高考化学二轮复习突破题专题06电化学基础（知识过关）（2份打包，解析版+原卷版，可预览）

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专题06    电化学基础一、试题分析电化学是高考每年必考内容，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。二、试题导图 三、必备知识知识点1　电极的判断知识点2．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＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞……(2)阴离子在阳极上的放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞……知识点3．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：4H＋＋  4e－===2H2↑阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑NaOHH2O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CuSO4减小加CuO知识点4．十五种新型电池的电极反应式锌银电池总反应：Ag2O＋Zn＋H2O2Ag＋Zn(OH)2正极Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－负极Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2锌空气电池总反应：2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)正极O2＋4e－＋2H2O===4OH－负极Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH) 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高铁电池总反应：3Zn＋2FeO＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4OH－正极FeO＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－负极Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2镍镉电池总反应：Cd＋2NiOOH＋2H2O Cd(OH)2＋2Ni(OH)2正极NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－负极Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2Mg­H2O2电池总反应：H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2＋＋2H2O正极H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O 负极Mg－2e－===Mg2＋Mg­AgCl电池总反应：Mg＋2AgCl===2Ag＋Mg2＋＋2Cl－正极2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－负极Mg－2e－===Mg2＋镁钴电池总反应：xMg＋Mo3S4MgxMo3S4正极Mo3S4＋2xe－=== Mo3S负极xMg－2xe－===xMg2＋钠硫电池总反应：2Na＋xS===Na2Sx正极负极2Na－2e－===2Na＋钠硫蓄电池总反应：2Na2S2＋NaBr3Na2S4＋3NaBr正极NaBr3＋2e－＋2Na＋===3NaBr负极2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋钠离子电池总反应：Na1－mCoO2＋NamCnNaCoO2＋Cn正极Na1－mCoO2＋me－＋mNa＋=== NaCoO2负极NamCn－me－===mNa＋＋Cn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＋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＋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知识点5．新型化学电源中电极反应式的书写三步骤知识点6．燃料电池的电极反应式(以CH3OH为例电极反应式)电池类型导电介质反应式酸性燃料电池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＋知识点7．燃料电池中氧气得电子的思维模型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，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O2＋4H＋＋4e－===2H2O碱性电解质溶液环境下O2＋2H2O＋4e－===4OH－固体电解质(高温下能传导O2－)环境下O2＋4e－===2O2－熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下O2＋2CO2＋4e－===2CO四、回顾高考1．（2019年全国1卷）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，示意图如下所示。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NH3D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动2．（2019年全国3卷）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，结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。以下说法不正确的是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年全国1卷）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+H2OB．协同转化总反应：CO2+H2S＝CO+H2O+SC．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年全国2卷）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，ClO4－向负极移动                          B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2C．放电时，正极反应为：3CO2＋4e－=2CO32－＋C         D．充电时，正极反应为：Na＋＋e－=Na5．（2018年全国3卷）一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x（x=0或1）。下列说法正确的是(　　)A．放电时，多孔碳材料电极为负极B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C．充电时，电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移D．充电时，电池总反应为Li2O2-x=2Li+（1—x/2）O26．（2017年全国1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7．（2017年全国2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：          D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动8．（2017年全国3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，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列说法错误的是A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e−=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9．（2016年全国1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．通电后中间隔室的离子向正极迁移，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2H2O − 4e– = O2+4H+，负极区溶液pH降低D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成10．（2016年全国2卷）Mg—AgCl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Mg-2e-=Mg2+             B．正极反应式为Ag++e-=AgC．电池放电时Cl-由正极向负极迁移        D．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑11．（2016年全国3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）五、预测20201．在氯碱工业中，离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下，下列说法不正确的是（   ）                                          离子交换膜A．电极A为阳极，发生氧化反应生成氯气B．离子交换膜为阳离子交换膜C．饱和NaCl从a处进，NaOH溶液从d处出D．OH-迁移的数量等于导线上通过电子的数量2．2019年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池开发的三位科学家。一种锂离子电池的反应式为LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2(x＜1)。其工作原理如图所示。下列说法不正确的是（    ）A．放电时，Li+由b极向a极迁移B．放电时，若转移0.02mol电子，石墨电极将减重0.14gC．充电时，a极接外电源的正极D．该废旧电池进行“充电处理”有利于锂在LiCoO2极回收3．电解法处理CO2和SO2混合污染气的原理如下图所示，电解质为熔融碳酸盐和硫酸盐，通电一段时间后，Ni电极表面形成掺杂硫的碳积层。下列说法错误的是A．Ni电极表面发生了还原反应B．阳极的电极反应为：2O2—-4e-=O2C．电解质中发生的离子反应有：2SO2 +4O2—=2SO42—D．该过程实现了电解质中碳酸盐和硫酸盐的自补充循环4．LED系列产品是一类新型节能产品。图甲是/燃料电池，图乙是LED发光二极管的装置示意图。下列叙述错误的是A．电池总反应为：B．电池放电过程中，从B极区向A极区移动C．电池放电过程中，B极区pH减小，A极区pH增大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A极相连5．如图是化学课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置示意图。下列有关该装置的说法正确的是(　　)A．铜片为负极，其附近的溶液变蓝，溶液中有Cu2＋产生B．电路中的电流方向由锌片流向铜片C．其能量转化的形式主要是“化学能→电能→光能”D．如果将稀硫酸换成柠檬汁，LED灯将不会发光6．利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置如图所示，下列说法正确的是（ ）A．电极b反应式是O2+4e-+2H2O=4OH-B．电解后乙装置d电极附近溶液的pH不变C．c电极上的电极反应式为N2O4-2e-+H2O=N2O5+2H+D．甲中每消耗1mol SO2，乙装置中有1mol H+通过隔膜7．某地海水中主要离子的含量如下表，现利用“电渗析法”进行淡化，技术原理如图所示(两端为惰性电极，阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过)。下列有关说法错误的是A．甲室的电极反应式为：2Cl-－2e-= Cl2↑B．淡化过程中易在戊室形成水垢C．乙室和丁室中部分离子的浓度增大，淡水的出口为 bD．当戊室收集到22.4L(标准状况)气体时，通过甲室阳膜的离子的物质的量一定为2mol8．一种镁氧电池如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭，电解液为KOH浓溶液。下列说法错误的是A．电池总反应式为：2Mg＋O2＋2H2O＝2Mg(OH)2   B．正极反应式为：Mg－2e－＝Mg2＋C．活性炭可以加快O2在正极上的反应速率         D．电子的移动方向由a经外电路到b