易错点14--电化学基础-备战2022年高考化学考试易错题(原卷版).docx

易错点14 电化学基础易错点

易错题【01】原电池电极的确定
（1）根据电极材料确定：对于金属、金属电极，通常较活泼的金属是负极，较不活泼的金属是正极，如原电池：Zn—Cu—CuSO4中，Zn作负极，Cu作正极，Al—Mg——KOH中，Al作负极，Mg作正极；对于金属、非金属电极，金属作负极，非金属作正极；对于金属、化合物电极，金属作负极，化合物作正极。
（2）根据电极反应确定：原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。
（3）根据电极现象确定：若不电极断溶解或质量不断减少，该电极发生氧化反应，通常为原电池的负极，若原电池电极上有气体生成、电极质量不断增加或电极质量不变，该电极发生还原反应，通常为原电池的正极。
（4）根据移动方向判断：电子流动方向是由负极流向正极,电子流出的一极为负极，流入的一极为正极；电流是由正极流向负极，电流流出的一极为正极，流入的一极为负极；在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向是负极。
易错题【02】电极反应式的书写方法
(1)拆分法：写出原电池的总反应。如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，并注明正、负极，并依据质量守恒、电荷守恒及电子得失守恒配平两个半反应：正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，负极：Cu－2e－===Cu2＋。
(2)加减法：写出总反应。如Li＋LiMn2O4===Li2Mn2O4；写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)。如Li－e－===Li＋(负极)；利用总反应与上述的一极反应相减，即得另一个电极的反应式，即LiMn2O4＋Li＋＋e－===Li2Mn2O4(正极)。
3. 电化学腐蚀的规律
(1)对同一种金属来说,其他条件相同时腐蚀的快慢:强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(2)活泼性不同的两金属:活泼性差别越大,活泼性强的金属腐蚀越快。
(3)对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快,且氧化剂的浓度越高,氧化性越强,腐蚀越快(钝化除外)。
(4)电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
易错题【03】电化学腐蚀的规律
(1)对同一种金属来说,其他条件相同时腐蚀的快慢:强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(2)活泼性不同的两金属:活泼性差别越大,活泼性强的金属腐蚀越快。
(3)对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快,且氧化剂的浓度越高,氧化性越强,腐蚀越快(钝化除外)。
(4)电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
易错题【04】离子交换膜的作用
(1)能将两极区隔离，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。
(2)能选择性地通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。

典例分析
例1、某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则(　　)

A．电流方向：电极Ⅳ→→电极ⅠB．电极Ⅰ发生还原反应
C．电极Ⅱ逐渐溶解 D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu
A【解析】根据原电池的构成原理，可知电极Ⅰ为负极，电极Ⅱ为正极，电极Ⅲ为阳极，电极Ⅳ为阴极。电子流向为电极Ⅰ→→电极Ⅳ，故电流方向为电极Ⅳ→→电极Ⅰ， A正确；电极Ⅰ为负极，发生氧化反应，B错误；电极Ⅱ为正极，Cu2＋在此被还原， C错误；电极Ⅲ为阳极，活性阳极Cu在此被氧化，D错误。
例2、某单液电池如图所示，其反应原理为。下列说法错误的是( )

A. 放电时，左边电极为负极
B. 放电时，溶液中向右边电极移动
C. 充电时，右边电极上发生的电极反应式：
D. 充电时，当左边电极生成时，电解质溶液减轻2g
C【解析】放电时左边电极发生氧化反应，为电池的负极，A正确；放电时左边为电池的负极，右边则为电池的正极，工作时阳离子向正极移动，即H+离子向右边电极移动，B正确；充电时左边电极为阴极，发生还原反应，即；右边电极为阳极，发生氧化反应，即，C错误；由反应可知，充电时，当左边电极生成时，电解质溶液中会减少2molHCl，则减少的质量为73g，D正确。
例3、在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸,可使电池持续大电流放电,其工作原理如下图所示

下列说法错误的是(　　)
A.加入HNO3降低了正极反应的活化能
B.电池工作时正极区溶液的pH降低
C.1 mol CH3CH2OH被完全氧化时有3 mol O2被还原 
D.负极反应为CH3CH2OH+3H2O-12e-2CO2+12H+
B【解析】该电池的负极反应为CH3CH2OH+3H2O-12e-2CO2↑+12H+,H+向右移动通过质子交换膜,正极反应为O2+4e-+4H+2H2O。硝酸作正极反应的催化剂,加入催化剂可以降低正极反应的活化能,故A正确;正极反应虽然消耗H+,但负极区生成的H+移向正极区,负极区H+的物质的量不变,由于生成了水,电池工作时正极区溶液的pH升高,故B错误;根据正负极电极反应式可知,1 mol CH3CH2OH被完全氧化时有3 mol O2被还原,故C正确;负极反应为CH3CH2OH+3H2O-12e-2CO2↑+12H+,故D正确。
例4、甲烷是良好的制氢材料。我国科学家发明了一种500℃时，在含氧离子()的熔融碳酸盐中电解甲院的方法，实现了无水、零排放的方式生产H2和C。反应原理如右图所示。下列说法正确的是

A. X为电源的负极
B. Ni电极上发生电极反应方程式为
C. 电解一段时间后熔融盐中的物质的量变多
D. 该条件下，每产生22.4L H2，电路中转移2mol电子
B【解析】电解反应在温度于500℃时进行，电解质为熔融碳酸盐，则阳极的电极反应是甲烷失电子生成氢气和二氧化碳的过程，阴极是碳酸根离子得到电子生成碳。电解池电极Ni-YSZ中甲烷变成CO2， C元素的化合价升高，失电子，发生氧化反应，作阳极，因此X为电源的正极，A错误；阴极上发生还原反应，Ni电极上发生的电极反应方程式为，B正确；电解一段时间后熔融盐中的物质的量不会变多，生成的通过熔融盐转移到阳极参加反应，C错误；总反应为：CH4 C+2H2 ,反应条件为500℃，该条件下不是标准状况，D错误。
例5、“暖宝宝”主要成分有铁粉、水、食盐、活性炭、吸水性树脂等，工作时利用微孔透氧技术反应发热．下列说法错误的是（　　）
A．发热时铁粉发生了吸氧腐蚀
B．食盐作电解质，活性炭为正极
C．工作时，吸水性树脂可供水
D．暖宝宝可以重复使用
D【解析】根据保暖贴的成分可知，铁粉和活性炭在氯化钠溶液中形成原电池，铁做负极，碳做正极，铁发生吸氧腐蚀，铁电极反应为：2Fe﹣4e﹣＝2Fe2+，碳极的电极反应为：O2+4e﹣+2H2O＝4OH﹣，总反应为：2Fe+O2+2H2O＝2Fe（OH）2。由于氯化钠溶液呈中性，故铁发生吸氧腐蚀，A正确；在形成的原电池中，铁做负极，碳做正极，食盐是电解质，B正确；工作时，吸水性树脂可供水，与食盐形成电解质溶液，C正确；该反应不可逆，不可以重复使用，D错误。

1. 如图是一种正投入生产的大型蓄电系统。放电前被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3，放电后分别变为Na2S4和NaBr。下列叙述正确的是(　　)

A．放电时，负极反应为3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋
B．充电时，阳极反应为2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋
C．放电时，Na＋经过离子交换膜，由b池移向a池
D．用该电池电解饱和食盐水，产生2.24 L H2时，b池生成17.40 g Na2S4
2.锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所：

下列说法错误的是
A. 放电时N极为正极
B. 放电时，左侧贮液器中的浓度不断减小
C. 充电时，M极的电极反应式为
D. 隔膜允许阳离子通过，也允许阴离子通过
3.利用SO2和太阳能综合制氢的方案的基本工作原理如图所示。下列说法错误的是 (　　) 

A.该电化学装置中,Pt电极的电势高于BiVO4电极的电势
B.该装置中的能量转化形式为光能→化学能→电能
C.电子流向:BiVO4电极→外电路→Pt电极
D.BiVO4电极上的反应式为SO32--2e-+2OH-SO42-+H2O
4.利用原电池原理，在室温下从含低浓度铜的酸性废水中回收铜的实验装置如图所示，下列说法错误的是

A. X、Y依次为阳离子、阴离子选择性交换膜
B. 负极的电极反应式：BH4-＋8OH-一8e-═B(OH)4-＋4H2O
C. 2室流出的溶液中溶质为Na2SO4和K2SO4
D. 电路中每转移1mol电子，电极2上有32gCu析出
5.氮肥厂的废水中氮元素以NH3∙H2O、NH3和的形式存在，对氨氮废水无害化处理已成为全球科学研究热点，下面是电化学氧化法除氨氮的方法。研究表明，以碳材料为阴极，O2可在阴极生成H2O2，并进一步生成氧化性更强的·OH，·OH可以将水中氨氮氧化为N2.阴极区加入Fe2＋可进一步提高氨氮的去除率，原理如下图所示结合如图解释。则下列说法不正确的是

A. ·OH的电子式为：
B. 写出·OH去除氨气的化学反应方程式为：6·OH＋2NH3=N2＋6H2O
C. O2在阴极生成H2O2的电极反应式为：O2＋2e－＋2H＋=H2O2
D. 阴极区加入Fe2+可进一步提高氨氮的去除率的原因是生成的Fe3+起催化剂作用
6.如图所示装置Ⅰ是一种可充电电池，装置Ⅱ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2Na2S2＋NaBr3Na2S4＋3NaBr。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4Na－4e－===4Na＋
B．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 mL
D．闭合K后，a电极上产生的气体具有漂白性
7.我国科学家报道了机理如下图所示的电化学过程。下列相关说法错误的是

A. Ni电极为阴极
B. Ni-YSZ电极上发生的反应为CH4+2O2-—4e-=CO2+2H2
C. 该电化学过程的总反应为CH4C+2H2
D. 理论上，每有1molCO2与1molO2-结合，电路中转移2mole-
8.一种零价铁纳米簇可用于水体修复，其处理三氯乙烯()所形成原电池如图所示。水体中，，等离子也发生反应。下列说法正确的是

A．零价铁纳米簇发生的电极反应为：Fe-3e-=Fe3+

B．反应①在正极发生，反应②③④在负极发生
C．③的电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O
D．三氯乙烯脱去3mol Cl时反应①转移6mol电子
9.以Na3Ti2(PO4)3为负极材料的新型可充电钠离子电池的工作原理如图。下列说法错误的是

A. 放电时，正极反应式为Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]
B. 充电时，a端接电源正极
C. 充电时，每生成1molFe[Fe(CN)6]消耗2molNaTi2(PO4)3
D. 充电时，Na+通过离子交换膜从左室移向右室
10.包覆纳米硅复合材料(GS-Si)的可充电石墨烯电池工作原理如图所示。放电时，GS-Si包覆石墨烯电极上的物质变化为：C6Li→C6Li1-x；多元含锂过渡金属氧化物电极上的物质变化为：Li1-xMO2→LiMO2，下列说法错误的是

A. 放电时，胶状聚合物电解质和固体电解质的作用均为传导离子，构成闭合回路
B. 若放电前两个电极质量相等，转移0.1mol电子后两个电极质量相差0.7g
C. 充电时，与正极连接电极反应为LiMO2-xe-=Lil-xMO2+xLi+
D. 为保护电池，GS-Si包覆石墨烯的电极反应不能进行至C6Li-e-=C6+Li+
11.我国科学家最近发明了一种电池，电解质为、和，由a和b两种离子交换膜隔开，形成AB、C三个电解质溶液区域，结构示意图如下：

回答下列问题：
(1)电池中，为______极，B区域的电解质为______(填“”、“”或“”)。
(2)电池反应的离子方程式为______。
(3)阳离子交换膜为图中的______膜(填“a”或“b”)。
(4)此电池中，消耗，理论上可产生的容量(电量)为______毫安时()(1 mol电子的电量为1 F，，结果保留整数)
(5)已知E为电池电动势(电池电动势即电池的理论电压，是两个电极电位之差，)，为电池反应的自由能变，则该电池与传统铅酸蓄电池相比较，______；______(填“＞”或“＜”)。
(6)Zn是一种重要的金属材料，工业上一般先将ZnS氧化，再采用热还原或者电解法制备。利用还原ZnS也可得到Zn，其反应式如下：ZnS(s)+H2(g) Zn(s)+H2S(g)。727℃时，上述反应的平衡常数。此温度下，在盛有的刚性容器内通入压强为的，达平衡时的分压为______Pa(结果保留两位小数)。
12.某小组同学利用如图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验：
装置
分别进行的操作
现象

i．连好装置一段时间后，向烧杯中滴加酚酞

ii．连好装置一段时间后，向烧杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液
铁片表面产生蓝色沉淀
(1)小组同学认为以上两种检验方法，均能证明铁发生了吸氧腐蚀
①实验i中的现象是___。
②用电极反应式解释实验i中的现象：___。
(2)查阅资料：K3[Fe(CN)6]具有氧化性。
①据此有同学认为仅通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是___。
②进行下列实验，在实验几分钟后的记录如下：
实验
滴管
试管
现象

0.5mol·L-1K3[Fe(CN)6]溶液
iii．蒸馏水
无明显变化
iv．1.0mol·L-1NaCl溶液
铁片表面产生大量蓝色沉淀
v．0.5mol·L-1Na2SO4溶液
无明显变化
以上实验表明：在有Cl-存在条件下，K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应。为探究Cl-的存在对反应的影响，小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验iii，发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明Cl-的作用是___。
(3)有同学认为上述实验仍不够严谨。为进一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性对实验ii结果的影响，又利用（2）中装置继续实验。其中能证实以上影响确实存在的是__(填字母序号)。
实验
试剂
现象
A
酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]溶液(已除O2)
产生蓝色沉淀
B
酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(未除O2)
产生蓝色沉淀
C
铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(已除O2)
产生蓝色沉淀
D
铁片、K3[Fe(CN)6]和盐酸混合溶液(已除O2)
产生蓝色沉淀
(4)综合以上实验分析，利用实验ii中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是：连好装置一段时间后，___(回答相关操作、现象)，则说明负极附近溶液中产生了Fe2＋，即发生了电化学腐蚀。