易錯類型11 化學(xué)能與電能（9大易錯點(diǎn)）備戰(zhàn)2025年高考易錯題（新全國通）（含解析）

備戰(zhàn)2025年高考易錯題（新全國通用）（含解析）易錯類型11化學(xué)能與電能易錯點(diǎn)1不理解原電池和電解池的形成條件易錯點(diǎn)2不會判斷原電池的正、負(fù)極易錯點(diǎn)3不會正確書寫原電池的電極反應(yīng)式易錯點(diǎn)4電解時電極產(chǎn)物的判斷易錯點(diǎn)5電解池中電解質(zhì)溶液的情況分析易錯點(diǎn)6電解精煉銅過程中的除雜易錯點(diǎn)7析氫腐蝕和吸氧腐蝕的區(qū)別與判斷易錯點(diǎn)8有關(guān)電化學(xué)的計(jì)算易錯點(diǎn)9離子交換膜的類型和應(yīng)用易錯點(diǎn)1不理解原電池和電解池的形成條件【分析】1.原電池的概念及構(gòu)成條件(1)概念和反應(yīng)本質(zhì)：原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其本質(zhì)是能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)(2)原電池的形成條件①能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)②兩個金屬活動性不同的電極(燃料電池的兩個電極可以相同)③形成閉合回路，需滿足三個條件：a.存在電解質(zhì)；b.兩電極直接或間接接觸；c.兩電極插入電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中2.電解池的構(gòu)成(1)與電源相連的兩個電極：與電源正極相連的電極是陽極，在陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)；與電源負(fù)極相連的電極是陰極，在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)(2)電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))(3)形成閉合回路易錯點(diǎn)2不會判斷原電池的正、負(fù)極【分析】沿導(dǎo)線判斷原電池正、負(fù)極的5種方法沿導(dǎo)線(1)根據(jù)電極反應(yīng)或總反應(yīng)方程式來判斷作還原劑、失電子、化合價(jià)升高、發(fā)生氧化反應(yīng)的電極是負(fù)極作氧化劑、得電子、化合價(jià)降低、發(fā)生還原反應(yīng)的電極是正極(2)根據(jù)外電路中電子流向或電流方向來判斷電子流出或電流流入的一極負(fù)極；電子流入或電流流出的一極正極(3)根據(jù)內(nèi)電路(電解質(zhì)溶液中)中離子的遷移方向來判斷陽離子向正極移動；陰離子向負(fù)極移動(4)根據(jù)原電池的兩電極材料來判斷兩種金屬(或金屬與非金屬)組成的電極，若它們都與(或都不與)電解質(zhì)溶液單獨(dú)能反應(yīng)，則較活潑的金屬作負(fù)極；若只有一種電極與電解質(zhì)溶液能反應(yīng)，則能反應(yīng)的電極作負(fù)極(5)根據(jù)電極現(xiàn)象來判斷工作后，電極質(zhì)量減少，說明該電極金屬溶解，失去電子變成金屬離子，該電極為負(fù)極；電極質(zhì)量增加或不變，說明溶液中的陽離子在該電極放電生成金屬單質(zhì)或溶液中的陽離子得電子，該電極為正極易錯點(diǎn)3不會正確書寫原電池的電極反應(yīng)式【分析】1.電極反應(yīng)遵循的三個守恒觀察鉛蓄電池的正、負(fù)極電極反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)－2e－=PbSO4(s)正極反應(yīng)PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋2e－=PbSO4(s)＋2H2O(l)總反應(yīng)Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)規(guī)律任何一個電極反應(yīng)等號左、右兩邊一定遵循：得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒(1)得失電子守恒=1\*GB3①失電子電荷數(shù)為＋m；得電子電荷數(shù)為－n=2\*GB3②元素的化合價(jià)每升高一價(jià)，則元素的原子就會失去一個電子=3\*GB3③元素的化合價(jià)每降低一價(jià)，則元素的原子就會得到一個電子(2)電荷守恒：電極反應(yīng)左、右兩邊的正電荷和負(fù)電荷數(shù)相等(3)原子守恒(質(zhì)量守恒)：電極反應(yīng)左、右兩邊同種原子的原子個數(shù)一定相等2、電極反應(yīng)的書寫方法(1)拆分法：針對比較簡單的原電池可以采取拆分法，先確定原電池的正、負(fù)極，列出正、負(fù)極上反應(yīng)的物質(zhì)，并標(biāo)出相同數(shù)目電子的得失a．寫出原電池的總反應(yīng)，如2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋b．把總反應(yīng)按氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)拆分為兩個半反應(yīng)，注明正、負(fù)極，并依據(jù)質(zhì)量守恒、電荷守恒及電子得失守恒配平兩個半反應(yīng)：正極：2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋負(fù)極：Cu－2e－=Cu2＋【微點(diǎn)撥】注意負(fù)極反應(yīng)生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存。若不共存，則電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫入負(fù)極反應(yīng)式中(2)加減法：正、負(fù)極反應(yīng)相加得到電池反應(yīng)的離子方程式。反之，若能寫出已知電池的總反應(yīng)的離子方程式，可以減去較易寫出的電極反應(yīng)式，從而得到較難寫出的電極反應(yīng)式復(fù)雜電極反應(yīng)式=總反應(yīng)式—簡單的電極反應(yīng)式a．寫出總反應(yīng)，如Li＋LiMn2O4=Li2Mn2O4b．寫出其中容易寫出的一個半反應(yīng)(正極或負(fù)極)，如負(fù)極：Li－e－=Li＋c．利用總反應(yīng)式與上述的一極反應(yīng)式相減，即得另一個電極的反應(yīng)式，即正極：LiMn2O4＋Li＋＋e－=Li2Mn2O4(3)“三步法”書寫電極反應(yīng)——按順序書寫：以“甲醇——氧氣——KOH溶液”為例以“甲醇——氧氣——KOH溶液”為例第一步：得失電子守恒失電子電荷數(shù)為＋m；得電子電荷數(shù)為－n負(fù)極的甲醇在堿性環(huán)境中變成CO32－失去6個電子，寫成－6e－；正極的O2到底是變成了OH－還是H2O，一定是得到4個電子，寫成＋4e－，此步稱之為得、失電子守恒負(fù)極反應(yīng)：CH3OH－6e－—CO32－；正極反應(yīng)：O2＋4e－—；第二步：電荷守恒此時負(fù)極反應(yīng)左邊的電荷數(shù)為＋6，右邊的電荷數(shù)為－2，電荷顯然不守恒，為了使左、右兩邊電荷守恒必需在左邊配8個OH－；正極反應(yīng)的左邊電荷數(shù)為－4，右邊的電荷數(shù)為0，為了使左、右兩邊電荷守恒必需在右邊配4個OH－，此步稱之為電荷守恒負(fù)極反應(yīng)：CH3OH—6e—＋8OH－—CO32－；正極反應(yīng)：O2＋4e－—4OH－；第三步：原子守恒觀察負(fù)極反應(yīng)左、右兩邊的原子個數(shù)，C守恒，H、O不守恒，需在右邊配6個H2O；而正極反應(yīng)H、O不守恒，需在左邊配2個H2O，此步稱之為原子守恒負(fù)極反應(yīng)：CH3OH—6e－＋8OH－＋6H2O=CO32－；正極反應(yīng)：O2＋4e－＋2H2O=4OH－；【微點(diǎn)撥】①該法書寫電極是各寫各的電極，因此正負(fù)極電子數(shù)可能不相等，所以最后再用最小公倍數(shù)寫出總方程式②若為酸性介質(zhì)，先補(bǔ)H+，另一邊補(bǔ)H2O；若為堿性介質(zhì)，先補(bǔ)OH—，另一邊補(bǔ)H2O=3\*GB3③有機(jī)物中化合價(jià)處理方法：“氧－2，氫＋1，最后算碳化合價(jià)”，并且要注意溶液環(huán)境與產(chǎn)物之間的反應(yīng)，堿性環(huán)境下，C元素最終產(chǎn)物應(yīng)為CO32－=4\*GB3④水溶液中不能出現(xiàn)O2－；堿性溶液反應(yīng)物、生成物中均無H+；酸性溶液反應(yīng)物、生成物中均無OH－，中性溶液反應(yīng)物中無H+和OH－易錯點(diǎn)4電解時電極產(chǎn)物的判斷【分析】1.電解時電極產(chǎn)物的判斷①陽極產(chǎn)物的判斷：陽極吸引的是陰離子，比較陰離子還原性的大小首先看電極材料，是惰性電極還是活性電極，若陽極材料為活性電極(Fe、Cu)等金屬，則陽極反應(yīng)為電極材料失去電子，電極被溶解變成離子而進(jìn)入溶液，溶液中的陰離子不能失電子；若陽極材料為惰性電極(Pt、石墨)，則根據(jù)陰離子的放電順序來判斷：陽極(陰離子放電順序)：金屬(Au、Pt除外)電極>S2－>SO32－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根離子②陰極產(chǎn)物的判斷：陰極吸引的是陽離子，比較陽離子氧化性的大小直接根據(jù)陽離子的放電順序進(jìn)行判斷陽離子放電順序Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸電離的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(指水電離的)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+2.陰、陽極放電后的產(chǎn)物反應(yīng)物陰極金屬陽離子(H+)陽極活性金屬電極S2－I－Br－Cl－OH－產(chǎn)物金屬(H2)金屬離子SI2Br2Cl2O2、H2O易錯點(diǎn)5電解池中電解質(zhì)溶液的情況分析【分析】惰性電極電解電解質(zhì)溶液的情況分析(1)電解溶質(zhì)電解質(zhì)類型電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度變化pH電解質(zhì)溶液復(fù)原不活潑金屬無氧酸鹽，如CuCl2陽極2Cl－－2e－=Cl2↑減小增大通入HCl氣體陰極Cu2＋＋2e－=Cu總反應(yīng)式CuCl2eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑無氧酸，如HCl陽極2Cl－－2e－=Cl2↑減小增大加入CuCl2固體陰極2H＋＋2e－=H2↑總反應(yīng)式2HCleq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑(2)電解溶質(zhì)和溶劑水，生成H2和堿電解質(zhì)(水溶液)電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度變化pH電解質(zhì)溶液復(fù)原活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl)陽極2Cl－－2e－=Cl2↑生成新電解質(zhì)增大通入HCl氣體陰極2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－總反應(yīng)式2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－(3)電解溶質(zhì)和溶劑水，生成H2和堿電解質(zhì)(水溶液)電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度變化pH電解質(zhì)溶液復(fù)原不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4)陽極2H2O－4e－=O2↑＋4H＋生成新電解質(zhì)減小加CuO或CuCO3陰極2Cu2＋＋4e－=2Cu總反應(yīng)式2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋4H＋(4)電解溶劑水電解質(zhì)類型電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度變化pH電解質(zhì)溶液復(fù)原含氧酸，如H2SO4陽極2H2O－4e－=O2↑＋4H＋增大減小加水陰極4H＋＋4e－=2H2↑總反應(yīng)式2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑可溶性強(qiáng)堿，如NaOH陽極4OH－－4e－=O2↑＋2H2O增大增大加水陰極4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－總反應(yīng)式2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑活潑金屬含氧酸鹽，如KNO3、Na2SO4陽極2H2O－4e－=O2↑＋4H＋增大不變加水陰極4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－總反應(yīng)式2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑易錯點(diǎn)6電解精煉銅過程中的除雜【分析】原理電解精煉粗銅時，通常把純銅作陰極，把粗通板(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)作陽極，用CuSO4溶液作電解質(zhì)溶液，當(dāng)通以直流電時，作為陽極的粗銅逐漸溶解，在陰極上析出純銅，這樣可得符合電氣工業(yè)要求的純度達(dá)99.95%～99.98%的銅裝置圖電極反應(yīng)陽極(粗銅)Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Ni－2e—=Ni2+，Cu－2e－=Cu2＋陰極(純銅)Cu2＋＋2e－=Cu如何實(shí)現(xiàn)除雜？在精煉池的陽極，含雜質(zhì)的銅不斷溶解，比銅更活潑的Zn、Fe、Ni等也會失去電子，但Ag、Au等金屬雜質(zhì)由于失去電子能力比Cu弱，難以在陽極溶解，它們會以單質(zhì)的形式沉積在精煉池底，形成“陽極泥”。“陽極泥”經(jīng)分離后可以得到Ag、Au等貴重金屬。在陰極，由于溶液中的Zn2+、Fe2+、Ni2+、H+等離子得到電子的能力均比Cu2+弱，且物質(zhì)的量濃度均比Cu2+小，所以只有Cu2+在陰極獲得電子而析出Cu，這樣，在陰極就得到了純銅。長時間電解后，電解質(zhì)溶液的Cu2+濃度中有所減小，且引入了Zn2+、Fe2+、Ni2+等雜質(zhì)，需定時除去雜質(zhì)特點(diǎn)銅的電解精煉時，電解質(zhì)溶液中的Cu2+濃度中有所減??；陽極減少的質(zhì)量和陰極增加的質(zhì)量不相等；陽極失電子總數(shù)和陰極得電子總數(shù)相等微點(diǎn)撥電解精煉中，比需要精煉的金屬活潑的雜質(zhì)溶解，而不比需要精煉的金屬活潑的雜質(zhì)會沉積(如：精煉鎳時Cu也會沉積)易錯點(diǎn)7析氫腐蝕和吸氧腐蝕的區(qū)別與判斷【分析】類型析氫腐蝕(腐蝕過程中不斷有氫氣放出)吸氧腐蝕(反應(yīng)過程吸收氧氣)條件水膜酸性較強(qiáng)(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性電極材料及反應(yīng)負(fù)極(Fe)Fe－2e－=Fe2＋Fe－2e－=Fe2＋正極(碳)2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－總反應(yīng)式Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍吸氧腐蝕總反應(yīng)式：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3脫去一部分水就生成Fe2O3·xH2O(鐵銹主要成分)根據(jù)介質(zhì)判斷析氫腐蝕和吸氧腐蝕：若電解質(zhì)酸性較強(qiáng)，如：NH4Cl溶液、稀H2SO4等，則發(fā)生析氫腐蝕，相當(dāng)于金屬與酸構(gòu)成原電池；若電解質(zhì)為弱酸、中性、弱堿，則發(fā)生吸氧腐蝕，相當(dāng)于金屬、氧氣構(gòu)成燃料電池兩種腐蝕正極的現(xiàn)象不同：析氫腐蝕正極產(chǎn)生H2，氣體壓強(qiáng)變大，pH增大；吸氧腐蝕正極吸收O2，氣體壓強(qiáng)變小，pH增大易錯點(diǎn)8有關(guān)電化學(xué)的計(jì)算【分析】1.計(jì)算類型電解的相關(guān)計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算(如質(zhì)量、氣體的體積、某元素的化合價(jià)、溶液的pH及物質(zhì)的量濃度等)2.電解計(jì)算的依據(jù)(1)陽極失去的電子數(shù)＝陰極得到的電子數(shù)(2)串聯(lián)電路中通過各電解池的電子總數(shù)相等(3)電源輸出的電子總數(shù)和電解池中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等3.電解計(jì)算的方法(1)根據(jù)電子守恒法計(jì)算：用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等(2)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算：先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計(jì)算(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算：根據(jù)得失電子守恒的關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計(jì)算所需的關(guān)系式以通過4mole－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：(式中M為金屬，n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)易錯點(diǎn)9離子交換膜的類型和應(yīng)用【分析】1.離子交換膜的類型(1)陽離子交換膜——只允許陽離子和水分子通過，阻止陰離子和氣體通過以鋅銅原電池為例，中間用陽離子交換膜隔開①負(fù)極反應(yīng)式：Zn－2e－=Zn2＋②正極反應(yīng)式：Cu2＋＋2e－=Cu③Zn2＋通過陽離子交換膜進(jìn)入正極區(qū)④陽離子透過陽離子交換膜原電池正極(或電解池的陰極)(2)陰離子交換膜——只允許陰離子和水分子通過，阻止陽離子和氣體通過以Pt為電極電解淀粉-KI溶液，中間用陰離子交換膜隔開①陰極反應(yīng)式：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－②陽極反應(yīng)式：2I－－2e－=I2③陰極產(chǎn)生的OH－移向陽極與陽極產(chǎn)物反應(yīng)：3I2＋6OH－=IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋3H2O④陰離子透過陰離子交換膜電解池陽極(或原電池的負(fù)極)(3)質(zhì)子交換膜——只允許H＋和水分子通過在微生物作用下電解有機(jī)廢水(含CH3COOH)，可獲得清潔能源H2①陰極反應(yīng)式：2H＋＋2e－=H2↑②陽極反應(yīng)式：CH3COOH－8e－＋2H2O=2CO2↑＋8H＋③陽極產(chǎn)生的H＋通過質(zhì)子交換膜移向陰極④H＋透過質(zhì)子交換膜原電池正極(或電解池的陰極)2.離子交換膜類型的判斷——根據(jù)電解質(zhì)溶液呈電中性的原則，判斷膜的類型方法與技巧(1)首先寫出陰、陽兩極上的電極反應(yīng)，依據(jù)電極反應(yīng)式確定該電極附近哪種離子剩余(2)根據(jù)溶液呈電中性，判斷出離子移動的方向，從而確定離子交換膜的類型實(shí)例分析：電解飽和食鹽水分析方法電解飽和食鹽水時，陰極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，則陰極區(qū)域破壞水的電離平衡，OH－有剩余，陽極區(qū)域的Na＋穿過離子交換膜進(jìn)入陰極室，與OH－結(jié)合生成NaOH，故電解食鹽水中的離子交換膜是陽離子交換膜1．（2022·廣東卷）以熔融鹽為電解液，以含和等的鋁合金廢料為陽極進(jìn)行電解，實(shí)現(xiàn)的再生。該過程中A．陰極發(fā)生的反應(yīng)為 B．陰極上被氧化C．在電解槽底部產(chǎn)生含的陽極泥 D．陽極和陰極的質(zhì)量變化相等2．（2023·北京海淀·統(tǒng)考二模）甲、乙同學(xué)分別用如圖所示裝置驗(yàn)證鐵的電化學(xué)防腐原理，相同時間后繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)①：甲同學(xué)分別向Ⅰ、Ⅱ中Fe電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，Ⅰ中產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，Ⅱ中無沉淀。實(shí)驗(yàn)②：乙同學(xué)分別?、瘛ⅱ蛑蠪e電極附近溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，Ⅰ、Ⅱ中均無沉淀。下列說法正確的是A．Ⅰ是犧牲陽極保護(hù)法，正極反應(yīng)式為B．Ⅱ?yàn)橥饧与娏麝帢O保護(hù)法，F(xiàn)e電極與外接電源的正極相連C．由實(shí)驗(yàn)①中Ⅰ、Ⅱ現(xiàn)象的差異，推測K3[Fe(CN)6]在Ⅰ中氧化性強(qiáng)于ⅡD．由實(shí)驗(yàn)可知，兩種保護(hù)法均能保護(hù)，且Ⅱ保護(hù)得更好3．（2022·廣東·模擬預(yù)測）習(xí)近平總書記提出我國要在2030年實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和"。某科研小組用電化學(xué)方法將轉(zhuǎn)化為CO實(shí)現(xiàn)再利用，轉(zhuǎn)化的基本原理如圖所示。下列說法不正確的是A．該裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．M上的電極反應(yīng)方程式為2H2O-4e-=O2↑+4H+C．工作一段時間后，N電極室中的溶液pH增大D．當(dāng)轉(zhuǎn)化2molCO2時，外電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA4．（2022·安徽黃山·二模）羥基自由基(·OH)是自然界中氧化性僅次于氟的氧化劑。我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種能將苯酚氧化為CO2和H2O的原電池-電解池組合裝置(如下圖所示)，該裝置能實(shí)現(xiàn)發(fā)電、環(huán)保二位一體。下列說法錯誤的是A．b極為負(fù)極，d極為陽極B．b電極區(qū)每產(chǎn)生3molCO2，c電極區(qū)溶液質(zhì)量減輕14gC．d電極的電極反應(yīng)式：H2O-e-=·OH+H+D．工作時，如果II室中Na+、Cl?數(shù)目都減小，則M為陽離子交換膜5．（2023·全國乙卷）室溫鈉-硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲系統(tǒng)。一種室溫鈉-硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時，在硫電極發(fā)生反應(yīng)：S8+e-→S，S+e-→S，2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx下列敘述錯誤的是A．充電時Na+從鈉電極向硫電極遷移B．放電時外電路電子流動的方向是a→bC．放電時正極反應(yīng)為：2Na++S8+2e-→Na2SxD．炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能6．（2023·山東淄博·校聯(lián)考二模）微生物燃料電池碳氮聯(lián)合去除的氮轉(zhuǎn)化系統(tǒng)原理如圖所示。下列說法錯誤的是A．a(chǎn)極電勢低于b極B．離子交換膜是質(zhì)子交換膜C．a(chǎn)、b兩極生成和的物質(zhì)的量之比為5∶4D．好氧微生物反應(yīng)器中反應(yīng)的離子方程式為7．（2023·新課標(biāo)卷）一種以和為電極、水溶液為電解質(zhì)的電池，其示意圖如下所示。放電時，可插入層間形成。下列說法錯誤的是

A．放電時為正極B．放電時由負(fù)極向正極遷移C．充電總反應(yīng)：D．充電陽極反應(yīng)：8．（2023·山東濟(jì)寧·統(tǒng)考二模）某濃差電池的裝置如圖所示，該電池使用前先將K與M連接一段時間，K再與N連接，當(dāng)正負(fù)電極室中溶液的濃度相等時，電池將停止放電。下列說法錯誤的是A．K與M連接時，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子時，乙室溶液質(zhì)量減少17gB．K與N連接時，甲室的電極反應(yīng)式為C．若換成陽離子交換膜，電池將不能正常使用D．K分別與M、N連接時，在電解質(zhì)溶液中的移動方向相反9．（2022·陜西西安·二模）據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，一種新型的微生物脫鹽電池的裝置如圖所示，關(guān)于該電池裝置說法正確的是A．Y為陰離子選擇性交換膜B．左室溶液堿性增強(qiáng)C．負(fù)極反應(yīng)是CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+D．轉(zhuǎn)移2mol電子，海水脫去氯化鈉的質(zhì)量是58.5g10．（2023·湖北卷）我國科學(xué)家設(shè)計(jì)如圖所示的電解池，實(shí)現(xiàn)了海水直接制備氫氣技術(shù)的綠色化。該裝置工作時陽極無生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為。下列說法錯誤的是

A．b電極反應(yīng)式為B．離子交換膜為陰離子交換膜C．電解時海水中動能高的水分子可穿過PTFE膜D．海水為電解池補(bǔ)水的速率為11．（2023·廣東·統(tǒng)考二模）利用介質(zhì)耦合微生物電化學(xué)系統(tǒng)與電催化還原系統(tǒng)，既能凈化廢水，又能向高附加值產(chǎn)物轉(zhuǎn)化，其工作原理示意圖如圖a和圖b所示，下列說法錯誤的是A．圖a裝置和圖b裝置中的都是從左向右移動B．圖a裝置中甲電極的反應(yīng)式為：C．圖b裝置中丙電極的電勢比丁電極高D．圖b裝置中丁電極中每消耗(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為12．（2022·北京卷）利用下圖裝置進(jìn)行鐵上電鍍銅的實(shí)驗(yàn)探究。裝置示意圖序號電解質(zhì)溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①0.1mol/LCuSO4+少量H2SO4陰極表面有無色氣體，一段時間后陰極表面有紅色固體，氣體減少。經(jīng)檢驗(yàn)電解液中有②0.1mol/LCuSO4+過量氨水陰極表面未觀察到氣體，一段時間后陰極表面有致密紅色固體。經(jīng)檢驗(yàn)電解液中無元素下列說法不正確的是A．①中氣體減少，推測是由于溶液中減少，且覆蓋鐵電極，阻礙與鐵接觸B．①中檢測到，推測可能發(fā)生反應(yīng)：C．隨陰極析出，推測②中溶液減少，平衡逆移D．②中生成，使得比①中溶液的小，緩慢析出，鍍層更致密13．（2023·河北石家莊·校聯(lián)考模擬預(yù)測）雙極膜(BP)可以在電場作用下，使水分子快速解離為和，并透過陰、陽離子膜進(jìn)入溶液。用此工藝捕獲煙道氣中的過程如圖所示，已知鹽室中生成實(shí)現(xiàn)捕獲，下列說法正確的是A．捕獲裝置中，陰極反應(yīng)為B．溶液中的X為C．交換膜A為陽離子交換膜D．捕獲1.12L轉(zhuǎn)化為沉淀，則轉(zhuǎn)移電子2mol14．（2022·全國甲卷）一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)存在)。電池放電時，下列敘述錯誤的是A．Ⅱ區(qū)的K+通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B．Ⅰ區(qū)的SO通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移C．MnO2電極反應(yīng)：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2OD．電池總反應(yīng)：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O15．（2022·內(nèi)蒙古包頭·二模）甲池是一種常見的氫氧燃料電池，如下圖所示。一段時間乙池內(nèi)，從D口通入10mol混合氣體，其中含苯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為20%(雜質(zhì)不參與反應(yīng))，C出來的氣體中含苯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為10%的混合氣體(不含H2，該條件下苯、環(huán)己烷都為氣態(tài))，下列說法正確的是A．甲池中A處為負(fù)極，通入H2B．乙池中多孔性惰性電極上發(fā)生：+6H++6e-=C．導(dǎo)線中共傳導(dǎo)12mol電子D．甲池中H+由G極移向F極，乙池中H+由多孔性惰性電極移向惰性電極16．（2022·天津·一模）在K2Cr2O7存在下，利用微生物電化學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)含苯酚廢水的有效處理，同時向外界提供電能，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是A．N極為電池的正極，產(chǎn)生OH-B．工作一段時間后，NaCl溶液濃度增大C．M極的電極反應(yīng)為+11H2O-23e-=6CO2↑+23H+D．處理時，OH-從陰離子交換膜左側(cè)向右側(cè)移動易錯類型11化學(xué)能與電能易錯點(diǎn)1不理解原電池和電解池的形成條件易錯點(diǎn)2不會判斷原電池的正、負(fù)極易錯點(diǎn)3不會正確書寫原電池的電極反應(yīng)式易錯點(diǎn)4電解時電極產(chǎn)物的判斷易錯點(diǎn)5電解池中電解質(zhì)溶液的情況分析易錯點(diǎn)6電解精煉銅過程中的除雜易錯點(diǎn)7析氫腐蝕和吸氧腐蝕的區(qū)別與判斷易錯點(diǎn)8有關(guān)電化學(xué)的計(jì)算易錯點(diǎn)9離子交換膜的類型和應(yīng)用易錯點(diǎn)1不理解原電池和電解池的形成條件【分析】1.原電池的概念及構(gòu)成條件(1)概念和反應(yīng)本質(zhì)：原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其本質(zhì)是能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)(2)原電池的形成條件①能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)②兩個金屬活動性不同的電極(燃料電池的兩個電極可以相同)③形成閉合回路，需滿足三個條件：a.存在電解質(zhì)；b.兩電極直接或間接接觸；c.兩電極插入電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中2.電解池的構(gòu)成(1)與電源相連的兩個電極：與電源正極相連的電極是陽極，在陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)；與電源負(fù)極相連的電極是陰極，在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)(2)電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))(3)形成閉合回路易錯點(diǎn)2不會判斷原電池的正、負(fù)極【分析】沿導(dǎo)線判斷原電池正、負(fù)極的5種方法沿導(dǎo)線(1)根據(jù)電極反應(yīng)或總反應(yīng)方程式來判斷作還原劑、失電子、化合價(jià)升高、發(fā)生氧化反應(yīng)的電極是負(fù)極作氧化劑、得電子、化合價(jià)降低、發(fā)生還原反應(yīng)的電極是正極(2)根據(jù)外電路中電子流向或電流方向來判斷電子流出或電流流入的一極負(fù)極；電子流入或電流流出的一極正極(3)根據(jù)內(nèi)電路(電解質(zhì)溶液中)中離子的遷移方向來判斷陽離子向正極移動；陰離子向負(fù)極移動(4)根據(jù)原電池的兩電極材料來判斷兩種金屬(或金屬與非金屬)組成的電極，若它們都與(或都不與)電解質(zhì)溶液單獨(dú)能反應(yīng)，則較活潑的金屬作負(fù)極；若只有一種電極與電解質(zhì)溶液能反應(yīng)，則能反應(yīng)的電極作負(fù)極(5)根據(jù)電極現(xiàn)象來判斷工作后，電極質(zhì)量減少，說明該電極金屬溶解，失去電子變成金屬離子，該電極為負(fù)極；電極質(zhì)量增加或不變，說明溶液中的陽離子在該電極放電生成金屬單質(zhì)或溶液中的陽離子得電子，該電極為正極易錯點(diǎn)3不會正確書寫原電池的電極反應(yīng)式【分析】1.電極反應(yīng)遵循的三個守恒觀察鉛蓄電池的正、負(fù)極電極反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)Pb(s)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)－2e－=PbSO4(s)正極反應(yīng)PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋2e－=PbSO4(s)＋2H2O(l)總反應(yīng)Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)規(guī)律任何一個電極反應(yīng)等號左、右兩邊一定遵循：得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒(1)得失電子守恒=1\*GB3①失電子電荷數(shù)為＋m；得電子電荷數(shù)為－n=2\*GB3②元素的化合價(jià)每升高一價(jià)，則元素的原子就會失去一個電子=3\*GB3③元素的化合價(jià)每降低一價(jià)，則元素的原子就會得到一個電子(2)電荷守恒：電極反應(yīng)左、右兩邊的正電荷和負(fù)電荷數(shù)相等(3)原子守恒(質(zhì)量守恒)：電極反應(yīng)左、右兩邊同種原子的原子個數(shù)一定相等2、電極反應(yīng)的書寫方法(1)拆分法：針對比較簡單的原電池可以采取拆分法，先確定原電池的正、負(fù)極，列出正、負(fù)極上反應(yīng)的物質(zhì)，并標(biāo)出相同數(shù)目電子的得失a．寫出原電池的總反應(yīng)，如2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋b．把總反應(yīng)按氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)拆分為兩個半反應(yīng)，注明正、負(fù)極，并依據(jù)質(zhì)量守恒、電荷守恒及電子得失守恒配平兩個半反應(yīng)：正極：2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋負(fù)極：Cu－2e－=Cu2＋【微點(diǎn)撥】注意負(fù)極反應(yīng)生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存。若不共存，則電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫入負(fù)極反應(yīng)式中(2)加減法：正、負(fù)極反應(yīng)相加得到電池反應(yīng)的離子方程式。反之，若能寫出已知電池的總反應(yīng)的離子方程式，可以減去較易寫出的電極反應(yīng)式，從而得到較難寫出的電極反應(yīng)式復(fù)雜電極反應(yīng)式=總反應(yīng)式—簡單的電極反應(yīng)式a．寫出總反應(yīng)，如Li＋LiMn2O4=Li2Mn2O4b．寫出其中容易寫出的一個半反應(yīng)(正極或負(fù)極)，如負(fù)極：Li－e－=Li＋c．利用總反應(yīng)式與上述的一極反應(yīng)式相減，即得另一個電極的反應(yīng)式，即正極：LiMn2O4＋Li＋＋e－=Li2Mn2O4(3)“三步法”書寫電極反應(yīng)——按順序書寫：以“甲醇——氧氣——KOH溶液”為例以“甲醇——氧氣——KOH溶液”為例第一步：得失電子守恒失電子電荷數(shù)為＋m；得電子電荷數(shù)為－n負(fù)極的甲醇在堿性環(huán)境中變成CO32－失去6個電子，寫成－6e－；正極的O2到底是變成了OH－還是H2O，一定是得到4個電子，寫成＋4e－，此步稱之為得、失電子守恒負(fù)極反應(yīng)：CH3OH－6e－—CO32－；正極反應(yīng)：O2＋4e－—；第二步：電荷守恒此時負(fù)極反應(yīng)左邊的電荷數(shù)為＋6，右邊的電荷數(shù)為－2，電荷顯然不守恒，為了使左、右兩邊電荷守恒必需在左邊配8個OH－；正極反應(yīng)的左邊電荷數(shù)為－4，右邊的電荷數(shù)為0，為了使左、右兩邊電荷守恒必需在右邊配4個OH－，此步稱之為電荷守恒負(fù)極反應(yīng)：CH3OH—6e—＋8OH－—CO32－；正極反應(yīng)：O2＋4e－—4OH－；第三步：原子守恒觀察負(fù)極反應(yīng)左、右兩邊的原子個數(shù)，C守恒，H、O不守恒，需在右邊配6個H2O；而正極反應(yīng)H、O不守恒，需在左邊配2個H2O，此步稱之為原子守恒負(fù)極反應(yīng)：CH3OH—6e－＋8OH－＋6H2O=CO32－；正極反應(yīng)：O2＋4e－＋2H2O=4OH－；【微點(diǎn)撥】①該法書寫電極是各寫各的電極，因此正負(fù)極電子數(shù)可能不相等，所以最后再用最小公倍數(shù)寫出總方程式②若為酸性介質(zhì)，先補(bǔ)H+，另一邊補(bǔ)H2O；若為堿性介質(zhì)，先補(bǔ)OH—，另一邊補(bǔ)H2O=3\*GB3③有機(jī)物中化合價(jià)處理方法：“氧－2，氫＋1，最后算碳化合價(jià)”，并且要注意溶液環(huán)境與產(chǎn)物之間的反應(yīng)，堿性環(huán)境下，C元素最終產(chǎn)物應(yīng)為CO32－=4\*GB3④水溶液中不能出現(xiàn)O2－；堿性溶液反應(yīng)物、生成物中均無H+；酸性溶液反應(yīng)物、生成物中均無OH－，中性溶液反應(yīng)物中無H+和OH－易錯點(diǎn)4電解時電極產(chǎn)物的判斷【分析】1.電解時電極產(chǎn)物的判斷①陽極產(chǎn)物的判斷：陽極吸引的是陰離子，比較陰離子還原性的大小首先看電極材料，是惰性電極還是活性電極，若陽極材料為活性電極(Fe、Cu)等金屬，則陽極反應(yīng)為電極材料失去電子，電極被溶解變成離子而進(jìn)入溶液，溶液中的陰離子不能失電子；若陽極材料為惰性電極(Pt、石墨)，則根據(jù)陰離子的放電順序來判斷：陽極(陰離子放電順序)：金屬(Au、Pt除外)電極>S2－>SO32－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根離子②陰極產(chǎn)物的判斷：陰極吸引的是陽離子，比較陽離子氧化性的大小直接根據(jù)陽離子的放電順序進(jìn)行判斷陽離子放電順序Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸電離的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(指水電離的)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+2.陰、陽極放電后的產(chǎn)物反應(yīng)物陰極金屬陽離子(H+)陽極活性金屬電極S2－I－Br－Cl－OH－產(chǎn)物金屬(H2)金屬離子SI2Br2Cl2O2、H2O易錯點(diǎn)5電解池中電解質(zhì)溶液的情況分析【分析】惰性電極電解電解質(zhì)溶液的情況分析(1)電解溶質(zhì)電解質(zhì)類型電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度變化pH電解質(zhì)溶液復(fù)原不活潑金屬無氧酸鹽，如CuCl2陽極2Cl－－2e－=Cl2↑減小增大通入HCl氣體陰極Cu2＋＋2e－=Cu總反應(yīng)式CuCl2eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑無氧酸，如HCl陽極2Cl－－2e－=Cl2↑減小增大加入CuCl2固體陰極2H＋＋2e－=H2↑總反應(yīng)式2HCleq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑(2)電解溶質(zhì)和溶劑水，生成H2和堿電解質(zhì)(水溶液)電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度變化pH電解質(zhì)溶液復(fù)原活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl)陽極2Cl－－2e－=Cl2↑生成新電解質(zhì)增大通入HCl氣體陰極2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－總反應(yīng)式2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－(3)電解溶質(zhì)和溶劑水，生成H2和堿電解質(zhì)(水溶液)電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度變化pH電解質(zhì)溶液復(fù)原不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4)陽極2H2O－4e－=O2↑＋4H＋生成新電解質(zhì)減小加CuO或CuCO3陰極2Cu2＋＋4e－=2Cu總反應(yīng)式2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋4H＋(4)電解溶劑水電解質(zhì)類型電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式電解質(zhì)濃度變化pH電解質(zhì)溶液復(fù)原含氧酸，如H2SO4陽極2H2O－4e－=O2↑＋4H＋增大減小加水陰極4H＋＋4e－=2H2↑總反應(yīng)式2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑可溶性強(qiáng)堿，如NaOH陽極4OH－－4e－=O2↑＋2H2O增大增大加水陰極4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－總反應(yīng)式2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑活潑金屬含氧酸鹽，如KNO3、Na2SO4陽極2H2O－4e－=O2↑＋4H＋增大不變加水陰極4H2O＋4e－=2H2↑＋4OH－總反應(yīng)式2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑易錯點(diǎn)6電解精煉銅過程中的除雜【分析】原理電解精煉粗銅時，通常把純銅作陰極，把粗通板(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)作陽極，用CuSO4溶液作電解質(zhì)溶液，當(dāng)通以直流電時，作為陽極的粗銅逐漸溶解，在陰極上析出純銅，這樣可得符合電氣工業(yè)要求的純度達(dá)99.95%～99.98%的銅裝置圖電極反應(yīng)陽極(粗銅)Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Ni－2e—=Ni2+，Cu－2e－=Cu2＋陰極(純銅)Cu2＋＋2e－=Cu如何實(shí)現(xiàn)除雜？在精煉池的陽極，含雜質(zhì)的銅不斷溶解，比銅更活潑的Zn、Fe、Ni等也會失去電子，但Ag、Au等金屬雜質(zhì)由于失去電子能力比Cu弱，難以在陽極溶解，它們會以單質(zhì)的形式沉積在精煉池底，形成“陽極泥”?！瓣枠O泥”經(jīng)分離后可以得到Ag、Au等貴重金屬。在陰極，由于溶液中的Zn2+、Fe2+、Ni2+、H+等離子得到電子的能力均比Cu2+弱，且物質(zhì)的量濃度均比Cu2+小，所以只有Cu2+在陰極獲得電子而析出Cu，這樣，在陰極就得到了純銅。長時間電解后，電解質(zhì)溶液的Cu2+濃度中有所減小，且引入了Zn2+、Fe2+、Ni2+等雜質(zhì)，需定時除去雜質(zhì)特點(diǎn)銅的電解精煉時，電解質(zhì)溶液中的Cu2+濃度中有所減小；陽極減少的質(zhì)量和陰極增加的質(zhì)量不相等；陽極失電子總數(shù)和陰極得電子總數(shù)相等微點(diǎn)撥電解精煉中，比需要精煉的金屬活潑的雜質(zhì)溶解，而不比需要精煉的金屬活潑的雜質(zhì)會沉積(如：精煉鎳時Cu也會沉積)易錯點(diǎn)7析氫腐蝕和吸氧腐蝕的區(qū)別與判斷【分析】類型析氫腐蝕(腐蝕過程中不斷有氫氣放出)吸氧腐蝕(反應(yīng)過程吸收氧氣)條件水膜酸性較強(qiáng)(pH≤4.3)水膜酸性很弱或呈中性電極材料及反應(yīng)負(fù)極(Fe)Fe－2e－=Fe2＋Fe－2e－=Fe2＋正極(碳)2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－總反應(yīng)式Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍吸氧腐蝕總反應(yīng)式：2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3脫去一部分水就生成Fe2O3·xH2O(鐵銹主要成分)根據(jù)介質(zhì)判斷析氫腐蝕和吸氧腐蝕：若電解質(zhì)酸性較強(qiáng)，如：NH4Cl溶液、稀H2SO4等，則發(fā)生析氫腐蝕，相當(dāng)于金屬與酸構(gòu)成原電池；若電解質(zhì)為弱酸、中性、弱堿，則發(fā)生吸氧腐蝕，相當(dāng)于金屬、氧氣構(gòu)成燃料電池兩種腐蝕正極的現(xiàn)象不同：析氫腐蝕正極產(chǎn)生H2，氣體壓強(qiáng)變大，pH增大；吸氧腐蝕正極吸收O2，氣體壓強(qiáng)變小，pH增大易錯點(diǎn)8有關(guān)電化學(xué)的計(jì)算【分析】1.計(jì)算類型電解的相關(guān)計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算(如質(zhì)量、氣體的體積、某元素的化合價(jià)、溶液的pH及物質(zhì)的量濃度等)2.電解計(jì)算的依據(jù)(1)陽極失去的電子數(shù)＝陰極得到的電子數(shù)(2)串聯(lián)電路中通過各電解池的電子總數(shù)相等(3)電源輸出的電子總數(shù)和電解池中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等3.電解計(jì)算的方法(1)根據(jù)電子守恒法計(jì)算：用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等(2)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算：先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計(jì)算(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算：根據(jù)得失電子守恒的關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計(jì)算所需的關(guān)系式以通過4mole－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：(式中M為金屬，n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)易錯點(diǎn)9離子交換膜的類型和應(yīng)用【分析】1.離子交換膜的類型(1)陽離子交換膜——只允許陽離子和水分子通過，阻止陰離子和氣體通過以鋅銅原電池為例，中間用陽離子交換膜隔開①負(fù)極反應(yīng)式：Zn－2e－=Zn2＋②正極反應(yīng)式：Cu2＋＋2e－=Cu③Zn2＋通過陽離子交換膜進(jìn)入正極區(qū)④陽離子透過陽離子交換膜原電池正極(或電解池的陰極)(2)陰離子交換膜——只允許陰離子和水分子通過，阻止陽離子和氣體通過以Pt為電極電解淀粉-KI溶液，中間用陰離子交換膜隔開①陰極反應(yīng)式：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－②陽極反應(yīng)式：2I－－2e－=I2③陰極產(chǎn)生的OH－移向陽極與陽極產(chǎn)物反應(yīng)：3I2＋6OH－=IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋3H2O④陰離子透過陰離子交換膜電解池陽極(或原電池的負(fù)極)(3)質(zhì)子交換膜——只允許H＋和水分子通過在微生物作用下電解有機(jī)廢水(含CH3COOH)，可獲得清潔能源H2①陰極反應(yīng)式：2H＋＋2e－=H2↑②陽極反應(yīng)式：CH3COOH－8e－＋2H2O=2CO2↑＋8H＋③陽極產(chǎn)生的H＋通過質(zhì)子交換膜移向陰極④H＋透過質(zhì)子交換膜原電池正極(或電解池的陰極)2.離子交換膜類型的判斷——根據(jù)電解質(zhì)溶液呈電中性的原則，判斷膜的類型方法與技巧(1)首先寫出陰、陽兩極上的電極反應(yīng)，依據(jù)電極反應(yīng)式確定該電極附近哪種離子剩余(2)根據(jù)溶液呈電中性，判斷出離子移動的方向，從而確定離子交換膜的類型實(shí)例分析：電解飽和食鹽水分析方法電解飽和食鹽水時，陰極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，則陰極區(qū)域破壞水的電離平衡，OH－有剩余，陽極區(qū)域的Na＋穿過離子交換膜進(jìn)入陰極室，與OH－結(jié)合生成NaOH，故電解食鹽水中的離子交換膜是陽離子交換膜1．（2022·廣東卷）以熔融鹽為電解液，以含和等的鋁合金廢料為陽極進(jìn)行電解，實(shí)現(xiàn)的再生。該過程中A．陰極發(fā)生的反應(yīng)為 B．陰極上被氧化C．在電解槽底部產(chǎn)生含的陽極泥 D．陽極和陰極的質(zhì)量變化相等【答案】C【解析】根據(jù)電解原理可知，電解池中陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，該題中以熔融鹽為電解液，含和等的鋁合金廢料為陽極進(jìn)行電解，通過控制一定的條件，從而可使陽極區(qū)Mg和Al發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，分別生成Mg2+和Al3+，Cu和Si不參與反應(yīng)，陰極區(qū)Al3+得電子生成Al單質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)Al的再生，據(jù)此分析解答。A．陰極應(yīng)該發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，實(shí)際上Mg在陽極失電子生成Mg2+，A錯誤；B．Al在陽極上被氧化生成Al3+，B錯誤；C．陽極材料中Cu和Si不參與氧化反應(yīng)，在電解槽底部可形成陽極泥，C正確；D．因?yàn)殛枠O除了鋁參與電子轉(zhuǎn)移，鎂也參與了電子轉(zhuǎn)移，且還會形成陽極泥，而陰極只有鋁離子得電子生成鋁單質(zhì)，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)守恒及元素守恒可知，陽極與陰極的質(zhì)量變化不相等，D錯誤；故選C。2．（2023·北京海淀·統(tǒng)考二模）甲、乙同學(xué)分別用如圖所示裝置驗(yàn)證鐵的電化學(xué)防腐原理，相同時間后繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)①：甲同學(xué)分別向Ⅰ、Ⅱ中Fe電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，Ⅰ中產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，Ⅱ中無沉淀。實(shí)驗(yàn)②：乙同學(xué)分別取Ⅰ、Ⅱ中Fe電極附近溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，Ⅰ、Ⅱ中均無沉淀。下列說法正確的是A．Ⅰ是犧牲陽極保護(hù)法，正極反應(yīng)式為B．Ⅱ?yàn)橥饧与娏麝帢O保護(hù)法，F(xiàn)e電極與外接電源的正極相連C．由實(shí)驗(yàn)①中Ⅰ、Ⅱ現(xiàn)象的差異，推測K3[Fe(CN)6]在Ⅰ中氧化性強(qiáng)于ⅡD．由實(shí)驗(yàn)可知，兩種保護(hù)法均能保護(hù)，且Ⅱ保護(hù)得更好【答案】D【解析】A．由圖可知，F(xiàn)e電極是正極，Zn電極是負(fù)極，屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法，由于電解質(zhì)溶液呈酸性，故正極上氫離子得電子，則正極的反應(yīng)為：2H++2e-═H2↑，A錯誤；B．外加電流陰極保護(hù)法中要保護(hù)的電極應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連，即Fe電極與外接電源的負(fù)極相連，B錯誤；C．由于Ⅰ中Fe電極與電解質(zhì)溶液直接接觸，會有少量的Fe直接與酸反應(yīng)生成Fe2+，與K3[Fe(CN)6]在Ⅰ、Ⅱ中的氧化性無關(guān)，C錯誤；D．對比Ⅰ、Ⅱ現(xiàn)象的差異可知，兩種保護(hù)法均能保護(hù)Fe，且電解法保護(hù)的更好，即Ⅱ保護(hù)得更好，D正確；故答案為：D。3．（2022·廣東·模擬預(yù)測）習(xí)近平總書記提出我國要在2030年實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，2060年前實(shí)現(xiàn)“碳中和"。某科研小組用電化學(xué)方法將轉(zhuǎn)化為CO實(shí)現(xiàn)再利用，轉(zhuǎn)化的基本原理如圖所示。下列說法不正確的是A．該裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．M上的電極反應(yīng)方程式為2H2O-4e-=O2↑+4H+C．工作一段時間后，N電極室中的溶液pH增大D．當(dāng)轉(zhuǎn)化2molCO2時，外電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA【答案】D【解析】A．由圖可知，該裝置為原電池，能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A正確；B．M為電池的負(fù)極，在紫外光的作用下，水失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成O2，電極反應(yīng)方程式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，B正確；C．N為電池正極，電極反應(yīng)式為CO2+2H++2e-═CO+H2O，當(dāng)外電路轉(zhuǎn)移4mol電子時，有4molH+從左室穿過交換膜到達(dá)右室，然后被CO2消耗，但溶液中水的量增加，因此N電極室的溶液pH增大，C正確；D．電極反應(yīng)式為CO2+2H++2e-═CO+H2O，當(dāng)轉(zhuǎn)化2mol時，外電路轉(zhuǎn)移4mol電子，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4NA，D錯誤；答案選D。4．（2022·安徽黃山·二模）羥基自由基(·OH)是自然界中氧化性僅次于氟的氧化劑。我國科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種能將苯酚氧化為CO2和H2O的原電池-電解池組合裝置(如下圖所示)，該裝置能實(shí)現(xiàn)發(fā)電、環(huán)保二位一體。下列說法錯誤的是A．b極為負(fù)極，d極為陽極B．b電極區(qū)每產(chǎn)生3molCO2，c電極區(qū)溶液質(zhì)量減輕14gC．d電極的電極反應(yīng)式：H2O-e-=·OH+H+D．工作時，如果II室中Na+、Cl?數(shù)目都減小，則M為陽離子交換膜【答案】B【解析】苯酚氧化為CO2和H2O的原電池中C6H6OCO2+H2O，發(fā)生了氧化反應(yīng)，作負(fù)極，c為陰極：發(fā)生了還原反應(yīng)，作正極，d為陽極。以此分析解答。A.根據(jù)上述分析可知：b極為負(fù)極，d極為陽極，故A正確；B.根據(jù)上述分析可知：C6H6O6CO24mole-，c極區(qū)2H+H22mole-。所以b電極區(qū)每產(chǎn)生3molCO2，c電極產(chǎn)生1molH2，d極質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入c極區(qū)，溶液質(zhì)量不會減輕14g，故B錯誤；C.根據(jù)上述分析可知：d為陽極，其電極的電極反應(yīng)式：H2O-e-=·OH+H+，故C正確；D.根據(jù)上述分析可知：a為正極，其電極的電極反應(yīng)式：7H2O++6e-=2+8OH-，陰離子濃度增大，Na+透過M膜進(jìn)入a極區(qū)，所以M為陽離子交換膜，故D正確；故答案：B。5．（2023·全國乙卷）室溫鈉-硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲系統(tǒng)。一種室溫鈉-硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時，在硫電極發(fā)生反應(yīng)：S8+e-→S，S+e-→S，2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx下列敘述錯誤的是A．充電時Na+從鈉電極向硫電極遷移B．放電時外電路電子流動的方向是a→bC．放電時正極反應(yīng)為：2Na++S8+2e-→Na2SxD．炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能【答案】A【分析】由題意可知放電時硫電極得電子，硫電極為原電池正極，鈉電極為原電池負(fù)極?！窘馕觥緼．充電時為電解池裝置，陽離子移向陰極，即鈉電極，故充電時，Na+由硫電極遷移至鈉電極，A錯誤；B．放電時Na在a電極失去電子，失去的電子經(jīng)外電路流向b電極，硫黃粉在b電極上得電子與a電極釋放出的Na+結(jié)合得到Na2Sx，電子在外電路的流向?yàn)閍→b，B正確；C．由題給的的一系列方程式相加可以得到放電時正極的反應(yīng)式為2Na++S8+2e-→Na2Sx，C正確；D．炭化纖維素紙中含有大量的炭，炭具有良好的導(dǎo)電性，可以增強(qiáng)硫電極的導(dǎo)電性能，D正確；故答案選A。6．（2023·山東淄博·校聯(lián)考二模）微生物燃料電池碳氮聯(lián)合去除的氮轉(zhuǎn)化系統(tǒng)原理如圖所示。下列說法錯誤的是A．a(chǎn)極電勢低于b極B．離子交換膜是質(zhì)子交換膜C．a(chǎn)、b兩極生成和的物質(zhì)的量之比為5∶4D．好氧微生物反應(yīng)器中反應(yīng)的離子方程式為【答案】C【解析】從圖分析，a電極上為乙酸根離子生成二氧化碳，失去電子，為負(fù)極反應(yīng)，b為正極。據(jù)此解答。A．a(chǎn)為負(fù)極，b為正極，正極電極比負(fù)極高，A正確；B．a(chǎn)的電極反應(yīng)為，b的電極反應(yīng)為，氫離子向正極移動，故使用質(zhì)子交換膜膜，B正確；C．根據(jù)ab電極反應(yīng)分析，電子守恒，則二氧化碳和氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量比為10:4=5:2，C錯誤；D．從圖分析，銨根離子和氧氣進(jìn)去反應(yīng)生成硝酸根離子，故反應(yīng)的離子方程式為：，D正確；故選C。7．（2023·新課標(biāo)卷）一種以和為電極、水溶液為電解質(zhì)的電池，其示意圖如下所示。放電時，可插入層間形成。下列說法錯誤的是

A．放電時為正極B．放電時由負(fù)極向正極遷移C．充電總反應(yīng)：D．充電陽極反應(yīng)：【答案】C【分析】由題中信息可知，該電池中Zn為負(fù)極、為正極，電池的總反應(yīng)為。【解析】A．由題信息可知，放電時，可插入層間形成，發(fā)生了還原反應(yīng)，則放電時為正極，A說法正確；B．Zn為負(fù)極，放電時Zn失去電子變?yōu)?，陽離子向正極遷移，則放電時由負(fù)極向正極遷移，B說法正確；C．電池在放電時的總反應(yīng)為，則其在充電時的總反應(yīng)為，C說法不正確；D．充電陽極上被氧化為，則陽極的電極反應(yīng)為，D說法正確；綜上所述，本題選C。8．（2023·山東濟(jì)寧·統(tǒng)考二模）某濃差電池的裝置如圖所示，該電池使用前先將K與M連接一段時間，K再與N連接，當(dāng)正負(fù)電極室中溶液的濃度相等時，電池將停止放電。下列說法錯誤的是A．K與M連接時，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子時，乙室溶液質(zhì)量減少17gB．K與N連接時，甲室的電極反應(yīng)式為C．若換成陽離子交換膜，電池將不能正常使用D．K分別與M、N連接時，在電解質(zhì)溶液中的移動方向相反【答案】B【分析】濃度差電池是利用兩極電勢差實(shí)現(xiàn)兩個氧化還原半反應(yīng)，總反應(yīng)類似擴(kuò)散原理，最終兩池電解質(zhì)濃度將相等。該電池使用前先將K與M連接一段時間，開關(guān)與M相連時，為電解池，左側(cè)甲室內(nèi)Ag電極為陽極，右側(cè)乙室內(nèi)Ag電極為陰極，陽極上Ag失去電子轉(zhuǎn)化為Ag+，陰極上Ag+得到電子轉(zhuǎn)化為Ag，硝酸根透過陰離子交換膜向陽極移動進(jìn)入左側(cè)，一段時間后，兩池中濃度不同；然后將K與N相連，裝置為原電池，左側(cè)甲室內(nèi)硝酸銀溶液濃度大，銀離子氧化性強(qiáng)，則銀離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，左側(cè)甲室內(nèi)Ag電極為正極，則右側(cè)乙室Ag電極為負(fù)極，硝酸根向負(fù)極移動進(jìn)入乙室，據(jù)此回答；【解析】A．據(jù)分析，K與M連接時，右側(cè)乙室內(nèi)、硝酸根遷出，當(dāng)轉(zhuǎn)移1mol電子時，乙室溶液質(zhì)量減少(108+62)g=170g，則當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子時，乙室溶液質(zhì)量減少17g，A正確；B．K與N連接時為原電池，甲室為正極區(qū)，電極反應(yīng)式為，B不正確；C．若換成陽離子交換膜，若有1mol電子轉(zhuǎn)移，陽極1molAg溶解、陰極析出1molAg，1molAg+透過陽離子交換膜進(jìn)入乙室，則兩池中Ag+濃度將相同，開關(guān)與N相連時，不會產(chǎn)生電流、將不能正常使用，因此應(yīng)該選擇陰離子交換膜電池，C正確；D．據(jù)分析，K分別與M、N連接時，在電解質(zhì)溶液中的移動方向相反，D正確；答案選B。9．（2022·陜西西安·二模）據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，一種新型的微生物脫鹽電池的裝置如圖所示，關(guān)于該電池裝置說法正確的是A．Y為陰離子選擇性交換膜B．左室溶液堿性增強(qiáng)C．負(fù)極反應(yīng)是CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+D．轉(zhuǎn)移2mol電子，海水脫去氯化鈉的質(zhì)量是58.5g【答案】C【解析】A．原電池中陽離子移向正極、陰離子移向負(fù)極，從而達(dá)到脫鹽的目的，因此Y為陽離子交換膜，X為陰離子交換膜，A錯誤；B．由圖示可知，左室為負(fù)極，負(fù)極CH3COO-失電子生成二氧化碳，負(fù)極反應(yīng)式為：CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+，生成了氫離子，溶液堿性減弱，B錯誤；C．由圖示可知，負(fù)極CH3COO-失電子生成二氧化碳，負(fù)極反應(yīng)式為：CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+，C正確；D．轉(zhuǎn)移電子數(shù)目與鈉離子、氯離子所帶電荷數(shù)相同，因此轉(zhuǎn)移2mol電子，各有2mol鈉離子和2mol氯離子分別透過半透膜，可除去氯化鈉2mol，質(zhì)量為2mol58.5g/mol=117g，D錯誤；答案選C。10．（2023·湖北卷）我國科學(xué)家設(shè)計(jì)如圖所示的電解池，實(shí)現(xiàn)了海水直接制備氫氣技術(shù)的綠色化。該裝置工作時陽極無生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為。下列說法錯誤的是

A．b電極反應(yīng)式為B．離子交換膜為陰離子交換膜C．電解時海水中動能高的水分子可穿過PTFE膜D．海水為電解池補(bǔ)水的速率為【答案】D【分析】由圖可知，該裝置為電解水制取氫氣的裝置，a電極與電源正極相連，為電解池的陽極，b電極與電源負(fù)極相連，為電解池的陰極，陰極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，陽極反應(yīng)為4OH--4e-=O2↑+2H2O，電池總反應(yīng)為2H2O2H2↑+O2↑，據(jù)此解答?！窘馕觥緼．b電極反應(yīng)式為b電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故A正確；B．該裝置工作時陽極無Cl2生成且KOH濃度不變，陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為4OH--4e-=O2↑+2H2O，為保持OH-離子濃度不變，則陰極產(chǎn)生的OH-離子要通過離子交換膜進(jìn)入陽極室，即離子交換膜應(yīng)為陰離子交換摸，故B正確；C．電解時電解槽中不斷有水被消耗，海水中的動能高的水可穿過PTFE膜，為電解池補(bǔ)水，故C正確；D．由電解總反應(yīng)可知，每生成1molH2要消耗1molH2O，生成H2的速率為，則補(bǔ)水的速率也應(yīng)是，故D錯誤；答案選D。11．（2023·廣東·統(tǒng)考二模）利用介質(zhì)耦合微生物電化學(xué)系統(tǒng)與電催化還原系統(tǒng)，既能凈化廢水，又能向高附加值產(chǎn)物轉(zhuǎn)化，其工作原理示意圖如圖a和圖b所示，下列說法錯誤的是A．圖a裝置和圖b裝置中的都是從左向右移動B．圖a裝置中甲電極的反應(yīng)式為：C．圖b裝置中丙電極的電勢比丁電極高D．圖b裝置中丁電極中每消耗(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為【答案】B【分析】由圖可知，甲極發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，為負(fù)極，則乙為正極；丙極發(fā)生氧化反應(yīng)生成，為陽極，則丁為陰極；【解析】A．a(chǎn)中氫離子向正極右側(cè)遷移，b中氫離子向陰極右側(cè)遷移，故A說法正確；B．a(chǎn)裝置中甲電極上乙酸根離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，反應(yīng)式為：，故B說法錯誤；C．圖b裝置中丙電極為陽極、丁電極為陰極，則丙的電勢比丁電極高，故C說法正確；D．圖b裝置中丁電極二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醇，電子轉(zhuǎn)移情況為，則每消耗(標(biāo)準(zhǔn)狀況下為1mol)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為6×6.02×1023=，故D說法正確；故選B。12．（2022·北京卷）利用下圖裝置進(jìn)行鐵上電鍍銅的實(shí)驗(yàn)探究。裝置示意圖序號電解質(zhì)溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①0.1mol/LCuSO4+少量H2SO4陰極表面有無色氣體，一段時間后陰極表面有紅色固體，氣體減少。經(jīng)檢驗(yàn)電解液中有②0.1mol/LCuSO4+過量氨水陰極表面未觀察到氣體，一段時間后陰極表面有致密紅色固體。經(jīng)檢驗(yàn)電解液中無元素下列說法不正確的是A．①中氣體減少，推測是由于溶液中減少，且覆蓋鐵電極，阻礙與鐵接觸B．①中檢測到，推測可能發(fā)生反應(yīng)：C．隨陰極析出，推測②中溶液減少，平衡逆移D．②中生成，使得比①中溶液的小，緩慢析出，鍍層更致密【答案】C【分析】由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，實(shí)驗(yàn)①時，鐵做電鍍池的陰極，鐵會先與溶液中的氫離子、銅離子反應(yīng)生成亞鐵離子、氫氣和銅，一段時間后，銅離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銅；實(shí)驗(yàn)②中銅離子與過量氨水反應(yīng)生成四氨合銅離子，使得溶液中銅離子濃度比①中要小，電解速率減慢，銅離子在陰極得到電子緩慢發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，在鐵表面得到比實(shí)驗(yàn)①更致密的鍍層?！窘馕觥緼．由分析可知，實(shí)驗(yàn)①時，鐵會先與溶液中的氫離子、銅離子反應(yīng)，當(dāng)溶液中氫離子濃度減小，反應(yīng)和放電生成的銅覆蓋鐵電極，阻礙氫離子與鐵接觸，導(dǎo)致產(chǎn)生的氣體減少，故A正確；B．由分析可知，實(shí)驗(yàn)①時，鐵做電鍍池的陰極，鐵會先與溶液中的氫離子、銅離子反應(yīng)生成亞鐵離子、氫氣和銅，可能發(fā)生的反應(yīng)為，故B正確；C．由分析可知，銅離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，在陰極析出銅，但陽極發(fā)生Cu-2e-=Cu2+的反應(yīng)，銅離子濃度不變，平衡不移動，故C錯誤；D．由分析可知，實(shí)驗(yàn)②中銅離子與過量氨水反應(yīng)生成四氨合銅離子，使得溶液中銅離子濃度比①中要小，電解速率減慢，銅離子在陰極得到電子緩慢發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，在鐵表面得到比實(shí)驗(yàn)①更致密的鍍層，故D正確；故選C。13．（2023·河北石家莊·校聯(lián)考模擬預(yù)測）雙極膜(BP)可以在電場作用下，使水分子快速解離為和，并透過陰、陽離子膜進(jìn)入溶液。用此工藝捕獲煙道氣中的過程如圖所示，已知鹽室中生成實(shí)現(xiàn)捕獲，下列說法正確的是A．捕獲裝置中，陰極反應(yīng)為B．溶液中的X為C．交換膜A為陽離子交換膜D．捕獲1.12L轉(zhuǎn)化為沉淀，則轉(zhuǎn)移電子2mol【答案】A【解析】A．陰極發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中放電，為，A正確；B．堿室是轉(zhuǎn)化為，應(yīng)由雙極膜產(chǎn)生不斷補(bǔ)充，保持堿的濃度，X應(yīng)為，B錯誤；C．鹽室生成，就需要穿過交換膜A，所以交換膜A為陰離子交換膜，C錯誤；D．捕獲1.12L，未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況，無法計(jì)算轉(zhuǎn)移電子數(shù)，D錯誤；故選A。14．（2022·全國甲卷）一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)存在)。電池放電時，下列敘述錯誤的是A．Ⅱ區(qū)的K+通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B．Ⅰ區(qū)的SO通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移C．MnO2電極反應(yīng)：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2OD．電池總反應(yīng)：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O【答案】A【解析】根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)和題目所給信息可知，Ⅲ區(qū)Zn為電池的負(fù)極，電極反應(yīng)為Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)，Ⅰ區(qū)MnO2為電池的正極，電極反應(yīng)為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O；電池在工作過程中，由于兩個離子選擇隔膜沒有指明的陽離子隔膜還是陰離子隔膜，故兩個離子隔膜均可以通過陰、陽離子，因此可以得到Ⅰ區(qū)消耗H+，生成Mn2+，Ⅱ區(qū)的K+向Ⅰ區(qū)移動或Ⅰ區(qū)的SO向Ⅱ區(qū)移動，Ⅲ區(qū)消耗OH-，生成Zn(OH)，Ⅱ區(qū)的SO向Ⅲ區(qū)移動或Ⅲ區(qū)的K+向Ⅱ區(qū)移動。據(jù)此分析答題。A．根據(jù)分析，Ⅱ區(qū)的K+只能向Ⅰ區(qū)移動，A錯誤；B．根據(jù)分析，Ⅰ區(qū)的SO向Ⅱ區(qū)移動，B正確；C．MnO2電極的電極反應(yīng)式為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，C正確；D．電池的總反應(yīng)為Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O，D正確；故答案選A。15．（2022·內(nèi)蒙古包頭·二模）甲池是一種常見的氫氧燃料電池，如下圖所示。一段時間乙池內(nèi)，從D口通入10mol混合氣體，其中含苯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為20%(雜質(zhì)不參與反應(yīng))，C出來的氣體中含苯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為10%的混合氣體(不含H2，該條件下苯、環(huán)己烷都為氣態(tài))，下列說法正確的是A．甲池中A處為負(fù)極，通入H2B．乙池中多孔性惰性電極上發(fā)生：+6H++6e-=C．導(dǎo)線中共傳導(dǎo)12mol電子D．甲池中H+由G極移向F極，乙池中H+由多孔性惰性電極移向惰性電極【答案】B【解析】由圖可知，乙池中惰性電極苯生成環(huán)己烷，碳元素價(jià)態(tài)降低得電子，乙中左側(cè)惰性電極為陰極，電極反應(yīng)式為C6H6+6e-+6H+=C6H12，右側(cè)多空惰性電極為陽極，故甲中F為正極，A口通入氧氣，G為負(fù)極，B口通入氫氣，據(jù)此作答。A．根據(jù)分析，甲中A為正極，通入氧氣，故A錯誤；B．乙中左側(cè)惰性電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：+6H++6e-=，故B正確；C．乙中左側(cè)惰性電極為陰極，電極反應(yīng)式為C6H6+6e-+6H+=C6H12，參加反應(yīng)苯的物質(zhì)的量為10mol×20%-10mol×10%=1mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol×6=6mol，故C錯誤；D．甲池為原電池，原電池中陰離子移向正極，F(xiàn)為正極；乙池為電解池，陽離子移向陰極，多孔惰性電極為陰極，則H+移向多孔性惰性電極，故D錯誤；故選：B。16．（2022·天津·一模）在K2Cr2O7存在下，利用微生物電化學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)含苯酚廢水的有效處理，同時向外界提供電能，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是A．N極為電池的正極，產(chǎn)生OH-B．工作一段時間后，NaCl溶液濃度增大C．M極的電極反應(yīng)為+11H2O-23e-=6CO2↑+23H+D．處理時，OH-從陰離子交換膜左側(cè)向右側(cè)移動【答案】A【解析】根據(jù)原電池的工作原理，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，有機(jī)物被氧化，結(jié)合平均化合價(jià)，有機(jī)物中6個碳原子整體顯-4價(jià)，生成物中6個CO2碳元素的碳原子整體顯示+24價(jià)，故負(fù)極反應(yīng)式為：+11H2O-28e-=6CO2+28H+，生成的H+透過陽膜向中間室移動。右側(cè)正極反應(yīng)式為：+6e-+7H2O=2Cr(OH)3+8OH-，陰離子OH-透過陰膜向中間室移動在中間室生成水，NaCl溶液濃度減小，據(jù)此分析解答。A．M電極苯酚被氧化產(chǎn)生CO2，同時產(chǎn)生H+，則M為負(fù)極，N極為正極，發(fā)生反應(yīng)：+6e-+7H2O=2Cr(OH)3+8OH-，產(chǎn)生OH-，A正確；B．苯酚在負(fù)極被氧化為CO2的同時會產(chǎn)生H+，H+會通過陽離子交換膜遷移到中間極室；在正極被還原為Cr(OH)3的同時會產(chǎn)生OH-，OH-會跨過陰離子交換膜遷移到中間極室，與由正極區(qū)遷移來的氫離子反應(yīng)生成水，因此，中間極室的NaCl溶液濃度下降，B錯誤；C．M極為負(fù)極，發(fā)生苯酚的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：+11H2O-28e-=6CO2+28H+，C錯誤；D．N極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：+6e-+7H2O=2Cr(OH)3+8OH-，反應(yīng)產(chǎn)生的OH-通過陰離子交換膜從右側(cè)向左側(cè)移動，而非從左側(cè)向右側(cè)遷移，D錯誤；故合理選項(xiàng)是A。易錯類型12化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡易錯點(diǎn)1化學(xué)反應(yīng)速率的表示和單位易錯點(diǎn)2速率常數(shù)和速率方程易錯點(diǎn)3稀有氣體對反應(yīng)速率的影響易錯點(diǎn)4化學(xué)反應(yīng)方向的判斷易錯點(diǎn)5化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷易錯點(diǎn)6惰性氣體(不參加反應(yīng)的氣體)”對化學(xué)平衡的影響易錯點(diǎn)7等效平衡分類及規(guī)律易錯點(diǎn)8化學(xué)平衡常數(shù)的意義及影響因素易錯點(diǎn)9化學(xué)平衡常數(shù)的兩大應(yīng)用易錯點(diǎn)10分壓平衡常數(shù)KP的計(jì)算易錯點(diǎn)11平衡轉(zhuǎn)化率的分析與判斷易錯點(diǎn)12基元反應(yīng)和有效碰撞理論易錯點(diǎn)13反應(yīng)機(jī)理圖像分析易錯點(diǎn)1化學(xué)反應(yīng)速率的表示和單位【分析】化學(xué)反應(yīng)速率（1）表示方法通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量來表示。（2）數(shù)學(xué)表達(dá)式及單位v＝eq\f(Δc,Δt)，單位為mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。注意：=1\*GB3①一般不用固體或純液體物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率。=2\*GB3②由v＝eq\f(Δc,Δt)計(jì)算得到的是一段時間內(nèi)的平均速率，用不同物質(zhì)表示時，其數(shù)值可能不同，但意義相同。易錯點(diǎn)2速率常數(shù)和速率方程【分析】速率常數(shù)和速率方程（1）速率常數(shù)(k)是指在給定溫度下，反應(yīng)物濃度皆為1mol·L－1時的反應(yīng)速率。在相同濃度的條件下，可用速率常數(shù)大小來比較化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率?；瘜W(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度(或濃度的次方)成正比，而速率常數(shù)是其比例常數(shù)，在恒溫條件下，速率常數(shù)不隨反應(yīng)物濃度的變化而改變。因此，可以應(yīng)用速率方程求出該溫度下任意濃度時的反應(yīng)速率。（2）速率方程一定溫度下，化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其計(jì)量數(shù)為指數(shù)的冪的乘積成正比。對于反應(yīng)：aA＋bB=gG＋hH則v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k為速率常數(shù))。如：①SO2Cl2SO2＋Cl2v＝k1·c(SO2Cl2)②2NO22NO＋O2v＝k2·c2(NO2)③2H2＋2NON2＋2H2Ov＝k3·c2(H2)·c2(NO)（3）速率常數(shù)的影響因素溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響是顯著的，速率常數(shù)是溫度的函數(shù)。同一反應(yīng)，溫度不同，速率常數(shù)將有不同的值，但濃度不影響速率常數(shù)。易錯點(diǎn)3稀有氣體對反應(yīng)速率的影響【分析】稀有氣體對反應(yīng)速率的影響①恒溫恒壓②恒溫恒容易錯點(diǎn)4化學(xué)反應(yīng)方向的判斷【分析】1．熵和熵變的含義(1)熵的含義度量體系混亂程度的物理量，符號為S。熵值越大，體系混亂度越大。同一條件下，不同物質(zhì)有不同的熵值，同一物質(zhì)在不同狀態(tài)下熵值也不同，一般規(guī)律是S(g)>S(l)>S(s)。(2)熵變的含義ΔS＝S(生成物)－S(反應(yīng)物)。化學(xué)反應(yīng)的ΔS越大，越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。2．判斷化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)ΔG＝ΔH－TΔSΔG<0時，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行；ΔG＝0時，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；ΔG>0時，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。易錯點(diǎn)5化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷【分析】判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的方法化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)是否平衡混合物體系中各成分的含量①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定平衡②各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定平衡③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定平衡④總體積、總壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量一定不一定平衡正、逆反應(yīng)速率之間的關(guān)系①單位時間內(nèi)消耗了mmolA，同時也生成了mmolA平衡②單位時間內(nèi)消耗了nmolB，同時也消耗了pmolC平衡③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q不一定平衡④單位時間內(nèi)生成了nmolB，同時也消耗了qmolD不一定平衡壓強(qiáng)①其他條件一定、總壓強(qiáng)一定，且m＋n≠p＋q平衡②其他條件一定、總壓強(qiáng)一定，且m＋n＝p＋q不一定平衡混合氣體的平均相對分子質(zhì)量①平均相對分子質(zhì)量一定，且m＋n≠p＋q平衡②平均相對分子質(zhì)量一定，且m＋n＝p＋q不一定平衡溫度任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化，當(dāng)體系溫度一定時平衡氣體的密度密度一定不一定平衡顏色反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色穩(wěn)定不變平衡易錯點(diǎn)6惰性氣體(不參加反應(yīng)的氣體)”對化學(xué)平衡的影響【分析】易錯點(diǎn)7等效平衡分類及規(guī)律【分析】1．定義在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下，同一可逆反應(yīng)體系，不管是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，還是正、逆反應(yīng)同時投料，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時，任何相同組分的百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等)均相同。2．等效平衡分類及規(guī)律對于可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)?cC(g)+dD(g)反應(yīng)特點(diǎn)a+b≠c+da+b=c+d反應(yīng)條件等溫等容等溫等壓等溫等容等溫等壓起始投料的條件換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì)，其“量”相同換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì)，其“量”比例相同換算為化學(xué)方程式同一邊物質(zhì)，其“量”比例相同平衡特點(diǎn)物質(zhì)的量(n)相同成比例成比例成比例百分含量(w%)相同相同相同相同濃度相同相同成比例相同3．解題模板等效平衡判斷“四步曲”eq\x(第一步，看)：觀察可逆反應(yīng)特點(diǎn)(物質(zhì)狀態(tài)、氣體分子數(shù))，判斷反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng)還是反應(yīng)前后氣體體積改變的可逆反應(yīng)；eq\x(第二步，挖)：挖掘反應(yīng)條件，是恒溫恒容還是恒溫恒壓，注意密閉容器不等于恒容容器；eq\x(第三步，倒)：采用一邊倒法，將起始物質(zhì)按可逆反應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比轉(zhuǎn)化成同一邊的物質(zhì)；eq\x(第四步，聯(lián))：聯(lián)系等效平衡判斷依據(jù)，結(jié)合題目條件判斷是否達(dá)到等效平衡。易錯點(diǎn)8化學(xué)平衡常數(shù)的意義及影響因素【分析】化學(xué)平衡常數(shù)的意義及影響因素(1)意義：K值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，通常K＞105可認(rèn)為反應(yīng)徹底，K<10－5認(rèn)為反應(yīng)不能發(fā)生。(2)影響因素：K只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)。平衡常數(shù)表示可逆反應(yīng)正向進(jìn)行的程度，K值越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大。易錯點(diǎn)9化學(xué)平衡常數(shù)的兩大應(yīng)用【分析】化學(xué)平衡常數(shù)的兩大應(yīng)用(1)判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向?qū)τ诳赡娣磻?yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定溫度下的任意時刻，反應(yīng)物與生成物濃度有如下關(guān)系：Qc＝eq\f(cc（C）·cd（D）,ca（A）·cb（B）)，稱為濃度商。Qc＜K反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，v正＞v逆Qc＝K反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)，v正＝v逆Qc＞K反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，v正＜v逆(2)判斷可逆反應(yīng)的熱效應(yīng)易錯點(diǎn)10分壓平衡常數(shù)KP的計(jì)算【分析】分壓平衡常數(shù)KP的計(jì)算易錯點(diǎn)11平衡轉(zhuǎn)化率的分析與判斷【分析】平衡轉(zhuǎn)化率的分析與判斷方法(1)反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的轉(zhuǎn)化率分析①若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，達(dá)到平衡后，它們的轉(zhuǎn)化率相等。②若只增加A的量，平衡正向移動，B的轉(zhuǎn)化率提高，A的轉(zhuǎn)化率降低。③若按原比例同倍數(shù)地增加(或降低)A、B的濃度，等效于壓縮(或擴(kuò)大)容器容積，氣體反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)。eq\a\vs4\al(同倍增大,c（A）和c（B）)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a＋b＝c＋dA、B的轉(zhuǎn)化率不變,a＋b＞c＋dA、B的轉(zhuǎn)化率增大,a＋b＜c＋dA、B的轉(zhuǎn)化率減小))(2)反應(yīng)mA(g)nB(g)＋qC(g)的轉(zhuǎn)化率分析在T、V不變時，增加A的量，等效于壓縮容器容積，A的轉(zhuǎn)化率與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)。增大c(A)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m＝n＋qA的轉(zhuǎn)化率不變,m＞n＋qA的轉(zhuǎn)化率增大,m＜n＋qA的轉(zhuǎn)化率減小))易錯點(diǎn)12基元反應(yīng)和有效碰撞理論【分析】1．基元反應(yīng)大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)往往經(jīng)過多個反應(yīng)步驟才能實(shí)現(xiàn)，每一步反應(yīng)都被稱為基元反應(yīng)；先后進(jìn)行的基元反應(yīng)反映了反應(yīng)歷程，反應(yīng)歷程又稱為反應(yīng)機(jī)理。2．有效碰撞①基元反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)物的分子必須發(fā)生碰撞。②反應(yīng)物分子的每一次碰撞并不是都能發(fā)生反應(yīng)，能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫作有效碰撞。發(fā)生有效碰撞的兩個條件是反應(yīng)物分子能量足夠和取向合適。3．活化分子、活化能①活化分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子。②活化能：如圖圖中：E1為正反應(yīng)的活化能，使用催化劑時的活化能為eq\a\vs4\al(E3)，反應(yīng)熱為E1－E2。4．活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系易錯點(diǎn)13反應(yīng)機(jī)理圖像分析【分析】1．基元反應(yīng)過渡狀態(tài)理論基元反應(yīng)過渡狀態(tài)理論認(rèn)為，基元反應(yīng)在從反應(yīng)物到生成物的變化過程中要經(jīng)歷一個中間狀態(tài)，這個狀態(tài)稱為過渡態(tài)。AB＋C→[A…B…C]→A＋BC反應(yīng)物過渡態(tài)生成物過渡態(tài)是處在反應(yīng)過程中具有最高能量的一種分子構(gòu)型，過渡態(tài)能量與反應(yīng)物的平均能量的差值相當(dāng)于活化能[活化能(能壘)越高，此步基元反應(yīng)速率越慢]。例如，一溴甲烷與NaOH溶液反應(yīng)的過程可以表示為CH3Br＋OH－→[Br…CH3…OH]→Br－＋CH3OH2．活化能與反應(yīng)機(jī)理使用催化劑，可以改變活化能，改變反應(yīng)機(jī)理，在反應(yīng)機(jī)理中每一步反應(yīng)的活化能不同，