2019高考化学二轮复习第1部分第7讲电化学原理及应用学案

1、第 7 讲电化学原理及应用2年考情回顾电抓住个本质知道2种能 F 转化形式知识点网络线引领复习曙光现一尊正确性写3种反应式I一灵活掌握1种方法-O岗电池:自发放III能量的弱牝压需反应-Q屯端池:任由气化述曲反显y原期池:化学储一电便-Q电解池:电能 f 化学能7 电假反应式T 电地反向方程式YdUfcf反应力零式-o利用电子可恒科进行U1化学计算热点考点突破释疑难研热点建模思维站高端考点一原电池原理及其应用命题规律:1.题型：选择题、填空题。2.考向：考查原电池电极的判断、电极和电池反应式的书写、电子的转移或电流方向的判断、电解质溶液中离子的移动方向及有关简单计算。方法点拨：1 .原电池工作

2、原理原电池原理及应用例（2017全国卷 I,11）,（2017全国卷出，11）二次电池原理计算及应用例（2018全国卷 I,（2018全国卷出，11）13）,（2018全国卷 H,12）,金属的腐蚀及防护例（2018全国卷出，（2018天津卷，3）7）,（2018北京卷，7）,电解池原理及应用例（2018全国卷 I,27）,（2018-江苏卷，20）设问方式知识网络构建知考点明方向满怀信心正能量2 .原电池电极的判断外电路电子沿昔导黑传递_11极正原应还反内电路移向T画bl:3 .原电池电极反应式的书写正确罚断正、 甑极.负极发生辄化反应.正报发生还原反应找准电极反应物和电械产物.对于隔膜式的

3、壁电池装置和溶液的酸戡性注意电极反应产物是否与电解砒溶液发生反应根据侨态变化标出电子转移数目调配电荷守恒和原子守恒，适行舱在电帔方程苴H*、OH-、Hm或隔膜所移动的一子4 .燃料电池电极反应式的书写方法(1)找位置、写式子：负极“还原剂ne一氧化产物”；正极“氧化剂+ne还原产物”。燃料中的碳、氢元素及助燃剂氧气在酸性介质分别转化为 CO、H+;Q 转化为 H2Oo碱性介质分别转化为 CO、H2O;O2转化为 0 口。(2)查电荷，添离子：检查电极反应式的电荷是否守恒，若是在溶液中进行的反应，则可通过添加 0H 或 4 的方法使电荷守恒，在酸性溶液中不添加 0H在碱性溶液中不添加 Hl+O若

4、是在熔融态电解质中进行的反应，则可添加熔融态电解质中的相应离子。(3)查原子，添物质：检查是否符合原子守恒，若是在溶液中进行的反应，可添加 H20 使原子守恒。突破题组(-)1.(1)(2018天津卷)02辅助的 AlCO 电池工作原理如图所示。该电池电容量大，能有效利用CO,电池反应产物 Al2(C2Q)3是重要的化工原料。隔膜电池的负极反应式：Al3e=Al+(或 2Al6e=2Al+)。电池的正极反应式:6Q+6e=6O、6CQ+6O2=3Cd+6Q。反应过程中 Q 的作用是催化剂。该电池的总反应式：2Al+6CO=Al2(C2Q)3WK4M阴向子移向较不活/金属或打理*枸造方而一还原反

5、应一|也极反应-电子it人电子流向电极增敢或有气体产生等+反应现象1阳离子移向.离子移向不断溶骊含AM人的离子液体铝电极（2）（2017 江苏卷）一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如图所示。电极 A 上 H 参与的电极反应为：h2+CC3P-2e=COH2O。B 上发生的电极反应为（3）（2016 北京卷）用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO3）已成为环境修复研究的热NO；NILOk.,）口感松、能导电）作负极的物质是铁。正极的电极反应式是 NO+8e+10H=NH+3H2O。J 突破点拨电池内部电流方向从负极到正极，故 H 从负极产生，流向正极参加正极反应。解析（1）活泼金属作负极，负极为

6、 Al,所以反应一定是 Al 失电子，该电解质为氯化铝离子液体，所以 Al 失电子应转化为 Al3+,方程式为：Al-3e=Al3+o根据电池的正极反应，氧气在第一步被消耗，又在第二步生成，所以氧气为正极反应的催化剂。将方程式加和得到总反应为：2Al+6CO=Al2（C2Q）3。（2）A 为负极，H 失电子，用 CO 一配平电荷可得电极反应式为 H+CO2e=CO+HO,B 为正极得电子，电极反应式为：Q+2CO+4e=2C（,根据外电路电子流动方向可以确定内电路中阴离子向负极移动。（3）由 Fe 还原水体中的 NG 的反应原理图可知，Fe 被氧化作负极；正极是硝酸根离子被还原为 NhJ,该溶

7、液为酸性电解质溶液，结合元素和电荷守恒可知电极反应式为：NG+8e+10H+=NH+3H2Q【变式考法】（1）（2018青州三模）利用环境中细菌对有机质的催化降解能力，科学家开发出了微生物燃料电池，其装置如图所示，a、b 为惰性电极。利用该装置可将污水中的有机物（以 C6H2Q 为例）Q+2CO+4e=2CO。电池工作时,cO 一向电极_A_移动。点之一。Fe 还原水体中NQ 的反应原理如图所示。电报A电极B。脱水）C出+H曲CO2+H4用心器经氧化而除去，从而达到净化水的目的。厌轼区离子交换膜好氧区a 极电极反应式为_QH2Q+6HO-24e=6C0T+24H*_,若左侧有 1molC6H1

8、2Q 被消耗，则右侧溶液的质量增重_216_go（2）（2018清远期末）一种突破传统电池设计理念的镁一睇液态金属二次电池工作原理如图所示：该电池由于密度的不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成不变。电时，C/向一下（填“上”或“下”）移动；放电时，正极的电极反应式为：Mc|+2e=Mg。NH.i-（2018 湖北七市联考）利用反应 6NO+8NH=7N+12H2O 构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示，写出正负极的电极反应式负极：8NH24e+240H=4N+24H2O,正极：6NO+24e-十 12H2O=3N+240

9、H。解析（1）燃料电池中 QH2C6在负极反应生成二氧化碳，电极反应式为 C6Hl2O+6H2O24e=6C0T+24,有 24molH+迁移到右侧，增重 24g,同时有 6molO2进入溶液，增重 192g,所以共增重：216g。（2）由图可知，该电池的负极是镁、正极是镁睇合金；充电时，镁是阴极、镁睇合金是阳极，所以 cr 向下（阳极）移动；放电时，正极的电极反应式为 M+2e=Mg（3）由反应6NO+8NH=7N+12H2。可知，反应中 NO 为氧化剂，NH 为匚F-r-F-r-: :r-r-r-r-t tr-r-yLr-r-yL,- -, , ,a,a- -,i,i-涕电极人NO/H户春

10、太阳能也池离子交换膜KOH溶液式临30监KOH溶液还原剂，则 A 为负极发生氧化反应，B 为正极发生还原反应，再根据电荷守恒和元素守恒可以写出电极反应式。2. （2018 湖北八校联考）某实验小组依据反应 AsC3+2hl+2I=As（3+12+HO 设计电池如图1,探究 pH 对 ASOT 氧化性的影响，测得输出电压与 pH 的关系如图 2。下列有关叙述错误的是（A）A. c 点时，正极的电极反应为 Asrf+2HI+2e=As(3+H2OB. b 点时，反应处于化学平衡状态C. a 点时，盐桥中抬向左移动D. pH0.68 时，氧化性 I2AsO!解析由图可知，c 点时，电压小于 0,即反

11、应逆向进行，负极反应式为 AsO3-2e+H2O=AsO+2H+,选项 A 错误；b 点时，电压为零，反应处于平衡状态，选项 B 正确；a 点时，反应正向进行，乙中碘离子失电子，则乙中石墨电极为负极，原电池中阳离子向正极移动，所以盐桥中向左移动，选项 C 正确；pH0.68 时，电压小于 0,反应逆向进行，碘单质作氧化剂，所以氧化性 l2AsOT,选项 D 正确。3.(2018荆州质检)直接乙醇燃料电池(DEFC)具有很多优点，引起了人们的研究兴趣。现有以下三种乙醇燃料电池。(1)三种乙醇燃料电池中正极反应物均为氧气一(2)碱性乙醇燃料电池中，电极 a 上发生的电极反应式为+11HO,使用空气

12、代替氧气，电池工作过程中碱性会不断下降，其原因是空气中的 CO会与 KOHB 液反应，降低溶液的碱性，同时反应中也会消耗 KOH。(3)酸性乙醇燃料电池中，电极 b 上发生的电极反应式为 Q+4H+4e=2HO。(4)熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电池工作时，C(O 向电极_a_(填“a”或b)移动，电极 b 上发生的电极反应式为 Q+2CO+4e=2CO2_。解析_(1)三种乙醇燃料电池中由于正极发生还原反应，所以正极反应物均为氧气。(2)碱性乙醇燃料电池中，乙醇中的 C 转化为 CO,电极 a 上发生的电极反应式为QHOH+16OH12e-=2C6+11H2O,使用空气代替氧

13、气，电池工作过程中碱性会不断下降，其QHsO*160H12e=2C 分5时.加洪-溶液1厂1溶液图I图2眯性乙柝燃料但池酸性乙柝燃料电池燃融常占醉锲料也池原因是空气中的 CO 会与 KOH液反应，降低溶液的碱性，同时反应中也会消耗 KOH(3)酸性乙醇燃料电池中，电极 b 为正极，其上发生的电极反应式为 Q+4H+4e=2HO。(4)熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电池工作时，CO 一向负极电极 a移动，电极 b 上发生还原反应，电极反应式为 Q+2CO+4e-=2C6。答题模答题模: :板板 I电极反应式的书写(1)原电池中一般电极反应式的书写:(2)复杂的电极反应式=总反应式一

14、较简单一极的电极反应式。考点二电解原理及其应用命题规律：1 .题型：选择题、填空题。2 .考向：根据电解现象判断电源正、负极，并进一步考查离子移向，电极反应及简单计算。根据电源正、负极考查电解相关基础知识。电解原理在工农业生产中的应用。方法点拨：1.“5 点”突破电解池原理应用问题(1)分清阴极、阳极一一与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极的反应为“阳氧阴还”。(2)剖析离子移向一一阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。(3)书写电极反应式一一注意得失电子守恒。(4)正确判断电极反应和产物一一阳极如果是活性电极，则电极材料失电子，电极溶解(注意：铁作阳极溶解生成 Fe2+,而不是 F

15、e3+);如果是惰性电极，溶液中阴离子的失电子能力(放电顺序)为百一B一COH(水)。阴极产物根据阳离子的放电顺序进行判断：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Fe2+Zn2+o(5)电解质恢复措施一一电解后电解质溶液恢复用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解 CuSO 溶液，Cu完全放电之前，可加入 CuO 或 CuCOM 原，而 Cu完全放电之后，应加入 Cu(OH)2或 CU2(OH)2CO 复原。2 .电化学计算破题“三方法”原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液 pH 的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的

16、量与电量关系的计算等。通常有下列三种方法：(1)根据电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。(2)根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。(3)根据关系式计算列物质能守恒两起加翁总式贞被是生血化反应，正极发生还厚瓦应“电极产物在电解质海液的环境中蕊定存在.J虹概反应或要 M 平畀遵守电荷中恒、愚业密恒、电子守恒等两曲棍反应式相加，与总反应及时郑脆证根据得失电子守恒定律建立已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。突破题组(二)3 .（1）（2018全国卷I）制备 NaSaQ 也可

17、采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO 碱吸收液中含有 NaHSO 和 NstSQo 阳极的电极反应式为 2HO4 葭=4H+QT。电解后，_旦_室的 NaHSQB 度增力口。将该室溶液进彳 T 结晶脱水，可得到 NaSzQ。R1I再于交换服葡也中hWk求唯心融（2）（2018全国卷出）KIQ3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。阳离广更换膜怕性也吸冷却水KOH+bKHII写出电解时阴极的电极反应式 2hbQ+2e=2QH+H2T。电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_（_,其迁移方向是_a 到 b_。（3）（2017天津卷）某混合物浆液含有 Al（QH）3、MnQ 和少量 NxCrQ

18、,考虑到胶体的吸附作用使 NaCr。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铭元素溶液，并回收利用。回答问题。混合物浆液.“靖内溶灌阳离干膜阴阖子膜由刊），溶液用惰性电极电解时，CrQT 能从浆液中分离出来的原因是在直流电场作用下，CrQ通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液分离后含铭元素的粒子是_Cr*C2Q7-_;阴极室生成的物质为_NaQhf 口 H_（写化学式）。突破点拨（1）电极反应式书写思路：先确定反应物和生成物一再根据价态确定电子得失一再根据电荷守恒确定离子一再根据元素守恒，补齐物质。（2）交换膜可让离子选择性通过，通常可根据电解结果

19、或电极反应式确定通过交换膜的离子。解析（1）阳极发生失去电子的氧化反应，阳极区是稀硫酸，氢氧根放电，则电极反应式为2HQ4e=4A+QT。阳极区氢离子浓度增大，通过阳离子交换膜进入 a 室与亚硫酸钠结合生成亚硫酸氢钠。阴极是氢离子放电，氢氧根浓度增大，与亚硫酸氢钠反应生成亚硫酸钠，所以电解后 a 室中亚硫酸氢钠的浓度增大。（2）由图示，阴极为氢氧化钾溶液，所以反应为水电离的氢离子得电子，反应为 2HQ+2e=2QH+H4。电解时，溶液中的阳离子应该向阴极迁移，明显是溶液中大量存在的钾离子迁移，方向为由左向右，即由一-.2、一、.2到bo（3）电解时，CrC2通过阴离子交换膜向阳极移动，从而从浆

20、液中分离出来，因存在 2CrO2+2H+=CI2CT+HQ 则分离后含铭元素的粒子是 CrO、Cr2C2,阴极发生还原反应生成氢气和 NaOH【变式考法】（1）（2018 沈阳质检）电解法制备：工业上用惰性电极电解 NaHS 端液彳#到 N*&Q。过程如图所示。A为电源的正极;AgPt 电极的电极反应式为：2NO+12 小+10e=Nf+6HP 一若膜两侧电解液的质量变化差（Am左一Am右）为 14.4g,则电解过程中转移了2mol 电子。产品在阴极（填“阳极”或“阴极”）得到。若不加隔膜，则连二亚硫酸钠产率降低，其原因是见解析（2） （2018鄂东南三模交换膜只允许如离子通过）品KO

21、hK 用于软镒矿的焙烧。）电解法制备高镒酸钾的实验装置示意图如图所示“电解法”克服了“酸歧化法”理论产率偏低的问题,（图中阳离子同时副产出性电极桶KOH溶液11阳离井交换膜KA1H(甯液a 为负极（填“正”或“负”），右室发生的电极反应方程式为Mn(C-e=MnO。若电解开始时阳极区溶液为 1.0L0.40molLTRMnO 溶液，电解一段时间后，右室中 n（K）/n（Mn）为 6:5,阴极区生成 KOH 的质量为 17.9g。（2018济南二模）NC3可用如图的电化学装置处理:IH流电源，历了一交换膜解析（1）用惰性电极电解 NaHSO 溶液彳#到 NaGQ,反应过程中 S 元素的化合降低,

22、被还原，应该在阴极上反应得到 NaSzQ。若不加隔膜，则部分 HSO 到阳极失电子发生氧化反应，也可能被阳极产生的氯气氧化，结果都会生成硫酸根离子，得不到连二亚硫酸钠，使连二亚硫酸钠产率下降。(2)阳极失电子发生氧化反应，所以电极反应式为 MndTe=MnO;根据阳极区反应 MndTe-=MnO,镒原子的物质的量不变，仍为 1.0LX0.40mol/L=0.4mol,电解一段时间后，溶液中 n(K)/n(Mn)=6:5,所以反应后 n(K)=0.48mol,则阳极区的定向移动到阴极区的物质的量为0.4molX20.48mol=0.32mol,所以阴极生成 KOH的物质的质量为0.32molX5

23、6g/mol=17.9g。(3)根据电化学降解 NO 的原理图可知，Ag/Pt 电极上 NG 转化为 N2,氮元素化合价从+5 降为 0,被还原，作为阴极，发生4._,X 一还原反应 2NO+12H+10e=NT+6H2Q设车 t 移了 Xmol 电子，阳极析出 4molQ,同时有XmolH+进入阴极室，阳极室质量减少 9Xg;阴极室中放出 0.1XmolN2(2.8Xg),同时有XmolH(Xg)进入阴极室，因此阴极室质量减少 1.8Xg,故膜两侧电解液的质量变化差(Am左一 Am右)=9Xg1.8Xg=14.4g,所以X=2。2.(2018安徽 A10 联考)用如下装置处理含 KMnO 的

24、废液，使 Mn 元素转化为 MnO 沉淀,从而消除重金属污染，下列说法错误的是(D)铁电极111-5一KMnS溶液阳离子交换腹A.MnO 处理完全后，实验结束时左侧可能会生成沉淀B.右侧产生的 Fe沉淀 Mn。的离子方程式为：7HzO+3Fe=+MnO=3Fe(OHJ+MnOJ+5H+C.当电路中转移 6mole 一时，可以产生 87gMnO2沉淀D.为了增大右侧溶液的导电性可以加稀硫酸造成强酸性环境解析根据题意并结合图示，铁电极为电解池的阳极，发生氧化反应生成 Fe2+,在弱酸性条件下 Fe2+与 MnO 发生氧化还原反应使 Mn 元素转化为 MnO 沉淀。Mn。 处理完全后， 阳极生成的

25、Fe2+会通过阳离子交换膜进入左侧，则左侧会生成 Fe(OH)2沉淀，选项 A 正确；右侧产生的 Fe在弱酸性条件下将 MnO 还原为 MnO,本身被氧化为 Fe(OH)3,所以离子方程式为：7HO+3Fe2+MnO=3Fe(OH3J+MnOj+5HI+,选项 B 正确；根据阳极电极反应：Fe2e=F5+,当电路中转移 6mole 一时，生成 3molFe2+,根据 Fe2+沉淀 Mn。的离子方程式可知生成 1molMnO,质量为 87g,选项 C 正确；强酸性条件下，Mn。与 Fe反应为：MnO+5Fe2+8H+=Mn+5Fe3+4H2。，则不能使 Mn 元素转化为 MnO 沉淀，选项 D

26、错误。3.(2018 湖南 G10 联盟)科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航空航天。如图 1 所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入 CH和空气，其中固体电解质是掺杂了 Y2O 的 ZrO2固体，它在高温下能传导正极生成的 CT 离子(O2+4e=2O)。悟性也横(1)c 电极为出极，d 电极上的电极反应式为_CH8e+4C2=C/2H2。_。(2)如图 2 所示为用惰性电极电解 100mL0.5molL-CuSO 溶液，a 电极上的电极反应式为_4OH4e=2HO+QT_。若 a 电极产生 56mL(标准 X 犬况)气体，则所得溶液的 pH=1(不

27、考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入_ac_(填序号)。a.CuOb.Cu(OH)2c.CuCOd.Cu，(OH)2CQ解析(1)电流从正极流向负极，故 c、d 电极分别为正极、负极。燃料电池的负极为通入燃料的一极，故其电极反应式为 CH8e+4Cf=CN2HQa 电极为电解池的阳极：4OH-4e=2h2O+QT;b 电极为阴极：2Cif+4e=2Cu 当阳极产生 56mL(标准犬况)气体时，被电解的 OH的物质的量为224005m1mLmol1X4=0.01mol，故溶液中c(H+)=o 为恢复电解质溶液的原状，根据“出什么加什么”原理，只要相当于加入 CuO 即可

28、，a项可以， b项 Cu(OH)2可以拆为CuO-H2O,c项CuCO拆为CuO-CQ,d项 Cu2(OH)2CO可拆为 2CuOH2O-CO,其中 c 项也可选。误区防错误区防错(1)恢复电解前电解质的措施：一般加入阴极和阳极析出的气体或固体产物形成的化合物减少什么，加入什么；(2)阳极反应一定要先看阳极材料是否为惰性电极；如果用到了非惰性电极，根据电解目的确定该电极是否参与反应，从而确定其是否作阳极；(3)交换膜选择：可以根据需要两极之间流动的离子来确定选择阳离子交换膜还是阴离子交换膜或者质子交换膜。(4)计算阴极区或者阳极区溶液质量变化时，既要考虑电极反应所引起的质量变化，也要注意溶液中

29、两极之间离子定向流动导致的质量改变。考点三金属的腐蚀与防护命题规律：0.01mol0.1L=0.1molL：故溶液的 pH=1。此时阴极析出20.005molCu,消耗 0.005molCu电流的方向图】图工1 .题型：选择题(主)、填空题(次)。2 .考向：主要考查两种电化学腐蚀的区别及有关电极方程式的书写；常见的两种电化学防腐方法及金属腐蚀快慢的比较。方法点拨：1 .金属腐蚀的“两种比较”（1）析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性正极反应2hT+2e=HO+2HO 廿 4e=4OH负极反应Fe2e=F4其他反应一Fe2+2OH=Fe(OH4Fe(OH)2

30、+Q+2HaO=4Fe(OH)Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈。突破题组（三）图 3A. （2018全国卷出）电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法（1）下列说法中正确的是（ABD)ST扁（2）腐蚀快慢的比较B. （2018天津卷）铁管镀锌层局部破损后，铁管仍不易生锈C. （2016上海卷）如图 1 所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和 NaCl 溶液的 U 型管中。&闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极阴极保护法D. （2015山东卷）图 2 开关由 M 改置于 N 时，CuZn 合金的腐蚀速率减小E. （2015 山东卷）图 3 接通开关时 Zn 腐蚀速率增大，Zn 上

31、放出气体的速率也增大（2）（2014福建卷）如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。该电化腐蚀称为吸氧腐蚀。图中 A、B、CD 四个区域，生成铁锈最多的是竺（填字母）。突破点拨（1）两种金属的电化学保护法，核心区别为：使用外电源一外加电流阴极保护法；使用活泼金属一牺牲阳极阴极保护法；（2）吸氧腐蚀时，氧气浓度越大，腐蚀越严重。解析（1）镁比铁活泼，形成原电池时镁作负极失电子，铁被保护，选项 A 正确；锌比铁活泼，形成原电池时锌作负极失电子，铁被保护，选项 B 正确；K2闭合时属于外加电流阴极保护法，选项 C 错误；开关由 M 改置于 N 时，锌做负极，CuZn 合金的腐蚀速率减

32、小，选项 D 正确；接通开关时形成原电池，使反应速率加快，Ha 在 Pt 电极上放出，选项 E 错误。（2）金属在中性和较弱的酸性条件下发生的是吸氧腐蚀。发生吸氧腐蚀，越靠近液面接触到的 Q 越多，产生的铁锈就越多。【变式考法】（1）（2018江苏四市联考）图中烧杯中盛的是天然水，铁腐蚀的速率由快到慢的顺序是O*Snr-LZnr11PLiFfCudhZriT-l羟A“(inri，nn1】nITLrawirtniiitnflmwME.a.E=（2）（2018 湖北七市联考）铁生锈是生活中常见的现象，由于金属腐蚀每年会造成严重的经济损失。|红墨水纵生铁映花甲乙某课外小组同学为研究金属腐蚀的原因和条

33、件，设计如图装置（U 形管内装有红墨水），试管内分别盛有食盐水和 NHCl 溶液。一段时间后，发现红墨水液面左高右低。试管甲内生铁块发生吸氧腐蚀（填“吸氧腐蚀”或“析氢腐蚀”），试管乙内盛装的液体是氯化镂迨邀_。开始时两个试管中腐蚀的速率大小关系为：甲_:_乙(填“(3)(2018海淀区期末)某同学进行下列实验：操作现象泮啊R和玉.|卜心|“的食砧米、生帙片取一块打磨过的生铁片，在具表回涌酚酬:和&Fe(CN)6的食盐水I1 滴含放置一段时间后，生铁“斑痕”。其边缘处为色，在两色环交界处出蓝色、1色,片上出现红色，中现铁锈如图所示心区域为蓝其 中 中 心 区 域 和 边 缘 处 分 别

34、 发 生 的 反 应 的 离 子 方 程 为 ： _ _F e - 2 e = = = F 2+_ 、 _ 3F e2+2Fe(CN)63=FBFe(CN)62J_Q+2HaB4e=4OH_。解析(1)作原电池负极、电解池阳极的金属被腐蚀，而作原电池正极、电解池阴极的金属被保护，且作原电池负极的金属腐蚀速率小于作阳极的金属腐蚀速率。中只有一种金属，所以不能构成原电池；为原电池，铁作负极，被腐蚀；是电解池，铁作阳极，加速被腐蚀，且腐蚀速率大于铁作负极；是电解池，铁作阴极被保护；为原电池，铁作正极被保护，但保护效果不及作电解池的阴极；则铁被腐蚀快慢顺序是下下。(2)食盐水中性，发生吸氧腐蚀，试管中

35、气体减少，液面上升；NHCl 溶液呈酸性，发生析氢腐蚀，试管中气体增多，液面下降。现在发现红墨水液面左高右低，所以左边为吸氧腐蚀，试管乙内盛装的液体是氯化钱溶液；一般情况下，析氢腐蚀速率要比吸氧腐蚀速率快。(3)食盐水中发生吸氧腐蚀，由于中心区域为蓝色，说明有 Fe生成，电极反应为：Fe-2e=F(2十;边缘处酚 Mt 显红色，说明有 OH 生成，电极反应为：Q+2HbO+4e=OHo2. (2015 重庆卷)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 c(填图中字母“a”“b”或“c”)；(2)环境中的 C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

36、粉状锈2+Cu(OH)3Cl,其离子万程式为 2Cu+30H+Cl=Cu(OH)3ClJ;(3)若生成 4.29gCu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为 0.448L(标准况)。：多孔帽状锈解析(1)根据图示，腐蚀过程中，铜失电子生成 Cu2+,则负极是铜，选 c；(2)根据上述分析，正极产物是 0H,负极产物为 Cu,环境中的 C扩散到孔口，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,则离子方程式为 2CU2+30H+Cl=Cu(0H)3ClJ;(3)4.29gCu2(OH)3Cl 的物质的量为 4.29/241.5=0.02mol,根据铜原子、2+#,一._.一

37、_.2+._.一：青铜坛体寸恒，Cu 的物质的重为 0.04mol,负极反应为：2Cu+4e=2Cu,正极反应为 Q+4e-1+2H2O=4OH,根据正负极放电量相等，则理论上耗氧体积为0.02molX22.4Lmol0.448L。3.（2019 湖北重点高中新起点）某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞（如图 1）。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）：编 R实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%为以下实验作参照0.52.090.0醋酸浓度的影响0.5_2.0_3

38、6.0碳粉含量的影响0.22.090.0（2）编号实验测得容器中压强随时间变化如图 2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了吸氧腐蚀，请在图 3 中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向;此时，碳粉表面发生了还原反应_（氧化”或“还原”）反应，其电极反应式是Q+4e=4OH(或 4H+Q+4e=2HO)。该小组对图 2 中 0ti时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二:假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；假设二：反应放热，温度升高，体积膨胀。解析（1）探究影响化学反应速率因素的实验，每次只能改变一个变量，故有中铁的量不变，为 2.0g;中改变了碳粉的质量，故为探究碳粉的量对速率

39、的影响。热点题源预测享资源练类题弯道超越显功力2H2O+（2）压强与气体的物质的量成正比，从图中可以看出, 气体的量先增加，后减少，故为吸氧腐蚀；活泼金属做负极，故碳为正极，发生还原反应。（3）从体积的影响因素着手，温度升高，体积增大。答案吸收腐加化学腐也析N腐加电化学腐蚀金属的全届的腐辿一防护电化学保护怯一柄牲用极保护法外加电流阴极保护法。Lh时间上也翻步溶液膜也翻步溶液膜二次电源问题考向预测二次电源问题是电化学中重要的命题模型，既能考查考生电解池原理、原电池原理的知识，又能考查考生应用知识解决综合问题的能力，因此备受命题者的青睐解题关键分析建模,卜捷电源国极1同一电微还原反1必阳极.充电灯

40、充电放电广负极：H化反麻铜化反应：阳.L年1*原反应接电源正极 同一电极失分防范（i）对于可充电电池，放电时为原电池，符合原电池工作原理，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；外电路中电子由负极流向正极，内电路中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；（2）可充电电池充电时为电解池，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应；充电时原“+”极与外接直流电源的正极相连，原“”极与外接直流电源的负极相连【预测】【预测】镁及其化合物一般无毒（或低毒）、无污染，且镁原电池放电时电压高而平稳，使镁原电池越来越成为人们研制绿色原电池的焦点。其中一种镁原电池的反应为xMg+放巾，一Mo0电 MgMQd。下列说法错误的是（

41、A.放电时 MJ 卡向正极迁移B.充电时阳极反应为 MOS?-2xe=MOS4C.充电时 MQ&发生氧化反应2D.放电时负极反应为xMg-2xe=xMgJ 规范答题：放电时阳离子向正极移动，选项 A 正确；充电时阳极发生氧化反应，所以 MQS?一失去电子生成 MQ0,选项 B 正确；充电时 MQ0 是生成物，选项 C 错误；放电时负极发生氧化反应，Mg 失去电子生成 Mg+,选项 D 正确。答案：C【变式考法】（2018全国卷 n）我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的 NaCO 二次电池。将NaClQ 溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的馍网分别作为电极材料，电池的总阴极：还原

42、反应时|阴xMg3，*+23ffi=JtMg离离bid：转化反应MrhS4n-2xi,=M仆岛原电池HLHL鲤E1E1艮应式U U应电解池技巧：阴极反应式=充电总 H 逆反应式-阳极反应式负极：弱化反应阴阳修一离再子L子止撷：还障反前M”养叶工1YHSJ11正极反应式=放电总反应式-鱼极反应式反应为：3CQ+4Na2NaCO+C。下列说法错误的是（D）A.放电时，CIQ4向负极移动B.充电日释放 CQ,放电时吸收 CQC.放电时，正极反应为：3CQ+4e=20&+0D.充电时，正极反应为：Na+e=Na解析原电池中负极发生失去电子的氧化反应，正极发生得到电子的还原反应，阳离子向正极移动

43、，阴离子向负极移动，充电可以看作是放电的逆反应，据此解答。放电时是原电池，阴离子 CIQ4向负极移动，选项 A 正确；电池的总反应为 3CQ+4Na2N&CQ+C,因此充电时释放 CQ,放电时吸收 CQ,选项 B 正确；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：3CQ+4e=20&+0,选项 C 正确；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 2CQ+C-4e-=3CQ 选项 D 错误。对点牛 OH（七）电化学原理及应用1. （2018邢台期末）一种生产和利用氢能的途径如图所示。下列说法错误的是（C）去水能A.氢能属于二次能源B.

44、图中能量转化白方式至少有 6 种C.太阳能电池的供电原理与燃料电池相同D.太阳能、风能、氢能都属于新能源解析氢能是利用太阳能等产生的，故属于二次能源，选项 A 正确；图中涉及的能量转化方式有太阳能、风能、水能转化为电能，电能与化学能的相互转化，电能与光能、热能的转化等，选项 B 正确；太阳能电池的供电原理实际是热能转化为电能，而燃料电池的供电原理是将化学能转化为电能，所以二者是不相同的，选项 C 错误；太阳能、风能、氢能都属于新能源，选项 D 正确。2. （2018江南十校）气体的自动化检测中常常应用原电池原理的传感器。下图为电池的工作示意图：气体扩散进入传感器，在敏感电极上发生反应，传感器就

45、会接收到电信号。卜表列出了待测气体及敏感电极上部分反应产物。则下列说法中正确的是（B）待测气体待测气体部分电极反应产物NQNQC12HC1CQCQH2SHSQA.上述气体检测时，敏感电极均作电池正极B.检测 C12和 NQ 体积分数相同的两份空气样本时，传感器上产生的电流大小相同C.检测 H2s 和 CQ 体积分数相同的两份空气样本时，传感器上产生的电流大小相同 D.检测 H2s 时，对电极充入空气，对电极上的电极反应式为 Q+4d=2CT解析还原剂失电子发生氧化反应的电极是负极、氧化剂得电子发生还原反应的电极是正极，根据待测气体和反应产物可知，部分气体中元素化合价上升，部分气体中元素的化合价

46、下降，所以敏感电极不一定都做电池正极，选项 A 错误；1molC12和 NQ 得到电子的物质的量都为 2mol,则检测C12和 NQ 体积分数相同的两份空气样本时，传感器上产生的电流大小相同，选项 B 正确；产生的电流大小与失电子多少有关，检测 H2S 和 CQ 体积分数相同的两份空气样本时，硫化氢失去电子数大于 CQ 所以产生电流大小不同，选项 C 错误；检测硫化氢时，硫化氢生成硫酸，硫元素化合价由-2 变为+6 而发生氧化反应，则其所在电极为负极，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为 C2+4HI+4e=2hHO,选项 D 错误。3. （2018 湖南 G10 三模）近年来，我

47、国在航空航天事业上取得了令人瞩目的成就，科学家在能量的转化，航天器的零排放作出了很大的努力，其中为了达到零排放的要求，循环利用人体呼出的 CQ 并提供 Q,设计了一种装置（如图）实现了能量的转化，总反应方程式为B. CQ 参与 X 电极的反应方程式：CQ+2e+HbQ=CQ2QF-IC. N 型半导体为正极，P 型半导体为负极D.外电路每转移 2mol 电子，Y 极生成气体 22.4L（标准况）敏述电极对电极传感器A.装置中离子交换膜为阳离子交换膜解析由图可知左侧为太阳能转化为电能的装置，右侧为电解装置，根据左侧电子移动方向可知：X 为阴极，所以 OH 应该往 Y 极移动，因此离子交换膜应该为

48、阴离子交换膜，选项 A 错误；X 为阴极，发生还原反应，根据总反应方程式 2CO=2C。Q 可知，X 极发生的反应为：CO+2e+H2O=CQ2OH,选项 B 正确；由于电子从 P 移向 N,所以 N 为负极，选项 C 错误；Y 极电极反应式为： 4OH-4e=2H0+QT,所以外电路每转移 2mol 电子， Y 极生成标准状况下气体体积为 11.2L,选项 D 错误。4. （2018全国卷出）一种可充电锂一空气电池如图所示。当电池放电时，Q 与 Li+在多孔碳材料电极处生成 LizQx（x=0 或 1）。下列说法正确的是（D）午水解电解防/高聚物隔膜A.放电时，多孔碳材料电极为负极B.放电时

49、，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xD.充电时，电池总反应为 Li2O2x=2Li+（1-）O2解析放电时，Q 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；因为多孔碳电极为正极，电子在外电路应该由锂电极流出，再流向多孔碳电极（由负极流向正极），选项 B 错误；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；根据图示和上述分析，电池的正极反应应该是 Q 与 Li 卡得电子转化为 Li2O2x,电池的负极

50、反应应该是单质 Li 失电子转化为 Li+,所以总反应为：2Li+（1$O2=Li2Qx3-x,充电的反应与放电的反应相反，所以为 Li2O2x=2Li+（1-）O2,选项 D 正确。5. （2018辽宁五校联考） 下列装置由甲、 乙部分组成 （如图所示） ， 甲是将废水中乙二月$H2N （CH）2NH氧化为环境友好物质形成的化学电源。当电池工作时，下列说法正确的是（D）A.电子的流动方向 MHFCuSQ 溶液一 Cu-NB.M 极电极反应式：H2N(CH)2NH+160H16e=2COT+N4+12H2OC.当 N 极消耗 5.6LO2时，则铁极增重 32gD.一段时间后，乙中 CuSO 溶

51、液浓度基本保持不变解析根据题给信息知，甲图中装置是将化学能转化为电能的原电池，M 是负极，N 是正极，电解质溶液为酸性溶液；乙部分是在铁上镀铜，则铁为阴极与负极相连，铜为阳极与正极相连，电子不能通过溶液，选项 A 错误；H2N(CH)2NH 在负极 M 上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，电极反应式为 HaN(CH)2NH+4hbO-16e=2COT+N2T+16H+,选项 B 错误；未注明是否为标准状况，无法计算 5.6LO2的物质的量，选项 C 错误；乙部分是在铁上镀铜，电解液浓度基本不变，选项 D 正确。6. (2018盐城一模)一种生物电化学方法脱除水体中 NH4的原理如下图

52、所示：A.装置工作时，化学能转变为电能B.装置工作时，a 极周围溶液 pH 降低C.装置内工作温度越高，NH4脱除率一定越大D.电极 b 上发生的反应之一是：2N02e-=NT+3QT解析该装置是把电能转化为化学能，选项 A 错误；a 极为阳极，电极反应为 NF4+2HO-6e=N(O+8HI+,所以 a 极周围溶液的 pH 减小，选项 B 正确；该装置是在细菌生物作用下进行的，所以温度过高，导致细菌死亡，NF脱除率会减小，选项 C 错误；b 极上反应式为 2NG+12H+10e=N+6H2O,选项 D 错误。7.(2017全国卷出)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

53、极 a 常用掺有石墨烯的 S8材料，电池反应为：16Li+x&=8Li2S(2WxW8)。下列说法错误的是(D)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 0.02mol 电子，负极材料减重 0.14g卜列说法正确的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 Li23 的量越多解析原电池中电解质阳离子移向正极，根据全固态锂硫电池工作原理图示中 Li 移动方向可知，电极 a 为正极，正极发生还原反应，由总反应可知正极依次发生与一 Li2与一 Li2S6Li2&一 Li2S2的还原反应，选项

54、A 正确；电池工作时负极电极方程式为：Li-e=Li+,当外电路中流过 0.02mol 电子时，负极消耗的 Li 的物质的量为 0.02mol,其质量为 0.14g,选项 B 正确；石墨烯具有良好的导电性，故可以提高电极 a 的导电能力，.一一一、,诵由.选项 C 正确；电池充电时为电解池，此时电解总反应为 8Li2&=6Li+xS8（2x8）,故Li2$的量会越来越少，选项 D 错误。8.（2018 朝阳期末）微生物燃料电池在净化废水的同时能获得能源或得到有价值的化学产品，图2 为其工作原理，图 1 为废水中 Cr20r离子浓度与去除率的关系。下列说法不正确的是（C）A.若有机物为葡

55、萄糖，则 M 极电极反应式为：GH2。（葡萄糖）24e+6H2O6COT+24H+B.电池工作时，N 极附近溶液 pH 增大C.处理 1molCr2d一时有 6molH 卡从交换膜左侧向右侧迁移D.CrzO 一离子浓度较大时，可能会造成还原菌失活解析由图可知，该电池中有机物在微生物作用下发生氧化反应生成二氧化碳，M 电极为负极；氧气和 CrzCT 被还原，N 电极为正极。若有机物为葡萄糖，则根据电子得失守恒以及电荷守恒可得电极反应式：QH2c6（葡萄糖）24e+6H2O=6C0+24H+,选项 A 正确；电池工作时，N 极电极反应式为：Q+4H+4e=2HO,故 N 附近溶液 pH 增大，选项

56、 B 正确；由于右侧除了 CrzOT 得电子，还有一定量的氧气得到电子，故处理 1molCrzOT 需要 6mol电子，但从交换膜左侧向右侧迁移的 4 的物质的量大于 6mol,选项 C 错误；由图 1 可知，CrzO 一离子浓度较大时，其去除率几乎为 0,因为其有强氧化性会造成还原菌的蛋白质变性而失活，选项 D 正确。9. （2018 武汉一模）某馍冶炼车间排放的漂洗废水中含有一定浓度的 Ni2+和 C，图甲是双膜三室电沉积法回收废水中 Ni的示意图，图乙描述的是实验中阴极液 pH 与馍回收率之间的关系。下列说法不正确的是（D）Cr,O；离F冰度5里+L）图I图20JEIIOI/L0.1mo

57、l/L废水123456比5内溶渣盐酸（含Ni.CTj阴嵌液（废水1pH图甲图乙A.交换膜 b 为阴离子交换膜B.阳极反应式为 2H2。4e=C2T+4HI+C.阴极液 pH=1 时，馍的回收率低主要是有较多 H2生成D.浓缩室得到 1L0.5mol/L 盐酸时，阴极回收得到 11.8g 馍解析由图可知浓缩室中盐酸浓度增大，所以废水中 C应该经过交换膜 b 进入浓缩室，而硫酸溶液中的 J 应该经过交换膜 a 进入浓缩室，所以 a、b 分别为阳离子交换膜与阴离子交换膜，选项 A正确；阳极发生氧化反应，为溶液中 OH 放电产生 Q：4OH4e=CT+2H2Q 也可以写成：2H2。一4e-=CT+4H

58、+,选项 B 正确；阴极上主要发生：Ni2+2e=Ni,但是如果溶液pH太小，c（H+） 较大， 可能发生： 2H+2e=HT,而使馍的回收率低， 选项 C正确； 浓缩室得到 1L0.5mol/L盐酸时，则有 0.4molC进入浓缩室，电路上有 0.4mol 电子通过，如果阴极只有 Ni2+放电，则会析出 0.2molNi,即 11.8g 馍，但是由于阴极还发生了 2H+2e-=HT,所以得到馍的质量小于 11.8g,选项 D 错误。10. （1）（2018江淮十校调研）用原电池原理可以除去酸性废水中的三氯乙烯、AsC3,其原理如图所示（导电壳内部为纳米零价铁）。在除污过程中，纳米零价铁中的 Fe 为原电池的负极（填“正”或“负”）,写出