第5題新型電源 電解的應(yīng)用與金屬腐蝕復(fù)習(xí)建議 3課時(shí) 題型突破2課時(shí)習(xí)題1課時(shí) 1 2018 課標(biāo)全國 13 最近我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2 H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置 實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣中CO2和H2S的高效去除 示意圖如圖所示 其中電極分別為ZnO 石墨烯 石墨烯包裹的ZnO 和石墨烯 石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為 EDTA Fe2 e EDTA Fe3 2EDTA Fe3 H2S 2H S 2EDTA Fe2 該裝置工作時(shí) 下列敘述錯(cuò)誤的是 A 陰極的電極反應(yīng) CO2 2H 2e CO H2OB 協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng) CO2 H2S CO H2O SC 石墨烯上的電勢(shì)比ZnO 石墨烯上的低D 若采用Fe3 Fe2 取代EDTA Fe3 EDTA Fe2 溶液需為酸性 解析陰極發(fā)生還原反應(yīng) 氫離子由交換膜右側(cè)向左側(cè)遷移 陰極的電極反應(yīng)式為CO2 2e 2H CO H2O A項(xiàng)正確 結(jié)合陽極區(qū)發(fā)生的反應(yīng) 可知協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)為CO2 H2S S CO H2O B項(xiàng)正確 石墨烯作陽極 其電勢(shì)高于ZnO 石墨烯的 C項(xiàng)錯(cuò)誤 Fe3 Fe2 在堿性或中性介質(zhì)中會(huì)生成沉淀 它們只穩(wěn)定存在于酸性較強(qiáng)的介質(zhì)中 D項(xiàng)正確 答案C 答案D 3 2018 課標(biāo)全國 11 一種可充電鋰 空氣電池如圖所示 當(dāng)電池放電時(shí) O2與Li 在多孔碳材料電極處生成Li2O2 x x 0或1 下列說法正確的是 答案D 4 2017 課標(biāo)全國 11 支撐海港碼頭基礎(chǔ)的防腐技術(shù) 常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐 工作原理如圖所示 其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極 下列有關(guān)表述不正確的是 A 通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B 通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C 高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D 通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整 解析鋼管樁接電源的負(fù)極 高硅鑄鐵接電源的正極 通電后 外電路中的電子從高硅鑄鐵 陽極 流向正極 從負(fù)極流向鋼管樁 陰極 A B正確 C項(xiàng) 題給信息高硅鑄鐵為 惰性輔助陽極 不損耗 錯(cuò)誤 答案C 5 2017 課標(biāo)全國 11 用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密 耐腐蝕的氧化膜 電解質(zhì)溶液一般為H2SO4 H2C2O4混合溶液 下列敘述錯(cuò)誤的是 A 待加工鋁質(zhì)工件為陽極B 可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C 陰極的電極反應(yīng)式為 Al3 3e AlD 硫酸根離子在電解過程中向陽極移動(dòng) 解析A項(xiàng) 根據(jù)原理可知 Al要形成氧化膜 化合價(jià)升高失電子 因此鋁為陽極 正確 B項(xiàng) 陰極僅作導(dǎo)體 可選用不銹鋼網(wǎng) 且不銹鋼網(wǎng)接觸面積大 能增加電解效率 正確 C項(xiàng) 陰極應(yīng)為氫離子得電子生成氫氣 錯(cuò)誤 D項(xiàng) 電解時(shí) 陰離子移向陽極 正確 答案C 6 2017 課標(biāo)全國 11 全固態(tài)鋰硫電池能量密度高 成本低 其工作原理如圖所示 其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料 電池反應(yīng)為 16Li xS8 8Li2Sx 2 x 8 下列說法錯(cuò)誤的是 A 電池工作時(shí) 正極可發(fā)生反應(yīng) 2Li2S6 2Li 2e 3Li2S4B 電池工作時(shí) 外電路中流過0 02mol電子 負(fù)極材料減重0 14gC 石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D 電池充電時(shí)間越長 電池中Li2S2的量越多 答案D 答案B 8 2016 課標(biāo)全國 11 Mg AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池 下列敘述錯(cuò)誤的是 A 負(fù)極反應(yīng)式為Mg 2e Mg2 B 正極反應(yīng)式為Ag e AgC 電池放電時(shí)Cl 由正極向負(fù)極遷移D 負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg 2H2O Mg OH 2 H2 解析根據(jù)題意 Mg 海水 AgCl電池總反應(yīng)式為Mg 2AgCl MgCl2 2Ag A項(xiàng) 負(fù)極反應(yīng)式為Mg 2e Mg2 正確 B項(xiàng) 正極反應(yīng)式為2AgCl 2e 2Cl 2Ag 錯(cuò)誤 C項(xiàng) 對(duì)原電池來說 陰離子由正極移向負(fù)極 正確 D項(xiàng) 由于鎂是活潑金屬 則負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg 2H2O Mg OH 2 H2 正確 答案B 9 2015 全國卷 11 微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 其工作原理如圖所示 下列有關(guān)微生物電池的說法錯(cuò)誤的是 A 正極反應(yīng)中有CO2生成B 微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C 質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D 電池總反應(yīng)為C6H12O6 6O2 6CO2 6H2O 解析由題意可知 微生物電池的原理是在微生物作用下O2與C6H12O6發(fā)生氧化還原反應(yīng) 將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B正確 氧氣在正極反應(yīng) 由于質(zhì)子交換膜只允許H 通過 則正極反應(yīng)為O2 4e 4H 2H2O 沒有CO2生成 A項(xiàng)錯(cuò)誤 負(fù)極發(fā)生反應(yīng) C6H12O6 24e 6H2O 6CO2 24H H 在負(fù)極區(qū)生成 移向正極區(qū) 在正極被消耗 C項(xiàng)正確 總反應(yīng)為C6H12O6 6O2 6CO2 6H2O D項(xiàng)正確 答案A 命題調(diào)研 2014 2018五年大數(shù)據(jù) 在2019年高考中 對(duì)于電化學(xué)的考查將繼續(xù)堅(jiān)持以新型電池及電解應(yīng)用裝置為背景材料 以題干 裝置圖 提供電極構(gòu)成材料 交換膜等基本信息 基于電化學(xué)原理廣泛設(shè)問 綜合考查電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)及其相關(guān)領(lǐng)域的基本技能 包括電極與離子移動(dòng)方向判斷 電極反應(yīng)式書寫 溶液的酸堿性和pH變化 有關(guān)計(jì)算及其與相關(guān)學(xué)科的綜合考查等 預(yù)測(cè)以二次電池以及含有離子交換膜的電解池為背景的命題將成為熱點(diǎn)題型 因?yàn)槎坞姵夭粌H實(shí)現(xiàn)電極材料循環(huán)使用 符合 低耗高效 的時(shí)代需求 而且命題角度豐富 便于同時(shí)考查原電池和電解池工作原理 含有離子交換膜的電解池設(shè)問空間大 便于考查考生的探究能力 1 燃料電池電極反應(yīng)式的書寫 以氫氧燃料電池為例 注意介質(zhì)環(huán)境 掌握書寫程序 2 其他新型一次電池 3 充電 可逆 電池 解題模型 模型解題 答案C 1 常見的離子交換膜 2 解題模型 模型解題 典例演示1 世界某著名學(xué)術(shù)刊物介紹了一種新型中溫全瓷鐵 空氣電池 其結(jié)構(gòu)如圖所示 下列有關(guān)該電池放電時(shí)的說法正確的是 A a極發(fā)生氧化反應(yīng)B 正極的電極反應(yīng)式為FeOx 2xe Fe xO2 C 若有22 4L 標(biāo)準(zhǔn)狀況 空氣參與反應(yīng) 則電路中有4mol電子轉(zhuǎn)移D 鐵表面發(fā)生的反應(yīng)為xH2O g Fe FeOx xH2 解析a極通入空氣 O2在該電極發(fā)生得電子的還原反應(yīng) A錯(cuò)誤 O2在正極發(fā)生反應(yīng) 電極反應(yīng)式為O2 4e 2O2 B錯(cuò)誤 由B項(xiàng)分析可知 電路中有4mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)正極上消耗1molO2 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22 4L 則通入空氣的體積約為22 4L 5 112L C錯(cuò)誤 由圖可知 鐵表面H2O g 參與反應(yīng)生成H2 則發(fā)生的反應(yīng)為xH2O g Fe FeOx xH2 D正確 答案D A 充電時(shí) Zn2 向ZnMn2O4電極遷移B 充電時(shí) 陽極反應(yīng) ZnMn2O4 2xe Zn1 xMn2O4 xZn2 C 放電時(shí) 每轉(zhuǎn)移1mole ZnMn2O4電極質(zhì)量增加65gD 充放電過程中 只有Zn元素的化合價(jià)發(fā)生變化 解析放電時(shí)鋅失電子發(fā)生氧化反應(yīng) 所以鋅是負(fù)極材料 尖晶石型錳酸鋅 ZnMn2O4 為正極 充電時(shí) Zn為陰極 陽離子 Zn2 向Zn 陰極 遷移 A錯(cuò)誤 B正確 放電時(shí) 每轉(zhuǎn)移2mole ZnMn2O4電極質(zhì)量增加65g C錯(cuò)誤 充放電時(shí)鋅與錳的化合價(jià)都發(fā)生變化 D錯(cuò)誤 答案B 典例演示2 CO2是重要的溫室氣體 對(duì)地球溫室效應(yīng)的 貢獻(xiàn) 最大 如何利用CO2是擺在科技工作者面前的重要課題 下圖所示電解裝置可將CO2轉(zhuǎn)化為乙烯 該裝置的電解質(zhì)溶液為強(qiáng)酸性水溶液 電極材料為惰性電極 下列有關(guān)說法正確的是 A a為電池的正極B 電解過程中H 移向陽極C 反應(yīng)前后溶液的pH保持不變D 陰極反應(yīng)式 2CO2 12H 12e C2H4 4H2O 解析二氧化碳得電子生成乙烯 為陰極反應(yīng) 所以a為電池的負(fù)極 A錯(cuò)誤 電解過程中H 移向陰極 B錯(cuò)誤 陰極二氧化碳得電子生成乙烯 陽極氫氧根失電子放出氧氣 總反應(yīng)為2CO2 2H2O C2H4 3O2 消耗水 H 濃度增大 pH減小 C錯(cuò)誤 D正確 答案D 題型訓(xùn)練2 2017 海南卷 一種電化學(xué)制備NH3的裝置如下圖所示 圖中陶瓷在高溫時(shí)可以傳輸H 下列敘述錯(cuò)誤的是 A Pd電極b為陰極B 陰極的反應(yīng)式 N2 6H 6e 2NH3C H 由陽極向陰極遷移D 陶瓷可以隔離N2和H2 解析此裝置為電解池 總反應(yīng)式是N2 3H2 2NH3 Pd電極b上是氫氣發(fā)生氧化反應(yīng) 即氫氣失去電子化合價(jià)升高 Pd電極b為陽極 故A說法錯(cuò)誤 根據(jù)A選項(xiàng)分析 Pd電極a為陰極 反應(yīng)式為N2 6H 6e 2NH3 故B說法正確 根據(jù)電解池的原理 陽離子在陰極上放電 即由陽極移向陰極 故C說法正確 根據(jù)裝置圖 陶瓷可以隔離N2和H2 故D說法正確 答案A 典例演示3 2018 北京理綜 12 驗(yàn)證犧牲陽極的陰極保護(hù)法 實(shí)驗(yàn)如下 燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的3 NaCl溶液 下列說法不正確的是 A 對(duì)比 可以判定Zn保護(hù)了FeB 對(duì)比 K3 Fe CN 6 可能將Fe氧化C 驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時(shí)不能用 的方法D 將Zn換成Cu 用 的方法可判斷Fe比Cu活潑 解析 中Zn作負(fù)極 發(fā)生氧化反應(yīng)生成Zn2 Fe作正極被保護(hù) 所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入鐵氰化鉀溶液 試管內(nèi)無明顯變化 但 中沒有Zn保護(hù)Fe Fe在酸性環(huán)境中發(fā)生析氫腐蝕 Fe作負(fù)極被氧化生成Fe2 所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入鐵氰化鉀溶液 生成藍(lán)色沉淀 對(duì)比 可知Zn保護(hù)了Fe A項(xiàng)正確 與 的區(qū)別在于 前者是將鐵氰化鉀溶液直接滴入燒杯中 而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加鐵氰化鉀溶液 中出現(xiàn)了藍(lán)色沉淀 說明有Fe2 生成 對(duì)比分析可知 可能是鐵氰化鉀氧化Fe生成了Fe2 B項(xiàng)正確 通過上述分析可知 驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時(shí)不能用 的方法 C項(xiàng)正確 若將Zn換成Cu 鐵氰化鉀仍會(huì)將Fe氧化為Fe2 在鐵的表面同樣會(huì)生成藍(lán)色沉淀 所以無法判斷Fe2 是不是負(fù)極產(chǎn)物 即無法判斷Fe與Cu的活潑性 D項(xiàng)錯(cuò)誤 答案D 題型訓(xùn)練3 深埋在潮濕土壤中的鐵管道 在硫酸鹽還原菌作用下 能被硫酸根腐蝕 其電化學(xué)腐蝕原理如下圖所示 下列與此原理有關(guān)的說法錯(cuò)誤的是 A 正極反應(yīng) SO 5H2O 8e HS 9OH B 輸送暖氣的管道不易發(fā)生此類腐蝕C 這種情況下 Fe腐蝕的最終產(chǎn)物為Fe2O3 xH2OD 管道上刷富鋅油漆可以延緩管道的腐蝕 答案C