1、届高考化学二轮专题复习精选电化学电化学(2)熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下O22CO24e=2CO题型一新型化学电源典例1(2017全国卷)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16LixS8=8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是()A电池工作时，正极可发生反应：2Li2S62Li2e=3Li2S4B电池工作时，外电路中流过 mol电子，负极材料减重0.14 gC石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多解析原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，即：Li2S8Li2S6Li2
2、S4Li2S2，其中可能有2Li2S62Li2e=3Li2S4，A项正确；该电池工作时，每转移 mol电子，负极有 mol Li(质量为0.14 g)被氧化为Li，则负极质量减少0.14 g，B项正确；石墨烯能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，C项正确；充电过程中，Li2S2的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池中Li2S2的量趋于不变，故不是电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多，D项错误。答案D针对训练1世界某着名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁-空气电池，其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法正确的是()Aa极发生氧化反应B正极的电极反应式为FeO
3、x2xe=FexO2C若有22.4 L(标准状况)空气参与反应，则电路中有4 mol电子转移D铁表面发生的反应为xH2O(g)Fe=FeOxxH2解析：选Da极通入空气，O2在该电极发生得电子的还原反应，A错误；O2在正极发生反应，电极反应式为O24e=2O2，B错误；由B项分析可知，电路中有4 mol电子转移时正极上消耗1 mol O2，在标准状况下的体积为22.4 L，则通入空气的体积约为22.4 L5112 L，C错误；由图可知，铁表面H2O(g)参与反应生成H2，则发生的反应为xH2O(g)Fe=FeOxxH2，D正确。题型二带离子交换膜的化学电源典例2液体燃料电池相比于气体燃料电池具
4、有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是()Ab电极上发生氧化反应Ba电极反应式：N2H44OH4e=N24H2OC放电时，电流从a电极经过负载流向b电极D其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜解析A项，b电极上发生还原反应，错误；C项，放电时，电子从a电极经过负载流向b电极，错误；D项，其中的离子交换膜需选用阴离子交换膜，错误。答案B题后悟道针对训练2用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环
5、再生机理如图所示，则下列有关说法中不正确的是()AX为直流电源的负极，Y为直流电源的正极B阳极区pH增大C图中的baD该过程中的产品主要为H2SO4和H2解析：选BA项，由图示可知Pt()极上HH2，发生还原反应，故Pt()为阴极，X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极，正确；B项，Pt()为阳极，在阳极，SO、HSO被氧化为H2SO4，SOH2O2e=2HSO，HSOH2O2e=3HSO，溶液的酸性增强，pH减小，错误；C项，由上面的分析可知，阳极有H2SO4生成，故ba，正确；D项，阳极产物为H2SO4，阴极产物为H2，正确。题型三可逆电池典例3(2016全国卷)锌空气燃料电池可用作电动车
6、动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2ZnO24OH2H2O=2Zn(OH)。下列说法正确的是()A充电时，电解质溶液中K向阳极移动B充电时，电解质溶液中c(OH)逐渐减小C放电时，负极反应为Zn4OH2e=Zn(OH)D放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)解析A项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动。B项，充电时的总反应为放电时的逆反应：2Zn(OH)=2ZnO24OH2H2O，c(OH)逐渐增大。C项，放电时负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为Zn4OH2e=Zn(OH)。D项，由放电时的总反应可知，电路中通过2 mo
7、l电子时，消耗 mol O2，其体积为11.2 L(标准状况)。答案C题后悟道有关可逆电池的解题思路针对训练3(2016四川高考)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是()A放电时，Li在电解质中由负极向正极迁移B放电时，负极的电极反应式为LixC6xe=xLiC6C充电时，若转移1 mol e，石墨(C6)电极将增重7x gD充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi解析：选CA原电池中阳离子由负极向正极迁移，正确；B.放电时，负极发生氧化反应，电极反应式为LixC
8、6xe=xLiC6，正确；C.充电时，若转移1 mol电子，石墨电极质量将增重7 g，错误；D.充电时阳极发生氧化反应，电极反应式为LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi，正确。题型四电解原理在环保、新材料制备中的应用典例4(2015四川高考)用右图所示装置除去含CN、Cl废水中的CN时，控制溶液pH为910，阳极产生的ClO将CN氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是()A用石墨作阳极，铁作阴极B阳极的电极反应式：Cl2OH2e=ClOH2OC阴极的电极反应式：2H2O2e=H22OHD除去CN的反应：2CN5ClO2H=N22CO25ClH2O解析A项，若铁作阳极，则铁失电子生成Fe
9、2，则CN无法除去，故铁只能作阴极，正确；B项，阳极Cl放电生成ClO，Cl的化合价升高，故在阳极发生氧化反应，又已知该溶液呈碱性，正确；C项，阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应，在碱性条件下，H2O提供阳离子(H)，正确；D项，由于溶液是碱性条件，故除去CN发生的反应为2CN5ClOH2O=N22CO25Cl2OH，错误。答案D针对训练4(2017广州模拟)用电化学法制备LiOH的实验装置如图，采用惰性电极，a口导入LiCl溶液，b口导入LiOH溶液，下列叙述正确的是()A通电后阳极区溶液pH增大B阴极区的电极反应式为4OH4e=O22H2OC当电路中通过1 mol电子的电量时，会有 m
10、ol的Cl2生成D通电后Li通过交换膜向阴极区迁移，LiOH浓溶液从d口导出解析：选DA项，左端为阳极，Cl放电生成Cl2，Cl2溶于水，生成酸，pH减小，错误；B项，右端是阴极区得到电子，电极反应式为2H2O2e=2OHH2，错误；C项，2Cl2e=Cl2，通过1 mol电子，得到 mol Cl2，错误；D项，根据电解原理，阳离子通过阳离子交换膜，从阳极区向阴极区移动，LiOH浓溶液从d口导出，正确。题型五新环境下金属的腐蚀与防护典例5(2015上海高考)研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是()Ad为石墨，铁片腐蚀加快Bd为石墨，石墨上电极反应为O22H2O4e4OHCd
11、为锌块，铁片不易被腐蚀Dd为锌块，铁片上电极反应为2H2eH2解析A由于活动性：Fe石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，正确。为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O22H2O4e4OH，正确。C.若d为锌块，则由于金属活动性：ZnFe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O22H2O4e4OH，错误。答案D
12、针对训练5城市地下潮湿的土壤中常埋有纵横交错的管道和输电线路，当有电流泄漏并与金属管道形成回路时，就会引起金属管道的腐蚀。原理如图所示，但若电压等条件适宜，钢铁管道也可能减缓腐蚀，此现象被称为“阳极保护”。下列有关说法不正确的是()A该装置能够将电能转化为化学能B管道右端腐蚀比左端快，右端电极反应式为Fe2e=Fe2C如果没有外加电源，潮湿的土壤中的钢铁管道比较容易发生吸氧腐蚀D钢铁“阳极保护”的实质是在阳极金属表面形成一层耐腐蚀的钝化膜解析：选BA项，该装置相当于电解池，能将电能转化为化学能，正确；B项，左端是阳极，腐蚀得更快，错误；C项，如果没有外加电源，潮湿的土壤(接近中性)中的钢铁管道
13、发生原电池反应，所以发生的是吸氧腐蚀，正确；D项，根据题意，此种腐蚀较慢，所以“阳极保护”实际上是在金属表面形成了一层致密的保护膜，正确。课堂练练熟方法1MCFC型燃料电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600700 ，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3。已知该电池的总反应为2H2O2=2H2O，下列有关该电池的说法正确的是()A该电池的正极反应式为4OH4e=O22H2OB该电池的负极反应式为H22e=2HC放电时OH向负极移动D当生成1 mol H2O时，转移2 mol电子解析：选D该燃料电池的燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，总反应为2H2O2=2H2O，负极反应式为2H22
14、CO4e=2H2O2CO2，正极反应式为O22CO24e=2CO，故A、B均错误；电解质中移动的阴离子为CO，不是OH，故C错误；根据负极反应式知，生成1 mol H2O时转移2 mol电子，故D正确。2(2017北京西城模拟)利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。下列说法中，正确的是()A该过程是将太阳能转化为化学能的过程B电极a表面发生还原反应C该装置工作时，H从b极区向a极区移动D该装置中每生成1 mol CO，同时生成1 mol O2解析：选A根据图示，该过程是将太阳能转化为化学能的过程，故A正确；电极a表面发生水转化为氧气的过程，反应中O元素的化合价升高，被氧化，发
15、生氧化反应，故B错误；由图知，a为负极，b为正极，H从a极区向b极区移动，故C错误；根据得失电子守恒，该装置中每生成1 mol CO，同时生成 mol O2，故D错误。3.纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。采用离子交换膜控制电解液中OH的浓度制备纳米级Cu2O的装置如图所示，发生的反应为2CuH2OCu2OH2。下列说法正确的是()A钛电极发生氧化反应B阳极附近溶液的pH逐渐增大C离子交换膜应采用阳离子交换膜D阳极反应为2Cu2OH2e=Cu2OH2O解析：选D钛电极为阴极，发生还原反应，A项错误；铜作阳极，阳极上铜发生失电子的氧化反应，阳极反应为2Cu2OH2e=Cu2OH2O
16、，OH由阴极区迁移到阳极区参与反应，离子交换膜应为阴离子交换膜，C项错误、D项正确；由阴极区迁移过来的OH在阳极全部参与反应，阳极附近溶液的pH不变，B项错误。4如图是一种可充电的锂离子电池充、放电的工作示意图。该电池的反应式为LiMnO2C6Li1xMnO2LixC6(LixC6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料)。下列有关说法正确的是()AK与N相接时，A极为负极，该电极反应式为LixC6xe=C6xLiB在整个充电或放电过程中都只存在一种形式的能量转化CK与N相接时，Li由A极迁移到B极DK与M相接时，A极发生氧化反应，LiMnO2xe=Li1xMnO2xLi解析：选D充电时原电池的正极与
17、电源正极相连，故A为原电池的正极，B为原电池的负极。A项，K与N相接时，该装置为原电池，A为正极，错误；B项，在整个充电或放电过程中不仅存在电能与化学能的转化，也存在化学能与热能或电能与热能的转化，错误；C项，K与N相接时，该装置为原电池，在原电池中，阳离子向正极移动，即Li由B极迁移到A极，错误；D项，K与M相接时，该装置为电解池，A极为阳极，发生氧化反应，电极反应为LiMnO2xe=Li1xMnO2xLi，正确。5.二甲醚(CH3OCH3)是一种绿色燃料，可以用来制备燃料电池，其工作原理如图所示。下列有关判断正确的是()Aa电极为电源阳极，发生氧化反应BH从a电极移向b电极Cb电极反应式为
18、O24e=2O2D水是该电池的负极反应物，不是该电池的生成物解析：选B该电池为原电池，二甲醚在a电极发生氧化反应，a电极是电源负极，不称为阳极，A项错误；原电池中，阳离子从负极移向正极，B项正确；b电极为正极，O2得电子，电极反应式为O24e4H=2H2O，C项错误；该电池为燃料电池，一般燃料电池的电池反应为该燃料燃烧的反应(电池反应不注明反应条件“燃烧”)，则该电池反应为CH3OCH33O2=2CO23H2O，D项错误。6(2017石家庄模拟)如图所示装置是一种可充电电池，装置为电解池。离子交换膜只允许Na通过，充放电的化学方程式为2Na2S2NaBr3Na2S43NaBr。闭合开关K时，b
19、极附近先变红色。下列说法正确的是()A负极反应为4Na4e=4NaB闭合K后，b电极附近的pH变小C当有 mol Na通过离子交换膜时，b电极上析出气体在标准状况下体积为112 mLD闭合K后，a电极上产生的气体具有漂白性解析：选C当闭合开关K时，b附近溶液先变红，即b附近有OH生成，在b极析出氢气，b极是阴极，a极是阳极，与阴极连接的是原电池的负极，所以B极是负极，A极是正极。闭合K时，负极发生氧化反应，电极反应为2Na2S22e=2NaNa2S4，A错误；闭合开关K时，b极附近先变红色，该极上生成H2和OH，pH增大，B错误；闭合K时，有 mol Na通过离子交换膜，说明有 mol电子转移
20、，阴极上生成 mol H2，标准状况下体积为 mol22.4 Lmol10.112 L112 mL，C正确；闭合开关K时，a极是阳极，该极上金属铜被氧化，电极反应为Cu2e=Cu2，没有气体产生，D错误。7如图所示的电化学装置，可用于净化处理厕所排放废水中的尿素(H2NCONH2)，同时产生电能。下列有关说法不正确的是()A右侧的多孔碳电极是原电池的负极B电解质溶液中H向左侧移动C正极上发生还原反应：H2NCONH2H2O6e=CO2N26HD电极上消耗标准状况下33.6 L O2，电路中转移6 mol电子解析：选C在该原电池中，通入氧气的电极是正极，通入尿素(H2NCONH2)的电极是负极，
21、即左侧多孔碳电极是原电池的正极，右侧为负极，故A正确；电解质溶液中H向电池正极移动，即向左侧移动，故B正确；H2NCONH2在负极上发生氧化反应，故C错误；根据正极上的反应O24H4e=2H2O，当电极上消耗标准状况下33.6 L即 mol O2时，电子转移为6 mol，故D正确。课下练练通高考1用电解法制取KIO3的方法是以石墨和铁为电极电解KI溶液，电解反应方程式为KI3H2OKIO33H2。下列说法中正确的是()A电解时石墨作阴极B电解时阳极上产生H2C电解过程中阴极溶液pH升高D阴极电极反应式：I6e3H2O=IO6H解析：选CA项，电解时，铁作阴极，石墨作阳极，若铁作阳极，则铁放电，
22、错误；B项，阳极发生氧化反应，I失电子被氧化，电极反应为I6e3H2O=IO6H，错误；C项，阴极水电离出的H放电，2H2e=H2，H不断减少，使电离平衡H2O HOH不断右移，OH增多，溶液的pH升高，C项正确，D项错误。2.(2017贵州模拟)镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于贮运及污染小等特点。如图所示为镁次氯酸盐燃料电池的工作原理图，下列有关说法不正确的是()A该燃料电池中镁为负极，发生氧化反应B正极反应为ClOH2O2e=Cl2OHC电池总反应为MgClOH2O=Mg(OH)2ClD放电过程中OH移向正极解析：选D根据题给装置图可知，Mg失电子生成
23、Mg2发生氧化反应，镁作负极，负极反应为Mg2e2OH=Mg(OH)2，A项说法正确；正极反应为ClOH2O2e=Cl2OH，B项说法正确；将电池的正极反应和负极反应相加得电池总反应式MgClOH2O=Mg(OH)2Cl，C项说法正确；放电过程中OH移向负极，D项错误。3.近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂铜空气燃料电池，该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电过程为2LiCu2OH2O=2Cu2Li2OH，示意图如图。下列说法不正确的是()A放电时，Li透过固体电解质向Cu极移动B放电时，负极的电极反应式为Cu2OH2O2e=2Cu2OHC通空气时，铜被腐蚀，表面
24、产生Cu2OD整个反应过程中，铜相当于催化剂解析：选B由题中装置图和放电时的总反应可知，放电时Li为负极，Cu为正极，阳离子向正极移动，A项正确；放电时，负极Li失电子转化成Li，B项错误；结合题中装置图可知，通入空气铜被腐蚀，生成Cu2O，C项正确；铜被腐蚀生成Cu2O，放电时Cu2O又被还原成Cu，所以整个反应过程中Cu相当于催化剂，D项正确。4.利用如图所示装置进行实验，开始时，a、b两处的液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是()Aa管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀B一段时间后，a管的液面高于b管的液面Ca处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小Da、b两处具有相同的电极反应式
25、：Fe2e=Fe2解析：选Ca管发生吸氧腐蚀，a处溶液的pH增大，b管发生析氢腐蚀，b处溶液的c(H)减小，pH增大，A项正确、C项错误；B项，a处消耗了液面上的O2，b管有H2生成，b管压强大于a管压强，正确；D项，电化学腐蚀中铁失去电子变成Fe2，正确。5.(2017清远模拟)研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融的CaF2-CaO作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。下列说法中错误的是()A在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量保持不变B阳极的电极反应式为C2O24e=CO2C由TiO2制得1 mol金属Ti，理论上外电路通过2 mol 电子D若
26、用铅蓄电池作供电电源，“”接线柱应连接Pb电极解析：选CA石墨为阳极，电极反应式为C2O24e=CO2，阴极反应式为CaO2e=CaO2，然后2CaTiO2=Ti2CaO，因此反应前后消耗氧化钙的量不变，正确；B.石墨作阳极，C失去电子，转变成CO2，因此电极反应式为C2O24e=CO2，正确；C.根据选项A的分析，生成1 mol Ti，转移4 mol e，错误；D.铅蓄电池：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O，Pb作负极，正确。 6光电池是发展性能源。一种光化学电池的结构如图，当光照在表面涂有氯化银的银片上时，AgCl(s)Ag(s)Cl(AgCl)Cl(AgCl)表示生成的氯原
27、子吸附在氯化银表面，接着Cl(AgCl)e=Cl(aq)。若将光源移除，电池会立即恢复至初始状态。下列说法不正确的是()A光照时，外电路中电流由X流向YB光照时，Pt电极发生的反应为2Cl2e=Cl2C光照时，Cl向Pt电极移动D光照时，电池总反应为AgCl(s)Cu(aq)Ag(s)Cu2(aq)Cl(aq)解析：选BAg电极上发生Cl(AgCl)e=Cl(aq)，则Ag电极为正极，Pt电极为负极，外电路中电流由X流向Y，A项正确；Pt电极为负极，Cu失去电子，电极反应式为Cue=Cu2，B项错误；光照时，Cl向负极(Pt电极)移动，C项正确；光照时，电池总反应为AgCl(s)Cu(aq)A
28、g(s)Cu2(aq)Cl(aq)，D项正确。7(2017北京东城模拟)氢氧化锂是制取锂和锂的化合物的原料，用电解法制备氢氧化锂的工作原理如图所示： 下列叙述不正确的是()Ab极附近溶液的pH增大Ba极发生的反应为2H2O4e=O24HC该法制备LiOH还可得到硫酸和氢气等产品D当电路中通过1 mol电子时，可得到2 mol LiOH解析：选D从电解质溶液中离子的移动方向看，石墨a是阳极，石墨b是阴极；a极失去电子，发生氧化反应，即2H2O4e=O24H，结合移动过来的SO得到硫酸；b极H得电子放出氢气，c(OH)增大，溶液的pH增大，结合移动过来的Li生成LiOH，故A、B、C都是正确的。由
29、电子守恒，反应中电路中通过1 mol电子时，得到1 mol LiOH，D说法是错误的。8用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH，模拟装置如图所示。下列说法正确的是()A阳极室溶液由无色变成棕黄色B电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4C电解一段时间后，阴极室溶液中的pH升高D当电路中通过1 mol电子的电量时，阴极有 mol的O2生成解析：选CA项，Fe为阳极，阳极上Fe失电子发生氧化反应生成Fe2，所以溶液变浅绿色，错误；B项，电解时，溶液中NH向阴极室移动，H放电生成H2，所以阴极室中溶质为(NH4)3PO4或NH4H2PO4、(NH4)2HPO4，错误；C项，电解时，阴极上
