（山东专用）2020届高考化学一轮复习 专题十三 电化学课件

专题十三电化学高考化学(山东专用)五年高考A组山东省卷、课标Ⅰ卷题组考点一原电池的工作原理金属的电化学腐蚀与防护1.(2019课标Ⅰ,12,6分)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答案B本题涉及原电池的工作原理及应用,以生物燃料电池为载体考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力。借助不同形式的能量转化过程,体现了宏观辨识与微观探析的学科核心素养和关注社会发展、科技进步、生产生活的价值观念。A项,现有工业合成氨的反应条件是高温、高压、催化剂,则题述方法合成氨条件更为温和,同时可将化学能转化为电能,正确;B项,阴(正)极区,在固氮酶催化作用下发生反应N2+6H++6MV+ 2NH3+6MV2+,错误;C项,由B项分析可知正极区N2被还原为NH3,正确;D项,原电池工作时,质子(H+)通过交换膜由负极区向正极区移动,正确。思路点拨根据电极反应类型确定电极名称。左电极:MV+→MV2+发生氧化反应,故为负极,则右电极为正极。2.(2017课标Ⅰ,11,6分)支撑海港码头基础的钢管桩,常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是 ()A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C.高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D.通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整答案C将被保护的金属(钢管桩)与电源的负极相连,防止钢管桩被腐蚀,外加保护电流可以抑制金属电化学腐蚀产生的电流,故其表面腐蚀电流接近于零,A项正确;高硅铸铁为惰性辅助阳极,阳极上发生氧化反应,失去电子,电子从高硅铸铁流向钢管桩,B项正确;高硅铸铁为惰性辅助阳极,只是用于传递电流,故阳极材料不损耗,C项错误;金属的腐蚀受环境的影响,故通入的电流要根据环境条件的变化及时进行调整,D项正确。3.(2012山东理综,13,4分)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是()A.图a中,插入海水中的铁棒,越靠近底端腐蚀越严重B.图b中,开关由M改置于N时,Cu-Zn合金的腐蚀速率减小C.图c中,接通开关时Zn腐蚀速率增大,Zn上放出气体的速率也增大D.图d中,Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的答案BA项,因液面处氧气的浓度大且与海水接触,故在液面处铁棒腐蚀最严重;C项,接通开关后形成原电池,Zn的腐蚀速率增大,H+在Pt电极上放电产生H2;D项,干电池自放电腐蚀是NH4Cl水解产生的H+的氧化作用引起的。考点二电解原理及其应用4.(2018课标Ⅰ,13,6分)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。示意图如下图所示,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由石墨烯电极区反应①可知该极发生氧化反应,为阳极,则ZnO@石墨烯为阴极。阴极的电极反应为CO2+2H++2e- CO+H2O,A正确;装置工作时涉及三个反应,Fe2+与Fe3+的转化循环进行,总反应为CO2与H2S之间的反应,根据得失电子守恒可知总反应为CO2+H2S CO+H2O+S,B正确;石墨烯与电源正极相连,ZnO@石墨烯与电源负极相连,故石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的高,C错误;Fe2+、Fe3+均在酸性环境中稳定存在,D正确。5.(2016课标Ⅰ,11,6分)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和S 可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。 下列叙述正确的是 ()A.通电后中间隔室的S 离子向正极迁移,正极区溶液pH增大B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品24O24OC.负极反应为2H2O-4e- O2+4H+,负极区溶液pH降低D.当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.5mol的O2生成答案B负极区(阴极)电极反应为4H++4e- 2H2↑,正极区(阳极)电极反应为4OH--4e- 2H2O+O2↑。A项,通电后S 向正极移动,正极区OH-放电,溶液酸性增强,pH减小;C项,负极反应为4H++4e- 2H2↑,溶液pH增大;D项,当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.25molO2生成。24O6.(2011山东理综,15,4分)以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌,下列说法正确的是 ()A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池,电镀过程是该原电池的充电过程B.因部分电能转化为热能,电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C.电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率D.镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用答案CA项,该装置中没有自发的氧化还原反应发生,不能构成原电池;B项,通过的电量与锌的析出量有确定的关系;C项,电流恒定,单位时间内提供给阴极的电量就一定,析出的锌的量也一定;D项,镀锌层破损后形成的Zn-Fe原电池起到牺牲阳极保护阴极的作用。7.(2013山东理综,28,12分)金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应。(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是。a.Fe2O3b.NaClc.Cu2Sd.Al2O3(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应:2Cu2S+2H2SO4+5O2 4CuSO4+2H2O,该反应的还原剂是。当1molO2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为mol。向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成,该气体是。(3)下图为电解精炼银的示意图,(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银,若b极有少量红棕色气体产生,则生成该气体的电极反应式为。(4)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器浸于铝质容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,食盐水的作用是。答案(1)b、d(2)Cu2S4H2(3)a2H++N +e- NO2↑+H2O(4)做电解质溶液(或导电)3O解析(1)活泼金属的冶炼常采用电解法,故选b、d。(2)反应过程中Cu2S中铜元素和硫元素化合价均升高,Cu2S为还原剂,1molCu2S共失去10mol电子,1molO2发生反应消耗 molCu2S,转移4mol电子;CuSO4水解使溶液显酸性,加入镁条可生成H2。(3)电解精炼银,粗银做阳极,阴极发生还原反应,N 在酸性条件下得电子生成NO2。(4)本题中处理银器表面Ag2S的方法是利用原电池原理让Ag2S得电子转化成Ag,食盐水做电解质溶液形成闭合回路。253OB组课标卷、其他自主命题省(区、市)卷题组考点一原电池的工作原理金属的电化学腐蚀与防护1.(2019浙江4月选考,12,2分)化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。 下列说法不正确的是 ()A.甲:Zn2+向Cu电极方向移动,Cu电极附近溶液中H+浓度增加B.乙:正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O 2Ag+2OH-C.丙:锌筒作负极,发生氧化反应,锌筒会变薄D.丁:使用一段时间后,电解质溶液的酸性减弱,导电能力下降答案A甲中Cu为正极,电极表面发生反应:2H++2e- H2↑,导致Cu电极附近溶液中H+浓度减小,A错误;乙中Zn粉为负极,Ag2O为正极,正极的电极反应式为Ag2O+2e-+H2O 2Ag+2OH-,B正确;丙中锌筒作负极,电极反应为Zn-2e- Zn2+,故锌筒逐渐变薄,C正确;丁中铅蓄电池总反应式为Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O,导致使用一段时间后,H2SO4溶液浓度减小,导电能力下降,D正确。解题点睛本题考查常见化学电源,掌握各原电池的工作原理是解题的关键。2.(2019上海选考,17,2分)关于下列装置,叙述错误的是 () A.石墨电极反应O2+4H++4e- 2H2OB.鼓入少量空气,会加快Fe的腐蚀C.加入少量NaCl,会加快Fe的腐蚀D.加入HCl,石墨电极反应式:2H++2e- H2↑答案AA项,该原电池装置的电解质是接近中性的自来水,石墨电极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-,故错误;B项,鼓入空气,水中O2浓度增大,O2得电子机会增大,会加快Fe的腐蚀,故正确;C项,加入少量NaCl,增加电解质溶液的导电性,会加快Fe的腐蚀,故正确;D项,加入HCl后,电解质溶液中存在大量H+,石墨电极反应式为2H++2e- H2↑,故正确。3.(2019天津理综,6,6分)我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池,其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液,提高电池的容量。下列叙述不正确的是 () A.放电时,a电极反应为I2Br-+2e- 2I-+Br-B.放电时,溶液中离子的数目增大C.充电时,b电极每增重0.65g,溶液中有0.02molI-被氧化D.充电时,a电极接外电源负极答案D本题涉及原电池正负极的判断、电极反应式的书写等知识,通过工作原理示意图的分析,考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力。新型高能电池的原理应用体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。由工作原理示意图中Zn2+迁移的方向可判断放电时a为正极,b为负极。放电时,a极得到电子,发生还原反应,使溶液中离子数目增大,A、B项正确;充电时,a极接外接电源的正极,D项错误;充电时,b极为阴极,电极反应式为Zn2++2e- Zn,每增重0.65g,转移0.02mol电子,a极为阳极,电极反应式为2I-+Br--2e- I2Br-,转移0.02mol电子,有0.02molI-被氧化,C项正确。解题思路根据示意图判断电池的正、负极,再结合图中微粒变化的情况书写出电极反应式,根据两极转移电子守恒作出正确计算。4.(2019江苏单科,10,2分)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验。下列有关该实验的说法正确的是 () A.铁被氧化的电极反应式为Fe-3e- Fe3+B.铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能C.活性炭的存在会加速铁的腐蚀D.以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀答案C本题涉及的考点为金属的电化学腐蚀,考查了考生接受、吸收、整合化学信息的能力,体现了证据推理与模型认知的学科核心素养。铁作负极,Fe-2e- Fe2+,A不正确;电化学腐蚀过程中化学能不可能全部转化为电能,还有部分转化为热能,B不正确;活性炭的存在构成了原电池,加快了负极铁的腐蚀,C正确;以水代替NaCl溶液,铁仍然能发生吸氧腐蚀,只是吸氧腐蚀的速率会减慢,D不正确。知识总结在中性或极弱的酸性环境中钢铁发生吸氧腐蚀,正极的电极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH-;在酸性环境中钢铁发生析氢腐蚀,正极的电极反应式为2H++2e- H2↑。5.(2016课标Ⅱ,11,6分)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 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+2H2O Mg(OH)2+H2↑错误答案BMg-AgCl电池中,Mg为负极,AgCl为正极,故正极反应式应为AgCl+e- Ag+Cl-,B项错误。6.(