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1、专题09 电化学基本原理1【2018新课标1卷】最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为ZnO石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为： EDTA-Fe2+-e-EDTA-Fe3+2EDTA-Fe3+H2S2H+S+2EDTA-Fe2+该装置工作时，下列叙述错误的是A阴极的电极反应：CO2+2H+2e-CO+H2OB协同转化总反应：CO2+H2SCO+H2O+SC石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性【答案】C【解析
2、】 考点定位：考查电化学原理的应用、电极反应式书写、铁盐及亚铁盐的性质等【试题点评】准确判断出阴阳极是解答的关键，注意从元素化合价变化的角度去分析氧化反应和还原反应，进而得出阴阳极。电势高低的判断是解答的难点，注意从物理学的角度借助于阳极及电源的正极相连去分析。2【2018新课标2卷】我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是 A放电时，ClO4向负极移动B充电时释放CO2，放电时吸收CO2C放电时，正极反应为：3CO2+4e 2CO
3、32+CD充电时，正极反应为：Na+eNa【答案】D【解析】 考点定位：考查新型二次电池，涉及电极反应式书写、离子移动方向判断等【试题点评】本题以我国科学家发表在化学顶级刊物上的“一种室温下可呼吸的钠、二氧化碳二次电池”为载体考查了原电池和电解池的工作原理，掌握原电池和电解池的工作原理是解答的关键，注意充电及发电关系的理解。本题很好的弘扬了社会主义核心价值观个人层面的爱国精神，落实了立德树人的教育根本任务。3【2018新课标3卷】一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，O2及Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x（x=0或1）。下列说法正确的是 A放电时，多孔碳材料电极为负极B放电时
4、，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C充电时，电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移D充电时，电池总反应为Li2O2-x=2Li+（1）O2【答案】D【解析】 D根据图示和上述分析，电池的正极反应应该是O2及Li+得电子转化为Li2O2-X，电池的负极反应应该是单质Li失电子转化为Li+，所以总反应为：2Li + (1)O2 Li2O2-X，充电的反应及放电的反应相反，所以为Li2O2-X 2Li + (1)O2，选项D正确。考点定位：考查新型电池的基本构造和原理，涉及正负价判断、离子和电流方向判断、反应式等【试题点评】本题是比较典型的可充电电池问题。对于此类问题，还可以直接判断反应的氧化剂和
5、还原剂，进而判断出电池的正负极。本题明显是空气中的氧气得电子，所以通氧气的为正极，单质锂就一定为负极。放电时的电池反应，逆向反应就是充电的电池反应，注意：放电的负极，充电时应该为阴极；放电的正极充电时应该为阳极。4【2018北京卷】验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液）。在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是A对比，可以判定Zn保护了FeB对比，K3Fe(CN)6可能将Fe氧化C验证Zn保护Fe时不能用的方法D将Zn换成Cu，用的方法可判断Fe比Cu活泼【答案】D【解析】 考点定位：考查牺牲阳极保护法、实验方案设计及评价。
6、【试题点评】思路点拨：本题应该从实验现象进行判断，如实验中试管内生成蓝色沉淀，说明产生Fe2，然后结合元素及其化合物的性质，进行判断即可。5【2017新课标1卷】支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是 A通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整【答案】C 【名师点睛】该题难度较大，明确电化学原理是以及金属的防腐蚀原理是解答的关键，钢管桩表面腐蚀电流的理解是难点，注意题干信息的
7、挖掘，即高硅铸铁为惰性辅助阳极，性质不活泼，不会被损耗。6【2017新课标2卷】用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为混合溶液。下列叙述错误的是A待加工铝质工件为阳极B可选用不锈钢网作为阴极C阴极的电极反应式为：D硫酸根离子在电解过程中向阳极移动【答案】C【解析】A、根据原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，故A说法正确；B、不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，故B说法正确；C、阴极应为阳离子得电子，根据离子放电顺序应是H放电，即2H2e=H2，故C说法错误；D、根据电解原理，电解时，阴离子移向阳极，故D说法正确。学【名师点睛】本题考查电解
8、原理的应用，如本题得到致密的氧化铝，说明铝作阳极，因此电极方程式应是2Al6e3H2O=Al2O36H，这就要求学生不能照搬课本知识，注意题干信息的挖掘，本题难度不大。7【2017新课标3卷】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+xS8=8Li2Sx（2x8）。下列说法错误的是 A电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li+2e-=3Li2S4B电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多【答案】D 【名师点
9、睛】考查二次电池的使用，涉及原电池工作原理，原电池工作时负极发生氧化反应，正极发生还原反应，而电池充电时，原来的负极连接电源的负极为电解池的阴极，发生还原反应，而原来的正极连接电源的正极为电解池的阳极发生氧化反应，解题是通过结合反应原理，根据元素化合价的变化，判断放电时正负极发生的反应，再结合电解质书写电极反应方程式。8【2017江苏卷】下列说法正确的是A反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的H 0 B地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀 C常温下，KspMg(OH)2=5.61012，pH=10的含Mg2+溶液中，c(Mg2+)5.6104 molL1D常温常压下，锌及稀H2S
10、O4反应生成11.2 L H2，反应中转移的电子数为6.021023【答案】BC【解析】A该反应气体的分子数减少了，所以是熵减的反应，SI-Br-Cl-OH-含氧酸根离子，阴极则是溶液中的阳离子放电，放电顺序是Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+，及金属活动性顺序刚好相反。因此掌握电解池反应原理是本题解答的关键。注意依据实验现象分析可能发生的电极反应。13【2016浙江卷】金属（M）空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH) n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放
11、出的最大电能。下列说法不正确的是 A采用多孔电极的目的是提高电极及电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B比较Mg、Al、Zn三种金属空气电池，Al空气电池的理论比能量最高CM空气电池放电过程的正极反应式：4Mn+nO2+2nH2O+4ne=4M(OH)nD在Mg空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜【答案】C【解析】 【考点定位】考查原电池的工作原理。【名师点睛】原电池是将化学能变成电能的装置。负极失去电子，被氧化，正极得到电子被还原。注意原电池中的正负极的反应，氧气肯定在正极得到电子，金属肯定在负极失去电子，结合原电池的电解质的环境分析其电极反
12、应的书写。在电解质溶液中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，电子从负极经过导线流向正极。14【2016海南卷】某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是AZn为电池的负极B正极反应式为2FeO42+ 10H+6e=Fe2O3+5H2OC该电池放电过程中电解质溶液浓度不变D电池工作时向负极迁移【答案】AD【解析】A根据化合价升降判断，Zn化合价只能上升，故为负极材料，K2FeO4为正极材料，正确；BKOH溶液为电解质溶液，则正极反应式为2FeO42 +6e+8H2O =2Fe(OH)3+10OH，错误；C该电池放电过程中电解质溶液浓度减小，错误；D电池工作
13、时阴离子OH向负极迁移，正确；故选AD。考点：考查原电池原理及化学电源 【名师点睛】原电池原理是建立在氧化还原和电解质溶液基础上，借助氧化还原反应实现化学能及电能的相互转化，是高考命题重点，题目主要以选择题为主，主要围绕原电池的工作原理、电池电极反应的书写及判断、新型电池的开发及应用等进行命题。15【2016上海卷】图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示 A铜棒的质量 Bc(Zn2+)Cc(H+) Dc(SO42-)【答案】C【解析】 【考点定位】考查原电池基本原理和溶液中离子浓度变化。【名师点睛】原电池原理无论在工业生产、日常生活和科学研究领域都有着
14、重要用途，尤其在金属的腐蚀及防护、新能源的开发和利用等方面有着不可替代的作用，因此也是历年高考必考知识点之一。无论题型如何变化，如果把握原电池的工作原理、电极反应式和电池总反应方程式，问题都会迎刃而解。在原电池中，一般活泼金属作负极、失去电子、发生氧化反应（金属被氧化）、逐渐溶解（或质量减轻）；不活泼金属（或导电的非金属）作正极、发生还原反应、有金属析出（质量增加）或有气体放出；电子从负极流出经过外电路流回正极，电流方向正好相反；溶液中离子浓度变化及移动方向由电极反应决定。16【2016四川卷】某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：Li1-xCoO2+LixC6=LiC
15、oO2+ C6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是A放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移B放电时，负极的电极反应式为LixC6-xe-= xLi+ C6C充电时，若转移1 mol e-，石墨C6电极将增重7x gD充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+Li+【答案】C【解析】试题分析：A、放电时，阳离子在电解质中向正极移动，故正确；B、放电时，负极失去电子，故正确；C、充电时，若转移1 mol电子，则石墨电极上溶解1/x mol C6，电极质量减少，故错误；D、充电时阳极失去电子，为原电池的正极的逆反应，故正确。【考点定位】考查电化学原理的应用，化学电源。
16、【名师点睛】电化学问题分析思路：首先要根据题给信息和装置确定考查的是原电池和电解池，然后根据反应类型、电子和电流方向、电解质中的离子流向、电极材料和实验现象等确定装置的两极，结合电极材料和离子种类、放电顺序确定放电的微粒，结合溶液的酸碱性、反应物和生成物结合原子守恒和电荷守恒确定电极反应式，进一步确定总反应进行作答。涉及电化学计算要紧抓电子守恒，涉及酸碱性分析要根据电极反应分析电极周围的pH变化，根据总反应分析整个过程中的pH变化。17【2016天津卷】下列叙述正确的是( ) A使用催化剂能够降低化学反应的反应热(H) B金属发生吸氧腐蚀时，被腐蚀的速率和氧气浓度无关C原电池中发生的反应达平衡时，该电池仍有电流产生D在同浓度的盐酸中，ZnS可溶而CuS不溶，说明CuS的溶解度比ZnS的小【答案】D【解析】 【考点定位】考查反应热和焓变、金属的腐蚀及防护、原电池原理、难溶电解质的溶解平衡【名师点晴】本题考查了催化剂对反应热的影响、金属的腐蚀及防护、原电池原理、难溶电解质的溶解平衡等知识点。考查的知识点均为基础知识。本题的易错选项是C，原电池中产生电流是因为正负极间存在电势差，当原电池中的反应达到平衡时，两端就不存在电势差了，也就无法形成电压驱动电子移动，无法形成电流了。提醒同学们在学习过程中对于其他学科的基础知识要作为常识储备起来，提高自己的科学素养。 15 / 15