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專題十一電化學(xué) 高考化學(xué) 北京市專用 考點(diǎn)一原電池工作原理及應(yīng)用A組自主命題 北京卷題組1 2014北京理綜 8 6分 下列電池工作時(shí) O2在正極放電的是 五年高考 答案B氫燃料電池中 負(fù)極上H2放電 正極上O2放電 A C D中均不存在O2放電 故選B 考查點(diǎn)本題考查常見化學(xué)電源的工作原理 解題關(guān)鍵在燃料電池中 負(fù)極通入燃料 正極通入氧氣或空氣 2 2012北京理綜 12 6分 人工光合作用能夠借助太陽能 用CO2和H2O制備化學(xué)原料 下圖是通過人工光合作用制備HCOOH的原理示意圖 下列說法不正確的是 A 該過程是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程B 催化劑a表面發(fā)生氧化反應(yīng) 有O2產(chǎn)生C 催化劑a附近酸性減弱 催化劑b附近酸性增強(qiáng)D 催化劑b表面的反應(yīng)是CO2 2H 2e HCOOH 答案C電池總反應(yīng)式為2CO2 2H2O2HCOOH O2 負(fù)極 2H2O 4e O2 4H 正極 2CO2 4H 4e 2HCOOH A項(xiàng) 該過程中太陽能先轉(zhuǎn)化為電能 再轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 C項(xiàng) 催化劑a附近生成H 酸性增強(qiáng) 催化劑b附近消耗H 酸性減弱 故C項(xiàng)錯(cuò)誤 3 2011北京理綜 8 6分 結(jié)合下圖判斷 下列敘述正確的是 A 和 中正極均被保護(hù)B 和 中負(fù)極反應(yīng)均是Fe 2e Fe2 C 和 中正極反應(yīng)均是O2 2H2O 4e 4OH D 和 中分別加入少量K3 Fe CN 6 溶液 均有藍(lán)色沉淀 答案AA項(xiàng) 電子從負(fù)極流向正極 抑制正極金屬失電子 所以正極均被保護(hù) B項(xiàng) 中的負(fù)極反應(yīng)為Zn 2e Zn2 C項(xiàng) 中的正極反應(yīng)為2H 2e H2 D項(xiàng) 中負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)生的Zn2 不會(huì)與K3 Fe CN 6 溶液作用產(chǎn)生藍(lán)色沉淀 4 2016北京理綜 26 13分 用零價(jià)鐵 Fe 去除水體中的硝酸鹽 N 已成為環(huán)境修復(fù)研究的熱點(diǎn)之一 1 Fe還原水體中N的反應(yīng)原理如下圖所示 作負(fù)極的物質(zhì)是 正極的電極反應(yīng)式是 2 將足量鐵粉投入水體中 經(jīng)24小時(shí)測(cè)定N的去除率和pH 結(jié)果如下 pH 4 5時(shí) N的去除率低 其原因是 3 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) 在初始pH 4 5的水體中投入足量鐵粉的同時(shí) 補(bǔ)充一定量的Fe2 可以明顯提高N的去除率 對(duì)Fe2 的作用提出兩種假設(shè) Fe2 直接還原N Fe2 破壞FeO OH 氧化層 做對(duì)比實(shí)驗(yàn) 結(jié)果如下圖所示 可得到的結(jié)論是 同位素示蹤法證實(shí)Fe2 能與FeO OH 反應(yīng)生成Fe3O4 結(jié)合該反應(yīng)的離子方程式 解釋加入Fe2 提高N去除率的原因 4 其他條件與 2 相同 經(jīng)1小時(shí)測(cè)定N的去除率和pH 結(jié)果如下 與 2 中數(shù)據(jù)對(duì)比 解釋 2 中初始pH不同時(shí) N去除率和鐵的最終物質(zhì)形態(tài)不同的原因 答案 1 Fe N 8e 10H N 3H2O 2 FeO OH 不導(dǎo)電 阻礙電子轉(zhuǎn)移 3 本實(shí)驗(yàn)條件下 Fe2 不能直接還原N 在Fe和Fe2 共同作用下能提高N去除率 Fe2 2FeO OH Fe3O4 2H Fe2 將不導(dǎo)電的FeO OH 轉(zhuǎn)化為可導(dǎo)電的Fe3O4 利于電子轉(zhuǎn)移 4 初始pH低時(shí) 產(chǎn)生的Fe2 充足 初始pH高時(shí) 產(chǎn)生的Fe2 不足 解析 1 由圖示可知 Fe失去電子作負(fù)極 N在正極發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)化為N N 8e 10H N 3H2O 4 初始pH低時(shí) 產(chǎn)生的Fe2 充足 能有效防止FeO OH 的生成 思路分析認(rèn)真觀察圖像 準(zhǔn)確判斷正負(fù)極 結(jié)合原電池工作原理作答 知識(shí)拓展原電池電極反應(yīng)式書寫的 三步驟 5 2018課標(biāo) 12 6分 我國科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下 可呼吸 的Na CO2二次電池 將NaClO4溶于有機(jī)溶劑作為電解液 鈉和負(fù)載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料 電池的總反應(yīng)為 3CO2 4Na2Na2CO3 C 下列說法錯(cuò)誤的是 A 放電時(shí) Cl向負(fù)極移動(dòng)B 充電時(shí)釋放CO2 放電時(shí)吸收CO2C 放電時(shí) 正極反應(yīng)為 3CO2 4e 2C CD 充電時(shí) 正極反應(yīng)為 Na e Na B組統(tǒng)一命題 省 區(qū) 市 卷題組 答案D本題考查二次電池的工作原理 放電時(shí) 負(fù)極反應(yīng)為 4Na 4e 4Na 正極反應(yīng)為3CO2 4e C 2C Na 移向正極 C Cl移向負(fù)極 A C正確 充電過程與放電過程相反 B正確 充電時(shí) 陽極反應(yīng)為2C C 4e 3CO2 D錯(cuò)誤 規(guī)律總結(jié)二次電池充 放電的電極判斷二次電池充電時(shí) 正接正 負(fù)接負(fù) 放電時(shí)的正極為充電時(shí)的陽極 放電時(shí)的負(fù)極為充電時(shí)的陰極 6 2018課標(biāo) 11 6分 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 A 放電時(shí) 多孔碳材料電極為負(fù)極B 放電時(shí) 外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C 充電時(shí) 電解質(zhì)溶液中Li 向多孔碳材料區(qū)遷移D 充電時(shí) 電池總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2 x2Li 1 O2 答案D本題考查原電池原理和電解原理的綜合運(yùn)用 A項(xiàng) 依據(jù)題意和可充電電池裝置圖判斷出 放電時(shí)鋰電極作負(fù)極 多孔碳材料電極作正極 錯(cuò)誤 B項(xiàng) 在原電池中 外電路電子由負(fù)極流向正極 即放電時(shí) 外電路電子由鋰電極流向多孔碳材料電極 錯(cuò)誤 C項(xiàng) 充電時(shí) 電解質(zhì)溶液中的陽離子向陰極區(qū)遷移 即Li 向鋰電極區(qū)遷移 錯(cuò)誤 D項(xiàng) 充電時(shí) Li 在陰極區(qū)得到電子生成Li 陽極區(qū)生成O2 即電池總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2 x2Li 1 O2 正確 7 2017課標(biāo) 11 6分 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 xS88Li2Sx 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(zhǎng) 電池中Li2S2的量越多 答案D根據(jù)圖示中Li 移動(dòng)方向可知 電極a為正極 依次發(fā)生S8 Li2S8 Li2S6 Li2S4 Li2S2的轉(zhuǎn)化 A正確 電池工作時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為L(zhǎng)i e Li 當(dāng)轉(zhuǎn)移0 02mol電子時(shí) 負(fù)極消耗的Li的物質(zhì)的量為0 02mol 質(zhì)量為0 14g B正確 石墨烯具有導(dǎo)電性 可以提高電極a的導(dǎo)電能力 C正確 電池充電時(shí)為電解池 此時(shí)Li2S2的量越來越少 D錯(cuò)誤 8 2016課標(biāo) 11 6分 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 2H2OMg OH 2 H2 答案BMg AgCl電池中 Mg為負(fù)極 AgCl為正極 故正極反應(yīng)式應(yīng)為AgCl e Ag Cl B項(xiàng)錯(cuò)誤 9 2016課標(biāo) 11 6分 鋅 空氣燃料電池可用作電動(dòng)車動(dòng)力電源 電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液 反應(yīng)為2Zn O2 4OH 2H2O2Zn OH 下列說法正確的是 A 充電時(shí) 電解質(zhì)溶液中K 向陽極移動(dòng)B 充電時(shí) 電解質(zhì)溶液中c OH 逐漸減小C 放電時(shí) 負(fù)極反應(yīng)為 Zn 4OH 2e Zn OHD 放電時(shí) 電路中通過2mol電子 消耗氧氣22 4L 標(biāo)準(zhǔn)狀況 答案C充電時(shí)為電解池 溶液中的陽離子向陰極移動(dòng) 發(fā)生的反應(yīng)為2Zn OH2Zn O2 4OH 2H2O 電解質(zhì)溶液中c OH 增大 故A項(xiàng) B項(xiàng)均錯(cuò)誤 放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為Zn 4OH 2e Zn OH 故C項(xiàng)正確 每消耗1molO2 電路中通過4mol電子 故D項(xiàng)錯(cuò)誤 思路分析根據(jù)原電池及電解池的工作原理分析判斷 知識(shí)拓展1 2 失電子 3 原電池充電時(shí) 正極接電源正極 電池正極變陽極 10 2016四川理綜 5 6分 某電動(dòng)汽車配載一種可充放電的鋰離子電池 放電時(shí)電池總反應(yīng)為 Li1 xCoO2 LixC6LiCoO2 C6 x 1 下列關(guān)于該電池的說法不正確的是 A 放電時(shí) Li 在電解質(zhì)中由負(fù)極向正極遷移B 放電時(shí) 負(fù)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6 xe xLi C6C 充電時(shí) 若轉(zhuǎn)移1mole 石墨 C6 電極將增重7xgD 充電時(shí) 陽極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO2 xe Li1 xCoO2 xLi 答案C由放電時(shí)電池總反應(yīng)可知 放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6 xe C6 xLi 正極反應(yīng)式為L(zhǎng)i1 xCoO2 xe xLi LiCoO2 在原電池內(nèi)部陽離子由負(fù)極向正極遷移 A B項(xiàng)均正確 充電時(shí)陰極反應(yīng)式為C6 xLi xe LixC6 陽極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO2 xe Li1 xCoO2 xLi 轉(zhuǎn)移xmole 石墨電極增重7xg 若轉(zhuǎn)移1mole 石墨電極將增重7g C項(xiàng)不正確 D項(xiàng)正確 11 2015課標(biāo) 11 6分 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 6O26CO2 6H2O 答案A根據(jù)微生物電池工作原理示意圖可知 C6H12O6在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng) 電極反應(yīng)式為 24e 6H2O6CO2 24H O2在正極上發(fā)生還原反應(yīng) 電極反應(yīng)式為6O2 24e 24H 12H2O 負(fù)極有CO2生成 A項(xiàng)錯(cuò)誤 B項(xiàng) 微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移 正確 C項(xiàng) 質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū) 正確 D項(xiàng) 電池總反應(yīng)為C6H12O6 6O26CO2 6H2O 正確 12 2015天津理綜 4 6分 鋅銅原電池裝置如圖所示 其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過 下列有關(guān)敘述正確的是 A 銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B 電池工作一段時(shí)間后 甲池的c S 減小C 電池工作一段時(shí)間后 乙池溶液的總質(zhì)量增加D 陰陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng) 保持溶液中電荷平衡 答案C題中所述鋅銅原電池中 Zn為負(fù)極 電極反應(yīng)式為Zn 2e Zn2 Cu為正極 電極反應(yīng)式為Cu2 2e Cu 發(fā)生還原反應(yīng) Zn2 通過陽離子交換膜向正極移動(dòng) 乙池溶液中消耗的Cu2 與由甲池遷移過來的Zn2 的物質(zhì)的量相同 則乙池溶液質(zhì)量增加 溶液中的陰離子無法通過陽離子交換膜 故選C 13 2014廣東理綜 11 4分 某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置 電極 為Al 其他均為Cu 則 A 電流方向 電極 A 電極 B 電極 發(fā)生還原反應(yīng)C 電極 逐漸溶解D 電極 的電極反應(yīng) Cu2 2e Cu 答案A由圖示可分析出該圖中 為原電池的負(fù)極 為電解池的陰極 電子流向?yàn)?A 電流由 A A正確 Al極發(fā)生氧化反應(yīng) B錯(cuò)誤 電極 發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu2 2e Cu 電極上有Cu生成 C錯(cuò)誤 電極 的電極反應(yīng)為Cu 2e Cu2 D錯(cuò)誤 評(píng)析本題考查了原電池和電解池的知識(shí) 較簡(jiǎn)單 考生只要掌握基本的電化學(xué)知識(shí)即可解答 14 2018天津理綜 10節(jié)選 CO2是一種廉價(jià)的碳資源 其綜合利用具有重要意義 回答下列問題 3 O2輔助的Al CO2電池工作原理如圖所示 該電池電容量大 能有效利用CO2 電池反應(yīng)產(chǎn)物Al2 C2O4 3是重要的化工原料 電池的負(fù)極反應(yīng)式 電池的正極反應(yīng)式 6O2 6e 66CO2 63C2 6O2 反應(yīng)過程中O2的作用是 該電池的總反應(yīng)式 答案 3 Al 3e Al3 或2Al 6e 2Al3 催化劑2Al 6CO2Al2 C2O4 3 解析 3 觀察原電池工作原理圖知 鋁電極作負(fù)極 多孔碳電極作正極 故負(fù)極反應(yīng)式為Al 3e Al3 正極反應(yīng)式為6O2 6e 6 6CO2 63C2 6O2 由此可知反應(yīng)過程中O2的作用是催化劑 電池總反應(yīng)式為2Al 6CO2Al2 C2O4 3 15 2016浙江理綜 11 6分 金屬 M 空氣電池 如圖 具有原料易得 能量密度高等優(yōu)點(diǎn) 有望成為新能源汽車和移動(dòng)設(shè)備的電源 該類電池放電的總反應(yīng)方程式為 4M nO2 2nH2O4M OH n已知 電池的 理論比能量 指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能 下列說法不正確的是 A 采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積 并有利于氧氣擴(kuò)散至電極表面B 比較Mg Al Zn三種金屬 空氣電池 Al 空氣電池的理論比能量最高C M 空氣電池放電過程的正極反應(yīng)式 4Mn nO2 2nH2O 4ne 4M OH n C組教師專用題組 D 在Mg 空氣電池中 為防止負(fù)極區(qū)沉積Mg OH 2 宜采用中性電解質(zhì)及陽離子交換膜 答案CA項(xiàng) 采用多孔電極可以提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積 并有利于O2擴(kuò)散至電極表面 B項(xiàng) 單位質(zhì)量的Mg Al Zn反應(yīng) Al轉(zhuǎn)移的電子數(shù)最多 故Al 空氣電池的理論比能量最高 C項(xiàng) 由于電池中間為陰離子交換膜 故Mn 不能通過 則正極的電極反應(yīng)式為O2 4e 2H2O4OH D項(xiàng) 在Mg 空氣電池中 負(fù)極的電極反應(yīng)式為Mg 2e Mg2 為防止負(fù)極區(qū)沉積Mg OH 2 可采用陽離子交換膜阻止OH 進(jìn)入負(fù)極區(qū) 評(píng)析本題設(shè)計(jì)新穎 以新型電池為背景 考查原電池的工作原理 16 2015江蘇單科 10 2分 一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖 下列有關(guān)該電池的說法正確的是 A 反應(yīng)CH4 H2O3H2 CO 每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol電子B 電極A上H2參與的電極反應(yīng)為 H2 2OH 2e 2H2OC 電池工作時(shí) C向電極B移動(dòng)D 電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為 O2 2CO2 4e 2C 答案DA項(xiàng) 由化合價(jià)變化知 每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移6mol電子 B項(xiàng) 電極A為負(fù)極 H2參與的電極反應(yīng)為H2 2e CH2O CO2 C項(xiàng) 電池工作時(shí) C向電極A移動(dòng) D項(xiàng) 電極B是正極 電極反應(yīng)為O2 4e 2CO22C 17 2014福建理綜 11 6分 某原電池裝置如圖所示 電池總反應(yīng)為2Ag Cl22AgCl 下列說法正確的是 A 正極反應(yīng)為AgCl e Ag Cl B 放電時(shí) 交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成C 若用NaCl溶液代替鹽酸 則電池總反應(yīng)隨之改變D 當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0 01mole 時(shí) 交換膜左側(cè)溶液中約減少0 02mol離子 答案D原電池的正極反應(yīng)為Cl2 2e 2Cl 故A項(xiàng)錯(cuò)誤 放電時(shí) 白色沉淀AgCl在左側(cè)電極處產(chǎn)生 故B項(xiàng)錯(cuò)誤 當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0 01mole 時(shí) 原電池左側(cè)發(fā)生的反應(yīng)為Ag e Cl AgCl 減少了0 01mol的Cl 根據(jù)溶液呈電中性可知 左側(cè)溶液中的H 通過陽離子交換膜向右側(cè)轉(zhuǎn)移0 01mol 故D項(xiàng)正確 18 2014課標(biāo) 12 6分 2013年3月我國科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系 下列敘述的是 A a為電池的正極B 電池充電反應(yīng)為L(zhǎng)iMn2O4Li1 xMn2O4 xLiC 放電時(shí) a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化 D 放電時(shí) 溶液中Li 從b向a遷移 答案C由圖可知 b極 Li電極 為負(fù)極 a極為正極 放電時(shí) Li 從負(fù)極 b 向正極 a 遷移 A項(xiàng) D項(xiàng)正確 該電池放電時(shí) 負(fù)極 xLi xe xLi 正極 Li1 xMn2O4 xLi xe LiMn2O4 a極Mn元素的化合價(jià)發(fā)生變化 C項(xiàng)錯(cuò)誤 由放電反應(yīng)可得充電時(shí)的反應(yīng) B項(xiàng)正確 19 2014大綱全國 9 6分 下圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種金屬氫化物鎳電池 MH Ni電池 下列有關(guān)說法不正確的是 A 放電時(shí)正極反應(yīng)為 NiOOH H2O e Ni OH 2 OH B 電池的電解液可為KOH溶液C 充電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為 MH OH H2O M e D MH是一類儲(chǔ)氫材料 其氫密度越大 電池的能量密度越高 答案C在金屬氫化物鎳電池 MH Ni電池 中 MH M為零價(jià) H為零價(jià) 在負(fù)極發(fā)生反應(yīng) MH OH e M H2O NiOOH在正極發(fā)生反應(yīng) NiOOH H2O e Ni OH 2 OH 電解液可為KOH溶液 A B正確 充電時(shí) 陰極反應(yīng)式為M H2O e MH OH C錯(cuò)誤 MH中氫密度越大 單位體積電池所儲(chǔ)存電量越多 即電池能量密度越高 D正確 評(píng)析本題對(duì)充電電池充 放電時(shí)的電極反應(yīng)式的書寫及電解液的選擇等進(jìn)行了考查 試題的起點(diǎn)高 落點(diǎn)低 難度中等 區(qū)分度很好 20 2014天津理綜 6 6分 已知 鋰離子電池的總反應(yīng)為 LixC Li1 xCoO2C LiCoO2鋰硫電池的總反應(yīng)為 2Li SLi2S有關(guān)上述兩種電池說法正確的是 A 鋰離子電池放電時(shí) Li 向負(fù)極遷移B 鋰硫電池充電時(shí) 鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)C 理論上兩種電池的比能量相同D 下圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電 答案BA項(xiàng) 在原電池內(nèi)部 陽離子應(yīng)移向正極 B項(xiàng) 二次電池的充電過程為電解過程 陰極發(fā)生還原反應(yīng) C項(xiàng) 比能量是指這種電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出的電能 當(dāng)二者質(zhì)量相同時(shí) 轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量不相等 即比能量不同 D項(xiàng) 鋰離子電池與鋰硫電池的正 負(fù)極連接錯(cuò)誤 應(yīng)將鋰硫電池的鋰電極連接鋰離子電池的石墨電極 21 2013課標(biāo) 10 6分 銀質(zhì)器皿日久表面會(huì)逐漸變黑 這是生成了Ag2S的緣故 根據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下處理 在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液 再將變黑的銀器浸入該溶液中 一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)黑色會(huì)褪去 下列說法正確的是 A 處理過程中銀器一直保持恒重B 銀器為正極 Ag2S被還原生成單質(zhì)銀C 該過程中總反應(yīng)為2Al 3Ag2S6Ag Al2S3D 黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉(zhuǎn)化為白色AgCl 答案B根據(jù)電化學(xué)原理可知 Al為負(fù)極 電極反應(yīng)為2Al 6e 2Al3 銀器為正極 電極反應(yīng)為3Ag2S 6e 6Ag 3S2 溶液中反應(yīng)為2Al3 3S2 6H2O2Al OH 3 3H2S 三反應(yīng)相加可知該過程的總反應(yīng)為2Al 3Ag2S 6H2O2Al OH 3 6Ag 3H2S 故B正確 C D錯(cuò)誤 銀器表面黑色的Ag2S變成了Ag 質(zhì)量必然減小 A錯(cuò)誤 評(píng)析本題以表面變黑的銀質(zhì)器皿的處理為素材 考查原電池的工作原理 氧化還原反應(yīng)及鹽類水解等知識(shí) 能力考查層級(jí)為綜合應(yīng)用 試題有一定難度 22 2013課標(biāo) 11 6分 ZEBRA 蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示 電極材料多孔Ni NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔 下列關(guān)于該電池的敘述的是 A 電池反應(yīng)中有NaCl生成B 電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價(jià)鋁離子C 正極反應(yīng)為 NiCl2 2e Ni 2Cl D 鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動(dòng) 答案B該原電池的負(fù)極反應(yīng)為Na e Na 正極反應(yīng)為NiCl2 2e Ni 2Cl 電池總反應(yīng)為2Na NiCl22NaCl Ni B項(xiàng)錯(cuò)誤 23 2013安徽理綜 10 6分 熱激活電池可用作火箭 導(dǎo)彈的工作電源 一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示 其中作為電解質(zhì)的無水LiCl KCl混合物受熱熔融后 電池即可瞬間輸出電能 該電池總反應(yīng)為 PbSO4 2LiCl CaCaCl2 Li2SO4 Pb 下列有關(guān)說法正確的是 A 正極反應(yīng)式 Ca 2Cl 2e CaCl2B 放電過程中 Li 向負(fù)極移動(dòng)C 每轉(zhuǎn)移0 1mol電子 理論上生成20 7gPbD 常溫時(shí) 在正負(fù)極間接上電流表或檢流計(jì) 指針不偏轉(zhuǎn) 答案D本題以熱激活電池為載體考查電化學(xué)知識(shí) A項(xiàng) 根據(jù)電池總反應(yīng)可知正極反應(yīng)式為PbSO4 2e Pb S B項(xiàng) 放電過程中 Li 向正極移動(dòng) C項(xiàng) 因?yàn)槊哭D(zhuǎn)移0 1mol電子 理論上生成0 05molPb 故質(zhì)量為0 05mol 207g mol 1 10 35g D項(xiàng) 常溫時(shí) 由于電解質(zhì)LiCl KCl無法電離 電解質(zhì)中無自由移動(dòng)的離子 不能形成閉合回路 所以不導(dǎo)電 無電流 24 2016江蘇單科 20 14分 鐵炭混合物 鐵屑和活性炭的混合物 納米鐵粉均可用于處理水中污染物 1 鐵炭混合物在水溶液中可形成許多微電池 將含有Cr2的酸性廢水通過鐵炭混合物 在微電池正極上Cr2轉(zhuǎn)化為Cr3 其電極反應(yīng)式為 2 在相同條件下 測(cè)量總質(zhì)量相同 鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的鐵炭混合物對(duì)水中Cu2 和Pb2 的去除率 結(jié)果如下圖所示 當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0時(shí) 也能去除水中少量的Cu2 和Pb2 其原因是 當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50 時(shí) 隨著鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加 Cu2 和Pb2 的去除率不升反降 其主要原因是 3 納米鐵粉可用于處理地下水中的污染物 一定條件下 向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液 溶液中B B元素的化合價(jià)為 3 與Fe2 反應(yīng)生成納米鐵粉 H2和B OH 其離子方程式為 納米鐵粉與水中N反應(yīng)的離子方程式為4Fe N 10H 4Fe2 N 3H2O研究發(fā)現(xiàn) 若pH偏低將會(huì)導(dǎo)致N的去除率下降 其原因是 相同條件下 納米鐵粉去除不同水樣中N的速率有較大差異 見下圖 產(chǎn)生該差異的可能原因是 答案 1 Cr2 14H 6e 2Cr3 7H2O 2 活性炭對(duì)Cu2 和Pb2 有吸附作用 鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加 鐵炭混合物中微電池?cái)?shù)目減少 3 2Fe2 B 4OH 2Fe 2H2 B OH 納米鐵粉與H 反應(yīng)生成H2 Cu或Cu2 催化納米鐵粉去除N的反應(yīng) 或形成的Fe Cu原電池增大納米鐵粉去除N的反應(yīng)速率 解析 2 活性炭具有吸附作用 可以吸附少量的Cu2 和Pb2 鐵炭混合物去除Cu2 和Pb2 發(fā)生的是原電池反應(yīng) Fe為負(fù)極 活性炭為正極 當(dāng)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到一定數(shù)值后 隨著鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加 活性炭的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少 鐵炭混合物中微電池的數(shù)目減少 所以Cu2 和Pb2 的去除率下降 3 pH偏低時(shí) 溶液中的H 可與納米鐵粉發(fā)生反應(yīng) Fe 2H Fe2 H2 從而使N的去除率下降 兩種水樣的不同之處是 中含有一定量的Cu2 而 中沒有 因此去除N的速率產(chǎn)生差異的可能原因是Cu2 或Fe與之反應(yīng)生成的Cu 起到了催化作用 也可能是Fe與Cu2 反應(yīng)生成Cu進(jìn)而形成Fe Cu原電池 加快了反應(yīng)速率 考點(diǎn)二電解原理及應(yīng)用A組自主命題 北京卷題組1 2016北京理綜 12 6分 用石墨電極完成下列電解實(shí)驗(yàn) 下列對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋或推測(cè)不合理的是 A a d處 2H2O 2e H2 2OH B b處 2Cl 2e Cl2 C c處發(fā)生了反應(yīng) Fe 2e Fe2 D 根據(jù)實(shí)驗(yàn)一的原理 實(shí)驗(yàn)二中m處能析出銅 答案B根據(jù)實(shí)驗(yàn)一的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可判斷出c為陽極 d為陰極 a d處的電極反應(yīng)均為2H2O 2e H2 2OH c處的電極反應(yīng)為Fe 2e Fe2 由于Fe2 的顏色較淺 短時(shí)間觀察不到明顯的現(xiàn)象 b處變紅 說明有H 生成 則發(fā)生了電極反應(yīng)2H2O 4e 4H O2 局部褪色 說明在該電極上Cl 放電生成了Cl2 電極反應(yīng)為2Cl 2e Cl2 實(shí)驗(yàn)二中每個(gè)銅珠的左側(cè)為陽極 右側(cè)為陰極 其中銅珠的左側(cè)銅放電變成銅離子 銅離子移動(dòng)到m處 在m處放電變成銅析出 思路分析d處試紙變藍(lán)說明該處有OH 生成 則d處發(fā)生了得電子的還原反應(yīng) 從而確定d為陰極 利用類比的方法確定m處為陰極 然后利用電解原理分析判斷 2 2013北京理綜 9 6分 用石墨電極電解CuCl2溶液 見下圖 下列分析正確的是 A a端是直流電源的負(fù)極B 通電使CuCl2發(fā)生電離C 陽極上發(fā)生的反應(yīng) Cu2 2e CuD 通電一段時(shí)間后 在陰極附近觀察到黃綠色氣體 答案A電解過程中 陽離子向陰極移動(dòng) 陰離子向陽極移動(dòng) 陰極與直流電源的負(fù)極相連 陽極與直流電源的正極相連 A項(xiàng)正確 電解質(zhì)在溶液中的電離是因?yàn)樗肿拥淖饔?與通電無關(guān) B項(xiàng)錯(cuò)誤 電解過程中陽極上發(fā)生的反應(yīng)為氧化反應(yīng) 陽極反應(yīng)為2Cl 2e Cl2 在陽極附近可觀察到黃綠色氣體 C D項(xiàng)錯(cuò)誤 思路分析觀察電解裝置圖中離子的移動(dòng)方向 判斷出電解池的陰極 陽極和直流電源的正極 負(fù)極 結(jié)合電解池的工作原理和電解規(guī)律分析判斷 解題關(guān)鍵在電解池中 陽離子移向陰極 陰離子移向陽極 3 2018課標(biāo) 13 6分 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 示意圖如下圖所示 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 H2S2H S 2EDTA Fe2 B組統(tǒng)一命題 省 區(qū) 市 卷題組 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 H2SCO 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 答案C本題考查電解原理的應(yīng)用 由石墨烯電極區(qū)反應(yīng) 可知該極發(fā)生氧化反應(yīng) 為陽極 則ZnO 石墨烯為陰極 陰極的電極反應(yīng)為 CO2 2H 2e CO H2O A正確 裝置工作時(shí)涉及三個(gè)反應(yīng) Fe2 與Fe3 的轉(zhuǎn)化循環(huán)進(jìn)行 總反應(yīng)為CO2與H2S之間的反應(yīng) 根據(jù)得失電子守恒可知總反應(yīng)為 CO2 H2SCO H2O S B正確 石墨烯與電源正極相連 ZnO 石墨烯與電源負(fù)極相連 故石墨烯上的電勢(shì)比ZnO 石墨烯上的高 C錯(cuò)誤 Fe2 Fe3 均在酸性環(huán)境中穩(wěn)定存在 D正確 審題技巧解題的關(guān)鍵是電極名稱的確定 如本題中CO2 CO為還原反應(yīng) 陰極 Fe2 Fe3 為氧化反應(yīng) 陽極 4 2017課標(biāo) 11 6分 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) 答案C本題考查電解原理的應(yīng)用 O3發(fā)生氧化反應(yīng) 故鋁質(zhì)工件為陽極 A正確 陰極材料應(yīng)為金屬或?qū)щ姷姆墙饘?可選用不銹鋼網(wǎng) B正確 電解質(zhì)溶液中含有大量H 故陰極的電極反應(yīng)式為2H 2e H2 C不正確 在電解池中 陰離子移向陽極 D正確 知識(shí)拓展關(guān)于電解原理的 不尋常 應(yīng)用 1 電解原理在 金屬防腐 中的應(yīng)用 如 外加電流的陰極保護(hù)法 2 電解原理在 物質(zhì)制備 中的應(yīng)用 如 尿素 CO NH2 2 制氫氣 3 電解原理在 環(huán)境治理 中的應(yīng)用 如 用電解法消除CN 5 2016課標(biāo) 11 6分 三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示 采用惰性電極 ab cd均為離子交換膜 在直流電場(chǎng)的作用下 兩膜中間的Na 和S可通過離子交換膜 而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室 下列敘述正確的是 A 通電后中間隔室的S離子向正極遷移 正極區(qū)溶液pH增大B 該法在處理含Na2SO4廢水時(shí)可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品 C 負(fù)極反應(yīng)為2H2O 4e O2 4H 負(fù)極區(qū)溶液pH降低D 當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時(shí) 會(huì)有0 5mol的O2生成 答案BA項(xiàng) 通電后S向正極移動(dòng) 正極區(qū)OH 放電 溶液酸性增強(qiáng) pH減小 C項(xiàng) 負(fù)極反應(yīng)為4H 4e 2H2 溶液pH增大 D項(xiàng) 當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時(shí) 會(huì)有0 25molO2生成 6 2015福建理綜 11 6分 某模擬 人工樹葉 電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示 該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料 C3H8O 下列說法正確的是 A 該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和電能B 該裝置工作時(shí) H 從b極區(qū)向a極區(qū)遷移C 每生成1molO2 有44gCO2被還原D a電極的反應(yīng)為 3CO2 18H 18e C3H8O 5H2O 答案B由模擬 人工樹葉 電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置可知 該裝置將光能和電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 故A錯(cuò)誤 在電解池內(nèi)部 陽離子向陰極遷移 故H 從b極區(qū)向a極區(qū)遷移 B正確 陰極上 3CO2 C3H8O 18e 陽極上 2H2O O2 4e 根據(jù)得失電子守恒可知 當(dāng)陽極生成1molO2時(shí) 陰極被還原的CO2的質(zhì)量為 44g mol 29 3g 故C錯(cuò)誤 a電極的反應(yīng)為3CO2 18H 18e C3H8O 5H2O 故D錯(cuò)誤 7 2015浙江理綜 11 6分 在固態(tài)金屬氧化物電解池中 高溫共電解H2O CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式 基本原理如圖所示 下列說法不正確的是 A X是電源的負(fù)極B 陰極的電極反應(yīng)式是 H2O 2e H2 O2 CO2 2e CO O2 C 總反應(yīng)可表示為 H2O CO2H2 CO O2D 陰 陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1 1 答案DH2O H2 CO2 CO均為還原過程 X應(yīng)為電源負(fù)極 A項(xiàng)正確 陰極電極反應(yīng)式為H2O 2e H2 O2 和CO2 2e CO O2 陽極電極反應(yīng)式為2O2 4e O2 總反應(yīng)為H2O CO2H2 CO O2 B C項(xiàng)正確 陰 陽兩極生成氣體的物質(zhì)的量之比為2 1 D項(xiàng)不正確 8 2018課標(biāo) 26節(jié)選 我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家 一種以閃鋅礦 ZnS 含有SiO2和少量FeS CdS PbS雜質(zhì) 為原料制備金屬鋅的流程如圖所示 相關(guān)金屬離子 c0 Mn 0 1mol L 1 形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下 回答下列問題 4 電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時(shí) 陰極的電極反應(yīng)式為 沉積鋅后的電解液可返回工序繼續(xù)使用 答案 4 Zn2 2e Zn溶浸 解析 4 電解硫酸鋅溶液時(shí) 陰極反應(yīng)式為Zn2 2e Zn 陽極反應(yīng)式為2H2O 4e O2 4H 沉積鋅后的電解液中主要含硫酸 可返回溶浸工序繼續(xù)使用 9 2017天津理綜 7 14分 某混合物漿液含Al OH 3 MnO2和少量Na2CrO4 考慮到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出 某研究小組利用設(shè)計(jì)的電解分離裝置 如圖 使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元素溶液 并回收利用 回答 和 中的問題 固體混合物的分離和利用 流程圖中的部分分離操作和反應(yīng)條件未標(biāo)明 1 反應(yīng) 所加試劑NaOH的電子式為 B C的反應(yīng)條件為 C Al的制備方法稱為 2 該小組探究反應(yīng) 發(fā)生的條件 D與濃鹽酸混合 不加熱 無變化 加熱有Cl2生成 當(dāng)反應(yīng)停止后 固體有剩余 此時(shí)滴加硫酸 又產(chǎn)生Cl2 由此判斷影響該反應(yīng)有效進(jìn)行的因素有 填序號(hào) a 溫度b Cl 的濃度c 溶液的酸度 3 0 1molCl2與焦炭 TiO2完全反應(yīng) 生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2 xH2O的液態(tài)化合物 放熱4 28kJ 該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 含鉻元素溶液的分離和利用 4 用惰性電極電解時(shí) Cr能從漿液中分離出來的原因是 分離后含鉻元素的粒子是 陰極室生成的 物質(zhì)為 寫化學(xué)式 答案 14分 1 加熱 或煅燒 電解法 2 ac 3 2Cl2 g TiO2 s 2C s TiCl4 l 2CO g H 85 6kJ mol 1 4 在直流電源作用下 Cr通過陰離子交換膜向陽極室移動(dòng) 脫離漿液Cr和Cr2NaOH和H2 解析 1 NaOH是離子化合物 其電子式為Na H 固體混合物中含有Al OH 3和MnO2 加入NaOH溶液 Al OH 3轉(zhuǎn)化為易溶于水的NaAlO2 MnO2不能溶于NaOH溶液 故固體D為MnO2 溶液A中含有NaAlO2 向溶液A中通入CO2后生成的沉淀B為Al OH 3 Al OH 3受熱分解生成Al2O3 固體C 工業(yè)上常用電解熔融的Al2O3制備金屬鋁 2 固體D為MnO2 MnO2與濃鹽酸混合 不加熱無變化 加熱有Cl2生成 說明該反應(yīng)能否有效進(jìn)行與溫度有關(guān) 反應(yīng)停止后 固體有剩余 滴加硫酸又產(chǎn)生Cl2 說明該反應(yīng)能否有效進(jìn)行與溶液的酸度有關(guān) 3 通過分析可知反應(yīng)生成的還原性氣體為CO 易水解成TiO2 xH2O的液態(tài)化合物為TiCl4 故反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2Cl2 g TiO2 s 2C s TiCl4 l 2CO g H 85 6kJ mol 1 4 依據(jù)離子交換膜的性質(zhì)和電解池的工作原理知 在直流電源作用下 Cr通過陰離子交換膜向陽極室移動(dòng) 脫離漿液 在電解過程中 OH 在陽極室失去電子生成O2 溶液的酸性增強(qiáng) 通過陰離子交換膜移向陽極室的Cr有部分轉(zhuǎn)化為Cr2 故分離后含鉻元素的粒子是Cr和Cr2 H 在陰極室得到電子生成H2 溶液中的OH 濃度增大 混合物漿液中的Na 通過陽離子交換膜移向陰極室 故陰極室生成的物質(zhì)為NaOH和H2 易錯(cuò)易混在電化學(xué)問題中 注意陽離子交換膜只允許陽離子通過 陰離子交換膜只允許陰離子通過 10 2015山東理綜 29 15分 利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料 LiOH可由電解法制備 鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得 1 利用如圖裝置電解制備LiOH 兩電極區(qū)電解液分別為L(zhǎng)iOH和LiCl溶液 B極區(qū)電解液為溶液 填化學(xué)式 陽極電極反應(yīng)式為 電解過程中Li 向電極遷移 填 A 或 B 2 利用鈷渣 含Co OH 3 Fe OH 3等 制備鈷氧化物的工藝流程如下 Co OH 3溶解還原反應(yīng)的離子方程式為 鐵渣中鐵元素的化合價(jià)為 在空氣中煅燒CoC2O4生成鈷氧化物和CO2 測(cè)得充分煅燒后固體質(zhì)量為2 41g CO2體積為1 344L 標(biāo)準(zhǔn)狀況 則鈷氧化物的化學(xué)式為 答案 1 LiOH2Cl 2e Cl2 B 2 2Co OH 3 S 4H 2Co2 S 5H2O 或Co OH 3 3H Co3 3H2O 2Co3 S H2O2Co2 S 2H 3Co3O4 解析 1 B極區(qū)產(chǎn)生H2 則B極區(qū)發(fā)生還原反應(yīng) 為陰極 A極電極反應(yīng)式為2Cl 2e Cl2 為陽極 A極區(qū)電解液為L(zhǎng)iCl溶液 B極區(qū)電解液為L(zhǎng)iOH溶液 Li 陽離子 向陰極 B電極 移動(dòng) 2 向浸液中加入了具有氧化性的NaClO3和O2 所以鐵渣中的鐵元素為 3價(jià) 設(shè)鈷氧化物的化學(xué)式為CoxOy 由xCoC2O4 O2CoxOy 2xCO2 59x 16y g2x 22 4L2 41g1 344L則 解得x y 3 4 則鈷氧化物的化學(xué)式為Co3O4 評(píng)析本題考查了電解原理 化學(xué)計(jì)算 離子方程式的書寫 氧化還原反應(yīng)等 綜合性強(qiáng) 11 2014重慶理綜 11 14分 氫能是重要的新能源 儲(chǔ)氫作為氫能利用的關(guān)鍵技術(shù) 是當(dāng)前關(guān)注的熱點(diǎn)之一 1 氫氣是清潔燃料 其燃燒產(chǎn)物為 2 NaBH4是一種重要的儲(chǔ)氫載體 能與水反應(yīng)得到NaBO2 且反應(yīng)前后B的化合價(jià)不變 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 反應(yīng)消耗1molNaBH4時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為 3 儲(chǔ)氫還可借助有機(jī)物 如利用環(huán)己烷和苯之間的可逆反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)脫氫和加氫 g g 3H2 g 在某溫度下 向恒容密閉容器中加入環(huán)己烷 其起始濃度為amol L 1 平衡時(shí)苯的濃度為bmol L 1 該反應(yīng)的平衡常數(shù)K 4 一定條件下 下圖所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫 忽略其他有機(jī)物 導(dǎo)線中電子移動(dòng)方向?yàn)?用A D表示 生成目標(biāo)產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為 該儲(chǔ)氫裝置的電流效率 100 計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位 答案 1 H2O 2 NaBH4 2H2ONaBO2 4H2 4NA或2 408 1024 3 mol3 L 3 4 A D C6H6 6H 6e C6H12 64 3 解析 1 H2的燃燒產(chǎn)物是H2O 2 由NaBO2和NaBH4中B化合價(jià)相同知 NaBH4中H化合價(jià)升高 H2O中H化合價(jià)降低 所以反應(yīng)為NaBH4 2H2ONaBO2 4H2 1molNaBH4反應(yīng) 則有4mol化合價(jià)升高 所以轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4NA 3 由化學(xué)反應(yīng)知 平衡時(shí)苯的濃度為bmol L 1 則環(huán)己烷濃度為 a b mol L 1 H2的濃度為3bmol L 1 所以平衡常數(shù)K mol3 L 3 mol3 L 3 4 由圖知在多孔惰性電極D表面生成 C的化合價(jià)降低 所以電子移動(dòng)方向?yàn)锳 D 目標(biāo)產(chǎn)物是C6H12 所以電極反應(yīng)為C6H6 6H 6e C6H12 由題意知 電極E產(chǎn)生O2的物質(zhì)的量為2 8mol n e 轉(zhuǎn)移 n O2 4 2 8mol 4 11 2mol 而C6H6沒有完全轉(zhuǎn)化 所以電極D上有H2生成 設(shè)生成H2xmol C6H6轉(zhuǎn)化ymol 則有 解得 y 1 2 x 2 所以 100 64 3 評(píng)析本題以電化學(xué)為載體 考查的知識(shí)點(diǎn)有 氧化還原反應(yīng) 化學(xué)平衡 電化學(xué)的應(yīng)用 化學(xué)計(jì)算等 綜合性強(qiáng) 難度大 學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中要熟練掌握電化學(xué)的分析方法 12 2014上海單科 12 3分 如下圖所示 將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U形管中 下列分析正確的是 A K1閉合 鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為2H 2e H2 B K1閉合 石墨棒周圍溶液pH逐漸升高C K2閉合 鐵棒不會(huì)被腐蝕 屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法D K2閉合 電路中通過0 002NA個(gè)電子時(shí) 兩極共產(chǎn)生0 001mol氣體 C組教師專用題組 答案BK1閉合構(gòu)成原電池 鐵棒是負(fù)極 鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為Fe 2e Fe2 石墨棒是正極 溶液中的氧氣得到電子轉(zhuǎn)化為OH 石墨棒周圍溶液pH逐漸升高 K2閉合構(gòu)成電解池 鐵棒與電源的負(fù)極相連 作陰極 不會(huì)被腐蝕 屬于外加電流的陰極保護(hù)法 電解飽和NaCl溶液的總反應(yīng)為2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 電路中通過0 002NA個(gè)電子時(shí) 兩極共產(chǎn)生0 002mol氣體 13 2014浙江理綜 11 6分 鎳氫電池 NiMH 目前已經(jīng)成為混合動(dòng)力汽車的一種主要電池類型 NiMH中的M表示儲(chǔ)氫金屬或合金 該電池在充電過程中的總反應(yīng)方程式是 Ni OH 2 MNiOOH MH已知 6NiOOH NH3 H2O OH 6Ni OH 2 N下列說法正確的是 A NiMH電池放電過程中 正極的電極反應(yīng)式為 NiOOH H2O e Ni OH 2 OH B 充電過程中OH 離子從陽極向陰極遷移C 充電過程中陰極的電極反應(yīng)式 H2O M e MH OH H2O中的H被M還原D NiMH電池中可以用KOH溶液 氨水等作為電解質(zhì)溶液 答案A鎳氫電池放電時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)式為MH e OH M H2O 正極電極反應(yīng)式為NiOOH e H2ONi OH 2 OH 故A項(xiàng)正確 充電時(shí) 陰離子移向陽極 故B項(xiàng)錯(cuò)誤 H2O分子中有一個(gè)轉(zhuǎn)變?yōu)镸H中的 但并不是被M還原的 故C項(xiàng)錯(cuò)誤 從題干所給的反應(yīng)方程式中可以看出 KOH溶液 氨水會(huì)將NiOOH轉(zhuǎn)化為Ni OH 2 使電池失去放電能力 故D項(xiàng)錯(cuò)誤 14 2013天津理綜 6 6分 為增強(qiáng)鋁的耐腐蝕性 現(xiàn)以鉛蓄電池為外電源 以Al作陽極 Pb作陰極 電解稀硫酸 使鋁表面的氧化膜增厚 反應(yīng)原理如下 電池 Pb s PbO2 s 2H2SO4 aq 2PbSO4 s 2H2O l 電解池 2Al 3H2OAl2O3 3H2 電解過程中 以下判斷正確的是 答案D原電池內(nèi)部H 向正極遷移 即向PbO2電極遷移 A項(xiàng)錯(cuò)誤 當(dāng)有3molPb被消耗時(shí) 轉(zhuǎn)移6mole 則生成1molAl2O3 B項(xiàng)錯(cuò)誤 電池正極反應(yīng)式為PbO2 2e 4H SPbSO4 2H2O C項(xiàng)錯(cuò)誤 原電池中PbPbSO4 質(zhì)量增大 電解池中Pb作陰極 發(fā)生反應(yīng)2H 2e H2 故質(zhì)量不變 D項(xiàng)正確 評(píng)析本題以應(yīng)用電解法在鋁表面產(chǎn)生氧化膜為載體 考查原電池內(nèi)部離子移動(dòng)方向與電解池中離子移動(dòng)方向的區(qū)別 以及電極反應(yīng)式的書寫等知識(shí) 試題體現(xiàn)了化學(xué)理論服務(wù)于實(shí)際的理念 體現(xiàn)了學(xué)以致用的教育思想 15 2013大綱全國 9 6分 電解法處理酸性含鉻廢水 主要含有Cr2 時(shí) 以鐵板作陰 陽極 處理過程中存在反應(yīng)Cr2 6Fe2 14H 2Cr3 6Fe3 7H2O 最后Cr3 以Cr OH 3形式除去 下列說法不正確的是 A 陽極反應(yīng)為Fe 2e Fe2 B 電解過程中溶液pH不會(huì)變化C 過程中有Fe OH 3沉淀生成D 電路中每轉(zhuǎn)移12mol電子 最多有1molCr2被還原 答案B電解過程中 陽極發(fā)生氧化反應(yīng) A項(xiàng)正確 從題干信息中所給離子方程式可看出H 被消耗 pH會(huì)升高 B項(xiàng)錯(cuò)誤 pH升高 c OH 增大 Fe3 3OH Fe OH 3 C項(xiàng)正確 還原1molCr2需要6molFe2 由Fe 2e Fe2 得電路中轉(zhuǎn)移的電子為2 6mol 12mol D項(xiàng)正確 16 2013海南單科 12 4分 下圖所示的電解池 和 中 a b c和d均為Pt電極 電解過程中 電極b和d上沒有氣體逸出 但質(zhì)量均增大 且增重b d 符合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的鹽溶液是 答案D 電極b和d上沒有氣體逸出 但質(zhì)量均增大 即要求陰極不產(chǎn)生氣體而是析出金屬 故A B C可以排除 再根據(jù) 增重b d 通過差量計(jì)算可得出D項(xiàng)正確 17 2013浙江理綜 11 6分 電解裝置如下圖所示 電解槽內(nèi)裝有KI及淀粉溶液 中間用陰離子交換膜隔開 在一定的電壓下通電 發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍(lán)色 一段時(shí)間后 藍(lán)色逐漸變淺 已知 3I2 6OH I 5I 3H2O下列說法不正確的是 A 右側(cè)發(fā)生的電極反應(yīng)式 2H2O 2e H2 2OH B 電解結(jié)束時(shí) 右側(cè)溶液中含有IC 電解槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式 KI 3H2OKIO3 3H2 D 如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜 電解槽內(nèi)發(fā)生的總化學(xué)反應(yīng)不變 答案D依題意 左側(cè)溶液變藍(lán) 說明左側(cè)Pt電極為陽極 電極反應(yīng)式為2I 2e I2 右側(cè)Pt電極為陰極 電極反應(yīng)式為2H2O 2e H2 2OH 或2H 2e H2 A正確 陰極生成的OH 通過陰離子交換膜遷移至左側(cè) 與I2發(fā)生反應(yīng)3I2 6OH 5I I 3H2O I2濃度逐漸減小 故藍(lán)色逐漸變淺 電解結(jié)束后I可通過陰離子交換膜擴(kuò)散至右側(cè) B正確 式 3 式 3 式得電解總反應(yīng)I 3H2OI 3H2 C正確 若換用陽離子交換膜 OH 不能遷移至左側(cè) 反應(yīng) 無法發(fā)生 式 式得電解總反應(yīng)式為2I 2H2O2OH I2 H2 兩種情況下電解總反應(yīng)顯然不同 D錯(cuò)誤 18 2016天津理綜 10 14分 氫能是發(fā)展中的新能源 它的利用包括氫的制備 儲(chǔ)存和應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié) 回答下列問題 1 與汽油相比 氫氣作為燃料的優(yōu)點(diǎn)是 至少答出兩點(diǎn) 但是氫氣直接燃燒的能量轉(zhuǎn)換率遠(yuǎn)低于燃料電池 寫出堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式 2 氫氣可用于制備H2O2 已知 H2 g A l B l H1O2 g B l A l H2O2 l H2其中A B為有機(jī)物 兩反應(yīng)均為自發(fā)反應(yīng) 則H2 g O2 g H2O2 l 的 H0 填 或 3 在恒溫恒容的密閉容器中 某儲(chǔ)氫反應(yīng) MHx s yH2 g MHx 2y s H 0達(dá)到化學(xué)平衡 下列有關(guān)敘述正確的是 a 容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變 b 吸收ymolH2只需1molMHxc 若降溫 該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大d 若向容器內(nèi)通入少量氫氣 則v 放氫 v 吸氫 4 利用太陽能直接分解水制氫 是最具吸引力的制氫途徑 其能量轉(zhuǎn)化形式為 5 化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來源 電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4 同時(shí)獲得氫氣 Fe 2H2O 2OH Fe 3H2 工作原理如圖1所示 裝置通電后 鐵電極附近生成紫紅色Fe 鎳電極有氣泡產(chǎn)生 若氫氧化鈉溶液濃度過高 鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì) 已知 Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定 易被H2還原 圖1圖2圖1圖2 電解一段時(shí)間后 c OH 降低的區(qū)域在 填 陰極室 或 陽極室 電解過程中 須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出 其原因?yàn)?c Na2FeO4 隨初始c NaOH 的變化如圖2 任選M N兩點(diǎn)中的一點(diǎn) 分析c Na2FeO4 低于最高值的原因 答案 1 污染小 可再生 來源廣 資源豐富 燃燒熱值高 任寫其中2個(gè) H2 2OH 2e 2H2O 2 3 ac 4 光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 5 陽極室 防止Na2FeO4與H2反應(yīng)使產(chǎn)率降低 M點(diǎn) c OH 低 Na2FeO4穩(wěn)定性差 且反應(yīng)慢N點(diǎn) c OH 過高 鐵電極上有Fe OH 3 或Fe2O3 生成 使Na2FeO4產(chǎn)率降低 解析 1 堿性氫氧燃料電池中H2在負(fù)極失電子結(jié)合OH 生成H2O 2 兩反應(yīng)的 S均小于0 且均為自發(fā)反應(yīng) 故兩反應(yīng)均為放熱反應(yīng) H2 g A l B l H1v逆 即v 吸氫 v 放氫 d項(xiàng)不正確 5 由題意可知 陽極的電極反應(yīng)式為Fe 6e 8OH Fe 4H2O 陰極的電極反應(yīng)式為6H2O 6e 3H2 6OH 故電解一段時(shí)間后陽極室c OH 降低 陰極產(chǎn)生H2 若不及時(shí)排出 則會(huì)還原Na2FeO4 使產(chǎn)率降低 由題中信息可知Na2FeO4在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定 故c OH 較低時(shí)Na2FeO4穩(wěn)定性差 c OH 過高時(shí) 鐵電極上會(huì)產(chǎn)生Fe OH 3或Fe2O3 導(dǎo)致Na2FeO4產(chǎn)率降低 19 2013重慶理綜 11 14分 化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中起著十分重要的作用 催化反硝化法和電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染 1 催化反硝化法中 H2能將N還原為N2 25 時(shí) 反應(yīng)進(jìn)行10min 溶液的pH由7變?yōu)?2 N2的結(jié)構(gòu)式為 上述反應(yīng)離子方程式為 其平均反應(yīng)速率v N 為mol L 1 min 1 還原過程中可生成中間產(chǎn)物N 寫出3種促進(jìn)N水解的方法 2 電化學(xué)降解N的原理如下圖所示 電源正極為 填 A 或 B 陰極反應(yīng)式為 若電解過程中轉(zhuǎn)移了2mol電子 則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差 m左 m右 為g 答案 1 2N 5H2N2 2OH 4H2O0 001 加酸 升高溫度 加水 2 A2N 6H2O 10e N2 12OH 14 4 解析 1 H2在水溶液中將N還原為N2的同時(shí) 溶液pH升高 說明有OH 生成 結(jié)合得失電子守恒 電荷守恒和原子守恒可寫出反應(yīng)的離子方程式 10min內(nèi)OH 濃度的變化量為 c OH 10 2mol L 1 10 7mol L 1 10 2mol L 1 由離子方程式可知N濃度變化量也為10 2mol L 1 所以用N表示的該反應(yīng)速率為v N 0 001mol L 1 min 1 N的水解為吸熱反應(yīng) 生成HNO2和OH 故加酸 升溫 加水稀釋均可促進(jìn)水解 2 由題圖可知在電解過程中N轉(zhuǎn)化成N2 發(fā)生還原反應(yīng) 故B為電源負(fù)極 則A為電源正極 N在陰極得電子生成N2 由電荷守恒可知反應(yīng)必然會(huì)同時(shí)生成OH 電解池中陽極反應(yīng)式為4OH 4e 2H2O O2 轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)生成0 5molO2和2molH 2molH 通過質(zhì)子交換膜轉(zhuǎn)移到右側(cè) 故左側(cè)溶液質(zhì)量改變量為0 5mol 32g mol 1 2mol 1g mol 1 18g 當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí)陰極可生成molN2 同時(shí)從左側(cè)轉(zhuǎn)移過來2molH 故右側(cè)溶液質(zhì)量變化量為mol 28g mol 1 2mol 1g mol 1 3 6g 兩側(cè)溶液質(zhì)量變化差為18g 3 6g 14 4g 評(píng)析本題綜合考查了電化學(xué) 化學(xué)反應(yīng)速率 離子方程式的書寫 鹽類水解等相關(guān)知識(shí) 第 2 小題 如果不能正確理解質(zhì)子交換膜的作用 就無法弄清左 右兩側(cè)溶液質(zhì)量的變化 造成對(duì)試題無法準(zhǔn)確作答而失分 考點(diǎn)三金屬的腐蝕與防護(hù)A組自主命題 北京卷題組1 2018北京理綜 12 6分 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 答案D在 中 若將Zn換成Cu 此時(shí)Fe作負(fù)極 其周圍必然會(huì)出現(xiàn)Fe2 Fe2 遇K3 Fe CN 6 會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色沉淀 與原來 的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同 也就是說 在 中無論與Fe連接的金屬活動(dòng)性如何 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都是一樣的 所以用 的方法無法判斷Fe與Cu的活潑性強(qiáng)弱 規(guī)律方法做對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí) 一定要弄清哪些實(shí)驗(yàn)條件是相同的 哪些是變化的 2 2013北京理綜 7 6分 下列金屬防腐的措施中 使用外加電流的陰極保護(hù)法的是 A 水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極B 金屬護(hù)欄表面涂漆C 汽車底盤噴涂高分子膜D 地下鋼管連接鎂塊 答案A外加電流的陰極保護(hù)法是指把要保護(hù)的金屬連接在直流電源的負(fù)極上 使其作為電解池的陰極被保護(hù) A項(xiàng)符合題意 金屬表面涂漆或噴涂高分子膜可防止金屬與其他物質(zhì)接觸發(fā)生反應(yīng) B C選項(xiàng)不符合題意 鋼管連接鎂塊利用的是原電池原理 鎂為負(fù)極被氧化 鋼管為正極被保護(hù) D項(xiàng)不符合題意 知識(shí)拓展金屬防護(hù)的常用方法及其特點(diǎn) 1 電化學(xué)防護(hù)法 1 犧牲陽極的陰極保護(hù)法 在被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備上裝上若干較活潑金屬 如Zn 使被保護(hù)的金屬作原電池的正極 2 外加電流的陰極保護(hù)法 將被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備連接直流電源的負(fù)極 2 其他方法 1 改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu) 如把金屬制成防腐的合金 如不銹鋼 2 加涂防護(hù)層 如噴油漆 涂油脂 電鍍 噴鍍或表面鈍化等 3 2017課標(biāo) 11 6分 支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁 常用外加電流的陰極保護(hù)