2020届高考化学二轮复习专题：电化学
2020届高考化学人教版第二轮专题复习选择题强化训练：新型化学能源(含解析)
2020届高考化学人教版第二轮专题复习选择题强化训练新型化学能源1、液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。
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( )A．b极发生氧化反应B．a极的反应式：N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2OC．放电时，电流从a极经过负载流向b极D．其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜答案：B解析：燃料电池燃料(N2H4)在负极(a极)发生氧化反应：N2H4＋4OH －－4e－===N4H2O，O2在正极(b极)发生还原反应：O2＋4e－＋2↑＋2H2O===4OH－，总反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，A项错误，B项正确；放电时电流由正极流向负极，C项错误；OH－在正极生成，移向负极消耗，所以离子交换膜应让OH－通过，故选用阴离子交换膜，D项错误。
2、如图是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量监测与控制的功能，下列有关说法正确的是( )A．电流由呼气所在的铂电极流出B．H＋通过质子交换膜流向氧气所在的铂电极C．电路中流过2mol电子时，消耗11.2 LO2D．该电池的负极反应为CH3CH2OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋答案：B解析：呼气所在电极发生乙醇转化为醋酸的反应，故为负极，而电流由正极流出，A项错误；H＋通过质子交换膜流向正极(氧气所在的铂电极)，B项正确；正极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，电路中流过2 mol电子时，消耗0.5 mol O2，在标准状况下体积为11.2 L，但题中未指明是否为标准状况，C项错误；该电池的负极反应为CH3CH2OH＋H2O－4e－===CH3COOH＋4H＋，D项错误。
3．用FeS2纳米材料制成的高容量锂电池，电极分别是二硫化亚铁和金属锂，电解液是含锂盐的有机溶剂。
下列说法错误的是( ) A．金属锂作电池的负极B．电池正极反应为FeS2＋4Li＋＋4e－===Fe＋2Li2SC．放电时，Li＋向负极迁移D．电池总反应为FeS2＋4Li===Fe＋2Li2S解析：该电池中金属锂为负极，二硫化亚铁为正极，A项正确；电池正极上FeS2发生还原反应，且电解液中Li＋向正极移动参与反应，电极反应式为FeS2＋4Li＋＋4e－===Fe＋2Li2S，B项正确，C项错误；电池负极反应为Li－e－===Li＋，则电池总反应为FeS2＋4Li===Fe＋2Li2S，D项正确。
2020届高三化学二轮复习——电化学离子交换膜的分析和应用(共22张PPT)
2.[2018·全国卷Ⅲ，27(3)①②]KIO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
①写出电解时阴极的电极反应式：_2_H__2O__＋__2_e_－_=_=_=_2_O__H_－_＋__H__2_↑__。 解析 电解液是KOH溶液，阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。
解析 由原电池的工作原理图示可知， 左端的铂电极为负极，其电极反应式为NO －3e－＋2H2O===NO－ 3＋4H＋，当过程中产生2 mol HNO3时转移6 mol e－，而1 mol O2 参与反应转移4 mol e－，故需要1.5 mol O2参与反应，标准状况下的体积为33.6 L。
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4.一氧化氮—空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的同时，实现了制硝酸、 发电、环保三位一体的结合，其工作原理如图所示，写出放电过程中负极的电极反 应式：_N__O_－__3_e_－_＋__2_H__2_O_=_=_=_N__O_－ 3_＋__4_H__＋__，若过程中产生2 mol HNO3，则消耗标准 状况下O2的体积为_3_3_._6_L。
解析 如果撤去阳膜，H2PO－ 2 或 H3PO2 可能会被氧化。
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3 模拟预测
1.(2019·青岛市高三3月教学质量检测)水系锌离子电池是一种新型二次电池，工作原 理如下图。该电池以粉末多孔锌电极(锌粉、活性炭及粘结剂等)为负极，V2O5为正 极，三氟甲磺酸锌[Zn(CF3SO3)2]为电解液。下列叙述错误的是 A.放电时，Zn2＋向V2O5电极移动
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3.用电渗析法可将含硝酸钠的废水再生为硝酸和氢氧化钠，其装置如下图所示。下 列叙述不正确的是
A.膜a、膜c分别是阴离子交换膜、阳离子交换膜
2020届高考化学二轮复习教师用书：微专题五 离子交换膜在电化学中的应用 Word版含解析
离子交换膜在电化学中的应用[知识必备]离子交换膜在原电池和电解池中均有较广泛的应用，且常出常新。
1．离子交换膜的功能使离子选择性定向迁移，其目的是平衡整个电解质的离子电荷守恒。
2．交换膜在电化学中的作用(1)防止副反应的发生，避免影响所制取产品的质量；防止引发不安全因素(如在电解饱和食盐水中，利用阳离子交换膜，防止阳极产生的Cl2进入阴极室与氢氧化钠反应，导致所制产品不纯，防止与阴极产生的H2混合发生爆炸)。
(2)用于物质的分离、提纯等。
(3)用于制备纯净的物质。
3．离子交换膜的类型根据透过的微粒，离子交换膜可以分为多种，在高考试题中主要出现过阳离子交换膜、阴离子交换膜和质子交换膜三种。
阳离子交换膜只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过，质子交换膜只允许质子(H＋)通过，另外还有特殊离子交换膜，只允许相应的离子通过。
4．离子交换膜类型的判断根据电解质溶液呈电中性的原则，判断膜的类型：(1)首先写出阴、阳两极上的电极反应，依据电极反应式确定该电极附近哪种离子剩余。
(2)根据溶液呈电中性，判断出离子移动的方向，从而确定离子交换膜的类型。
(3)在利用电解原理制备物质时，选择离子交换膜的类型，既要考虑阴、阳极电极反应式，同时也要考虑产品室和原料室在装置图中的位置。
如：利用电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3，装置图如下：阳极室放出O2，消耗OH－余出H＋，则H＋应向产品室移动，阴极室放出H2，消耗H＋余出OH－，则原料室中的Na＋应向阴极室移动，B(OH)－4应向产品室移动，所以a膜、c膜为阳离子交换膜、b膜为阴离子交换膜，选择离子交换膜时产品室和原料室的位置也起到关键性的作用。
[例1](2018·全国Ⅰ，节选)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛，生产Na2S2O5通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。
制备Na2S2O5可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。
高中化学二轮复习试题—锂电池(提升练)
2020届届届届届届届届届届届届届———届届届届届届届届届届届届届1.近期使用的一种可控电池——锂水电池的工作原理如下图。
下列说法中不正确的是（）A. 锂电池相比其他电池能量密度更高B. 放电一段时间后,水中的电解质为LiOHC. 固体电解质传递的是H+D. 理论上消耗14g锂,转移的电子数为2N A2.我国科学家发明的水溶液锂电池为电动汽车发展扫除了障碍,装置原理如图所示,其中固体薄膜只允许Li+通过。
锂离子电池反应为xLi+ Li1-x Mn2O4=LiMn2O4。
下列有关说法错误的是（）A. 该电池的缺点是存在副反应：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑B. 放电时,正极反应为Li1−x Mn2O4+xLi++xe−=LiMn2O4C. 充电时,b极为阳极,发生氧化反应D. 放电时,Li+穿过固体薄膜进入到水溶液电解质中3.我国科学家用毛笔书写后的纸张作为空气电极,设计并组装了轻型、柔性且可折叠的可充电锂—空气电池,工作原理如图所示。
下列有关说法正确的是（）A. 放电时,纸张中的纤维素作为锂电池的正极材料B. 放电时,正极的电极反应式为：2Li++O2+2e−=Li2O2C. 充电时,有机电解质溶液中Li+移向金属锂电极发生氧化反应D. 充电时,金属锂电极增重14 g,空气电极放出22.4LO24.据最近媒体报道,化学研究人员开发了一种可充电锌空气电池,这种电池的电解质溶液为KOH溶液,储电量是锂电池的五倍,而且更安全、更环保,未来或许可以取代锂电池,用在智能手机等电子设备中,其反应原理为2Zn+O2+4KOH+2H2O2K2Zn(OH)4。
下列说法正确的是（）A. 放电时,负极反应式为Zn+2e−4OH−=Zn(OH)↓B. 放电时,电路中通过4mol电子,消耗22.4L氧气C. 充电时,电解质溶液中OH−浓度逐渐增大D. 充电时,电解质溶液中K+向正极移动,且发生氧化反应5.中国科学家用蘸墨汁书写后的纸张作空气电极（图1）,设计并组装出一种轻型、能折叠的可充电锂空气电池,其工作原理如图2所示。
高考化学二轮复习教案：专题十 电化学原理(学生版)
专题十电化学原理【命题规律】电化学内容是高考试卷中的常客，对原电池和电解池的考查往往以选择题的形式考查两电极反应式的书写、两电极附近溶液性质的变化、电子的转移或电流方向的判断等。
在第Ⅱ卷中会以应用性和综合性进行命题，如与生产生活(如金属的腐蚀和防护等)相联系，与无机推断、实验及化学计算等学科内知识综合，尤其特别注意燃料电池和新型电池的正、负极材料分析和电极反应式的书写。
题型新颖，但不偏不怪，只要注意基础知识的落实，以及能力的训练便可以从容应对。
【知识网络】【重点知识梳理】一、原电池电极的判断以及电极方程式的书写1.原电池正、负极的判断方法：(1)由组成原电池的两极材料判断。
一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
(2)根据电流方向或电子流动方向判断。
电流由正极流向负极；电子由负极流向正极。
(3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断。
在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
(4)根据原电池两极发生的变化来判断。
原电池的负极失电子发生氧化反应，其正极得电子发生还原反应。
(5)电极增重或减轻。
工作后，电极质量增加，说明溶液中的阳离子在电极(正极)放电，电极活动性弱；反之，电极质量减小，说明电极金属溶解，电极为负极，活动性强。
(6)有气泡冒出。
电极上有气泡冒出，是因为发生了析出H2的电极反应，说明电极为正极，活动性弱。
2．原电池电极反应式和总反应式的书写(1)题目给定原电池的装置图，未给总反应式：①首先找出原电池的正、负极，即分别找出氧化剂和还原剂。
②结合介质判断出还原产物和氧化产物。
③写出电极反应式(注意两极得失电子数相等)，将两电极反应式相加可得总反应式。
(2)题目中给出原电池的总反应式：①分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂发生的反应即为正极反应；找出还原剂及其对应的氧化产物，还原剂参加的反应即为负极反应。
②当氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物由多种元素组成时，还应注意介质的反应。
2020届高三化学二轮复习：电化学基础——题型特训【提升训练42题(答案+解析)】
《高考12题逐题突破》：电化学基础——题型特训【精编42题答案+解析】1．目前发明的电动势法检测溶液中OH－浓度的原理如图所示，总反应式为Cu＋Ag2O===CuO＋2Ag。
下列有关说法正确的是( )A．电池工作时，Cu电极附近溶液的c(OH－)增大B．该电池反应说明Ag2O的氧化性比CuO的强C．负极的电极反应式为Ag2O＋2e－===2Ag＋O2－D．该电池也可以测量盐酸中c(OH－)答案 B解析电池工作时，Cu电极为负极，发生的电极反应式应为Cu－2e－＋2OH－===CuO＋H2O，Cu电极附近溶液的c(OH－)减小，A、C两项均错误；根据总反应式可知，在反应中Cu作还原剂，Ag2O作氧化剂，CuO为氧化产物，所以Ag2O的氧化性比CuO的强，B项正确；该电池的电解液必须为碱性溶液，在盐酸中不可行，D项错误。
2．最近，科学家研发出了“全氢电池”，其工作原理如图所示。
下列说法错误的是( )A．右边吸附层中发生了氧化反应B．负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－===2H2OC．该电池总反应是H＋＋OH－===H2OD．电解质溶液中Na＋向右移动、ClO－4向左移动答案 A解析由电子的流动方向可以得知左边吸附层为负极，发生氧化反应；右边吸附层为正极，发生还原反应，A项错误；负极的电极反应是H2－2e－＋2OH－===2H2O，B项正确；正极的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，根据正、负极的反应可知总反应为OH－＋H＋===H2O，C项正确；阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，D项正确。
3．对如图装置(铁的防护)的分析正确的是( )A．甲装置是牺牲阳极的阴极保护法B．乙装置是牺牲阳极的阴极保护法C．一段时间后甲、乙装置中pH均增大D．甲、乙装置中铁电极的电极反应式均为2H＋＋2e－===H2↑答案 B解析A项，甲装置中C为阳极，阳极上氯离子失电子，Fe为阴极，阴极上氢离子得电子，属于外加电流的阴极保护法，错误；B项，乙装置中Zn为负极，Fe 为正极，正极上氧气得电子，Fe不参加反应，Fe被保护，所以是牺牲阳极的阴极保护法，正确；C项，甲装置中电解氯化钠生成氢氧化钠，溶液的pH增大，乙装置中负极Zn失电子，正极氧气得电子，最终生成氢氧化锌沉淀，溶液的pH几乎不变，错误；D项，乙中正极上氧气得电子生成氢氧根离子，所以Fe电极上没有氢气生成，错误。
高考化学大二轮复习 专题8 电化学基础
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4错误认为电解质溶液导电的原因是电子通过了电解质溶 液，在原电池内部和电解池内部，都没有电子的流动，而是离 子的移动。实际上在闭合的电路中电子只走“陆路”导线或电 极，离子只走“水路”电解质溶液。
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2. 电解池：
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(1)电解时，a 极是 阴 极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu； b 极发生氧化反应，电极反应式为 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ ； 电解总反应化学方程式为
电解 2CuSO4＋2H2O=====2Cu＋O2↑＋2H2SO4 。
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(2)电解完成后，若溶液的体积为 2 L，整个电解过程中共转 移 0.2 mol e－，则溶液的 pH 为 1 ，若使电解质溶液复原，需 加入 CuO 的物质的量为 0.1 mo
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Z主干整合•认知盲区清
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一、原电池和电解池 1. 原电池：
[串联拾忆]
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(1)上述装置中能形成原电池的是 B ，该原电池工作时， 负极发生 氧化反应 ，电极反应式为 Fe－2e－===Fe2＋；
正极发生 还原反应，电极反应式为2Ag＋＋2e－===2Ag； 电池总反应式为 Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag 。
答案：A
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电化学原理中易忽视的问题 (1)错误地根据“异性相吸”的电性理论，认为在原电池中 电解质溶液中的阳离子移向负极，阴离子移向正极。其实在原 电池工作时，阳离子移向正极，阴离子移向负极。在电解池 中，电子由电源负极流向阴极，由阳极流向电源正极。
高中化学二轮复习试题储氢电池
2020届届届届届届届届届届届届届——届届届届1. 镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型,NiMH 中的M 表示储氢金属或合金,该电池在充电过程中的总反应方程式是Ni(OH)2+M =NiOOH +MH 。
已知：6NiOOH +NH 3+H 2O +OH −=6Ni(OH)2+NO 2−。
下列说法正确的是( )A. NiMH 电池放电过程中,正极的电极反应式为NiOOH +H 2O +e −=Ni(OH)2+OH −B. 充电过程中OH −从阳极向阴极迁移C. 充电过程中阴极的电极反应式：H 2O +M +e −=MH +OH −,H 2O 中的H 被M 还原D. NiMH 电池中可以用KOH 溶液、氨水等作为电解质溶液2. 第三代混合动力车目前一般使用镍氢电池(M 表示储氢合金；汽车在刹车或下坡时,电池处于充电状态)。
镍氢电池充放电原理的示意图如下：其总反应式为H 2+2NiOOH − 放电 充电2Ni(OH)2.根据所给信息判断,下列说法错误的是( )A. 混合动力汽车上坡或加速时,乙电极的电极反应式为：NiOOH +H 2O +e −=Ni(OH)2+OH −B. 混合动力汽车上坡或加速时,电解液中OH −向甲电极移动C. 混合动力汽车下坡或刹车时,甲电极周围溶液的pH 减小D. 混合动力汽车下坡或刹车时,电流的方向为：甲电极→发动机→乙电极3. 混合动力汽车(HEV)中使用了镍氢电池,其工作原理如图所示：其中M 为储氢合金,MH 为吸附了氢原子的储氢合金,KOH 溶液作电解液．关于镍氢电池,下列说法不正确的是( )A. 充电时,阴极附近pH 降低B. 电动机工作时溶液中OH −向甲移动C. 放电时正极反应式为：NiOOH +H 2O +e −=Ni(OH)2+OH −D. 电极总反应式为：MH +NiOOH ⇌充电放电M +Ni(OH)24. 某充电宝锂离子电池的总反应为：,某手机镍氢电池总反应为：(M 为储氢金属或合金),有关上述两种电池的说法不正确的是( )A. 锂离子电池放电时Li +向正极迁移B. 镍氢电池放电时,正极的电极反应式：NiOOH +H 2O +e −Ni (OH )2+OH − C. 如图表示用锂离子电池给镍氢电池充电D. 锂离子电池充电时,阳极的电极反应式：LiMn 2O 4−xe −Li 1−x Mn 2O 4+xLi +5. 镍氢电池已经成为混合动力汽车的主要电池类型。
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2020届高考化学二轮复习专题：电化学考点一 原电池原理及金属腐蚀1.锌铜原电池的工作原理图 1电极名称 负极 正极 电极材料 锌片 铜片 电极反应 Zn-2e -Zn 2+Cu 2++2e -Cu反应类型 氧化反应 还原反应电子流向 由Zn 沿导线流向Cu盐桥中 离子移向 盐桥含饱和KCl 溶液,K +移向正极,Cl -移向负极 盐桥的 作用(1)平衡电荷(2)避免断路时发生化学腐蚀(隔离作用)2.原电池正、负极的判断方法图23.原电池电极反应式的正误判断(1)看电极反应式是否匹配:负极发生氧化反应,正极发生还原反应。
(2)看产物在环境中能否共存:酸性电解质时电极反应式中不能出现OH-,碱性电解质时电极反应式中不能出现H+。
(3)看生成产物是否正确、是否符合守恒规律。
4.金属的腐蚀(1)腐蚀类型的判断①根据水膜判断:无水膜的为化学腐蚀,水膜呈酸性是析氢腐蚀,水膜呈弱酸性或中性是吸氧腐蚀。
②根据正极反应判断:有气体生成的是析氢腐蚀,氧气参与反应的是吸氧腐蚀。
(2)金属腐蚀快慢的比较①一般来说,可用下列原则判断:电解池原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
②对同一金属来说,腐蚀的快慢:强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。
③活泼性不同的两种金属,活泼性差别越大,腐蚀越快。
④对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,金属腐蚀的速率越快。
5.燃料电池装置的分析图3【示例分析1】图4-4如图4-4所示是一种以液态肼(N2H4)为燃料,氧气为氧化剂,某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。
该固体氧化物电解质的工作温度高达700~900 ℃时,O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动,反应生成物均为无毒无害的物质。
电极判断反应式其他信息解读根据通入气体的性质判断,电极乙为,电极甲为负极:正极:总反应:导电的是,放电时,O2-由电极移向电极【示例分析2】微生物燃料电池的一种重要应用就是废水处理中实现碳氮联合转化为CO2和N2,如图4-5所示,1、2为厌氧微生物电极,3为阳离子交换膜,4为好氧微生物反应器。
图5电极判断反应式其他信息解读根据H+移动方向,说明电极1为、电极2为,电解质为介质负极:正极:N H4+在好氧微生物反应器中转化为N O3-:例1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( )图6A.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变式美国斯坦福大学的工程师设计出一种从污水“提取”潜在电能的新型微生物电池,该电池能将生活污水中的有机物分解同时发电,电池结构如图4-7所示。
已知a电极为惰性材料,b电极为Ag2O。
下列说法不正确的是( )图4-7A.a电极是负极,b电极是正极B.b电极发生的反应是Ag2O+2e-+2H+2Ag+H2OC.a电极每生成标准状况下2.24 L CO2,可向b电极转移0.1 mol电子D.高温条件下,该电池不能正常工作考点二电解原理及金属防护1.电解池工作原理示意图(阳极为惰性电极)图 82.正确判断产物(1)阳极产物的判断首先看电极,如果是活性电极作阳极,则电极材料失电子,电极溶解(注意:铁作阳极溶解生成Fe2+,而不是Fe3+);如果是惰性电极作阳极,则需看溶液中阴离子的失电子能力,阴离子放电顺序为S2->I->Br->Cl->OH-(水)。
(2)阴极产物直接根据阳离子的放电顺序进行判断:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+(水)。
3.电解计算破题“3方法”原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏伽德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。
通常有下列三种方法:(1)根据电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算,其依据是电路中转移的电子数相等。
(2)根据总反应方程式计算先写出电极反应式,再写出总反应方程式,最后根据总反应方程式列出比例式计算。
(3)根据关系式计算根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁,构建计算所需的关系式。
如以通过4 mol e-为桥梁可构建如下关系式:图 94.金属的电化学防护(1)牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理:正极为被保护的金属,负极为比被保护的金属活泼的金属。
(2)外加电流的阴极保护法——电解原理:阴极为被保护的金属,阳极为惰性电极。
5.带膜电解池装置分析示例在高中试题中主要出现阳离子交换膜、阴离子交换膜和质子交换膜三种,阳离子交换膜只允许阳离子通过,阻止阴离子和气体通过,阴离子交换膜只允许阴离子通过,质子交换膜只允许质子(H+)通过。
离子交换膜的功能在于选择性地通过某些离子,目的是平衡整个溶液的离子浓度或电荷,利用离子交换膜的这一功能可用来制备物质,解题时应先分析出应制备或提纯的物质,后确定装置的正负极,根据离子交换膜的功能判断特定离子的移动方向,反过来,我们可以根据离子移动方向判断膜的类型。
【示例分析】四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]常用作电子工业清洗剂,以四甲基氯化铵[(CH3)4NCl]为原料,采用电渗析法合成(CH3)4NOH,其工作原理如图4-10所示(a、b为石墨电板,c、d、e为离子交换膜)。
图 10电极判断膜的判断反应式信息解读根据图中Cl-移动方向可知,a为极,b为极,M为电源极,N为电源极据图分析,生成氯化钠浓溶液,说明阳极上不是放电,则e应是交换膜;根据左池产物分析,c也是交换膜a极:b极:例2 电解合成1,2-二氯乙烷的实验装置如图4-11所示。
下列说法中正确的是( )图 11 A.该装置工作时,化学能转变为电能B.CuCl2能将C2H4还原为1,2-二氯乙烷C.X、Y依次为阳离子交换膜、阴离子交换膜D.该装置总反应为CH2CH2+2H2O+2NaCl H2+2NaOH+ClCH2CH2Cl变式 Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池如图 12所示,电解总反应为2Cu+H2O Cu2O+H2↑。
下列说法正确的是 ( )图 12 A.电子的流向:电源负极→石墨电极→Cu→电源正极B.铜电极上的电极反应式为2Cu+H2O-2e-Cu2O+2H+C.电解后溶液的pH变大D.当有0.1 mol电子转移时,有0.1 mol Cu2O生成考点三可逆电池及电池综合一、可逆电池1.判断电极(1)“放电”时正、负极的判断负极:元素化合价升高或发生氧化反应的物质。
正极:元素化合价降低或发生还原反应的物质。
(2)“充电”时阴、阳极的判断阴极:“放电”时的负极在“充电”时为阴极。
阳极:“放电”时的正极在“充电”时为阳极。
2.微粒流向(1)电子流向充电:电源负极→阴极,阳极→电源正极。
放电:负极→正极。
提示:无论是放电还是充电过程,电子均不能流经电解质溶液。
(2)离子流向充电:阳离子移向阴极,阴离子移向阳极。
放电:阳离子移向正极,阴离子移向负极。
二、可逆电池及电池综合装置图分析示例1.新型可逆电池原理图像的分析可逆电池原理图像的分析方法图 13理解电化学装置图给出的可逆电池放电、充电时原理信息,利用信息结合电化学原理,确定电极名称或充电放电装置,分析电极反应等。
【示例分析1】我国科学家研发了一种新型液流二次电池,其工作原理如图4-13所示。
电池及电极判断反应式其他信息解读二次电池,还原性S2-I-,图左侧S2-失去电子生成S22-为反应,左侧为电池极负极:正极:充电时原电池的负极为电解池的;充电时,K+经交换膜向移动;充电时总反应为2.“多池组合”电池原理图像的分析准确判断电池种类是关键,灵活利用电子守恒是处理数据的法宝。
具体可按以下三个步骤进行:第一步:判断电极原电池一般是两种不同的金属电极或一个为金属电极、另一个为碳棒作电极;而电解池则一般都是两个惰性电极,如两个铂电极或两个碳棒。
或者根据电极反应现象判断:在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极,并由此判断电池类型。
第二步:利用相关概念进行分析判断在确定了原电池和电解池后,利用有关概念作分析和判断,如电极的判断、电极反应式的书写、实验现象的描述、溶液中离子的移动方向、pH的变化及电解质溶液的恢复等。
第三步:串联装置中的数据处理原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是电子转移的守恒,分析时要注意两点:①串联电路中各支路电流相等;②并联电路中总电流等于各支路电流之和。
【示例分析2】目前研究比较热门的Al-H2O2电池,其电池总反应为2Al+3H O2-2Al O2-+OH-+H2O。
现以Al-H2O2电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制备氢气(右侧装置中隔膜仅阻止气体通过,b、c、d均为惰性电极)。
图4-14电池及电极判断反应式其他信息解读由电池总反应知,Al为电池的极,b为极;与b相连的c为电解池的极,与Al相连的d为电解池的极阴极:阳极:左装置中Na+移向电极,电解时电子流动路径:Al极→导线→d极,3.有附加装置的新型电化学装置的分析一般先要弄清附加装置的作用,然后结合电化学原理分析解答题设各项。
【示例分析3】一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如图4-15。
图4-15附加装置作用 电极判断 反应式其他信 息 解 读催化重整装置的作用是制备燃料CO 、H 2 通入O 2的一端为 极,通入CO 和H 2的一端为 极负极: 正极:原电池中C O 32-移向极例3 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,图4-16设计了采用强碱性电解质的3D-Zn —NiOOH 二次电池,结构如图4-16所示。
电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H 2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。
下列说法错误的是 ( )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)+H 2O(l)C.放电时负极反应为Zn(s)+2OH -(aq)-2e -ZnO(s)+H 2O(l)D.放电过程中OH -通过隔膜从负极区移向正极区变式 石墨烯电池是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性而研发的新型可充放电电池,其反应方程式为Li x C 6+Li 1-x CoO 2C 6+LiCoO 2,其工作原理如图4-17所示。