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1、专题六电化学基础 第一篇高考选择题满分策略 真题调研洞察规律 角度一原电池原理和化学电池 栏目索引 角度二电解原理及应用 角度三电化学原理的综合判断 真题调研洞察规律 1 2017 全国卷 11 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 答案 解析 2 3 1 解析钢管桩接电源的负极 高硅铸铁接电源的正极 通电后 外电路中的电子
2、从高硅铸铁 阳极 流向正极 从负极流向钢管桩 阴极 A B正确 C项 题给信息高硅铸铁为 惰性辅助阳极 不损耗 错误 2 3 1 2 2017 全国卷 11 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H2SO4 H2C2O4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 Al3 3e AlD 硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 答案 解析 2 3 1 2 3 1 解析A项 根据电解原理可知 Al要形成氧化膜 化合价升高失电子 因此铝为阳极 正确 B项 阴极仅作导体 可选用不锈钢网 且不锈钢网接触面积大 能增加电解效率
3、正确 C项 阴极应为氢离子得电子生成氢气 错误 D项 电解时 阴离子移向阳极 正确 3 2017 全国卷 11 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16Li xS8 8Li2Sx 2 x 8 下列说法错误的是A 电池工作时 正极可发生反应 2Li2S6 2Li 2e 3Li2S4B 电池工作时 外电路中流过0 02mol电子 负极材料减重0 14gC 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 答案 解析 2 3 1 解析A项 原电池电解质中阳离子移向正极 根据全固态锂硫电池工作原理图示中L
4、i 移动方向可知 电极a为正极 正极发生还原反应 由总反应可知正极依次发生S8 Li2S8 Li2S6 Li2S4 Li2S2的还原反应 正确 B项 电池工作时负极电极方程式为Li e Li 当外电路中流过0 02mol电子时 负极消耗的Li的物质的量为0 02mol 其质量为0 14g 正确 C项 石墨烯具有良好的导电性 故可以提高电极a的导电能力 正确 D项 电池充电时为电解池 此时电解总反应为8Li2Sx16Li xS8 2 x 8 故Li2S2的量会越来越少 错误 2 3 1 角度一原电池原理和化学电池 1 构建原电池模型 类比分析原电池工作原理 高考必备 构建如图Zn Cu H2SO
5、4原电池模型 通过类比模型 结合氧化还原反应知识 如 化合价的变化 得失电子情况等 能迅速判断原电池的正 负极 弄清楚外电路中电子的移动情况和内电路中离子的移动情况 准确书写电极反应式和电池总反应式 掌握原电池的工作原理 2 化学电源中电极反应式书写的思维模板 1 明确直接产物 根据负极氧化 正极还原 明确两极的直接产物 2 确定最终产物 根据介质环境和共存原则 找出参与的介质粒子 确定最终产物 3 配平 根据电荷守恒 原子守恒配平电极反应式 注意 H 在碱性环境中不存在 O2 在水溶液中不存在 在酸性环境中结合H 生成H2O 在中性或碱性环境中结合H2O 生成OH 若已知总反应式时 可先写出
6、较易书写的一极的电极反应式 然后在电子守恒的基础上 总反应式减去较易写出的一极的电极反应式 即得较难写出的另一极的电极反应式 3 有关原电池解题的思维路径 例1 2016 全国卷 11 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 典例剖析 答案 解析 解题思路 解题思路 解析根据题意 Mg 海水 AgCl电池总反应式为Mg 2AgCl MgCl2 2Ag A项 负极反应式为Mg 2e Mg2 正确 B项 正极
7、反应式为2AgCl 2e 2Cl 2Ag 错误 C项 对原电池来说 阴离子由正极移向负极 正确 D项 由于镁是活泼金属 则负极会发生副反应Mg 2H2O Mg OH 2 H2 正确 例2锂 铜空气燃料电池容量高 成本低 具有广阔的发展前景 该电池通过一种复杂的铜腐蚀 现象 产生电能 其中放电过程为2Li Cu2O H2O 2Cu 2Li 2OH 下列说法错误的是A 放电时 Li 透过固体电解质向Cu极移动B 放电时 正极的电极反应式为O2 2H2O 4e 4OH C 通空气时 铜被腐蚀 表面产生Cu2OD 整个反应过程中 氧化剂为O2 解题思路结合原电池结构 明确原电池的工作原理 结合总反应方
8、程式判断电极及电极反应式是解本题的关键 解答时注意结合装置图和题干信息分析判断 答案 解析 解题思路 解析因为原电池放电时 阳离子移向正极 所以Li 透过固体电解质向Cu极移动 A正确 由总反应方程式可知Cu2O中Cu元素化合价降低 被还原 正极反应式应为Cu2O H2O 2e 2Cu 2OH B错误 放电过程为2Li Cu2O H2O 2Cu 2Li 2OH 可知通空气时 铜被腐蚀 表面产生Cu2O C正确 由C项分析知 Cu先与O2反应生成Cu2O 放电时Cu2O重新生成Cu 则整个反应过程中 Cu相当于催化剂 O2为氧化剂 D正确 经典精练 1 锌铜原电池装置如图所示 其中阳离子交换膜只
9、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 减小C 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 答案 解析 2 3 1 4 5 6 7 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 不变 错误 C项 在乙池中Cu2 2e Cu 同时甲池中的Zn2 通过阳离子交换膜进入乙池中 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
10、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 阴离子是不能通过交换膜的 错误 2 3 1 4 5 6 7 2 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 答案 解析 2 3 1 4 5 6 7 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C6H12O6 6O2 6CO2 6H2O 解析由电池结构图可知 在正极上氧气得到电子发生还原反应 与移向正极的H 反应生成水 A错误 微生物在反应中促进葡萄糖的氧化 即促进了电子的转移 B正确 利用原电池工作
11、原理知 质子可通过质子交换膜由负极区移向正极区 C正确 该电池的总反应为葡萄糖发生氧化反应生成二氧化碳和水 D正确 2 3 1 4 5 6 7 3 锂锰电池的体积小 性能优良 是常用的一次电池 该电池反应原理如图所示 其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中 Li 通过电解质迁移入MnO2晶格中 生成LiMnO2 下列有关说法正确的是 答案 解析 2 3 1 4 5 6 7 A 外电路的电流方向是由a极流向b极B 电池正极反应式为MnO2 e Li LiMnO2C 可用水代替电池中的混合有机溶剂D 每转移0 1mol电子 理论上消耗Li的质量为3 5g 解析Li是负极 MnO2是正极 且Li是
12、活泼金属 能与水直接反应 4 一种熔融碳酸盐燃料电池原理如图所示 下列有关该电池的说法正确的是 2 3 1 4 5 6 7 A 反应CH4 H2O3H2 CO 每消耗1molCH4转移12mol电子B 电极A上H2参与的电极反应为H2 2OH 2e 2H2OC 电池工作时 向电极B移动D 电极B上发生的电极反应为O2 2CO2 4e 2 答案 解析 解析A项 则该反应中每消耗1molCH4转移6mol电子 错误 该电池的传导介质为熔融的碳酸盐 所以A电极即负极上H2参与的电极反应为H2 2e CO2 H2O 错误 C项 原电池工作时 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
13、参与的电极反应为O2 4e 2CO2 正确 2 3 1 4 5 6 7 新题预测5 科学家设想 N2和H2为反应物 以溶有A的稀盐酸为电解质溶液 可制造出既能提供电能又能固氮的新型燃料电池 装置如图所示 下列说法不正确的是A 通入N2的电极发生的电极反应式为N2 6e 8H B 反应过程中溶液的pH会变大 故需要加入盐酸C 该电池外电路电流从通入H2的电极流向通入N2的电极D 通入H2的电极为负极 A为NH4Cl 答案 解析 2 3 1 4 5 6 7 解析A项 该电池的原理是合成氨 所以正极是氮气发生还原反应 电极反应式为N2 6e 8H 正确 B项 反应过程中 H 不断被消耗 pH变大 需
14、要加入盐酸 正确 C项 该装置是原电池装置 电流由正极通过外电路流向负极 即由通入氮气的电极沿外电路流向通入氢气的电极 错误 D项 通入H2的电极为负极 A为NH4Cl 正确 2 3 1 4 5 6 7 A 石墨电极作正极 发生还原反应B 铂电极的电极反应式 C8H18 16H2O 50e 8CO2 50H C H 由质子交换膜左侧向右侧迁移D 每消耗5 6LO2 电路中通过1mol电子 6 为了强化安全管理 某油库引进一台空气中汽油含量的测量仪 其工作原理如图所示 用强酸性溶液作电解质溶液 下列说法不正确的是 答案 解析 2 3 1 4 5 6 7 解析由图像知 石墨电极通入O2 发生还原反
15、应O2 4e 4H 2H2O A项不符合题意 铂电极上发生氧化反应 电极反应式为C8H18 16H2O 50e 8CO2 50H B项不符合题意 在原电池中 阳离子向正极迁移 阴离子向负极迁移 C项不符合题意 由于没有指明反应温度和压强 不能通过体积计算O2的物质的量 也就无法确定转移电子的物质的量 D项符合题意 2 3 1 4 5 6 7 A 放电时 Li 向负极移动B 充电时 阳极质量减小 阴极质量增加C 放电时 正极的电极反应为 10e 6S2 D 可用LiCl水溶液代替聚合物电解质 7 最新发明的一种有望用在电动汽车上的锂 硫电池装置如图所示 用有机聚合物作电解质 已知放电时电池反应为
16、Li2S6 10Li 6Li2S 下列说法正确的是 答案 解析 2 3 1 4 5 6 7 解析在原电池中 阳离子向正极迁移 A项错误 充电时 阳极发生氧化反应 电极反应式为6S2 10e 阴极发生还原反应 电极反应式为Li e Li B项正确 放电时 正极发生还原反应 电极反应式为 10e 6S2 C项错误 由于Li是活泼金属 能与水发生剧烈反应 D项错误 2 3 1 4 5 6 7 角度二电解原理及应用 1 构建电解池模型 类比分析电解基本原理 高考必备 构建如图电解CuCl2溶液模型 通过类比模型 结合氧化还原反应知识 如 化合价的变化 得失电子情况等 能迅速判断电解池的阴 阳极 弄清楚外电路中电子的移动情况和内电路中离子的移动情况 准确判断离子的放电顺序并书写电极反应式和电解总反应式 掌握电解基本原理 2 六点 突破电解应用题 1 分清阴 阳极 与电源正极相连的为阳极 与电源负极相连的为阴极 两极的反应为 阳氧阴还 2 剖析离子移向 阳离子移向阴极 阴离子移向阳极 3 注意放电顺序 4 书写电极反应式 注意得失电子守恒 5 正确判断产物 阳极产物的判断首先看电极 如果是活性电极
