专题12 电化学基本原理

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1、 专题电化学基本原理12 12019MV新课标 利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时2+/MV+在电极与酶之间传递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是 A 相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能 BH阴极区，在氢化酶作用下发生反应2+2MV2+2H+2MV+ CN正极区，固氮酶为催化剂，2 发生还原反应生成 NH3 D 电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【答案】B 【解析】 【分析】 由生物燃料电池的示意图可知，左室电极为燃料电池的负极，MV+在负极失电子发生氧化反 应生成 MV2+ ，电极反应式为 MV+e= MV2+ ，放电生成的 MV2+ 在氢化酶

2、的作用下与 H2反应生成H+ 和 MV+ ，反应的方程式为 H2+2MV2+=2H+2MV+； 右室电极为燃料电池的正极，MV2+在正极得电 子发生还原反应生成 MV+ ，电极反应式为 MV2+e= MV+ ，放电生成的 MV+ 与 N2在固氮酶的作用 下反应生成 NH3 和 MV2+ ，反应的方程式为 N2+6H+6MV+=6MV2+NH3，电池工作时，氢离子通过交换膜由负极向正极移动。 【详解】 项、相比现有工业合成氨，该方法选用酶作催化剂，条件温和，同时利用AMV+和MV2+ 的相互转化，化学能转化为电能，故可提供电能，故正确；A BMV项、左室为负极区，+ 在负极失电子发生氧化反应生成

3、 MV2+ ，电极反应式为 MV+e= MV2+ ，放电生成的 MV2+ 在氢化酶的作用下与 H2 反应生成 H+ 和 MV+，反应的方程式为H2+2MV2+=2H+2MV+ ，故错误；B CMV项、右室为正极区，2+ 在正极得电子发生还原反应生成 MV+ ，电极反应式为 MV2+e= MV+ ，放电生成的 MV+ 与 N2 在固氮酶的作用下反应生成 NH3 和 MV2+ ，故正确；C 关注微信公众号：加油高三 DD 项、电池工作时，氢离子（即质子）通过交换膜由负极向正极移动，故正确。 故选 。B 【点睛】本题考查原池原理的应用，注意原电池反应的原理和离子流动的方向，明确酶的作用是解题的关键。

4、 2 2019新课标 为提升电池循环效率和稳定性， 科学家近期利用三维多孔海绵状（Zn3DZnZnO3D ZnNiOOH）可以高效沉积的特点，设计了采用强碱性电解质的二次电池，结构如下图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2 O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s) 。放电充电下列说法错误的是 AZnZnO 三维多孔海绵状具有较高的表面积，所沉积的分散度高BNi(OH)充电时阳极反应为2(s)+OH(aq) eNiOOH(s)+H2O(l) CZn(s)+2OH放电时负极反应为(aq) 2eZnO(s)+H2O(l) DOH放电过程中通过隔膜从负极区移向正极区 【答案】D 【

5、解析】 、三维多孔海绵状具有较高的表面积，吸附能力强，所沉积的分散度高，AZnZnOA正确； BNi(OH)、充电相当于是电解池，阳极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知阳极是2 失去电子转化为，电极反应式为NiOOHNi(OH)2(s)OH (aq) e NiOOH(s)H2 O(l)，B 正确； C、放电时相当于是原电池，负极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知负极反应式 为Zn(s)2OH (aq) 2e ZnO(s)H2 O(l)C ， 正确； DOH、原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则放电过程中 通过隔膜从正极区 移向负极区， 错误。D 答案选 。D 关注微信公众

6、号：加油高三 32019天津 我国科学家研制了一种新型的高比能量锌 碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。 下列叙述不正确的是 Aa 放电时， 电极反应为B 放电时，溶液中离子的数目增大 Cb 充电时， 电极每增重，溶液中有被氧化0.65g0.02mol I Da 充电时， 电极接外电源负极【答案】D 【解析】 【分析】 放电时，是负极，负极反应式为ZnZn2e Zn2 ，正极反应式为 I2Br +2e =2I +Br ，充 电时，阳极反应式为 Br +2I 2e =I2Br 、阴极反应式为 Zn2+2e =Zn，只有阳离子能穿过交换膜，阴离子不能穿过

7、交换膜，据此分析解答。 【详解】 、放电时， 电极为正极，碘得电子变成碘离子，正极反应式为AaI2Br +2e =2I +Br ，故正确；A BI、放电时，正极反应式为2Br +2e =2I +Br ，溶液中离子数目增大，故正确；B C、充电时，bZn电极反应式为2+2e =Zn，每增加，转移电子，阳极反应式0.65g0.02mol 为 Br +2I 2e =I2Br ，有 0.02molI 失电子被氧化，故正确；C DaD 、充电时， 是阳极，应与外电源的正极相连，故错误； 故选 。D 【点睛】本题考查化学电源新型电池，会根据电极上发生的反应判断正负极是解本题关键，关注微信公众号：加油高三

8、会正确书写电极反应式，易错选项是 ，正极反应式为BI2Br +2e =2I +Br ，溶液中离子数目增大。 42019NaCl江苏 将铁粉和活性炭的混合物用溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是 AFe 3e铁被氧化的电极反应式为Fe3+ B 铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C 活性炭的存在会加速铁的腐蚀DNaCl 以水代替溶液，铁不能发生吸氧腐蚀【答案】C 【解析】 【分析】 根据实验所给条件可知，本题铁发生的是吸氧腐蚀，负极反应为：Fe2e=Fe2+；正极反应为：O2+2H2O +4e=4OH；据此解题； 【详解】在铁的电化学腐蚀中，铁单质失去

9、电子转化为二价铁离子，即负极反应为：A.Fe2e=Fe2+ ，故错误；A B.B 铁的腐蚀过程中化学能除了转化为电能，还有一部分转化为热能，故错误； C.活性炭与铁混合， 在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池， 加速了铁的腐蚀， 故正确 ；C D.D以水代替氯化钠溶液，水也呈中性，铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐蚀，故错误； 综上所述，本题应选 C. 【点睛】本题考查金属铁的腐蚀。根据电解质溶液的酸碱性可判断电化学腐蚀的类型，电解质溶液为酸性条件下，铁发生的电化学腐蚀为析氢腐蚀，负极反应为：Fe2e=Fe2+；正极反应为：2H+ +2e=H2；电解质溶液为碱性或中性条件下，发生吸氧腐蚀，负极反

10、应为：Fe2e=Fe2+；正极反应为：O2+2H2O +4e=4OH。 关注微信公众号：加油高三 5. 2019浙江选考 化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。 下列说法不正确的是 A. Zn2+ 向电极方向移动，电极附近溶液中CuCuH+浓度增加 B.Ag正极的电极反应式为2O2eH2 O2Ag2OH C. 锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D. 使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降【答案】A 【解析】 【详解】A.ZnCu较活泼，做负极，ZnZn失电子变2+，电子经导线转移到铜电极，铜电极负 电荷变多，吸引了溶液中的阳离子，因而 Zn2+ 和 H+迁移至铜电极，H

11、+氧化性较强，得电子变H2 ，因而 c(H+ )A 减小， 项错误；B. Ag2 O 作正极，得到来自失去的电子，被还原成结合作电解液，故电极反应式ZnAg,KOH 为 Ag2O2eH2 O2Ag2OH ， 项正确；B C.Zn 为较活泼电极，做负极，发生氧化反应，电极反应式为 Zn2e=Zn2+，锌溶解，因而锌 筒会变薄， 项正确；C D.PbO铅蓄电池总反应式为2 + Pb + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O，可知放电一段时间后，关注微信公众号：加油高三H2SO4 不断被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降， 项正确。D 故答案选 。A 62019新课标节选 环戊二烯（）

12、是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题： （ ）环戊二烯可用于制备二茂铁（4Fe(C5H5)2 ，结构简式为），后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有 溴化钠（电解质）和环戊二烯的溶液（为惰性有机溶剂）。DMFDMF 该电解池的阳极为， 总反应为。 电解制备需要在_无水条件下进行，原因为。_ 【答案】 （ ）电极4Fe Fe+2+H2（Fe+2C5H6Fe(C5H5)2+H2） 水会阻碍中间物的生成；水会电解生成NaOH ，进一步与 Fe2+ 反应生成 Fe(OH)2 【解析】 （ ）根据阳极升失氧可知为阳极；根据题干

13、信息4FeFe2e=Fe2+，电解液中钠离子起到催化剂的作用使得环戊二烯得电子生成氢气， 同时与亚铁离子结合生成二茂铁， 故电极 反应式为 Fe+2=+H2 ；电解必须在无水条件下进行，因为中间产物会与水Na反应生成氢氧化钠和氢气，亚铁离子会和氢氧根离子结合生成沉淀； 关注微信公众号：加油高三 答案 ： Fe 电极 ； Fe+2=+H2（Fe+2C5H6=FeC（2H5）2+ H2 ） ； 水会阻碍中间物 Na 的生成；水会电解生成 OH ，进一步与 Fe2+ 反应生成（）FeOH2。 72019新课标节选 近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯

14、化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题： （ ） 在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上， 科学家最近采用碳基电极材料设计了4一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示： 负极区发生的反应有（写反应方程式）。电路中转移_1 mol电子，需消耗氧气（标准状况）。_L 【答案】 （ ）4Fe3+e=Fe2+，4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O 5.6 【解析】 （ ）电解过程中，负极区即阴极上发生的是得电子反应，元素化合价降低，属于还4原反应， 则图中左侧为负极反应， 根据图示信息知电极反应为 ： Fe3+e Fe2+ 和 4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H

15、2 O1 mol；电路中转移电子，根据电子得失守恒可知需消耗氧气的物质的量是 1mol40.25mol0.25mol22.4L/mol5.6L ，在标准状况下的体积为。 82019 北京节选 氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。 （ ）可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如下。通过控制开关连接2K1 或 K2 ，可交替得到 H2 和 O2。 关注微信公众号：加油高三 制 H2 时，连接。产生_H2的电极反应式是。_ 改变开关连接方式，可得 O2。 结 合 和 中 电 极的 电 极 反 应 式 ， 说 明 电 极的 作 用 ：33_ 。【答案】 （ ）2K1

16、2H2O+2e=H2+2OH K连接1 或 K2 时，电极分别作为阳极材料和阴3 极材料，并且和NiOOHNi(OH)2相互转化提供电子转移 【解析】 （ ）电极生成2H2 时，根据电极放电规律可知 H+得到电子变为氢气，因而电极须 连接负极， 因而制 H2 时， 连接 K1 ， 该电池在碱性溶液中， 由 H2 OH提供+ ， 电极反应式为 2H2O+2e=H2+2OH； 电极上和3NiOOHNi(OH)2 相互转化，其反应式为 NiOOH+e+H2O Ni(OH)2+OH ，当连接 K1时，Ni(OH)2 失去电子变为，当连接NiOOHK2 时，NiOOHNi(OH)得到电子变为2，因而作用是 连接 K1 或 K2 时，电极分别作为阳极材料和阴极材料，并且和3NiOOHNi(OH)2相互转化提供电子转移。 92019CO江苏节选2的资源化利用能有效减少CO2排放，充分利用碳资源。 （ ）电解法转化2CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制的原理示意图如下。HCOOH 写出阴极CO2还原为HCOO的电极反应式：。 关注微信公众号：加油高三电解一段时间后，阳极区的KHCO3溶液浓度降低