2021年高考化学二轮复习专题7电化学基次件

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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
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反应的电极方程式为O2+4e-+2H2O===4OH-,电池的总
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)
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考点一 原电池工作原理和化学电源
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电极名称
负极
正极
电极材料
锌片
铜片
电极反应 Zn-2e-===Zn2+ Cu2++2e-===Cu
反应类型
氧化反应
还原反应
盐桥中离子 盐桥含饱和KCl溶液,K+移向正极,Cl- 移向 移向负极
专题七 电化学基础
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4e-===4H++O2↑,溶液中H+浓度增大,溶液中c(H+)· c(OH-)=KW,温度不变时,KW不变,因此溶液中OH-浓度 降低,错误。
答案:D
专题七 电化学基础
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2.(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+
考点一 原电池工作原理和化学电源
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(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。
答案:B
考点一 原电池工作原理和化学电源
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电极方程式的书写类似于一个完整的氧化还原型离 子方程式的配平,先由信息分离出反应物和生成物,然 后配平参与变价的离子或物质,再根据介质(酸碱性或熔 融化合物)调节电荷守恒,最后用原子个数守恒检查电极 反应式是否正确。
考点二 电解池工作原理及应用
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
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(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。
考点一 原电池工作原理和化学电源
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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。
液→复合碳电极,正确。
答案:B
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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
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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
专题七 电化学基础
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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
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-+
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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
专题七 电化学基础
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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。
专题七 电化学基础
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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
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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
,正确;B项,放电时发生
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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。
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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。
答案:C
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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、
16OH--11e-===VO
3- 4
+2B(OH)Βιβλιοθήκη Baidu

4
+4H2O。该电池工作
时,下列说法错误的是( )
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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 +4VO34-
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(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-。
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1.电解产物判断 (1)阳极产物的判断:首先看电极,如果是活性电极 (金属活动性顺序表中Ag以前的金属),则电极材料失去 电子,电极被溶解,溶液中的阴离子不能失去电子。如 果是惰性电极(Pt、Au、石墨),就要看溶液中离子的失 电子能力。这时要根据阴离子的放电顺序加以判断。常 见阴离子的放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH->含氧 酸根。
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(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
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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
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
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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。
CO2发生还原反应,故放电时右侧电极为正极,左侧电
极为负极,Zn发生氧化反应生成Zn(OH)
2- 4
;充电时,右
侧为阳极,H2O发生氧化反应生成O2,左侧为阴极,
专题七 电化学基础
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Zn(OH)24-发生还原反应生成Zn,以此分析解答。A项,放 电时,负极上Zn发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-+ 4OH-===Zn(OH)24-,正确;B项,放电时,CO2转化为 HCOOH,C元素化合价降低2,则1 mol CO2转化为 HCOOH时,转移电子数为2 mol,正确;C项,充电时, 阳极上H2O转化为O2,负极上Zn(OH)24-转化为Zn,电池总 反应为2Zn(OH)24-===2Zn+O2↑+4OH-+2H2O,正确; D项,充电时,正极即为阳极,电极反应式为2H2O-
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