板块一 专题七 电化学-【衡中学案】2025年高考化学二轮总复习学案

097 专题七 电化学 1.试题特征：(1)试题情境：一般为日常生活情境和学术前沿探究情境中的能量转化设备，通常陌 生且复杂：(2)试题特征：图示+文字型。 2.考查要求：(1)必备知识：侧重于化学变化与规律：原电池工作原理和电解池工作原理的基础性、 综合性、应用性和创新性的考查：(2)关键能力：侧重于信息获取与加工、逻辑推理与论证和批判 命题规律 性思雏能力：根据原电池和电解池的工作原理，采用分析、综合的方法解决实际电化学问题，能够 理清复杂动态体系的变化过程，能够识别陌生题境中的信息，利用相关的电化学知识处理实际 问题。 3.命题角度：(1)原电池的工作原理的分析判断：(2)电解池的工作原理分析判断：(3)电化学在化 工生产和生活中的综合应用与分析判断。 (1)题干：多为陌生、新型装置，以图示+文字型呈现。 真题解密 (2)每个选项涉及的考点多，主要微粒的种类、运动与变化分析，电极反应与相关计算等 (3)考查内容：电极的种类判断、电极反应式的书写、多极膜的使用以及电极质量变化与电解质溶 液中微粒数变化和pH讨论等。 电化学知识是高考每年必考内容，通常以复杂、陌生、新颗的研究对象作为知识的载体，通过南 生、复杂的问题情境，系统动态的研究对象，有效考查考生应用实践与迁移创新的能力。 命题预测 2025年仍以电极反应式或总反应式正误的判断、微粒的变化判断、电解质与电极质量变化的 判断、多极膜的类型及使用、定量计算等考查电化学知识。 微专题1 原电池 新型化学电源 高考真题赏新 明考向 角度①●新型一次电池 1.(2024·北京选考)酸性锌锰干电池的构造示意图如右。关 于该电池及其工作原理，下列说法正确的是 ( 石墨棒 A.石墨作电池的负极材料 氧化锰和炭黑 锌核二氧化锰氧 化铵和氯化锌 ,化，而不是被 B.电池工作时，NH向负极方向移动 州氧化 C.MnO2发生氧化反应 D.锌筒发生的电极反应为Zm-2e—Zm2 2.(2023·海南选考)利用金属A1、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正 确的是 A.b电极为电池正极 海水 B.电池工作时，海水中的Na向a电极移动 本质就是吸氧席蚀，活泼 02 C.电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性 金属Mg,Fe.Zn也可以 D.每消耗1kgAL,电池最多向外提供37mol电子的电量 角度2新型二次电池 （(2024·河北选考)阅读以下材料，完成3~4题。 我国科技工作者设计了如图所示的可充电Mg一CO2电池，以Mg(TS)2为电解质，电解液中加入1,3-丙二 胺(PDA)以捕获CO,使放电时CO2还原产物为MgC,O4。该设计克服了MgCO,导电性差和释放CO,能力差的 瘴碍，同时改善了Mg·的溶剂化环境，提高了电池充放电循环性能。 098 C024 多孔 Mg 此图状态是放电状态即 电 Mg(TFSD2 隔 Mg(TFSI), 碳 ! PDA →原电泡，别铁为负极， PDA 米管 MgC.O 电极 碳纳米管为正板 3.下列说法错误的是 ( A,放电时，电池总反应为2C02+Mg一MgC,0, B.充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接 C.充电时，电子由Mg电极流向阳极，Mg+向阴极迁移 D.放电时，每转移1mol电子，理论上可转化1 mol CO, 4.对上述电池放电时C0,的捕获和转化过程开展了进一步研究，电极上C0,转化的三种可能反应路径及相对能 量变化如图(*表示吸附态)。 氯大能垒显小 --路径1 路径1 越悦先反应。 C02 路径2 - 图灶与路经1加 路径3 既经3相比，陈 MgCO. CO H C02+") 径2是伍究路径 T,N入入N 0 H MCO cCO 到 0 I,N入入NT,0+C0- 路径2 co4-co MgCO: MgC.o 路径3 CO 'C.05 Mx- Mg -1 H\ OH rcof VgCO CO e H (0 反成进型 下列说法错误的是 A.PDA捕获CO,的反应为 H,人NH, +C02→ OH B.路径2是优先路径，速控步骤反应式为 0 C0+ 入N +e→“C,0+ H OH NH C.路径1,3经历不同的反应步骤但产物相同：路径2,3起始物相同但产物不同 D.三个路径速控步骤均涉及“CO2·转化，路径23的速控步骤均伴有PDA再生 5.(2024·安徽选考)我国学者研发出一种新型水系锌电池， ① 其示意图如下。该电池分别以Z-TCPP(局部结构如标注框 内所示)形成的稳定超分子材料和Zm为电极，以ZnS0,和 7n2 KI混合液为电解质溶液。下列说法错误的是 A.标注框内所示结构中存在共价键和配位键 B.电池总反应为：5+Z玫建Zm·+3 充电1 C.充电时，阴极被还原的Zn2+主要来自Zm-TCPP 中心离子为Z+提供空轨道，4个氢原子 D.放电时，消耗0.65gZm,理论上转移0.02mol电子 提供孩电子对形成配位继，配位教为4 099 角度3新型浓差电池 6.(2023·山东选考)利用热再生氨电池可实现CS0.电镀废液的浓缩再 NH 生。电池装置如图所示，甲，乙两室均预加相同浓度的CSO,电镀废液， 向甲室加入足量氨水后电池开始工作。下列说法正确的是() A,甲室C电极为正极+浓差电池中，浓度高的一区为正极 B.隔膜为阳离子膜 区，电根电势高，为正根 Cuso, 低温 溶液 热解 C.电池总反应为：Cu2·+4NH一[Cu(NH),]24 D,NH扩散到乙室将对电池电动势不产生影响 视律方法整合 建模型 ●燃料电池 1,燃料电池常用的燃料：H2、C0、水煤气(C0和H2)、烃（如CH、C,H。)、醇（如CH,OH)、肼(H)、醚类（如 CH,OCH,)、氨(NH,)等。如无特别提示，燃料电池反应原理类似于燃料的燃烧。 2.燃料电池常用的电解质 (1)酸性电解质溶液，如H,S0,溶液，在酸性环境中结合H,生成H0: (2)碱性电解质溶液，如NaOH溶液，在碱性环境结合H,O,生成OH; (3)中性电解质溶液，如NaCI溶液，在中性环境结合H,O,生成OH; (4)熔融氧化物：存在0；来溶液中不存在 (5)熔融碳酸盐，如K,CO3等：一般利用电解质的阴离子配平电荷。 ●常见的新型化学电源 1.锂离子二次电池 (1)锂离子电池基于电化学“嵌人/脱嵌”反应原理，替代了传统的“氧化一还原”原理：在两极形成的电压降的 驱动下，可以从电极材料提供的“空间”中“嵌人”或“脱嵌”。 (2)锂离子电池充电时阴极反应式一般为C。+xi·+x心ˉ—i,C6:放电时负极反应是充电时阴极反应的逆过 程：Li,C6-xeC6+xi。 (3)锂离子电池的正极材料一般为含i的化合物，目前已商业化的正极材料有LiFePO.、LiCoO2,LiMn,O,等。 2.微生物燃料电池 在放电过程中，多为核心元素得电子还原 微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。其基本工作原理是在负极室 厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和负 极之间进行有效传递，并通过外电路传递到正极形成电流，而质子通过质子交换膜传递到正极，氧化剂（如氧 气)在正极得到电子被还原。 3.物质循环转化型电池 根据物质转化中，元素化合价的变化或离子的移动（阳离子移向正极区域，阴离子移向负极区域）判断电池的 正、负极，是分析该电池的关键。 4.浓差电池 浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差或通过外界条件形成 浓度差，相应的离子均是由“高浓度区”移向“低浓度区”，进而依据阴离子移向负极区域、阳离子移向正极区域 判断电池的正负极及其相关事项：在浓差电池中，为了限定某些离子的移动，常涉及“离子交换膜”。 100 【思维模型】 1.二次电池的电极反应书写思维模型 以g+,亮号e,山，5为阙说明 互逆 阴极：还原反应 负极：氧化反应 阳阴 xMg+2xe-xMg 总 阳xMg-2e=xMg2 离离 色 ← 充 子子 电 应 电 离 电 子 阳极：氧化反应 正极：还原反应 Mo Si-2te =Mo S Mo S+2xe =Mo S2 互逆 技巧：阴极反应式■充电总 正极反应式■校电总 反应式·阳极反应式 反应式一负极及应式 2.燃料电池电极反应式书写思维模型 以甲烷燃料电池（电解质溶液为NOH溶液）为例： (1)写出电池总反应式CH,+202+2Na0H—Na2C0,+3H,0, 其离子方程式为CH+20,+20H—C0+3H,0。 (2)写出电池的正极反应式 燃料电池电解质 正极反应式 酸性电解质 02+4H++4e-2H,0 碱性电解质 02+2H,0+4e—40H 国体电解质（高温下能传导0-） 02+4e°—202 熔融碳酸盐（如熔融K,CO,) 02+2C02+4e—2C0 (3)电池的总反应式-电池的正极反应式=电池的负极反应式 〈强培优精练 提能力 角度①新型一次电池 1.(2024·湖北省T8联盟二模)近日，科学家开发W0,/ NaBiO,/TiO,/NiOOH光阳极用于持续太阳能制氢，装置如图 所示。下列叙述正确的是 () A.能量转化形式太阳能→化学能→电能 Zn2+Zn'( B.阳极材料涉及元素均为前四周期元素 Na SO+HO 矿并污水 电极N 电极M C.电极N的反应式为2H,0-4e一4H+02↑ ·W0BiV04TO2oNi0H D.阴极区c(Zm)越大，H2产率越高 2.(2024·河北沧州部分示范性学校二模)H02同时作为燃料和氧化 剂的直接过氧化氢燃料电池(DPPFC)的工作原理如图所示（放电 过程中K,SO,溶液中溶质的种类不变且其质量减轻)。下列有关 石级1 石墨2 说法错误的是 A.石墨1为负极，发生氧化反应 B.石墨2的电极反应式为H,02+2H+2e—2H,0 年K年 5年 液 C.离子交换膜1、2分别为阴、阳离子交换膜 离子交换膜1KS0,游液离子交换膜2 D.当外电路中转移0.3mole时，K,S0.溶液的质量减轻52.2g 101 角度2新型二次电池 3.(2024·河北名校联盟二模)储氢合金LNi,储氢时的化学式为 IaNi,H,(设各元素的价态均为O)。以LaNi,H(m)和NiOOH(n)为 电极，KO州溶液为电解质溶液的二次电池结构如图所示（已知电 LaNi,H. NiOOH 池工作之前隔膜两侧电解质溶液的质量相等)。下列说法正确的 是 Ni(OH) A.充电时，n极发生还原反应 B.充电时，电子流向：n→交换膜→m 阳离子交换膜 C.放电时，m极的电极反应式为LaNi,H。-6e°+6OH一aNi写 +6H20 D.放电时，若转移1moleˉ，隔膜左侧电解质溶液的质量减少39g 4.(2024·湖南邵阳二模)近年来国家大力扶持新能源项日建设。图1是太阳能电池工作示意图，可与图2L一S 全固态二次电池联合使用。第一次充电时，固态电解质LSPSCI(LinoSioPS。,Cl,)分解生成少量S,并与Se形 成S,S,参与了后续的可逆循环，电池构成和充放电时b极的转化如图所示。下列说法错误的是 () 太阳光 N电极 N型结 Li,Se/Se O+ 电子 Se .PN结 LSPSCI 放电 充电 P型结 + 空穴 Li@In Li,Se LiS P电极 图1 图2 A.P电极是太阳能电池的正极 B.Li一S全固态电池放电时Li向b电极移动 C.i一Se全固态电池放电时，a电极质量每减少14g,理论上外电路转移电子数为2N D.电池充电时，b电极与N电极相连，其电极反应有5Li,S+4i,Se-18e一18Li*+Se,S 角度3新型浓差电池 5.(2024·河北衡水二模)浓差电池是一种特殊的化学电源。如图所示装置是利用浓差电池电解Na,S0,溶液 (a,b电极均为石墨电极)，可以制得O2、H2、H,SO,和NaOH。下列说法正确的是 () Cu(1) C(2 N,S0,溶液 225L9 205mo 稀NaOH ms6源液GiS0都液萃 溶液强 稀硫酸 阴离子交换膜 离子交换膜 甲 A,a为电解池的阴极 B.当电路中转移2mol电子时，2molS0通过膜d向右移动 C.电池放电过程中，Cu(2)电极上的电极反应为Cu2++2eCu 电源 D.电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得120 g NaOH 放纯电 6.(2024·青海西宁二模)锂离子浓差电池工作原理如图所示。电池总反应 隔膜 为山0+ic nC+LiMnO2。下列说法正确的是 () 电a 电 A.充电时，电极N为电池的阳极 极.⊙。。D 极 N B.该电池隔膜为阴离子交换膜·书写技巧，先写离子后写电子 C.放电时，负极电极反应式为Li,C。-xe一xLi+nC n D.放电时，若导线有4ml电子通过，则正极质量增加14g ©氧原子·金属原子·锂O碳原子 102 考前名校抑题 练预测 仰1.(2024·河北保定名校协作体三模)固体氧化物燃料电池具有燃料 物质X 空气 集流器a 适应性广、能量转换效率高、全固态、模块化组装、零污染等优点，在交 多孔电极a 通车辆动力电源等方面有广阔的应用前景。某种固体氧化物（电解 02 质，传导0-)燃料电池结构示意图如图。下列有关说法错误的是 多孔电极b CH, C0+H,0集流器b A.外电路中，电流由集流器a流向集流器b B.电池工作一段时间后，电解质中0的量不变 C.多孔电极b上发生反应CH,-8e+402-一C02+2H,0 D.理论上每转移4moleˉ，产生的CO2与物质X的体积（同温同压下）比约为1：5 拥2.(2024·河北邯郸市部分示范性学校三模)铁铬液流电池（总反应为Cr2++Fe—Fe2++Cr+)实现了发 电，环保一体化。某兴趣小组用该电池模拟工业处理废气和废水的装置如下图所示，下列说法正确的是 交 (NHSO 0.6mol.L-4 膜 盐酸 膜 电解 C 电解 NH叶浓溶液 b 质储 质储 废气 废气 S0, NO M室 N Fe 9 磁力泵 质子交换膜 磁力泵 酸性NH,S0稀溶液 0.1mal·L01m·L1废水 硫酸 盐酸（含NC门 分 乙 丙 A.d为正极，a膜为阴离子交换膜 B.乙池中阴极的电极反应式为NO+5e°+5H,06OH+NH C.标准状况下，若乙池中处理废气(S02和N0)的总体积为31.36L,则甲池有2mal质子迁移到c极 D.当浓缩室得到2L0.6mol·L的盐酸时，M室溶液的质量变化为9g(溶液体积变化忽略不计) 微专题2电解池 金属的腐独与防护 〈高夸真题赏析 明考向 角度①新型电解池应用一合成有机物 结构简式为H,H,C00H 1.(224·湖北选考)我国科学家设计了一种双位点PbC电催化剂，用H,C,0,和NH,0H电化学催化合成甘氨酸，原 理如图，双极膜中H20解离的H·和OHˉ在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中，甲醛转化为 HOCH,0,存在平衡HOCH,0+OH一[OCH,0]2-+H,0。Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH,0]2--e 一HCO0+H·。下列说法错误的是 由此可知，u电极为阳极，(uP%电极为阴极(） 由阴离子交换膜和阳高子交换膜构成 0 电源 PbCu HO HCOO NH: 一HCHO 0 Cu HO HSO.KSO. KOH OH 0 溶液 溶液 HO 双极腿 103 A.电解一段时间后阳极区c(O)减小 B.理论上生成1molH,NCH,COOH双极膜中有4molH0解离 C.阳极总反应式为2HCH0+40H--2e一2HC00+H↑+2H,0 电源 D.阴极区存在反应H,C,0,+2H+2e0HCC00H+H,0 2.(2024·湖南选考)在KOH水溶液中，电化学方法合成高能物质KC。N6时，伴 0 H 随少量O2生成，电解原理如图所示，下列说法正确的是 ( KOH溶液 A.电解时，OH向Ni电极移动 CN B.生成CN6的电极反应：2C,N,H+80H°-4e一C。N6+8H,0 C.N H C.电解一段时间后，溶液pH升高 Ni D.每生成1molH2的同时，生成0.5molK,C。No 角度2新型电解池应用一制备无机物 3.(2024·广东选考)一种基于氯碱工艺的新型电解池（如图），可用于 电源 湿法治铁的研究。电解过程中，下列说法不正确的是 () 气体 阳离子交换膜 A.阳极反应：2Cl-2e—CL2↑ Fe B.阴极区溶液中OH浓度逐渐升高 Fe.O C.理论上每消耗1 mol Fe,0,阳极室溶液减少213g NaOH 包和 D.理论上每消耗1 mol Fe,O3,阴极室物质最多增加138g 的溶液 食盐水 4.（2024·山东选考)以不同材料修饰的P1为电极，一定浓度的NaBr 溶液为电解液，采用电解和催化相结合的循环方式，可实现高效制 电源 H,和O2,装置如图所示。下列说法错误的是 Br A.电极a连接电源负极 B.加人Y的目的是补充NaBr 催化剂 C.电解总反应式为Br+3H,0电解Br05+3H,↑ D.催化阶段反应产物物质的量之比n(Z):n(Br)=3:2 泵BrO 角度3新型电解池应用一节能与除杂 5.(2023·渐新江省6月选考)氯碱工业能耗大，通过如图改进的设计可大 电源 幅度降低能耗，下列说法不正确的是 () 电极A 离子交换膜 电极B A,电极A接电源正极，发生氧化反应 B.电极B的电极反应式为2H20+2eˉ—H2↑+20H C.应选用阳离子交换膜，在右室获得浓度较高的NaOH溶液 D.改进设计中通过提高电极B上反应物的氧化性来降低电解电压，诚 饱和NaC溶液H,O(含少量NaOH 少能耗 6.(2023·北京选考)回收利用工业废气中的C02和S02,实验原理示意图如下。 C0 含C02和 NaHCO, 电源 S02的废气 溶液 装置a口 NaHCO,和 00 NaS03溶液 l=8 HCOOH 离子交换膜”装置b 下列说法不正确的是 A.废气中$O,排放到大气中会形成酸雨 104 B.装置a中溶液显碱性的原因是HCO,的水解程度大于HCO,的电离程度 C.装置a中溶液的作用是吸收废气中的C0,和S0 D.装置b中的总反应为S0+C0,+H,0电解HCOOH+S0 角度④金属的防护 7.(2024·浙江选考)金属腐蚀会对设备产生严重危害，腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。下图为两种对海 水中钢闸门的防腐措施示意图： 钢 (阴极 海水 极) 海水 牺牲阳极 辅助阳极 图1 图2 下列说法正确的是 A.图1、图2中，阳极材料本身均失去电子 B.图2中，外加电压偏高时，钢闸门表面可发生反应：0，+4e+2H,0一40H C.图2中，外加电压保持恒定不变，有利于提高对钢闸门的防护效果 D,图1、图2中，当钢闸门表面的腐蚀电流为零时，钢闸门、阳极均不发生化学反应 〈规律方法整合 建模型 ●对比掌握电解规律（阳极为惰性电极 电解类型 电解质实例 溶液复原物质 电解水型 NaOH,H2S04或Na2S04 水 电解电解质型 HCl或CuCl, 原电解质 放氢生碱型 NaCl HCI气体 放氧生酸型 CuSO, CuO或CuC03 ●金属腐蚀与保护 1.判断金属腐蚀快慢的方法 阴烛夫型 电解原理>原电池原理化宇阴独)有防护的用蚀 电解质类型 强电解质>的电解质>非电解质 电解质浓度 浓废越大，屑蚀速奉越快 金属活泼性 活泼性差异越大，屑蚀速奉越峡 金属的纯度 纯度越低，屑蚀速奉越快 氧气的浓度 浓度越大，屑蚀速奉越快 2.金属电化学保护的方法 原电池原埋 栖性阳极法 正极为被保护的金属：奠极为比被保护的金属活凌的金属 电解原理 外加电流法 阴极为被保护的金属，阳极为情性电极 【微点拨】金属作正极或阴极时，金属的腐蚀电流接近为零。 105 自电解计算解题“三方法"” 1.用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 2.先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。 3.根据得失电子守恒构建计算所需的关系式 4e~2C,(B,山)-02-4H-40H-2H,-2Cu-4Ag-4M 阳极产物 阴极产物 (M为金属，n为其阳离子所带电荷数) 强县培优精练 提能力 角度①新型电解池应用一合成有机物 1.(2024·河北石家庄市二模)电有机合成是一种应用广泛的新型有机合成 方法。某种3-氯-4-氨基苯酚的电有机合成装置如图所示，下列说法正确的 ?质子交换膜 0 是 ( 电极 Ca电极 A.b与外接电源的正极相连 NH, B.P%电极的电极反应式：P%-2e—P2· C,电解一段时间后，阴阳两极室中电解质溶液的质量均增大 4-- NH. CH,COOH.H0水溶 CI 子 D.理论上每生成1mol ,电路中转移4mole S0承落液… OH 注意电根反应与非电极反应的关系，电子守恒是关继下 2(224·安徽黄山二模)一种用3-氯丙烯(。个一)电解合成环氧氯丙烷（个了）的装置如图所示。该装置无 需使用隔膜，且绿色高效，图中X为C1或B,工作时X和OH同时且 等量放电。下列说法错误的是 ( A.电解一段时间后，装置中OH物质的量增大 B.每转移2moleˉ，生成1mol环氧氯丙烷 OH C.若X为Br,也可电解制得环氧氯丙烷 OH H,0 D.该装置工作时不需要补充X H0· CI 角度2新型电解池应用一制备无机物 (说明：X-e=X·) 3.(2024·湖北武汉二模)钙介导下电化学合成氨的原理如图所示，已知钙 元素的转化途径为Ca2一Ca→Ca,N,H,→Ca2+。 电源 周体电解质 下列说法正确的是 界面膜 A.阴极区的反应式为H2-2e+2C,H,0°2C,H,0H B.理论上每产生17gNH,消耗3molC,HOH CH.O C2H.OH Ca.N,H C.钙离子在该合成氨过程中的作用是活化N, → D.电解质溶液可换为含有少量乙醇的水溶液 含少量乙醇的有机溶剂 NH 4.(2024·山东潍坊二模)Adv·Mater报道我国科学家耦 合光催化/电催化分解水的装置如图，光照时，光催化电 极产生电子(e)和空穴(h),下列有关说法正确的是 出▣ () A.光催化装置中溶液的c(H)增大 B.整套装置转移0.01leˉ，光催化装置生成1.905g与 I'te C.电催化装置阳极电极反应式：40H°-4h'一2H,0 1川溶液 0肝+h +02T 光能化装置 电假化装置 D.离子交换膜为阴离子交换膜 106 角度3新型电解池应用一节能与除杂 5.(2024·福建龙岩市二模)研究表明许多疾病可能与N0的 S0溶液 0 释放或调节不正常有关，用间接电化学法可对NO进行无 质子膜1 害化处理，其原理如右图所示，下列相关判断正确的是 Ph 电极1 电极Ⅱ A.H·从电极I移向电极Ⅱ B.电极I的反应为2HS0,+2e=S,0}+20H NSO,溶液 HSO溶液 C.工作一段时间，电解池中电解液的pH减小 NO- 电解池 D.当电极I生成1molS,O?时，吸收塔内最多可消耗30gNO 6.(2024·湖南衡阳二模)含氮废水中氮元素有铵态氮和硝态氨两种形式，利用铁碳微 碳纯极一①电极 电池法在弱酸性条件下进行电化学处理，可同时除去铵态氮和硝态氨，该电化学装置 NH 的工作原理如图所示。下列说法正确的是 A,该装置工作时，碳电极附近pH增大 B.该装置工作时，Fe2+移向碳电极附近 C.Fe电极为负极，电极反应为2NH-6e—N2↑+8H 质子交换膜 D.理论上消耗的NO:与NH的物质的量之比为5：3 < 考前名较押题 练预测 得1.(2024·河北雄安新区三模)一种电解装置如图所示，电解时H从 左室9a 质子交换膜 b9右室 CH, 转化I 右室移向左室。通过电解获得的电解液可实现 Cr0/Cr NO T/T COOH COOH H 转化Ⅱ 。下列说法正确的是 NO NH A.左室电解获得的电解液可用于实现“转化I” B.右室发生的电极反应为C,0号+14H°+6e一2Cx3·+7H,0 COOH COOH C.“转化Ⅱ”发生的反应为 +6T3++6H +6Ti++2H,0 NO. NH COOH D.“转化I”生成1ml ,理论上电路中通过3mole NO. 仰2.(2024·湖南永州市三模)苯酚作为质子穿梭剂可用于高效连续性催化合成氨，电解装置中使用LF的 四氢呋喃有机电解液。下列说法错误的是 () 已知法拉第效率(FE)的定义：FE(X)=n(生成X转移的电子)x1OO% n(通过电极的电子) 生成氨气的电极反应为（未配平）： LiN H i+N,+》OH+eLiN,H+》0 Li'BF H iN,H+○OH+e一-0+i+NH PhAu电极 PA电极由B项分析可知，路径2的速控步骤伴有PDA再生，但路径3 专题七电化学 的速控步骤为·CO,ˉ得电子转化为·C0和COˉ，没有PDA 的生成，D错误 微专题1原电池新型化学电源 5.C由图中信息可知，该新型水系锌电池的负极是锌，正极是 高考真题赏析明考向 超分子材料：负极的电极反应式为Zn-2e一Zm,侧充电 1.D酸性锌锰干电池，锌筒为负极，石墨电极为正极，故A错 时，该电极为阴极，电极反应式为Zn2·+2e“=Zn:正极上 误：原电池工作时，阳离子向正极（石墨电极）方向移动，故B 发生+2e一—31，则充电时.该电极为阳极，电极反应式 错误：MO,发生得电子的还原反应，枚C错误：锌简为负极， 为3引-2心—。标注框内所示结构属于配合物，配位体 负极发生失电子的氧化反应Zm-2e一Zm2+,放D正确。 中存在碳碳单键、碳碳双键，碳氮单键、碳氮双键和碳氢键等 2.A铝为活泼金属，发生氧化反应为负极，则石墨为正极：由分 多种共价键，还有由N提供孤电子对、Z2·提供空轨道形成的 析可知.山电极为电池正极，A正确：电池工作时，阳离子向正 配位键，A正确：由以上分析可知，该电池总反应为+Z 极移动.散海水中的a向b电极移动，B错误：电池工作时， a电极反应为铝失去电子生成铝离子A1-3和一·，铝离 监电m2·+3引，B正确：充电时，阴极电极反应式为Zm·+ 充电 2eˉ一n,被还原的Zn2·主要来自电解质溶液，C错误：放 子水解显酸性，C错误：由C分析可知，每消耗1g1为 电时，负极的电极反应式为么-2e—Zm”.因此消耗 27md）,电池最多向外提供，00mlx3=100 1000 0.65gZn(物质的量为0.01mol),理论上转移0.02mol电 27 mol电子 子，D正确。 的电量，D错误 6.C向甲室加人足量氨水后电池开始工作，则甲室C山电极溶 3.CMg电极，放电电极反应式Mg-2eMg·,充电电极 解，变为铜离子与氨气形成[C(H,).]2·,因此甲室Cu电极 反应式Mg·+2eˉ一一Mg,多孔碳纳米管电极，放电电极反 为负极，故A错误：在原电池内电路中阳离子向正极移动，若 应式Mg·+2C02+2e一MgC,0,充电电极反应式 隔膜为阳离子膜，电极溶解生成的铜离子要向右侧移动，通入 MgC0,-2e一Mg+2C02↑，放电时的电池总反应：Mg 氨气要消耗铜离子，显然左侧阳离子不断减小，明显不利于电 +2CO一MgC,O,A正确：充电时，多孔碳纳米管电极上发 池反应正常进行，故B错误：左侧负极是C-2eˉ+4NH 生失电子的氧化反应，侧多孔碳纳米管在充电时是阳极，与电 —[Cu(NH,),]2,正极是Cu2+2e一Cu,则电池总反 源正极连接，B正确：充电时，1g电极为阴极，电子从电源负 应为C2+4NH一[Cu(NH):]2·,故C正确：NH扩散 极经外电路流向Mg电极，同时Mg·向阴极迁移，C错误：根 到乙室会与铜离子反应生成[Cú(NH),]P·,钢离子浓度降 据放电时的电极反应式可知，每转移2mol电子，有2molC02 低，铜离子得电子能力减弱，因此将对电池电动势产生影响， 参与反应，因此每转移1mol电子.理论上可转化1molC02.D 故D错误 正确。 强基培优精练提能力 4.D根据题给反应路径图可知，DA(1,3-丙二胺)捕获CO,的1.C如图装置利用太阳能制H,能量转化形式为“太阳能一电 0 能→化学能”，A错误：阳极材料中W、断不属于前四周期元 物为 ,因此PDA捕获CO的反应为 素，B错误：电极N为阳极，水发生氧化反应，电极反应为 OH 2H,0-4e4日'+02↑，C正确：阴极区（电极M)的主反 应为2H·+2e=H2↑，副反应为Zm2+e一Zn’,H +C02 A正确： 产率等于实际产生H,量与理论产生H,量之比，根据电子守 NH H OH 恒确定理论产生H量。由于c(Zn)越大，发生副反应程度 由反应进程中的能量变化可知，路径2的最大能垒最小，因此 越大，消耗电子数越多，产生H,量越低，故H,的产率越低，D 与路径1和路径3相比，路径2是优先路径，且路径2的最大 错误 能垒存在于·C0一→C,0心的步骤，根据反应路径2图示可2，D由电子移动方向可知，石墨1为负极发生氧化反应，过氧 0 化氢失去电子发生氧化反应生成氧气：H0+20H-2e 知，该步骤有 参与反应，因此速控步骤反 一2H0+0↑；石墨2为正极发生还原反应，正极过氧化 H 氢得到电子发生还原反应生成水：H02+2H·+2e“= 2H0。由电子移动方向可知，石墨1为负极，发生氧化反应， 应式为"C0,·+ +C,0+ A正确：石墨2为正极发生还原反应，正极过氧化氢得到电子 H OH 生成水：H02+2H·+2eˉ—2H0,B正确：因K,S0,溶液 ,B正确：根据反应路径图可知，路径1、3的 的质量减轻，其中阳离子移向正极，阴离子移向负极，离子交 NH. 换膜1,2分别为阴、阳离子交换膜，C正确：石最1的电极反 中间产物不同，经历了不同的反应步骤，但产物均为MgC03, 应式为H,02+20H°-22H,0+02↑，石墨2的电极反 0 应式为H,02+2H°+2e一2H,0,当电路中转移0.3mdle 而路径2、3的起始物均为 ,产物分别 时，有0.15mlSO移向负极，有0.3molK移向正极， H OH K,S04溶液的质量减经26.1g,D错误。 为“MgCO,和MgCO,C正确：根据反应路径与相对能量的3，C由题干图示信总可知，图中实线代表放电过程，放电时n 图像可知，三个路径的速控步骤中·C0·都参与了反应，且 极为正极，其反应为6NO0H+6e+6H,0一一6Ni(0H)2+ -322 60H,m极为负极.其反应为【aNiH-6e+60H— 流由正极流向负极，即从集流器a流向集流器b.故A项正 [a,+6H,O,由此可见储氢合金失电子，作原电池的负极，此 确：由电极反应式可知，转移电子数相等时生成和消耗的 电池的总反应为LaNi,H。+6 NiOOH =LaNi,+6i(OH)2, O的量相等，固体电解质中的O”的量不变，枚B项正确：通 虚线代表充电过程，充电时阳极即n极，其反应为6Ni(OH)2 入甲烷的电极为负极，发生氧化反应，电极反应为CH一 +6OH--6=6NiO0H+6H,0,阴极即m极，其反应为 8e+402一C02+2H0,故C项正确：燃料电池负极电极 LaNi,+6H,0+6e=LaNi,H。+6OH°，总反应为LaNis+ 反应式为CH-8e+402-C02+2H,0,每转移4ml 6Ni(OH)2=-LaNi,H。+6 NiOOH,据此分析解题。由分析可 e,产生的C0,物质的量为0.5mol.正极电极反应式为0，+ 知，充电时，n极为阳极，电极反应为6Ni(OH),+6OH-6e 4e一20-，转移4ole,消耗021mwl时，物质X为N2 6NOOH+6H0,发生氧化反应，A错误：电子不能经过电： 其物质的量为4mol,故C02与物质X的体积（同温同压下） 解质溶液，B错误：由分析可知，放电时，m极为负极，其电极 比等于物质的量之比为1：8，故D项错误 反应式为LNi,H-6e”+6OH一LNi5+6H,0.C正确：2.D由图可知，甲为原电池，乙和丙为电解池：在甲中c电极上 由分析可知，放电时左剩为负极室，右侧为正极室，原电池中 发生的电极反应式为C·一©C”,发生氧化反应为负 电解质溶液中的阳离子移向正极，若转移1leˉ，则有1ol 极，d电极上发生的电极反应式为Fe·+e一fe2·,发生还 K从左侧移向右侧，即左侧溶液质量减少1！× 原反应，为正极，乙池中通人二氧化硫的电极为电解池的阳 39g·mml-=39g,但同时根据电极反应LaNi,H。-6c+ 极，水分子作用二氧化硫在阳极上失去电子发生氧化反应生 60H广一aNis+6H0可知，左侧溶液质量又增加1lH 成硫酸根离子和氢离子，通人一氧化氮的电极为阴极，酸性条 即增重1g,故隔膜左侧电解质溶液的质量减少39g一1g=38 件下一氧化氮在阴极上得到电子发生还原反应生成铵根离子 g,D错误。 和水：丙池中，左侧电极为电解池的阳极，水在阳极上失去电 4.D由图1可知，有太阳光时，电池处于充电状态，电子移向N 子发生氧化反应生成氧气和氢离子，氢离子从M室通过质子 极，即N为负极，P为正极，故A正确：由图2可知，放电时，b 交换膜a膜进人浓缩室，右侧电极为阴极，镍离子在阴极得到 极得到电子，为正极，电极反应式为：18Li+Se,S+18e 电子发生还原反应生成镍，N室中氯离子通过阴离子交换膜b =5LiS+4iSe,充电时，电极反应式为：5iS+4i,Se- 膜进人浓缩室，最终在浓缩室得到较浓的盐酸。由分析可知， 18e=l8Li+S,S。Li一Se全周态电池放电时b电极为 d为正极，a膜为质子交换膜，A错误：乙池巾通人一氧化氨的 正极.向b电极移动.故B正确：一Se全固态电池放电 电极为阴极，酸性条件下电极反应式为NO+5e+6H'= 时.4电极的电极反应式为山-e—山”，质量每减少14g H,O+NH,B错误：在乙池中发生的总反应方程式为2NO+ 即有2o[产生，理论上外电路转移电子数为2N、,放C正 5S02+8H0一—5S0+2NH+8H',当乙池中处理废气 确：电池充电时，b电极与P电极相连，其电极反应有：5S+ (S0和N0)的总体积为31.36L,转移的电子数为2N,则由 4liSe-18e=18li·+Se,Ss.放D错误. 电荷守恒，甲池有2ol质子迁移到d极，C错误：当浓缩室得 5.A浓差电池电解NaS0,溶液(a、b电极均为石墨电极)，可 到2L0.6mdd·L盐酸时，从M室通过质子交换膜a膜进人 以制得O、H,、H,S0,和NaOH,说明乙装置在左侧得到氢氧 浓缩室的氢离子物质的量为(0.6mml·L-0.1mol·L) 化纳和氢气，右侧得到氧气和稀硫酸，则a为阴极，b为阳极， ×2L=1mml,则M室消耗水的质量为1ml×号×18g· Cu(2)为负极，Cu(1)为正极。根据分析可知，a为电解池的 阴极，A正确：当电路中转移2md电子时，阳极区形成2l md-=9g,D正确。 氢离子，要使溶液呈电中性，测1 mol SO通过膜d向右移 微专题2电解池 金属的腐蚀与防护 动.B错误：电池放电过程中，C(2)为负极.电极反应：Cu- 2eCu2·,C错误：电池放电过程中，Cu(2)电极反应：Cu高考真题赏析明考向 -2eC2·,Cu(1)电极反应：C2+2e一Cu,反应前1，B在KOH溶液中HCH0转化为HOCH,0:HCH0+0H 甲装置左侧硫酸铜物质的量为5ol,右侧硫酸铜物质的量为 →H0CH,0,存在平衡H0CH,0-+0H一[OCH,0]2 1md,电池从开始工作到停止放电，两侧硫酸铜物质的量均 +H,0,Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH,0]2--e 为3mol,由此有2mol铜生成，转移4mol电子，根据2H,0+ HCOO+H·,H·结合成H,Cu电极为阳极；P%Cu电 2e-H2↑+20H,转移4mol电子，生成4 mol Na0H.质 极为阴极，首先HOOC一COOH在P%上发生得电子的还原反 量为160g,D错误 应转化为OHC-CO0川：HC,0,+2e+2H= 6.C放电时，电子由N经过导线流入M,根据电子流动方向，N OHC一C0OH+H,O,OHC一COOH与HO一N·H,反应生成 是负极，M是正极。放电时N为负极，充电时，电极N为电池 HOOC-CH=N-OH:OHC-COOH+HO一N'H3→ 的阴极，故A错误：根据图示，交换膜两侧均有锂离子，该电池 HOOC-CH=N-OH H20+H',HOOC-CH =N-OH 隔膜为阳离子(·通过)交换膜，故B错误：放电时，锂失电 生得电子的还原反应转化成HNCH,COOH: 子生成锂离子，负极电极反应为LiC.-eˉ一xLi+nC.故 C正确：若有4l电子通过导线，发生定向移动到正极的俚 HOOC-CH=N-OH 4e 5H'=H,N'CH,COOH+ 离子有4ml,增加的质量为28g,放D错误 H0。根据分析，电解过程中，阳极区消耗O州、同时生成 考前名校押题练预测 H,0,故电解一段时间后阳极区c(OH)减小，A项正确：根据 1.D依据题意可知，该甲烷燃料电池为原电池，甲烧中C元素 分析，阴极区的总反应为HC,04+H0一N*H+6e+6H 化合价升高，发生氧化反应，故通入甲烷的电极（多孔电极b)】 H,N'CH,CO0H+3H,0,1molH,0解离成1molH和 为负极，通入空气的电极（多孔电极a)为正极，外电路中，电 1olOH-,故理论上生成1malH,N'CH,COOH双极膜中有 323 6mdH0解离B项错误：根据分析.结合装置图，阳极总反5，B电极A是氯离子变为氯气，化合价升高，失去电子，是电 应为2HCH0-2e+40H2HC00°+H2↑+2H,0,C项 解池阳极，因此电极A接电源正极，发生氧化反应，放A正 正确：根据分析，阴极区的%上发生反应H,CO,+2ˉ+ 确：电极B为阴极，通人氧气，氧气得到电子，其电极反应式 2H'0HCC0OH+H,0,D项正确。 为：02+2H20+4e”40Hˉ，故B错误：右室生成氢氧根 2B由电解原理图可知，电极产生氢气，作阴极.发生还原 应选用阳离子交换膜，左边的钠离子进入到右边，在右室获得 反应，电解质溶液为KOH水溶液，则电极反应为2H,0+2 浓度较高的NOH溶液，故C正确：改进设计中增大了氧气的 出2↑+2OH:h电极CN.H失去电子生成C。N,作 量，提高了电极B处的氧化性，通过反应物的氧化性来降低电 解电压，减少能耗，放D正确。 阳极，电极反应为2C,N,H+8OH一4e一C,N。+8H,0. 6.CS0,是酸性氧化物，废气中0，排放到空气中会形成硫酸 同时，P1电极还伴随少量02生成，电极反应为40H-4e 型酸雨，故A正确：装置a中溶液的溶质为NaHCO3,溶液显碱 一O2↑+2H,0。由分析可知，Ni电极为阴极，P电极为阳 性，说明HC0,的水解程度大于电离程度，故B正确：装置a 极，电解过程中，阴离子向阳极移动.即OH向电极移动， 中NaHCO溶液的作用是吸收SO,气体，CO,与NaHCO,溶液 A错误：由分析可知，n电极C,N,H失去电子生成CNs,电 不反应，不能吸收CO2,故C错误：由电解池阴极和阳极反应 解质溶液为KOH水溶液，电极反应为2C,N.H4+8OH--4e 式可知，装置b中总反应为S0?+C0,+H,0电蟹HCO0H+ CN。+8H,O,B正确：由分析可知，阳极主要反应为 SO”,成D正确。 2C,N.H4-4e°+80H=CN+8H,0.阴极反应为2H,0 7.B图1为栖牲阳极的阴极保护法，牺牲阳极一般为较活泼金 +2心一H,↑+20H,则电解过程中发生的总反应主要为 属，其作为原电池的负极.其失去电子被氧化：图2为外加电 2C,N,H+40HCN。+4H,0+2H↑，反应消耗0H, 流的阴极保护法，阳极材料为辅助阳极，其通常是惰性电极， 生成H,O,电解一段时间后，溶液pH降低，C错误：根据电解 其本身不失去电子，电解质溶液中的阴离子在其表面失去电 总反应2C,N.H+40H°=CN6+4H20+2H↑可知.每 子，如海水中的C1,A不正确；图2中，外加电压偏高时，钢闸 生成1molH2,生成0.5molK,CN6,但h电极伴随少量02 门表面积累的电子很多，除了海水中的H·放电外，海水中溶 生成.发生电极反应40H-4e—02↑+2日0.则生成 解的02也会竞争放电，故可发生O2+4e+2H0= 1mH,时得到的部分电子由O州放电产生O提供，所以生 4OH,B正确：图2为外加电流的阴极保护法，理论上只要能 成K,CNw小于0.5mol,D错误。 对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可，当钢闸门表面的腐蚀电流 3.C右侧溶液为饱和食盐水，右侧电极产生气体，则右侧电极为 为零时保护效果最好：腐蚀电流会随着环境的变化而变化，若 阳极，C1放电产生氯气，电极反应为：2C1-2eC2↑：左 外加电压保持恒定不变，测不能保证抵消腐蚀电流，不利于提 侧电极为阴极，发生还原反应，Fe0,在碱性条件下转化为 高对钢闸门的防护效果，C不正确：图1图2中，当钢闸门表 Fe,电极反应为：Fe,01+6eˉ+3H0一2e+60H:中间为 面的腐蚀电流为零时，说明从辆牲阳极或外加电源传递过来 阳离子交换膜，Na·由阳极向阴极移动。由分析可知，阳极反 的电子阻止了Fe-2e一Fe2·的发生，钢闸门不发生化学 应为：2口°-2e°=Cl,↑，A正确：由分析可知，阴极反应 反应，但是柄牲阳极发生了氧化反应，轴助阳极上也发生了氧 为：Fe0,+6e+3H,0—2Fe+60H,消耗水产生0H, 化反应，D不正确。 阴极区溶液中O州浓度逐渐升高，B正确：由分析可知，理论 强基培优精练 提能力 NO NH. 上每消耗1mol下e0,转移6mol电子，产生3olCl2,同时有 CI 6mlNa由阳极转移至阴极，则阳极室溶液减少3×71g+61.D b电极 发生还原反应生成 ,可知b是 ×23g=351g,C错误：由分析可知，理论上每消耗1mol FeO,转移6mol电子，有6 mol Na由阳极转移至阴极，阴极 OH 室物质最多增加6×23g=138g,D正确。 阴极，a是阳极。b是阴极，b与外接电源的负极相连，故A错 4.B电极b上Brˉ发生失电子的氧化反应转化成BO5,电极b 误：a是阳极，Ph电极的电极反应式：P%-2eˉ+2S0 为阳极，电极反应为Br-6c+3H,0b0,+6H';则电 Phs0,↓，故B错误：转移2mol电子，阳极室有1molS0转 极a为阴极，电极a的电极反应为6H·+6e一3H2↑；电解 化为PSO,沉淀，同时有2mdlH'移人阴极室，电解一段时间 总反应式为Br+3H,0电警B0,+3H,↑：催化循环阶段 后，阳极室中电解质溶液的质量减小，故C错误；阴极发生反 NH BO,被还原成Brˉ循环使用，同时生成O,实现高效制H 和02，即Z为O2。根据分析，电极a为阴极，连接电源负极，A 4e +4H +H,0,理论上每生 项正确：根据分析电解过程中消耗H,O和Br,而催化阶段 OH BO,被还原成Br循环使用，故加入Y的目的是补充O. NH 维持NaB溶液为一定浓度，B项错误：根据分析电解总反应 式为Br+3H,0电m0+3H,↑，C项正确：催化阶段，B 成1mol 电路中转移4mle“,故D正确。 元素的化合价由+5价降至-1价，生成1lBrˉ得到6ml OH 电子，0元素的化合价由-2价升至0价，生成1mol02失去 2.A由图可知，右电极上H0被还原生成H2,即右电极作阴 4mol电子，根据得失电子守恒，反应产物物质的量之比 极，则左电极作阳极，阳极上X和OH同时且等量放电：X n(02):n(Br)=6:4=3:2.D项E确。 -e”=X·、OH-e=O州·：由装置原理图可知，每生 324 成1个环氧氯丙烷.阳极上消耗1个OH,阴极上生成2个 池中电解液的pH不变，C错误：当电极I生成1mdS,O OH,其中1个OH厂被HX消耗，即OH消耗的量与生成的 时，根据电极反应2H50+2e+2H'一5,0？+2H,0,转 量相等，则电解一段时间后，装置中O州的物质的量不变，A 移2mol电子，吸收塔内2NO→N,转移4mdl电子，则若转移 错误：由装置原理图可知，阳极上X和OH各失去1个电 2mol电子最多可消耗30gN0,D正确。 子，即转移2个电子，就生成1个环氧氯丙烷，侧每转移6.A由题干原电池装置图可知，在原电池反应中负极失去电子 2mdle,生成1ol环氧氯丙烷，B正确：由装置原理图可 发生氧化反应，则Fe电极为负极，电极反应为Fe-2eˉ= 知，X为C或B,电解制备产物均为环氧氯丙皖，C正确：由 Fe2·,然后Fe2·再与NH反应生成Fe和N2,该反应方程式 装置原理图可知，每生成1个环氧氯丙烷，阳极上先消耗1个 为3Fe2·+2NH题N2↑+3Fe+8H,正极上得到电子发 Xˉ，最终生成环氧氯丙烷时又释放1个X,即X为可循环 离子，则该装置工作时无需补充X,D正确。 生还原反应，则碳电极为正极，电极反应为2NO+12H+ 3.C由图可知，与直流电源正极相连的左侧电极为电解池的阳 10e“一=N,↑+6H,0,H·经质子交换膜由负极区进入正极 极，氢气在阳极失去电子发生氧化反应生成氢离子，氢离子与 区，据此分析解题。由分析可知，该装置工作时，碳电极为正 CH,0结合生成乙醇，乙醇又离解生成氢离子和CH,0,右 极，电极反应为2NO+12H+10e一N2↑+6H,0,则根 侧电极为阴极，钙离子在阴极得到电子发生还原反应生成钙， 据电荷守恒可知.每消耗12molH电解质溶液中只有10l 钙与氨气反应生成CaNH,CN,H,与氢离子反应生成钙离 H由负极区进入正极区，故碳电极附近pH增大，A正确；由 子和氨气，侧电解的总反应为钙离子和乙醇催化作用下氨气 分析可知，该装置工作时，H经质子交换膜由负极区进人正 和氢气电解生成氨气。由分析可知，与直流电源正极相连的 极区，F。2·不能经过质子交换膜移向碳电极附近，B错误：由 左侧电极为电解池的阳极，氢气在阳极失去电子发生氧化反 分析可知，Fe电极为负极，Fe-2e一fe2·,然后再与NH 应生成氢离子，氢离子与C,H0ˉ结合生成乙醇，反应式为 反应生成e和N,该反应方程式为3e2·+2NH《N,↑ H,-2e+2CH,0—2CH,0H,放A错误；由分析可知， +3Fe+8H,C错误：根据得失电子守恒可知，NO,与NH 电解的总反应为钙离子和乙醇催化作用下氮气和氢气电解生 均转化为N2.故理论上消耗的NO与NH的物质的量之比 成氨气，则阴极区生成氨气时，催化剂乙醇的量没有变化，故 为3：5，D错误 B错误：由分析可知，电解的总反应为钙离子和乙醇催化作用 考前名校押题 练预测 下氨气和氢气电解生成氨气，则钙离子的作用是活化氮气，故 1.C根据氢离子在电解池中移动方向可知，a电极为阴极，b电 C正确：钙能与水反应生成氢氧化钙和氢气，所以电解质溶液 极为阳极，阳极发生失电子的氧化反应，阴极发生得电子的还 不能换为含有少量乙醇的水溶液，故D错误。 原反应，阳极反应：2Cr3·-6e+7H,0一C,0+14H, 4.B由图可知，电催化装置中，与直流电源负极相连的左制电 阴极反应：T·+日一T+,阳极生成C,0具有强氧化 极为电解池的阴极，碘三离子在阴极得到电子发生还原反应 生成碘离子，右侧电极为阳极，水电离出的氢氧根离子在阳极 性，阴极生成具有还原性，“转化I”为氧化反应、可加人 得到空穴生成氧气和水，破坏水的电离平衡产生的氢离子透 右室电解获得的电解液氧化实现，“转化Ⅱ”为还原反应，可 COOH 过阳离子交换膜移向阴极：光催化装置中，氢离子得到电子发 生还原反应生成氢气，碘离子得到空穴发生氧化反应生成碘 加人左室电解获得的电解液还原实现，反应为 三离子。由分析可知，光催化装置中，氢离子得到电子发生还 NO. 原反应生成氢气，溶液中的氢离子浓度减小，故A错误；由分 COOH 析可知，光催化装置中，碘离子得到空穴发生氧化反应生成碘 三离子，电极反应式为31+2h'l,由得失电子数目守 6Ti+6H +6T·+2H20。根据分析.“转 恒可知，整套装置转移0.01mol电子时，碘三离子的质量为 NH, 0.01mol×乞×381g/md=1.905g,故B正确：由分析可知， 化】”为氧化反应，应加入氧化剂.左室电解液含雪·，右室电 电催化装置中，右侧电极为阳极，氢氧根离子在阳极得到空穴 解液含C,0ˉ，所以实现“转化【"需右室电解获得电解液，A 生成氧气和水，电极反应式为40日+4h—2H20+02↑， 错误：根据分析，右室发生的电极反应：2C+-6e+7H,0 故C错误：由分析可知.电催化装置中，右侧电极为阳极，水电 Cx,0号+14H,B错误：“转化Ⅱ”为还原反应，可加入左 离出的氢氧根离子在阳极得到空穴生成氧气和水，破环水的 COOH 电离平衡产生的氢离子透过阳离子交换膜移向阴极，故D 室电解获得的电解液还原实现，反应为 +6T#+ 错误。 5.D从图中可以看出，电极Ⅱ中H,0失去电子生成0和H', NO. 连接电源正极，为阳极：电极I得到电子，将HSO转化为 COOH S,O,连接电源负极为阴极：电解池中H'从电极Ⅱ（阳极） 6H +6T+2H0,C正确：“转化I”为 向电极I(阴极)做定向移动，A错误：在电极I上HS0获得 NH. 电子生成S0,测电极I为阴极，接电源负极，电极反应式 COOH 为2HS01+2e+2H=S20+2H0,B错误：电解池中 阴极电极反应为2HS0,+2e”+2H'=5,0”+2H,0,阳极 -6e+2H0 +6H·,根据得失 电极反应为2H20-4eˉ02↑+4H°，工作一段时间.电解 NO 325 COOH 性溶液是二氧化锰电极。充电时，b电极上得到电子，发生 还原反应，A正确：充电时，外电源的正极连接a电极相连， 电子守恒，生成1ml 理论上电路中通过6mle, 电极失去电子，电极反应为Mn2+2H,0-2eMm0,+ NO. 4H·,B错误：放电时，①区溶液中多余的SO向②区迁移， D错误 C正确：放电时，a电极的电极反应式为MnO,+4H·+2e 2.DPAu电极H2失电子转化为H',阳极失电子，故a接电源 =Mn2·+2H,0.D正确。 正极，A正确：根据所给生成氨气的电极反应，电极区生成 强基培优精练提能力 了山和山NH,B正确：N2生成NH.N元素化合价0变为 1.B由题干图示信息可知.电池工作时，光催化F,03电极产 -3,故1分子N2参与反应共得6个电千，H来源于苯酚的传 生电子和空穴，故心，0电极为负极，电极反应为S0+ 递，总电极反应式为N2+6 -0+6e= 20州-2e—S0+H0,GDE电极为正极，电极反应为 6○0+2H,C正确：法拉第效率为75%是指生成 2H·+02+2e一H02,电解质溶液中阴离子移向负极，阳 1ml氨气.需要转移3d电子，则通过电极的电子物质的量为 离子移向正极，故双极膜中靠近F©，O3电极的一侧为阴膜， 4l.由于PAAu电极法拉第效率未知，清耗H,无法计算，D OH通过阴离子交换膜移向负极室，H通过阳离子交换膜进 错误。 入正极室，据此分析解题。由分析可知，双极膜中靠近O 电极的一侧为阴膜，A正确：已知左室发生反应为S0,+ 微专题3电化学中离子交换膜的分析与应用 20月-S0+H,0.S0+20H-2e==S0+H0. 高考真题赏析明考向 根据电荷守恒可知，每消耗4l0H转移2dl电子，则有 L.B由信息大电流催化电解KNO,溶液制氨可知，在电极a处 2mlOH进人左室，即左室溶液中O浓度减小，故plH逐 KNO,放电生成NH,发生还原反应，故电极a为阴极，电极方 渐减小，B错误：由分析可知，GDE电极为正极，发生还原反 程式为N0,+8e”+7H,0NH1·H0+9OH,电极b为 应，其电极反应为02+2H·+2e一H,02,C正确：原电池 阳极，电极方程式为40州--4e一0，↑+2H,0,“卯株”结 能够加快反应速率，空穴和电子的产生促使形成原电池反应， 构的双极膜中的H'移向电极a,OH移向电极b。由分析中 故可驱动了脱硫与HO2制备反应的发生，D正确。 阴阳极电极方程式可知，电解总反应为KNO+3H,0 2.C由题干电解池装置图可知.a极发生氧化反应，电极反应 NH3·H0+2O2↑+KOH,故A正确：每生成1 mol NH3· 为：40州°-4e03↑+2H,0,则a极为阳极，b极为阴极， H,O,阴极得8mdleˉ，同时双极膜处有8mdlH进人阴极室， 发生还原反应，电极反应为：2H·+02+2e一H,02,然后 即有8ml的H,0解离，故B错误；电解过程中，阳极室每消 H,O,把WO转化为O,M将WO又还原为WO,据 耗4 mol OH,同时有4mol0H通过双极膜进人阳极室， 此分析解题。电解池工作时，电能不可能完全转化为化学能， KOH的物质的量不因反应而改变，故C正确：相比于平面结 故该合成方法中的能量转换形式是电能转化为化学能和热能 构双极膜，“卯榫”结构具有更大的膜面积，有利于H,0被催 等，A错误：由分析可知，b极为阴极，电极反应式为O,+2e 化解离成日·和O川，可提高氨生成速率，故D正确。 +2H一=H,O,.B错误：根据电子守恒可知，a极电极反应 为：40H-4e02↑+2H,0,b极电极反应为：2H°+03 +2eH,O,,故理论a极上生成的氧气与b极上消耗的氧 2.B 放电时，电极材料K0 OK转化为 气的质量之比为1：2，C正确：由题干图示信息可知，根据反 H,0,+WO=W0+H,0.M+WO;=N+WO 反应中阴极区产生HO.即反应后c(WO)变小，D错误： 3.Ca极为负极，Zn发生失电子的氧化反应生成[Zm(0H),]2 同时可判断①区电解质溶液呈碱性，b极为正极，Fe·发生得 电极反应K 2月 电子的还原反应生成F+,同时可判断③区电解质溶液呈酸 性。根据分析，放电时，a极为负极，Z发生失电子的氧化反 应生成[Zn(OH):],电极反应：Zm-2e+40H [(0H).]2,A错误：放电时，b极为正极，Fe3+发生得电子 +2K·,是原电池的负极.阳离子增多需 的还原反应生成F·,为保持电解质溶液呈电中性，溶液中阴 离子透过阴离子交换膜移向②区，B错误；充电过程中，a电极 发生电极反应：[Zn(0H).】2+2e一Zn+40H,b电极发 要通过阳离子交换膜进人②区：二氧化锰得到电子变成锰离 生电极反应：2Fe2”-2e—2Fe,结合离子交换膜种类及 子，是原电池的正极，电极反应：Mn0,+4H+2e一Mn2 电解质溶液保持电中性，Na移向①，C1-移向③，②区电解质 +2H,0,阳离子减少，多余的阴离子需要通过阴离子交换膜 溶液的浓度减小，C正确：根据分析可知，充电时③区溶液中 Fe2失e生成Fe,酸性增强，D错误。 4.A 由电池反应可知，锂电极是左侧原电池的负极，氯离子作 进入2区，故③为碱性溶液是k0 OK电极，①为酸 用下，锂在负极失去电子发生氧化反应生成氯化锂，石墨电极 是正极，S0,C12在正极得到电子发生还原反应生成氯离子和 二氧化硫：右侧装置为电解池，与直流电源直接相连的镍电极 326 是电解池的阳极，镍在阳极失去电子发生氧化反应生成银离 -2,根据图像可知.纵坐标约为-2时.溶液中-1g℃(CN) 子，放电生成的像离子通过阳离子交换膜进人产品室，不锈钢 >-gc,(CN),则溶液中CN的平衡浓度：X<Y,A错误：Q 电极为阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢 e(X) c(Z) e(x) 氧根离子，Ⅲ室中的钠离子通过阳离子交换膜进人室，次磷 点时g(X配离不=g(Z配离不即(X配离子 根离子通过阴离子交换膜进人产品室。由分析可知，膜a,© 是阳离子交换膜，膜b是阴离子交换膜，故A错误：由分析可 :(Z配离子加人少量可溶性Y盐后，会消耗CN形成Y配 e(Z) 知，锂电极是左侧原电池的负极，石墨电极是正极，镍电极是 离子，使得溶液中e(CN)减小（沿横坐标轴向右移动）， 电解池的阳极，不锈钢电极为阴极，则电池的©极连接电解池 e(X) e(Z) 的h极，放B正确：由分析可知，石愚电极是正极，S0,①，在正 g(X配离予与g(Z配离子曲线在Q点相交后，随着 极得到电子发生还原反应生成氯离子和二氧化硫，电极反应 -g(CN)继续增大，X对应曲线位于Z对应曲线上方，即 e(X) e(Z) c(X) e(Z) 式为S0,d,+2e2Cl+S0,↑，故C正确：由分析可知 g(X配离不>g(Z配离不则(X配离不>亿配离不B 镍电极是电解池的阳极，镍在阳极失去电子发生氧化反应生 正确：设金属离子形成配离子的离子方程式为金属离子+ 成镍离子，放电生成的镍离子通过阳离子交换膜进人产品室 mCN“一配离子，则平衡常数K= c(配离子) 不锈钢电极为阴极，水在阴极得到电子发生还原反应生成氢 (金属离子)·c"(CN) 气和氢氧根离子，Ⅲ室中的钠离子通过阳离子交换膜进人V 室，次磷酸根离子通过阴离子交换膜进人产品室，由得失电子 gK=gc配离子) c(金园离子mlgc(CN)=-g{金离子 c(配离子) 数目守恒可知，生成0.5l次磷酸像时，理论上电解池中不 mg(CN),即g(金届离子 =-mlge(CN)-lgK,故 c(配离子) 锈钢电极附近溶液质量增加1ol×23g/mol- 2 X,Y,Z三种金属离子形成配离子时结合的CN越多，对应 2gmdl)g=22g,故D正确。 g金国离。-g(CN)曲线斜率越大，由题图知，曲 c(配离子) 考前名校押题练预测 线斜率：Y>乙，则由Y、乙制备等物质的量的配离子时，消耗 1.D该装置为电解池，氢离子向右移动，则N为阴极，n为负 CN的物质的量：Z<Y,C错误：由P点状态移动到形成Y配 极，M为阳极，m为正极，以此解题。由图可知，乙酰丙酮和镍 e(Y) 离子结合，镍离子和钻离子通过离子交换膜，侧离子交换膜为 离子的反应的平衡状态时，-gc(CN)不变，g(Y配离子) 阳离子交换膜，A错误：由分析可知，M为阳极，电极反应为： 增大，即c(Y)增大c(Y配离子)减小，则P点状态Y配离子 2Cd°-2eCl2↑，B错误：由原子守恒和电荷守恒知，Ⅱ 的解离速率>生成速率，D错误 室中的转化反应生成H',故水解离出的O出可以促进Ⅱ室 2.D结合起点和终点，向20ml0.10ml·L-1Na0H溶液中 中的转化反应，C错误：由原理可知，导线中流过1m电子， 滴入相同浓度的HCOOH溶液，发生浓度改变的微粒是OH I室移入Ⅱ室的N2·和Co2·总物质的量为0.5l,同时有 和HCO0,当V(HCOOH)=0mL,溶液中存在的微粒是 0.5l氯气生成，质量减少65g,Ⅲ室中阴极反应消耗的H OHˉ，可知随着甲酸的加人，O州被消耗.逐渐下降，即经过M 由水解离出的日等量补充，溶液质量不变，故两室溶液质量 点在下降的曲线表示的是OHˉ浓度的改变，经过M点、N点 变化之差约为65g,D正确。 的在上升的曲线表示的是HCOOˉ浓度的改变。M点时， 2.D该实验左侧装置为原电池，右侧装置为电解池，由c的电 V(HCOOH)=10mL,溶液中的溶质为e(HCOOH): 极反应为失电子、氧化反应可知，该电极为阳极，故d为阴极。 c(HC00)=1:1,仍剩余有未反应的甲酸，对水的电离是神 a为负极，b为正极。在原电池中，阴离子向负极移动，a极为 制的，N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生戒HCOONa, 负极，故硫酸根离子向甲室移动，A正确：电极d为电解池阴 此时仅存在HCOO小a的水解，此时水的电离程度最大，故A 极，阴极发生得电子，还原反应，B正确：电极b为原电池正 正确：M点时，V(HCOOH)=10mL,溶液中的溶质为 极，正极发生得电子还原反应，电极反应式为H,0,+2+ c(HCOOH):c(HCOO-)=I:1,根据电荷守恒有e(Na)+ 2H一=2HO.C正确：由电极e的电极反应式可知.合成 c(H)=c(HC00-)+c(OH),M点为交点可知c(HCOO) 1mdl扑热息痛，电路中转移电子为2ml,则H,O,-2e =c(OH-),联合可得2c(OH)=e(Na)+e(H),故B正 02↑+2H生成1mol02质量减少32g.1molS0由乙室移 确：当V(HCOOH)=10mL时，溶液中的溶质为c(HCOOH): 向甲室质量增加96g,甲室质量增加96g-32g=64g,D c(HCOONa)=1:1,根据电荷守恒有c(Na)+c(H)= 错误。 c(HC00)+c(OH),根据物料守恒c(Na')=2e(HCO0) +2c(HCOOH),联合可得c(OH-)=c(H)+2c(HCO0H)+ 专题八电解质溶液中的平衡与微粒变化 c(HCOOˉ)，故C正确：N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好 反应生成HCOONa,甲酸根发生水解，因此e(Na）> 微专题1可溶性电解质溶 c(HCOO)及c(OH)>c(H·)观察图中N点可知， 液微粒变化图像分析 c(HC00)s0.05ol·L',根据K(HC0OH)= 高考真题赏析明考向 c(H)c(HC00)=1.8×10‘,可知e(Hc00H)>c(H) e(HCOOH) 1.B99%的X、Y转化为配离子时，溶液中 e(X) 故D错误 (X配离子) c(Y) 1% e(X) e(Y) 3.C在溶液中存在平衡：CH,COO州CH,CO0+H(①)、 cN配离不9%，则坚X配离子=gY配离不 Ag+CHCO0→CH COOAg(q)(②).Ag·的水解平衡 -327