2021年高考化学二轮复习专题7电化学基次件

D．电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶
液回到复合碳电极 解析：根据图示的电池结构，左侧VB2发生失电子的
反应生成VO
3－ 4
和B(OH)
－
4
，反应的电极方程式如题干所
示，右侧空气中的氧气发生得电子的反应生成OH－，
专题七 电化学基础
高考调研 明晰考向
反应的电极方程式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，电池的总
专题七 电化学基础
高考调研 明晰考向
C．Na和Na2Sx分别为电池的负极和正极
D．该电池是以Na­β­Al2O3为隔膜的二次电池
解析：根据电池反应：2Na＋xS
放电 充电
Na2Sx可知，放
电时，钠作负极，发生氧化反应，电极反应为：Na－ e－===Na＋，硫作正极，发生还原反应，电极反应为xS＋
2Na＋＋2e－===Na2Sx，据此分析。A项，Na2S4属于离子 化合物，4个硫原子间形成三对共用电子对，电子式为
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
解析：由生物燃料电池的示意图可知，左室电极为 燃料电池的负极，MV＋在负极失电子发生氧化反应生成 MV2＋，电极反应式为MV＋－e－===MV2＋，放电生成的 MV2＋在氢化酶的作用下与H2反应生成H＋和MV＋，反应
考点一 原电池工作原理和化学电源
核心整合 热点突破
的方程式为H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋；右室电极为燃 料电池的正极，MV2＋在正极得电子发生还原反应生成 MV＋，电极反应式为MV2＋＋e－===MV＋，放电生成的 MV＋与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2＋，反应 的方程式为N2＋6H＋＋6MV＋===6MV2＋＋2NH3，电池工 作时，氢离子通过交换膜由负极向正极移动。A项，相 比现有工业合成氨，该方法选用酶作催化剂，条件温 和，同时利用MV＋和MV2＋的相互转化，化学能转化为
高，负极消耗OH－使负极区OH－浓度减小pH降低，错误；
C项，根据分析，电池的总反应为4VB2＋11O2＋20OH－＋
专题七 电化学基础
高考调研 明晰考向
6H2O===8B(OH)
－
4
＋4VO
3－ 4
，正确；D项，电池中，电子由
VB2电极经负载流向复合碳电极，电流流向与电子流向相
反，则电流流向为复合碳电极→负载→VB2电极→KOH溶
答案:C
专题七 电化学基础
高考调研 明晰考向
电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸，近几年 全国卷高考试题中均涉及电化学基础，命题在继续加强 基本知识考查的基础上，更加注重了试题题材的生活 化、实用化、情境化，同时也加强了不同知识间的相互 渗透与融合，试题的背景较为新颖，侧重考查分析判 断、获取信息解答问题及计算能力。题型有以新型电池 为背景的选择题和以电极反应式书写为主的填空题，通 常考查的知识点是从闭合回路的形成角度分析原电池、
考点一 原电池工作原理和化学电源
核心整合 热点突破
电能，故可提供电能，正确；B项，左室为负极区不是 阴极区，MV＋在负极失电子发生氧化反应生成MV2＋， 电极反应式为MV＋－e－===MV2＋，放电生成的MV2＋在 氢化酶的作用下与H2反应生成H＋和MV＋，反应的方程 式为H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋，错误；C项，右室为 正极区，MV2＋在正极得电子发生还原反应生成MV＋， 电极反应式为MV2＋＋e－===MV＋，放电生成的MV＋与N2 在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2＋，正确；D项， 电池工作时，氢离子(即质子)通过交换膜由负极向正极 移动，正确。
专题七 电化学基础
专题七 电化学基础
高考调研 明晰考向
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( )
专题七 电化学基础
考点一 原电池工作原理和化学电源
核心整合 热点突破
(3)根据燃烧反应的方程式书写电极反应式应遵循原 子守恒、电子守恒及电荷守恒，注意电解质溶液参与电 极反应，若电解质溶液为碱溶液，则正极反应式为O2＋ 2H2O＋4e－===4OH－；若电解质溶液为酸溶液，则正极 反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O；若电解质为熔融碳酸 盐，则正极反应式为O2＋4e－＋2CO2===2CO23－。
液→复合碳电极，正确。
答案：B
专题七 电化学基础
高考调研 明晰考向
3．(2020·天津卷)熔融钠—硫电池性能优良，是具有 应用前景的储能电池。下图中的电池反应为2Na＋xS 放电
充电 Na2Sx(x＝5～3，难溶于熔融硫)。下列说法错误的是( )
A．Na2S4的电子式为 B．放电时正极反应为xS＋2Na＋＋2e－===Na2Sx
起隔离作用，提高能量的转化效率；平 盐桥的作用
衡溶液中的电荷；构成闭合回路
考点一 原电池工作原理和化学电源
核心整合 热点突破
2.化学电源 (1)放电是原电池反应，充电是电解池反应。 (2)判断电池放电时电极极性和材料，可先标出放电 (原电池)总反应式电子转移的方向和数目，失去电子的 一极为负极，该物质即为负极材料；得到电子的一极为 正极，该物质即为正极材料。若判断电池充电时电极极 性和材料，方法同前，失去电子的一极为阳极，该物质 即为阳极材料；得到电子的一极为阴极，该物质即为阴 极材料。
，正确；B项，放电时发生
专题七 电化学基础
高考调研 明晰考向
的是原电池反应，正极发生还原反应，电极反应为xS＋ 2Na＋＋2e－===Na2Sx，正确；C项，放电时，Na为电池 的负极，正极为硫单质，错误；D项，放电时，该电池 是以钠作负极，硫作正极的原电池；充电时，是电解 池，Na­β­Al2O3为隔膜，起到电解质溶液的作用，该电 池为二次电池，正确。
专题七 电化学基础
高考调研 明晰考向
电解池的工作原理，电极的判断，电极反应式的书写， 电子的转移或电流的方向和溶液中离子的移动方向的判 断，溶液pH的变化，离子交换膜作用，有关计算，理解 原电池和电解池原理的实际应用等，难度一般偏大。解 题时要求掌握“结合反应原理，根据元素化合价变化， 正确判断电极发生的反应和书写电极反应方程式”的方 法。
考点一 原电池工作原理和化学电源
核心整合 热点突破
Hale Waihona Puke 3．燃料电池 (1)燃料电池就是将燃料(如氢气、甲烷、乙醇等)氧化 时，化学能直接转变为电能的装置。它由燃料、氧化剂、 电极、电解质组成。在结构上具有正、负极，且正、负极 被电解质分隔。所有燃料电池的基本形式为：将燃料和氧 气(或空气)分别充入负极和正极，两者在电极的催化下发 生化学反应，从而产生电流。 (2)燃料电池在放电时发生的总反应和燃料燃烧的总反 应一样。一般是氧气作氧化剂，可燃物作还原剂。根据电 池的基本原理可知，负极发生氧化反应，正极发生还原反 应，所以可燃物为负极反应物，氧气为正极反应物。
反应方程式为4VB2＋11O2＋20OH－＋6H2O=== 8B(OH)－4 ＋
4VO
3－ 4
，据此分析。A项，当负极通过0.04
mol电子时，正
极也通过0.04 mol电子，根据正极的电极方程式，通过0.04
mol电子消耗0.01 mol氧气，在标准状况下为0.224 L，正
确；B项，反应过程中正极生成大量的OH－使正极区pH升
考点一 原电池工作原理和化学电源
核心整合 热点突破
(6)书写可充电电池电极反应式，一般都是先书写放 电的电极反应式。书写放电的电极反应式时，一般要遵 守三步：先标出原电池总反应式电子转移的方向和数 目，指出参与负极和正极反应的物质；写出一个比较容 易书写的电极反应式(书写时一定要注意电极产物是否与 电解质溶液共存)；在电子守恒的基础上，总反应式减去 写出的电极反应式即得另一电极反应式。充电的电极反 应与放电的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电 正极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电负极反应的 逆过程。
考点一 原电池工作原理和化学电源
核心整合 热点突破
(3)放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充 电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。
(4)可充电电池用完后充电时，原电池的负极与外电 源的负极相连，原电池的正极与外电源的正极相连。
(5)放电(原电池)的负极及充电(电解池)的阳极均失去 电子，发生了氧化反应，其变价元素被氧化；放电(原电 池)的正极及充电(电解池)的阴极均得到电子，发生了还 原反应，其变价元素被还原。
高考调研 明晰考向
A．放电时，负极反应为Zn－2e－＋4OH－===
Zn(OH)24－ B．放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电
子数为2 mol
C．充电时，电池总反应为2Zn(OH)24－===2Zn＋ O2↑＋4OH－＋2H2O
D．充电时，正极溶液中OH－浓度升高 解析：由题可知，放电时，CO2转化为HCOOH，即
考点一 原电池工作原理和化学电源
核心整合 热点突破
(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
考点一 原电池工作原理和化学电源
核心整合 热点突破
考点一 原电池工作原理和化学电源
1．工作原理(以锌铜原电池为例)
核心整合 热点突破
考点一 原电池工作原理和化学电源
核心整合 热点突破
电极名称
负极
正极
电极材料