材料电化学CH8
2014年高考化学分类汇编--电化学
2014高考化学试卷分类汇编——————电化学1.【2014北京.8】下列电池工作时，O2在正极放电的是【答案】B2.【2014福建.11】某原电池装置如右图所示，电池总反应为2Ag + Cl= 2AgCl。
2下列说法正确的是( )A．正极反应为AgCl + e– = Ag + Cl–B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D．当电路中转移0.01 mol e–时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子【答案】D3.【2014广东.11】某同学组装了图4所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其它均为Cu，则A、电流方向：电极Ⅳ→A→电极ⅠB、电极Ⅰ发生还原反应C、电极Ⅱ逐渐溶解D、电极Ⅲ的电极反应：Cu2+ + 2e-= Cu【答案】A4.【2014广西.9】右图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH－Ni电池)。
下列有关说法不正确的是：A．放电时正极反应为：NiOOH＋H2O＋e－→Ni(OH)2＋OH－B．电池的电解液可为KOH溶液C．充电时负极反应为：MH＋OH－→＋H2O＋M＋e－D．MH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高【答案】 C【解析】首先确定该电池放电时的总反应为：MN+NiOOH=Ni(OH)2+M,MH合金中M，H均为0价，MH作负极材料，而NiOOH作正极材料，正极反应式为NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-,负极反应式为MH+OH—-e-→H2O+M(充电时负极反应为其逆反应)，则A项正确，C项错误；电池的电解液可为碱性溶液（KOH溶液），不能为酸性溶液（会与NiOOH反应），B项正确；MH中氢的密度越大，放电时放出的电量越多，其电池的能量密度越高，D项正确。
5.【2014天津.6】己知：锂离子电池的总反应为：Li x C + Li1－x CoO2 C + LiCoO2锂硫电池的总反应为：2Li + S Li2S有关上述两种电池说法正确的是（）A．锂离子电池放电时，Lj+向负极迁移B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应C．理论上两种电池的比能量相同D．右图表示用锂离子电池给锂硫电池充电【答案】B6.【2014新课标二卷.12】2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系，下列叙述错误的是（）A．a为电池的正极B．电池充电反应为LiMn2O4=Li1-x Mn2O x+xLiC．放电时，a极锂的化合价发生变化D．放电时，溶液中Li+从b向a迁移【答案】C7.【2014浙江.11】镍氢电池（NiMH）目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。
电化学有机合成
（Electrochemical Organic Synthesis）
定义：
利用电化学氧化或还原方法合成有机物的技术。
发展历史：
1849年，Kolbe通过实验发现羧酸的电解氧化可生成较长链的烷烃。 1850至1960年，实验研究阶段。 1960年代的工业化时代。
1964年，Nalco公司建成1.8万t/a四乙基铅的电合成工厂。 1965年，Mansanto公司建成1.5万t/a己二腈的电合成工厂。 1980年以来，由于原料价格上涨、对环境保护的重视，电化学有机合 成作为一种绿色合成技术，又开始重视并进行了较活跃的的研究 与开发。2000年将召开第6届全国电化学有机合成会议。
3．介质
①反应物的溶解度好 ②较宽的可用电位范围 ③适合于所需的反应要求，特别是介质与产物不应发生反应 ④导电性良好，为此需要加人足够量的导电盐。
4．温度
①提高温度对降低过电位、提高电流密度有益 ②但过高会使某些副反应加速，同时会使产物有可能分解。
电化学有机合成的反应类型
一、电氧化有机合成
1．Kolbe脱羧二聚反应
CH2(OH)2 = CH2O + H2O CH2O＋e－＋H＋CH3OH （2）EC机理： 这是指化学反应后置的情况。
NH2 -2H+ -2e-
NH H2O
O + NH3
OH
O
O
（3）ECE机理： 化学反应夹在两个电子传递反应中间的情形。如：
NO
NHOH
2-e ++ 2H -2H 2O
NH
NH2
电化学氟化有两种方法： Simons法：Ni为阳极，在AHF中电解制备全氟化物的方法。 主要合成全氟有 机物，可制备特种表面活性剂。 Rozhkov法：Pt为阳极，以有机溶剂为介质，制备单氟化物。主要用于芳烃的 选择性氟化，可制备新型药物（如环丙沙星、络美沙星）和活性染料的中间体等。
高考高中化学电化学方程式汇总
高中电化学方程式汇总电极反应方程式一、原电池电极反应方程式1、Cu—H2SO4—Zn原电池(1)总反应：Zn＋2H＋==Zn2＋＋H2↑(2)负极：Zn－2e－==Zn2＋↑(3)正极：2H＋＋2e－==H2、Cu—FeCl3—C原电池(1)总反应：2Fe3＋＋Cu==2Fe2＋＋Cu2＋(2)负极：Cu－2e－==Cu2＋(3)正极：2Fe3＋＋2e－==2Fe2＋3、钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀(1)总反应：2Fe＋O2＋2H2O==2Fe(OH)2↓(2)负极：2Fe－4e－==2Fe2＋(3)正极：O2＋2H2O＋4e－==4OH－4、钢铁在潮湿的空气中发生析氢腐蚀(1)总反应：2Fe＋2H＋==Fe2＋＋H2↑(2)负极：Fe－2e－==Fe2＋(3)正极：2H＋＋2e－==H2↑5、氢氧燃料电池(中性介质)(1)总反应：2H22==2H2O(2)负极：2H2－4e－==4H＋(3)正极：O2＋2H2O＋4e－==4OH－6、氢氧燃料电池(酸性介质)(1)总反应：2H2＋O2==2H2O(2)负极：2H2－4e－==4H＋(3)正极：O2＋4H＋＋4e－==2H2O7、氢氧燃料电池(碱性介质)(1)总反应：2H2＋O2==2H2O(2)负极：2H2－4e－＋4OH－==4H2O(3)正极：O2＋2H2O＋4e－==4OH－8、铅蓄电池(放电)(1)总反应：Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO42－==2PbSO4↓＋2H2O(2)负极(Pb)：Pb－2e－＋SO42-==PbSO4↓(3)正极(PbO2)：PbO2＋2e－＋SO42-＋4H＋==PbSO4↓＋2H2O 9、铅蓄电池(充电)(1)总反应：2PbSO 4＋2H2O Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO42－(2)阳极：PbSO4－2e－＋2H2O==PbO2＋SO42－＋4H＋＋2e－==Pb＋SO42－(3)阴极：PbSO10、Al—NaOH—Mg原电池(1)总反应：2Al＋2OH－＋2H2O==2AlO2－＋3H2↑(2)负极：2Al－6e－＋8OH－==2AlO2－＋4H2OO＋6e－==3H2↑＋6OH－(3)正极：6H11、CH4燃料电池(碱性介质)(1)总反应：CH4＋2O2＋2OH－33H2O(2)负极：CH4－8e－＋10OH－==CO32－＋7H2O(3)正极：2O2＋4H2O＋－==8OH－12、CH3CH2OH燃料电池()(1)总反应：CH2OH＋3O2＋4OH－==2CO32－＋5H2O(2)负极：CH32OH－12e－＋16OH－==2CO32－＋11H2O(3)正极：3O2＋6H2O＋12e－==12OH－13、含碳燃料电池(碱性介质)的通式(1)总反应：含碳燃料＋O2＋OH－==CO32－＋H2O(未配平)(2)负极：含碳燃料－e－＋OH－==CO32－＋H2O(未配平)(3)正极：O2＋2H2O＋4e－==4OH－14、熔融碳酸盐燃料电池(Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液，CO作燃料)(1)总反应：2CO＋O2==2CO2(2)负极：2CO＋2CO32－－4e－==4CO2(3)正极：O2＋2CO2＋4e－==2CO32－(持续补充CO2气体)15、银锌纽扣电池(碱性介质)(1)总反应：Zn＋Ag2O==ZnO＋2AgO(2)负极(Zn)：Zn＋2OH－－2e－==ZnO＋H(3)正极(Ag2O)：Ag2O＋H2O＋2e－==2Ag＋2OH－二、电解电极反应方程式1、电解CuCl2溶液(电解电解质型)(1)阳极：2Cl－－2e－==Cl2↑(2)阴极：Cu2＋＋2e－==Cu(3)总反应：2Cl－＋Cu2＋Cl 2↑＋Cu2、电解精炼铜(1)阳极(粗铜)：Cu－2e－==Cu2＋(2)阴极(纯铜)：Cu2＋＋2e－==Cu3、电镀铜(1)阳极(纯铜)：Cu－2e－==Cu2＋(2)阴极(镀件，如Fe)：Cu2＋＋2e－==Cu4、电解饱和食盐水(放氢生碱型)(1)阳极：2Cl－－2e－2↑(2)阴极：2H2O＋2e－==H2↑＋2OH－(3)总反应：2Cl－＋2H 2O H2↑＋Cl2↑＋2OH－5、电解HCl溶液(电解电解质型)(1)阳极：2Cl－2e－==Cl2↑(2)阴极：2H＋＋2e－==H2↑(3)总反应：2Cl－＋2H＋Cl 2↑＋H2↑6、电解NaOH溶液(电解水型)(1)阳极：4OH－－4e－==O2↑＋2H2O(2)阴极：4H2O＋4e－==2H2↑＋4OH－(3)总反应：2H 2O2H2↑＋O2↑7、电解H2SO4溶液(电解水型)(1)阳极：2H2O－4e－==O2↑＋4H＋(2)阴极：4H＋＋4e－==2H2↑(3)总反应：2H 2O2H2↑＋O2↑8、电解KNO3溶液(电解水型)(1)阳极：2H2O－4e－==O2↑＋4H＋(2)阴极：4H2O＋4e－==2H2↑＋4OH－(3)总反应：2H 2O2H2↑＋O2↑9、电解CuSO4溶液(放氧生酸型)(1)阳极：2H2O－4e－==O2↑＋4H＋(2)阴极：2Cu2＋＋4e－==2Cu↓(3)总反应：2Cu2＋＋2H 2O2Cu↓＋O2↑＋4H＋10、电解AgNO3溶液(放氧生酸型)(1)阳极：2H2O－4e－==O2↑＋4H＋(2)阴极：4Ag＋＋4e－==4Ag↓(3)总反应：4Ag＋＋2H 2O4Ag↓＋O2↑＋4H＋。
高中化学专题08 电化学及其应用-2021年高考化学真题与模拟题分类训练(教师版含解析)
专题08 电化学及其应用1．(2021·全国高考甲卷真题)乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的电化学装置合成。
图中的双极膜中间层中的2H O 解离为+H 和-OH ，并在直流电场作用下分别问两极迁移。
下列说法正确的是A ．KBr 在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B ．阳极上的反应式为：+2H ++2e -=+H 2OC ．制得2mol 乙醛酸，理论上外电路中迁移了1mol 电子D ．双极膜中间层中的+H 在外电场作用下向铅电极方向迁移 【答案】D【分析】该装置通电时，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池阴极，石墨电极为电解池阳极，阳极上Br -被氧化为Br 2，Br 2将乙二醛氧化为乙醛酸，双极膜中间层的H +在直流电场作用下移向阴极，OH -移向阳极。
【解析】A ．KBr 在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生成的Br 2为乙二醛制备乙醛酸的中间产物，故A 错误；B ．阳极上为Br -失去电子生成Br 2，Br 2将乙二醛氧化为乙醛酸，故B 错误；C ．电解过程中阴阳极均生成乙醛酸，1mol 乙二酸生成1mol 乙醛酸转移电子为2mol ，1mol 乙二醛生成1mol 乙醛酸转移电子为2mol ，根据转移电子守恒可知每生成1mol 乙醛酸转移电子为1mol ，因此制得2mol 乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2mol 电子，故C 错误；D ．由上述分析可知，双极膜中间层的H +在外电场作用下移向阴极，即H +移向铅电极，故D 正确； 综上所述，说法正确的是D 项，故答案为D 。
2．(2021·全国高考乙卷真题)沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。
下列叙述错误的是A ．阳极发生将海水中的Cl 氧化生成2Cl 的反应B ．管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClOC ．阴极生成的2H 应及时通风稀释安全地排入大气D ．阳极表面形成的2Mg(OH)等积垢需要定期清理 【答案】D【分析】海水中除了水，还含有大量的Na +、Cl -、Mg 2+等，根据题干信息可知，装置的原理是利用惰性电极电解海水，阳极区溶液中的Cl -会优先失电子生成Cl 2，阴极区H 2O 优先得电子生成H 2和OH -，结合海水成分及电解产物分析解答。
电化学及电解有机合成
电化学及电解有机合成电化学的定于与研究内容：电池由两个电极和电极之间的电解质构成，因而电化学的研究内容应包括两个方面：一是电解质的研究，即电解质学，其中包括电解质的导电性质、离子的传输性质、参与反应离子的平衡性质等，其中电解质溶液的物理化学研究常称作电解质溶液理论；另一方面是电极的研究，即电极学，其中包括电极的平衡性质和通电后的极化性质，也就是电极和电解质界面上的电化学行为。
电解质学和电极学的研究都会涉及到化学热力学、化学动力学和物质结构。
电池由两个电极和电极之间的电解质构成，因而电化学的研究内容应包括两个方面：一是电解质的研究，即电解质学，其中包括电解质的导电性质、离子的传输性质、参与反应离子的平衡性质等，其中电解质溶液的物理化学研究常称作电解质溶液理论；另一方面是电极的研究，即电极学，其中包括电极的平衡性质和通电后的极化性质，也就是电极和电解质界面上的电化学行为。
电解质学和电极学的研究都会涉及到化学热力学、化学动力学和物质结构。
电化学的应用分为以下几个方面：①电解工业，其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业、耐纶66的中间单体己二腈是通过电解合成的；铝、钠等轻金属的冶炼，铜、锌等的精炼也都用的是电解法；②机械工业要用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整；③环境保护可用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物；④化学电源；⑤金属的防腐蚀问题，大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题；⑥许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理；⑦应用电化学原理发展起来的各种电化学分析法已成为实验室和工业监控的不可缺少的手段。
现在我们主要是讨论第一个电解工业的应用及有机合成。
电化学有机合成是利用电化学氧化或还原方法合成有机物的技术。
它的发展历史：1849年，Kolbe通过实验发现羧酸的电解氧化可生成较长链的烷烃。
1850至1960年，实验研究阶段。
1960年代的工业化时代。
1964年，Nalco公司建成1.8万t/a四乙基铅的电合成工厂。
ch8-1 一般规定
第1章通则第1节一般规定1.1.1一般要求1.1.1.1 本篇规定，除另有明文规定外，适用于各种浅海固定平台（以下简称“平台”）上的电器设备和自动控制设备。
1.1.1.2 浅海固定平台上电气设备应能：(1) 确保平台处于正常工作状态和满足向平台上工作人员提供正常生活必需的电力供应，而不求助于应急电源；(2) 确保在各种应急状态下(如部分处所失火时)，向各种必需的电气设备供电；(3) 确保平台上设备及人员的安全，免受电气事故的伤害。
1.1.1.3 本篇规定尽管对平台上的电气设备做了要求，但仍应注意所属国政府主管机关的有关法定要求。
1.1.1.4 所有电气设备的设计与安装应保证在其发生故障时极少引起火灾的可能。
这些设备应至少符合本社接受的标准，必要时应对环境条件进行修正。
1.1.2 定义1.1.2.1 重要设备：系指为平台安全所必须的设备。
例如：（1）依赖于电力的放弃系统；（2）重要机械设备的启动用空气压缩机；（3）循环冷却水泵、冷凝循环泵、滑油泵、燃油泵；（4）锅炉系统①强制鼓风机；②给水泵；（5）防火、探火及灭火①火焰和气体探测及报警系统；②消防泵；③惰性气体风机和洗涤塔及甲板封闭泵；④自动喷淋系统；⑤固定气体或泡沫灭火系统及灭火剂施放报警系统（6）照明系统；（7）无线电通信与法定要求的信号设备；（8）油水分离器；（9）遥控阀；（10）机器处所、锅炉间通风机；（11）危险区域通风机；（12）电操作的关闭装置；（13）供给上述设备的电源和分配系统；1.1.2.2 非重要设备：系指短时间不运转不会对平台有损害，也不会危及平台上工作人员和机械安全的设备。
1.1.2.3 应急设备：系指在主电源失电后，须由应急电源供电的设备。
1.1.2.4 主电源：系指向主配电板供电，并通过主配电板对为保持平台处于正常操作和居住条件所必需的所有设备配电的电源。
1.1.2.5 应急电源：系指在主电源供电发生故障的情况下，用来向应急配电板供电的电源。
几个基本电化学测试方法实验
4
4.1
实验内容
循环伏安法：从初始电位开始使 WE 相对于 RE 的电位环扫变化，记录 WE 和 CE 之间电
流的方法。一般地，初始电位选择为能维持体系初始平衡状态的电位，原因
是仪器并不记录施加初始电位后一段平衡（静置）时间内的电流，若施加 的初始电位打破了初始平衡，显然没有理由不去记录平衡扰动后电化学体 系的响应，除非有意为之。故很多循环伏安实验从开路电位起扫。
4.1.1
取 1 个电阻 R 1 ，万用表量出电阻值，如右接入两电极系 统，-0.5~0.5 V间电位环扫（400 和 100mV/s），两扫速应 得两直线，由欧姆定律计算电阻，看看电阻是否与扫速有 关，是否等于万用表测得值。（仪器初略校准实验） 串接 2 个电阻R 1 和R 2 ，万用表分别量出电 阻值，如右接入三电极系统，-0.5~0.5 V间 电位环扫（100mV/s），由E~i直线斜率计 算电阻，看看是等于R 1 、R 2 还是R 1 +R 2 ？
2
v
dE d (Q / C ) 1 dQ i dt dt C dt C
式中 v 为电位扫速，Q 为电容器电极极板上累计的电量，C 为电容，E 为电容器两电极间的电位差，t 为时间。所有参数 均取国际单位。
4.1.4
0.2 M NaSO 4 水溶液中，接入金工作电极，碳对电极，SCE参比电极，-0.2~0.6 V间电位环 扫（400、200 和 100mV/s），按 4.1.3 节测算双电层电容C WE ，此时的等效电路（忽略未补 偿电阻）如下：
CRsVc ( s ) Vc ( s ) E / s Vc ( s ) E E s (1 sRC ) RC 1 s( s 1 ) RC
t
电化学答案
1答案：C 解析：难度：易，电解液为酸性，故A 错，负极通入氢气，正极通入氧气，故B 、D 错。
2答案：BD 解析：铜绿是生活中常见现象，反应原理为2Cu+O 2+CO 2+H 2O==Cu 2CO 3(OH)2，故青铜器应保存在干燥的环境中或表面覆盖一层防渗的高分子膜防止被腐蚀。
A 可能发生原电池反应而被腐蚀。
3答案：B 解析：需要加热的化学反应也可能是放热反应，如可燃物的燃烧反应，A 选项错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，故C 选项错误；水力发电是将机械能转化为电能的过程，故D 选项错误。
正确选项为B4答案：A 解析：钢铁在潮湿的环境中发生吸氧腐蚀，负极反应为：Fe －2e－ Fe 2＋，正极反应为：2H 2O ＋O 2＋4e － 4OH －，在空气与水交界处溶液中的氧气不断溶解，因此在空气与水交界处钢铁更容易腐蚀。
5答案：CD 解析：电解时阳极产生Cl 2，电极反应为2Cl －－2e －＝Cl 2，，故C 对，阳极不可能是活泼性电极如铁，故A 错。
阳极产生Cl 2与碱反应，故pH 值降低，故B 错，二价镍全部转化为三价镍失e-,故D 对。
6答案：C 解析：甲醇与氧气反应的化学方程式为：2CH 3OH ＋3O 22CO 2＋4H 2O ，化合价升高的元素为C ，所以在负极上甲醇失去电子而放电，在该极上的电极反应式为：CH 3OH(g)+H 2O(1)=CO 2(g)+6H +(aq)+6e －。
7答案：C 解析：海水中钾元素以K+形式存在，生成钾单质必然发生化学反应，A 错。
蒸发制海盐发生的是物理变化，B 错。
潮汐发电是将动能转化为电能，D 错。
8答案：C 解析：Cu 作负极，Ag 作正极。
负极：Cu-2e-==Cu2+；正极：A+ + e- ==Ag 。
在外电路中，电子由Cu 电极流向Ag 电极，而电流方向与电子流向相反，所以1错。
没有盐桥，原电池不能继续工作，3错。
无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，4对。
物理化学 第七章电化学总结
如果正、负离子荷电量不等，如果电极本身也发生反 应，情况就要复杂一些。
29
（2）迁移数 transfer number 某种离子运载的电流与通过溶液的总电流之比 称为该离子的迁移数, 以t 表示。
即每有1mol Ag+被还原或1molAg沉积下来，通过的 电量一定为96500C
21
2+ + 2e对于电极反应：Cu = Cu
z=2, Q=96500C 时：
Q 96500 C 0.5mol zF 2 96500 mol 1 C
n(Cu ) (Cu )
n(Cu) (Cu) 0.5mol
49
3.摩尔电导率与浓度的关系
例1例2例3例4例5
0.04 HCl 0.03 0.02 NaOH
0.01
0 0
AgNO3 CH3COOH 0.5 1.0 1.5
•随着电解质浓度c降低, 离子间引力减小, 离子 运动速度增加,故摩尔 电导率m增大。
m/(S m2 mol-1)
c , F , v , m 。
F=L· e
=6.0221367×1023 mol-1×1.6022×10-19 C =96485.309 C· -1 mol
≈96500 C· -1 mol
19
对各种电解质溶液, 每通过96485.309C的电量,
在任一电极上发生得失1mol电子的反应, 同时相
对应的电极反应的物质的量亦为1mol（所选取的 基本粒子荷一价电）.
电化学电极反应式、总反应式练习(答案)
－
－
-2e =Zn(OH)
2
正极电极反应式为：
FeO42-＋ 4H2O +3e- === Fe(OH) 3 ＋5OH -
3Zn(OH) 2＋ 2Fe(OH) 3＋ 4KOH ， ， 。
12、镍镉（ N i －Cd）可充电电池的总反应为：
充电
Cd(OH )2 2Ni (OH ) 2 放电 Cd 2NiO (OH ) 2H 2O
（ 3）电解熔融的氧化铝的电极反应方程式：
电极反应方程式：阳极：
2O2－－ 4e- =O 2
总反应的化学方程式：
2Al 2O3==电=解==3O 2 ＋ 4Al
，阴极：
Al 3+ ＋3e- = Al
18、电解电解质溶液（惰性电极） ：
（ 1） H 2O 型（惰性电极） ：实质是电解水。如电解硫酸钠、氢氧化钠、硫酸等溶液。
。
2、锌铜硫酸铜溶液原电池（如右图）中发生的电池反应为：
负极电极反应式为：
Zn －2e- = Zn 2＋
，
正极电极反应式为：
Cu
2+
－
+2e
===Cu
。
总反应式为：
Zn
＋
Cu
2＋
=
Zn
2
＋＋
Cu
。
3、正极为 Cu，负极为 Fe，电解质溶液为 FeCl3 溶液的原电池中发生电池反应为：
负极电极反应式为：
2Al+2OH - +2H 2O =2AlO 2-+3H 2↑
。
6、新型 “海水电池 ”（Al ──空气 ──海水为能源的新型电池， 电池总反应式为： 4Al+3O 2+6H 2O=4Al(OH) 3）
电化学易错专题训练
电化学易错专题训练 4.1单项选择题1. 下列有关钢铁的腐蚀和防护的说法中错误的是A ．钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀负极反应相同，正极反应不同B ．镀锌铁皮和镀锡铁皮破损后，前者铁更易被腐蚀C ．将铁件与电源负极相连，可实现电化学保护D ．插入海水中的铁棒，靠近水面的位置腐蚀最严重2.香港城市大学科研人员开发一种电极材料CuTABQ （四氨基苯醌铜）可实现高效率地将硝酸根转化为氨，工作原理如图所示。
下列叙述错误的是( ) A.装置工作时将化学能转化成电能 B.一段时间后，电极b 附近溶液pH 降低D.每生成17g 3NH 时有9mol OH -由膜R 的左侧向右侧迁移3.科研工作者利用如图所示装置除去含NaCl 废水中的尿素[()22CO NH ]。
下列说法错误是 A.b 为直流电源的负极 B.工作时，废水中NaCl 的浓度保持不变 C.工作时，N 极区NaCl 溶液的质量基本不变 D.若导线中通过6mol 电子，则理论上生成1mol 2N4.一次性纸电池加水就可以激活，可用来驱动低功率电子器件，其基本结构如图所示，下列说法错误的是( )A.用乙醇代替水也可以激活该电池B.“油墨混有锌粉”为电池的负极C.正极电极反应式：22O 4e 2H O4OH --++D.激活时水用量过多浸没电池，可能造成电源无法正常工作5.在直流电场作用下双极膜中间层中的2H O 解离为H +和OH -，并分别向两极迁移。
如图所示装置，可将捕捉的二氧化碳转化为3CaCO 而矿化封存，减少碳排放，同时得到氧气、氢气、高浓度盐酸等产品。
下列说法正确的是( )A.电极a 的电势高于电极b 的电势B.两个双极膜中间层的OH -均向右移动C.去掉双极膜，两极的电极反应式不变D.电极b 为阴极，电极反应式为222H O 2eH 2OH --+↑+6.最新研究发现一种“氧介导电化学pH 变化”系统，通过调节海水的pH 去除海水中2CO ，电化学原理为2Bi 3AgCl H OBiOCl 3Ag 2H 2Cl +-+++++放电充电，甲系统放电时的原理如图所示，该装置可实现充放电交替运行，达到节约成本的目的；碱化的海水继续吸收空气中的2CO 可缓解温室效应。
电化学及其应用--2025年新高考化学真题题源解密(解析版)
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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【答案】C【分析】该装置为电解池，光阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+，阴极上氧气和氢离子得电子生成过氧化氢，电极反应式为O2+2H++2e-=H2O2；【解析】A．该装置为电解池，利用光能提供能量转化为电能，在电解池中将电能转化为化学能，A正确；B．由图可知，阴极上氧气和氢离子得电子生成过氧化氢，电极反应式为O2+2H++2e-=H2O2，B正确；C．光阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+，每消耗1molH2O，转移2mol电子，由O2+2H++2e-=H2O2，则体系中生成1molH2O2，C错误；D．由Mn(Ⅳ)和过氧化氢转化为Mn(Ⅱ)过程中，锰元素化合价降低，H2O2做还原剂，表现还原性，由Mn(Ⅱ)转化为Mn(Ⅳ)时，H2O2中O元素化合价降低，做氧化剂，表现氧化性，D正确；故选C。
铜与8-羟基喹啉配合物的电化学研究
铜与8-羟基喹啉配合物的电化学研究
铜与8-羟基喹啉配合物的电化学研究
近年来，铜与8-羟基喹啉配合物的电化学研究受到了越来越多的关注。
铜与8-羟基喹啉配合物具有优异的电化学性能，可以用于电池、电容器、传感器等电子器件的制造。
本文将
介绍铜与8-羟基喹啉配合物的电化学性能，以及其在电子器件中的应用。
铜与8-羟基喹啉配合物具有优异的电化学性能，其电化学反应可以分为两个阶段：首先，铜与8-羟基喹啉配合物发生氧化反应，形成铜氧化物；其次，铜氧化物发生还原反应，形成铜原子。
这两个反应的电化学性能可以通过电化学阻抗谱（EIS）和循环伏安（CV）测
试来表征。
此外，铜与8-羟基喹啉配合物还可以用于制造电池、电容器、传感器等电子器件。
电池中，铜与8-羟基喹啉配合物可以作为电极材料，具有良好的电化学性能，可以提高电池的容量和稳定性。
电容器中，铜与8-羟基喹啉配合物可以作为电容材料，具有良好的电容性能，
可以提高电容器的容量和稳定性。
传感器中，铜与8-羟基喹啉配合物可以作为传感器材料，具有良好的电化学性能，可以提高传感器的灵敏度和稳定性。
综上所述，铜与8-羟基喹啉配合物具有优异的电化学性能，可以用于电池、电容器、传感器等电子器件的制造。
未来，铜与8-羟基喹啉配合物将在电子器件领域发挥重要作用，为电子器件的发展做出重要贡献。
晶体原料氯化锌
晶体原料氯化锌1. 介绍晶体原料氯化锌是一种重要的无机化工原料，具有广泛的应用领域。
本文将全面、详细、完整地探讨晶体原料氯化锌的相关内容。
2. 氯化锌的制备方法2.1 电化学法氯化锌的一种常见制备方法是电化学法。
主要步骤包括：在盐酸溶液中加入锌粉，将锌粉作为阳极，使用铂片作为阴极，通过电解反应在阳极上生成氯化锌。
这种方法操作简单，能够高效制备出纯度较高的氯化锌晶体原料。
2.2 氢氧化锌和盐酸反应法另一种常见的制备氯化锌的方法是使用氢氧化锌和盐酸反应。
具体步骤包括：将氢氧化锌粉末与浓盐酸混合，在适当温度下进行反应，生成氯化锌。
这种方法制备的氯化锌晶体原料纯度较高，适用于工业生产。
3. 氯化锌晶体原料的应用3.1 锌电池氯化锌是制备干电池中正极活性物质的重要原料。
通过适当的处理和改性，可以制备出各种规格的锌电池，如碱性锌-锰电池、碳性锌电池等。
这些电池在生活中得到广泛应用，如遥控器、手电筒等。
3.2 金属镀锌氯化锌也可以作为金属镀锌工艺中的原料之一。
将金属制品浸泡在含有氯化锌的溶液中，经过适当的处理和反应，可以在金属表面形成一层锌的保护层，提高金属材料的耐腐蚀性能。
3.3 材料制备氯化锌还可以用于各类材料的制备过程中。
例如，在橡胶工业中，氯化锌可以作为促进剂，加速橡胶的硫化反应，提高橡胶制品的性能。
此外，氯化锌还可以用于合成纤维材料、防火材料等。
4. 氯化锌晶体原料的质量控制为了制备出高质量的氯化锌晶体原料，需要进行严格的质量控制。
主要从以下几个方面进行：4.1 原料选择选用纯度高、无杂质的锌粉和氢氧化锌作为制备氯化锌的原料，以保证最终产品的纯度。
4.2 反应控制控制反应温度、时间和反应条件，以确保反应的完全性和产物的纯度。
4.3 纯化处理通过适当的纯化处理，如溶液过滤、沉淀分离等，去除产物中的杂质，提高产品的纯度。
4.4 分析测试使用相关仪器和方法对氯化锌晶体原料的纯度、晶体结构等进行全面分析和测试，以确保产品符合质量要求。
一种电化学快速合成双金属zif-8的方法
一种电化学快速合成双金属zif-8的方法电化学合成是一种通过电化学方法制备材料的技术，它具有快速、高效、可控性好等优点。
在本文中，我们将介绍一种利用电化学合成方法快速合成双金属ZIF-8的方法。
双金属ZIF-8是一种金属有机骨架材料，具有高度可控的孔径和表面积，以及优异的催化性能。
然而，传统的合成方法通常需要较长的反应时间和复杂的操作步骤。
为了克服这些问题，研究人员提出了一种电化学合成双金属ZIF-8的新方法。
我们需要准备双金属ZIF-8的前体材料。
通常情况下，我们选择两种不同的金属离子和有机骨架作为前体材料。
这些金属离子可以通过溶液浸渍或离子交换的方式引入有机骨架中。
接下来，我们需要制备电化学合成所需的电极。
常用的电极材料包括玻碳电极、金电极等。
在选择电极材料时，需要考虑其导电性和稳定性。
然后，将前体材料溶解在适当的溶剂中，并将其转移到电化学池中。
池中的溶液需要保持稳定的温度和pH值，以促进反应的进行。
在电化学合成过程中，我们需要确定合适的电位和电流密度。
这些参数的选择将直接影响反应速率和产物的性质。
通过调节电位和电流密度，可以实现快速合成双金属ZIF-8的目标。
在电化学合成过程中，电极表面会发生氧化还原反应，从而引起前体材料的结构转变。
这些反应通常伴随着气泡的释放和电流的变化。
通过监测电流和气泡的形成情况，可以判断反应的进行情况。
当反应达到一定程度时，我们可以停止电化学合成过程。
此时，我们可以通过离心、洗涤和干燥等步骤来提取和纯化双金属ZIF-8产物。
我们可以通过X射线衍射、扫描电子显微镜等技术对合成的双金属ZIF-8进行表征。
这些表征结果可以帮助我们了解产物的晶体结构、孔径大小和形貌等性质。
电化学合成是一种快速合成双金属ZIF-8的有效方法。
通过选择适当的前体材料、电极材料和调节合成参数，我们可以实现对双金属ZIF-8合成过程的控制和优化。
这种方法具有简单、快速、可控性好等优点，有望在催化、吸附等领域发挥重要作用。
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M OH M O H
同时，pH的改变，导致溶液中氧化-还原电对 电极电位的改变。
E ( H / H 2 ) E ( H / H 2 ) 0.059 pH
0
E fb E
0
fb
0.059 pH
8.4 Interface model between the semiconductor and the electrolyte solution
• N-type semiconductor
• P-type semiconductor
既形成双电层，又形成空间电荷层
8.5 Effects of the applied potential on the band edges
8.8 平带电位Efb的定义
• 平带电位是指空间电荷区不发生能带弯曲 时的电位；或者是对N-型半导体而言，光 阳极电流等于零所对应的电位。 • 对于P-型半导体而言，光阴极电流等于零 所对应的电位。
8.9 平带电位的实验测定
• 1.通过测定光电流所对应的起点电位获得平 带电位。
25 20 InVO4 15 On 10 5 0 Off
光电流与暗电 流相交的点所 对应的电位就 是平带电位
在光电流与暗电流的交点处的 光开关效应
8
6
photocurrent (A)
4
on
on
on
2
off
off
off
没有明显的光电 流表明空间电荷 层没有弯曲，此 时的电位就是平 带电位。
40
0 10 20 Time (s) 30
• 2.通过测定表观空间电容与电位的关系获得平 带电位:莫特-导体，施加正电势，带边向上弯曲，空穴 向界面移动，电子向半导体内部移动。移动到界面的 空穴可从溶液中的氧化-还原电对中获得电子，起到光 阳极的作用。 对于P-型半导体，施加负电势，带边向下弯曲，电子 向界面移动，空穴向半导体内部移动。移动到界面的 电子可向溶液中的氧化-还原电对注入电子，起到光阴 极的作用。
8.10 电解液中的电子能级：绝对电极电位
• 相对于真空的电极电位，称为绝对电极电 位。 φabs = φ(vs. NHE)+φNHE(vs. vacuum) φNHE(vs. vacuum)=4.5V 所以溶液中的Fermi 能级为： EF = -e[φ(vs. NHE)+4.5] eV
8.11 平带电位与溶液pH的关系
Chapter 8 半导体材料的光电化学(三)
8.1 The energy level of intrinsic semiconductor
Conduction band
Fermi level
Valance band
8.2 Schematic diagram of energy level for doped semiconductor
8.5.1 On p-type
E = Efb
E > Efb
E < Efb
累积层的形成，半导体电极相当于金属电极；耗竭层的 形成，电极在光照时有利于光生电子与光生空穴的分离。
8.5.2 On n-tpye semiconductor
E = Efb
E > Efb
E < Efb
累积层的形成，半导体电极相当于金属电极；耗竭层的 形成，电极在光照时有利于光生电子与光生空穴的分离。
> 420nm
有光电流 说明该物 质是可能 光催化剂
40
Current
ITO glass 0 10 20 Time (s) 30
半导体光电极的光电流与暗电流
0 Iph
Current
-1 -0.36V -2
Id
-3 -0.40 -0.35 Potential (V vs SCE) -0.30
Csc：空间电荷层电容；ε:半导体的介电常数; εo：自由空 间电容率；N:掺杂浓度；E:施加的电位；Efb:平带电位。 C-2对E作图就可求得Efb
N-型半导体的空间电容C-2与电势E的关系曲线
P-型半导体的空间电容C-2与电势E的关系曲线
将C-2对E作图，得一条直线，电位轴上的截 距为Efb+（kT/e），即可求得平带电位
8.7 N-型半导体在不同电位区的光电化学行为
Region 3: 比平带电 位更正的 电位区， 空间电荷 层存在一 个耗竭层， 电极暗反 应没有氧 化电流。 但是有光 氧化电流 Region 2:平带电位区，空间电荷层没有 弯曲，电极既没有光电流也没有暗电流。 Region 1: 比平带电 位更负的 电位区， 空间电荷 层存在一 个累积层， 电极的光 反应和暗 反应都作 为一个阴 极电极。
E0fb PZC为零时的电位,即H+和OH-发生等量吸附时的电位。
• N-type
• p-type
8.3 What is the Fermi level?
• The Fermi level is defined as the energy level at which the probability of occupation by an electron is ½. • The Fermi level for the intrinsic semiconductor lies at the mid-point of the band gap. • The Fermi level for the n-type semiconductor lies just below the conduction band. • The Fermi level for the p-type semiconductor lies just above the valence band.