电化学综合应用
电化学技术与应用
电化学技术与应用电化学技术是指利用电生产化学反应的技术方法。
它通过在电化学电池中产生的电流驱动化学变化，实现各种工艺过程和应用。
在现代工业领域中，电化学技术已经发展成为一种重要的化工技术，在许多领域都得到了广泛的应用。
一、基本原理电化学技术的基本原理是电解和电镀。
电解是指在电解质溶液中，通过外加电流将化合物分解成离子的过程。
电镀则是在电解质溶液中，利用电流将金属离子还原成金属沉积在电极表面的过程。
这两种基本原理是电化学技术的基础，也是许多应用的核心。
二、环境保护领域中的应用电化学技术在环境保护领域有着重要的应用价值。
例如，电化学氧化法可以将易挥发性有机物转化为无机物，有效降低有机物的排放量。
电化学还原法可用于处理工业废水中的重金属离子，将其还原成相对无害的金属沉积物。
此外，电化学技术还可以用于处理废气中的有害气体，如二氧化硫和氮氧化物等。
电化学技术的环境友好性和高效性使其成为环保领域中的重要手段。
三、能源领域中的应用电化学技术在能源领域中具有广泛的应用前景。
其中，最为典型的应用是燃料电池。
燃料电池通过电化学反应将燃料和氧气直接转化为电能，是一种高效、清洁的能源转换方式。
燃料电池的应用可以替代传统的燃烧方式，减少对环境的污染。
此外，电化学技术还可以应用于电池的制造和储能技术的研究等方面。
四、材料科学领域中的应用电化学技术在材料科学领域中也具有重要应用价值。
例如，通过电化学抛光技术可以获得高光洁度的金属表面。
电化学沉积技术可以制备均匀、致密的金属薄膜，用于电子器件和显示器件的制造。
电化学腐蚀技术可以改变材料的表面性质，提高材料的抗腐蚀性能。
电化学技术的广泛应用为材料科学的发展提供了强有力的支持。
五、生物医学领域中的应用电化学技术在生物医学领域中的应用也越来越广泛。
例如，电化学生物传感器可以检测人体液体中的生物分子，实现体液分析和疾病诊断。
电刺激技术可以用于神经科学研究和康复治疗。
电化学技术还可以用于药物传递和组织工程等领域。
2018版高三化学一轮复习5年真题分类：专题13 电化学综合应用 含答案
专题13 电化学综合应用1．【2015上海化学】（12分）氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。
下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。
完成下列填空：（1）写出电解饱和食盐水的离子方程式。
（2）离子交换膜的作用为、。
（3）精制饱和食盐水从图中位置补充，氢氧化钠溶液从图中位置流出。
（选填“a”、“b”、“c”或“d”）（4）KClO3可以和草酸（H2C2O4）、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2，还生成CO2和KHSO4等物质。
写出该反应的化学方程式。
（5）室温下，0.1 mol/L NaClO溶液的pH 0.1 mol/L Na2SO3溶液的pH。
（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
浓度均为0.1 mol/L 的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中，SO32–、CO32–、HSO3–、HCO3–浓度从大到小的顺序为。
已知：H2SO3K i1=1.54×10-2K i2=1.02×10-7HClO K i1=2.95×10-8H2CO3K i1=4.3×10-7K i2=5.6×10-11【答案】（1）2Cl－＋2H2O Cl2↑＋H2↑＋2OH－（2）阻止OH-进入阳极室，与Cl2发生副反应2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O 阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。
（3）a d（4）2KClO3+ H2C2O4+ 2H2SO4=== 2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O（5）大于SO32–>CO32–>HCO3–>HSO3–【解析】（1）电解饱和食盐水时，溶液中的阳离子H+在阴极得到电子变为H2逸出，使附近的水溶液显碱性，溶液中的阴离子Cl-在阳极失去电子，发生氧化反应。
产生Cl2。
反应的离子方程式是2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。
高中化学试题：电化学原理综合应用解题模型(原卷版)
B．阴极电极反应式：Na++e-+nHg=Na·nHg
C．白烟产生的方程式为8NH3+3Cl2＝6NH4Cl+N2
D．电解开始后，石墨棒表面立即产生大量气泡，水银表面始终无气泡产生
电化学原理综合应用
解题模型
电化学知识是中学化学中的重要基本概念，也是近年来高考化学的持续热点，在复杂、陌生、新颖的研究对象和真实问题情境下，体现了对电化学知识基础性、综合性、创新性和应用性的考查。近年高考中对电化学的考查出现了新的变化，以装置图为载体来考查电化学的相关知识，成为近年高考的新亮点，考查的关键能力侧重于两个方面：一是理解与辨析能力，要求学生能够从图示电化学装置中提取有效信息，判断装置种类、辨别电极名称等；二是分析与推理能力，要求学生能够根据图示信息和电解池的工作原理，分析电极反应的类型、电解质的作用、离子的移动方向以及定量分析转移电子的物质的量等。
A．电极A为阳极，发生氧化反应
B．处理过程中Cl-可循环利用
C．处理后的水垢主要沉降在阴极附近
D．若R为CO(NH2)2，当消耗1 mol CO(NH2)2生成N2时，则电极B处产生的H2为
12．(2023·浙江省浙里卷天下高三联考)金属钠可溶于水银形成合金“钠汞齐”Na·nHg，利用这一性质可通过电解饱和食盐水得到金属钠，实验装置如图所示(电键、电压计、电流计等已略去)，洗气瓶中有白烟产生，下列说法不正确的是( )
A．与锂电池比，铝电池比能量略低，但铝含量丰富价格低廉
B．放电时，负极的电极反应式为Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-
C．充电时，AlCl4-向铝电极移动
D．理论上每生成1mol Ph3N，外电路通过1mol电子
第六章 大题冲关滚动练之六 电化学原理综合应用题
大题冲关滚动练之六——电化学原理综合应用题1．铁和铁的化合物在工业生产和日常生活中都有广泛的用途。
请回答下列问题：(1)钢铁锈蚀是目前难以解决的现实问题，电化学腐蚀最为普遍。
写出在潮湿空气中钢铁锈蚀时发生还原反应的电极反应式：________________________________。
铁锈的主要成分是____________(填写化学式)，将生锈的铁屑放入H 2SO 4溶液中充分溶解后，在溶液中并未检测出Fe 3＋，用离子方程式说明原因：_____________________。
(2)爱迪生蓄电池的反应式为Fe ＋NiO 2＋2H 2O 放电充电Fe(OH)2＋Ni(OH)2；高铁酸钠(Na 2FeO 4)是一种新型净水剂。
用如图装置可以制取少量高铁酸钠。
①此装置中爱迪生蓄电池的负极是________(填“a ”或“b ”)，该电池工作一段时间后必须充电，充电时生成NiO 2的反应类型是__________。
②写出在用电解法制取高铁酸钠时，阳极的电极反应式________________________________________________。
③你认为高铁酸钠作为一种新型净水剂的理由可能是________。
A ．高铁酸钠溶于水形成一种胶体，具有较强的吸附性B ．高铁酸钠具有强氧化性，能消毒杀菌C ．高铁酸钠在消毒杀菌时被还原生成Fe 3＋，水解产生氢氧化铁胶体能吸附悬浮杂质 答案 (1)O 2＋4e －＋2H 2O===4OH － Fe 2O 3·x H 2O 2Fe 3＋＋Fe===3Fe 2＋(2)①a 氧化反应 ②Fe －6e －＋8OH －===FeO 2－4＋4H 2O ③BC 解析 (1)正极发生还原反应，在潮湿的空气中钢铁锈蚀正极反应式为O 2＋2H 2O ＋ 4e －===4OH －，铁锈的主要成分为Fe 2O 3的水合物，可表示为Fe 2O 3·x H 2O 。
青岛二中2021届高考化学一轮讲练：电化学原理的综合应用【答案+详解】
电化学原理的综合应用1．某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法正确的是( )A．图中甲池为原电池装置，Cu电极发生还原反应B．实验过程中，甲池左侧烧杯中NO－的浓度不变3C．若用铜制U形物代替“盐桥”，工作一段时间后取出U形物称量，质量会减小D．若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，乙池某电极析出1.6 g 金属，则溶液乙中的某盐溶液可能是AgNO3解析：选D A项，甲池有盐桥，乙池中两电极材料相同，甲池为原电池，乙池为电解池，因为活泼性Cu>Ag，所以甲池中Cu电极为负极，负极发生氧化离子由甲池右侧烧杯向左侧烧杯定向移动，左侧烧杯中反应，错误；B项，NO－3的浓度增大，错误；C项，若用铜制U形物代替“盐桥”，甲池的左侧烧杯为NO－3电解池，右侧烧杯为原电池，U形物插入右侧烧杯中的Cu为负极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，插入左侧烧杯中的Cu为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，根据电子守恒，工作一段时间后取出U形物称量，质量不变，错误；D项，甲池中Ag电极的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，电路中通过的电子物质的量为n(e－)＝n(Ag)＝5.4 g÷108 g/mol＝0.05 mol，乙池某电极析出1.6 g金属，乙池中盐溶液的阳离子应为不活泼金属的阳离子，若乙中的某盐溶液是AgNO溶液，根据电子守恒，乙池中阴极先后发生的电极反应3↑，正确。
为Ag＋＋e－===Ag、2H＋＋2e－===H22.钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。
通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。
下列有关叙述正确的是( )A．已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－x CoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C，则Li1－x CoO2作负极，失电子B．当外电路中转移0.2 mol电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuClD．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－解析：选D A项，LixC6中C为负价，根据电池总反应，LixC6作负极，则Li1－x CoO2作正极，得电子，故A错误；B项，没有说明是否是标准状况，因此无法直接计算生成氯气的体积，故B错误；C项，d电极发生的变化Cu→CuCl是氧化反应，故d极为阳极，d极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl，故C错误；D项，d 电极先产生白色沉淀(CuCl)，白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)，发生的反应是CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－，故D正确。
三年高考2019高考化学试题分项版解析 专题17 电化学原理综合应用(含解析)
——————————新学期新成绩新目标新方向——————————专题17 电化学原理综合应用1．【2018天津卷】CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。
回答下列问题：（3）O2辅助的Al～CO2电池工作原理如图4所示。
该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式：________。
电池的正极反应式：6O2+6e−6O2−6CO2+6O2−3C2O42−反应过程中O2的作用是________。
该电池的总反应式：________。
【答案】Al–3e–=Al3+（或2Al–6e–=2Al3+）催化剂 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3【解析】2．【2018江苏卷】NO x（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。
有效去除大气中的NO x是环境保护的重要课题。
（2）用稀硝酸吸收NO x，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。
写出电解时阳极的电极反应式：____________________________________。
【答案】（2）HNO 2−2e−+H2O3H++NO3−【解析】精准分析：（2）根据电解原理，阳极发生失电子的氧化反应，阳极反应为HNO2失去电子生成HNO3，1molHNO2反应失去2mol电子，结合原子守恒和溶液呈酸性，电解时阳极电极反应式为HNO2-2e-+H2O=NO3-+3H+。
3．【2018新课标1卷】焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。
回答下列问题：（3）制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。
阳极的电极反应式为_____________。
电解后，__________室的NaHSO3浓度增加。
将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。
【答案】（3）2H2O－4e－＝4H＋+O2↑ a【解析】4．【2018新课标1卷】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________；沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。
2020年高考化学试题分项版解析专题17《电化学原理综合应用》含解析
专题17电化学原理综合应用1.12021天津卷】CO是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义.答复以下问题：〔3〕 O辅助的Al〜CO电池工作原理如图4所示.该电池电容量大,能有效利用CO,电池反响产物Al 2〔C2O4〕3 是重要的化工原料.3—1艺AlCly的盘子液体电池的负极反响式：.电池的正极反响式：6Q+6e-^=6C2-6CG+6Q-^=3GQ2-反响过程中Q的作用是.该电池的总反响式：.【答案】Al - 3e =Al3+〔或2Al - 6e =2Al3+〕催化剂2A1+6CO 2=Al 2〔C2O4〕 3【解析】精准分析根据图4,卒肋负极,离子潜体为A：口,因此负极反响式为Al-3e-=Al^;负极反响式和正极反响式合并,得出总电池反响式为二N比因此氧气为催化剂°2.12021江苏卷】NO 〔主要指NOm NO〕是大气主要污染物之一.有效去除大气中的NO是环境保护的重要课题.〔2〕用稀硝酸吸收NO,得到HNO和HNO的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸.写出电解时阳极的电极反响式：.【答案】〔2〕 HNQ2e-+HO^=3H++NO-【解析】精准分析：〔2〕根据电解原理,阳极发生失电子的氧化反响,阳极反响为HN汝去电子生成HNO, 1molHNO反响失去2mol电子,结合原子守恒和溶液呈酸性,电解时阳极电极反响式为HNQ2e-+HO=NC+3H+.3.12021新课标1卷】焦亚硫酸钠〔Na&Q〕在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛.答复以下问题：〔3〕制备NaSzQ也可采用三室膜电解技术,装置如下图,其中SO碱吸收液中含有NaHSO^ NaSO.阳极的电极反响式为.电解后,室白NaHSOB度增加.将该室溶液进行结晶脱水, 可得到NaSQ.距离f支胸眼祐H,SO, SO3做吸收液【答案】〔3〕 2H2O— 4e =44 +QT a【解析】精准分析：0〕 B聪发生失去电子的氧化反响,阳极区是稀硫酸,氢氧根放电,那么电极反响式为a0-M -=4H-gf.阳极区氯离子增大,通过阳富子交换膜进入a室与亚硫酹钠结合生成亚精酸钠.阴极是氨高子放电,氢氧根浓度增大,与亚硫酸氢钠反响生成亚硫酸钠,所以电解后怎空中亚硫酸氨钠的浓度增大•4.12021新课标1卷】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家,一种以闪锌矿〔ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS PbS杂质〕为原料制备金属锌的流程如下图：稀藤酸5, ZnO 锌粉r JL浮透后於f 平卜4彳/修画^^1复原产L注液一锌气体源液I 谑渣2 滤渣3〔4〕电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反响式为 ;沉积锌后的电解液可返回工序继续使用.【答案】〔4〕 Zn2++2e = Zn 溶浸【解析】精准分析：焙烧时硫元素转化为SO,然后用稀硫酸溶浸,生成硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸镉,二氧化硅与稀硫酸不反响转化为滤渣, 由于硫酸铅不溶于水, 因此滤渣1中还含有硫酸铅.由于沉淀亚铁离子的pH较大,需要将其氧化为铁离子,通过限制pH得到氢氧化铁沉淀；滤液中参加锌粉置换出Cd,最后将滤液电解得到金属锌.那么〔4〕电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极发生得到电子的复原反响,因此阴极是锌离子放电,那么阴极的电极反响式为Zn2++2e—=Zn;阳极是氢氧根放电,破坏水的电离平衡, 产生氢离子,所以电解后还有硫酸产生, 因此沉积锌后的电解液可返回溶浸工序继续使用.5.12021新课标3卷】KIQ是一种重要的无机化合物,可作为食盐中的补碘剂.答复以下问题：〔3〕 KIO3也可采用“电解法〞制备,装置如下图.①写出电解时阴极的电极反响式.②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为 ,其迁移方向是③与“电解法〞相比,“ KC1O 3氧化法〞的主要缺乏之处有〔写出一点〕田忠F交投典【答案】〔3〕①2H2O+2e=2OH+HT②K+; a至U b③产生Cl2易污染环境等【解析】精准分析,＜3}①由图示,阴极为氢氧化钾溶液,所以反响为水电富的氨离子得电子,反响为2任.4 2/= 20H-+ H: f o②电解时,,溶诫中的阳离子应该向阴极迁移,明显是溶液中大量存在的钾离子迁移,方向为由左向右,即由m到1b中③KC10,氧化法的最大缺乏之处在于,生产中会产生污染环境的氯气.6.12021江苏卷】铝是应用广泛的金属.以铝土矿〔主要成分为Al 2C3,含SiQ和FezQ等杂质〕为原料制备铝的一种工艺流程如下：NaOH NaHCO5注：SiO 2在“碱溶〞时转化为铝硅酸钠沉淀.（3） “电解I 〞是电解熔融 Al 2.,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是 （4） “电解n 〞是电解 N&CO 溶液,原理如下图.阳极的电极反响式为 ,阴极产【答案】〔3〕石墨电极被阳极上产生的 Q 氧化 〔4〕 4CO 2—+2HO4e=4HCGT+Q f H 2【解析】〔3〕电解I 过程申；石黑阳极上氧离子被氧化为氧气,在高温下j 筑气与石黑发生反响生成气体, 所以,石墨电极易消耗的原因是被阳极上产生的氧气家化,〔4〕由图中信息可知,生成氧气的为阳极室,溶液中水电离的OH-放电生成氧气』破坏了水的电离平衡j碳酸根结含化为HCOr,所以电极反响式为工8L+2H ：Ci-4eFHg 广心t J 阴极室氢氧化钠溶凝 浓度变大,说明水电离的五油电生成氨气而破坏水的电离平衡J 所以阴报产生的物质A 为氏中7.12021天津卷】某混合物浆液含有Al 〔OH 〕3、MnO 和少量N&CrO 4,.考虑到胶体的吸附作用使 NaCrQ 不易完全被水浸出,某研究小组利用设计的电解别离装置〔见图 2〕,使浆液别离成固体混合物和含铭元素溶液,并回收利用.答复I 和n 中的问题._归融♦ 辰版Al I因体评*盘合质」而一.ugso|— 11固体混合物别离利用的流程图n .含铭元素溶液的别离和利用 〔4〕用惰性电极电解时,CrQ 2-能从浆液中别离出来的原因是;阴极室生成的物质为 〔写化学式〕.【答案】〔4〕在直流电场作用下, CrQ 2-通过阴离子交换膜向阳极室移动,脱离浆液CrO 2-和 Cr 2.2-NaOH 和 H,别离后含铭元素的粒子是生的物质A 的化学式为阳离子交换胰N 邛.』溶液Q 子膜阴离.膜N 口留神液【解析】情性电极电解混合物桨港时,N以移向阴极,CKUY移向日瞄.A19Hb、区也小刎余在固体混合物中°固体混合物中参加NaOH溶液时,A1〔OH〕3转化为AlOf,通入CO：转化为A1〔OH人沉淀』再加热分解为A =6,最后情融电解得A：.〔4〕用惰性电极电解时,在直流电场作用下, CrO2-通过阴离子交换膜向阳极室移动,脱离浆液,从而使CrO2-从浆液中别离出来；因2 CrO42-+2H' "cr z'+HO,所以别离后含铭元素的粒子是CrO2-和Cr2.2-;阴极室H+放电生成H2,剩余的OH与透过阳离子交换膜移过来的Na+结合生成NaOH所以阴极室生成的物质为NaO书口H208.12021新课标1卷】NaClQ是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下：1%hd+l ci 自答复以下问题：〔3〕“电解〞所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去M『和Ca2+,要参加的试剂分别为、.“电解〞中阴极反响的主要产物是.【答案】〔3〕^.^§液；NaCO溶液；CQ—〔或NaClQ〕;【解析】〔3〕食盐溶液中混有Mg+和Cs i+,可利用过量NaOH^〔除去Mc2+,利用过量N&CO溶液除去Ca2+;向NaCl溶液中参加CIO2,进行电解,阳极发生反响2Cl--2e =Cl2f ,反响产生Cl2,阴极发生反响产生NaClQ, 可见“电解〞中阴极反响的主要产物是NaClQ;9.12021北京卷】用零价铁〔Fe〕去除水体中的硝酸盐〔NO-〕已成为环境修复研究的热点之一.〔1〕 Fe复原水体中NO-的反响原理如下图.NOJ NH；FtjO.〔疏松、能导电〕①作负极的物质是.②正极的电极反响式是.〔2〕将足量铁粉投入水体中,经24小时测定NO一的去除率和pH,结果如下:pH=4.5时,NQ一的去除率低.其原因是.(4)其他条件与(2)相同,经1小时测定NQ一的去除率和pH,结果如下:与(2)中数据比照,解释(2)中初始pH不同时,NQ—去除率和铁的最终物质形态不同的原因：【答案】(1)①铁② NQ +8e +10H+=NH++3H2Q(2)由于铁外表生成不导电的FeQ(QH),阻止反响进一步发生(4) Fe+2H+=Fe2++ H4 ,初始pH较小,氢离子浓度高,产生的Fe2+浓度大,促使FeQ ( QH转化为可导电的Fe3Q,使反响进行的更完全,初始pH高时,产生的Fe2+浓度小,从而造成NQ「去除率和铁的最终物质形态不同. 【解析】C)①民是活泼的金属,根据复原水体中的XCV的反响原理图可知, F亡被筝化作负极m ②正极发生得到电子的复原反响,因此正极是｛第豺艮离子被复原为瓯,该溶液为酸性电解质溶液,结合元素和电荷守恒可知电极反响式为：NO1充十源5(2)从pH对硝酸根去除率的影响来看, 初始pH=4.5时去除率低,主要是由于铁离子容易水解生成FeQ(QH),同时生成的Fe3Q产率降低,且生成的FeQ(QH而导电,所以NG-的去除率低；(4) Fe+2H+=Fe2++ H4 ,初始pH较小,氢离子浓度高,产生的Fe2+浓度大,促使FeQ ( QH转化为可导电的Fe3Q,使反响进行的更完全；初始pH高时,由于Fe3+的水解,Fe3+越容易生成FeQ(QH),产生的Fe2+ 浓度小,从而造成NQ—去除率和铁的最终物质形态不同.10.12021江苏卷】铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物) 、纳米铁粉均可用于处理水中污染物.(1)铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池.将含有Cr2Q的酸性废水通过铁炭混合物,在微电池正极上Cr2Q2「转化为Cr3+,其电极反响式为.【答案】(1) Cr2.2+6e +14H+= 2Cr3++7H2Q(1混合物在水溶泄中可形或许多散电池口桁含有二：■的酸性废水通过铁炭混含物,在微电池正报上C K Q：获得电子,被还愿产生仃,那么正极上发生的电极反响式为心二.二-比曰+3珏=2.6+7氏0『11.12021天津卷】氢能是开展中的新能源, 它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节. 答复以下问题：(1)但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反响式：.(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源.电解法制取有广泛用途的NaFeQ,同时获得氢气：Fe+2HO+20Hm=FeQ2-+3H4 ,工作原理如图1所示.装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO2-,馍电极有气泡产生.假设氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质.：N&FeQ只在强碱性条件下稳定,易被H2复原.NaOH浓溶液图1①电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在 (填“阴极室〞或“阳极室〞).②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是.③c(Na2FeO)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M N两点中的一点,分析c(Na z FeO)低于最高值的原因:【答案】(1) H2+2OH-2e-=2H2O (5)①阳极室②预防NaFeQ与Hb反响使产率降低③M点：c(OH')低,NaFeQ稳定性差,且反响慢(或N点：c(OH-)过高,铁电极上有氢氧化铁生成, 使NaFeQ 产率降低).【解析】(1)碱性氢氧燃料电池的负极反响式为H2+2OH-2e -=2H2Q(5)①根据题意馍电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气,铁电极发生氧化反响,溶液中的氢氧根离子减少,因此电解一段时间后, c(OH)降低的区域在阳极室,故答案为：阳极室；②氢气具有复原性,根据题意NaFe.只在强碱性条件下稳定,易被H复原.电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,预防Ns t FeO与降反响使产率降低,故答案为：预防Ns t FeQ与H2反响使产率降低；③根据题意N^FeQ只在强碱性条件下稳定, 在M点,c(OH)低,N&FeQ稳定性差,且反响慢,在N点：c(OH-) 过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使NaFeO产率降低,故答案为：M点：c(OH-)低,N&FeQ稳定性差,且反响慢(或N点：c(OH)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Ns t FeQ产率降低).12.12021浙江卷】催化复原CO是解决温室效应及能源问题的重要手段之一.(5)研究证实,CO也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇, 那么生成甲醇的反响发生在极, 该电极反响式是. 【答案】(5)阴CO 2+6H++6e==CHOH+HO【解析】〔5〕二氧化碳变甲醇,碳元素的化合价降低,得到电子,说明其在阴极反响,其电极反响为: CCh + 61r + 6u-二CH;OH+H：O。
高考化学大题狂练 电化学综合用试题
目夺市安危阳光实验学校专题27 电化学综合应用（满分60分时间30分钟）1．（1）某课外活动小组同学用图1装置进行实验，试回答下列问题：①若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的腐蚀．②若开始时开关K 与b连接，则总反应的离子方程式为．（2）芒硝化学式为Na2SO4•10H2O，无色晶体，易溶于水，是一种分布很广泛的硫酸盐矿物．该小组同学设想，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，用如图2所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，无论从节省能源还是从提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念．①该电解槽的阳极反应式为；此时通过阴离子交换膜的离子数（填“大于”、“小于”或“等于”）通过阳离子交换膜的离子数．②制得的氢氧化钠溶液从出口（填“A”、“B”、“C”或“D”）导出．③通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因：④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池，则电池负极的电极反应式为．已知H2的燃烧热为285.8kJ•mol﹣1，则该燃料电池工作产生36g H2O时，理论上有 kJ的能量转化为电能．【答案】（1）①吸氧；②2Cl﹣+2H2O2OH﹣+H2↑+Cl2↑；（2）①4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；小于；②D；③H+放电，促进水的电离，OH﹣浓度增大；④H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O；571.6（2）①电解时，阳极上失电子发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子的放电能力，所以阳极上氢氧根离子失电子生成水和氧气4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；阳极氢氧根离子放电，因此硫酸根离子向阳极移动，阴极氢离子放电，因此钠离子向阴极移动，所以通过相同电量时，通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数，故答案为：4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；小于；②氢氧化钠在阴极生成，所以在D口导出；故答案为：D；③通电开始后，阴极上氢离子放电生成氢气，氢离子来自于水，所以促进水的电离，导致溶液中氢氧根离子的浓度大于氢离子的浓度，所以溶液的pH 值增大．故答案为：H+放电，促进水的电离，OH﹣浓度增大；④氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池，负极上氢气失去电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O，H2的燃烧热为285.8kJ/mol，则2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣571.6kJ/mol，该燃料电池工作产生36g H2O，n（H2O）==2mol，由燃烧的热方程式可知，生成2molH2O放出571.6kJ的热量，即理论上有571.6kJ的能量转化为电能，故答案为：H2+2OH﹣﹣2e﹣=2H2O；571.62．电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
电化学原理的综合应用
电化学原理的综合应用1. 简介电化学是研究电与化学之间相互作用的科学，它在许多领域中有着广泛的应用。
本文将介绍电化学原理在各个领域中的综合应用。
2. 化学分析领域在化学分析领域，电化学原理被广泛应用于测定样品中的物质浓度及分析成分。
以下是一些典型的电化学分析技术：•电位滴定：利用电位滴定技术可以测定溶液中特定物质的浓度，如酸碱滴定。
•微电极：通过在微电极上测量电流或电压的变化，可以获得样品中微量物质的信息。
•循环伏安法：通过改变电极电位，测量电流的变化，可以得到溶液中的电化学行为及物质的浓度。
3. 能源领域电化学原理在能源领域有着重要的应用。
以下是几个常见的能源领域中电化学的应用：•燃料电池：燃料电池利用电化学反应将化学能转化为电能，为电动汽车等提供可持续的能源。
•锂离子电池：锂离子电池是目前最常见的可充电电池，它利用锂离子在正负极之间的迁移反应来储存和释放能量。
•太阳能电池：太阳能电池利用光生电化学原理，将太阳能转化为电能，成为一种清洁能源的重要来源。
4. 材料科学领域电化学原理在材料科学领域中被广泛应用于合成新材料和改良材料性能。
以下是一些典型的材料科学领域的电化学应用：•电沉积：通过电沉积技术可以在电极表面上制备特定形状和组成的薄膜材料，用于电子器件和涂层的制备。
•电化学腐蚀：通过控制电化学反应，可以研究材料在特定环境中的耐蚀性能，从而开发新的防腐蚀材料。
•电解质：电解质是一种通过在电解质溶液中的离子迁移来传导电流的材料，在电池和超级电容器等设备中起着关键作用。
5. 环境保护领域电化学原理在环境保护领域中的应用范围也十分广泛，以下是几个典型的应用：•电化学废水处理：通过电化学反应可以将废水中的有害物质还原或氧化，达到净化水体的目的。
•电化学催化：利用电化学原理可以改良催化反应的效率和选择性，从而实现对污染物的高效除去。
•电化学传感器：电化学传感器利用电化学原理来检测环境中的特定物质浓度，用于环境污染的监测。
化学一轮复习第六章第6课时电化学原理的综合应用教案鲁科版
第6课时电化学原理的综合应用［课型标签:题型课提能课］考点一串联装置识别与分析1。
有外加电源电池类型的判断方法有外加电源的均为电解池,与电源负极相连的是阴极，或根据“电解池串联时阴、阳极交替出现”的原则正推电极，也可以通过装置中某极的变化、现象反推电极.电极位置相同，作用也相同.若电池阳极材料与电解质溶液中的阳离子相同，则该装置为电镀池。
则甲为电镀池，乙、丙均为电解池。
2。
无外加电源电池类型的直接判断方法一种为原电池,其余为电解池.（1)直接判断燃料电池、铅蓄电池等在电路中作电源，则其他装置为电解池。
如图,A为原电池，B为电解池。
（2）根据电池中的电极材料和电解质溶液判断①一般是两种不同的金属电极或一种金属电极一个碳棒，其中较活泼的金属为原电池的负极,另一极为正极,其余为电解池。
②电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应,构成原电池作电源,电极材料不能和电解质溶液自发反应则是电解池。
如图，B为原电池,A为电解池。
③光电池只需确定电子或阴、阳离子的移动方向即可判断阴、阳极。
（3）根据电极反应现象判断在某些装置中根据电极反应或反应现象可先判断电极类型，并由此判断电池类型,如图:若C极溶解,D极上析出Cu,B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体,A应为阳极而不是负极（负极金属溶解）,则可知乙是原电池;甲是电解池,A是阳极，B是阴极。
3.“串联"类电池的解题流程题型一有外加电源型［典例1］（2019·吉林长春质检)如图装置中a、b、c、d均为Pt电极。
电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b>d。
符合上述实验结果的盐溶液是（)选项X YA MgSO4CuSO4B AgNO3Pb（NO3)2C FeSO4Al2(SO4）3D CuSO4AgNO3解析：A项，当X为MgSO4时，b极上生成H2，电极质量不增加，错误；C项,X为FeSO4，Y为Al2（SO4)3，b、d极上均产生气体，错误；D项，b极上析出Cu，d极上析出Ag,其中d极增加的质量大于b极增加的质量,错误.答案：B［对点精练1］如图,乙是甲电解池进行电解时某个量(纵坐标x）随时间变化的曲线（各电解池都用石墨作电极,不考虑电解过程中溶液浓度变化对电极反应的影响),则x表示(C)A。
高中化学必修一 练习试卷 第4章 第2节 第4课时 电化学原理的综合应用
第4课时电化学原理的综合应用题组一物质的制备1．如图为通过EFC剑桥法用固体二氧化钛(TiO2)生产海绵钛的装置示意图，其原理是在较低的阴极电位下，TiO2(阴极)中的氧解离进入熔融盐，阴极最后只剩下纯钛。
下列说法正确的是()A．阳极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑B．阴极的电极反应式为TiO2＋4e－===Ti＋2O2－C．通电后，O2－、Cl－均向阴极移动D．石墨电极的质量不发生变化2．(2022·广东，10)以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。
该过程中()A．阴极发生的反应为Mg－2e－===Mg2＋B．阴极上Al被氧化C．在电解槽底部产生含Cu的阳极泥D．阳极和阴极的质量变化相等3.我国研制出非贵金属镍钼基高效电催化剂，实现电解富尿素废水低能耗制H2(装置如图)。
总反应为CO(NH2)2＋H2O===3H2↑＋N2↑＋CO2↑。
下列说法错误的是()A．a为阳极，CO(NH2)2发生氧化反应B．b电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C．每转移6 mol电子，a电极产生1 mol N2D．电解一段时间，a极区溶液pH升高4．以纯碱溶液为原料，通过电解的方法可制备小苏打，原理装置如图：上述装置工作时，下列有关说法正确的是()A．乙池电极接电池正极，气体X为H2B．Na＋由乙池穿过交换膜进入甲池C．NaOH溶液Z比NaOH溶液Y浓度小D．甲池电极反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑题组二水体污染的治理5．电浮选凝聚法处理酸性污水的工作原理如图所示，下列说法不正确的是()A．铁电极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋B．通入甲烷的石墨的电极反应式为CH4＋4CO2－3－8e－===5CO2＋2H2OC．为了增强污水的导电能力，可向污水中加入适量食盐D．若左池石墨电极产生44.8 L气体，则消耗0.5 mol甲烷6．某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，工作原理如图所示。
高考化学微测试系列专题25电化学综合应用(含解析)
专题25 电化学综合应用（满分60分时间25分钟）姓名：班级：得分：1．用氟硼酸（HBF4，属于强酸）代替硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的性能更优良，反应方程式为：Pb＋PbO2＋4HBF42Pb（BF4）2＋2H2O；Pb（BF4）2为可溶于水的强电解质，下列说法正确的是A．放电时的负极反应为：PbO2＋4H＋＋2e－＝Pb2＋+2H2OB．充电时，当阳极质量增加23.9g时，溶液中有0.2 mol电子通过C．放电时，正极区pH增大D．充电时，Pb电极与电源的正极相连【答案】C考点：考查原电池与电解池的综合知识。
2．如图是利用一种微生物将废水中的有机物（假设是淀粉）的化学能直接转化为电能，并利用此电能在铁上镀铜，下列说法中正确的是A．质子透过离子交换膜由右向左移动B．铜电极应与X相连接C．M电极反应式：（C6H10O5）n + 7nH2O－24ne－= 6nCO2↑+ 24nH+D．当N电极消耗0．25 mol气体时，则铁电极增重16 g【答案】C考点：考查原电池、电解池原理3．大功率的镍氢电池使用在油电混合动力车辆中。
镍氢电池NiMH电池正极板材料为NiOOH，负极板材料为吸氢合金，下列关于该电池的说法中正确的的是A．放电时电池内部H+向负极移动B．充电时，将电池的负极与外接电源的正极相连C．充电时阳极反应为Ni(OH)2+ OH-- e-====NiOOH+H2OD．放电时负极的电极反应式为MHn-ne－ = M+nH+【答案】C【解析】试题分析：A、根据原电池工作原理，阳离子向正极移动，错误；B、充电时电池的负极要接电源的负极，电池的正极要接电源的正极，错误；C、根据电池工作原理图，电池正极的电极反应式：NiOOH＋H2O＋e－==Ni（OH）2＋OH－，充电是电解池，发生的电极反应式与原电池的电极反应式是相反的，即阳极电极反应式：Ni(OH)2+ OH-- e-==NiOOH+H2O，正确；D、该电池的环境是碱性环境，不能有大量H+存在，电极反应式：MHn＋nOH－－ne－=M＋nH2O，错误。
衡水中学2021届高考化学一轮讲练：电化学原理的综合应用【答案+详解】
电化学原理的综合应用1．某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法正确的是( )A．图中甲池为原电池装置，Cu电极发生还原反应的浓度不变B．实验过程中，甲池左侧烧杯中NO－3C．若用铜制U形物代替“盐桥”，工作一段时间后取出U形物称量，质量会减小D．若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，乙池某电极析出1.6 g 金属，则乙中的某盐溶液可能是AgNO溶液3解析：选D A项，甲池有盐桥，乙池中两电极材料相同，甲池为原电池，乙池为电解池，因为活泼性Cu>Ag，所以甲池中Cu电极为负极，负极发生氧化反应，错误；B项，NO－离子由甲池右侧烧杯向左侧烧杯定向移动，左侧烧杯中3的浓度增大，错误；C项，若用铜制U形物代替“盐桥”，甲池的左侧烧杯为NO－3电解池，右侧烧杯为原电池，U形物插入右侧烧杯中的Cu为负极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，插入左侧烧杯中的Cu为阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，根据电子守恒，工作一段时间后取出U形物称量，质量不变，错误；D项，甲池中Ag电极的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，若甲池中Ag电极质量增加5.4 g时，电路中通过的电子物质的量为n(e－)＝n(Ag)＝5.4 g÷108 g/mol＝0.05 mol，乙池某电极析出1.6 g金属，乙池中盐溶液的阳离子应为不活泼金属的阳离子，若溶液，根据电子守恒，乙池中阴极先后发生的电极反应乙中的某盐溶液是AgNO3为Ag＋＋e－===Ag、2H＋＋2e－===H↑，正确。
22.钴酸锂电池是目前用量最大的锂离子电池，用它作电源按如图装置进行电解。
通电后，a电极上一直有气泡产生；d电极附近先出现白色沉淀(CuCl)，后白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)。
下列有关叙述正确的是( )A．已知钴酸锂电池放电时总反应为Li1－x CoO2＋LixC6===LiCoO2＋6C，则Li1－x CoO2作负极，失电子B．当外电路中转移0.2 mol电子时，电极b处有2.24 L Cl2生成C．电极d为阴极，电解开始时的电极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuClD．随着电解的进行，U形管Ⅱ中发生了如下转化CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－解析：选D A项，LixC6中C为负价，根据电池总反应，LixC6作负极，则Li1－x CoO2作正极，得电子，故A错误；B项，没有说明是否是标准状况，因此无法直接计算生成氯气的体积，故B错误；C项，d电极发生的变化Cu→CuCl是氧化反应，故d极为阳极，d极反应式为Cu＋Cl－－e－===CuCl，故C错误；D项，d 电极先产生白色沉淀(CuCl)，白色沉淀逐渐转变成橙黄色沉淀(CuOH)，发生的反应是CuCl＋OH－===CuOH＋Cl－，故D正确。
2021年高考化学专题复习：电化学原理的综合应用
2021年高考化学专题复习：电化学原理的综合应用1．某化学小组通过手持技术探究铁钉在4种溶液中的吸氧腐蚀实验，相关数据如表所示。
实验装置实验编号浸泡液pH 氧气体积分数随时间的变化① 1.0 mol·L－1NH4Cl 5②0.5 mol·L－1(NH4)2SO45③ 1.0 mol·L－1NaCl 7④0.5 mol·L－1Na2SO47已知铁在负极被氧化的过程由3个步骤构成：①Fe＋H2O－e－===Fe(OH)ads(吸附物)＋H＋；②Fe(OH)ads(吸附物)－e－===FeOH＋；③FeOH＋＋H＋===Fe2＋＋H2O。
下列说法错误的是( )A．铁钉吸氧腐蚀的负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋B．上述实验的正极反应式均为O2＋4e－＋4H＋===2H2OC．300 min内，铁钉的平均吸氧腐蚀速率：酸性溶液>中性溶液D．曲线先陡后平可能是由于溶液碱性增强促进氢氧化物生成，阻碍反应继续进行2．RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。
下图为RFC工作原理示意图，下列有关说法正确的是( )A．图1把化学能转化为电能，图2把电能转化为化学能，水得到了循环使用B．当有0.1 mol电子转移时，a极产生0.56 L O2(标准状况下)C．c极上发生的电极反应是O2＋4H＋＋4e－===2H2OD．图2中电子从c极流向d极，提供电能3．如图A为碱性硼化钒(VB2)—空气电池示意图，两极用离子交换膜隔开，VB2放电时生成两种氧化物。
若用该电池为电源，用惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装置如图B所示。
则下列说法错误的是( )A．碱性硼化钒(VB2)—空气电池中使用阴离子交换膜B．外电路中电子由VB2电极流向c电极C．电解过程中，b电极表面产生的气体可以收集后充入A池中的电极循环利用D．VB2电极发生的电极反应为2VB2－22e－＋11H2O===V2O5＋2B2O3＋22H＋4．如图所示装置Ⅰ是一种可充电电池，装置Ⅱ为电解池，离子交换膜只允许Na＋通过，充放电的化学方程式为2Na2S2＋NaBr3放电充电Na2S4＋3NaBr，闭合开关K时，b极附近先变红色，下列说法正确的是( )A．负极反应为4Na－4e－===4Na＋B．当有0.01 mol Na＋通过离子交换膜时，b电极上析出标准状况下的气体112 mLC．闭合K后，b电极附近的pH变小D．闭合K后，a电极上有气体产生5．NaBH4燃料电池具有理论电压高、能量密度大等优点。
高考化学一轮易错点强化训练：电化学的综合应用(解析版)
电化学的综合应用1．(2020·山东新高考卷)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2．(2020·新课标Ⅰ卷)科学家近年发明了一种新型Zn−CO2水介质电池。
电池示意图如图，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)42+B．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)42+=2 Zn+O2↑+4OH-+2H2OD．充电时，正极溶液中OH−浓度升高3．四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂，以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料，采用电渗析法合成[(CH3)4NOH]，其工作原理如图所示(a、b 为石墨电极，c、d、e 为离子交换膜)，下列说法不正确的是( )A．N 为电源正极B．b 极电极反应式：4OHˉ－4eˉ=O2↑＋2H2OC．c 为阳离子交换膜，d、e 均为阴离子交换膜D．a、b 两极均有气体生成，同温同压下体积比为2∶14．全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置(如图)。
已知：①溶液呈酸性且阴离子为SO42-；②溶液中颜色：V3+绿色，V2+紫色，VO2+黄色，VO2+蓝色；③放电过程中，右槽溶液的颜色由紫色变成绿色。
下列说法不正确的是( )A．放电时B极为负极B．放电时若转移的电子数为3.01×1023个，则左槽中H+增加0.5 molC．充电过程中左槽的电极反应式为：VO2++H2O-e-=VO2++2H+D．充电过程中H+通过质子交换膜向右槽移动5．光电池在光照条件下可产生电流，如图装置可以实现光能源的充分利用，双极性膜可将水解离为H+和OH-，并实现其定向通过。
专题突破25离子交换膜电池高二化学重难点专题突破(人教版2019选择性必修1)
提升2 多膜电解池及分析 例2.用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的 NH4+,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)3PO4
3.离子交换膜类型的判断
根据电解质溶液呈电中性的原则,判断膜的类型：
（1）首先写出阴、阳两极上的电极反应，依据电极反应式确定该电极 附近哪种离子剩余，因该电极附近溶液呈电中性，从而判断出离子移 动的方向，进而确离子交换膜的类型，如电解饱和食盐水时，阴极 反应式为2H＋＋2e－===H2↑，则阴极区域破坏水的电离平衡，OH－有 剩余，阳极区域的Na＋穿过离子交换膜进入阴极室，与OH－结合生成 NaOH，故电解食盐水中的离子交换膜是阳离子交换膜。
A.“产电菌”极的电势比“产甲烷菌”极的低
B.该微生物电解池工作时将化学能转化为电能
C.阴极的电极反应式为CO2+8e-+8H+===CH4+2H2O D.若产生1 mol CH4,理论上阳极室生成CO2的体积为44.8 L
思路导引“产电菌”电极上CH3COO-→CO2,发生氧化反应 极;
该电极为阳
B
C
练6.（1） 可由“水相”制备高纯度单质锰,装置如图所示： ① 装置中采用__阴__离__子__（填“阴离子”或“阳离子”）交 换膜,阴极反应式为_________________________。
② 写出该电解反应的化学方程式：_________________________________
双极膜向碳锰电极迁移,C错误;该电化学装置运行过程中H+得电子生成
化学反应过程中的电化学和催化
化学反应过程中的电化学和催化化学反应作为化学研究中的基础，是许多工业和生物学生产过程中都必不可少的环节。
而在现代化学研究中，更加注重的是如何通过控制反应过程中的细微差别达到更高效、更经济、更环保的反应过程。
电化学和催化则成为实现这一目标的有力工具。
第一部分：电化学在化学反应中的应用电化学是研究电场和物质之间相互转化的科学。
在化学反应中，利用电化学的原理可以实现电解、电镀、电池等多种反应过程。
其中最常见的电化学反应是金属电沉积，即将金属阳极置于含有金属离子的溶液中，施加电场，使金属阳极被还原成为金属沉积在阴极上。
除此之外，电化学反应还包括许多其他的应用。
比如在生产氟化铝、铝和氧的过程中，可以利用电解水和盐的原理制氢。
电化学和化学催化相结合，可用于制备含有化学键键合得很紧密的复杂配合物以及实现其他各种反应。
电化学反应在科技生产和研究中的重要意义十分突出，尤其是在材料制备、储能系统、清洁能源、环境治理等领域，都可以利用电化学反应来实现使得化学反应过程更为高效和环保。
可以说，电化学反应已经成为化学反应技术的重要支持手段。
第二部分：催化的原理和应用催化是一种化学反应中常用的方法，它是通过加速化学反应速度，提高化学反应活性的化学物质。
催化使得化学反应消耗更少的能量，在相同的处理时间内获得更多的产物，这在许多领域都有重要的应用。
催化的原理是增加反应的能量，使反应中的物质能够更容易地进行化学反应，从而促进反应的速度和效率。
催化一般包括酸催化和金属催化两种形式。
其中，酸催化是通过酸性物质使得化学反应过程中的分子被质子化，从而提高反应的速度。
而金属催化则是通过某种金属催化剂将化学反应的活性位点提高，增强其活性，促进反应进程。
催化对于实现高效的化学反应是十分必要的。
例如，许多涉及到化学制品的工业生产，需要在特定的环境下，利用催化原理促进反应进行。
事实上，许多可持续发展的生物发酵、液体常温液态有机催化、固/气界面催化等反应中都离不开催化这一技术手段。
电化学及其应用(学生版)
专题十二电化学及其应用考情概览：解读近年命题思路和内容要求，统计真题考查情况。
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命题解读考向纵观近年的高考试题，可以发现高考对于电化学板块内容的考查几乎没有什么变化，主要考查的还是陌生的原电池装置和电解池装置的分析，对于电解池的考查概率有所提高，特别是利用电解池生产化工品和处理环境污染物成为命题特点。
万变不离其宗，问题的落脚点主要是在电极的极性判断、两极发生的反应情况和电解液成分的参与情况这些问题上。
考向一原电池的工作原理及应用考向二电解池的工作原理及应用考向三化学电源装置分析考向四金属的腐蚀与防护命题分析分析2024年高考化学试题可以看出，选择题中对于电化学板块内容的考查，依然保持了往年的命题特点，统计各个卷区的考查情况，会发现大部分都通过可充电电源系统为载体，综合考查原电池和电解池的工作原理和应用。
试题精讲考向一电解池的工作原理及应用1(2024·贵州卷)一种太阳能驱动环境处理的自循环光催化芬顿系统工作原理如图。
光阳极发生反应：HCO -3+H 2O =HCO-4+2H ++2e -，HCO -4+H 2O =HCO -3+H 2O 2。
体系中H 2O 2与Mn (Ⅱ)/Mn (Ⅳ)发生反应产生的活性氧自由基可用于处理污水中的有机污染物。
下列说法错误的是A.该芬顿系统能量转化形式为太阳能→电能→化学能B.阴极反应式为O2+2H++2e-=H2O2C.光阳极每消耗1molH2O，体系中生成2molH2O2D.H2O2在Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅳ)的循环反应中表现出氧化性和还原性2(2024·甘肃卷)某固体电解池工作原理如图所示，下列说法错误的是A.电极1的多孔结构能增大与水蒸气的接触面积B.电极2是阴极，发生还原反应：O2+4e-=2O2-C.工作时O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2D.理论上电源提供2mole-能分解1molH2O3(2024·湖北卷)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂，用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸，原理如图，双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。
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电化学1．下列说法正确的是A．粗锌与稀硫酸反应的速率比纯锌快，是因为粗锌中含有更活泼的金属B．电解含Cu2+、Ag+的混合溶液，阴极先析出Ag，说明Ag+的还原性比Cu2+强C．铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应D．氢氧燃料电池发电，比氢气直接在空气中燃烧发电能量转换率高2．铅酸蓄电池是目前应用普遍的化学电池，新型液流式铅酸蓄电池以可溶的甲基磺酸铅为电解质，电池+4H+2Pb2++2H2O。
下列有关新型液流式铅酸蓄电池的说法正确的是总反应：Pb+PbOA．充电时，溶液中Pb2+浓度变大B．充、放电时，溶液的导电能力变化不大C．放电时的负极反应式为：Pb－2e－+SO42－=PbSO4D．充电时的阳极反应式为：Pb2++4OH－+2e－=PbO2+2H2O3．如下图所示，其中甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O。
下列说法正确的是A．甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化电能的装置B．甲池通入CH3OH的电极反应式为：CH3OH－6e－+2H2O=CO32－+8H+C．反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体，能使CuSO4溶液恢复到原浓度D．甲池中消耗280mL（标准状况下）O2，此时丙池中理论上最多产生1.45g固体4．电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见上右图（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。
电解时，阳极的电极反应式为。
要点1 有机物燃料电池的电极反应式的书写方法以乙醇（碱性）燃料电池为例：1．首先写出C2H5OH燃烧的化学方程式，以确定转移的电子数：C2H5OH+3O2点燃2CO2+3H2O 由O2可推出转移的电子数为12。
2．在负极，C2H5OH为失电子的还原性物质，故负极的电极反应式书写的步骤：①C2H5OH－12e－→2CO32－（在碱性条件下，确定产物为CO32－，而不是CO2）②C2H5OH－12e－+16OH－=2CO32－+11H2O（由电荷守恒和原子守恒得出）③检查两边氧原子个数是否守恒。
3．在正极，在碱性条件下，O2为得电子的氧化性物质，故正极的电极反应式书写的步骤：①3O2+12e－→12OH－（由得失电子守恒和离子电荷守恒得出）②3O+12e－+6H O=12OH－（由原子守恒得出）铁锈环(b)腐蚀区(a)要点2 析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe 为例）例2 （2011 新课标全国卷）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni 2O 3+3H 2O = Fe(OH)2+ 2Ni(OH)2 下列有关该电池的说法不正确．．．的是 A ．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni 2O 3、负极为Fe B ．电池放电时，负极反应为Fe+2OH --2e －= Fe(OH)2 C ．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH 降低D ．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2+2OH －-2e －= Ni 2O 3 + 3H 2O变式训练 1一种新型酸性乙醇电池用磺酸类质子作溶剂，比甲醇电池效率高出32倍。
电池反应式为：C 2H 5OH+3O 2=2CO 2+3H 2O ，电池构造如右图所示。
关于该电池的说法正确的是 A ．放电过程中，电源内部的H +从正极区向负极区迁移 B ．通入乙醇的电极是负极，该电池的正极反应为： 4H ++O 2 + 4 e －= 2H 2OC ．在标准状况下，每消耗5.6LO 2，可向外提供9.6×104C 的电量D ．用该电池作电源，用惰性电极电解饱和NaCl 的溶液时，每消耗0.2mol C 2H 5OH ，阴极产生标准状况下气体的体积为13.44 L 金属的腐蚀与防护例3 将NaCl 溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿棕色铁锈环(b)，如图所示。
导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。
下列说法正确的是 A ．液滴中的Cl －由a 区向b 区迁移B ．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O 2+2H 2O+4e －=4OH －C ．液滴下的Fe 因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe 2+由a 区向b 区迁移，与b 区的OH －形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D ．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl 溶液，则负极发生的电极反应为Cu －2e －= Cu 2+变式训练2 用图I 所示装置通电10min 后去掉直流电源，连接成图II 所示装置，可观察到U 型管左端铁电极表面析出白色胶状物质，U 型管右端液面上升。
下列说法正确的是A ．同温、同压下，图I 中石墨电极上方得到的气体比铁电极上方得到的气体多C．用图II进行实验时石墨电极的电极反应为：2H++2e－=H2↑D．图I通电10min后铁电极周围溶液的pH降低热化学与电化学的综合（2）将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为：2CO2(g) + 6H2(g)催化剂CH3OCH3(g) + 3H2O(g)①若用甲醚作为燃料电池的原料，请写出在碱性介质中电池负极的电极反应式。
②在①所确定的电池中，若通入甲醚（沸点为-24.9℃）的速率为1.12L·min-1（标准状况），并以该电池作为电源电解2mol/LCuSO4溶液500mL，则通电30s后理论上在阴极可析出金属铜g。
（3）以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如右图所示，在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y，有关电极反应可表示为◇课堂评价◇2．Li-Al/FeS电池是一种正在开发的电动车用电池，该电池反应式为：2Al+6Li++3FeS=2Al3++3Li2S+3Fe。
下列有关该电池的说法正确的是A．该电池替代现在电动车广泛使用的铅蓄电池可以减少重金属的污染B．Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价C．Li-Al在电池中作为负极材料，负极的电极反应式为Al-3e－=Al3+D．充电时，阴极发生的电极反应式为：Li2S+Fe－2e－=2Li++FeS3．某锂离子电池放电时的负极反应为：C6Li－x e－==C6Li1－x+x Li+（C6Li表示锂原子嵌入石墨形成复合材料），正极反应为：Li1－x MO2+x Li++x e－==LiMO2（LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物），下列有关说法正确的是A．锂离子电池充电时电池总反应为：C6Li+Li1－x MO2==LiMO2+C6Li1－xB．该电池的电解液通常使用锂盐的水溶液C．锂离子电池放电时电池内部Li+向负极移动D．锂离子电池充电时阴极反应为：C6Li1－x+x Li++x e－==C6Li4．下图是一碳酸盐燃料电池（MCFC），以水煤气（CO、H2）为燃料，一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物为电解质。
写出B极发生的电极反应式。
选择题（每题有1～2个选项符合题意）1．研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl，下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是A．正极反应式：Ag+Cl－－e－=AgClB．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子C．Na+不断向“水”电池的负极移动D．AgCl是还原产物2．结合下图判断，下列叙述正确的是A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－=Fe2+C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2+2H2O+4e－=4OH－D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀3．以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D．镀锌层破损后对铁制品失去保护作用4．氯碱工业是一种高耗能产业，一种将燃料电池与电解池组合的新工艺可节能30%以上，下图是该工艺图示（电极未标出）。
下列说法正确的是A．X为H2，Y为Cl2B．A池为电解池，且m＜nC．B池为燃料电池，且a＜bD．该工艺优点是燃料电池提供电能且能提高烧碱产品的浓度5．右图是一种可充电的锂离子电池充放电的工作示意图。
放电时该电池的电极反应式为：负极：Li x C6－x e－=C6+x Li+（Li x C6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料）正极：Li1－x MnO2+x Li++x e－=LiMnO2（LiMnO2表示含锂原子的二氧化锰）下列有关说法正确的是A．该电池的反应式为Li1－x MnO2+Li x C6充电LiMnO2+C6B．K与M相接时，A是阳极，发生氧化反应C．K与N相接时，Li+由A极区迁移到B极区D．在整个充、放电过程中至少存在3种形式的能量转化6．以下为铝材表面处理的一种方法：碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，取少量废电解液加入NaHCO3溶液后会产生气泡和白色沉淀，下列叙述中正确的是A．碱洗时常有气泡冒出，原因是放出二氧化碳B．为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中通入NH3C．阳极电极反应式为2Al-6e－+3H2O==Al2O3+6H+D．废电解液加入NaHCO3溶液产生沉淀的原因是Al3++3OH－==Al(OH)3↓8．全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如下图所示，溶液中c(H+)=2.0 mol·L－1，阴离子为SO42－，a、b均为惰性电极，下列有关叙述正确的是：A．当右槽溶液颜色由绿色变为紫色时，电池中能量转化形式为化学能转化为电能B．充电过程中，a极的反应式为VO2+－e－+ H2O=VO2+ + 2H+C．放电时H+的作用仅仅是参与正极反应D．充电时若转移的电子数为3.01 1023个，左槽溶液中n(H+)的变化量为1mol9．电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。
Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。
阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去(或撇掉)浮渣层，即起到了浮选净化的作用。
某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置如图所示：（1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，则无法使悬浮物形成浮渣。
此时，应向污水中加入适量的__ __。