高考化学一轮复习 专题八 化学能与电能课件.ppt

专题八化学能与电能 高考化学 江苏省专用 考点一原电池原理及其应用a组自主命题 江苏卷题组1 2015江苏单科 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 五年高考 a 反应ch4 h2o3h2 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 2h2oc 电池工作时 c向电极b移动d 电极b上发生的电极反应为 o2 2co2 4e 2c 答案da项 由化合价变化知 每消耗1molch4转移6mol电子 b项 电极a为负极 h2参与的电极反应为h2 2e ch2o co2 c项 电池工作时 c向电极a移动 d项 电极b是正极 电极反应为o2 4e 2co22c 规律总结原电池中 阳离子移向正极 阴离子移向负极 审题技巧根据 熔融碳酸盐燃料电池 的示意图 可挖掘出电极反应式的反应物 生成物 再根据电荷守恒写出电极反应式 2 2016江苏单科 20 1 2 7分 0 374 铁炭混合物 铁屑和活性炭的混合物 纳米铁粉均可用于处理水中污染物 1 铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池 将含有cr2的酸性废水通过铁炭混合物 在微电池正极上cr2转化为cr3 其电极反应式为 2 在相同条件下 测量总质量相同 铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中cu2 和pb2 的去除率 结果如下图所示 当铁炭混合物中铁的质量分数为0时 也能去除水中少量的cu2 和pb2 其原因是 当铁炭混合物中铁的质量分数大于50 时 随着铁的质量分数的增加 cu2 和pb2 的去除率不升反降 其主要原因是 答案 7分 1 cr2 14h 6e 2cr3 7h2o 2分 2 活性炭对cu2 和pb2 有吸附作用 2分 铁的质量分数增加 铁炭混合物中微电池数目减少 3分 解析 2 活性炭具有吸附作用 可以吸附少量的cu2 和pb2 铁炭混合物去除cu2 和pb2 是通过发生置换反应实现的 且发生的是原电池反应 fe为负极 活性炭为正极 当铁的质量分数达到一定数值后 随着铁的质量分数增加 活性炭的质量分数减少 铁炭混合物中微电池的数目减少 所以cu2 和pb2 的去除率下降 易错警示在书写电极反应式时 一定要关注电解质溶液的环境 如此题中已告知是酸性废水 因此在书写时应用 h 平衡电荷 知识拓展活性炭是一种多孔物质 有很强的吸附能力 可用于吸附有害气体 去除异味 吸附一些可溶性物质 b组统一命题 省 区 市 卷题组1 2018课标 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 x2li 1 o2 答案d本题考查原电池原理和电解原理的综合运用 a项 依据题意和可充电电池装置图判断出 放电时锂电极作负极 多孔碳材料电极作正极 错误 b项 在原电池中 外电路电子由负极流向正极 即放电时 外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极 错误 c项 充电时 电解质溶液中的阳离子向阴极区迁移 即li 向锂电极区迁移 错误 d项 充电时 li 在阴极区得到电子生成li 阳极区生成o2 即电池总反应为li2o2 x2li 1 o2 正确 方法技巧可充电电池的工作原理 可充电电池中 放电过程用原电池原理分析 充电过程用电解原理分析 分析电化学问题时 先判断出电极 然后根据工作原理分析 2 2015课标 11 6分 微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置 其工作原理如图所示 下列有关微生物电池的说法的是 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 6o26co2 6h2o 答案a根据微生物电池工作原理示意图可知 c6h12o6在负极上发生氧化反应 电极反应式为 24e 6h2o6co2 24h o2在正极上发生还原反应 电极反应式为6o2 24e 24h 12h2o 负极有co2生成 a项错误 b项 微生物促进了反应中电子的转移 正确 c项 质子通过交换膜从负极区移向正极区 正确 d项 电池总反应为c6h12o6 6o26co2 6h2o 正确 3 2016课标 11 6分 mg agcl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池 下列叙述的是 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 2h2omg oh 2 h2 答案bmg agcl电池中 mg为负极 agcl为正极 故正极反应式应为agcl e ag cl b项错误 思路分析结合反应原理 根据元素化合价的变化 判断放电时的正 负极 再结合电解质的性质书写电极反应式 4 2016课标 11 6分 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 2h2o2zn 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c oh 逐渐减小c 放电时 负极反应为 zn 4oh 2e zn ohd 放电时 电路中通过2mol电子 消耗氧气22 4l 标准状况 答案c充电时为电解池 溶液中的阳离子向阴极移动 发生的反应为2zn oh2zn o2 4oh 2h2o 电解质溶液中c oh 增大 故a项 b项均错误 放电时负极反应为zn 4oh 2e zn oh 故c项正确 每消耗1molo2电路中通过4mol电子 故d项错误 答案d电池工作时为原电池 电池内部阳离子向正极移动 根据图示中li 移动方向可知 电极a为正极 依次发生s8 li2s8 li2s6 li2s4 li2s2的转化 a正确 电池工作时负极反应式为li e li 当转移0 02mol电子时 负极消耗的li的物质的量为0 02mol 质量为0 14g b正确 石墨烯具有导电性 可以提高电极a的导电能力 c正确 电池充电时为电解池 此时li2s2的量越来越少 d错误 思路分析结合反应原理 根据元素化合价的变化 判断放电时的正 负极 再结合电解质的性质书写电极反应式 c组教师专用题组1 2013江苏单科 1 2分 燃料电池能有效提高能源利用率 具有广泛的应用前景 下列物质均可用作燃料电池的燃料 其中最环保的是 a 甲醇b 天然气c 液化石油气d 氢气 答案d氢氧燃料电池的产物只有h2o 没有其他物质生成 最为环保 方法归纳燃料电池一般以通入o2的一极为正极 因此确定正极反应是燃料电池电极反应式书写的突破点 若为酸性环境 则电极反应为o2 4h 4e 2h2o 若为碱性或中性环境 则电极反应为o2 2h2o 4e 4oh 若为熔融碳酸盐 则电极反应为o2 2co2 4e 2c 若为熔融氧化物 则为o2 4e 2o2 易错警示原电池的两极称为正极和负极 电解池的两极称为阳极和阴极 切勿混淆 2 2013江苏单科 9 2分 mg h2o2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器 该电池以海水为电解质溶液 示意图如下 该电池工作时 下列说法正确的是 a mg电极是该电池的正极b h2o2在石墨电极上发生氧化反应c 石墨电极附近溶液的ph增大d 溶液中cl 向正极移动 答案c该电池中mg电极为负极 a项错误 石墨电极为正极 h2o2得电子发生还原反应 电极反应式为h2o2 2e 2oh 电极附近溶液ph增大 b项错误 c项正确 溶液中cl 移向mg电极 即cl 向负极移动 d项错误 方法归纳原电池正 负极判断的常用方法 若两电极均为金属材料 则较活泼金属一般作负极 若两电极分别为金属和非金属材料 则金属材料作负极 在原电池工作时 被不断消耗的电极一般为负极 电子流出的电极为负极 阴离子移向的电极为负极 发生氧化反应的电极为负极 对于燃料电池 非o2通入的电极一般为负极 考点分析江苏高考以 电化学 为依托考查氧化还原反应原理的运用 主要内容有电极反应式的书写 判断电解质溶液浓度 ph的变化 以及能源 环保等热点问题 3 2010江苏单科 11 4分 下图是一种航天器能量储存系统原理示意图 下列说法正确的是 a 该系统中只存在3种形式的能量转化b 装置y中负极的电极反应式为 o2 2h2o 4e 4oh c 装置x能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生d 装置x y形成的子系统能实现物质的零排放 并能实现化学能与电能间的完全转化 答案ca项 系统中存在光能 电能 电能 化学能 化学能 电能 电能 机械能等多种形式的能量转化 b项 y中负极的电极反应式为h2 2e 2h c项 装置x可电解水生成h2和o2 d项 无论是原电池还是电解池都不可能实现电能与化学能间的完全转化 4 2009江苏单科 12 3分 以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如下图所示 关于该电池的叙述正确的是 a 该电池能够在高温下工作b 电池的负极反应为 c6h12o6 6h2o 24e 6co2 24h c 放电过程中 h 从正极区向负极区迁移d 在电池反应中 每消耗1mol氧气 理论上能生成标准状况下co2气体l 答案ba项 微生物在高温下会因蛋白质变性而死亡 故不正确 c项 放电时h 向正极区迁移 故不正确 d项 每消耗1mol氧气 理论上能生成标准状况下co2气体22 4l 5 2014北京理综 8 6分 下列电池工作时 o2在正极放电的是 答案b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 6 2015天津理综 4 6分 锌铜原电池装置如图所示 其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过 下列有关叙述正确的是 a 铜电极上发生氧化反应b 电池工作一段时间后 甲池的c s 减小c 电池工作一段时间后 乙池溶液的总质量增加d 阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动 保持溶液中电荷平衡 答案c题中所述锌铜原电池中 zn为负极 电极反应式为zn 2e zn2 cu为正极 电极反应式为cu2 2e cu 发生还原反应 zn2 通过阳离子交换膜向正极移动 乙池溶液中消耗的cu2 与由甲池迁移过来的zn2 的物质的量相同 则乙池溶液质量增加 溶液中的阴离子无法通过阳离子交换膜 故选c 7 2016浙江理综 11 6分 金属 m 空气电池 如图 具有原料易得 能量密度高等优点 有望成为新能源汽车和移动设备的电源 该类电池放电的总反应方程式为 4m no2 2nh2o4m oh n已知 电池的 理论比能量 指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能 下列说法不正确的是 a 采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积 并有利于氧气扩散至电极表面b 比较mg al zn三种金属 空气电池 al 空气电池的理论比能量最高c m 空气电池放电过程的正极反应式 4mn no2 2nh2o 4ne 4m oh n d 在mg 空气电池中 为防止负极区沉积mg oh 2 宜采用中性电解质及阳离子交换膜 答案ca项 采用多孔电极可以提高电极与电解质溶液的接触面积 并有利于o2扩散至电极表面 b项 单位质量的mg al zn反应 al转移的电子数最多 故al 空气电池的理论比能量最高 c项 由于电池中间为阴离子交换膜 故mn 不能通过 则正极的电极反应式为o2 4e 2h2o4oh d项 在mg 空气电池中 负极的电极反应式为mg 2e mg2 为防止负极区沉积mg oh 2 可采用阳离子交换膜阻止oh 进入负极区 评析本题设计新颖 以新型电池为背景 考查原电池的工作原理 考点二电解原理及其应用a组自主命题 江苏卷题组1 2017江苏单科 16 4 5 6分 铝是应用广泛的金属 以铝土矿 主要成分为al2o3 含sio2和fe2o3等杂质 为原料制备铝的一种工艺流程如下 注 sio2在 碱溶 时转化为铝硅酸钠沉淀 4 电解 是电解na2co3溶液 原理如图所示 阳极的电极反应式为 阴极产生的物质a的化学式为 5 铝粉在1000 时可与n2反应制备aln 在铝粉中添加少量nh4cl固体并充分混合 有利于aln的制备 其主要原因是 答案 4 4c 2h2o 4e 4hc o2 h2 5 nh4cl分解产生的hcl能够破坏al表面的al2o3薄膜 解析本题考查了以铝土矿为原料制备铝的工艺流程 涉及离子方程式的书写和电化学的相关知识 4 阳极应是h2o电离出的oh 放电 生成o2和h 在na2co3溶液充足的条件下 h 与c反应生成hc 故阳极的电极反应式为 4c 2h2o 4e 4hc o2 阴极的电极反应式为 4h2o 4e 2h2 4oh 所以物质a为h2 5 铝粉表面有al2o3薄膜 阻碍反应的进行 而添加少量nh4cl固体 nh4cl分解生成的hcl能与al2o3反应 破坏al2o3薄膜 有利于al和n2反应 2 2014江苏单科 20 1 5分 0 30 硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题 由硫化氢获得硫单质有多种方法 1 将烧碱吸收h2s后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解 电解过程中阳极区发生如下反应 s2 2e s n 1 s s2 写出电解时阴极的电极反应式 电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质 其离子方程式可写成 答案 5分 1 2h2o 2e h2 2oh 2h n 1 s h2s 解析 1 由电解原理知 阴极发生还原反应 又因为是碱性溶液中 所以电极反应式为2h2o 2e h2 2oh 由题意知 在酸性条件下生成单质s 所以离子方程式为 2h n 1 s h2s 命题归纳化工流程题中一般会涉及陌生方程式的书写 要求学生阅读 分析 理解 运用题中的信息 才能准确写出方程式 从近几年高考看 此类方程式的书写已成为必考题 要求写出的方程式涉及的反应类型可分为氧化还原反应和非氧化还原反应 方法归纳陌生方程式书写的关键点是准确找出反应物和产物 可以通过流程图或题中给出的文字和图像信息 也可以利用自己储备的知识 因此必须读透流程图中的信息并筛选出有用信息 b组统一命题 省 区 市 卷题组1 2018课标 13 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 示意图如下图所示 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 edta fe2 e edta fe3 2edta fe3 h2s2h 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 h2ob 协同转化总反应 co2 h2sco h2o sc 石墨烯上的电势比zno 石墨烯上的低d 若采用fe3 fe2 取代edta fe3 edta fe2 溶液需为酸性 答案c本题考查电解原理的应用 由石墨烯电极区反应 可知该极发生氧化反应 为阳极 则zno 石墨烯为阴极 阴极的电极反应为 co2 2h 2e co h2o a正确 装置工作时涉及三个反应 fe2 与fe3 的转化循环进行 总反应为co2与h2s之间的反应 根据得失电子守恒可知总反应为 co2 h2sco h2o s b正确 石墨烯与电源正极相连 zno 石墨烯与电源负极相连 故石墨烯上的电势比zno 石墨烯上的高 c错误 fe2 fe3 均在酸性环境中稳定存在 d正确 审题技巧解题的关键是电极名称的确定 如本题中co2 co为还原反应 阴极 fe2 fe3 为氧化反应 阳极 2 2018课标 12 6分 我国科学家研发了一种室温下 可呼吸 的na co2二次电池 将na clo4溶于有机溶剂作为电解液 钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料 电池的总反应为 3co2 4na2na2co3 c 下列说法错误的是 a 放电时 cl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 3co2 4e 2c cd 充电时 正极反应为 na e na 答案d本题考查二次电池的工作原理 放电时 负极反应为 4na 4e 4na 正极反应为3co2 4e c 2c na 移向正极 c cl移向负极 a c正确 充电过程与放电过程相反 b正确 充电时 阳极反应为2c c 4e 3co2 d错误 规律总结二次电池充 放电的电极判断二次电池充电时 正接正 负接负 放电时的正极为充电时的阳极 放电时的负极为充电时的阴极 答案c本题考查外加电流的阴极保护法 将被保护的金属 钢管桩 与电源的负极相连 防止钢管桩被腐蚀 外加保护电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流 故其表面腐蚀电流接近于零 a项正确 高硅铸铁为惰性辅助阳极 阳极上发生氧化反应 失去电子 电子从高硅铸铁流向钢管桩 b项正确 高硅铸铁为惰性辅助阳极 只是用于传递电流 故阳极材料不损耗 c项错误 金属的腐蚀受环境的影响 故通入的电流要根据环境条件的变化及时进行调整 d项正确 审题技巧本题易因忽视高硅铸铁为惰性辅助阳极而导致出错 通常除金 铂以外的金属作为阳极材料 是活性电极 优先于溶液中的粒子放电 且起到导电作用 此题指出惰性辅助阳极 惰性 说明在此条件下铁不放电 只是起导电作用 辅助 做题时 应 具体问题具体分析 不能一味地 按章办事 4 2017课标 11 6分 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 ald 硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 答案c本题考查电解原理的应用 o3发生氧化反应 故铝质工件为阳极 a正确 阴极材料应为金属或导电的非金属 可选用不锈钢网 b正确 电解质溶液中含有大量h 故阴极的电极反应式为2h 2e h2 c不正确 在电解池中 阴离子移向阳极 d正确 知识拓展关于电解原理的 不寻常 应用 1 电解原理在 金属防腐 中的应用 如 外加电流的阴极保护法 2 电解原理在 物质制备 中的应用 如 尿素 co nh2 2 制氢气 3 电解原理在 环境治理 中的应用 如 用电解法消除cn 5 2014大纲全国 9 6分 右图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池 mh ni电池 下列有关说法不正确的是 a 放电时正极反应为 niooh h2o e ni oh 2 oh b 电池的电解液可为koh溶液c 充电时负极反应为 mh oh h2o m e d mh是一类储氢材料 其氢密度越大 电池的能量密度越高 答案c在金属氢化物镍电池 mh ni电池 中 mh m为零价 h为零价 在负极发生反应 mh oh e m h2o niooh在正极发生反应 niooh h2o e ni oh 2 oh 电解液可为koh溶液 a b正确 充电时 阴极反应式为m h2o e mh oh c错误 mh中氢密度越大 单位体积电池所储存电量越多 即电池能量密度越高 d正确 评析本题对充电电池充 放电时的电极反应式的书写及电解液的选择等进行了考查 试题的起点高 落点低 难度中等 区分度很好 6 2014课标 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limn2o4li1 xmn2o4 xlic 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 答案c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 答案b负极区 阴极 电极反应为 4h 4e 2h2 正极区 阳极 电极反应为 4oh 4e 2h2o o2 a项 通电后s向正极移动 正极区oh 放电 溶液酸性增强 ph减小 c项 负极反应为4h 4e 2h2 溶液ph增大 d项 当电路中通过1mol电子的电量时 会有0 25molo2生成 思路梳理1 通电前 电解质溶液中含有哪些阴 阳离子 包括由水电离出的h 和oh 2 通电时 阴离子移向阳极 阳离子移向阴极 结合放电顺序分析谁优先放电 注意活泼金属作阳极时 活泼金属优先放电 3 正确书写电极反应式 要注意原子数 电荷数是否守恒 4 能结合题目要求分析电解时的各种变化情况 如两极现象 水的电离平衡移动 离子浓度的变化 ph的变化等 8 2018课标 27 3 4分 焦亚硫酸钠 na2s2o5 在医药 橡胶 印染 食品等方面应用广泛 回答下列问题 3 制备na2s2o5也可采用三室膜电解技术 装置如图所示 其中so2碱吸收液中含有nahso3和na2so3 阳极的电极反应式为 电解后 室的nahso3浓度增加 将该室溶液进行结晶脱水 可得到na2s2o5 答案 3 2h2o 4e o2 4h a 解析 3 根据装置图可知左侧为阳极 溶质为h2so4 实际放电的是水电离出的oh 电极反应式为2h2o 4e o2 4h 电解过程中 阳离子 h 向右侧移动 则a室中s h hs nahso3浓度增大 9 2015北京理综 27 14分 研究co2在海洋中的转移和归宿 是当今海洋科学研究的前沿领域 1 溶于海水的co2主要以4种无机碳形式存在 其中hc占95 写出co2溶于水产生hc的方程式 2 在海洋碳循环中 通过如图所示的途径固碳 写出钙化作用的离子方程式 同位素示踪法证实光合作用释放出的o2只来自于h2o 用18o标记物质的光合作用的化学方程式如下 将其补充完整 ch2o x x18o2 xh2o 3 海水中溶解无机碳占海水总碳的95 以上 其准确测量是研究海洋碳循环的基础 测量溶解无机碳 可采用如下方法 气提 吸收co2 用n2从酸化后的海水中吹出co2并用碱液吸收 装置示意图如下 将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂 滴定 将吸收液吸收的无机碳转化为nahco3 再用xmol l 1hcl溶液滴定 消耗ymlhcl溶 液 海水中溶解无机碳的浓度 mol l 1 4 利用下图所示装置从海水中提取co2 有利于减少环境温室气体含量 结合方程式简述提取co2的原理 用该装置产生的物质处理b室排出的海水 合格后排回大海 处理至合格的方法是 答案 14分 1 co2 h2oh2co3 h2co3h hc 2 2hc ca2 caco3 co2 h2o xco22xo 3 4 a室 2h2o 4e 4h o2 h 通过阳离子膜进入b室 发生反应 h hcco2 h2o c室的反应 2h2o 2e 2oh h2 用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的ph 解析 3 向盛有海水的装置中通入n2应长进短出 酸化海水应用难挥发的h2so4 由nahco3 hclnacl co2 h2o可以看出 n nahco3 n hcl c c mol l 1 4 a室为阳极室 h2o放电生成的h 可通过阳离子膜进入b室与hc反应产生co2 c室为阴极室 h2o放电生成oh 使c室溶液呈碱性 故用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的ph后 再将其排回大海 评析本题以研究co2在海洋中的转移和归宿为载体 考查了方程式的书写 物质的分离与提取 电化学 化学计算等 综合性较强 有难度但不失基础 答案d由图示可看出 h2o h2 co2 co均为还原反应 x应为电源负极 a项正确 阴极电极反应式为h2o 2e h2 o2 和co2 2e co o2 阳极电极反应式为2o2 4e o2 总反应为h2o co2h2 co o2 b c项正确 阴 阳两极生成气体的物质的量之比为2 1 d项不正确 2 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 mniooh mh已知 6niooh nh3 h2o oh 6ni oh 2 n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 答案a镍氢电池放电时负极电极反应式为mh e oh m h2o 正极电极反应式为niooh e h2oni oh 2 oh 故a项正确 充电时 阴离子移向阳极 故b项错误 h2o分子中有一个转变为mh中h m并没有参与反应 故c项错误 从题干所给的反应方程式中可以看出 koh溶液 氨水会将niooh转化为ni oh 2 使电池失去放电能力 故d项错误 3 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 为al 其他电极均为cu 则 a 电流方向 电极 a 电极 b 电极 发生还原反应c 电极 逐渐溶解d 电极 的电极反应 cu2 2e cu 答案a由图示可分析出该图中 为原电池的负极 为电解池的阴极 电子流向为电极 a 电极 电流方向 电极 a 电极 a正确 al电极发生氧化反应 b错误 电极 发生的电极反应为cu2 2e cu 电极上有cu生成 c错误 电极 的电极反应为cu 2e cu2 d错误 4 2015福建理综 9 6分 纯净物x y z转化关系如图所示 下列判断正确的是 a x可能是金属铜b y不可能是氢气c z可能是氯化钠d z可能是三氧化硫 答案a若用惰性电极电解cucl2溶液 可以生成cu和cl2 cu可以在cl2中燃烧生成cucl2 故x可能是金属铜 a正确 若用惰性电极电解hcl的水溶液 可生成h2和cl2 h2和cl2在点燃的条件下可以生成hcl 故y可能是h2 故b错误 在水溶液中na 不可能放电 故c错误 若z是三氧化硫 则z的水溶液为h2so4溶液 电解h2so4溶液得到的x和y作用不会生成三氧化硫 故d错误 5 2015山东理综 29 15分 利用lioh和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料 lioh可由电解法制备 钴氧化物可通过处理钴渣获得 1 利用如图装置电解制备lioh 两电极区电解液分别为lioh和licl溶液 b极区电解液为溶液 填化学式 阳极电极反应式为 电解过程中li 向电极迁移 填 a 或 b 2 利用钴渣 含co oh 3 fe oh 3等 制备钴氧化物的工艺流程如下 co oh 3溶解还原反应的离子方程式为 铁渣中铁元素的化合价为 在空气中煅烧coc2o4生成钴氧化物和co2 测得充分煅烧后固体质量为2 41g co2体积为1 344l 标准状况 则钴氧化物的化学式为 答案 1 lioh2cl 2e cl2 b 2 2co oh 3 s 4h 2co2 s 5h2o 或co oh 3 3h co3 3h2o 2co3 s h2o2co2 s 2h 3co3o4 解析 1 b极区产生h2 则b极区发生还原反应 为阴极 a极电极反应式为2cl 2e cl2 为阳极 a极区电解液为licl溶液 b极区电解液为lioh溶液 li 阳离子 向阴极 b电极 移动 2 向浸液中加入了具有氧化性的naclo3和o2 所以铁渣中的铁元素为 3价 设钴氧化物的化学式为coxoy 由xcoc2o4 o2coxoy 2xco2 59x 16y g2x 22 4l2 41g1 344l则 解得x y 3 4 则钴氧化物的化学式为co3o4 6 2014北京理综 26 4 4分 nh3经一系列反应可以得到hno3和nh4no3 如下图所示 4 中 电解no制备nh4no3 其工作原理如图所示 为使电解产物全部转化为nh4no3 需补充物质a a是 说明理由 答案 4 nh3根据反应 8no 7h2o3nh4no3 2hno3 电解产生的hno3多 解析由图示知 阴极反应为 no 6h 5e n h2o 阳极反应为 no 2h2o 3e n 4h 根据得失电子守恒可判断出 当转移的电子数目相同时 阳极产生的n的物质的量多于阴极产生的n的物质的量 为使电解产物全部转化为nh4no3 可补充nh3 7 2017天津理综 7节选 6分 某混合物浆液含al oh 3 mno2和少量na2cro4 考虑到胶体的吸附作用使na2cro4不易完全被水浸出 某研究小组利用设计的电解分离装置 如图 使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液 并回收利用 回答 中的问题 含铬元素溶液的分离和利用 4 用惰性电极电解时 cr能从浆液中分离出来的原因是 分离后含铬元素的粒子是 阴极室生成的物质为 写化学式 答案 4 在直流电源作用下 cr通过阴离子交换膜向阳极室移动 脱离浆液cr和cr2naoh和h2 解析 4 依据离子交换膜的性质和电解池的工作原理知 在直流电场作用下 cr通过阴离子交换膜向阳极室移动 脱离浆液 在电解过程中 oh 在阳极室失去电子生成o2 溶液的酸性增强 通过阴离子交换膜移向阳极室的cr有部分转化为cr2 故分离后含铬元素的粒子是cr和cr2 h 在阴极室得到电子生成h2 溶液中的oh 浓度增大 混合物浆液中的na 通过阳离子交换膜移向阴极室 故阴极室生成的物质为naoh和h2 易错易混在电化学问题中 注意阳离子交换膜只允许阳离子通过 阴离子交换膜只允许阴离子通过 8 2011江苏单科 20 14分 氢气是一种清洁能源 氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点 已知 ch4 g h2o g co g 3h2 g h 206 2kj mol 1ch4 g co2 g 2co g 2h2 g h 247 4kj mol 12h2s g 2h2 g s2 g h 169 8kj mol 1 1 以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法 ch4 g 与h2o g 反应生成co2 g 和h2 g 的热化学方程式为 2 h2s热分解制氢时 常向反应器中通入一定比例空气 使部分h2s燃烧 其目的是 燃烧生成的so2与h2s进一步反应 生成物在常温下均非气体 写出该反应的化学方程式 3 h2o的热分解也可得到h2 高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图甲所示 图中a b表示的物质依次是 4 电解尿素 co nh2 2 的碱性溶液制氢的装置示意图见图乙 电解池中隔膜仅阻止气体通过 阴 阳极均为惰性电极 电解时 阳极的电极反应式为 5 mg2cu是一种储氢合金 350 时 mg2cu与h2反应 生成mgcu2和仅含一种金属元素的氢化物 其中氢的质量分数为0 077 mg2cu与h2反应的化学方程式为 答案 14分 1 ch4 g 2h2o g co2 g 4h2 g h 165 0kj mol 1 2 为h2s热分解反应提供热量2h2s so22h2o 3s 或4h2s 2so24h2o 3s2 3 h o 或氢原子 氧原子 4 co nh2 2 8oh 6e c n2 6h2o 5 2mg2cu 3h2mgcu2 3mgh2 解析 1 将题给3个热化学方程式依次编号为 根据盖斯定律 2 即可得到正确答案 3 温度大约在3000k时 h2o分解成氢原子 氧原子 氢原子 氧原子部分结合成h2 o2 另一部分仍以原子状态存在于混合气体中 5000k以上时 氢原子 氧原子不再结合成分子 体系中只有两种原子 4 co nh2 2在阳极上发生氧化反应 氮元素被氧化生成的n2从阳极区逸出 碳元素的化合价不变 在碱性条件下以c的形式留在溶液中 5 根据原子守恒可确定该氢化物只能是镁的氢化物 再根据氢的质量分数可确定其化学式 答案da项 充电时阴极反应式为pbso4 2e pb s 阴极质量减小 故错误 b项 加少量硫酸铜后 zn与cuso4反应生成的cu与zn h2so4形成原电池而加快反应速率 不能说明cu2 有催化作用 故错误 c项 na2co3 ca oh 2caco3 2naoh 溶液的ph应增大 故错误 2 2018海安中学高三下期初 9 下列有关实验原理或操作正确的是 图1图2a 图1所示的装置可用于干燥 收集氨气并吸收多余的氨气b 用广泛ph试纸测得0 1mol l 1naclo溶液的ph约为12c 用蒸发溶剂的方法将10 的ca hco3 2溶液变为20 的ca hco3 2溶液d 用图2所示的装置可以验证生铁片在该雨水中是否会发生吸氧腐蚀 答案da项 收集nh3时导管应短进长出 图1中为长进短出 故错误 b项 naclo溶液具有漂白性 无法用ph试纸来测其ph 故错误 c项 ca hco3 2受热易分解 不能用蒸发溶剂的方法将10 的ca hco3 2溶液变为20 的ca hco3 2溶液 故错误 3 2018南通如皋中学高三上阶段练习 11 下列有关说法正确的是 a 反应cac2 s n2 g cacn2 s c s 能自发进行 则其 hksp cus d 实验测得nahso3溶液的ph 7 说明h2so3是强酸 答案acb项 铝线与铜线直接相连 与电解质溶液接触能构成原电池 其中铝为负极 会导致铝线更快被氧化 故错误 d项 nahso3溶液的ph 7 说明hs的电离程度大于其水解程度 h2so3是弱酸 故错误 答案aba项 根据总反应可判断金属m为负极 o2参与正极反应 且电解质呈碱性 故正确 b项 若为mg 空气电池 则负极反应式为mg 2e 2oh mg oh 2 n mg n e 1 2 故正确 c项 原电池的电解质溶液中 阴离子应向负极移动 故错误 d项 根据 理论比能量 的概念 na的 理论比能量 与al的 理论比能量 之比为 所以al 空气电池的 理论比能量 高 故错误 5 2016泰州一模 10 一种用于驱动潜艇的液氨 液氧燃料电池原理示意图如下 下列有关该电池的说法正确的是 a 该电池工作时 每消耗22 4lnh3转移3mol电子b 电子由电极a经外电路流向电极bc 电池工作时 oh 向电极b移动d 电极b上发生的电极反应为 o2 4h 4e 2h2o 答案b液氨 液氧燃料电池的总反应为 4nh3 3o22n2 6h2o 负极 2nh3 6oh 6e n2 6h2o 正极 o2 2h2o 4e 4oh a项 没有说明标准状况下 无法计算 故错误 b项 电子由负极经外电路流向正极 故正确 c项 阴离子向负极移动 即oh 向电极a移动 故错误 d项 由题图可知该电池中为碱性环境 电极b发生的电极反应为 o2 2h2o 4e 4oh 故错误 考点二电解原理及其应用6 2018苏锡常镇四市高三调研 一 16 4 6 以菱锰矿 主要成分为mnco3 还含有feco3 caco3 sio2 al2o3 fe2o3 mgco3等杂质 为原料制备二氧化锰的工艺流程如下 已知草酸钙 草酸镁不溶于水 4 除杂 时 除去的金属离子有 5 电解 原理如图所示 阳极的电极反应式为 6 该流程中可以循环使用的物质有 7 2018扬州宝应中学第一次月考 17 3 碳酸氢钠广泛应用于生产 实验和日常生活中 某课外小组同学通过查阅资料对碳酸氢钠的性质和制法进行了一系列实验 请你参与探究 3 电解na2co3溶液制nahco3的原理如图所示 电解初期 电解池中总反应方程式为 若电解过程中透过阳离子交换膜的na 为0 4mol 则阳极收集到o2l 标准状况 答案 3 4na2co3 6h2o4nahco3 4naoh o2 2h2 2 24l 解析 由题图可知 阳极产生o2 阴极应产生h2 na2co3溶液变为nahco3溶液 故电解初期总反应方程式为4na2co3 6h2o4nahco3 o2 2h2 4naoh 若电解过程中透过阳离子交换膜的na 为0 4mol 说明电子转移的数目为0 4mol 产生的o2为0 1mol 在标准状况下体积为2 24l 8 2017泰州姜堰中学高三上期中 20 3 3 某小组运用工业上离子交换膜法制烧碱的原理 用如图所示装置电解k2so4溶液 该电解槽的阳极反应式为 通过阴离子交换膜的离子数 填 或 通过阳离子交换膜的离子数 图中a b c d分别表示有关溶液的ph 则a b c d由小到大的顺序为 答案 3 4oh 4e 2h2o o2 或2h2o 4e o2 4h b a c d 解析阳极上由水电离出的oh 失电子 故电极反应式为4oh 4e o2 2h2o 也可以写成2h2o 4e o2 4h 通过阴离子交换膜的离子为s 通过阳离子交换膜的离子为k 为了维持电荷守恒 通过离子交换膜的s数目与k 数目之比为1 2 即s数目小于k 数目 a b小于7 c d大于7 由题意结合图像可知ph b的h2so4溶液较浓 c h 较大 故b a ph d的koh溶液较浓 c oh 较大 c d 则有b a c d 9 2017南京六校联考 20 3 氮是空气中含量最多的元素 是组成生命体的基本元素之一 3 nox no和no2 是大气污染物中的主要气体 某分子筛类催化剂 h 交换沸石 催化nh3脱除no no2的反应机理如图1所示 图1步骤 生成1moln2时 转移电子的物质的量为 按图1反应机理 完全消耗2molnh3 时 脱除的no no2在标准状况下的总体积为 用间接电化学法除去no的原理如图2所示 电解池的阴极室中 溶液的ph在4 7之间 则阴极的电极反应式为 吸收池中除去no的离子方程式为 图2 答案 3mol44 8l 2hs 2e 2h s2 2h2o2no 2s2 2h2on2 4hs 解析 h4 ho2 n2 转移3mol电子时可生成1moln2 依据图1可知 反应物为nh3 no2 no 生成物为n2和h2o 故反应的化学方程式为2nh3 no2 no2n2 3h2o 消耗2molnh3时 脱除的no2和no共为2mol 在标准状况下的体积为44 8l 据图2可知 hs在阴极转化为s2 溶液呈酸性 故电极反应式为2hs 2e 2h s2 2h2o 吸收池中no和s2反应生成n2和hs 离子方程式为2no 2s2 2h2on2 4hs 10 2016连云港高三上期中调研 20 3 3 垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质 用nh3表示 和氯化物 把垃圾渗滤液加入如图所示的电解池 电极为惰性材料 中进行电解除去nh3 净化污水 该净化过程分两步 第一步电解产生氧化剂 第二步氧化剂氧化氨氮物质生成n2 写出电解时a电极的电极反应式 写出第二步反应的化学方程式 答案 2cl 2e cl2 3cl2 2nh3n2 6hcl 解析 根据题图 可知a电极是电解池的阳极 该电极上发生失电子的氧化反应 可以得到氧化剂 再根据离子的放电顺序 氯离子优先于氢氧根离子 可知a电极的电极反应式为2cl 2e cl2 第二步氧化剂氯气氧化氨气生成n2 发生反应的化学方程式为3cl2 2nh3n2 6hcl b组2016 2018年高考模拟 综合题组 时间 45分钟分值 100分 一 选择题 每题4分 共40分 1 2018苏南苏北七市三模联考 12 下列有关说法正确的是 a 一定条件下反应2so2 o22so3达到平衡时 v o2 正 2v so3 逆b 用下图所示方法可保护钢闸门不被腐蚀c 常温下 向nh4cl溶液中加入少量naoh固体 溶液中的值增大d 常温下 ph 2的盐酸与ph 12的ba oh 2溶液等体积混合 两者恰好完全反应 答案cda项 达平衡时 应存在v o2 正 v so3 逆 故错误 b项 根据题图可知 钢闸门与电源的正极相连 容易失电子而被腐蚀 故错误 知识拓展金属腐蚀的快慢顺序为 电解池的阳极 原电池的负极 直接反应 原电池的正极 电解池的阴极 2 2018南通海门高三第一次调研 12 下列说法正确的是 a 常温下 ph 11的氨水与ph 3的盐酸等体积混合 所得溶液的ph 7b 电解精炼铜时 粗铜做阴极 纯铜做阳极c 铜的化学性质比铁稳定 在铁闸门上安装铜块可减慢铁闸门的腐蚀速率d 氢氧燃料电池正极消耗5 6l气体时 电路中通过的电子数为6 02 1023个 答案ab项 电解精炼铜时 粗铜做阳极 纯铜做阴极 故错误 c项 在铁闸门上安装铜块 铁做负极 铜做正极 会加快铁闸门的腐蚀速率 故错误 d项 未指明在标准状况下 正极消耗的5 6lo2不一定为0 25mol 则转移的电子数不一定为6 02 1023 故错误 易错警示只有在标准状况下 才能使用v气体 n气体 22 4l mol 1 未注明标准状况时 22 4l气体不一定为1mol 3 2018十套模拟之海安卷 8 煤的液化可以合成甲醇 氧化 c s 2h2o g co2 g 2h2 g h1 90 1kj mol 1 催化液化 co2 g 3h2 g ch3oh g h2o g h2 49 0kj mol 1 催化液化 co2 g 2h2 g ch3oh g o2 g h3 akj mol 1下列有关说法不正确的是 a 催化液化 中使用催化剂 反应的活化能减小 h2不变b 反应c s h2o g h2 g ch3oh g h 41 1kj mol 1c h2 h3d 下图为甲醇燃料电池的工作原理 负极的电极反应式为ch3oh 6e 6oh co2 5h2o 答案dd项 由题图可知 电解质溶液为naoh溶液 产生的co2应与naoh反应生成c 正确的电极反应式为ch3oh 6e 8oh c 6h2o 故错误 易错警示写燃料电池电极反应式时 应注意电解质溶液的酸碱性 还要注意电解产物与电解质能否继续反应 4 2018十套模拟之锡山高中卷 9 下图是综合应用原电池原理进行污水净化 海水淡化的示意图 下列说法正确的是 a 附着反硝化细菌的右侧电极为原电池负极b x为有机废水中有机物被氧化生成的co2c 含n的废水放电后电极附近溶液ph减小d 海水左侧为阳离子交换膜 右侧为阴离子交换膜 答案ba项 根据原电池示意图可知 右侧n浓度高的废水转化为n浓度低的废水 且有n2生成 说明n得电子 发生还原反应 故右侧电极为正极 错误 c项 正极反应式为2n 10e 12h n2 6h2o 因消耗h 正极附近溶液ph增大 故错误 d项 因为是原电池装置 海水中的cl 移向负极 na 移向正极 所以左侧为阴离子交换膜 右侧为阳离子交换膜 故错误 规律总结原电池放电时 阳离子移向正极 阴离子移向负极 电解池中 阴离子移向阳极 阳离子移向阴极 5 2018十套模拟之梁丰高中卷 10 科技改变生活 充电宝已逐渐成为人们生活中的必需品 某充电宝工作时的总反应式为v2o3 4lili4v2o3 下列说法正确的是 a 放电时正极上的电极反应式为li e li b 该充电宝的凝胶介质可用koh水溶液代替c 充电时每生成14gli 凝胶介质中有2mol电子通过d 充电时电池的正极失电子后li4v2o3会转化为v2o3 答案da项 根据总反应式可知 放电时 正极上应发生得电子的反应 li为负极 故错误 b项 锂为活泼金属 易与h2o反应 不能用koh水溶液代替凝胶介质 故错误 c项 电子只能沿