2024年高考化学专题复习电化学

题型(二)电化学高考选择题突破高考选择题突破命题视角一新型化学电源1.图解化学电源工作原理2.电极反应式的书写(1)三步法(也适用于电解池)(2)加减法(一般适用于燃料电池或给出电池总反应的电池)①根据题给信息，将已知的电池总反应写成“氧化剂＋还原剂＋介质1＝还原产物＋氧化产物＋介质2”的形式，介质常为H2O、H＋或OH－等。燃料电池电池总反应往往与燃料燃烧反应相同(注意介质)。②燃料电池的正极反应式较简单，一般为O2得电子的还原反应，写出该电极反应式，并使反应式中O2的化学计量数与总反应式中O2的化学计量数相等。③用电池总反应减去简单的电极反应式即得复杂的电极反应式。书写时要满足电荷守恒、质量守恒等。[典例1]科学家基于Cl2易溶于CCl4的性质，发展了一种无需离子交换膜的新型氯流电池，可作储能设备(如图)。充电时电极a的反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3。下列说法正确的是(

)A.充电时电极b是阴极B.放电时NaCl溶液的pH减小C.放电时NaCl溶液的浓度增大D.每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23gC解析由充电时电极a的反应可知，充电时电极a发生还原反应，所以电极a是阴极，则电极b是阳极，故A错误；放电时电极反应和充电时相反，则放电时电极a的反应为Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，NaCl溶液的pH不变，故B错误；放电时负极反应为Na3Ti2(PO4)3－2e－===NaTi2(PO4)3＋2Na＋，正极反应为Cl2＋2e－===2Cl－，反应后Na＋和Cl－浓度都增大，则放电时NaCl溶液的浓度增大，故C正确；充电时阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极反应为NaTi2(PO4)3＋2Na＋＋2e－===Na3Ti2(PO4)3，由得失电子守恒可知，每生成1molCl2，电极a质量理论上增加23g·mol－1×2mol＝46g，故D错误。1.火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时(

)A.负极上发生还原反应

B.CO2在正极上得电子C.阳离子由正极移向负极

D.将电能转化为化学能解析金属钠为负极，负极上发生失电子的氧化反应，A错误；碳纳米管为正极，CO2在正极上得电子，发生还原反应，B正确；放电时，阳离子由负极移向正极，C错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，D错误。B2.据文献报道，一种新型的微生物脱盐电池的装置如图所示，关于该电池装置说法正确的是(

)A.Y为阴离子选择性交换膜B.左室溶液碱性增强C.负极反应式为CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2

↑＋7H＋D.转移2mol电子，海水脱去氯化钠的质量是58.5gC解析原电池中阳离子移向正极、阴离子移向负极，从而达到脱盐的目的，因此Y为阳离子交换膜，X为阴离子交换膜，A错误；由图示可知，左室为负极，负极CH3COO－失电子生成二氧化碳，负极反应式为：CH3COO－＋2H2O－8e－===2CO2↑＋7H＋，生成了氢离子，溶液碱性减弱，B错误，C正确；转移电子数目与钠离子、氯离子所带电荷数相同，因此转移2mol电子，各有2mol钠离子和2mol氯离子分别透过半透膜，可除去氯化钠2mol，质量为2mol×58.5g/mol＝117g，D错误。命题视角二电解原理的应用1.图解电解池工作原理2.电解原理分析模型以制备KIO3的电解装置为例(1)提取信息(2)分析流程A.与a、b相连的分别是电源的正极、负极B.NaOH溶液中石墨电极上的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C.A膜、C膜均为阳离子交换膜，B膜为阴离子交换膜D.产品室中的Ca2＋和原料室的Na＋物质的量浓度同等程度增大[典例2]一种电解法制备Ca(H2PO4)2并得到NaOH等副产物的示意装置如图，下列说法错误的是(

)D3.以熔融盐为电解液，以含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，实现Al的再生。该过程中(

)A.阴极发生的反应为Mg－2e－===Mg2＋B.阴极上Al被氧化C.在电解槽底部产生含Cu的阳极泥D.阳极和阴极的质量变化相等C解析根据电解原理可知，电解池中阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还原反应，该题中以熔融盐为电解液，含Cu、Mg和Si等的铝合金废料为阳极进行电解，通过控制一定的条件，从而可使阳极区Mg和Al发生失电子的氧化反应，分别生成Mg2＋和Al3＋，Cu和Si不参与反应，阴极区Al3＋得电子生成Al单质，从而实现Al的再生。阴极应该发生得电子的还原反应，实际上Mg在阳极失电子生成Mg2＋，A错误；Al在阳极上被氧化生成Al3＋，B错误；阳极材料中Cu和Si不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C正确；因为阳极除了铝参与电子转移，镁也参与了电子转移，且还会形成阳极泥，而阴极只有铝离子得电子生成铝单质，根据转移电子数守恒及元素守恒可知，阳极与阴极的质量变化不相等，D错误。4.钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是(

)D课堂练习1.我国科学家以金属钠和石墨作为电极，在石墨电极通入SO2制备成Na－SO2二次电池，有关该电池，下列说法错误的是(

)A.放电时SO2发生还原反应B.放电时阴离子向Na电极移动C.充电时石墨电极与电源正极相连D.充电时电子从石墨电极经过电解液流向Na电极D解析

A.放电时，石墨为二次电池的正极，二氧化硫在正极得到电子发生还原反应，故A正确；B.放电时，钠电极为负极，阴离子向负极钠电极移动，故B正确；C.放电时，石墨为正极，则充电时，与电源正极相连做电解池的阳极，故C正确；D.电解质溶液不能传递电子，故D错误。2.“一分钟充电完成”的新型铝离子电池，其放电过程示意如图所示，下列说法错误的是(

)课堂练习3.研究微生物燃料电池不仅可以获得高效能源，还能对工业污水等进行处理。利用微生物燃料电池处理含硫废水并电解制备KIO3的原理如图所示，下列说法正确的是(

)课堂练习C课下作业1.水溶液中电解催化还原CO2制甲酸是实现“碳中和”的途径之一。下列说法正确的是(

)A.该过程将化学能转化为电能B.生成甲酸的电极反应为：CO2＋2e－＋2H＋===HCOOHC.阳离子由阴极移向阳极D.电路中通过4mole－，阳极生成22.4LO2B解析

A.该过程的装置是电解池，是将电能转化为化学能的装置，选项A错误；B.电解过程生成甲酸是利用二氧化碳得电子实现的，故电极反应为：CO2＋2e－＋2H＋===HCOOH，选项B正确；C.电解池中阳离子由阳极移向阴极，选项C错误；D.电路中通过4mole－，阳极生成1molO2，但没有说明标准状况，无法确定气体的体积，选项D错误。2.物质有从浓度大的区域向浓度小的区域扩散的趋势，利用该趋势可设计浓差电池。如图所示装置可测定氧气的含量，参比侧通入纯氧，测量侧气压调节到与参比测相同，接通电路，通过电势差大小可测出测量侧气体的含氧量。下列说法不正确的是(

)A.参比侧为正极B.负极的电极反应式为2O2－－4e－===O2↑C.测量侧处于封闭环境时，初期的读数比较准确D.相同压强下，电势差越大，测量侧气体中含氧量越高D课下作业解析由题给信息可知，参比侧的铂电极为浓差电池的正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氧离子，电极反应式为O2＋4e－===2O2－，测量侧的铂电极为负极，氧离子在负极失去电子发生氧化反应生成氧气，电极反应式为2O2－－4e－===O2↑，测量侧处于封闭环境时，初期的读数与测量侧气体中含氧量有关，后期因为氧气的生成导致读数与测量侧气体中含氧量相差很大，所以初期的读数比较准确，相同压强下，测量侧气体中氧气含量越低，浓差电池的电势差越大。综上所述，D项错误。3.(2022·湖南卷)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂－海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是(

)A.海水起电解质溶液作用B.N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能D.该锂－海水电池属于一次电池课下作业4.利用太阳能光伏电池制备高纯氢气和氧气的装置如图，控制K1、K2可交替获得H2和O2。下列说法不正确的是(

)A.该装置将电能转化为化学能B.制H2时，连接K1，气体1为H2C.产生O2的电极反应式为：2H2O－4e－===

O2↑＋4H＋D.电极3可以循环使用C课下作业5.铝空气电池因成本低廉、安全性高，有广阔的开发应用前景。一种铝空气电池放电过程示意如图，下列说法正确的是(

)课下作业D课下作业A7.(2022·全国甲卷)一种水性电解液Zn－MnO2离子选择双隔膜电池如图所示[KOH溶液中，Zn2＋以Zn(OH)存在]。电池放电时，下列叙述错误的是(

)课下作业A课下作业9.Li－O2电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来，科学家研究了一种光照充电Li－O2电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子(e－)和空穴(h＋)，驱动阴极反应(Li＋＋e－===Li)和阳极反应(Li2O2＋2h＋===2Li＋＋O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是(

)A.充电时，电池的总反应为Li2O2===2Li＋O2B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关C.放电时，Li＋从正极穿过离子交换膜向负极迁移D.放电时，正极发生反应：O2＋2Li＋＋2e－===Li2O2课下作业C10.有机物电极材料具有来源丰富、可降解等优点，一种负极材料为固态聚酰亚胺－水系二次电池的结构如图所示。下列说法正确的是(

)课下作业DA.催化电极的电极电势：b>aB.每产生1molH2需要消耗3mol乙醇C.电解后溶液的pH会减小(忽略溶液体积变化)D.阴极电极反应式为C2H5OH＋Cl－－2e－===C2H5OCl＋H＋B课下作业12.pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示，以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag－AgCl电极)和另一Ag－AgCl电极插入待测溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH＝(E－常数)/0.059。下列说法正确的是(

)A.如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式

为：AgCl(s)＋e－===Ag(s)＋Cl－(0.1mol·L－1)B.玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化C.分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电

动势，可得出未知溶液的pHD.pH计工作时，电能转化为化学能C课下作业13.某锂离子电池的总反应为：2Li＋F