届高考化学二轮专题复习精选电化学2文档格式.docx

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O2在正极发生反应，电极反应式为O2＋4e－===2O2－，B错误；

由B项分析可知，电路中有4mol电子转移时正极上消耗1molO2，在标准状况下的体积为22.4L，则通入空气的体积约为22.4L×

5＝112L，C错误；

由图可知，铁表面H2O（g）参与反应生成H2，则发生的反应为xH2O（g）＋Fe===FeOx＋xH2，D正确。

题型二　带离子交换膜的化学电源

[典例2]　液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。

一种以液态肼（N2H4）为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。

下列关于该电池的叙述正确的是（　　）

A．b电极上发生氧化反应

B．a电极反应式：

N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O

C．放电时，电流从a电极经过负载流向b电极

D．其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜

[解析]　A项，b电极上发生还原反应，错误；

C项，放电时，电子从a电极经过负载流向b电极，错误；

D项，其中的离子交换膜需选用阴离子交换膜，错误。

[答案]　B

[题后悟道]

2．用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。

其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，则下列有关说法中不正确的是（　　）

A．X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极

B．阳极区pH增大

C．图中的b>

a

D．该过程中的产品主要为H2SO4和H2

选B　A项，由图示可知Pt（Ⅰ）极上H＋→H2，发生还原反应，故Pt（Ⅰ）为阴极，X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极，正确；

B项，Pt（Ⅱ）为阳极，在阳极，SO、HSO被氧化为H2SO4，SO＋H2O－2e－===2H＋＋SO，HSO＋H2O－2e－===3H＋＋SO，溶液的酸性增强，pH减小，错误；

C项，由上面的分析可知，阳极有H2SO4生成，故b>

a，正确；

D项，阳极产物为H2SO4，阴极产物为H2，正确。

题型三　可逆电池

[典例3]　（2016·

全国卷Ⅲ）锌－空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn（OH）。

下列说法正确的是（　　）

A．充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动

B．充电时，电解质溶液中c（OH－）逐渐减小

C．放电时，负极反应为Zn＋4OH－－2e－===Zn（OH）

D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）

[解析]　A项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动。

B项，充电时的总反应为放电时的逆反应：

2Zn（OH）===2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O，c（OH－）逐渐增大。

C项，放电时负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为Zn＋4OH－－2e－===Zn（OH）。

D项，由放电时的总反应可知，电路中通过2mol电子时，消耗0.5molO2，其体积为11.2L（标准状况）。

[答案]　C

有关可逆电池的解题思路

3．（2016·

四川高考）某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6（x＜1）。

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＋＋C6

C．充电时，若转移1mole－，石墨（C6）电极将增重7xg

D．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋

选C　A．原电池中阳离子由负极向正极迁移，正确；

B.放电时，负极发生氧化反应，电极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋C6，正确；

C.充电时，若转移1mol电子，石墨电极质量将增重7g，错误；

D.充电时阳极发生氧化反应，电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋，正确。

题型四　电解原理在环保、新材料制备中的应用

[典例4]　（2015·

四川高考）用右图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是（　　）

A．用石墨作阳极，铁作阴极

B．阳极的电极反应式：

Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O

C．阴极的电极反应式：

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

D．除去CN－的反应：

2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O

[解析]　A项，若铁作阳极，则铁失电子生成Fe2＋，则CN－无法除去，故铁只能作阴极，正确；

B项，阳极Cl－放电生成ClO－，Cl的化合价升高，故在阳极发生氧化反应，又已知该溶液呈碱性，正确；

C项，阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应，在碱性条件下，H2O提供阳离子（H＋），正确；

D项，由于溶液是碱性条件，故除去CN－发生的反应为2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，错误。

4．（2017·

广州模拟）用电化学法制备LiOH的实验装置如图，采用惰性电极，a口导入LiCl溶液，b口导入LiOH溶液，下列叙述正确的是（　　）

A．通电后阳极区溶液pH增大

B．阴极区的电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O

C．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.25mol的Cl2生成

D．通电后Li＋通过交换膜向阴极区迁移，LiOH浓溶液从d口导出

选D　A项，左端为阳极，Cl－放电生成Cl2，Cl2溶于水，生成酸，pH减小，错误；

B项，右端是阴极区得到电子，电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，错误；

C项，2Cl－－2e－===Cl2，通过1mol电子，得到0.5molCl2，错误；

D项，根据电解原理，阳离子通过阳离子交换膜，从阳极区向阴极区移动，LiOH浓溶液从d口导出，正确。

题型五　新环境下金属的腐蚀与防护

[典例5]　（2015·

上海高考）研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。

下列有关说法错误的是（　　）

A．d为石墨，铁片腐蚀加快

B．d为石墨，石墨上电极反应为O2＋2H2O＋4e－―→4OH－

C．d为锌块，铁片不易被腐蚀

D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－―→H2↑

[解析]　A．由于活动性：

Fe>

石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2＋进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，正确。

B.d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－―→4OH－，正确。

C.若d为锌块，则由于金属活动性：

Zn>

Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。

D.d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O2＋2H2O＋4e－―→4OH－，错误。

5．城市地下潮湿的土壤中常埋有纵横交错的管道和输电线路，当有电流泄漏并与金属管道形成回路时，就会引起金属管道的腐蚀。

原理如图所示，但若电压等条件适宜，钢铁管道也可能减缓腐蚀，此现象被称为“阳极保护”。

下列有关说法不正确的是（　　）

A．该装置能够将电能转化为化学能

B．管道右端腐蚀比左端快，右端电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋

C．如果没有外加电源，潮湿的土壤中的钢铁管道比较容易发生吸氧腐蚀

D．钢铁“阳极保护”的实质是在阳极金属表面形成一层耐腐蚀的钝化膜

选B　A项，该装置相当于电解池，能将电能转化为化学能，正确；

B项，左端是阳极，腐蚀得更快，错误；

C项，如果没有外加电源，潮湿的土壤（接近中性）中的钢铁管道发生原电池反应，所以发生的是吸氧腐蚀，正确；

D项，根据题意，此种腐蚀较慢，所以“阳极保护”实际上是在金属表面形成了一层致密的保护膜，正确。

[课堂练——练熟方法]

1．MCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600～700℃，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3。

已知该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，下列有关该电池的说法正确的是（　　）

A．该电池的正极反应式为4OH－＋4e－===O2↑＋2H2O

B．该电池的负极反应式为H2－2e－===2H＋

C．放电时OH－向负极移动

D．当生成1molH2O时，转移2mol电子

选D　该燃料电池的燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，总反应为2H2＋O2===2H2O，负极反应式为2H2＋2CO－4e－===2H2O＋2CO2，正极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO，故A、B均错误；

电解质中移动的阴离子为CO，不是OH－，故C错误；

根据负极反应式知，生成1molH2O时转移2mol电子，故D正确。

2．（2017·

北京西城模拟）利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。

下列说法中，正确的是（　　）

A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程

B．电极a表面发生还原反应

C．该装置工作时，H＋从b极区向a极区移动

D．该装置中每生成1molCO，同时生成1molO2

选A　根据图示，该过程是将太阳能转化为化学能的过程，故A正确；

电极a表面发生水转化为氧气的过程，反应中O元素的化合价升高，被氧化，发生氧化反应，故B错误；

由图知，a为负极，b为正极，H＋从a极区向b极区移动，故C错误；

根据得失电子守恒，该装置中每生成1molCO，同时生成molO2，故D错误。

3.纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。

采用离子交换膜控制电解液中OH－的浓度制备纳米级Cu2O的装置如图所示，发生的反应为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。

A．钛电极发生氧化反应

B．阳极附近溶液的pH逐渐增大

C．离子交换膜应采用阳离子交换膜

D．阳极反应为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O

选D　钛电极为阴极，发生还原反应，A项错误；

铜作阳极，阳极上铜发生失电子的氧化反应，阳极反应为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，OH－由阴极区迁移到阳极区参与反应，离子交换膜应为阴离子交换膜，C项错误、D项正确；

由阴极区迁移过来的OH－在阳极全部参与反应，阳极附近溶液的pH不变，B项错误。

4．如图是一种可充电的锂离子电池充、放电的工作示意图。

该电池的反应式为LiMnO2＋C6Li1－xMnO2＋LixC6（LixC6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料）。

下列有关说法正确的是（　　）

A．K与N相接时，A极为负极，该电极反应式为LixC6－xe－===C6＋xLi＋

B．在整个充电或放电过程中都只存在一种形式的能量转化

C．K与N相接时，Li＋由A极迁移到B极

D．K与M相接时，A极发生氧化反应，LiMnO2－xe－===Li1－xMnO2＋xLi＋

选D　充电时原电池的正极与电源正极相连，故A为原电池的正极，B为原电池的负极。

A项，K与N相接时，该装置为原电池，A为正极，错误；

B项，在整个充电或放电过程中不仅存在电能与化学能的转化，也存在化学能与热能或电能与热能的转化，错误；

C项，K与N相接时，该装置为原电池，在原电池中，阳离子向正极移动，即Li＋由B极迁移到A极，错误；

D项，K与M相接时，该装置为电解池，A极为阳极，发生氧化反应，电极反应为LiMnO2－xe－===Li1－xMnO2＋xLi＋，正确。

5.二甲醚（CH3OCH3）是一种绿色燃料，可以用来制备燃料电池，其工作原理如图所示。

下列有关判断正确的是（　　）

A．a电极为电源阳极，发生氧化反应

B．H＋从a电极移向b电极

C．b电极反应式为O2＋4e－===2O2－

D．水是该电池的负极反应物，不是该电池的生成物

选B　该电池为原电池，二甲醚在a电极发生氧化反应，a电极是电源负极，不称为阳极，A项错误；

原电池中，阳离子从负极移向正极，B项正确；

b电极为正极，O2得电子，电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，C项错误；

该电池为燃料电池，一般燃料电池的电池反应为该燃料燃烧的反应（电池反应不注明反应条件“燃烧”），则该电池反应为CH3OCH3＋3O2===2CO2＋3H2O，D项错误。

6．（2017·

石家庄模拟）如图所示装置Ⅰ是一种可充电电池，装置Ⅱ为电解池。

离子交换膜只允许Na＋通过，充放电的化学方程式为2Na2S2＋NaBr3Na2S4＋3NaBr。

闭合开关K时，b极附近先变红色。

A．负极反应为4Na－4e－===4Na＋

B．闭合K后，b电极附近的pH变小

C．当有0.01molNa＋通过离子交换膜时，b电极上析出气体在标准状况下体积为112mL

D．闭合K后，a电极上产生的气体具有漂白性

选C　当闭合开关K时，b附近溶液先变红，即b附近有OH－生成，在b极析出氢气，b极是阴极，a极是阳极，与阴极连接的是原电池的负极，所以B极是负极，A极是正极。

闭合K时，负极发生氧化反应，电极反应为2Na2S2－2e－===2Na＋＋Na2S4，A错误；

闭合开关K时，b极附近先变红色，该极上生成H2和OH－，pH增大，B错误；

闭合K时，有0.01molNa＋通过离子交换膜，说明有0.01mol电子转移，阴极上生成0.005molH2，标准状况下体积为0.005mol×

22.4L·

mol－1＝0.112L＝112mL，C正确；

闭合开关K时，a极是阳极，该极上金属铜被氧化，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，没有气体产生，D错误。

7．如图所示的电化学装置，可用于净化处理厕所排放废水中的尿素（H2NCONH2），同时产生电能。

A．右侧的多孔碳电极是原电池的负极

B．电解质溶液中H＋向左侧移动

C．正极上发生还原反应：

H2NCONH2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋

D．电极上消耗标准状况下33.6LO2，电路中转移6mol电子

选C　在该原电池中，通入氧气的电极是正极，通入尿素（H2NCONH2）的电极是负极，即左侧多孔碳电极是原电池的正极，右侧为负极，故A正确；

电解质溶液中H＋向电池正极移动，即向左侧移动，故B正确；

H2NCONH2在负极上发生氧化反应，故C错误；

根据正极上的反应O2＋4H＋＋4e－===2H2O，当电极上消耗标准状况下33.6L即1.5molO2时，电子转移为6mol，故D正确。

[课下练——练通高考]

1．用电解法制取KIO3的方法是以石墨和铁为电极电解KI溶液，电解反应方程式为KI＋3H2OKIO3＋3H2↑。

下列说法中正确的是（　　）

A．电解时石墨作阴极

B．电解时阳极上产生H2

C．电解过程中阴极溶液pH升高

D．阴极电极反应式：

I－－6e－＋3H2O===IO＋6H＋

选C　A项，电解时，铁作阴极，石墨作阳极，若铁作阳极，则铁放电，错误；

B项，阳极发生氧化反应，I－失电子被氧化，电极反应为I－－6e－＋3H2O===IO＋6H＋，错误；

C项，阴极水电离出的H＋放电，2H＋＋2e－===H2↑，H＋不断减少，使电离平衡H2OH＋＋OH－不断右移，OH－增多，溶液的pH升高，C项正确，D项错误。

2.（2017·

贵州模拟）镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于贮运及污染小等特点。

如图所示为镁－次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是（　　）

A．该燃料电池中镁为负极，发生氧化反应

B．正极反应为ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋2OH－

C．电池总反应为Mg＋ClO－＋H2O===Mg（OH）2↓＋Cl－

D．放电过程中OH－移向正极

选D　根据题给装置图可知，Mg失电子生成Mg2＋发生氧化反应，镁作负极，负极反应为Mg－2e－＋2OH－===Mg（OH）2↓，A项说法正确；

正极反应为ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋2OH－，B项说法正确；

将电池的正极反应和负极反应相加得电池总反应式Mg＋ClO－＋H2O===Mg（OH）2↓＋Cl－，C项说法正确；

放电过程中OH－移向负极，D项错误。

3.近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂－铜空气燃料电池，该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，示意图如图。

下列说法不正确的是（　　）

A．放电时，Li＋透过固体电解质向Cu极移动

B．放电时，负极的电极反应式为Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－

C．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O

D．整个反应过程中，铜相当于催化剂

选B　由题中装置图和放电时的总反应可知，放电时Li为负极，Cu为正极，阳离子向正极移动，A项正确；

放电时，负极Li失电子转化成Li＋，B项错误；

结合题中装置图可知，通入空气铜被腐蚀，生成Cu2O，C项正确；

铜被腐蚀生成Cu2O，放电时Cu2O又被还原成Cu，所以整个反应过程中Cu相当于催化剂，D项正确。

4.利用如图所示装置进行实验，开始时，a、b两处的液面相平，密封好，放置一段时间。

A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀

B．一段时间后，a管的液面高于b管的液面

C．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小

D．a、b两处具有相同的电极反应式：

Fe－2e－===Fe2＋

选C　a管发生吸氧腐蚀，a处溶液的pH增大，b管发生析氢腐蚀，b处溶液的c（H＋）减小，pH增大，A项正确、C项错误；

B项，a处消耗了液面上的O2，b管有H2生成，b管压强大于a管压强，正确；

D项，电化学腐蚀中铁失去电子变成Fe2＋，正确。

5.（2017·

清远模拟）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融的CaF2CaO作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。

下列说法中错误的是（　　）

A．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量保持不变

B．阳极的电极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑

C．由TiO2制得1mol金属Ti，理论上外电路通过2mol电子

D．若用铅蓄电池作供电电源，“－”接线柱应连接Pb电极

选C　A．石墨为阳极，电极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑，阴极反应式为CaO＋2e－===Ca＋O2－，然后2Ca＋TiO2===Ti＋2CaO，因此反应前后消耗氧化钙的量不变，正确；

B.石墨作阳极，C失去电子，转变成CO2，因此电极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑，正确；

C.根据选项A的分析，生成1molTi，转移4mole－，错误；

D.铅蓄电池：

Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，Pb作负极，正确。

6．光电池是发展性能源。

一种光化学电池的结构如图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，AgCl（s）Ag（s）＋Cl（AgCl）[Cl（AgCl）表示生成的氯原子吸附在氯化银表面]，接着Cl（AgCl）＋e－===Cl－（aq）。

若将光源移除，电池会立即恢复至初始状态。

A．光照时，外电路中电流由X流向Y

B．光照时，Pt电极发生的反应为2Cl－＋2e－===Cl2↑

C．光照时，Cl－向Pt电极移动

D．光照时，电池总反应为AgCl（s）＋Cu＋（aq）Ag（s）＋Cu2＋（aq）＋Cl－（aq）

选B　Ag电极上发生Cl（AgCl）＋e－===Cl－（aq），则Ag电极为正极，Pt电极为负极，外电路中电流由X流向Y，A项正确；

Pt电极为负极，Cu＋失去电子，电极反应式为Cu＋－e－===Cu2＋，B项错误；

光照时，Cl－向负极（Pt电极）移动，C项正确；

光照时，电池总反应为AgCl（s）＋Cu＋（aq）Ag（s）＋Cu2＋（aq）＋Cl－（aq），D项正确。

7．（2017·

北京东城模拟）氢氧化锂是制取锂和锂的化合物的原料，用电解法制备氢氧化锂的工作原理如图所示：

下列叙述不正确的是（　　）

A．b极附近溶液的pH增大

B．a极发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋

C．该法制备LiOH还可得到硫酸和氢气等产品

D．当电路中通过1mol电子时，可得到2molLiOH

选D　从电解质溶液中离子的移动方向看，石墨a是阳极，石墨b是阴极；

a极失去电子，发生氧化反应，即2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，结合移动过来的SO得到硫酸；

b极H＋得电子放出氢气，c（OH－）增大，溶液的pH增大，结合移动过来的Li＋生成LiOH，故A、B、C都是正确的。

由电子守恒，反应中电路中通过1mol电子时，得到1molLiOH，D说法是错误的。

8．用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH，模拟装置如图所示。

A．阳极室溶液由无色变成棕黄色

B．电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是（NH4）3PO4

C．电解一段时间后，阴极室溶液中的pH升高

D．当电路中通过1mol电子的电量时，阴极有0.25mol的O2生成

选C　A项，Fe为阳极，阳极上Fe失电子发生氧化反应生成Fe2＋，所以溶液变浅绿色，错误；

B项，电解时，溶液中NH向阴极室移动，H＋放电生成H2，所以阴极室中溶质为（