【名师整理】2020届高三备考化学专题能力提升练 ---电化学原理与应用
2023届高考化学专项小练电化学原理及其应用
电化学原理及其应用1．（河北省衡水中学2021届高三联考）高氯酸钾是一种强氧化剂和分析试剂，易溶于水。
以氯化钠为原料制备高氯酸钾的一种流程如图所示。
下列说法错误的是A．“电解”过程中阴极生成气体的主要成分为H2B．“高温分解”反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为3：1C．本实验条件下，KClO4在水中的溶解度比NaClO4小D．“转化”过程所得副产物也可在上述流程中循环利用【答案】BClO-，阴极是氢离子得到电子生【解析】惰性电极电解氯化钠溶液，结合流程，阳极是氯离子失电子生成3成氢气，NaClO3固体加热高温分解得到NaClO4，然后加入KCl溶液转化得到KClO4，以此解答。
惰性电极电ClO-，阴极是氢离子得到电子生成氢气，故A正确；解氯化钠溶液，结合流程，阳极是氯离子失电子生成3氯酸钠受热分解的化学方程式 4NaClO3=高温3NaClO4+NaCl，该反应是歧化反应，从生成物判断氧化剂和还原剂的物质的量之比，n（氧化剂）：n（还原剂）=n（还原产物）：n（氧化产物）=n（NaCl）：n（NaClO4）=1:3，故B错误；反应NaClO4+KCl=KClO4（结晶）+NaCl能够发生，即在NaClO4溶液中加入KCl，可得到KClO4晶体，依据复分解反应的条件可知：KClO4在水中的溶解度比NaClO4小，故C正确；“转化”过程所得副产物中有NaCl，可在上述流程中循环利用，故D正确；故选B。
2．（河北省衡水中学2021届高三联考）以Ag/AgCl作参比电极的原电池装置可用于测定空气中氯气的含量，其工作原理示意图如图所示。
下列说法错误的是A．采用多孔铂电极可增大电极与电解质溶液和气体的接触面积B．正极的电极反应式为Cl2+2e-=2C1-C．外电路中通过0.02 mol e-时，负极区溶液质量减少0.71 gD．空气中氯气含量可通过一定时间内电流表读数变化和空气流速计算【答案】C【解析】由电池总反应为2Ag+Cl2═2AgCl可知，Ag失电子作负极失电子，氯气在正极上得电子生成氯离子。
2020高考化学二轮复习能力提升训练9电化学基础课件
g Cu
解析：闭合开关 K 时，电极 B 上发生的电极反应为：Br2 ＋2e－===2Br－，发生还原反应，电极 B 为正极，A 项错误；装 置(Ⅰ)放电时，电极 B 上发生反应：Br2＋2e－===2Br－，电极 A 上发生反应：2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋，总反应为：2Na2S2 ＋Br2===Na2S4＋2NaBr，B 项正确；装置(Ⅰ)充电时，电极 A 为阴极，电极 B 为阳极，根据电解池中阳离子向阴极移动，则 Na＋从右到左通过阳离子交换膜，C 项错误；电极 X 为阴极， 若阴极只发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu，则电路中有 0.1 mol e－
解析：结合题意及题图可知左侧装置为原电池，右侧装置 为电解池；结合 Cr2O27－被还原为 Cr3＋，且不产生有毒的 Cl2 知， 金属铁电极为阳极，惰性电极为阴极，则 C 电极和 D 电极分别 为负极和正极。阳极上 Fe 失去电子，阳极的电极反应式为 Fe －2e－===Fe2＋，A 项正确；装置中电子从负极→阴极，阳极→ 正极，即电子从 C 电极→惰性电极，金属铁电极→D 电极，B 项错误；装置工作过程中消耗 7.2 g Mg 时转移 0.6 mol 电子， 根据各电极上转移电子数目相等，结合阴极的电极反应式 Cr2O27－＋6e－＋14H＋===2Cr3＋＋7H2O 可知，理论上能消除 0.1 mol Cr2O27－，C 项正确；处理 Cr2O72－时消耗废水中的 H＋，即被 处理后的废水中 H＋浓度减小，pH 增大，D 项正确。
6．(2019·合肥质检二)如图所示，装置(Ⅰ)是一种可充电电 池，装置(Ⅱ)为两电极均为惰性电极的电解池。下列说法正确 的是( B )
2020年高考化学提升突破专题十 电化学知识的应用附答案
专题10 电化学知识的应用——全面培养科学精神和社会责任电化学是化学学科的重要组成部分。
目前，高中化学课程中的电化学内容涉及原电池、电解池、金属的腐蚀与防护等。
电化学尤其是新型电源和光电设备不仅能体现化学学科的价值，而且有利于学生获取相关的知识与科学方法，更好地促进学生掌握化学学科规律。
学习和使用电化学知识既能解决化学问题，又能发展和提高学生的化学学科核心素养。
高考电化学试题的情境来源于生活中的化学电源、研发中的新型电池、实验室中的电化学装置以及生产中的电化学设备，既能考查学生对基本电化学知识的掌握程度，也能考查基于模型认知、变化观念和证据推理等认知方面的素养，也能渗透灌输创新意识和社会责任等情感态度方面的素养。
1．【2019新课标Ⅰ卷】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，示意图如下所示。
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H 2+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【答案】B【解析】本题还属于否定式单选题，仍要求选择错误的说法。
A项正确，工业合成氨的条件是高温、高压、催化剂，而生物燃料电池则在室温下合成氨，条件温和，且能将化学能转化为电能；B项错误，图中的氢化酶作用下，发生氧化还原反应H2+2MV2+=2H++2MV+，氢气发生氧化反应生成氢离子，MV2+发生还原反应生成MV+，左室电极上反应式为MV+－e－=MV2+，即发生氧化反应，因此左电极为该生物燃料电池的负极；C项正确，正极区，在固氮酶作用下发生反应N2+6MV++6H+=2NH3+6MV2+，氮元素由0价降低为－3价，固氮酶为催化剂，N 2发生还原反应生成NH 3；D 项正确，电池工作时，负极反应式为MV +－e －=MV 2+， 正极反应式为MV 2++e －=MV +，则内电路中带正电的质子（即H +）移向正极，即从左极室移质子交换膜， 进而穿过交换膜移向右极室。
高考化学复习《电化学极其应用》知识点解析及练习题含答案
1.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
3.理解金属发生电化学腐蚀的原因。
了解金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。
电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸，是历年高考的热点内容。
考查的主要知识点：原电池和电解池的工作原理、电极反应式的书写和判断、电解产物的判断、金属的腐蚀和防护。
对本部分知识的考查仍以选择题为主，在非选择题中电化学知识可能与工业生产、环境保护、新科技、新能源知识相结合进行命题。
复习时，应注意：1．对基础知识扎实掌握，如电极反应式的书写、燃料电池的分析等。
2．电化学问题的探究设计、实物图分析及新型电池的分析是近年来高考中的热点，通过在练习中总结和反思，提高在新情境下运用电化学原理分析解决实际问题的能力。
知识点一、原电池电极的判断以及电极方程式的书写1.原电池正、负极的判断方法：(1)由组成原电池的两极材料判断。
一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
(2)根据电流方向或电子流动方向判断。
电流由正极流向负极；电子由负极流向正极。
(3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断。
在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
(4)根据原电池两极发生的变化来判断。
原电池的负极失电子发生氧化反应，其正极得电子发生还原反应。
(5)电极增重或减轻。
工作后，电极质量增加，说明溶液中的阳离子在电极(正极)放电，电极活动性弱；反之，电极质量减小，说明电极金属溶解，电极为负极，活动性强。
(6)有气泡冒出。
高考化学复习《电化学极其应用》知识点解析及练习题含答案电极上有气泡冒出，是因为发生了析出H2的电极反应，说明电极为正极，活动性弱。
2．原电池电极反应式和总反应式的书写(1)题目给定原电池的装置图，未给总反应式：①首先找出原电池的正、负极，即分别找出氧化剂和还原剂。
②结合介质判断出还原产物和氧化产物。
③写出电极反应式(注意两极得失电子数相等)，将两电极反应式相加可得总反应式。
2020届高三备考化学专题能力提升练 ---电化学原理与应用
2020届高三备考化学专题能力提升练-电化学原理与应用A组一、选择题(本题包括3小题,每小题6分,共18分)1.为了强化安全管理,某油库引进一台测空气中汽油含量的测量仪,其工作原理如图所示(用强酸性溶液作电解质溶液)。
下列说法不正确的是( )A.石墨电极作正极,发生还原反应B.铂电极的电极反应式:C 8H18+16H2O-50e-8CO2↑+50H+C.H+由质子交换膜左侧向右侧迁移D.每消耗5.6 L O2,电路中通过1 mol电子【解析】选D。
由图象知,石墨电极通入O 2,发生还原反应O2+4e-+4H+2H2O,A项正确。
铂电极上发生氧化反应,电极反应式为C 8H18+16H2O-50e-8CO2↑+50H+,B 项正确。
在原电池中,阳离子向正极迁移,阴离子向负极迁移,C项正确。
由于没有指明反应温度和压强,不能通过体积计算O2的物质的量,也就无法确定转移电子的物质的量,D项不正确。
【加固训练】美国G-TEC燃料电池以利用民用燃气为原料气,其结构如图,有关该电池的说法不正确的是 ( )A.电池工作时,电流由负荷的a流向bB.电池工作一段时间后,电解质物质的量理论上保持不变C.通入空气的一极其电极反应式是O 2+2H2O+4e-4OH-D.外电路中每通过0.2 mol电子,所消耗的燃料体积不小于2.24 L(标准状况下) 【解析】选C。
外电路中电流由电池的正极流向负极,A项正确;电解质仅为传导作用,没有变化,B项正确;通入空气的一极是O2得到电子生成O2-,电极反应式为O 2+4e-2O2-,C项错误;因2H2+O22H2O,2CO+O22CO2,故外电路中每通过0.2 mol电子时,需消耗的氢气或一氧化碳均为2.24 L,D项正确。
2.利用反应6NO 2+8NH37N2+12H2O设计的电池装置如图所示,该装置既能有效消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能。
下列说法不正确的是( )A.电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极B.电极A上发生氧化反应,电极B为正极C.电极A的电极反应式为2NH 3-6e-N2+6H+D.当有2.24 L(标准状况)NO2被处理时,转移电子0.4 mol【解析】选C。
电化学方法原理和应用习题答案
电化学方法原理和应用习题答案1. 电化学方法的原理电化学方法是一种利用电化学过程来研究物质性质和进行分析的方法。
它基于物质与电流之间的相互作用，通过测量电流、电势和电荷量等参数来获得与物质性质相关的信息。
电化学方法的原理基于两个基本的电化学过程：电解和电化学反应。
电解是指通过外加电势将电解质溶液中的离子转化为氧化还原反应中的氧化剂和还原剂。
电化学反应是指在电极表面发生的氧化还原反应，通过测量电极电势的变化来了解物质的电化学性质。
2. 电化学方法的应用2.1 电化学分析：电化学分析是利用电化学方法来定量或定性地分析化合物和物质的方法。
常见的电化学分析方法包括电位滴定法、极谱法、电位滴定法等。
这些方法可以广泛应用于环境监测、水质分析、生化分析等领域。
2.2 电化学腐蚀研究：电化学腐蚀研究是通过电化学方法来研究和评估材料在特定环境条件下的腐蚀性能。
它可以帮助我们了解材料在不同环境中的腐蚀行为，并采取措施来延缓或防止材料的腐蚀。
2.3 电化学储能：电化学储能是指利用电化学反应来存储和释放能量的技术。
常见的电化学储能装置包括电池和超级电容器。
电化学储能技术在电动汽车、可再生能源储存、能量回收等领域有着广泛的应用。
2.4 电化学合成：电化学合成是通过电流驱动反应来合成化合物的方法。
它可以用于有机合成、金属粉末的制备等。
电化学合成具有高选择性、高效率等优点，是一种绿色、可持续发展的合成方法。
3. 习题答案3.1 问题1：电解质溶液中是如何进行电解的？电解质溶液中的电解过程可以分为两个步骤：阳极反应和阴极反应。
在阳极处，氧化反应会发生，而在阴极处会进行还原反应。
阳极和阴极之间通过电解质溶液中的离子传递电荷。
3.2 问题2：电极电势的测量原理是什么？电极电势可以通过将电极与参比电极相连，通过测量电势差来确定。
参比电极是一个具有已知电势的电极，它提供了一个稳定的电势参考。
电极与参比电极之间的电势差可以通过测量电流或电势差来确定。
(浙江选考)高考化学考前提升训练11电化学原理及其应用
提升训练11电化学原理及其应用1. （2018 •温州统考）用电解法可提纯含有某种含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。
A. 阳极反应式为4OH-4e-——2fO+O fB. 通电后阴极区溶液pH会增大C. K+通过交换膜从阴极区移向阳极区D. 纯净的KOH溶液从b 口导出F列有关说法错误的是（2. （2018 •镇海中学检测）为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示的装置的是（）F列有关说法中错误B. 将石墨电极改成Mg电极,难以观察到铁锈生成C. 若向自来水中加入少量NaCI（s）,可较快地看到铁锈3. 下列有关电化学装置完全正确的是（）铜的精炼防止Fe 被腐蚀构成铜锌原电池II12喇6椿覆&占5潯液4. （2018 •严州中学模拟）高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。
高铁酸钾（K2FeC4）不仅是一种理想的水处理剂，而且高铁电池的研制也在进行中。
如图是高铁电池的模拟实验装置，下列说法不正确的是（）A. 该电池放电时正极的电极反应式为Fe°4 +4H2O+3e Fe（OH）3+5OHB. 若维持电流强度为1 A,电池工作10 min,理论上消耗0.2 g Zn（已知F=96 500 C • mol -1）C. 盐桥中盛有饱和KCI溶液，此盐桥中氯离子向右池移动D. 若用阳离子交换膜代替盐桥，则钾离子向右移动5. 下列各组中，每种电解质溶液在惰性电极条件下电解时只生成氢气和氧气的是（）A. HCl、CuCl2、Ba（OH）2B.NaOH CuSQ HbSQC.NaOH HbSQ、Ba（OH）2D.NaBr、H2SO4、Ba（OH）26. （2018 •普陀中学检测）用NaOH溶液吸收烟气中的SQ,将所得的Na2SO溶液进行电解，可循环再生NaOH同时得到HbSQ,其原理如图所示（电极材料为石墨）,下列说法不正确的是（）A. 图中a极要连接电源的负极B. C 口流出的物质是硫酸D.B 口附近溶液的碱性减弱7. （2018 •浙江十校联考）最近一家瑞典公司发明了一种新型充电器“PowerTrekk” ,仅仅需要一勺水,它便可以产生维持10小时手机使用的电量。
高考化学二轮专题复习提升训练电化学原理及其应用
提升训练11 电化学原理及其应用1.我国“蛟龙”号载人潜水器进行第五次下潜试验,最大深度达到7 062米,并安全返回。
其动力电源是Al—AgO电池,原理如图所示。
下列说法中正确的是( )A.Al电极是该电池的正极B.Ag在AgO/Ag电极上发生氧化反应C.该电池负极反应是2Al+8OH--6e-2Al+4H 2OD.AgO/Ag电极附近溶液中的pH减小2. (2017·学军中学)氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上,其反应原理示意图如下。
下列有关氢氧燃料电池的说法不正确的是( )A.该装置将化学能转化为电能B.为了增加灯泡亮度,可以将电极石墨棒变得粗糙多孔C.电子迁移方向:电极a→灯泡→电极b→电解质溶液→电极aD.该电池的总反应:2H2+O22H2O3.下列各组中,每种电解质溶液在惰性电极条件下电解时只生成氢气和氧气的是( )A.HCl、CuCl2、Ba(OH)2B.NaOH、CuSO4、H2SO4C.NaOH、H2SO4、Ba(OH)2D.NaBr、H2SO4、Ba(OH)24.有关下列电化学装置说法正确的是( )A.装置①中,盐桥中的K+移向ZnSO4溶液B.装置②工作一段时间后,a极附近溶液的pH增大C.用装置③精炼铜时,c极为粗铜D.装置④电池负极的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-5.下图为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。
下列说法中正确的是( )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6.一种用于驱动潜艇的液氨—液氧燃料电池的工作原理示意如图,下列有关该电池说法正确的是( )A.该电池工作时,每消耗22.4 L NH3转移3 mol电子B.电子由电极A经外电路流向电极BC.电池工作时,OH-向电极B移动D.电极B上发生的电极反应为:O2+ 4H++ 4e-2H2O7.(2017·全国卷3)全固态锂硫电池能量密度高、成本低,其工作原理如图所示,其中电极a 常用掺有石墨烯的S8材料,电池反应为:16Li+x S88Li2S x(2≤x≤8)。
高考化学复习专题：电化学原理及其应用(含答案)
专题三电化学原理及其应用命题规律电化学内容是高考试卷中的常客，对原电池和电解池的考查往往以选择题的形式考查两电极反应式的书写、两电极附近溶液性质的变化、电子的转移或电流方向的判断等。
在第Ⅱ卷中会以应用性和综合性进行命题，如与生产生活(如金属的腐蚀和防护等)相联系，与无机推断、实验及化学计算等学科内知识综合，尤其特别注意燃料电池和新型电池的正、负极材料分析和电极反应式的书写。
题型新颖，但不偏不怪，只要注意基础知识的落实，以及能力的训练便可以从容应对。
考点研析考点一原电池原理及应用1．(2009·福建理综，11改编)控制合适的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。
下列判断不正确的是 ( )A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极试回答：(1)乙池中若换为Fe电极和FeCl2溶液，则原电池是怎样工作的？(2)电流计读数为零后，若在乙中溶入KI固体，则原电池反应能继续发生吗？若向甲中加入固体Fe呢？2．(2010·安徽理综，11)某固体酸燃料电池以CsHSO 4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：2H 2＋O 2===2H 2O ，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：O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －C ．每转移0.1 mol 电子，消耗1.12 L 的H 2D ．H ＋由a 极通过固体酸电解质传递到b 极3．(2010·广东理综，23改编)铜锌原电池(如下图)工作时，下列叙述正确的是 ( )A ．正极反应为：Zn －2e －===Zn 2＋B ．电池反应为：Zn ＋Cu 2＋===Zn 2＋＋Cu C ．在外电路中，电子从正极流向负极 D ．盐桥中的K ＋移向ZnSO 4溶液考点二 电解原理及其应用4．(2009·安徽理综，12)Cu 2O 是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的一制取Cu 2O 的电解池示意图如下，电解总反应为：2Cu ＋H 2O=====通电Cu 2O ＋H 2↑。
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+
(江苏专用版)2020版高考化学总复习专题五微专题5电化学原理与应用课件
3.电解原理与应用 (1)电解精炼铜:粗铜作阳极,精铜作阴极,CuSO4溶液作电解质溶液。 阳极反应:Cu-2e- Cu2+,阴极反应:Cu2++2e- Cu。 阳极泥中存在金、银等不活泼的贵重金属,阴极得到纯铜。 (2)电镀铜:精铜作阳极,镀件金属作阴极,硫酸铜(或其他可溶性铜盐)溶 液作电解质溶液,从理论上讲电镀时电解质溶液组成、浓度和质量不 变化。 阳极反应:Cu-2e- Cu2+,阴极反应:Cu2++2e- Cu。
(3)氯碱工业 阳极反应:2Cl--2e- Cl2↑;阴极反应:2H++2e- H2↑;总反应:2NaCl+
2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑。
(4)电解冶炼:电解熔融电解质,可炼得活泼金属。如:K、Na、Ca、 Mg、Al等金属可通过电解其熔融的氯化物或氧化物制得。电源的负 极是最强的“还原剂”,可“强迫”活泼金属的阳离子得电子。 冶炼金属铝:阳极反应为6O2--12e- 3O2↑,阴极反应为4Al3++12e- 4Al,总反应式为2Al2O3 4Al+3O2↑。
3.(2018无锡期中)南京大学科学家研究发现了一种电化学“大气固 碳”方法。 电池工作原理示意图如下。该电池在充电时,通过催化剂 选择性控制,只有Li2CO3发生氧化反应,释放出CO2 和O2。下列说法正确 的是 ( )
例1 (2018镇江高三一模)锂—铜空气燃料电池是低成本高效电池。该 电池通过一种复杂的铜“腐蚀”现象产生电能,其中放电过程中发生反 应:2Li+Cu2O+H2O 2Cu+2Li++2OH-。
2020年高考化学专项提升 电化学(疑难突破)(原卷版)
专题 基本理论电化学1．（2019·天津高考真题）我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。
图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。
下列叙述不正确的是A ．放电时，a 电极反应为2I Br 2e2I Br ----++B ．放电时，溶液中离子的数目增大C ．充电时，b 电极每增重0.65g ，溶液中有0.02mol I -被氧化D ．充电时，a 电极接外电源负极【名师点睛】本题考查化学电源新型电池，会根据电极上发生的反应判断正负极是解本题关键，会正确书写电极反应式，易错选项是B ，正极反应式为I 2Br －+2e －=2I －+Br －，溶液中离子数目增大。
2．（2019·全国高考真题）利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV 2+/MV +在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。
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H 2+2MV 2+2H ++2MV +C ．正极区，固氮酶为催化剂，N 2发生还原反应生成NH 3D ．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【名师点睛】本题考查原池原理的应用，注意原电池反应的原理和离子流动的方向，明确酶的作用是解题的关键。
3．（2019·上海高考真题）关于下列装置，叙述错误的是（）A．石墨电极反应O2+4H++4e→2H2OB．鼓入少量空气，会加快Fe的腐蚀C．加入少量NaCl，会加快Fe的腐蚀D．加入HCl，石墨电极反应式：2H++2e→H2【名师点晴】注意把握电极方程式的书写，特别要关注电解质溶液的酸碱性；A项溶液呈中性，铁发生吸氧腐蚀，D项，加入盐酸，溶液呈酸性，铁发生析氢腐蚀。
4．（2019·江苏高考真题）将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。
高考化学复习高考13题第13题题组三电化学原理及应用.docx
高中化学学习材料鼎尚图文收集整理题组三电化学原理及应用[答题模板]答题模板分析思路(要点)(1)判断装置看有无外接电源，有电源的为电解池，无电源的为原电池原电池：负极发生氧化反应(2)确定电极名称电解池：与直流电源的正极相连的是阳极，发生氧化反应电极材料是否参与电池反应；电解质溶液是否参与电池反应；(3)写电极反应式电解质溶液是否与电极产物反应(4)计算串联装置中各电极得失电子的总数相等[挑战满分](限时15分钟)1.锂－空气电池能够提供相当于普通锂离子电池10倍的能量，因此它是最有前途的电池之一。
下图是锂－空气电池放电和充电时的工作原理示意图。
下列说法正确的是()A.图Ⅰ所示电池中电极a为正极，b为负极B.图Ⅰ电池中的固体电解质可用NaOH溶液代替C.当给图Ⅱ中的锂－空气电池充电时，d极应接外接电源的负极D.图Ⅱ中d极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑2.日本一家公司日前宣布，他们已经开发并计划大量生产一种颠覆性的阳极和阴极，两个电极都是碳材料的双碳性电池(放电原理如图所示)，充电速度比普通的锂离子电池快20倍。
放电时，正极反应：C n(PF6)＋e－===PF－6＋n C，负极反应：LiC n－e－===Li＋＋n C。
下列有关说法中正确的是()A.a极为电池的负极B.A－为OH－C.电池充电时的阴极反应为LiC n＋e－===Li＋＋n CD.充电时，溶液中A－从b极向a极迁移3.据外媒报道，在特斯拉最新公布的Model E专利设计中，铝－空气电池组基本上取代了增程式内燃机。
铝－空气电池工作原理如图所示，下列有关说法中不正确的是()A.铝电极作负极B.可使用活性炭作正极材料C.该电池工作时，每消耗2.7 g Al，需耗氧气6.72 L(标准状况)D.铝－空气电池的可持续应用要求是一方面在工作状态下要有足够的氧气供应，另一方面在非工作状态下能够密封防止金属腐蚀4.电化学与现代人的生活密切相关，具备一定的电化学知识对于方便生产生活有很重要的意义。
2020高考化学三轮冲刺突破全国卷小专题课件(含2020年新题)：小专题12 隔膜在电化学中的应用
第6章 化学反应与能量
下列说法正确的是( ) A．Ⅰ和Ⅱ的电池反应不同 B．能量转化形式不同 C．Ⅰ的电流效率低于Ⅱ的电流效率 D．放电一段时间后，Ⅰ、Ⅱ中都只含 1 种溶质 解析：选 C。Ⅰ、Ⅱ装置中电极材料相同，电解质溶液部分相 同，电池总反应、负极反应和正极反应均相同，A 项错误。Ⅰ 和Ⅱ装置的能量转化形式都是化学能转化成电能，B 项错误。 Ⅰ装置中铜与氯化铁溶液直接接触，会在铜极表面发生反应，
第6章 化学反应与能量
(2)若质子交换膜换成阴离子交换膜，其他不变。若有 11.2 L 氯 气(标准状况)参与反应，则必有________mol________(填离子符 号)由交换膜________侧通过交换膜向________侧迁移。交换膜 右侧溶液中 c(HCl)________(填“>”“<”或“＝”)1 mol·L－1(忽 略溶液体积变化)。 答案：(1)2a > (2)1 Cl－ 右 左 ＝
第6章 化学反应与能量
导致部分能量损失(或部分电子没有通过电路)，导致电流效率 降低；而Ⅱ装置采用阴离子交换膜，铜与氯化铜溶液接触，不 会发生副反应，放电过程中交换膜左侧负极的电极反应式为 Cu －2e－===Cu2＋，阳离子增多；右侧正极的电极反应式为 2Fe3＋ ＋2e－===2Fe2＋，负电荷过剩，Cl－从交换膜右侧向左侧迁移， 电流效率高于Ⅰ装置，C 项正确。放电一段时间后，Ⅰ装置中 生成氯化铜和氯化亚铁，Ⅱ装置中交换膜左侧生成氯化铜，右 侧生成氯化亚铁，可能含氯化铁，D 项错误。
第6章 化学反应与能量
2．隔膜的作用 (1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化 学反应。 (2)能选择性地允许离子通过，起到平衡电荷、形成闭合回路的 作用。
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2020届高三备考化学专题能力提升练-电化学原理与应用A组一、选择题(本题包括3小题,每小题6分,共18分)1.为了强化安全管理,某油库引进一台测空气中汽油含量的测量仪,其工作原理如图所示(用强酸性溶液作电解质溶液)。
下列说法不正确的是( )A.石墨电极作正极,发生还原反应B.铂电极的电极反应式:C 8H18+16H2O-50e-8CO2↑+50H+C.H+由质子交换膜左侧向右侧迁移D.每消耗5.6 L O2,电路中通过1 mol电子【解析】选D。
由图象知,石墨电极通入O 2,发生还原反应O2+4e-+4H+2H2O,A项正确。
铂电极上发生氧化反应,电极反应式为C 8H18+16H2O-50e-8CO2↑+50H+,B 项正确。
在原电池中,阳离子向正极迁移,阴离子向负极迁移,C项正确。
由于没有指明反应温度和压强,不能通过体积计算O2的物质的量,也就无法确定转移电子的物质的量,D项不正确。
【加固训练】美国G-TEC燃料电池以利用民用燃气为原料气,其结构如图,有关该电池的说法不正确的是 ( )A.电池工作时,电流由负荷的a流向bB.电池工作一段时间后,电解质物质的量理论上保持不变C.通入空气的一极其电极反应式是O 2+2H2O+4e-4OH-D.外电路中每通过0.2 mol电子,所消耗的燃料体积不小于2.24 L(标准状况下) 【解析】选C。
外电路中电流由电池的正极流向负极,A项正确;电解质仅为传导作用,没有变化,B项正确;通入空气的一极是O2得到电子生成O2-,电极反应式为O 2+4e-2O2-,C项错误;因2H2+O22H2O,2CO+O22CO2,故外电路中每通过0.2 mol电子时,需消耗的氢气或一氧化碳均为2.24 L,D项正确。
2.利用反应6NO 2+8NH37N2+12H2O设计的电池装置如图所示,该装置既能有效消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能。
下列说法不正确的是( )A.电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极B.电极A上发生氧化反应,电极B为正极C.电极A的电极反应式为2NH 3-6e-N2+6H+D.当有2.24 L(标准状况)NO2被处理时,转移电子0.4 mol【解析】选C。
由已知反应可知,反应中NO2为氧化剂,NH3为还原剂,则电极A为负极,发生氧化反应,电极B为正极,发生还原反应,电流由正极经导线流向负极,A、B项正确;电解质溶液呈碱性,则电极A的电极反应式为2NH 3-6e-+6OH-N2+6H2O,C项错误;当有标准状况下2.24 L(0.1 mol)NO2被处理时,转移电子为0.4 mol,D项正确。
3.利用电化学原理还原CO2制取ZnC2O4的装置如图所示(电解液不参加反应),下列说法正确的是 ( )A.可用H2SO4溶液作电解液B.阳离子交换膜的主要作用是增强导电性C.工作电路中每流过0.02 mol电子,Zn电极质量减重0.65 gD.Pb电极的电极反应式是2CO 2-2e-C2【解析】选C。
如果用H2SO4溶液作电解液,溶液中氢离子会在正极得电子生成氢气,影响2CO 2+2e-C2反应的发生,A错误;用阳离子交换膜把阳极室和阴极室隔开,它具有选择透过性,它只允许H+透过,其他离子难以透过,B错误;Zn电极为负极,发生氧化反应,Zn-2e-Zn2+;当电路中每流过0.02 mol电子,消耗锌的物质的量为0.01 mol,质量为0.65 g,C正确;Pb电极为正极,发生还原反应, 2CO 2+2e-C2,D错误。
二、非选择题(本题包括2小题,共32分)4.(18分)电化学在处理环境污染方面发挥了重要的作用。
(1)据报道以二氧化碳为原料采用特殊的电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到多种燃料,其原理如图1所示。
其中电解时b极上生成乙烯的电极反应式为________________________________。
(2)利用电解原理可将NO还原为N2,装置见图2,以高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,金属钯薄膜作电极。
钯电极A为__________________极,电极反应式为_____________________________________________。
(3)脱去冶金工业排放烟气中SO2的方法有多种。
离子膜电解法:利用硫酸钠溶液吸收SO2,再用惰性电极电解。
将阴极区溶液导出,经过滤分离硫黄后,可循环吸收利用,装置如图3所示,则阴极的电极反应式为________________________, 阳极产生的气体的化学式为____________________________________。
【解析】(1)b电极与电源的负极相连为阴极,该极通入CO2,故在该电极上CO2得电子后结合迁移过来的H+生成乙烯,电极反应式为2CO 2+12H++12e-C2H4+4H2O。
(2)因为A电极上NO得电子后生成N2,故A电极为阴极,电极反应式为2NO+4H++ 4e-N 2+2H2O。
(3)由于阴极生成了硫黄,则在阴极上SO2在酸性溶液中得电子生成单质硫的同时生成了H 2O,电极反应式为SO2+4H++4e-S↓+2H2O;阳极发生氧化反应,溶液中OH-失电子生成O2,故产生的气体为O2。
答案:(1)2CO 2+12H++12e-C2H4+4H2O(2)阴2NO+4H++4e-N 2+2H2O(3)SO 2+4H++4e-S↓+2H2O(或H2SO3+4H++4e-S↓+3H2O) O25.(14分)(1)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源。
二甲醚燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇燃料电池(5.93 kW·h·kg-1)。
若电解质为酸性,二甲醚燃料电池的负极反应为__________________________ _________________,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生________个电子的电量;该电池的理论输出电压为1.20 V,能量密度E=___________________________(列式计算。
能量密度=,1 kW·h=3.6×106 J)。
(2)在丁烷燃料电池中,电解质溶液为酸性,负极的反应式为________________________________、正极的反应式为______________________________。
(3)如图为钠硫高能电池的结构示意图。
该电池的工作温度为320 ℃左右,电池反应为2Na+xS Na 2S x,正极的电极反应式为______________________________________________________________。
M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是________________________________。
与铅蓄电池相比,当消耗相同质量的负极活性物质时,钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的________倍。
【解析】(1)电解质为酸性时,CH3OCH3失去电子生成CO2和H+;CH3OCH3中的C为-2价,因此1个CH3OCH3可产生12个电子的电量;1 000 g CH3OCH3输出的电能为1.2 V××12×96 500 C·mol-1=3.02×107 J,则能量密度==8.39 kW·h·kg-1。
(3)消耗Na和Pb均为23 g,则钠硫电池理论放电量(转移电子数)是铅蓄电池的倍数为=4.5。
答案:(1)CH 3OCH3-12e-+3H2O2CO2+12H+12 ÷[(3.6×106)J·(kW·h)-1]≈8.39 kW·h·kg-1(2)C 4H10+8H2O-26e-4CO2+26H+O 2+26e-+26H+13H2O(3)xS+2e-(或2Na++xS+2e-Na 2S x) 离子导电(导电或电解质)和隔离钠与硫 4.5B组一、选择题(本题包括3小题,每小题6分,共18分)1.用单质铁去除酸性水体中N的原理如图所示,下列说法错误的是 ( )A.能量转化形式主要为化学能转化为电能B.电极材料分别为Fe和Fe3O4C.负极反应为N+8e-+10H+N+3H 2OD.该原理的总反应可表示为N+3Fe+2H++H 2O N+Fe3O4【解析】选C。
此为原电池,其能量转化形式主要为化学能转化为电能,故A正确;由图示可知负极为Fe,正极材料为Fe3O4,故B正确;负极发生失电子的氧化反应,故C错误;该原电池的总反应可表示为N+3Fe+2H++H 2O N+Fe3O4,故D正确。
2.环境监察局常用“定电位”NO x传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准,其工作原理如图所示。
下列说法不正确的是( )A.“对电极”是负极B.“工作电极”上发生的电极反应为NO 2+2e-+2H+NO+H2OC.传感器工作时H+由工作电极移向对电极D.对电极的材料可能为活泼金属锌【解析】选C。
“工作电极”通入NO2生成NO,说明被还原,为原电池正极,则“对电极”是负极,原电池工作时,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
A项,根据以上分析,“对电极”是负极,故A正确;B项,“工作电极”上通入NO2生成NO,为原电池的正极,发生的电极反应为NO 2+2e-+2H+NO+H2O,故B正确;C项,原电池工作时,阳离子移向正极,传感器工作时H+由“对电极”移向“工作电极”,故C 错误;D项,“对电极”是负极,“对电极”的材料可能为活泼金属锌,故D正确。
【加固训练】甲醇燃料电池体积小巧、洁净环保、理论比能量高,已在便携式通讯设备、汽车等领域应用。
某甲醇燃料电池的总反应式为2CH 4O+3O22CO2+4H2O,如图是该燃料电池的示意图。
下列说法错误的是( )A.a是甲醇,b是氧气B.燃料电池将化学能转化为电能C.质子从M电极区穿过交换膜移向N电极区D.负极反应:CH 4O-6e-+H2O CO2↑+6H+【解析】选A。
由质子交换膜知,电解质溶液呈酸性,N极上生成水,则a为氧气, N为正极,M为负极,负极反应式为CH 4O-6e-+H2O CO2↑+6H+,正极反应式为O2+4H++4e-2H 2O,b是甲醇、c是二氧化碳,质子从M电极区通过质子交换膜移向N 电极区,通过以上分析知,A错误,B、C、D正确。
3.烧杯A中盛放0.1 mol·L-1的H2SO4溶液,烧杯B中盛放0.1 mol·L-1的CuCl2溶液(两种溶液均足量),装置如图所示,下列说法不正确的是( )A.A中Fe极质量减少,C极有气体产生B.A为电解池,B为原电池C.当A烧杯中产生0.1 mol气体时,B烧杯中产生气体的物质的量也为0.1 molD.经过一段时间,B烧杯中溶液的pH增大(不考虑Cl2溶于水)【解析】选B。