专题07 最新科研成果为立意的电化学问题解析版Word文档格式.docx

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2．电极的判断方法

（1）原电池中正极和负极的5种判断方法

（2）电解池中阴极和阳极的5种判断方法

3．电解池的电极反应及其放电顺序

（1）阳离子在阴极上的放电顺序：

Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋（酸）＞Pb2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋（水）。

（2）阴离子在阳极上的放电顺序：

S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－。

4．金属腐蚀与防护的方法

（1）金属腐蚀快慢程度的判断方法

（2）金属电化学保护的两种方法

5.

6.新型化学电源中电极反应式的书写三步骤

6.有关可逆电池的解题思路

7.带离子交换膜的电化学装置解析思路

【2020最新模拟题】

1．一种新型的电解废水处理技术是以活性炭为电极板和粒子凝胶颗粒填充的电解装置（如图所示）。

用该装置电解过程中产生的羟基自由基（•OH）氧化能力极强，能氧化苯酚为CO2、H2O。

下列说法错误的是

A．阳极电极反应为2H2O—4e-=O2↑+H+

B．H+通过离子交换膜向阴极移动

C．苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH+28•OH=6CO2↑+17H2O

D．每转移0.7mole一两极室共产生气体体积为11.2L（标况）

【答案】A

【解析】

A．根据分析，b为阳极，结合图示，电极反应中产生羟基自由基（•OH）和H+，没有生成氧气，正确的电极反应为：

H2O—e-=•OH+H+，故A错误；

B．该装置为电解池，阳离子向阴极移动，阳极产生H+向a电极移动，a为阴极，故B正确；

C．根据题干信息，羟基自由基（•OH）氧化能力极强，能氧化苯酚为CO2、H2O，苯酚被氧化的化学方程式为C6H5OH+28•OH=6CO2↑+17H2O，故C正确；

D．根据分析和电解池中阴阳离子在电极上的放电顺序，a电极上氢离子放电，电极反应为：

2H++2e-=H2↑，b电极的电极反应为：

H2O—e-=•OH+H+，结合苯酚的氧化过程C6H5OH+28•OH=6CO2↑+17H2O，当转移0.7mole一，b电极生成0.7mol•OH，氧化苯酚时，生成mol=0.15molCO2，标况下的体积为0.15mol×

22.4L/mol=3.36L，当转移0.7mole一，a电极上生成0.35mol的氢气，标况下的体积为0.35mol×

22.4L/mol=7.84L，两极室共产生气体体积为3.36L+7.84L=11.2L（标况），故D正确；

答案选A。

2．新型镁－锂双离子二次电池如图，下列关于该电池的说法不正确的是（）

A．放电时，Li＋由左向右移动

B．放电时，导线上每通过1mole－，左室溶液质量减轻5g

C．充电时，外加电源的正极与Y相连

D．充电时，阳极上的电极反应式为LiFePO4－xe－=Li1－xFePO4＋xLi＋

【答案】B

放电时Mg为负极，则充电时Mg为阴极；

A．放电时，阳离子移向正极，所以Li+由左向右移动，故A正确；

B．放电时，导线上每通过1mole-，左室Mg失电子发生氧化反应，反应式为Mg-2e-=Mg2+，说明溶解0.5molMg，同时左侧将有1molLi+移向右侧，但左室溶液质量增重0.5mol×

24g/mol-7g/mol×

1mol=5g，故B错误；

C．充电时，原来的正极Y极与外接电源的正极相连，故C正确；

D．充电时，阳极发生氧化反应，电极反应式为LiFePO4－xe－=Li1－xFePO4＋xLi＋，故D正确；

故答案为B。

3．2019年诺贝尔化学奖花落锂离子电池，美英日三名科学家获奖，他们创造了一个可充电的世界。

像高能LiFePO4电池，多应用于公共交通。

电池中间是聚合物的隔膜，主要作用是在反应过程中只让Li+通过。

结构如图所示。

原理如下：

（1−x）LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC。

下列说法不正确的是（）

A．放电时，正极电极反应式：

xFePO4+xLi++xe-=xLiFePO4

B．放电时，电子由负极经导线、用电器、导线到正极

C．充电时，阴极电极反应式：

xLi++xe-+nC=LixCn

D．充电时，Li+向左移动

【答案】D

A．由以上分析可知，放电正极上得到电子，发生还原反应生成，正极电极反应式：

，A正确；

B．原电池中电子流向是负极导线用电器导线正极，放电时，电子由负极经导线、用电器、导线到正极，B正确；

C．充电时，阴极为放电时的逆过程，变化为，电极反应式：

，C正确；

D．充电时，作为电解池，阳离子向阴极移动，向右移动，D错误；

答案选D。

4．2019年3月，我国科学家研发出一种新型的锌碘单液流电池，其原理如图所示。

下列说法不正确的是

A．放电时B电极反应式为：

I2+2e-=2I-

B．放电时电解质储罐中离子总浓度增大

C．M为阳离子交换膜，N为阴离子交换膜

D．充电时，A极增重65g时，C区增加离子数为4NA

【答案】C

A.放电时，B电极为正极，I2得到电子生成I-，电极反应式为I2+2e-=2I-，A正确；

B.放电时，左侧即负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，所以储罐中的离子总浓度增大，B正确；

C.离子交换膜是防止正负极I2、Zn接触发生反应，负极区生成Zn2+、正电荷增加，正极区生成I-、负电荷增加，所以Cl-通过M膜进入负极区，K+通过N膜进入正极区，所以M为阴离子交换膜，N为阳离子交换膜，C错误；

D.充电时，A极反应式Zn2++2e-=Zn，A极增重65g转移2mol电子，所以C区增加2molK+、2molCl-，离子总数为4NA，D正确；

故合理选项是C。

5．下图是新型镁-锂双离子二次电池,下列关于该电池的说法不正确的是（）

A．放电时,Li+由左向右移动

B．放电时,正极的电极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-=LiFePO4

C．充电时,外加电源的正极与Y相连

D．充电时,导线上每通过1mole-,左室溶液质量减轻12g

A．放电时，为原电池，原电池中阳离子移向正极，所以Li+由左向右移动，故A正确；

B、放电时，右边为正极得电子发生还原反应，反应式为Li1﹣xFePO4+xLi++xe﹣＝LiFePO4，故B正确；

C、充电时，外加电源的正极与正极相连，所以外加电源的正极与Y相连，故C正确；

D、充电时，导线上每通过1mole﹣，左室得电子发生还原反应，反应式为Mg2++2e﹣＝Mg，但右侧将有1molLi+移向左室，所以溶液质量减轻12﹣7＝5g，故D错误；

6．我国科学家设计了一种智能双模式海水电池，满足水下航行器对高功率和长续航的需求。

负极为Zn，正极放电原理如图。

下列说法错误的是（）

A．电池以低功率模式工作时，NaFe[Fe（CN）6]作催化剂

B．电池以低功率模式工作时，Na+的嵌入与脱嵌同时进行

C．电池以高功率模式工作时，正极反应式为：

NaFe[Fe（CN）6]+e-+Na+=Na2Fe[Fe（CN）6]

D．若在无溶解氧的海水中，该电池仍能实现长续航的需求

A.根据图示可知：

电池以低功率模式工作时，负极是Zn-2e-=Zn2+，正极上是NaFe[Fe（CN）6]获得电子，然后与吸附在它上面的氧气即溶液中发生反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，从NaFe[Fe（CN）6]上析出，故NaFe[Fe（CN）6]的作用是作催化剂，A正确；

B.电池以低功率模式工作时，电子进入NaFe[Fe（CN）6]时Na+的嵌入；

当形成OH-从NaFe[Fe（CN）6]析出时，Na+从NaFe[Fe（CN）6]脱嵌，因此Na+的嵌入与脱嵌同时进行，B正确；

C.根据电池以高功率模式工作时，正极上NaFe[Fe（CN）6]获得电子被还原变为Na2Fe[Fe（CN）6]，所以正极的电极反应式为：

NaFe[Fe（CN）6]+e-+Na+=Na2Fe[Fe（CN）6]，C正确；

D.若在无溶解氧的海水中，由于在低功率模式工作时需要氧气参与反应，因此在该电池不能实现长续航的需求，D错误；

故合理选项是D。

7．科学工作者研发了一种SUNCAT的系统，借助锂循环可持续，合成其原理如图所示。

A．过程I得到的Li3N的电子式为

B．过程Ⅱ生成W的反应为Li3N+3H2O=3LiOH+NH3↑

C．过程Ⅲ涉及的阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O

D．过程I、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应

A.Li3N是离子化合物，Li+与N3-之间通过离子键结合，电子式为，A正确；

B.Li3N与水发生反应产生LiOH、NH3，反应方程式为：

Li3N+3H2O=3LiOH+NH3↑，B正确；

C.在过程Ⅲ中OH-在阳极失去电子，发生氧化反应，阳极的电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O，C正确；

D.过程Ⅱ的反应为盐的水解反应，没有元素化合价的变化，不属于氧化还原反应，D错误；

8．厌氧性硫酸盐还原菌（SRB）是导致金属微生物腐蚀最为普遍的菌种，铸铁管的一种腐蚀图解如图所示。

下列说法正确的是

A．生成1molFeS，负极质量增加32g

B．正极区溶液的pH变小

C．正极电极反应式为：

8H++8e-=8H·

（吸附）、SO42-+8H·

（吸附）+8e-S2-+4H2O

D．总反应：

4Fe+4H2O+SO42-FeS+3Fe（OH）2+2OH-

A．根据腐蚀原理示意图可知，SO42-+8H·

S2-+4H2O，Fe2++S2-=FeS，3Fe2++6OH-=3Fe（OH）2↓，根据电子得失守恒可知，生成1molFeS同时生成3molFe（OH）2。

则负极增加的质量为，A项错误；

B．正极区消耗氢离子，溶液的pH增大，B项错误；

C．由腐蚀原理示意图可知，正极H+得电子发生还原反应，电极反应方程式为：

（吸附）。

SO42-与H·

发生反应，是一个完整的氧化还原反应，而不是半反应，不属于正极的电极反应方程式，且题中SO42-+8H·

（吸附）+8e-S2-+4H2O，电子不守恒，反应式错误，C项错误；

D．由腐蚀原理示意图可知，正极H+先变成H·

，SO42-再与8个H·

在SRB菌的氢化酶的作用下生成S2-和水，负极Fe失去电子生成Fe2+，Fe2+与S2-、OH-结合生成FeS、Fe（OH）2，由此可知该腐蚀过程的总反应为：

4Fe+4H2O+SO42-FeS+3Fe（OH）2+2OH-。

D项正确；

9．一种双室微生物燃料电池污水净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