2020高考化学试题分类汇编——电化学基础
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专题04电化学2020年考纲考点2020考纲要求1、理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应和总反应方程式。
2、了解常见化学电源的种类及其工作原理。
3、了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
IIIIII III本节考向题型研究汇总题型考向考点/考向考试要求选择题电化学知识综合应用III填空题电极反应式、计算III 考向题型研究(一)原电池1.(2013·全国I·T10)银质器皿日久表面会逐渐变黑,这是生成了Ag2S的缘故。
根据电化学原理可进行如下处理:在铝质容器中加入食盐溶液,再将变黑的银器漫入该溶液中,一段时间后发现黑色会褪去。
下列说法正确的是()A.处理过程中银器一直保持恒重B.银器为正极,Ag2S被还原生成单质银C.该过程中总反应为2Al+3Ag2S=6Ag+A12S3D.黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl【答案】B【解析】根据题意,首先这个过程是电化学过程,而在整个过程中并未有外接电源,所以判断为原电池过程。
原电池过程一定有一个自发的氧化还原反应,我们根据题意可以寻找到氧化剂和还原剂以及应该发生的反应。
首先,还原剂应该是金属Al,氧化剂是Ag2S,产物自然是Ag和A12S3,发生置换反应,但是考虑到该反应是在溶液中进行,而A12S3在水溶液中发生双水解,生成Al(OH)3和H2S,所以最终总方程式为:2Al+3Ag2S+6H2O=6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑,其中氧化剂Ag2S所在电极为正极,即银器所在极为正极,Al所在极为负极。
综上所述,B正确。
1.(2019·全国I·T12)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。
下列说法错误的是A.相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应H 2+2MV2+2H++2MV+C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动【答案】B【解析】由生物燃料电池的示意图可知,左室MV+失电子发生氧化反应生成MV2+,电极反应式为MV+—e—=MV2+,所以左室电极为燃料电池的负极,左室区因为发生氧化反应也可称为阳极区,放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成H+和MV+,反应的方程式为H2+2MV2+=2H++2MV+;右室MV2+得电子发生还原反应生成MV+,电极反应式为MV2++e—=MV+,所以右室电极为燃料电池的正极,右室区因为发生还原反应也可称为阴极区,放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+,反应的方程式为N2+6H++6MV+=6MV2++NH3,电池工作时,氢离子作为阳离子通过交换膜由负极向正极移动。
2020年高考化学试题分类汇编——电化学基础电化学基础1.〔2018全国卷1〕右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。
电池的一个点极由有机光敏燃料〔S 〕涂覆在2TiO 纳米晶体表面制成,另一电极由导电玻璃镀铂构成,电池中发生的反应为:22TiO /S TiO /S h ν*−−→〔激发态〕 +-22TiO /S TiO /S +e *−−→3I +2e 3I ---−−→2232TiO /S 3I 2TiO /S+I +--+−−→以下关于该电池表达错误的选项是......: A .电池工作时,是将太阳能转化为电能B .电池工作时,I -离子在镀铂导电玻璃电极上放电C .电池中镀铂导电玻璃为正极D .电池的电解质溶液中I -和I 3-的浓度可不能减少【解析】B 选项错误,从示意图可看在外电路中电子由负极流向正极,也即镀铂电极做正极,发生还原反应:I 3-+2e -=3I -;A 选项正确,这是个太阳能电池,从装置示意图可看出是个原电池,最终是将光能转化为化学能,应为把上面四个反应加起来可知,化学物质并没有减少;C 正确,见B 选项的解析;D 正确,此太阳能电池中总的反应一部分实质确实是:I 3-3I -的转化〔还有I 2+I -I 3-〕,另一部分确实是光敏有机物从激发态与基态的相互转化而已,所有化学物质最终均不被损耗!【答案】B【命题意图】考查新型原电池,原电池的两电极反应式,电子流向与电流流向,太阳能电池的工作原理,原电池的总反应式等,还考查考生变通能力和心理素养,能否适应生疏的情境下应用所学知识解决新的咨询题等【点评】此题立意专门好,然而考查过为单薄,而且取材不是最新的,在3月份江苏省氧化 还原盐都市高三第二次调研考试化学试题第17题〔3〕咨询,与此题极为相似的模型,这对一些考生显得不公平!〔2018浙江卷〕9. Li-Al/FeS 电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为: 2Li ++FeS+2e -=Li 2S+Fe 有关该电池的以下中,正确的选项是A. Li-Al 在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价B. 该电池的电池反应式为:2Li+FeS =Li 2S+FeC. 负极的电极反应式为Al-3e -=Al 3+2Li s+Fe-22e L-=D. 充电时,阴极发生的电极反应式为:试题解析:此题涵盖电解池与原电池的主体内容,涉及电极判定与电极反应式书写等咨询题。
电化学基础1.我国预计在2020年前后建成自己的载人空间站,为循环利用人体呼出的CO2并提供氧气。
我国科学家设计了一种装置(如图所示),实现“太阳能→电能→化学能”转化,总反应为2CO2===2CO+O2,下列有关说法不正确的是( )A.该装置属于电解池B.X极发生氧化反应,Y极发生还原反应C.人体呼出的水蒸气参与Y极反应:CO2+H2O+2e-===CO+2OH-D.X极每产生标准状况下22.4 L气体,有2 mol的OH-从Y极移向X极答案:D2.将二氧化碳转化为乙烯的装置如图所示,使用的电极材料均为惰性电极。
下列说法正确的是( )A.a为电源的正极B.每生成0.1 mol乙烯,同时生成6.72 L O2C.阴极反应式为2CO2+12H++12e-===C2H4+4H2OD.电解过程中,阳极区溶液中c(H+)逐渐减小答案:C3.海水中含有大量Na+、Cl-及少量Ca2+、Mg2+、SO2-4,用电渗析法对该海水样品进行淡化处理,如图所示。
下列说法正确的是( )A.b膜是阳离子交换膜B.A极室产生气泡并伴有少量沉淀生成C.淡化工作完成后A、B、C三室中pH大小为pH A<pH B<pH CD.B极室产生的气体可使湿润的KI淀粉试纸变蓝答案:A4.下列做法有利于金属防护的是( )A.钢铁零件表面进行烤蓝处理B.将钢铁制成的闸门与直流电源正极相连C.菜刀切菜后不洗净就放回刀架D.埋在地下的钢管与铜块相连答案:A5.(·泉州一模)锂空气电池是一种新型的二次电池,其放电时的工作原理如下图所示。
下列说法正确的是( )A.电解液中,Li+由多孔电极迁移向锂电极B.该电池放电时,负极发生了还原反应C.充电时,电池正极的反应式为Li2O2===2Li++O2↑+2e-D.电池中的电解液可以是有机电解液或稀盐酸等答案:C6.一种电化学制备NH3的装置如图所示,图中陶瓷在高温时可以传输H+。
专题09 电化学基本原理1.【2020新课标1卷】最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。
示意图如图所示,其中电极分别为ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯,石墨烯电极区发生反应为:①EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+②2EDTA-Fe3++H2S=2H++S+2EDTA-Fe2+该装置工作时,下列叙述错误的是A.阴极的电极反应:CO2+2H++2e-=CO+H2OB.协同转化总反应:CO2+H2S=CO+H2O+SC.石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低D.若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+,溶液需为酸性【答案】C【解析】考点定位:考查电化学原理的应用、电极反应式书写、铁盐与亚铁盐的性质等【试题点评】准确判断出阴阳极是解答的关键,注意从元素化合价变化的角度去分析氧化反应和还原反应,进而得出阴阳极。
电势高低的判断是解答的难点,注意从物理学的角度借助于阳极与电源的正极相连去分析。
2.【2020新课标2卷】我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。
将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为:3CO 2+4Na2Na2CO3+C。
下列说法错误的是A.放电时,ClO4-向负极移动B.充电时释放CO2,放电时吸收CO2C.放电时,正极反应为:3CO2+4e−=2CO32-+CD.充电时,正极反应为:Na++e−=Na【答案】D【解析】考点定位:考查新型二次电池,涉及电极反应式书写、离子移动方向判断等【试题点评】本题以我国科学家发表在化学顶级刊物上的“一种室温下可呼吸的钠、二氧化碳二次电池”为载体考查了原电池和电解池的工作原理,掌握原电池和电解池的工作原理是解答的关键,注意充电与发电关系的理解。
本题很好的弘扬了社会主义核心价值观个人层面的爱国精神,落实了立德树人的教育根本任务。
高考化学电化学基础知识与应用题解析在高考化学中,电化学是一个重要的知识点,它不仅涉及到理论原理,还与实际应用紧密相连。
理解和掌握电化学的基础知识对于解决相关应用题至关重要。
一、电化学的基本概念1、氧化还原反应电化学的基础是氧化还原反应。
在氧化还原反应中,电子从还原剂转移到氧化剂。
例如,铁与硫酸铜溶液的反应,铁原子失去电子被氧化成亚铁离子,铜离子得到电子被还原成铜原子。
2、原电池原电池是将化学能转化为电能的装置。
它由两个不同的电极(通常是金属)插入电解质溶液中组成。
在原电池中,发生氧化反应的电极称为负极,发生还原反应的电极称为正极。
例如,铜锌原电池中,锌作为负极失去电子,铜作为正极得到电子。
3、电解池电解池则是将电能转化为化学能的装置。
通过外加电源,使电解质溶液中的离子在电极上发生氧化还原反应。
二、电化学中的电极反应1、负极反应在原电池中,负极通常是较活泼的金属,发生氧化反应。
例如,锌铜原电池中,锌的电极反应为:Zn 2e⁻= Zn²⁺。
2、正极反应正极发生还原反应。
在上述锌铜原电池中,铜的电极反应为:Cu²⁺+ 2e⁻= Cu 。
3、电解池中的电极反应电解池中,阳极与电源的正极相连,发生氧化反应;阴极与电源的负极相连,发生还原反应。
例如,电解氯化铜溶液时,阳极反应为:2Cl⁻ 2e⁻= Cl₂↑ ,阴极反应为:Cu²⁺+ 2e⁻= Cu 。
三、电化学中的电解质溶液电解质溶液在电化学中起着重要的作用。
它提供了离子的迁移通道,使得电荷能够在电路中传递。
1、离子的迁移在原电池和电解池中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
2、电解质溶液的浓度变化在原电池中,随着反应的进行,电解质溶液的浓度可能会发生变化。
在电解池中,通过控制电解条件,可以使电解质溶液的浓度发生特定的变化。
四、电化学的应用1、电池日常生活中使用的各种电池,如干电池、充电电池等,都是基于电化学原理工作的。
以铅酸蓄电池为例,放电时,铅作为负极,二氧化铅作为正极。
2020届高考化学二轮通用题:电化学基础练习附答案专题:电化学基础一、选择题1、如图是某同学设计的原电池装置,下列叙述中正确的是()A.电极Ⅰ上发生还原反应,作原电池的负极B.电极Ⅱ的电极反应式为Cu2++2e-===CuC.该原电池的总反应为2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+D.盐桥中装有含氯化钾的琼脂,其作用是传递电子解析:该原电池的总反应为2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+;电极Ⅰ上发生还原反应,作原电池的正极,电极反应式为2Fe3++2e-===2Fe2+,电极Ⅱ为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为Cu-2e-===Cu2+;盐桥中装有含氯化钾的琼脂,其作用是传递离子。
答案:C2、利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验,甚至制作出一些有实际应用价值的装置来,下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图。
该电池工作时,有关说法正确的是(A)A.铝罐将逐渐被腐蚀B.炭粒和炭棒上发生的反应为O2+4e-===2O2-C.炭棒应与玩具电池的负极相连D.该电池工作一段时间后炭棒和炭粒的质量会减轻解析:由废铝罐和碳棒,食盐水等材料制可用于驱动玩具的电池可知,A、铝做负极,铝罐将逐渐被腐蚀,正确;B、炭棒做正极,碳棒上发生的反应为O2+4e -+2H2O===4OH-,错误;C、碳棒应与玩具电池的正极相连,错误;D、该电池工作一段时间后碳棒质量不变,错误;选A。
3、电镀在工业上有着广泛的应用,可以镀锌、镀铜、镀金等。
如利用下图所示装置可以使铜牌摇身一变为银牌,即在铜牌表面电镀一层银。
下列有关说法中正确的是()A.通电后,Ag+向阳极移动B.银片与电源负极相连C.该电解池的阴极反应可表示为Ag++e-===AgD.当电镀一段时间后,将电源反接,铜牌可恢复如初解析:由电解原理可知,在电镀时,镀层金属作阳极,待镀金属制品作阴极。
要想在铜上镀银,说明银为阳极,与电源的正极相连,B项错误;在电解液中,Ag+向阴极移动,A项错误;阴极反应为Ag++e-===Ag,C项正确;将电源反接,则铜牌作阳极,由放电顺序可知,铜牌上的Cu、Ag均能溶解,铜牌不可能恢复如初,D项错误。
绝密★启用前2020届人教版高考化学第二轮复习专题13《电化学基础》测试卷本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分分卷I一、单选题(共10小题,每小题2.0分,共20分)1.某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。
放电时电池的总反应为Li1-x CoO2+Li x C6===LiCoO2+ C6(x<1)。
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Li x C6-x e-===x Li++ C6C.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LiCoO2-x e-===Li1-x CoO2+x Li+2.关于下图所示的原电池,下列说法正确的是()A.电子从锌电极通过电流表流向铜电极B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移C.锌电极发生氧化反应;铜电极发生还原反应,其电极反应是2H++2e-===H2↑D.取出盐桥后,电流表仍会偏转,铜电极在反应前后质量不变3.常温下用石墨作电极,电解100 mL 0.1 mol·L-1的Cu(NO3)2和0.1 mol·L-1的AgNO3组成的混合溶液,当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为 1.12 L 时,假设溶液体积不变,下列说法正确的是()A.阴极增重1.4 gB.所得溶液pH<1C.阴极增重0.64 gD.所得溶液pH>14.把两支惰性电极插入500 mL硝酸银溶液中,通电电解,当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略),电极上应析出银的质量是()A. 27 mgB. 54 mgC. 108 mgD. 216 mg5.在如图所示的水果电池中,外电路上的电子从电极Y流向电极X。
若X为铅电极,则下列说法正确的是()A. Y极材料可能为锌B. Y极发生还原反应C. X极发生氧化反应D. Y极可能为铜6.某原电池装置如图所示,电池总反应为2Ag+Cl2===2AgCl。
电化学基础专题1.(2020•新课标Ⅰ卷)科学家近年发明了一种新型Zn−CO 2水介质电池。
电池示意图如图,电极为金属锌和选择性催化材料,放电时,温室气体CO 2被转化为储氢物质甲酸等,为解决环境和能源问题提供了一种新途径。
下列说法错误的是( )A .放电时,负极反应为Zn -2e -+4OH -=Zn(OH)42+B .放电时,1 mol CO 2转化为HCOOH ,转移的电子数为2 molC .充电时,电池总反应为2Zn(OH)42+=2 Zn+O 2↑+4OH -+2H 2OD .充电时,正极溶液中OH −浓度升高 【答案】D2.(2020•新课标Ⅰ卷)电致变色器件可智能调控太阳光透过率,从而实现节能。
下图是某电致变色器件的示意图。
当通电时,Ag +注入到无色WO 3薄膜中,生成Ag x WO 3,器件呈现蓝色,对于该变化过程,下列叙述错误的是( )A .Ag 为阳极B .Ag +由银电极向变色层迁移C .W 元素的化合价升高D .总反应为:WO 3+x Ag=Ag x WO 3【答案】C3.(2020•新课标Ⅰ卷)一种高性能的碱性硼化钒(VB 2)—空气电池如下图所示,其中在VB2真题探究电极发生反应:VB2+16OH--11e-= VO43-+2B(OH)4-+ 4H2O,该电池工作时,下列说法错误的是( )A.负载通过0.04 mol电子时,有0.224 L(标准状况)O2参与反应B.正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高C.电池总反应为4VB 2+11O2+20OH-+6H2O=8B(OH)4-+4VO43-D.电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极【答案】B4.(2021•浙江1月选考)镍镉电池是二次电池,其工作原理示意图如下(L 为小灯泡,K1、K2为开关,a、b为直流电源的两极)。
下列说法不正确...的是( )A.断开K2、合上K1,镍镉电池能量转化形式:化学能→电能B.断开K1、合上K2,电极A为阴极,发生还原反应C.电极B发生氧化反应过程中,溶液中KOH浓度不变D.镍镉二次电池的总反应式:Cd+ 2NiOOH+2H2O Ca(OH)2+2Ni(OH)2【答案】C5.(2020•浙江1月选考)在氯碱工业中,离子交换膜法电解饱和食盐水示意图如下,下列说法不正确的是( )离子交换膜A.电极A为阳极,发生氧化反应生成氯气B.离子交换膜为阳离子交换膜C.饱和NaCl从a处进,NaOH溶液从d处出D.OH-迁移的数量等于导线上通过电子的数量【答案】D6.(2020•浙江7月选考)电解高浓度RCOONa(羧酸钠)的NaOH溶液,在阳极RCOO−放电可得到R−R(烷烃)。
2020年高考化学试题分类汇编——电化学1.(2020年安徽理综·12)Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下,点解总反应:2Cu+H2O==Cu2O+H2O↑。
下列说法正确的是A.石墨电极上产生氢气B.铜电极发生还原反应C.铜电极接直流电源的负极D.当有0.1mol电子转移时,有0.1molCu2O生成。
答案:A2.(2020年北京理综·6)下列叙述不正确的是A.铁表面镀锌,铁作阳极B.船底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应:O2 +2H2O+4e-=4OH—D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应:2Cl一一2e一=C12↑答案:A3.(2020年福建理综·11)控制适合的条件,将反应2Fe3++2I-2Fe2++I 2设计成如右图所示的原电池。
下列判断不正确...的是A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原C.电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态D.电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl2固定,乙中石墨电极为负极答案:D4.(2020年广东化学·14)可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH 溶液为点解液,铝合金为负极,空气电极为正极。
下列说法正确的是A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为:O2+2H2O+4e-=4OH-B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为:Al+3OH--3e=Al(OH)3↓C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH保持不变D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极答案:A5.(2020年广东理基·25)钢铁生锈过程发生如下反应:①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2;②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。
高考化学复习:电化学基础1.科学家使用2δ-MnO 研制了一种2MnO -Zn 可充电电池(如图所示)。
电池工作一段时间后,2MnO 电极上检测到MnOOH 和少量24ZnMn O 。
下列叙述正确的是A.充电时,2+Zn 向阳极方向迁移B.充电时,会发生反应224Zn+2MnO =ZnMn O C.放电时,正极反应有--22=MnO +H O+e MnOOH+OHD.放电时,Zn 电极质量减少0.65g ,2MnO 电极生成了0.020mol MnOOH2.全固态锂电池能量密度大,安全性高,拓宽了电池工作温度范围和应用领域。
一种全固态锂—空气电池设计如图,电池总反应为:O 2+2Li=Li 2O 2。
下列说法正确的是(注:复合电极包含石墨、催化剂及放电时生成的Li 2O 2)A.放电时,外电路电流的方向是由Li 电极流向复合电极B.充电时,Li 电极应与电源的正极相连C.充电时,阳极的电极反应为:Li 2O 2-2e -=O 2+2Li +D.放电时,如果电路中转移1mol 电子,理论上复合电极净增重7g3.下图为最新研制的一款车载双电极镍氢电池,放电时a、c 电极的反应物为吸附了氢气的稀土合金,可表示为MH ;充电时b、d 电极的反应物为吸附的2Ni(OH),下列叙述正确的是A.放电时a 极电势比d 极电势高B.放电时c 极上的反应可表示为:2MH e OH M H O--=-++C.充电时a、b 接电源的负极,c、d 接电源的正极D.充电时外电路每通过2mol 电子,该电池正极共增重4g4.锂离子电池及其迭代产品依然是目前世界上主流的手机电池。
科学家近期研发的一种新型的Ca—LiFePO 4可充电电池的原理示意图如图,电池反应为:2++41-x 4xCa +2LiFePO xCa+2Li FePO +2xLi 充电放电,下列说法正确的是A.放电时,钙电极为负极,发生还原反应B.充电时,1-x 4Li FePO /4LiFePO 电极的电极反应式为-+41-x 4LiFePO -xe Li FePO +xLi=C.锂离子导体膜的作用是允许Li +和水分子通过,同时保证Li +定向移动以形成电流D.充电时,当转移0.2mol 电子时,理论上阴极室中电解质的质量减轻4.0g 5.高电压水系锌-有机混合液流电池的装置如图所示。
2020 年高考化学试题分类分析汇编:电化学基础1.[ 2020·江苏化学卷 10]以下有关说法正确的选项是A.CaCO3(s)=CaO(s) + CO2(g) 室温下不可以自觉进行,说明该反响的△H< 0B.镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更简单生锈C.N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) △ H< 0,其余条件不变时高升温度,反响速率V(H2) 和氢气的均衡转变率均增大D.水的离子积常数Kw跟着温度的高升而增大,说明水的电离是放热反响B 分析:本题是化学反响与热效应、电化学等的简单综合题,着力观察学生对熵变、焓变,水解反响、原电池电解池、化学反响速率的影响要素等方面的能力。
A.分解反响一般是知识吸热反响,熵变、焓变都大于零,仅在高温下自觉。
内容根源于《选修四》 P34-P36 中化学方向的判断。
B.铁比铜开朗,构成的原电池中铁为负极,更易被氧化。
C.据均衡挪动原理,高升温度均衡向逆反响方向挪动,均衡转变率减小。
D.水的离子积常数Kw跟着温度的高升而增大,说明水的电离是吸热反响,越热越电离,水的离子积常数Kw跟着温度的高升而增大。
2.[ 2020·江苏化学卷 5]以下有关物质的性质与应用不相对应的是A. 明矾能水解生成Al(OH)3 胶体 , 可用作净水剂B.FeCl3 溶液能与Cu反响,可用于蚀刻印刷电路C.SO2拥有氧化性,可用于漂白纸浆D.Zn 拥有复原性和导电性,可用作锌锰干电池的负极资料C分析:本题属于元素及其化合物知识的观察范围,这些内容都根源于必修一、和必修二等课本内容。
铝离子水解、胶体的吸附性、 Fe3+的氧化性、 SO2和 Zn 的复原性等内容,看来高三一轮复习环绕课本、环绕基础睁开,也不失为一条有效门路。
3.[ 2020·海南化学卷 3]以下各组中,每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是A. HCl 、 CuCl2 、 Ba(OH)2B. NaOH、CuSO4、H2SO4C. NaOH 、 H2SO4、Ba(OH)2D. NaBr 、 H2SO4、Ba(OH)2C【分析】电解时只生成氢气和氧气,则电解质所含的阳离子在金属活动性次序表中铜之电解前,阴离子不可以是简单离子;电解HCl 的方程式为: 2HCl === Cl2↑ + H2 ↑, A 选项错;电电解解 CuSO4溶液的方程式为:2CuSO4+2H2O====2Cu+2H2SO4+O2↑, B 选项错;电解NaBr 的方电解程式为: 2NaBr+2H2O=== 2NaOH+H2↑+Br2, D 选项错。
专题06 第12题电化学基础一、试题分析电化学是高考每年必考内容,命制的角度有电极反应式的正误判断与书写,电池反应式的书写,正负极的判断,电池充、放电时离子移动方向的判断,电极附近离子浓度的变化,电解的应用与计算,金属的腐蚀与防护等。
同时通过陌生化学电源的装置图,考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力,也体现了对“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养考查。
二、试题导图三、必备知识知识点1电极的判断知识点2.电解池的电极反应及其放电顺序(1)阳离子在阴极上的放电顺序:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>……(2)阴离子在阳极上的放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH->……知识点3.电解的四大类型及规律锌银电池总反应:Ag2O+Zn+H2O放电充电2Ag+Zn(OH)2正极Ag2O+H2O+2e-===2Ag+2OH-负极Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2锌空气电池总反应:2Zn+O2+4OH-+2H2O===2Zn(OH)2-4正极O2+4e-+2H2O===4OH-负极Zn+4OH--2e-===Zn(OH)2-4镍铁电池总反应:NiO2+Fe+2H2O放电充电Fe(OH)2+Ni(OH)2正极NiO2+2e-+2H2O===Ni(OH)2+2OH-负极Fe-2e-+2OH-===Fe(OH)2高铁电池总反应:3Zn+2FeO2-4+8H2O 放电充电3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4OH-类型电极反应特点实例电解物质电解液浓度pH电解液复原方法电解水型阴极:4H++4e-===2H2↑阳极:4OH--4e-===2H2O+O2↑NaOHH2O 增大增大加H2OH2SO4减小Na2SO4不变电解电解质型电解质的阴、阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大通入HCl气体CuCl2—加CuCl2放H2生碱型阴极:放H2生成碱阳极:电解质阴离子放电NaCl 电解质和水生成新电解质增大通入HCl气体放O2生酸型阴极:电解质阳离子放电阳极:放O2生成酸CuSO4减小加CuO总反应:Cd+2NiOOH+2H2O 放电充电Cd(OH)2+2Ni(OH)2总反应:x Mg+Mo3S4放电充电Mg x Mo3S4总反应:2Na2S2+NaBr3放电充电Na2S4+3NaBr总反应:Na1-m CoO2+Na m C n 放电充电NaCoO2+C n总反应:VO+2+2H++V2+放电充电V3++VO2++H2O电池正极Cu2O+H2O+2e-===2Cu+2OH-负极Li-e-===Li+锂离子电池总反应:Li1-x CoO2+Li x C6放电充电LiCoO2+C6(x<1) 正极Li1-x CoO2+x e-+x Li+===LiCoO2负极Li x C6-x e-===x Li++C6知识点5.新型化学电源中电极反应式的书写三步骤知识点6.燃料电池的电极反应式(以CH3OH为例电极反应式)电池类型导电介质反应式酸性燃料电池H+总反应:2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O正极O2+4e-+4H+===2H2O负极CH3OH-6e-+H2O===CO2↑+6H+碱性燃料电池OH-总反应:2CH3OH+3O2+4OH-===2CO2-3+6H2O 正极O2+4e-+2H2O===4OH-负极CH3OH-6e-+8OH-=== CO2-3+6H2O熔融碳酸盐燃料电池CO2-3总反应:2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O正极O2+4e-+2CO2===2CO2-3负极CH3OH-6e-+3CO2-3===4CO2↑+2H2O固态氧化物燃料电池O2-总反应:2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O正极O2+4e-===2O2-负极CH3OH-6e-+3O2-=== CO2↑+2H2O质子交换膜燃料电池H+总反应:2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O正极O2+4e-+4H+===2H2O负极CH 3OH -6e -+H 2O=== CO 2↑+6H +知识点7.燃料电池中氧气得电子的思维模型根据燃料电池的特点,一般在正极上发生还原反应的物质都是O 2,O 2得到电子后化合价降低,首先变成O 2-,O 2-能否存在要看电解质环境。
2020年高考化学二轮专题复习8:电学基础(附解析)考纲指导电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸,是历年高考的热点内容。
考查的主要知识点:原电池和电解池的工作原理、电极反应式的书写和判断、电解产物的判断、金属的腐蚀和防护。
对本部分知识的考查仍以选择题为主,在非选择题中电化学知识可能与工业生产、环境保护、新科技、新能源知识相结合进行命题。
Ⅰ.客观题(1)以新型化学电源为载体,考查电极反应式的正误判断及电子、离子的移动方向等。
(2)考查原电池在金属腐蚀与防护方面的应用。
Ⅱ.主观题(1)考查电极反应式、电池反应式的书写。
(2)考查原电池、电解池原理在工业生产中的应用。
(3)考查电子转移、两极产物、pH等的相关计算。
知识梳理一、原电池原理和化学电池1.构建原电池模型,类比分析原电池工作原理构建如图Zn-Cu-H2SO4原电池模型,通过类比模型,结合氧化还原反应知识(如:化合价的变化、得失电子情况等),能迅速判断原电池的正、负极,弄清楚外电路中电子的移动情况和内电路中离子的移动情况,准确书写电极反应式和电池总反应式,掌握原电池的工作原理。
2.化学电源中电极反应式书写的思维模板(1)明确直接产物:根据负极氧化、正极还原,明确两极的直接产物。
(2)确定最终产物:根据介质环境和共存原则,找出参与的介质粒子,确定最终产物。
(3)配平:根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。
注意:①H+在碱性环境中不存在;②O2−在水溶液中不存在,在酸性环境中结合H+,生成H2O,在中性或碱性环境中结合H2O,生成OH−;③若已知总反应式时,可先写出较易书写的一极的电极反应式,然后在电子守恒的基础上,总反应式减去较易写出的一极的电极反应式,即得较难写出的另一极的电极反应式。
二、电解原理及应用1.构建电解池模型,类比分析电解基本原理构建如图电解CuCl2溶液模型,通过类比模型,结合氧化还原反应知识(如:化合价的变化、得失电子情况等),能迅速判断电解池的阴、阳极,弄清楚外电路中电子的移动情况和内电路中离子的移动情况,准确判断离子的放电顺序并书写电极反应式和电解总反应式,掌握电解基本原理。
电化学基础试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 电化学电池中,正极发生的反应是:A. 氧化反应B. 还原反应C. 电解反应D. 电离反应答案:B2. 电解质溶液中,离子的定向移动形成电流,这种电流称为:A. 直流电B. 交流电C. 电解电D. 静电答案:A3. 法拉第电解定律表明,电解过程中,通过电极的电量与电极上物质的量之间的关系是:A. 正比B. 反比C. 无关D. 相等答案:A4. 在电化学电池中,电解质溶液的作用是:A. 提供电子B. 传递电子C. 传递质子D. 传递离子答案:D5. 电化学腐蚀中,金属的腐蚀速率与下列哪个因素无关?A. 金属的纯度B. 电解质溶液的浓度C. 金属的表面状态D. 金属的密度答案:D6. 电化学电池中,电子从负极流向正极的过程称为:A. 电解B. 电离C. 电导D. 电子迁移答案:D7. 电化学电池的电动势(E)与下列哪个因素无关?A. 电池内部的化学反应B. 电池的温度C. 电池的体积D. 电池的外部电阻答案:C8. 电化学电池中,正极材料的选择主要考虑的因素是:A. 导电性B. 导热性C. 耐腐蚀性D. 以上都是答案:D9. 电化学电池的内阻与下列哪个因素有关?A. 电池内部的化学反应B. 电池的温度C. 电池的外部电路D. 电池的体积答案:B10. 电化学电池的效率可以通过以下哪个公式计算?A. 效率 = 电池输出功率 / 电池输入功率B. 效率 = 电池输入功率 / 电池输出功率C. 效率 = 电池输出功率 / 电池总功率D. 效率 = 电池总功率 / 电池输入功率答案:A二、填空题(每空1分,共20分)1. 电化学电池的工作原理基于__氧化还原反应__,其中电子从__负极__流向__正极__。
2. 电化学电池的电动势(E)可以通过__能斯特方程__计算,该方程为:E = -ΔG/nF,其中ΔG代表__吉布斯自由能变化__,n代表__电子转移数__,F代表__法拉第常数__。
2020年高考化学试题-----电化学原理及其应用 (2020广东)15、一种新燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y 2O 3)的氧化锆(Z r O 2)晶体,在熔融状态下能传导O 2-。
下列对该燃料说法正确的是A 、在熔融电解质中,O 2-由负极移向正极B 、电池的总反应是:2C 4H 10 + 13O 2 → 8CO 2 + 10H 2OC 、通入空气的一极是正极,电极反应为:O 2 + 4e - = 2O 2-D 、通入丁烷的一极是正极,电极反应为:C 4H 10 + 26e - + 13O 2 = 4CO 2 + 5H 2O(2020全国卷I )11.关于电解NaCl 水溶液,下列叙述正确的是A .电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠B .若在阳极附近的溶液中滴入KI 试液,溶液呈棕色C .若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈无色D .电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性(2020广东)24、下列于化学有关的叙述正确的是A.铜锌原电池中,铜为负极B.0.1molN 2与0.3molH 2在一定条件下反应达到平衡时,生成0.2molNH 3。
C. 1mol/LAlCl 3溶液中,铝离子物质的量浓度为1mol/L 。
D.18gH 2O 中含1mol 氧原子(2020江苏)14.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。
高铁电池的总反应为下列叙述不正确...的是 A .放电时负极反应为:Zn —2e — +2OH —= Zn(OH)2B .充电时阳极反应为:Fe(OH)3 —3e — + 5 OH — = FeO24 + 4H 2OC .放电时每转移3 mol 电子,正极有1mol K 2FeO 4被氧化D .放电时正极附近溶液的碱性增强 放电 充电 3Zn + 2K 2FeO 4 + 8H 2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH(2020上海)10、关于如图所示装置的叙述,正确的是()A、铜是阳极,铜片上有气泡产生B、铜片质量逐渐减少C、电流从锌片经导线流向铜片D、氢离子在铜片表面被还原(2020天津)12.金属镍有广泛的用途。
2020高考化学试题分类汇编——电化学基础1.〔2018全国卷1〕右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。
电池的一个点极由有机光敏燃料〔S 〕涂覆在2TiO 纳米晶体表面制成,另一电极由导电玻璃镀铂构成,电池中发生的反应为:22TiO /S TiO /S h ν*−−→〔激发态〕+-22TiO /S TiO /S +e *−−→3I +2e 3I ---−−→2232TiO /S 3I 2TiO /S+I +--+−−→以下关于该电池表达错误的选项是......: A .电池工作时,是将太阳能转化为电能B .电池工作时,I -离子在镀铂导电玻璃电极上放电C .电池中镀铂导电玻璃为正极D .电池的电解质溶液中I -和I 3-的浓度可不能减少【解析】B 选项错误,从示意图可看在外电路中电子由负极流向正极,也即镀铂电极做正极,发生还原反应:I 3-+2e -=3I -;A 选项正确,这是个太阳能电池,从装置示意图可看出是个原电池,最终是将光能转化为化学能,应为把上面四个反应加起来可知,化学物质并没有减少;C 正确,见B 选项的解析;D 正确,此太阳能电池中总的反应一部分实质确实是:I 3-3I -的转化〔还有I 2+I -I 3-〕,另一部分确实是光敏有机物从激发态与基态的相互转化而已,所有化学物质最终均不被损耗!【答案】B【命题意图】考查新型原电池,原电池的两电极反应式,电子流向与电流流向,太阳能电池的工作原理,原电池的总反应式等,还考查考生变通能力和心理素养,能否适应生疏的情境下应用所学知识解决新的咨询题等【点评】此题立意专门好,然而考查过为单薄,而且取材不是最新的,在3月份江苏省盐都市高三第二次调研考试化学试题第17题〔3〕咨询,与此题极为相似的模型,这对一些考生显得不公平! 氧化 还原〔2018浙江卷〕9. Li-Al/FeS 电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为: 2Li ++FeS+2e -=Li 2S+Fe 有关该电池的以下中,正确的选项是A. Li-Al 在电池中作为负极材料,该材料中Li 的化合价为+1价B. 该电池的电池反应式为:2Li+FeS =Li 2S+FeC. 负极的电极反应式为Al-3e -=Al 3+D. 充电时,阴极发生的电极反应式为:2Li s+Fe-22e Li FeS -+=+ 试题解析:此题涵盖电解池与原电池的主体内容,涉及电极判定与电极反应式书写等咨询题。
依照给出的正极得电子的反应,原电池的电极材料Li-Al/FeS 能够判定放电时〔原电池〕负极的电极反应式为Al-3e -=Al 3+。
A 、Li 和Al 分不是两极材料。
B 、应有Al 的参加。
D 、应当是阳极失电子反应。
此题答案:C教与学提示:原电池与电解池的教学一定要重视电极反应式书写。
电极反应式书写是原电池和电解池内容或原理的核心。
原电池的教学能够从原电池反应的总反应式:能够自发进行的氧化还原反应,负极反应〔因负极确实是参加反应的电极〕开始。
电解池的教学要从外加电源的正负极,分析阳极〔活性电极时本身参加反应〕开始,最终获得被进行的氧化还原反应。
简单记住:沸〔负〕羊〔阳〕羊〔氧化〕。
〔2018广东理综卷〕23.铜锌原电池〔如图9〕工作时,以下表达正确的选项是A 正极反应为:Zn —2e -=Zn 2+B 电池反应为:Zn+Cu 2+=Zn 2+ +CUC 在外电路中,电子从负极流向正极D 盐桥中的K +移向ZnSO 4溶液解析:Zn 是负极,故A 错;电池总反应和没有形成原电池的氧化还原反应相同,故B 正确;依照闭合回路的电流方向,在外电路中,电子由负极流向正极,故C 正确;在溶液中,阳离子往正极移动,故D 错误。
答案:BC〔2018安徽卷〕11.某固体酸燃料电池以CaHSO 4固体为电解质传递H +,其差不多结构见以下图,电池总反应可表示为:2H 2+O 2=2H 2O ,以下有关讲法正确的选项是A.电子通过外电路从b 极流向a 极B.b 极上的电极反应式为:O 2+2H 2O +4e -=4OH -C.每转移0.1 mol 电子,消耗1.12 L 的H 2D.H +由a 极通过固体酸电解质传递到b 极答案:D解析:第一明确a 为负极,如此电子应该是通过外电路由a 极流向b ,A 错;B 选项反应应为O 2+4e -+4H +=2H 2O ; C 没有告知标准状况。
〔2018福建卷〕11.铅蓄电池的工作原理为:22442222Pb PbO H SO PbSO H O ++=+研读 右图,以下判定不正确的选项是A .K 闭合时,d 电极反应式:24224224PbSO H O e PbO H SO -+-+-=++ B .当电路中转移0.2mol 电子时,I 中消耗的24H SO 为0.2 molC .K 闭合时,II 中24SO -向c 电极迁移D .K 闭合一段时刻后,II 可单独作为原电池,d 电极为正极【解析】答案:C此题考查电化学〔原电池、电解池〕的相关知识K 闭合时Ⅰ为电解池,Ⅱ为电解池,Ⅱ中发生充电反应,d 电极为阳极发生氧化反应,其反应式为PbSO 4 + 2H 2O -2e - = PbO 2 + 4H + + SO 42- 因此A 正确。
在上述总反应式中,得失电子总数为2e -,当电路中转移0.2mol 电子时,能够运算出Ⅰ中消耗的硫酸的量为0.2mol ,因此B 对。
K 闭合一段时刻,也确实是充电一段时刻后Ⅱ能够作为原电池,由于c 表面生成Pb ,放电时做电源的负极,d 表面生成PbO 2,做电源的正极,因此D 也正确。
K 闭合时d 是阳极,阴离子向阳极移动,因此C 错。
〔2018江苏卷〕8.以下讲法不.正确的选项是 A .铅蓄电池在放电过程中,负极质量减小,正极质量增加B .常温下,反应()()()2C s CO g 2CO g +=不能自发进行,那么该反应的0H ∆>C .一定条件下,使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平稳转化率D .相同条件下,溶液中3+Fe 、2+Cu 、2+Zn 的氧化性依次减弱【答案】AC【解析】此题要紧考查的是相关的反应原理。
A 项,铅蓄电池在放电过程中,负极反应为其质量在增加;B 项,该反应是典型的吸热反应,在常温下不能自发进行;C 项,催化剂能改变反应速率,不一定加快,同时它不能改变转化率;D 项,可知3Fe +的氧化性大于2Cu +,综上分析可知,此题选AC 项。
〔2018江苏卷〕11.右图是一种航天器能量储存系统原理示意图。
以下讲法正确的选项是A .该系统中只存在3种形式的能量转化B .装置Y 中负极的电极反应式为: 22O +2H O+4e 4OH --=C .装置X 能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D .装置X 、Y 形成的子系统能实现物质的零排放,并能实现化学能与电能间的完全转化【答案】C【解析】此题要紧考查的是电化学知识。
A 项,在该装置系统中,有四种能量转化的关系,即太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化;B 项,装置Y 为氢氧燃料电池,负极电极反应为H 2 -2e - + 2OH -= 2H 2O ;C 项,相当于用光能电解水,产生H 2和O 2,实现燃料〔H 2〕和氧化剂〔O 2〕的再生;D 项,在反应过程中,有能力的损耗和热效应的产生,不可能实现化学能和电能的完全转化。
综上分析可知,此题选C 项。
〔2018天津卷〕7.〔14分〕X 、Y 、Z 、L 、M 五种元素的原子序数依次增大。
X 、Y 、Z 、L 是组成蛋白质的基础元素,M 是地壳中含量最高的金属元素。
回答以下咨询题:⑴ L 的元素符号为________ ;M 在元素周期表中的位置为________________;五种元素的原子半径从大到小的顺序是____________________〔用元素符号表示〕。
⑵ Z、X 两元素按原子数目比l∶3和2∶4构成分子A 和B ,A 的电子式为___,B 的结构式为____________。
⑶ 硒〔se〕是人体必需的微量元素,与L同一主族,Se原子比L原子多两个电子层,那么Se的原子序数为_______,其最高价氧化物对应的水化物化学式为_______。
该族2 ~ 5周期元素单质分不与H2反应生成l mol气态氢化物的反应热如下,表示生成1 mol硒化氢反应热的是__________〔填字母代号〕。
a.+99.7 mol·L-1 b.+29.7 mol·L-1 c.-20.6 mol·L-1 d.-241.8 kJ·mol -1⑷ 用M单质作阳极,石墨作阴极,NaHCO3溶液作电解液进行电解,生成难溶物R,R受热分解生成化合物Q 。
写出阳极生成R的电极反应式:______________;由R生成Q的化学方程式:_______________________________________________。
解析:(1)X、Y、Z、L是组成蛋白质的四种元素且原子序数依次增大,故分不为:H、C、N、O元素;M是地壳中含量最高的元素,为Al,其在周期表的位置为第3周第ⅢA族;再依照五种元素在周期表的位置,可知半径由大到小的顺序是:Al>C>N>O>H。
(2) N和H 1:3构成的分子为NH3,电子式为;2:4构成的分子为N2H4,其结构式为。
(3)Se比O多两个电子层,共4个电子层,1→4电子层上的电子数分不为:2、8 、18、6,故其原子序数为34;其最高价氧化物对应的水化物的化学式类似H2SO4,为H2SeO4。
非金属性越强,与氢气反应放出的热量越多,故2→5周期放出的热量依次是:d、c、b、a,那么第四周期的Se对应的是b。
(4)Al作阳极失去电子生成Al3+,Al3++3HCO3-==Al(OH)3+3CO2,2Al(OH)3Al2O3+3H2O。
答案:(1)O 第三周第ⅢA族 Al>C>N>O>H(2)(3) 34 H2SeO4 b(4) Al-3e-Al3+ Al3++3HCO 3-==Al(OH)3+3CO22Al(OH)3Al2O3+3H2O。
命题立意:此题以元素的推断为背景,综合考查了元素符号的书写、元素位置的判定和原子半径大小的比较;考查了电子式、结构式的书写,元素周期律,和电极反应式、化学方程式的书写,是典型的学科内综合试题。
〔2018山东卷〕29.〔12分〕对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命。
〔1〕以下为铝材表面处理的一种方法:①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,碱洗经常有气泡冒出,缘故是______〔用离子方程式表示〕。
为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收,最好向槽液中加入以下试剂中的______.。