1、年份试题题号分值考向(载体)2019课标T126生物燃料电池、离子交换膜2019课标T275电解法制二茂铁原理2019课标T136强碱性电解质的3DZnNiOOH二次电池原理T284碳基电极材料电解氯化氢回收氯气新工艺2018课标T136协同转化装置高效去除天然气中CO2和H2ST274三室膜电解技术制备Na2S2O52018课标T126室温下“可呼吸”的NaCO2二次电池T264电解硫酸锌溶液制备单质锌原理2018课标T116可充电锂-空气电池T277“电解法”制备KIO32017课标T116外加电流的阴极保护法对海港码头钢管桩进行防腐2017课标T116电解氧化法在铝制品表面形成致密、耐腐
2、蚀的氧化膜2017课标T116全固态锂硫电池工作原理考试动态】考试地图电极确定方法原电池电解池负极(阳极)正极(阴极)阴极阳极两池构造电子流向离子移向电极反应反应现象活泼金属不活泼金属、导电非金属连接负极连接正极e-流出e-流入e-流入e-流出阴离子移向阳离子移向阳离子移向阴离子移向氧化反应还原反应还原反应氧化反应电极溶解、有氧化性物质产生电极增重、有还原性物质产生电极增重、有还原性物质产生电极溶解、有氧化性物质产生【典例1】2017海南】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 APd电极b为阴极 B阴极的反应式为:N2+6H+6e=2NH3 CH+
3、由阳极向阴极迁移 D陶瓷可以隔离N2和H2A阳极阴极传输H+隔离N2和H2【典例2】【2019天津】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0.65 g,溶液中有0.02 mol I-被氧化D.充电时,a电极接外电源负极D+-【典例3】【2019 课标】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B A相比
4、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NH3 D电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动-+500、2050MPa、铁触媒【典例4】【2018 课标】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:EDTA-Fe2+-e-EDTA-Fe3+2EDTA-Fe3+H2S2H+S+2EDTA-Fe2+该装置工作时,下列叙述错误的是C A
5、阴极的电极反应:CO2+2H+2e-CO+H2O B协同转化总反应:CO2+H2SCO+H2O+S C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+,溶液需为酸性阳极阴极+-电极方程式书写 传统解法离子-电子法判断反应物、产物判断反应物、产物化合价升降判断得失电子数除O外其他原子守恒电荷守恒补H+或OH-看O补H+或H2O补H2O并检验电荷守恒补e-电极方程式写法以甲醇碱性燃料电池负极反应式为例CH3OHCO32-2+4-6e-+8OH-+6H2O=CH3OHCO32-+4OH-+6H2O+12OH-6e-+8OH-=酸性:缺H补H+或
6、H2O;碱性:缺H补OH-或H2O。酸性:O+2H+H2O碱性:O+H2O2OH-【练习1】【2012海南】肼燃烧生成氮气和水,肼-空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为 。【练习2】【2013课标】若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为 。【练习3】【2014四川】MnO2可作超级电容材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2,其阳极的电极反应式是 。N2H4N2+4OH+4H2O+8OH+4OH4e=CH3OCH32CO2+6H+6H+3H2O-12e-+12H+=Mn2MnO2+4H+2H2O2e=【练习4】【2014山东】离子液体是一种室温熔融盐,为非水
7、体系,由有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4-组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的 极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为 。若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极产物为 。负 H2“离子-电子”法缺点:不适合非水体系!+AlAl2Cl7AlCl4473e=【典例5】【2017 课标】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+xS8=8Li2Sx(2x8)。下列说法错误的是D A电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li+2e=3Li2S4 B电池工作时
8、,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Li2S6Li2S423+2Li+2e=-+【典例6】【2014 标卷】2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系,下列叙述错误的是Aa为电池的正极 B电池充电反应为LiMn2O4=Li1xMn2O4xLiC放电时,a极锂的化合价发生变化 D放电时,溶液中Li从b向a迁移C-+常见锂离子电池正极材料:LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn1xyNiyCoxO2LiMn2O4 LiFePO4【典例6】【2014 标卷】20
9、13年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系,下列叙述错误的是Aa为电池的正极 B电池充电反应为LiMn2O4=Li1xMn2O4xLiC放电时,a极锂的化合价发生变化 D放电时,溶液中Li从b向a迁移C-+电化学腐蚀及防护 C【典例8】【2017 课标】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CD交换膜的应用 阳极
10、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。2H2O-4e-=4H+O22H2O-4e-=4H+O2H+2HSO3-+2e-=H2+SO32-Na+H+SO32-=HSO3-2HSO3-=S2O52-+H2Oa【典例11】【2016课标】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SO42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SO42-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
11、得到NaOH和H2SO4产品C负极反应为2H2O4e=O24H,负极区溶液pH降低D当电路中通过1 mol电子的电量时,会有0.5 mol的O2生成Na+SO42-阳离子交换膜阴离子交换膜B【典例12】【2014课标】H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。(1)写出阳极的电极反应式:。(2)分析产品室得到H3PO2的原因:。2H2O-4e-=4H+O2H+H2PO2-Na+2H2O+2e-=H2+2OH-阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的H2PO2-穿过阴膜扩散至产品室,二者反应生成H3PO2电化学中的平衡思想【典例1
12、3】【2015北京】为探讨化学平衡移动原理与氧化还原反应规律的联系,某同学通过改变浓度研究“2Fe32I 2Fe2I2”反应中Fe3和Fe2的相互转化。实验如下:根据氧化还原反应的规律,某同学推测中Fe2向Fe3转化的原因:外加Ag使c(I)降低,导致I的还原性弱于Fe2,用如上右图装置(a、b均为石墨电极)进行实验验证。(1)K闭合时,指针向右偏转,b作极。(2)当指针归零(反应达到平衡)后,向U型管左管中滴加0.01 molL1AgNO3溶液,产生的现象证实了其推测,该现象是 。(3)按照上述原理,该同学用上图装置进行实验,证实了中Fe2向Fe3转化的原因。与上述实验对比,不同的操作是 。正左管产生黄色沉淀,指针向左偏转向U型管右管中滴加1 molL1FeSO4溶液【典例14】【2019课标节选】环戊二烯()可用于制备二茂铁(Fe(C5H5)2,结构简式为 ),后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。该电解池的阳极为 ,总反应为 。电解制备需要在无水条件下进行,原因为 。Fe电极Fe+2C5H6=Fe(C5H5)2+H2水会阻碍中间物Na的生成;水会电解生成OH,进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2+2-1阳极阴极Na+e-=Na