2019年高考化学冲刺逐题过关专题05第11题电化学（知识讲解）（含解析）.docx

第11题 电化学一、试题解读电化学是高考每年必考内容，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 分别作为电极材料，电池的总反应为：3CO24Na2Na2CO3C。下列说法错误的是（）。A放电时，ClO4向负极移动 B充电时释放CO2，放电时吸收CO2C放电时，正极反应为：3CO24e=2CO32C D充电时，正极反应为：Nae=Na【答案】D【解析】A. 放电时是原电池，阴离子ClO4向负极移动，A正确；B. 电池的总反应为3CO2+4Na2Na2CO3+C，因此充电时释放CO2，放电时吸收CO2，B正确；C. 放电时是原电池，正极是二氧化碳得到电子转化为碳，反应为：3CO2+4e2CO32+C，C正确；D. 充电时是电解，正极与电源的正极相连，作阳极，发生失去电子的氧化反应，反应为2CO32+C4e3CO2，D错误。答案选D。3（2018年全国3卷）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+（1）O2【答案】D【解析】A题目叙述为：放电时，O2与Li+在多孔碳电极处反应，说明电池内，Li+向多孔碳电极移动，因为阳离子移向正极，所以多孔碳电极为正极，选项A错误。B因为多孔碳电极为正极，外电路电子应该由锂电极流向多孔碳电极（由负极流向正极），选项B错误。C充电和放电时电池中离子的移动方向应该相反，放电时，Li+向多孔碳电极移动，充电时向锂电极移动，选项C错误。D根据图示和上述分析，电池的正极反应应该是O2与Li+得电子转化为Li2O2-X，电池的负极反应应该是单质Li失电子转化为Li+，所以总反应为：2Li + (1)O2 Li2O2-X，充电的反应与放电的反应相反，所以为Li2O2-X 2Li + (1)O2，选项D正确。4（2017年全国1卷）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】本题使用的是外加电流的阴极保护法，钢管柱与电源的负极相连，被保护。A外加强大的电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流，从而保护钢管柱，A正确；B通电后，被保护的钢管柱作阴极，高硅铸铁作阳极，因此电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩，B正确；C高硅铸铁为惰性辅助阳极，所以高硅铸铁不损耗，C错误；D通过外加电流抑制金属电化学腐蚀产生的电流，因此通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整，D正确。答案选C。5（2017年全国2卷）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： D硫酸根离子在电解过程中向阳极移动【答案】C【解析】A、根据原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，故A说法正确；B、不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，故B说法正确；C、阴极应为阳离子得电子，根据离子放电顺序应是H放电，即2H2e=H2，故C说法错误；D、根据电解原理，电解时，阴离子移向阳极，故D说法正确。6（2017年全国3卷）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（2x8）。下列说法错误的是A电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li+2e=3Li2S4B电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 gC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】A原电池工作时，Li+向正极移动，则a为正极，正极上发生还原反应，随放电的多少可能发生多种反应，其中可能为2Li2S6+2Li+2e-=3Li2S4，故A正确；B原电池工作时，转移0.02mol电子时，氧化Li的物质的量为0.02mol，质量为0.14g，故B正确；C石墨能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，故C正确；D电池充电时间越长，转移电子数越多，生成的Li和S8越多，即电池中Li2S2的量越少，故D错误；答案为A。7（2016年全国1卷）三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，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。下列叙述正确的是A通电后中间隔室的离子向正极迁移，正极区溶液pH增大B该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C负极反应为2H2O 4e = O2+4H+，负极区溶液pH降低D当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成【答案】B【解析】A根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，在电解池中阴离子会向正电荷较多的阳极区定向移动，因此通电后中间隔室的向正极迁移；在正极区带负电荷的OH失去电子，发生氧化反应而放电，由于破坏了附近的水的电离平衡，使溶液中c(H+)c(OH-)，所以正极区溶液酸性增强，溶液的pH减小，错误；B阳极区氢氧根放电，溶液中产生硫酸，阴极区氢离子获得电子，发生还原反应而放电，破坏了附近的水的电离平衡，使溶液中c(OH-)c(H+)，所以产生氢氧化钠，因此该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品，正确；C负极区氢离子得到电子，使溶液中c(OH-)c(H+)，所以负极区溶液pH升高，错误；D当电路中通过1mol电子的电量时，根据整个闭合回路中电子转移数目相等可知，反应产生氧气的物质的量n(O2)=1mol4=0.25mol，错误。8（2016年全国2卷）MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是A负极反应式为Mg-2e-=Mg2+ B正极反应式为Ag+e-=AgC电池放电时Cl-由正极向负极迁移 D负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2【答案】B【解析】根据题意，电池总反应式为：Mg+2AgCl=MgCl2+2Ag，正极反应为：2AgCl+2e-= 2Cl-+ 2Ag，负极反应为：Mg-2e=Mg2+，A项正确，B项错误；对原电池来说，阴离子由正极移向负极，C项正确；由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2，D项正确；答案选B。9（2018年全国3卷）锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH+2H2O=2Zn(OH)。下列说法正确的是（ ）A充电时，电解质溶液中K+向阳极移动B充电时，电解质溶液中逐渐减小C放电时，负极反应为：Zn+4OH-2e=Zn(OH)D放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）【答案】C【解析】A、充电时阳离子向阴极移动，故错误；B、放电时总反应为：2Zn+O2+4KOH+2H2O=2K2Zn(OH)4,，则充电时生成氢氧化钾，溶液中的增大，故错误；C、放电时，锌在负极失去电子，故正确；D、标准状况下22.4L氧气的物质的量为1mol，对应转移4mol电子，故错误。五、预测20191化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是A Zn2+向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H+浓度增加B正极的电极反应式为Ag2O2eH2O2Ag2OHC锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄D使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降【答案】A【解析】A.Zn较Cu活泼，做负极，Zn失电子变Zn2+，电子经导线转移到铜电极，铜电极负电荷变多，吸引了溶液中的阳离子，因而Zn2+和H+迁移至铜电极，H+氧化性较强，得电子变H2，因而c(H+)减小，A项错误；B. Ag2O作正极，得到来自Zn失去的电子，被还原成Ag,结合KOH作电解液，故电极反应式为Ag2O2eH2O2Ag2OH，B项正确；C.Zn为较活泼电极，做负极，发生氧化反应，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，锌溶解，因而锌筒会变薄，C项正确；D.铅蓄电池总反应式为PbO2 + Pb + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O，可知放电一段时间后，H2SO4不断被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，D项正确。2电解法处理CO2和SO2混合污染气的原理如下图所示，电解质为熔融碳酸盐和硫酸盐，通电一段时间后，Ni电极表面形成掺杂硫的碳积层。下列说法错误的是ANi电极表面发生了还原反应B阳极的电极反应为：2O2-4e-=O2C电解质中发生的离子反应有：2SO2 +4O2=2SO42D该过程实现了电解质中碳酸盐和硫酸盐的自补充循环【答案】C【解析】A. 由图示原理可知，Ni电极表面发生了还原反应，故A正确；B. 阳极发生失电子的氧化反应，电极反应为：2O2-4e-=O2，故B正确；C. 电解质中发生的离子反应有：2SO2 +O2+2O2-=2SO42和CO2 +O2-=CO32-，故C错误；D. 该过程中在SO42-和CO32-被还原的同时又不断生成SO42-和CO32-，所以实现了电解质中碳酸盐和硫酸盐的自补充循环，故D正确。3沉积物微生物燃料电池可处理含硫废水，其工作原理如图所示。下列说法错误的是（ ）A碳棒b的电极反应式为：O2+4e+4H+=2H2OB光照强度对电池的输出功率有影响C外电路的电流方向：碳棒a碳棒bD酸性增强不利于菌落存活，故工作一段时间后，电池效率降低【答案】C【解析】由图可知，碳棒a失去电子，作负极，碳棒b得到电子作正极，A.正极O2得电子生成水，电极方程式为：O2+4e+4H+=2H2O，故A正确；B. 碳棒b，CO2在光照和光合菌的作用下反应生成氧气，光照强度对电池的输出功率有影响，故B正确；C.外电路电子由负极流向正极，即碳棒a碳棒b，电流方向与电子方向相反，即为碳棒b碳棒a，故C错误；D. 酸性增强会使菌落失活，故工作一段时间后，电池效率降低，故D正确。4LED系列产品是一类新型节能产品。图甲是/燃料电池，图乙是LED发光二极管的装置示意图。下列叙述错误的是A电池总反应为：B电池放电过程中，从B极区向A极区移动C电池放电过程中，B极区pH减小，A极区pH增大D要使LED发光二极管正常发光，图乙中的导线a应与图甲中的A极相连【答案】D【解析】A、根据图片知，负极反应式为BH4-+8OH-8e-= BO2-+6H2O，正极电极反应式为H2O2+2e-=2OH-，电池总反应为：BH4-+4H2O2=BO2-+6H2O，故A正确；B、电池放电过程中，阳离子移向正极，Na+从负极区向正极区移动，故B正确；C、B电极为负极，电极反应式为BH4-+8OH-8e-= BO2-+6H2O；A电极为正极，电极反应式为H2O2+2e-=2OH-，所以B极区pH减小，A极区pH增大，故C正确；D、LED发光二极管的电路中的电子流动方向可以判断，图乙中的导线a应与图甲中的B极负极相连，故D错误。5如图是化学课外活动小组设计的用化学电源使LED灯发光的装置示意图。下列有关该装置的说法正确的是()A铜片为负极，其附近的溶液变蓝，溶液中有Cu2产生B电路中的电流方向由锌片流向铜片C其能量转化的形式主要是“化学能电能光能”D如果将稀硫酸换成柠檬汁，LED灯将不会发光【答案】C【解析】A. 锌片作负极，发生氧化反应；铜片作正极，发生还原反应，铜片上有气泡产生，A项错误；B. 电路中的电流方向与电子流向相反，即由正极（铜片）流向负极（锌片），B项错误；C. 其能量转化的形式主要是“化学能电能光能”，C项正确；D. 如果将稀硫酸换成柠檬汁，由于柠檬汁中含有柠檬酸，溶液呈酸性，LED灯也会发光，D项错误。6利用膜技术原理和电化学原理制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置如图所示，下列说法正确的是（ ）A电极b反应式是O2+4e-+2H2O=4OH-B电解后乙装置d电极附近溶液的pH不变Cc电极上的电极反应式为N2O4-2e-+H2O=N2O5+2H+D甲中每消耗1mol SO2，乙装置中有1mol H+通过隔膜【答案】B【解析】A甲装置为原电池，其中a电极为负极、b电极为正极，左侧加入了硫酸，其中的H+可透过质子膜而进入右侧极室，所以右侧极室是酸性的，所以电极反应中不能生成OH-，而应生成水：O2+4e-+4H+=2H2O，A项错误；B乙装置是一个电解池，均采用了惰性电极，左侧为阳极，右侧d电极为阴极，其中盛放了硝酸溶液，发生的反应为：2H+2e-=H2，虽然消耗了H+，但同时有等量的H+从阳极区迁移过来，故溶液的pH不变，B项正确；Cc电极为阳极，发生氧化反应：N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+，C项错误；D. 依据电子转移数相同可知，甲装置的左侧的电极反应式：SO2-2e-+2H2O=4H+SO42-，可知消耗1molSO2电子转移数为2mol，乙装置中阳极N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+，阴极反应为2H+2e-=H2，为了平衡电荷，则有2mol H+通过隔膜，D项错误。7某地海水中主要离子的含量如下表，现利用“电渗析法”进行淡化，技术原理如图所示(两端为惰性电极，阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过)。下列有关说法错误的是A甲室的电极反应式为：2Cl-2e-= Cl2B淡化过程中易在戊室形成水垢C乙室和丁室中部分离子的浓度增大，淡水的出口为 bD当戊室收集到22.4L(标准状况)气体时，通过甲室阳膜的离子的物质的量一定为2mol【答案】D【解析】A. 由图