高考化学二轮复习专题学案第一篇化学选择题突破第5题新型电源电解的应用与金属腐蚀无答案Word格式文档下载.docx

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设项方向

频数

难度

1.新型化学电源

正、负极判断

5

0.43

离子移动方向

电极反应式、总原电池方程式的正误判断

电极及电解液转移电子计算

2.电解原理在工、农业生产中的应用

阴、阳极的判断

3

0.51

离子交换膜的作用

副反应分析及溶液酸碱性的改变

电极方程式的正误判断

3.金属的腐蚀与防护

电化学腐蚀的原因分析

1

0.60

防止金属腐蚀的措施

在2019年高考中,对于电化学的考查将继续坚持以新型电池及电解应用装置为背景材料,以题干（装置图）提供电极构成材料、交换膜等基本信息,基于电化学原理广泛设问,综合考查电化学基础知识及其相关领域的基本技能,包括电极与离子移动方向判断、电极反应式书写、溶液的酸碱性和pH变化、有关计算及其与相关学科的综合考查等。

预测以二次电池以及含有离子交换膜的电解池为背景的命题将成为热点题型,因为二次电池不仅实现电极材料循环使用,符合“低耗高效”的时代需求,而且命题角度丰富,便于同时考查原电池和电解池工作原理；

含有离子交换膜的电解池设问空间大,便于考查考生的探究能力。

判断

依据

电极

材料

反应

电子

流向

离子

移向

电极现象

原电池

负

极

活泼金属

正

不活泼

金属

或非金属

电解池

阳

与电源正

极相连

电极溶解

或pH

减小

阴

与电源负

电极增重

增大

（1）燃料电池电极反应式的书写（以甲烷—氧气燃料电池为例）

①注意介质环境

1）稀硫酸作介质

2）氢氧化钠作介质

3）熔融碳酸盐作介质

4）熔融金属氧化物作介质

②掌握书写程序

（2）其他新型一次电池

钠硫电池

总反应:

2Na＋xS===Na2Sx

正极:

负极:

全钒液

流电池

VO

＋2H＋＋V2＋

V3＋＋VO2＋＋H2O

锂铜电池

2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－

正极

MgH2O2电池

H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2＋＋2H2O

MgAgCl电池

Mg＋2AgCl===2Ag＋MgCl2

Mg－2e－===Mg2＋

（3）充电（可逆）电池

锌银电池

Ag2O＋Zn＋H2O

2Ag＋Zn（OH）2

Zn＋2OH－－2e－===Zn（OH）2

阳极:

阴极:

镍铁电池

NiO2＋Fe＋2H2O

Fe（OH）2＋Ni（OH）2

NiO2＋2e－＋2H2O===Ni（OH）2＋2OH－

Fe－2e－＋2OH－===Fe（OH）2

Ni（OH）2＋2OH－－2e－===NiO2＋2H2O

Fe（OH）2＋2e－===Fe＋2OH－

镍镉电池

Cd＋2NiOOH＋2H2O

Cd（OH）2＋2Ni（OH）2

高铁电池

3Zn＋2K2FeO4＋8H2O

3Zn（OH）2＋2Fe（OH）3＋4KOH

锂离子

电池

Li1－xCoO2＋LixC6

LiCoO2＋C6（x<

1）

【题型建模】镁及其化合物一般无毒（或低毒）、无污染,镁电池放电时电压高且平稳,因此成为人们研制绿色电池所关注的重点。

有一种镁二次电池的反应为xMg＋Mo3S4

MgxMo3S4。

A.放电时Mg2＋向正极移动B.放电时正极的电极反应式为Mo3S4＋2xe－===Mo3S

C.放电时Mo3S4发生氧化反应D.充电时阴极的电极反应为xMg2＋＋2xe－===xMg

[解题模型]

（1）常见的离子交换膜

种类

允许通过的离子及移动方向

说明

阳离子交换膜

阳离子→移向电解池的阴极或原电池的正极

阴离子和气体不能通过

阴离子交换膜

阴离子→移向电解池的阳极或原电池的负极

阳离子和气体不能通过

质子交换膜

质子→移向电解池的阴极或原电池的正极

只允许H＋通过

（2）[解题模型]

如:

三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如下图所示,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。

判断ab、cd是什么交换膜；

判断离子的迁移方向；

书写电极反应式；

判断电极产物。

[模型解题]

①弄清是原电池还是电解池,判断电极

有外接电源→电解池；

n→阳极,m→阴极

②根据电极判断离子的移动方向和交换膜的种类

Na＋→通过ab→阴极⇒ab是阳离子交换膜

SO

→通过cd→阳极⇒cd是阴离子交换膜

③根据放电顺序写出电极反应式

阴极,阳离子竞争放电,放电顺序:

H＋>

Na＋,阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；

阳极,阴离子竞争放电,放电顺序:

OH－>

阳极的电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。

（4）根据电极反应式和离子移动方向确定电极反应物

阴极H＋放电生成H2,剩余OH－与迁移过来的Na＋生成NaOH；

阳极OH－放电生成O2,剩余H＋与迁移过来的SO

生成H2SO4。

[典例演示1]世界某著名学术刊物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（　　）

A.a极发生氧化反应

B.正极的电极反应式为FeOx＋2xe－===Fe＋xO2－

C.若有22.4L（标准状况）空气参与反应,则电路中有4mol电子转移

D.铁表面发生的反应为xH2O（g）＋Fe===FeOx＋xH2

[题型训练1]我国科研人员以Zn和尖晶石型锰酸锌（ZnMn2O4）为电极材料,研制出一种水系锌离子电池,该电池的总反应式为xZn＋Zn1－xMn2O4

ZnMn2O4（0<

x<

1）。

下列说法正确的是（　　）

A.充电时,Zn2＋向ZnMn2O4电极迁移

B.充电时,阳极反应:

ZnMn2O4－2xe－===Zn1－xMn2O4＋xZn2＋

C.放电时,每转移1mole－,ZnMn2O4电极质量增加65g

D.充放电过程中,只有Zn元素的化合价发生变化

[典例演示2]CO2是重要的温室气体,对地球温室效应的“贡献”最大,如何利用CO2是摆在科技工作者面前的重要课题。

下图所示电解装置可将CO2转化为乙烯,该装置的电解质溶液为强酸性水溶液,电极材料为惰性电极。

下列有关说法正确的是（　　）

A.a为电池的正极B.电解过程中H＋移向阳极

C.反应前后溶液的pH保持不变

D.阴极反应式:

2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O

[题型训练2]一种电化学制备NH3的装置如下图所示,图中陶瓷在高温时可以传输H＋。

下列叙述错误的是（　　）

A.Pd电极b为阴极B.阴极的反应式:

N2＋6H＋＋6e－===2NH3

C.H＋由阳极向阴极迁移D.陶瓷可以隔离N2和H2

[典例演示3]（2018·

北京理综,12）验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下（烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液）。

①

②

③

在Fe表面生成蓝色沉淀

试管内无明显变化

试管内生成蓝色沉淀

下列说法不正确的是（　　）

A.对比②③,可以判定Zn保护了FeB.对比①②,K3[Fe（CN）6]可能将Fe氧化

C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法D.将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼

[题型训练3]深埋在潮湿土壤中的铁管道,在硫酸盐还原菌作用下,能被硫酸根腐蚀,其电化学腐蚀原理如下图所示,下列与此原理有关的说法错误的是（　　）

A.正极反应:

＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－

B.输送暖气的管道不易发生此类腐蚀

C.这种情况下,Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·

xH2O

D.管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀

题型特训

（一）　

潍坊上学期统考,12）根据光合作用原理,设计如图原电池装置。

A.a电极为原电池的正极B.外电路电流方向是a→b

C.b电极的电极反应式为:

O2＋2e－＋2H＋===H2O2

D.a电极上每生成1molO2,通过质子交换膜的H＋为2mol

西安八校联考,12）微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。

某微生物燃料电池的工作原理如图所示,下列说法正确的是（　　）

A.HS－在硫氧化菌作用下转化为SO

的反应为HS－＋4H2O－8e－===SO

＋9H＋

B.电子从电极b流出,经外电路流向电极a

C.如果将反应物直接燃烧,能量的利用率不会变化

D.若该电池电路中有0.4mol电子发生转移,则有0.5molH＋通过质子交换膜

3.（2018·

绵阳第一次诊断,13）利用微生物可将废水中苯酚的化学能直接转化为电能,装置如图所示。

电池工作时,下列说法正确的是（　　）

A.a极为正极,发生氧化反应

B.b极的电极反应式为:

2NO

＋12H＋－10e－===N2↑＋6H2O

C.中间室的Cl－向左室移动

D.左室消耗苯酚（C6H5OH）9.4g时,用电器流过2.4mol电子

4.（2018·

洛阳第一次统考18）工业上联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示,其中阴极和阳极均为惰性电极。

测得同温同压下,气体甲与气体乙的体积比约为1∶2,下列有关说法正确的是（　　）

A.a电极的电极反应式为:

2H＋＋2e－===H2↑

B.产物丙为硫酸

C.离子交换膜d为阴离子交换膜

D.每转移0.1mol电子,产生1.12L的气体乙

5.（2018·

蓉城名校联盟一联,12）重铬酸钾是化学实验室中的一种重要分析试剂。

工业上以铬酸钾（K2CrO4）（黄色）为原料,采用电化学法制备重铬酸钾（K2Cr2O7）（橙色）。

制备装置如图所示。

A.阳极室中溶液的颜色逐渐由黄色变为橙色

B.电解过程中阳极附近溶液的pH变小

C.K2CrO4在阳极区被氧化成K2Cr2O7

D.阴极每生成1mol气体,有2mol带正电荷的阳离子从阳极室移向阴极室

6.（2018·

南宁毕业班摸底联考,11）利用如图所示装置,可以模拟铁的电化学防护。

A.若X是锌棒,将K与M连接,此方法是牺牲阳极的阴极保护法,使铁不易受腐蚀

B.若X是碳棒,将K与N连接,可减缓铁的腐蚀

C.若X是碳棒,将K与M连接,碳棒的电极反应式是2H＋＋2e－===H2↑

D.若X是锌棒,将K与N连接,锌棒的电极反应式是Zn－2e－===Zn2＋　　　　　　　　　　　　　　

7.甲醇燃料电池是目前应用比较广泛的一种燃料电池,其工作原理如下图所示:

A.N为正极,发生氧化反应B.a气体为氧气,b气体为甲醇

C.甲池溶液pH增大,乙池溶液pH减小

D.若有1molCO2生成,则有6molH＋从甲池透过交换膜进入乙池

8.如图所示装置,开关K闭合时,电流表指针发生偏转,下列有关开关K闭合时的说法正确的是（　　）

A.b极是负极B.a极电极反应式为H2－2e－===2H＋

C.当装置中有1mol电子通过时,右池产生标准状况下5.6L气体

D.电池总反应式为2H2＋O2===2H2O

9.法国格勒诺布尔（Grenoble）约瑟夫·

傅立叶大学的研究小组发明了第一块可植入人体为人造器官提供电能的葡萄糖生物燃料电池,其基本原理是葡萄糖和氧气在人体中酶的作用下发生反应:

C6H12O6＋6O2

6CO2＋6H2O（酸性环境）。

下列有关该电池的说法不正确的是（　　）

A.该生物燃料电池不可以在高温下工作

B.电池的负极反应为C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋

C.消耗1mol氧气时转移4mole－,H＋向负极移动

D.今后的研究方向是设法提高葡萄糖生物燃料电池的效率,从而使其在将来可以为任何可植入医疗设备提供电能

10.我国对“可呼吸”的钠二氧化碳电池的研究取得突破性进展。

该电池的总反应式为:

4Na＋3CO2

2Na2CO3＋C,其工作原理如图所示（放电时产生的Na2CO3固体储存于碳纳米管中）。

A.放电时,钠金属片作负极,碳纳米管作正极

B.充电时,阳极反应为:

2Na2CO3＋C－4e－===3CO2↑＋4Na＋

C.放电时,Na＋从负极区向正极区移动

D.该电池的电解质溶液也可使用NaClO4的水溶液

11.正、负极都是碳材料的双碳性电池,电池充、放电过程为2nC＋LiA

CnA＋LiCn,充电时Li＋、A－分别吸附在两极上形成LiCn和CnA（如图所示）,下列说法正确的是（　　）

A.a是电池的负极B.放电时,A－向b极移动

C.放电时,负极的电极反应式是nC－e－＋A－===CnA

D.充电时,电解质中的离子总数保持不变

12.已知某种微生物燃料电池的工作原理如图所示。

A.电流的流动方向:

B极

A极

B.溶液中的H＋由B极区移向A极区

C.在高温下,该微生物燃料电池的工作效率更高

D.A极的电极反应式为CH3COOH－8e－＋8OH－===2CO2＋6H2O