专题08 电化学基础规范演练高考化学选择题规范.docx
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专题08电化学基础规范演练高考化学选择题规范
【命题解读】电化学基础是高考每年必考内容，主要题型是选择题，有时也会在非选择题中出现，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。
电化学试题15、16两年均考原电池，主要试题情景都是最新科技成果，容易出题，且能综合考查氧化还原和计算等内容。
而17年则回归教材内容考用电解原理进行金属的防护问题。
今后命题中依然会重视对电化学原理的理解和应用，注重试题情景新颖、真实、陌生度，强化与氧化还原反应的综合。
各种“离子膜式”装置值得重视！
【知识归纳】
1.常见考点归纳
电极判断
负极：
元素化合价升高或发生氧化反应的物质
正极：
元素化合价降低或发生还原反应的物质
阴极：
“放电”时的负极在“充电”时为阴极
阳极：
“放电”时的正极在“充电”时为阳极
电子流向
原电池：
负极→正极
电解池：
电源负极→阴极，阳极→电源正极
离子流向
原电池：
阳离子移向正极，阴离子移向负极
电解池：
阳离子移向阴极，阴离子移向阳极
电极反应式
“放电”时依据条件，指出参与负极和正极反应的物质，根据化合价的变化，判断转移电子的数目；根据守恒书写负极（或正极）反应式，特别应注意电极产物是否与电解质溶液共存
充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电的阳极反应为放电时正极反应的逆过程，充电的阴极反应为放电时负极反应的逆过程
2．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
3．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（活性电极作阳极）
4．新型电池的电极反应式
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
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＋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
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）2
MgH2O2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＋MgCl2
正极：
2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－
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＋
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 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
5．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：
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＋
6.析氢腐蚀和吸氧腐蚀
类型
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜呈酸性
水膜呈弱酸性或中性
正极反应
2H＋＋2e－===H2↑
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
负极反应
Fe－2e－===Fe2＋
其他反应
Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2↓
4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3
Fe（OH）3失去部分水转化为铁锈
7.金属腐蚀的防护方法
（1）加防护层：
如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属或生成一层致密的薄膜。
（2）电化学防护法：
牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理：
正极为被保护的金属，负极为比被保护的金属活泼的金属；外加电流的阴极保护法——电解原理：
阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。
【规范演练】
1.（福建省莆田市2018届高三下学期3月教学质量检测）高铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型绿色水处理剂。
工业上可用电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4，其工作原理如右图所示，两端隔室中离子不能进入中间隔室。
下列说法错误的是
A.电解时，铜电极连接电源负极
B.甲溶液可回用于该电解池
C.离子交换膜a是阴离子交换膜
D.阳极电极反应式：
Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O
答案：
C
2.（河南省2018届高三4月普通高中毕业班高考适应性考试）工业上电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示（图中电极均为石墨电极）。
下列说法错误的是
A.a极连接电源的负极
B.阳极反应为NO+5e-+6H+=NH4++H2O
C.总反应方程式为8NO+7H2O
3NH4NO3+2HNO3
D.为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是NH3
答案：
B
3.（乌鲁木齐市2018届高三下学期4月第二次诊断性测验）一种碳纳米管能够吸附氢气，可作充电电池（ 如图所示）的碳电极，该电池的电解质溶液为6 mol/L KOH溶液，下列说法中正确的是
A．放电时镍电极反应为:
NiOOH +H2O +e-=Ni（OH）2 +OH-
B．放电时碳电极反应为:
2H+ +2e-= H2 ↑
C．充电时将碳电极与电源的正极相连
D．充电时阴极发生氧化反应
解析：
放电时,正极上得电子发生还原反应,电极反应式为:
NiOOH +H2O +e-=Ni（OH）2 +OH-，A正确；放电时,碳电极上失电子发生氧化反应，电极反应式为：
B错误；充电时,碳电极与电源的负极相连，C错误；充电时，阴极上得电子发生还原反应，D错误。
答案：
A
4.（江西省九所重点中学2018届高三联合考试）根据反应KMnO4＋FeSO4＋H2SO4→MnSO4＋Fe2（SO4）3＋K2SO4＋H2O（未配平）设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1mol·L－1，溶液的体积均为200mL，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。
下列说法不正确的是（）
A.石墨b是原电池的负极，发生氧化反应
B.甲烧杯中的电极反应式：
MnO4-＋5e－＋8H＋===Mn2＋＋4H2O
C.电池工作时，盐桥中的阴阳离子分别向乙甲烧杯中移动，保持溶液中的电荷平衡
D.忽略溶液体积变化，Fe2（SO4）3浓度变为1.5mol/L，则反应中转移的电子为0.1mol
答案：
D
5.（南阳市第一中学2018届高三第九次考试）我国预计在2020年前后建成自己的载人空间站。
为了实现空间站的零排放，循环利用人体呼出的CO2并提供O2，我国科学家设计了一种装置（如下图），实现了“太阳能一电能一化学能”转化，总反应方程式为2CO2=2CO+O2。
关于该装置的下列说法不正确的是
装置a装置b
附：
⊕表示阳离子，Θ表示阴离子
A.装置a将太阳能转化为电能，装置b将电能转化为化学能
B.工作过程中OH-向Y电极周围移动
C.人体呼出的气体参与X电极的反应：
CO2+2e-+H2O=CO+2OH-
D.反应完毕后恢复到原温度，装置b中电解质溶液的碱性减弱
答案：
D
6.（延边州2018届高三质量检测）LiFePO4电池广泛用于电动车。
电池反应:
FePO4
LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li+导电固体为电解质。
下列说法正确的是
选项
放电过程
充电过程
A
Li+向电池的正极迁移
化学能转化成电能
B
可以加入磷酸以提高电解质的导电率
阳极的电极反应式为LiFePO4- e-= FePO4 +Li+
C
若正极增加7g，则有NA个电子经电解质由负极流向正极
阳极材料的质量不断减少
D
若有nmol的Li+迁移，则理论上负极失去nmol电子
阴极的电极反应式为Li++e-= Li
解析：
A、充电过程是电能转化成化学能的过程，故A错误；B、Li属于活泼金属，加入磷酸，Li会与磷酸反应，故B错误；C、根据原电池的工作原理，电子从负极经外电路流向正极，电子不通过电解质，故C错误；D、负极反应式为：
Li－e－=Li＋，转移nmolLi＋，说明通过电子物质的量为nmol，即Li失去电子nmol，充电时，电池的负极接电源的负极，即阴极反应式为Li＋＋e－=Li，故D正确。
答案：
D
7.（六安市皖西省示范高中联盟2018届高三上学期期末）电化学在日常生活中用途广泛，下图①是镁、次氯酸钠燃料电池的示意图，电池总反应式为：
Mg+ClO-+H2O═Cl-+Mg（OH）2↓，图②是电解法除去工业废水中的Cr2O72-．下列说法正确的是
A.图②中Cr2O72-离子向铁电极移动，与该极附近的OH-结合转化成Cr（OH）3除去
B.图②中阳极上的电极反应式为：
Fe-3e-═Fe3+
C.图①中发生的氧化反应是：
ClO-+H2O+2e-═Cl-+2（OH）-
D.若图①中7.2g镁溶解产生的电量用以图②废水处理，理论可除去Cr2O72-的物质的量为0.05mol
答案：
D
8.（贵阳市清华中学2018届高三2月月考）特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂（LiCoO2）电池，其工作原理如右图，A极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li+的高分子材料。
隔膜只允许特定的离子通过，电池反应式LixC6+Li1-xCoO2
C6+LiCoO2，下列说法不正确的是
A.据题意分析可知该隔膜只允许Li+通过，放电时Li+从左边移向右边
B.放电时，正极锂的化合价未发生改变
C.废旧钴酸锂电池进行“放电处理”让Li+进入石墨中而有利于回收
D.充电时阳极的电极反应式为：
LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+
解析：
电解质是能传导Li+的高分子材料，所以隔膜只允许Li+通过，根据图示，A是负极，放电时Li+从左边移向右边，故A正确；放电时，正极Co元素化合价降低、锂的化合价未发生改变，故B正确；“放电处理”，Li+进入Li1-xCoO2中，故C错误；充电时阳极失电子发生氧化反应，电极反应式为：
LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+，故D正确。
答案：
C
9.（哈尔滨市第三中学校2018届高三一模考试）锂-碘电池应用于心脏起搏器，使用寿命超过10 年，负极是锂，正极是聚2-乙烯吡（P2VP） 和I2 复合物，工作原理2Li+P2VP·nI2=2LiI+ P2VP·（n-1）I2，下列叙述错误的是
A.该电池是电解质为非水体系的二次电池
B.工作时Li向正极移动
C.正极反应式为P2VP·nI2+2Li++2e-=2LiI+ P2VP·（n-1）I2
D.该电池具有全时间工作、体积小、质量小、寿命长等优点
答案：
A
10.（赤峰二中2018届高三下学期第一次月考）现在污水治理越来越引起人们重视，可以通过膜电池除去废水中的乙酸钠和对氯苯酚
，同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法正确的是
A.当外电路中有0.2mole-转移时，A极区增加的H+的个数为0.2NA
B.A极的电极反应式为
C.铁电极应与Y相连接
D.反应过程中甲中右边区域溶液pH逐渐升高
答案：
C
11.（河南省2018届普通高中毕业班高考适应性测试）一种处理高浓度乙醛废水的方法——隔膜电解法，其原理如图所示，电解质溶液为一定浓度含乙醛的Na2SO4溶液，电解后乙醛在两个电极分別转化为乙醇和乙酸。
下列说法正确的是
A.a电极为阴极，b电极为阳极
B.阳极的电极反应式为CH3CHO-2e-+H2O=CH3COOH+2H+
C.设电解时溶液体积不变，则阴极区Na2SO4的物质的量增大
D.电解过程中，M池溶液的pH变大，N池溶液的pH变小
解析：
A.根据溶液中氢离子的移动方向可知，b电极为阴极，a电极为阳极，故A错误；B.阳极发生氧化反应，电极反应式为CH3CHO-2e-+H2O=CH3COOH+2H+，故B正确；C.阴极发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，设电解时溶液体积不变，则阴极区Na2SO4的物质的量不变，故C错误；D.电解过程中，M 池中a为阳极，电极反应式为CH3CHO-2e-+H2O=CH3COOH+2H+，溶液的pH 减小，故D错误。
答案：
B
12.（新余四中、鹰潭一中等重点中学盟校2018届高三第一次联考）碳酸二甲酯[（CH3O）2CO]是一种具有发展前景的“绿色”化工产品，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示（加入两极的物质均是常温常压下的物质）。
下列说法正确的是
A.B为直流电源正极
B.H+由石墨2极通过质子交换膜向石墨l极移动
C.石墨l极发生的电极反应为：
2CH3OH+CO－2e−=（CH3O）2CO+2H+
D.电解一段时间后，阴极和阳极消耗的气体的物质的量之比为l∶1
答案：
C
13.（新疆2018届高三第一次适应性检测）将二氧化碳转化为乙烯的装置如图所示，使用的电极材料均为惰性电极。
下列说法正确的是（）
A.a为电源的正极B.每生成0.1mol乙烯，同时生成6.72LO2
C.阴极反应式为2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2OD.电解过程中，阳极区溶液中c（H+）逐渐减小
答案：
C
14.（曲靖市第一中学2018届高三3月质量监测）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，电池反应式为16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。
同时利用此装置的电能在铁上镀铜，下列说法不正确的是
A.电池工作时，a是正极，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14g
B.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性
C.当钾硫电池电极提供1mol电子时，则理论上铁电极增重32g
D.放电时，Li+向正极移动，在此电池中加人硫酸可增加导电性
答案：
D
15.（茂名市五大联盟学校2018届高三3月联考）摩拜单车利用车篮处的太阳能电池板向智能锁中的锂离子电池充电，电池反应原理为LiCoO2+6C
li1-xCoO2+lixC6，结构如图所示。
下列说法正确的是
A.放电时，正极质量增加
B.充电时，锂离子由右向左移动
C.该钾离了电池工作时，涉及到的能量形式有3种
D.充电时、阳极的电极反应式为Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2
解析：
A、放电时，正极发生得电子还原反应，电极反应式为：
Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2 ，所以正极质量增加，选项A正确；B、充电时，阳极生成Li+，Li+向阴极（C极）移动，如图所示右边为C极，所以充电时锂离子由左向右移动，选项B错误；C、锂离子电池工作时，化学能转化为电能，涉及到2种能量形式之间的转化，选项C错误；D、该锂离子电池反应原理为LiCoO2 +6C
Li1-xCoO2 +LixC6，则充电时，阳极发生失电子的氧化反应，电极反应式为LiCoO2 -xe-=Li1-xCoO2+xLi+，选项D错误。
答案：
A
16.（怀化市2018届高三上学期期末教育质量监测）中国科学院成功开发出一种新型铝-石墨双离子充电电池，大幅提升了电池的能量密度。
该电池放电时的总反应
为:
AlLi+CxPF6=Al+xC+Li++PF6-，则下列有关说法正确的是
A．充电时，PF6-向阳极移动
B．充电时，铅电极质量减少
C．放电时，正极反应式为:
Al+Li++e-=AlLi
D．放电时，电子由石墨沿导线流向铝
解析：
电池充电时总反应化学方程式为Al+xC+Li++PF6-=AlLi+CxPF6，则放电时的总反应为Al+xC+Li++PF6-=AlLi+CxPF6-，放电时AlLi被氧化，为原电池的负极，电极反应式为AlLi-e-=Al+Li+，正极CxPF6-得电子被还原，电极反应式为CxPF6+e-=xC+PF6-，充电时，电极反应与放电时的反应相反。
A、充电时，属于电解池的工作原理，PF6-向阳极移动，选项A正确；B、充电时，属于电解池的工作原理，电解池的阴极发生得电子的还原反应，即Al+Li++e-=AlLi，所以铝电极质量增加，选项B错误；C、放电时，属于原电池的工作原理，正极CxPF6得电子被还原，电极反应式为CxPF6+e-=xC+PF6-，选项C错误；D、放电时，属于原电池的工作原理，电子由负极沿导线流向正极，即由铝沿导线流向石墨，选项D错误。
答案：
A
17.（江西省重点中学协作体2018届高三下学期第一次联考）近年来，我国在航空航天事业上取得了令人瞩目的成就，科学家在能量的转化，航天器的零排放作出了很大的努力，其中为了达到零排放的要求，循环利用人体呼出的CO2并提供O2，设计了一种装置（如图）实现了能量的转化，总反应方程式为2CO2=2CO+O2。
关于该装置下列说法正确的是（）
A.装置中离子交换膜为阳离子交换膜
B.反应完毕，电解质溶液碱性减弱
C.N型半导体为阳极，P型半导体为阴极
D.CO2参与X电极的反应方程式：
CO2+2e¯+H2O=CO+2OH¯
答案：
D
18.（合肥市2018年高三上学期第一次教学质量检测）利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。
可用电解LiCl溶液制备LiOH，装置如下图所示。
下列说法正确的是
A.电极B连接电源正极
B.A极区电解液为LiCl溶液
C.阳极反应式为：
2H2O+2e-=H2↑+2OH-
D.每生成1molH2，有1molLi+通过该离子交换膜
答案：
B
19.（“江淮十校”2018届高三第一次联考）铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中，形成一层弱酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀，示意图如右图。
下列说法错误的是（）
A.若水膜中溶解了SO2，则铁铆钉腐蚀的速率将加快
B.铁、铜与弱酸性水膜形成了原电池，铁铆钉发生还原反应
C.铜极上的反应有：
2H++2e-=H2↑，O2+4e-十4H+=2H2O
D.若在金属表面涂一层油漆，可有效阻止铁铆钉被腐蚀
解析：
A.若水膜中溶解了SO2，水膜中c（H＋）增大，则铁铆钉腐蚀的速率将加快，故A正确；B.铁、铜与弱酸性水膜形成了原电池，铁铆钉作负极，发生氧化反应，故B错误；C.铜极上的反应有：
水膜酸性较强时2H++2e-=H2↑，水膜酸性较弱或中性或碱性时O2+4e-十4H+=2H2O，故C正确；D.若在金属表面涂一层油漆，隔离空气，可有效阻止铁铆钉被腐蚀，故D正确。
答案：
B
19.（河南省八市2018届高三上学期第一次测评）近年来有多个品牌的手机电池曾发生爆炸事故，公众对电池安全性的重视程度越来越高，燃料电池作为安全性能较好的一类化学电源得到了更快的发展。
一种以联氨（N2H4）为燃料的环保电池工作原理如图所示，工作时产生稳定无污染的物质。
下列说法不正确的是（）
A.M极生成氮气且电极附近pH降低
B.负极上每消耗1molN2H4，会有4molH+通过质子交换膜
C.正极的电极反应式为：
O2+4H++4e-=2H2O
D.d口流出的液体是蒸馏水
答案：
D
20.（陕西西铁一中高三化学第二次月考）随着各地治霾力度的加大，大力发展高性能燃料电池汽车成为研究课题。
如图是某课题组设计的液体燃料电池示意图。
下列有关叙述不正确的是
A.该电池的优点是不产生污染气体，且液体燃料便于携带
B.电池内部使用的是阴离子交换膜，OH-经交换膜移向负极
C.该燃料电池的电极材料采用多孔纳米碳材料（如图），目的是增大接触面积，增加吸附量
D.该电池中通入N2H4的电极为正极，发生的电极反应式为N2H4+4OH--4e-=N2↑+4H2O
解析：
A．该燃料电池中，联氨和空气中的氧气反应生成氮气和水，不会造成大气污染，同时液态联氨便于携带，正确；B．该原电池中，正极上氧气结合电子生成氢氧根离子，氢氧根离子移向负极，所以离子交换膜要选取阴离子交换膜，正确；C．因为电池中正负极上为气体参与的反应，所以采用多孔导电材料，可以提高电极反应物质在电极表面的吸附量，并使它们与电解质溶液充分接触，正确；D．通入N2H4的电极为负极
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