专题06电化学-2024年高考化学二轮复习讲义习题

专题06电化学一、原电池（一）原电池工作原理1．概念：利用氧化还原反应原理将化学能转化为电能的装置。2．构成条件：（1）具有两个电极。（2）合适的离子导体(如电解质溶液或非水溶液的离子导体，如有机电解质或固体电解质)。（3）形成闭合回路。（4）能自发地发生氧化还原反应。3．工作原理(以铜锌原电池为例)：（1）实验现象。①电流表指针发生偏转。②锌片逐渐溶解。③铜片上有红色物质析出。④将盐桥取出，电流表指针回到0点。（2）工作原理。电极名称负极正极电极材料ZnCu电极反应Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu反应类型氧化反应还原反应电子流向由负极沿导线流向正极，不能在溶液中流动。电流方向由正极沿导线流向负极。离子移向(内电路)阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极，不能在导线中流动。盐桥的作用①连接内电路形成闭合回路。②平衡电荷，使电池能持续提供电流。（二）化学电源一、一次电池1．基本构造2．组成：正极：碳棒；负极：Zn；电解质：KOH。3．工作原理负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；正极反应：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnO(OH)＋2OH－总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)24．特点：碱性锌锰电池比普通锌锰电池性能好，它的比能量和可储存时间均有提高，适用于大电流和连续放电。二、二次电池1．铅蓄电池（1）基本构造（2）组成负极：Pb；正极：PbO2；电解质溶液：H2SO4。（3）工作原理①放电过程：负极：Pb＋SOeq\o\al(2－,4)－2e－===PbSO4正极：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－===PbSO4＋2H2O；总反应：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－===PbSO4＋2H2O。②充电过程：铅蓄电池的充电过程与其放电过程相反。③铅蓄电池的充、放电过程：（4）优缺点①优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉，在生产、生活中应用广泛。②缺点：比能量低、笨重，废弃的电池污染环境。2．锂离子电池（1）组成负极：嵌锂石墨；正极：LiCoO2(钴酸锂)；电解质溶液：LiPF6(六氟磷酸锂)（2）工作原理①放电过程：负极：LixCy－xe－=xLi＋＋Cy；正极：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2；总反应：LixCy＋Li1－xCoO2===LiCoO2＋C。放电时，锂离子由石墨中脱嵌移向正极，嵌入钴酸锂晶体中。②充电过程：充电时，锂离子从钴酸锂晶体中脱嵌，由正极回到负极极，嵌入石墨中。③锂离子电池的充、放电过程：（3）优点:质量小、体积小、储存和输出能量大等。3.燃料电池(以酸性氢氧燃料电池为例)（1）基本构造（2）工作原理负极反应：H2－2e－===2H＋；正极反应：eq\f(1,2)O2＋2H＋＋2e－===H2O；总反应：H2＋eq\f(1,2)O2===H2O。【提分秘籍归纳】1.电池正负极判断方法：（1）根据电子流向：电子由负极流出，流入正极。（2）根据离子流向：阳离子流向正极，阴离子流向负极。（3）根据两极反应的物质判断：发生氧化反应的物质所在电极是负极，发生还原反应的物质所在电极是正极，如氢氧燃料电池，由于氢气发生氧化反应，则所在电极是负极。2.电极反应方程式的书写技巧（1）明确两极的反应物。（2）明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物，然后根据化合价变化值求转移电子数、再根据介质环境和共存原则，找出参与反应的介质粒子，利用电荷守恒、原子守恒配平电极反应式（注意电解质有没有参加反应）。3.二次电池充电时电极的连接：原电池的正极接外电源的正极，原电池的负极接外电源的正极。4.pH变化规律的判断：若电极反应消耗OH－(H＋)，则电极周围溶液的pH减小(增大)；若电极反应生成H＋(OH－)，则电极周围溶液的pH减小(增大)。若总反应的结果是消耗OH－(H＋)，则溶液的pH减小(增大)；若总反应的结果是生成H＋(OH－)，则溶液的pH减小(增大)。若两极消耗或生成的OH－(H＋)的物质的量相等，则溶液的pH变化规律视溶液的酸碱性及是否有水生成而定，应具体问题具体分析（如酸性燃料电池，由于生成水，pH增大）。5.以甲烷燃料电池为例书写四种电解质环境下的电极反应方程式。（1）酸性条件总反应：CH4＋2O2=CO2＋2H2O。正极反应式：2O2＋8H＋＋8e－=4H2O。负极反应式：CH4－8e－＋2H2O=CO2＋8H＋（根据C的化合价由4到+4知转移电子数为8，根据电荷守恒及电解质环境知方程式右边补8个H＋）（2）碱性条件总反应：CH4＋2O2＋2OH－===COeq\o\al(2－,3)＋3H2O。正极反应式：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－。负极反应式：CH4＋10OH－－8e－===COeq\o\al(2－,3)＋7H2O（注意电解质有没有参加反应）。（3）熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下总反应：CH4＋2O2=CO2＋2H2O。正极反应式：2O2＋4CO2＋8e－===4COeq\o\al(2－,3)。负极反应式：CH4＋4COeq\o\al(2－,3)－8e－===5CO2＋2H2O（4）熔融氧化物环境下总反应：CH4＋2O2=CO2＋2H2O。正极反应式：2O2＋8e－===4O2。负极反应式：CH4＋4O2－8e－===CO2＋2H2O6.交换膜（1）质子交换膜：只允许H+通过。（2）阳离子氧化膜：只允许阳离子通过。（3）阴离子交换膜：只允许阴离子通过。（4）交换膜两侧溶液质量变化：分析离子流向，根据物质的消耗或生成来判断质量变化。例如：镍镉蓄电池组充放电时发生的反应为：，其电池装置如图所示，阴离子交换膜两侧均注入溶液。分析放电一段时间后，两电极区溶液中KOH的物质的量是否改变？pH是否改变？[放电时，Cd是负极，反应为Cd2e+2OH=Cd（OH）2，同时OH由右向左通过交换膜迁移进来，则KOH的物质的量不变，溶液pH不变；正极反应为：2NiOOH+2e+2H2O=2Ni（OH）2+2OH，生成的OH通过交换膜由右向左迁移到交换膜的左侧，即KOH的物质的量不变，但消耗了水，KOH浓度增大，pH增大。]二、电解池（一）电解池工作原理1．电解：利使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。在此过程中，电能转化为化学能。2.电解池：电能转化为化学能的装置，其构成条件：a.外接电源；b.电极插入电解质溶液或熔融电解质；c.闭合回路。3.电解池工作原理示意图（1）电子流向：电源负极→阴极（发生还原反应），阳极→电源正极（发生氧化反应）（2）离子移动方向：阳离子移向阴极，阴离子移向阳极（3）电流闭合：电源正极→阳极→溶液→阴极→电源负极【提分秘籍警示】1．电极的判断（1）根据电源正负极、离子移动方向、发生反应类型判断，具体如下：判断方法：（2）依据电极产物——如果电极上析出Cl2或O2，它一定是阳极；如果电极上产生H2或析出金属，它一定是阴极。（3）根据实验现象判断阴、阳极：实际题目中往往不给出电解池的电源，而是给出一些实验现象，据此先判断出是何种离子放电，从而确定出电源的正、负极和电解池的阴、阳极，并进行有关问题的分析。①滴入酚酞试剂显红色的一极(说明H＋放电显碱性)是阴极，接电源的负极，电极反应是2H＋＋2e－===H2↑。②滴入石蕊试剂显红色的一极(说明OH－放电显酸性)是阳极，接电源的正极，电极反应是4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。③电极增重的一极(说明不活泼金属离子放电析出金属)是阴极，接电源的负极，如Cu2＋放电时Cu2＋＋2e－===Cu。2.电极反应方程式的书写技巧：六字真言：分析判断书写分：分析电极材料是惰性电极如碳棒、Pt，还是活性电极（电极参与反应）析：分析溶液组成即溶液中有哪些离子判：判断离子流向（阳离子移向阴极，阴离子移向阳极）断：根据离子放电顺序判断反应的离子书：书写电极反应方程式写：书写总反应方程式[例如惰性电极电解氯化钠溶液：分（电极的惰性电极）、析（溶液含Na+、Cl、H+、OH）、判（Cl、OH移向阳极，Na+、H+移向阴极）、断（反应的微粒是Cl、H+）、书（阳极反应式：2Cl－－2e－=Cl2↑、阴极反应式：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－）、写（总反应为2NaCl＋2H2Oeq\o(=====,\s\up15(通电))2NaOH+H2↑＋Cl2↑）]3.电解方程式的书写：放电离子来源物质=电极产物+剩余部分组合[以惰性电极电解氯化钠溶液为例：溶液含Na+、Cl、H＋、OH－，放电顺序：Na+<H＋、Cl>OH－，总反应：H＋来自水，Cl来自NaCl，剩余Na+、OH－，组成NaOH，即反应物是NaCl、H2O，电极产物是Cl2、H2，剩余组合为NaOH，则总反应为2NaCl＋2H2Oeq\o(=====,\s\up15(通电))2NaOH+H2↑＋Cl2↑。]4.惰性电极电解电解质溶液的四种类型放H2生碱型(以NaCl为例)阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－电解电解质型(以HCl为例)阳极反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极反应式：2H＋＋2e－===H2↑电解水型(以H2SO4为例)阳极反应式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋阴极反应式：4H＋＋4e－===2H2↑放O2生酸型(以CuSO4为例)阳极反应式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋阴极反应式：2Cu2＋＋4e－===2Cu总离子方程式：2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(电解))2Cu＋4H＋＋O2↑5.离子放电顺序：6.电解后电解质溶液复原遵循“少什么补什么”原则，如电解NaCl溶液少的H和Cl，通入HCl复原，电解CuSO4溶液少的是Cu和O，补CuO复原等。（二）电解原理应用1、电解饱和食盐水（1）电极反应阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑(反应类型：氧化反应)，阴极：2H＋＋2e－=H2↑(反应类型：还原反应)。（2）总反应方程式化学方程式：2NaCl＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。离子方程式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(电解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑。（3）应用：氯碱工业——制Cl2、H2和NaOH①阳离子交换膜的作用阻止OH－进入阳极室与Cl2发生副反应：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O，阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。②a、b、c、d加入或取出的物质分别是精制饱和NaCl溶液、含少量NaOH的水、淡盐水、NaOH溶液；X、Y分别是Cl2、H2。2、电镀和电解精炼铜电镀(铁制品上镀Cu)电解精炼铜阳极电极材料镀层金属铜粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)电极反应Cu－2e－===Cu2＋Cu－2e－===Cu2＋、Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋阴极电极材料待镀铁制品精铜电极反应Cu2＋＋2e－===Cu电解质溶液含Cu2＋的盐溶液电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥3、电冶金本质为Mn＋＋ne－===M，利用电解熔融盐(或氧化物)的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。总方程式阳极、阴极反应式冶炼钠2NaCl(熔融)eq\o(=====,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2Na＋＋2e－===2Na冶炼镁MgCl2(熔融)eq\o(=====,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：Mg2＋＋2e－===Mg冶炼铝2Al2O3(熔融)eq\o(=====,\s\up12(电解),\s\do4(冰晶石))4Al＋3O2↑阳极：6O2－－12e－===3O2↑阴极：4Al3＋＋12e－===4Al（三）金属的腐蚀与防护1、金属腐蚀的本质：金属原子失去电子变成金属阳离子，金属发生氧化反应。2、金属腐蚀的类型（1）化学腐蚀与电化学腐蚀类型化学腐蚀电化学腐蚀定义金属跟接触到的物质直接发生化学反应引起的腐蚀不纯金属(或合金)接触到电解质溶液所发生的原电池反应，较活泼金属原子失去电子被氧化而引起的腐蚀条件金属与接触到的物质直接反应不纯金属接触到电解质溶液发生原电池反应本质M－ne－===Mn＋M－ne－===Mn＋现象金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀区别无电流产生有微弱电流产生联系电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，腐蚀速率更快，危害也更严重（2）电化学腐蚀类型：析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe－2e－===Fe2＋正极2H＋＋2e－===H2↑O2＋2H2O＋4e－===4OH－总反应式Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2联系吸氧腐蚀更普遍铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。3.金属的防护（1）金属防护原理：金属防护就是防止金属的腐蚀，要解决的主要问题是使金属不被氧化，应从金属腐蚀的化学反应原理、腐蚀的类型等方面来确定金属防护的具体方法。（2）金属防护的方法①改变金属的内部组织结构：如把铬、镍等加入普通钢里制成不锈钢，就大大增强了钢铁对各种侵蚀的抵抗力。②在金属表面覆盖保护层：（ⅰ）喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等；（ⅱ）电镀一层金属；（ⅲ）发蓝处理；（ⅳ）阳极氧化处理铝制品，形成钝化膜等。③电化学保护法（1）牺牲阳极法：原电池原理，外接活泼金属作eq\a\vs4\al(负)极(阳极)使被保护金属作eq\a\vs4\al(正)极(阴极)。形成原电池时，被保护的金属作正极，不发生化学反应受到保护；活泼金属作负极，发生化学反应受到腐蚀。负极要定期予以更换。（2）外加电流法：电解原理，被保护金属作eq\a\vs4\al(阴)极，用惰性电极作辅助eq\a\vs4\al(阳)极。通电后强制电子流向被保护的金属设备，使金属表面腐蚀电流降至零或接近零。从而使金属受到保护。方法牺牲阳极法外加电流法依据原电池原理电解池原理原理形成原电池时，被保护的金属作正极，不发生化学反应受到保护；活泼金属作负极，发生化学反应受到腐蚀。负极要定期予以更换将被保护的金属与另一附加电极作为电解池的两个电极，使被保护的金属作阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护应用保护一些钢铁设备，如锅炉内壁、船体外壳等装上镁合金或锌块保护土壤、海水及水中的金属设备实例示意图

1．（2023·河北·统考高考真题）我国科学家发明了一种以和为电极材料的新型电池，其内部结构如下图所示，其中①区、②区、③区电解质溶液的酸碱性不同。放电时，电极材料转化为。下列说法错误的是A．充电时，b电极上发生还原反应B．充电时，外电源的正极连接b电极C．放电时，①区溶液中的向②区迁移D．放电时，a电极的电极反应式为【答案】B【分析】放电时，电极材料转化为，电极反应

2ne=+2nK+，是原电池的负极，阳离子增多需要通过阳离子交换膜进入②区；二氧化锰得到电子变成锰离子，是原电池的正极，电极反应：，阳离子减少，多余的阴离子需要通过阴离子交换膜进入②区，故③为碱性溶液是电极，①为酸性溶液是二氧化锰电极。【详解】A．充电时，b电极上得到电子，发生还原反应，A正确；B．充电时，外电源的正极连接a电极相连，电极失去电子，电极反应为，B错误；C．放电时，①区溶液中多余的向②区迁移，C正确；D．放电时，a电极的电极反应式为，D正确；故选：B。2．（2023·福建·统考高考真题）一种可在较高温下安全快充的铝硫电池的工作原理如图，电解质为熔融氯铝酸盐(由和形成熔点为的共熔物)，其中氯铝酸根起到结合或释放的作用。电池总反应：。下列说法错误的是A．含个键B．中同时连接2个原子的原子有个C．充电时，再生单质至少转移电子D．放电时间越长，负极附近熔融盐中n值小的浓度越高【答案】D【分析】放电时铝失去电子生成铝离子做负极，硫单质得到电子做正极，充电时铝离子得到电子生成铝发生在阴极，硫离子失去电子生成硫单质发生在阳极，依此解题。【详解】A．的结构为，所以含个键，A正确；B．由的结构可知同时连接2个原子的原子有个，B正确；C．由总反应可知充电时，再生单质需由铝离子得到电子生成，所以至少转移电子，C正确；D．由总反应可知放电时间越长，负极铝失去电子生成的铝离子越多所以n值大的浓度越高，D错误；故选D。3．（2023·重庆·统考高考真题）电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列叙述错误的是A．电极a为阴极B．从电极b移向电极aC．电极b发生的反应为：

D．生成半胱氨酸的同时生成烟酸【答案】D【分析】该装置是电解池，电极b上3甲基吡啶转化为烟酸过程中‘加氧少氢’，发生氧化反应，则b为阳极，a为阴极，阴极电极反应式为

+2e+2H+=2

；【详解】A．a极上硫元素化合价升高，a为阴极，A正确；B．电解池中阳离子移向阴极，则H+移向a电极，B正确；C．电极b上3甲基吡啶转化为烟酸过程中发生氧化反应，在酸性介质中电极反应式为：

，C正确；D．根据电子守恒可得关系式：

~6e~6

，因此生成6mol半胱氨酸的同时生成烟酸，D错误；故选：D。4．（2023·海南·统考高考真题）利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是A．b电极为电池正极B．电池工作时，海水中的向a电极移动C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性D．每消耗1kgAl，电池最多向外提供37mol电子的电量【答案】A【分析】铝为活泼金属，发生氧化反应为负极，则石墨为正极；【详解】A．由分析可知，b电极为电池正极，A正确；B．电池工作时，阳离子向正极移动，故海水中的向b电极移动，B错误；C．电池工作时，a电极反应为铝失去电子生成铝离子，铝离子水解显酸性，C错误；D．由C分析可知，每消耗1kgAl（为），电池最多向外提供mol电子的电量，D错误；故选A。5．（2023·广东·统考高考真题）用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图)，可实现大电流催化电解溶液制氨。工作时，在双极膜界面处被催化解离成和，有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是A．电解总反应：B．每生成，双极膜处有的解离C．电解过程中，阳极室中的物质的量不因反应而改变D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构可提高氨生成速率【答案】B【分析】由信息大电流催化电解溶液制氨可知，在电极a处放电生成，发生还原反应，故电极a为阴极，电极方程式为，电极b为阳极，电极方程式为，“卯榫”结构的双极膜中的H＋移向电极a，OH－移向电极b。【详解】A．由分析中阴阳极电极方程式可知，电解总反应为，故A正确；B．每生成，阴极得8mole－，同时双极膜处有8mol进入阴极室，即有8mol的解离，故B错误；C．电解过程中，阳极室每消耗4mol，同时有4mol通过双极膜进入阳极室，KOH的物质的量不因反应而改变，故C正确；D．相比于平面结构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于被催化解离成和，可提高氨生成速率，故D正确；故选B。6．（2023·广东·统考高考真题）利用活性石墨电极电解饱和食盐水，进行如图所示实验。闭合，一段时间后A．U型管两侧均有气泡冒出，分别是和 B．a处布条褪色，说明具有漂白性C．b处出现蓝色，说明还原性： D．断开，立刻闭合，电流表发生偏转【答案】D【分析】闭合，形成电解池，电解饱和食盐水，左侧为阳极，阳极氯离子失去电子生成氯气，电极反应为2Cl—2e=Cl2↑，右侧为阴极，阴极电极反应为2H++2e=H2↑，总反应为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，据此解答。【详解】A．根据分析，U型管两侧均有气泡冒出，分别是和，A错误；B．左侧生成氯气，氯气遇到水生成HClO，具有漂白性，则a处布条褪色，说明HClO具有漂白性，B错误；C．b处出现蓝色，发生Cl2+2KI=I2+2KCl，说明还原性：，C错误；D．断开，立刻闭合，此时构成氢氯燃料电池，形成电流，电流表发生偏转，D正确；故选D。7．（2023·北京·统考高考真题）回收利用工业废气中的和，实验原理示意图如下。下列说法不正确的是A．废气中排放到大气中会形成酸雨B．装置a中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度C．装置a中溶液的作用是吸收废气中的和D．装置中的总反应为【答案】C【详解】A．是酸性氧化物，废气中排放到空气中会形成硫酸型酸雨，故A正确；B．装置a中溶液的溶质为，溶液显碱性，说明的水解程度大于电离程度，故B正确；C．装置a中溶液的作用是吸收气体，与溶液不反应，不能吸收，故C错误；D．由电解池阴极和阳极反应式可知，装置b中总反应为，故D正确；选C。8．（2023·浙江·统考高考真题）氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大幅度降低能耗，下列说法不正确的是A．电极A接电源正极，发生氧化反应B．电极B的电极反应式为：C．应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的溶液D．改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗【答案】B【详解】A．电极A是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电解池阳极，因此电极A接电源正极，发生氧化反应，故A正确；B．电极B为阴极，通入氧气，氧气得到电子，其电极反应式为：，故B错误；C．右室生成氢氧根，应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入到右边，在右室获得浓度较高的溶液，故C正确；D．改进设计中增大了氧气的量，提高了电极B处的氧化性，通过反应物的氧化性来降低电解电压，减少能耗，故D正确。综上所述，答案为B。9．（2023·浙江·统考高考真题）下列说法正确的是A．图①装置可用于制取并收集氨气B．图②操作可排出盛有溶液滴定管尖嘴内的气泡C．图③操作俯视刻度线定容会导致所配溶液浓度偏大D．图④装置盐桥中阳离子向溶液中迁移【答案】C【详解】A．氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，遇冷又化合生成氯化铵，则直接加热氯化铵无法制得氨气，实验室用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法制备氨气，故A错误；B．高锰酸钾溶液具有强氧化性，会腐蚀橡胶管，所以高锰酸钾溶液应盛放在酸式滴定管在，不能盛放在碱式滴定管中，故B错误；C．配制一定物质的量浓度的溶液时，俯视刻度线定容会使溶液的体积偏小，导致所配溶液浓度偏大，故C正确；D．由图可知，锌铜原电池中，锌电极为原电池的负极，铜为正极，盐桥中阳离子向硫酸铜溶液中迁移，故D错误；故选C。10．（2023·湖南·统考高考真题）下列有关电极方程式或离子方程式错误的是A．碱性锌锰电池的正极反应：MnO2+H2O+e=MnO(OH)+OHB．铅酸蓄电池充电时的阳极反应：Pb2++2H2O2e=PbO2+4H+C．K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中：K++Fe2++[Fe(CN)6]3=KFe[Fe(CN)6]↓D．TiCl4加入水中：TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4H++4Cl【答案】B【详解】A．碱性锌锰电池放电时正极得到电子生成MnO(OH)，电极方程式为MnO2+H2O+e=MnO(OH)+OH，A正确；B．铅酸电池在充电时阳极失电子，其电极式为：PbSO42e+2H2O=PbO2+4H++SO，B错误；C．K3[Fe(CN)6]用来鉴别Fe2+生成滕氏蓝沉淀，反应的离子方程式为K++Fe2++[Fe(CN)6]3=KFe[Fe(CN)6]↓，C正确；D．TiCl4容易与水反应发生水解，反应的离子方程式为TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4H++4Cl，D正确；故答案选B。11．（2023·湖北·统考高考真题）我国科学家设计如图所示的电解池，实现了海水直接制备氢气技术的绿色化。该装置工作时阳极无生成且KOH溶液的浓度不变，电解生成氢气的速率为。下列说法错误的是A．b电极反应式为B．离子交换膜为阴离子交换膜C．电解时海水中动能高的水分子可穿过PTFE膜D．海水为电解池补水的速率为【答案】D【分析】由图可知，该装置为电解水制取氢气的装置，a电极与电源正极相连，为电解池的阳极，b电极与电源负极相连，为电解池的阴极，阴极反应为2H2O+2e=H2↑+2OH，阳极反应为4OH4e=O2↑+2H2O，电池总反应为2H2O2H2↑+O2↑，据此解答。【详解】A．b电极反应式为b电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O+2e=H2↑+2OH，故A正确；B．该装置工作时阳极无Cl2生成且KOH浓度不变，阳极发生的电极反应为4OH4e=O2↑+2H2O，为保持OH离子浓度不变，则阴极产生的OH离子要通过离子交换膜进入阳极室，即离子交换膜应为阴离子交换摸，故B正确；C．电解时电解槽中不断有水被消耗，海水中的动能高的水可穿过PTFE膜，为电解池补水，故C正确；D．由电解总反应可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率为，则补水的速率也应是，故D错误；答案选D。12．（2023·辽宁·统考高考真题）某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是A．放电时负极质量减小B．储能过程中电能转变为化学能C．放电时右侧通过质子交换膜移向左侧D．充电总反应：【答案】B【分析】该储能电池放电时，Pb为负极，失电子结合硫酸根离子生成PbSO4，则多孔碳电极为正极，正极上Fe3+得电子转化为Fe2+，充电时，多孔碳电极为阳极，Fe2+失电子生成Fe3+，PbSO4电极为阴极，PbSO4得电子生成Pb和硫酸。【详解】A．放电时负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成PbSO4附着在负极上，负极质量增大，A错误；B．储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确；C．放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H+通过质子交换膜移向右侧，C错误；D．充电时，总反应为PbSO4+2Fe2+=Pb++2Fe3+，D错误；故答案选B。13．（2023·辽宁·统考高考真题）某无隔膜流动海水电解法制的装置如下图所示，其中高选择性催化剂可抑制产生。下列说法正确的是A．b端电势高于a端电势 B．理论上转移生成C．电解后海水下降 D．阳极发生：【答案】D【分析】根据图示，钛网上海水中Cl、H2O发生失电子的氧化反应生成HClO、O2，钛网为阳极，电极反应式为Cl+H2O2e=HClO+H+，钛箔上生成H2，钛箔上生成H2的电极反应为2H++2e=H2↑，钛箔为阴极，高选择性催化剂PRT可抑制O2产生，电解的主要总反应为Cl+2H2OHClO+H2↑+OH，以此解题。【详解】A．由分析可知，a为正极，b电极为负极，则a端电势高于b端电势，A错误；B．右侧电极上产生氢气的电极方程式为：2H++2e=H2↑，则理论上转移生成，B错误；C．由分析可知，电解的主要总反应为Cl+2H2OHClO+H2↑+OH，电解后海水中OH浓度增大，pH上升，C错误；D．由图可知，阳极上的电极反应为：，D正确；故选D。14．（2023·全国·统考高考真题）室温钠硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极，表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时，在硫电极发生反应：S8+e→S，S+e→S，2Na++S+2(1)e→Na2Sx下列叙述错误的是A．充电时Na+从钠电极向硫电极迁移B．放电时外电路电子流动的方向是a→bC．放电时正极反应为：2Na++S8+2e→Na2SxD．炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能【答案】A【分析】由题意可知放电时硫电极得电子，硫电极为原电池正极，钠电极为原电池负极。【详解】A．充电时为电解池装置，阳离子移向阴极，即钠电极，故充电时，Na+由硫电极迁移至钠电极，A错误；B．放电时Na在a电极失去电子，失去的电子经外电路流向b电极，硫黄粉在b电极上得电子与a电极释放出的Na+结合得到Na2Sx，电子在外电路的流向为a→b，B正确；C．由题给的的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为2Na++S8+2e→Na2Sx，C正确；D．炭化纤维素纸中含有大量的炭，炭具有良好的导电性，可以增强硫电极的导电性能，D正确；故答案选A。15．（2023·全国·统考高考真题）一种以和为电极、水溶液为电解质的电池，其示意图如下所示。放电时，可插入层间形成。下列说法错误的是A．放电时为正极B．放电时由负极向正极迁移C．充电总反应：D．充电阳极反应：【答案】C【分析】由题中信息可知，该电池中Zn为负极、为正极，电池的总反应为。【详解】A．由题信息可知，放电时，可插入层间形成，发生了还原反应，则放电时为正极，A说法正确；B．Zn为负极，放电时Zn失去电子变为，阳离子向正极迁移，则放电时由负极向正极迁移，B说法正确；C．电池在放电时的总反应为，则其在充电时的总反应为，C说法不正确；D．充电阳极上被氧化为，则阳极的电极反应为，D说法正确；综上所述，本题选C。16．（2023·全国·统考高考真题）用可再生能源电还原时，采用高浓度的抑制酸性电解液中的析氢反应来提高多碳产物(乙烯、乙醇等)的生成率，装置如下图所示。下列说法正确的是

A．析氢反应发生在电极上B．从电极迁移到电极C．阴极发生的反应有：D．每转移电子，阳极生成气体(标准状况)【答案】C【分析】由图可知，该装置为电解池，与直流电源正极相连的IrOxTi电极为电解池的阳极，水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O4e—=O2↑+4H+，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式为2CO2+12H++12e−=C2H4+4H2O、2CO2+12H++12e−=C2H5OH+3H2O，电解池工作时，氢离子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室。【详解】A．析氢反应为还原反应，应在阴极发生，即在铜电极上发生，故A错误；B．离子交换膜为质子交换膜，只允许氢离子通过，Cl不能通过，故B错误；C．由分析可知，铜电极为阴极，酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成乙烯、乙醇等，电极反应式有2CO2+12H++12e−=C2H4+4H2O，故C正确；D．水在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子，电极反应式为2H2O4e—=O2↑+4H+，每转移1mol电子，生成0.25molO2，在标况下体积为5.6L，故D错误；答案选C。1．（2024·江西·统考模拟预测）水系电池在碳循环方面具有广阔的应用前景。该电池的示意图如下，其中双极膜在工作时催化解离为和，并在直流电场的作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是A．放电时，电极为负极，发生还原反应B．充电时，从电极通过双极膜到达催化电极发生反应C．放电时，催化电极上的反应为D．充电时，电极上的反应为【答案】C【分析】由图知，该电池在放电时，作负极失去电子，发生氧化反应，电极反应式为，催化电极作为正极得电子，发生还原反应，电极反应式为，充电时，作为阴极，双极膜在工作时催化解离为和，氢离子移向阴极，电极反应式为，催化电极为阳极，双极膜在工作时催化解离为和，氢氧根移向阴极，电极反应式为，据此回答。【详解】A．由分析知，放电时，电极为负极，发生氧化反应，A错误；B．由分析知，充电时，从双极膜向催化电移动，并极发生反应，B错误；C．由分析知，放电时，催化电极上的反应为，C正确；D．充电时，电极上的反应为，D错误；故选C。2．（2024·广西·统考模拟预测）利用下图的电化学装置，可实现对的固定。下列说法错误的是A．向b电极移动B．a电极的电极反应式为C．电解过程中有生成D．b电极的Pt用Cu代替后总反应不变【答案】D【分析】如图可知，a电极和得电子，发生还原反应为阴极，则b为阳极发生氧化反应，水放电生成O2和H+，据此分析解题。【详解】A．电解池阳极吸引阴离子，向b电极移动，故A正确；B．a电极和得电子，电极反应式为，故B正确；C．b为阳极发生氧化反应，水放电生成O2和H+，故C正确；D．b电极为阳极，Pt用Cu代替后，Cu放电生成Cu2+，故D错误；故答案选D。3．（2024·安徽·统考模拟预测）我国学者研制了一种锌基电极，与涂覆氢氧化镍的镍基电极组成可充电电池，其示意图如下。放电时，转化为。下列说法错误的是A．放电时，正极反应为：B．放电时，若外电路有电子转移，则有向正极迁移C．充电时，为外接电源负极D．充电时，阴极反应为：【答案】B【分析】放电时，锌基电极为负极，Zn转化为，电极反应式为：，镍基电极为正极，电极反应式为：，充电时，a接电源负极，锌基电极为阴极，电极反应式为：，b接电源正极，镍基电极为阳极，电极反应式为：。【详解】A．放电时，镍基电极为正极，电极反应式为：，A正确；B．放电时，锌基电极为负极，Zn转化为，电极反应式为：，混合电解液中没有Zn2+，B错误；C．充电时，a接电源负极，锌基电极为阴极，C正确；D．充电时，锌基电极为阴极，电极反应式为：，D正确；故选B。4．（2024·贵州·统考模拟预测）钠基海水电池是一种能量密度高、环境友好的储能电池(示意图如下)，电极材料为钠基材料和选择性催化材料(能抑制海水中的吸附和氧化)，固体电解质只允许透过。下列说法正确的是A．放电时，a电极发生还原反应B．放电时，电极的电势低于电极C．充电时，电极的电极反应式为：D．充电时，每转移电子，理论上有由电极迁移到电极【答案】D【分析】钠为活泼金属，失去电子发生氧化反应，a为负极，则b为正极；【详解】A．放电时，a电极为负极，钠失去电子发生氧化反应，A错误；B．放电时，a为负极，b为正极，b电极的电势高于电极，B错误；C．放电时，a为负极，b为正极，充电时，电极为阳极，由于选择性催化材料能抑制海水中的吸附和氧化，故电极上不是氯离子放电，C错误；

D．充电时，a为阴极，b为阳极，阳离子向阴极移动，故每转移电子，理论上有由电极迁移到电极，D正确；故选D。5．（2024·河南·统考模拟预测）一种基于固体电解质的可充电熔融钠电池，具有安全、电流密度高、使用条件宽泛等优点，其工作示意图如下所示，已知电池放电时不断有生成。下列说法错误的是A．放电时电极为负极 B．固体电解质含钠离子C．充电时阳极反应式： D．转移时，区和区的质量差改变【答案】D【分析】电池放电时不断有生成，可知放电时a为负极，电极反应为：，固体电解质只允许阳离子通过，固体电解质含钠离子，通过转移保持两侧电荷守恒，放电时b为正极，电极反应为：；充电时a为阴极，b为阳极，b极反应为：，据此分析；【详解】A．根据分析，放电时电极为负极，A正确；B．根据分析，固体电解质含钠离子，通过转移保持两侧电荷守恒，B正确；C．充电时b为阳极，b极反应为：，C正确；D．放电转移时，从区移出，区移入，两区质量差改变，D错误；故选D。6．（2024·吉林·统考模拟预测）某生物质电池原理如下图所示，充、放电时分别得到高附加值的醇和羧酸。下列说法正确的是A．放电时，正极电极反应为：+H2O2e=+2H+B．放电时，转化为C．充电时，通过交换膜从左室向右室迁移D．充电时，阴极电极反应为：+2H2O+2e=+2OH【答案】D【分析】放电时，负极发生氧化反应，转化为，所以放电时，Rh/Cu是负极。充电时，Rh/Cu是阴极。【详解】A．放电时，负极发生氧化反应，负极糠醛发生氧化反应生成，故A错误；B．放电时，正极得电子，转化为，故B错误；C．充电时，阳离子向阴极移动，充电时，Rh/Cu是阴极，通过交换膜从右室向左室迁移，故C错误；D．充电时，充电时，Rh/Cu是阴极，糠醛发生还原反应生成，阴极电极反应为+2H2O+2e=+2OH，故D正确；选D。7．（2024·吉林·统考模拟预测）如图，b为标准氢电极，可发生还原反应（）或氧化反应（），a、c分别为、电极。实验发现：1与2相连a电极质量减小，2与3相连c电极质量增大。下列说法正确的是A．1与2相连，盐桥1中阳离子向b电极移动B．2与3相连，电池反应为C．1与3相连，a电极减小的质量等于c电极增大的质量D．1与2、2与3相连，b电极均为流出极【答案】B【分析】1与2相连，左侧两池构成原电池，a电极质量减小，转化为，说明a为正极，b为负极，b极反应为；2与3相连，右侧两池构成原电池，c电极质量增大，转化为，说明c为负极，b为正极，b极反应为：，据此分析；【详解】A．1与2相连，a为正极，b为负极，盐桥1中阳离子向a电极移动，A错误；B．2与3相连，右侧两池构成原电池，c电极质量增大，转化为，说明c为负极，b为正极，生成氢气，电池反应为，B正确；C．1与3相连，由于更难溶，转化为，a极为正极，转化为，a极质量减小，b极为负极，转化为，b极质量增加，a电极减小的质量小于c电极增大的质量，C错误；D．1与2相连，b为负极，b电极为流出极；2与3相连，c为负极，c电极为流出极，D错误；故选B。8．（2023·山东·山东省五莲县第一中学校联考模拟预测）一种原位电化学沉淀技术制备纳米碳酸钙的方法是：向Ca(OH)2过饱和溶液中通入CO2，实验室模拟该方法制备纳米碳酸钙的装置如图所示。下列说法错误的是A．电流方向为电极a→外电路→电极b→电解质溶液→电极aB．X、Y、Z对应的物质依次是块状大理石、H2、NaOHC．离子交换膜为阳离子交换膜D．理论上外电路每通过2mol电子，则内电路有1mol离子通过交换膜【答案】B【分析】该技术是采用电解原理实现制备纳米碳酸钙，结合图示可知左侧圆底烧瓶中制取二氧化碳，二氧化碳通入电解池左侧，用于生成碳酸钙，则电解池中右侧的钙离子应通过离子交换膜进入左侧，由此可知离子交换膜为阳离子交换膜，且电极a为阴极，电极b为阳极，电极a上反应为，电极b上氯离子放电生成氯气，氯气进入溶液Z中被吸收，Z可以为NaOH，据此分析解答。【详解】A．据分析，电极a为阴极，电极b为阳极，则电流方向为电极a→外电路→电极b→电解质溶液→电极a，A正确；B．X如果是块状大理石，则会生成，不利于CO2的生成，B错误；C．根据题意，离子交换膜应为阳离子交换膜，C正确；D．电路中每通过2mol电子，则溶液中有2mol电荷通过交换膜，由以上分析可知钙离子通过离子交换膜，则钙离子的物质的量为1mol，D正确；故选B。9．（2023·辽宁沈阳·校联考一模）环氧乙烷(，简称EO)是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制备EO的原理示意图如下，下列说法中错误的是A．电极1连接外接电源的正极B．电极2的电极反应式为：C．溶液a可能含有两种溶质，溶液b可循环使用D．离子膜可选择性的透过和【答案】B【分析】从图中可知，电极1上Cl失电子生成Cl2，电极1为阳极，生成的氯气与水反应生成HClO，HClO与CH2=CH2反应生成HOCH2CH2Cl，电极2为阴极，阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子，钾离子可通过离子膜向下层移动，溶液a为KOH和KCl的混合溶液，KOH与HOCH2CH2Cl反应生成环氧乙烷和KCl溶液，溶液b为KCl溶液。【详解】A．电极1为阳极，连接电源的正极，A正确；B．电极2上水得电子生成氢气和氢氧根离子，电极反应为2H2O+2e=H2↑+2OH，B错误；C．溶液a可能含有KCl和KOH两种溶质，溶液b为KCl溶液，可循环使用，C正确；D．电解质溶液中，阳离子向阴极移动，则钾离子和氢离子可通过离子膜向下层移动，D正确；故答案选B。10．（2023·广东·校联考一模）电化学“大气固碳”方法是我国科学家研究发现的，相关装置如图所示。下列说法错误的是A．放电时电极A为负极，该电池只可选用无水电解液B．充电时，电极B上发生的反应是C．充电时的移动方向是从电极B移向电极AD．放电时，电路中每通过1mol电子，正极区质量增加40g【答案】B【分析】放电时，A为负极，电极反应为，B为正极，电极反应为，充电时，A为阴极，电极反应式为，B为阳极，电极反应为，据此分析。【详解】A．放电时电极A为负极，电极材料为Li，会与水反应，因此该电池只可选用无水电解液，A正确；B．充电时，B为阳极，电极反应为，B错误；C．充电时，阳离子移向阴极，则的移动方向是从电极B移向电极A，C正确；D．放电时，正极电极反应为，增加的质量为二氧化碳与锂离子的总质量，当有4mol电子转移时，增加的质量为(3×44+4×7)g=160g，则电路中每通过1mol电子时，正极区质量增加40g，D正确；故选B。11．（2023·吉林·统考模拟预测）新能源是当今的热门话题，储氢材料是新能源领域研究的中心之一、利用如图所示装置可实现有机物的储氢，下列有关说法正确的是A．左侧装置工作时，盐桥内的K+向锌电极一端移动B．电极C和电极D上发生的反应类型相同C．气体X的主要成分是H2D．H+透过高分子膜从右室进入左室，在电极C上发生还原反应【答案】D【分析】左侧铜锌原电池中，锌为负极，铜为正极，右侧电解池中，电极C为阴极，发生还原反应，电极D为阳极，发生氧化反应。【详解】A．铜锌原电池工作时，锌为负极，铜为正极，阴离子向负极移动，盐桥中氯离子向锌电极一端移动，A错误；B．电极C发生还原反应，电极D发生氧化反应，反应类型不同，B错误；C．电极D为阳