二轮复习电化学选择题讲稿2.docx
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二轮复习电化学选择题讲稿2
选择题突破（五）
新型电源、电解应用与金属腐蚀
点一 构建原电池模型，类比分析电池工作原理
装置图解
可逆电池模型解题
关系图示
解题模型
例：
xMg＋Mo3S4
MgxMo3S4。
点二 新型电池电极反应式
（1）燃料电池（以CH3OH燃料电池为例，体会不同介质对电极反应的影响）
酸性
燃料
电池
H＋
总反应：
2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
正极
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
负极
CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋
碱性
燃料
电池
OH－
总反应：
2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO
＋6H2O
正极
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
负极
CH3OH－6e－＋8OH－===CO
＋6H2O
熔融碳
酸盐燃
料电池
CO
总反应：
2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
正极
O2＋4e－＋2CO2===2CO
负极
CH3OH－6e－＋3CO
===4CO2↑＋2H2O
固态氧
化物燃
料电池
O2－
总反应：
2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
正极
O2＋4e－===2O2－
负极
CH3OH－6e－＋3O2－===CO2↑＋2H2O
质子交
换膜燃
料电池
H＋
总反应：
2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
正极
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
负极
CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋
（2）新型一次电池
Mg－H2O2
电池
总反应：
H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2＋＋2H2O
正极
H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O
负极
Mg－2e－===Mg2＋
Mg－AgCl
电池
总反应：
Mg＋2AgCl===2Ag＋MgCl2
正极
2AgCl＋2e－===2Cl－＋2Ag
负极
Mg－2e－===Mg2＋
钠硫
电池
总反应：
2Na＋xS===Na2Sx
正极
xS＋2e－===S
负极
2Na－2e－===2Na＋
锂－铜
电池
总反应：
2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－
正极
Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－
负极
Li－e－===Li＋
锂钒氧
化物
电池
总反应：
xLi＋LiV3O8===Li1＋xV3O8
正极
xLi＋＋LiV3O8＋xe－===Li1＋xV3O8
负极
xLi－xe－===xLi＋
（3）新型充电（可逆）电池
锌银
电池
总反应：
Ag2O＋Zn＋H2O
2Ag＋Zn（OH）2
正极：
Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
负极：
Zn＋2OH－－2e－===Zn（OH）2
阳极：
2Ag＋2OH－－2e－===Ag2O＋H2O
阴极：
Zn（OH）2＋2e－===Zn＋2OH－
镍电池
镍铁
电池
总反应：
NiO2＋Fe＋2H2O
Fe（OH）2＋Ni（OH）2
正极：
NiO2＋2e－＋2H2O===Ni（OH）2＋2OH－
负极：
Fe－2e－＋2OH－===Fe（OH）2
阳极：
Ni（OH）2＋2OH－－2e－===NiO2＋2H2O
阴极：
Fe（OH）2＋2e－===Fe＋2OH－
镍镉电池
总反应：
Cd＋2NiOOH＋2H2O
Cd（OH）2＋2Ni（OH）2
说明：
参考镍铁电池自行书写。
高铁电池
总反应：
3Zn＋2K2FeO4＋8H2O
3Zn（OH）2＋2Fe（OH）3＋4KOH
正极：
FeO
＋3e－＋4H2O===Fe（OH）3＋5OH－
负极：
Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2
阳极：
Fe（OH）3＋5OH－－3e－===FeO
＋4H2O
阴极：
Zn（OH）2＋2e－===Zn＋2OH－
锂离子电池
总反应：
Li1－xCoO2＋LixC6
LiCoO2＋C6（x<1）
正极：
Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2
负极：
LixC6－xe－===xLi＋＋C6
阳极：
LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋
阴极：
xLi＋＋xe－＋C6===LixC6
钠电池
钠硫蓄电池
总反应：
2Na2S2＋NaBr3
Na2S4＋3NaBr
正极：
NaBr3＋2e－＋2Na＋===3NaBr
负极：
2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋
阳极：
3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋
阴极：
Na2S4＋2Na＋＋2e－===2Na2S2
钠离子电池
总反应：
Na1－mCoO2＋NamCn
NaCoO2＋Cn
正极：
Na1－mCoO2＋me－＋mNa＋===NaCoO2
负极：
NamCn－me－===mNa＋＋Cn
阳极：
NaCoO2－me－===Na1－mCoO2＋mNa＋
阴极：
mNa＋＋Cn＋me－===NamCn
全钒液
流电池
总反应：
VO
＋2H＋＋V2＋
V3＋＋VO2＋＋H2O
正极：
VO
＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O
负极：
V2＋－e－===V3＋
阳极：
VO2＋＋H2O－e－===VO
＋2H＋
阴极：
V3＋＋e－===V2＋
点三 构建电解池模型类比分析多室电解
电解池模型
惰性电极电解CuCl2溶液
多室电解池
三室电渗析法处理Na2SO4废水
解题模型：
四步分析法
第一步：
弄清是原电池还是电解池，判断电极。
有外接电源→电解池；n→阳极，m→阴极
第二步：
根据电极判断离子的移动方向和交换膜的种类
Na＋→通过ab⇒阴极→ab是阳离子交换膜
SO
→通过cd⇒阳极→cd是阴离子交换膜
第三步：
根据放电顺序写出电极反应式
阴极：
阳极：
第四步：
根据电极反应式和离子移动方向确定电极反应物
阴极H＋放电生成H2，剩余OH－与迁移过来的Na＋生成NaOH；
阳极OH－放电生成O2，剩余H＋与迁移过来的SO
生成H2SO4。
例题讲析一新型电源
1．（2019·课标全国Ⅰ，12）利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2＋/MV＋在电极与酶之间传递电子，示意图如图所示。
下列说法错误的是
A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能
B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋
C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3
D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动
2．（2019·课标全国Ⅲ，13）为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3D－Zn）可以高效沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D－Zn—NiOOH二次电池，结构如图所示。
电池反应为
Zn（s）＋2NiOOH（s）＋H2O（l）
ZnO（s）＋2Ni（OH）2（s）。
下列说法错误的是（ ）
A．三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高
B．充电时阳极反应为Ni（OH）2（s）＋OH－（aq）－e－===NiOOH（s）＋H2O（l）
C．放电时负极反应为Zn（s）＋2OH－（aq）－2e－===ZnO（s）＋H2O（l）
D．放电过程中OH－通过隔膜从负极区移向正极区
3．（2018·课标全国Ⅰ，13）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：
①EDTA－Fe2＋－e－===EDTA－Fe3＋
②2EDTA－Fe3＋＋H2S===2H＋＋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＋H2O
B．协同转化总反应：
CO2＋H2S===CO＋H2O＋S
C．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
4．（2018·课标全国Ⅱ，12）我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na－CO2二次电池。
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，ClO
向负极移动
B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2
C．放电时，正极反应为：
3CO2＋4e－===2CO
＋C
D．充电时，正极反应为：
Na＋＋e－===Na
5、（2019·天津理综，6）我国科学家研制了一种新型的高比能量锌－碘溴液流电池，其工作原理示意图如图。
图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。
下列叙述不正确的是（ ）
A．放电时，a电极反应为I2Br－＋2e－===2I－＋Br－
B．放电时，溶液中离子的数目增大
C．充电时，b电极每增重0.65g，溶液中有0.02molI－被氧化
D．充电时，a电极接外电源负极
6、（2018·浙江11月，17）金属（M）－空气电池的工作原
理如图所示。
下列说法不正确的是
A．金属M作电池负极B．电解质是熔融的MO
C．正极的电极反应O2＋4e－＋2H2O===4OH－
D．电池反应2M＋O2＋2H2O===2M（OH）2
例题讲析二电解原理在工农业生产中的应用
1、（2017·海南化学）一种电化学制备NH3的装置如下图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H＋。
下列叙述错误的是（ ）
A．Pd电极b为阴极B．阴极的反应式：
N2＋6H＋＋6e－===2NH3
C．H＋由阳极向阴极迁移D．陶瓷可以隔离N2和H2
2、国家有色金属工业“十三五”发展规划要求再生铅占铅总量比重到2020年升至45%，再生铅行业在重视环境保护和充分利用有色金属再生资源的情况下逐步发展起来。
从废旧铅蓄电池中回收的工艺流程为：
―→
电解原理如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．阴极反应式为：
2H＋＋2e－===H2↑
B．电解过程中阳极附近pH明显增大
C．Na2PbCl4浓度下降后，在阴极区加入PbO，可实现电解质溶液的再生使用
D．电路中通过4mol电子，阴极可得207g铅
3．锌元素对婴儿及青少年的智力和身体发育有重要的作用，被称为生命火花。
利用恒电势电解NaBr溶液间接将葡萄糖[CH2OH（CHOH）4CHO]氧化为葡萄糖酸[CH2OH（CHOH）4COOH]，进而制取葡萄糖酸锌，装置如图所示，下列说法错误的是
A．钛网与直流电源的正极相连
B．石墨电极的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．电解过程中硫酸钠溶液浓度保持不变
D．左室中发生的反应为CH2OH（CHOH）4CHO＋Br2＋H2O===CH2OH（CHOH）4COOH＋2HBr
4．（2019·重点中学领航冲刺五模，13）以铁和石墨为电极电解酸性废水，可将废水中的PO
以FePO4形式除去，其装置如图所示。
已知：
常温下，Ksp（FePO4）＝1.3×10－22；一般认为溶液中某离子浓度小于1×10－5mol·L－1时，该离子已除尽。
下列说法不正确的是（ ）
A．电解过程中，PO
向铁极迁移
B．电路中有6mol电子通过时理论上最多除去2molPO
C．在该装置中，铁的电势高于石墨
D．当废水中c（Fe3＋）＝1×10－15mol·L－1时，PO
已除尽
5．最近一个科学研究小组创建了一种通过连续电解将能量储存为化学能的装置。
在氧化钇基质的阳极和二氧化钛涂覆的钛阴极之间是可通过H＋的固体聚合物电解质。
其结构如图所示，则下列说法错误的是（ ）
A．电源的b极为正极
B．在能量转换过程中，固体聚合物电解质中H＋由阳极向阴极移动
C．阴极反应式为：
OX＋4H＋＋4e－===GC＋H2O
D．为增强阳极电解液导电性，可在水中添加适量盐酸或NaCl
例题讲析三金属的腐蚀与防护
1、（2019·江苏化学，10）将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。
下列有关该实验的说法正确的是（ ）
A．铁被氧化的电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋
B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能
C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀
2、（2018·北京理综，12）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）。
①
②
③
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②③，可以判定Zn保护了FeB．对比①②，K3[Fe（CN）6]可能将Fe氧化
C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼
3．2018年4月12日，我国海军首次在南海进行海上阅兵。
为了保护舰艇（主要是钢合金材料），在舰体表面镶嵌金属块（R）。
下列有关说法不正确的是（ ）
A．这种保护舰体的方法叫做牺牲阳极的阴极保护法
B．金属块R可能是镁或锌
C．海水呈弱碱性，舰艇在海水中易发生析氢腐蚀
D．正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
4．深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如下图所示，下列与此原理有关的说法错误的是（ ）
A．正极反应：
SO
＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－
B．输送暖气的管道不易发生此类腐蚀
C．这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2O
D．管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀
5．（2018·潍坊三模）我国多条高压直流电线路的瓷绝缘子出现铁帽腐蚀现象，在铁帽上加锌环能有效防止铁帽的腐蚀，防护原理如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A．通电时，锌环是阳极，发生氧化反应
B．通电时，阴极上的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
C．断电时，锌环上的电极反应为Zn2＋＋2e－===Zn
D．断电时，仍能防止铁帽被腐蚀
1．（2019·山东八校高三第二次联考，10）氢氧熔融碳酸盐燃料电池是一种高温电池（600～700℃），具有效率高、噪声低、无污染等优点。
熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．电池工作时，熔融碳酸盐只起到导电的作用
B．负极反应式为H2－2e－＋CO
===CO2＋H2O
C．电子流向：
电极a→负载→电极b→熔融碳酸盐→电极a
D．电池工作时，外电路中通过0.2mol电子，消耗3.2gO2
2．LED系列产品是一类新型节能产品。
图甲是NaBH4/H2O2燃料电池的装置示意图，图乙是LED发光二极管的装置示意图。
下列叙述错误的是（ ）
A．电池应选用阳离子交换膜，Na＋向A极区移动
B．电池A极区的电极反应式为：
H2O2＋2e－===2OH－
C．每有1molNaBH4参加反应，转移电子数为4NA
D．要使LED发光二极管正常发光，图乙中的导线a应与图甲中的B极相连
3．某高能电池以磷酸溶液作为电解质溶液，利用乙烯直接氧化法制乙酸，其总反应式为CH2===CH2＋O2===CH3COOH。
某兴趣小组将该反应设计成如图所示的燃料电池，下列有关说法正确的是（ ）
A．在电池工作过程中，溶液中的PO
向正极移动
B．电子移动方向：
电极a→磷酸溶液→电极b
C．负极的电极反应式为CH2===CH2－4e－＋2H2O===CH3COOH＋4H＋
D．当电路中通过0.04mol电子时，参加反应的CH2===CH2为224mL
4．[2019·（金考卷）领航冲刺卷
（一），12]当电解质中某离子的浓度越大时，其氧化性或还原性越强，利用这一性质，有人设计出如图所示“浓差电池”（其电动势取决于物质的浓度差，是由一种物质从高浓度向低浓度转移而产生的。
）其中，甲池为3mol·L－1的AgNO3溶液，乙池为1mol·L－1的AgNO3溶液，A、B均为Ag电极。
实验开始先断开K1，闭合K2，发现电流计指针发生偏转。
下列说法不正确的是（ ）
A．实验开始先断开K1，闭合K2，此时NO
向B电极移动
B．断开K1，闭合K2，一段时间后电流计指针归零，此时两池银离子浓度相等
C．当电流计指针归零后，断开K2，闭合K1，一段时间后B电极的质量增加
D．当电流计指针归零后，断开K2，闭合K1，乙池溶液浓度增大
4．新型可控电池——锂水电池的工作原理如图所示。
下列有关说法正确的是（ ）
A．有机电解质中可加入乙酸
B．该电池工作时，阳离子向锂电极移动
C．石墨电极上发生的反应是2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
D．该电池为二次电池，充电时锂电极接外加电源的负极
5．（2019·广东七校联合体第一次联考，13）我国科研工作者在锂硫电池的研究上取得重大突破。
该电池的总反应是16Li＋S8
8Li2S，充放电曲线如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．充电时，电能转化为化学能
B．放电时，锂离子向正极移动
C．放电时，1molLi2S6转化为Li2S4得到2mole－
D．充电时，阳极总电极反应式是8S2－－16e－===S8
6．研究表明许多疾病，包括基因突变（癌变、动脉硬化等）和生物机体中毒等，可能是一氧化氮的释放或调节不正常引起的。
用间接电化学法可对NO进行无害化处理，其原理如图所示（质子膜允许H＋和H2O通过），下列相关判断不正确的是（ ）
A．电极Ⅰ接电源负极，电极反应式为2HSO
＋2H＋＋2e－===S2O
＋2H2O
B．质子从电极Ⅱ通过质子膜向电极Ⅰ作定向移动
C．吸收塔中的反应为2NO＋2S2O
＋2H2O===N2＋4HSO
D．每处理2molNO，电解池质量减少32g
7．电－Fenton法是用于水体中有机污染物降解的高级氧化技术，其反应原理如图所示（酸性介质）。
其中电解产生的H2O2与Fe2＋发生Fenton反应：
Fe2＋＋H2O2===Fe3＋＋OH－＋·OH，生成的羟基自由基（·OH）能氧化降解有机污染物。
下列说法不正确的是（ ）
A．电源的B极是正极
B．电解时阴极周围溶液的pH增大
C．阴极上发生的电极反应为O2＋2e－＋2H＋===H2O2
D．若产生4mol羟基自由基（·OH），则消耗22.4LO2
8．工业上，用电解Na2CO3溶液制备NaHCO3溶液的原理如图所示。
下列说法正确的是
A．如图所示装置中，c2＞c1
B．阳极的电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
C．如果该装置中电极反接电源，也可制备NaHCO3
D．若收集3molM和R的混合气体，则理论上可制备3molNaHCO3
9．（2019·湖北重点中学新高三起点测试，12）硼酸（H3BO3）为一元弱酸，已知H3BO3与足量NaOH溶液反应的离子方程式为：
H3BO3＋OH－===B（OH）
，H3BO3可以通过电解的方法制备。
其工作原理如图所示（阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）。
下列说法正确的是（ ）
A．当电路中通过1mol电子时，可得到1molH3BO3
B．将电源的正、负极反接，工作原理不变
C．阴极室的电极反应式为：
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
D．B（OH）
穿过阴膜进入阴极室，Na＋穿过阳膜进入产品室
10．（2019·重点中学领航冲刺四模，10）以四甲基氯化铵[（CH3）4NCl]为原料，采用电渗析法合成四甲基氢氧化铵[（CH3）4NOH]，其工作原理如图所示（a、b为石墨，c、d、e为离子交换膜），下列说法正确的是（ ）
A．a是阳极，连接的M为正极
B．c、e均为阳离子交换膜，d是阴离子交换膜
C．b极的电极反应式：
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
D．a、b两极共产生0.5mol气体时，可制备1mol（CH3）4NOH
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