預(yù)測12 電化學(xué)基礎(chǔ)專題(解析版)-2021年高考化學(xué)三輪沖刺過關(guān)

預(yù)測12電化學(xué)基礎(chǔ)專題

高考預(yù)測

概率預(yù)測☆☆☆☆☆

題型預(yù)測選擇題☆☆☆☆☆簡答題☆☆

①原電池、電解池工作原理應(yīng)用分析①與化學(xué)反應(yīng)熱結(jié)合變化過程中的能

②電極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫量轉(zhuǎn)換

考向預(yù)測

頒?型電源分析②融合化工生產(chǎn)過程中、化學(xué)反應(yīng)原理

④金屬的腐蝕與防護(hù)題進(jìn)行分析

應(yīng)試必備

電化學(xué)內(nèi)容是高考試卷中的?？?，對原電池和電解池的考查往往以選擇題的形式考查兩電極反

應(yīng)式的書寫、兩電極附近溶液性質(zhì)的變化、電子的轉(zhuǎn)移或電流方向的判斷等。在第II卷中會(huì)以應(yīng)用

性和綜合性進(jìn)行命題，如與生產(chǎn)生活（如金屬的腐蝕和防護(hù)等）相聯(lián)系，也無機(jī)推斷、實(shí)驗(yàn)及化學(xué)計(jì)算

等學(xué)科內(nèi)知識(shí)綜合，尤其特別注意燃料電池和新型電池的正、負(fù)極材料分析和電極反應(yīng)式的書寫。

9知識(shí)必備

1.原電池及其工作原理

（1）原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其反應(yīng)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。

（2）“五類”依據(jù)判斷原電池電極：

斷依據(jù)

電極材料電極反應(yīng)電子流向離子移向電極現(xiàn)象

電

負(fù)極活潑金屬氧化反應(yīng)流出陰離子移向電極質(zhì)量減小

不活潑金屬電極增重或質(zhì)

正極還原反應(yīng)流入陽離子移向

或非金屬量不變

⑶“三步”突破原電池電極反應(yīng)式的書寫:

第一步：分析氧化還原反應(yīng)。根據(jù)氧化還原反應(yīng)，分析元素化合價(jià)的升降，確定正負(fù)極反應(yīng)物

質(zhì)及電子得失數(shù)目。

第二步：注意電解質(zhì)溶液環(huán)境。分析電解質(zhì)溶液的酸堿性及離子參加反應(yīng)的情況，確定電極反

應(yīng)，寫出電極反應(yīng)式。

第三步：合并正、負(fù)電極反應(yīng)。調(diào)整兩極反應(yīng)式中得失電子數(shù)目相等并疊加，消去電子，得出

總反應(yīng)式

2.化學(xué)電源

(1)判斷電池類型一確認(rèn)電池原理一核實(shí)電子、離子移動(dòng)方向。

(2)確定電池兩極T判斷電子、離子移動(dòng)方向一書寫電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。

(3)充電電池T放電時(shí)為原電池T失去電子的為負(fù)極反應(yīng)。

(4)電極反應(yīng)一總反應(yīng)離子方程式減去較簡單一極的電極反應(yīng)式T另一電極反應(yīng)式。

3.電解原理及其應(yīng)用

(1)電解。在電流作用下，電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程。能量轉(zhuǎn)化

形式：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。電解時(shí)，在外電路中有電子通過，而在溶液中是依靠離子定向移動(dòng)形成

電流，即電子本身不會(huì)通過電解質(zhì)溶液。即：

(2)“五類”依據(jù)判斷電解池電極

7^依據(jù)

電極材料電極反應(yīng)電子流向離子移向電極現(xiàn)象

電

電極溶解或

陽極與電源正極相連氧化反應(yīng)流出陰離子移向

pH減小

電極增重或

陰極與電源負(fù)極相連還原反應(yīng)流入陽離子移向

pH增大

(3)電解池中電極反應(yīng)式的書寫方法

①書寫步驟。首先注意陽極是活性材料還是情性材料；分析確定溶液中所有陰陽離子并清楚放

電順序；根據(jù)放電順序分析放電產(chǎn)物；根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性確定電極反應(yīng)式中是否有H'OFT

或H2O參與；最后配平電極反應(yīng)式。

②介質(zhì)對電極反應(yīng)式的影響。在電解池電極方程式中，如果是H+或OH」放電，則電解質(zhì)溶液

的酸堿性對電極反應(yīng)式?jīng)]有影響；酸性溶液反應(yīng)物或生成物中均沒有OFT；堿性溶液反應(yīng)物或生成

物中均沒有H'。

4.常見膜化學(xué)

(1)膜的作用：將電解質(zhì)溶液分成兩個(gè)區(qū)域，陽極區(qū)或陰極區(qū)(正極區(qū)或負(fù)極區(qū))，避免兩極溶液

直接接觸。陽離子交換膜允許陽離子通過，不允許陰離子通過；陰離子交換膜允許陰離子通過，不

允許陽離子通過；質(zhì)子交換膜允許質(zhì)子通過而避免不同電極區(qū)域內(nèi)某些離子間的反應(yīng)。

(2)陰、陽離子交換膜的判斷。①看清圖示，是否在交換膜上標(biāo)注了陰、陽離子，是否標(biāo)注了電

源的正、負(fù)極，是否標(biāo)注了電子流向、電荷流向等，明確陰、陽離子的移動(dòng)方向。②根據(jù)原電池、

電解池中陰、陽離子的移動(dòng)方向，結(jié)合題意中給出的制備、電解物質(zhì)等信息，找出物質(zhì)生成或消耗

的電極區(qū)域、確定移動(dòng)的陰、陽離子，從而推知離子交換膜的種類。注意：在多交換膜的池中，離

子遷移遵循電荷守恒，離子的遷移數(shù)目可能不相等。

5.電解原理的應(yīng)用

(1)電解飽和食鹽水

①電極反應(yīng)：陽極：2c「-2e=CLT(氧化反應(yīng))

陰極：2H++2e-=H2T(還原反應(yīng))

②總反應(yīng)方程式：

2NaCl+2H2O皂鯉=2NaOH+$T+Cl2T

離子方程式：2Cr+2H2。空曼2OIT+H2T+C12T

③應(yīng)用：氯堿工業(yè)制燒堿、氯氣和氫氣。

(2)電鍍和電解精煉銅

電鍍(Fe上鍍Cu)電解精煉銅

陽

電極材料鍍層金屬銅粗銅(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質(zhì))

極

Cu-2e==Cu2*,Zn—2e==Zn2+,Fe-2e==Fe2

電極反應(yīng)Cu-2e^^=Cu2+

十,Ni-2e-=Ni2+

陰電極材料待鍍金屬Fe純銅

極電極反應(yīng)Cu2，+2e=Cu

電解質(zhì)溶液含Cu?*的鹽溶液

電解精煉銅時(shí).，粗銅中的Ag、Au等不反應(yīng)，沉積在電解池底部形成陽極泥

(3)電冶金

利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。

總方程式陽極、陰極反應(yīng)式

2NaCl（熔融）理蟹=2Na+Cl2T+

冶煉鈉2Cr-2e"=Cl2t，2Na+2e-=2Na

申解2-

冶煉鎂MgCb（熔融）」^-Mg+Cl2T2C1—2e=Cht>Mg^+2e=Mg

冶煉鋁2Al2。3（熔融）空雪Al+302T6O2-—12e-=3O2f>4A13++12e-----dAl

6.金屬(以鐵為例)電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

2+

(1)吸氧腐蝕電極反應(yīng)：負(fù)極：Fe—2e~=Fe；正極：Oz+4e~+2H2O=4OH-o

(2)防護(hù)方法

①原電池原理——犧牲陽極的陰極保護(hù)法：與較活潑的金屬相連，較活潑的金屬作負(fù)極被腐蝕,

被保護(hù)的金屬作正極:

②電解池原理——外加電流的陰極保護(hù)法：被保護(hù)的金屬與原電池區(qū)極相連，形成電解池，作

陰極。

7.電化學(xué)計(jì)算的基本方法和技巧

原電池和電解池的計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算、溶液pH的計(jì)算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德

羅常數(shù)的計(jì)算、產(chǎn)物的量與電量關(guān)系的計(jì)算等。通常有下列三種方法：

(1)根據(jù)電子守恒計(jì)算

用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(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)是電路中轉(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)式列出比例式計(jì)算。

(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算

根據(jù)得失電子守恒關(guān)系建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。

如以通過4mol「為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：

4c~2Cl2(Br2.I2)~O2~2H2~2Cu~4Ag~—M

陽極產(chǎn)物陰極產(chǎn)物

(式中M為金屬，〃為其離子的化合價(jià)數(shù)值)

該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答

常見的電化學(xué)計(jì)算問題。

“三”步完勝電極反應(yīng)式的書寫

列物質(zhì)按照負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng).正極發(fā)生還原反應(yīng);

判斷出電極反應(yīng)產(chǎn)物?標(biāo)出得失電子的數(shù)目。

電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液中應(yīng)能穩(wěn)定存在，如

看環(huán)境堿性溶液中生成的H應(yīng)結(jié)合()H生成水。

配守后

電極反應(yīng)式要遵守電荷守恒、質(zhì)家守恒和得

失電子守恒等.并注意配平。

人“、兩電極反應(yīng)式相加?與總反應(yīng)式對照驗(yàn)證。

驗(yàn)總式

真題回顧

1.(2020?新課標(biāo)I卷)科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型Zn-CCh水介質(zhì)電池。電池示意圖如圖，電極

為金屬鋅和選擇性催化材料，放電時(shí)，溫室氣體CO2被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源

問題提供了一種新途徑。

co2

下列說法錯(cuò)誤的是()

A.放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Zn-2e+4OH=Zn(OH)42+

B.放電時(shí)，1molCCh轉(zhuǎn)化為HCOOH,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2moi

C.充甩時(shí)，電池總反應(yīng)為2Zn(OH)42+=2Zn+O2T+4OH+2H2。

D.充電時(shí)，正極溶液中OH-濃度升高

【答案】D

【解析】由題可知，放電時(shí)，C6轉(zhuǎn)化為HCOOH,即C02發(fā)生還原反應(yīng)，故放電時(shí)右側(cè)電極

為正極，左側(cè)電極為負(fù)極，Zn發(fā)生氧化反應(yīng)生成Zn(OH)42+；充電時(shí)，右側(cè)為陽極，山0發(fā)生氧化

反應(yīng)生成02,左側(cè)為陰極，Zn(OH?2+發(fā)生還原反應(yīng)生成Zn。A項(xiàng)，放電時(shí)，負(fù)極上Zn發(fā)生氧化反

應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Zn-2e—4OH-=Zn(OH)42+,故A正確，不選；B項(xiàng)，放電時(shí)，C02轉(zhuǎn)化為HCOOH,

C元素化合價(jià)降低2,則ImolCOz轉(zhuǎn)化為HCOOH時(shí)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2mol,故B正確，不選；C項(xiàng)，

2+

充電時(shí)，陽極上HzO轉(zhuǎn)化為02,負(fù)極上Zn(OH)42+轉(zhuǎn)化為Zn,電池總反應(yīng)為：2Zn(OH)4=2

Z"O2T+4OH-+2H2O,故C正確，不選:D項(xiàng)，充電時(shí)，正極即為陽極，電極反應(yīng)式為:2H2O-4e=4H++O2t，

溶液中H+濃度增大，溶液中c(H+)?c(OH-尸Kw,溫度不變時(shí)，Kw不變，因此溶液中OFF濃度降低，

故D錯(cuò)誤，符合題意；故選D。

2.(2020?新課標(biāo)H卷)電致變色器件可智能調(diào)控太陽光透過率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。下圖是某電致變

色器件的示意圖。當(dāng)通電時(shí)，Ag?注入到無色WO3薄膜中，生成Ag『WO3,器件呈現(xiàn)藍(lán)色，對于該

變化過程，下列敘述錯(cuò)誤的是()

A固體電解質(zhì)，只

)2/允缽Ag?通過

電致變色層(W0,)

透明導(dǎo)電層

A.Ag為陽極B.Ag+由銀電極向變色層遷移

C.w元素的化合價(jià)升高D.總反應(yīng)為：WO3+xAg=AgxWO3

【答案】C

【解析】從題干可知，當(dāng)通電時(shí)，Ag+注入到無色W03薄膜中，生成AgxWCh器件呈現(xiàn)藍(lán)色，

說明通電時(shí)，Ag電極有Ag+生成然后經(jīng)固體電解質(zhì)進(jìn)入電致變色層，說明Ag電極為陽極，透明導(dǎo)

電層時(shí)陰極，故Ag電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電致變色層發(fā)生還原反應(yīng)。A項(xiàng)，通電時(shí)，Ag電極有Ag+

生成，故Ag電極為陽極，故A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，通電時(shí)電致變色層變藍(lán)色，說明有Ag+從Ag電極經(jīng)

固體電解質(zhì)進(jìn)入電致變色層，故B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，過程中，W由W03的+6價(jià)降低到AgxWCh中的

+(6-x)價(jià)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，該電解池中陽極即Ag電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：xAg-xe=xAg+,而

另一極陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：W03+xAg++xe-=AgxWO?,故發(fā)生的總反應(yīng)式為：xAg+

WO3=AgxWO3,故D項(xiàng)正確；故選C,

3.(2020?新課標(biāo)m卷)一種高性能的堿性硼化帆(VB2)-空氣電池如下圖所示，其中在VB2電極

3

發(fā)生反應(yīng)：VB2+16OH—1lc=VO4+2B(OH)4+4H2O,該電池工作時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的是()

負(fù)載

VB,電乜極極I—匚二1~~|號(hào)合碳電極

空氣

KOH溶液離子選擇性膜

A,負(fù)載通過0.04mol電子時(shí)，有0.224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)02參與反應(yīng)

B.正極區(qū)溶液的pH降低、負(fù)極區(qū)溶液的pH升高

3

C.電池總反應(yīng)為4VB2+1102+20OH+6H2O=8B(OH)4-+4VO4-

D.電流由復(fù)合碳電極經(jīng)負(fù)載、VB2電極、KOH溶液回到復(fù)合碳電極

【答案】B

【解析】根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)，左側(cè)VB2發(fā)生失電子的反應(yīng)生成VO5和B(OH)4,反應(yīng)的電極

方程式如題干所示，右側(cè)空氣中的氧氣發(fā)生得電子的反應(yīng)生成OH,反應(yīng)的電極方程式為

O2+4e+2H2O=4OH,電池的總反應(yīng)方程式為4VB2+IIO2+2OOH+6H2O=8B(OH)4-+4VO4'。A項(xiàng)，當(dāng)

負(fù)極通過0.04mol電子時(shí)，正極也通過0.04mol電子，根據(jù)正極的電極方程式，通過0.04mol電子消

耗O.Olmol氧氣，在標(biāo)況下為0.224L,A正確；B項(xiàng)，反應(yīng)過程中正極生成大量的OH-使正極區(qū)pH

升高，負(fù)極消耗OH-使負(fù)極區(qū)OH-濃度減小pH降低，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，根據(jù)分析，電池的總反應(yīng)為

4VB2+1102+20OH+6H2O=8B(OH)4+4VOP-.CTF確：D項(xiàng).電池中.電子由VB?電極經(jīng)負(fù)載流向復(fù)

合碳電極，電流流向與電子流向相反，則電流流向?yàn)閺?fù)合碳電極T負(fù)載TVB2電極-KOH溶液T復(fù)

合碳電極，D正確：故選B。

4.(2021?浙江1月選考)銀鎘電池是二次電池，其工作原理示意圖如下(L為小燈泡，KH七為

開關(guān)，a、b為直流電源的兩極)。

下列說法不事碰的是()

A.斷開K?、合上Ki,銀鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能一電能

B.斷開Ki、合上K2,電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)

C.電極B發(fā)生氧化反應(yīng)過程中，溶液中KOH濃度不變

充電

D.銀鎘二次電池的總反應(yīng)式：Cd+2NiOOH+2HO=;=^Ca(OH)2+2Ni(OH)2

2放電

【答案】C

【解析】根據(jù)圖示，電極A充電時(shí)為陰極，則放電時(shí)電極A為負(fù)極，負(fù)極上Cd失電子發(fā)生氧

化反應(yīng)生成Cd(OH)2,負(fù)極反應(yīng)式為Cd-2e-+2OH=Cd(OH)2,電極B充電時(shí)為陽極，則放電時(shí)電極B

為正極，正極上NiOOH得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Ni(OH)2,正極反應(yīng)式為

2NiOOH+2e+2H2O=2Ni(OH)2+2OH,放電時(shí)總反應(yīng)為Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2<>A項(xiàng),

斷開K2、合上KI,為放電過程，銀鎘電池能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)能一電能，A正確；B項(xiàng)，斷開Ki、

合上K2,為充電過程，電極A與直流電源的負(fù)極相連，電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)

式為Cd(OH)2+2e=Cd+2OH,B正確；C項(xiàng)，電極B發(fā)生氧化反應(yīng)的電極反應(yīng)式為

2Ni(OH)2-2e+2OH-=2NiOOH+2H2O,貝］電極A發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式為Cd(OH)2+2e=Cd+2OH-,

此時(shí)為充電過程，總反應(yīng)為Cd(OH)2+2Ni(OH)遒曳Cd+2NiOOH+2H2O,溶液中KOH濃度減小，C

錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)分析，放電時(shí)總反應(yīng)為Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2,則銀鎘二次電池

總反應(yīng)式為Cd+2NiOOH+2H2O=；^^Cd(OH)2+2Ni(OH)2,D正確；故選C。

放電

5.(2020?浙江1月選考)在氯堿工業(yè)中，離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖如下，下列說法不

正確的是（）

電書a

離子交換膜

A.電極A為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣

B.離子交換膜為陽離子交換膜

C.飽和NaCl從a處進(jìn)，NaOH溶液從d處出

D.OH遷移的數(shù)量等于導(dǎo)線上通過電子的數(shù)量

【答案】D

【解析】氯堿工業(yè)中的總反應(yīng)為2Clf2H2。翼2OH+H2t+Cl2t；電解池中陽極失電子發(fā)生氧

化反應(yīng)，氯堿工業(yè)中Cb為氧化產(chǎn)物，所以電極A為陽極，電極B為陰極。A項(xiàng)，根據(jù)分析可知電

極A為陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，故A正確；B項(xiàng)，陽極發(fā)生的方程式為：2CI-2e-=ChT，陰

極：2H++2e=H2f；為了防止生成的氯氣與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)，氫氧化鈉要從b口流出，所以要防止

OH-流向陽極即電極A,該離子交換膜為陽離子交換膜，故B正確；C項(xiàng)，根據(jù)B選項(xiàng)的分析可知

飽和NaCl從a處進(jìn)，NaOH溶液從d處出，故C正確；D項(xiàng)，根據(jù)總反應(yīng)方程式可知當(dāng)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移

4mol電子時(shí)，生成2molOH,故D錯(cuò)誤；故選D。

6.（2020?浙江7月選考）電解高濃度RCOONa（段酸鈉）的NaOH溶液,在陽極RCOO放電可得

到R-R（烷嫌）。下列說法不巧砸的是（）

A.電解總反應(yīng)方程式：2RCOONa+2H2。里邕R—R+2cO2T+H2T+2NaOH

B.RCOO-在陽極放電，發(fā)生氧化反應(yīng)

C.陰極的電極反應(yīng)：2H2O+2e一=2OFT+H2f

D.電解CH3coONa、CH3cHzCOONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷

【答案】A

【解析】A項(xiàng)，因?yàn)殛枠ORCOO?放電可得到R-R（烷燒）和產(chǎn)生CO2,在強(qiáng)堿性環(huán)境中，CO2會(huì)與

OH-反應(yīng)生成CO3?-和HzO,故陽極的電極反應(yīng)式為2RCOO-2e-+4OH-=R-R+2co32-+2H2O,陰極上

HQ電離產(chǎn)生的H+放電生成Hz,同時(shí)生成OH,陰極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e=2OH+H23因而

電解總反應(yīng)方程式為2RCOONa+2NaOH里邕R-R+2Na2cO3+H2T，故A說法不正確；B項(xiàng)，RCOO

在陽極放電，電極反應(yīng)式為2RCOO--2e+4OH=R-R+2co32+2H2O,-80-中碳元素的化合價(jià)由+3

價(jià)升高為+4價(jià)，發(fā)生氧化反應(yīng)，燃基-R中元素的化合價(jià)沒有發(fā)生變化，故B說法正確；C項(xiàng)，陰極

卜H2O電離產(chǎn)生的H+放電生成H2?同時(shí)生成OH-，陰極的電極反應(yīng)為2H2。+2￡=2。什+外3故C

說法正確；D項(xiàng)，根據(jù)題中信息，由上述電解總反應(yīng)方程式可以確定下列反應(yīng)能夠發(fā)生：

2cH3coONa+2NaOH里邕CH3-CH3+2Na2cO3+H2T，2cH3cH2co0Na+2Na0H里邕

CH3cH2-CH2cH3+2Na2co3+H2T，CH3coONa+CH3cH2coONa+2NaOH=1^=

CH3-CH2cH3+2Na2cO3+H2T.因此，電解CH3coONa、CH3cH2coONa和NaOH的混合溶液可得至lj

乙烷、丙烷和丁烷，D說法正確。故選A。

7.（2020?天津卷）熔融鈉-硫電池性能優(yōu)良，是具有應(yīng)用前景的儲(chǔ)能電池。下圖中的電池反應(yīng)為

2Na+xS^^^Na2sx（x=5~3,難溶于熔融硫），下列說法錯(cuò)誤的是（）

'TG,?

rOi，密封

—不銹鋼容器

.Naf-AH%固體

熔融鈉

熔融硫（含碳粉）

A.Na2s4的電子式為Na+[:S:S:S;S:]2'Na+

B.放電時(shí)正極反應(yīng)為2Na++xS+2e-=Na2sx

C.Na和Na2sx分別為電池的負(fù)極和正極

D.該電池是以Na—p—Al。為隔膜的二次電池

【答案】C

【解析】根據(jù)電池反應(yīng)：2Na+xS粵虹Na2sx可知，放電時(shí)，鈉作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極

齊?巾.

反應(yīng)為：Na-e-Na+,硫作正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為2Na++xS+2e=NazS、。A項(xiàng)，Na2s4屬

于離子化合物，4個(gè)硫原子間形成三對共用電子對，電子式為Na+[：S：S：S：5『-Na+,故A正確；

B項(xiàng)，放電時(shí)發(fā)生的是原電池反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：2Na++xS+2e=NazSx,故B正

確；C項(xiàng)，放電時(shí)，Na為電池的負(fù)極，正極為硫單質(zhì)，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，放電時(shí)，該電池是以鈉作

負(fù)極，硫作正極的原電池，充電時(shí)，是電解池，Na—P-AL6為隔膜，起到電解質(zhì)溶液的作用，該

電池為二次電池，故D正確；故選C。

8.（2020?江蘇卷）將金屬M(fèi)連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。在題圖所示

的情境中，下列有關(guān)說法正確的是（）

B.金屬M(fèi)的活動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性弱

C.鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護(hù)

D.鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快

【答案】C

【解析】A項(xiàng)，陰極的鋼鐵設(shè)施實(shí)際作原電池的正極，正極金屬被保護(hù)不失電子，故A錯(cuò)誤;

B項(xiàng)，陽極金屬M(fèi)實(shí)際為原電池裝置的負(fù)極，電子流出，原電池中負(fù)極金屬比正極活潑，因此M活

動(dòng)性比Fe的活動(dòng)性強(qiáng)，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，金屬M(fèi)失電子，電子經(jīng)導(dǎo)線流入鋼鐵設(shè)備，從而使鋼鐵

設(shè)施表面積累大量電子，自身金屬不再失電子從而被保護(hù)，故C正確；D項(xiàng)，海水中的離子濃度大

于河水中的離子濃度，離子濃度越大，溶液的導(dǎo)電性越強(qiáng)，因此鋼鐵設(shè)施在海水中的腐蝕速率比在

河水中快，故D錯(cuò)誤；故選C。

9.（2020?山東卷）微生物脫鹽電池是一種高效、經(jīng)濟(jì)的能源裝置，利用微生物處理有機(jī)廢水獲得

電能，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以NaCl溶液模擬海水，采用惰性電極，用下圖裝置處理有機(jī)廢水（以

含CH3co0-的溶液為例）。下列說法錯(cuò)誤的是（）

生物膜有機(jī)模擬酸性

廢水海水水溶液

A.負(fù)極反應(yīng)為CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2t+7H+

B.隔膜1為陽離子交換膜，隔膜2為陰離子交換膜

C.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移Imol電子時(shí)，模擬海水理論上除鹽58.5g

D.電池工作一段時(shí)間后，正、負(fù)極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為2:1

【答案】B

【解析】據(jù)圖可知a極上CHKOO-轉(zhuǎn)化為CO2和H+,C元素被氧化，所以a極為該原電池的負(fù)

極，則b極為正極。A項(xiàng)，a極為負(fù)極，CH3coCT失電子被氧化成CO2和H+,結(jié)合電荷守恒可得電

極反應(yīng)式為CH3co（T+2H2O-8e-=2C。2T+7H+.故A正確：B項(xiàng)?為了實(shí)現(xiàn)海水的淡化,模擬海水中

的氯離子需要移向負(fù)極，即a極，則隔膜1為陰離子交換膜，鈉離子需要移向正極，即b極，則隔

膜2為陽離子交換膜，故B錯(cuò)誤：C項(xiàng)，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移Imol電子時(shí)，根據(jù)電荷守恒可知，海水中會(huì)

有ImoIC「移向負(fù)極，同時(shí)有l(wèi)molNa+移向正極，即除去ImolNaCl,質(zhì)量為58.5g,故C正確；D項(xiàng)，

b極為正極，水溶液為酸性，所以氫離子得電子產(chǎn)生氫氣，電極反應(yīng)式為2H++2e=H23所以當(dāng)轉(zhuǎn)移

8moi電子時(shí)，正極產(chǎn)生4moi氣體，根據(jù)負(fù)極反應(yīng)式可知負(fù)極產(chǎn)生2moi氣體，物質(zhì)的量之比為4:2=2:1,

故D正確；故選B。

10.（2020?山東卷）采用惰性電極，以去離子水和氧氣為原料通過電解法制備雙氧水的裝置如下圖

所示。忽略溫度變化的影響，下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.陽極反應(yīng)為2H2O-4e-=4H++O2T

B.電解一段時(shí)間后，陽極室的pH未變

C.電解過程中，H+由a極區(qū)向b極區(qū)遷移

D.電解一段時(shí)間后，a極生成的02與b極反應(yīng)的02等量

【答案】D

【解析】a極析出氧氣，氧元素的億合價(jià)升高，做電解池的陽極，b極通入氧氣，生成過氧化氫，

氧元素的化合價(jià)降低，被還原，做電解池的陰極。A項(xiàng)，依據(jù)分析a極是陽極，屬于放氧生酸性型

的電解，所以陽極的反應(yīng)式是2H2O-4e=4H++O2T，故A正確，但不符合題意；B項(xiàng)，電解時(shí)陽極產(chǎn)

生氫離子，氫離子是陽離子，通過質(zhì)子交換膜移向陰極，所以電解一段時(shí)間后，陽極室的pH值不

變，故B正確，但不符合題意；C項(xiàng)，有B的分析可知，C正確，但不符合題意；D項(xiàng)，電解時(shí)，

陽極的反應(yīng)為：2H2O-4e=4H++O2f,陰極的反應(yīng)為：02+2&+2氏=氏02,總反應(yīng)為：O2+2H2O=2H2O2,

要消耗氧氣，即是a極生成的氧氣小于b極消耗的氧氣，故D錯(cuò)誤，符合題意：故選D。

11.（2020?江蘇卷）（2）HCOOH燃料電池。研究HCOOH燃料電池性能的裝置如圖-2所示，兩電

極區(qū)間用允許K+、H+通過的半透膜隔開。

①電池負(fù)極電極反應(yīng)式為;放電過程中需補(bǔ)充的物質(zhì)A為（填化學(xué)式）。

②圖-2所示的HCOOH燃料電池放電的本質(zhì)是通過HCOOH與02的反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電

能，其反應(yīng)的離子方程式為。

［答案］（2）①HCOCT+2OH--2e-=HCO3+H2OH2SO4

②2HCOOH+O2+2OH=2HCO3+2H2O或2HCOO+02=2HCOr

【解析】⑵①左側(cè)為負(fù)極，堿性環(huán)境中HCOCT失電子被氧化為HCOr，根據(jù)電荷守恒和元素守

恒可得電極反應(yīng)式為HCOO>2OH--2e-=HCO3+H2O；電池放電過程中，鉀離子移向正極，即右側(cè)，

根據(jù)圖示可知右側(cè)的陰離子為硫酸根，而隨著硫酸鉀不斷被排除，硫酸根逐漸減少，鐵離子和亞鐵

離子進(jìn)行循環(huán)，所以需要補(bǔ)充硫酸根，為增強(qiáng)氧氣的氧化性，溶液最好顯酸性，則物質(zhì)A為H2s04；

②根據(jù)裝置圖可知電池放電的本質(zhì)是HCOOH在堿性環(huán)境中被氧氣氧化為HCOy,根據(jù)電子守恒和

--

電荷守恒可得離子方程式為2HCOOH4-O2+2OH=2HCOr+2H2O或2HCOO+O2=2HCO3（>

名校預(yù)測

1.（2021?廣東省高三“六校聯(lián)盟”高三第三次聯(lián)考）近日，電催化固氮領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，利用雙

功能催化劑可實(shí)現(xiàn)室溫條件下電催化氮?dú)膺€原制備氨氣、氧化制備硝酸鹽。裝置如圖所示：

電化學(xué)工作站

崗『交換服

卜.列說法錯(cuò)誤的是（）

A.工作時(shí)，電子流入a極

B.陽極區(qū)的電極反應(yīng)為：N2+6H2O-1Oe=2NOr+12H+

C.陽極區(qū)和陰極區(qū)消耗的N2的質(zhì)量之比為5：3

D.該離子交換膜應(yīng)使用質(zhì)子交換膜

【答案】C

【解析】A項(xiàng)，由圖可知，a極N2生成NH3,發(fā)生還原反應(yīng)，為陰極，電子由電源負(fù)極流入陰

極，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，由圖可知，陽極是N2反應(yīng)生成HNCh,失去電子，電極反應(yīng)為：

+

N2+6H2O-1Oe=2NOr+12H,B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，由圖可知,a極N2->2NH3,得到6e,b極N2->2NOy,

失去10%根據(jù)電子得失相等計(jì)算，陽極區(qū)和陰極區(qū)消耗的N2的質(zhì)量之比為3：5,C項(xiàng)錯(cuò)誤；D

項(xiàng)，陽極反應(yīng)為N2+6H2O-IOL2NO3T2H+,生成H+,陰極反應(yīng)為N2+6H++6e=2NH3,消耗H+,該

離子交換膜應(yīng)使用質(zhì)子交換膜，D項(xiàng)正確；故選C。

2.（2021?江蘇南通市高三質(zhì)量調(diào)研）一種鋰電池的工作原理如下圖所示，正極反應(yīng)液可以在正極

區(qū)和氧化罐間循環(huán)流通，氧化罐中加入的（NHQ2S2O8可以將Fe2+氧化，自身被還原為SO4%下列關(guān)

于該電池說法正確的是

A.電池放電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.放電時(shí)L1由正極區(qū)移向負(fù)極區(qū)

C.放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)為Fe3++e=Fe2+

2>22

D.氧化罐中反應(yīng)的離子方程式為：2Fe+S2O8=2Fe^+2SO4-

【答案】D

【解析】A項(xiàng)，電池放電是化學(xué)能變成電能，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，放電時(shí)陽離子向正極移動(dòng)，B錯(cuò)

誤；C項(xiàng)，放電時(shí)，負(fù)極失去電子，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)題意，氧化罐中加入的（NH5S2O8可以將

Fe2+氧化，自身被還原為SO4%離子方程式為2Fe2++S2Os2=2Fe3++2SO42-,D正確；故選D。

3.（2021.河南許昌市高三一模）熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）是由多孔陶瓷NiO陰極、多孔陶瓷

電解質(zhì)（熔融堿金屬碳酸鹽）隔膜、多孔金屬Ni陽極、金屬極板構(gòu)成的燃料電池。工作時(shí)，該電池的

陰極（正極）反應(yīng)為O2+2CO2+4e=2CO3",下列有關(guān)說法中錯(cuò)誤的是（）

A.該電池較高的工作溫度加快了陰、陽極的反應(yīng)速率

B.該類電池的H2不能用CO、CH4等替代

C.該電池工作時(shí)，要避免H2、02的接觸

D.放電時(shí)，陽極（負(fù)極）反應(yīng)式為2H2+2CO3"4e=2CO2+2H2O

【答案】B

【解析】該燃料電池中，通入燃料氫氣的電極是負(fù)極，通入氧化劑氧氣的電極是正極，負(fù)極反

應(yīng)式為H2-2e+CO32=CO2+H2O,正極反應(yīng)式為O2+2CO2+4e=2CO32-,放電時(shí)，電解質(zhì)中陰離子向負(fù)

極移動(dòng)，陽離子向正極移動(dòng)。A項(xiàng)，升高溫度能加快反應(yīng)速率，該電池較高的工作溫度加快了陰、

陽極的反應(yīng)速率，故A正確；B項(xiàng)，還原性物質(zhì)在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，該類電池的H?可以用CO、

CH4等替代，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，H2、02混合物在一定條件下可能發(fā)生爆炸，該電池工作時(shí)，要避免

比、02的接觸，防止爆炸，產(chǎn)生安全事故，故C正確；D項(xiàng)，放電時(shí)，氫氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng),

陽極（負(fù)極）反應(yīng)式為2H2+2CO32--4e-=2CCh+2H2O,故D正確；故選B。

4.（2021?廣東肇慶市高三二模）微生物燃料電池（MFC）以厭氧微生物催化氧化有機(jī)物（如葡萄糖）,

同時(shí)處理含CM+廢水，裝置如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是（）

MN

X.I------------1/

含

CU

廢

水

陰離子交換膜

微生物

A.M極為電池的負(fù)極

B.溫度越高，電池工作效率越高

C.N極的電極反應(yīng)為Cu2++2e=Cu

D.電池工作時(shí)，廢水中的陰離子總濃度降低

【答案】B

【解析】A項(xiàng)，根據(jù)題意可知該電池放電時(shí)葡萄糖被氧化，所以M電極為電池負(fù)極，N為電池

正極，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，該電池以微生物催化有機(jī)物，溫度不宜過高，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，N極為正極，

銅離子被還原得到Cu,電極反應(yīng)為Cu2++2e=Cu?C項(xiàng)TF確：D項(xiàng).電池T作時(shí),廢水中銅離子放

電生成銅單質(zhì)，為平衡電荷，陰離子通過陰離子交換膜向負(fù)極，即左池移動(dòng)，廢水中的陰離子總濃

度降低，D項(xiàng)正確；故選B。

5.（2021?湖南湘豫名校高三聯(lián)考）COOH燃料電池的裝置如下圖，兩電極間用允許K+和H+通過

的半透膜隔開。下列說法錯(cuò)誤的是

半透膜

A.電池工作時(shí)，電子由a電極經(jīng)外電路流向b電極

B.負(fù)極的電極反應(yīng)式為HCOO+2OH-2e=HCO3+H2O

C.理論上每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LO2,有2molK+通過半透膜

2++3+

D.通入O2發(fā)生的反應(yīng)為4Fe+4H+O2=4Fe+2H2O

【答案】C

【解析】左側(cè)是HC00-轉(zhuǎn)化為HCO3,C元素化合價(jià)升高，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，a是負(fù)

極：右側(cè)是Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+,化合價(jià)降低，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，b是正極。A項(xiàng)，池工作時(shí),

電子由a電極（負(fù)極）電極經(jīng)外電路流向b電極（正極）,A項(xiàng)正確：B項(xiàng)，負(fù)極是HC00-轉(zhuǎn)化為HC03,

2++3+

電極反應(yīng)式為：HC00+2OH-2e-HC03+H20,B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，4Fe+4H+O2=4Fe+2H2O,每消

耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LO2,02的物質(zhì)的量為ImoL轉(zhuǎn)移電子4mol,應(yīng)有4moiK+通過半透膜，C項(xiàng)錯(cuò)

誤；D項(xiàng)，通入02發(fā)生的反應(yīng)為4F*+4H++O2=4Fe3++2H2O,D項(xiàng)正確；故選C。

6.（2021?福建福州市高三畢業(yè)班質(zhì)量檢測）國內(nèi)某動(dòng)力電池研究院運(yùn)用FFC劍橋工藝實(shí)現(xiàn)熔鹽

電解SiCh制備硅材料，裝置如圖。下列說法中錯(cuò)誤的是

A.陽極反應(yīng)為C-4e+202-=C02T

B.SiCh電極減重60g時(shí)，生成CO2體積為22.4L

C.電解過程，熔鹽中Ca?+移向SiCh所在電極的方向

D.若用其他情性電極代替石墨，可能會(huì)生成02、Cl2

【答案】B

【解析】A項(xiàng)，石墨電極生成二氧化碳，所以石墨電極為陽極，陽極反應(yīng)為C4&+2O2-=C02f,

故A正確；B項(xiàng)，SiCh電極減重60g時(shí)，消耗ImolSiCh,陽極生成ImolCCh,非標(biāo)準(zhǔn)狀況下，體積

不一定為22.4L,故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電解過程，陽離子移向陰極，SiCh所在的電極為陰極，所以熔

鹽中Ca?+移向SiCh所在電極的方向，故C正確；D項(xiàng)，若用其他情性電極代替石墨作陽極，可能是

0工C1-失電子生成生成02、Ch,故D正確；故選B。

7.（2021?“超級全能生全國卷地區(qū)聯(lián)考）如圖為實(shí)驗(yàn)室模擬電解氧化法處理廢水中的CN-的裝置

圖，產(chǎn)物為無毒、無需物質(zhì)，下列說法不正確的是

A.b極為電池的負(fù)極,

B.溶液中CN-向石墨電極移動(dòng)

C.電路中轉(zhuǎn)移6mol電子時(shí)可生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LN2

D.該裝置工作時(shí)包括了電能與化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化

【答案】C

【解析】A項(xiàng)，CN-發(fā)生氧化反應(yīng)生成的無毒、無害物質(zhì)CO2和N2,故石墨為陽極，鐵電極為

陰極，b極為電池的負(fù)極，鐵電極的反應(yīng)式為2H++2&=氏3A正確；B項(xiàng)，電解池工作時(shí)，溶液

中陰離子向陽極移動(dòng)，則CN-向石墨電極移動(dòng),R正確：C項(xiàng),陽極的電極反應(yīng)式為

+

2CN+4H2O-10e=2CO2t+H2t+8H,電路中轉(zhuǎn)移10mol電子時(shí)可生成ImolNz、即標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4LNz,

C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，鉛蓄電池中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電解池中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故該裝置工作時(shí)包括

了電能與化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化，D正確；故選C。

8.（2021?廣東湛江市高三一模）制取高純硅的EFC劍橋工藝是以CaCb熔鹽為電解質(zhì)，以SiO?

和石墨塔堪作電極直接電解，同時(shí)產(chǎn)生CO和C6等氣體。下列說法正確的是（）

A.Si5作陽極，石墨坨煙作陰極

B.電解過程中O2-、C1-向陰極移動(dòng)

C.陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)為SiSMe-uSi+ZO2-

D.將生成的O2轉(zhuǎn)化為CO和CO2是為了促進(jìn)電子的轉(zhuǎn)移

【答案】C

【解析】A項(xiàng)，由題意可知制取高純硅，硅元素化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，所以SiCh作陰極，

石墨川堪作陽極，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，目解過程中O\CT等陰離子向陽極移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，陰

極發(fā)生還原反應(yīng)，二氧化硅得電子，發(fā)生SiCh+^pSi+ZO2-,故C正確；D項(xiàng)，由題意可知，電解產(chǎn)

生CO和CCh,說明陽極先發(fā)生反應(yīng)2O2--4e-=O2T，然后生成的氧氣與碳反應(yīng)生成CO和CO2,與電

子轉(zhuǎn)移無關(guān)，故D錯(cuò)誤；故選C。

9.（2021?山東青島市高三一模）有機(jī)電極材料應(yīng)用于鈉離子電池可實(shí)現(xiàn)新型電池的跨越式發(fā)展。

如股基化合物1,4,5,8.蔡四甲酸二?。∟TCDA）展現(xiàn)出高比容量，放電原理為

?；衔颪axCn

A.放電時(shí)，Na+向N移動(dòng)

+

B.放電時(shí)，負(fù)極電極反應(yīng)：NaxCn-xe-=nCn+xNa

C.充電時(shí)，M與電源的負(fù)極相連

D.充電時(shí)，陰極電極反應(yīng):

【答案】B

【解析】由總反應(yīng)可知Na￡n轉(zhuǎn)化成C、Na+,其中C化合價(jià)升高失電子，可知該轉(zhuǎn)化過程應(yīng)為

負(fù)極反應(yīng)，則N為負(fù)極，M為正極。A項(xiàng)，原電池中陽離子向正極移動(dòng)，則Na+向M移動(dòng)，故A

錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由分析知，負(fù)極NaxCn轉(zhuǎn)化成C、Na+,電極反應(yīng)為：NaxCn-xe-=nCn+xNa\故B正確；

C項(xiàng)，充電時(shí)原電池的負(fù)極接電源的負(fù)極，正極接電源的正極，則M與電源的正極相連，故C錯(cuò)

+

誤；D項(xiàng)，充電時(shí)，陰極電極反應(yīng)：nCn+xNa+xe-=NaxCn,故D錯(cuò)誤；故選B。

10.（2021?山東德州市高三一模）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，其工作原理如圖所示:

--7--

質(zhì)子交換膜

下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.加入HN03降低了正極反應(yīng)的活化能

B.電池工作時(shí)正極區(qū)溶液的pH增大

C.ImolCH3cH20H被完全氧化時(shí)有1.5molO2被還原

D.正極附近的溶液中會(huì)發(fā)生反應(yīng)：4NO+3O2+2H2O=4HNO3

【答案】C

+

【解析】乙醇燃料電池中，通入乙醇的為負(fù)極，電極反應(yīng)式為CH3CH2OH+3H2O-12c=2CO2+12H,

通入氧氣的一極為正極，由工作原理圖可知，正極發(fā)生反應(yīng)HNO3+3H++3e-=NOf+2H20,

4NO+3O2+2H2O=4HNO3,二者加合可得02+4田+始=2川0,則HNO3在正極起催化作用。A項(xiàng)，由

分析知，HN03在正極起催化作用，作催化劑，則加入HNO3降低了正極反應(yīng)的活化能，故A正確；

B項(xiàng)，電池工作時(shí)正極區(qū)的總反應(yīng)為O2+4H++4e=2H2。，則溶液中氫離子濃度減小，pH增大，故B

正確；C項(xiàng)，根據(jù)得失電子守恒可知，ImolCH3cH20H被完全氧化時(shí)，轉(zhuǎn)移12moi電子，則有3moi

+

6被還原，故