1、专题 12 电化学基本原理 2019 年化学高考题年化学高考题 1.【2019 全国理综，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, 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 NH3 D. 1. B 本题考查原电池工作原理，涉及酶的特性、电极反应式的书写和电解质中离子迁移方 向等知识， 考查的核心素养是证据推理与模型认知、 宏观辨识与微观探析。 由题图和题意知， 电池总反应是 3H2
2、+N22NH3。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 MV+-e- MV2+,为负极，不是阴极，B 项错误；正极区 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。 【教你解题】分析装置图时，抓住粒子流向与物质转化，整体认识合成氨原理。联系原电池 原理综合作出判断。 【解后反思】电解池的电极分阴极、阳极，阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应；原电池 的电极分正极、负极，正极发生还原反应，负极发生氧化反应。 2.【2019
3、 浙江 4 月选考，12,2 分】 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-+H2O2Ag+2OH- C.丙：锌筒作负极,发生氧化反应, 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 2. A 本题以铜锌原电池，钮扣式银锌电池，锌锰干电池和铅蓄电池为背景考查原电池 的基本概念、工作原理以及电极反应式的书写。 铜锌原电池（电解质溶液为硫酸）中铜作 2H+2e-H2，故铜电极附近 H+浓度降低，A 项错误。 3.【2019 北京理综，27（2） ，6 分】可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢，工作示意图如
4、图。通过控制开关连接 K1或 K2,可交替得到 H2和 O2 制 H2时,连接 。产生 H2的电极反应式是 。 改变开关连接方式,可得 O2 结合和中电极 3 的电极反应式,说明电极 3 的 作用： 。 3.K1(1 分) 2H2O+2e-H 2 +2OH -(2 分) 制 H2 时，电极 3 发生反应：Ni(OH）2+OH-e-NiOOH+H2O。制 O2时，上述电极反应 逆向进行，使电极 3 得以循环使用(3 分) 【解析】 电解碱性电解液时，H2O 电离出的 H+在阴极得到电子产生 H2，根据题图可知 电极 1 与电池负极连接，为阴极，所以制 H2时，连接 K1，产生 H2的电极反应式为
5、 2H2O 2e-H22OH-。制备 O2时碱性电解液中的 OH-失去电子生成 O2，连接 K2，O2在电 极 2 上产生。连接 K1时，电极 3 为电解池的阳极，Ni(OH)2失去电子生成 NiOOH，电极反应 式为 Ni(OH)2-e-+OH-NiOOH+H2O,连接 K2时，电极 3 为电解池的阴极，电极反应式为 NiOOH+e-H2ONi(OH)2+OH-,使电极 3 得以循环使用。 【易错警示】 本题中部分考生不能根据电池的正、负极和电解原理找出生成 H2、O2 的电 极，书写电极反应式时忘记考虑电解质溶液的酸、碱性而出错等。 4. 【2019全国理综，13,6分】为提升电池循环效率
6、和稳定性，科学家近期利用三维多孔 海绵状Zn （3DZn） 可以高效沉积ZnO的特点， 设计了采用强碱性电解质的3DZnNiOOH 二 次 电 池 ， 结 构 如 下 图 所 示 。 电 池 反 应 为 Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l) 放电 充电 ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。 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)eNiOOH(s)+H2O(l) C放电时负极反应为Zn(s)+2OH(aq)2eZnO(s)+H2O(l) D放电过程中 OH通过隔膜从负极区移向正极区 4. D 本题考查新型电池的
7、工作原理，考查的核心素养是证据推理与模型认知。该电池采用 的三维多孔海绵状 Zn 具有较大的表面积，可以高效沉积 ZnO，且所沉积的 ZnO 分散度高， A 正确；根据题干中总反应可知该电池充电时，Ni(OH)2 NiOOHNi(OH)2(s)+OH-(aq)e-NiOOH(s)+H2O(l)，B 正确；放电时 Zn 在负极发生氧化反应生成 ZnO，电极反应式为 Zn(s)+2OH-(aq)2e-ZnO(s)+H2O(l)， C 正确；电池放电过程中，OH-等阴离子通过隔膜从正极区移向负极区，D 【教你解题】结合题意和题图可知，放电时相当于原电池，充电时相当于电解池，结合反应 前后 Zn、Ni
8、 元素的化合价变化可写出充、放电时的电极反应式。 5.【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 作原理示意图如图。 图中贮液器可储存电解质溶液, A.放电时,a 电极反应为 I2Br-+2e-2I-+Br- B.放电时, C.充电时,b 电极每增重 0.65 g,溶液中有 0.02 mol I- D.充电时,a 电极接外电源负极 5. D 本题考查锌-碘溴液流电池的工作原理，考查的核心素养是证据推理与模型认知。根 据电池的工作原理示意图，可知放电时 a 电极上 I2Br-转化为 Br-和 I-I2Br-+2e- 2I-+ Br-，A 项正确；放
9、电时正极区 I2Br-转化为 Br-和 I-Zn 转化为 Zn2+，溶 液中离子的数目增大，B 项正确；充电时 b 电极发生反应 Zn2+2e- Zn，b 电极增重 0.65 g 时，转移 002 mol e-，a 电极发生反应 2I-+ Br-2e-I2Br-，根据各电极上转移电子数 相同，则有 0.02 mol I-C 项正确；放电时 a 电极为正极，充电时，a 电极为阳极， 接外电源正极，D 项错误。 6.【2019 江苏，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 A.铁被氧化的电极反应式为 Fe-3e-Fe3+ B. C. D.以水代替 NaCl
10、溶液，铁不能发生吸氧腐蚀 6. C 本题考查金属的电化学腐蚀，考查的核心素养是证据推理与模型认知。A 项，铁和 炭的混合物用 NaCl 溶液湿润后构成原电池，铁作负极，铁失去电子生成 Fe2+ 式为 Fe2e-Fe2+，错误；B 项，铁腐蚀过程中化学能除了转化为电能外，还可转化为热 能等，错误；C 项，构成原电池后，铁腐蚀的速率变快，正确；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。 2018 年化学高考题年化学高考题 1. （2018 全国理综，12，6 分）我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的 Na-CO2
11、二次 电池。将 NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳钠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.ZK(#放电时，ClO4-向负极移动 B.充电时释放 CO2，放电时吸收 CO2 C.放电时，正极反应为:3CO2+4e-2CO32-+C D.充电时，正极反应为:Na+e-Na 1. D 本题考查化学电源。 结合总反应式和题图可知， 该电池放电时 Na 为负极， Ni 为正极。 Na-CO2二次电池放电时为原电池，充电时为电解池。结合总反应进行分析作答。电池放电 时， ClO4-向负极移动， A 项正确；结合总反应可知放电时需
12、吸收 CO2， 而充电时释放出 CO2， B项正确； 放电时， 正极CO2得电子被还原生成单质C， 即电极反应式为3CO2+4e-=2CO32-+C， C 项正确；充电时阳极发生氧化反应，即 C 被氧化生成 CO2，D 2. （2018 全国理综，11，6 分）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+ O2 2. D
13、 本题考查原电池和电解池知识，意在考查考生对电化学知识的运用能力。根据电池工 作原理，多孔碳材料吸附 O2，O2A 项错误；放电时电子从负极（锂电极)流出，通过外电路流向正极（多孔碳材料电极） ，B 项 错误；Li 带正电荷，充电时，应该向电解池的阴极（锂电极）迁移，C 项错误；充电时，电 Li2O x 2-=2Li （1- 1 2)O2，D 项正确。ZK) 3. （2018 全国理综，6 分）最近我国科学家设计了一种 CO2H2S 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
14、应为： EDTA-Fe2+- e- = EDTA-Fe3+ 2EDTA-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：CO22H 2e-COH 2O B协同转化总反应：CO2H2SCOH2OS C石墨烯上的电势比 ZnOa石墨烯上的低 D若采用 Fe3+/Fe2 取代 EDTAFe3EDTAFe2，溶液需为酸性 3. C 本题考查电解原理的应用，意在考查考生的综合分析能力、处理新信息能力。阴极发 生还原反应， 氢离子由交换膜右侧向左侧迁移， 阴极的电极反应式为 CO22e-=COH2O， A 项正确；结合阳极区发生的反应，
15、可知协同转化总反应为 CO2H2S=SCOH2O，B 项正确；石墨烯作阳极，其电势高于 ZnO石墨烯的，C 项错误；Fe3+、Fe2+在碱性或中性 介质中会生成沉淀，它们只稳定存在于酸性较强的介质中，D 4. （2018 北京理综，12，6 分）验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化 的 3%NaCl 溶液)。 下列说法不正确的是 A.对比,可以判定 Zn 保护了 Fe B.对比,K3Fe(CN)6可能将 Fe 氧化 C.验证 Zn 保护 Fe 时不能用的方法 D.将 Zn 换成 Cu,用的方法可判断 Fe 比 Cu 活泼 4. D 本题考查金属的电化学腐蚀与防护。中 Zn 作
16、负极，发生氧化反应生成 Zn2+，Fe 作 正极被保护，所以取出的少量 Fe 附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，试管内无明显变化。但 中没有 Zn 保护 Fe，Fe 在酸性环境中发生析氢腐蚀，Fe 作负极被氧化生成 Fe2+，所以取出 的少量 Fe 附近的溶液中滴入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，对比可知 Zn 保护了 Fe，A 项正确；与的区别在于：前者是将铁氰化钾溶液直接滴入烧杯中，而后者是在取出的少 量 Fe 附近的溶液中滴加铁氰化钾溶液，中出现了蓝色沉淀，说明有 Fe2+生成。对比分析 可知，可能是铁氰化钾氧化 Fe 生成了 Fe2+，B 项正确；通过上述分析可知，验证 Zn 保护 Fe 时不
17、能用的方法，C 项正确；若将 Zn 换成 Cu，铁氰化钾仍会将 Fe 氧化为 Fe2+，在铁的表 面同样会生成蓝色沉淀，所以无法判断 Fe2+是不是负极产物，即无法判断 Fe 与 Cu 的活泼 性，D 项错误。 5.（2018 海南，8,4 分） （双选）一种镁氧电池如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的活 性炭。电解液为 KOH 浓溶液。下列说法错误的是 A.电池总反应式为:2Mg + O2+ 2H2O=2Mg(OH)2 B.正极反应式为:Mg-2e-=Mg2+ C.活性炭可以加快 O2在负极上的反应速率 D.电子的移动方向由 a 经外电路到 b 5.BC 镁是活泼金属作负极，电极反应式为：
18、Mg2+2e Mg2+，吸附氧气的活性炭作为正 极， 电极反应式为： O22H2O4e 4OH， 总反应式为 2MgO 22H2O2Mg(OH)2 A、 D 观点正确，B 观点错误；活性炭，内部具有疏松多孔的结构，用作正极能够帮助 O2在正 极上放电，C 观点不正确，答案选 B、C。 2017 年年 化学高考题化学高考题 1.【2017 年高考全国卷】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
19、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 【解析】 本题考查实际应用中的电化学腐蚀(外加电流的阴极保护法)。 审题抓住“外加电流的 阴极保护法”、高硅铸铁为惰性辅助阳极等。依题意，钢管桩为阴极，电子流向阴极，阴极 被保护，钢管桩表面腐蚀电流是指铁失去电子形成的电流，接近于 0，铁不容易失去电子， A 项正确；阳极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向阴极，B 项正确；高硅铸铁 作阳极，阳极上发生氧化反应，阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气，惰性辅助阳极不 被损耗，C 项错误；根据海水对钢管桩的腐蚀情况，增大或减小电流强度，D 项正确。 【名师
20、点睛】本题易错误理解“腐蚀电流”，腐蚀电流即指金属被腐蚀时形成原电池而产生的 电流，腐蚀电流为 0，就是金属没有被腐蚀。原电池中电子流向:负极正极；电解池中电流 流向:正极阳极，阴极负极。在金属保护中，外加电流的阴极保护法中阳极常为惰性电 极，海水中水发生氧化反应:2H2O-4e-O2+4H+。 2. 【2017 年高考全国卷】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 H2SO4-H2C2O4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:Al3+3e-Al D.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 【答案】
21、C 【解析】本题考查电解原理的应用。利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的 Al2O3薄膜， 即待加工铝质工件作阳极， A 项正确； 阴极与电源负极相连， 对阴极电极材料没有特殊要求， 可选用不锈钢网等，B 项正确；电解质溶液呈酸性，阴极上应是 H+放电，C 项错误；在电解 过程中，电解池中的阴离子向阳极移动，D 项正确。 3. 【2017 年高考全国卷】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+xS88Li2Sx(2x8)。 下列说法错误 的是 A.电池工作时，正极可发生反应:2Li2S6+2Li+2e-3Li2S
22、4 B.电池工作时，外电路中流过 0.02 mol 电子，负极材料减重 0.14 g C.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 【解析】本题考查电化学知识。原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应， 即:Li2S8Li2S6Li2S4Li2S2，其中可能有 2Li2S6+2Li+2e- 3Li2S4，A 项正确； 该电池工作时， 每转移0.02 mol电子， 负极有0.02 mol Li(质量为0.14 g)被氧化为Li+， 则负极质量减少0.14 g， B 项正确；石墨烯能导电，用石墨烯作电极，可提高电极 a 的导电性，C
23、 项正确；充电过程 中，Li2S2的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池中 Li2S2的量趋于不 变，故不是电池充电时间越长，电池中 Li2S2的量越多，D 项错误。 4 【2017 年高考海南卷】一种电化学制备 NH3的装置如图所示，图中陶瓷在高温时可以传 输 H+。下列叙述错误的是 APb 电极 b 为阴极 B阴极的反应式为：N2+6H+6e=2NH3 CH+由阳极向阴极迁移 D陶瓷可以隔离 N2和 H2 【答案】A 【名师点睛】本题考查电解原理，首先判断阴阳两极，阴极连接电源的负极，阴极上得到电 子化合价降低，发生还原反应，阳极连接电源的正极，阳极上失去电子化合价升高，发
24、生氧 化反应，然后判断电极材料，惰性电极还是活动性金属作电极，活动性金属作阳极，活动性 金属先失电子，如果是惰性材料作阳极，则是还原性强的阴离子先失电子，氧化性强的离子 在阴极上得电子；电极反应式的书写是高考的热点，一般需要根据装置图完成，需要看清反 应环境。 5 【2017 年高考浙江卷】银锌电池是一种常见化学电源，其反应原理：ZnAg2O H2O=Zn(OH)22Ag，其工作示意图如下。下列说法不正确的是 AZn 电极是负极 BAg2O 电极发生还原反应 CZn 电极的电极反应式：Zn2e2OH=Zn(OH)2 D放电前后电解质溶液的 pH 保持不变 【答案】D 【考点】考查原电池工作原理
25、，陌生原电池反应的正负极、反应类型、电极方程式书写判断 【解析】根据给出原电池原理反应，从化合价角度分析，Zn 化合价升高失去电子为负极， 电解质为 KOH，电极方程式为 Zn-2e_ +2OH_=Zn(OH)2，A、C 正确；Ag2O 化合价降低为正极， 被还原，B 正确；总反应显示反应过程中生成水，原溶液显碱性，所以碱性减弱，PH 减小 G KOH 溶液 Ag2O 电极 Zn 电极 2016-2013 年年 化学高考题化学高考题 1 【2016 年高考北京卷】用石墨电极完成下列电解实验。 实验一 实验二 装置 现象 a、d 处试纸变蓝；b 处变红，局部褪色； c 处无明显变化 两个石墨电极
26、附近有气泡产生； n 处有气 泡产生； 下列对实验现象的解释或推测不合理的是（ ） Aa、d 处：2H2O+2e=H2+2OH- Bb 处：2Cl-2e-=Cl2 Cc 处发生了反应：Fe-2e-=Fe2+ D根据实验一的原理，实验二中 m 处能析出铜 【答案】B 【解析】a、d 处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，氢氧 根离子剩余造成的，故 A 项正确；b 处变红，局部褪色，说明是溶液中的氢氧根和氯离子同 时放电，故 B 项错误；c 处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，故 C 项正确；实验一中 ac 形成电解池，db 形成电解池，所以实验二中也相当于形成三个电解池(一
27、个球两面为不同的 两极)，m 为电解池的阴极，另一球朝 m 的一面为阳极(n 的背面)，故相当于电镀，即 m 上 有铜析出，故 D 项正确。 【考点定位】本题主要是考查电解原理的应用。 【名师点睛】化学反应主要是物质变化，同时也伴随着能量变化。电化学是化学能与电能转 化关系的化学。 电解池是把电能转化为化学能的装置， 它可以使不能自发进行的化学借助于 电流而发生。与外接电源正极连接的电极为阳极，与外接电源的负极连接的电极为阴极。 阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。若阳极是活性电极(除 Au、Pt、C 之外的电极)，则 电极本身失去电子，发生氧化反应；若是惰性电极(Au、Pt、C 等电极)，则
28、是溶液中的阴离 子放电，放电的先后顺序是 S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子，阴极则是溶液中的阳离子放 电，放电顺序是 Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+，与金属活动性顺序刚好相反。因此掌握电解池反 应原理是本题解答的关键。注意依据实验现象分析可能发生的电极反应。 2 【2016 年高考海南卷】某电池以 K2FeO4和 Zn 为电极材料，KOH 溶液为电解溶质溶液。 下列说法正确的是（ ） AZn 为电池的负极 B正极反应式为 2FeO42+ 10H+6e=Fe2O3+5H2O C该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D电池工作时OH向负极迁移 【答案】AD 【解析】A根据化合价升降判断，
29、Zn 化合价只能上升，故为负极材料，K2FeO4为正极材 料 ，正确 ；B KOH 溶 液为电 解质溶 液，则 正极电 极方程 式为 2FeO42 +6e+ 8H2O =2Fe(OH)3+10OH， 错误； C 该电池放电过程中电解质溶液浓度减小， 错误； D 电 池工作时阴离子 OH向负极迁移，正确；故选 AD。 【考点定位】考查原电池原理及化学电源。 【名师点睛】原电池原理是建立在氧化还原和电解质溶液基础上，借助氧化还原反应实现 化学能与电能的相互转化，是高考命题重点，题目主要以选择题为主，主要围绕原电池的工 作原理、电池电极反应的书写与判断、新型电池的开发与应用等进行命题。 3 【201
30、6 年高考上海卷】图 1 是铜锌原电池示意图。图 2 中，x 轴表示实验时流入正极的电 子的物质的量，y 轴表示（ ） A铜棒的质量 Bc(Zn2+) Cc(H+) Dc(SO42-) 【答案】C 【解析】该装置构成原电池，Zn 是负极，Cu 是正极。A在正极 Cu 上溶液中的 H+获得电 子变为氢气，Cu 棒的质量不变，错误；B由于 Zn 是负极，不断发生反应 Zn-2e-=Zn2+， 所以溶液中 c(Zn2+)增大，错误；C由于反应不断消耗 H+，所以溶液的 c(H+)逐渐降低，正 确；DSO42-不参加反应，其浓度不变，错误。 【考点定位】考查原电池基本原理和溶液中离子浓度变化。 【名师
31、点睛】原电池原理无论在工业生产、日常生活和科学研究领域都有着重要用途，尤其 在金属的腐蚀与防护、 新能源的开发和利用方面有着不可替代的作用， 因此也是历年高考必 考知识点之一。无论题型如何变化，如果把握原电池的工作原理、电极反应式和电池总反应 方程式问题都会迎刃而解。 在原电池中， 一般活泼金属做负极、 失去电子、 发生氧化反应 （金 属被氧化） 、逐渐溶解（或质量减轻） ；不活泼金属（或导电的非金属）做正极、发生还原反 应、有金属析出（质量增加）或有气体放出；电子从负极流出经过外电路流回正极，电流方 向正好相反；溶液中离子浓度变化及移动方向由电极反应决定。 4 【2016 年高考四川卷】某电
32、动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反 应为：Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+ C6(xc(OH-)，所以正极区溶液酸性增强，溶液的 pH 减小，错误；B.阳极区氢氧根放电， 溶液中产生硫酸，阴极区氢离子获得电子，发生还原反应而放电，破坏了附近的水的电离平 衡，使溶液中 c(OH-)c(H+)，所以产生氢氧化钠，因此该法在处理含 Na2SO4废水时可以得 到 NaOH 和 H2SO4产品，正确；C.负极区氢离子得到电子，使溶液中 c(H+)增大，所以负极 区溶液 pH 升高，错误；D.当电路中通过 1mol 电子的电量时，根据整个闭合回路中电子转 移数目相等可知反应
33、产生氧气的物质的量是 n(O2)=1mol 4=0.25mol，错误。 【考点定位】考查电解原理的应用的知识。 【名师点睛】化学反应主要是物质变化，同时也伴随着能量变化。电化学是化学能与电能转 化关系的化学。 电解池是把电能转化为化学能的装置， 它可以使不能自发进行的化学借助于 电流而发生。与外接电源正极连接的电极为阳极，与外接电源的负极连接的电极为阴极。阳 极发生氧化反应，阴极发生还原反应。若阳极是活性电极(除 Au、Pt、C 之外的电极)，则电 极本身失去电子，发生氧化反应；若是惰性电极(Au、Pt、C 等电极)，则是溶液中的阴离子 放电， 放电的先后顺序是 S2-I-Br-Cl-OH-含
34、氧酸根离子， 阴极则是溶液中的阳离子放电， 放电顺序是 Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+，与金属活动性顺序刚好相反。溶液中的离子移方向符 合：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，即阳离子向阴极区移动，阴离子向阳极 区移动。掌握电解池反应原理是本题解答的关键。本题难度适中。 6 【2016 年高考新课标卷】MgAgCl 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 Mg2e =Mg2 B正极反应式为 Ag e=Ag C电池放电时 Cl 由正极向负极迁移 D负极会发生副反应 Mg2H2O=Mg(OH)2H2 【答案】B 【解析】该电池中还原性较强的 M
35、g 为负极，失去 2 个电子发生氧化反应，A 项正确；氧化 性较强的 AgCl 为正极，发生还原反应，正极反应式为 AgCle =AgCl，B 项错误； 由于 Mg 失去电子成为 Mg2 ，使负极区域带正电，AgCl 得到电子生成 Ag 和 Cl，使正极 区域带负电，因此 Cl 由正极向负极迁移，使电解质溶液保持电中性，C 项正确；氧化还原 反应为放热反应，镁与热水能发生置换反应生成 Mg(OH)2和 H2，D 项正确。 【考点定位】考查原电池的工作原理。 【名师点睛】本题以 MgAgCl 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池为载体，考 查原电池电极反应式的书写， 离子的迁移方向等知识。
36、化学电源是高考中的热点， 也是难点， 学生要结合原电池的知识来推断试题给出的化学电源的工作原理， 然后结合化合价的变化判 断正、负极。 7 【2016 年高考新课标卷】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+2H2O=2Zn(OH) 2 4 。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(OH )c 逐渐减小 C放电时，负极反应为：Zn+4OH-2e=Zn(OH) 2 4 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 】 A 、 充 电 时
37、阳 离 子 向 阴 极 移 动 ， 故 错 误 ； B 、 放 电 时 总 反 应 为 ： 2Zn+O2+4KOH+2H2O=2K2Zn(OH)4,，则充电时生成氢氧化钾，溶液中的氢氧根离子浓度 增大，故错误；C、放电时，锌在负极失去电子，故正确；D、标准状况下 22.4L 氧气的物 质的量为 1mol，对应转移 4mol 电子，故错误。 【考点定位】考查原电池和电解池的工作原理。 【名师点睛】本题考查原电池的工作原理和电解池工作原理，这是两个装置的重点，也是新 电池的考查点，需要熟记，同时考查对知识的灵活运用；电极反应式的书写是电化学中必考 的一项内容，一般先写出还原剂（氧化剂）和氧化产物（
38、还原产物） ，然后标出电子转移的 数目，最后根据原子守恒和电荷守恒完成缺项部分和配平反应方程式，作为原电池，正极 反应式为：O22H2O4e =4OH，负极电极反应式为：Zn4OH2e=Zn(OH) 4 2； 充电是电解池，阳离子在阴极上放电，阴离子在阳极上放电，即阳离子向阴极移动，阴离子 向阳极移动，对可充电池来说，充电时原电池的正极接电源正极，原电池的负极接电源的负 极，不能接反，否则发生危险或电极互换，电极反应式是原电池电极反应式的逆过程；涉及 到气体体积，首先看一下有没有标准状况，如果有，进行计算，如果没有必然是错误选项。 掌握原电池和电解池反应原理是本题解答的关键。本题难度适中。 8
39、 【2016 年高考浙江卷】金属（M）空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点， 有 望成 为新 能源汽 车和 移动 设备 的电源 。该 类电 池放 电的总 反应 方程 式为 ： 4M+nO2+2nH2O=4M(OH) n。已知：电池的理论比能量指单位质量的电极材料理论上能 释放出的最大电能。下列说法不正确 的是 （ ） A采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触 面积，并有利于氧气扩散至电极表面 B比较 Mg、Al、Zn 三种金属空气电池，Al空气电池 的理论比能量最高 C M 空 气 电 池 放 电 过 程 的 正 极 反 应 式 ： 4Mn+nO2+2nH2O+4ne=4M(
40、OH)n D在 M空气电池中，为防止负极区沉积 Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜 【答案】C 【解析】多孔电极的接触面积大，有利于氧气的吸附，A 项正确；根据信息提示，相同质量 的 Mg、Al、Zn 完全反应，失去电子的物质的量分别为m 12 mol、 m 9 mol、 m 32.5 mol，B 项正 确；正极为 O2放电，电极反应式为 O22H2O4e =4OH，C 项错误；不能采用碱性电 解质，否则负极产生的 Mg2 与 OH反应生成沉淀，采用阳离子交换膜时，正极产生的 OH 不能通过阳离子交换膜移到负极，D 项正确。 【考点定位】考查原电池的工作原理。 【名师点睛】原电池是
41、将化学能变成电能的装置。负极失去电子，被氧化，正极得到电子被 还原。 注意原电池中的正负极的反应， 氧气肯定在正极得到电子， 金属肯定在负极失去电子， 结合原电池的电解质的环境分析其电极反应的书写。在电解质溶液中，阴离子向负极移动， 阳离子向正极移动，电子从负极经过导线流向正极。 9 【2015 新课标卷理综化学】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】
42、A 【解析】C6H12O6反应生成 CO2时，C 元素的 化合价升高为4，发生氧化反应，因此是原电池的负极反应，A 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，促进了反应中电子的转移，B 项正确；原电池工 作时，阳离子(H )移向电池的正极，C 项正确；根据电池装置图知电池总反应为葡萄糖的氧 化反应 C6H12O66O2=6CO26H2O，D 项正确。 【考点定位】原电池原理；难度为一般等级。 【名师点晴】本题是关于能量转化的题目，电化学包括原电池和电解池。原电池是将化学能 转化为电能的装置，组成有正负极、电解质溶液、形成闭合回路，活动性强的电极为负极， 发生氧化反应，活动性
43、弱的电极为正极，正极上发生还原反应。电解池是将电能转化为化学 能的装置。与外加电源正极连接的为阳极，与电源负极连接的为阴极。阳极发生氧化反应， 阴极发生还原反应。若阳极是活性电极，则是电极本身失去电子，若电极是惰性电极，则电 解质溶液（或熔融状态）阴离子发生还原反应。掌握好阴离子、阳离子的放电顺序、清楚在 闭合回路中电子转移数目相等是本题的关键。 10 【2015 浙江理综化学】在固态金属氧化物电解池中，高温共电解 H2OCO2混合气体制 备 H2和 CO 是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。下列说法不正确 的是（ ） AX 是电源的负极 B阴极的反应式是：H2O2e=H2O2 CO22
44、e=COO2 C总反应可表示为：H2OCO2= 通电 H2COO2 D阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是 11 【答案】D 【解析】A、从图示可看出，与 X 相连的电极发生 H2OH2、CO2CO 的转化，均得电子，应为电解池的阴极，则 X 为电源的负极，A 正确； B、阴极 H2OH2、CO2CO 均得电子发生还原反应，电极反应式分别为：H2O2e=H2 O2、CO22e=COO2，B 正确；C、从图示可知，阳极生成 H2和 CO 的同时，阴极 有 O2生成，所以总反应可表示为 H2OCO2H2COO2，C 正确；D、从总反应方 程式可知，阴极生成 2mol 气体(H2、CO 各 1mol
45、)、阳极生成 1mol 气体(氧气)，所以阴、阳 两极生成的气体物质的量之比 21，D 不正确。答案选 D。 【考点定位】本题主要是考查电解原理及其应用、电极判断、电极反应式书写、电极产物判 断与计算等。 【名师点晴】电化学是历年高考的重要考点之一，考查的内容为：提供电极材料和电解质溶 通电 液判断能否形成原电池， 原电池电极名称判断及电极反应式的书写， 提供反应方程式设计原 电池、电解池（包括电镀池、精炼池） ，根据电解时电极质量或溶液 p H 的变化判断电极材 料或电解质种类， 电解产物的判断和计算， 结合图像考查电极质量或电解质溶液质量分数的 变化。电化学部分，尤其是原电池、电解池的电极
46、反应式的书写，可以说是对氧化还原反应 的灵活应用，实现了氧化还原反应的合久必分的发展和延伸。解答电解池相关题目时，应 从几步入手：看电极（材料） ，判断电极本身是否参与反应。看溶液，判断电解液中的 阳离子、阴离子种类，从而判断在阴极、阳极发生反应的微粒。看隔膜，判断两极反应发 生后阴离子、 阳离子的浓度变化， 从而判断溶液中微粒穿过阴 （阳） 离子隔膜的方向和产物。 11 【2015 天津理综化学】锌铜原电池装置如图所 示， 其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过， 下列有关叙述正确的是（ ） A铜电极上发生氧化反应 B电池工作一段时间后，甲池的 c(SO42 )减小 C电池工作一段时间后，
47、乙池溶液的总质量增加 D阴阳离子离子分别通过交换膜向负极和正极移 动，保持溶液中电荷平衡 【答案】C 【解析】由图像可知该原电池反应原理为 Zn+ Cu2 = Zn2 + Cu， 故Zn电极为负极失电子发生氧化反应， Cu电极为正极得电子发生还原反应， 故 A 项错误； 该装置中为阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过， 故两池中 c(SO42 )不变， 故 B 项错误；电解过程中溶液中 Zn2 由甲池通过阳离子交换膜进入乙池，乙池中 Cu2 +2e= Cu，故乙池中为 Cu2 Zn2，摩尔质量 M(Zn2)M(Cu2)故乙池溶液的总质量增 加，C 项正确；该装置中为阳离子交换膜只允许阳离子和水
48、分子通过，电解过程中溶液中 Zn2 由甲池通过阳离子交换膜进入乙池保持溶液中电荷平衡， 阴离子并不通过交换膜， 故 D 项错误；本题选 C。 【考点定位】本题主要考查了原电池的反应原理，涉及反应类型、离子浓度的变化、电极的 判断、离子的移动方向的判断等。 【名师点睛】电化学反应原理是选修 4 中的重要内容，也是难点之一。原电池的反应原理的 应用，抓住化学反应的本质、正负极的判断、正负极反应类型的判断、电极反应式的书写、 总反应方程式的书写、电子的流向、电流的流向、溶液中离子的流向、电极是否参加反应、 电子的转移、有关氧化还原反应的计算、溶液质量的变化、离子交换膜的判断、溶液的 pH 的计算或变化、 溶液颜色的变化是解题的关键。 综合性较强， 针对每个知识点进行详细剖析， 使学生真正理解原电池的反应中所涉及的知识。 12 【2015 四川理综化学】用右图所示装置除去含 CN 、Cl废水中的 CN时，控制溶液 PH
