资源简介

(共40张PPT)
章末核心素养整合
知识体系构建
1.原电池原理及其应用——微观探析与模型认知。
(1)原电池的工作原理。
(2)原电池的工作条件及原理应用。
2.电解原理及其应用——微观探析与模型认知。
(1)电解原理。
(2)电解池的工作条件及原理应用。
真题链接高考
D
解析:酸性锌锰干电池,锌筒为负极,石墨电极为正极,A项错误。原电池工作时,阳离子向正极(石墨电极)方向移动,B项错误。MnO2发生得电子的还原反应,C项错误。锌筒为负极,负极发生失电子的氧化反应Zn-2e-═Zn2+,D项正确。
2.(2026·河南卷)一种多组串联的电化学装置可以同时产生H2和Cl2,其工作原理如图所示。其中a1~an均为Ag|AgCl电极,每组装置左侧均为高浓度盐酸,右侧均为低浓度盐酸。该装置工作时仅在石墨电极与铂电极上产生气体。
下列说法错误的是(　　)。
A.工作时,铂电极上产生H2
B.工作时,电极a1、a3、an-1的质量均减小
C.定期互换直接相连的Ag|AgCl电极,并恢复溶液浓度,整个装置可再次运行
D.将盐酸换为对应浓度NaCl溶液,使用阳离子交换膜,每组装置启动时均生成NaOH
D
解析:整个装置中,中间串联的是原电池,左右两边是电解池,石墨电极为阳极,发生氧化反应2Cl--2e-═Cl2↑,铂电极为阴极,发生还原反应2H++2e-═H2↑。在原电池装置中,a2~an-1均为Ag|AgCl电极,偶数电极为负极,电极反应:Ag-e-+Cl-═AgCl,奇数电极为正极,电极反应:AgCl+e-═Ag+Cl-,据此分析各选项。
铂电极是阴极,H+在阴极得电子生成H2:2H++2e-═H2↑,A项正确。工作时,电极a1为阴极,电极反应:AgCl+e-═Ag+Cl-,a3、
an-1等奇数电极为正极,电极反应:AgCl+e-═Ag+Cl-,均是AgCl转化为Ag,质量减小,B项正确。在装置运行过程中,左侧高浓
度盐酸中,Cl-被消耗,同时H+通过质子交换膜迁移到右侧,最终,左侧盐酸浓度减小,右侧盐酸浓度升高;且a1、a3、…、an-1电极质量减小,a2、a4、…、an电极质量增加。若定期将直接相连的Ag|AgCl电极互换,并恢复两侧盐酸浓度,可使装置恢复到初始状态,再次运行,C项正确。将盐酸换为NaCl溶液,使用阳离子交换膜时,阳极反应:2Cl--2e-═Cl2↑;阴极反应2H2O+2e-═H2↑+2OH-,Na+会通过阳离子交换膜向阴极移动,在铂电极附近生成NaOH。但中间的装置中,Ag|AgCl电极发生反应:Ag-e-+Cl-═AgCl和AgCl+e-═Ag+Cl-,不会生成NaOH,D项错误。
3.(2026·云南卷)一种“双模式”锂电池工作原理如图。已知:Cl2只参与模式Ⅰ的充放电,其放电时反应的化学方程式为SO2Cl2+Cl2+4Li═4LiCl+SO2。
下列说法正确的是(　　)。
A.充电时,模式Ⅱ的反应为2SO2Cl2+6Li═Li2S2O4+4LiCl
B.充电时,若外电路通过1 mol电子,则石墨电极最多生成0.5 mol Cl2
C.放电时,体系中的Li+向电池的锂电极迁移
D.放电时,分别消耗1 mol SO2Cl2,模式Ⅰ理论放电量大于模式Ⅱ
D
解析:SO2Cl2中S元素为+6价,由此可知模式Ⅰ放电过程中石墨电极上S元素化合价降低,发生还原反应,为正极,锂电极为负极,充电过程中石墨电极为阳极,锂电极为阴极。充电时,模式Ⅱ阴极上LiCl得到电子生成Li,阳极上Li2S2O4失去电子生成SO2Cl2,根据守恒关系可知模式Ⅱ的反应为Li2S2O4+4LiCl═2SO2Cl2+6Li,A项错误。模式Ⅰ充电时总反应为4LiCl+SO2═SO2Cl2+Cl2+4Li,充电过程中Li元素化合价降低,S元素及部分Cl元素化合价升高,因此外电路通过1 mol电子,石墨阳极上最多生成0.25 mol Cl2,B项错误。放电时,Li+
移向正极,即石墨电极,C项错误。放电时,模式Ⅰ的电极反应式为SO2Cl2+Cl2+4e-═4Cl-+SO2,模式Ⅱ的电极反应式为2SO2Cl2+6Li++6e-═Li2S2O4+4LiCl共转移6e-,由此可知分别消耗1 mol SO2Cl2,模式Ⅰ理论放电量大于模式Ⅱ,D项正确。
4.(2025·安徽卷)研究人员开发出一种锂-氢可充电电池(如图所示),使用前需先充电,其固体电解质仅允许Li+通过。下列说法正确的是(　　)。
A.放电时电解质溶液质量减小
B.放电时电池总反应为H2+2Li═2LiH
C.充电时Li+移向惰性电极
D.充电时每转移1 mol电子,c(H+)降低
1 mol·L-1
C
考点2　电解池及其应用
5.(2025·北京卷)用电解Na2SO4溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池,重新取Na2SO4溶液并用图2装置按ⅰ→ⅳ顺序依次完成实验。
图1
图2
实验 电极Ⅰ 电极Ⅱ 电压/V 关系
ⅰ 石墨1 石墨2 a a>d>c>b>0
ⅱ 石墨1 新石墨 b
ⅲ 新石墨 石墨2 c
ⅳ 石墨1 石墨2 d
下列分析不正确的是(　　)。
A.a>0,说明实验ⅰ中形成原电池,反应为2H2+O2═2H2O
B.bC.c>0,说明ⅲ中电极Ⅰ上有O2发生反应
D.d>c,是因为电极Ⅰ上吸附H2的量:ⅳ>ⅲ
D
解析:图1为电解池,阳极反应式:2H2O-4e-═O2↑+4H+,阴极反应式4H2O+4e-═2H2↑+4OH-,故电解后阳极区(石墨1)储存O2,阴极区(石墨2)储存H2;重新取Na2SO4溶液作电解质溶液,利用图1电解产物(H2、O2)进行氢氧燃料电池实验探究,则石墨1为正极,石墨2为负极。
实验ⅰ中石墨1(O2)为正极,石墨2(H2)为负极,发生自发氧化还原反应,2H2+O2═2H2O,则a>0,A项正确。ⅲ中,c>0说明新石墨为正极,新石墨可能含有空气中的少量氧气或溶于水的少量O2,O2发生还原反应,C项正确。ⅱ和ⅳ区别在于ⅱ中负极
更换为新石墨,则bc则说明ⅲ中电极Ⅰ上吸附O2的量不足,D项错误。
6.(2025·河北卷)科研工作者设计了一种用于废弃电极材料LixCoO2(x<1)再锂化的电化学装置,其示意图如下:
已知:参比电极的作用是确定LixCoO2再锂化为LiCoO2的最优条件,不干扰电极反应。
B
7.(2024·甘肃卷)某固体电解池工作原理如图所示,下列说法错误的是(　　)。
A.电极1的多孔结构能增大与水蒸气的
接触面积
B.电极2是阴极,发生还原反应:O2+4e-═
2O2-
C.工作时O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2
D.理论上电源提供2 mol e-能分解1 mol H2O
B
解析:多孔电极1上H2O(g)发生得电子的还原反应转化成H2(g)则为阴极,电极反应为2H2O+4e-═2H2+2O2-;多孔电极2上O2-发生失电子的氧化反应转化成O2(g)则为阳极,电极反应为2O2--4e-═O2↑。
电极1的多孔结构能增大电极的表面积,增大与水蒸气的接触面积,A项正确。电极2为阳极,发生氧化反应:2O2--4e-═O2↑,B项错误。工作时,阴离子O2-向阳极移动,即O2-从多孔电极1迁移到多孔电极2,C项正确。电解总反应为2H2O(g) 2H2(g)+O2(g),则理论上电源提供2 mol e-能分解1 mol H2O,D项正确。
8.(2025·云南卷)一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示,双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。除硼原理:[B(OH)4]-+H+═B(OH)3+H2O。
下列说法错误的是(　　)。
A.Pt电极反应:4OH--4e-═O2↑+2H2O
B.外加电场可促进双极膜中水的电离
C.Ⅲ室中,X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D.Ⅳ室每生成1 mol NaOH,同时Ⅱ室最多生成1 mol B(OH)3
C
解析:电解池中阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,故从图中可以看出,Pt电极为阳极,石墨电极为阴极。Pt电极为阳极,OH-放电发生氧化反应,A项正确。外加电源促使阴、阳两极离子放电,从而促进水的电离,B项正确。Ⅲ中NaCl浓溶液变稀,说明Cl-、Na+向两边移动,阴离子Cl-向Pt电极移动,X膜为阴离子交换膜,阳离子Na+向石墨电极移动,Y膜为阳离子交换膜,C项错误。每生成1 mol NaOH,Ⅱ中进入1 mol H+,则生成1 mol B(OH)3,D项正确。
考点3　金属的腐蚀与防护
9.(2024·广东卷)我国自主设计建造的浮式生产储卸油装置“海葵一号”将在珠江口盆地海域使用,其钢铁外壳镶嵌了锌块,以利用电化学原理延缓外壳的腐蚀。下列有关说法正确的是(　　)。
A.钢铁外壳为负极
B.镶嵌的锌块可永久使用
C.该法为外加电流法
D.锌发生反应:Zn-2e-═Zn2+
D
解析:由于金属活动性Zn>Fe,钢铁外壳为正极,锌块为负极,A项错误。Zn失去电子,发生还原反应,Zn-2e-═Zn2+,镶嵌的锌块会被逐渐消耗,需根据腐蚀情况进行维护和更换,不能永久使用,B项错误。该方法为牺牲阳极法,C项错误。Zn失去电子,发生还原反应Zn-2e-═Zn2+,D项正确。
10.(2025·江苏卷节选)海洋出水铁质文物表面有凝结物,研究其形成原理和脱氯方法对保护文物意义重大。
(1)文物出水清淤后,须尽快浸泡在稀NaOH或Na2CO3溶液中进行现场保护。
①玻璃中的SiO2能与NaOH反应生成　　　　　　　　(填化学式),故不能使用带磨口玻璃塞的试剂瓶盛放NaOH溶液。
②文物浸泡在碱性溶液中比暴露在空气中能减缓吸氧腐蚀,其原因有___________________________________________ _____________________________________________________________________________________。
Na2SiO3
吸氧腐蚀正极反应为O2+2H2O+4e-═4OH-,碱性条件下抑制该正极反应;碱性溶液中O2溶解度小,减少文物与O2的接触,减缓吸氧腐蚀
(ⅰ)铁在盐水中腐蚀的可能原理如图所示。依据原理设计如下实验:向NaCl溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液(能与Fe2+形成蓝色沉淀)和酚酞,将混合液滴到生铁片上。预测该实验的现象为_________________________________________________ _____________________________________________。
滴加混合液后,铁片表面将出现蓝色和红色区域,较长时间后出现黄色斑点
(ⅱ)铁的氢氧化物吸附某些阳离子形成带正电的胶粒,是凝结物富集Cl-的可能原因。该胶粒的形成过程中,参与的主要阳离子有　　　　　　(填离子符号)。
Fe3+、Fe2+
解析:(1)①SiO2+2NaOH═Na2SiO3+H2O,Na2SiO3水溶液具有黏结力强等特性。
②先找到相关反应,O2+2H2O+4e-═4OH-,再结合化学反应速率影响因素、化学平衡的移动原理,可得答案。
(2)①根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒及题中所给信息,可写出方程式。
②(ⅰ)结合图示及吸氧腐蚀规律得,Fe片在NaCl溶液中发生吸氧腐蚀:负极Fe-2e-═Fe2+,正极O2+4e-+2H2O═4OH-。K3[Fe(CN)6]与Fe2+产生蓝色沉淀,酚酞遇OH-变红色,Fe2+在盐水中被氧气氧化成黄色FeOOH,即可得答案。
(ⅱ)铁片发生吸氧腐蚀,负极Fe-2e-═Fe2+,O2可将部分Fe2+氧化为Fe3+,故体系中阳离子主要有Fe2+、Fe3+。

展开更多......

收起↑