2020高考化学二轮复习 题型六 电化学基础课件

题型六电化学基础五年高考试题统计与命题预测年份卷别题号考查角度命题预测2019卷Ⅰ12生物燃料电池高考对于电化学的考查,通常是以新型电池及电解应用装置为背景材料,基于电化学原理广泛设问,综合考查电化学基础知识,包括电极与离子移动方向的判断、电极反应式的书写、溶液的酸碱性和pH的变化、有关计算等。在2020年高考中,预测将涉及离子交换膜的电化学装置,素材选取最新科技成果,为新型化学电源或利用电解原理治理废水等,考查的角度延续以往的考查方式卷Ⅲ133D-Zn-NiOOH二次电池2018卷Ⅰ13电解原理除去天然气中的H2S和CO2卷Ⅱ12“可呼吸”的Na—CO2二次电池卷Ⅲ11锂空气电池2017卷Ⅰ11金属的腐蚀与电化学防护卷Ⅱ11电解原理的应用卷Ⅲ11全固态锂硫电池2016卷Ⅰ11电解原理的应用卷Ⅱ11Mg—AgCl电池卷Ⅲ11锌空气燃料电池2015卷Ⅰ11微生物燃料电池题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练原电池原理及新型化学电源1.(2019·全国Ⅲ,13)为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn(3D-Zn)可以高效沉积ZnO的特点,设计了采用强碱性电解质的3D-Zn-NiOOH二次电池,结构如图所示。电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。下列说法错误的是()题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练A.三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积,所沉积的ZnO分散度高B.充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-=NiOOH(s)+H2O(l)C.放电时负极反应为Zn(s)+2OH-(aq)-2e-=ZnO(s)+H2O(l)D.放电过程中OH-通过隔膜从负极区移向正极区答案:D解析:本题考查了二次电池的工作原理及电极反应式的书写与判断。三维多孔海绵状Zn表面积较大,可高效沉积ZnO,所沉积的ZnO分散度也高,A项正确;根据总反应式Zn(s)+2NiOOH(s)+H2OZnO(s)+2Ni(OH)2(s)可知,充电时Ni(OH)2(s)在阳极上发生氧化反应Ni(OH)2(s)+OH-(aq)-e-=NiOOH(s)+H2O(l),B项正确;放电时Zn在负极上发生氧化反应Zn(s)+2OH--2e-=ZnO(s)+H2O(l),C项正确;在放电过程中,阴离子应向负极移动,D项错误。题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练反思总结充电电池又称可逆电池:放电过程为原电池原理,该过程中化学能变为电能;充电过程为电解原理,该过程中电能转化为化学能。结合反应前后Zn、Ni元素的化合价变化可写出充、放电时的电极反应式。不管是原电池还是电解池,阴离子总是移向发生氧化反应的电极,阳离子总是移向发生还原反应的电极。题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练2.(2019·全国Ⅰ,12)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H2+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题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练答案:B解析:该过程是在室温条件下进行的,因此比现有工业合成氨的条件温和,同时还能提供电能,A项正确;阴极区发生的是得电子的反应,而左池中发生的是失电子的反应,B项错误;右池为正极区,氮气发生还原反应生成氨气,C项正确;左池中产生的氢离子通过交换膜向右池移动,即由负极区移向正极区,D项正确。方法点拨在电化学装置中,发生氧化反应的电极叫做阳极,发生还原反应的电极叫做阴极。对比原电池中,负极发生氧化反应,故负极也叫做阳极,据此可以理解电化学保护金属中的“牺牲阳极的阴极保护法”;本题B项中所说的“阴极区”应该是指该原电池中的正极区。题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练3.(2018·全国Ⅱ,12)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:3CO2+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题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练答案:D解析:放电时装置为原电池,阴离子向负极移动,A项正确;根据总反应可知,放电时二氧化碳在正极得电子被吸收,充电时又被释放出来,B项正确;放电时,负极上Na失电子,正极上CO2得电子,正极电极反应式为3CO2+4e-2CO32-+C,C项正确;充电时阴极反应式为Na++e-Na,D项错误。题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练4.(2018·全国Ⅲ,11)一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时,O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x(x=0或1)。下列说法正确的是()A.放电时,多孔碳材料电极为负极B.放电时,外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C.充电时,电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移D.充电时,电池总反应为Li2O2-x2Li+(1-𝑥2)O2题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练答案:D解析:放电时,该电池中锂作负极,多孔碳材料作正极,A项错误;放电时,外电路电子由负极流向正极,即由锂电极流向多孔碳材料电极,B项错误;充电时,锂电极作阴极,多孔碳材料电极作阳极,电解质溶液中Li+应向锂电极区移动,C项错误;充电反应与放电反应相反,充电时的总反应为Li2O2-x2Li+(1-𝑥2)O2,D项正确。方法点拨放电时,电子通过外电路“从负极流向正极”,内电路中离子定向移动方向是“阳离子移向正极,阴离子移向负极”,自由电子不会通过内电路。题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练5.(2017·全国Ⅲ,11)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:16Li+xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是()A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4B.电池工作时,外电路中流过0.02mol电子,负极材料减重0.14gC.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的量越多题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练答案:D解析:在该电池中电极a为正极,发生的反应依次为:S8+2Li++2e-Li2S83Li2S8+2Li++2e-4Li2S62Li2S6+2Li++2e-3Li2S4Li2S4+2Li++2e-2Li2S2,故A正确;原电池工作时,转移0.02mol电子时被氧化的Li的物质的量为0.02mol,质量减少0.14g,B正确;石墨烯能导电,a电极掺有石墨烯,可提高电极a的导电性,C正确;电池充电时由于Li+得到电子生成Li,则电池充电时间越长,电池中Li2S2的量越少,D错误。方法点拨本题的解题关键是电极的判断,锂电极b一定是负极,由Li+的移动方向可知,锂电池的正极一定是a极;Li2Sx中x从8→2的过程中,因Li+的数目没有变化,则硫的平均化合价逐渐降低。题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练6.(2016·全国Ⅱ,11)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是()A.负极反应式为Mg-2e-Mg2+B.正极反应式为Ag++e-AgC.电池放电时Cl-由正极向负极迁移D.负极会发生副反应Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑答案:B解析:Mg-AgCl海水电池中,Mg为活泼金属,作负极,发生反应:Mg-2e-=Mg2+,A项正确;AgCl在正极反应:AgCl+e-=Ag+Cl-,B项错误;原电池中,阴离子向负极移动,C项正确;Mg可与H2O缓慢反应,D项正确。特别提醒电池放电时,部分化学能转化为热能,使电极附近的溶液温度升高,使镁能够在负极区与水反应。题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练7.(2016·全国Ⅲ,11)锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH-+2H2O2Zn(OH)42-。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:Zn+4OH--2e-Zn(OH)42-D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)答案:C解析:充电时,阳离子移向阴极,A项错误;充电时的总反应为2Zn(OH)42-2Zn+O2↑+4OH-+2H2O,c(OH-)增大,B项错误;放电时每消耗1molO2转移4mol电子,D项错误。题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练8.(2015·全国Ⅰ,11)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.正极反应中有CO2生成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题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练解析:C6H12O6中C的平均化合价为0价,二氧化碳中C的化合价为+4价,所以生成二氧化碳的反应为氧化反应,故CO2在负极生成,A选项错误;在微生物的作用下,该装置为原电池装置,反应速率加快,所以微生物促进了反应的发生,B项正确;质子交换膜只允许质子(即H+)通过,原电池中阳离子向正极移动,C项正确;电池的总反应实质是C6H12O6的氧化反应,D项正确。特别提醒燃料电池或微生物电池的燃料一定在电池的负极上发生氧化反应;通入氧气或空气的电极为正极,发生还原反应。题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练原电池原理(1)原电池工作原理示意图题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练(2)原电池中正、负极的判断判断原电池的正、负极需抓住闭合回路和氧化还原反应进行分析,如图:注意:原电池的正、负极与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关,不要形成思维定式——活泼金属一定是负极。如Al、Mg和NaOH溶液构成的原电池中,Al为负极,Mg为正极。题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练1.(原创题)2019年3月14日,第16届海南国际车展在海南省会展中心盛大开幕,车展上展示出了中国研制的新型燃料电池汽车,该车装有“绿色心脏”——质子交换膜燃料电池。如图是某种质子交换膜燃料电池原理示意图。下列说法正确的是()A.该电池的正极是aB.质子(H+)通过质子交换膜移动到a电极C.正极反应为O2+4H++4e-=2H2OD.消耗2mol氢气时,转移电子的物质的量为2mol题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练答案:C解析:a电极上氢气失去电子产生氢离子,a电极为电池的负极,A项错误;电池中阳离子定向移动到正极,即质子(H+)通过质子交换膜移动到b电极,B项错误;正极上氧气在酸性条件下得电子生成水,电极反应为O2+4H++4e-=2H2O,C项正确;根据负极电极反应式H2-2e-=2H+可知,消耗2mol氢气时,转移电子的物质的量为4mol,D项错误。题点一题点二题点三真题诊断必备知识对点演练2.(2019·河南部分示范性高中联考)银-Ferrozine法检测甲醛(HCHO)的原理为:①在原电池装置中,氧化银能将甲醛充分氧化为CO2②Fe3+与产生的Ag定量反应生成Fe2+③Fe2+与Ferrozine形成有色配合物④测定溶液的吸光度(吸光度与溶液中有色物质的浓度成正比)。下列说法正确的是()A.①中,负极的电极反应式为2Ag2O+4H++4e-=4Ag+2H2OB.①中,溶液中的H+由正极移向负极C.理论上消耗的甲醛与生成的Fe