.解析:根据题图并结合题意,同温同压下,气体甲与气体乙的体积比约为1:2,知Earlybird甲为O2,乙为H2,则a电极上OH-放电,产生氧气,电极反应式为:2H2O-4e-===4H++O2↑,A项错误;a电极为阳极,阳极上OH-放电,SO2-4向阳极移动,因此产物丙为硫酸,B项正确;b 电极为阴极,阴极上H+放电,Na+向阴极移动,则d为阳离子交换膜,C项错误;根据b电极的电极反应:2H2O+2e-===H2↑+2OH-,知每转移0.1mol电子,产生标准状况下1.12L气体乙(H2),D项错误。
答案:B7.解析:根据题图知,在硫氧化菌作用下HS-转化为SO2-4,发生氧化反应:HS-+4H2O -8e-===SO2-4+9H+,A项正确;电子从电极a流出,经外电路流向电极b,B项错误;如果将反应物直接燃烧,有部分化学能转化为热能和光能,能量的利用率降低,C项错误;若该电池电路中有0.4 mol电子发生转移,则有0.4 mol H+通过质子交换膜,D项错误。
答案:A8.解析:若X是锌棒,将K与M相连,则锌棒作负极,铁棒作正极被保护起来,此方法称为牺牲阳极的阴极保护法,A项正确;若X是碳棒,将K与N相连,铁连接电源的负极,则铁作阴极被保护起来,可减缓铁的腐蚀,此方法称为外加电流的阴极保护法,B项正确;若X是碳棒,将K与M相连,则碳棒作正极,铁发生吸氧腐蚀,碳棒的电极反应式为2H2O+O2+4e-===4OH-,C项错误;若X是锌棒,将K与N相连,则锌棒作阳极,阳极上Zn失电子发生氧化反应,D项正确。