1、1专题 8 电化学1 【2019 届福建省莆田市第二十四中学高三上学期第一次调研考试】如图是一种新型锂电池装置，电池充、放电反应为 。放电时，需先引发铁和氯酸钾反 应使共晶盐熔化。下列说法不正确的是A 共晶盐储热效果好，利于电解质熔化B 整个过程的能量转化只涉及化学能转化为电能C 放电时 LiV3O8电极的反应为 xLi+xe-+LiV3O8= Li1+XV3O8D 充电时 Cl-移向 LiV3O8电极【答案】B【详解】A. 共晶盐是优良的传热储能介质，其熔点较低，可利用铁和氯酸钾反应放出的热量使其熔化，故 A 正确；B. 整个过程的能量转化有化学能转化为电能，还有化学能与热能的转化，故 B
2、错误；C. 放电时为原电池，LiV 3O8电极做正极，其电极的反应式为 xLi+xe-+LiV3O8= Li1+XV3O8，故 C 正确；D. 充电时为电解池， Cl -移向阳极 LiV3O8电极移动，故 D 正确；答案：B。【点睛】本题考查电化学的相关知识。根据电化学原理进行解答。原电池中还原剂做负极，发生氧化反应，氧化剂做正极，发生还原反应，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。根据电化学的工作原理进行判断相关选项。2 【2019 届浙江省“超级全能生”高考选考科目 9 月联考】某兴趣小组设计如图所示的原电池装置，下列有关说法正确的是 ( ) 2A
3、锌板是原电池的负极，发生还原反应B 电子流向：锌板 灯泡 银板 湿布 锌板C 银板上的电极反应：D 电池总反应：【答案】D【点睛】本题考查原电池的设计，正确判断原电池的正负极及电极反应方程式是解决本题的关键。3 【2019 届浙江省嘉兴市高三上学期 9 月份考试】一种新型的电池，总反应为: 3Zn+2FeO 42 +8H2O=2Fe(OH)3+3Zn(OH) 2+4OH ，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是A Zn 极是负极，发生氧化反应B 随着反应的进行，溶液的 pH 增大C 电子由 Zn 极流出到石墨电极，再经过溶液回到 Zn 极，形成回路D 石墨电极上发生的反应为：FeO 42+3e
4、+4H2O=Fe(OH)3+5OH 【答案】C34 【2019 届齐鲁名校教科研协作体湖北、山东部分重点中学高三第一次联考】现如今太阳能电池已经广泛地应用于生产生活中，现代四大发明之一的共享单车也用上了太阳能电池。哈罗单车前面载物篮的底座就是太阳能电池，电极材料是 Li/LiCoO2，太阳能电池的原理如图所示：下列说法不正确的是 （ ）A 阳光照射该电池时，能量转化过程：太阳能电能化学能B 光照时负极的质量减少C 太阳能电池板材料是 SiD 开锁时，正极 xLi+xe-+Li(1-x)CoO2=LiCoO2【答案】B【解析】A. 阳光照射该电池时，太阳能电池将光能转化为化学能，然后利用太阳能电
5、池为电源，向蓄电池（二次电池）中充电，将电能再转化为化学能储存起来，故能量转化过程为：太阳能电能化学能，A 正确；B.蓄电池放电时，负极的电极反应为 Li-e-=Li+，故负极质量减少；光照时充电，发生逆反应，故负极（阴极）质量增加,B 错误；C. Si 是半导体材料，具有导电性，Si 可以做太阳能电池板材料，C 正确；D. 开锁时，为原电池，正极发生还原反应：xLi +xe-+Li(1-x)CoO2=LiCoO2，D 正确；正确选项 B。5 【2019 届江西省红色七校高三第一次联考】微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示，下列说法正确
6、的是（ ）4A HS -在硫氧化菌作用下转化为 SO42- 的反应为:HS -+4H2O-8e-= SO42-+9H+B 电子从 b 流出，经外电路流向 aC 如果将反应物直接燃烧,能量的利用率不会变化D 若该电池电路中有 0.4mol 电子发生转移，则有 0.45molH+通过质子交换膜【答案】A【详解】A、负极上 HS-在硫氧化菌作用下转化为 SO42-，失电子发生氧化反应，电极反应式是 HS-+4H2O-8e-= SO42-+9H+，所以 A 选项是正确的；B、b 是电池的正极，a 是负极，所以电子从 a 流出，经外电路流向 b，故 B 错误；C、如果将反应物直接燃烧，会有部分化学能转化
7、为光能，因此能量的利用率会有变化，故 C 错误；D、根据电子守恒，若该电池有 0.4mol 电子发生转移，则有 0.4molH+通过质子交换膜，故 D 错误。所以 A 选项是正确的。6 【2019 届辽宁省部分重点高中高三 9 月联考】下列关于铜锌原电池（如图所示）的说法正确的是（ ）A Zn 是负极，发生还原反应 B Cu 是负极，发生氧化反应C 铜片上有气体逸出 D 电子由铜片通过导线流向锌片【答案】C5【解析】该装置是将化学能转化为电能的装置,为原电池,Zn 易失电子作负极、Cu 作正极,电子从负极沿导线流向正极,据此分析解答。【详解】A.该装置是原电池,Zn 易失电子发生氧化反应而作负
8、极、Cu 作正极,故 A 错误; B.Cu 作正极,发生还原反应,故 B 错误；C.铜是正极,氢离子在正极得电子发生还原反应:2H +2e-=H2,所以 C 选项是正确；D.负极上失电子、正极上得电子,该装置中 Zn 是负极、Cu 是正极,所以电子从 Zn 沿导线流向正极 Cu,故 D错误；正确选项 C。【点睛】原电池工作时溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极，电子由负极经外电路流向正极，电子不能从电解质中通过。7 【2019 届广东省中山市第一中学高三上学期第二次统测】最近科学家利用下列装置图成功地实现了 CO2和 H2O 合成 CH4。下列叙述错误的是A 电池工作时，实现了将太阳能转化为电
9、能B 铜电极为正极，电极反应式为 CO2-8e-+8H+=CH4+2H2OC 电池内 H + 透过质子交换膜从左向右移动D 为提高该人工光合系统的工作效率，可向装置中加入少量稀硫酸【答案】B【点睛】在原电池中，电子从负极流出，经过导电流向正极，溶液中的阳离子向正极移动。8 【2019 届江苏省启东中学高三第一次月考】现以 CO、O 2、熔融盐 Z(Na2CO3)组成的燃料电池,采用电解法处理 CO 同时制备 N2O5,装置如图所示,其中 Y 为 CO2。下列说法不合理的是( )6A 石墨是原电池的负极,发生氧化反应B 甲池中的 CO32-向石墨极移动C 乙池中左端 Pt 极电极反应式:N 2O
10、4-2e-+2HNO3 2N2O5+2H+D 若甲池消耗标准状况下的氧气 2.24 L,则乙池中产生氢气 0.05 mol【答案】BD【点睛】本题重点考查原电池与电解池的综合应用。石墨电极上 COCO 2，碳元素化合价升高，发生氧化反应，石墨是原电池的负极，石墨氧元素化合价降低，发生还原反应，为正极；与原电池负极相连的 Pt 电极为电解池阴极，溶液中 H+得电子，发生还原反应，电极反应为 2H+2e- H2，与原电池正极相连的 Pt 电极为电解池阳极，N 2O4失去电子，发生氧化反应，电极反应为 N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+。9 【2019 届安徽省阜阳三中高三第一学期第二
11、次模拟考试】NaClO 2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下: 回答下列问题: 7（1）NaClO 2中 Cl 的化合价为_。 （2）写出“反应”步骤中生成 ClO2的化学方程式_。 （3） “电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去杂质 Ca2+和 SO42-,要加入的除杂试剂顺序为_、_。 “电解”中阴极反应的主要产物是_。 （4） “尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量 ClO2。此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为_,该反应中氧化产物是_。 （5） “有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克
12、 Cl2的氧化能力。NaClO 2的有效氯含量为_。(计算结果保留两位小数)【答案】+3 2NaClO 3+SO2+H2SO4 = 2ClO 2+2NaHSO4 BaCl2溶液 Na 2CO3溶液 NaClO 2 21 O 2 1.57g【详解】 （1）在 NaClO2中 Na 为+1 价，O 为-2 价，根据正负化合价的代数和为 0，可得 Cl 的化合价为+3。因此，本题正确答案是：+3；（2）NaClO 3和 SO2在 H2SO4酸化条件下生成 ClO2，其中 NaClO2是氧化剂，还原产物为 NaCl，回收产物为NaHSO4，说明生成硫酸氢钠，且产生 ClO2，根据电子守恒可知，此反应的
13、化学方程式为：2NaClO3+SO2+H2SO4 = 2ClO 2+2NaHSO4，因此，本题正确答案是：2NaClO 3+SO2+H2SO4 = 2ClO 2+2NaHSO4；（3）食盐溶液中混有 Ca2+和 SO42-，可以利用过量 BaCl2溶液除去 SO42-；利用过量 Na2CO3溶液除去 Ca2+及过量的 Ba2+；由图可知“电解”中阴极反应的主要产物是 NaClO2，因此，本题正确答案是：BaCl 2溶液；Na 2CO3溶液；NaClO 2；（4） “尾气吸收”反应 2NaOH+H2O2+2ClO2=2NaClO2+O2+2H 2O 中 ClO2为氧化剂，还原产物为 NaClO2
14、，化合价从+4 价降为+3 价，H 2O2为还原剂，氧化产物为 O2，每摩尔 H2O2得到 2mol 电子，依据电子守恒可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为 2:1，因此，本题正确答案是：2:1；O 2；（5）1g NaClO2的物质的量 = mol，依据电子转移数目相等，NaClO 2Cl-4e-，Cl 22Cl-2e-，可知氯气的物质的量为 mol = mol，则氯气的质量为 mol 71g/mol=1.57g，因此，本题正确答案是：1.57g。【点睛】化合价是元素形成化合物时表现出来的性质，在任何化合物中，所有元素正负化合价的代数和等8于 0，掌握常见元素的化合价，并根据元素吸引电子能力大
15、小及化合物中，所有元素正负化合价的代数和等于 0 的原则判断元素的化合价。有元素化合价变化的反应是氧化还原反应，元素化合价升高，失去电子，该物质作还原剂，变为氧化产物；元素化合价降低，获得电子，该物质作氧化剂，变为还原产物，元素化合价升降总数等于反应过程中电子转移的数目；可利用最小公倍数法配平氧化还原反应方程式，对于离子反应，同时还要符合电荷守恒及原子守恒。物质的氧化能力大小可结合每 1mol 物质获得电子的多少，获得电子越多，其氧化能力就越强。10 【2019 届四川省雅安中学高三上学期第一次月考】研究大气中含硫化合物（主要是 SO2和 H2S）的转化对环境保护具有重要意义(1)SO2的大量
16、排放会引起严重的环境问题是_，潮湿条件下，写出大气中 SO2转化为 H2SO4的方程式_(2)土壤中的微生物可将大气中 H2S 经两步反应氧化成 SO42 ，两步反应的能量变化如图一：1mol H2S（g）全部氧化成 SO42 （aq）的热化学方程式为_ (3)利用 H2S 废气制取氢气的方法有多种，比如右图的电化学法：该法制氢过程如图 2,反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，其目的是_；反应池中发生反应的化学方程式为_；反应后的溶液进入电解池，产生氢气的电极名称为_，电解反应的离子方程式为_。【答案】酸雨 O2 + 2SO2+2H2O = 2H2SO4 H2S（g ）+2O 2（g）=S
17、O 42 （aq）+2H +（aq）H=806.39 9kJmol1 增大反应物接触面积，使反应更充分 H2S2FeCl 3=2FeCl2S2HCl 阴极 2Fe2 2H 2Fe3 H 2（3）反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，可增大反应物接触面积；故答案为：增大反应物接触面积，使反应更充分；反应池中 H2S 和 FeCl3发生氧化还原反应生成氯化亚铁和硫单质，配平后方程式为：H2S+2FeCl3=2FeCl2+S+2HCl；故答案为：H 2S2FeCl 3=2FeCl2S2HCl ；电解池中，阳极：亚铁离子失去电子发生氧化反应，电极反应式：Fe 2+-e-=Fe3+，阴极：氢离子得到电
18、子发生还原反应，电解总反应的离子方程式为 2Fe2+2H+ 2Fe3+H2。故答案为：阴极；2Fe 2 2H 2Fe3 H 2。【点睛】本题考查了离子方程式、热化学方程式的计算、盖斯定律计算反应热、电极反应式书写，明确二氧化硫的性质及离子方程式、热化学方程式书写方法、原电池工作原理是解题关键。11 【2019 届北京市中央民族大学附属中学高三 10 月月考】硝酸是氧化性酸，其本质是 NO3 有氧化性，某课外实验小组进行了下列有关 NO3 氧化性的探究（实验均在通风橱中完成） 。实验装置 编号 溶液 X 实验现象实验6 molL-1稀硝酸电流计指针向右偏转，铜片表面产生无色气体，在液面上方变为红
19、棕色。10实验15 molL-1浓硝酸电流计指针先向右偏转，很快又偏向左边，铝片和铜片表面产生红棕色气体，溶液变为绿色。（1）实验中，铝片作_（填“正”或“负” ）极。液面上方产生红棕色气体的化学方程式是_。（2）实验中电流计指针先偏向右边后偏向左边的原因是_。查阅资料：活泼金属与 1 molL-1稀硝酸反应有 H2和 NH4+生成，NH 4+生成的原理是产生 H2的过程中 NO3 被还原。（3）用上图装置进行实验：溶液 X 为 1 molL-1稀硝酸溶液，观察到电流计指针向右偏转。反应后的溶液中含 NH4+。实验室检验 NH4+的方法是_。生成 NH4+的电极反应式是_。（4）进一步探究碱性
20、条件下 NO3 的氧化性，进行实验：观察到 A 中有 NH3生成，B 中无明显现象。A、B 产生不同现象的解释是_。A 中生成 NH3的离子方程式是_。（5）将铝粉加入到 NaNO3溶液中无明显现象，结合实验和说明理由_。【答案】负 2NO+O2=2NO2 Al 开始作电池的负极，Al 在浓硝酸中迅速生成致密氧化膜后，Cu 作负极取少量待检溶液于试管中，加入浓 NaOH 溶液，加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则溶液中含NH4+ NO3-8e -10H +NH 4+3H 2OAl 与 NaOH 溶液反应产生 H2的过程中可将 NO3-还原为 NH3，而 Mg 不能与NaOH 溶液反应
21、 8Al3NO 3-5OH -2H 2O3NH 38AlO 2-因为铝与中性的硝酸钠溶液无生成 H2的过程，NO3 无法被还原11（5）铝粉在中性溶液中不产生氢气，也就不与硝酸钠反应，据此分析。【详解】 （1）根据实验现象可知，实验 1 电流计指针向右偏转，铜片表面产生无色气体，在液面上方变为红棕色，说明在原电池中铝作负极，发生氧化反应，铜做正极，硝酸根离子被还原成一氧化氮，在空气中被氧化成二氧化氮，反应方程式为 2NO+O2=2NO2；（2）实验 2 中电流计指针先向右偏转，很快又偏向左边，铝片和铜片表面产生红棕色气体，溶液变为绿色，说明开始铝是负极，同实验 1，铜表面有二氧化氮产生，很快铝
22、被浓硝酸钝化，铜做负极，发生氧化反应，生成硝酸铜，溶液呈绿色，硝酸根离子在铝电极被还原成二氧化氮；（3）溶液 X 为 1molL-1稀硝酸溶液，反应后的溶液中含 NH4+，说明硝酸根离子被还原成了铵根离子，原电池中铝做负极，铜做正极，硝酸根离子在正极还原成铵根离子，实验室检验 NH4+的方法是 取少量待检溶液于试管中，加入浓 NaOH 溶液，加热，若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则溶液中含 NH4+；生成 NH4+的电极反应式是 NO3-+8e-+10 H+=NH4+3H2O；（4）Al 与 NaOH 溶液反应产生 H2的过程中可将 NO3-还原为 NH3；根据电荷守恒和元素守恒可写出离
23、子方程式，而镁与碱没有反应；碱性条件下铝将硝酸根还原生成氨气，反应的离子方程式为 8Al+3NO3-+5OH-+2H2O=3NH3+8AlO 2-；（5）铝与中性的硝酸钠溶液无生成 H2的过程，也就不与硝酸钠反应，所以无明显现象。【点睛】原电池中失电子发生氧化反应的一极一定是负极，得电子发生还原反应的一极一定是正极；电子流出的一极一定是负极、电子流入的一极一定是正极。12 【2019 届贵州省遵义航天高级中学高三上学期第二次模拟考试】化学反应原理在工业生产中具有十分重要的意义。（1）工业生产可以用 NH3(g)与 CO2(g)经两步反应生成尿素，两步反应的能量变化示意图如下：12则 NH3(g
24、)与 CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为_。（2）已知反应 Fe(s)CO 2(g) FeO(s)CO(g) H a kJmol1 。测得在不同温度下，该反应的平衡常数 K 随温度的变化如下：温度() 500 700 900K 1.00 1.47 2.40该反应的化学平衡常数 K 的表达式为_， a_0(填“” 、 “ 50% 0.2mol/(L.min) 增加 CO 2 的量、升高温度（填一种即可）CH 3OH-6e-+H2OCO 2+6H+ 113表中数据可以知道，对于该反应，温度越高平衡常数越大，说明升高温度平衡向正反应移动，据此判断 a值的符号；令平衡时参加反应的二氧化碳的物质的
25、量为 xmol，利用三段式表示出平衡时各组分的物质的量，气体的化学计量数都为 1，前后气体的物质的量相等，用物质的量代替浓度代入平衡常数计算 x 的值，再利用转化率定义计算二氧化碳的转化率；根据参加反应的二氧化碳的物质的量计算生成的 CO 的物质的量，再根据计算 v(CO)；根据平衡移动原理进行分析解答；(3)负极发生氧化反应，根据电子守恒求消耗的氢氧根离子浓度。(2) 反应 Fe(s)CO 2(g) FeO(s)CO(g)的平衡常数 K=c(CO)/c(CO2)，由表中数据可以知道，对于该反应，温度越高平衡常数越大，说明升高温度平衡向正反应移动，升高温度平衡向吸热反应进行，故 a0，令平衡时
26、参加反应的二氧化碳的物质的量为 xmol，则：Fe(s)CO 2(g) FeO(s)CO(g)开始（mol） 4 0变化（mol） x x 平衡（mol） 4-x x所以 K= =1，计算得出 x=2，故二氧化碳的转化率为 100%=50%，故 CO 表示的平均速率 v(CO)= =0.2 mol/(L min)，因此，本题正确答案是：K=c(CO)/c(CO 2) ；50%；0.2mol/(L min)；根据该反应是气体体积不变的吸热反应，所以要使反应速率增大且平衡向右移动，可采取的措施是增加14CO2的量或者升高温度，因此，本题正确答案是：增加 CO 2 的量或升高温度；(3)负极发生氧化反应，负极 CH3OH-6e-+H2OCO 2+6H+，当消耗 560mLO2 (标准状况下)时即=0.025mol，根据电子守恒 4OH-O24e-，则消耗的氢氧根离子物质的量为 0.025mol 4=0.1mol，所以溶液中氢离子的浓度为： =0.1mol/L，故 pH=1，因此，本题正确答案是：CH 3OH-6e-+H2OCO 2+6H+；1。【点睛】本题考查反应速率计算、平衡常数、化学平衡计算、影响反应速率与化学平衡移动的因素、盖斯定律与反应热的计算、燃料电池的电极反应及电解计算等，注意(2) 中三行式的分析方法和（3）中根据电子守恒的计算方法。
