高考化学专题突破选择题命题电化学 突破策略word答案版320.docx

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高考化学专题突破选择题命题电化学突破策略word答案版320

2018高考化学选择题突破——电化学

1．（2017·全国卷Ⅰ）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

解析：

选C　

2．（2017·全国卷Ⅱ）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H2SO4H2C2O4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Al3＋＋3e－===Al

D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动

解析：

选C　

3.（2016·全国卷Ⅰ）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Na＋和SO

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SO

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：

选B　

4．（2016·全国卷Ⅱ）MgAgCl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－===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＋2H2O===Mg（OH）2＋H2↑

解析：

选B　

5．（2015·全国卷Ⅰ）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．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＋6O26CO2＋6H2O

解析：

选A　。

6.（2014·全国卷Ⅱ）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。

下列叙错误的是（　　）

A．a为电池的正极

B．电池充电反应为LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi

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

解析：

选C　

7．（2017·海南高考）一种电化学制备NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H＋。

下列叙述错误的是（　　）

A．Pd电极b为阴极

B．阴极的反应式为N2＋6H＋＋6e－===2NH3

C．H＋由阳极向阴极迁移

D．陶瓷可以隔离N2和H2

解析：

选A　

电化学是高考每年必考内容，主要题型是选择题，有时也会在非选择题中出现（如2015·全国卷ⅡT26、2014·全国卷ⅠT27），命制的角度有电极反应式的正误判断与书写，电池反应式的书写，正负极的判断，电池充、放电时离子移动方向的判断，电极附近离子浓度的变化，电解的应用与计算，金属的腐蚀与防护等。

同时通过陌生化学电源的装置图，考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力，也体现了对“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养考查。

1．原电池中正负极的判断

依据

正负极判断

依据构成原电池两极的电极材料判断

一般是较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极

依据原电池两极发生的变化判断

原电池的负极发生氧化反应；正极发生还原反应

依据电子流动方向或电流方向判断

电子由负极流向正极；电流由正极流向负极

依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断

阳离子向正极移动，阴离子向负极移动

依据原电池盐桥中离子的移动方向判断

阳离子向正极移动，阴离子向负极移动

2．电解池中阴阳极的判断

依据

阴阳极判断

根据所连接的外加电源判断

与直流电源正极相连的为阳极，与直流电源负极相连的为阴极

根据电子流动方向判断

电子从电源负极流向阴极，从阳极流向电源正极

根据电解池电解质溶液中离子的移动方向判断

阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动

根据电解池两极产物判断

一般情况下：

①阴极上的现象是析出金属（质量增加）或有无色气体（H2）放出；

②阳极上的现象是有非金属单质生成，呈气态的有Cl2、O2或电极质量减小（活性电极作阳极）

3．电解池的电极反应及其放电顺序

（1）阳离子在阴极上的放电顺序：

Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞……

（2）阴离子在阳极上的放电顺序：

S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞……

4．电解的四大类型及规律

类型

电极反应特点

实例

电解物质

电解液浓度

pH

电解液复原方法

电解水型

阴极：

4H＋＋4e－===2H2↑

阳极：

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑

NaOH

H2O

增大

增大

加H2O

H2SO4

减小

Na2SO4

不变

电解电解质型

电解质的阴、阳离子分别在两极放电

HCl

电解质

减小

增大

通入HCl气体

CuCl2

—

加CuCl2

放H2生碱型

阴极：

放H2生成碱

阳极：

电解质阴离子放电

NaCl

电解质和水

生成新电解质

增大

通入HCl气体

放O2生酸型

阴极：

电解质阳离子放电阳极：

放O2生成酸

CuSO4

减小

加CuO

5．金属腐蚀与防护的方法

（1）金属腐蚀快慢程度的判断方法

（2）金属电化学保护的两种方法

1．新型电池的电极反应式

锌银电池

总反应：

Ag2O＋Zn＋H2O

2Ag＋Zn（OH）2

正极：

Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－

负极：

Zn＋2OH－－2e－===Zn（OH）2

镍铁电池

总反应：

NiO2＋Fe＋2H2O

Fe（OH）2＋Ni（OH）2

正极：

NiO2＋2e－＋2H2O===Ni（OH）2＋2OH－

负极：

Fe－2e－＋2OH－===Fe（OH）2

高铁电池

总反应：

3Zn＋2K2FeO4＋8H2O

3Zn（OH）2＋2Fe（OH）3＋4KOH

正极：

FeO

＋3e－＋4H2O===Fe（OH）3＋5OH－

负极：

Zn－2e－＋2OH－===Zn（OH）2

镍镉电池

总反应：

Cd＋2NiOOH＋2H2O

Cd（OH）2＋2Ni（OH）2

正极：

NiOOH＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－

负极：

Cd－2e－＋2OH－===Cd（OH）2

MgH2O2电池

总反应：

H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2＋＋2H2O

正极：

H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O

负极：

Mg－2e－===Mg2＋

MgAgCl电池

总反应：

Mg＋2AgCl===2Ag＋MgCl2

正极：

2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－

负极：

Mg－2e－===Mg2＋

钠硫电池

总反应：

2Na＋xS===Na2Sx

正极：

xS＋2e－===S

负极：

2Na－2e－===2Na＋

全钒液流电池

总反应：

VO

＋2H＋＋V2＋

V3＋＋VO2＋＋H2O

正极：

VO

＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O

负极：

V2＋－e－===V3＋

锂铜电池

总反应：

2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－

正极：

Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－

负极：

Li－e－===Li＋

锂离子电池

总反应：

Li1－xCoO2＋LixC6

LiCoO2＋C6（x＜1）

正极：

Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2

负极：

LixC6－xe－===xLi＋＋C6

[归纳点拨]　

新型化学电源中电极反应式的书写方法

（1）书写步骤

（2）不同介质在电极反应式中的“去留”

中性溶液

反应物若是H＋得电子或OH－失电子，则H＋或OH－均来自于水的电离

酸性溶液

反应物或生成物中均没有OH－

碱性溶液

反应物或生成物中均没有H＋

水溶液

不能出现O2－

2．燃料电池的电极反应式（以CH3OH为例）

电池类型

导电介质

反应式

酸性燃料电池

H＋

总反应：

2CH3OH＋3O2===2CO2↑＋4H2O

正极：

O2＋4e－＋4H＋===2H2O

负极：

CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋

碱性燃料电池

OH－

总反应：

2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO

＋6H2O

正极：

O2＋4e－＋2H2O===4OH－

负极：

CH3OH－6e－＋8OH－===CO

＋6H2O

熔融碳酸盐燃料电池

CO

总反应：

2CH3OH＋3O2===2CO2↑＋4H2O

正极：

O2＋4e－＋2CO2===2CO

负极：

CH3OH－6e－＋3CO

===4CO2↑＋2H2O

固态氧化物燃料电池

O2－

总反应：

2CH3OH＋3O2===2CO2↑＋4H2O

正极：

O2＋4e－===2O2－

负极：

CH3OH－6e－＋3O2－===CO2↑＋2H2O

质子交换膜燃料电池

H＋

总反应：

2CH3OH＋3O2===2CO2↑＋4H2O

正极：

O2＋4e－＋4H＋===2H2O

负极：

CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋

[归纳点拨]

燃料电池中氧气得电子的思维模型

根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，O2得到电子后化合价降低，首先变成O2－，O2－能否存在要看电解质环境。

由于电解质溶液（酸碱盐）的不同，其电极反应也有所不同，下表为四种不同电解质环境中，氧气得电子后为O2－的存在形式：

电解质环境

从电极反应式判O2－的存在形式

酸性电解质溶液环境下

O2＋4H＋＋4e－===2H2O

碱性电解质溶液环境下

O2＋2H2O＋4e－===4OH－

固体电解质（高温下能传导O2－）环境下

O2＋4e－===2O2－

熔融碳酸盐（如：

熔融K2CO3）环境下

O2＋2CO2＋4e－===2CO

题型一　新型化学电源

[典例1]　（2017·全国卷Ⅲ）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－===3Li2S4

B．电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14g

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Li2S2的量越多

[答案]　D

1．世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁空气电池，其结构如图所示。

下列有关该电池放电时的说法正确的是（　　）

A．a极发生氧化反应

B．正极的电极反应式为FeOx＋2xe－===Fe＋xO2－

C．若有22.4L（标准状况）空气参与反应，则电路中有4mol电子转移

D．铁表面发生的反应为xH2O（g）＋Fe===FeOx＋xH2

解析：

选D　

题型二　带离子交换膜的化学电源

[典例2]　液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。

一种以液态肼（N2H4）为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。

下列关于该电池的叙述正确的是（　　）

A．b电极上发生氧化反应

B．a电极反应式：

N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O

C．放电时，电流从a电极经过负载流向b电极

D．其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜

[答案]　B

[题后悟道]

[针对训练]

2．用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。

其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，则下列有关说法中不正确的是（　　）

A．X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极

B．阳极区pH增大

C．图中的b>a

D．该过程中的产品主要为H2SO4和H2

解析：

选B　

题型三　可逆电池

[典例3]　（2016·全国卷Ⅲ）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（　　）

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2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）

[答案]　C

[题后悟道]

有关可逆电池的解题思路

[针对训练]

3．（2016·四川高考）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Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6（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LixC6－xe－===xLi＋＋C6

C．充电时，若转移1mole－，石墨（C6）电极将增重7xg

D．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋

解析：

选C　

题型四　电解原理在环保、新材料制备中的应用

[典例4]　（2015·四川高考）用右图所示装置除去含CN－、Cl－废水

中的CN－时，控制溶液pH为9～10，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－＋H2O

C．阴极的电极反应式：

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

D．除去CN－的反应：

2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O

[答案]　D

[针对训练]

4．（2017·广州模拟）用电化学法制备LiOH的实验装置如图，采用惰性电极，a口导入吧LiCl溶液，b口导入LiOH溶液，下列叙述正确的是（　　）

A．通电后阳极区溶液pH增大

B．阴极区的电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O

C．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.25mol的Cl2生成

D．通电后Li＋通过交换膜向阴极区迁移，LiOH浓溶液从d口导出

解析：

选D　

题型五　新环境下金属的腐蚀与防护

[典例5]　（2015·上海高考）研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。

下列有关说法错误的是（　　）

A．d为石墨，铁片腐蚀加快

B．d为石墨，石墨上电极反应为O2＋2H2O＋4e－―→4OH－

C．d为锌块，铁片不易被腐蚀

D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－―→H2↑

[答案]　D

5．城市地下潮湿的土壤中常埋有纵横交错的管道和输电线路，当有电流泄漏并与金属管道形成回路时，就会引起金属管道的腐蚀。

原理如图所示，但若电压等条件适宜，钢铁管道也可能减缓腐蚀，此现象被称为“阳极保护”。

下列有关说法不正确的是（　　）

A．该装置能够将电能转化为化学能

B．管道右端腐蚀比左端快，右端电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋

C．如果没有外加电源，潮湿的土壤中的钢铁管道比较容易发生吸氧腐蚀

D．钢铁“阳极保护”的实质是在阳极金属表面形成一层耐腐蚀的钝化膜

解析：

选B　

[课堂练——练熟方法]

1．MCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600～700℃，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3。

已知该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，下列有关该电池的说法正确的是（　　）

A．该电池的正极反应式为4OH－＋4e－===O2↑＋2H2O

B．该电池的负极反应式为H2－2e－===2H＋

C．放电时OH－向负极移动

D．当生成1molH2O时，转移2mol电子

解析：

选D　

2．（2017·北京西城模拟）利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。

下列说法中，正确的是（　　）

A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程

B．电极a表面发生还原反应

C．该装置工作时，H＋从b极区向a极区移动

D．该装置中每生成1molCO，同时生成1molO2

解析：

选A

3.纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。

采用离子交换膜控制电解液中OH－的浓度制备纳米级Cu2O的装置如图所示，发生的反应为2Cu＋H2O

Cu2O＋H2↑。

下列说法正确的是（　　）

A．钛电极发生氧化反应

B．阳极附近溶液的pH逐渐增大

C．离子交换膜应采用阳离子交换膜

D．阳极反应为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O

解析：

选D　

4．如图是一种可充电的锂离子电池充、放电的工作示意图。

该电池的反应式为

LiMnO2＋C6

Li1－xMnO2＋LixC6（LixC6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料）。

下列有关说法正确的是（　　）

A．K与N相接时，A极为负极，该电极反应式为LixC6－xe－===C6＋xLi＋

B．在整个充电或放电过程中都只存在一种形式的能量转化

C．K与N相接时，Li＋由A极迁移到B极

D．K与M相接时，A极发生氧化反应，LiMnO2－xe－===Li1－xMnO2＋xLi＋

解析：

选D　

5.二甲醚（CH3OCH3）是一种绿色燃料，可以用来制备燃料电池，其工作原理如图所示。

下列有关判断正确的是（　　）

A．a电极为电源阳极，发生氧化反应

B．H＋从a电极移向b电极

C．b电极反应式为O2＋4e－===2O2－

D．水是该电池的负极反应物，不是该电池的生成物

解析：

选B　

6．（2017·石家庄模拟）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＋NaBr3

Na2S4＋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0.01molNa＋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112mL

D．闭合K后，a电极上产生的气体具有漂白性

解析：

选C　

7．如图所示的电化学装置，可用于净化处理厕所排放废水中的尿素（H2NCONH2），同时产生电能。

下列有关说法不正确的是（　　）

A．右侧的多孔碳电极是原电池的负极

B．电解质溶液中H＋向左侧移动

C．正极上发生还原反应：

H2NCONH2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋

D．电极上消耗标准状况下33.6LO2，电路中转移6mol电子

解析：

选C

[课下练——练通高考]

1．用电解法制取KIO3的方法是以石墨和铁为电极电解KI溶液，电解反应方程式为KI＋3H2O

KIO3＋3H2↑。

下列说法中正确的是（　　）

A．电解时石墨作阴极

B．电解时阳极上产生H2

C．电解过程中阴极溶液pH升高

D．阴极电极反应式：

I－－6e－＋3H2O===IO

＋6H＋

解析：

选C　

2.（2017·贵州模拟）镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、

原材料来源丰富、成本低、燃料易于贮运及污染小等特点。

如

图所示为镁－次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法

不正确的是（　　）

A．该燃料电池中镁为负极，发生氧化反应

B．正极反应为ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋2OH－

C．电池总反应为Mg＋ClO－＋H2O===Mg（OH）2↓＋Cl－

D．放电过程中OH－移向正极

解析：

选D　

3.近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂－铜空

气燃料电池，该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，

其中放电过程为2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，示意

图如图。

下列说法不正确的是（　　）

A．放电时，Li＋透过固体电解质向Cu极移动

B．放电时，负极的电极反应式为Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－

C．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O

D．整个反应过程中，铜相当于催化剂

解析：

选B

4.利用如图所示装置进行实验，开始时，a、b两处的液面相平，密封好，放置一段时间。

下列说法不正确的是（　　）

A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀

B．一段时间后，a管的液面高于b管的液面

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：

Fe－2e－===Fe2＋解析：

选C　

5.（2017·清远模拟）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、

熔融的CaF2CaO作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以

钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。

下列说法中错误的是

（　　）

A．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量保持不变

B．阳极的电极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑

C．由TiO2制得1mol金属Ti，理论上外电路通过2mol电子

D．若用铅蓄电池作供电电源，“－”接线柱应连接Pb电极

解析：

选C　

6．光电池是发展性能源。

一种光化学电池的结构如图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，AgCl（s）

Ag（s）＋Cl（AgCl）[Cl（AgCl）表示生成的氯原子吸附在氯化银表面]，接着Cl（AgCl）＋e－===Cl－（aq）。

若将光源移除，电池会立即恢复至初始状态。

下列说法不正确的是（　　）

A．光照时，外电路中电流由X流向Y

B．光照时，Pt电极发生的反应为2Cl－＋2e－===Cl2↑

C．光照时，Cl－向Pt电极移动

D．光照时，电池总反应为AgCl（s）＋Cu＋（aq）

Ag（s）＋Cu2＋（aq）＋Cl－（aq）

解析：

选B　

7．（2017·北京东城模拟）氢氧化锂是制取锂和锂的化合物的原料，用电解法制备氢氧化锂的工作原理如图所示：

下列叙述不正确的是（　　）

A．b极附近溶液的pH增大

B．a极发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋

C．该法制备LiOH还可得到硫酸和氢气等产品

D．当电路中通过1mol电子时，可得到2molLiOH

解析：

选D　

8．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。

下列说法正确的是（　　）

A．阳极室溶液由无色变成棕黄色

B．电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是（NH4）3PO4

C．电解一段时间后，阴极室溶液中的pH升高

D．当电路中通过1mol电子的电量时，阴极有0.25mol的O2生成

解析：

选C　

9．高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。

用镍（Ni）、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠（Na2FeO4）的装置如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．铁是阳极，电极反应为Fe－2e－＋2OH－===Fe（OH）2↓

B．电解一段时间后，镍电极附