1、期末专题复习二 化学反应与电能【感知高考】1.(2019浙江4月选考，12)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Ag2O2eH2O=2Ag2OHC.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【知识梳理】1原电池的概念 (1)定义：把 转化为 的装置。2原电池的工作原理(以锌铜原电池为例)电极名称负极正极电极材料 电极反应 电极质量变化减小增大反应类型 反应 反应电子流向：由 片沿导线流向 片盐桥中离子移向：盐桥含饱和KC
2、l溶液，K移向 （正/负） 极，Cl移向 极盐桥作用：a.连接内电路形成闭合回路b.维持两电极电势差(中和电荷)，使电池能持续提供电流3.化学电源：包括 、 、 、 等4电解池把 直接转化为 的装置。(1)电解池的工作原理电极名称和电极反应式 总反应方程式：CuCl2CuCl2。电子流向和离子移动方向导线上(外电路)电子从电源的 极流出，经导线流向电解池的阴极。电解池的阳极上产生的电子经导线流入电源的 极。溶液中(内电路)阴离子移向 极，阳离子移向 极。5.电解原理的应用5.1氯碱工业(1)电极反应: 阳极： (反应类型： 反应)；阴极： (反应类型： 反应)。检验阳极产物的方法是 。电解时向
3、食盐水中滴加酚酞， 极附近溶液变红，说明该电极附近产生的物质为NaOH。(2)电解方程式化学方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2；离子方程式：2Cl2H2O2OHH2Cl2。(3)阳离子交换膜法电解饱和食盐水示意图阳离子交换膜的作用阻止 进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOHCl2=NaClNaClOH2O，阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。a、b、c、d加入或取出的物质分别是 、 、 、 ；X、Y分别为 、 。5.2电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的加工工艺。实例电镀铜阳极(铜片)：Cu2e=Cu2；阴极( )：Cu22e=Cu。5.3电冶金
4、(1)电解精炼铜电极材料：阳极为粗铜，阴极为纯铜。 电解质溶液：含Cu2的盐溶液。电极反应式： 阳极：Zn2e=Zn2、Fe2e=Fe2、Ni2e=Ni2、Cu2e=Cu2；阴极：Cu22e=Cu。6金属的腐蚀(1)金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。(2)金属腐蚀的类型化学腐蚀与电化学腐蚀析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强(pH4.3)水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极正极总反应式Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2联系吸氧腐蚀更普遍7金属的防护(1)电化学防护牺牲阳极法 原理（a 极：比被保护金属活泼的金
5、属；b 极：被保护的金属设备。）外加电流法 原理（a 极：被保护的金属设备；b 极：惰性电极。）(2)改变金属的内部结构，如制成防腐的合金等。(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。8.基本概念易错辨析 （判断下列说法是否正确，仅对的打“”，错的订正原因）( ) (1)NaOH溶液与稀硫酸的反应是自发进行的放热反应，此反应可以设计成原电池( ) (2)其他条件均相同，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长( ) (3)原电池工作时，电子从负极流出经导线流入正极，然后通过溶液流回负极( ) (4)碱性锌锰干电池是一次电池，其中MnO2是催化剂，可
6、使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长( ) (5)二次电池充电时，二次电池的阴极连接电源的负极，发生还原反应( ) (6)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应式为2H24e=4H( ) (7)燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用( ) (8)电解CuCl2溶液，阴极逸出的气体能够使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色( ) (9)电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料；在镀件上电镀铜时，镀件应连接电源的正极( ) (10)根据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等( ) (11)电镀铜和电解精炼铜时，电解质溶液中c(Cu2)均保持不变( ) (12)电解
7、冶炼镁、铝通常电解熔融的MgCl2和Al2O3，也可以电解熔融的MgO和AlCl3( ) (13)铜在酸性环境下，不易发生析氢腐蚀( ) (14)在船体外嵌入锌块，可以减缓船体的腐蚀，属于牺牲阴极的保护法( ) (15)外加电流法是将被保护金属接在直流电源的正极【习题演练】1分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是A中Mg作负极，中Fe作负极B中Mg作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2 D中Cu作正极，电极反应式为2H2e=H22(2020海南，11)某燃料电池主要构成要素如图所示，下列说法正确的是A电池可用于乙醛的制备 Bb电极为正
8、极C电池工作时，a电极附近pH降低 Da电极的反应式为O24e4H=2H2O3(2020全国卷，12)科学家近年发明了一种新型ZnCO2水介质电池。电池示意图如下，电极为金属锌和选择性催化材料，放电时，温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能源问题提供了一种新途径。下列说法错误的是A放电时，负极反应为Zn2e4OH=Zn(OH)B放电时，1 mol CO2转化为HCOOH，转移的电子数为2 molC充电时，电池总反应为2Zn(OH)=2ZnO24OH2H2OD充电时，正极溶液中OH浓度升高4(2020全国卷，12)一种高性能的碱性硼化钒(VB2)空气电池如下图所示，其中在VB2电极
9、发生反应：VB216OH11e=VO2B(OH)4H2O该电池工作时，下列说法错误的是A负载通过0.04 mol电子时，有0.224 L(标准状况)O2参与反应B正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高C电池总反应为4VB211O220OH6H2O=8B(OH)4VOD电流由复合碳电极经负载、VB2电极、KOH溶液回到复合碳电极5(2019全国卷，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，示意图如图所示。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H22MV2=2H2MVC正极区，固氮
10、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6(2018全国卷，12)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池。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3CO24Na2Na2CO3C。下列说法错误的是A放电时，ClO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3CO24e=2COC D充电时，正极反应为Nae=Na7(2020广东六校联考)下列图示中关于铜电极的连接错误的是8. (2019江苏，10)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，
11、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Fe3e=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92019年度诺贝尔化学奖授予在锂离子电池发展做出贡献的三位科学家。某浓差电池的原理示意图如图所示，可用该电池从浓缩海水中提取LiCl溶液。下列有关该电池的说法不正确的是A该装置可在提取LiCl溶液的同时获得电能B电子由Y极通过外电路移向X极C正极发生的反应为2H2e=H2DY极每生成22.4 L Cl2，有2 mol Li从b区移至a区10(2020全国卷，12)电致变色器件可智能调控太阳光透过
12、率，从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时，Ag注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，器件呈现蓝色，对于该变化过程，下列叙述错误的是AAg为阳极 BAg由银电极向变色层迁移CW元素的化合价升高 D总反应为：WO3xAg=AgxWO311(2020江苏，11)将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在题图所示的情境中，下列有关说法正确的是A阴极的电极反应式为Fe2e=Fe2 B金属M的活动性比Fe的活动性弱C钢铁设施表面因积累大量电子而被保护D钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快1234567891011122019全国卷，28(4)在传统的电解氯化氢回收氯
13、气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示：负极区发生的反应有_(写反应方程式)。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气_L(标准状况)。(2)PbSO4热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。放电过程中，Li向_(填“负极”或“正极”)移动。负极反应式为_。电路中每转移0.2 mol电子，理论上生成_g Pb。13某兴趣小组同学利用氧化还原反应2KMnO410FeSO48H2S
14、O4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O设计了如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 molL1，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。回答下列问题：(1)发生氧化反应的烧杯是_(填“甲”或“乙”)。 (2)外电路的电流方向为从_(填“a”或“b”，下同)到_。(3)电池工作时，盐桥中的SO移向_(填“甲”或“乙”)烧杯。(4)甲烧杯中发生的电极反应为_。14(1)肼分子(H2NNH2)可以在氧气中燃烧生成氮气和水，利用肼、氧气与KOH溶液组成碱性燃料电池，请写出该电池的负极、正极反应式：_、_ _【答案解析】期末专题复习二 化学反应与电能 答案解析（感知高考）答案A
15、；解析：A甲为铜锌原电池，锌为负极，铜为正极，H+浓在铜上得电子发生还原反应，所以Cu电极附近溶液中H+浓度减小，故A错误；B乙为纽扣电池，正极为Ag2O得电子发生还原反应，反应式为Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-，故B正确；C丙为锌锰干电池，锌筒作负极，发生氧化反应被消耗，所以锌筒会变薄，故C正确；D丁为铅蓄电池，放电时的总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，所以使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，离子浓度减小，导电能力下降，故D正确。故选：A。（核心知识梳理）1.（1）化学能；电能2.锌片、Zn2e=Zn2、氧化；铜片、Cu22e=Cu、还原反应；Zn、C
16、u；正、负；3.一次电池、二次电池、燃料电池；4.化学能、电能（1）负、正、阳、阴；阴极、还原反应、Cu2+2e-=Cu；阳极、氧化反应、2Cl-2e-=Cl25.1(1)阳极：2Cl2e=Cl2(反应类型：氧化反应)；阴极：2H2O2e=H22OH(反应类型：还原反应)。检验阳极产物的方法是用湿润的KI-淀粉试纸靠近阳极，若试纸变蓝，证明生成了Cl2。电解时向食盐水中滴加酚酞，阴极附近溶液变红，说明该电极附近产生的物质为NaOH。(3)OHa、b、c、d加入或取出的物质分别是饱和食盐水、稀NaOH溶液、稀食盐水、浓NaOH溶液；X、Y分别为Cl2、H2。5.2待镀铁件；6.负极：Fe2e=F
17、e2，正极 析氢腐蚀：2H2e=H2；吸氧腐蚀：O22H2O4e=4OH ；7.(1)原电池a负b正；电解a阴b阳；8.(1)该反应不是氧化还原反应，没有电子转移。(2)(3)电子不进入溶液，溶液中阴阳离子定向移动形成电流。(4)MnO2是正极反应物，不是催化剂。(5)(6)碱性环境下负极反应式为H22OH2e=2H2O。(7)(8)Cl2在阳极生成。(9)金属材料Pt和Au都是惰性电极，两极都可用，阴极也可用活泼金属电极。(10)阳极溶解的金属还有Zn、Ni、Fe等。(11)电镀铜时c(Cu2)保持不变，电解精炼铜时c(Cu2)减小。(12)MgO熔点高，熔融需要能量高；AlCl3是共价化合
18、物，熔融时不导电。(13)(14)应该是牺牲阳极法原电池原理。(15)外加电流法中，被保护金属应接电源的负极。1.答案B解析中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A、C错；中电池总反应为2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，负极反应式为2Al8OH6e=2AlO4H2O，二者相减得到正极反应式为6H2O6e=6OH3H2，B正确；中Cu是正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，D错。2.答案A解析该电池将乙烯和水转化为了乙醛，可用于乙醛的制备，故A符合题意；a电极为正极，b电极为负极
19、，故B不符合题意；电池工作时，氢离子移向正极，电极反应式为O24e4H=2H2O，a电极附近pH升高，故C不符合题意；a电极为正极，发生还原反应，电极反应式为O24e4H=2H2O，故D不符合题意。3.答案D解析由装置示意图可知，放电时负极反应为Zn2e4OH=Zn(OH)，A项正确；放电时CO2转化为HCOOH，C元素化合价降低2，则1 mol CO2转化为HCOOH时，转移电子数为2 mol，B项正确；由装置示意图可知充电时阳极产生O2，阴极产生Zn，C项正确；充电时阳极上发生反应2H2O4e=4HO2，OH浓度降低，D项错误。4.答案B解析根据VB2电极发生的反应VB216OH11e=V
20、O2B(OH)4H2O，判断得出VB2电极为负极，复合碳电极为正极，电极反应式为O24e2H2O=4OH，所以电池总反应为4VB211O220OH6H2O=8B(OH)4VO，C正确；负载通过0.04 mol电子时，有0.01 mol氧气参与反应，即标准状况下有0.224 L氧气参与反应，A正确；负极区消耗OH，溶液的pH降低，正极区生成OH，溶液的pH升高，B错误。5.答案B解析由题图和题意知，电池总反应是3H2N2=2NH3。该合成氨反应在常温下进行，并形成原电池产生电能，反应不需要高温、高压和催化剂，A项正确；观察题图知，左边电极发生氧化反应MVe=MV2，为负极，不是阴极，B项错误；正
21、极区N2在固氮酶作用下发生还原反应生成NH3，C项正确；电池工作时，H通过交换膜，由左侧(负极区)向右侧(正极区)迁移，D项正确。6.答案D解析根据电池的总反应知，放电时，负极反应：4Na4e=4Na正极反应：3CO24e=2COC充电时，阴极反应：4Na4e=4Na阳极反应：2COC4e=3CO2放电时，ClO向负极移动。根据充电和放电时的电极反应式知，充电时释放CO2，放电时吸收CO2。7.答案C解析A项，锌比铜活泼，锌作负极，铜作正极，连接正确；B项，电解精炼铜，粗铜作阳极，纯铜作阴极，连接正确；C项，电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，连接错误；D项，电解氯化铜溶液，铜作阴极，石墨作阳
22、极，连接正确。8.答案C解析D项，用水代替NaCl溶液，Fe和炭也可以构成原电池，Fe失去电子，空气中的O2得到电子，铁发生吸氧腐蚀，错误。9.答案D解析x极上生成氢气，发生还原反应,电极反 应式为2H+ +2e-=H2,则x极为正极, y极.上生成Cl2 . ,电极反应式为2Ct- - 2e- =Cl2,则x极为负极,A.该装置是浓差电池,将化学能转化为电能,并利用原电池的原理使zit定向移动、在正极得到Lici溶液，故A正确;B.y极为负极, x电极为正极,所以电子由x极通过外电路移向x极,故B正确;c. x电极上氢离子得电子发生还原反应生成氢气, 为原电池正极,电极反应式为2H+ +2e
23、-= H2,故c正.确;D. y电极反应式为2CT - 2e- =Cl2, 1molCl2发生反应转移2mol电子，-个Lit和一个电子所带电量相等,则生成1molCl2有2molLi+从b区移至a区,但温度和压强 未知,所以1mol的Cl2体积不一定是22.4L ,故D错误;故选:D。10.答案C解析根据题给信息，通电时Ag注入到无色WO3薄膜中，生成AgxWO3，可得Ag为阳极，失去电子发生氧化反应，Age=Ag，Ag通过固体电解质向变色层迁移，总反应为WO3xAg=AgxWO3，A、B、D正确；WO3得xe生成WO，W元素的化合价降低，C错误。11.答案C解析阴极得电子，A错误；金属M失
24、电子，其活动性应比铁强，B错误；M失去的电子流入钢铁设施表面，因积累大量电子而被保护，C正确；海水中所含电解质的浓度远大于河水中的，因此钢铁设施在海水中被腐蚀的速率快，D错误。12.答案Fe3e=Fe2，4Fe2O24H=4Fe32H2O;5.6解析负极区发生还原反应Fe3e=Fe2，生成的二价铁又被氧气氧化成三价铁，发生反应4Fe2O24H=4Fe32H2O，由反应可知电路中转移4 mol电子消耗1 mol O2，则转移1 mol电子消耗氧气 mol，其在标准状况下的体积为 mol22.4 Lmol15.6 L。(2)答案正极Ca2Cl2e=CaCl220.7;解析(2)根据方程式，电路中每转移0.2 mol电子，生成0.1 mol Pb，即20.7 g。13.答案(1)乙(2)ab(3)乙(4)MnO8H5e=Mn24H2O解析根据题给氧化还原反应可知，甲烧杯中石墨作正极，发生还原反应，电极反应式为MnO8H5e=Mn24H2O；乙烧杯中石墨作负极，发生氧化反应，电极反应式为Fe2e=Fe3；外电路的电流方向从正极流向负极，即从a到b；电池工作时，盐桥中的阴离子移向负极，阳离子移向正极，即SO移向乙烧杯。14.答案(1)N2H44e4OH=4H2ON2O24e2H2O=4OH
