通用版学年高考化学二轮复习选择题命题区间4电化学讲义14.docx

1、通用版学年高考化学二轮复习选择题命题区间4电化学讲义14选择题命题区间4电化学1(2017全国卷)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解析：选C依题意，钢管桩为阴极，电子流向阴极，阴极被保护，钢管桩表面腐蚀电流是指铁失去电子形成的电流，接近于0，铁不容易失去电子，A项正确；阳极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向阴极，B项

2、正确；高硅铸铁作阳极，阳极上发生氧化反应，阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气，惰性辅助阳极不被损耗，C项错误；根据海水对钢管桩的腐蚀情况，增大或减小电流强度，D项正确。2(2017全国卷)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H2SO4H2C2O4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Al33e=AlD硫酸根离子在电解过程中向阳极移动解析：选C利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的Al2O3薄膜，即待加工铝质工件作阳极，A项正确；阴极与电源负极相连，对阴极电极材料没有特殊要求，可选用不锈钢网等，B项正确；

3、电解质溶液呈酸性，阴极上应是H放电，阴极发生的电极反应为2H2e=H2，C项错误；在电解过程中，电解池中的阴离子向阳极移动，D项正确。3.(2016全国卷)三室式电渗析法处理含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

4、成解析：选BA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=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。4(2016全国卷)MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A负极反应式为Mg2e=Mg2B正极反应式为Age=AgC电池放

5、电时Cl由正极向负极迁移D负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2解析：选BMgAgCl电池的电极反应：负极Mg2e=Mg2，正极2AgCl2e=2Ag2Cl，A项正确，B项错误。在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，C项正确。Mg是活泼金属，能和H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2，D项正确。5(2015全国卷)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()A正极反应中有CO2生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为C6H12O66O26CO26H2O解析：

6、选A图示所给出的是原电池装置。A.有氧气反应的一极为正极，发生还原反应，因为有质子通过，故正极电极反应式为O24e4H=2H2O，C6H12O6在微生物的作用下发生氧化反应，电极反应式为C6H12O624e6H2O=6CO224H，负极上有CO2产生，故A不正确。B.微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转移，故B正确。C.质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故C正确。D.正极的电极反应式为6O224e24H=12H2O，负极的电极反应式为C6H12O624e6H2O=6CO224H，两式相加得电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O，

7、故D正确。6.(2014全国卷)2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是()Aa为电池的正极B电池充电反应为LiMn2O4=Li1xMn2O4xLiC放电时，a极锂的化合价发生变化D放电时，溶液中Li从b向a迁移解析：选C图示所给出的是原电池装置。A.由图示分析，金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即b为负极，a为正极，故正确。B.电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆反应，故正确。C.放电时，a极为原电池的正极，发生还原反应的是Mn元素，锂元素的化合价没有变化，故不正确。D.放电时为原电池，锂离子为阳离子，应向正极(a极)迁

8、移，故正确。7(2017海南高考)一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H。下列叙述错误的是()APd电极b为阴极B阴极的反应式为N26H6e=2NH3CH由阳极向阴极迁移D陶瓷可以隔离N2和H2解析：选A此装置为电解池，总反应式是N23H2=2NH3，Pd电极b上是氢气发生氧化反应，即氢气失去电子化合价升高，Pd电极b为阳极，故A说法错误；根据A选项分析，Pd电极a为阴极，反应式为N26H6e=2NH3，故B说法正确；根据电解池的原理，阳离子在阴极上放电，即有阳极移向阴极，故C说法正确；根据装置图，陶瓷可以隔离N2和H2，故D说法正确。电化学是高考每年必考内容，主要题型

9、是选择题，有时也会在非选择题中出现(如2015全国卷T26、2014全国卷T27)，命制的角度有电极反应式的正误判断与书写，电池反应式的书写，正负极的判断，电池充、放电时离子移动方向的判断，电极附近离子浓度的变化，电解的应用与计算，金属的腐蚀与防护等。同时通过陌生化学电源的装置图，考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力，也体现了对“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养考查。1原电池中正负极的判断依据正负极判断依据构成原电池两极的电极材料判断一般是较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极依据原电池两极发生的变化判断原电池的负极发生氧化反应；正极发生还原反应依据电子流动方向或电流方

10、向判断电子由负极流向正极；电流由正极流向负极依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断阳离子向正极移动，阴离子向负极移动依据原电池盐桥中离子的移动方向判断阳离子向正极移动，阴离子向负极移动2电解池中阴阳极的判断依据阴阳极判断根据所连接的外加电源判断与直流电源正极相连的为阳极，与直流电源负极相连的为阴极根据电子流动方向判断电子从电源负极流向阴极，从阳极流向电源正极根据电解池电解质溶液中离子的移动方向判断阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动根据电解池两极产物判断一般情况下：阴极上的现象是析出金属(质量增加)或有无色气体(H2)放出；阳极上的现象是有非金属单质生成，呈气态的有Cl2、O2或电极质量减小(

11、活性电极作阳极)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：AgFe3Cu2H(2)阴离子在阳极上的放电顺序：S2IBrClOH4电解的四大类型及规律类型电极反应特点实例电解物质电解液浓度pH电解液复原方法电解水型阴极：4H4e=2H2阳极：4OH4e=2H2OO2NaOHH2O增大增大加H2OH2SO4减小Na2SO4不变电解电解质型电解质的阴、阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大通入HCl气体CuCl2加CuCl2放H2生碱型阴极：放H2生成碱阳极：电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质增大通入HCl气体放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：放O2生成酸Cu

12、SO4减小加CuO5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1新型电池的电极反应式锌银电池总反应：Ag2OZnH2O2AgZn(OH)2正极：Ag2OH2O2e=2Ag2OH负极：Zn2OH2e=Zn(OH)2镍铁电池总反应：NiO2Fe2H2O Fe(OH)2Ni(OH)2正极：NiO22e2H2O=Ni(OH)22OH负极：Fe2e2OH=Fe(OH)2高铁电池总反应：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH正极：FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH负极：Zn2e2OH=Zn(OH)2镍镉电池总反应：Cd2NiOOH

13、2H2O Cd(OH)22Ni(OH)2正极：NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH负极：Cd2e2OH=Cd(OH)2MgH2O2电池总反应：H2O22HMg=Mg22H2O正极：H2O22H2e=2H2O负极：Mg2e=Mg2MgAgCl电池总反应：Mg2AgCl=2AgMgCl2正极：2AgCl2e=2Ag2Cl负极：Mg2e=Mg2钠硫电池总反应：2NaxS=Na2Sx正极：xS2e=S负极：2Na2e=2Na全钒液流电池总反应：VO2HV2V3VO2H2O正极：VO2He=VO2H2O负极：V2e=V3锂铜电池总反应：2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH正极：Cu2OH2O2e=

14、2Cu2OH负极：Lie=Li锂离子电池总反应：Li1xCoO2LixC6 LiCoO2C6(x1)正极：Li1xCoO2xexLi=LiCoO2负极：LixC6xe=xLiC6 归纳点拨新型化学电源中电极反应式的书写方法(1)书写步骤(2)不同介质在电极反应式中的“去留”中性溶液反应物若是H得电子或OH失电子，则H或OH均来自于水的电离酸性溶液反应物或生成物中均没有OH碱性溶液反应物或生成物中均没有H水溶液不能出现O22燃料电池的电极反应式(以CH3OH为例)电池类型导电介质反应式酸性燃料电池H总反应：2CH3OH3O2=2CO24H2O正极：O24e4H=2H2O负极：CH3OH6eH2O

15、= CO26H碱性燃料电池OH总反应：2CH3OH3O24OH=2CO6H2O正极：O24e2H2O=4OH负极：CH3OH6e8OH= CO6H2O熔融碳酸盐燃料电池CO总反应：2CH3OH3O2=2CO24H2O正极：O24e2CO2=2CO负极：CH3OH6e3CO=4CO22H2O固态氧化物燃料电池O2总反应：2CH3OH3O2=2CO24H2O正极：O24e=2O2负极：CH3OH6e3O2=CO22H2O质子交换膜燃料电池H总反应：2CH3OH3O2=2CO24H2O正极：O24e4H=2H2O负极：CH3OH6eH2O= CO26H归纳点拨燃料电池中氧气得电子的思维模型根据燃料电

16、池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，O2得到电子后化合价降低，首先变成O2，O2能否存在要看电解质环境。由于电解质溶液(酸碱盐)的不同，其电极反应也有所不同，下表为四种不同电解质环境中，氧气得电子后为O2的存在形式：电解质环境从电极反应式判O2的存在形式酸性电解质溶液环境下O24H4e=2H2O碱性电解质溶液环境下O22H2O4e=4OH固体电解质(高温下能传导O2)环境下O24e=2O2熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下O22CO24e=2CO题型一新型化学电源典例1(2017全国卷)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，

17、电池反应为16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是()A电池工作时，正极可发生反应：2Li2S62Li2e=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的量越多解析原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，即：Li2S8Li2S6Li2S4Li2S2，其中可能有2Li2S62Li2e=3Li2S4，A项正确；该电池工作时，每转移0.02 mol电子，负极有0.02 mol Li(质量为0.14 g)被氧化为Li，则负极质量减少0.14 g，B项正确；石墨烯能导电

18、，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，C项正确；充电过程中，Li2S2的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池中Li2S2的量趋于不变，故不是电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多，D项错误。答案D针对训练1世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁空气电池，其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是()Aa极发生氧化反应B正极的电极反应式为FeOx2xe=FexO2C若有22.4 L(标准状况)空气参与反应，则电路中有4 mol电子转移D铁表面发生的反应为xH2O(g)Fe=FeOxxH2解析：选Da极通入空气，O2在该电极发生得电子的还原反应，A错误；O2

19、在正极发生反应，电极反应式为O24e=2O2，B错误；由B项分析可知，电路中有4 mol电子转移时正极上消耗1 mol O2，在标准状况下的体积为22.4 L，则通入空气的体积约为22.4 L5112 L，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=FeOxxH2，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()Ab电极上发生氧化反应Ba电极反应式：N2H44OH4e=N

20、24H2OC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题后悟道针对训练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()AX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baD该过程中的产品主要为H2SO4和H2解析：选BA项，由图示可知Pt()极上HH2，发生还原反应，故

21、Pt()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()为阳极，在阳极，SO、HSO被氧化为H2SO4，SOH2O2e=2HSO，HSOH2O2e=3HSO，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ba，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)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2ZnO24OH2H2O=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Zn4OH2e

22、=Zn(OH) D放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(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) =2ZnO24OH2H2O，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Zn4OH2e=Zn(OH)。D项，由放电时的总反应可知，电路中通过2 mol电子时，消耗0.5 mol O2，其体积为11.2 L(标准状况)。答案C题后悟道有关可逆电池的解题思路针对训练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Li1xCoO2L

23、ixC6=LiCoO2C6(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解析：选CA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LixC6xe=xLiC6，正确；C.充电时，若转移1 mol电子，石墨电极质量将增重7 g，错误；D.充电时阳极发生氧化反应，电极反应式为LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi，正确。题型四电解原理在环保、新材

24、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910，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：Cl2OH2e=ClOH2OC阴极的电极反应式：2H2O2e=H22OHD除去CN的反应：2CN5ClO2H=N22CO25ClH2O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

25、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2CN5ClOH2O=N22CO25Cl2OH，错误。答案D针对训练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4OH4e=O22H2OC当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.25 mol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口导出解析：选DA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

26、式为2H2O2e=2OHH2，错误；C项，2Cl2e=Cl2，通过1 mol电子，得到0.5 mol Cl2，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()Ad为石墨，铁片腐蚀加快Bd为石墨，石墨上电极反应为O22H2O4e4OHCd为锌块，铁片不易被腐蚀Dd为锌块，铁片上电极反应为2H2eH2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

27、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O22H2O4e4OH，正确。C.若d为锌块，则由于金属活动性：ZnFe，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O22H2O4e4OH，错误。答案D针对训练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Fe2e=Fe2C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解析：选BA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，