专题07 原电池与电解池 （期末真题汇编，山东专用）高二化学上学期

专题07原电池与电解池 4大高频考点概览 考点01 原电池 考点02 电解池 考点03 电化学综合及应用 考点04 金属的腐蚀与防护 ◆考点01 原电池 1.(2024-2025高二上·山东省实验中学·期末）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是 A. 海水起电解质溶液作用 B. N极仅发生的电极反应： C. 玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 D. 该锂-海水电池属于二次电池 【答案】BD 【解析】 【分析】由图可知，M电极为原电池的负极，锂失去电子发生氧化反应生成锂离子，电极反应式为Li—e—=Li+，N电极为正极，水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+4e—+2H2O=4OH—。 【详解】A．海水中含有丰富的电解质，如氯化钠、氯化镁等，构成锂—海水电池时海水起电解质溶液作用，A正确； B．N极发生的电极反应：O2+4e—+2H2O=4OH—，B错误； C．锂为活泼金属，易与水反应，玻璃陶瓷能起到防止水和锂反应，并能传导离子的作用，C正确； D．锂—海水电池不可充电，属于一次电池，D错误； 故选BD。 2.(2024-2025高二上·山东省枣庄市薛城区、山亭区·期末） 微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是 A. “有氧反应”的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e-=4OH- B. 微生物促进了反应中电子的转移 C. 质子通过交换膜从负极区移向正极区 D. 电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O 【答案】A 【解析】 【分析】微生物电池中O2得电子与氢离子结合生成H2O，为正极，C6H12O6在微生物作用下发生氧化反应生成CO2，H+通过质子交换膜向正极移动。 【详解】A．“有氧反应”是在酸性条件下进行的，电极反应式为：O2＋4H+＋4e-=4H2O，A错误； B．微生物做催化剂，促进了反应中电子的转移，B正确； C．原电池中阳离子向正极移动，质子通过交换膜从负极区移向正极区，C正确； D．总反应是C6H12O6与O2反应生成CO2和水，方程式为：C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O，D正确； 答案选A。 ◆考点02 电解池 1.(2024-2025高二上·山东省枣庄市薛城区、山亭区·期末） 下图为阳离子交换膜法电解(直流电源省略)饱和食盐水原理示意图。下列说法错误的是 A. 从C口逸出的气体是 Cl2 B. 每生成 22.4 L H2，同时产生2 mol NaOH C. 阳离子交换膜左侧的食盐水浓度逐渐减小 D. 从B口加入含少量NaOH的水溶液，NaOH作用为增强导电能力 【答案】B 【解析】 【分析】钠离子移向阴极，故右侧为阴极，左侧为阳极；电解饱和食盐水的化学方程式为：，阳极产物为氯气，电极反应为：，阴极产物为氢氧化钠和氢气，电极反应为：；A处通入饱和食盐水，左侧出口为淡盐水，C出口逸出的气体为氯气；B处加入含少量NaOH的水溶液，右侧出口为浓NaOH溶液，E出口逸出的气体为氢气，据此分析； 【详解】A．根据分析可知，从C口逸出的气体是 Cl2，A正确； B．无压强和温度，无法计算，B错误； C．根据分析可知，A处通入饱和食盐水，左侧出口为淡盐水，C正确； D．根据分析可知，B处加入含少量NaOH的水溶液，NaOH作用为增强溶液导电能力，出口为浓NaOH溶液，D正确； 故选B。 2.(2024-2025高二上·山东省青岛市·期末）研究化学反应中的能量变化对生产、生活有重要意义。回答下列问题： （1）可用电解法由氮气直接制备硝酸，同时产生氢气，原理如图甲。 ①电极a上的电极反应式为___________。 ②每生成4mol硝酸，通过“质子交换膜”的为___________mol。 （2）我国科学家设计了一种草酸和偶联生产甘氨酸，装置如图乙，图中双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。 ①电解一段时间后，阳极区溶液pH___________(填“增大”、“减水”或“不变”)。 ②阴极的电极反应式为___________。 ③理论上生成1mol甘氨酸，双极膜中有___________mol水解离。 【答案】（1） ①. ②. 20 （2） ①. 减小 ②. ③. 6 【解析】 【小问1详解】 ①由图，电极a上氮气失去电子发生氧化反应生成硝酸根离子，电极反应式为。 ②a极反应为，每生成2mol硝酸转移10mol电子，则每生成4mol硝酸会转移20mol电子，b极反应为，则通过“质子交换膜”的为20mol。 【小问2详解】 ①由图，该装置为电解池，左侧为阴极、右侧为阳极；阳极反应为甲醛失去电子被氧化为甲酸根离子，同时生成氢气：，电解一段时间后，阳极区溶液消耗氢氧根离子，则pH减小； ②由图，阴极的电极反应式为、得到电子发生还原反应生成和水，反应为：。 ③由阴极反应，理论上生成1mol甘氨酸，需要消耗6mol氢离子，则双极膜中有6mol水解离。 3.(2024-2025高二上·山东省威海市·期末)可利用如图装置由甲醇()制备甲酸或甲酸盐，电极均为惰性电极，工作原理如图所示。 ①电解过程中阳极上发生反应的电极反应式为___________。 ②若有通过质子交换膜时，则该装置生成和共计___________mol。 【答案】 ①. ②. 1.5 【解析】 ①从图分析，左侧由甲醇变成甲酸，加入O原子的同时失去H原子，在有机反应中，加去H或者加O为氧化反应，即甲醇变成甲酸失去电子，故左侧为阳极，电解过程中阳极电极反应式为：； ②阴极反应为：CO2+2H++2e-=HCOOH，当有2molH+通过质子交换膜时，阳极产生0.5mol甲酸，阴极产生1mol甲酸，故装置中生成HCOO-和HCOOH共计1.5mol。 4.(2024-2025高二上·山东省邹城市兖矿第一中学·期末) 如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5%溶液、足量溶液和100g10%溶液，a、b、c、d、e、f电极均为石墨电极。 （1）接通电源一段时间后，测得丙中溶液的质量分数为10.47%，乙中c电极质量增加。 ①电源的N端为_______极； ②电极b上发生的电极反应为_______； ③电极b上生成的气体在标准状况下的体积为_______L； ④电解后丙中溶液的pH_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 （2）乙装置中如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行：_______(填“能”或“不能”)，原因是_______。 【答案】（1） ①. 正 ②. ③. 2.8 ④. 不变 （2） ①. 能 ②. CuSO4溶液变为H2SO4溶液，可继续电解H2SO4溶液，实质为电解水 【解析】 【小问1详解】 ①接通电源一段时间后，乙中c电极质量增加，说明c电极表面析出Cu，则该电极为阴极，从而推知M端为电源的负极，N端为电源的正极。②电极b为阳极，用惰性电极电解溶液相当于电解水，阳极上放电生成，电极反应式为。③用惰性电极电解溶液相当于电解水，设电解过程中消耗水的质量为，据电解前后溶质的质量不变可得：，解得，则电解过程中消耗水的物质的量为，转移电子的物质的量为0.5mol，故电极b上生成的在标准状况下的体积为。④丙中用惰性电极电解溶液相当于电解水，电解过程中增大，但溶液的pH不变； 【小问2详解】 当电解过程中乙装置中的铜全部析出时，溶液变为溶液，继续电解则为电解溶液，相当于电解水。 ◆考点03 电化学综合 1.(2024-2025高二上·山东省青岛市·期末)化学能与电能的相互转化在生产生活中应用广泛。下列说法错误的是 A. 装置甲工作一段时间后，阳极产物与阴极产物的物质的量之比为1:2 B. 装置乙可以实现铁上镀光亮的铜镜 C. 装置丙若银电极增重37.8g，理论上有0.35mol电子通过外电路 D. 装置丁的正极反应式： 【答案】D 【解析】 【详解】A．装置甲为电解熔融氯化钠，阳极反应为 2Cl--2e-=Cl2​↑，阴极反应为 2Na++2e−=2Na，阳极产物与阴极产物物质的量之比为1:2，A正确​​。 B．电镀要求待镀金属（铁）作阴极，镀层金属（铜）作阳极，且电解质含铜离子，B正确； C．装置为原电池，银电极为正极，电极反应式为Ag++e－=Ag。增重37.8g Ag，物质的量为 =0.35mol，每1 mol Ag⁺还原需1 mol e⁻，故转移电子0.35 mol，C正确​​。 D．装置丁不能组成原电池，D错误； 故选D。 2.(2024-2025高二上·山东省青岛市·期末)空间实验室供电系统中的可再生氢氧燃料电池，其工作原理如图(a、b、c、d均为Pt电极)。下列说法正确的是 A. a为阴极，气体X为氧气 B. 隔膜2为阴离子交换膜 C. b的电极反应式为 D. 理论上转移0.3mol电子时，标准状况下，c极上有1.68L气体发生还原反应 【答案】CD 【解析】 【分析】依据图示知左边装置是电解池，右边装置是原电池，ab电极是电解池的电极，由电源判断a为阴极产生的气体是氢气，b为阳极产生的气体是氧气；cd电极是原电池的正负极，c是正极，d是负极；电解池中的电极反应为：a电极为阴极得到电子发生还原反应：4H++4e-=2H2↑；b电极为阳极失电子发生氧化反应：4OH--4e-=2H2O+O2↑；原电池中是酸性溶液，电极反应为：c电极为正极得到电子发生还原反应：O2+4H++4e-=2H2O；d为负极失电子发生氧化反应：H2-2e-=2H+，据此作答。 【详解】A．根据分析可知，a为阴极，气体X为氢气，故A错误； B．c是正极，发生还原反应，氢离子移动到正极参与还原反应产生水，因此隔膜2为质子交换膜或者是阳离子交换膜，故B错误； C．b电极为阳极失电子发生氧化反应，水中氢氧根离子失去电子，因此电极反应式为：4OH--4e-=2H2O+O2↑，故C正确； D．右边装置是氢氧燃料电池，c电极为正极，氧气在正极上得到电子发生还原反应：O2+4H++4e-=2H2O，当有0.3 mol电子转移时，标准状况下，消耗的氧气为：，故D正确； 故答案选CD。 3.(2024-2025高二上·山东省威海市·期末) 下列事实中能用化学平衡移动原理解释的是 A. 实验室利用制取使用加快反应速率 B. 反应达平衡后，加压使混合气体颜色变深 C. 锌片与稀反应过程中，加入少量固体，促进的产生 D. 实验室配制溶液时滴加几滴溶液 【答案】D 【解析】 【详解】A．催化剂MnO2仅加快H2O2分解的速率，不改变平衡状态，不能用化学平衡移动原理解释，A不符合题意； B．反应CO + NO2 CO2 + NO的气体分子数相等，加压不引起平衡移动，颜色变深是浓度变化的结果，B不符合题意； C．加入CuSO4导致Zn置换出Cu，形成微电池加快反应速率，不能用化学平衡移动原理解释，C不符合题意； D．加入NaOH抑制S2-水解（S2-+ H2O HS- + OH-），通过增加OH-浓度使平衡左移，能用化学平衡移动原理解释，D符合题意； 故选D。 4.(2024-2025高二上·山东省威海市·期末) 一种基于氯碱工艺的节能新工艺是将电解池与NO—空气燃料电池相结合，可用于湿法冶铁的研究，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A. a极为阳极，发生氧化反应 B. 阴极区溶液的保持不变 C. d极为负极，其电极反应式为 D. 理论上每生成气体，可得到 【答案】CD 【解析】 【分析】NO—空气燃料电池中，通入NO的多孔碳棒d电极为负极，通入O2的多孔碳棒c电极为正极，则b电极为阳极，b电极的电极反应：，a电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应：，中间为阳离子交换膜，Na+由阳极移向阴极，据此分析判断。 【详解】A．结合分析可知，b极为阳极，发生氧化反应，A错误； B．结合分析可知，a电极为阴极，发生还原反应，Fe2O3在碱性条件下转化为Fe，电极反应：，阴极区溶液中浓度逐渐升高，pH增大，B错误； C．结合分析可知，d为负极，该电极NO失去电子，生成硝酸，电解质溶液为酸性，电极反应为：，C正确； D．结合分析可知，X为氯气，则每生成气体，转移0.3mol电子，结合阴极电极反应式可知，此时可以生成0.1molFe，质量为5.6g，D正确； 故选CD。 5.(2024-2025高二上·山东省实验中学·期末）是主要的大气污染气体，利用化学反应原理是治理污染的重要方法。工业上用吸收尾气中使之转化为，再以为原料设计原电池，然后电解(惰性电极)制取，装置如下： （1）甲图中A电极上的反应式为___________。 （2）甲图中B与乙图___________(填“C”或“D”)极相连，进行电解时乙图Z中向___________(填“Y”或“W”)中移动。 （3）乙图阳极的电极反应式为___________。 【答案】（1） （2） ①. D ②. Y （3） 【解析】 【分析】图甲是原电池，SO2通入A极，失去电子：SO2＋2H2O－2e－=4H＋＋，A极为负极。氧气通入B极，得到电子：O2+4e-+4H+=2H2O，B极为正极，总反应为2SO2+2H2O+O2=2H2SO4，入口是稀硫酸，出口是较浓的硫酸； 图乙是电解池，C极附近加入亚硫酸氢钠得到亚硫酸钠，说明C极有OH-生成，所以C极是阴极，水电离的H+放电，发生反应：2H++2e-=H2↑，OH-和反应生成，中间室的Na+通过交换膜进入阴极室，从阴极室流出Na2SO3溶液；D是阳极，从中间室通过离子交换膜进来的在阳极上失去电子：－2e－+H2O=＋3H＋。 【小问1详解】 由分析可知，在甲图中的A电极上，二氧化硫失去电子和水结合生成硫酸，电极反应式为SO2＋2H2O－2e－=4H＋＋ 【小问2详解】 图甲中A为负极，B为正极，乙图中C极是阴极，所以连接电源的负极，即C连接A，所以B连接D；进行电解时图乙Z中钠离子向阴极移动，即向Y中移动； 【小问3详解】 由分析可知，阳极的反应为－2e－+H2O=＋3H＋。 6.(2024-2025高二上·山东省枣庄市薛城区、山亭区·期末） 如图所示三套实验装置，分别回答下列问题。 （1）装置甲为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后，向插入石墨棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到___________；向插入铁钉的玻璃筒内滴入KSCN溶液呈无色，再滴加氯水，铁钉附近溶液变红色，表明___________。 （2）装置乙中的石墨是___________极(填“正”或“负”)，该装置发生的总反应的离子方程式为___________。 （3）装置丙中，断开K3，接通K1、K2、K4， 试管中气体的量的关系如图。 ①直流电源的D端为___________极； ②滴在湿的Na2SO4滤纸上标出中部的KMnO4溶液会出现的现象是___________。 （4）装置丙中，断开K4，接通K1、K2、K3， 电流表指针偏转。 ①A电极的电极反应为___________。 ②湿的Na2SO4滤纸上发生反应的总反应式为___________。 【答案】（1） ①. 酚酞试液变红 ②. 铁被氧化为Fe2＋ （2） ①. 正 ②. 2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋ （3） ①. 负 ②. 紫红色向左侧移动 （4） ①. H2＋2OH--2e- = 2H2O ②. 2H2O O2↑＋2H2↑ 【解析】 【小问1详解】 装置甲铁发生吸氧腐蚀，正极发生还原反应，氧气得到电子被还原生成OH-，电极方程式为O2+4e-+2H2O=4OH-，遇酚酞显示红色；向插入铁钉的玻璃筒内滴入KSCN溶液呈无色，再滴加氯水，铁钉附近溶液变红色，说明溶液中存在Fe2+，负极铁被氧化生成Fe2+； 小问2详解】 装置乙发生2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，石墨极发生还原反应Fe3++e-=Fe2+，为正极，铜电极发生氧化反应Cu-2e-=Cu2+，为负极；总反应的离子方程式为：2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+； 【小问3详解】 装置丙断开K3，接通K1、K2、K4，形成电解池，电解KOH溶液生成H2和O2，由试管中气体量可知，A试管气体多为H2，B试管中为O2，A为阴极，B为阳极，C为正极，D为负极，铂夹上左侧为阳极，右侧为阴极，向阳极移动，紫红色向左侧移动； 【小问4详解】 装置丙中，断开K4，接通K1、K2、K3，A中H2和B中O2与KOH溶液形成氢氧燃料电池，A为负极，B为正极，A极的电极反应式为：H2＋2OH--2e- = 2H2O；电解Na2SO4溶液相当于电解水，生成H2和O2，总反应式为：2H2O O2↑＋2H2↑。 ◆考点04 金属的腐蚀与防护 1.(2024-2025高二上·山东省青岛市·期末)化学反应中的物质变化和能量转化是人类研究的重大课题。下列说法错误的是 A. 工业上将煤气化可以提高能源利用率 B. 常温下可自发氧化为，则该反应 C. 清洗铁锅后及时擦干，能减缓铁锅因发生化学腐蚀而生锈 D. 为保持火箭插销良好的导电性，可在其金属片上电镀金 【答案】C 【解析】 【详解】A．工业上将煤气化转化为气体燃料，如CO和H2，燃烧更充分，反应速率更快，热量利用率更高，故A正确； B．氧化为的反应中，氧气被消耗，ΔS<0，根据ΔG=ΔH-TΔS<0，ΔH必须为负且绝对值足够大，因此ΔH<0，故B正确； C．铁锅生锈主要是电化学腐蚀，及时擦干减少水分，防止构成原电池，能减缓铁锅因发生电化学腐蚀而生锈，故C错误； D．金耐腐蚀，具有良好导电性，为保持火箭插销良好的导电性，可在其金属片上电镀金，故D正确； 选C。 2.(2024-2025高二上·山东省实验中学·期末)化学和生活、科技、社会发展息息相关，下列说法正确的是 A. “深海一号”母船海水浸泡区的铝块可保障船体不易腐蚀 B. 高效率钙钛矿太阳能电池，其能量转化形式为化学能→电能 C. 泡沫灭火器中常使用的原料是碳酸钠和硫酸铝 D. 二氧化碳作制冷剂与断裂碳氧键需要吸收热量有关 【答案】A 【解析】 【详解】A．“深海一号”母船海水浸泡区铝块作负极与船体形成原电池，利用“牺牲阳极法”可保障船体不易腐蚀，故A正确； B．高效率钙钛矿太阳能电池，其能量转化形式为太阳能→电能，故B错误； C．泡沫灭火器中常使用的原料是碳酸氢钠和硫酸铝，故C错误； D．二氧化碳作制冷剂发生物理变化，是其汽化时需要吸收大量的热，与断裂碳氧键需要吸收热量无关，D错误； 答案选A。 3.(2024-2025高二上·山东省实验中学·期末)下列实验装置图正确且能达到相应实验目的的是 A. 图甲用于中和反应反应热的测定 B. 图乙是加热制取无水 C. 图丙是外加电流法防止钢闸门生锈 D. 图丁用于探究温度对反应速率的影响 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲缺少环形玻璃搅拌器，故A错误； B．制取无水应该在气流中加热，以防止水解，故B错误； C．要保护钢闸门，应该将其与外接电源负极相连，作阴极以实现外加电源的阴极保护，故C正确； D．探究温度对反应速率的影响时其他条件应该相同，实验中除温度不同外，酸的浓度相等但氢离子浓度不相同，阴离子种类不同，无法探究温度对速率的影响，故D错误； 答案选C。 4.(2024-2025高二上·山东省威海市·期末)关于下列各装置图的说法中错误的是 A. 装置①中铁电极发生氧化反应 B. 装置②中钢闸门应与外接电源的负极相连 C. 用装置③精炼铜，则b极为粗铜，电解质溶液为溶液 D. 用装置④给铁钥匙镀铜，则铜片接电源正极，电解质溶液中不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．装置①电解池，其中铁电极为阳极，发生氧化反应，A正确； B．装置②为外接电源的阴极保护法，则其中钢闸门应与外接电源的负极相连作阴极，B正确； C．用装置③精炼铜，则粗铜连接电源的正极作阳极，结合电流方向可知，a为阳极，即a极为粗铜，电解质溶液为CuSO4溶液，C错误； D．电镀时，铜做阳极，镀件铁钥匙做阴极，阳极上铜失电子发生氧化反应生成铜离子，阴极上铜离子得电子发生还原反应而析出铜，由得失电子数目守恒可知，阳极上溶解铜与阴极上析出铜的质量相等，所以溶液中不变，D正确； 故选C。 5.(2024-2025高二上·山东省枣庄市薛城区、山亭区·期末）化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是 A. 钢柱在水下比在空气与水的交界处附近更易生锈 B. 铜锡合金在湿润环境中比在干燥环境中更易生锈 C. 航海船只的船底四周镶嵌锌块，利用原理是牺牲阳极保护法 D. 误食可溶性钡盐，可尽快用5％的Na2SO4溶液洗胃 【答案】A 【解析】 【详解】A．钢柱在水中发生吸氧腐蚀，水的交界处氧气浓度大于水下氧气浓度，更易发生吸氧腐蚀，更容易生锈，A错误； B．铜锡合金在湿润环境中形成原电池，锡比铜活泼，原电池反应使锡腐蚀速率加快，比在干燥环境中更容易生锈，B正确； C．航海船只的船底四周镶嵌锌块，锌的活泼性大于铁，锌作负极发生氧化反应，船体作正极被保护，利用原理是牺牲阳极保护法，C正确； D．误食可溶性钡盐，用5％的Na2SO4与可溶性钡盐反应生成难溶于酸的BaSO4沉淀，可以达到解毒的目的，D正确； 答案选A。 6.(2024-2025高二上·山东省邹城市兖矿第一中学·期末） 发蓝是处理钢铁零件表面的一种防腐蚀工艺，其原理是在钢铁表面生成一定厚度和强度的致密的氧化层(Fe3O4)，下列有关说法错误的是 A. 该方法为金属表面覆盖保护层法 B. 钢铁表面镀层破坏后，若接触食盐水会发生吸氧腐蚀 C. 将钢铁连接在电源正极也能得到保护 D. 在钢铁表面镀铜也可以达到防腐蚀效果 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意可知，该防腐蚀工艺为在钢铁表面生成一定厚度和强度的致密的氧化层的金属表面覆盖保护层法，故A正确； B．钢铁表面镀层破坏后，接触食盐水时，铁和碳在食盐水中构成原电池，钢铁会发生吸氧腐蚀，故B正确； C．将钢铁连接在电源的负极时，钢铁也能得到保护，故C错误； D．在钢铁表面镀铜也能隔绝钢铁与空气中水蒸气和氧气的接触，避免形成原电池被腐蚀，也可以达到防腐蚀效果，故D正确； 故选C。 7.(2024-2025高二上·山东省威海市·期末) 电池在工农业生产、日常生活、科学研究中发挥着重要作用。回答下列问题： （1）某化学兴趣小组设计一种“人体电池”实验装置如下图所示，进行如下实验：一位同学的左手触摸锌片，右手分别触摸铝片、铜片、铁片、锡片，记录灵敏电流表的读数及指针偏转方向，数据见下表： 锌—铝 锌—铜 锌—铁 锌—锡 电流表读数() a 11 17 下列说法正确的是___________(填标号)。 A. 当两手分别触碰锌片和铝片时，锌片作负极 B. 当两手分别触碰锌片和铁片时，铁片上发生氧化反应 C. 当两手分别触碰锌片和锡片时，锡片作正极 D. a的值可能是19 （2）该小组同学为进一步探究铁的腐蚀和防护设计装置如下图所示，表面皿上滴有饱和食盐水和酚酞。①区铁片上的电极反应式为___________，左边装置应用的金属防护方法是___________，最先观察到变成红色的区域是___________区(填“①-④”)。 （3）兴趣小组在查阅资料过程中还发现了一种新型可充电钠离子电池，放电时原理如图所示。 ①充电时，b极与外接电源___________ (填“正”或“负”) 极相连。离子交换膜为___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。 ②充电时，a极反应式为___________。 ③放电时，当外电路转移电子，b极区电解质溶液质量减少___________g。 【答案】（1）CD （2） ①. ②. 牺牲阳极的阴极保护法 ③. ④ （3） ①. 负 ②. 阳 ③. ④. 22 【解析】 【分析】（1）构成锌-铝原电池，锌是正极，铝是负极；构成锌-铁原电池，锌是负极，铁是正极；构成锌-锡原电池，锌是负极，锡是正极；构成锌-铜原电池，锌是负极，铜是正极。 （2）左半区原电池装置，Zn作负极，Fe作正极；右半区是电解池，Fe作阳极，Zn作阴极。 （3）根据放电原理图，作正极，在正极发生电极反应，作负极，发生电极反应。 【小问1详解】 A．当两手分别触碰锌和铝时，构成锌-铝原电池，锌是正极，A错误； B．当两手分别触碰锌和铁时，构成锌-铁原电池，锌是负极，铁是正极，铁片上发生还原反应，B错误； C．当两手分别触碰锌片和锡片时，构成锌-锡原电池，锌是负极，锡片作正极，C正确； D．由表格中数据可推测，锌与另一金属的活泼性差距越大，电流表的读数越大，故推测：a>17，可能是19，D正确； 故选CD。 【小问2详解】 左边是原电池装置，Zn作负极，Fe作正极，因此①区铁片上的电极反应为，应用的金属防护方法是牺牲阳极的阴极保护法；右边是电解池，阳极电极反应，阴极电极反应，由于电解引起腐蚀的速率远大于吸氧腐蚀的速率，因此最先观察到变成红色的区域是④区。 【小问3详解】 ①充电时，b电极与外接电源负极相连，得电子，发生还原反应；电解液是含的有机电解质，故离子交换膜为阳离子交换膜，允许通过。 ②充电时，a极失电子，发生氧化反应，反应式为； ③放电时，当外电路转移电子，根据负极电极反应，负极区增加1mol，增加的质量为，向正极移动，外电路转移电子时，转移2mol，转移的质量为，b极区电解质溶液质量减少。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07原电池与电解池 4大高频考点概览 考点01 原电池 考点02 电解池 考点03 电化学综合及应用 考点04 金属的腐蚀与防护 ◆考点01 原电池 1.(2024-2025高二上·山东省实验中学·期末）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是 A. 海水起电解质溶液作用 B. N极仅发生的电极反应： C. 玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 D. 该锂-海水电池属于二次电池 2.(2024-2025高二上·山东省枣庄市薛城区、山亭区·期末） 微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是 A. “有氧反应”的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e-=4OH- B. 微生物促进了反应中电子的转移 C. 质子通过交换膜从负极区移向正极区 D. 电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O ◆考点02 电解池 1.(2024-2025高二上·山东省枣庄市薛城区、山亭区·期末） 下图为阳离子交换膜法电解(直流电源省略)饱和食盐水原理示意图。下列说法错误的是 A. 从C口逸出的气体是 Cl2 B. 每生成 22.4 L H2，同时产生2 mol NaOH C. 阳离子交换膜左侧的食盐水浓度逐渐减小 D. 从B口加入含少量NaOH的水溶液，NaOH作用为增强导电能力 2.(2024-2025高二上·山东省青岛市·期末）研究化学反应中的能量变化对生产、生活有重要意义。回答下列问题： （1）可用电解法由氮气直接制备硝酸，同时产生氢气，原理如图甲。 ①电极a上的电极反应式为___________。 ②每生成4mol硝酸，通过“质子交换膜”的为___________mol。 （2）我国科学家设计了一种草酸和偶联生产甘氨酸，装置如图乙，图中双极膜中解离的和在电场作用下向两极迁移。 ①电解一段时间后，阳极区溶液pH___________(填“增大”、“减水”或“不变”)。 ②阴极的电极反应式为___________。 ③理论上生成1mol甘氨酸，双极膜中有___________mol水解离。 3.(2024-2025高二上·山东省威海市·期末)可利用如图装置由甲醇()制备甲酸或甲酸盐，电极均为惰性电极，工作原理如图所示。 ①电解过程中阳极上发生反应的电极反应式为___________。 ②若有通过质子交换膜时，则该装置生成和共计___________mol。 4.(2024-2025高二上·山东省邹城市兖矿第一中学·期末) 如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5%溶液、足量溶液和100g10%溶液，a、b、c、d、e、f电极均为石墨电极。 （1）接通电源一段时间后，测得丙中溶液的质量分数为10.47%，乙中c电极质量增加。 ①电源的N端为_______极； ②电极b上发生的电极反应为_______； ③电极b上生成的气体在标准状况下的体积为_______L； ④电解后丙中溶液的pH_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 （2）乙装置中如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行：_______(填“能”或“不能”)，原因是_______。 ◆考点03 电化学综合 1.(2024-2025高二上·山东省青岛市·期末)化学能与电能的相互转化在生产生活中应用广泛。下列说法错误的是 A. 装置甲工作一段时间后，阳极产物与阴极产物的物质的量之比为1:2 B. 装置乙可以实现铁上镀光亮的铜镜 C. 装置丙若银电极增重37.8g，理论上有0.35mol电子通过外电路 D. 装置丁的正极反应式： 2.(2024-2025高二上·山东省青岛市·期末)空间实验室供电系统中的可再生氢氧燃料电池，其工作原理如图(a、b、c、d均为Pt电极)。下列说法正确的是 A. a为阴极，气体X为氧气 B. 隔膜2为阴离子交换膜 C. b的电极反应式为 D. 理论上转移0.3mol电子时，标准状况下，c极上有1.68L气体发生还原反应 3.(2024-2025高二上·山东省威海市·期末) 下列事实中能用化学平衡移动原理解释的是 A. 实验室利用制取使用加快反应速率 B. 反应达平衡后，加压使混合气体颜色变深 C. 锌片与稀反应过程中，加入少量固体，促进的产生 D. 实验室配制溶液时滴加几滴溶液 4.(2024-2025高二上·山东省威海市·期末) 一种基于氯碱工艺的节能新工艺是将电解池与NO—空气燃料电池相结合，可用于湿法冶铁的研究，工作原理如图所示。下列说法正确的是 A. a极为阳极，发生氧化反应 B. 阴极区溶液的保持不变 C. d极为负极，其电极反应式为 D. 理论上每生成气体，可得到 5.(2024-2025高二上·山东省实验中学·期末）是主要的大气污染气体，利用化学反应原理是治理污染的重要方法。工业上用吸收尾气中使之转化为，再以为原料设计原电池，然后电解(惰性电极)制取，装置如下： （1）甲图中A电极上的反应式为___________。 （2）甲图中B与乙图___________(填“C”或“D”)极相连，进行电解时乙图Z中向___________(填“Y”或“W”)中移动。 （3）乙图阳极的电极反应式为___________。 6.(2024-2025高二上·山东省枣庄市薛城区、山亭区·期末） 如图所示三套实验装置，分别回答下列问题。 （1）装置甲为铁的吸氧腐蚀实验。一段时间后，向插入石墨棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到___________；向插入铁钉的玻璃筒内滴入KSCN溶液呈无色，再滴加氯水，铁钉附近溶液变红色，表明___________。 （2）装置乙中的石墨是___________极(填“正”或“负”)，该装置发生的总反应的离子方程式为___________。 （3）装置丙中，断开K3，接通K1、K2、K4， 试管中气体的量的关系如图。 ①直流电源的D端为___________极； ②滴在湿的Na2SO4滤纸上标出中部的KMnO4溶液会出现的现象是___________。 （4）装置丙中，断开K4，接通K1、K2、K3， 电流表指针偏转。 ①A电极的电极反应为___________。 ②湿的Na2SO4滤纸上发生反应的总反应式为___________。 ◆考点04 金属的腐蚀与防护 1.(2024-2025高二上·山东省青岛市·期末)化学反应中的物质变化和能量转化是人类研究的重大课题。下列说法错误的是 A. 工业上将煤气化可以提高能源利用率 B. 常温下可自发氧化为，则该反应 C. 清洗铁锅后及时擦干，能减缓铁锅因发生化学腐蚀而生锈 D. 为保持火箭插销良好的导电性，可在其金属片上电镀金 2.(2024-2025高二上·山东省实验中学·期末)化学和生活、科技、社会发展息息相关，下列说法正确的是 A. “深海一号”母船海水浸泡区的铝块可保障船体不易腐蚀 B. 高效率钙钛矿太阳能电池，其能量转化形式为化学能→电能 C. 泡沫灭火器中常使用的原料是碳酸钠和硫酸铝 D. 二氧化碳作制冷剂与断裂碳氧键需要吸收热量有关 3.(2024-2025高二上·山东省实验中学·期末)下列实验装置图正确且能达到相应实验目的的是 A. 图甲用于中和反应反应热的测定 B. 图乙是加热制取无水 C. 图丙是外加电流法防止钢闸门生锈 D. 图丁用于探究温度对反应速率的影响 4.(2024-2025高二上·山东省威海市·期末)关于下列各装置图的说法中错误的是 A. 装置①中铁电极发生氧化反应 B. 装置②中钢闸门应与外接电源的负极相连 C. 用装置③精炼铜，则b极为粗铜，电解质溶液为溶液 D. 用装置④给铁钥匙镀铜，则铜片接电源正极，电解质溶液中不变 5.(2024-2025高二上·山东省枣庄市薛城区、山亭区·期末）化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是 A. 钢柱在水下比在空气与水的交界处附近更易生锈 B. 铜锡合金在湿润环境中比在干燥环境中更易生锈 C. 航海船只的船底四周镶嵌锌块，利用原理是牺牲阳极保护法 D. 误食可溶性钡盐，可尽快用5％的Na2SO4溶液洗胃 6.(2024-2025高二上·山东省邹城市兖矿第一中学·期末） 发蓝是处理钢铁零件表面的一种防腐蚀工艺，其原理是在钢铁表面生成一定厚度和强度的致密的氧化层(Fe3O4)，下列有关说法错误的是 A. 该方法为金属表面覆盖保护层法 B. 钢铁表面镀层破坏后，若接触食盐水会发生吸氧腐蚀 C. 将钢铁连接在电源正极也能得到保护 D. 在钢铁表面镀铜也可以达到防腐蚀效果 7.(2024-2025高二上·山东省威海市·期末) 电池在工农业生产、日常生活、科学研究中发挥着重要作用。回答下列问题： （1）某化学兴趣小组设计一种“人体电池”实验装置如下图所示，进行如下实验：一位同学的左手触摸锌片，右手分别触摸铝片、铜片、铁片、锡片，记录灵敏电流表的读数及指针偏转方向，数据见下表： 锌—铝 锌—铜 锌—铁 锌—锡 电流表读数() a 11 17 下列说法正确的是___________(填标号)。 A. 当两手分别触碰锌片和铝片时，锌片作负极 B. 当两手分别触碰锌片和铁片时，铁片上发生氧化反应 C. 当两手分别触碰锌片和锡片时，锡片作正极 D. a的值可能是19 （2）该小组同学为进一步探究铁的腐蚀和防护设计装置如下图所示，表面皿上滴有饱和食盐水和酚酞。①区铁片上的电极反应式为___________，左边装置应用的金属防护方法是___________，最先观察到变成红色的区域是___________区(填“①-④”)。 （3）兴趣小组在查阅资料过程中还发现了一种新型可充电钠离子电池，放电时原理如图所示。 ①充电时，b极与外接电源___________ (填“正”或“负”) 极相连。离子交换膜为___________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。 ②充电时，a极反应式为___________。 ③放电时，当外电路转移电子，b极区电解质溶液质量减少___________g。 / 学科网（北京）股份有限公司 $