三年高考2020高考化学试题分项版解析 专题17 电化学原理综合应用(含解析)
三年高考(2021-2021)化学真题分项版解析——专题15 化学反应原理综合(原卷版)
专题15 化学反应原理综合1．[2019新课标Ⅰ]水煤气变换[CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。
回答下列问题：（1）Shibata 曾做过下列实验：①使纯H 2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H 2的物质的量分数为0.0250。
②在同一温度下用CO 还原CoO(s)，平衡后气体中CO 的物质的量分数为0.0192。
根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_________H 2（填“大于”或“小于”）。
（2）721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H 2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H 2的物质的量分数为_________（填标号）。
A ．＜0.25B ．0.25C ．0.25~0.50D ．0.50E ．＞0.50（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用❉标注。
可知水煤气变换的ΔH ________0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E 正=_________eV ，写出该步骤的化学方程式_______________________。
（4）Shoichi 研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO 和H 2分压随时间变化关系（如下图所示），催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的2H O p 和CO p 相等、2CO p 和2H p 相等。
计算曲线a 的反应在30~90 min 内的平均速率v (a)=___________kPa·min −1。
467 ℃时2H p 和CO p 随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。
489 ℃时2H p 和CO p 随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。
2020年全国三卷高考化学试题及答案解析
2020年全国三卷高考化学试题及答案解析2020年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试化学注意事项：1.考生在答题卡上填写姓名和准考证号。
2.选择题用铅笔在答题卡上涂黑对应的答案标号，如需更改，用橡皮擦干净后重新涂上。
3.非选择题在答题卡上作答，不要在试卷上写。
4.考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量：H 1C12N14O16Mg 24S 32Fe 56Cu 64选择题：7.宋代《千里江山图》使用孔雀石颜料（主要成分为Cu(OH)2·CuCO3）和蓝铜矿颜料（主要成分为Cu(OH)2·2CuCO3）描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然。
下列说法错误的是（）A。
保存《千里江山图》需控制温度和湿度。
B。
孔雀石和蓝铜矿颜料不易被空气氧化。
C。
孔雀石和蓝铜矿颜料耐酸耐碱。
D。
Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数低于Cu(OH)2·2CuCO3.8.金丝桃苷是从中药材中提取的一种黄酮类化合物，具有抗病毒作用，结构式如下：下列关于金丝桃苷的叙述，错误的是（）A。
可与氢气发生加成反应。
B。
分子含有21个碳原子。
C。
能与乙酸发生酯化反应。
D。
不能与金属钠反应。
9.N_A是阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是（）A。
22.4 L（标准状况）氮气中含有7N_A个氮原子。
B。
1 mol重水比1 XXX1个质子。
C。
12 g石墨烯和12 g金刚石均含有N_A个碳原子。
D。
1 L 1 mol·L−1NaCl溶液含有28N_A个离子。
10.喷泉实验装置如图所示。
应用下列各组气体—溶液，能出现喷泉现象的是（）A。
H2S气体和稀盐酸溶液。
XXX气体和稀氨水溶液。
C。
NO气体和稀H2SO4溶液。
D。
CO2气体和饱和NaHCO3溶液。
11.对于下列实验，能正确描述其反应的离子方程式是（）A。
用Na2SO3溶液吸收少量Cl2：3SO3+Cl2+H2O=2HSO3+2Cl^-+SO2.B。
(课标I)2020版高考化学一轮复习专题十七电化学教师用书(PDF,含解析)
３．用惰性电极电解电解质溶液的类型
电解质 类型
特点
电解产物 实例
阴极 阳极
电极反应特点
电解 电解 电解 质溶 质溶 对象 液的 液的
变化 复原
含氧酸 Ｈ２ ＳＯ４
可溶性
阴 极： ４Ｈ＋ ＋ ４ｅ－
ＮａＯＨ
电解 强碱 水型
Ｈ２
活泼金
Ｏ２
������������２Ｈ２ ↑ 阳极：４ＯＨ－ － ４ｅ－
属含氧 ＫＮＯ３
电解 生成 质和 新电 加 ＣｕＯ
水 解质
注意 电解水型的电解质溶液为不饱和溶液时才符合上述 规律。
４．电解原理的应用
Ａ．该装置将化学能转化为光能和电能 Ｂ．该装置工作时，Ｈ＋ 从 ｂ 极区向 ａ 极区迁移
Ｃ．每生成 １ ｍｏｌ Ｏ２ ，有 ４４ ｇ ＣＯ２ 被还原 Ｄ．ａ 电极的反应为：３ＣＯ２ ＋１８Ｈ＋ －１８ｅ－ ������������ Ｃ３ Ｈ８ Ｏ＋５Ｈ２ Ｏ
为了保障航行安全，延长轮船的使用寿命，通常在与海水接触
的船壳（船底及船侧） 上镶嵌一些金属块 Ｍ。 下列有关说法不
正确的是
（ ）
Ａ．上述保护船壳免受腐蚀的方法叫牺牲阳极的阴极保护法
Ｂ．Ｍ 可能是锌、铜等金属
Ｃ．船壳主要发生吸氧腐蚀 Ｄ．在上述保护船壳的过程中，负极反应为 Ｍ－ｎｅ－ ������������ Ｍｎ＋
专题十七 电化学 ８ １
原电池 金属的电化学腐蚀与防护 考点一
高频考点
１．原电池———化学能转化为电能的装置 （ １） 原电池的构成条件 电极———两极为导体且存在活泼性差异（ 燃料电池的电极
一般为惰性电极） ； 电解质溶液———两极插入溶液中； 形成闭合回路； 自发进行的氧化还原反应。 （ ２） 原电池的工作原理
三年高考2019高考化学试题分项版解析 专题17 电化学原理综合应用(含解析)
——————————新学期新成绩新目标新方向——————————专题17 电化学原理综合应用1．【2018天津卷】CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。
回答下列问题：（3）O2辅助的Al～CO2电池工作原理如图4所示。
该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式：________。
电池的正极反应式：6O2+6e−6O2−6CO2+6O2−3C2O42−反应过程中O2的作用是________。
该电池的总反应式：________。
【答案】Al–3e–=Al3+（或2Al–6e–=2Al3+）催化剂 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3【解析】2．【2018江苏卷】NO x（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。
有效去除大气中的NO x是环境保护的重要课题。
（2）用稀硝酸吸收NO x，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。
写出电解时阳极的电极反应式：____________________________________。
【答案】（2）HNO 2−2e−+H2O3H++NO3−【解析】精准分析：（2）根据电解原理，阳极发生失电子的氧化反应，阳极反应为HNO2失去电子生成HNO3，1molHNO2反应失去2mol电子，结合原子守恒和溶液呈酸性，电解时阳极电极反应式为HNO2-2e-+H2O=NO3-+3H+。
3．【2018新课标1卷】焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。
回答下列问题：（3）制备Na2S2O5也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。
阳极的电极反应式为_____________。
电解后，__________室的NaHSO3浓度增加。
将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。
【答案】（3）2H2O－4e－＝4H＋+O2↑ a【解析】4．【2018新课标1卷】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________；沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。
高考化学电化学基本原理—三年高考(2015-2017)化学真题分项版解析(解析版)
1．【2017新课标1卷】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【名师点睛】该题难度较大，明确电化学原理是以及金属的防腐蚀原理是解答的关键，钢管桩表面腐蚀电流的理解是难点，注意题干信息的挖掘，即高硅铸铁为惰性辅助阳极，性质不活泼，不会被损耗。
2．【2017新课标2卷】用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为混合溶液。
下列叙述错误的是A．待加工铝质工件为阳极B．可选用不锈钢网作为阴极C．阴极的电极反应式为：D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动【答案】C【解析】A、根据原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，故A 说法正确；B、不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，故B说法正确；C、阴极应为阳离子得电子，根据离子放电顺序应是H＋放电，即2H＋＋2e−=H2↑，故C说法错误；D、根据电解原理，电解时，阴离子移向阳极，故D说法正确。
【名师点睛】本题考查电解原理的应用，如本题得到致密的氧化铝，说明铝作阳极，因此电极方程式应是2Al−6e−＋3H2O=Al2O3＋6H＋，这就要求学生不能照搬课本知识，注意题干信息的挖掘，本题难度不大。
3．【2017新课标3卷】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+x S8=8Li2S x（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0.02 mol电子，负极材料减重0.14 gC．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【答案】D【名师点睛】考查二次电池的使用，涉及原电池工作原理，原电池工作时负极发生氧化反应，正极发生还原反应，而电池充电时，原来的负极连接电源的负极为电解池的阴极，发生还原反应，而原来的正极连接电源的正极为电解池的阳极发生氧化反应，解题是通过结合反应原理，根据元素化合价的变化，判断放电时正负极发生的反应，再结合电解质书写电极反应方程式。
2020年高考化学试题分项版解析专题17《电化学原理综合应用》含解析
专题17电化学原理综合应用1.12021天津卷】CO是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义.答复以下问题：〔3〕 O辅助的Al〜CO电池工作原理如图4所示.该电池电容量大,能有效利用CO,电池反响产物Al 2〔C2O4〕3 是重要的化工原料.3—1艺AlCly的盘子液体电池的负极反响式：.电池的正极反响式：6Q+6e-^=6C2-6CG+6Q-^=3GQ2-反响过程中Q的作用是.该电池的总反响式：.【答案】Al - 3e =Al3+〔或2Al - 6e =2Al3+〕催化剂2A1+6CO 2=Al 2〔C2O4〕 3【解析】精准分析根据图4,卒肋负极,离子潜体为A：口,因此负极反响式为Al-3e-=Al^;负极反响式和正极反响式合并,得出总电池反响式为二N比因此氧气为催化剂°2.12021江苏卷】NO 〔主要指NOm NO〕是大气主要污染物之一.有效去除大气中的NO是环境保护的重要课题.〔2〕用稀硝酸吸收NO,得到HNO和HNO的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸.写出电解时阳极的电极反响式：.【答案】〔2〕 HNQ2e-+HO^=3H++NO-【解析】精准分析：〔2〕根据电解原理,阳极发生失电子的氧化反响,阳极反响为HN汝去电子生成HNO, 1molHNO反响失去2mol电子,结合原子守恒和溶液呈酸性,电解时阳极电极反响式为HNQ2e-+HO=NC+3H+.3.12021新课标1卷】焦亚硫酸钠〔Na&Q〕在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛.答复以下问题：〔3〕制备NaSzQ也可采用三室膜电解技术,装置如下图,其中SO碱吸收液中含有NaHSO^ NaSO.阳极的电极反响式为.电解后,室白NaHSOB度增加.将该室溶液进行结晶脱水, 可得到NaSQ.距离f支胸眼祐H,SO, SO3做吸收液【答案】〔3〕 2H2O— 4e =44 +QT a【解析】精准分析：0〕 B聪发生失去电子的氧化反响,阳极区是稀硫酸,氢氧根放电,那么电极反响式为a0-M -=4H-gf.阳极区氯离子增大,通过阳富子交换膜进入a室与亚硫酹钠结合生成亚精酸钠.阴极是氨高子放电,氢氧根浓度增大,与亚硫酸氢钠反响生成亚硫酸钠,所以电解后怎空中亚硫酸氨钠的浓度增大•4.12021新课标1卷】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家,一种以闪锌矿〔ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS PbS杂质〕为原料制备金属锌的流程如下图：稀藤酸5, ZnO 锌粉r JL浮透后於f 平卜4彳/修画^^1复原产L注液一锌气体源液I 谑渣2 滤渣3〔4〕电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反响式为 ;沉积锌后的电解液可返回工序继续使用.【答案】〔4〕 Zn2++2e = Zn 溶浸【解析】精准分析：焙烧时硫元素转化为SO,然后用稀硫酸溶浸,生成硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸镉,二氧化硅与稀硫酸不反响转化为滤渣, 由于硫酸铅不溶于水, 因此滤渣1中还含有硫酸铅.由于沉淀亚铁离子的pH较大,需要将其氧化为铁离子,通过限制pH得到氢氧化铁沉淀；滤液中参加锌粉置换出Cd,最后将滤液电解得到金属锌.那么〔4〕电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极发生得到电子的复原反响,因此阴极是锌离子放电,那么阴极的电极反响式为Zn2++2e—=Zn;阳极是氢氧根放电,破坏水的电离平衡, 产生氢离子,所以电解后还有硫酸产生, 因此沉积锌后的电解液可返回溶浸工序继续使用.5.12021新课标3卷】KIQ是一种重要的无机化合物,可作为食盐中的补碘剂.答复以下问题：〔3〕 KIO3也可采用“电解法〞制备,装置如下图.①写出电解时阴极的电极反响式.②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为 ,其迁移方向是③与“电解法〞相比,“ KC1O 3氧化法〞的主要缺乏之处有〔写出一点〕田忠F交投典【答案】〔3〕①2H2O+2e=2OH+HT②K+; a至U b③产生Cl2易污染环境等【解析】精准分析,＜3}①由图示,阴极为氢氧化钾溶液,所以反响为水电富的氨离子得电子,反响为2任.4 2/= 20H-+ H: f o②电解时,,溶诫中的阳离子应该向阴极迁移,明显是溶液中大量存在的钾离子迁移,方向为由左向右,即由m到1b中③KC10,氧化法的最大缺乏之处在于,生产中会产生污染环境的氯气.6.12021江苏卷】铝是应用广泛的金属.以铝土矿〔主要成分为Al 2C3,含SiQ和FezQ等杂质〕为原料制备铝的一种工艺流程如下：NaOH NaHCO5注：SiO 2在“碱溶〞时转化为铝硅酸钠沉淀.（3） “电解I 〞是电解熔融 Al 2.,电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是 （4） “电解n 〞是电解 N&CO 溶液,原理如下图.阳极的电极反响式为 ,阴极产【答案】〔3〕石墨电极被阳极上产生的 Q 氧化 〔4〕 4CO 2—+2HO4e=4HCGT+Q f H 2【解析】〔3〕电解I 过程申；石黑阳极上氧离子被氧化为氧气,在高温下j 筑气与石黑发生反响生成气体, 所以,石墨电极易消耗的原因是被阳极上产生的氧气家化,〔4〕由图中信息可知,生成氧气的为阳极室,溶液中水电离的OH-放电生成氧气』破坏了水的电离平衡j碳酸根结含化为HCOr,所以电极反响式为工8L+2H ：Ci-4eFHg 广心t J 阴极室氢氧化钠溶凝 浓度变大,说明水电离的五油电生成氨气而破坏水的电离平衡J 所以阴报产生的物质A 为氏中7.12021天津卷】某混合物浆液含有Al 〔OH 〕3、MnO 和少量N&CrO 4,.考虑到胶体的吸附作用使 NaCrQ 不易完全被水浸出,某研究小组利用设计的电解别离装置〔见图 2〕,使浆液别离成固体混合物和含铭元素溶液,并回收利用.答复I 和n 中的问题._归融♦ 辰版Al I因体评*盘合质」而一.ugso|— 11固体混合物别离利用的流程图n .含铭元素溶液的别离和利用 〔4〕用惰性电极电解时,CrQ 2-能从浆液中别离出来的原因是;阴极室生成的物质为 〔写化学式〕.【答案】〔4〕在直流电场作用下, CrQ 2-通过阴离子交换膜向阳极室移动,脱离浆液CrO 2-和 Cr 2.2-NaOH 和 H,别离后含铭元素的粒子是生的物质A 的化学式为阳离子交换胰N 邛.』溶液Q 子膜阴离.膜N 口留神液【解析】情性电极电解混合物桨港时,N以移向阴极,CKUY移向日瞄.A19Hb、区也小刎余在固体混合物中°固体混合物中参加NaOH溶液时,A1〔OH〕3转化为AlOf,通入CO：转化为A1〔OH人沉淀』再加热分解为A =6,最后情融电解得A：.〔4〕用惰性电极电解时,在直流电场作用下, CrO2-通过阴离子交换膜向阳极室移动,脱离浆液,从而使CrO2-从浆液中别离出来；因2 CrO42-+2H' "cr z'+HO,所以别离后含铭元素的粒子是CrO2-和Cr2.2-;阴极室H+放电生成H2,剩余的OH与透过阳离子交换膜移过来的Na+结合生成NaOH所以阴极室生成的物质为NaO书口H208.12021新课标1卷】NaClQ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：1%hd+l ci 自答复以下问题：〔3〕“电解〞所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去M『和Ca2+,要参加的试剂分别为、.“电解〞中阴极反响的主要产物是.【答案】〔3〕^.^§液；NaCO溶液；CQ—〔或NaClQ〕;【解析】〔3〕食盐溶液中混有Mg+和Cs i+,可利用过量NaOH^〔除去Mc2+,利用过量N&CO溶液除去Ca2+;向NaCl溶液中参加CIO2,进行电解,阳极发生反响2Cl--2e =Cl2f ,反响产生Cl2,阴极发生反响产生NaClQ, 可见“电解〞中阴极反响的主要产物是NaClQ;9.12021北京卷】用零价铁〔Fe〕去除水体中的硝酸盐〔NO-〕已成为环境修复研究的热点之一.〔1〕 Fe复原水体中NO-的反响原理如下图.NOJ NH；FtjO.〔疏松、能导电〕①作负极的物质是.②正极的电极反响式是.〔2〕将足量铁粉投入水体中,经24小时测定NO一的去除率和pH,结果如下:pH=4.5时,NQ一的去除率低.其原因是.(4)其他条件与(2)相同,经1小时测定NQ一的去除率和pH,结果如下:与(2)中数据比照,解释(2)中初始pH不同时,NQ—去除率和铁的最终物质形态不同的原因：【答案】(1)①铁② NQ +8e +10H+=NH++3H2Q(2)由于铁外表生成不导电的FeQ(QH),阻止反响进一步发生(4) Fe+2H+=Fe2++ H4 ,初始pH较小,氢离子浓度高,产生的Fe2+浓度大,促使FeQ ( QH转化为可导电的Fe3Q,使反响进行的更完全,初始pH高时,产生的Fe2+浓度小,从而造成NQ「去除率和铁的最终物质形态不同. 【解析】C)①民是活泼的金属,根据复原水体中的XCV的反响原理图可知, F亡被筝化作负极m ②正极发生得到电子的复原反响,因此正极是｛第豺艮离子被复原为瓯,该溶液为酸性电解质溶液,结合元素和电荷守恒可知电极反响式为：NO1充十源5(2)从pH对硝酸根去除率的影响来看, 初始pH=4.5时去除率低,主要是由于铁离子容易水解生成FeQ(QH),同时生成的Fe3Q产率降低,且生成的FeQ(QH而导电,所以NG-的去除率低；(4) Fe+2H+=Fe2++ H4 ,初始pH较小,氢离子浓度高,产生的Fe2+浓度大,促使FeQ ( QH转化为可导电的Fe3Q,使反响进行的更完全；初始pH高时,由于Fe3+的水解,Fe3+越容易生成FeQ(QH),产生的Fe2+ 浓度小,从而造成NQ—去除率和铁的最终物质形态不同.10.12021江苏卷】铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物) 、纳米铁粉均可用于处理水中污染物.(1)铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池.将含有Cr2Q的酸性废水通过铁炭混合物,在微电池正极上Cr2Q2「转化为Cr3+,其电极反响式为.【答案】(1) Cr2.2+6e +14H+= 2Cr3++7H2Q(1混合物在水溶泄中可形或许多散电池口桁含有二：■的酸性废水通过铁炭混含物,在微电池正报上C K Q：获得电子,被还愿产生仃,那么正极上发生的电极反响式为心二.二-比曰+3珏=2.6+7氏0『11.12021天津卷】氢能是开展中的新能源, 它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节. 答复以下问题：(1)但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反响式：.(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源.电解法制取有广泛用途的NaFeQ,同时获得氢气：Fe+2HO+20Hm=FeQ2-+3H4 ,工作原理如图1所示.装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO2-,馍电极有气泡产生.假设氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质.：N&FeQ只在强碱性条件下稳定,易被H2复原.NaOH浓溶液图1①电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在 (填“阴极室〞或“阳极室〞).②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是.③c(Na2FeO)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M N两点中的一点,分析c(Na z FeO)低于最高值的原因:【答案】(1) H2+2OH-2e-=2H2O (5)①阳极室②预防NaFeQ与Hb反响使产率降低③M点：c(OH')低,NaFeQ稳定性差,且反响慢(或N点：c(OH-)过高,铁电极上有氢氧化铁生成, 使NaFeQ 产率降低).【解析】(1)碱性氢氧燃料电池的负极反响式为H2+2OH-2e -=2H2Q(5)①根据题意馍电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气,铁电极发生氧化反响,溶液中的氢氧根离子减少,因此电解一段时间后, c(OH)降低的区域在阳极室,故答案为：阳极室；②氢气具有复原性,根据题意NaFe.只在强碱性条件下稳定,易被H复原.电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,预防Ns t FeO与降反响使产率降低,故答案为：预防Ns t FeQ与H2反响使产率降低；③根据题意N^FeQ只在强碱性条件下稳定, 在M点,c(OH)低,N&FeQ稳定性差,且反响慢,在N点：c(OH-) 过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使NaFeO产率降低,故答案为：M点：c(OH-)低,N&FeQ稳定性差,且反响慢(或N点：c(OH)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Ns t FeQ产率降低).12.12021浙江卷】催化复原CO是解决温室效应及能源问题的重要手段之一.(5)研究证实,CO也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇, 那么生成甲醇的反响发生在极, 该电极反响式是. 【答案】(5)阴CO 2+6H++6e==CHOH+HO【解析】〔5〕二氧化碳变甲醇,碳元素的化合价降低,得到电子,说明其在阴极反响,其电极反响为: CCh + 61r + 6u-二CH;OH+H：O。
2020年高考化学试题分项版解析专题17《电化学原理综合应用》含解析
专题17 电化学原理综合应用1．【2019天津卷】CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。
回答下列问题：（3）O2辅助的Al～CO2电池工作原理如图4所示。
该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式：________。
电池的正极反应式：6O 2+6e−6O2−6CO 2+6O2−3C2O42−反应过程中O2的作用是________。
该电池的总反应式：________。
【答案】Al–3e–=Al3+（或2Al–6e–=2Al3+）催化剂 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3【解析】2．【2019江苏卷】NO x（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。
有效去除大气中的NO x是环境保护的重要课题。
（2）用稀硝酸吸收NO x，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。
写出电解时阳极的电极反应式：____________________________________。
【答案】（2）HNO2−2e−+H2O3H++NO3−【解析】精准分析：（2）根据电解原理，阳极发生失电子的氧化反应，阳极反应为HNO2失去电子生成HNO3，1molHNO2反应失去2mol电子，结合原子守恒和溶液呈酸性，电解时阳极电极反应式为HNO2-2e-+H2O=NO3-+3H+。
3．【2018新课标1卷】焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。
回答下列问题：（3）制备Na2S2O5也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。
阳极的电极反应式为_____________。
电解后，__________室的NaHSO3浓度增加。
将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。
【答案】（3）2H2O－4e－＝4H＋+O2↑ a【解析】4．【2018新课标1卷】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________；沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。
电化学及其应用-三年(2022-2024)高考化学真题分类汇编(全国通用)(教师卷)
B．放电时，负极的电极反应为 ，则充电时阴极反应为Zn2++2e-=Zn，即充电时Zn元素化合价应降低，而选项中Zn元素化合价升高，B不正确；
C．放电时 电极为正极，正极上检测到 和少量 ，则正极上主要发生的电极反应是 ，C正确；
◆电解池的工作原理及应用：2024黑吉辽卷、2024湖北卷、2024山东卷、2024湖南卷、2024甘肃卷、2024广东卷、2023全国甲卷、2023湖北卷、2023辽宁卷、2023北京卷、2023广东卷、2023湖南卷、2023浙江卷、2022广东卷、2022天津卷、2022海南卷、2022辽宁卷、2022重庆卷、2022湖北卷、2022北京卷、2022河北卷、2022浙江卷
◆金属的腐蚀与防护：2024浙江卷、2024广东卷、2022辽宁卷、2022河北卷、2022湖北卷、2022广东卷
高考对于电化学板块内容的考查变化变化不大，主要考查陌生的原电池装置和电解池装置的分析，对于电解池的考查概率有所提高，特别是利用电解池生产化工品和处理环境污染物成为命题特点。问题的落脚点主要是在电极的极性判断、两极发生的反应情况和电解液成分的参与情况这些问题上。
下列说法错误的是
A.放电时，电池总反应为
B.充电时，多孔碳纳米管电极与电源正极连接
C.充电时，电子由 电极流向阳极， 向阴极迁移
C．根据反应 可知， 参加反应时转移2 mol电子， 的物质的量为0.1 mmol，则消耗18 mg葡萄糖时，理论上a电极有0.2 mmol电子流入，C错误；
D．原电池中阳离子从负极移向正极迁移，故 迁移方向为b→a，D正确。
综上所述，本题选C。
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专题17 电化学原理综合应用1．【2018天津卷】CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。
回答下列问题：（3）O2辅助的Al～CO2电池工作原理如图4所示。
该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式：________。
电池的正极反应式：6O 2+6e−6O2−6CO 2+6O2−3C2O42−反应过程中O2的作用是________。
该电池的总反应式：________。
【答案】Al–3e–=Al3+（或2Al–6e–=2Al3+）催化剂 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3【解析】2．【2018江苏卷】NO x（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。
有效去除大气中的NO x是环境保护的重要课题。
（2）用稀硝酸吸收NO x，得到HNO3和HNO2的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。
写出电解时阳极的电极反应式：____________________________________。
【答案】（2）HNO2−2e−+H2O3H++NO3−【解析】精准分析：（2）根据电解原理，阳极发生失电子的氧化反应，阳极反应为HNO2失去电子生成HNO3，1molHNO2反应失去2mol电子，结合原子守恒和溶液呈酸性，电解时阳极电极反应式为HNO2-2e-+H2O=NO3-+3H+。
3．【2018新课标1卷】焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。
回答下列问题：（3）制备Na2S2O5也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。
阳极的电极反应式为_____________。
电解后，__________室的NaHSO3浓度增加。
将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。
【答案】（3）2H2O－4e－＝4H＋+O2↑ a【解析】4．【2018新课标1卷】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________；沉积锌后的电解液可返回_______工序继续使用。
【答案】（4）Zn2++2e－＝Zn 溶浸【解析】精准分析：焙烧时硫元素转化为SO2，然后用稀硫酸溶浸，生成硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸镉，二氧化硅与稀硫酸不反应转化为滤渣，由于硫酸铅不溶于水，因此滤渣1中还含有硫酸铅。
由于沉淀亚铁离子的pH较大，需要将其氧化为铁离子，通过控制pH得到氢氧化铁沉淀；滤液中加入锌粉置换出Cd，最后将滤液电解得到金属锌。
则（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极发生得到电子的还原反应，因此阴极是锌离子放电，则阴极的电极反应式为Zn2++2e－＝Zn；阳极是氢氧根放电，破坏水的电离平衡，产生氢离子，所以电解后还有硫酸产生，因此沉积锌后的电解液可返回溶浸工序继续使用。
5．【2018新课标3卷】KIO3是一种重要的无机化合物，可作为食盐中的补碘剂。
回答下列问题：（3）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电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_________，其迁移方向是_____________。
③与“电解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之处有______________（写出一点）。
【答案】（3）①2H2O+2e－＝2OH－+H2↑②K+；a到b③产生Cl2易污染环境等【解析】6．【2017江苏卷】铝是应用广泛的金属。
以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
（3）“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是___________。
（4）“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图所示。
阳极的电极反应式为_____________________，阴极产生的物质A的化学式为____________。
【答案】（3）石墨电极被阳极上产生的O2氧化（4）4CO32－+2H2O−4e−=4HCO3－+O2↑ H27．【2017天津卷】某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4,。
考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置（见图2），使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。
回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。
Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用（4）用惰性电极电解时，CrO42-能从浆液中分离出来的原因是__________，分离后含铬元素的粒子是_________；阴极室生成的物质为___________（写化学式）。
【答案】（4）在直流电场作用下，CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液CrO42-和Cr2O72- NaOH和H2（4）用惰性电极电解时，在直流电场作用下，CrO42-通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液，从而使CrO42-从浆液中分离出来；因2 CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，所以分离后含铬元素的粒子是CrO42-和Cr2O72-；阴极室H+放电生成H2，剩余的OH−与透过阳离子交换膜移过来的Na+结合生成NaOH，所以阴极室生成的物质为NaOH和H2。
8．【2016新课标1卷】NaClO2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：（3）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为________、________。
“电解”中阴极反应的主要产物是______。
【答案】（3）NaOH溶液；Na2CO3溶液；ClO2−(或NaClO2)；【解析】（3）食盐溶液中混有Mg2+和Ca2+，可利用过量NaOH溶液除去Mg2+，利用过量Na2CO3溶液除去Ca2+；向NaCl溶液中加入ClO2，进行电解，阳极发生反应2Cl--2e-=Cl2↑，反应产生Cl2，阴极发生反应产生NaClO2，可见“电解”中阴极反应的主要产物是NaClO2；9．【2016北京卷】用零价铁（Fe）去除水体中的硝酸盐（NO3-）已成为环境修复研究的热点之一。
（1）Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。
①作负极的物质是________。
②正极的电极反应式是_________。
（2）将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO3—的去除率和pH，结果如下：初始pH pH=2.5 pH=4.5NO3—的去除率接近100% ＜50%24小时pH 接近中性接近中性铁的最终物质形态pH=4.5时，NO3—的去除率低。
其原因是________。
（4）其他条件与（2）相同，经1小时测定NO3—的去除率和pH，结果如下：初始pH pH=2.5 pH=4.5NO3—的去除率约10% 约3%1小时pH 接近中性接近中性与（2）中数据对比，解释（2）中初始pH不同时，NO3—去除率和铁的最终物质形态不同的原因：__________。
【答案】（1）①铁②NO3－+8e－+10H+=NH4++3H2O（2）因为铁表面生成不导电的FeO(OH)，阻止反应进一步发生（4）Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，初始pH较小，氢离子浓度高，产生的Fe2+浓度大，促使FeO（OH）转化为可导电的Fe3O4，使反应进行的更完全，初始pH高时，产生的Fe2+浓度小，从而造成NO3—去除率和铁的最终物质形态不同。
（2）从pH对硝酸根去除率的影响来看，初始pH=4.5时去除率低，主要是因为铁离子容易水解生成FeO(OH)，同时生成的Fe3O4产率降低，且生成的FeO(OH)不导电，所以NO3-的去除率低；（4）Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，初始pH较小，氢离子浓度高，产生的Fe2+浓度大，促使FeO（OH）转化为可导电的Fe3O4，使反应进行的更完全；初始pH高时，由于Fe3+的水解，Fe3+越容易生成FeO(OH)，产生的Fe2+浓度小，从而造成NO3—去除率和铁的最终物质形态不同。
10．【2016江苏卷】铁炭混合物（铁屑和活性炭的混合物）、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。
（1）铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。
将含有Cr2O72–的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr2O72–转化为Cr3＋，其电极反应式为_____________。
【答案】（1）Cr2O72–+6e－+14H+＝2Cr3++7H2O11．【2016天津卷】氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。
回答下列问题：（1）但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：____。
（5）化工生产的副产氢也是氢气的来源。
电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe+2H2O+2OH−FeO42−+3H2↑，工作原理如图1所示。
装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO42−，镍电极有气泡产生。
若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。
已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。
①电解一段时间后，c(OH−)降低的区域在_______(填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_______。
③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_____________。
【答案】（1）H2+2OH--2e-=2H2O （5）①阳极室②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低③M点：c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢(或N点：c(OH-)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低)。
【解析】（1）碱性氢氧燃料电池的负极反应式为H2+2OH--2e-=2H2O；（5）①根据题意镍电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气，铁电极发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子减少，因此电解一段时间后，c(OH−)降低的区域在阳极室，故答案为：阳极室；②氢气具有还原性，根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。
电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，防止Na2FeO4与H2反应使产率降低，故答案为：防止Na2FeO4与H2反应使产率降低；③根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，在M点，c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢，在N点：c(OH-)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低，故答案为：M点：c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢(或N点：c(OH-)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低)。