2019-2020年高中三维专题二轮复习化学通用版讲义：选择题命题区间4——电化学 Word版含解析.doc

2019-2020年高中三维专题二轮复习化学通用版讲义：选择题命题区间4电化学 Word版含解析1(xx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，钢管桩表面腐蚀电流是指铁失去电子形成的电流，接近于0，铁不容易失去电子，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。2(xx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。3.(xx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。4(xx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。5(xx全国卷)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CO2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C6H12O66O26CO26H2O解析：选A图示所给出的是原电池装置。A.有氧气反应的一极为正极，发生还原反应，因为有质子通过，故正极电极反应式为O24e4H=2H2O，C6H12O6在微生物的作用下发生氧化反应，电极反应式为C6H12O624e6H2O=6CO224H，负极上有CO2产生，故A不正确。B.微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转移，故B正确。C.质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故C正确。D.正极的电极反应式为6O224e24H=12H2O，负极的电极反应式为C6H12O624e6H2O=6CO224H，两式相加得电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O，故D正确。6.(xx全国卷)xx年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是()Aa为电池的正极B电池充电反应为LiMn2O4=Li1xMn2O4xLiC放电时，a极锂的化合价发生变化D放电时，溶液中Li从b向a迁移解析：选C图示所给出的是原电池装置。A.由图示分析，金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即b为负极，a为正极，故正确。B.电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆反应，故正确。C.放电时，a极为原电池的正极，发生还原反应的是Mn元素，锂元素的化合价没有变化，故不正确。D.放电时为原电池，锂离子为阳离子，应向正极(a极)迁移，故正确。7(xx海南高考)一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H。下列叙述错误的是()APd电极b为阴极B阴极的反应式为N26H6e=2NH3CH由阳极向阴极迁移D陶瓷可以隔离N2和H2解析：选A此装置为电解池，总反应式是N23H2=2NH3，Pd电极b上是氢气发生氧化反应，即氢气失去电子化合价升高，Pd电极b为阳极，故A说法错误；根据A选项分析，Pd电极a为阴极，反应式为N26H6e=2NH3，故B说法正确；根据电解池的原理，阳离子在阴极上放电，即有阳极移向阴极，故C说法正确；根据装置图，陶瓷可以隔离N2和H2，故D说法正确。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xx全国卷T26、xx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，电极附近离子浓度的变化，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”的学科核心素养考查。1原电池中正负极的判断依据正负极判断依据构成原电池两极的电极材料判断一般是较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极依据原电池两极发生的变化判断原电池的负极发生氧化反应；正极发生还原反应依据电子流动方向或电流方向判断电子由负极流向正极；电流由正极流向负极依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断阳离子向正极移动，阴离子向负极移动依据原电池盐桥中离子的移动方向判断阳离子向正极移动，阴离子向负极移动2电解池中阴阳极的判断依据阴阳极判断根据所连接的外加电源判断与直流电源正极相连的为阳极，与直流电源负极相连的为阴极根据电子流动方向判断电子从电源负极流向阴极，从阳极流向电源正极根据电解池电解质溶液中离子的移动方向判断阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动根据电解池两极产物判断一般情况下：阴极上的现象是析出金属(质量增加)或有无色气体(H2)放出；阳极上的现象是有非金属单质生成，呈气态的有Cl2、O2或电极质量减小(活性电极作阳极)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：AgFe3Cu2H(2)阴离子在阳极上的放电顺序：S2IBrClOH4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：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH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=2AgMgCl2正极：2AgCl2e=2Ag2Cl负极：Mg2e=Mg2钠硫电池总反应：2NaxS=Na2Sx正极：xS2e=S负极：2Na2e=2Na全钒液流电池总反应：VO2HV2 V3VO2H2O正极：VO2He=VO2H2O负极：V2e=V3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方法(1)书写步骤(2)不同介质在电极反应式中的“去留”中性溶液反应物若是H得电子或OH失电子，则H或OH均来自于水的电离酸性溶液反应物或生成物中均没有OH碱性溶液反应物或生成物中均没有H水溶液不能出现O22燃料电池的电极反应式(以CH3OH为例)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：O24e2CO2=2CO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题型一新型化学电源典例1(xx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。答案D针对训练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。题型二带离子交换膜的化学电源典例2液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是()Ab电极上发生氧化反应Ba电极反应式：N2H44OH4e=N24H2OC放电时，电流从a电极经过负载流向b电极D其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜解析A项，b电极上发生还原反应，错误；C项，放电时，电子从a电极经过负载流向b电极，错误；D项，其中的离子交换膜需选用阴离子交换膜，错误。答案B题后悟道针对训练2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，由图示可知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，由上面的分析可知，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。题型三可逆电池典例3(xx全国卷)锌空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2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)。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(OH)逐渐减小C放电时，负极反应为Zn4OH2e=Zn(OH)D放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)解析A项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动。B项，充电时的总反应为放电时的逆反应：2Zn(OH)=2ZnO24OH2H2O，c(OH)逐渐增大。C项，放电时负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为Zn4OH2e=Zn(OH)。D项，由放电时的总反应可知，电路中通过2 mol电子时，消耗0.5 mol O2，其体积为11.2 L(标准状况)。答案C题后悟道有关可逆电池的解题思路针对训练3(xx四川高考)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是()A放电时，Li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LixC6xe=xLiC6C充电时，若转移1 mol e，石墨(C6)电极将增重7x gD充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi解析：选CA原电池中阳离子由负极向正极迁移，正确；B.放电时，负极发生氧化反应，电极反应式为LixC6xe=xLiC6，正确；C.充电时，若转移1 mol电子，石墨电极质量将增重7 g，错误；D.充电时阳极发生氧化反应，电极反应式为LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi，正确。题型四电解原理在环保、新材料制备中的应用典例4(xx四川高考)用右图所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时，控制溶液pH为910，阳极产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是()A用石墨作阳极，铁作阴极B阳极的电极反应式：Cl2OH2e=ClOH2OC阴极的电极反应式：2H2O2e=H22OHD除去CN的反应：2CN5ClO2H=N22CO25ClH2O解析A项，若铁作阳极，则铁失电子生成Fe2，则CN无法除去，故铁只能作阴极，正确；B项，阳极Cl放电生成ClO，Cl的化合价升高，故在阳极发生氧化反应，又已知该溶液呈碱性，正确；C项，阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应，在碱性条件下，H2O提供阳离子(H)，正确；D项，由于溶液是碱性条件，故除去CN发生的反应为2CN5ClOH2O=N22CO25Cl2OH，错误。答案D针对训练4(xx广州模拟)用电化学法制备LiOH的实验装置如图，采用惰性电极，a口导入LiCl溶液，b口导入LiOH溶液，下列叙述正确的是()A通电后阳极区溶液pH增大B阴极区的电极反应式为4OH4e=O22H2OC当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.25 mol的Cl2生成D通电后Li通过交换膜向阴极区迁移，LiOH浓溶液从d口导出解析：选DA项，左端为阳极，Cl放电生成Cl2，Cl2溶于水，生成酸，pH减小，错误；B项，右端是阴极区得到电子，电极反应式为2H2O2e=2OHH2，错误；C项，2Cl2e=Cl2，通过1 mol电子，得到0.5 mol Cl2，错误；D项，根据电解原理，阳离子通过阳离子交换膜，从阳极区向阴极区移动，LiOH浓溶液从d口导出，正确。题型五新环境下金属的腐蚀与防护典例5(xx上海高考)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O22H2O4e4OHCd为锌块，铁片不易被腐蚀Dd为锌块，铁片上电极反应为2H2eH2解析A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，比没有形成原电池时的速率快，正确。B.d为石墨，由于是中性电解质，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O22H2O4e4OH，正确。C.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.d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O22H2O4e4OH，错误。答案D针对训练5城市地下潮湿的土壤中常埋有纵横交错的管道和输电线路，当有电流泄漏并与金属管道形成回路时，就会引起金属管道的腐蚀。原理如图所示，但若电压等条件适宜，钢铁管道也可能减缓腐蚀，此现象被称为“阳极保护”。下列有关说法不正确的是()A该装置能够将电能转化为化学能B管道右端腐蚀比左端快，右端电极反应式为Fe2e=Fe2C如果没有外加电源，潮湿的土壤中的钢铁管道比较容易发生吸氧腐蚀D钢铁“阳极保护”的实质是在阳极金属表面形成一层耐腐蚀的钝化膜解析：选BA项，该装置相当于电解池，能将电能转化为化学能，正确；B项，左端是阳极，腐蚀得更快，错误；C项，如果没有外加电源，潮湿的土壤(接近中性)中的钢铁管道发生原电池反应，所以发生的是吸氧腐蚀，正确；D项，根据题意，此种腐蚀较慢，所以“阳极保护”实际上是在金属表面形成了一层致密的保护膜，正确。课堂练练熟方法1MCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600700 ，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3。已知该电池的总反应为2H2O2=2H2O，下列有关该电池的说法正确的是()A该电池的正极反应式为4OH4e=O22H2OB该电池的负极反应式为H22e=2HC放电时OH向负极移动D当生成1 mol H2O时，转移2 mol电子解析：选D该燃料电池的燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，总反应为2H2O2=2H2O，负极反应式为2H22CO4e=2H2O2CO2，正极反应式为O22CO24e=2CO，故A、B均错误；电解质中移动的阴离子为CO，不是OH，故C错误；根据负极反应式知，生成1 mol H2O时转移2 mol电子，故D正确。2(xx北京西城模拟)利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。下列说法中，正确的是()A该过程是将太阳能转化为化学能的过程B电极a表面发生还原反应C该装置工作时，H从b极区向a极区移动D该装置中每生成1 mol CO，同时生成1 mol O2解析：选A根据图示，该过程是将太阳能转化为化学能的过程，故A正确；电极a表面发生水转化为氧气的过程，反应中O元素的化合价升高，被氧化，发生氧化反应，故B错误；由图知，a为负极，b为正极，H从a极区向b极区移动，故C错误；根据得失电子守恒，该装置中每生成1 mol CO，同时生成 mol O2，故D错误。3.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。4如图是一种可充电的锂离子电池充、放电的工作示意图。该电池的反应式为LiMnO2C6Li1xMnO2LixC6(LixC6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料)。下列有关说法正确的是()AK与N相接时，A极为负极，该电极反应式为LixC6xe=C6xLiB在整个充电或放电过程中都只存在一种形式的能量转化CK与N相接时，Li由A极迁移到B极DK与M相接时，A极发生氧化反应，LiMnO2xe=Li1xMnO2xLi解析：选D充电时原电池的正极与电源正极相连，故A为原电池的正极，B为原电池的负极。A项，K与N相接时，该装置为原电池，A为正极，错误；B项，在整个充电或放电过程中不仅存在电能与化学能的转化，也存在化学能与热能或电能与热能的转化，错误；C项，K与N相接时，该装置为原电池，在原电池中，阳离子向正极移动，即Li由B极迁移到A极，错误；D项，K与M相接时，该装置为电解池，A极为阳极，发生氧化反应，电极反应为LiMnO2xe=Li1xMnO2xLi，正确。5.二甲醚(CH3OCH3)是一种绿色燃料，可以用来制备燃料电池，其工作原理如图所示。下列有关判断正确的是()Aa电极为电源阳极，发生氧化反应BH从a电极移向b电极Cb电极反应式为O24e=2O2D水是该电池的负极反应物，不是该电池的生成物解析：选B该电池为原电池，二甲醚在a电极发生氧化反应，a电极是电源负极，不称为阳极，A项错误；原电池中，阳离子从负极移向正极，B项正确；b电极为正极，O2得电子，电极反应式为O24e4H=2H2O，C项错误；该电池为燃料电池，一般燃料电池的电池反应为该燃料燃烧的反应(电池反应不注明反应条件“燃烧”)，则该电池反应为CH3OCH33O2=2CO23H2O，D项错误。6(xx石家庄模拟)如图所示装置是一种可充电电池，装置为电解池。离子交换膜只允许Na通过，充放电的化学方程式为2Na2S2NaBr3Na2S43NaBr。闭合开关K时，b极附近先变红色。下列说法正确的是()A负极反应为4Na4e=4NaB闭合K后，b电极附近的pH变小C当有0.01 mol Na通过离子交换膜时，b电极上析出气体在标准状况下体积为112 mLD闭合K后，a电极上产生的气体具有漂白性解析：选C当闭合开关K时，b附近溶液先变红，即b附近有OH生成，在b极析出氢气，b极是阴极，a极是阳极，与阴极连接的是原电池的负极，所以B极是负极，A极是正极。闭合K时，负极发生氧化反应，电极反应为2Na2S22e=2NaNa2S4，A错误；闭合开关K时，b极附近先变红色，该极上生成H2和OH，pH增大，B错误；闭合K时，有0.01 mol Na通过离子交换膜，说明有0.01 mol电子转移，阴极上生成0.005 mol H2，标准状况下体积为0.005 mol22.4 Lmol10.112 L112 mL，C正确；闭合开关K时，a极是阳极，该极上金属铜被氧化，电极反应为Cu2e=Cu2，没有气体产生，D错误。7如图所示的电化学装置，可用于净化处理厕所排放废水中的尿素(H2NCONH2)，同时产生电能。下列有关说法不正确的是()A右侧的多孔碳电极是原电池的负极B电解质溶液中H向左侧移动C正极上发生还原反应：H2NCONH2H2O6e=CO2N26HD电极上消耗标准状况下33.6 L O2，电路中转移6 mol电子解析：选C在该原电池中，通入氧气的电极是正极，通入尿素(H2NCONH2)的电极是负极，即左侧多孔碳电极是原电池的正极，右侧为负极，故A正确；电解质溶液中H向电池正极移动，即向左侧移动，故B正确；H2NCONH2在负极上发生氧化反应，故C错误；根据正极上的反应O24H4e=2H2O，当电极上消耗标准状况下33.6 L即1.5 mol O2时，电子转移为6 mol，故D正确。课下练练通高考1用电解法制取KIO3的方法是以石墨和铁为电极电解KI溶液，电解反应方程式为KI3H2OKIO33H2。下列说法中正确的是()A电解时石墨作阴极B电解时阳极上产生H2C电解过程中阴极溶液pH升高D阴极电极反应式：I6e3H2O=IO6H解析：选CA项，电解时，铁作阴极，石墨作阳极，若铁作阳极，则铁放电，错误；B项，阳极发生氧化反应，I失电子被氧化，电极反应为I6e3H2O=IO6H，错误；C项，阴极水电离出的H放电，2H2e=H2，H不断减少，使电离平衡H2O?HOH不断右移，OH增多，溶液的pH升高，C项正确，D项错误。2.(xx贵州模拟)镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于贮运及污染小等特点。如图所示为镁次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是()A该燃料电池中镁为负极，发生氧化反应B正极反应为ClOH2O2e=Cl2OHC电池总反应为MgClOH2O=Mg(OH)2ClD放电过程中OH移向正极解析：选D根据题给装置图可知，Mg失电子生成Mg2发生氧化反应，镁作负极，负极反应为Mg2e2OH=Mg(OH)2，A项说法正确；正极反应为ClOH2O2e=Cl2OH，B项说法正确；将电池的正极反应和负极反应相加得电池总反应式MgClOH2O=Mg(OH)2Cl，C项说法正确；放电过程中OH移向负极，D项错误。3.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，其中放电过程为2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH，示意图如图。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的总反应可知，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。4.利用如图所示装置进行实验，开始时，a、b两处的液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是()Aa管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀B一段时间后，a管的液面高于b管的液面Ca处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小Da、b两处具有相同的电极反应式：Fe2e=Fe2解析：选Ca管发生吸氧腐蚀，a处溶液的pH增大，b管发生析氢腐蚀，b处溶液的c(H)减小，pH增大，A项正确、C项错误；B项，a处消耗了液面上的O2，b管有H2生成，b管压强大于a管压强，正确；D项，电化学腐蚀中铁失去电子变成Fe2，正确。5.(xx清远模拟)研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融的CaF2CaO作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法中错误的是()A在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量保持不变B阳极的电极反应式为C2O24e=CO2C由TiO2制得1 mol金属Ti，理论上外电路通过2 mol 电子D若用铅蓄电池作供电电源，“”接线柱应连接Pb电极解析：选CA石墨为阳极，电极反应式为C2O24e=CO2，阴极反应式为CaO2e=CaO2，然后2CaTiO2=Ti2CaO，因此反应前后消耗氧化钙的量不变，正确；B.石墨作阳极，C失去电子，转变成CO2，因此电极反应式为C2O24e=CO2，正确；C.根据选项A的分析，生成1 mol Ti，转移4 mol e，错误；D.铅蓄电池：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，Pb作负极，正确。 6光电池是发展性能源。一种光化学电池的结构如图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，AgCl(s)Ag(s)Cl(AgCl)Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面，接着Cl(AgCl)e=Cl(aq)。若将光源移除，电池会立即恢复至初始状态。下列说法不正确的是()A光照时，外电路中电流由X流向YB光照时，Pt电极发生的反应为2Cl2e=Cl2C光照时，Cl向Pt电极移动D光照时，电池总反应为AgCl(s)Cu(aq)Ag(s)Cu2(aq)Cl(aq)解析：选BAg电极上发生Cl(AgCl)e=Cl(aq)，则Ag电极为正极，Pt电极为负极，外电路中电流由X流向Y，A项正确；Pt电极为负极，Cu失去电子，电极反应式为Cue=Cu2，B项错误；光照时，Cl向负极(Pt电极)移动，C项正确；光照时，电池总反应为AgCl(s)Cu(aq)Ag(s)Cu2(aq)Cl(aq)，D项正确。7(xx北京东城模拟)氢氧化锂是制取锂和锂的化合物的原料，用电解法制备氢氧化锂的工作原理如图所示： 下列叙述不正确的是()Ab极附近溶液的pH增大Ba极发生的反应为2H2O4e=O24HC该法制备LiOH还可得到硫酸和氢气等产品D当电路中通过1 mol电子时，可得到2 mol LiOH解析：选D从电解质溶液中离子的移动方向看，石墨a是阳极，石墨b是阴极；a极失去电子，发生氧化反应，即2H2O4e=O24H，结合移动过来的SO得到硫酸；b极H得电子放出氢气，c(OH)增大，溶液的pH增大，结合移动过来的Li生成LiOH，故A、B、C都是正确的。由电子守恒，反应中电路中通过1 mol电子时，得到1 mol LiOH，D说法是错误的。8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。9高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4)的装置如图所示。下列说法正确的是()A铁是阳极，电极反应为Fe2e2OH=Fe(OH)2B电解一段时间后，镍电极附近溶液的pH减小C若离子交换膜为阴离子交换膜，则电解结束后左侧溶液中含有FeOD每制得1 mol Na2FeO4，理论上可以产生67.2 L气体解析：选C由题意可知，用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4)，铁失电子生成高铁酸钠，发生氧化反应，Fe为阳极，电极反应为Fe6e8OH=FeO4H2O，A项错误；镍电极为阴极，发生还原反应，电极反应为2H2O2e=2OHH2，OH不断增多，溶液的pH不断增大，B项错误；C项，若离子交换膜为阴离子交换膜，则左侧溶液中会含有FeO，正确；D项没有指明温度和压强，无法计算生成气体的体积，错误。10如图所示，装置在常温下工作(溶液体积变化忽略不计)。闭合K，灯泡发光。下列叙述中不正确的是()A当电路中有1.2041022个电子转移时，乙烧杯中溶液的pH约为1B电池工作时，盐桥中的K移向甲烧杯，外电路的电子方向是从b到aC电池工作时，甲烧杯中由水电离出的c(H)逐渐减小D乙池中的氧化产物为SO解析：选CA项，n(e) mol0.02 mol，乙烧杯中，HSO2eH2O=3HSO，n(H)0.03 mol，c(H)0.1 molL1，乙烧杯中溶液的pH约为1，A项正确；B项，乙烧杯中发生氧化反应，故乙烧杯中的石墨电极为负极，甲烧杯中的石墨电极为正极，盐桥中的阳离子K向正极移动，即向甲烧杯中移动，外电路的电子由负极移向正极，即方向是从b到a，B项正确；C项，电池工作时，甲烧杯中MnO不断得到电子被还原，MnO5e8H=Mn24H2O，反应消耗H，溶液中的c(H)不断减小，所以由水电离出的c(H)逐渐增大，C项错误；D项，在乙池中HSO不断被氧化，变为SO，D项正确。11中国科学家用毛笔书写后的纸张作为空气电极，设计并组装了轻型、柔性且可折叠的可充电锂空气电池(图1)，电池的工作原理如图2。下列有关说法正确的是()A放电时，纸张中的纤维素作锂电池的正极B放电时，Li由正极经过有机电解质溶液移向负极C开关K闭合给锂电池充电，X为直流电源正极D充电时，阳极的电极反应式为Li2O22e=O22Li解析：选D纤维素不导电，石墨导电，故放电时，纸张表面毛笔书写后留下的石墨作电池正极，A项错误。原电池或电解池工作时，电解质中阴、阳离子的移动方向一般遵循“阴阳相吸”原则，即电池放电时，电解质中的阳离子移向正极，据此可快速判断锂电池放电时，带正电荷的Li由负极经过有机电解质溶液移向正极，B项错误。充电时，直流电源负极与电池负极(金属锂)相连，故X为直流电源负极，C项错误。充电时，空气电极作阳极，此时Li2O2失去电子生成O2：Li2O22e=O22Li，D项正确。12以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池，采用电解法制备Fe(OH)2，装置如图所示，其中P端通入CO2。通电一段时间后，右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。则下列说法中正确的是()AX、Y两端都必须用铁作电极 B不可以用NaOH溶液作为电解液C阴极发生的反应是2H2O2e=H22OHDX端为电解池的阳极 解析：选C左边装置是原电池，通入氢气的电极是负极、通入氧气的电极是正极，负极反应式为H22eCO=CO2H2O，正极反应式为O24e2CO2=2CO，右边装置是电解池，X是阴极、Y是阳极，阴极反应式为2H2O2e=H22OH、阳极反应式为Fe2e2OH=Fe(OH)2。X、Y两端，阳极X必须是铁电极，Y电极不需要一定用铁作电极，可以用石墨作电极，故A错误；电解过程是阴极上H放电得到溶液中的OH结合Fe2生成氢氧化亚铁，所以可以用NaOH溶液作为电解液，故B错误；阴极发生的反应是溶液中的H得到电子生成H2，碱溶液中电极反应：2H2O2e=H22OH，故C正确；X连接原电池负极，所以是电解池阴极，故D错误。13如图所示的装置是用氢氧燃料电池B进行的某电解实验：(1)若电池B使用了亚氨基锂(Li2NH)固体作为储氢材料，其储氢原理是Li2NHH2=LiNH2LiH，则下列说法中正确的是_(填字母)。ALi2NH中N的化合价是1价B该反应中H2既是氧化剂又是还原剂CLi和H的离子半径相等D此法储氢和钢瓶储氢的原理相同(2)在电池B工作时：若用固体Ca(HSO4)2为电解质传递H，则电子由_极流出，H向_极移动(填“a”或“b”)。b极上的电极反应式为_。外电路中，每转移0.1 mol电子，在a极消耗_ L(标准状况下)的H2。(3)若A中X、Y都是惰性电极，电解液W是滴有酚酞的饱和NaCl溶液，则B工作时：电解池中X极上的电极反应式是_。在X极这边观察到的现象是_。检验Y电极上反应产物的方法是_。若A中其他均不改变，只将电极Y换成铁棒，可实现的实验目的是_。解析：(1)Li2NH中N的化合价是3，A项错误；该反应中，一部分H2LiNH2，H元素的化合价由01，H元素被氧化，一部分H2LiH，H元素的化合价由01，H元素被还原，故该反应中H2既是氧化剂又是还原剂，B项正确；Li的半径大于H的半径，C项错误；此法储氢是利用化学方法储氢，而钢瓶储氢是利用加压和降温，使氢气变为液体氢，故二者原理不同，D项错误。(2)电池B为氢氧燃料电池，其中通入H2的a极为负极，通入O2的b极为正极，电子由a极(负极)流出，阳离子H向b极(正极)移动。b极为正极，在酸性介质中，电极反应为O24H4e=2H2O。a极为负极，电极反应为H22e=2H，每转移0.1 mol电子，在a极消耗0.05 mol H2，体积为0.05 mol22.4 Lmol11.12 L。(3)电解池中X极与负极相连，说明X极为阴极，阴极上H放电，得电子发生还原反应，电极反应为2H2e=H2，由于H不断减少，使H2O?HOH不断右移，OH浓度增大，溶液呈碱性，酚酞遇碱变红。电解池中Y极为阳极，阳极上Cl放电，电极反应为2Cl2e=Cl2，Cl2可将I氧化为I2，淀粉遇I2变蓝，因此可利用此性质检验Cl2。用润湿的淀粉KI试纸接近Y极气体产物，若试纸变蓝，说明产生的气体为Cl2。答案：(1)B(2)abO24H4e=2H2O1.12(3)2H2e=H2溶液变红用润湿的淀粉KI试纸接近Y极气体产物，若试纸变蓝，证明产生的气体为Cl2制Fe(OH)214对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。(1)含氰废水中的CN有剧毒。CN中C元素显2价，N元素显3价，用原子结构解释N元素显负价的原因是_，共用电子对偏向N原子，N元素显负价。在微生物的作用下，CN能够被氧气氧化成HCO，同时生成NH3，该反应的离子方程式为_。(2)含乙酸钠和对氯酚(ClOH)的废水可以利用微生物电池除去，其原理如下图所示。B是电池的_(填“正”或“负”)极；A极的电极反应式为_。(3)电渗析法处理厨房垃圾发酵液，同时得到乳酸的原理如下图所示(图中“HA”表示乳酸分子，A表示乳酸根离子)。阳极的电极反应式为_。简述浓缩室中得到浓乳酸的原理：_。电解过程中，采取一定的措施可控制阳极室的pH约为68，此时进入浓缩室的OH可忽略不计。400 mL 10 gL1乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为145 gL1(溶液体积变化忽略不计)，阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为_L。(乳酸的摩尔质量为90 gmol1)解析：(1)C和N的原子核外电子层数相同(同周期)，核电荷数C小于N，原子半径C大于N，吸引电子能力C弱于N，C和N原子形成共价键时，共用电子对偏向N原子，故N原子显负化合价。在微生物的作用下，CN被氧气氧化成HCO，同时生成NH3的离子方程式为2CN4H2OO22HCO2N