内容正文:
第4章 氧化还原反应和电化学(专项训练)
常考题型·精准突破
考点一 氧化还原反应
题型1 氧化还原反应定义、本质及特征
题型2 四大基本反应类型与氧化还原反应的关系
题型3 双线桥和单线桥表示电子转移
考点二 氧化剂与还原剂(重点)
题型1 氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的判断
题型2 常见氧化剂与还原剂
题型3 氧化性、还原性强弱比较
考点三 氧化还原反应的应用(难点)
题型1 氧化还原反应有关计算
题型2 氧化还原方程式的书写与配平
考点四 原电池
题型1 原电池的构成和形成条件
题型2 原电池的工作原理
题型3 原电池正负极判断
题型4 原电池的应用
考点五 化学电源(重点)
题型1 一次电池和二次电池
题型2 燃料电池与新型电池
考点六 电解池(重点)
题型1 电解池概念及组成
题型2 电解原理
题型3 电解池电极反应式与化学方程式书写
考点七 原电池与电解池综合考查(难点)
题型1 正负极、阴阳极判断
题型2 离子交换膜的应用
题型3 电化学中“多池”与“多室”的应用
题型4 电化学有关计算
考点八 电解原理的应用(重点)
题型1 氯碱工业
题型2 电冶金及金属的精炼
题型3 电镀
题型4 电有机合成
考点九 金属的腐蚀与防护
题型1 金属的腐蚀
题型2 金属腐蚀的原理与类型判断
题型3 金属的防护方法
综合攻坚·知能拔高
B 综合攻坚·知能拔高
题型1 氧化还原反应综合推断与计算
题型2 电化学综合(原电池+电解池+离子交换膜+计算)
题型3 电化学与生产生活综合应用
常考题型·精准突破
考点一 氧化还原反应
◆题型1 氧化还原反应定义、本质及特征
1.文脉相承、物载春秋。下列叙述不涉及氧化还原反应的是
A.用明矾溶液清洗铜镜表面的铜锈
B.《天工开物》记载的用炉甘石(ZnCO3)火法炼锌
C.《本草纲目》中“彼人采蒿蓼之属,晒干烧灰,以水淋汁,久则凝淀如石……”
D.《天工开物》中“凡研硝(KNO3)不以铁碾入石臼,相激火生,则祸不可测”
2.(25-26高二·湖北部分重点高中·期末)下列不涉及氧化还原反应的是
A.酸碱中和滴定 B.电解饱和食盐水 C.铁生锈 D.工业合成氨
◆题型2 四大基本反应类型与氧化还原反应的关系
3.(25-26高一上·北京北大附中·期末)下列基本反应类型中,一定不属于氧化还原反应的是
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
4.(25-26高一上·江苏盐城阜宁滨海射阳三校·期中)反应2NO+2CON2+2CO2可应用于汽车尾气的净化。下列判断正确的是
A.该反应是置换反应 B.该反应是复分解反应
C.碳元素化合价降低 D.该反应是氧化还原反应
◆题型3 双线桥和单线桥表示电子转移
5.(25-26高一上·甘肃白银靖远·期中)下列化学反应用双线桥法或单线桥法表示电子的转移情况,错误的是
A. B.
C. D.
6.饮用水中的对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中的浓度,某饮用水研究人员指出,在碱性条件下用铝粉将还原为N2,其化学方程式为:10Al+6NaNO3+4NaOH=10NaAlO2+3N2↑+2H2O。下列有关该反应的说法中,正确的是
A.反应中铝元素的化合价升高,被还原
B.若有10mol铝原子参与反应,则转移的电子总数为30
C.用双线桥表示的电子转移为:
D.可以用单线桥将电子转移表示为
考点二 氧化剂与还原剂(重点)
◆题型1 氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的判断
7.将CO2转化为CH3OH,有利于实现“碳中和”,其化学反应方程式为(未配平;CH3OH中碳为-2价,氢为+1价)。下列关于该反应的说法错误的是
A.从元素守恒分析,X中应该含有氢元素
B.从化合价分析,CO2中的碳元素被还原
C.若X为H2,Y为H2O,则n(氧化剂):n(还原剂)=1:3
D.若X为H2O,Y为O2,则n(氧化剂):n(还原剂)=1:2
8.(24-25高一上·四川凉山州·期末)乙二醇的生产工艺中,需使用热的溶液(脱碳液)脱除,脱碳液中含有的能减少溶液对管道的腐蚀。可使用“碘量法”测定脱碳液中的含量,操作中涉及两个反应如下:
①;
②。
下列说法错误的是
A.氧化性:
B.反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
C.反应②生成时转移电子
D.反应②中表现氧化性
◆题型2 常见氧化剂与还原剂
9.下列物质属于常见氧化剂的一组是
A.、、、 B.、、、
C.、、、、 D.、、、
10.(24-25高一上·广东惠州龙门中山纪念中学教育集团高级中学·月考)下列变化中,需要加入氧化剂才能实现的是
A. B. C. D.
◆题型3 氧化性、还原性强弱比较
11.(25-26高三上·云南昆明第一中学2026届·联考)某酸性工业废水中含有Fe3+、Cu2+、Au3+等离子,从中回收金的流程设计如下:
下列说法错误的是
A.氧化性强弱比较:Au3+>Cu2+>Fe3+
B.合并滤液1、2,加碱沉淀、氧化、分解可制备Fe2O3
C.除铜反应的离子方程式为
D.纯铜、石墨分别为阴极、阳极,电解滤液3可制得单质铜
12.已知氧化性强弱顺序:Cl2>Br2>Fe3+>I2,则下列说法正确的是
A.某溶液中含有Fe2+、Cl-、I-,为了除去I-而不减少其他离子,可加入适量Fe3+
B.向FeBr2溶液中通入等物质的量Cl2,发生反应离子方程式为:2Br-+Cl2=Br2+2Cl-
C.Fe可以和I2在加热条件下生成FeI3
D.向含有NaBr、NaI的溶液中通入适量氯气,充分作用后,将溶液蒸干、灼烧,可能得到NaCl和NaI的固体混合物
考点三 氧化还原反应的应用(难点)
◆题型1 氧化还原反应有关计算
13.(25-26高一上·天津武清杨村第三中学·月考)下列表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目正确的是
A. B.
C. D.
14.(25-26高一上·河北滦平第一中学等名校联盟·期末)足量铜与一定量的浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和(忽略向的转化)、的混合气体3.36L(已折算成标准状况),这些气体与一定体积的氧气混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入2mol/L氢氧化钠溶液至铜离子恰好完全沉淀时消耗氢氧化钠溶液的体积是150mL。下列说法不正确的是
A.混合气体中含和的体积之比为1:1
B.标况下消耗氧气的体积为1.58L
C.此反应过程中转移的电子为0.3mol
D.原浓硝酸含溶质的物质的量为0.45mol
◆题型2 氧化还原方程式的书写与配平
15.草酸()是一种二元弱酸,可以使酸性高锰酸钾褪色,其离子方程式为__________(未配平)。下列叙述不正确的是
A.发生氧化反应的为 B.每消耗6mol ,转移电子
C.还原性: D.配平后离子方程式右侧横线内的产物是
16.配平下列反应:
(1)____________________________________________________________
(2)______________________________________________________________________
(3)_____________________________________________________
考点四 原电池
◆题型1 原电池的构成和形成条件
17.(24-25高三上·河南驻马店高级中学·月考)化学与生产、生活密切相关。下列有关说法正确的是
A.根据原电池原理,将反应设计为原电池,可选用导线、片、石墨棒和溶液
B.燃料电池是一种绿色环保、能量利用率达到100%的化学电源
C.高纯硅制成的太阳能电池属于化学电源,可将太阳能转化为电能
D.碱性锌锰干电池是一种适用于大电流和连续放电的二次电池
18.某电池的总反应式为,该原电池的正确组合是
选项
A
B
C
D
正极材料
Cu
Ag
Ag
Cu
负极材料
Ag
Cu
Cu
Ag
电解质溶液
A.A B.B C.C D.D
◆题型2 原电池的工作原理
19.(24-25高二上·河南驻马店新蔡第一高级中学·月考)将反应设计成原电池,某一时刻的电子流向及电流计(G)指针偏转方向如图所示,下列有关叙述正确的是
A.盐桥中的移向溶液 B.工作一段时间后,溶液中减小
C.电子由溶液通过盐桥移向溶液 D.作负极,发生还原反应
20.分析下边原电池装置,其中结论正确的是
A.电池的负极是Mg
B.溶液中的向Mg电极迁移
C.电子由Al出发,经过NaOH溶液,到Mg的表面
D.Al电极电极反应为:
◆题型3 原电池正负极判断
21.(25-26高一下·北京师范大学第二附属中学·期末)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下,下列说法不正确的是
A.Pt电极是该装置的正极
B.正极的电极反应式:O2 + 4e−+ 2H2O=4OH−
C.负极的电极反应式:NO−2e−+O2−=NO2
D.固体电解质中O2−向负极移动
22.某同学研究FeSO4溶液和AgNO3溶液的反应,设计如下对比实验。
实验
I.
II.
现象
连通电路后,电流表指针向右偏转,分别取反应前和反应后甲中的溶液,滴加KSCN溶液,前者几乎无色,后者显红色
连通电路后,电流表指针向左发生微小的偏转,甲、乙烧杯中均无明显现象
已知:空气中的O2溶于水可在电极上放电。下列说法正确的是
A.仅由I中的现象可推知Ag+的氧化性强于Fe3+
B.II中电流表指针向左偏转的原因是Fe2+氧化了银电极
C.II中若将银电极换成石墨电极,电流表指针可能不再向左偏转
D.对比I、II可知,I中氧化了Fe2+
◆题型4 原电池的应用
23.某原电池总反应方程式为,能实现该反应的原电池组成是
A.正极为铜,负极为铁,电解质溶液为FeCl3溶液
B.正极为石墨,负极为铜,电解质溶液为FeCl3溶液
C.正极为铜,负极为铁,电解质溶液为CuSO4溶液
D.正极为石墨,负极为铜,电解质溶液为CuSO4溶液
24.(25-26高二上·天津第二耀华中学·月考)有a、b、c、d四个金属电极,有关的实验装置及部分实验现象如下:
实验装置
部分实验现象
a极质量减少;b极质量增加
b极有气体产生;c极无变化
d极溶解;c极有气体产生
电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是
A. B. C. D.
考点五 化学电源(重点)
◆题型1 一次电池和二次电池
25.(25-26高二上·天津西青张家窝中学·月考)下面是几种常见的化学电源示意图,有关说法不正确的是( )
A.上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B.干电池在长时间使用后,锌筒被破坏
C.铅蓄电池工作过程中,每通过2 mol电子,负极质量减轻207 g
D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
26.普通锌锰电池(如左图所示)和碱性锌锰电池(如右图所示)是生活中用量很大的两种干电池。普通锌锰电池放电时发生的主要反应为:Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH),碱性锌锰电池总反应式为:Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2。下列说法错误的是
A.碱性锌锰干电池正极的电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-
B.普通锌锰电池中NH4Cl糊的作用是提供酸性环境,形成闭合回路
C.碱性锌锰电池的密封性更好,能够有效防止电解液泄漏、鼓包现象
D.两种干电池中的金属外壳都作电池的负极,只是最终产物不同
◆题型2 燃料电池与新型电池
27.(25-26高一下·河北保定部分学校·期末)一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是
A.电极A为正极,发生氧化反应
B.电池工作时,化学能完全转化为电能
C.电极B上发生的电极反应为
D.电池工作时,参与电极反应
28.(23-24高二上·江西上饶余干私立蓝天中学·期末)根据甲醇在碱性电解质溶液中与氧气反应,设计一种燃料电池,该燃料电池工作时,负极上发生的反应为
A. B.
C. D.
考点六 电解池(重点)
◆题型1 电解池概念及组成
29.(25-26高二上·湖南邵阳海谊中学·期末)下列关于电解池的说法中,正确的是
A.电解池是将化学能转化为电能的装置
B.电解池中,阳极发生还原反应
C.电解池中,阴极发生氧化反应
D.电解水时,阳极产生氧气,阴极产生氢气
30.(25-26高二上·河南百师联盟·联考)下列过程能实现电能转化为化学能的是
A.偏二甲肼燃烧 B.电解饱和食盐水
C.太阳能集热器 D.风力发电
◆题型2 电解原理
31.(25-26高三上·宁夏银川唐徕中学·期末)工业上用单池双膜三液装置(如下图),依据电解原理电解制备和,下列说法正确的是
A.导线X接外电源的负极
B.N电极的电极反应方程式为
C.每当产生标准状况下气体A,Ⅲ室溶液的质量理论上减少
D.离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜
32.(24-25高三下·安徽六校·质检)科学家利用电解原理实现和两种分子的耦合转化,装置如图所示,以下说法中不正确的是
A.在阴极发生还原反应
B.相同条件下,若生成和的体积比为,则消耗的和体积比为
C.在阳极发生的电极反应之一为:
D.电解过程将中所有的氢原子都转移到和中
◆题型3 电解池电极反应式与化学方程式书写
33.利用下图装置电解硫酸铜溶液,下列说法正确的是
A.b电极上发生氧化反应
B.该装置能将化学能转变成电能
C.电解质溶液中Cu2+从b电极向a电极迁移
D.若a为铜,则a的电极反应式为:Cu-2e-=Cu2+
34.某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的开关时,观察到电流表的指针发生了偏转。请根据如图所示,回答下列问题:
(1)甲池为_____(填“原电池”“电解池”或“电镀池”),通入 CH3OH 电极的电极反应为_____。
(2)乙池中 A(石墨)电极的名称为_____(填“正极”“负极”或“阴极”“阳极”),总反应化学方程式为__________。
(3)当乙池中 B 极质量增加 5.4 g 时,甲池中理论上消耗 O2 的体积为_____mL(标准状况),丙池中_____(填“C”或“D”)极析出_____g 铜。
(4)若丙中电极不变,将其溶液换成 NaCl 溶液,开关闭合一段时间后,甲中溶液的 pH将_____(填“增大”“减小”或“不变”,下同),丙中溶液的 pH 将______。
考点七 原电池与电解池综合考查(难点)
◆题型1 正负极、阴阳极判断
35.铁铬液流电池利用溶解在盐酸溶液中的铁离子、铬离子价态变化进行充放电,工作原理如图。下列叙述正确的是
A.接输电网时,b为正极
B.充电过程中阳极可能会产生
C.放电时,电路中每通过,减少0.1mol
D.充电时电池反应为:
36.依据下图判断,下列叙述正确的是
A.Ⅰ是原电池,Ⅱ是电镀装置
B.Ⅰ、Ⅱ装置中锌极上均发生氧化反应
C.Ⅱ、Ⅲ装置中,铜极均发生氧化反应而溶解
D.Ⅱ、Ⅲ装置中Cu2+浓度基本不变
◆题型2 离子交换膜的应用
37.(25-26高二上·浙江宁波慈溪2025学年第一学期·期末)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺,节能超过30%,在此工艺中,物料传输和转化关系如图,其中电极未标出。下列说法中不正确的是
A.比较图中a%与b%的大小:a%>b%
B.图中Y为,若电解产生11.2L(标准状况)该物质,则至少转移电子1mol
C.图中离子膜均为阳离子交换膜
D.燃料电池B中的正极反应方程式为:
38.(25-26高二下·四川眉山·期末)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过30%。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化如图所示,其中的电极未标出,所用的离子交换膜都只允许阳离子通过,下列说法错误的是
A.X、Y分别为、
B.燃料电池B中负极的电极反应式为:
C.
D.每产生标准状况下22.4 L X气体,理论上消耗
◆题型3 电化学中“多池”与“多室”的应用
39.浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。将两个完全相同的电极浸入两个溶质相同但浓度不同的电解质溶液中构成的浓差电池,称为双液浓差电池。模拟工业上电渗析法实现海水(用氯化钠溶液代替)淡化的装置如图所示。下列说法错误的是
A.向Cu(1)极区域迁移 B.C(2)极发生还原反应
C.膜1为阳离子交换膜 D.C(2)极反应为
40.(25-26高二上·辽宁东北育才学校·月考)用锂硫电池处理含有氯化铵的废水装置如图,锂硫电池工作原理:下列说法正确的
A.a电极与锂硫电池的正极相连
B.c,e为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜
C.当锂硫电池中消耗32g硫时,N室增加的离子总物质的量为4mol
D.出口一和出口二物质分别为浓溶液,浓溶液
◆题型4 电化学有关计算
41.(2026·陕西西安雁塔陕西师范大学附属中学2026届·一模)工业上可利用流汞电解法电解海水,如图所示流汞电解池的底部略微倾斜。在电解池中,汞作为阴极,生成并通过电解池底部流入Z池,发生反应:。下列说法正确的是
A.阳极附近溶液不发生变化
B.汞阴极发生电极反应:
C.理论上每生成1,需消耗海水中氯化钠的质量为117g
D.理论上每生成1,Z池中溶液质量增加80g
42.用惰性电极电解一定浓度的溶液,通电一段时间后,向所得的溶液中加入0.1mol后恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中转移电子的物质的量为
A.0.4mol B.0.5mol C.0.6mol D.0.8mol
考点八 电解原理的应用(重点)
◆题型1 氯碱工业
43.(24-25高三上·广东部分学校·期末)在工业制造中,利用化学反应可以制造出许多物质,使得我们的生活更加丰富多彩。下列方程式书写正确的是
A.溶液刻蚀电路铜板:
B.氯碱工业:
C.制备硅酸胶体:
D.工业制镁:
44.下列说法正确的是
A.钻石璀璨夺目与其为共价晶体有关
B.在-50℃环境中,用水可制得直径在800nm~10μm的光纤,冰光纤是一种胶体,具有丁达尔现象
C.“嫦娥石”晶体组成为,可利用X射线衍射法获取其晶体结构。39Y是一种稀土元素,属于非金属元素。
D.氯碱工业中阳极区的溶液用盐酸调pH为2~3,促进Cl2的产生
◆题型2 电冶金及金属的精炼
45.(25-26高二上·内蒙古鄂尔多斯·期末)下列有关电解原理在工业上的应用正确的是
A.直接电解海水生产烧碱和氯气
B.电镀时镀件与电源正极相连
C.电解熔融的氯化钠冶炼金属钠
D.粗铜精炼时溶液中铜离子浓度不变
46.金属镍有广泛的用途,粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述中正确的是(已知氧化性:Fe2+<Ni2+<Cu2+)
A.阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2++2e-=Ni
B.电解后,Cu和Pt沉降在电解槽底部的阳极泥中
C.电解后,溶液中存在的离子只有Fe2+和Zn2+
D.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
◆题型3 电镀
47.(25-26高二上·北京育英中学·期中)如图为电镀实验装置,下列有关叙述不正确的是
A.电镀时,待镀铁制品应与直流电源负极相连
B.通电后,溶液中的移向阳极
C.镀铜时,理论上阳极和阴极的质量变化相等
D.待镀铁制品增重0.64g,电路中通过的电子为0.01mol
48.(25-26高二上·四川泸州·期末)电镀铜的过程中,待镀制品常伴有H2逸出,但若溶液中存在就可防止H+被还原,并且产生的不会在待镀制品上沉积,也不会影响铜镀层的性质。下列说法正确的是
A.b连接直流电源的正极
B.H2逸出会导致铜的沉积效果变差
C.参与的电极反应式为
D.a极溶解铜的质量与b极析出铜的质量相等
◆题型4 电有机合成
49.利用有机电化学合成1,2-二氯乙烷的装置如图所示。下列说法不正确的是
A.与a相连的电极可改为金属铁,b为电源的正极
B.离子交换膜Ⅰ为阳离子交换膜,离子交换膜Ⅱ为阴离子交换膜
C.X为CuCl,Y为,合成室内的反应为
D.中间室要补充NaCl固体
50.(2026·河南濮阳2026届·一模)我国科研工作者通过电化学手段,利用苯甲酸(Ph—COOH)耦合电解水的中间产物羟基自由基(·OH)再生过氧苯甲酸(Ph—COOOH),实现了环烯烃环氧化的高选择性催化合成,合成方法如图所示。下列说法正确的是
A.电极发生的反应:
B.若离子交换膜a为质子交换膜,理论上阴极区电解质溶液的质量减少
C.若外电路中转移2mol电子,理论上消耗0.5mol
D.生成过氧苯甲酸的反应为:
考点九 金属的腐蚀与防护
◆题型1 金属的腐蚀
51.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是
A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣易产生铜绿
B.钢铁的腐蚀生成疏松氧化膜,不能保护内层金属
C.在轮船船体四周镶嵌锌块保护船体不受腐蚀的方法叫外加电流阴极保护法
D.不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为在钢铁表面镀上了铬
52.(25-26高二上·云南·期末)下列关于金属腐蚀和防腐的说法不正确的是
A.海上舰艇的腐蚀主要为金属的化学腐蚀
B.可以在船舶外壳装上锌块,用牺牲阳极法防止金属腐蚀
C.刷防锈漆,使金属与空气、水等物质隔离,可防止金属被腐蚀
D.改变金属的内部结构,将金属做成合金可有效防止金属被腐蚀
◆题型2 金属腐蚀的原理与类型判断
53.为研究金属腐蚀的条件和速率,某课外小组的学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中,再放置于玻璃钟罩里,保存一星期后,下列有关实验现象的描述不正确的是
A.装置I中左侧液面会上升 B.装置I中左侧液面比装置II中高
C.装置II中的有气体生成 D.装置III中的铁钉腐蚀最严重
54.(23-24高一下·重庆西南大学附属中学校·期末)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是
A.图1中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
B.图2中,反应一段时间后,用胶头滴管从铁电极区域取少量溶液于试管中,向试管中滴入2滴溶液,有蓝色沉淀生成
C.图3中,开关由M改置于N时,合金的腐蚀速率增大
D.图4中,采用外加电流法防止地下钢铁管道的腐蚀
◆题型3 金属的防护方法
55.(24-25高二下·湖南岳阳汨罗第一中学·开学考)电镀是一种利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺,下列说法正确的是
A.镀层金属不可能为黄铜
B.电镀时,镀层金属离子往阳极迁移
C.白口铁皮(镀锌合金)破损时较马口铁皮(镀锡合金)破损时难腐蚀
D.电镀时,通常把待镀的金属制品一端作阴极,把镀层一端与电源的负极相连
56.(2025·河南十校教研联盟2025届·模拟)下列关于金属的防护方法中不涉及化学变化的是
A.发蓝处理 B.牺牲阳极法 C.涂凡士林 D.外加电流法
综合攻坚·知能拔高
B 综合攻坚·知能拔高
◆题型1 氧化还原反应综合推断与计算
1.已知:氧化还原反应可看成由两个半反应组成,每个半反应具有一定的电极电势(用“E”表示),E越大则该电对中氧化型物质的氧化性越强,E越低则该电对中还原型物质的还原性越强。下表为部分电极的电极电势。
氧化还原电对(氧化型/还原型)
电极电势(E/V)
氧化还原电对(氧化型/还原型)
电极电势(E/V)
/
0.77
/
1.36
/(或)
1.69
/
0.151
/
1.51
/
0.54
根据表格数据分析,下列说法错误的是
A.氧化性:
B.酸化高锰酸钾溶液时,不可使用氢碘酸
C.往淀粉碘化钾溶液中滴加溶液,可观察到溶液变蓝
D.向含的酸性溶液中加,滴加溶液,可观察到溶液变红
2.有下列氧化还原反应:
①
②
③
根据上述反应可判断下列说法错误的是
A.反应①中氧化产物与还原产物的质量比为2:1
B.还原性顺序为
C.氧化性顺序为
D.推测能发生
3.物质的氧化性和还原性与溶液有关,具体可用电势图来表征,电势越大,氧化性越强,铬元素的电势图如图所示,下列说法错误的是
A.被氧化均生成(Ⅲ)
B.线的反应为:
C.值越大越容易被氧化
D.时,可与反应生成
◆题型2 电化学综合(原电池+电解池+离子交换膜+计算)
4.(2026·广东·一模)高电压水系锌—有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是
A.放电时,b端电势高于a端电势
B.放电时,正极反应式为FQ + 2e-+ 2H+= FQH2
C.充电时,阴极材料每增重13 g,中性电解质溶液增加11.7 g
D.充电时,阳极区pH变小
5.钠离子电池在大规模储能领域的应用得到广泛关注,钠离子电池与锂离子电池工作原理相似,遵循脱嵌式的工作模式,主要依靠钠离子在正极和负极之间脱嵌来工作。一种钠离子电池的工作原理为,装置如图所示。下列有关说法正确的是
A.放电时,电极a为正极
B.充电时,钴元素的化合价升高,钠离子在阳极上嵌入
C.放电时,负极反应式为
D.充电时,外电路中转移,理论上阴极质量增加92 g
6.某有机物作电极材料的水系二次电池工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.放电时,电极a为负极,发生还原反应
B.放电时,正极反应式为
C.充电时,电极b连外接电源负极
D.充电时,每转移,右室离子数目减少
◆题型3 电化学与生产生活综合应用
7.(23-24高二下·河南郑州宇华实验学校·期中)电化学在生产中有广泛的应用。下列说法正确的是
A.工业冶炼金属铝,常采用电解熔融的氯化铝的方法
B.电解精炼铜时,用粗铜作阴极
C.在镀件上镀银时可用纯银作阳极
D.铜的电解精炼时,粗铜中含有的杂质锌、金、银等金属在阳极沉降下来形成阳极泥
8.下列叙述中,正确的个数为
①金属导电和电解质溶液导电均为物理变化;
②电解精炼铜时,若阳极质量减少64g,则转移到阴极的电子物质的量为2mol;
③纯银质物品久置表面变暗,是由于发生了电化学腐蚀;
④碱性锌锰干电池比普通锌锰电池性能好,它的比能量更高且储存时间长;
⑤用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后,若加入29.4gCu(OH)2能使溶液复原,则电解过程中转移电子物质的量为1.2mol。
⑥“暖宝宝贴”是利用原电池原理加快铁的腐蚀放热
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
9.下列有关说法正确的是
A.硫酸铅蓄电池放电时负极反应式:
B.轮船外壳焊上少量铜块,可以防止海轮腐蚀
C.已知:,则CO的燃烧热为
D.在电解精炼粗铜时,把粗铜与电源正极相连,纯铜与电源负极相连
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第4章 氧化还原反应和电化学(专项训练)
常考题型·精准突破
考点一 氧化还原反应
◆题型1 氧化还原反应定义、本质及特征
1.A
2.A
◆题型2 四大基本反应类型与氧化还原反应的关系
3.D
4.D
◆题型3 双线桥和单线桥表示电子转移
5.A
6.C
考点二 氧化剂与还原剂(重点)
◆题型1 氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的判断
7.D
8.B
◆题型2 常见氧化剂与还原剂
9.A
10.B
◆题型3 氧化性、还原性强弱比较
11.A
12.A
考点三 氧化还原反应的应用(难点)
◆题型1 氧化还原反应有关计算
13.B
14.B
◆题型2 氧化还原方程式的书写与配平
15.D
16.(1)
考点四 原电池
◆题型1 原电池的构成和形成条件
17.A
18.B
◆题型2 原电池的工作原理
19.B
20.B
◆题型3 原电池正负极判断
21.B
22.C
◆题型4 原电池的应用
23.B
24.C
考点五 化学电源(重点)
◆题型1 一次电池和二次电池
25.C
26.D
◆题型2 燃料电池与新型电池
27.D
28.C
考点六 电解池(重点)
◆题型1 电解池概念及组成
29.D
30.B
◆题型2 电解原理
31.D
32.D
◆题型3 电解池电极反应式与化学方程式书写
33.D
34.原电池 CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O 阳极 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 280 D 1.6 减小 增大
考点七 原电池与电解池综合考查(难点)
◆题型1 正负极、阴阳极判断
35.C
36.A
◆题型2 离子交换膜的应用
37.A
38.C
◆题型3 电化学中“多池”与“多室”的应用
39.C
40.C
◆题型4 电化学有关计算
41.C
42.C
考点八 电解原理的应用(重点)
◆题型1 氯碱工业
43.B
44.D
◆题型2 电冶金及金属的精炼
45.C
46.B
◆题型3 电镀
47.D
48.B
◆题型4 电有机合成
49.C
50.D
考点九 金属的腐蚀与防护
◆题型1 金属的腐蚀
51.B
52.A
◆题型2 金属腐蚀的原理与类型判断
53.D
54.B
◆题型3 金属的防护方法
55.C
56.C
综合攻坚·知能拔高
B 综合攻坚·知能拔高
◆题型1 氧化还原反应综合推断与计算
1.C
2.B
3.A
◆题型2 电化学综合(原电池+电解池+离子交换膜+计算)
4.C
5.D
6.D
◆题型3 电化学与生产生活综合应用
7.C
8.C
9.D
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第4章 氧化还原反应和电化学(专项训练)
常考题型·精准突破
考点一 氧化还原反应
题型1 氧化还原反应定义、本质及特征
题型2 四大基本反应类型与氧化还原反应的关系
题型3 双线桥和单线桥表示电子转移
考点二 氧化剂与还原剂(重点)
题型1 氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的判断
题型2 常见氧化剂与还原剂
题型3 氧化性、还原性强弱比较
考点三 氧化还原反应的应用(难点)
题型1 氧化还原反应有关计算
题型2 氧化还原方程式的书写与配平
考点四 原电池
题型1 原电池的构成和形成条件
题型2 原电池的工作原理
题型3 原电池正负极判断
题型4 原电池的应用
考点五 化学电源(重点)
题型1 一次电池和二次电池
题型2 燃料电池与新型电池
考点六 电解池(重点)
题型1 电解池概念及组成
题型2 电解原理
题型3 电解池电极反应式与化学方程式书写
考点七 原电池与电解池综合考查(难点)
题型1 正负极、阴阳极判断
题型2 离子交换膜的应用
题型3 电化学中“多池”与“多室”的应用
题型4 电化学有关计算
考点八 电解原理的应用(重点)
题型1 氯碱工业
题型2 电冶金及金属的精炼
题型3 电镀
题型4 电有机合成
考点九 金属的腐蚀与防护
题型1 金属的腐蚀
题型2 金属腐蚀的原理与类型判断
题型3 金属的防护方法
综合攻坚·知能拔高
B 综合攻坚·知能拔高
题型1 氧化还原反应综合推断与计算
题型2 电化学综合(原电池+电解池+离子交换膜+计算)
题型3 电化学与生产生活综合应用
常考题型·精准突破
考点一 氧化还原反应
◆题型1 氧化还原反应定义、本质及特征
1.文脉相承、物载春秋。下列叙述不涉及氧化还原反应的是
A.用明矾溶液清洗铜镜表面的铜锈
B.《天工开物》记载的用炉甘石(ZnCO3)火法炼锌
C.《本草纲目》中“彼人采蒿蓼之属,晒干烧灰,以水淋汁,久则凝淀如石……”
D.《天工开物》中“凡研硝(KNO3)不以铁碾入石臼,相激火生,则祸不可测”
【答案】A
【详解】A.明矾是KAl(SO4)2·12H2O,Al3+发生水解反应产生的H+能够与铜锈(碱式碳酸铜)发生复分解反应,反应过程中无元素化合价变化,因此不涉及氧化还原反应,A正确;
B.火法炼锌涉及ZnCO3分解为ZnO,ZnO再在高温条件下被C还原为Zn和CO(或CO2),反应过程中Zn和C的化合价均发生变化,因此炉甘石(ZnCO3)火法炼锌的反应属于氧化还原反应,B不符合题意;
C.“烧灰”过程有机物燃烧生成CO2和H2O,碳元素化合价升高,失去电子被氧化,涉及氧化还原反应,C不符合题意;
D.铁与石臼研磨产生热量使硝酸钾分解:2KNO32KNO2+O2↑,反应中KNO3中N元素化合价降低,O元素化合价升高,因此发生的反应属于氧化还原反应,D不符合题意;
故合理选项是A。
2.(25-26高二·湖北部分重点高中·期末)下列不涉及氧化还原反应的是
A.酸碱中和滴定 B.电解饱和食盐水 C.铁生锈 D.工业合成氨
【答案】A
【详解】A.酸碱中和滴定的本质是酸电离的与碱电离的结合生成水和盐的反应,反应过程中所有元素化合价均未发生变化,不涉及氧化还原反应,A符合题意;
B.电解饱和食盐水的反应为,元素化合价从-1升高为0,元素化合价从+1降低为0,存在化合价升降,属于氧化还原反应,B不符合题意;
C.铁生锈是铁单质被空气中的氧化生成铁的氧化物的过程,元素化合价从0升高,元素化合价从0降低,存在化合价升降,属于氧化还原反应,C不符合题意;
D.工业合成氨的反应为,元素化合价从0降低为-3,元素化合价从0升高为+1,存在化合价升降,属于氧化还原反应,D不符合题意;
故选A。
◆题型2 四大基本反应类型与氧化还原反应的关系
3.(25-26高一上·北京北大附中·期末)下列基本反应类型中,一定不属于氧化还原反应的是
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
【答案】D
【详解】A.化合反应中,有单质参与的化合反应存在元素化合价变化,属于氧化还原反应,如,无单质参与的化合反应可能属于也可能不属于氧化还原反应,因此化合反应不是一定不属于氧化还原反应,A错误;
B.分解反应中,有单质生成的分解反应存在元素化合价变化,属于氧化还原反应,如,无单质生成的分解反应可能属于也可能不属于氧化还原反应,因此分解反应不是一定不属于氧化还原反应,B错误;
C.置换反应是单质与化合物反应生成新单质和新化合物的反应,一定存在元素化合价的升降,全部属于氧化还原反应,C错误;
D.复分解反应是两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应,反应过程中所有元素化合价均不发生变化,一定不属于氧化还原反应,D正确;
故选D。
4.(25-26高一上·江苏盐城阜宁滨海射阳三校·期中)反应2NO+2CON2+2CO2可应用于汽车尾气的净化。下列判断正确的是
A.该反应是置换反应 B.该反应是复分解反应
C.碳元素化合价降低 D.该反应是氧化还原反应
【答案】D
【详解】A.该反应中两个反应物都是化合物,不是一个单质和一个化合物反应,不属于置换反应,A错误;
B.该反应产物中生成了一种单质,并不是两种化合物交换成分生成另外两种化合物,不属于复分解反应,B错误;
C.该反应中CO中的C失电子化合价升高,C错误;
D.该反应中存在元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,D正确;
故答案选D。
◆题型3 双线桥和单线桥表示电子转移
5.(25-26高一上·甘肃白银靖远·期中)下列化学反应用双线桥法或单线桥法表示电子的转移情况,错误的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】
A.反应中,中元素的化合价由-2价升至0,中S元素的化合价由+6价降至+4价,电子转移总数应为,电子的转移情况为,故A错误;
B.反应中,失变为,2个得变为2个,单线桥表示电子的转移情况为,故B正确;
C.反应中,2个中共失去,1个中得到,单线桥表示电子的转移情况为,故C正确;
D.反应中H元素化合价从0升高为+1价,失电子,元素化合价从+2价降低为0,得到2个电子,双线桥表示电子的转移情况为,故D正确;
故选A。
6.饮用水中的对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中的浓度,某饮用水研究人员指出,在碱性条件下用铝粉将还原为N2,其化学方程式为:10Al+6NaNO3+4NaOH=10NaAlO2+3N2↑+2H2O。下列有关该反应的说法中,正确的是
A.反应中铝元素的化合价升高,被还原
B.若有10mol铝原子参与反应,则转移的电子总数为30
C.用双线桥表示的电子转移为:
D.可以用单线桥将电子转移表示为
【答案】C
【详解】A.由化学方程式可知,铝元素的化合价升高,被氧化,A项错误;
B.10 mol铝原子参加反应转移电子为10 mol× 3=30 mol,数目为30NA,B项错误;
C.用双线桥法表示的电子转移如下:,C项正确;
D.单线桥上应标注电子总数,并且不注明得失,D项错误。
故选C。
考点二 氧化剂与还原剂(重点)
◆题型1 氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的判断
7.将CO2转化为CH3OH,有利于实现“碳中和”,其化学反应方程式为(未配平;CH3OH中碳为-2价,氢为+1价)。下列关于该反应的说法错误的是
A.从元素守恒分析,X中应该含有氢元素
B.从化合价分析,CO2中的碳元素被还原
C.若X为H2,Y为H2O,则n(氧化剂):n(还原剂)=1:3
D.若X为H2O,Y为O2,则n(氧化剂):n(还原剂)=1:2
【答案】D
【详解】A.生成物含有氢元素,反应物不含氢元素,根据元素守恒,一定含有氢元素,A正确;
B.中为价,反应后生成中为价,碳元素化合价降低,得电子被还原,B正确;
C.若为,为,配平反应为,中碳元素化合价降低作氧化剂,中氢元素化合价升高作还原剂,,C正确;
D.若为,为,配平反应为,中C由+4价降为中-2价的C得,作氧化剂;生成氧气被氧化的氧元素(来自和)共失,还原剂为5 mol,二者物质的量之比为,并非,D错误;
故选D。
8.(24-25高一上·四川凉山州·期末)乙二醇的生产工艺中,需使用热的溶液(脱碳液)脱除,脱碳液中含有的能减少溶液对管道的腐蚀。可使用“碘量法”测定脱碳液中的含量,操作中涉及两个反应如下:
①;
②。
下列说法错误的是
A.氧化性:
B.反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
C.反应②生成时转移电子
D.反应②中表现氧化性
【答案】B
【详解】A.根据氧化还原反应规律,氧化剂的氧化性强于氧化产物,反应①中是氧化剂,是氧化产物,故氧化性:,A正确;
B.反应①中,中V元素从+5价降为+4价,作氧化剂,中I元素从-1价升为0价,作还原剂,结合反应计量数,氧化剂与还原剂物质的量之比为,B错误;
C.反应②中,S元素从中的+2价变为产物中的平均+2.5价,生成1mol 时共转移2mol电子,即转移电子数为,C正确;
D.反应②中中I元素从0价降为-1价,得电子作氧化剂,表现氧化性,D正确;
答案选B。
◆题型2 常见氧化剂与还原剂
9.下列物质属于常见氧化剂的一组是
A.、、、 B.、、、
C.、、、、 D.、、、
【答案】A
【详解】常见氧化剂有、、浓硫酸、、、等,常见还原剂有、、、、、等。
10.(24-25高一上·广东惠州龙门中山纪念中学教育集团高级中学·月考)下列变化中,需要加入氧化剂才能实现的是
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】下列转化中,需要加入氧化剂才能实现,说明选项中的物质作还原剂,失去电子化合价升高。
【详解】A.中N化合价降低,不符合题意;
B.中Br化合价升高,符合题意;
C.中元素化合价不变,不符合题意;
D.氯气可以和水反应生成盐酸和次氯酸,不需要加入氧化剂、还原剂,不符合题意;
故选B。
◆题型3 氧化性、还原性强弱比较
11.(25-26高三上·云南昆明第一中学2026届·联考)某酸性工业废水中含有Fe3+、Cu2+、Au3+等离子,从中回收金的流程设计如下:
下列说法错误的是
A.氧化性强弱比较:Au3+>Cu2+>Fe3+
B.合并滤液1、2,加碱沉淀、氧化、分解可制备Fe2O3
C.除铜反应的离子方程式为
D.纯铜、石墨分别为阴极、阳极,电解滤液3可制得单质铜
【答案】A
【分析】某酸性工业废水中含有Fe3+、Cu2+、Au3+等离子,向酸性废水中加入过量铁屑,Fe会优先还原氧化性最强的离子,Fe会先还原Au3+,再还原Fe3+,最后还原Cu2+。反应后,滤液1主要为Fe2+,而固体中含有Fe、Cu、Au,加入稀硫酸,过量的Fe与H2SO4反应生成Fe2+,而Cu和Au不反应,过滤后可除去Fe。在热的稀硫酸和O2条件下,Cu被氧化为Cu2+,而Au不反应,最终可分离出Au。
【详解】A.在反应2Fe3++Cu=2Fe2++ Cu2+,Fe3+被还原为Fe2+,而Cu被氧化为Cu2+,根据氧化还原反应规律,氧化剂的氧化性应强于氧化产物的氧化性,因此Fe3+的氧化性强于Cu2+,A错误;
B.由分析可知,滤液1、2含硫酸亚铁,加碱生成氢氧化亚铁,经氧化生成氢氧化铁,分解可制备Fe2O3,B正确;
C.由分析可知,在热的稀硫酸和O2条件下,Cu被氧化为Cu2+,除铜反应的离子方程式为,C正确;
D.由分析可知,滤液3含硫酸铜,纯铜、石墨分别为阴极、阳极,电解硫酸铜溶液,在阴极(纯铜)上析出单质铜,D正确;
故选A。
12.已知氧化性强弱顺序:Cl2>Br2>Fe3+>I2,则下列说法正确的是
A.某溶液中含有Fe2+、Cl-、I-,为了除去I-而不减少其他离子,可加入适量Fe3+
B.向FeBr2溶液中通入等物质的量Cl2,发生反应离子方程式为:2Br-+Cl2=Br2+2Cl-
C.Fe可以和I2在加热条件下生成FeI3
D.向含有NaBr、NaI的溶液中通入适量氯气,充分作用后,将溶液蒸干、灼烧,可能得到NaCl和NaI的固体混合物
【答案】A
【详解】氧化性强弱顺序:Cl2>Br2>Fe3+>I2,则还原性强弱顺序:Cl-<Br-<Fe2+<I-;
A.还原性强弱顺序:Cl-<Br-<Fe2+<I-,Fe3+能氧化碘离子不能氧化其它离子,所以某溶液中含有Fe2+、Cl-、I-,为了除去I-而不减少其他离子,可加入适量Fe3+,故A正确;
B.向FeBr2中通入等量Cl2,亚铁离子优先反应,然后部分溴离子被氯气氧化,反应的离子方程式为:2Fe2++2Br-+2Cl2═2Fe3++Br2+4Cl-,故B错误;
C.氧化性强弱顺序:Fe3+>I2,则还原性强弱顺序:Fe2+<I-,所以Fe3+氧化I-,则Fe和I2在加热条件下生成FeI2,故C错误;
D.氯气先氧化I-后氧化Br-,所以向含有NaBr、NaI的溶液中通入适量氯气后应该先除去NaI后除去NaBr,所以最终得到的固体中不能存在NaI而不存在NaBr,故D错误。
答案选A。
考点三 氧化还原反应的应用(难点)
◆题型1 氧化还原反应有关计算
13.(25-26高一上·天津武清杨村第三中学·月考)下列表示氧化还原反应中电子转移的方向和数目正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】
A.该反应中,只有元素化合价发生变化,中1个由0价升高为+1价,失去1个电子,1个由0价降低为-1价,得到1个电子,双线桥表示电子转移的方向和数目为,A错误;
B.中Fe化合价+3价,得到电子,化合价降低为0价(生成Fe单质),2个Fe得到电子数目(化合价差为)为,中C化合价+2价,失去电子,化合价升高为+4价(生成),3个C失去电子数目[化合价差为]为,B正确
C.中Cl化合价+5价,转化为中0价Cl,而不是转化为中-1价Cl(价态不交叉规律),得到,中Cl化合价-1价,转化为中0价Cl,其中5失去,1中Cl元素化合价不变,生成,双线桥表示电子转移的方向和数目为,C错误;
D.反应中Na由0价升高到+1价、失去电子,Cl由0价降低到-1价、得到电子,单线桥表示电子转移的方向和数目为,D错误;
故选B。
14.(25-26高一上·河北滦平第一中学等名校联盟·期末)足量铜与一定量的浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和(忽略向的转化)、的混合气体3.36L(已折算成标准状况),这些气体与一定体积的氧气混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入2mol/L氢氧化钠溶液至铜离子恰好完全沉淀时消耗氢氧化钠溶液的体积是150mL。下列说法不正确的是
A.混合气体中含和的体积之比为1:1
B.标况下消耗氧气的体积为1.58L
C.此反应过程中转移的电子为0.3mol
D.原浓硝酸含溶质的物质的量为0.45mol
【答案】B
【分析】标准状况下3.36 L混合气体的物质的量,2 mol/L 150 mLNaOH溶液中氢氧化钠的物质的量n(NaOH)=2 mol/L×0.15 L=0.3 mol。铜离子恰好沉淀时,反应后的溶质为硝酸钠,根据钠离子守恒可知硝酸钠中硝酸根离子的物质的量为0.03mol,Cu失去的电子的物质的量等于硝酸根的物质的量,设NO的物质的量为x,NO2的物质的量为y,则x+y=0.15 mol,根据得失电子守恒可知3x+y=0.3 mol,解得x=y=0.075 mol;根据氮原子守恒可得硝酸的物质的量为0.3 mol+0.15 mol=0.45 mol;生成氢氧化铜的物质的量为:0.3mol×=0.15mol,反应消耗的铜的物质的量为0.15mol,0.15mol铜完全反应失去0.3mol电子,根据电子守恒,氧气得到的电子与铜失去的电子一定相等,根据电子守恒计算出消耗氧气物质的量,,再计算出需要的氧气体积V(O2)=0.075 mol×22.4 L/mol=1.68 L;
【详解】A.根据分析,生成NO、NO2的物质的量均为0.075 mol,混合气体中含NO2和NO的体积之比为1:1,A正确;
B.根据得失电子守恒,氧气得到的电子与铜失去的电子相等,需要的氧气体积1.68 L,B错误;
C.根据分析,氢氧化铜的物质的量为:0.15mol,反应消耗的铜的物质的量为0.15mol,0.15mol铜完全反应失去0.3mol电子,C正确;
D.铜离子恰好沉淀时反应后的溶质为硝酸钠,根据钠离子守恒可知,硝酸钠中硝酸根离子的物质的量为0.3 mol,根据氮原子守恒可知硝酸的物质的量为0.3 mol+0.15 mol=0.45 mol,D正确;
故合理选项是B。
◆题型2 氧化还原方程式的书写与配平
15.草酸()是一种二元弱酸,可以使酸性高锰酸钾褪色,其离子方程式为__________(未配平)。下列叙述不正确的是
A.发生氧化反应的为 B.每消耗6mol ,转移电子
C.还原性: D.配平后离子方程式右侧横线内的产物是
【答案】D
【分析】首先配平该离子方程式:Mn元素化合价从+7降为+2,每个得5e⁻;C元素化合价从+3升为+4,每个共失2e⁻,结合电子守恒、电荷守恒、原子守恒得配平的反应为:。
【详解】A.中C元素化合价升高,失电子被氧化,发生氧化反应,A正确;
B.由配平的反应可知,每消耗6mol ,反应转移10mol电子,即,B正确;
C.氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物,是还原剂,是还原产物,故还原性,,C正确;
D.配平后右侧横线内产物为,不是,D错误;
故选D。
16.配平下列反应:
(1)____________________________________________________________
(2)______________________________________________________________________
(3)_____________________________________________________
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】元素从价到价降低价,元素从价到价升高价,根据化合价升降总数相等,和系数配和系数配,再根据原子守恒配平其它物质,最后结果是:。元素从价到价降低价,元素从价到价升高价,根据化合价升降总数相等,和系数配系数配系数配,再根据原子守恒配平其它物质,最后结果是:。元素从价到价升高价,元素从价到价升高价,元素从价到价降低价,化学式决定和原子个数比为,根据化合价升降总数相等,系数配,化合价改变的和系数配,再根据原子守恒配平其它物质,最后结果是:。
考点四 原电池
◆题型1 原电池的构成和形成条件
17.(24-25高三上·河南驻马店高级中学·月考)化学与生产、生活密切相关。下列有关说法正确的是
A.根据原电池原理,将反应设计为原电池,可选用导线、片、石墨棒和溶液
B.燃料电池是一种绿色环保、能量利用率达到100%的化学电源
C.高纯硅制成的太阳能电池属于化学电源,可将太阳能转化为电能
D.碱性锌锰干电池是一种适用于大电流和连续放电的二次电池
【答案】A
【详解】由方程式可知,将反应设计为原电池时,可选用导线、片、石墨棒和溶液,铁电极为负极,铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子,石墨电极做正极,铁离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁离子,故A正确;燃料电池的能量利用率不能达到100%,故B错误;高纯硅制成的太阳能电池是将太阳能转化为电能的光伏电池,故C错误;碱性锌锰干电池是常见的一次电池,故D错误。
18.某电池的总反应式为,该原电池的正确组合是
选项
A
B
C
D
正极材料
Cu
Ag
Ag
Cu
负极材料
Ag
Cu
Cu
Ag
电解质溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】根据电池的总反应式分析,铜化合价升高,作负极,银离子变为银单质,化合价降低,在正极上反应,而电解液是含银离子的盐溶液即硝酸银溶液,故B符合题意。
综上所述,答案为B。
◆题型2 原电池的工作原理
19.(24-25高二上·河南驻马店新蔡第一高级中学·月考)将反应设计成原电池,某一时刻的电子流向及电流计(G)指针偏转方向如图所示,下列有关叙述正确的是
A.盐桥中的移向溶液 B.工作一段时间后,溶液中减小
C.电子由溶液通过盐桥移向溶液 D.作负极,发生还原反应
【答案】B
【分析】原电池中电子从负极流出,流入正极;阳离子移向正极,阴离子移向负极。根据电子的流向可判断铜是负极,银是正极。
【详解】A.阳离子移向正极,阴离子移向负极,KNO3盐桥中的K+移向硝酸银溶液,A错误;
B.正极银离子得到电子生成金属银,导致工作一段时间后,AgNO3溶液中c(Ag+)减小,B正确,
C.电子从负极流出,流入正极,只能通过导线传递,不能由AgNO3溶液通过盐桥移向Cu(NO3)2溶液,C错误;
D.Cu作负极,失电子,发生氧化反应,D错误;
故答案为:B。
20.分析下边原电池装置,其中结论正确的是
A.电池的负极是Mg
B.溶液中的向Mg电极迁移
C.电子由Al出发,经过NaOH溶液,到Mg的表面
D.Al电极电极反应为:
【答案】B
【分析】氢氧化钠和镁不反应、和铝反应生成偏铝酸钠,故铝为负极、镁为正极。
【详解】A.由分析可知,电池的负极是铝,A错误;
B.原电池中阳离子向正极移动,故溶液中的Na+向Mg电极迁移,B正确;
C.电子不会经过内电路,电子由负极Al出发,经过外电路导线到Mg的表面,C错误;
D.铝为负极,被氧化,电极反应为,D错误;
故答案选B。
◆题型3 原电池正负极判断
21.(25-26高一下·北京师范大学第二附属中学·期末)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下,下列说法不正确的是
A.Pt电极是该装置的正极
B.正极的电极反应式:O2 + 4e−+ 2H2O=4OH−
C.负极的电极反应式:NO−2e−+O2−=NO2
D.固体电解质中O2−向负极移动
【答案】B
【分析】图示为原电池装置,氧气为氧化剂,NO为还原剂,则Pt电极为正极,NiO电极为负极,固体电解质传导氧离子;
【详解】A.氧气得到电子转化为氧离子,所以Pt电极是正极,A正确;
B.固体电解质传导氧离子,正极氧气得到电子生成氧离子:O2+4e−=2O2-,B错误;
C.负极NO失去电子转化为NO2,电极反应式为NO−2e−+O2−=NO2,C正确;
D.原电池中阴离子向负极移动,O2−向负极移动,D正确;
故选B。
22.某同学研究FeSO4溶液和AgNO3溶液的反应,设计如下对比实验。
实验
I.
II.
现象
连通电路后,电流表指针向右偏转,分别取反应前和反应后甲中的溶液,滴加KSCN溶液,前者几乎无色,后者显红色
连通电路后,电流表指针向左发生微小的偏转,甲、乙烧杯中均无明显现象
已知:空气中的O2溶于水可在电极上放电。下列说法正确的是
A.仅由I中的现象可推知Ag+的氧化性强于Fe3+
B.II中电流表指针向左偏转的原因是Fe2+氧化了银电极
C.II中若将银电极换成石墨电极,电流表指针可能不再向左偏转
D.对比I、II可知,I中氧化了Fe2+
【答案】C
【分析】由实验Ⅰ可知甲烧杯溶液在反应后生成Fe3+,电子由石墨电极流向银电极,则石墨电极为负极,银电极为正极,负极发生反应为:Fe2+-e-= Fe3+;由实验Ⅱ可知:银电极为负极,石墨电极为正极,负极发生反应:Ag-e-=Ag+,而Fe3+的氧化性强于Ag+,故正极溶液中的Fe2+不参与反应,所以正极发生吸氧腐蚀,O2在正极得到电子生成OH-。
【详解】A.由实验Ⅰ可知甲烧杯溶液在反应后生成Fe3+,电子由石墨电极流向银电极,则石墨电极为负极,银电极为正极,负极发生反应为:Fe2+-e-= Fe3+,正极可能是空气中的氧气得到电子,也可能是Ag+得到电子,不能确定Ag+的氧化性强于Fe3+,A错误;
B.由分析可知,是空气中的氧气氧化银电极,故B错误;
C.Ⅱ中若将银电极换成石墨电极,石墨为惰性电极,不能失去电子,不能形成原电池,电流表指针可能不再向左偏转,C正确;
D.若是氧化了Fe2+,那么Ⅱ中的Fe2+也会被氧化,但实验Ⅱ中无明显现象,说明I中是O2氧化了Fe2+,D错误;
故选C。
◆题型4 原电池的应用
23.某原电池总反应方程式为,能实现该反应的原电池组成是
A.正极为铜,负极为铁,电解质溶液为FeCl3溶液
B.正极为石墨,负极为铜,电解质溶液为FeCl3溶液
C.正极为铜,负极为铁,电解质溶液为CuSO4溶液
D.正极为石墨,负极为铜,电解质溶液为CuSO4溶液
【答案】B
【详解】A.负极为铁,铁比铜活泼,优先失电子,总反应为,无法实现题给反应,A错误;
B.负极为铜,铜失电子生成,正极为惰性石墨,电解质溶液中在正极得电子生成,总反应为,B正确;
C.负极为铁,电解质为溶液,总反应为,无法实现题给反应,C错误;
D.电解质为溶液,无参与反应,无法实现题给反应,D错误;
故选B。
24.(25-26高二上·天津第二耀华中学·月考)有a、b、c、d四个金属电极,有关的实验装置及部分实验现象如下:
实验装置
部分实验现象
a极质量减少;b极质量增加
b极有气体产生;c极无变化
d极溶解;c极有气体产生
电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】原电池中一般负极的活泼性强于正极,装置一:形成原电池,a极质量减小,b极质量增加,a极为负极,b极为正极,则金属的活动性顺序a>b;装置二:未形成原电池,b极有气体产生,c极无变化,则金属的活动性顺序b>c;装置三:形成原电池,d极溶解,所以d是负极,c极有气体产生,所以c是正极,则金属的活动性顺序d>c;装置四:形成原电池,电流从a极流向d极,a极为正极,d极为负极,则金属的活动性顺序d>a;所以这四种金属的活动性顺序为d>a>b>c;故选C。
考点五 化学电源(重点)
◆题型1 一次电池和二次电池
25.(25-26高二上·天津西青张家窝中学·月考)下面是几种常见的化学电源示意图,有关说法不正确的是( )
A.上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B.干电池在长时间使用后,锌筒被破坏
C.铅蓄电池工作过程中,每通过2 mol电子,负极质量减轻207 g
D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
【答案】C
【详解】A.干电池是一次性电池,铅蓄电池是可充电电池属于二次电池,氢氧燃料电池属于燃料电池,A选项正确;
B.在干电池中,Zn作负极,被氧化,因此长时间使用后,锌筒被破坏,B选项正确;
C.铅蓄电池工作过程中,硫酸铅在负极上析出,该极质量应该增加而非减小,C选项错误;
D.氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内,且工作的最终产物是水,故氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源,D选项正确;
答案选C。
【点睛】本题考查了原电池类型的分析判断,依据原电池原理判断电极和反应产物是解题关键,易错点为选项A,干电池是一次性电池,铅蓄电池是可充电电池属于二次电池,氢氧燃料电池属于燃料电池。
26.普通锌锰电池(如左图所示)和碱性锌锰电池(如右图所示)是生活中用量很大的两种干电池。普通锌锰电池放电时发生的主要反应为:Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH),碱性锌锰电池总反应式为:Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2。下列说法错误的是
A.碱性锌锰干电池正极的电极反应式为2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-
B.普通锌锰电池中NH4Cl糊的作用是提供酸性环境,形成闭合回路
C.碱性锌锰电池的密封性更好,能够有效防止电解液泄漏、鼓包现象
D.两种干电池中的金属外壳都作电池的负极,只是最终产物不同
【答案】D
【详解】A.碱性锌锰电池总反应减去负极反应,可得正极反应为,A正确;
B.普通锌锰电池中为电解质,水解使体系呈酸性,可传导离子形成闭合回路,B正确;
C.碱性锌锰电池负极材料封装在内部,外壳不参与电极反应,密封性更好,能有效避免电解液泄漏、鼓包,C正确;
D.普通锌锰电池的锌外壳作负极,但碱性锌锰电池的金属外壳为钢壳,不参与电极反应,负极是内部的锌膏,并非金属外壳作负极,D错误;
故选D。
◆题型2 燃料电池与新型电池
27.(25-26高一下·河北保定部分学校·期末)一种熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示。下列有关该电池的说法正确的是
A.电极A为正极,发生氧化反应
B.电池工作时,化学能完全转化为电能
C.电极B上发生的电极反应为
D.电池工作时,参与电极反应
【答案】D
【详解】A.电极A通入CO、,反应后生成、,C、H元素化合价升高,失电子发生氧化反应,电极A为负极,A错误;
B.电池工作时,大部分化学能转化为电能,还有部分能量以热能形式散失,无法完全转化为电能,B错误;
C.电极B为正极,得电子,且电解质为熔融碳酸盐,电极反应为,C错误;
D.电极A为负极,参与负极反应,失电子结合生成和,D正确;
故选D。
28.(23-24高二上·江西上饶余干私立蓝天中学·期末)根据甲醇在碱性电解质溶液中与氧气反应,设计一种燃料电池,该燃料电池工作时,负极上发生的反应为
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.反应式中生成H+,而电解质为碱性,H+会与OH-结合生成水,不符合条件,A错误;
B.该反应为OH-失去电子生成O2,属于是正极反应的逆反应,负极应为燃料甲醇发生氧化反应,B错误;
C.甲醇在碱性条件下被氧化生成,电荷和原子均守恒,符合碱性环境要求,C正确;
D.反应式中生成H+,碱性条件下H+无法存在,D错误;
故选C。
考点六 电解池(重点)
◆题型1 电解池概念及组成
29.(25-26高二上·湖南邵阳海谊中学·期末)下列关于电解池的说法中,正确的是
A.电解池是将化学能转化为电能的装置
B.电解池中,阳极发生还原反应
C.电解池中,阴极发生氧化反应
D.电解水时,阳极产生氧气,阴极产生氢气
【答案】D
【详解】A.电解池是将电能转化为化学能的装置,将化学能转化为电能的装置为原电池,A错误;
B.电解池中阳极发生失电子的氧化反应,还原反应在阴极发生,B错误;
C.电解池中阴极发生得电子的还原反应,氧化反应在阳极发生,C错误;
D.电解水时,阳极失电子生成,阴极得电子生成,因此阳极产生氧气,阴极产生氢气,D正确;
故选D。
30.(25-26高二上·河南百师联盟·联考)下列过程能实现电能转化为化学能的是
A.偏二甲肼燃烧 B.电解饱和食盐水
C.太阳能集热器 D.风力发电
【答案】B
【详解】A.偏二甲肼燃烧是化学能转化为热能,A不符合题意;
B.电解饱和食盐水需要外加电源供电,使非自发的氧化还原反应发生,实现电能转化为化学能,B符合题意;
C.太阳能集热器将太阳能转化为热能,C不符合题意;
D.风力发电将风能转化为电能,D不符合题意;
故选B。
◆题型2 电解原理
31.(25-26高三上·宁夏银川唐徕中学·期末)工业上用单池双膜三液装置(如下图),依据电解原理电解制备和,下列说法正确的是
A.导线X接外电源的负极
B.N电极的电极反应方程式为
C.每当产生标准状况下气体A,Ⅲ室溶液的质量理论上减少
D.离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜
【答案】D
【分析】电极M区进入的稀硝酸,出来的是浓硝酸,则M为阳极,水被氧化得到氧气和氢离 子,A为氧气,硝酸根向左移动,左侧可制得硝酸,N为阴极,水放电产生氢气和氢氧根,B为氢气,铵根向右移动,二者反应得到浓氨水,以此解题。
【详解】A.由分析可知,Ⅰ室中电极产生,电极反应式为,发生氧化反应,电极M为阳极,接外电源的正极,A错误;
B.由分析可知,电极N为阴极,电极反应式为,B错误;
C.每当产生标准状况下,根据电子守恒,Ⅲ室溶液中就要生成,质量减少,同时依据电荷守恒,通过阳离子交换膜进入Ⅲ室,溶液质量增加,所以Ⅲ室溶液的质量理论上共增加,C错误;
D.根据电解装置图中物质的进出以及所要制备的物质,可知Ⅱ室中的要进入Ⅰ室,所以离子交换膜Ⅰ为阴离子交换膜。要进入Ⅲ室,离子交换膜Ⅱ为阳离子交换膜,D正确;
故选D。
32.(24-25高三下·安徽六校·质检)科学家利用电解原理实现和两种分子的耦合转化,装置如图所示,以下说法中不正确的是
A.在阴极发生还原反应
B.相同条件下,若生成和的体积比为,则消耗的和体积比为
C.在阳极发生的电极反应之一为:
D.电解过程将中所有的氢原子都转移到和中
【答案】D
【详解】A.由图可知,CO2在阴极得电子发生还原反应,电极反应为,故A正确;
B.令生成乙烯和乙烷分别为2体积和1体积,根据阿伏加德罗定律,同温同压下,气体体积比等于物质的量之比,再根据得失电子守恒,得到发生的总反应为:,则消耗CH4和CO2的体积比为6:5,故B正确;
C.CH4在阳极发生的电极反应之一为:,故C正确;
D.根据总反应可知,CH4中的氧原子部分生成了H2O,故D错误;
故答案为D。
◆题型3 电解池电极反应式与化学方程式书写
33.利用下图装置电解硫酸铜溶液,下列说法正确的是
A.b电极上发生氧化反应
B.该装置能将化学能转变成电能
C.电解质溶液中Cu2+从b电极向a电极迁移
D.若a为铜,则a的电极反应式为:Cu-2e-=Cu2+
【答案】D
【分析】a接电源的正极,a为电解池的阳极,b接电源的负极,b为电解池的阴极。
【详解】A.b电极为阴极,b电极上发生还原反应,故A错误;
B.电解池是把电能转变为化学能的装置,故B错误;
C.电解池中Cu2+向阴极迁移,即向b电极迁移,故C错误;
D.若a为铜,铜为活性阳极,失去电子,电极反应式为:Cu-2e-= Cu2+,故D正确;
故答案为:D。
34.某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的开关时,观察到电流表的指针发生了偏转。请根据如图所示,回答下列问题:
(1)甲池为_____(填“原电池”“电解池”或“电镀池”),通入 CH3OH 电极的电极反应为_____。
(2)乙池中 A(石墨)电极的名称为_____(填“正极”“负极”或“阴极”“阳极”),总反应化学方程式为__________。
(3)当乙池中 B 极质量增加 5.4 g 时,甲池中理论上消耗 O2 的体积为_____mL(标准状况),丙池中_____(填“C”或“D”)极析出_____g 铜。
(4)若丙中电极不变,将其溶液换成 NaCl 溶液,开关闭合一段时间后,甲中溶液的 pH将_____(填“增大”“减小”或“不变”,下同),丙中溶液的 pH 将______。
【答案】 原电池 CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O 阳极 4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3 280 D 1.6 减小 增大
【详解】(1)甲池为原电池,燃料在负极失电子发生氧化反应,在碱溶液中生成碳酸盐,甲池中通入CH3OH电极的电极反应为:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;
(2)乙池是电解池,A为阳极,B为阴极,电池中是电解硝酸银溶液生成银,硝酸和氧气,电池反应为4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3;
(3)当乙池中B极质量增加5.4g Ag,其物质的量==0.05mol,根据电子守恒计算4Ag~O2~4e-,甲池中理论上消耗O2的体积==0.28L=280mL;丙为电解池,C为阳极,D为阴极,电解氯化铜溶液,铜离子在阴极得到电子析出铜,结合电子守恒计算2Ag~Cu~2e-,析出铜质量==1.6g;
(4)甲中发生的反应为甲醇与氧气、氢氧化钾的反应,反应消耗氢氧根离子,则pH减小,丙中电极不变,将其溶液换成NaCl溶液,则丙中电解NaCl溶液生成氢氧化钠,所以溶液pH增大。
【点睛】多池的判断:若多个单池相互串联,又有外接电源时,则与电源相连接时的装置为电解池或电镀池。若无外接电源时,首先找电源,先选以较活泼金属的电极为原电池的电子输出极(负极),其余为原电池的支配装置即为电镀池或电解池,再通过判断。
考点七 原电池与电解池综合考查(难点)
◆题型1 正负极、阴阳极判断
35.铁铬液流电池利用溶解在盐酸溶液中的铁离子、铬离子价态变化进行充放电,工作原理如图。下列叙述正确的是
A.接输电网时,b为正极
B.充电过程中阳极可能会产生
C.放电时,电路中每通过,减少0.1mol
D.充电时电池反应为:
【答案】C
【分析】接输电网时,装置为原电池,从图中可知,b极失电子生成,b电极为负极;a电极得电子生成,a电极为正极。
【详解】A.接输电网时,为原电池,从图中可看出b失去电子,为负极,A错误;
B.充电过程中,b极为阴极氢离子可能在阴极得电子,产生,B错误;
C.放电时,电路中每通过,正极附近得电子变为减少0.1mol,C正确;
D.充电时a极为阳极,失电子生成,b极为阴极,得电子生成,D错误;
故选C。
36.依据下图判断,下列叙述正确的是
A.Ⅰ是原电池,Ⅱ是电镀装置
B.Ⅰ、Ⅱ装置中锌极上均发生氧化反应
C.Ⅱ、Ⅲ装置中,铜极均发生氧化反应而溶解
D.Ⅱ、Ⅲ装置中Cu2+浓度基本不变
【答案】A
【详解】A.甲装置没有外加电源,属于原电池,乙装置存在外加电源,属于电解池,可以在锌上镀铜,为电镀池,故A正确;
B.甲装置中,锌是负极,该电极上锌失电子发生氧化反应,乙装置中,锌极是阴极,该电极上发生还原反应,故B错误;
C.乙装置Cu作阳极,阳极上Cu失电子发生氧化反应,丙装置中铜作阴极,锌作阳极,阳极上锌失电子发生氧化反应,故C错误;
D.乙装置是电镀装置,铜离子浓度不变,但是丙装置中阴极铜离子得电子生成铜单质,阳极上锌失电子生成锌离子,所以溶液中铜离子浓度减少,故D错误;
答案选A。
◆题型2 离子交换膜的应用
37.(25-26高二上·浙江宁波慈溪2025学年第一学期·期末)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺,节能超过30%,在此工艺中,物料传输和转化关系如图,其中电极未标出。下列说法中不正确的是
A.比较图中a%与b%的大小:a%>b%
B.图中Y为,若电解产生11.2L(标准状况)该物质,则至少转移电子1mol
C.图中离子膜均为阳离子交换膜
D.燃料电池B中的正极反应方程式为:
【答案】A
【分析】左侧A为电解饱和食盐水的电解池,左侧通入饱和,排出稀,说明左侧为阳极,放电生成,右侧为阴极,水电离的放电生成,同时生成,作为右侧燃料电池B的负极燃料,为燃料电池正极反应物,据此分析:
【详解】A.燃料电池B中,负极反应为,消耗、稀释,正极反应为,且经阳离子交换膜从负极迁移到正极,使正极浓度升高,通入正极的是,流出的是,因此,A错误;
B.为电解池阴极产物,标准状况下物质的量为,生成转移电子,故转移电子,B正确;
C.电解池中需要阳离子交换膜,允许从阳极迁移到阴极,同时隔绝和气体,燃料电池中需要阳离子交换膜允许从负极迁移到正极,因此两个离子膜均为阳离子交换膜,C正确;
D.燃料电池正极是碱性环境下得电子,反应式为,D正确;
故答案选A。
38.(25-26高二下·四川眉山·期末)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺节能超过30%。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化如图所示,其中的电极未标出,所用的离子交换膜都只允许阳离子通过,下列说法错误的是
A.X、Y分别为、
B.燃料电池B中负极的电极反应式为:
C.
D.每产生标准状况下22.4 L X气体,理论上消耗
【答案】C
【详解】A.电解饱和食盐水,阳极上失去电子变为,阴极上水电离产生的得到电子变为,同时在阴极附近产生,反应产生的可作为燃料电池的原料,故X是,Y是,A正确;
B.在燃料电池中,通入燃料的电极为负极,失去电子变为,再与溶液中的结合形成,故燃料电池中负极的电极反应式为 ,B正确;
C.在燃料电池B中,正极区通入空气,发生反应生成氢氧根离子;同时,为了维持电荷平衡,负极区的钠离子会通过阳离子交换膜迁移至正极区,这导致正极区(即流出b%溶液的一侧)的NaOH物质的量增加,浓度升高,因此应该是b% >a%,C错误;
D.根据电子转移守恒,X气体为,标况下 22.4 L ,生成 1 mol转移 2 mol 电子,在燃料电池中,消耗 1 mol需要转移 4 mol 电子,因此转移 2 mol 电子理论上消耗的为 ,D正确;
故选C
◆题型3 电化学中“多池”与“多室”的应用
39.浓差电池是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。将两个完全相同的电极浸入两个溶质相同但浓度不同的电解质溶液中构成的浓差电池,称为双液浓差电池。模拟工业上电渗析法实现海水(用氯化钠溶液代替)淡化的装置如图所示。下列说法错误的是
A.向Cu(1)极区域迁移 B.C(2)极发生还原反应
C.膜1为阳离子交换膜 D.C(2)极反应为
【答案】C
【分析】根据题意及题目所给图分析,利用电渗析法实现海水淡化,即通过电解氯化钠溶液,则氯离子向区移动,钠离子向区移动,要保持区电荷平衡,则氢氧根离子浓度增加,则电极为阴极,电极反应式为,C(1)为阳极,Cu(1)为负极,Cu(2)为正极,以此逐个分析选项;
【详解】A.根据分析,Cu(1)为负极,电极为正极,铜离子得电子生成铜单质,由于原电池采用阴离子交换膜,则硫酸根离子应向电极区迁移,A正确;
B.根据分析,电极作电解池阴极,发生还原反应,B正确;
C.根据分析,为阴极,为阳极,区氯离子失电子发生氧化反应,则电解液中氯离子向区迁移,膜1为阴离子交换膜,C错误;
D.根据分析,作阴极发生还原反应,电极反应式为,D正确;
故选C。
40.(25-26高二上·辽宁东北育才学校·月考)用锂硫电池处理含有氯化铵的废水装置如图,锂硫电池工作原理:下列说法正确的
A.a电极与锂硫电池的正极相连
B.c,e为阴离子交换膜,d为阳离子交换膜
C.当锂硫电池中消耗32g硫时,N室增加的离子总物质的量为4mol
D.出口一和出口二物质分别为浓溶液,浓溶液
【答案】C
【详解】电池放电时,电极失去电子变为,发生氧化反应,则为负极,硫为正极,正极发生的电极反应为,由图可知,N室氯化钠浓度变大,故b极区钠离子向N室移动,M室氯离子向N室移动,e为阳离子交换膜,d为阴离子交换膜,b为阳极,电极反应式为,故出口二物质为浓硫酸,a为阴极,电极反应式为,铵根离子从M室向左侧迁移,c为阳离子交换膜,据此分析。由分析可知,a为阴极,与锂硫电池的负极相连,A错误;根据分析可知,为阳离子交换膜,d为阴离子交换膜,B错误;根据正极电极反应式可知,32g硫,即转移2mol电子,有2mol钠离子和2mol氯离子向N室移动,N室增加的离子总物质的量为4mol,C正确;出口一和出口二物质分别为磷酸铵,浓硫酸,D错误。
◆题型4 电化学有关计算
41.(2026·陕西西安雁塔陕西师范大学附属中学2026届·一模)工业上可利用流汞电解法电解海水,如图所示流汞电解池的底部略微倾斜。在电解池中,汞作为阴极,生成并通过电解池底部流入Z池,发生反应:。下列说法正确的是
A.阳极附近溶液不发生变化
B.汞阴极发生电极反应:
C.理论上每生成1,需消耗海水中氯化钠的质量为117g
D.理论上每生成1,Z池中溶液质量增加80g
【答案】C
【分析】根据题意,在电解池中,汞作为阴极,生成,可知汞阴极发生电极反应:,阳极发生电极反应:。
【详解】A.阳极发生电极反应:,会有一定溶解使电极附近溶液降低,A错误;
B.汞阴极发生电极反应:,B错误;
C.理论上每生成1,需生成2,即需要转移2电子,根据电解反应:,则消耗海水中的质量为117g,C正确;
D.根据反应:,每生成1,会消耗2并且逸出,Z池溶液中物质最多增加44g,D错误。
故选C。
42.用惰性电极电解一定浓度的溶液,通电一段时间后,向所得的溶液中加入0.1mol后恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中转移电子的物质的量为
A.0.4mol B.0.5mol C.0.6mol D.0.8mol
【答案】C
【分析】可改写为,因反应后生成的离开溶液,所以向所得溶液中加入相当于加入。
【详解】A.阴极上放电,阳极上放电,根据Cu原子,H原子守恒可知,阴极上析出,则转移电子的物质的量为,A错误;
B.由A可知转移电子的物质的量为,B错误;
C.由A可知转移电子的物质的量为,C正确;
D.由A可知转移电子的物质的量为,D错误;
故答案选C。
考点八 电解原理的应用(重点)
◆题型1 氯碱工业
43.(24-25高三上·广东部分学校·期末)在工业制造中,利用化学反应可以制造出许多物质,使得我们的生活更加丰富多彩。下列方程式书写正确的是
A.溶液刻蚀电路铜板:
B.氯碱工业:
C.制备硅酸胶体:
D.工业制镁:
【答案】B
【详解】A.三价铁离子与铜反应时,还原产物是亚铁离子,不是铁单质;根据电子守恒,正确的离子方程式为,A错误;
B.电解饱和食盐水时,阳极生成氯气,阴极生成氢气和氢氧根离子,完整的离子方程式为,B正确;
C.原式将可溶性强电解质硅酸钠写成分子形式,同时又写出氢离子和钠离子,混用了分子式与离子形式;正确的净离子方程式为,C错误;
D.镁比铝活泼,铝不能从氧化镁中置换出镁;工业上电解熔融氯化镁,反应方程式为,D错误;
故选B。
44.下列说法正确的是
A.钻石璀璨夺目与其为共价晶体有关
B.在-50℃环境中,用水可制得直径在800nm~10μm的光纤,冰光纤是一种胶体,具有丁达尔现象
C.“嫦娥石”晶体组成为,可利用X射线衍射法获取其晶体结构。39Y是一种稀土元素,属于非金属元素。
D.氯碱工业中阳极区的溶液用盐酸调pH为2~3,促进Cl2的产生
【答案】D
【详解】A.钻石璀璨夺目是由于色散的作用,钻石会反射出五光十色的彩光,与共价键、共价晶体无关,A错误;
B.冰光纤是一种物质组成的纯净物,不是胶体,不具有丁达尔效应,B错误;
C. 39Y是一种稀土元素,稀土元素均属于金属元素,C错误;
D.氯碱工业中阳极区产生氯气,氯气与水发生反应:,增大溶液中盐酸的浓度能使平衡逆向移动,减少氯气在水中的溶解,故氯碱工业中阳极区的溶液用盐酸调pH为2~3,促进Cl2的产生,D正确;
答案选D。
◆题型2 电冶金及金属的精炼
45.(25-26高二上·内蒙古鄂尔多斯·期末)下列有关电解原理在工业上的应用正确的是
A.直接电解海水生产烧碱和氯气
B.电镀时镀件与电源正极相连
C.电解熔融的氯化钠冶炼金属钠
D.粗铜精炼时溶液中铜离子浓度不变
【答案】C
【详解】A.工业上生产烧碱和氯气通常电解饱和精制食盐水,直接电解海水因杂质多、浓度低不适用,A错误;
B.电镀时镀件应作为阴极连接电源负极,若与正极相连会作为阳极被氧化导致腐蚀,B错误;
C.电解熔融氯化钠时,钠离子在阴极得电子被还原为金属钠,是工业冶炼钠的标准方法,C正确;
D.粗铜精炼时,阳极粗铜溶解(含杂质)的铜量小于阴极纯铜析出的铜量,导致溶液中铜离子浓度降低,D错误;
故选C。
46.金属镍有广泛的用途,粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述中正确的是(已知氧化性:Fe2+<Ni2+<Cu2+)
A.阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2++2e-=Ni
B.电解后,Cu和Pt沉降在电解槽底部的阳极泥中
C.电解后,溶液中存在的离子只有Fe2+和Zn2+
D.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
【答案】B
【详解】A.阳极发生氧化反应,根据氧化性:Fe2+<Ni2+<Cu2+可知,发生电极反应:、、,A错误;
B.Pt和Cu金属性弱于Ni,Ni被氧化损耗后Cu和Pt沉降在电解槽底部的阳极泥中,B正确;
C.根据金属性强弱可知,电解后,溶液中存在阳离子:、、和,C错误;
D.阳极失电子被氧化的有Zn、Fe和Ni,而阴极被还原的金属只有Ni,根据得失电子守恒,阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等,D错误;
答案选B。
◆题型3 电镀
47.(25-26高二上·北京育英中学·期中)如图为电镀实验装置,下列有关叙述不正确的是
A.电镀时,待镀铁制品应与直流电源负极相连
B.通电后,溶液中的移向阳极
C.镀铜时,理论上阳极和阴极的质量变化相等
D.待镀铁制品增重0.64g,电路中通过的电子为0.01mol
【答案】D
【分析】电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极。待镀铁制品作阴极发生还原反应,铜片作阳极发生氧化反应。
【详解】A.电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极,待镀铁制品作阴极应与直流电源负极相连,A正确;
B.电镀时溶液中的阴离子移向阳极,故移向阳极,B正确;
C.镀铜时,阴极发生还原反应;铜片作阳极发生氧化反应,理论上阳极减少的铜和阴极的增加的铜的质量相等,C正确;
D.待镀铁制品增重0.64g,即阴极生成的铜为0.01mol,根据电极反应式可知电路中通过的电子为0.02mol,D错误;
故答案为:D。
48.(25-26高二上·四川泸州·期末)电镀铜的过程中,待镀制品常伴有H2逸出,但若溶液中存在就可防止H+被还原,并且产生的不会在待镀制品上沉积,也不会影响铜镀层的性质。下列说法正确的是
A.b连接直流电源的正极
B.H2逸出会导致铜的沉积效果变差
C.参与的电极反应式为
D.a极溶解铜的质量与b极析出铜的质量相等
【答案】B
【分析】电镀铜的过程中,待镀制品应连接电源负极,作为阴极(b极),发生还原反应。Cu片应连接电源正极,作为阳极(a极),发生氧化反应。
【详解】A.根据电镀原理,待镀制品(b极)应作为阴极,连接电源负极;而Cu片(a极)作为阳极,连接电源正极,A错误;
B.在电镀过程中,若溶液中H+被还原为H2,则会导致阴极上Cu2+的还原减少,即Cu沉积量减少,同时H2逸出会干扰镀层均匀性,导致镀层质量下降,因此,H2逸出确实会导致铜的沉积效果变差,B正确;
C.根据题目,的作用是防止H+被还原,同时生成,则在阴极(b极)被还原,根据得失电子守恒和原子守恒配平电极反应式为: ,C错误;
D.a为阳极(Cu片),溶解铜失电子;溶液中存在,它会在阴极被还原为,消耗了部分电子,这意味着b极上不仅有Cu2+被还原,还有被还原,因此a极溶解的Cu质量应大于b极析出的Cu质量,D错误;
故答案选B。
◆题型4 电有机合成
49.利用有机电化学合成1,2-二氯乙烷的装置如图所示。下列说法不正确的是
A.与a相连的电极可改为金属铁,b为电源的正极
B.离子交换膜Ⅰ为阳离子交换膜,离子交换膜Ⅱ为阴离子交换膜
C.X为CuCl,Y为,合成室内的反应为
D.中间室要补充NaCl固体
【答案】C
【分析】合成室内X与乙烯合成1,2-二氯乙烷,结合选项C,则N电极上CuCl转化为CuCl2,失电子发生氧化反应,因此N为阳极,连接电源正极,故为电源正极,为电源负极,M为阴极。
【详解】A.a连接阴极M,Fe作阴极时,阴极本身不参与反应,不会被氧化,因此可更换为铁电极,b为电源正极,A正确;
B.阴极M反应为,左室负电荷增多,中间室需移向左室平衡电荷,因此离子交换膜I允许阳离子通过,为阳离子交换膜;阳极N反应为,消耗,中间室需移向右室,因此离子交换膜Ⅱ允许阴离子通过,为阴离子交换膜,B正确;
C.循环过程为:从合成室流出回到N极,在N极被氧化为,流入合成室,与乙烯反应生成1,2-二氯乙烷和。因此X应为,Y应为,选项中X、Y颠倒,C错误;
D.中间室中经交换膜I移向左室,经交换膜Ⅱ移向右室,NaCl不断消耗,因此需要补充NaCl固体,D正确;
故选C。
50.(2026·河南濮阳2026届·一模)我国科研工作者通过电化学手段,利用苯甲酸(Ph—COOH)耦合电解水的中间产物羟基自由基(·OH)再生过氧苯甲酸(Ph—COOOH),实现了环烯烃环氧化的高选择性催化合成,合成方法如图所示。下列说法正确的是
A.电极发生的反应:
B.若离子交换膜a为质子交换膜,理论上阴极区电解质溶液的质量减少
C.若外电路中转移2mol电子,理论上消耗0.5mol
D.生成过氧苯甲酸的反应为:
【答案】D
【分析】
该装置为电解池,Pt电极上水得电子,发生还原反应生成H2,为阴极;PbO2为阳极,发生氧化反应,电极反应式为:,生成的氧化苯甲酸生成过氧苯甲酸,过氧苯甲酸将环烯烃环氧化生成;据此作答。
【详解】A.PbO2电极反应式为:,A错误;
B.阴极电极反应为:,若离子交换膜a为质子交换膜,当外电路中转移2 mol电子时,则有2 mol氢离子从阳极移向阴极,阴极区电解质溶液质量的减少量等于质量的增加量,故理论上阴极区电解质溶液的质量不变,B错误;
C.反应中烯烃环氧化引入1个氧原子,电子转移关系为:~2e-,则外电路中转移2 mol电子时,理论上消耗1mol,C错误;
D.依据分析,生成过氧苯甲酸的反应为:,D正确;
故选D。
考点九 金属的腐蚀与防护
◆题型1 金属的腐蚀
51.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是
A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣易产生铜绿
B.钢铁的腐蚀生成疏松氧化膜,不能保护内层金属
C.在轮船船体四周镶嵌锌块保护船体不受腐蚀的方法叫外加电流阴极保护法
D.不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为在钢铁表面镀上了铬
【答案】B
【详解】A.黄铜是锌和铜的合金,锌比铜的化学性质活泼,铜、锌形成原电池时,锌作负极,铜被保护,所以黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿,故A错误;
B.铁锈具有疏松多孔的结构,不能隔绝空气,所以不能保护内层金属,故B正确;
C.在轮船船体四周镶嵌锌块保护船体,叫牺牲阳极保护法,故C错误;
D.不锈钢有较强的抗腐蚀能力是因为其表面可以形成一层致密的氧化膜,保护内部金属不被腐蚀,不是在钢铁表面镀上了铬,故D错误;
故选B。
52.(25-26高二上·云南·期末)下列关于金属腐蚀和防腐的说法不正确的是
A.海上舰艇的腐蚀主要为金属的化学腐蚀
B.可以在船舶外壳装上锌块,用牺牲阳极法防止金属腐蚀
C.刷防锈漆,使金属与空气、水等物质隔离,可防止金属被腐蚀
D.改变金属的内部结构,将金属做成合金可有效防止金属被腐蚀
【答案】A
【详解】A.有盐分的海水和空气会对船体造成腐蚀为形成原电池的电化学腐蚀,故A错误;
B.在船舶外壳装上锌块,锌为负极,负极金属易被腐蚀,正极金属被保护,该保护金属的方法称为牺牲阳极法,故B正确;
C.刷防锈漆,使金属与空气、水等物质隔离,可防止金属被腐蚀,故C正确;
D.通过添加其他金属元素,改变金属的内部结构,将金属做成合金可有效防止金属被腐蚀,故D正确;
故选A。
◆题型2 金属腐蚀的原理与类型判断
53.为研究金属腐蚀的条件和速率,某课外小组的学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中,再放置于玻璃钟罩里,保存一星期后,下列有关实验现象的描述不正确的是
A.装置I中左侧液面会上升 B.装置I中左侧液面比装置II中高
C.装置II中的有气体生成 D.装置III中的铁钉腐蚀最严重
【答案】D
【详解】A.Ⅰ中铁钉和铜丝相连,由于铁比铜活泼,Ⅰ中盛有10%食盐水,则铁钉会发生吸氧腐蚀,所以I中左侧压强减小,液面上升,故A正确;
B.盐酸具有挥发性,所以II中左侧空气中含有稀盐酸,导致II中铁钉发生析氢腐蚀,发生了反应为2H++2e-=H2↑,生成了气体,则Ⅱ中左侧液面会下降,即装置I中左侧液面比装置II中高,故B正确;
C.盐酸具有挥发性,所以II中左侧空气中含有稀盐酸,导致II中铁钉发生析氢腐蚀,发生了反应为2H++2e-=H2↑,生成了气体,故C正确;
D.Ⅲ中虽然铁钉也和铜丝相连,但由于所装试剂为不挥发性硫酸,且浓硫酸具有吸水性,铁钉在干燥的空气中几乎不被腐蚀,故D错误;
故选D。
54.(23-24高一下·重庆西南大学附属中学校·期末)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是
A.图1中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重
B.图2中,反应一段时间后,用胶头滴管从铁电极区域取少量溶液于试管中,向试管中滴入2滴溶液,有蓝色沉淀生成
C.图3中,开关由M改置于N时,合金的腐蚀速率增大
D.图4中,采用外加电流法防止地下钢铁管道的腐蚀
【答案】B
【详解】A.图1中,越靠近海洋底端氧气含量少,越靠近底端铁棒腐蚀速度越慢,A错误;
B.图2中,金属铁是负极,发生析氢腐蚀,金属铁失电子得到亚铁离子,亚铁离子遇K3[Fe(CN)6]溶液,有蓝色沉淀生成,B正确;
C.开关由M改置于N时,合金为正极,则Cu-Zn合金的腐蚀速率减慢,C错误;
D.图4中,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀,即采用牺牲阳极的阴极保护法防止地下钢铁管道的腐蚀, D错误;
故答案为:B。
◆题型3 金属的防护方法
55.(24-25高二下·湖南岳阳汨罗第一中学·开学考)电镀是一种利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺,下列说法正确的是
A.镀层金属不可能为黄铜
B.电镀时,镀层金属离子往阳极迁移
C.白口铁皮(镀锌合金)破损时较马口铁皮(镀锡合金)破损时难腐蚀
D.电镀时,通常把待镀的金属制品一端作阴极,把镀层一端与电源的负极相连
【答案】C
【详解】A.根据电镀的概念,黄铜可以作镀层金属,A错误;
B.电镀时,镀层金属离子往阴极迁移,B错误;
C.白铁(镀锌的铁)中,镀层破损后,Zn为负极,被腐蚀的是Zn,Fe被保护,马口铁(镀锡的铁)中,Fe为负极,被腐蚀的是Fe,Zn被保护,所以镀层破损后,白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)铁更耐腐蚀,C正确;
D.电镀时,通常把待镀的金属制品一端作阴极,把镀层一端与电源的正极相连,D错误;
故选C。
56.(2025·河南十校教研联盟2025届·模拟)下列关于金属的防护方法中不涉及化学变化的是
A.发蓝处理 B.牺牲阳极法 C.涂凡士林 D.外加电流法
【答案】C
【详解】A.发蓝处理过程中金属表面生成新的氧化物,属于化学变化,A错误;
B.牺牲阳极法中,作为阳极的活泼金属发生氧化反应被消耗,有新物质生成,属于化学变化,B错误;
C.涂凡士林仅在金属表面形成隔离层,隔绝氧气、水与金属的接触,无新物质生成,不涉及化学变化,C正确;
D.外加电流法利用电解原理,体系中发生电极反应,有化学变化,D错误;
故选C。
综合攻坚·知能拔高
B 综合攻坚·知能拔高
◆题型1 氧化还原反应综合推断与计算
1.已知:氧化还原反应可看成由两个半反应组成,每个半反应具有一定的电极电势(用“E”表示),E越大则该电对中氧化型物质的氧化性越强,E越低则该电对中还原型物质的还原性越强。下表为部分电极的电极电势。
氧化还原电对(氧化型/还原型)
电极电势(E/V)
氧化还原电对(氧化型/还原型)
电极电势(E/V)
/
0.77
/
1.36
/(或)
1.69
/
0.151
/
1.51
/
0.54
根据表格数据分析,下列说法错误的是
A.氧化性:
B.酸化高锰酸钾溶液时,不可使用氢碘酸
C.往淀粉碘化钾溶液中滴加溶液,可观察到溶液变蓝
D.向含的酸性溶液中加,滴加溶液,可观察到溶液变红
【答案】C
【详解】A.的电极电势(1.36V)高于(0.77V)和(0.151V),因此氧化性顺序为>>,A正确;
B.的电极电势(1.51V)高于的电极电势(0.54V),则的氧化性强于,若使用氢碘酸酸化高锰酸钾溶液时,会氧化生成,故不可用氢碘酸酸化,B正确;
C./的电极电势(0.151V)低于/(0.54V),说明的氧化性弱于,故无法将氧化为,溶液不会变蓝,C错误;
D./的电极电势(1.69V)远高于/(0.77V)和/(0.54V),则氧化性强于、,而还原性强于,在酸性条件下,优先氧化0.4mol为,转移0.4mol电子后,另外0.1mol电子可以氧化部分(0.1mol)为,溶液中存在,滴加KSCN显红色,D正确;
故选C。
2.有下列氧化还原反应:
①
②
③
根据上述反应可判断下列说法错误的是
A.反应①中氧化产物与还原产物的质量比为2:1
B.还原性顺序为
C.氧化性顺序为
D.推测能发生
【答案】B
【详解】A.反应中,SO2中S元素化合价降低得到还原产物,H2S中S元素化合价升高得到氧化产物,根据得失电子守恒可知,氧化产物与还原产物的质量比为2∶1,故A正确;
B.反应①中,H2S是还原剂,S是还原产物,还原性:H2S>S,反应②中SO2是还原剂,Fe2+是还原产物,还原性:SO2>Fe2+,故B错误;
C.反应①中,SO2是氧化剂,S是氧化产物,氧化性:SO2>S,反应②中Fe3+是氧化剂,SO2是还原剂,氧化性:Fe3+>SO2,反应③中Cl2是氧化剂,Fe3+是氧化产物,氧化性:Cl2>Fe3+;综上,氧化性:,故C正确;
D.由C项可知,氧化性:,反应中中Fe3+的氧化性大于S,符合上述顺序,能发生,故D正确;
答案选B。
3.物质的氧化性和还原性与溶液有关,具体可用电势图来表征,电势越大,氧化性越强,铬元素的电势图如图所示,下列说法错误的是
A.被氧化均生成(Ⅲ)
B.线的反应为:
C.值越大越容易被氧化
D.时,可与反应生成
【答案】A
【分析】图像纵坐标为电势,由题意,上方的离子氧化性更强,横坐标为pH,表明pH不同时,不同形式的含Cr离子氧化性不同。
【详解】A.由图可以看出,Cr单质在最下方,被氧化后,产物在其上方相邻的区域,pH小时,得到Cr2+,随pH增大,产物变为Cr(OH)3,pH较大时,得到,Cr被氧化有Cr(Ⅱ),也有Cr(Ⅲ),故A错误;
B.AB线表示与转化平衡线,线左侧转化为右侧的,发生的反应为,B正确;
C.由图可知,Cr(OH)3所对应的区域,随pH增大,整体呈下降趋势,即电势降低,故氧化性减弱,还原性增强,更易被氧化,C正确;
D.由图知,pH=5时,氧化性:>Cr3+>Cr2+,由氧化还原反应强弱关系可知,可以将Cr2+氧化为Cr3+,还原产物也是Cr3+,D正确;
本题选A。
◆题型2 电化学综合(原电池+电解池+离子交换膜+计算)
4.(2026·广东·一模)高电压水系锌—有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是
A.放电时,b端电势高于a端电势
B.放电时,正极反应式为FQ + 2e-+ 2H+= FQH2
C.充电时,阴极材料每增重13 g,中性电解质溶液增加11.7 g
D.充电时,阳极区pH变小
【答案】C
【分析】高电压水系锌-有机混合液流电池工作原理为:放电时为原电池,金属Zn发生失电子的氧化反应生成,为负极,则FQ所在电极为正极,正极反应式为,负极反应式为;充电时电解池,原电池的正负极连接电源的正负极,阴阳极的电极反应与原电池的负正极的反应式相反,电解质中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极,因此充电时,m接外接电源的负极,n接外接电源的正极,据此作答。
【详解】A.放电时,Zn为负极,FQ为正极,则b端电势高于a端,A正确;
B.根据分析可知,放电时,FQ所在电极为正极,正极反应式为,B正确;
C.充电时阴极反应为,增重13g Zn(0.2mol)时转移。阳离子向阴极迁移,阴离子向阳极迁移,中性电解质溶液失去0.4mol NaCl(质量23.4g),质量减少而非增加,C错误;
D.充电时阳极反应为,生成使阳极区pH变小,D正确;
答案选C。
5.钠离子电池在大规模储能领域的应用得到广泛关注,钠离子电池与锂离子电池工作原理相似,遵循脱嵌式的工作模式,主要依靠钠离子在正极和负极之间脱嵌来工作。一种钠离子电池的工作原理为,装置如图所示。下列有关说法正确的是
A.放电时,电极a为正极
B.充电时,钴元素的化合价升高,钠离子在阳极上嵌入
C.放电时,负极反应式为
D.充电时,外电路中转移,理论上阴极质量增加92 g
【答案】D
【分析】由图,放电时为原电池,阳离子(Na+)向正极移动,根据装置图中“放电”时Na+箭头指向右边(电极b),可知电极b为正极,电极a为负极;负极发生氧化反应,放电过程中发生的电极反应为:NaxCn-xe-=Cn+xNa+,充电时,a与电源负极相连为阴极,电极反应为:Cn+xNa++xe-=NaxCn;正极发生还原反应,电极反应为:Na1-xCoO2+xe-+xNa+=NaCoO2,充电时,b与电源正极相连作阳极,电极反应为:NaCoO2-xe-=Na1-xCoO2+xNa+;
【详解】A.通过分析可知,放电时,电极a为负极,A错误;
B.充电时为电解池,总反应逆向进行,NaCoO2转化为Na1−xCoO2,Co元素化合价从+3升高到3+x(氧化反应),故含Co的电极b为阳极,阳极反应为NaCoO2-xe−=Na1−xCoO2+xNa+,Na+从阳极脱嵌而非嵌入,B错误;
C.放电时负极发生氧化反应,电极a为负极,反应式应为NaxCn-xe−=Cn+xNa+,C错误;
D.充电时阴极反应为Cn+xNa++xe−=NaxCn,转移xmole−时阴极结合xmolNa+,质量增加23x g,转移4mol e−时,增加4mol Na+,质量为4mol×23g/mol=92 g,D正确;
故选D。
6.某有机物作电极材料的水系二次电池工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.放电时,电极a为负极,发生还原反应
B.放电时,正极反应式为
C.充电时,电极b连外接电源负极
D.充电时,每转移,右室离子数目减少
【答案】D
【分析】
放电时失去电子,发生氧化反应,生成,a为负极;b极生成得电子,为正极。
【详解】A.放电时为原电池,向正极移动,由图中放电时向右移动可知电极b为正极,电极a为负极,原电池中负极发生氧化反应,A错误;
B.放电时正极发生还原反应,右室/体系中,正极应是得电子生成,正确反应式为,选项中反应为失电子的氧化反应,B错误;
C.充电时为电解池,放电时的正极(b极)作电解池的阳极,应连接外接电源正极,C错误;
D.充电时b极为阳极,反应为(每转移,消耗生成,阴离子减少2mol),同时向阴极(a极)移动(每转移,右室减少);则每转移,阴离子减少1mol、减少1mol,右室总离子减少2mol,D正确;
答案选D。
◆题型3 电化学与生产生活综合应用
7.(23-24高二下·河南郑州宇华实验学校·期中)电化学在生产中有广泛的应用。下列说法正确的是
A.工业冶炼金属铝,常采用电解熔融的氯化铝的方法
B.电解精炼铜时,用粗铜作阴极
C.在镀件上镀银时可用纯银作阳极
D.铜的电解精炼时,粗铜中含有的杂质锌、金、银等金属在阳极沉降下来形成阳极泥
【答案】C
【详解】A.氯化铝为共价化合物,熔融状态下不能电离,工业冶炼金属铝,常采用电解熔融的氧化铝的方法,A错误;
B.电解精炼铜时,用粗铜作阳极,纯铜作阴极,B错误;
C.在镀件上镀银时可用纯银作阳极,失去电子,C正确;
D.铜的电解精炼时,粗铜中活泼性比铜强的金属失电子转化为离子,活泼性比铜弱的金属在阳极沉降下来形成阳极泥,所以杂质锌失去电子转化为锌离子,杂质金、银等金属在阳极沉降下来形成阳极泥,D错误;
故选C。
8.下列叙述中,正确的个数为
①金属导电和电解质溶液导电均为物理变化;
②电解精炼铜时,若阳极质量减少64g,则转移到阴极的电子物质的量为2mol;
③纯银质物品久置表面变暗,是由于发生了电化学腐蚀;
④碱性锌锰干电池比普通锌锰电池性能好,它的比能量更高且储存时间长;
⑤用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后,若加入29.4gCu(OH)2能使溶液复原,则电解过程中转移电子物质的量为1.2mol。
⑥“暖宝宝贴”是利用原电池原理加快铁的腐蚀放热
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【详解】①金属导电是物理变化,电解质导电涉及电解反应,是化学变化,错误;
②电解精炼铜时,阳极溶解的金属可能包含杂质(如Zn、Fe),则转移到阴极的电子物质的量不确定,错误;
③纯银质物品久置表面变暗,是因为银与H2S等反应,为化学腐蚀,错误;
④碱性电池使用KOH,比能量高且稳定,正确;
⑤29.4g Cu(OH)2的物质的量为0.3mol,0.3molCu(OH)2相当于0.3molCuO和0.3mol H2O,阳极上放出0.3molO2,转移电子数为,正确;
⑥暖宝宝通过不同的金属材料,以及能够传导离子的介质,从而构成原电池,该原电池中,铁作负极,发生氧化反应,加速铁氧化腐蚀同时放出热量,正确;
正确选项为④⑤⑥,共3个,故选C。
9.下列有关说法正确的是
A.硫酸铅蓄电池放电时负极反应式:
B.轮船外壳焊上少量铜块,可以防止海轮腐蚀
C.已知:,则CO的燃烧热为
D.在电解精炼粗铜时,把粗铜与电源正极相连,纯铜与电源负极相连
【答案】D
【详解】A.铅蓄电池中Pb为负极,发生氧化反应,电极反应式为:Pb-2e-+SO=PbSO4,A错误;
B.作原电池负极的金属加速被腐蚀,作原电池正极的金属被保护,铁、铜和海水构成的原电池中,铁易失电子作负极,所以加速被腐蚀,B错误;
C.已知:2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)ΔH=+566.0kJ·mol−1,CO的燃烧热是1molCO完全燃烧生成二氧化碳放出的能量,所以CO的燃烧热为283.0kJ·mol−1,C错误;
D.电解精炼粗铜时,粗铜(阳极)连电源正极,纯铜(阴极)连负极,D正确;
故选D。
试卷第1页(共3页)
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