（通用版）2022年高考化学二轮复习 选择题命题区间4 电化学（含解析）

（通用版）2022年高考化学二轮复习 选择题命题区间4 电化学（含解析）考向一原电池1(2018全国卷)一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li在多孔碳材料电极处生成Li2O2x(x0或1)。下列说法正确的是()A放电时，多孔碳材料电极为负极B放电时，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D充电时，电池总反应为Li2O2x=2LiO2解析：选D由题意知，放电时负极反应为Lie=Li，正极反应为(2x)O24Li4e=2Li2O2x(x0或1)，电池总反应为O22Li=Li2O2x。该电池放电时，金属锂为负极，多孔碳材料为正极，A项错误；该电池放电时，外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极，B项错误；该电池放电时，电解质溶液中的Li向多孔碳材料区迁移，充电时电解质溶液中的Li向锂材料区迁移，C项错误；充电时电池总反应为Li2O2x=2Li(1)O2，D项正确。2(2017全国卷)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是()A电池工作时，正极可发生反应：2Li2S62Li2e=3Li2S4B电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 gC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Li2S2的量越多解析：选D 原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，即：Li2S8Li2S6Li2S4Li2S2，其中可能有2Li2S62Li2e=3Li2S4，A项正确；该电池工作时，每转移0.02 mol电子，负极有0.02 mol Li(质量为0.14 g)被氧化为Li，则负极质量减少0.14 g，B项正确；石墨烯能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，C项正确；充电过程中，Li2S2的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池中Li2S2的量趋于不变，故不是电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多，D项错误。3(2016全国卷)MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A负极反应式为Mg2e=Mg2B正极反应式为Age=AgC电池放电时Cl由正极向负极迁移D负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2解析：选BMgAgCl电池的电极反应：负极Mg2e=Mg2，正极2AgCl2e=2Ag2Cl，A项正确，B项错误。在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，C项正确。Mg是活泼金属，能和H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2，D项正确。考向二电解池4(2018全国卷)最近我国科学家设计了一种CO2H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。示意图如下所示，其中电极分别为ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：EDTAFe2e=EDTAFe32EDTAFe3H2S=2HS2EDTAFe2该装置工作时，下列叙述错误的是()A阴极的电极反应：CO22H2e=COH2OB协同转化总反应：CO2H2S=COH2OSC石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低D若采用Fe3/Fe2取代EDTAFe3/EDTAFe2，溶液需为酸性解析：选C由题中信息可知，石墨烯电极发生氧化反应，为电解池的阳极，则ZnO石墨烯电极为阴极。由题图可知，电解时阴极反应式为CO22H2e=COH2O，A项正确；将阴、阳两极反应式合并可得总反应式为CO2H2S=COH2OS，B项正确；阳极接电源正极，电势高，阴极接电源负极，电势低，故石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的高，C项错误；Fe3、Fe2只能存在于酸性溶液中，D项正确。5(2017全国卷)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是()A待加工铝质工件为阳极B可选用不锈钢网作为阴极C阴极的电极反应式为Al33e=AlD硫酸根离子在电解过程中向阳极移动解析：选C利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的Al2O3薄膜，即待加工铝质工件作阳极，A项正确；阴极与电源负极相连，对阴极电极材料没有特殊要求，可选用不锈钢网等，B项正确；电解质溶液呈酸性，阴极上应是H放电，阴极发生的电极反应为2H2e=H2，C项错误；在电解过程中，电解池中的阴离子向阳极移动，D项正确。6.(2016全国卷)三室式电渗析法处理含Na2SO4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SO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Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C负极反应为2H2O4e=O24H，负极区溶液pH降低D当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成解析：选BA项正极区发生的反应为2H2O4e=O24H，由于生成H，正极区溶液中阳离子增多，故中间隔室的SO向正极迁移，正极区溶液的pH减小。B项负极区发生的反应为2H2O2e=H22OH，阴离子增多，中间隔室的Na向负极迁移，故负极区产生NaOH，正极区产生H2SO4。C项由B项分析可知，负极区产生OH，负极区溶液的pH升高。D项正极区发生的反应为2H2O4e=O24H，当电路中通过1 mol电子的电量时，生成0.25 mol O2。7.(2018全国卷节选)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。制备Na2S2O5可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为_。电解后，_室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。解析：阳极上阴离子OH放电，电极反应式为2H2O4e=O24H，电解过程中H透过阳离子交换膜进入a室，故a室中NaHSO3浓度增加。答案：2H2O4e=4HO2a考向三金属的腐蚀与防护8(2017全国卷)支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是()A通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整解析：选C依题意，钢管桩为阴极，电子流向阴极，阴极被保护，铁不容易失去电子，故钢管桩表面腐蚀电流(指铁失去电子形成的电流)，接近于0，A项正确；阳极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向阴极，B项正确；高硅铸铁作阳极，阳极上发生氧化反应，阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气，惰性辅助阳极不被损耗，C项错误；根据海水对钢管桩的腐蚀情况，增大或减小电流强度，D项正确。电化学是高考每年必考内容，主要题型是选择题，有时也会在非选择题中出现(如2018全国卷T27、2018全国卷T27、2015全国卷T26、2014全国卷T27)，命制的角度有电极反应式的正误判断与书写，电池反应式的书写，正、负极的判断，电池充、放电时离子移动方向的判断，电极附近离子浓度变化的判断，电解的应用与计算，金属的腐蚀与防护等。同时通过陌生化学电源的装置图，考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力，也体现了对“宏观辨识与微观探析”学科核心素养的考查。 解题知能重点强化提能力1两大工作原理(1)原电池工作原理示意图无论是装置还是装置，电子均不能通过电解质溶液。在装置中，由于不可避免会直接发生ZnCu2=CuZn2而使化学能转化为热能，所以装置的能量转化率高。(2)电解池工作原理示意图与电源正极相连的为阳极；与电源负极相连的为阴极。电解液中阳离子移向阴极；阴离子移向阳极。2电极的判断方法(1)原电池中正极和负极的5种判断方法(2)电解池中阴极和阳极的5种判断方法3电解池的电极反应及其放电顺序(1)阳离子在阴极上的放电顺序：AgHg2Fe3Cu2H(酸)Pb2Fe2Zn2H(水)。(2)阴离子在阳极上的放电顺序：S2IBrClOH。4电解的四大类型及规律类型电极反应特点实例电解物质电解液浓度pH电解液复原方法电解水型阴极：4H4e=2H2阳极：4OH4e=2H2OO2NaOHH2O增大增大加H2OH2SO4减小Na2SO4不变电解电解质型电解质的阴、阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大通入HCl气体CuCl2加CuCl2放H2生碱型阴极：放H2生成碱阳极：电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质增大通入HCl气体放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：放O2生成酸CuSO4减小加CuO5金属腐蚀与防护的方法(1)金属腐蚀快慢程度的判断方法(2)金属电化学保护的两种方法1十五种新型电池的电极反应式锌银电池总反应：Ag2OZnH2O2AgZn(OH)2正极Ag2OH2O2e=2Ag2OH负极Zn2OH2e=Zn(OH)2锌空气电池总反应：2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)正极O24e2H2O=4OH负极Zn4OH2e=Zn(OH) 镍铁电池总反应：NiO2Fe2H2O Fe(OH)2Ni(OH)2正极NiO22e2H2O=Ni(OH)22OH负极Fe2e2OH=Fe(OH)2高铁电池总反应：3Zn2FeO8H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34OH正极FeO3e4H2O=Fe(OH)35OH负极Zn2e2OH=Zn(OH)2镍镉电池总反应：Cd2NiOOH2H2O Cd(OH)22Ni(OH)2正极NiOOHH2Oe=Ni(OH)2OH负极Cd2e2OH=Cd(OH)2MgH2O2电池总反应：H2O22HMg=Mg22H2O正极H2O22H2e=2H2O负极Mg2e=Mg2MgAgCl电池总反应：Mg2AgCl=2AgMg22Cl正极2AgCl2e=2Ag2Cl负极Mg2e=Mg2镁钴电池总反应：xMgMo3S4MgxMo3S4正极Mo3S42xe= Mo3S负极xMg2xe=xMg2钠硫电池总反应：2NaxS=Na2Sx正极负极2Na2e=2Na钠硫蓄电池总反应：2Na2S2NaBr3Na2S43NaBr正极NaBr32e2Na=3NaBr负极2Na2S22e=Na2S42Na钠离子电池总反应：Na1mCoO2NamCnNaCoO2Cn正极Na1mCoO2memNa= NaCoO2负极NamCnme=mNaCn全钒液流电池总反应：VO2HV2 V3VO2H2O正极VO2He=VO2H2O负极V2e=V3锂钒氧化物电池总反应：xLiLiV3O8=Li1xV3O8正极xLiLiV3O8xe=Li1xV3O8负极xLixe= xLi锂铜电池总反应：2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH正极Cu2OH2O2e=2Cu2OH负极Lie=Li锂离子电池总反应：Li1xCoO2LixC6 LiCoO2C6(x1)正极Li1xCoO2xexLi=LiCoO2负极LixC6xe=xLiC6归纳点拨新型化学电源中电极反应式的书写三步骤2燃料电池的电极反应式(以CH3OH为例电极反应式)电池类型导电介质反应式酸性燃料电池H总反应：2CH3OH3O2=2CO24H2O正极O24e4H=2H2O负极CH3OH6eH2O=CO26H碱性燃料电池OH总反应：2CH3OH3O24OH=2CO6H2O正极O24e2H2O=4OH负极CH3OH6e8OH= CO6H2O熔融碳酸盐燃料电池CO总反应：2CH3OH3O2=2CO24H2O正极负极CH3OH6e3CO=4CO22H2O固态氧化物燃料电池O2总反应：2CH3OH3O2=2CO24H2O正极O24e=2O2负极CH3OH6e3O2= CO22H2O质子交换膜燃料电池H总反应：2CH3OH3O2=2CO24H2O正极O24e4H=2H2O负极CH3OH6eH2O= CO26H归纳点拨燃料电池中氧气得电子的思维模型根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，O2得到电子后化合价降低，首先变成O2，O2能否存在要看电解质环境。由于电解质溶液(酸碱盐)的不同，其电极反应也有所不同，下表为四种不同电解质环境中，氧气得电子后为O2的存在形式：电解质环境从电极反应式判O2的存在形式酸性电解质溶液环境下O24H4e=2H2O碱性电解质溶液环境下O22H2O4e=4OH固体电解质(高温下能传导O2)环境下O24e=2O2熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下O22CO24e=2CO高考题点全面演练查缺漏命题点一新型化学电源1世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁空气电池，其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是()Aa极发生氧化反应B正极的电极反应式为FeOx2xe=FexO2C若有22.4 L(标准状况)空气参与反应，则电路中有4 mol电子转移D铁表面发生的反应为xH2O(g)Fe=FeOxxH2解析：选Da极通入空气，O2在该电极发生得电子的还原反应，A错误；O2在正极发生反应，电极反应式为O24e=2O2，B错误；由B项分析可知，电路中有4 mol电子转移时正极上消耗1 mol O2，在标准状况下的体积为22.4 L，则通入空气的体积约为22.4 L5112 L，C错误；由题图可知，铁表面H2O(g)参与反应生成H2，则发生的反应为xH2O(g)Fe=FeOxxH2，D正确。2某新型电池，以NaBH4(B的化合价为3价) 和H2O2作原料，该电池可用作深水勘探等无空气环境电源，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A每消耗3 mol H2O2，转移的电子为6 molB电池工作时Na从b极区移向a极区Cb极上的电极反应式：H2O22e=2OHDa极上的电极反应式：BH8OH8e=BO6H2O解析：选B由原电池工作原理示意图可知反应中BH被氧化为H2O，应为原电池的负极反应，电极a反应式为BH8OH8e=BO6H2O，正极H2O2得电子被还原生成OH，每消耗3 mol H2O2，转移的电子为6 mol，选项A、D正确；该装置是原电池，原电池放电时，阳离子向正极移动，所以Na从a极区移向b极区，选项B错误；电极b反应式为H2O22e=2OH，选项C正确。命题点二可逆电池3(2018全国卷)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO24Na2Na2CO3C。下列说法错误的是()A放电时，ClO向负极移动B充电时释放CO2，放电时吸收CO2C放电时，正极反应为3CO24e=2COCD充电时，正极反应为Nae=Na解析：选D根据电池的总反应知，放电时负极反应：4Na4e=4Na；正极反应：3CO24e=2COC。充电时，阴(负)极：4Na4e=4Na；阳(正)极：2COC4e=3CO2。放电时，ClO向负极移动。根据充电和放电时的电极反应式知，充电时释放CO2，放电时吸收CO2。4(2018益阳模拟)锌铈液流电池体系作为氧化还原液流电池中的新生一代，有着诸多的优势，如开路电位高、污染小等。锌铈液流电池放电时的工作原理如图所示，其中，b电极为惰性材料，不参与电极反应。下列有关说法正确的是()A放电时，电池的总反应式为2Ce4Zn=Zn22Ce3B充电时，a极发生氧化反应，b极发生还原反应C充电时，当电路中通过0.1 mol电子时，b极增加14 gD选择性离子膜为阴离子交换膜，能阻止阳离子通过解析：选A锌铈液流电池工作时，放电时锌是负极，负极发生电极反应为Zn2e=Zn2，正极上发生得电子的还原反应：Ce4e=Ce3，电池的总反应式为2Ce4Zn=Zn22Ce3，故A正确；充电时a是阴极，发生得电子的还原反应，b极是阳极，发生氧化反应，故B错误；充电时，b极是阳极，发生氧化反应，Ce3e=Ce4，电极质量不变，故C错误；根据两个电极反应情况，交换膜应该选择阳离子交换膜，故D错误。题后悟道有关可逆电池的解题思路命题点三带离子交换膜的电化学装置5用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH，模拟装置如图所示。下列说法正确的是()A阳极室溶液由无色变成棕黄色B电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4C电解一段时间后，阴极室溶液中的pH升高D当电路中通过1 mol电子的电量时，阴极有0.25 mol的O2生成解析：选CA项，Fe为阳极，阳极上Fe失电子发生氧化反应生成Fe2，所以溶液变浅绿色，错误；B项，电解时，溶液中NH向阴极室移动，H放电生成H2，所以阴极室中溶质为(NH4)3PO4或NH4H2PO4、(NH4)2HPO4，错误；C项，电解时，阴极上H放电生成H2，溶液中c(OH)增大，溶液中pH升高，正确；D项， 阴极生成H2，错误。6.纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。采用离子交换膜控制电解液中OH的浓度制备纳米级Cu2O的装置如图所示，发生的反应为2CuH2OCu2OH2。下列说法正确的是()A钛电极发生氧化反应B阳极附近溶液的pH逐渐增大C离子交换膜应采用阳离子交换膜D阳极反应为2Cu2OH2e=Cu2OH2O解析：选D钛电极为阴极，发生还原反应，A项错误；铜作阳极，阳极上铜发生失电子的氧化反应，阳极反应为2Cu2OH2e=Cu2OH2O，OH由阴极区迁移到阳极区参与反应，离子交换膜应为阴离子交换膜，C项错误、D项正确；由阴极区迁移过来的OH在阳极全部参与反应，阳极附近溶液的pH不变，B项错误。题后悟道命题点四电解原理在环保、新材料制备中的应用7ClO2是一种安全稳定的消毒剂。工业上利用惰性电极电解氯化铵和盐酸制备ClO2的原理如图所示，下列有关说法错误的是()Ab电极接直流电源的负极Ba电极上的电极反应式为NH6e3Cl=NCl34HC若有2 g H2生成，通过阴离子交换膜的Cl的物质的量为1 molDClO2发生器中反应的离子方程式为6ClONCl33H2O=6ClO2NH33Cl3OH解析：选C由题图知b电极上产生氢气，发生还原反应，故b电极是阴极，与直流电源负极相连，A项正确；由题图知a电极上有NCl3生成，故参与放电的离子有NH与Cl，B项正确；当有2 g H2生成时，电路中有2 mol电子发生转移，通过阴离子交换膜的Cl的物质的量为2 mol，C项错误；由题图中信息知，生成物有ClO2、NH3、NaCl、NaOH，故反应物有NCl3、ClO，再结合电荷守恒等分析知D项正确。8(2018唐山质检)环境监察局常用“定电位”NOx传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是()A“对电极”是负极B“工作电极”上发生的电极反应为NO22e2H=NOH2OC传感器工作时H由“工作电极”移向“对电极”D“对电极”的材料可能为活泼金属锌解析：选C题图“工作电极”上通入NO2放出NO，说明NO2被还原，则“工作电极”为原电池的正极，“对电极”为原电池的负极，A项正确；在酸性条件下，“工作电极”上发生还原反应的电极反应式为NO22e2H=NOH2O，B项正确；原电池工作时阳离子向正极移动，即传感器工作时H由“对电极”移向“工作电极”，C项错误；“对电极”是负极，则“对电极”的材料可能为活泼金属锌，D项正确。命题点五新环境下金属的腐蚀与防护9深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示，下列与此原理有关说法错误的是()A正极反应：SO5H2O8e=HS9OHB输送暖气的管道不易发生此类腐蚀C这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3xH2OD管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀解析：选C原电池的正极发生还原反应，由题图可知发生的电极反应为SO5H2O8e=HS9OH，故A正确；硫酸盐还原菌是蛋白质，在高温下易变性，失去催化能力，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，故B正确；由题意可知，深埋在土壤中，即在缺氧环境中，Fe腐蚀的最终产物不能为Fe2O3xH2O，故C错误；管道上刷富锌油漆，形成ZnFe原电池，Fe变为正极，可以延缓管道的腐蚀，故D正确。10.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是()Ad为石墨，铁片腐蚀加快Bd为石墨，石墨上电极反应为O22H2O4e=4OHCd为锌块，铁片不易被腐蚀Dd为锌块，铁片上电极反应为2H2e=H2解析：选DA项，由于活动性：Fe石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，铁的腐蚀比没有形成原电池时的速率快，正确；B项，d为石墨，由于是弱碱性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O22H2O4e=4OH，正确；C项，若d为锌块，则由于金属活动性：ZnFe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确；D项，d为锌块，由于电解质为弱碱性环境，发生的是吸氧腐蚀，铁片上电极反应为O22H2O4e=4OH，错误。命题点六电化学相关计算及电极反应式的书写11(1)粗铜电解精炼的废电解液中常含有Zn2、Pb2，向废电解液中加入Na2S溶液，当有PbS和ZnS沉淀时，_。已知：Ksp(PbS)3.41028，Ksp(ZnS)1.61024(2)利用电化学还原CO2制取ZnC2O4的示意图如图所示，电解液不参与反应。则Pb电极的电极反应为_，当通入标准状况下11.2 L CO2时，转移电子数为_。解析：(1)c(Zn2)/c(Pb2)c(Zn2)c(S2)/c(Pb2)c(S2)Ksp(ZnS)/Ksp(PbS)4.7103。(2)电解法制备ZnC2O4，CO2在阴极上发生还原反应转化为C2O，电极反应式为2CO22e=C2O。根据2CO22e=C2O，可知通入标准状况下11.2 L CO2时，转移0.5 mol电子。答案：(1)4.7103(2)2CO22e=C2O0.5NA或3.01102312氨气氮氧化物燃料电池可用于处理氮氧化物，防止空气污染，其装置如图所示。通入氨气的电极为_(填“正极”或“负极”)。负极的电极反应式为_。解析：由题图可知，NH3在左侧电极发生氧化反应生成N2，氮氧化物在右侧电极被还原生成N2，故NH3通入负极，电极反应式为2NH36e=N26H。答案：负极2NH36e=N26H题后悟道陌生电极反应式的书写说明高考题中往往是非水溶液或具有离子交换膜，应根据图示信息确定电极反应方程式中需添加的“粒子”形式。 卷基础保分练1“自煮火锅”发热包的成分为碳酸钠、硅藻土、铁粉、铝粉、活性炭、焦炭粉、NaCl、生石灰，向发热包中加入冷水，可用来蒸煮食物。下列说法错误的是()A活性炭作正极，正极上发生还原反应B负极反应为Al3e4OH=AlO2H2OCNa由活性炭区向铝粉表面区迁移D硅藻土结构疏松，使各物质分散并均匀混合，充分接触解析：选C向发热包中加入冷水，形成原电池。反应CaOH2O=Ca(OH)2放热使水迅速升温沸腾，反应Na2CO3Ca(OH)2=2NaOHCaCO3使得溶液呈碱性，则溶液中发生反应2Al2OH2H2O=2AlO3H2，该反应为原电池的总反应，负极反应为Al3e4OH=AlO2H2O，正极反应为2H2O2e=2OHH2。选项A，活性炭作正极，正极上得电子发生还原反应，正确；选项B，负极反应为Al3e4OH=AlO2H2O，正确；选项C，Na向正极移动，错误；选项D，硅藻土结构疏松，孔隙大，能使各物质分散并均匀混合，充分接触，正确。2.如图所示装置中，有如下实验现象：开始时插在小试管中的导管内的液面下降，一段时间后导管内的液面回升，略高于试管中的液面。以下有关解释不合理的是()A生铁片中所含的碳能增强铁的抗腐蚀性B雨水酸性较强，生铁片开始发生析氢腐蚀C导管内液面回升时，正极反应式：O22H2O4e=4OHD随着反应的进行，U形管中雨水的酸性逐渐减弱解析：选A铁的纯度越高，其抗腐蚀性能越强，纯铁比生铁耐腐蚀，是因为生铁片中的碳降低了铁的抗腐蚀性，A错误；雨水的pH4，呈较强的酸性，生铁片在该雨水中先发生析氢腐蚀，正极反应为2H2e=H2，由于生成H2，气体压强增大，开始时插在小试管中的导管内的液面下降，B正确；随着反应的进行，雨水的酸性逐渐减弱，最后发生了吸氧腐蚀，正极反应式为O22H2O4e=4OH，导管内液面回升，C正确；开始阶段正极上不断消耗H，则U形管中雨水的酸性逐渐减弱，D正确。3“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图。下列说法正确的是()A该装置是将电能转变为化学能B利用该技术可捕捉大气中的CO2C每得到1 mol草酸铝，电路中转移3 mol电子D正极的电极反应为C2O2e=2CO2解析：选BA项，“碳呼吸电池”为新型原电池，将化学能转变为电能，错误；B项，“碳呼吸电池”能消耗CO2，所以利用该技术可捕捉大气中的CO2，正确；C项，根据工作原理图，金属铝是负极，失电子生成草酸铝，所以每得到1 mol草酸铝，电路中转移32 mol6 mol电子，错误；D项，根据工作原理图，CO2作为正极反应物，得电子生成C2O，电极反应式为2CO22e=C2O，错误。4Li/FePO4电池是高温性能好、对环境友好的二次新型电池，总反应为LiCxFePO4=LiFePO4xC。其工作原理如图所示。下列说法正确的是()AFePO4/LiFePO4是原电池的负极材料B充电时，Li离开LiFePO4电极在阴极得到电子C放电时，负极反应为Lie=LiD电池在低温时能如高温时一样保持很好的工作性能解析：选B根据总反应方程式和原理图可知放电过程中铁元素化合价降低，FePO4/LiFePO4是原电池的正极材料，A项错误；充电时LiFePO4作阳极，Li离开LiFePO4电极在阴极得到电子，B项正确；放电时负极的电极反应式为LiCxe=LixC，C项错误；Li/FePO4电池是高温性能好、对环境友好的二次新型电池，温度不同，离子在电池内部的移动速率不同，工作性能不同，D项错误。5如图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O。下列说法正确的是()A甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电能的装置B甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH6e2H2O=CO8HC反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体能使CuSO4溶液恢复到原浓度D甲池中消耗280 mL(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生1.45 g固体解析：选DA项，甲池为原电池，作为电源，乙池、丙池为两个电解池；B项，负极反应式：CH3OH6e8OH=CO6H2O；C项，应加入CuO或CuCO3；D项，丙池中：MgCl22H2OMg(OH)2Cl2H2，甲池中消耗280 mL O2，即0.012 5 mol，转移0.05 mol电子，丙池中生成0.025 mol Mg(OH)2，其质量为1.45 g。6我国某大型客车厂已成功研发高能车载电池，即蓄电4个小时，客车可持续运行8个小时左右。该电池组成可表示为LiAl/FeS，其中正极的电极反应式为2LiFeS2e=Li2SFe。有关该电池的下列说法中，正确的是()ALiAl在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为1价B负极的电极反应式为Al3e=Al3C该电池的总反应为2LiFeS=Li2SFeD充电时，阴极发生的电极反应式为Li2SFe2e=2LiFeS解析：选C根据电池组成为LiAl/FeS，正极反应式为2LiFeS2e=Li2SFe，可以得出FeS为正极，LiAl为负极。LiAl中Li为0价，A错误；负极的电极反应式为Lie=Li，B错误；该电池的总反应为2LiFeS=Li2SFe，C正确；充电时阴极得到电子，故阴极的反应式为Lie=Li，D错误。7(2018深圳中学模拟)垃圾假单胞菌株能够在分解有机物的同时分泌物质产生电能，其原理如图所示。下列说法正确的是()A电流由左侧电极经过负载后流向右侧电极B放电过程中，正极附近pH 变小C若1 mol O2 参与电极反应，有4 mol H穿过质子交换膜进入右室D负极电极反应为H2PCA2e=PCA2H解析：选C右侧氧气得电子产生水，作为正极，故电流由右侧正极经过负载后流向左侧负极，选项A错误；放电过程中，正极氧气得电子与氢离子结合产生水， 氢离子浓度减小，pH 变大，选项B错误；若1 mol O2 参与电极反应，有4 mol H穿过质子交换膜进入右室，生成2 mol水，选项C正确；原电池负极失电子，选项D错误。8(2018佛山质检) 锂空气充电电池有望成为电动汽车的实用储能设备。工作原理示意图如图，下列叙述正确的是()A该电池工作时Li向负极移动BLi2SO4溶液可作该电池电解质溶液C电池充电时间越长，电池中Li2O 含量越多D电池工作时，正极可发生： 2LiO22e=Li2O2解析：选D原电池中，阳离子应该向正极移动，选项A错误；单质锂会与水反应生成氢氧化锂和氢气，所以电解质溶液不能使用任何水溶液，选项B错误；电池充电的时候应该将放电的反应倒过来，将正极反应逆向进行，正极上的Li2O应该逐渐减少，所以电池充电时间越长，Li2O 含量越少，选项C错误；题目给出正极反应为xLiO2xe=LixO2，所以当x2的时候反应为2LiO22e=Li2O2，选项D正确。9(2018郑州质检)如图是一种正投入生产的大型蓄电系统。放电前，被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3，放电后分别变为Na2S4和NaBr。下列叙述正确的是()A放电时，负极反应为3NaBr2e=NaBr32NaB充电时，阳极反应为2Na2S22e=Na2S42NaC放电时，Na经过钠离子交换膜，由b池移向a池D用该电池电解饱和食盐水，产生2.24 L H2时，b池生成17.40 g Na2S4解析：选C根据放电后Na2S2转化为Na2S4，S元素化合价升高，知Na2S2被氧化，故负极反应为2Na2S22e=Na2S42Na，A项错误；充电时阳极上发生氧化反应，NaBr转化为NaBr3，电极反应为3NaBr2e=NaBr32Na，B项错误；放电时，阳离子向正极移动，故Na经过钠离子交换膜，由b池移向a池，C项正确；放电时b池为负极区域，发生氧化反应：2Na2S22e=Na2S42Na，用该电池电解饱和食盐水，产生标准状况下2.24 L H2时转移0.2 mol电子，生成0.1 mol Na2S4，其质量为17.40 g，D项错误。10.近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂铜空气燃料电池，该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电总反应方程式为2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH，如图所示。下列说法不正确的是()A放电时，Li透过固体电解质向Cu极移动B放电时，负极的电极反应式为Cu2OH2O2e=2Cu2OHC通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2OD整个反应过程中，铜相当于催化剂解析：选B由题中装置图和放电时总反应可知，放电时Li为负极，Cu为正极，阳离子向正极移动，A项正确；放电时，负极Li失电子转化成Li，B项错误；结合题中装置图可知，通入空气铜被腐蚀，生成Cu2O，C项正确；铜被腐蚀生成Cu2O，放电时Cu2O又被还原成Cu，所以整个反应过程中Cu相当于催化剂，D项正确。11如图是MCFC燃料电池，它是以水煤气(CO、H2)为燃料，一定比例Li2CO3和Na2CO3共熔混合物为电解质。下列说法正确的是()AB极的电极反应式为2H2OO24e=4OHB电池放电时，电池中CO的物质的量逐渐减少C放电时，CO向负极移动D电路中的电子经正极、负极、共熔混合物再回到正极，形成闭合回路解析：选C由题图可知，O2和CO2通入B电极发生还原反应，则B极为正极，电极反应式为O22CO24e=2CO，A错误；电池的负极反应式为H2CO2e=CO2H2O、COCO2e=2CO2，据得失电子守恒及两极反应式可知，该电池的总反应式为2H2O2=2H2O和2COO2=2CO2，故放电时电池中CO的物质的量不变，B错误；放电时，熔融电解质中阴离子向负极移动，即CO向负极移动，C正确；电路中的电子从负极流出，经导线流向正极，但不能经过共熔混合物，D错误。12用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，则下列有关说法中不正确的是()AX为直流电源的负极，Y为直流电源的正极B阳极区pH增大C图中的baD该过程中的产品主要为H2SO4和H2解析：选BA项，由题图可知Pt()极上HH2，发生还原反应，故Pt()为阴极，X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极，正确；B项，Pt()为阳极，在阳极，SO、HSO被氧化为H2SO4，SOH2O2e=2HSO，HSOH2O2e=3HSO，溶液的酸性增强，pH减小，错误；C项，由以上分析可知，阳极有H2SO4生成，故ba，正确；D项，阳极产物为H2SO4，阴极产物为H2，正确。13将不可再生的天然气、石油、煤等化石燃料转化利用、提高利用率已成为当务之急。(1)甲醇、二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料，二者均可利用CO和H2反应合成。某燃料电池以二甲醚为原料，熔融碳酸盐为电解质，其负极反应为CH3OCH36CO12e=8CO23H2O。写出该燃料电池的正极反应式：_。废水中含甲醇对水质会造成污染，Co3可将甲醇氧化为CO2。某同学以Pt作电极电解酸性含甲醇废水与CoSO4混合液来模拟工业除污原理，其阳极反应式为_。(2)某企业采用如图所示原理处理化石燃料开采、加工过程中产生的H2S废气。电解池中电极A、B均为惰性电极，其中电极A为电解池的_极；电极B所得到的物质X的分子式为_。反应池中发生的离子反应方程式为_。解析：(1)燃料电池中，正极上氧化剂O2得电子和CO2发生反应生成CO，电极反应式为O22CO24e=2CO。通电后，Co2被氧化成Co3，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应为Co2e=Co3。(2)A极生成Fe3，B极生成气体，可知电极A为阳极，电极B为阴极，B极生成气体为H2。反应池中Fe3和H2S反应生成S，则Fe3被还原，离子方程式为H2S2Fe3=2Fe2S2H。答案：(1)O22CO24e=2COCo2e=Co3(2)阳H2H2S2Fe3=2Fe2S2H14三室式电渗析法在化工生产中有广泛应用(1)处理烟气中SO2可以采用碱吸电解法，流程如下，模拟过程的装置如图1所示。若用锌锰碱性电池作为电源，_(填“e”或“f”)极与锌极相连。f极的电极反应式为_。膜1为_(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜，N为_(填离子符号)。电路中通过4 mol电子时可收集_L气体P(标准状况)。(2)次磷酸是一种重要还原剂和精细化工产品。以次磷酸钠为原料，通过电渗析法可制备次磷酸，装置如图2所示。铜极为_；铂极电极反应式为_。H2PO向_(填“左侧”或“右侧”)迁移。在铜极区获得的产品为_(填化学式)。铜极电极反应式为_，该方法制备的H3PO2产品中含少量H3PO4杂质，原因是_。解析：(1)由题意知，左侧稀氢氧化钠溶液转化成浓氢氧化钠溶液，说明生成了氢氧化钠，右侧稀硫酸变成浓硫酸，则说明生成了硫酸，将SO氧化成SO，由此推知，左侧电极反应式为2H2e=H2，右侧电极反应式为SOH2O2e=SO2H。e极为阴极，与锌锰碱性电池的锌极(负极)相连，f极为阳极，发生氧化反应：SOH2O2e=SO2H。亚硫酸钠中钠离子向左侧迁移，膜1为阳离子交换膜；SO向右侧迁移，膜2为阴离子交换膜，N为SO。P为H2，又2H2e=H2，电路中通过4 mol电子，则n(H2)2 mol，标准状况下V(H2)44.8 L。(2)由题图可知，铜与电源负极相连，故铜为阴极，发生还原反应：2H2e=H2；铂为阳极，电极反应式为4OH4e=2H2OO2。铂极区氢离子浓度增大，H2PO向铂极区迁移，钠离子向铜极区迁移，铜极区产品为氢氧化钠，铂极区产品为次磷酸。铂极区有氧气生成，次磷酸具有还原性，易被O2氧化，H3PO2O2=H3PO4。答案：(1)eSOH2O2e=SO2H阳离子SO44.8(2)阴极4OH4e=2H2OO2右侧NaOH2H2e=H2铂极生成的O2氧化H3PO2生成H3PO4 卷重点增分练1(2018黄石调研)纸电池是一种有广泛应用的“软电池”，碱性纸电池采用薄层纸片作为载体和传导体，纸的两面分别附着锌和二氧化锰。下列有关该纸电池的说法不合理的是()AZn为负极，发生氧化反应B电池工作时，电子由MnO2流向ZnC正极反应：MnO2H2Oe=MnO(OH)OHD电池总反应：Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnO(OH)解析：选B纸电池采用薄层纸片作为载体和传导体，纸的两面分别附着锌和二氧化锰，Zn是活泼金属，作该电池的负极，失去电子发生氧化反应，A正确；电池工作时，电子由负极流向正极，即电子由Zn流向MnO2，B错误；类似于锌锰干电池，MnO2在正极上得电子被还原生成MnO(OH)，则正极的电极反应为MnO2H2Oe=MnO(OH)OH，C正确；负极反应为Zn2OH2e=Zn(OH)2，结合正、负极反应式及得失电子守恒可知，该电池的总反应为Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnO(OH)，D正确。2用钠金属片和碳纳米管作为电极材料，以高氯酸钠四甘醇二甲醚为电解液，可制得“可充室温钠二氧化碳电池”，电池总反应为4Na3CO22Na2CO3C，生成的固体Na2CO3沉积在碳纳米管上，下列关于该电池的叙述正确的是()A放电时的正极反应为CO24e=C2O2B充电时碳纳米管接直流电源的负极C放电时每消耗3 mol CO2，转移4 mol电子D充电时阴极反应为C2Na2CO34e=4Na3CO2解析：选C该电池放电时，正极上CO2得电子，结合Na生成C和Na2CO3，A选项不正确；充电时，碳纳米管应接直流电源的正极，作阳极，B选项不正确；放电时每消耗3 mol CO2，可生成1 mol C，转移4 mol电子，C选项正确；充电时阴极反应式为Nae=Na，D选项不正确。3(2018青岛质检)中国企业华为宣布：利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出石墨烯电池，电池反应式为LixC6Li1xCoO2C6LiCoO2，其工作原理如图。下列关于该电池的说法正确的是()A该电池若用隔膜可选用质子交换膜B放电时，LiCoO2极发生的电极反应为LiCoO2xe=Li1xCoO2xLiC石墨烯电池的优点是提高电池的储锂容量进而提高能量密度D对废旧的该电池进行“放电处理”让Li嵌入石墨烯中而有利于回收解析：选C应选用只允许Li通过的隔膜，不选用质子交换膜，故A错误；根据电池反应，放电时，LiCoO2极发生还原反应，电极反应式为Li1xCoO2xLixe=LiCoO2，故B错误；石墨烯电池的优点是提高电池的储锂容量进而提高能量密度，故C正确；根据工作原理，“放电处理”是将Li嵌入LiCoO2中，故D错误。4(2018