电化学一轮复习.docx

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电化学一轮复习

电化学一轮复习

1．下图装置（Ⅰ）是一种可充电电池，装置（Ⅱ）为电解池。

装置（Ⅰ）的离子交换膜只允许Na+通过，已知电池充放电的化学方程式为2Na2S2+NaBr3化气

Na2S4+3NaBr。

当闭合开关K时，X电极附近溶液变红。

下列说法正确的是

A．闭合开关K时，钠离子从右到左通过离子交换膜

B．闭合开关K时，负极反应式为：

3NaBr-2e-=NaBr3+2Na+

C．闭合开关K时，X电极反应式为：

2Cl--2e-=Cl2↑

D．闭合开关K时，当有0.1molNa+通过离子交换膜，X电极上析出标准状况下气体1.12L

2．利用原电池原理，在室温下从含低浓度铜的酸性废水中回收铜的实验装置如图所示，下列说法错误的是

A．X、Y依次为阳离子、阴离子选择性交换膜

B．负极的电极反应式：

BH4-＋8OH-一8e-═B（OH）4-＋4H2O

C．2室流出的溶液中溶质为Na2SO4和K2SO4

D．电路中每转移1mol电子，电极2上有32gCu析出

3．图甲是利用一种微生物将废水中尿素

的化学能直接转化为电能，并生成环境友好物质的装置，同时利用此装置在图乙中的铁上镀铜。

下列说法中不正确的是（）

A．铜电极应与

电极相连接

B．

通过质子交换膜由左向右移动

C．当

电极消耗

气体时，则铁电极增重

D．

电极的电极反应式为

4．图甲为一种新型污水处理装置，该装置可利用一种微生物将有机废水的化学能直接转化为电能。

图乙为电解氯化铜溶液的实验装置的一部分。

下列说法中正确的是

A．a极要与Y极连接

B．N电极发生还原反应，当N电极消耗5.6L（标准状况下）气体时，则a电极增重64g

C．不论b为何种电极材料，b极的电极反应式一定为2C1--2e-=Cl2↑

D．若有机废水中主要含有乙醛，则图甲中M极发生的电极应为：

CH3CHO+3H2O-l0e-=2CO2↑+l0H+

5．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（

），其原理如下图所示，下列说法正确的是

A.该装置为电解装置，B为阳极

B.A极的电极反应式为

+e-=Cl－+

C.当外电路中有0.1mole-转移时，A极区增加的H+的个数为0.1NA

D.电子从B极沿导线经小灯泡流向A极

6．将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置示意如图（A、B为多孔性碳棒）持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL。

则下列说法错误的是（　　）

A.通入CH4的一端为原电池的负极，通入空气的一端为原电池的正极

B.0＜V≤22.4L时，电池总反应的化学方程式为CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O

C.22.4L＜V≤44.8L时，负极电极反应为CH4－8e－＋

＋3H2O＝

D.V＝33.6L时，溶液中只存在阴离子

7．厌氧性硫酸盐还原菌（SRB）是导致铁腐蚀的一种菌种，其腐蚀原理的图解如图所示。

下列说法不正确的是

A．负极产生的Fe2＋向正极移动

B．

在SRB细菌作用下发生的电极反应为

＋8e－＋4H2O

S2－＋8OH－

C．总反应的化学方程式为4Fe＋

＋4H2O

FeS＋3Fe（OH）2＋2OH－

D．若引入新的菌种，则一定会加速金属的腐蚀

8．新型夹心层石墨烯锂硫二次电池的工作原理可表示为16Li+xS8

8Li2Sx，其放电时的工作原理如图所示，下列有关该电池的说法正确的是

A．电池充电时X为电源负极

B．放电时，正极上可发生反应：

2Li++Li2S4+2e-=2Li2S2

C．充电时，没生成1molS8转移0.2mol电子

D．离子交换膜只能通过阳离子，并防止电子通过

9．研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融的CaF2－CaO作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。

下列说法中错误的是

A．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量保持不变

B．阳极的电极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑

C．由TiO2制得1mol金属Ti，理论上外电路通过2mol电子

D．若用铅蓄电池作供电电源，“—”接线柱应连接Pb电极

10．用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中0.1molCu（OH）2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。

则电解过程中转移的电子数为

A．0.1molB．0.2molC．0.3molD．0.4mol

11．高能LiFePO4电池，多应用于公共交通。

电池中间是聚合物的隔膜,主要作用是在反应过程中只让Li+通过。

结构如图所示。

原理如下：

（1-x）LiFePO4+xFePO4+LixCn

LiFePO4+nC。

下列说法不正确的是（）

A．放电时，正极电极反应式：

xFePO4+xLi++xe-===xLiFePO4

B．放电时，电子由负极经导线、用电器、导线到正极

C．充电时，阴极电极反应式：

xLi++xe-+nC===LixCn

D．充电时，Li+向左移动

12．最近，科学家研发了“全氢电池”，其工作原理如图所示。

下列说法不正确的是（）

A．放电时，两极电解质溶液的酸碱性均降低

B．负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－====2H2O

C．电池的总反应是2H2＋O2====2H2O

D．电解质溶液中Na＋向右移动，ClO

向左移动

13．FFC电解法可由金属氧化物直接电解制备金属单质，西北稀有金属材料研究院利用此法成功电解制备钽粉（Ta），其原理如图所示。

下列说法正确的是

A．该装置将化学能转化为电能

B．a极为电源的正极

C．Ta2O5极发生的电极反应为Ta2O5+10e—=2Ta+5O2—

D．石墨电极上生成22.4LO2，则电路中转移的电子数为4×6.02×1023

14．利用微生物燃料电池进行废水处理，实现碳氮联合转化。

其工作原理如下图所示，其中M、N为厌氧微生物电极。

下列有关叙述错误的是

A．负极的电极反应为CH3COO-—8e-+2H2O==2CO2↑+7H+

B．电池工作时，H+由M极移向N极

C．相同条件下，M、N两极生成的CO2和N2的体积之比为3：

2

D．好氧微生物反应器中发生的反应为NH4++2O2==NO3-+2H++H2O

15．二甲醚（CH3OCH3）直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，用二甲醚燃料电池电解甲基肼（CH3—NH—NH2）制氢的装置如图所示，其中X、Y、M、N均为惰性电极。

下列说法正确的是

A．M极的电极反应式为CH3—NH—NH2+12OH−−10e−

CO32-+N2+9H2O

B．若忽略水的消耗与生成，甲中电解质溶液的pH减小，乙中电解质溶液的pH增大

C．乙中的交换膜是阴离子交换膜，OH−透过交换膜向N极移动

D．理论上，当生成6.72LH2时，消耗CH3OCH3的质量为2.3g

16．以柏林绿Fe[Fe（CN）6]为代表的新型可充电钠离子电池，其放电工作原理如图所示。

下列说法正确的是

A．放电时，Mo箔上的电势比Mg箔上的低

B．充电时，Mo箔接电源的负极

C．放电时，正极反应为Fe[Fe（CN）6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe（CN）6]

D．充电时，外电路中通过0.2mol电子时，阴极质量增加3.55g

17．以CH4、O2、熔融Na2CO3组成的燃料电池电解制备N2O5，装置如图所示。

下列说法正确的是

A．石墨1为电池负极，Pt2为电解池阳极

B．石墨2上的电极反应为：

C．阳极的电极反应为：

N2O4+H2O-2e-=N2O5+2H+

D．每制得1molN2O5，理论上消耗标况下2．8L的CH4

18．氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。

可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下。

通过控制开关连接K1或K2，可交替得到H2和O2。

①制H2时，连接_______________。

产生H2的电极反应式是_______________。

②改变开关连接方式，可得O2。

③结合①和②中电极3的电极反应式，说明电极3的作用：

________________________。

19．氢能是重要的新能源，储氢技术的开发对于氢能源的推广应用是一个非常关键的技术。

其中有一种方法是借助有机物储氢，其装置如图所示（忽略其它有机物，且涉及到有机物均为气体），回答下列问题：

（1）该电池中A的电极名称为______

（2）写出D极生成目标产物的电极反应式______

（3）D极收集到新生成的气体有______；通过此方法储氢后，共收集到混合气体的物质的量为______

（4）该储氢装置的电流效率为______（计算结果保留三位有限数字。

已知：

电流效率=生成目标产物消耗的电子数/转移的电子总数×100%）

21．

（1）某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2＝2AgCl。

①正极反应为_________。

②当电路中转移0.01mole－时，交换膜左侧溶液中约减少______mol离子。

（2）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，阴极的电极反应：

_________；协同转化总反应：

___________；若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为_______性（碱性、中性、酸性）

（3）以石墨为电极，电解Pb（NO3）2溶液制备PbO2，若电解过程中以铅蓄电池为电源，当电解装置中阳极增重23.9g时（忽略副反应），理论上蓄电池正极极增重______g。

（4）电化学降解法可用于处理酸性硝酸盐污水，设计一电解池（如图所示）。

若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差（Δm左－Δm右）为____g。

参考答案

1．D

【解析】

试题分析：

当闭合开关K时，X极附近溶液变红色，说明X极生成OH－离子，为电解池的阴极，发生反应为2H2O+2e－＝H2↑+2OH－。

则A为原电池的负极，B为原电池的正极，根据电池充、放电的化学反应方程式为2Na2S2+NaBr3

Na2S4+3NaBr可知，负极反应为2Na2S2－2e－＝2Na++Na2S4，正极反应为NaBr3+2Na++2e－＝3NaBr，Y极为电解池的阳极，电极反应为2Cl――2e－＝Cl2↑，以此解答该题。

A、原电池中阳离子向正极移动，则闭合K时，钠离子从左到右通过离子交换膜，故A错误；B、闭合K时，负极发生氧化反应，电极反应为2Na2S2－2e－＝2Na++Na2S4，故B错误；

C、闭合K时，X极附近溶液变红色，说明X极生成OH－离子，为电解池的阴极，发生反应为2H2O+2e－＝H2↑+2OH－，故C错误；

D、闭合K时，有0.1molNa+通过离子交换膜，说明有0.1mol电子转移，阴极上生成0.05molH2，标准状况下体积为0.05mol×22.4L/mol＝1.12L，故D正确，答案选D。

考点：

考查电化学原理的有关应用、判断和计算

点评：

该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。

试题综合性强，贴近高考，试题以新科技新发明为载体，有利于培养学生的学习兴趣，激发学生的学习积极性。

答题时注意从总反应式判断两极上的变化和电极反应式的书写。

明确原电池和电解池的工作原理是答题的关键。

2．D

【解析】

【分析】

由图中得失电子可知，电极1为负极，电极2为正极，负极发生：

BH4-＋8OH-一8e-═B（OH）4-＋4H2O，正极发生还原反应，废水中Cu2＋及H＋在正极上得到电子被还原，1室中Na+、K＋透过X膜向2室迁移，SO42-透过Y膜向2室迁移，故X、Y依次为阳离子、阴离子选择性交换膜，在2室流出的溶液为Na2SO4和K2SO4溶液。

【详解】

A、由图中得失电子可知，电极1为负极，电极2为正极，1室中Na+、K＋透过X膜向2室迁移，SO42-透过Y膜向2室迁移，故X、Y依次为阳离子、阴离子选择性交换膜，在2室流出的溶液为Na2SO4和K2SO4溶液，故A正确；

B、在原电池中负极发生氧化反应，故B项正确；

C、由A分析可知：

在2室流出的溶液为Na2SO4和K2SO4溶液，故C正确；

D、正极发生还原反应，废水中Cu2＋及H＋在正极上得到电子被还原，故D错误。

故选D。

【点睛】

难点突破：

根据图中电子得失判断电极反应，从而确定1室中Na+、K＋透过X膜向2室迁移，SO42-透过Y膜向2室迁移。

3．C

【解析】

【分析】

根据题给信息知，甲图中装置是将化学能转化为电能的原电池，M是负极，N是正极，电解质溶液为酸性溶液，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应；在铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极相连，根据得失电子守恒计算，以此解答该题。

【详解】

A．铁上镀铜，则铁为阴极应与负极相连，铜为阳极应与正极Y相连，故A正确；

B．M是负极，N是正极，质子透过离子交换膜由左M极移向右N极，即由左向右移动，故B正确；

C．当N电极消耗0.25mol氧气时，则转移0.25×4=1mol电子，所以铁电极增重

mol×64g/mol=32g，故C错误；

D．CO（NH2）2在负极M上失电子发生氧化反应，电极反应式为CO（NH2）2+H2O-6e-═CO2↑+N2↑+6H+，故D正确；

故答案为C。

4．D

【解析】

【分析】

图甲中，M电极上有机物发生氧化反应，为电源负极，N电极上O2发生还原反应，为电源正极；图乙中，a极上Cu2+发生还原反应，连接电源负极，即X极，b极上Cl-发生氧化反应，连接电源正极，即Y极。

【详解】

A.图甲中，X极为电源负极，Y极为电源正极；图乙中，a极上Cu2+发生还原反应，连接X极，b极上Cl-发生氧化反应，连接Y极，故A项错误；

B.理论上，N电极消耗5.6LO2（标准状况下）时，转移电子数为

，又a极上发生反应Cu2++2e-==Cu，生成0.5molCu，质量为32g，故B项错误；

C.当b为活泼电极时，比如锌、铁、铜等，电极材料均会发生氧化反应，故C项错误；

D.若有机废水中主要含有乙醛，则图甲中M极发生的电极应为：

CH3CHO+3H2O-10e-=2CO2↑+l0H+，D项正确。

答案选D。

5．D

【解析】

【分析】

该装置中没有电源，为原电池。

原电池中阳离子移向正极，根据原电池中氢离子的移动方向可知A为正极，正极有氢离子参与反应，电极反应式为

+2e-+H+=Cl－+

，结合原电池原理分析解答。

【详解】

A．该装置中没有电源，为原电池，根据氢离子的移动方向可知，A为正极，B为负极，故A错误；

B．

+e-=Cl－+

质量不守恒，A为正极，正极有氢离子参与反应，电极反应式为

+2e-+H+=Cl－+

，故B错误；

C．根据电荷守恒，当外电路中有0.2mole-转移时，通过质子交换膜的H+的个数为0.2NA，而发生

+2e-+H+=Cl－+

，则A极区增加的H+的个数为0.1NA，故C错误；

D．原电池中电子从负极B沿导线经小灯泡流向正极A，故D正确；

故选D。

【点睛】

本题的易错点和难点为B，要注意

+e-=Cl－+

反应前后的H原子不守恒。

6．D

【解析】

【分析】

因为n（KOH）=2mol/L×1L=2mol，故随着CH4通入的量逐渐增加，可能先后发生反应①CH4+2O2=CO2+2H2O、②CO2+2KOH=K2CO3+H2O、③K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3；再根据甲烷的量计算生成的二氧化碳的量，结合反应方程式判断反应产物及发生的反应。

【详解】

A.燃料电池中，通入CH4的一端发生氧化反应，为原电池的负极；通入空气（O2）的一端发生还原反应，为原电池的正极，不选A项；

B.当0＜V≤22.4L时，0＜n（CH4）≤1mol，则0＜n（CO2）≤1mol，又因为电解质溶液中n（KOH）=2mol，故KOH过量，所以电池总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，不选B项；

C.当22.4L＜V≤44.8L，1mol＜n（CH4）≤2mol，则1mol＜n（CO2）≤2mol，发生反应①②③，得到K2CO3和KHCO3溶液，则负极反应式为

，不选C项；

D.当V=33.6L时，n（CH4）=1.5mol，n（CO2）=1.5mol，则电池总反应式为3CH4+6O2+4KOH=K2CO3+2KHCO3+7H2O，则得到0.5molK2CO3和1molKHCO3的溶液，故溶液中的阴离子有

和

，选择D项。

答案选D。

【点睛】

本题难点在于需要结合氢氧化钾的量和通入的甲烷的体积来确定所发生的总反应，从而确定反应产物。

7．D

【解析】

【分析】

根据腐蚀原理示意图可知，该腐蚀过程中发生的是原电池反应，为电化学腐蚀，其中铁为负极，铁中的杂质碳为正极。

【详解】

A.在原电池中，阳离子向正极迁移，故负极产生的Fe2＋向正极移动，A正确；

B.根据示意图可知，正极上发生了2个电极反应，其中

在SRB细菌作用下发生的电极反应为

＋8e－＋4H2O

S2－＋8OH－，B正确；

C.根据示意图可知，将正、负极的电极反应式相加，可以得到总反应的化学方程式为4Fe＋

＋4H2O

FeS＋3Fe（OH）2＋2OH－，C正确；

D.若引入新的菌种，不一定能参与电极反应，故不一定会加速金属的腐蚀，D不正确。

综上所述，说法不正确的是D，故选D。

【点睛】

要注意分析图中的信息，正极发生两种电极反应。

8．B

【解析】

A、在原电池中，电解质里的阳离子移向正极，所以M是正极，发生还原反应，N是负极，发生氧化反应，电池充电时X为电源正极，A错误；B、根据装置图可知正极反应式可以为2Li++Li2S4+2e-=2Li2S2，B正确；C、根据总反应式可知充电时每生成xmolS8转移16mol电子，C错误；D、电子一定不会通过交换膜，D错误，答案选B。

9．C

【解析】

【分析】

由图可知，与电源正极相连的石墨电极为阳极，阳极上C失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为C+2O2--4e-═CO2↑，与电源负极相连的钛网为阴极，阴极上Ca2+得电子发生还原反应生成Ca，电极反应式为：

Ca2++2e-═Ca，反应生成的钙还原二氧化钛制得Ti，反应的化学方程式为：

2Ca+TiO2=Ti+2CaO。

【详解】

A项、阴极上Ca2+得电子发生还原反应生成Ca，电极反应式为：

Ca2++2e-═Ca，反应生成的钙还原二氧化钛制得Ti，反应的化学方程式为：

2Ca+TiO2=Ti+2CaO，则制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量保持不变，故A正确；

B项、阳极上C失去电子发生氧化反应生成二氧化碳，电极反应式为C+2O2--4e-═CO2↑，故B正确；

C项、TiO2中Ti元素的化合价为+4，由TiO2制得1mol金属Ti，反应转移4mol电子，则理论上外电路通过4mol电子，故C错误；

D项、Pb为铅蓄电池的负极，则“—”接线柱应连接Pb电极，故D正确。

故选C。

【点睛】

本题考查电解原理的应用，侧重于分析能力的考查，注意依据电源的正负极判断电解池的阴阳极，把握电极方程式的书写为解答题目的关键。

10．D

【解析】

【详解】

因为Cu2+→Cu～2e-、H2O→H2～2e-，阴极得到0.1mol Cu、0.1mol H2．所以阴极转移电子数为2n（Cu）+2n（H2）=2×0.1mol+2×0.1mol=0.4mol；[或2H2O→O2～4e-，阳极转移电子数为4n（O2）=4×0.1mol=0.4 mol，故答案为D。

11．D

【解析】

【分析】

由总反应：

（1-x）LiFePO4+xFePO4+LixCn

LiFePO4+nC。

放电时，作为原电池，LixCn为负极，化合价升高失去电子发生氧化反应，电子由负极到正极移动；FePO4为正极，化合价降低得到电子发生还原反应。

充电时，作为电解池，LiFePO4参与阴极与阳极的反应，阳离子向阴极移动。

【详解】

A.放电时，FePO4为正极，正极化合价降低得到电子发生还原反应，电极反应式为xFePO4+xLi++xe-===xLiFePO4，故A正确；

B.放电时，作为原电池，电子由负极经导线、用电器、导线到正极，故B正确；

C.充电时，阴极化合价降低得到电子发生还原反应，电极反应式为xLi++xe-+nC===LixCn，故C正确；

D.充电时，作为电解池，阳离子向阴极移动，Li+向右移动，故D错误；

答案选D。

12．C

【解析】

【分析】

由电子流向可知，左边吸附层为负极，发生了氧化反应，电极反应是H2-2e-+2OH-═2H2O，右边吸附层为正极，发生了还原反应，电极反应是2e-+2H+═H2，结合原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极解答该题。

【详解】

A．放电时左侧发生电极反应为H2-2e-+2OH-═2H2O，右侧发生电极反应为2e-+2H+═H2，则两极电解质溶液的酸碱性均降低，故A正确；B．由电子流向可知，左边吸附层为负极，发生了氧化反应，电极反应是H2-2e-+2OH-═2H2O，故B正确；C．负极电极反应是H2-2e-+2OH-═2H2O，正极电极反应是2e-+2H+═H2，电池的总反应无氧气参加，故C错误；D．原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极，所以电解质溶液中Na+向右正极移动，ClO4-向左负极移动，故D正确；故答案为C。

13．C

【解析】

【分析】

电解池工作时O2-向阳极移动，则石墨电极为阳极，电源的b极为正极，电解池的阴极发生还原反应，据此分析解题。

【详解】

A．该装置是电解池，是将电能转化为化学能，故A错误；B．电解池工作时O2-向阳极移动，则石墨电极为阳极，电源的b极为正极，a极为电源的负极，故B错误；C．Ta2O5极为阴极，发生还原反应，其电极反应为Ta2O5+10e—=2Ta+5O2—，故C正确；D．石墨电极上生成的22.4LO2没有指明是标准状况，则其物质的量不一定是1mol，转移电子数也不一定是4×6.02×1023，故D错误；故答案为C。

【点睛】

本题考查电解原理的应用，判断电源的电极是解题关键，在电解池中，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，再结合电解池的阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应分析，难点是气体摩尔体积的应用，只有指明气体的状态，才能利用22.4L/mol计算气体的物质的量。

14．C

【解析】

【分析】

图示分析可知：

N极NO3-离子得到电子生成氮气、发生还原反应，则N极正极。

M极CH3COO-失电子、发生氧化反应生成二氧化碳气体，则M极为原电池负极，NH4+在好氧微生物反应器中转化为NO3-，据此分析解答。

【详解】

A．M极为负极，CH3COO-失电子、发生氧化反应生成二氧化碳气体，电极反应为CH3COO-—8e-+2H2O==2CO2↑+7H+，故A正确；B．原电池工作时，阳离子向正极移动，即H+由M极移向N极，故B正确；C．生成1molCO2转移4mole-，生成1molN2转移10mole-，根