新高考化学三轮冲刺考前通关练习09 电化学原理及应用（2份打包，原卷版+解析版）

这是一份新高考化学三轮冲刺考前通关练习09 电化学原理及应用（2份打包，原卷版+解析版），文件包含新高考化学三轮冲刺考前通关练习09电化学原理及应用原卷版docx、新高考化学三轮冲刺考前通关练习09电化学原理及应用解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共35页， 欢迎下载使用。

目录
【高考预测】预测考向，总结常考点及应对的策略
【技法必备】提供方法技巧，解决问题策略
【误区点拨】点拨常见的易错点
【抢分通关】分析命题热点，把握解题技巧，精选名校模拟题
不论是全国卷还是各自主命题省份的试卷，对电化学考查的概率为100%，这主要源于电化学在中学化学中的重要地位，在生活、生产中有着广泛而重要的应用，并且能很好地考查考生宏观辨识与微观探折、变化观念与平衡思想以及证据推理与摸型认知等多重学科素养，根据对近年来考题的分析，电化学命题往往以可充电电池的工作原理及电解原理的应用为背景，考查电极反应式的书写、离子移动方向、金属的电化学腐蚀及防护等知识。或将原电池、电解原理与物质的制备、金属的提纯、金属的防护结合起来考查，考查的角度主要有电极反应方程式的书写或正误判断、离子移动的方向、电极产物种类的判断与量的计算等；同时也对信息提取、应用能力进行考查。预计在今后的高考中电化学考点还有“变热”的趋势，题目也会更加新颖。备考时要侧重原电池与电解池工作原理中基础考点的复习和电极反应式书写技巧的掌握。
技法1 电化学的解题流程
第一步：读题
逐字逐句读，挖掘关键字，排除无效信息，找到对解题有价值的信息，并作标记。
第一步：确定装置类型
放电为原电池，充电为电解池。
第二步：判断电极名称
放电时的正极为充电时间阳极，放电时的负极为充电时的阴极。
第三步：写出电极反应
放电时的正极反应颠倒过来为充电时的阳极反应；放电时的负极反应颠倒过来为充电时的阴极反应。
第四步：分析离子移动
由生成一极向消耗一极移动；区域pH变化：OH-生成区，H+消耗区，pH增大；OH-消耗区，H+生成区，pH减小。
技法2 判断电极
(1)通过反应类型判断
①失去电子的电极为负极，发生氧化反应；
②得到电子的电极为正极，发生还原反应。
(2)通过电子定向移动方向和电流方向判断
①电子流出的电极为负极，电子经外电路流入正极；
②电流流出的电极为正极，电流经外电路流入负极。
(3)根据离子移动方向判断
阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。
(4)根据电极现象判断
一般不断溶解、质量减轻的电极为负极；有固体析出、质量增加或不变或有气体产生的电极为正极。
技法3 书写电极反应式
1.直接书写
2.间接书写
第一步，写出电池总反应式。
第二步，写出电极的正极反应式。
第三步，负极反应式＝总反应式－正极反应式。
技法4 充、放电时电解质溶液中离子移动方向的判断
分析电池工作过程中电解质溶液的变化时，要结合电池总反应进行分析。
1.首先应分清电池是放电还是充电。
2.再判断出正、负极或阴、阳极。
放电：阳离子→正极，阴离子→负极；
充电：阳离子→阴极，阴离子→阳极；
总之：阳离子→发生还原反应的电极；阴离子→发生氧化反应的电极。
技法5 燃料电池电极反应式的书写
第一步：写出电池总反应式。
燃料电池的总反应与燃料燃烧的反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加合后的反应。如甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应如下：
CH4＋2O2===CO2＋2H2O①
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O②
①＋②可得甲烷燃料电池的总反应式：CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。
第二步：写出电池的正极反应式。
根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，因电解质溶液不同，故其电极反应也会有所不同：
第三步：电池的总反应式－电池的正极反应式＝电池的负极反应式。
技法6 金属腐蚀快慢的判断方法
(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。
(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。
(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。
技法7 电解池电极反应式的书写步骤
微提醒：通常电极反应可以根据阳极材料和电解质溶液的性质进行判断，但在高考题中往往需要结合题给信息进行判断。
技法8 有关离子交换膜的类型及其应用
(1)阳离子交换膜(只允许阳离子和水分子通过，阻止阴离子和气体通过)
(2)阴离子交换膜(只允许阴离子和水分子通过，阻止阳离子和气体通过)
(3)质子交换膜(只允许H＋和水分子通过)
(4)电渗析法
(5)双极膜
(6)解题流程
第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳离子交换膜、阴离子交换膜或质子交换膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。
第二步，写出电极反应，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离子迁移方向。
第三步，分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生反应，或避免产物因发生反应而造成危险。
技法9 电化学综合计算的三种常用方法
(1)根据总反应式计算
先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。
(2)根据电子守恒计算
①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。
②用于混合溶液中电解的分阶段计算。
(3)根据关系式计算
根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。
一、关于原电池的认识误区
1.原电池的电极类型不仅跟电极材料有关，还与电解质溶液的性质有关。如镁—铝电极在稀硫酸中构成原电池，镁为负极，铝为正极，但若以氢氧化钠为电解质溶液，则铝为负极，镁为正极。
2.原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极相接触。
3.无论在原电池还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。
4.通电时，溶液中的溶质粒子分别向两级移动，或不移动（溶质粒子为分子，不带电）；而胶体中的分散质粒子向某一极移动。
5.燃料电池负极上燃料放电生成CO2，要考虑溶液酸碱性，若为碱性，则CO2+2OH-=CO32-+H2O。
6.对蓄电池而言,其正、负极在充电时应分别和外接电源的正、负极相连。即正极接正极,负极接负极。
7.原电池电解质溶液中,阴离子向电池负极移动,阳离子向电池正极移动;电解池中阴离子向电池阳极移动,阳离子向电池阴极移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。。
8.原电池和电解池的外电路：电子定向移动形成电流；内电路：离子定向移动形成电流。
9.在船身装上锌块利用的是牺牲阳极的阴极保护法（专业名词），即使是原电池但也是这种说法。
10.原电池才考虑是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀。
11.废电池中对环境形成污染的主要物质是多种重金属。
二、电解过程中易出现的认识误区
1．金属活动性顺序中银以前的金属(含银)作电极时，由于金属本身可以参与阳极反应，称为金属电极或活性电极(如Zn、Fe、Cu、Ag等)；金属活动性顺序中银以后的金属或非金属作电极时，称为惰性电极，主要有铂(Pt)、石墨等。
2．电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是靠离子移动导电，即电子不通过电解质溶液。
3．书写电解池的电极反应式时，可以用实际放电的离子表示，但书写电解池的总反应时，弱电解质要写成分子式。如用惰性电极电解食盐水时，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－)；总反应离子方程式为2Cl－＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(电解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
4．电解水溶液时，应注意放电顺序，位于H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。
5．Fe3＋在阴极上放电时生成Fe2＋而不是得到单质Fe。
6．判断电解产物、书写电极反应式以及分析电解质溶液的变化时首先要注意阳极是活性材料还是惰性材料。
7．书写电解化学方程式时，应看清是电解电解质的水溶液还是熔融电解质。Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔融状态下才放电。
8.电解Hg2(NO3)2溶液时,阴极上电极方程式可表示为:Hg22++2e-=2Hg。
三、电解时溶液pH的变化规律
①若电解时阴极上产生H2，阳极上无O2产生，电解后溶液pH增大；
②若阴极上无H2产生，阳极上产生O2，则电解后溶液pH减小；
③若阴极上有H2产生，阳极上有O2产生，且VH2＝2VO2，则有“酸更酸，碱更碱，中性就不变”，即：
a．如果原溶液是酸溶液，则pH变小；
b．如果原溶液为碱溶液，则pH变大；
c．如果原溶液为中性溶液，则电解后pH不变。
四、电解质溶液的复原措施
电解后的溶液恢复到原状态，出什么加什么(即一般加入阴极产物与阳极产物的化合物)。如用惰性电极电解盐酸(足量)一段时间后，若使溶液复原，应通入HCl气体而不能加入盐酸。
【热点一】考查原电池工作原理的分析判断
1．（2024·贵州·二模）2023年诺贝尔化学奖授予了三位科学家，以表彰他们为“发现和合成量子点”作出的贡献。一种含有新型量子点(简写为)的复合光催化剂利用太阳能高效制氢的原理如图所示。
下列说法正确的是
A．电子由电极b沿导线流向电极a
B．电极a的电极反应式为：S2-+3H2O-6e-=+6H+
C．标准状况下，当电路转移2ml电子时电极生成11.2L
D．电池的总反应方程式为：S2-+3H2O+3H2↑
【答案】D
【分析】由题干图示信息可知，电解质溶液为碱性电解质pH=13，则a电极发生的电极反应为：S2—+6OH--6e-=+3H2O，则a为负价，b为正极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，据此分析解题。
【解析】A．由分析可知，a为负价，b为正极，故电子由电极a沿导线流向电极b，A错误；B．由分析可知，a为负价，电极a的电极反应式为：S2—+6OH--6e-=+3H2O，B错误；C．由分析可知，b为正极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，标准状况下，当电路转移电子时电极生成1ml×22.4L/ml=22.4L，C错误；D．由分析可知，a电极即负极反应为：S2—+6OH--6e-=+3H2O，b为正极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故电池的总反应方程式为：S2-+3H2O+3H2↑，D正确；故答案为：D。
2．（2024·海南省直辖县级单位·模拟预测）铝空气燃料电池具有能量密度大、质量轻、无污染、可靠性高、寿命长、使用安全等优点，图1是一种中性(盐水)铝空气燃料电池装置图，其空气电极结构如图2所示。
已知：空气电极转化过程为(过氧氢根离子)，下列说法正确的是
A．铝为电池负极，Al发生还原反应
B．空气电极生成的电极反应：
C．放电时电子转移方向：铝→电解质溶液→空气电极
D．多孔催化层和多孔防水透气层可增大反应速率
【答案】D
【解析】A．铝空气燃料电池的Al为燃料，则反应时铝失电子，作负极，发生氧化反应，A项错误；B．由图可知空气电极生成，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极反应：，B项错误；C．电子不能通过电解质溶液，C项错误；D．多孔催化层和多孔防水透气层可增大气体与液体的接触面积，增大反应速率，D项正确；故选D。
3．（2024·广东·二模）一种基于原电池原理的氧气传感器可用于测定样气中氧气的含量，其装置如图所示。下列说法正确的是
A．铅电极为正极
B．银电极上发生的反应为
C．电子由铅电极经过KOH溶液流向银电极
D．工作过程中，传感器的质量不变
【答案】B
【分析】因为该电池可用于测定样气中氧气的含量，氧气进入银电极，所以银电极是正极，铅电极是负极。
【解析】A．由分析知，银电极是正极，铅电极是负极，A错误；B．银电极是正极，发生还原反应，电极反应式为，B正确；C．电子从负极经外电路流向正极，所以电子由铅电极经过导线流向银电极，C错误；D．铅电极为负极，电极反应，所以工作过程中，传感器的质量增加，D错误；故选B。
4．（2024·山东济南·一模）我国科学家发现，利用如下装置可以将邻苯二醌类物质转化为邻苯二酚类物质，已知双极膜(膜a、膜b)中间层中的H2O可解离为H+和OH-。下列说法错误的是
A．电极电势：MB．M极电极反应式为
C．工作一段时间后，装置中需要定期补充H2SO4和NaOH
D．制取0.2ml邻苯二酚类物质时，理论上有0.8mlOH-透过膜a
【答案】C
【分析】该装置为原电池装置。M电极作负极，B2H6在该极失电子发生氧化反应，电极反应式为；N电极作正极，该极上邻苯二醌类物质得电子转化为邻苯二酚类物质。双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH−，氢离子通过膜b移向正极N，膜b为阳离子交换膜；氢氧根离子通过膜a移向负极M，膜a为阴离子交换膜；据此分析解答。
【解析】A．根据分析，M电极为负极，N电极为正极，电流从正极流向负极，从高电势流向低电势，因此电势：M电极5．（2024·陕西榆林·三模）用零价铁去除酸性水体中的是地下水修复研究的热点之一、下列说法错误的是
A．图甲中电极Fe发生氧化反应
B．图甲中正极发生的电极反应式为
C．当附着在Fe表面后会阻碍零价铁还原水体中的
D．由图丙可知，去除时，若只加入适量，就可直接还原，从而提高的去除率
【答案】D
【解析】A．图甲中Fe失电子发生氧化反应，铁作原电池的负极，A项正确；B．图甲中硝酸根离子得电子发生还原反应生成铵根离子，正极发生的电极反应式为，B项正确；C．不导电，会阻碍零价铁与发生电化学反应，C项正确；D．由图丙可知，只投入，的去除率约为0，说明和不能反应，故去除时若只加入不能直接还原，D项错误；故选D。
【热点二】考查电解池工作原理的分新判断
1．（2024·山西晋中·二模）硫醚化合物具有多样的生物活性如抗菌、抗肿瘤等。下图是电化学还原二苯基亚砜制备二苯基硫醚的装置及原理示意图(Ph表示苯基)。下列说法错误的是
A．铝电极比石墨毡电极电势高
B．阴极的电极反应式为
C．电解过程中Cl-由石墨毡电极向铝电极运动
D．消耗5.4g铝电极，转移电子数为(表示阿伏加德罗常数的值)
【答案】B
【分析】铝电极为阳极，失去电子转化为Al3+，电极反应式为：，石墨毡电极为阴极，得到电子发生还原反应，据此回答。
【解析】A．铝为阳极，石墨毡电极为阴极，所以铝电极比石墨毡电极电势高，A正确；B．溶液中无水，所以水不是电极反应的反应物，B错误；C．电解过程中Cl-向阳极移动，所以由石墨毡电极向铝电极运动，C正确；D．消耗5.4g铝电极，即0.2mlAl，转移0.6ml电子，则转移电子数为0.6NA，D正确；故选B。
2．（2024·福建漳州·三模）为高效绿色氧化剂，一种利用电催化法制备的方法如图所示：
下列有关说法正确的是
A．催化电极的电势高于石墨电极的电势
B．a为，b为
C．催化电极上的电极反应式：
D．若电源用铅蓄电池，每制得，铅蓄电池正极质量增加32g
【答案】C
【分析】右侧催化电极上P变为Q，发生还原反应，为阴极，电极反应式为，氧气再将Q氧化为P，自身还原为H2O2；左侧为阳极，b为H+，a为OH-；
【解析】A．催化电极为阴极，石墨电极为阳极，故石墨电极的电势高于催化电极，故A错误；B．由上述分析可知，b为H+，a为OH-；故B错误；C．由上述分析可知，阴极的电极反应式为：，故C正确；D．由上述分析可知，每制得，需转移2ml电子，铅蓄电池的正极反应式为：PbO2+2e-+4H++SO=PbSO4+2H2O，正极质量增加64g，故D错误。答案选C。
3．（2024·陕西安康·模拟预测）亚硒酸主要用作分析试剂，也可用做还原剂或氧化剂，还可用于制备显色剂。用电渗析法制备较纯溶液的工作原理如图所示，下列说法错误的是
A．膜b应选用阴离子交换膜
B．石墨I与铅蓄电池的电极相连
C．该电解法在制备的同时还能生成和硫酸
D．理论上电极每增加，会制备
【答案】C
【分析】用电渗析法制备较纯H2SeO3溶液，ab膜之间为产品室，由图可知，石墨I为电解池的阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，溶液中氢离子通过阳离子交换膜a进入产品室，石墨Ⅱ为阴极，是在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子，原料室中的钠离子通过阳离子交换膜c进入阴极室，亚硒酸根离子通过阴离子交换膜b进入产品室，与溶液中的氢离子反应生成亚硒酸。
【解析】A．由分析可知，膜b为阴离子交换膜，故A正确；B．由分析可知，石墨I为电解池的阳极，与铅蓄电池的正极二氧化铅相连,故B正确；C．由分析可知，石墨I为电解池的阳极，水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，溶液中氢离子通过阳离子交换膜a进入产品室，所以该电解法不能制备硫酸，故C错误；D．铅电极为铅蓄电池的负极，硫酸根离子作用下铅在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸铅，电极反应式为Pb—2e-+SO=PbSO4，电极质量增加96g时，外电路转移2ml电子，由得失电子数目守恒可知，产品室中的亚硒酸的物质的量为1ml，故D正确；故选C。
4．（2024·福建宁德·一模）近年研究发现，电催化CO2和含氮物质(等)在常温常压下合成尿素，有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液中通CO2至饱和，在电极上反应生成，电解原理如图所示。下列说法不正确的是
A．电极b连接电源的正极，发生氧化反应
B．电极a发生的电极反应式为
C．当电极a区生成3.0g尿素时，电极b区质量减少6.4g
D．电极a区电解质溶液pH增大
【答案】C
【分析】从电池结构中有电源可知，该电池是电解池，从该电池的H+的移动方向可知，H+从b电极向a电极移动，电解池中阳离子从阳极移向阴极，所以a电极是阴极，b电极是阳极，所以b电极连接电源的正极，a电极连接电源的负极，据此解答。
【解析】A．从电解池分析中可知，b电极是阳极，连接电源正极，发生氧化反应，A正确；B．a电极是阴极，得电子，从图中可知，a电极上端通入CO2，H+移动到a电极参与反应，硝酸根离子转化为CO(NH2)2，其电极反应式书写正确，B正确；C．3.0g尿素的物质的量为=0.05ml，结合a极反应式，转移电子为0.8ml，b极的反应式为，转移0.8ml电子时，会消耗0.4mlH2O，减少的质量为7.2g，C错误；D．H+向a电极移动，在a电极参与反应，由其电极反应式可知，电极反应消耗18mlH+，但通过质子交换膜16mlH+，所以a电极附近的H+在减少，其pH在增大，D正确。故选C。
5．（2024·广东·二模）一种金属钠电极配合运用钠离子及氯离子交换膜设计的氧化还原液流装置能够实现海水的淡化，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．a为电源负极
B．N为氯离子交换膜，M为钠离子交换膜
C．充电时，总反应式为
D．放电时，每转移2ml电子，理论上Ⅱ池溶液质量增加117g
【答案】D
【分析】由图知，移向左侧电极，失电子得到，所以左侧电极为阳极，右侧为阴极，则a为电源正极，b为电源负极，阳极反应式：，阴极反应式：。
【解析】A．由分析知，a为电源正极，A错误；B．该装置能够实现海水的淡化，钠离子向阴极移动，氯离子向阳极移动，所以M为氯离子交换膜，N为钠离子交换膜，B错误；C．由分析知，充电时总反应为，C错误；D．放电时，每转移2ml电子，理论上有2ml钠离子、2ml氯离子进入Ⅱ池，所以溶液质量增加，D正确；故选D。
【热点三】考查原电池和电解池工作原理的综合分析判断
1．（2024·全国·模拟预测）相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)，可以制得、、和NaOH．下列说法错误的是
A．b电极的电极反应式为
B．电池放电过程中，Cu(1)电极为该电池的正极
C．电池从开始工作到停止放电，理论上可制得标准状况下44.8L气体
D．若开始前两铜电极的质量相同，当电路中转移0.2ml电子时，两铜电极的质量相差12.8g
【答案】C
【分析】浓差电池中，左侧溶液中Cu2+浓度大，离子的氧化性强，所以Cu(1)电极为正极，电极上发生得电子的还原反应，电极反应：Cu2++2e-=Cu，Cu(2)电极为负极，电极反应：Cu-2e-=Cu2+；则电解槽中a电极为阴极，b电极为阳极，阳极上水失电子生成O2和H+，电极反应：，阴极上水发生得电子的还原反应生成H2，电极反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则钠离子通过离子交换膜c进入左室，c为阳离子交换膜，硫酸根通过离子交换膜d进入右室，d为阴离子交换膜。
【解析】A．根据上述分析知，b电极为阳极，电极反应式为，A正确；B．由分析知，浓差电池中，Cu(1)电极为正极，电极反应：Cu2++2e-=Cu，B正确；C．电池从开始工作到停止放电，溶液中Cu2+浓度变为1.5ml/L，根据Cu2+~Cu~2e-知，Cu(1)电极上析出n(Cu)=(2.5-1.5)ml/L×2L=2ml，电路中转移了4ml电子，则a极产生了2mlH2，b极产生了1mlO2，共3ml气体，则理论上可制得标准状况下气体，C错误；D．当电路中转移0.2ml电子时，Cu(1)电极上析出的n(Cu)=0.1ml，对应的m(Cu)=，Cu(2)电极上溶解的n(Cu)=0.1ml，m(Cu)，则两铜电极的质量相差12.8g，D正确；故选C。
2．（2024·河北沧州·二模）一种新型酸碱混合锌铁液流电池放电时的工作原理如图所示。已知和分别为阳离子膜和阴离子膜，①、②、③区电解质溶液的酸碱性不同。下列说法正确的是
A．放电时，电极的反应为
B．放电时，由②区向③区迁移
C．充电时，②区电解质溶液的浓度减小
D．充电时，③区溶液的酸性减弱
【答案】C
【分析】a极为负极，Zn发生失电子的氧化反应生成，同时可判断①区电解质溶液呈碱性，b极为正极，发生得电子的还原反应生成，同时可判断③区电解质溶液呈酸性。
【解析】A．根据分析，放电时，a极为负极，Zn发生失电子的氧化反应生成，电极反应：，A错误；B．放电时，b极为正极，发生得电子的还原反应生成，为保持电解质溶液呈电中性，溶液中阴离子透过阴离子交换膜移向②区，B错误；C．充电过程中，a电极发生电极反应：，b电极发生电极反应：，结合离子交换膜种类及电解质溶液保持电中性，移向①，移向③，②区电解质溶液的浓度减小，C正确；D．根据分析可知，充电时③区溶液的酸性不变，D错误；答案选C。
3．（2024·辽宁沈阳·一模）科学家提出了一种基于电催化多硫化物循环的自供能产氢体系，如下图所示。通过将锌一多硫化物电池与电解制氢装置集成，最大化利用了间歇性太阳光，实现日夜不间断的自供电的H2生产。下列说法错误的是
A．锌—多硫化物电池白天可实现电能向化学能的转化
B．装置夜间工作时，应将电极ac、bd分别连接
C．装置白天工作时，b极的电极反应式为
D．H2生产装置中可以使用钠离子交换膜
【答案】B
【分析】由电子流向可知，放电时，a极锌失去电子发生氧化反应为负极，则b为正极；氢气生产装置中d极，水放电生成氢气，发生还原反应，d为阴极，则c为阳极；白天可利用太阳能电池给左侧锌一多硫化物电池充电，实现电能向化学能的转化，夜间作电源，给H2装置充电，电解反应产生H2；
【解析】A．由分析可知，白天可利用太阳能电池给左侧锌一多硫化物电池充电，实现电能向化学能的转化，A正确；B．左侧锌一多硫化物电池夜间作电源，给H2装置充电，电解反应产生H2，结合分析可知，应将电极ad、bc分别连接，B错误；C．白天工作时，锌一多硫化物电池处于充电状态，则b电极是阳极，发生氧化反应，电极反应式为：，C正确；D．H2生成装置可以使用Na+交换膜，①如果使用Na+交换膜，阴报区发生反应：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，Na+向阴极区迁移，得到较纯净的NaOH溶液，可供循环利用。②如果不使用Na+交换膜，显然H2生产装置电解液一般仍为NaOH、Na2S的混合溶液，故H2生产装置中可以使用钠离子交换膜，D正确；故选B。
4．（2024·四川成都·二模）自由基因为化学性质不稳定往往不能稳定存在，羟基自由基(·OH)有极强的氧化性，其氧化性仅次于氟单质。我国科学家设计的一种能将苯酚(C6H6O)氧化为CO2和H2O的原电池—电解池组合装置如图所示，该装置能实现发电、环保二位一体。下列说法错误的是
A．该装置工作时，电流方向为电极b→Ⅲ室→Ⅱ室→Ⅰ室→电极a→电极b
B．当电极a上有1mlCr(OH)3生成时，c极区溶液仍为中性
C．电极d的电极反应为H2O–e-=H++·OH
D．当电极b上有0.3mlCO2生成时，电极c、d两极共产生气体11.2L(标准状况)
【答案】D
【分析】根据装置图，左边是原电池装置，右边是电解池装置，a处Cr元素从+6价变成+3价，化合价降低，得到电子，发生还原反应，a为正极，b为负极。苯酚废水在d处被氧化，d处水分子失去电子形成羟基自由基，发生氧化反应，d为电解池阳极，c为电解池阴极，据此分析解题。
【解析】A．根据分析，a为正极，b为负极，该装置工作时，内电路电流由b极→Ⅲ室→Ⅱ室→Ⅰ室→a极，随后电流再由电极a→电极b，A正确；B．a极每产生1mlCr(OH)3，转移3ml电子，c极上的电极反应式为，生成1.5ml，与此同时，有3ml从阳极室透过质子交换膜进入阴极室，因此c极区溶液仍为中性，B正确；C．d极区为阳极区，电极反应为，C正确；D．电极b的电极反应式为，电极c的电极反应式为，电极d为电解池阳极，电极反应为，·OH可进一步氧化苯酚，化学方程式为，当电极b上有0.3mlCO2生成时，电极c、d两极共产生气体22.4L（标准状况），D错误；故选D。
5．（2024·青海海东·二模）某大学研究团队推出一种新型Zn-NO2电池。该电池能有效地捕获NO2，将其转化为，再将产生的电解制氨，过程如图所示。下列说法正确的是
A．d电极的电势比c电极的电势高
B．Zn极为原电池正极
C．c极的电极反应为-6e-+7H+=NH3+2H2O
D．电路中转移0.2mle-时，理论上能得到1.12LO2
【答案】A
【分析】由图可知，锌失去电子发生氧化反应，a为负极，与a相连的c阴极，b上NO2得到电子，变为，b为正极，与b相连的d为阳极。
【解析】A．c为阴极，d为阳极，d电极的电势比c电极的电势高，故A正确；B．锌失去电子发生氧化反应，a为负极，故B错误；C．c极为阴极，得到电子转化为NH3，电极反应为：，故C错误；D．d为阳极，电极反应式为：，电路中转移0.2mle-时，理论上能得到0.05mlO2，标况下的体积为0.05ml×22.4ml/L=1.12L，D选项中并未说明是标况，此时无法得知O2的体积，故D错误；故选A。
【热点四】金属腐蚀型电化学原理分析
1．（2024·浙江·模拟预测）在浓溶液中及空气存在下，矿砂中的单质银发生吸氧腐蚀生成，再加入锌粉生成和纯度较高的单质银，下列说法不正确的是
A．提高浓度有利于单质银的溶解
B．正极发生的电极反应式为：
C．随着腐蚀的进行，溶液的增大
D．加入锌粉反应后，溶液中阴离子总浓度降低
【答案】B
【解析】A．银单质在氯化钠浓溶液中与氧气反应生成[AgCl2]-，离子方程式为：，增大氯离子的浓度有利于单质银的溶解，A正确；B．在氯化钠溶液中，正极电极反应式为：，B错误；C．根据A可知，随着腐蚀的进行，氢氧根离子的浓度增大，溶液pH增大，C正确；D．加入锌粉后，发生反应：，溶液中阴离子总浓度降低，D正确；故选B。
2．（2024·广东佛山·二模）某实验小组利用如图装置探究电化学法保护铁制品的原理。反应一段时间后，下列说法错误的是
A．装置A利用的是牺牲阳极法
B．取a处溶液，滴加溶液，有蓝色沉淀
C．向c处滴加几滴酚酞溶液，变红
D．在d处上方放置湿润的淀粉-KI试纸，试纸变蓝
【答案】B
【分析】装置A中，锌的活泼性较强，作为负极，电极反应式为，铁作为正极，电极反应式为，在装置B中，C作为阳极，电极反应式为，铁作为阴极，电极反应式为，据此回答。
【解析】A．在装置A中，由于锌比铁活泼，故锌作为负极，铁作为正极，利用了牺牲阳极法保护了铁制品不被腐蚀，A正确；B．由分析知，在a处不会生成，滴加溶液，不会产生蓝色沉淀，B错误；C．由分析知，在c处有生成，加几滴酚酞溶液，变红，C正确；D．由分析知，在d处有生成，在上方放置湿润的淀粉-KI试纸，试纸变蓝，D正确；故选B。
3．（2024·北京顺义·一模）某小组探究不同pH时钢铁的腐蚀，实验装置及结果如下。下列说法正确的是
A．pH=2.0时，300～400s的反应速率比100～200s的速率快，可能与反应放热有关
B．pH=2.5时，碳粉作正极，发生的主要反应为O2+2H2O+4e-=4OH-
C．pH=4.0时，仅发生析氢腐蚀
D．当析氢腐蚀为主时，pH越大，反应速率越大
【答案】A
【解析】A．pH=2.0时，正极电极反应：2H++2e-=H2↑，300～400s的氢离子浓度小于100～200s的氢离子浓度，但气体压强增大，可能与反应放热有关，反应为放热反应，温度影响为主，故A正确；B．pH=2.5时，碳粉作正极，主要是析氢腐蚀，电极反应：2H++2e-=H2↑，故B错误；C．图象分析可知，pH=4.0时，气体压强减小，原因是发生了吸氧腐蚀，故C错误；D．当析氢腐蚀为主时，pH越大，反应速率越慢，故D错误；故选：A。
4．（2024·浙江绍兴·模拟预测）古代青铜器的出土，体现了古代中国对人类物质文明的巨大贡献。青铜器埋藏会产生多种锈蚀产物，其中结构致密，可以阻止内部青铜继续被腐蚀，而结构疏松膨胀，可使锈蚀很快蔓延。青铜锈蚀过程大致如下：
下列说法不正确的是
A．青铜锈蚀Ⅰ过程属于电化学腐蚀，负极的电极反应方程式为：
B．青铜锈蚀Ⅰ过程中浓度越大，腐蚀趋势越大
C．青铜锈蚀Ⅲ生成的方程式为：
D．青铜器修复可用碳酸钠溶液浸泡一段时间，使其保存更长久
【答案】C
【解析】A．青铜锈蚀I过程属于电化学腐蚀，Cu在负极失去电子生成CuCl，电极反应方程式为：，故A正确；B．青铜锈蚀I过程发生电极反应：，Cl-浓度越大，腐蚀趋势越大，故B正确；C．青铜锈蚀Ⅲ过程中Cu2O和空气中的O2、HCl发生氧化还原反应生成，化学方程式为：2Cu2O+O2+2HCl+2H2O=2，故C错误；D．青铜器修复可用碳酸钠溶液浸泡一段时间，除去表面的酸性物质（如HCl），能使其保存更长久，D正确；故选C。
5．（2024·北京丰台·一模）恒温条件下，用图1所示装置研究铁的电化学腐蚀，测定结果如图2。
下列说法不正确的是
A．AB段主要发生析氢腐蚀
B．AD段负极反应式为Fe-2e-=Fe2+
C．BC段正极反应式主要为O2+4e-+2H2O=4OH-
D．DE段溶液pH基本不变，可能的原因：相同时间内，2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同
【答案】C
【分析】图1中构成原电池，铁作负极，开始时pH=1.8，AB段溶液pH值增大，体系压强增大，铁主要发生析氢腐蚀；BD段溶液的pH值增加，体系压强减小，正极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O；DE段溶液pH基本不变，但压强减小，产生的Fe2+被O2氧化，pH基本不变可能的原因：相同时间内，2Fe+O2+4H+=2Fe2++2H2O消耗H+的量与4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+产生H+的量基本相同。
【解析】A．由图可知，AB段体系的压强增大，说明产生了氢气，故AB段主要发生析氢腐蚀，A正确；B．AD段内发生的都是铁的电化学腐蚀，铁在负极的电极式为：Fe-2e-=Fe2+，B正确；C．由图可知BC段的pH为3-5，正极不能产生氢氧根，电极反应式为：O2+4e-+4H+=2H2O，C错误；D．根据分析，D正确；故选C。
概率预测
☆☆☆☆☆
题型预测
选择题☆☆☆☆☆
考向预测
原电池、新型化学电源、电解池、金属腐蚀的综合分析及应用
燃料电池电解质
正极反应式
酸性电解质
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
碱性电解质
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
固体电解质(高温下能传导O2－)
O2＋4e－===2O2－
熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)
O2＋2CO2＋4e－===2COeq \\al(2－,3)
以锌铜原电池为例，中间用阳离子交换膜隔开
①负极反应式：Zn-2e-=Zn2＋
②正极反应式：Cu2＋＋2e-=Cu
③Zn2＋通过阳离子交换膜进入正极区
④阳离子→透过阳离子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极)
以Pt为电极电解淀粉­KI溶液，中间用阴离子交换膜隔开
①阴极反应式：2H2O＋2e-=H2↑＋2OH-
②阳极反应式：2I-_2e-=I2
③阴极产生的OH-移向阳极与阳极产物反应：3I2＋6OH-=IO3-＋5I-＋3H2O
④阴离子→透过阴离子交换膜→电解池阳极(或原电池的负极)
在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH)，可获得清洁能源H2
①阴极反应式：2H＋＋2e-=H2↑
②阳极反应式：CH3COOH-8e-＋2H2O=2CO2↑＋8H＋
③阳极产生的H＋通过质子交换膜移向阴极
④H＋→透过质子交换膜→原电池正极(或电解池的阴极)
将含AnBm的废水再生为HnB和A(OH)m的原理：已知A为金属活动顺序表H之前的金属，Bn-为含氧酸根离子
双极膜
由一张阳膜和一张阴膜复合制成。该膜特点是在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H＋和OH－并通过阳膜和阴膜分别向两极区移动，作为H＋和OH－的离子源
铁粉还原水体中的反应原理示意图(已知：形成了原电池)
足量铁粉还原水体中的后，铁表面最终的形态示意图
初始的水体中，分别加入、Fe(足量)、Fe(足量)和时去除率(%)的对比图像