1、2019 年高考化学选择题热考题型及破题秘诀题型 10 电化学原理热门考点考点 1 原电池和电解池的工作原理考点 2 新型化学电源 电极反应考点 3 电解规律的不寻常应用考点 4 金属的腐蚀与防护破题秘诀 秘诀 1 解题的基础电化学原理:(1)必须掌握的 2 个移动:离子移动:原电池:阴离子负极,阳离子正极;电解池:阴离子阳极,阳离子阴极。电子移动:原电池:负极正极,电流方向相反;电解池:电源的负极阴极,阳极电源的正极。(2)掌握电化学中的两类反应:氧化反应:原电池的正极和电解池的阳极;还原反应:原电池的负极和电解池的阴极。 秘诀 2 正确书写电极反应式:包括负极、正极、阳极、阴极反应式 。一
2、般步骤为:根据题意,确定反应物和产物;结合介质环境和电荷守恒,补充适当微粒,如酸性补 H+、碱性补 OH-、固体氧化物补 O2-、熔融碳酸盐补 CO32-等;查氧补水:差几个氧原子补几分子水。 秘诀 3 熟悉常考原电池:铅蓄电池、燃料电池、锂电池和新型电池等。 秘诀 4 熟悉常考问题:电极判断;离子移动方向;电极反应式的书写;电极附近 PH 变化;电子转移数目相关计算。考点 1 原电池和电解池的工作原理例 1 (2015天津理综,4)锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是( )A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后,甲池的 c(SO )减
3、小24C.电池工作一段时间后,乙池溶液的总质量增加D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡解析: A 项,由锌的活泼性大于铜,可知铜电极为正极,在正极上 Cu2 得电子发生还原反应生成 Cu,错误;B 项,由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,故甲池的 c(SO )不变,错误;C 项,在乙池24中 Cu2 2e =Cu,同时甲池中的 Zn2 通过阳离子交换膜进入乙池中,则有 Cu2 Zn 2 ,由于 M(Zn2 )M(Cu2 ),故乙池溶液的总质量增加,正确;D 项,阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,电解过程中Zn2 通过交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡,阴离子是
4、不能通过交换膜的,错误。故选 C。【破题秘诀】由图象可知,该原电池反应式为:Zn+Cu 2+=Zn2+Cu,Zn 发生氧化反应,为负极,Cu 电极上发生还原反应,为正极,阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,两池溶液中硫酸根浓度不变,随反应进行,甲池中的 Zn2+通过阳离子交换膜进入乙池,以保持溶液呈电中性,进入乙池的 Zn2+与放电的 Cu2+的物质的量相等,而 Zn 的摩尔质量大于 Cu,故乙池溶液总质量增大变式训练 1 根据如图判断,下列说法正确的是( )A.甲电极附近溶液 pH 会升高B.甲极生成氢气,乙极生成氧气C.当有 0.1 mol 电子转移时,乙电极产生 1.12 L 气体D.
5、图中 b 为阴离子交换膜、c 为阳离子交换膜,利用该装置可以制硫酸和氢氧化钠解析:甲为阳极,放氧生酸,电极附近 H 浓度增大;乙为阴极,产生 H2;C 项未指明标准状况,错。故选D。变式训练 2 下列叙述正确的是( )A.K 与 N 连接时,X 为硫酸,一段时间后溶液的 pH 增大B.K 与 N 连接时,X 为氯化钠,石墨电极反应:2H 2e =H2C.K 与 M 连接时,X 为硫酸,一段时间后溶液的 pH 增大D.K 与 M 连接时,X 为氯化钠,石墨电极反应:4OH 4e =2H2OO 2解析: A 项,K 与 N 连接时构成原电池,X 为硫酸,发生析氢腐蚀,铁作负极,失去电子被氧化,石墨
6、作正极,氢离子在正极表面得到电子,一段时间后溶液的 pH 增大;B 项,K 与 N 连接时构成原电池,X 为氯化钠,铁发生吸氧腐蚀,石墨电极反应:2H 2OO 24e =4OH ;C 项,K 与 M 连接时构成电解池,X 为硫酸,石墨作阳极,铁作阴极,相当于电解水,一段时间后硫酸的浓度增大,溶液的 pH 减小;D 项,K 与 M连接时构成电解池,X 为氯化钠,石墨作阳极,电极反应为 2Cl 2e =Cl2。故选 A。考点 2 新型化学电源 电极反应例 2 (2015全国卷,11)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
7、.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 C6H12O66O 2=6CO26H 2O解析: 由题意可知,微生物电池的原理是在微生物作用下 O2与 C6H12O6发生氧化还原反应,将化学能转化为电能,B 正确;氧气在正极反应,由于质子交换膜只允许 H 通过,则正极反应为O24e 4H =2H2O,没有 CO2生成,A 项错误;负极发生反应:C 6H12O624e 6H 2O=6CO224H ,H 在负极区生成,移向正极区,在正极被消耗,C 项正确;总反应为 C6H12O66O 2=6CO26H 2O,D 项正确。故选 A。变式
8、训练 1 (2015江苏,10)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是( )A.反应 CH4H 2O 3H2CO,每消耗 1 mol CH4转移 12 mol 电子= = = = =催 化 剂 B.电极 A 上 H2参与的电极反应为 H22OH 2e =2H2OC.电池工作时,CO 向电极 B 移动23D.电极 B 上发生的电极反应为 O22CO 24e =2CO23解析: A 项, H4 O,则该反应中每消耗 1 mol CH4转移 6 mol 电子,错误;该电池的传导介质为C 4 C 2 熔融的碳酸盐,所以 A 电极即负极上 H2参与的电极反应为 H22e CO
9、=CO2H 2O,错误;C 项,原电23池工作时,阴离子移向负极,而 B 极是正极,错误;D 项,B 电极即正极上 O2参与的电极反应为O24e 2CO 2=2CO ,正确。故选 D。23变式训练 2 (2014新课标全国卷 ,12) 2013 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( )A.a 为电池的正极B.电池充电反应为 LiMn2O4=Li1 xMn2O4 xLiC.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:图示所给出的是原电池装置。A 项,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
10、负极,即 b 为负极,a 为正极,故正确;B 项,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 项,放电时,a 极为原电池的正极,发生还原反应的是锰元素,锂元素的化合价没有变化,故不正确;D 项,放电时为原电池,锂离子应向正极(a 极)迁移,故正确。故选 C。考点 3 电解规律的不寻常应用例 3 (2015四川理综,4)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:Cl 2OH 2e =ClO H 2OC.阴极的电极反
11、应式:2H 2O2e =H22OH D.除去 CN 的反应:2CN 5ClO 2H =N22CO 25Cl H 2O解析: Cl 在阳极发生氧化反应生成 ClO ,水电离出的 H 在阴极发生还原反应生成 H2,又由于电解质溶液呈碱性,故 A、B、C 项正确;D 项,溶液呈碱性,离子方程式中不能出现 H ,正确的离子方程式为2CN 5ClO H 2O=N22CO 25Cl 2OH ,错误。故选 D。【破题秘诀】本题属于利用电解原理进行废水处理。主要考查:电极判断、电极反应式书写、离子方程式。变式训练 1 下图为 EFC 剑桥法用固体二氧化钛(TiO 2)生产海绵钛的装置示意图,其原理是在较低的阴
12、极电位下,TiO 2(阴极)中的氧解离进入熔盐,阴极最后只剩下纯钛。下列说法中正确的是( )A.阳极的电极反应式为 2Cl 2e =Cl2B.阴极的电极反应式为 TiO24e =Ti2O 2C.通电后,O 2 、Cl 均向阴极移动D.石墨电极的质量不发生变化解析: 电解质中的阴离子 O2 、Cl 向阳极移动,由图示可知阳极生成 O2、CO、CO 2,所以电极反应为2O2 4e =O2,O 2与石墨反应生成 CO、CO 2,A、C、D 错误,只有 B 正确。故选 B。变式训练 2 某工厂采用电解法处理含铬废水,耐酸电解槽用铁板作阴、阳极,槽中盛放含铬废水,原理示意图如下。下列说法不正确的是( )
13、A.A 为电源正极B.阳极区溶液中发生的氧化还原反应为 Cr2O 6Fe 2 14H =2Cr3 6Fe 3 7H 2O27C.阴极区附近溶液 pH 降低D.若不考虑气体的溶解,当收集到 H2 13.44 L(标准状况)时,有 0.1 mol Cr2O 被还原27解析: 根据图示,A 作阳极,B 作阴极,电极反应式为阳极:Fe2e =Fe2 阴极:2H 2e =H2然后,Cr 2O 6Fe 2 14H =2Cr3 6Fe 3 7H 2O27由于在阴极区 c(H )减小,pH 增大。根据 6H26Fe 2 Cr 2O 得,当有 13.44 L(标准状况)H 2放出时,27应有 0.1 mol C
14、r2O 被还原。故选 C。27考点 4 金属的腐蚀与防护例 4 (2013北京理综,7)下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是( )A.水中的钢闸门连接电源的负极B.金属护栏表面涂漆C.汽车底盘喷涂高分子膜D.地下钢管连接镁块解析: A 项,水中钢闸门连接电源的负极,即作为电化学保护装置的阴极,使其不发生失电子反应而被保护,正确;B 项和 C 项都属于外加防护层的防腐方法,B、C 两项不符合题意,错误;D 项,属于牺牲阳极的阴极保护法,错误。故选 A。【破题秘诀】紧紧依据外加电流的阴极保护法解答。需要作为阴极且有外加电流,故被保护金属一定与电源负极相连。变式训练 1 利用下图装置进
15、行实验,开始时,a、b 两处液面相平,密封好,放置一段时间。下列说法不正确的是( )A.a 处发生吸氧腐蚀,b 处发生析氢腐蚀B.一段时间后,a 处液面高于 b 处液面C.a 处溶液的 pH 增大,b 处溶液的 pH 减小D.a、b 两处具有相同的电极反应式:Fe2e =Fe2解析:根据装置图判断,左边铁丝发生吸氧腐蚀,右边铁丝发生析氢腐蚀,其电极反应为左边 负极:Fe2e =Fe2 正极:O 24e 2H 2O =4OH右边 负极:Fe2e =Fe2 正极:2H 2e =H2a 处、b 处的 pH 均增大,C 错误。故选 C。变式训练 2 下列与金属腐蚀有关的说法中正确的是( )A.图 1
16、中,铁钉易被腐蚀B.图 2 中,滴加少量 KSCN 溶液,生成红色沉淀C.图 3 中,燃气灶的中心部位容易生锈,主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D.图 4 中,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀,镁块相当于原电池的正极解析: 图 1 为干燥环境,不易腐蚀;图 2 中,Fe2e =Fe2 ,Fe 2 与 SCN 不能生成红色沉淀,即使是Fe3 与 SCN 生成的也不是红色沉淀;D 项为牺牲阳极的阴极保护法,镁为负极。故选 C。真题回访1.(2016 新课标 1 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
17、Na+和 可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡SO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 SO42 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 2H2O 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 O2生成解析: A根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则,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 SO42 向正极迁移;在正极区带负电荷的 OH失去电子,发生氧化反应而放电,由于破坏了附近的水的电
18、离平衡,使溶液中 c(H+)c(OH -),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(OH-)c(H +),所以产生氢氧化钠,因此该法在处理含 Na2SO4废水时可以得到 NaOH 和 H2SO4产品,正确;C负极区氢离子得到电子,使溶液中 c(OH-)c(H +),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 n(O2)=1mol4=0.25mol,错误。故选 B。2.(2016
19、 新课标 2 卷)Mg-AgCl 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 Mg-2e-=Mg2+B正极反应式为 Ag+e-=AgC电池放电时 Cl-由正极向负极迁移D负极会发生副反应 Mg+2H2O = Mg(OH)2+H2解析: 根据题意,电池总反应式为:Mg+2AgCl = = MgCl2+2Ag,正极反应为:2AgCl+2e - = 2Cl-+ 2Ag,负极反应为:Mg-2e- = = 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,所以电池放电时 Cl-由正极向负极迁移,C 项正确;由于镁是活泼金属,则负极会发生副反应 Mg
20、+2H2O = Mg(OH)2+H2,D 项正确;故选 B。3(2016 新课标 3 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 2Zn+O2+4OH+2H2O=2Zn(OH) 。下列说法正确的是( )24A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 逐渐减小(H)cC放电时,负极反应为:Zn+4OH 2e =Zn(OH)24D放电时,电路中通过 2mol 电子,消耗氧气 22.4L(标准状况)解析: A 项,充电时,电解质溶液中 K 向阴极移动,错误;B 项,充电时,总反应方程式为 2 2ZnO 24OH 2H 2O,所以电解质溶液中 c
21、(OH )逐渐增大,24)OH(Zn= = = = =通 电 错误;C 项,在碱性环境中负极 Zn 失电子生成的 Zn2 将与 OH 结合生成 ,正确;24)H(ZnD 项,O 24e ,故电路中通过 2mol 电子,消耗氧气 0.5mol,在标准状况体积为 11.2 L,错误。故选 C。4. (2016 北京卷)用石墨电极完成下列电解实验。实验一 实验二装置现象a、d 处试纸变蓝;b 处变红,局部褪色;c处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生;n处有气泡产生;下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )Aa、d 处:2H 2O+2e-=H2+2OH -Bb 处:2Cl -2e-=Cl2Cc 处
22、发生了反应:Fe-2e -=Fe2+D根据实验一的原理,实验二中 m 处能析出铜解析:A. d 处试纸变蓝,为阴极,生成 OH,电极方程式为 2H2O+2e=H2+2OH ,故 A 正确;B. b 处变红,局部褪色,是因为 Cl2+H2O=HCl+HClO,HCl 的酸性使溶液变红,HClO 的漂白性使局部褪色,故 B 错误;C. 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,左边铜珠的左侧为阳极,发生的电极反应为 Cu2e=Cu2+,右侧(即位置 m 处)为阴极,发生的电极反应为 Cu2+2e=Cu,同样右边铜珠的左侧为阳极,右侧(
23、即位置 n 处)为阴极,因此 m 处能析出铜的说法正确,故 C 正确;D. n 处发生了反应:2H +2e=H2,故 D 正确;故选 B.5.(2016 浙江卷)金属(M)空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为:4M+nO 2+2nH2O=4M(OH) n。已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是( )A采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面B比较 Mg、Al、Zn 三种金属空气电池,Al空气电池的理论比能量最高CM空气电池放电过程
24、的正极反应式:4M n+nO2+2nH2O+4ne=4M(OH)nD在 Mg空气电池中,为防止负极区沉积 Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜解析:A、多孔电极可以增加氧气与电极的接触,使氧气充分反应,故正确;B、24 克镁失去 2mol 电子,27 克铝失去 3mol 电子,65 克锌失去 2mol 电子,所以铝-空气电池的理论比能量最高,故正确;C、根据题给放电的总反应 4M+nO2+2nH2O=4M(OH) n,氧气在正极得电子,由于有阴离子交换膜,正极反应式为O2+2H2O+4e=4OH-,故错误;D、负极是金属失去电子生成金属阳离子,因为镁离子或铝离子或锌离子都可以和氢氧根
25、离子反应生成氢氧化物沉淀,说明应采用中性电解质或阳离子交换膜,防止正极产生的氢氧根过来反应,故正确。答案选 C。6.(2016 四川卷)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 1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+ C6(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 LixC6-xe-= xLi+ C6C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 LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+Li+解析:A、放电时,阳离子在电解质中向正极移动,故
26、正确;B、放电时,负极失去电子,故正确;C、充电时,若转移 1 mol 电子,则石墨电极上溶解 1/x mol C6,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。故选 C7.(2016 天津卷)下列叙述正确的是( ) A使用催化剂能够降低化学反应的反应热(H) B金属发生吸氧腐蚀时,被腐蚀的速率和氧气浓度无关C原电池中发生的反应达平衡时,该电池仍有电流产生D在同浓度的盐酸中,ZnS 可溶而 CuS 不溶,说明 CuS 的溶解度比 ZnS 的小解析:A. 催化剂能降低反应的活化能从而改变反应速率,但不改变化学平衡,则不能改变反应的反应热,故 A 错误;B. 金属
27、发生吸氧腐蚀时,氧气浓度越大,腐蚀的速率越快,故 B 错误;C. 原电池中发生的反应达平衡时,各组分浓度不再改变,电子转移总量为 0,该电池无电流产生,故 C 错误;D. 在同浓度的盐酸中,ZnS 可溶而 CuS 不溶,说明 CuS 的溶解度比 ZnS 的小,故 D 正确。故选 D.8(2017 新课标 1 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
28、的保护电流应该根据环境条件变化进行调整解析:A. 钢管表面不失电子,几乎无腐蚀电流,故 A 正确。B. 外电路中,电子从高硅铸铁流向电源正极,从电源负极流向钢管桩,故 B 正确。C. 高硅铸铁作为惰性辅助电极,不被损耗,故 C 错误。D. 保护电流应根据环境(pH 值,离子浓度,温度)变化,故 D 正确。故选 C。9.(2017 新课标 2 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,电解质溶液一般为混合溶液。下列叙述错误的是( )244HSOCA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: 3AlelD硫酸根离子在电解过程中向阳极移动解析: A、根据原理可
29、知,Al 要形成氧化膜,化合价升高失电子,因此铝为阳极,故 A 说法正确;B、不锈钢网接触面积大,能增加电解效率,故 B 说法正确;C、阴极应为阳离子得电子,根据离子放电顺序应是 H 放电,即 2H 2e =H2,故 C 说法错误;D、根据电解原理,电解时,阴离子移向阳极,故 D 说法正确。故选 C。10(2017 新课标 3 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 材料,电池反应为: 。下列说法错误的是( )8S8216LiSi(8)xA电池工作时,正极可发生反应: +-2624LiSie=3LiSB电池工作时,外电路中流过 电子,负极材料减
30、重 0.mol0.1gC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 的量越多2i解 析 :A电 池 工 作 时 为 原 电 池 , 其 电 解 质 中 的 阳 离 子 向 正 极 移 动 , 根 据 图 示 中 移 动 方 向 可 知 , 电Li极 a 为 正 极 , 正 极 发 生 还 原 反 应 , 根 据 总 反 应 可 知 正 极 依 次 发 生 8S2826S24i的 还 原 反 应 , 故 A 正 确 ;2LiSB电 池 工 作 时 负 极 电 极 方 程 式 : , 当 转 移 0.02mol 电 子 时 , 负 极 消 耗 的 的 物 质Liei i的
31、量 为 0.02mol, 即 0.14g, 故 B 正 确 ;C石 墨 烯 具 有 导 电 性 , 可 以 提 高 电 极 a 的 导 电 能 力 , 故 C 正 确 ;D电 池 充 电 时 为 电 解 池 , 此 时 电 池 反 应 为 , 所 以 的 量 越 来2x88iS16Li(x)2LiS越 少 , 故 D 错 误 。 故 选 D。11(2018 新课标 1 卷)最近我国科学家设计了一种 CO2+H2S 协同转化装置,实现对天然气中 CO2和 H2S的高效去除。示意图如图所示,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:EDTA-Fe 2+
32、-e-=EDTA-Fe3+2EDTA-Fe 3+H2S=2H+S+2EDTA-Fe2+该装置工作时,下列叙述错误的是( )A阴极的电极反应:CO 2+2H+2e-=CO+H2OB协同转化总反应:CO 2+H2S=CO+H2O+SC石墨烯上的电势比 ZnO 石墨烯上的低D若采用 Fe3+/Fe2+取代 EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性解析:A.由电子得失情况可判断 ZnO 石墨烯电极为阴极,发生了得电子的反应,电极反应式正确,A 正确;B.根据石墨烯电极上发生的电极反应可知+即得到 H2S-2e =2H +S,因此总反应式为CO2+H2S=CO+H2O+S,B 正确;C、石墨
33、烯电极为阳极,与电源的正极相连,因此石墨烯上的电势比 ZnO 石墨烯电极上的高,C 错误;D、由于铁离子、亚铁离子均易水解,所以如果采用 Fe3+/Fe2+取代 EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需要酸性,D正确。故选 C。12(2018新课标2卷)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO 2二次电池。将 NaClO 4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:3CO 2+4Na 2 Na2CO3+C。下列说法错误的是( )A放电时, 向负极移动4ClOB充电时释放CO 2,放电时吸收CO 2C放电时,正极反应为:3CO 2+4e =2 +
34、C3COD充电时,正极反应为:Na + + e=Na解析:A. 放电时,阴离子受到正电场的吸引,应向电池负极移动,A 正确;B.充电时,要将消耗的 CO2重新生成,放电时吸收 CO2使其转化为 Na2CO3和 C,B 正确;C.放电时,正极反应为还原反应:3CO 2+4e =2 +C,C 正确;3OD.充电时,负极重新生成 Na,发生反应为:Na + + e=Na,D 错误;故选 D。13(2018 新课标 3 卷)一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时,O 2与 Li+在多孔碳材料电极处生成 Li2O2-x( x=0 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
35、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 Li2O2-x=2Li+(1- )O 2x解析:A题目叙述为:放电时,O 2与 Li+在多孔碳电极处反应,说明电池内,Li+向多孔碳电极移动,因为阳离子移向正极,所以多孔碳电极为正极,选项 A 错误。B因为多孔碳电极为正极,外电路电子应该由锂电极流向多孔碳电极(由负极流向正极),选项 B 错误。C充电和放电时电池中离子的移动方向应该相反,放电时,Li +向多孔碳电极移动,充电时向锂电极移动,选项 C 错误。D根据图示和上述分析,电池的正极反应应该是 O2与 Li+得电子转化为 Li2
36、O2-x,电池的负极反应应该是单质 Li 失电子转化为 Li+,所以总反应为:2Li +(1- )O 2=Li2O2-x,充电的反应与放电的反应相反,所x以为 Li2O2-x=2Li+(1- )O 2,故选 D。x14.(2018 新课标 1 卷)磷酸亚铁锂(LiFePO 4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:下列叙述错误的是( )A合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B从“正极片”中可回收的金属元素有 Al、Fe、LiC“沉淀”反应的金属离子为 Fe3+D上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠解析:A、废旧电池中含有重金属,随意排
37、放容易污染环境,因此合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用,A 正确;B、根据流程的转化可知从正极片中可回收的金属元素有 Al、Fe、Li,B 正确;C、得到含 Li、P、Fe 的滤液,加入碱液生成氢氧化铁沉淀,因此“沉淀”反应的金属离子是 Fe3 ,C 正确; D、硫酸锂能溶于水,因此上述流程中不能用硫酸钠代替碳酸钠,D 错误。故选 D。模拟演练15. (2018河北衡水点睛第三次联考)有一种燃料电池,所用燃料为 H2和空气,电解质为熔融的 K2CO3。电池的总反应式为 2H2O 2=2H2O,负极反应为 H2CO 2e =H2OCO 2。该电池放电时,下列说法中23正确的是( )A正极
38、反应为 2H2OO 24e =4OHBCO 向负极移动23C电子由正极经外电路流向负极D电池中 CO 的物质的量将逐渐减少23解析:该燃料电池燃料为 H2,电解质为熔融的 K2CO3,总反应为 2H2O 2=2H2O,负极反应为 H2CO2e =H2OCO 2,用总反应减负极得正极反应式:O 22CO 24e =2CO ,A 项错误;原电池中,23 23阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,以形成闭合回路,B 项正确;外电路中电子由负极流向正极,C项错误;根据总反应式可知,电池中 CO 的物质的量不变,D 项错误。故选 B。2316.如图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池
39、(MHNi 电池)。下列有关说法不正确的是( )A放电时正极反应为:NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2OH B电池的电解液可为 KOH 溶液C充电时负极反应为:MH OH =H2OMe DMH 是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高解析:在金属氢化物镍电池(MHNi 电池)中,MH(M 为零价,H 为零价)在负极发生反应:MHOH e =MH 2O,NiOOH 在正极发生反应:NiOOHH 2Oe =Ni(OH)2OH ,电解液可为 KOH 溶液,A、B 正确;充电时,阴极反应式为 MH 2Oe =MHOH ,C 错误;MH 中氢密度越大,单位体积电池所储存电量越多,即电池能量密
40、度越高,D 正确。故选 C。17(2018甘肃二诊)如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪,具有自动吹气流量侦测与控制的功能,非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是( )A电流由 O2所在的铂电极经外电路流向另一电极BO 2所在的铂电极处发生还原反应C该电池的负极反应式为:CH 3CH2OH3H 2O12e =2CO212H D微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量解析:O 2所在的铂电极为正极,即电流从铂电极经外电路流向另一电极,故 A 正确;乙醇燃料电池中,O2所在的铂电极处得电子发生还原反应,故 B 正确;由题图知,CH 3CH2OH 被氧化生成 CH3COOH,故负极
41、反应式为 CH3CH2OH4e H 2O=4H CH 3COOH,故 C 错误;根据微处理器通过检测电流大小可以得出电子转移的物质的量,根据电极反应式可以计算出被测气体中酒精的含量。故选 C。18(2018赣州一模)如图为一种微生物燃料电池结构示意图,关于该电池叙述正确的是( )A分子组成为 Cm(H2O)n 的物质一定是糖类B正极反应式为:MnO 24H 2e =Mn2 2H 2OC放电过程中,H 从正极区移向负极区D若 Cm(H2O)n 是葡萄糖,当电路中转移了 6NA电子时,反应的葡萄糖质量是 60 g解析:分子组成为 Cm(H2O)n 的物质不一定为糖类,如甲醛、乳酸、乙酸乙酯等物质,
42、A 项错误;MnO 2被还原生成 Mn2 ,为原电池的正极,电极反应式为 MnO24H 2e =Mn2 2H 2O,B 项正确;原电池工作时,H 从负极区移向正极区,C 项错误;若 Cm(H2O)n 是葡萄糖,C 元素化合价可认定为 0 价,当电路中转移了 6NA个电子时,反应的葡萄糖的物质的量为 0.25 mol,质量是 0.25 mol180 g/mol45 g,D 项错误。故选 B。19(2018云南一模)糖生物电池是一种酶催化燃料电池(EFC),它使用便宜的酶代替贵金属催化剂,利用空气氧化糖类产生电流。下列有关判断不合理的是( )A该电池不宜在高温下工作B若该电池为酸性介质,正极反应式
43、为:O 24e 4H =2H2OC放电过程中,电池内阳离子向正极迁移D若该电池为碱性介质,以葡萄糖为原料并完全氧化,负极反应式为:C6H12O624e 6H 2O=6CO2 24H 解析:因为酶在高温下发生变性,所以该电池不宜在高温下工作;该电池为酸性介质,正极为氧气得电子结合氢离子生成水,反应为 O24e 4H =2H2O;根据放电过程中,电池内阳离子移向正极,阴离子移向负极;该电池为碱性介质,会生成 CO 和 H2O。23故选 D。20(2018黑龙江哈尔滨三中月考)下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )A在酸性环境下,钢铁只能发生析氢腐蚀B金属腐蚀的实质是金属失去电子被还原的过程C轮
44、船的船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极的阴极保护法D铜铁交接处,在潮湿的空气中直接发生反应:Fe3e =Fe3 ,继而形成铁锈解析:酸性较强时,钢铁发生析氢腐蚀,弱酸性或中性条件下,钢铁发生吸氧腐蚀,所以酸性条件下钢铁不一定发生析氢腐蚀;金属腐蚀的实质是金属失去电子发生氧化反应,所以属于被氧化的过程;Zn、Fe 和海水构成原电池,Zn 易失电子作负极而被腐蚀,Fe 作正极被保护,所以轮船的船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极的阴极保护法;Cu、Fe 和电解质溶液构成原电池,发生吸氧腐蚀,Fe作负极、Cu 作正极,负极反应式为 Fe2e =Fe2 。故选 C。21(2018
45、上饶三模)海水中含有丰富的锂资源,研究人员开发了一种只能让锂离子通过的特殊交换膜,并运用电解实现从海水中提取高浓度的锂盐,其工作原理如图所示。下列说法不正确的是( )Aa 连接电源的正极BLi 的移动方向是从海水进入盐酸中C一段时间后,b 电极附近溶液的 pH 降低D电解过程中还可能获得有经济价值的副产物氢气和氯气解析:要想从海水中提取高浓度的锂盐,则锂离子应从海水进入盐酸中,依据电解池工作原理,阳离子移向阴极,可知 b 为阴极与电源负极相连,a 为阳极与电源正极相连,故 A、B 正确;b 电极为阴极,阴极上氢离子放电,氢离子浓度减小,pH 增大,故 C 错误;电解池阳极海水中的 Cl 失去电
46、子生成 Cl2,阴极上盐酸中的 H 得到电子生成 H2,故 D 正确。故选 C。22(2018大连一模)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 4说法正确的是( )A阳极室溶液由无色变成棕黄色B阴极的电极反应式为:4OH 4e =2H2OO 2 C电解一段时间后,阴极室溶液中的 pH 升高 D电解一段时间后,阴极室溶液中的溶质一定是(NH 4)3PO4解析:该电解池中,阳极铁失电子变为亚铁离子,溶液由无色变成浅绿色,故 A 错误;阴极的电极反应式为:2H 2e =H2,所以电解一段时间后,阴极室溶液中的 pH 升高,故 B 错误,C 正确;因为磷酸是三元酸
47、,所以阴极室溶液中的溶质也可能含有磷酸氢铵和磷酸二氢铵,故 D 错误。故选 C。23如图所示,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和 NaCl 溶液的 U 形管中,下列分析正确的是( )AK 1闭合,铁棒上发生的反应为 2H 2e =H2BK 1闭合,石墨棒周围溶液 pH 逐渐升高CK 2闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法DK 2闭合,电路中通过 0.002NA个电子时,两极共产生 0.001 mol 气体解析:K 1闭合时,该装置构成原电池,铁作负极,发生氧化反应,电极反应式是2Fe4e =2Fe2 ,A 错误;石墨棒作正极,发生的电极反应式为 2H2OO 24e =4OH ,故石墨棒周围溶液 pH 逐渐升高,B 正确;K 2闭合时,该装置构成了电解池,C 作阳极,F