專題08電化學(xué)-原卷版

專題08電化學(xué)【核心考點梳理】考點一、原電池的工作原理1．原電池的工作原理2．電極方程式的書寫3．燃料電池電極反應(yīng)式的書寫(以氫氧燃料電池為例)考點二、新型化學(xué)電池1．單液電池2．雙液電池3．間接電池媒質(zhì)也稱為“電對”或“介對”，其首先在電極表面失去(或得到)電子，形成氧化態(tài)(或還原態(tài))在電解溶液中進一步氧化(或還原)反應(yīng)基質(zhì)，最終生成目的產(chǎn)物。其原理如下圖所示：二次電池考點三、電解池1．電解池的工作原理2．電極上離子放電順序(1)陰極：與電極材料無關(guān)。氧化性強的先放電，放電順序：eq\o(→,\s\up11(Ag＋Fe3＋Cu2＋H＋酸Fe2＋Zn2＋H＋水Al3＋Mg2＋Na＋Ca2＋K＋),\s\do4(得到電子由易到難))(2)陽極：若是活性電極作陽極，則活性電極首先失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。若是惰性電極作陽極，放電順序：eq\o(→,\s\up11(活潑電極>S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子＞F－),\s\do4(失去電子由易到難))①放電指的是電極上的得、失電子。②活性電極指的是除去Au、Pt以外的金屬，惰性電極指的是Pt、Au、C電極，不參與電極反應(yīng)。③陰極材料若為金屬電極，一般是增強導(dǎo)電性但不參與反應(yīng)。3．惰性電極電解電解質(zhì)溶液的四種類型4、電解原理的應(yīng)用（1）電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)）陽極反應(yīng)式：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反應(yīng))陰極反應(yīng)式：2H＋＋2e－===H2↑(還原反應(yīng))總反應(yīng)方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑（2）電解精煉銅：電極材料：陽極為粗銅；陰極為純銅。(2)電解質(zhì)溶液：含Cu2＋的鹽溶液。電極反應(yīng)：陽極：Zn－2e－==Zn2＋、Fe－2e－==Fe2＋、Ni－2e－==Ni2＋、Cu－2e－==Cu2＋；陰極：Cu2＋＋2e－==Cu。(4)陽極泥的形成：在電解過程中，活動性位于銅之后的銀、金等雜質(zhì)，難以在陽極失去電子變成陽離子而溶解，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積在電解槽底部，形成陽極泥。（3）電鍍：圖為金屬表面鍍銀的工作示意圖鍍件作陰極，鍍層金屬銀作陽極。電解質(zhì)溶液是AgNO3溶液等含鍍層金屬陽離子的鹽溶液。電極反應(yīng)：陽極：Ag－e－=Ag＋；陰極：Ag＋＋e－=Ag。特點：陽極溶解，陰極沉積，電鍍液的濃度不變?？键c四、金屬的腐蝕與防護1．化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍2．析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以鋼鐵的腐蝕為例進行分析）類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性電極反應(yīng)負(fù)極Fe－2e－===Fe2＋正極2H＋＋2e－===H2↑O2＋2H2O＋4e－===4OH－總反應(yīng)式Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍3．金屬的防護(1)電化學(xué)防護。①犧牲陽極的陰極保護法—原電池原理a．負(fù)極：比被保護金屬活潑的金屬；b．正極：被保護的金屬設(shè)備。②外加電流的陰極保護法—電解原理a．陰極：被保護的金屬設(shè)備；b．陽極：惰性金屬或石墨。(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等。(3)加防護層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法?！军c對點真題回顧】1.（2023·遼寧卷）某低成本儲能電池原理如下圖所示。下列說法正確的是A放電時負(fù)極質(zhì)量減小B.儲能過程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能C.放電時右側(cè)通過質(zhì)子交換膜移向左側(cè)D.充電總反應(yīng)：2.（2023·遼寧卷）某無隔膜流動海水電解法制的裝置如下圖所示，其中高選擇性催化劑可抑制產(chǎn)生。下列說法正確的是A.b端電勢高于a端電勢B.理論上轉(zhuǎn)移生成C.電解后海水下降D.陽極發(fā)生：3.（2022·遼寧卷）某儲能電池原理如圖。下列說法正確的是A.放電時負(fù)極反應(yīng)：B.放電時透過多孔活性炭電極向中遷移C.放電時每轉(zhuǎn)移電子，理論上吸收D.充電過程中，溶液濃度增大4.（2021·遼寧卷）如圖，某液態(tài)金屬儲能電池放電時產(chǎn)生金屬化合物。下列說法正確的是A.放電時，M電極反應(yīng)為B.放電時，由M電極向N電極移動C.充電時，M電極的質(zhì)量減小D.充電時，N電極反應(yīng)為5.（2021·遼寧卷）利用(Q)與電解轉(zhuǎn)化法從煙氣中分離的原理如圖。已知氣體可選擇性通過膜電極，溶液不能通過。下列說法錯誤的是A.a為電源負(fù)極 B.溶液中Q的物質(zhì)的量保持不變C.在M極被還原 D.分離出的從出口2排出【點對點模擬仿真】1．（2023秋·遼寧·高三校聯(lián)考期末）下圖為處理含苯酚廢水的兩種方法：方法一是利用電解過程中產(chǎn)生的氧化能力極強的羥基自由基氧化苯酚；方法二是以高效光催化劑降解苯酚。下列說法中錯誤的是

A．方法一中，氫離子通過離子交換膜向a極移動B．方法一中，b極電極反應(yīng)式為：C．方法二中，過程①的反應(yīng)為

D．方法二中，1mol氧氣參與反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子是3mol2．（2023·遼寧沈陽·遼寧實驗中學(xué)?？寄M預(yù)測）雙鹽MgCoS2電池由Li+替代了Mg2+在正極材料中的嵌入，解決了Mg2+擴散緩慢、鋰離子電池鋰枝晶生長等問題，其充、放電過程如圖所示。下列說法錯誤的是

A．放電時，CoS2電極的電勢高于Mg電極B．放電時，每轉(zhuǎn)移2mole，正極質(zhì)量減少14gC．充電時，若充電電壓為2.0V，可能造成電池性能衰減D．充電時，充電電壓為2.75V時，陽極反應(yīng)為：3．（2023·遼寧沈陽·統(tǒng)考三模）利用間接成對電化學(xué)法，以間硝基甲苯為原料合成間氨基苯甲酸的工作原理如圖所示。下列說法中錯誤的是

A．物質(zhì)X為間硝基苯甲酸B．右側(cè)電極電勢高于左側(cè)電極電勢C．陽極的電極反應(yīng)式為：D．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移8mol時，理論上可得到1mol間氨基苯甲酸4．（2023·遼寧大連·大連二十四中校考模擬預(yù)測）已知某溫度下的，，一種脫除和利用水煤氣中方法的示意圖如下，下列說法錯誤的是

A．該溫度下，吸收塔中溶液吸收一定量的后，，則該溶液的pH=10B．再生塔中產(chǎn)生的離子方程式為C．利用電化學(xué)原理，將電催化還原為，陰極反應(yīng)式為、D．在溶液中5．（2023·遼寧·校聯(lián)考三模）以柏林綠為代表的新型可充電鈉離子電池的放電工作原理如圖所示，下列說法正確的是

A．放電時，箔為電池的負(fù)極B．充電時，正極反應(yīng)為C．充電時，通過交換膜從右室移向左室D．外電路中通過電子時，負(fù)極區(qū)離子導(dǎo)體質(zhì)量變化為2.4g6．（2023·遼寧沈陽·沈陽二中?？寄M預(yù)測）室溫氟穿梭可充電電池裝置如圖所示，負(fù)極為，正極為，氟氫離子液體(含和，或3)作電解質(zhì)，已知放電時正極的電極反應(yīng)式為，法拉第常數(shù)。下列說法正確的是

A．充電時，移向電極B．以鉛蓄電池為該電池充電時，每生成，極板增重C．電極每減輕，該電池輸出的電量為D．放電時，負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為7．（2023·遼寧丹東·統(tǒng)考二模）光伏電池具有體積小、壽命長、無污染等優(yōu)點，其結(jié)構(gòu)中的N型半導(dǎo)體可以吸收太陽光子產(chǎn)生光電子，P型半導(dǎo)體具有空穴可以容納電子?，F(xiàn)以光伏電池為直流電源，四甲基氯化銨為原料，采用電滲析法合成四甲基氫氧化銨，其工作原理如圖所示(a、b均為惰性電極)，下列敘述正確的是

A．光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置中，N型半導(dǎo)體為正極B．若兩極共產(chǎn)生氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則可制備C．a(chǎn)極電極反應(yīng)式：D．c、e均為陰離子交換膜，d為陽離子交換膜8．（2023秋·遼寧·高三校聯(lián)考期末）我國科學(xué)院深圳研究中心研究員唐永炳及其團隊成功研發(fā)出一種新型高性能、低成本的錫石墨鈉型雙離子電池，其結(jié)構(gòu)原理如圖所示。該電池采用錫箔(不參與電極反應(yīng))作為電池電極和集流體，另一電極材料為石墨(Cn)，電解液采用溶于有機溶劑中的六氟磷酸鈉。下列有關(guān)說法錯誤的是

A．放電時，錫鈉合金為負(fù)極 B．放電時，正極反應(yīng)為：C．充電時，石墨電極與電源的負(fù)極相連 D．充電時，電解液中的運動到錫箔表面，形成錫鈉合金9．（2023·遼寧·高三統(tǒng)考專題練習(xí)）用可再生能源電還原時，采用高濃度的抑制酸性電解液中的析氫反應(yīng)來提高多碳產(chǎn)物(乙烯、乙醇等)的生成率，裝置如下圖所示。下列說法正確的是

A．析氫反應(yīng)發(fā)生在電極上B．從電極遷移到電極C．陰極發(fā)生的反應(yīng)有：D．每轉(zhuǎn)移電子，陽極生成氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)10．（2023·遼寧·校聯(lián)考模擬預(yù)測）工業(yè)上，常用電滲析法淡化海水。某小組模擬淡化海水原理，設(shè)計如圖所示裝置。鋰電池反應(yīng)為。下列敘述錯誤的是

A．M極為陽極，膜2為陽離子交換膜B．鋰電池放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為C．基態(tài)錳原子中有15種不同運動狀態(tài)的電子D．N極收集到11.2L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時理論上轉(zhuǎn)移1mol電子11．（2023·遼寧沈陽·東北育才學(xué)校?？寄M預(yù)測）一種氯離子介導(dǎo)的電化學(xué)合成方法，能將乙烯高效清潔、選擇性地轉(zhuǎn)化為環(huán)氧乙烷，電化學(xué)反應(yīng)的具體過程如圖所示。在電解結(jié)束后，將陰、陽極電解液輸出混合，便可反應(yīng)生成環(huán)氧乙烷。下列說法錯誤的是

A．Ni電極與電源負(fù)極相連B．陰極生成標(biāo)況下22.4L氣體，最終可制得2molC．工作過程中陰極附近pH增大D．在電解液混合過程中會發(fā)生反應(yīng)：HCl+KOH=KCl+H2O12．（2023·遼寧·校聯(lián)考模擬預(yù)測）勞動成就夢想。下列勞動項目與所述的化學(xué)知識沒有關(guān)聯(lián)的是選項勞動項目化學(xué)知識A工廠幫工：電鍍工程師向鐵制零件上鍍鋅鋅的金屬性強于鐵B社區(qū)服務(wù)：志愿者用泡騰片為社區(qū)消毒具有氧化性，能滅活病菌C家務(wù)勞動：制備面點時添加作抗氧化劑具有還原性D學(xué)農(nóng)活動：草木灰和銨態(tài)氮肥不能混合施肥碳酸根促進銨根水解使氨氣逸出，降低肥效13．（2023·遼寧鞍山·鞍山一中?？寄M預(yù)測）研究發(fā)現(xiàn)，在酸性乙醇燃料電池中加入硝酸，可使電池持續(xù)大電流放電，其工作原理如下圖所示。下列說法錯誤的是

A．該電池使用不當(dāng)，易造成大氣污染。B．在正極起催化作用C．正極電極上發(fā)生的反應(yīng)為D．當(dāng)1mol參加反應(yīng)時，有12mol透過質(zhì)子交換膜進入到電池的負(fù)極14．（2023·遼寧鞍山·鞍山一中校考模擬預(yù)測）近日，清華大學(xué)王保國教授團隊設(shè)計出了一種雙極膜(將解離成和)電解合成的反應(yīng)器，其簡化模型如圖所示，已知：法拉第常數(shù)C?mol(法拉第常數(shù)的物理意義：每摩爾電子攜帶的電荷量)。下列說法錯誤的是A．M極電勢低于N極電勢B．電解合成過程中，N極附近電解質(zhì)溶液的pH減小C．陰極的電極