新课标Ⅱ高考化学一轮复习专题十一电化学.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,专题十一电化学,高考化学,(课标,专用),考点一原电池的工作原理金属的电化学腐蚀与防护,1.,(2018课标,12,6分)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO,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,2Na,2,CO,3,+C。下列说法错误的是,(),A.放电时,Cl,向负极移动,B.充电时释放CO,2,放电时吸收CO,2,C.放电时,正极反应为:3CO,2,+4e,-,2C,+C,D.充电时,正极反应为:Na,+,+e,-,Na,五年高考,A组,统一命题,课标卷题组,答案D,本题考查二次电池的工作原理。放电时,负极反应为:4Na-4e,-,4Na,+,正极反应为,3CO,2,+4e,-,C+2C,;Na,+,移向正极,C,、Cl,移向负极,A、C正确;充电过程与放电过程相,反,B正确;充电时,阳极反应为2C,+C-4e,-,3CO,2,D错误。,规律总结,二次电池充、放电的电极判断,二次电池充电时,“正接正、负接负”;放电时的正极为充电时的阳极;放电时的负极为充电时,的阴极。,2.,(2018课标,11,6分)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Li,2,O,2-,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Li,2,O,2-,x,2Li+(1-,)O,2,答案D,本题考查原电池原理和电解原理的综合运用。A项,依据题意和可充电电池装置图,判断出,放电时锂电极作负极,多孔碳材料电极作正极,错误;B项,在原电池中,外电路电子由负,极流向正极,即放电时,外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极,错误;C项,充电时,电解质溶,液中的阳离子向阴极区迁移,即Li,+,向锂电极区迁移,错误;D项,充电时,Li,+,在阴极区得到电子生,成Li,阳极区生成O,2,即电池总反应为Li,2,O,2-,x,2Li+(1-,)O,2,正确。,方法技巧,可充电电池的工作原理,可充电电池中,放电过程用原电池原理分析,充电过程用电解原理分析;分析电化学问题,时,先判断出电极,然后根据工作原理分析。,3.,(2016课标,11,6分)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,-,Mg,2+,B.正极反应式为Ag,+,+e,-,Ag,C.电池放电时Cl,-,由正极向负极迁移,D.负极会发生副反应Mg+2H,2,O,Mg(OH),2,+H,2,答案B,Mg-AgCl电池中,Mg为负极,AgCl为正极,故正极反应式应为AgCl+e,-,Ag+Cl,-,B,项错误。,思路分析,AgCl为正极材料,得电子生成Ag和Cl,-,正极附近溶液中,c,(Cl,-,)逐渐增大,负极周围,Mg,2+,浓度逐渐增大,故Cl,-,向负极移动,Mg,2+,向正极移动。,关联知识,Mg可以和热水缓慢反应生成Mg(OH),2,和H,2,。,4.,(2015课标,11,6分,0.588)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,的是,(),A.正极反应中有CO,2,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C,6,H,12,O,6,+6O,2,6CO,2,+6H,2,O,答案A,根据微生物电池工作原理示意图可知:C,6,H,12,O,6,在负极上发生氧化反应,电极反应式,为C,6,H,12,O,6,-24e,-,+6H,2,O,6CO,2,+24H,+,;O,2,在正极上发生还原反应,电极反应式为6O,2,+24e,-,+,24H,+,12H,2,O。负极有CO,2,生成,A项错误;B项,微生物促进了反应中电子的转移,正确;C项,质,子通过交换膜从负极区移向正极区,正确;D项,电池总反应为C,6,H,12,O,6,+6O,2,6CO,2,+6H,2,O,正,确。,规律方法,微生物电池也是燃料电池的一种,其实质还是氧化还原反应。,5.,(2016课标,11,6分)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+O,2,+4OH,-,+2H,2,O,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:Zn+4OH,-,-2e,-,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),答案C,充电时为电解池,溶液中的阳离子向阴极移动,发生的反应为2Zn(OH,2Zn+,O,2,+4OH,-,+2H,2,O,电解质溶液中,c,(OH,-,)增大,故A项、B项均错误;放电时负极反应为Zn+4OH,-,-2e,-,Zn(OH,故C项正确;每消耗1 mol O,2,电路中通过4 mol电子,故D项错误。,规律方法,1.,;,2.失电子,;,3.原电池充电时:正极接电源正极,电池正极变阳极。,解题关键,充电时:,阳极:4OH,-,-4e,-,2H,2,O+O,2,阴极:2Zn(OH,+4e,-,2Zn+8OH,-,总反应:2Zn(OH,2Zn+2H,2,O+O,2,+4OH,-,6.,(2017课标,11,6分)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S,8,材料,电池反应为:16Li+,x,S,8,8Li,2,S,x,(2,x,8)。下列说法错误的是,(),A.电池工作时,正极可发生反应:2Li,2,S,6,+2Li,+,+2e,-,3Li,2,S,4,B.电池工作时,外电路中流过0.02 mol电子,负极材料减重0.14 g,C.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Li,2,S,2,的量越多,答案D,电池工作时为原电池,电池内部阳离子向正极移动,根据图示中Li,+,移动方向可知,电,极a为正极,依次发生S,8,Li,2,S,8,Li,2,S,6,Li,2,S,4,Li,2,S,2,的转化,A正确;电池工作时负极反应式为Li-,e,-,Li,+,当转移0.02 mol电子时,负极消耗的Li的物质的量为0.02 mol,质量为0.14 g,B正确;石,墨烯具有导电性,可以提高电极a的导电能力,C正确;电池充电时为电解池,此时Li,2,S,2,的量越来,越少,D错误。,思路分析,结合反应原理,根据元素化合价的变化,判断放电时的正、负极,再结合电解质的性,质书写电极反应式。,7.,(2017课标,11,6分)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C,本题考查外加电流的阴极保护法。将被保护的金属(钢管桩)与电源的负极相连,防,止钢管桩被腐蚀,外加保护电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流,故其表面腐蚀电流接近,于零,A项正确;高硅铸铁为惰性辅助阳极,阳极上发生氧化反应,失去电子,电子从高硅铸铁流,向钢管桩,B项正确;高硅铸铁为惰性辅助阳极,只是用于传递电流,故阳极材料不损耗,C项错,误;金属的腐蚀受环境的影响,故通入的电流要根据环境条件的变化及时进行调整,D项正确。,审题技巧,本题易因忽视高硅铸铁为惰性辅助阳极而导致出错。通常除金、铂以外的金属,作为阳极材料,是活性电极,优先于溶液中的粒子放电,且起到导电作用。此题指出惰性辅助阳,极,“惰性”说明在此条件下铁不放电,只是起导电作用(辅助)。做题时,应“具体问题具体分,析”,不能一味地“按章办事”。,8.,(2015课标,26,14分,0.182)酸性锌锰干电池是一种一次性电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是由碳粉、MnO,2,、ZnCl,2,和NH,4,Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生,MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示:,溶解度/(g/100 g水),温度/,化合物,0,20,40,60,80,100,NH,4,Cl,29.3,37.2,45.8,55.3,65.6,77.3,ZnCl,2,343,395,452,488,541,614,化合物,Zn(OH),2,Fe(OH),2,Fe(OH),3,K,sp,近似值,10,-17,10,-17,10,-39,回答下列问题:,(1)该电池的正极反应式为,电池反应的离子方程式为,。,(2)维持电流强度为0.5 A,电池工作5分钟,理论上消耗锌,g。(已知,F,=96 500 Cmol,-1,),(3)废电池糊状填充物加水处理后,过滤,滤液中主要有ZnCl,2,和NH,4,Cl,二者可通过,分离回收;滤渣的主要成分是MnO,2,、,和,欲从中得到较纯的,MnO,2,最简便的方法为,其原理是,。,(4)用废电池的锌皮制备ZnSO,4,7H,2,O的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是:加稀H,2,SO,4,和H,2,O,2,溶解,铁变为,加碱调节至pH为,时,铁刚好沉淀完全(离子浓度小于,1,10,-5,molL,-1,时,即可认为该离子沉淀完全);继续加碱至pH为,时,锌开始沉淀(假定Zn,2+,浓度为0.1 molL,-1,)。若上述过程不加H,2,O,2,后果是,原因是,。,答案,(1)MnO,2,+H,+,+e,-,MnOOH,2MnO,2,+Zn+2H,+,2MnOOH+Zn,2+,(每空1分,共2分),注:式中Zn,2+,可写为Zn(NH,3,、Zn(NH,3,),2,Cl,2,等,H,+,可写为N,(2)0.05(2分),(3)加热浓缩、冷却结晶碳粉MnOOH空气中加热,碳粉转变为CO,2,MnOOH氧化为MnO,2,(每空1分,共5分),(4)Fe,3+,2.76Zn,2+,和Fe,2+,分离不开Fe(OH),2,和Zn(OH),2,的,K,sp,相近(每空1分,共5分),解析,(1)该电池为酸性锌锰干电池,电极反应式为负极:Zn-2e,-,Zn,2+,正极:2MnO,2,+2e,-,+2H,+,2MnOOH。(2)电量,Q,=,It,=0.5 A,5,60 s=150 C,则,m,(Zn)=,65 gmol,-1,=,0.05 g。(3)由表格中信息可知,ZnCl,2,的溶解度受温度影响较大,NH,4,Cl的溶解度受温度影响较小,故可通过加热浓缩、冷却结晶的方法分离。(4),K,sp,Fe(OH),3,=,c,(Fe,3+,),c,3,(OH,-,)=1,10,-5,c,3,(OH,-,)=1,10,-39,c,(OH,-,)=10,-11.3,molL,-1,pOH=11.3,则pH=2.7。,K,sp,Zn(OH),2,=,c,(Zn,2+,),c,2,(OH,-,)=0.1,c,2,(OH,-,)=1,10,-17,c,(OH,-,)=10,-8,molL,-1,pOH=8,则pH=6。因Zn(OH),2,和Fe(OH),2,的,K,sp,接近,若不用H,2,O,2,将Fe,2+,氧化为Fe,3+,沉淀Zn,2+,时,Fe,2+,也可转化为Fe(OH),2,沉淀,而使制得的ZnSO,4,7H,2,O不纯净。,审题方法,题目给出相关物质的,K,sp,说明在分离除杂的过程中,可以利用溶解性,采用调节pH,的方法将杂质成分除去。,疑难突破,除去,Fe,元素的基本思路是先将其氧化成,Fe,3+,然后采用调节,pH,的方式,将,Fe,3+,转化成,沉淀而过滤除去。,考点二电解原理及其应用,1.,(2018课标,13,6分)最近我国科学家设计了一种CO,2,+H,2,S协同转化装置,实现对天然气中CO,2,和H,2,S的高效去除。示意图如下图所示,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+,-e,-,EDTA-Fe,3+,2EDTA-Fe,3+,+H,2,S,2H,+,+S+2EDTA-Fe,2+,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+H,2,O,B.协同转化总反应:CO,2,+H,2,S,CO+H,2,O+S,C.石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的低,D.若采用Fe,3+,/Fe,2+,取代EDTA-Fe,3+,/EDTA-Fe,2+,溶液需为酸性,答案C,本题考查电解原理的应用。由石墨烯电极区反应可知该极发生氧化反应,为阳,极,则ZnO石墨烯为阴极。阴极的电极反应为:CO,2,+2H,+,+2e,-,CO+H,2,O,A正确;装置工作时,涉及三个反应,Fe,2+,与Fe,3+,的转化循环进行,总反应为CO,2,与H,2,S之间的反应,根据得失电子守恒,可知总反应为:CO,2,+H,2,S,CO+H,2,O+S,B正确;石墨烯与电源正极相连,ZnO石墨烯与电源,负极相连,故石墨烯上的电势比ZnO石墨烯上的高,C错误;Fe,2+,、Fe,3+,均在酸性环境中稳定存,在,D正确。,审题技巧,解题的关键是电极名称的确定。如本题中CO,2,CO为还原反应阴极,Fe,2+,Fe,3+,为氧化反应阳极。,2.,(2017课标,11,6分)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H,2,SO,4,-H,2,C,2,O,4,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:Al,3+,+3e,-,Al,D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动,答案C,本题考查电解原理的应用。,O,3,发生氧化反应,故铝质工件为阳极,A正确;阴,极材料应为金属或导电的非金属,可选用不锈钢网,B正确;电解质溶液中含有大量H,+,故阴极的,电极反应式为2H,+,+2e,-,H,2,C不正确;在电解池中,阴离子移向阳极,D正确。,知识拓展,电解原理的应用,1.电解原理在“金属防腐”中的应用。如:外加电流的阴极保护法。,2.电解原理在“物质制备”中的应用。如:尿素CO(NH,2,),2,制氢气。,3.电解原理在“环境治理”中的应用。如:用电解法消除CN,-,。,3.,(2016课标,11,6分)三室式电渗析法处理含Na,2,SO,4,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S,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S,离子向正极迁移,正极区溶液pH增大,B.该法在处理含Na,2,SO,4,废水时可以得到NaOH和H,2,SO,4,产品,C.负极反应为2H,2,O-4e,-,O,2,+4H,+,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O,2,生成,答案B,负极区(阴极)电极反应为:4H,+,+4e,-,2H,2,正极区(阳极)电极反应为:4OH,-,-4e,-,2H,2,O+O,2,。A项,通电后S,向正极移动,正极区OH,-,放电,溶液酸性增强,pH减小;C项,负,极反应为4H,+,+4e,-,2H,2,溶液pH增大;D项,当电路中通过1 mol电子的电量时,会有0.25 mol,O,2,生成。,思路梳理,1.通电前:电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括由水电离出的H,+,和OH,-,)。,2.通电时:阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,结合放电顺序分析谁优先放电(注意活泼金属作,阳极时,活泼金属优先放电)。,3.正确书写电极反应式,要注意原子数、电荷数是否守恒。,4.能结合题目要求分析电解时的各种变化情况,如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度,的变化、pH的变化等。,解题关键,解本题的关键点在于写出阴、阳两极的电极反应式,然后分析中间隔室中Na,+,、,S,的移动方向。,4.,(2014课标,12,6分,0.347)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LiMn,2,O,4,Li,1-,x,Mn,2,O,4,+,x,Li,C.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,答案C,由图可知,b极(Li电极)为负极,a极为正极,放电时,Li,+,从负极(b)向正极(a)迁移,A项、,D项正确;该电池放电时,负极:,x,Li-,x,e,-,x,Li,+,正极:Li,1-,x,Mn,2,O,4,+,x,Li,+,+,x,e,-,LiMn,2,O,4,a极Mn元,素的化合价发生变化,C项错误;由放电反应可得充电时的反应,B项正确。,规律方法,对于原电池,负极流出电子,发生失电子的氧化反应;正极流入电子,发生得电子的,还原反应;在原电池内部,通过电解质电离出来的阴、阳离子的定向移动形成内电路。,5.,(2018课标,27,14分)焦亚硫酸钠(Na,2,S,2,O,5,)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回,答下列问题:,(1)生产Na,2,S,2,O,5,通常是由NaHSO,3,过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方程式,。,(2)利用烟道气中的SO,2,生产Na,2,S,2,O,5,的工艺为:,pH=4.1时,中为,溶液(写化学式)。,工艺中加入Na,2,CO,3,固体、并再次充入SO,2,的目的是,。,(3)制备Na,2,S,2,O,5,也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO,2,碱吸收液中含有NaHSO,3,和,Na,2,SO,3,。阳极的电极反应式为,。电解后,室的NaHSO,3,浓度,增加。将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na,2,S,2,O,5,。,(4)Na,2,S,2,O,5,可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na,2,S,2,O,5,残留量时,取50.00 mL葡萄酒样,品,用0.010 00 molL,-1,的碘标准液滴定至终点,消耗10.00 mL。滴定反应的离子方程式为,该样品中Na,2,S,2,O,5,的残留量为,gL,-1,(以SO,2,计)。,答案,(1)2NaHSO,3,Na,2,S,2,O,5,+H,2,O,(2)NaHSO,3,得到NaHSO,3,过饱和溶液,(3)2H,2,O-4e,-,O,2,+4H,+,a,(4)S,2,+2I,2,+3H,2,O,2S,+4I,-,+6H,+,0.128,解析,本题考查工艺流程、电解原理的应用、氧化还原滴定与计算。,(1)NaHSO,3,与Na,2,S,2,O,5,中硫元素化合价均为+4价,根据观察法配平反应方程式:2NaHSO,3,Na,2,S,2,O,5,+H,2,O。,(2)中所得溶液的pH=4.1,硫元素的存在形式应为HS,故中为NaHSO,3,溶液。,过程是利用Na,2,CO,3,与NaHSO,3,反应转化为Na,2,SO,3,过程利用SO,2,与Na,2,SO,3,反应生成NaHSO,3,:,Na,2,SO,3,+SO,2,+H,2,O,2NaHSO,3,制得高浓度的NaHSO,3,更有利于Na,2,S,2,O,5,的制备。,(3)根据装置图可知左侧为阳极,溶质为H,2,SO,4,实际放电的是水电离出的OH,-,电极反应式为2H,2,O-,4e,-,O,2,+4H,+,。电解过程中,阳离子(H,+,)向右侧移动,则a室中S,+H,+,HS,NaHSO,3,浓,度增大。,(4)Na,2,S,2,O,5,作食品的抗氧化剂,则具有强还原性,被氧化为S,;S,2,2S,I,2,2I,-,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可配平反应的离子方程式:S,2,+2I,2,+3H,2,O,2S,+4I,-,+6H,+,。,根据滴定反应的离子方程式及硫原子守恒可得如下关系式:,2SO,2,S,2,2I,2,64 g 1 mol,m,(SO,2,)0.010 00 molL,-1,0.010 00 L,m,(SO,2,)=6.4,10,-3,g,则样品中Na,2,S,2,O,5,的残留量为,=0.128 gL,-1,。,方法技巧,守恒法在此题中应用较多。如第(4)问中S,2,与I,2,反应的方程式要利用得失电子,守恒、电荷守恒和原子守恒配平。,考点一原电池的工作原理金属的电化学腐蚀与防护,1.,(2018北京理综,12,6分)验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%,NaCl溶液)。,B,组 自主命题,省（区、市）卷题组,在Fe表面生成蓝色沉淀,试管内无明显变化,试管内生成蓝色沉淀,下列说法,不正确,的是,(),A.对比,可以判定Zn保护了Fe,B.对比,K,3,Fe(CN),6,可能将Fe氧化,C.验证Zn保护Fe时不能用的方法,D.将Zn换成Cu,用的方法可判断Fe比Cu活泼,答案D,本题考查原电池的原理、Fe,2+,的检验等知识。在中,若将Zn换成Cu,此时Fe作负,极,其周围必然会出现Fe,2+,Fe,2+,遇K,3,Fe(CN),6,会出现蓝色沉淀,与原来的实验现象相同,也就,是说,在中无论与Fe连接的金属活动性如何,实验现象都是一样的,所以用的方法无法判断,Fe与Cu的活泼性强弱。,规律方法,做对比实验时,一定要弄清哪些实验条件是相同的,哪些是变化的。,2.,(2014北京理综,8,6分)下列电池工作时,O,2,在正极放电的是,(),A.锌锰电池,B.氢燃料电池,C.铅蓄电池,D.镍镉电池,答案B,氢燃料电池中,负极上H,2,放电,正极上O,2,放电,A、C、D中均不存在O,2,放电,故选B。,3.,(2016江苏单科,7,2分)下列说法正确的是,(),A.氢氧燃料电池工作时,H,2,在负极上失去电子,B.0.1 molL,-1,Na,2,CO,3,溶液加热后,溶液的pH减小,C.常温常压下,22.4 L Cl,2,中含有的分子数为6.02,10,23,个,D.室温下,稀释0.1 molL,-1,CH,3,COOH溶液,溶液的导电能力增强,答案A,A项,原电池工作时,负极失电子,故正确;B项,0.1 molL,-1,Na,2,CO,3,溶液加热后,C,水,解程度变大:C,+H,2,O,HC,+OH,-,溶液碱性增强,pH增大,故错误;C项,常温常压下,22.4 L,Cl,2,的物质的量不是1 mol,故错误;D项,室温下,稀释0.1 molL,-1,CH,3,COOH溶液,溶液中离子总浓,度减小,溶液导电能力减弱,故错误。,4.,(2014福建理综,11,6分)某原电池装置如图所示,电池总反应为2Ag+Cl,2,2AgCl。下列说,法正确的是,(),A.正极反应为AgCl+e,-,Ag+Cl,-,B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成,C.若用NaCl溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变,D.当电路中转移0.01 mol e,-,时,交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol 离子,答案D,原电池的正极反应为Cl,2,+2e,-,2Cl,-,故A项错误;放电时,白色沉淀AgCl在左侧电,极处产生,故B项错误;当电路中转移0.01 mol e,-,时,原电池左侧发生的反应为:Ag-e,-,+Cl,-,AgCl,减少了0.01 mol的Cl,-,根据电荷守恒原理,左侧溶液中的H,+,通过阳离子交换膜向右侧转移,0.01 mol,故D项正确。,5.,(2016四川理综,5,6分)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:,Li,1-,x,CoO,2,+Li,x,C,6,LiCoO,2,+C,6,(,x,1)。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Li,x,C,6,-,x,e,-,x,Li,+,+C,6,C.充电时,若转移1 mol e,-,石墨(C,6,)电极将增重7,x,g,D.充电时,阳极的电极反应式为LiCoO,2,-,x,e,-,Li,1-,x,CoO,2,+,x,Li,+,答案C,由放电时电池总反应可知,放电时负极反应式为Li,x,C,6,-,x,e,-,C,6,+,x,Li,+,正极反应式,为Li,1-,x,CoO,2,+,x,e,-,+,x,Li,+,LiCoO,2,在原电池内部阳离子由负极向正极迁移,A、B项均正确;充电,时阴极反应式为C,6,+,x,Li,+,+,x,e,-,Li,x,C,6,阳极反应式为LiCoO,2,-,x,e,-,Li,1-,x,CoO,2,+,x,Li,+,转移,x,mol e,-,石墨电极增重7,x,g,若转移1 mol e,-,石墨电极将增重7 g,C项不正确,D项正确。,6.,(2016浙江理综,11,6分)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+,n,O,2,+2,n,H,2,O,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,C.M-空气电池放电过程的正极反应式:4M,n,+,+,n,O,2,+2,n,H,2,O+4,n,e,-,4M(OH),n,D.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,答案C,A项,采用多孔电极可以提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于O,2,扩散至电,极表面;B项,单位质量的Mg、Al、Zn反应,Al转移的电子数最多,故Al-空气电池的理论比能量,最高;C项,由于电池中间为阴离子交换膜,故M,n,+,不能通过,则正极的电极反应式为O,2,+4e,-,+2H,2,O,4OH,-,;D项,在Mg-空气电池中,负极的电极反应式为Mg-2e,-,Mg,2+,为防止负极区沉积,Mg(OH),2,可采用阳离子交换膜阻止OH,-,进入负极区。,7.,(2017江苏单科,12,4分)下列说法正确的是,(),A.反应N,2,(g)+3H,2,(g),2NH,3,(g)的,H,0,B.地下钢铁管道用导线连接锌块可以减缓管道的腐蚀,C.常温下,K,sp,Mg(OH),2,=5.6,10,-12,pH=10的含Mg,2+,溶液中,c,(Mg,2+,),5.6,10,-4,molL,-1,D.常温常压下,锌与稀H,2,SO,4,反应生成11.2 L H,2,反应中转移的电子数为6.02,10,23,答案BC,本题考查,H,、,S,的判断、金属防腐、与,K,sp,有关的计算、气体摩尔体积的应,用。N,2,(g)+3H,2,(g),2NH,3,(g)的,H,0,S,0,气体分子数减少的反应:,S,7,C.钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀,D.一定条件下反应N,2,+3H,2,2NH,3,达到平衡时,3,v,正,(H,2,)=2,v,逆,(NH,3,),答案C,A项,由2H,2,O,2,2H,2,O+O,2,可知,每生成1 mol O,2,转移的电子数约为2,6.02,10,23,;,B项,pH=3的CH,3,COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后形成CH,3,COONa和CH,3,COOH的,混合溶液,pH”,“”或“=”)。,(3)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MH,x,(s)+,y,H,2,(g),MH,x,+2,y,(s),H,v,(吸氢),(4)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为,。,(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na,2,FeO,4,同时获得氢气:Fe+,2H,2,O+2OH,-,Fe,+3H,2,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色Fe,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na,2,FeO,4,只在强碱性条件下稳定,易被H,2,还原。,图1 图2,电解一段时间后,c,(OH,-,)降低的区域在,(填“阴极室”或“阳极室”)。,电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因为,。,c,(Na,2,FeO,4,)随初始,c,(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析,c,(Na,2,FeO,4,)低于最高,值的原因:,。,答案,(共14分)(1)污染小可再生来源广资源丰富燃烧热值高(任写其中2个),H,2,+2OH,-,-2e,-,2H,2,O,(2),(3)ac,(4)光能转化为化学能,(5)阳极室,防止Na,2,FeO,4,与H,2,反应使产率降低,M点:,c,(OH,-,)低,Na,2,FeO,4,稳定性差,且反应慢,N点:,c,(OH,-,)过高,铁电极上有Fe(OH),3,(或Fe,2,O,3,)生成,使Na,2,FeO,4,产率降低,解析,(1)碱性氢氧燃料电池中H,2,在负极失电子结合OH,-,生成H,2,O。,(2)两反应的,S,均小于0,且均为自发反应,故两反应均为放热反应。,H,2,(g)+A(l),B(l),H,1,0,O,2,(g)+B(l),A(l)+H,2,O,2,(l),H,2,0,运用盖斯定律,+可得:H,2,(g)+O,2,(g),H,2,O,2,(l)的,H,=,H,1,+,H,2,v,逆,即,v,(吸氢),v,(放氢),d项不正确。,(5)由题意可知,阳极的电极反应式为Fe-6e,-,+8OH,-,Fe,+4H,2,O,阴极的电极反应式为,6H,2,O+6e,-,3H,2,+6OH,-,故电解一段时间后阳极室,c,(OH,-,)降低。阴极产生H,2,若不及时排出,则会还原Na,2,FeO,4,使产率降低。由题中信息可知Na,2,FeO,4,在强碱性条件下稳定,故,c,(OH,-,)较,低时Na,2,FeO,4,稳定性差;,c,(OH,-,)过高时,铁电极上会产生Fe(OH),3,或Fe,2,O,3,导致Na,2,FeO,4,产率降低。,易混易错,本题中第(3)小题b项中要注意可逆反应进行不彻底,参加反应的反应物的量应小,于其加入量。,考点一原电池的工作原理金属的电化学腐蚀与防护,1.,(2013课标,10,6分,0.47)银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag,2,S的缘故。根据电化,学原理可进行如下处理:在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器浸入该溶液中,一段时间,后发现黑色会褪去。下列说法正确的是,(),A.处理过程中银器一直保持恒重,B.银器为正极,Ag,2,S被还原生成单质银,C.该过程中总反应为2Al+3Ag,2,S,6Ag+Al,2,S,3,D.黑色褪去的原因是黑色Ag,2,S转化为白色AgCl,C组,教师专用题组,答案B,根据电化学原理可知,Al为负极,电极反应为:2Al-6e,-,2Al,3+,;银器为正极,电极反,应为:3Ag,2,S+6e,-,6Ag+3S,2-,;溶液中反应为:2Al,3+,+3S,2-,+6H,2,O,2Al(OH),3,+3H,2,S,三反应,相加可知该过程的总反应为:2Al+3Ag,2,S+6H,2,O,2Al(OH),3,+6Ag+3H,2,S,故B正确,C、D错,误;银器表面黑色的Ag,2,S变成了Ag,质量必然减小,A错误。,审题方法,抓住试题中的关键词、句:铝质容器、食盐溶液、黑色会褪去。,挖掘隐含条件:发生氧化还原反应,Ag,2,S被还原为Ag,银器为正极。,解题方向:电化学反应原理。,思路梳理,根据选项涉及的问题,分析出原电池中的正、负极反应及总反应,然后再判断各选,项正确与否。,2.,(2013课标,11,6分,0.55)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示,电极材料多孔Ni/NiCl,2,和金属,钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述,错误,的是,(),A.电池反应中有NaCl生成,B.电池的总反应是金属钠还原三价铝离子,C.正极反应为:NiCl,2,+2e,-,Ni+2Cl,-,D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动,答案B,该原电池的负极反应为:Na-e,-,Na,+,正极反应为:NiCl,2,+2e,-,Ni+2Cl,-,电池总反,应为:2Na+NiCl,2,2NaCl+Ni。B项错误。,审题方法,抓住试题中的关键词:Ni/NiCl,2,和金属钠。,活泼的金属作负极,发生氧化反应。,思路梳理,根据选项涉及的问题先分析出原电池的正、负极反应,再写出电池总反应,最后判,断各选项正确与否。,3.,(2011课标,11,6分)铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为:,Fe+Ni,2,O,3,+3H,2,O,Fe(OH),2,+2Ni(OH),2,下列有关该电池的说法,不正确,的是,(),A.电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni,2,O,3,、负极为Fe,B.电池放电时,负极反应为Fe+2OH,-,-2e,-,Fe(OH),2,C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低,D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH),2,+2OH,-,-2e,-,Ni,2,O,3,+3H,2,O,答案C,A项,由电池反应可知,Ni,2,O,3,Ni(OH),2,Ni的化合价由+3价+2价,化合价降低,发生,还原反应,故Ni,2,O,3,为正极;FeFe(OH),2,Fe的化合价由0价+2价,化合价升高,发生氧化反应,故,Fe为负极,正确。B项,负极发生氧化反应:Fe+2OH,-,-2e,-,Fe(OH),2,正确。C项,阴极发生还原,反应:Fe(OH),2,+2e,-,Fe+2OH,-,c,(OH,-,)增大,溶液的pH升高,故错误;D项,阳极发生氧化反应,电,极反应为2Ni(OH),2,+2OH,-,-2e,-,Ni,2,O,3,+3H,2,O,正确。,4.,(2014大纲全国,9,6分)右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(MH-Ni电池)。下列有关说法,不正确,的是,(),A.放电时正极反应为:NiOOH+H,2,O+e,-,Ni(OH),2,+OH,-,B.电池的电解液可为KOH溶液,C.充电时负极反应为:MH+OH,-,H,2,O+M+e,-,D.MH是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高,答案C,在金属氢化物镍电池(MH-Ni电池)中,MH(M为零价,H为零价)在负极发生反应:MH,+OH,-,-e,-,M+H,2,O,NiOOH在正极发生反应:NiOOH+H,2,O+e,-,Ni(OH),2,+OH,-,电解液可为,KOH溶液,A、B正确;充电时,阴极反应式为M+H,2,O+e,-,MH+OH,-,C错误;MH中氢密度越大,单位体积电池所储存电量越多,即电池能量密度越高,D正确。,5.,(2013江苏单科,9,2分)Mg-H,2,O,2,电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质,溶液,示意图如下。该电池工作时,下列说法正确的是,(),A.Mg电极是该电池的正极,B.H,2,O,2,在石墨电极上发生氧化反应,C.石墨电极附近溶液的pH增大,D.溶液中Cl,-,向正极移动,答案C,该电池中Mg电极为负极,A项错误;石墨电极为正极,H,2,O,2,得电子发生还原反应,电极,反应式为H,2,O,2,+2e,-,2OH,-,电极附近溶液pH增大,