内容正文:
专题03 电化学
考点概览
题型一 电化学基本原理与应用
题型二 陌生电化学情境
电化学基本原理与应用题型一
1.(北京市平谷区2025届高三下学期一模化学试题)碱性锌锰电池的总反应为,构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是
A.电池工作时,正极发生反应为
B.电池工作时,向正极移动
C.隔膜可以防止电池短路
D.反应中每生成,转移电子数为
【答案】C
【分析】电池工作时,负极发生氧化反应,正极发生还原反应。根据总反应,可知负极锌失电子生成氢氧化锌,正极二氧化锰得电子生成MnO(OH)。
【解析】A. 电池工作时,正极发生反应为MnO2+e-+H2O= MnO(OH)+OH-,故A错误;
B.电池工作时,阳离子移向正极,向负极移动,故B错误;
C.隔膜位于电池的正极和负极之间,其主要功能是将正负极分开,防止电流直接通过正负极进行循环,故C正确;
D.正极发生反应为MnO2+e-+H2O= MnO(OH)+OH-,每生成,转移电子数为,故D错误;
选C。
2.(北京市西城区2025届高三化学一模试题)锌银纽扣电池是生活中常见的一次电池,其构造示意图如下。下列说法不正确的是
A.作电池的负极
B.电池工作时,向正极移动
C.正极的电极反应:
D.金属外壳需具有良好的导电性和耐腐蚀性
【答案】B
【分析】锌银纽扣电池中,锌作负极,发生氧化反应:,作正极,发生还原反应:,总反应为:;
【解析】A.由分析可知,锌作电池的负极,作电池正极,A正确;
B.原电池工作时,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,则向负极移动,B错误;
C.由分析可知,正极的电极反应为:,C正确;
D.金属外壳需具有良好的导电性和耐腐蚀性,以保证电池正常工作,D正确;
故选B。
3.(北京市延庆区2025届高三下学期一模化学试题)铅酸蓄电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理,下列说法不正确的是
A.放电时,向电极方向移动
B.放电时,正极的电极反应式为
C.充电时,电极应与外接直流电源的负极相连
D.充电时,阴极的电极反应式为
【答案】D
【分析】铅酸蓄电池放电时,正极上二氧化铅得电子发生还原反应,则正极发生的反应是,负极上Pb失去电子生成,电极方程式为:,以此解答。
【解析】A.放电时,Pb为负极,是正极,原电池中阳离子向正极移动,向电极方向移动,A正确;
B.放电时,正极上二氧化铅得电子发生还原反应,则正极发生的反应是,B正确;
C.放电时,Pb为负极,则充电时,电极应与外接直流电源的负极相连,C正确;
D.放电时,负极上Pb失去电子生成,电极方程式为:,则充电时,阴极的电极反应式为,D错误;
故选D。
4.(北京市朝阳区2025届高三一模考试化学试题)利用下图装置进行铁上镀铜的实验。下列说法不正确的是
A.镀铜前用溶液、盐酸分别除去铁片上的油污、铁锈
B.镀铜过程中溶液中铜离子的浓度基本不变
C.铁片上析出铜的反应为
D.以溶液为电镀液,可使镀层光亮
【答案】C
【分析】铁上镀铜,铁做阴极,铜做阳极,含有Cu2+的溶液做电镀液,阳极上铜失去电子形成铜离子,阴极上铜离子得到电子形成铜单质。
【解析】A.铁片上的油污可以用NaOH溶液清洗,铁锈可以用盐酸清洗,A正确;
B.阳极上铜失去电子形成铜离子,阴极上铜离子得到电子形成铜单质,溶液中铜离子浓度基本不变,B正确;
C.电解池中,铁不能直接置换出铜单质,析出铜的反应为Cu2++2e-=Cu,C错误;
D.以溶液为电镀液,溶液中的Cu2+浓度更小,可使镀层更光亮,D正确;
答案选C。
5.(北京市房山区2025届高三下学期一模化学试卷)我国在新型储能电池领域取得重大突破,锂硫电池因高能量密度成为研究热点。下列关于锂硫电池说法中不正确的是
A.硫单质是金属晶体 B.放电过程锂元素发生氧化反应
C.电池隔膜材料聚丙烯,属于有机高分子材料 D.锂硫电池单位质量储能比钠硫电池高
【答案】A
【解析】A.S是非金属元素,S单质属于分子晶体(如S8等),A错误;
B.该电池中,Li做负极,发生氧化反应,B正确;
C.聚丙烯是由丙烯发生加聚反应得到的,属于有机高分子材料,C正确;
D.Li失去1mol电子消耗的质量为7g,而Na失去相同物质的量的电子需要23g,故锂硫电池单位质量储能比钠硫电池高,D正确;
故答案选A。
6.(北京市顺义区2025届高三一模化学试题)“全氢电池”是一种新型化学电源,能量效率可达80%,其工作原理如下图所示。
该电池放电时,下列说法不正确的是
A.吸附层A为负极,其电极反应为
B.通过离子交换膜由左向右移动
C.主要作用是提高溶液的导电性
D.电池总反应为
【答案】A
【分析】由工作原理图可知,左边吸附层上氢气失电子与氢氧根结合生成水,发生氧化反应,吸附层A为负极,负极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O,吸附层B为正极,发生还原反应,正极反应式为2e-+2H+=H2,总反应为H++OH-=H2O,原电池工作时阳离子移向正极,阴离子移向负极,据此解答该题。
【解析】A.由分析可知,吸附层A为负极,H2失去电子生成H+,电极反应为,A错误;
B.原电池中阳离子向正极移动,由分析可知,吸附层A为负极,吸附层B为正极,通过离子交换膜由左向右移动,B正确;
C.由分析可知,该原电池的总反应为H++OH-=H2O,在水溶液中完全电离,主要作用是提高溶液的导电性,C正确;
D.右边吸附层B为正极,发生了还原反应,正极电极反应是2H++2e-=H2↑,左边吸附层A为负极,发生了氧化反应,电极反应是,因此总反应为:H++OH-=H2O,D正确;
故选A。
陌生电化学情境题型二
1.(北京市东城区2025届高三一模考试化学试题)一种由离子交换树脂和碳纳米管构成的复合薄膜,可同时传导阴离子和电子。利用该薄膜能有效富集空气中的。如图所示,在薄膜侧通入空气,侧通入氢气,充分反应后在侧得到高浓度的。下列分析正确的是
A.a侧CO2在薄膜表面发生还原反应
B.电子和在薄膜中移动方向相同
C.理论上b侧每消耗同时生成
D.总反应中元素的化合价均未发生变化
【答案】C
【分析】该分离装置本质上是氢氧燃料电池,a为正极,氧气被还原电极反应式为,b为负极,氢气被氧化电极反应式为。
【解析】A.CO2在a侧与膜中水作用只是形成的酸碱平衡过程,并不发生电子得失的还原反应,A错误;
B.膜中H2在b侧被氧化生成水,则电子应从b侧流向a侧;而则是由a侧向b侧迁移,二者方向相反,B错误;
C.H2在b侧被氧化放出2e⁻,每1molH2可使2mol在b侧重新放出2molCO2,符合电荷守恒和电子转移数目,C正确;
D.H2中的H的化合价由0变为+1,元素化合价发生了变化,D错误;
故选C。
2.(北京市东城区2025届高三一模考试化学试题)探究电解过程中离子迁移的规律,用石墨电极完成如下实验。
实验
现象
一段时间后,试纸上的图案(代表电极的位置)。
下列分析不正确的是
A.a处电极接电源正极
B.试纸Ⅰ的图案说明的迁移比的迁移快
C.电极反应产生的的物质的量:处处
D.试纸Ⅱ上发生迁移的离子主要是和
【答案】C
【分析】由图,试纸为pH,ac处试纸变红,说明溶液显酸性,即ac电极反应为水失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子:,ac为阳极;bd处试纸变蓝,说明溶液显碱性,即bd电极反应为水得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子:,bd为阴极;
【解析】A.a处电极为阳极,接电源正极,A正确;
B.试纸Ⅰ的图案红色区域大于蓝色区域,说明的迁移比的迁移快,B正确;
C.根据电路中电子守恒,则电极反应产生的的物质的量:处=c处,C错误;
D.试纸Ⅱ上变色范围较小,则发生迁移的离子主要是和,离子的定向移动形成电流,D正确;
故选C。
3.(北京市海淀区2025届高三一模考试化学试题)己二腈是合成尼龙-66的原料。可用电解丙烯腈的方法合成己二腈,装置示意图如下。
已知:阳/阴极反应物的还原/氧化性越强,电解所需电压越小,消耗的电能越少。
下列说法不正确的是
A.在阴极获得己二腈
B.制得己二腈的同时,阳极室中增加
C.制得己二腈的同时,理论上会产生(标况下)
D.若要降低电解丙烯腈的能耗,可向阳极室中加入强还原剂
【答案】B
【分析】用电解丙烯腈的方法合成己二腈过程中,C元素化合价降低,发生还原反应,则丙烯腈在阴极(左侧电极)发生反应:,右侧电极为阳极,水失去电子发生氧化反应:;
【解析】A.由分析可知,丙烯腈在阴极发生还原反应生成己二腈,A正确;
B.由电极反应式可知,制得己二腈时,阴极室消耗,阳极室生成通过质子交换膜向阴极移动,则阳极室中不变,B错误;
C.由电极反应式可知,制得己二腈时,转移,生成,即产生(标况下),C正确;
D.根据题中所给已知信息:阳/阴极反应物的还原/氧化性越强,电解所需电压越小,消耗的电能越少;阳极室反应物具有还原性,发生氧化反应,则要降低电解丙烯腈的能耗,可向阳极室中加入强还原剂,D正确;
故选B。
4.(北京市丰台区2025届高三一模考试化学试题)一种脱除和利用水煤气中的原理示意图如下。
已知:的电离平衡常数:。
下列说法不正确的是
A.,当装置I中时,溶液的
B.装置II中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度
C.装置II中产生的离子方程式为
D.装置III中的阴极反应式为
【答案】A
【分析】装置III有电源,为电解池。根据题意可知,该装置将CO2还原为C2H4,阴极上发生还原反应,结合题图知,左侧电极为阴极,电极式为:,右侧电极为阳极,电极式为:。装置II中碳酸氢钾受热分解生成碳酸钾、CO2和水,装置I中碳酸钾与水煤气中的CO2反应转化为碳酸氢钾。
【解析】A.,当装置I中时,根据,故,pH=10,A错误;
B.装置II中为KHCO3溶液,既存在的水解又存在的电离,显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度,B正确;
C.装置II中产生的原因是碳酸氢钾受热分解,离子方程式为,C正确;
D.根据分析,装置III中的阴极反应式为,D正确;
故选A。
5.(北京市房山区2025届高三下学期一模化学试卷)科学家研发了“全氧电池”,其工作原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A.电极a是负极
B.离子交换膜a为阴离子交换膜
C.电极b的反应式:O2 + 4e− + 4H+= 2H2O
D.酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性
【答案】B
【分析】由图可知,电极a产生氧气,氧元素化合价升高,发生氧化反应,故a为负极,电极反应为;b为正极,电极反应为。
【解析】A.由上述分析可知,a为负极,A正确;
B.K+由负极移向正极定向移动,由图可知离子交换膜a为阳离子交换膜,B错误;
C.由上述分析可知,b为正极,电极反应为,C正确;
D.由电极方程式可知,在酸性条件下O2得电子作氧化剂,碱性条件下O2作氧化产物,则酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性,D正确;
故答案选B。
6.(北京市门头沟区2025届高三下学期一模化学试题)尿素是一种重要的化学肥料,利用电催化法将和含氮物质等化成尿素,电解原理如图所示。下列说法不正确的是
A.尿素中C原子采用杂化
B.电极接电源的正极
C.标况下,电极每生成,会有移向a极
D.a极的电极反应式为:
【答案】C
【分析】该装置为电解池,电解池中阳离子向着阴极移动,根据氢离子移动方向可知,a电极为阴极,发生还原反应:,b电极为阳极,发生氧化反应:。
【解析】A.尿素中的C原子形成1个键、2个键,采用的是杂化,A正确;
B.根据分析可知,b电极为阳极,与电源正极相连,B正确;
C.标况下,电极每生成,即,转移电子,为保持电荷守恒,应有移向a极,C错误;
D.根据分析可知,a电极为阴极,发生还原反应:,D正确;
答案选C。
7.(北京市石景山区2025届高三下学期一模考试化学试题)一种利用电化学原理回收铅的示意图如下。
下列说法不正确的是
A.每生成1molPb,有透过阳离子交换膜移向负极 B.Pb在正极生成
C.负极的电极反应为 D.总反应为
【答案】A
【分析】由示意图可知,该装置为原电池装置,通入氢气的电极为原电池负极,电极反应为:;可知左边为正极,电极反应为:,电池的总反应为:,据此分析作答。
【解析】A.每生成1molPb,转移电子2mol,则有透过阳离子交换膜移向正极,A项错误;
B.正极的电极反应为:,则Pb在正极生成,B项正确;
C.通入氢气的电极为原电池负极,电极反应为:,C项正确;
D.负极的电极反应为:,正极的电极反应为:,则电池的总反应为:,D项正确;
答案选A。
8.(北京市顺义区2025届高三一模化学试题)含铬废水对人体和环境的危害极大,某化学小组用电解法处理含废水,探究阳极材料、加入及加入硫酸对去除率(被还原成的百分率)的影响,相关实验如下。
实验
电极材料
阴极附近加入物质
去除率
Ⅰ
阳极:石墨;阴极:石墨
无
0.92%
Ⅱ
阳极:石墨;阴极:石墨
1mL浓硫酸
12.7%
Ⅲ
阳极:石墨;阴极:石墨
1mL浓硫酸10滴硫酸铁
20.8%
Ⅳ
阳极:铁;阴极:石墨
1mL浓硫酸
57.3%
注:所有实验电压都为3V,工作时间都是30分钟
下列说法不正确的是
A.Ⅱ中的去除率比Ⅰ中大,可能是因为加入硫酸提高了的氧化性
B.Ⅲ中的去除率比Ⅱ中大,推测与更易在阴极放电有关
C.Ⅳ表明,原因之一是阳极生成参与还原,从而提高的去除率
D.若在Ⅳ电解池中增加阴离子交换膜,的去除率可能大于57.3%
【答案】D
【分析】由图可知,Fe3+在阴极得到电子生成Fe2+,Fe2+和发生氧化还原反应生成和,以此解答。
【解析】A.对比实验Ⅰ、Ⅱ,其它外界因素都相同,且溶液的酸性越强,的去除率越大,所以增加c(H+)有利于的去除,A正确;
B.的还原电位高于H+和,因此在阴极更易先放电生成Fe2+,后者可在溶液中进一步还原,这就解释了Ⅲ比Ⅱ去除率更高,B正确;
C.Ⅳ采用铁作阳极时会溶出Fe2+,Fe2+同样可以把还原为,从而显著提高去除率,C正确;
D.若在Ⅳ的装置中加阴离子交换膜,Fe2+(属于阳离子)难以穿过该膜,反而会削弱Fe2+与的接触与还原作用,通常不利于去除率进一步提高,D错误;
故选D。
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专题03 电化学
考点概览
题型一 电化学基本原理与应用
题型二 陌生电化学情境
电化学基本原理与应用题型一
1.(北京市平谷区2025届高三下学期一模化学试题)碱性锌锰电池的总反应为,构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是
A.电池工作时,正极发生反应为
B.电池工作时,向正极移动
C.隔膜可以防止电池短路
D.反应中每生成,转移电子数为
2.(北京市西城区2025届高三化学一模试题)锌银纽扣电池是生活中常见的一次电池,其构造示意图如下。下列说法不正确的是
A.作电池的负极
B.电池工作时,向正极移动
C.正极的电极反应:
D.金属外壳需具有良好的导电性和耐腐蚀性
3.(北京市延庆区2025届高三下学期一模化学试题)铅酸蓄电池的构造示意图如下。关于该电池及其工作原理,下列说法不正确的是
A.放电时,向电极方向移动
B.放电时,正极的电极反应式为
C.充电时,电极应与外接直流电源的负极相连
D.充电时,阴极的电极反应式为
4.(北京市朝阳区2025届高三一模考试化学试题)利用下图装置进行铁上镀铜的实验。下列说法不正确的是
A.镀铜前用溶液、盐酸分别除去铁片上的油污、铁锈
B.镀铜过程中溶液中铜离子的浓度基本不变
C.铁片上析出铜的反应为
D.以溶液为电镀液,可使镀层光亮
5.(北京市房山区2025届高三下学期一模化学试卷)我国在新型储能电池领域取得重大突破,锂硫电池因高能量密度成为研究热点。下列关于锂硫电池说法中不正确的是
A.硫单质是金属晶体 B.放电过程锂元素发生氧化反应
C.电池隔膜材料聚丙烯,属于有机高分子材料 D.锂硫电池单位质量储能比钠硫电池高
6.(北京市顺义区2025届高三一模化学试题)“全氢电池”是一种新型化学电源,能量效率可达80%,其工作原理如下图所示。
该电池放电时,下列说法不正确的是
A.吸附层A为负极,其电极反应为
B.通过离子交换膜由左向右移动
C.主要作用是提高溶液的导电性
D.电池总反应为
陌生电化学情境题型二
1.(北京市东城区2025届高三一模考试化学试题)一种由离子交换树脂和碳纳米管构成的复合薄膜,可同时传导阴离子和电子。利用该薄膜能有效富集空气中的。如图所示,在薄膜侧通入空气,侧通入氢气,充分反应后在侧得到高浓度的。下列分析正确的是
A.a侧CO2在薄膜表面发生还原反应
B.电子和在薄膜中移动方向相同
C.理论上b侧每消耗同时生成
D.总反应中元素的化合价均未发生变化
2.(北京市东城区2025届高三一模考试化学试题)探究电解过程中离子迁移的规律,用石墨电极完成如下实验。
实验
现象
一段时间后,试纸上的图案(代表电极的位置)。
下列分析不正确的是
A.a处电极接电源正极
B.试纸Ⅰ的图案说明的迁移比的迁移快
C.电极反应产生的的物质的量:处处
D.试纸Ⅱ上发生迁移的离子主要是和
3.(北京市海淀区2025届高三一模考试化学试题)己二腈是合成尼龙-66的原料。可用电解丙烯腈的方法合成己二腈,装置示意图如下。
已知:阳/阴极反应物的还原/氧化性越强,电解所需电压越小,消耗的电能越少。
下列说法不正确的是
A.在阴极获得己二腈
B.制得己二腈的同时,阳极室中增加
C.制得己二腈的同时,理论上会产生(标况下)
D.若要降低电解丙烯腈的能耗,可向阳极室中加入强还原剂
4.(北京市丰台区2025届高三一模考试化学试题)一种脱除和利用水煤气中的原理示意图如下。
已知:的电离平衡常数:。
下列说法不正确的是
A.,当装置I中时,溶液的
B.装置II中溶液显碱性的原因是的水解程度大于的电离程度
C.装置II中产生的离子方程式为
D.装置III中的阴极反应式为
5.(北京市房山区2025届高三下学期一模化学试卷)科学家研发了“全氧电池”,其工作原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A.电极a是负极
B.离子交换膜a为阴离子交换膜
C.电极b的反应式:O2 + 4e− + 4H+= 2H2O
D.酸性条件下O2的氧化性强于碱性条件下O2的氧化性
6.(北京市门头沟区2025届高三下学期一模化学试题)尿素是一种重要的化学肥料,利用电催化法将和含氮物质等化成尿素,电解原理如图所示。下列说法不正确的是
A.尿素中C原子采用杂化
B.电极接电源的正极
C.标况下,电极每生成,会有移向a极
D.a极的电极反应式为:
7.(北京市石景山区2025届高三下学期一模考试化学试题)一种利用电化学原理回收铅的示意图如下。
下列说法不正确的是
A.每生成1molPb,有透过阳离子交换膜移向负极 B.Pb在正极生成
C.负极的电极反应为 D.总反应为
8.(北京市顺义区2025届高三一模化学试题)含铬废水对人体和环境的危害极大,某化学小组用电解法处理含废水,探究阳极材料、加入及加入硫酸对去除率(被还原成的百分率)的影响,相关实验如下。
实验
电极材料
阴极附近加入物质
去除率
Ⅰ
阳极:石墨;阴极:石墨
无
0.92%
Ⅱ
阳极:石墨;阴极:石墨
1mL浓硫酸
12.7%
Ⅲ
阳极:石墨;阴极:石墨
1mL浓硫酸10滴硫酸铁
20.8%
Ⅳ
阳极:铁;阴极:石墨
1mL浓硫酸
57.3%
注:所有实验电压都为3V,工作时间都是30分钟
下列说法不正确的是
A.Ⅱ中的去除率比Ⅰ中大,可能是因为加入硫酸提高了的氧化性
B.Ⅲ中的去除率比Ⅱ中大,推测与更易在阴极放电有关
C.Ⅳ表明,原因之一是阳极生成参与还原,从而提高的去除率
D.若在Ⅳ电解池中增加阴离子交换膜,的去除率可能大于57.3%
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