高考化学 考点总动员系列 专题13 电化学基本原理及应用（含解析） .doc

2015年高考化学 考点总动员系列 专题13 电化学基本原理及应用（含解析） 【母题再现】题型介绍：电化学是高考的必考考点，大多数省市卷中以选择题的形式出现，少数省市卷中与氧化还原反应等结合，以大题的形式考查。考查涉及的知识点有电极的判断，电子、离子流向，电极反应的书写以及得失电子守恒相关的计算。近几年的一个总体趋势为结合最新的信息，考查新型电池、燃料电池及可充电电池。高考选题：【2014年高考浙江卷第11题】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=6 ni(oh)2 + no2，下列说法正确的是animh电池放电过程中，正极的电极反应式为：niooh + h2o + e= ni(oh)2 + ohb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dnimh电池中可以用koh溶液、氨水等作为电解质溶液反应式的书写，意在考查学生对已知信息的理解、应用以及严谨的逻辑思维能力和分析问题、解决问题的能力。解题技巧：1、电极的书写（1）判断正负极或阴阳极，根据负极和阳极发生氧化反应、正极和阴极发生还原反应，进行分析；（2）判断反应的物质，如负极一般金属反应，正极阳离子或氧气反应；阳极阴离子放电、阴极阳离子放电进行判断；（3）根据质量守恒和电子得失守恒进行书写、检验，两极反应相加得到总反应。2、电解规律电解质(水溶液)电极方程式电解物质总化学方程式或离子方程式电解质浓度ph电解质溶液复原含氧酸(如h2so4)阳极：4oh4e=o22h2o阴极：4h4e=2h2水2h2oo22h2增大减小加h2o强碱(如naoh)阳极：4oh4e=o22h2o阴极：4h4e=2h2水2h2oo22h2增大增大加h2o活泼金属的含氧酸盐(如kno3、na2so4)阳极：4oh4e=o22h2o阴极：4h4e=2h2水2h2oo22h2增大不变加h2o无氧酸(如hcl) ，除hf外阳极：2cl2e=cl2阴极：2h2e=h2酸2hclcl2h2减小增大通入hcl气体不活泼金属的无氧酸盐(如cucl2)，除氟化物外阳极：2cl2e=cl2阴极：cu22e=cu盐cucl2cucl2减小加cucl2活泼金属的无氧酸盐(如nacl)阳极：2cl2e=cl2阴极：2h2e=h2水和盐2cl2h2ocl2h22oh生成新电解质增大通入hcl气体不活泼金属的含氧酸盐(如cuso4)阳极：4oh4e=o22h2o阴极：2cu24e=2cu水和盐2cu22h2o2cuo24h生成新电解质减小加cuo或cuco3【考点揭秘】高频考点一：可充电电池【典例】(2013龙岩质检)liso2电池具有输出功率高且低温性能好的特点，其电解质为libr，溶剂是碳酸丙烯酯和乙腈，li可在其中移动。电池总反应式为2li2so2li2s2o4。下列有关该电池的说法正确的是()a放电时li向正极移动b该电池溶剂可用水替代c该电池放电时，1 mol so2参与反应，转移2 mol ed充电时，阳极发生还原反应高频考点二：燃料电池【典例】一种新型燃料电池，以镍板为电极插入koh溶液中，分别向两极通入乙烷(c2h6)和氧气，其中某一电极反应式为c2h618oh14e=2co12h2o。有关此电池的推断不正确的是()a通入氧气的电极为正极b参加反应的o2与c2h6的物质的量之比为72c放电一段时间后，koh的物质的量浓度将下降d放电一段时间后，正极区附近溶液的ph减小高频考点三：原电池与电解结合考查【典例】(2013南通一模)如图是铅蓄电池充、放电时的工作示意图，已知放电时电池反应为pbo2pb4h2so=2pbso42h2o。下列有关说法正确的是()ak与n连接时，能量由电能转化为化学能bk与n连接时，h向负极区迁移ck与m连接时，所用电源的a极为负极dk与m连接时，阳极附近的ph逐渐增大高频考点四：电解规律及应用【典例】500 ml kno3和cu(no3)2的混合溶液中c(no)0.6 moll1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 l气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 ml，下列说法正确的是()a原混合溶液中c(k)为0.2 moll1b上述电解过程中共转移0.2 mol电子c电解得到的cu的物质的量为0.05 mold电解后溶液中c(h)为0.2 moll1【直击高考】1【2014年高考新课标卷第12题】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aa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2【2014年高考福建卷第11题】某原电池装置如右图所示，电池总反应为2agcl22agcl。下列说法正确的是a正极反应为agcl eag clb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001 mol e时，交换膜左侧溶液中约减少002 mol离子3【2014年高考广东卷第11题】某同学组装了图4所示的电化学装置电极i为al，其他电极均为cu，则 a电流方向：电极iv电极ib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-=cu4【2014年高考天津卷第6题】已知：锂离子电池的总反应为：lixc+li1-xcoo2c+licoo2 锂硫电池的总反应为：2li+sli2s 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右图表示用锂离子电池给锂硫电池充电5【2014年高考海南卷第3题】以石墨为电极，电解ki溶液（其中含有少量酚酞和淀粉）。下列说法错误的是a阴极附远溶液呈红色 b阴极逸出气体c阳极附近溶液呈蓝色 d溶液的ph变小6（2013北京卷）7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金属护拦表面涂漆c汽车底盘喷涂高分子膜 d地下钢管连接镁块7（2013海南卷）4mg-agcl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为：2agcl+ mg = mg2+ 2ag +2cl-。有关该电池的说法正确的是amg为电池的正极b负极反应为agcl+e-=ag+cl-c不能被kcl 溶液激活d可用于海上应急照明供电【考点定位】本题考查新型电池。8（2013海南卷）12下图所示的电解池i和ii中，a、b、c和d均为pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重bd。符合上述实验结果的盐溶液是选项xyamgso4cuso4bagno3pb(no3)2cfeso4al2 (so4)3dcuso4agno39（2013江苏卷）9mg-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（ ）amg 电极是该电池的正极bh2o2 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10（2013天津卷）6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。其反应原理如下： 电池： pb(s) + pbo2(s) + 2h2so4(aq) =2pbso4(s) + 2h2o(l)；电解池：2al+3o2al2o3+3h2电解过程中，以下判断正确的是（ ） 电池 电解池ah+移向pb电极h+移向pb电极b每消耗3molpb生成2molal2o3c正极：pbo2+4h+2e=pb2+2h2o阳极：2al+3h2o-6e=al2o3+6h+d11（2013全国新课标卷）11“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12（2013山东卷）28（12分）金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。（1）由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是 ，afe2o3 bnacl ccu2s dal2o3（2）辉铜矿（cu2s）可发生反应2cu2s+2h2so4+5o2=4cuso4+2h2o，该反应的还原剂是 ，当1mol o2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为 mol。向cuso4溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是 。（3）右图为电解精炼银的示意图， （填“a”或“b”）极为含有杂质的粗银，若b极 有少量红棕色气体产生，则生成该气体的电极反应式为 ，（4）为处理银器表面的黑斑（ag2s），将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，ag2s转化为ag，食盐水的作用为 。13（2013全国新课标卷）36化学选修2：化学与技术（15分）锌锰电池（俗称干电池）在生活中的用量很大。两种锌锰电池的构造图如图（a）所示。回答下列问题：（1）普通锌锰电池放电时发生的主要反应为：zn+2nh4cl+2mno2=zn(nh3)2cl2+2mnooh。该电池中，负极材料主要是_，电解质的主要成分是_，正极发生的主要反应是_。与普通锌锰电池相比，碱性锌锰电池的优点及其理由是_。14（2013重庆卷）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。（2）电化学降解no3的原理如题11图所示。pt电极ag-pt电极直流电源质子交换膜题11图ab电源正极为 （填a或b），阴极反应式为 。若电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(m左m右)为 g。【课后反馈】夯实基础：1（2014届福州市期末）a1-h2o2电池功率大，可作为许多机械的动力电池，其结构如右图所示。下列说法不正确的是a铝作负极，电池工作时将不断溶解b该电池不是二次电池，不可充电c碳纤维电极的电极反应是h2o2+2 e一+2h+ = 2 h2o d电池工作时oh一从碳纤维电极透过离子交换膜移向al电极2（2014届临沂市一模）下列有关电化学装置的说法正确的是 a利用图a装置处理银器表面的黑斑ag2s，银器表面发生的反应为ag2s2e2ags2b图b电解一段时间，铜电极溶解，石墨电极上有亮红色物质析出c图c中的x极若为负极，则该装置可实现粗铜的精炼d图d中若m是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀3（2014届江苏苏北四市联考期末）液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼（n2h4）为燃料的电池装置如右图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，koh溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是a发生氧化反应 ba极的反应式：n2h44oh4en24h2oc放电时，电流从a极经过负载流向b极d其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜4（2014届陕西省宝鸡市第一次质检理综）优质的锂碘电池可用于心脏起搏器延续患者的生命，它的正极是聚2-乙烯吡啶（简写p2vp）和i2的复合物，电解质是固态薄膜状的碘化锂，电池的总反应为：2li+p2vpni2 p2vp(n-1)i2 +2lii,则下列说法正确的a该电池的电势低，使用寿命比较短b电池工作时，碘离子移向p2vp一极c聚2-乙烯吡啶的复合物与有机物性质相似，因此不会导电d正极的反应为：p2vpni2 + 2li+ + 2e p2vp(n-1)i2 + 2lii5（2014届海淀区期末）利用右图装置电解硫酸铜溶液，下列说法正确的是ab电极上发生氧化反应b该装置能将化学能转变成电能c电解质溶液中cu2+从b电极向a电极迁移d若a为铜，则a的电极反应式为：cu-2e- = cu2+ 能力拓展：6（2014届洛阳市期末）如图是一种可充电的锂离子电池充、放电的工作示意图。该电池的反应式为：limno2 c6li1x mno2 lixc6 （lixc6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料）下列有关说法正确的是ak与n相接时，a极为负极，该电极反应式为：lixc6 xe c6 xli+b在整个充电或放电过程中都只存在一种形式的能量转化ck与n相接时，li由a极区迁移到b极区dk与m相接时，a极发生氧化反应，limno2 xe li1xmno2 xli+7（2014届吉林市期末）氢镍电池是一种碱性可充电电池，污染小，比能量较大。氢镍电池的总反应式是：h22nio(oh) 2ni(oh)2 。据此反应式判断，下列叙述中正确的是a电池放电时，h2是正极b电池充电时，镍元素被还原c充电时，电池负极的电极反应式为2h2o2e h22ohd电池放电时，h2是负极，负极周围溶液的ph不断增大8(2014届资阳二诊)甲醇燃料电池工作原理如右图，下列说法不正确的是a盐桥中的k+向负极移动b负极电极反应方程式为：ch3oh6e-8oh-co32-6h2oc每消耗1 mol 甲醇，需消耗33.6 l 标况下的氧气d正极烧杯中溶液ph增大9（2014届福建龙岩市期末）全世界短年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城市拟用如图方法保护埋在酸性土壤中的钢质管道，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法不正确的是a土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池b. 金属棒x的材料应该是比镁活泼的金属c金属棒x上发生反应：m一ne一mn+d这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法10（2014届烟台期末）用下图装置模拟人工肾脏的工作原理，电解生成的cl2将尿素co(nh2)2氧化成n2排出，则下列说法错误的是a电源的正极为bb尿素被氧化的化学方程式为co(nh2)23cl2h2on2co26hclc电解结束后，阴极室溶液与电解前相比ph增大d阳极收集到气体4.48 l（标准状况）时，被氧化的尿素为6.0 g自我提升：11(2014届宁波期末)如图用石墨作电极的电解池中，放入某足量蓝色溶液500ml进行电解，观察到a电极表面有红色固体生成，b电极有无色气体生成；通电一段时间后，取出a电极，洗涤、干燥、称量，a电极增重1.6g。下列说法错误的是a图中b极同电源正极相连b该蓝色溶液可能是cu(no3)2或cucl2溶液c电解后溶液的ph约为 1（溶液体积变化忽略不计）d要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则可加入2 g cuo12(2014届攀枝花二诊)下列关于铜的说法正确的是 a用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极b在镀件上镀铜时纯铜作阴极c在海轮的外壳上装上铜块可以减缓船体的腐蚀d铜的金属活动性比铁弱，因此可用铜罐代替铁罐储运浓硝酸13(2014届安徽示范高中2月联考)我国预计在2020年前后建成自己的载人空间站。为了实现空间站的零排放，循环利用人体呼出的co2并提供氧气。我国科学家设计了一种装置(如图所示)，实现“太阳能一电能一化学能”转化，总反应为2co=2co+o2。下列有关说法正确的是a该装置属于原电池bx极反应式：o2+2h2o+4e-=4ohc反应完毕，该太阳能装置中的电解质溶液碱性增强d人体呼出的水蒸气参与y极反应：co2+h2o+2e一=co+2oh14（广东省佛山市2013高三检测一）下图是模拟电化学反应的装置图。下列有关叙述中，错误的是ax为碳棒，y为nacl溶液，开关k置于n处，溶液中阳离子移向碳棒bx为锌棒，y为nacl溶液，开关k置于n处，可减缓铁的腐蚀，该法称为牺牲阳极的阴极保护法cx为铜棒，y为cuso4溶液，开关k置于m处，铜棒质量将增加，外电路中的电子流向铜棒dx为铜棒，y为cuso4溶液，开关k置于n处，铁棒质量将增加，溶液中cu2+浓度不会改变【答案】ab15（中山市2013高三期末）（12分）硫化氢(h2s)是一种有毒的可燃性气体，用h2s、空气和koh溶液可以组成燃料电池，其总反应式为2h2s+3o2+4koh=2k2so3+4h2o。（1）该电池工作时正极应通入 。（2）该电池的负极电极反应式为： 。（3）该电池工作时负极区溶液的ph （填“升高”“不变”“降低”）（4）有人提出k2so3可被氧化为k2so4，因此上述电极反应式中的k2so3应为k2so4，某学习小组欲将电池工作一段时间后的电解质溶液取出检验，以确定电池工作时反应的产物。实验室有下列试剂供选用，请帮助该小组完成实验方案设计。0.01moll1kmno4酸性溶液，1moll1hno3，1moll1h2so4，1moll1hcl，0.1moll1ba(oh)2，0.1 moll1 bacl2。实验步骤实验现象及相关结论取少量电解质溶液于试管中，用ph试纸测其ph。试纸呈深蓝色，经比对溶液的ph约为14，说明溶液中有残余的koh。继续加入 溶液，再加入 溶液，振荡。若有白色沉淀产生，则溶液中含有k2so4。若无白色沉淀产生，则溶液中没有k2so4。另取少量电解质溶液于试管中，先加1 moll1的h2so4酸化，再滴入23