2019年高考化學(xué)沖刺逐題過關(guān)專題05第11題電化學(xué)（知識講解）（含解析）.docx

第11題 電化學(xué)一、試題解讀電化學(xué)是高考每年必考內(nèi)容，命制的角度有電極反應(yīng)式的正誤判斷與書寫，電池反應(yīng)式的書寫，正負(fù)極的判斷，電池充、放電時離子移動方向的判斷，電極附近離子濃度的變化，電解的應(yīng)用與計算，金屬的腐蝕與防護(hù)等。同時通過陌生化學(xué)電源的裝置圖，考查學(xué)生接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力，也體現(xiàn)了對“宏觀辨識與微觀探析”的 分別作為電極材料，電池的總反應(yīng)為：3CO24Na2Na2CO3C。下列說法錯誤的是（）。A放電時，ClO4向負(fù)極移動 B充電時釋放CO2，放電時吸收CO2C放電時，正極反應(yīng)為：3CO24e=2CO32C D充電時，正極反應(yīng)為：Nae=Na【答案】D【解析】A. 放電時是原電池，陰離子ClO4向負(fù)極移動，A正確；B. 電池的總反應(yīng)為3CO2+4Na2Na2CO3+C，因此充電時釋放CO2，放電時吸收CO2，B正確；C. 放電時是原電池，正極是二氧化碳得到電子轉(zhuǎn)化為碳，反應(yīng)為：3CO2+4e2CO32+C，C正確；D. 充電時是電解，正極與電源的正極相連，作陽極，發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，反應(yīng)為2CO32+C4e3CO2，D錯誤。答案選D。3（2018年全國3卷）一種可充電鋰-空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時，O2與Li+在多孔碳材料電極處生成Li2O2-x（x=0或1）。下列說法正確的是()A放電時，多孔碳材料電極為負(fù)極B放電時，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C充電時，電解質(zhì)溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移D充電時，電池總反應(yīng)為Li2O2-x=2Li+（1）O2【答案】D【解析】A題目敘述為：放電時，O2與Li+在多孔碳電極處反應(yīng)，說明電池內(nèi)，Li+向多孔碳電極移動，因?yàn)殛栯x子移向正極，所以多孔碳電極為正極，選項(xiàng)A錯誤。B因?yàn)槎嗫滋茧姌O為正極，外電路電子應(yīng)該由鋰電極流向多孔碳電極（由負(fù)極流向正極），選項(xiàng)B錯誤。C充電和放電時電池中離子的移動方向應(yīng)該相反，放電時，Li+向多孔碳電極移動，充電時向鋰電極移動，選項(xiàng)C錯誤。D根據(jù)圖示和上述分析，電池的正極反應(yīng)應(yīng)該是O2與Li+得電子轉(zhuǎn)化為Li2O2-X，電池的負(fù)極反應(yīng)應(yīng)該是單質(zhì)Li失電子轉(zhuǎn)化為Li+，所以總反應(yīng)為：2Li + (1)O2 Li2O2-X，充電的反應(yīng)與放電的反應(yīng)相反，所以為Li2O2-X 2Li + (1)O2，選項(xiàng)D正確。4（2017年全國1卷）支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽極。下列有關(guān)表述不正確的是A通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零B通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁C高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽極材料和傳遞電流D通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整【答案】C【解析】本題使用的是外加電流的陰極保護(hù)法，鋼管柱與電源的負(fù)極相連，被保護(hù)。A外加強(qiáng)大的電流可以抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流，從而保護(hù)鋼管柱，A正確；B通電后，被保護(hù)的鋼管柱作陰極，高硅鑄鐵作陽極，因此電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁，B正確；C高硅鑄鐵為惰性輔助陽極，所以高硅鑄鐵不損耗，C錯誤；D通過外加電流抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流，因此通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整，D正確。答案選C。5（2017年全國2卷）用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一般為混合溶液。下列敘述錯誤的是A待加工鋁質(zhì)工件為陽極 B可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C陰極的電極反應(yīng)式為： D硫酸根離子在電解過程中向陽極移動【答案】C【解析】A、根據(jù)原理可知，Al要形成氧化膜，化合價升高失電子，因此鋁為陽極，故A說法正確；B、不銹鋼網(wǎng)接觸面積大，能增加電解效率，故B說法正確；C、陰極應(yīng)為陽離子得電子，根據(jù)離子放電順序應(yīng)是H放電，即2H2e=H2，故C說法錯誤；D、根據(jù)電解原理，電解時，陰離子移向陽極，故D說法正確。6（2017年全國3卷）全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為：16Li+xS8=8Li2Sx（2x8）。下列說法錯誤的是A電池工作時，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6+2Li+2e=3Li2S4B電池工作時，外電路中流過0.02 mol電子，負(fù)極材料減重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D電池充電時間越長，電池中Li2S2的量越多【答案】D【解析】A原電池工作時，Li+向正極移動，則a為正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，隨放電的多少可能發(fā)生多種反應(yīng)，其中可能為2Li2S6+2Li+2e-=3Li2S4，故A正確；B原電池工作時，轉(zhuǎn)移0.02mol電子時，氧化Li的物質(zhì)的量為0.02mol，質(zhì)量為0.14g，故B正確；C石墨能導(dǎo)電，利用石墨烯作電極，可提高電極a的導(dǎo)電性，故C正確；D電池充電時間越長，轉(zhuǎn)移電子數(shù)越多，生成的Li和S8越多，即電池中Li2S2的量越少，故D錯誤；答案為A。7（2016年全國1卷）三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Na+和可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。下列敘述正確的是A通電后中間隔室的離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大B該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品C負(fù)極反應(yīng)為2H2O 4e = O2+4H+，負(fù)極區(qū)溶液pH降低D當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時，會有0.5mol的O2生成【答案】B【解析】A根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引的原則，在電解池中陰離子會向正電荷較多的陽極區(qū)定向移動，因此通電后中間隔室的向正極遷移；在正極區(qū)帶負(fù)電荷的OH失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)而放電，由于破壞了附近的水的電離平衡，使溶液中c(H+)c(OH-)，所以正極區(qū)溶液酸性增強(qiáng)，溶液的pH減小，錯誤；B陽極區(qū)氫氧根放電，溶液中產(chǎn)生硫酸，陰極區(qū)氫離子獲得電子，發(fā)生還原反應(yīng)而放電，破壞了附近的水的電離平衡，使溶液中c(OH-)c(H+)，所以產(chǎn)生氫氧化鈉，因此該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品，正確；C負(fù)極區(qū)氫離子得到電子，使溶液中c(OH-)c(H+)，所以負(fù)極區(qū)溶液pH升高，錯誤；D當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時，根據(jù)整個閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等可知，反應(yīng)產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量n(O2)=1mol4=0.25mol，錯誤。8（2016年全國2卷）MgAgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是A負(fù)極反應(yīng)式為Mg-2e-=Mg2+ B正極反應(yīng)式為Ag+e-=AgC電池放電時Cl-由正極向負(fù)極遷移 D負(fù)極會發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2【答案】B【解析】根據(jù)題意，電池總反應(yīng)式為：Mg+2AgCl=MgCl2+2Ag，正極反應(yīng)為：2AgCl+2e-= 2Cl-+ 2Ag，負(fù)極反應(yīng)為：Mg-2e=Mg2+，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯誤；對原電池來說，陰離子由正極移向負(fù)極，C項(xiàng)正確；由于鎂是活潑金屬，則負(fù)極會發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2，D項(xiàng)正確；答案選B。9（2018年全國3卷）鋅空氣燃料電池可用作電動車動力電源，電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，反應(yīng)為2Zn+O2+4OH+2H2O=2Zn(OH)。下列說法正確的是（ ）A充電時，電解質(zhì)溶液中K+向陽極移動B充電時，電解質(zhì)溶液中逐漸減小C放電時，負(fù)極反應(yīng)為：Zn+4OH-2e=Zn(OH)D放電時，電路中通過2mol電子，消耗氧氣22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）【答案】C【解析】A、充電時陽離子向陰極移動，故錯誤；B、放電時總反應(yīng)為：2Zn+O2+4KOH+2H2O=2K2Zn(OH)4,，則充電時生成氫氧化鉀，溶液中的增大，故錯誤；C、放電時，鋅在負(fù)極失去電子，故正確；D、標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L氧氣的物質(zhì)的量為1mol，對應(yīng)轉(zhuǎn)移4mol電子，故錯誤。五、預(yù)測20191化學(xué)電源在日常生活和高科技領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用。下列說法不正確的是A Zn2+向Cu電極方向移動，Cu電極附近溶液中H+濃度增加B正極的電極反應(yīng)式為Ag2O2eH2O2Ag2OHC鋅筒作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，鋅筒會變薄D使用一段時間后，電解質(zhì)溶液的酸性減弱，導(dǎo)電能力下降【答案】A【解析】A.Zn較Cu活潑，做負(fù)極，Zn失電子變Zn2+，電子經(jīng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到銅電極，銅電極負(fù)電荷變多，吸引了溶液中的陽離子，因而Zn2+和H+遷移至銅電極，H+氧化性較強(qiáng)，得電子變H2，因而c(H+)減小，A項(xiàng)錯誤；B. Ag2O作正極，得到來自Zn失去的電子，被還原成Ag,結(jié)合KOH作電解液，故電極反應(yīng)式為Ag2O2eH2O2Ag2OH，B項(xiàng)正確；C.Zn為較活潑電極，做負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+，鋅溶解，因而鋅筒會變薄，C項(xiàng)正確；D.鉛蓄電池總反應(yīng)式為PbO2 + Pb + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O，可知放電一段時間后，H2SO4不斷被消耗，因而電解質(zhì)溶液的酸性減弱，導(dǎo)電能力下降，D項(xiàng)正確。2電解法處理CO2和SO2混合污染氣的原理如下圖所示，電解質(zhì)為熔融碳酸鹽和硫酸鹽，通電一段時間后，Ni電極表面形成摻雜硫的碳積層。下列說法錯誤的是ANi電極表面發(fā)生了還原反應(yīng)B陽極的電極反應(yīng)為：2O2-4e-=O2C電解質(zhì)中發(fā)生的離子反應(yīng)有：2SO2 +4O2=2SO42D該過程實(shí)現(xiàn)了電解質(zhì)中碳酸鹽和硫酸鹽的自補(bǔ)充循環(huán)【答案】C【解析】A. 由圖示原理可知，Ni電極表面發(fā)生了還原反應(yīng)，故A正確；B. 陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：2O2-4e-=O2，故B正確；C. 電解質(zhì)中發(fā)生的離子反應(yīng)有：2SO2 +O2+2O2-=2SO42和CO2 +O2-=CO32-，故C錯誤；D. 該過程中在SO42-和CO32-被還原的同時又不斷生成SO42-和CO32-，所以實(shí)現(xiàn)了電解質(zhì)中碳酸鹽和硫酸鹽的自補(bǔ)充循環(huán)，故D正確。3沉積物微生物燃料電池可處理含硫廢水，其工作原理如圖所示。下列說法錯誤的是（ ）A碳棒b的電極反應(yīng)式為：O2+4e+4H+=2H2OB光照強(qiáng)度對電池的輸出功率有影響C外電路的電流方向：碳棒a碳棒bD酸性增強(qiáng)不利于菌落存活，故工作一段時間后，電池效率降低【答案】C【解析】由圖可知，碳棒a失去電子，作負(fù)極，碳棒b得到電子作正極，A.正極O2得電子生成水，電極方程式為：O2+4e+4H+=2H2O，故A正確；B. 碳棒b，CO2在光照和光合菌的作用下反應(yīng)生成氧氣，光照強(qiáng)度對電池的輸出功率有影響，故B正確；C.外電路電子由負(fù)極流向正極，即碳棒a碳棒b，電流方向與電子方向相反，即為碳棒b碳棒a，故C錯誤；D. 酸性增強(qiáng)會使菌落失活，故工作一段時間后，電池效率降低，故D正確。4LED系列產(chǎn)品是一類新型節(jié)能產(chǎn)品。圖甲是/燃料電池，圖乙是LED發(fā)光二極管的裝置示意圖。下列敘述錯誤的是A電池總反應(yīng)為：B電池放電過程中，從B極區(qū)向A極區(qū)移動C電池放電過程中，B極區(qū)pH減小，A極區(qū)pH增大D要使LED發(fā)光二極管正常發(fā)光，圖乙中的導(dǎo)線a應(yīng)與圖甲中的A極相連【答案】D【解析】A、根據(jù)圖片知，負(fù)極反應(yīng)式為BH4-+8OH-8e-= BO2-+6H2O，正極電極反應(yīng)式為H2O2+2e-=2OH-，電池總反應(yīng)為：BH4-+4H2O2=BO2-+6H2O，故A正確；B、電池放電過程中，陽離子移向正極，Na+從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動，故B正確；C、B電極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為BH4-+8OH-8e-= BO2-+6H2O；A電極為正極，電極反應(yīng)式為H2O2+2e-=2OH-，所以B極區(qū)pH減小，A極區(qū)pH增大，故C正確；D、LED發(fā)光二極管的電路中的電子流動方向可以判斷，圖乙中的導(dǎo)線a應(yīng)與圖甲中的B極負(fù)極相連，故D錯誤。5如圖是化學(xué)課外活動小組設(shè)計的用化學(xué)電源使LED燈發(fā)光的裝置示意圖。下列有關(guān)該裝置的說法正確的是()A銅片為負(fù)極，其附近的溶液變藍(lán)，溶液中有Cu2產(chǎn)生B電路中的電流方向由鋅片流向銅片C其能量轉(zhuǎn)化的形式主要是“化學(xué)能電能光能”D如果將稀硫酸換成檸檬汁，LED燈將不會發(fā)光【答案】C【解析】A. 鋅片作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；銅片作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，銅片上有氣泡產(chǎn)生，A項(xiàng)錯誤；B. 電路中的電流方向與電子流向相反，即由正極（銅片）流向負(fù)極（鋅片），B項(xiàng)錯誤；C. 其能量轉(zhuǎn)化的形式主要是“化學(xué)能電能光能”，C項(xiàng)正確；D. 如果將稀硫酸換成檸檬汁，由于檸檬汁中含有檸檬酸，溶液呈酸性，LED燈也會發(fā)光，D項(xiàng)錯誤。6利用膜技術(shù)原理和電化學(xué)原理制備少量硫酸和綠色硝化劑N2O5，裝置如圖所示，下列說法正確的是（ ）A電極b反應(yīng)式是O2+4e-+2H2O=4OH-B電解后乙裝置d電極附近溶液的pH不變Cc電極上的電極反應(yīng)式為N2O4-2e-+H2O=N2O5+2H+D甲中每消耗1mol SO2，乙裝置中有1mol H+通過隔膜【答案】B【解析】A甲裝置為原電池，其中a電極為負(fù)極、b電極為正極，左側(cè)加入了硫酸，其中的H+可透過質(zhì)子膜而進(jìn)入右側(cè)極室，所以右側(cè)極室是酸性的，所以電極反應(yīng)中不能生成OH-，而應(yīng)生成水：O2+4e-+4H+=2H2O，A項(xiàng)錯誤；B乙裝置是一個電解池，均采用了惰性電極，左側(cè)為陽極，右側(cè)d電極為陰極，其中盛放了硝酸溶液，發(fā)生的反應(yīng)為：2H+2e-=H2，雖然消耗了H+，但同時有等量的H+從陽極區(qū)遷移過來，故溶液的pH不變，B項(xiàng)正確；Cc電極為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)：N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+，C項(xiàng)錯誤；D. 依據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)相同可知，甲裝置的左側(cè)的電極反應(yīng)式：SO2-2e-+2H2O=4H+SO42-，可知消耗1molSO2電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2mol，乙裝置中陽極N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+，陰極反應(yīng)為2H+2e-=H2，為了平衡電荷，則有2mol H+通過隔膜，D項(xiàng)錯誤。7某地海水中主要離子的含量如下表，現(xiàn)利用“電滲析法”進(jìn)行淡化，技術(shù)原理如圖所示(兩端為惰性電極，陽膜只允許陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過)。下列有關(guān)說法錯誤的是A甲室的電極反應(yīng)式為：2Cl-2e-= Cl2B淡化過程中易在戊室形成水垢C乙室和丁室中部分離子的濃度增大，淡水的出口為 bD當(dāng)戊室收集到22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時，通過甲室陽膜的離子的物質(zhì)的量一定為2mol【答案】D【解析】A. 由圖