高考化学一轮复习专题12 电化学基本原理Word格式.docx
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Na-CO2二次电池放电时为原电池,充电时为电解池。
结合总反应进行分析作答。
电池放电时,ClO4-向负极移动,A项正确;
结合总反应可知放电时需吸收CO2,而充电时释放出CO2,B项正确;
放电时,正极CO2得电子被还原生成单质C,即电极反应式为3CO2+4e-===2CO32-+C,C项正确;
充电时阳极发生氧化反应,即C被氧化生成CO2,D项错误。
2.(2018全国Ⅲ理综,11,6分)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+
O2
2.D本题考查原电池和电解池知识,意在考查考生对电化学知识的运用能力。
根据电池工作原理,多孔碳材料吸附O2,O2在此获得电子,所以多孔碳材料电极为电池的正极,A项错误;
放电时电子从负极(锂电极)流出,通过外电路流向正极(多孔碳材料电极),B项错误;
Li+带正电荷,充电时,应该向电解池的阴极(锂电极)迁移,C项错误;
充电时,电池总反应为Li2Ox2-===2Li+(1-
)O2,D项正确。
[ZK)]
3.(2018全国Ⅰ理综,6分)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:
①
EDTA-Fe2+-
e-
=
EDTA-Fe3+
②
2EDTA-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+H2O
B.协同转化总反应:
CO2+H2S=CO+H2O+S
C.石墨烯上的电势比ZnOa@石墨烯上的低
D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性
3.C本题考查电解原理的应用,意在考查考生的综合分析能力、处理新信息能力。
阴极发生还原反应,氢离子由交换膜右侧向左侧迁移,阴极的电极反应式为CO2+2e-===CO+H2O,A项正确;
结合阳极区发生的反应,可知协同转化总反应为CO2+H2S===S+CO+H2O,B项正确;
石墨烯作阳极,其电势高于ZnO@石墨烯的,C项错误;
Fe3+、Fe2+在碱性或中性介质中会生成沉淀,它们只稳定存在于酸性较强的介质中,D项正确。
4.(2018北京理综,12,6分)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)。
下列说法不正确的是
A.对比②③,可以判定Zn保护了Fe
B.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
4.D本题考查金属的电化学腐蚀与防护。
②中Zn作负极,发生氧化反应生成Zn2+,Fe作正极被保护,所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液,试管内无明显变化。
但③中没有Zn保护Fe,Fe在酸性环境中发生析氢腐蚀,Fe作负极被氧化生成Fe2+,所以取出的少量Fe附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液,生成蓝色沉淀,对比②③可知Zn保护了Fe,A项正确;
①与②的区别在于:
前者是将铁氰化钾溶液直接滴入烧杯中,而后者是在取出的少量Fe附近的溶液中滴加铁氰化钾溶液,①中出现了蓝色沉淀,说明有Fe2+生成。
对比分析可知,可能是铁氰化钾氧化Fe生成了Fe2+,B项正确;
通过上述分析可知,验证Zn保护Fe时不能用①的方法,C项正确;
若将Zn换成Cu,铁氰化钾仍会将Fe氧化为Fe2+,在铁的表面同样会生成蓝色沉淀,所以无法判断Fe2+是不是负极产物,即无法判断Fe与Cu的活泼性,D项错误。
5.(2018海南,8,4分)(双选)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。
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在负极上的反应速率
D.电子的移动方向由a经外电路到b
5.BC镁是活泼金属作负极,电极反应式为:
Mg2+-2e-=Mg2+,吸附氧气的活性炭作为正极,电极反应式为:
O2+2H2O+4e-=4OH-,总反应式为2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2 A、D观点正确,B观点错误;
活性炭,内部具有疏松多孔的结构,用作正极能够帮助O2在正极上放电,C观点不正确,答案选B、C。
2017年化学高考题
1.【2017年高考全国卷Ⅰ】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
【答案】C
【解析】本题考查实际应用中的电化学腐蚀(外加电流的阴极保护法)。
审题抓住“外加电流的阴极保护法”、高硅铸铁为惰性辅助阳极等。
依题意,钢管桩为阴极,电子流向阴极,阴极被保护,钢管桩表面腐蚀电流是指铁失去电子形成的电流,接近于0,铁不容易失去电子,A项正确;
阳极上发生氧化反应,失去电子,电子经外电路流向阴极,B项正确;
高硅铸铁作阳极,阳极上发生氧化反应,阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气,惰性辅助阳极不被损耗,C项错误;
根据海水对钢管桩的腐蚀情况,增大或减小电流强度,D项正确。
【名师点睛】本题易错误理解“腐蚀电流”,腐蚀电流即指金属被腐蚀时形成原电池而产生的电流,腐蚀电流为0,就是金属没有被腐蚀。
原电池中电子流向:
负极→正极;
电解池中电流流向:
正极→阳极,阴极→负极。
在金属保护中,外加电流的阴极保护法中阳极常为惰性电极,海水中水发生氧化反应:
2H2O-4e-
O2↑+4H+。
2.【2017年高考全国卷Ⅱ】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H2SO4-H2C2O4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:
Al3++3e-
Al
D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
【解析】本题考查电解原理的应用。
利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的Al2O3薄膜,即待加工铝质工件作阳极,A项正确;
阴极与电源负极相连,对阴极电极材料没有特殊要求,可选用不锈钢网等,B项正确;
电解质溶液呈酸性,阴极上应是H+放电,C项错误;
在电解过程中,电解池中的阴离子向阳极移动,D项正确。
3.【2017年高考全国卷Ⅲ】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)。
A.电池工作时,正极可发生反应:
2Li2S6+2Li++2e-
3Li2S4
B.电池工作时,外电路中流过0.02mol电子,负极材料减重0.14g
C.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
【答案】D
【解析】本题考查电化学知识。
原电池工作时,正极发生一系列得电子的还原反应,即:
Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2,其中可能有2Li2S6+2Li++2e-
3Li2S4,A项正确;
该电池工作时,每转移0.02mol电子,负极有0.02molLi(质量为0.14g)被氧化为Li+,则负极质量减少0.14g,B项正确;
石墨烯能导电,用石墨烯作电极,可提高电极a的导电性,C项正确;
充电过程中,Li2S2的量逐渐减少,当电池充满电时,相当于达到平衡状态,电池中Li2S2的量趋于不变,故不是电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越多,D项错误。
4.【2017年高考海南卷】一种电化学制备NH3的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输H+。
A.Pb电极b为阴极
B.阴极的反应式为:
N2+6H++6e−=2NH3
C.H+由阳极向阴极迁移
D.陶瓷可以隔离N2和H2
【答案】A
【名师点睛】本题考查电解原理,首先判断阴阳两极,阴极连接电源的负极,阴极上得到电子化合价降低,发生还原反应,阳极连接电源的正极,阳极上失去电子化合价升高,发生氧化反应,然后判断电极材料,惰性电极还是活动性金属作电极,活动性金属作阳极,活动性金属先失电子,如果是惰性材料作阳极,则是还原性强的阴离子先失电子,氧化性强的离子在阴极上得电子;
电极反应式的书写是高考的热点,一般需要根据装置图完成,需要看清反应环境。
5.【2017年高考浙江卷】银锌电池是一种常见化学电源,其反应原理:
Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag,其工作示意图如下。
下列说法不正确的是
A.Zn电极是负极
B.Ag2O电极发生还原反应
C.Zn电极的电极反应式:
Zn-2eˉ+2OHˉ===Zn(OH)2
D.放电前后电解质溶液的pH保持不变
【考点】考查原电池工作原理,陌生原电池反应的正负极、反应类型、电极方程式书写判断
【解析】根据给出原电池原理反应,从化合价角度分析,Zn化合价升高失去电子为负极,电解质为KOH,电极方程式为Zn-2e_+2OH_=Zn(OH)2,A、C正确;
Ag2O化合价降低为正极,被还原,B正确;
总反应显示反应过程中生成水,原溶液显碱性,所以碱性减弱,PH减小
2016-2013年化学高考题
1.【2016年高考北京卷】用石墨电极完成下列电解实验。
实验一
实验二
装置
现象
a、d处试纸变蓝;
b处变红,局部褪色;
c处无明显变化
两个石墨电极附近有气泡产生;
n处有气泡产生;
……
下列对实验现象的解释或推测不合理的是()
A.a、d处:
2H2O+2e===H2↑+2OH-
B.b处:
2Cl--2e-===Cl2↑
C
.c处
发生了反应:
Fe-2e-===Fe2+
D.根据实验一的原理,实验二中m处能析出铜
【答案】B
【解析】a、d处试纸变蓝,说明溶液显碱性,是溶液中的氢离子得到电子生成氢气,氢氧根离子剩余造成的,故A项正确;
b处变红,局部褪色,说明是溶液中的氢氧根和氯离子同时放电,故B项错误;
c处为阳极,铁失去电子生成亚铁离子,故C项正确;
实验一中ac形成电解池,db形成电解池,所以实验二中也相当于形成三个电解池(一个球两面为不同的两极),m为电解池的阴极,另一球朝m的一面为阳极(n的背面),故相当于电镀,即m上有铜析出,故D项正确。
【考点定位】本题主要是考查电解原理的应用。
【名师点睛】
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