2019-2020年高考化學(xué) 考點總動員系列 專題13 電化學(xué)基本原理及應(yīng)用（含解析） .doc

2019-2020年高考化學(xué) 考點總動員系列 專題13 電化學(xué)基本原理及應(yīng)用（含解析）【母題再現(xiàn)】題型介紹：電化學(xué)是高考的必考考點，大多數(shù)省市卷中以選擇題的形式出現(xiàn)，少數(shù)省市卷中與氧化還原反應(yīng)等結(jié)合，以大題的形式考查?？疾樯婕暗闹R點有電極的判斷，電子、離子流向，電極反應(yīng)的書寫以及得失電子守恒相關(guān)的計算。近幾年的一個總體趨勢為結(jié)合最新的信息，考查新型電池、燃料電池及可充電電池。高考選題：【xx年高考浙江卷第11題】鎳氫電池(NiMH)目前已經(jīng)成為混合動力汽車的一種主要電池類型。NiMH中的M表示儲氫金屬或合金。該電池在充電過程中的總反應(yīng)方程式是：Ni(OH)2 + MNiOOH + MH已知：6NiOOH + NH3 + H2O + OH=6 Ni(OH)2 + NO2，下列說法正確的是ANiMH電池放電過程中，正極的電極反應(yīng)式為：NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2 + OHB充電過程中OH離子從陽極向陰極遷移C充電過程中陰極的電極反應(yīng)式：H2O + M + e= MH + OH，H2O中的H被M還原DNiMH電池中可以用KOH溶液、氨水等作為電解質(zhì)溶液反應(yīng)式的書寫，意在考查學(xué)生對已知信息的理解、應(yīng)用以及嚴謹?shù)倪壿嬎季S能力和分析問題、解決問題的能力。解題技巧：1、電極的書寫（1）判斷正負極或陰陽極，根據(jù)負極和陽極發(fā)生氧化反應(yīng)、正極和陰極發(fā)生還原反應(yīng)，進行分析；（2）判斷反應(yīng)的物質(zhì)，如負極一般金屬反應(yīng)，正極陽離子或氧氣反應(yīng)；陽極陰離子放電、陰極陽離子放電進行判斷；（3）根據(jù)質(zhì)量守恒和電子得失守恒進行書寫、檢驗，兩極反應(yīng)相加得到總反應(yīng)。2、電解規(guī)律電解質(zhì)(水溶液)電極方程式電解物質(zhì)總化學(xué)方程式或離子方程式電解質(zhì)濃度pH電解質(zhì)溶液復(fù)原含氧酸(如H2SO4)陽極：4OH4e=O22H2O陰極：4H4e=2H2水2H2OO22H2增大減小加H2O強堿(如NaOH)陽極：4OH4e=O22H2O陰極：4H4e=2H2水2H2OO22H2增大增大加H2O活潑金屬的含氧酸鹽(如KNO3、Na2SO4)陽極：4OH4e=O22H2O陰極：4H4e=2H2水2H2OO22H2增大不變加H2O無氧酸(如HCl) ，除HF外陽極：2Cl2e=Cl2陰極：2H2e=H2酸2HClCl2H2減小增大通入HCl氣體不活潑金屬的無氧酸鹽(如CuCl2)，除氟化物外陽極：2Cl2e=Cl2陰極：Cu22e=Cu鹽CuCl2CuCl2減小加CuCl2活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl)陽極：2Cl2e=Cl2陰極：2H2e=H2水和鹽2Cl2H2OCl2H22OH生成新電解質(zhì)增大通入HCl氣體不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4)陽極：4OH4e=O22H2O陰極：2Cu24e=2Cu水和鹽2Cu22H2O2CuO24H生成新電解質(zhì)減小加CuO或CuCO3【考點揭秘】高頻考點一：可充電電池【典例】(xx·龍巖質(zhì)檢)Li­SO2電池具有輸出功率高且低溫性能好的特點，其電解質(zhì)為LiBr，溶劑是碳酸丙烯酯和乙腈，Li可在其中移動。電池總反應(yīng)式為2Li2SO2Li2S2O4。下列有關(guān)該電池的說法正確的是()A放電時Li向正極移動B該電池溶劑可用水替代C該電池放電時，1 mol SO2參與反應(yīng)，轉(zhuǎn)移2 mol eD充電時，陽極發(fā)生還原反應(yīng)高頻考點二：燃料電池【典例】一種新型燃料電池，以鎳板為電極插入KOH溶液中，分別向兩極通入乙烷(C2H6)和氧氣，其中某一電極反應(yīng)式為C2H618OH14e=2CO12H2O。有關(guān)此電池的推斷不正確的是()A通入氧氣的電極為正極B參加反應(yīng)的O2與C2H6的物質(zhì)的量之比為72C放電一段時間后，KOH的物質(zhì)的量濃度將下降D放電一段時間后，正極區(qū)附近溶液的pH減小高頻考點三：原電池與電解結(jié)合考查【典例】(xx·南通一模)如圖是鉛蓄電池充、放電時的工作示意圖，已知放電時電池反應(yīng)為PbO2Pb4H2SO=2PbSO42H2O。下列有關(guān)說法正確的是()AK與N連接時，能量由電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能BK與N連接時，H向負極區(qū)遷移CK與M連接時，所用電源的a極為負極DK與M連接時，陽極附近的pH逐漸增大高頻考點四：電解規(guī)律及應(yīng)用【典例】500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)0.6 mol·L1，用石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時間后，兩極均收集到2.24 L氣體(標準狀況下)，假定電解后溶液體積仍為500 mL，下列說法正確的是()A原混合溶液中c(K)為0.2 mol·L1B上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.2 mol電子C電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.05 molD電解后溶液中c(H)為0.2 mol·L1【直擊高考】1【xx年高考新課標卷第12題】xx年3月我國科學(xué)家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是Aa為電池的正極B電池充電反應(yīng)為LiMn2O4Li1-xMn2O4+xLiC放電時，a極鋰的化合價發(fā)生變化D放電時，溶液中Li從b向a遷移2【xx年高考福建卷第11題】某原電池裝置如右圖所示，電池總反應(yīng)為2AgCl22AgCl。下列說法正確的是A正極反應(yīng)為AgCl eAg ClB放電時，交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成C若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應(yīng)隨之改變D當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移001 mol e時，交換膜左側(cè)溶液中約減少002 mol離子3【xx年高考廣東卷第11題】某同學(xué)組裝了圖4所示的電化學(xué)裝置電極I為Al，其他電極均為Cu，則 A電流方向：電極IV電極IB電極I發(fā)生還原反應(yīng)C電極II逐漸溶解D電極III的電極反應(yīng)：Cu2+2e-=Cu4【xx年高考天津卷第6題】已知：鋰離子電池的總反應(yīng)為：LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2 鋰硫電池的總反應(yīng)為：2Li+SLi2S 有關(guān)上述兩種電池說法正確的是A鋰離子電池放電時，Li+向負極遷移B鋰硫電池充電時，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)C理論上兩種電池的比能量相同D右圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電5【xx年高考海南卷第3題】以石墨為電極，電解KI溶液（其中含有少量酚酞和淀粉）。下列說法錯誤的是A陰極附遠溶液呈紅色 B陰極逸出氣體C陽極附近溶液呈藍色 D溶液的pH變小6（xx北京卷）7下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護法的是A水中的鋼閘門連接電源的負極B金屬護攔表面涂漆C汽車底盤噴涂高分子膜 D地下鋼管連接鎂塊7（xx海南卷）4Mg-AgCl電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池，電池反應(yīng)方程式為：2AgCl+ Mg = Mg2+ 2Ag +2Cl-。有關(guān)該電池的說法正確的是AMg為電池的正極B負極反應(yīng)為AgCl+e-=Ag+Cl-C不能被KCl 溶液激活D可用于海上應(yīng)急照明供電【考點定位】本題考查新型電池。8（xx海南卷）12下圖所示的電解池I和II中，a、b、c和d均為Pt電極。電解過程中，電極b和d上沒有氣體逸出，但質(zhì)量均增大，且增重bd。符合上述實驗結(jié)果的鹽溶液是選項XYAMgSO4CuSO4BAgNO3Pb(NO3)2CFeSO4Al2 (SO4)3DCuSO4AgNO39（xx江蘇卷）9Mg-H2O2電池可用于驅(qū)動無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質(zhì)溶液，示意圖如下。該電池工作時，下列說法正確的是（ ）AMg 電極是該電池的正極BH2O2 在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)C石墨電極附近溶液的pH 增大D溶液中Cl向正極移動10（xx天津卷）6為增強鋁的耐腐蝕性，現(xiàn)以鉛蓄電池為外電源，以Al作陽極、Pb作陰極，電解稀硫酸，使鋁表面的氧化膜增厚。其反應(yīng)原理如下： 電池： Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) =2PbSO4(s) + 2H2O(l)；電解池：2Al+3O2Al2O3+3H2電解過程中，以下判斷正確的是（ ） 電池 電解池AH+移向Pb電極H+移向Pb電極B每消耗3molPb生成2molAl2O3C正極：PbO2+4H+2e=Pb2+2H2O陽極：2Al+3H2O-6e=Al2O3+6H+D11（xx全國新課標卷）11“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯誤的是（ ）A電池反應(yīng)中有NaCl生成B電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價鋁離子C正極反應(yīng)為：NiCl2+2e-=Ni+2Cl-D鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動12（xx山東卷）28（12分）金屬冶煉和處理常涉及氧化還原反應(yīng)。（1）由下列物質(zhì)冶煉相應(yīng)金屬時采用電解法的是 ，aFe2O3 bNaCl cCu2S dAl2O3（2）輝銅礦（Cu2S）可發(fā)生反應(yīng)2Cu2S+2H2SO4+5O2=4CuSO4+2H2O，該反應(yīng)的還原劑是 ，當(dāng)1mol O2發(fā)生反應(yīng)時，還原劑所失電子的物質(zhì)的量為 mol。向CuSO4溶液中加入鎂條時有氣體生成，該氣體是 。（3）右圖為電解精煉銀的示意圖， （填“a”或“b”）極為含有雜質(zhì)的粗銀，若b極 有少量紅棕色氣體產(chǎn)生，則生成該氣體的電極反應(yīng)式為 ，（4）為處理銀器表面的黑斑（Ag2S），將銀器置于鋁制容器里的食鹽水中并與鋁接觸，Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag，食鹽水的作用為 。13（xx全國新課標卷）36化學(xué)選修2：化學(xué)與技術(shù)（15分）鋅錳電池（俗稱干電池）在生活中的用量很大。兩種鋅錳電池的構(gòu)造圖如圖（a）所示?；卮鹣铝袉栴}：（1）普通鋅錳電池放電時發(fā)生的主要反應(yīng)為：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH。該電池中，負極材料主要是_，電解質(zhì)的主要成分是_，正極發(fā)生的主要反應(yīng)是_。與普通鋅錳電池相比，堿性鋅錳電池的優(yōu)點及其理由是_。14（xx重慶卷）11 (14分)化學(xué)在環(huán)境保護中起著十分重要的作用，催化反硝化法和電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。（2）電化學(xué)降解NO3的原理如題11圖所示。Pt電極Ag-Pt電極直流電源質(zhì)子交換膜題11圖AB··電源正極為 （填A(yù)或B），陰極反應(yīng)式為 。若電解過程中轉(zhuǎn)移了2mol電子，則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(m左m右)為 g?！菊n后反饋】夯實基礎(chǔ)：1（xx屆福州市期末）A1-H2O2電池功率大，可作為許多機械的動力電池，其結(jié)構(gòu)如右圖所示。下列說法不正確的是A鋁作負極，電池工作時將不斷溶解B該電池不是二次電池，不可充電C碳纖維電極的電極反應(yīng)是H2O2+2 e一+2H+ = 2 H2O D電池工作時OH一從碳纖維電極透過離子交換膜移向Al電極2（xx屆臨沂市一模）下列有關(guān)電化學(xué)裝置的說法正確的是 A利用圖a裝置處理銀器表面的黑斑Ag2S，銀器表面發(fā)生的反應(yīng)為Ag2S2e2AgS2B圖b電解一段時間，銅電極溶解，石墨電極上有亮紅色物質(zhì)析出C圖c中的X極若為負極，則該裝置可實現(xiàn)粗銅的精煉D圖d中若M是海水，該裝置是通過“犧牲陽極的陰極保護法”使鐵不被腐蝕3（xx屆江蘇蘇北四市聯(lián)考期末）液體燃料電池相比于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點。一種以液態(tài)肼（N2H4）為燃料的電池裝置如右圖所示，該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液。下列關(guān)于該電池的敘述正確的是A發(fā)生氧化反應(yīng) Ba極的反應(yīng)式：N2H44OH4eN24H2OC放電時，電流從a極經(jīng)過負載流向b極D其中的離子交換膜需選用陽離子交換膜4（xx屆陜西省寶雞市第一次質(zhì)檢理綜）優(yōu)質(zhì)的鋰碘電池可用于心臟起搏器延續(xù)患者的生命，它的正極是聚2-乙烯吡啶（簡寫P2VP）和I2的復(fù)合物，電解質(zhì)是固態(tài)薄膜狀的碘化鋰，電池的總反應(yīng)為：2Li+P2VP·nI2 P2VP·(n-1)I2 +2LiI,則下列說法正確的A該電池的電勢低，使用壽命比較短B電池工作時，碘離子移向P2VP一極C聚2-乙烯吡啶的復(fù)合物與有機物性質(zhì)相似，因此不會導(dǎo)電D正極的反應(yīng)為：P2VP·nI2 + 2Li+ + 2e P2VP·(n-1)I2 + 2LiI5（xx屆海淀區(qū)期末）利用右圖裝置電解硫酸銅溶液，下列說法正確的是Ab電極上發(fā)生氧化反應(yīng)B該裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能C電解質(zhì)溶液中Cu2+從b電極向a電極遷移D若a為銅，則a的電極反應(yīng)式為：Cu-2e- = Cu2+ 能力拓展：6（xx屆洛陽市期末）如圖是一種可充電的鋰離子電池充、放電的工作示意圖。該電池的反應(yīng)式為：LiMnO2 C6Li1x MnO2 LixC6 （LixC6表示鋰原子嵌入石墨形成的復(fù)合材料）下列有關(guān)說法正確的是AK與N相接時，A極為負極，該電極反應(yīng)式為：LixC6 xe C6 xLi+B在整個充電或放電過程中都只存在一種形式的能量轉(zhuǎn)化CK與N相接時，Li由A極區(qū)遷移到B極區(qū)DK與M相接時，A極發(fā)生氧化反應(yīng)，LiMnO2 xe Li1xMnO2 xLi+7（xx屆吉林市期末）氫鎳電池是一種堿性可充電電池，污染小，比能量較大。氫鎳電池的總反應(yīng)式是：H22NiO(OH) 2Ni(OH)2 。據(jù)此反應(yīng)式判斷，下列敘述中正確的是A電池放電時，H2是正極B電池充電時，鎳元素被還原C充電時，電池負極的電極反應(yīng)式為2H2O2e H22OHD電池放電時，H2是負極，負極周圍溶液的pH不斷增大8(xx屆資陽二診)甲醇燃料電池工作原理如右圖，下列說法不正確的是A鹽橋中的K+向負極移動B負極電極反應(yīng)方程式為：CH3OH6e-8OH-CO32-6H2OC每消耗1 mol 甲醇，需消耗33.6 L 標況下的氧氣D正極燒杯中溶液pH增大9（xx屆福建龍巖市期末）全世界短年鋼鐵因銹蝕造成大量的損失。某城市擬用如圖方法保護埋在酸性土壤中的鋼質(zhì)管道，使其免受腐蝕。關(guān)于此方法，下列說法不正確的是A土壤中的鋼鐵易被腐蝕是因為在潮濕的土壤中形成了原電池B. 金屬棒X的材料應(yīng)該是比鎂活潑的金屬C金屬棒X上發(fā)生反應(yīng)：M一ne一Mn+D這種方法稱為犧牲陽極的陰極保護法10（xx屆煙臺期末）用下圖裝置模擬人工腎臟的工作原理，電解生成的Cl2將尿素CO(NH2)2氧化成N2排出，則下列說法錯誤的是A電源的正極為bB尿素被氧化的化學(xué)方程式為CO(NH2)23Cl2H2ON2CO26HClC電解結(jié)束后，陰極室溶液與電解前相比pH增大D陽極收集到氣體4.48 L（標準狀況）時，被氧化的尿素為6.0 g自我提升：11(xx屆寧波期末)如圖用石墨作電極的電解池中，放入某足量藍色溶液500mL進行電解，觀察到A電極表面有紅色固體生成，B電極有無色氣體生成；通電一段時間后，取出A電極，洗滌、干燥、稱量，A電極增重1.6g。下列說法錯誤的是A圖中B極同電源正極相連B該藍色溶液可能是Cu(NO3)2或CuCl2溶液C電解后溶液的pH約為 1（溶液體積變化忽略不計）D要使電解后溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，則可加入2 g CuO12(xx屆攀枝花二診)下列關(guān)于銅的說法正確的是 A用電解法精煉粗銅時粗銅作陽極B在鍍件上鍍銅時純銅作陰極C在海輪的外殼上裝上銅塊可以減緩船體的腐蝕D銅的金屬活動性比鐵弱，因此可用銅罐代替鐵罐儲運濃硝酸13(xx屆安徽示范高中2月聯(lián)考)我國預(yù)計在2020年前后建成自己的載人空間站。為了實現(xiàn)空間站的零排放，循環(huán)利用人體呼出的CO2并提供氧氣。我國科學(xué)家設(shè)計了一種裝置(如圖所示)，實現(xiàn)“太陽能一電能一化學(xué)能”轉(zhuǎn)化，總反應(yīng)為2CO=2CO+O2。下列有關(guān)說法正確的是A該裝置屬于原電池BX極反應(yīng)式：O2+2H2O+4e-=4OHC反應(yīng)完畢，該太陽能裝置中的電解質(zhì)溶液堿性增強D人體呼出的水蒸氣參與Y極反應(yīng)：CO2+H2O+2e一=CO+2OH14（廣東省佛山市xx高三檢測一）下圖是模擬電化學(xué)反應(yīng)的裝置圖。下列有關(guān)敘述中，錯誤的是AX為碳棒，Y為NaCl溶液，開關(guān)K置于N處，溶液中陽離子移向碳棒BX為鋅棒，Y為NaCl溶液，開關(guān)K置于N處，可減緩鐵的腐蝕，該法稱為犧牲陽極的陰極保護法CX為銅棒，Y為CuSO4溶液，開關(guān)K置于M處，銅棒質(zhì)量將增加，外電路中的電子流向銅棒DX為銅棒，Y為CuSO4溶液，開關(guān)K置于N處，鐵棒質(zhì)量將增加，溶液中Cu2+濃度不會改變【答案】AB15（中山市xx高三期末）（12分）硫化氫(H2S)是一種有毒的可燃性氣體，用H2S、空氣和KOH溶液可以組成燃料電池，其總反應(yīng)式為2H2S+3O2+4KOH=2K2SO3+4H2O。（1）該電池工作時正極應(yīng)通入 。（2）該電池的負極電極反應(yīng)式為： 。（3）該電池工作時負極區(qū)溶液的pH （填“升高”“不變”“降低”）（4）有人提出K2SO3可被氧化為K2SO4，因此上述電極反應(yīng)式中的K2SO3應(yīng)為K2SO4，某學(xué)習(xí)小組欲將電池工作一段時間后的電解質(zhì)溶液取出檢驗，以確定電池工作時反應(yīng)的產(chǎn)物。實驗室有下列試劑供選用，請幫助該小組完成實驗方案設(shè)計。0.01mol·L1KMnO4酸性溶液，1mol·L1HNO3，1mol·L1H2SO4，1mol·L1HCl，0.1mol·L1Ba(OH)2，0.1 mol·L1 BaCl2。實驗步驟實驗現(xiàn)象及相關(guān)結(jié)論取少量電解質(zhì)溶液于試管中，用pH試紙測其pH。試紙呈深藍色，經(jīng)比對溶液的pH約為14，說明溶液中有殘余的KOH。繼續(xù)加入 溶液，再加入 溶液，振蕩。若有白色沉淀產(chǎn)生，則溶液中含有K2SO4。若無白色沉淀產(chǎn)生，則溶液中沒有K2SO4。另取少量電解質(zhì)溶液于試管中，先加1 mol·L1的H2SO4酸化，再滴入23滴0.01 mol·L1KMnO4酸性溶液，振蕩。 ； 。（5）若電池開始工作時每100mL電解質(zhì)溶液含KOH56g，取電池工作一段時間后的電解質(zhì)溶液20.00mL，加入BaCl2溶液至沉淀完全，過濾洗滌沉淀，將沉沉在空氣中充分加熱至恒重，測得固體質(zhì)量為11.65g，計算電池工作一段時間后溶液中KOH的物質(zhì)的量濃度 。 (結(jié)果保留四位有效數(shù)字，假設(shè)溶液體積保持不變，已知：M(KOH)=56，M(BaSO4)=233，M(BaSO3)=217)16（惠州市xx屆高三第三次調(diào)研）（16分）碘酸鉀（KIO3）晶體是我國規(guī)定的食鹽加碘劑。它通常是以碘為原料與過量KOH溶液通過下列反應(yīng)制得：3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，再將 KI 和 KIO3的混合溶液電解，將其中的I轉(zhuǎn)化為IO3，裝置如圖。（1）在反應(yīng)3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O中，氧化劑和還原劑 的物質(zhì)的量之比為 。（2）電解前，將KI和KIO3混合溶液加入陽極區(qū)；將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū)。電解槽用水冷卻。電解時，陽極上的電極反應(yīng) ；陰極上得到的氣體產(chǎn)物為 ；（3）某同學(xué)查資料獲知：KIO3在酸性介質(zhì)中與碘化物作用生成單質(zhì)碘，該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為 ，為確定電解是否完成，需檢驗陽極區(qū)電解液中是否含有I，該同學(xué)選用淀粉溶液和稀硫酸進行實驗，其它儀器及用品自選，請完成其方案：實驗操作現(xiàn)象及結(jié)論（4）電解完畢，從電解液中得到KIO3晶體的過程為：步驟的操作名稱 ，步驟中洗滌晶體的目的 ?！久麕熜〗Y(jié)】電化學(xué)試題在解題過程中有很強的規(guī)律性，解題過程中建立好思維模型，即首先分析池型，確定用電解原理還是原電池原理進行分析，然后分析電解材料及反應(yīng)物質(zhì)，寫出電解反應(yīng)；再分析電子及離子流動方向，最后分析整個過程中量的關(guān)系。電化學(xué)反應(yīng)過程是以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的，必須要用氧化還原的規(guī)律方法進行分析。