《2022高考二轮复习化学-易错题型09 电化学基础题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022高考二轮复习化学-易错题型09 电化学基础题.docx（13页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、易错09 电化学基础（选择题）【易错分析】1.原电池中正、负极的判断原电池的正、负极与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关,不要形成思维定式活泼金属一定是负极。如Al、Mg和NaOH溶液构成的原电池中,Al为负极,Mg为正极。2.可充电电池放电与充电时的电极反应(1)充电时电极的连接:充电的目的是使电池恢复其供电能力,因此负极应与电源的负极相连以获得电子,可简记为负接负后作阴极,正接正后作阳极。(2)工作时的电极反应式:同一电极上的电极反应式、电池的总反应式,在充电与放电时,形式上恰好相反(同一电极周围,充电与放电时电解质溶液中pH的变化趋势也恰好相反)。3.燃料电池的关键点(1)要注意介质
2、是什么?是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。(2)通入负极的物质为燃料,通入正极的物质为氧气。(3)通过介质中离子的移动方向,可判断电池的正负极,同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。4.电池电极反应式书写(1)H+在碱性环境中不存在。(2)O2-在水溶液中不存在,在酸性环境中结合H+,生成H2O,在中性或碱性环境中结合H2O,生成OH-。(3)熟记“离子趋向”,抓住“电荷守恒”,熟练书写燃料电池的电极反应式。阳离子趋向正极,在正极上参与反应,在负极上生成(如H+);阴离子趋向负极,在负极上参与反应,在正极上生成(如OH-、O2-、CO32)。“-ne-”相当于正电荷,“+ne-”相当于负电荷,依
3、据电荷守恒配平其他物质的系数。电池总反应式=正极反应式+负极反应式。 【错题纠正】例题1、铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是A正极反应为：Zn2e=Zn2 B电池反应为：ZnCu2=Zn2CuC在外电路中，电子从正极流向负极 D盐桥中的K移向ZnSO4溶液【解析】该电池中锌为负极，电极反应为Zn2e=Zn2，铜为正极，电极反应为Cu22e=Cu，A项错误；电池总反应为ZnCu2=Zn2Cu，B项正确；原电池工作时，外电路中电子从负极经导线流向正极，C项错误；负极上由于锌放电，ZnSO4溶液中Zn2浓度增大，故盐桥中的Cl移向ZnSO4溶液，D项错误。答案：B例题2、三室式电渗析法处理含
4、Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是A通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C负极反应为2H2O4e=O24H，负极区溶液pH降低D当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成【解析】A项正极区发生的反应为2H2O4e=O24H，由于生成H，正极区溶液中阳离子增多，故中间隔室的SO向正极迁移，正极区溶液的pH减小。B项负极区发生的反应为2H2O2e
5、=H22OH，阴离子增多，中间隔室的Na向负极迁移，故负极区产生NaOH，正极区产生H2SO4。C项由B项分析可知，负极区产生OH，负极区溶液的pH升高。D项正极区发生的反应为2H2O4e=O24H，当电路中通过1 mol电子的电量时，生成0.25 mol O2。答案：B【知识清单】1两池(原电池、电解池)判定规律：首先观察是否有外接电源，若无外接电源，则可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析，判定思路主要是“四看”：先看电极，其次看是否自发发生氧化还原反应，再看电解质溶液，最后看是否形成闭合回路。若有外接电源，两电极插入电解质溶液中，则是电解池。2电极反应：(1)原电池：正极：得到电子，
6、发生还原反应；负极：失去电子，发生氧化反应。(2)电解池：阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。(3)充电电池：负接负为阴极，正接正为阳极。放电时的负极和充电时的阳极发生氧化反应；放电时的正极和充电时的阴极发生还原反应。3粒子移动：(1)原电池：阴离子负极，阳离子正极。电子从负极到正极(2)电解池：阴离子阳极，阳离子阴极。电子从负极到阴极，从阳极到正极。4.判断溶液PH的变化：如果判断的是整个电解质溶液PH的变化，就要分析总的化学方程式，生成或消耗酸碱的情况。如果判断的是某极区溶液PH的变化，就要分析这个极区的电极反应，生成或消耗H+或OH的情况。5电解规律：阳极产物的判断首先看电极，如果是活性
7、电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解(注意：铁作阳极溶解生成Fe2，而不是Fe3)；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S2IBrClOH(水)；阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：AgFe3Cu2H6.恢复原态措施：电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。7.电解类型：电解水型(如电解Na2SO4、H2SO4、NaOH溶液等)；电
8、解电解质型(如电解CuCl2溶液盐酸等)；放氢生碱型(如电解NaCl、MgCl2溶液等)；放氧生酸型(如电解CuSO4、AgNO3溶液等)。【变式练习】1. 镁次氯酸盐燃料电池的工作原理如图，该电池反应为： Mg ClOH2O=Mg(OH)2 Cl。下列有关说法正确的是A电池工作时，C溶液中的溶质是MgCl2B. 电池工作时，正极a附近的pH将不断增大C负极反应式：ClO2eH2O=Cl2OHD. b电极发生还原反应，每转移0.1 mol电子，理论上生成0.1 mol Cl2. 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：Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6(x1)。
9、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LixC6xe=xLiC6C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LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi【易错通关】1我国科学家发明了一种“可固氮”的镁氮二次电池，其装置如图所示，下列说法不正确的是A固氮时，电池的总反应为3Mg+N2=Mg3N2B脱氮时，钌复合电极的电极反应式为Mg3N2-6e-=3Mg2+N2C固氮时，外电路中电子由钌复合电极流向镁电极D当无水LiClMgCl2混合物受热熔融后电池才能工作2微生物燃料电池能将污水中的乙二胺（H2N
10、CH2CH2NH2）氧化成环境友好的物质，示意图如图所示，a、b均为石墨电极。下列说法错误的是Aa电极的电极反应为H2NCH2CH2NH2-16e-+4H2O=2CO2+N2+16H+B电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动Ca电极上的电势比b电极上的电势低D电池工作时b电极附近溶液的pH保持不变3锌空气燃料电池有比能量高、容量大、使用寿命长等优点，可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为 KOH 溶液，放电时发生反应：2Zn + O2+4OH-+2H2O= 2Zn(OH)42-。下列说法正确的是：A放电时，负极反应为 Zn-2e- = Zn2+B该隔膜为阳离子交换膜，允许K+通过C充电
11、时，当 01 molO2 生成时，流经电解质溶液的电子个数约为 12041022D采用多孔炭可提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面4我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置（如图所示）。闭合K2、断开K1时，制氢并储能；断开K2、闭合K1时，供电。下列说法错误的是A制氢时，溶液中K+向Pt电极移动B供电时，Zn电极附近溶液的pH不变C供电时，X电极发生还原反应D制氢时，X电极反应式为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O5碳酸二甲酯(CH3O)2CO是一种具有发展前景的“绿色”化工产品。电化学法合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示。下列说法错误的是A石墨I与直
12、流电源正极相连BH由石墨II通过质子交换膜向石墨I移动C石墨I上发生的电极反应为2CH3OHCO2e(CH3O)2CO2HD电解过程中，阴极和阳极消耗气体的物质的量之比为1：26已知某种二次锂离子电池工作时反应为：LixCn + Li(1-x)CoO2 = LiCoO2 + nC。电池如图所示。下列说法不正确的是A放电时，碳材料极失去电子，发生氧化反应，电子经外电路，Li+经内电路同时移向正极B放电时正极反应为： Li(1-x)CoO2 + xLi+ + xe- = LiCoO2C充电时， Li+从负极脱出，又嵌入正极D锂离子二次电池正负极之间充放电时发生传输 Li+的反应，少有副反应7一种双
13、电子介体电化学生物传感器，用于检测水体急性生物毒性，其工作原理如图。下列说法正确的是A图中所示电极为阳极，其电极反应式为K4Fe(CN6)-e-=K3Fe(CN)6B甲荼醌在阴极发生氧化反应C工作时K+向图中所示电极移动DNAD(P)H转化为NAD(P)+的过程失去电子8 DBFC燃料电池的结构如图，该电池的总反应为NaBH4+4H2O2=NaBO2+6H2O。下列关于电池工作时的相关分析不正确的是AX极为正极，电流经X流向外电路BY极发生的还原反应为H2O2+2e-=2OHCX极区溶液的pH逐渐减小D每消耗10L050mol/L的H2O2电路中转移10mole-9一种双室微生物燃料电池污水净
14、化系统原理如图所示，图中酸性污水中含有的有机物用C6H12O6表示。下列有关该电池的说法不正确的是A正极的电极反应为Fe(CN)63-+ e- =Fe(CN)64-B电池的总反应为C6H12O6 + 24Fe(CN)63-+6H2O=6CO2+Fe(CN)64-+24H+C该“交换膜”可选用“质子交换膜”D若将“K4Fe(CN)6溶液”改为“O2”,当有224L O2参与反应时，理论上转移4mol电子10 2019 年 11 月Science杂志报道了王浩天教授团队发明的制取H2O2 的绿色方法，原理如图所示（已知：H2O2 H+ + H2O , Ka = 2 410一12 )下列说法不正确的
15、是 Ab 极上的电极反应为O2 +H2O +2e- =HO2 - +OHBX 膜为选择性阳离子交换膜C催化剂可促进反应中电子的转移，加快反应速率D每生成1 mol H2O2 电极上流过4 mole-11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(x=53，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是ANa2S4的电子式为B放电时正极反应为CNa和Na2Sx分别为电池的负极和正极D该电池是以为隔膜的二次电池12电解高浓度RCOONa(羧酸钠)的NaOH溶液，在阳极RCOO-放电可得到R-R(烷烃)。下列说法不正确的是( )A电解总反应方程式：2RCOONa+2H2O通电R-R+2C
16、O2+H2+2NaOHBRCOO-在阳极放电，发生氧化反应C阴极的电极反应：2H2O+2e-=2OH-+H2D电解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷参考答案【变式练习】1.B根据反应方程式知镁作负极而溶解，并与OH反应刚好生成氢氧化镁沉淀，因此C溶液的溶质不含镁离子，A错误；根据ClOClOH知a电极是正极，反应是ClO2eH2O=Cl 2OH，B正确；C错误，应该是Mg2e 2OH=Mg(OH)2；b电极是负极，发生氧化反应，D错误。2.C【解析】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，电极反应式正确；C、充电时
17、，若转移1 mol电子，则石墨电极质量增重7 g，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。【易错通关】1C 【解析】A固氮时该装置为原电池装置，镁为活泼金属，作负极，被氧化成Mg2+，钌复合电极为正极，氮气在电极上发生还原反应生成N3-，与熔融电解质中镁离子生成Mg3N2，所以总反应为3Mg+N2=Mg3N2，故A正确；B脱氮时，-3价的氮要被氧化，钌复合电极应发生氧化反应，Mg3N2失电子发生氧化反应生成氮气，电极反应：Mg3N2-6e-=3M2+N2，故B正确；C固氮时，镁电极为负极，外电路中电子由负极镁电极流向钌复合电极，故C错误；D无水LiCl-MgCl2混合物常
18、温下为固体，无自由移动离子，不能导电，受热熔融后产生自由移动离子导电，电池才能工作，故D正确；故选：C。2D【解析】根据原电池装置图分析，H2N(CH2)2NH2在a电极上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，则a为负极，电极反应式为H2N(CH2)2NH2+4H2O16e2CO2+N2+16H+，氧气在正极b上得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+4e+4H+=2H2O，据此分析解答。AH2N(CH2)2NH2在负极a上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，电极反应式为H2NCH2CH2NH2-16e-+4H2O=2CO2+N2+16H+，A选项正确；B原电池中，阳离子向正极移
19、动，阴离子向负极移动，因此，电池工作时质子(H+)通过质子交换膜由负极区向正极区移动，B选项正确；C由上述分析可知，a电极为负极，b电极为正极，故a电极上的电势比b电极上的电势低，C选项正确；D电池工作时，氧气在正极b上得电子发生还原反应，发生的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，H+浓度减小，故b电极附近溶液的pH增大，D选项错误；答案选D。3D【解析】由放电时总反应2Zn + O2+4OH-+2H2O=2Zn(OH)42-和装置图可知，金属Zn为负极，放电时发生反应：Zn +4OH-2e-=Zn(OH)42-，多孔碳为正极反生反应：O2+4e-+2H2O=4OH-，充电时总反应为Z
20、n(OH)42-=2Zn + O2+4OH-+2H2O，金属Zn为阴极，多孔碳为阳极，以此分析。A放电时，负极反应为Zn +4OH-2e-=Zn(OH)42-，A项错误；B正极反生反应：O2+4e-+2H2O=4OH-，可知该隔膜为阴离子交换膜，允许OH-通过，B项错误；C不论放电还是充电，电子不会流经电解质溶液，C项错误；D采用多孔炭可提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面，D项正确；答案选D。4B【解析】闭合K2、断开K1时，制氢并储能，构成电解池，Pt电极发生还原反应，为阴极，X电极发生氧化反应，为阳极；断开K2、闭合K1时，构成原电池，X电极发生还原反应，为正极，Z
21、n电极发生氧化反应，为负极。A制氢时，Pt电极为阴极，电子从X电极向Pt电极移动，溶液中K+向Pt电极移动，A正确，不选；B供电时，Zn电极发生氧化反应，发生反应Zn-2e-+4OH-=ZnO22-+2H2O，消耗OH-，pH减小，B错误，符合题意；C供电时，X电极发生还原反应，NiOOH转化为Ni(OH)2，C正确，不选；D制氢时，X电极为阳极，反应式为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O，D正确，不选；答案为B。5B【解析】该装置有外接电源，是电解池，由图可知甲醇和一氧化碳失电子发生氧化反应生成碳酸二甲酯，则电极石墨I为阳极，阳极反应为2CH3OH+CO-2e-(CH3O)2C
22、O+2H+，电极石墨II为阴极，阳极产生的氢离子从质子交换通过移向阴极，氧气在阴极得电子与氢离子反应生成水，电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O，据此解答。A石墨I为阳极，与直流电源正极相连，故A正确；B电解池工作时，阳离子向阴极移动，即H由石墨I通过质子交换膜向石墨II移动，故B错误；C石墨I为阳极，阳极上是甲醇和一氧化碳反应失电子发生氧化反应，电极反应为2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+，故C正确；D常温常压下甲醇是液体，电解池工作时转移电子守恒，根据关系式2CO4e-O2可知阴极消耗的氧气与阳极消耗的一氧化碳物质的量之比为1:2，故D正确；故答案为B。6C【解析】
23、放电时的反应为LixCn + Li(1-x)CoO2 = LiCoO2 + nC，Co元素的化合价降低，Li元素的化合价升高，原电池中负极发生氧化反应，反应式为：LixCn-xe-= xLi+ nC，正极发生还原反应，反应式为：Li(1-x)CoO2 + xLi+ + xe- = LiCoO2，再由放电时的反应分析充电时的反应。A放电时，碳材料极为负极，发生氧化反应，电子经外电路，Li+经内电路同时移向正极，故A正确；B由上述分析可知，Co元素的化合价降低，正极反应式为：Li(1-x)CoO2 + xLi+ + xe- = LiCoO2，故B正确；C充电时，Li+应从正极脱出，嵌入阴极，故C错
24、误；D由上述正负极反应可知，锂离子二次电池正负极之间充放电时发生传输 Li+的反应，少有副反应，故D正确。答案选C。7D【解析】A根据图示可知K4Fe(CN6)在电极表面失电子生成K3Fe(CN)6，故图示电极为阳极，其电极方程式为K4Fe(CN6)-e-=K3Fe(CN)6+K+，A项错误；B甲萘醌应在阴极发生还原反应，B项错误；C工作时在电解池中阳离子应向阴极移动，C项错误；D根据图示，该过程NAD(P)H被甲萘醌氧化，即失去电子，D项正确；答案选D。8A【解析】由工作原理装置图可知，负极发生氧化反应，电极反应式为，正极H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成OH，电极反应式为 ；A由图知
25、X极为负极，电子经X流向外电路流入Y，A错误；BY极为正极，H2O2发生还原反应：H2O2+2e-=2OH，B正确；CX极发生氧化反应：，故X极区溶液的pH逐渐减小，C正确；D由电极反应式H2O2+2e-=2OH知，每消耗10L050mol/L的H2O2电路中转移10mole-，D正确；答案选A。9D【解析】反应中Fe(CN)63-生成Fe(CN)64-，铁元素被还原，应为原电池正极反应，发生Fe(CN)63-+e-=Fe(CN)64-，负极C6H12O6被氧化生成水和二氧化碳，以此解答该题。A根据元素化合价的变化可知Fe(CN)63-生成Fe(CN)64-的过程铁元素被还原，应为原电池的正极
26、，所以正极反应为Fe(CN)63-+e-=Fe(CN)64-，故A正确；BC6H12O6被氧化生成水和二氧化碳，Fe(CN)63-生成Fe(CN)64-，则总反应为C6H12O6+24Fe(CN)63-+6H2O=6CO2+24Fe(CN)64-+24H+，故B正确；C原电池中阴离子有向负极移动的趋势，为防止Fe(CN)63-移向负极，同时可以使负极产生的氢离子迁移到正极，可选用质子交换膜，故C正确；D氧气所处的压强和温度未知，无法计算氧气的物质的量，故D错误；故答案为D。10D【解析】根据图知，a极通入氢气为负极，发生H2-2e=2H+，b为正极，氧气得电子，b极上的电极反应为O2+H2O+
27、2e-=HO2-+OH-，X膜为选择性阳离子交换膜，让H+进入中间，每生成1mo1H2O2电极上流过2mo1e，据此分析。Ab为正极，氧气得电子，b极上的电极反应为O2+H2O+2e-=HO2-+OH-，选项A正确；Ba极发生H2-2e=2H+，X膜为选择性阳离子交换膜，让H+进入中间，选项B正确；C催化剂可促进反应中电子的转移，加快反应速率，选项C正确；D氧元素由0价变成-1价，每生成1mo1H2O2电极上流过2mo1e，选项D错误；答案选D。11C【解析】根据电池反应：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，据此分析。AN
28、a2S4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，故A正确；B放电时发生的是原电池反应，正极发生还原反应，电极反应为：，故B正确；C放电时，Na为电池的负极，正极为硫单质，故C错误；D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，为隔膜，起到电解质溶液的作用，该电池为二次电池，故D正确；答案选C。12A【解析】A因为阳极RCOO-放电可得到R-R(烷烃)和产生CO2，在强碱性环境中，CO2会与OH-反应生成CO32-和H2O，故阳极的电极反应式为2RCOO-2e-+4OH-=R-R+2CO32-+2H2O，阴极上H2O电离产生的H+放电生成H2，同时生成OH-
29、，阴极的电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2，因而电解总反应方程式为2RCOONa+2NaOH=通电R-R+2Na2CO3+H2，故A说法不正确；BRCOO-在阳极放电，电极反应式为2RCOO-2e-+4OH-=R-R+2CO32-+2H2O， -COO-中碳元素的化合价由+3价升高为+4价，发生氧化反应，烃基-R中元素的化合价没有发生变化，故B说法正确；C阴极上H2O电离产生的H+放电生成H2，同时生成OH-，阴极的电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2，故C说法正确；D根据题中信息，由上述电解总反应方程式可以确定下列反应能够发生：2CH3COONa+2NaOH=通电CH3-CH3+2Na2CO3+H2，2CH3CH2COONa+2NaOH=通电CH3CH2-CH2CH3+2Na2CO3+H2，CH3COONa+CH3CH2COONa+2NaOH=通电CH3-CH2CH3+2Na2CO3+H2。因此，电解CH3COONa、CH3CH2COONa和NaOH 的混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷，D说法正确。答案为A。