高考化学三轮冲刺电化学专题仿真模拟训练

电化学专题

一、选择题

7、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错误的是

A.正极反应中有C02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C6Hi206+602===6C02+6H20

【答案】A

【解析】首先根据原电池反应判断出厌氧反应为负极侧，有氧反应为正极侧。A、根据厌氧

反应中碳元素的化合价的变化：前萄糖分子中碳元素平均为。价，二氧化碳中碳元素的化合

价为+4价，所以生成二氧化碳的反应为氧化反应，所以在负极生成。错误；B、在微生物的

作用卜，该装置为原电池装置。原电池能加快氧化还原反应速率，故可以说微生物促进了电

子的转移。正确；C、原电池中阳离子向正极移动。正确；D、电池的总反应实质是葡萄糖的

氧化反应。正确。

8、某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：Li”

,Co02+LiX6===LiCo02+C«(Kl)o下列关于该电池的说法不正确的是()

A.放电时，L「在电解质中由负极向正极迁移

B.放电时，负极的电极反应式为&

C.充电时，若转移1mole；石墨口电极将增重7才g

D.充电时，阳极的电极反应式为LiCoOiTC^==L3<oO?+Li'

【答案】C

【解析】A、放电时，阳离子在电解质中向正极移动，故正确；B、放电时，负极失去电子，

故正确；C、充电时，若转移1mol电子，则石墨电极上溶解1/xmolC,电极质量减少，

故错误；D、充电时阳极失去电子，为原电池的正极的逆反应，故正确。电化学问题分析思

路：首先要根据题给信息和装置确定考查的是原电池和电解池，然后根据反应类型、电子和

电流方向、电解质中的离子流向、电极材料和实验现象等确定装置的两极，结合电极材料和

离子种类、放电顺序确定放电的微粒，结合溶液的酸碱性、反应物和生成物结合原子守恒和

电荷守恒确定电极反应式，进一步确定总反应进行作答。涉及电化学计算要紧抓电子守恒，

涉及酸碱性分析要根据电极反应分析电极周围的pH变化，根据总反应分析整个过程中的pH

变化。

9、用石墨电极完成下列电解实验。

实验一实验二

装置雇」Lg

银

,稀琉诙

氯化钠溶液润湿的pH试纸削球

现象a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c两个石墨电极附近有气泡产生：n处

处无明显变化有气泡产生；……

下列对实验现象的解解或推测不合理的是

-

A.a、d处：2H20+2e===H21+20H

B.b处：2Cr-2e===C121

C.c处发生了反应：FC~2C2==FC2'

D.根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜

【答案】B

【解析】A、a、d处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，破

坏了水的电离平衡，氢氧根离子浓度增大造成的，A正确；B、b处变红，局部褪色，说明是

溶液中的氢氧根和氯离子同时放电，分别产生氧气和氯气，氢离子浓度增大，酸性增强，氯

气与水反应生成的次氯酸具有漂白性，B错误；C、c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，

C正确；D、实验一中ac形成电解池，db形成电解池，所以实验二中也相当于形成三个电解

池（一个球两面为不同的两极），m为电解池的阴极，另一球朝ni的一面为阳极（n的背面），

故相当于电镀，即m上有铜析出，D正确。答案选B。化学反应主要是物质变化，同时也伴

随着能量变化。电化学是化学能与电能转化关系的化学。电解池是把电能转化为化学能的装

置，它可以使不能自发进行的化学借助于电流而发生。与外接电源正极连接的电极为阳极，

与外接电源的负极连接的电极为阴极。阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。若阳极是活

性电极（除Au、Pt、C之外的电极），则电极本身失去电子，发生氧化反应；若是惰性电极（Au、

Pt、C等电极），则是溶液中的阴离子放电，放电的先后顺序是ShnBrYDOlI）含氧酸根

离子，阴极则是溶液中的阳离子放电，放电顺序是Ag'>Hg2'>F/>Cu2'>H',与金属活动性顺序

刚好相反。因此掌握电解池反应原理是本题解答的关键。注意依据实验现象分析可能发生的

电极反应。

10、锌丑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

2ZnW40H+2H20===2Zn(0H)o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(0H)逐渐减小

C.放电时，负极反应为：Zn+40H-2e-===Zn(0H)

D.放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L(标准状况)

【答案】C

【解析】A、充电时不离子向阴极移动，故错误；B、放电时总反应为：

2Zn+02+4K0H+2H20===2K2Zn(OH),则充电时生成氢氧化钾，溶液中的。(0H)增大,故错误;

C、放电时，锌在负极失去电子，故正确；D、标准状况下22.4L氧气的物质的量为1mol,

对应转移4moi电子，故错误。本题考查原电池和电解池工作原理，这是两个装置的重点，

也是新电池的考查点，需要熟记。电极反应式的书写是电化学中必考的一项内容，一般先写

出还原剂(氧化剂)和氧化育物(还原产物)，然后标出电子转移的数目，最后根据原了•守恒和

电荷守恒完成缺项部分并配平反应方程式，作为原电池，正极反应式为：O2+2H,O+4e===4OH

；负极电极反应式为:Zr+40H--2c===Zn(0H).,2-；充电是电解池,阳离子在阴极上放电,阴

离子在阳极上放电，即阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，对可充电池来说，充电时原

电池的正极接电源正极，原电池的负极接电源的负极，不能接反，否则发生危险或电极互换,

其电极反应式是原电池电极反应式的逆过程。涉及气体体积，首先看一下有没有标准状况，

如果有，进行计算，如果没有必然是错误选项。掌握原电池和电解池反应原理是本题解答的

关键。本题难度适中。

11、Mg—AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。卜.列叙述错误的是

A.负极反应式为Mg-c-===\Ig2.

B.正极反应式为Ag'+°-===Ag

C.电池放电时C「由正极向负极迁移

D.负极会发生副反应Mg+2H川g(0H)2+H2t

【答案】B

【解析】根据题意，电池总反应式为：Mg+2AgC1===MgC12+2Ag,正极反应为：2AgCl+2e===2C1

'+2Ag,负极反应为：Mg-^e===Mg2',A项正确，B项错误：对原电池来说，阴离子由正极移

向负极,C项正确;由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg+2H2()===Mg(0H)2+很f,I)

项正确；答案选B。

12、三室式电渗析法处理含32soi废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子

交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na'和SOj可通过离子交换膜，而两端隔室

中离子被阻挡不能进入中间隔室。

下列叙述正确的是

A.通电后中间隔室的SO：离子向正极迁移，正极区溶液pH增大

B.该法在处理含NaS工废水时可以得到NaOH和HSCh产品

C.负极反应为2H2。-4e===O2+4H\负极区溶液pH降低

D.当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的0?生成

【答案】B

【解析】A.根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸弓的原则，在电解池中阴离子会向正

电荷较多的阳极区定向移动，因此通电后中间隔室的SO：向正极迁移；在正极区带负电荷

的OK失去电子，发生氧化反应而放电，由于破坏了附近的水的电离平衡，使溶液中MFO

>c(0lO,所以正极区溶液酸性增强，溶液的pH减小，错误：B.阳极区氢氧根放电，溶液

中产生硫酸，阴极区氢离子获得电子，发生还原反应而放电，破坏了附近的水的电离平衡，

使溶液中c(0H)>c(W),所以产生氢氧化钠，因此该法在处理含Na2soi废水时可以得到NaOH

和HSOI产品，正确；c.负极区氢离子得到电子，使溶液中c(oio>air),所以负极区溶

液pH升高，错误；D.当电路中通过1mol电子的电量时，根据整个闭合回路中电子转移数

目相等可知,反应产生氧气的物质的量〃(。2)=1mol>4=0.25mol,错误。

13某电池以KFeO」和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是()

A.Zn为电池的负极

B.正极反应式为2FeC产十iOH+6e'==Fe2O3+5H2O

C.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变

I).电池工作时OFT向负极迁移

【答案】AD

【解析】A.根据化合价升降判断，Zn化合价只能上升，故为负极材料，K2FeO4为正极材料，

正确；B.KOH溶液为电解质溶液，则正极反应式为2FeO42-+6e—8H2O==2Fe(OH)3+10OFH

错误；C.该电池放电过程中电解质溶液浓度减小，错误：D.电池工作时阴离于。HT句负极

迁移，正确；故选ADo原电池原理是建立在氧化还原和电解质溶液基础上，借助氧化还原

反应实现化学能与电能的相互转化，是高考命题重点，题目主要以选择题为主，主要围绕原

电池的工作原理、电池电极反应的书写与判断、新型电池的开发与应用等进行命题。

二、非选择题

14、氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化

工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通

过。

完成下列填空：

(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式___________________________O

(2)离子交换膜的作用为:、。

(3)精制饱和食盐水从图中位置补充，氢氧化钠溶液从图中位

置流出(选填“a”、"b”、"c”或“d”)。

(4)KCW可以和草酸(时。)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂C102,还生成CO,和K11SO,

等物质。

写出该反应的化学方程式。

(5)室温下，0.1mol/LNaClO溶液的pH0.1mol/LNa2s0?溶液的pH(选填

“大于”、“小于”或“等于”)。浓度均为0.1mol/L的Na2s和Na2c♦的混合溶

液中，SO：；、CO.2-、HSO：「、HCO：,浓度从大到小的顺序为“

已知：

112so3%尸1.54X10，A；2=l.02X10"

HC10%产2.95X10小

41

H2c^i=4.3X10^^2=5.6X10

电解

-

【答案】(1)27.2C1+2H2O^=C12t+H2t+20H

(2)阻止0M进入阳极室，与Ck发生副反应：2Na0H+C12===NaCl+NaC10+H2()阻止阳极产生

的CL和阴极产生的此混合发生爆炸。

(3)ad

(4)2KC1O；(+H£O+2H2so产==2C102+2C02+2KHS04+2H?0

(5)大于SO；'>C(V->HCOJ>HSOJ

【解析】(1)电解饱和食盐水时，溶液中的阳离子H+在阴极得到电子变为山逸出，使附近的

水溶液显碱性，溶液中的阴离子C1在阳极失去电子，发生氧化反应，产生反应的离子

电解

方程式是201+2H2O^=C12t+H2t+20H\

(2)图中的离子交换膜只允许阳离子通，是阳离子交换膜，可以允许阳离子通过，不能使阴

离子通过，这样就可以阻上阴极溶液中的OK进入阳极室，与氯气发生反应，阻止进入阴

极室，使在阴极区产生的NaOH纯度更高。同时可以阻止阳极产生的Ck和阴极产生的压混

合发生爆炸。

⑶随着电解的进行，溶质NaCl不断消耗，所以应该及时补充。精制饱和食盐水从与阳极连

接的图中a位置补充，由于•阴极H’不断放电，附近的溶液显碱性，氢氧化钠溶液从图中d

位置流出；水不断消耗，所以从b口不断加入蒸储水，从c位置流出的是稀的NaCl溶液。

(4)KC103有氧化性，H£Q有还原性，在酸性条件下KCKh可以和草酸(H2c2(工)生成高效的消

毒杀菌剂ClOz,还生成C02和KHSO,等物质。则根据电子守恒及原子守恒，可得该反应的化

学方程式是：2KC1O;)+H2co+2H2so尸=2C1O2+2CO2+2KHS0I+2H。

(5)NaC10,N&S03都是强碱弱酸盐，弱酸根离子发生水解反应，消耗水电离产生的破坏

了水的电离平衡，当最终达到平衡时，溶液中c(OH")〉c(H),所以溶液显碱性。形成盐的酸

越弱，盐水解程度就越大.消耗的离子浓度越大，当溶液达到平衡时，剩余的离子浓度就越

小。由于H2sth的芯2=1.02X1(尸；肥10的扁=2.95乂10。所以酸性：HS0QHC10,因此溶液

的pH：NaC10>Na2S03o由于电离程度：牍0»H£0〉HSOQHC0「，浓度均为0.1mol/L的Na2s(h

和Na2c。3的混合溶液中，水解程度:CO产〉SO/，所以离子浓度:SO/-W；水解产生的

离子浓度：HCOQHSO：。但是盐水解程度总的来说很小，主要以盐电离产生的离子存在。所

2

以在该溶液中SO广、C03\HS(V、HCO,浓度从大至叼、的顺序为SO：>>CO】>HCO：J〉HS%，

15、下表列出了两种燃煤烟气脱硫方法的原理。

方法I将S02与12反应制H2s0,和HI,同时分解HI制乩和12,k循环使用

方法II用NaSDi溶液吸收S0?,再用离子膜电解法电解吸收液得到单质硫

⑴方法中，用S02与碘反应生成ILSO,和HI,SO?与［2反应的物质的晶之比为；

制得的H可用储氢合金转化为皿,现分别用可0(011)、MH作正、负极材料，KOH溶液作电

解质溶液，可制得高容量的银氢电池。电池总反应为：

放电、

NiO(OIl)充电Ni(OH)2+M

则电池放电时，负极的电极反应式为,充电完成时，Ni(0E)2全

部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生“，0：扩散到另一电极发生电极反应被消

耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，比时，阴极的电极反应式为

⑵利用如图装置可实现方法II的转化.

①b端应连接电源的(填“正极”或“负极”兀

②用Na2soi溶液代替水吸收烟气中的S02使之转化为FhSOs,其目的是

③电解过程中，阴极的电极反应式为,当外电

路中通过0.02mol电子时，收集到0.144g硫单质，则电解效率为________。

【分析】(1)依据二氧化硫和碘单质在水溶液中发生氧化还原反应，结合定量关系分析判

断；电池放电为原电池反应，负极为失电子发生氧化反应，充电时是原电池，NiO(Oil)

放电、

+MH'充电Ni(OH)2+M,放电为原电池，正极发生还原反应，依据电池反应书写电极反应；

根据氧气进入另一个电极后所引发的反应来回答；

(2)①用Na2s()4溶液吸收S02,再用离子膜电解法电解吸收液得到单质硫，依据氢离子移

动方向可知，a为阴极，匕为阳极；

②用Na2s04溶液代替水吸收烟气中的S02使之转化为H2S03,提高溶液导电性；

③电解池中阴极是二氧化硫得到电子生成硫单质.

【解答】解：(1)用S02与碘反应生成H2s04和HI,反应的化学方程式为：

S02+I2+2H20=H2S04+2HI,S02与12反应的物质的量之比为1：1；

放电过程是原电池反应，正极发生还原反应，电极反应为：NiO(OH)+H2O+e.-=Ni(OH)

2+0H-；负极电极反应为：MH+OH--e-=M+H20；

②阴极上是氧气发生的电子的过程，电极反应式为：O2-2H2O+4e-=40H-,

故答案为：1：1；MH+OH--e-=M+H20；02+2U20+4e-=4011-；

(2)①用Na2s04溶液吸收S02,再用离了膜电解法电解吸收液得到单质硫，依据氢离子移

动方向可知，a为阴极，匕为阳极，b电极链接电源正极；

故答案为：正极；

②用Na2s04溶液代替水吸收烟气中的S02使之转化为H2s03,提高溶液导电性，加快电解

速率，故答案为：提高溶液导电性，加快电解速率；

③电解池中阴极是二氧化硫得到电子生成硫单质，电极反应为：SO2+4H++4e-=S+2H2C,故

答案为：S02+4H++4e-=S+2H20.

16、对TVI/废水和生活污水进行处理是防I卜水体污染、改善水质的主要措施之一.

(1)硫酸厂的酸性废水中研MAs)元素(主要以HaAsOj形式存在)含量极高，为控制研的排

放，某工厂采用化学沉淀法处理含硅废水。请回答以下问题：

①已知神是氮的同族元素，比氮原子多2个电子层，神在元素周期表的位置为_______,

As%的稳定性比NH的稳定性(填“强”或“弱”)。

②工业上采用硫化法(通常用硫化钠)去除废水中的种，生成物为难溶性的三硫化二碑，

该反应的离子方程式为

(2)电镀厂的废水中含有的CM有剧毒，需要处理加以排放。

①已知HCN为一元弱酸，则NaCN溶液的pH_______7(填”或“<”)。

②处理含CN一废水的方法之一是在微生物的除甫下，CM被氧气氧化成IIC0；,同时生成

NIL该反应的离子方程式为

(3)电渗析法处理厨房垃圾发酵液，同时得到乳酸的原理如图所示(图中“HA”表示乳酸

分子，A一表示乳酸根离子)：

①阳极的电极反应式为

②简述浓缩室中得到浓乳酸的原理:

③电解过程中，采取一定的措施可控制阳极室的pH约为6〜8,此时进入浓缩室的0H一

可忽略不计。400mLlOg/L乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为145g/L(溶液体积变化

忽略不计)，阴