届高考化学 专题十一 电化学Word下载.docx

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下列有关微生物电池的说法错误的是（　　）

A．正极反应中有CO2生成

B．微生物促进了反应中电子的转移

C．质子通过交换膜从负极区移向正极区

D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O

解析　由题意可知，微生物电池的原理是在微生物作用下O2与C6H12O6发生氧化还原反应，将化学能转化为电能，B正确；

氧气在正极反应，由于质子交换膜只允许H＋通过，则正极反应为：

O2＋4e－＋4H＋===2H2O，没有CO2生成，A项错误；

负极发生反应：

C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，H＋在负极区生成，移向正极区，在正极被消耗，C项正确；

总反应为：

C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，D项正确。

答案　A

4．（2015·

江苏化学，10，2分）一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。

下列有关该电池的说法正确的是（　　）

A．反应CH4＋H2O

3H2＋CO，每消耗1molCH4转移12mol电子

B．电极A上H2参与的电极反应为：

H2＋2OH－－2e－===2H2O

C．电池工作时，CO

向电极B移动

D．电极B上发生的电极反应为：

O2＋2CO2＋4e－===2CO

解析　A项，

H4→

O，则该反应中每消耗1molCH4转移6mol电子，错误；

该电池的传导介质为熔融的碳酸盐，所以A电极即负极上H2参与的电极反应为：

H2－2e－＋CO

===CO2＋H2O，错误；

C项，原电池工作时，阴离子移向负极，而B极是正极，错误；

D项，B电极即正极上O2参与的电极反应为：

O2＋4e－＋CO2===2CO

，正确。

答案　D

5．（2014·

北京理综，8，6分）下列电池工作时，O2在正极放电的是（　　）

A.锌锰电池

B.氢燃料电池

C.铅蓄电池

D.镍镉电池

解析　氢燃料电池中，负极上H2放电，正极上O2放电，A、C、D中均不存在O2放电，故选B。

答案　B

6．（2014·

课标全国卷Ⅱ，12，6分）2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。

下列叙述错误的是（　　）

A．a为电池的正极

B．电池充电反应为LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi

C．放电时，a极锂的化合价发生变化

D．放电时，溶液中Li＋从b向a迁移

解析　由图可知，b极（Li电极）为负极，a极为正极，放电时，Li＋从负极（b）向正极（a）迁移，A项、D项正确；

该电池放电时，负极：

xLi－xe－===xLi＋，正极：

Li1－xMn2O4＋xLi＋＋xe－===LiMn2O4，a极Mn元素的化合价发生变化，C项错误；

由放电反应可得充电时的反应，B项正确。

7．（2014·

福建理综，11，6分）某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。

下列说法正确的是（　　）

A．正极反应为AgCl＋e－===Ag＋Cl－

B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成

C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变

D．当电路中转移0.01mole－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离子

解析　A项，Pt为正极发生还原反应：

Cl2＋2e－===2Cl－，错误；

B项，放电时，左侧的电极反应式Ag＋Cl－－e－===AgCl↓，有大量白色沉淀生成，错误；

C项，由于H＋、Na＋均不参与电极反应，则用NaCl代替盐酸，电池总反应不变，错误；

D项，当电路中转移0.01mole－时，左侧产生0.01molAg＋与Cl－结合为AgCl沉淀，右侧产生0.01molCl－，为保持溶液的电中性，左侧约有0.01molH＋通过阳离子交换膜转移到右侧，故左侧溶液中约减少0.02mol离子，正确。

8．（2014·

浙江理综，11，6分）镍氢电池（NiMH）目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。

NiMH中的M表示储氢金属或合金。

该电池在充电过程中的总反应方程式是：

Ni（OH）2＋M===NiOOH＋MH

已知：

6NiOOH＋NH3

＋H2O＋OH－===6Ni（OH）2＋NO

下列说法正确的是（　　）

A．NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为：

NiOOH＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－

B．充电过程中OH－离子从阳极向阴极迁移

C．充电过程中阴极的电极反应式：

H2O＋M＋e－===MH＋OH－，H2O中的H被M还原

D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液

解析　充电时，电池正极发生氧化反应，A项正确；

充电时OH－离子从阴极向阳极移动，B项错误；

充电时阴极的电极反应式为：

H2O＋M＋e－===MH＋OH－，则水中的H被电极上的e－还原，C项错误；

由题中提示反应可知，氨水能与电极材料NiOOH反应，干扰电池总反应，故不能作电池的电解质溶液，D项错误。

9．（2014·

天津理综，6，6分）已知：

锂离子电池的总反应为：

LixC＋Li1－xCoO2

C＋LiCoO2

锂硫电池的总反应为：

2Li＋S

Li2S

有关上述两种电池说法正确的是（　　）

A．锂离子电池放电时，Li＋向负极迁移

B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应

C．理论上两种电池的比能量相同

D．下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电

解析　A项，在原电池内部，阳离子应移向正极；

二次电池充电过程为电解的过程，阴极发生还原反应，B项正确；

C项，比能量是指这种电池单位质量或单位体积所能输出的电能，当二者质量相同时，转移电子的物质的量不相等，即比能量不同；

D项，左边装置已经是放完电的电池，应为锂硫电池给锂离子电池充电。

10．（2013·

课标全国卷Ⅰ，10，6分）银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故，根据电化学原理可进行如下处理，在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去，下列说法正确的是（　　）

A．处理过程中银器一直保持恒重

B．银器为正极，Ag2S被还原生成单

质银

C．该过程中总反应为2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3

D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl

解析　由“电化学原理”可知正极反应式为Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－，负极反应式为Al－3e－===Al3＋；

电解质溶液中发生反应A

l3＋＋3H3O

Al（OH）3＋3H＋，S2－与H＋结合生成H2S，使Al3＋＋3H2O

Al（OH）3＋3H＋的平衡右移，最终生成Al（OH）3沉淀，只有B选项正确。

11．（2013·

课标全国卷Ⅱ，11，6分）“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。

下列关于该电池的叙述错误的是（　　）

A．电池反应中有NaCl生成

B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子

C．正极反应为NiCl2＋2e－===Ni＋2Cl－

D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动

解析　由题意知Na作负极，NiCl2作电解质，电极反应分别为

，总反应为2Na＋NiCl2===2NaCl＋Ni，由以上分析A、C正确，B错误；

由图示知负极产生的Na＋由负极流向正极，D正确。

12．（2014·

海南化学，16，9分）锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。

该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。

回答下列问题：

（1）外电路的电流方向是由________极流向________极。

（填字母）

（2）电池正极反应式为_______________________________________________。

（3）是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？

________（填“是”或“否”），原因是_______________________________________________________

____。

（4）MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为_____________________________________________________________。

K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为_________________________________________________________________。

解析　由Li＋的迁移方向可知，b为正极，其电极反应为：

Li＋＋MnO2＋e－===LiMnO2，a为负极，其电极反应为：

Li－e－===Li＋，电流由

b流向a。

由于锂能与水发生反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。

答案　

（1）b　a

（2）Li＋＋MnO2＋e－===LiMnO2

（3）否　锂能与水发生反应

（4）3MnO2＋6KOH＋KClO3

3K2MnO4＋KCl＋3H2O　2∶1

考点二　电解原理及其应用

福建理综，11，6分）某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料（C3H8O）。

下列说法正确的是（　　）

A．该装置将化学能转化为光能和电能

B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移

C．每生成1molO2，有44gCO2被还原

D．a电极的反应为：

3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O

解析　A项，该装置是电解池，在电解和光的作用下H2O在光催化剂的表面转化为O2和H＋，故该装置是将电能和光能转化为化学能，错误；

B项，根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引的原则，该装置工作时，H＋从阳极b极区向阴极a极区迁移，正确；

C项，该电解池的总反应式为：

6CO2＋8H2O

2C3H8O＋9O2。

根据总反应方程式可知，每生成1molO2，有

molCO2被还原，其质量为

g，错误；

D项，a电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为：

3CO2＋18H＋＋18e－===C3H8O＋5H2O，错误。

四川理综，4，6分）用右图所示装置除去含CN－、

Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的

ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体。

下列说法不正确

的是（　　）

A．用石墨作阳极，铁作阴极

B．阳极的电极反应式：

Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O

C．阴极的电极反应式：

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

D．除去CN－的反应：

2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O

解析　Cl－在阳极发生氧化反应生成ClO－，水电离出的H＋在阴极发生还原反应生成H2，又由于电解质溶液呈碱性，故A、B、C项正确；

D项，溶液呈碱性，离子方程式中不能出现H＋，正确的离子方程式为2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，错误。

浙江理综，11，6分）在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O、CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。

A．X是电源的负极

B．阴极的电极反应式是：

H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－

C．总反应可表示为：

H2O＋CO2

H2＋CO＋O2

D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1

解析　由水和二氧化碳生成氢气和一氧化碳发生还原反应，此极上得到电子，应为阴极，故X极为电源的负极，A、B项正确；

C项，根据电极上的反应物和生成物，可知总反应方程式正确；

D项，因阳极电极反应式为2O2－－4e－===O2↑，结合电子得失相等，可知阴、阳两极生成气体的物质的量之比为2∶1，错误。

4．（2014·

广东理综，11，4分）某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他均为Cu，则（　　）

A．电流方向：

电极Ⅳ→Ⓐ→电极Ⅰ

B．电极Ⅰ发生还原反应

C．电极Ⅱ逐渐溶解

D．电极Ⅲ的电极反应：

Cu2＋＋2e－===Cu

解析　分析图可知：

左侧两个烧杯的装置形成原电池，且Ⅰ为负极，Ⅱ为正极，而最右边的装置为电解池，因此，该装置中电子流向：

电极Ⅰ→Ⓐ→电极Ⅳ，则电流方向：

电极Ⅳ→A→电极Ⅰ，A正确；

电极Ⅰ发生氧化反应，B错误；

电极Ⅱ的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，有铜析出，C错误；

电极Ⅲ为电解池的阳极，其电极反应为Cu－2e－===Cu2＋，D错误。

5．（2013·

浙江理综，11，6分）电解装置如图所示，电解槽内装

有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。

在一定的电

压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变

浅。

3I2＋6OH－===IO

＋5I－＋3H2O

A．右侧发生的电极反应式：

B．电解结束时，右侧溶液中含有IO

C．电解槽内发生反应的总化学方程式：

KI＋3H2O

KIO3＋3H2↑

D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变

解析　依题意，左侧溶液变蓝，说明左侧Pt电极是阳极，电极反应式为2I－－2e－===I2……①，右侧Pt电极为阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－……②或2H＋＋2e－===H2↑，A正确；

阴极生成的OH－通过阴离子交换膜迁移至左室，与I2发生反应：

3I2＋6OH－===5I－＋IO

＋3H2O……③，I2浓度逐渐减小，故蓝色逐渐变浅，电解结束后IO

可通过阴离子交换膜扩散至右侧，B正确；

①式×

3＋②式×

3＋③式得电解总反应：

I－＋3H2O

IO

＋3H2↑，C正确；

若换用阳离子交换膜，OH－不能迁移至左室，反应③无法发生，①式＋②式得电解总反应式为2I－＋2H2O

2OH－＋I2＋H2↑，两种情况下电解总反应显然不同，D错误。

6．（2013·

天津理综，6，6分）为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。

反应原理如下：

电池：

Pb（s）＋PbO2（s）＋2H2SO4（aq）===2PbSO4（s）＋2H2O（l）

电解池：

2Al＋3H2O

Al2O3＋3H2↑

电解过程中，以下判断正确的是（　　）

电池

电解池

A

H＋移向Pb电极

B

每消耗3molPb

生成2molAl2O3

C

正极：

PbO2＋4H＋＋2e－

===Pb2＋＋2H2O

阳极：

2Al＋3H2O－6e－

===Al2O3＋6H＋

D

解析　原电池中H＋移向正极，电解池中H＋移向阴极，A错误；

由电子守恒3Pb～6e－～Al2O3，B错误；

C项中原电池正极反应：

PbO2＋4H＋＋2e－＋SO

===PbSO4＋2H2O，电解池中阳极反应：

2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋，C错误；

D项中，原电池负极：

Pb＋SO

－2e－===PbSO4，Pb电极增重，电解池中Pb作阴极，阴极上析出H2，Pb电极质量不变，D正确。

7．（2013·

重庆理综，11，14分）化学在环境保护中起着十分重要的作用。

催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。

（1）催化反硝化法中，H2能将NO

还原为N2。

25℃时，反应进行10min，溶液的pH由7变为12。

①N2的结构式为___________________________________________________。

②上述反应离子方程式为___________________________________________，

其平均反应速率v（NO

）为________mol·

L－1·

min－1。

③还原过程中可生成中间产物NO

，写出3种促进NO

水解的方法______________。

（2）电化学降解NO

的原理如右图所示。

①电源正极为________（填“A”或“B”），阴极反应式为____________________________。

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

解析　

（1）②H2在水溶液中将NO

还原为N2的同时溶液pH升高，说明有OH－生成，结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出反应离子方程式；

10min内OH－浓度的变化量为c（OH－）＝10－2mol·

L－1－10－7mol·

L－1≈10－2mol·

L－1，由离子方程式可知NO

浓度变化量也为10－2mol·

L－1，所以用NO

表示的该反应速率为v（NO

）＝

＝0.001mol·

③NO

水解为吸热反应，生成HNO2和OH－，故加酸、升温、加水稀释均可促进水解。

（2）①由题图可知在电解过程中NO

转化成N2，发生还原反应，故B为电源负极，则A为电源正极，NO

在阴极得电子生成N2，由电荷守恒可知反应必然会同时生成OH－；

②电解池中阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，转移2mol电子时生成0.5molO2和2molH＋，2molH＋通过质子交换膜转移到右侧，故左侧溶液质量改变量为0.5mol×

32g·

mol－1＋2mol×

1g·

mol－1＝18g；

当转移2mol电子时阴极可生成

molN2，同时从左侧转移过来2molH＋，故右侧溶液质量变化量为

mol×

28g·

mol－1－2mol×

mol－1＝3.6g，两侧溶液质量变化差为18g－3.6g＝14.4g。

答案　

（1）①N≡N

②2NO

＋5H2

N2＋2OH－＋4H2O　0.001

③加酸，升高温度，加水

（2）①A　2NO

＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－

②14.4

考点三　金属的电化腐蚀及防护

江苏化学，11，4分）下列说法正确的是（　　）

A．若H2O2分解产生1molO2，理论上转移的电子数约为4×

6.02×

1023

B．室温下，pH＝3的CH3COOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合，溶液pH＞7

C．钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀

．一定条件下反应N2＋3H22NH3达到平衡时，3v正（H2）＝2v逆（NH3）

解析　A项，2H2O2===2H2O得到e－×

2＋O失去e－×

22↑，生成1molO2，理论转移2mol电子，错误；

B项，醋酸是弱酸，两者等体积混合后，醋酸过量较多，溶液呈酸性，pH<

7，错误；

D项，达到平衡时，

＝

，错误。

2．（2014·

天津理综，1，6分）化学与生产、生活息息相关，下列叙述错误的是（　　）

A．铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性

B．用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染

C．大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素

D．含重金属离子的电镀废液不能随意排放

解析　A项，铁表面镀锌，当发生电化学腐蚀时，Fe作正极被保护；

B项，聚乙烯塑料非常稳定，不易降解，而聚乳酸塑料是易降解的塑料，故应用聚乳酸塑料代替聚乙烯塑料来减少白色污染，故B项错误；

D项，重金属离

子对土壤、水都会产生污染，所以含重金属离子的电镀废液不能随意排放。

3．（2013·

北京理综，7，6分）下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是（　　）

A．水中的钢闸门连接电源的负极

B．金属护栏表面涂漆

C．汽车底盘喷涂高分子

D．地下钢管连接镁块

解析　B、C为加保护层保护法；

D为原电池原理的牺牲阳极的阴极保护法。

重庆理综，11，14分）我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值。

但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义。

（1）原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第________周期。

（2）某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g，则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为________。

（3）研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。

关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是________。

A．降低了反应的活化能B．增大了反应的速率

C．降低了反应的焓变D．增大了反应的平衡常数

（4）采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。

如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式为__________________________________________________________________。

（5）如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。

①腐蚀过程中，负极是________（填图中字母“a”或“b”或“c”）；

②环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2（OH）3Cl，其离子方程式为__________________________________；

③若生成4.29g