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2023高三二轮复习化学（老高考）专题七 化学能与电能课件PPT
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这是一份2023高三二轮复习化学（老高考）专题七 化学能与电能课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了思维导图，题组❶新型化学电源，答案B，答案C，答案A，解题技法，1书写步骤，2书写方法，①拆分法，②加减法等内容，欢迎下载使用。
高考命题1 原电池原理及应用
要点❶ 原电池构成条件的理解
要点❷ 构建原电池模型
要点❸ 原电池正、负极的判断方法
要点❹ 利用装置图判断正、负极
1.[2021·广东化学]火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时（ ）
2.[2022·湖南化学]海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂－海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是（ ）
3.[2022·浙江1月选考]pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示，以玻璃电极（在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag－AgCl电极）和另一Ag－AgCl电极插入待测溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH＝（E－常数）/0.059。下列说法正确的是（ ）
解析：如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极为负极，负极发生氧化反应而不是还原反应，A错误；已知pH与电池的电动势E存在关系：pH＝（E－常数）/0.059，则玻璃膜内外氢离子浓度的差异会引起电动势的变化，B错误；pH与电池的电动势E存在关系：pH＝（E－常数）/0.059，则分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH，C正确；pH计工作时，利用原电池原理，则化学能转化为电能，D错误。
1.有关电化学装置题的思维流程
2.电极反应式书写的一般步骤
b.把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，注明正、负极，并依据质量守恒、电荷守恒及电子得失守恒配平两个半反应：
5.[2021·福建化学]催化剂TAPP－Mn（Ⅱ）的应用，使Li－CO2电池的研究取得了新的进展。Li－CO2电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如图所示。
下列说法错误的是（ ）
6.[2021·湖南化学]锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所示：
7.[2021·辽宁化学]如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物Li3Bi。下列说法正确的是（ ）
下列说法正确的是（ ）
突破二次电池的五个角度
9.[2021·山东化学]以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH?O2、N2H4?O2、（CH3）2NNH2?O2清洁燃料电池，下列说法正确的是（ ）
10.[2021·河北化学]K?O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是（ ）
燃料电池电极反应式书写“全”归纳
1.燃料电池的分析思路模型
2.燃料电池中正极电极反应式的书写思路
根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质是O2，O2得到电子后化合价降低，首先变成O2－，O2－能否存在要看电解质环境。由于电解质溶液（酸、碱、盐）的不同，其电极反应也有所不同，下表为四种不同电解质环境中，氧气得电子后O2－的存在形式：
高考命题2 电解原理及其应用
要点❶ 构建电解池模型类比分析多室电解
要点❷ 电解池原理及应用
（1）图解电解池工作原理（阳极为惰性电极）
（2）正确判断电极产物
首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解（注意：铁作阳极溶解生成Fe2＋，而不是Fe3＋）；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－（水）。
直接根据阳离子的放电顺序进行判断：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋（水）。
要点❸ 电解池阴、阳极的判断方法
1.[2021·江苏化学]通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2（如图）；②在90 ℃将NiOOH与H2O反应生成Ni（OH）2并获得O2。下列说法正确的是 （ ）
3.[2021·全国乙卷]沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极（如图所示），通入一定的电流。
下列叙述错误的是（ ）
4.[2022·海南化学]一种采用H2O（g）和N2（g）为原料制备NH3（g）的装置示意图如下。
下列有关说法正确的是（ ）
5.[2022·北京化学]利用如图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
下列说法不正确的是（ ）
7.[2022·浙江6月选考]通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如下（其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计）。下列说法不正确的是（ ）
8.[2021·全国甲卷]乙醛酸是一种重要的化工中间体，可以用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是（ ）
解析：该装置通电时，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池阴极，石墨电极为电解池阳极，阳极上Br－被氧化为Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，双极膜中间层的H＋在直流电场作用下移向阴极，OH－移向阳极。A.KBr在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生成的Br2为乙二醛制备乙醛酸的反应物，故A错误；B.阳极上为Br－失去电子生成Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，故B错误；C.电解过程中阴、阳极均生成乙醛酸，1 ml乙二酸生成1 ml乙醛酸转移电子为2 ml，1 ml乙二醛生成1 ml乙醛酸转移电子为2 ml，根据转移电子守恒可知每生成1 ml乙醛酸转移电子为1 ml，因此制得2 ml乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2 ml电子，故C错误；D.由上述分析可知，双极膜中间层的H＋在外电场作用下移向阴极，即H＋移向铅电极，故D正确。
题组❸ 电化学方程式书写
10.[2021·湖南化学]利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。
电解过程中OH－的移动方向为 （填“从左往右”或“从右往左”）；阳极的电极反应式为 。
题组❹ 离子交换膜分析及其应用
11.[2021·湖北化学]Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H＋浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示，下列说法错误的是（ ）
12.[2021·浙江6月选考]某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时Li＋得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCO2薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是（ ）
13.[2021·广东化学]钴（C）的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是（ ）
1.离子交换膜的功能、类型、作用
2.离子交换膜的应用示例
电渗析法可将含AnBm的废水再生为HnB和A（OH）m（A为金属活动性顺序位于H之前的金属，Bn－为含氧酸根离子）。
14.（双选）[2022·山东化学]设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCO2（s）转化为C2＋，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是（ ）
15.[2021·北京化学]环氧乙烷（ ，简称EO）是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制备EO的原理示意图如下。
②结合电极反应式说明生成溶液a的原理 。
（2）一定条件下，反应物按一定流速通过该装置。
电解效率η和选择性S的定义：
①若η（EO）＝100%，则溶液b的溶质为 。
②当乙烯完全消耗时，测得η（EO）≈70%，S（EO）≈97%，推测η（EO）≈70%的原因：
Ⅲ.阳极室流出液中含有Cl2和HClO
ⅰ.检验电解产物，推测Ⅰ不成立。需要检验的物质是 。
ⅱ.假设没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO2，η（CO2）≈ %。经检验阳极放电产物没有CO2。
ⅲ.实验证实推测Ⅲ成立，所用试剂及现象是 。
可选试剂：AgNO3溶液、KI溶液、淀粉溶液、品红溶液。
答案:（2）①KCl ②ⅰ.O2 ⅱ.13 ⅲ.KI溶液、淀粉溶液，溶液变蓝（或品红溶液，品红褪色；或KI溶液，溶液变为棕黄色）
电解计算破题“3方法”
高考命题3 金属腐蚀与保护
要点❶ 金属的腐蚀与防护知识结构
要点❷ 金属腐蚀的快慢比较模型
要点❸ 金属电化学保护的方法
题组❶ 金属腐蚀与保护
1.[2022·广东化学]为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是（ ）
解析：镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入到酸化的3%NaCl溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，作原电池的负极，而铁片作正极。若铁片被腐蚀，溶液中会有亚铁离子生成，据此分析解答。A.氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A不符合题意；B.淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质可与碘化钾发生反应，故B不符合题意；C.KSCN溶液可检测铁离子的存在，上述实验中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C不符合题意；D.K3[Fe（CN）6]是用于检测Fe2＋的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入K3[Fe（CN）6]溶液就不会出现蓝色沉淀，故D符合题意。
2.[2020·江苏化学]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（ ）
解析：A.阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，故A错误；B.阳极金属M实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此M的活动性比Fe的活动性强，故B错误；C.金属M失电子，电子经导线流入钢铁设施，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子从而被保护，故C正确；D.海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，故D错误。
3.[2019·江苏化学]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，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（ ）
4.如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为（ ）
题组❷ 运用电化学原理比较金属腐蚀的快慢
解析：由图可知，②③④装置是原电池，在②④中，金属铁作负极，③中金属铁作正极，作负极的腐蚀速率快，并且两个电极金属活动性相差越大，负极金属腐蚀速率越快，正极被保护，所以腐蚀速率④＞②＞③；⑤⑥装置是电解池，⑤中金属铁为阳极，⑥中金属铁为阴极，阳极金属被腐蚀速率快，阴极被保护，即腐蚀速率⑤＞⑥；根据电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀，并且原电池的正极金属腐蚀速率快于电解池的阴极金属腐蚀速率，即腐蚀由快到慢的顺序为⑤④②①③⑥，故C项正确。
5.（双选）[2022·河北衡水中学调研]利用如下实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀。
专题（七） 化学能与电能——原电池原理及其应用
1.[2022·杭州质检]实验a：将铜片、锌片和稀硫酸组成单液原电池，铜片、锌片表面均产生气泡。实验b：将锌片在稀HgCl2溶液中浸泡几分钟，锌片表面形成锌汞合金，再与铜片、稀硫酸组成单液原电池，只有铜片表面产生气泡。下列有关说法不正确的是（ ）
2.[2022·凉山诊断]以下是中学化学常见的四个装置，下列关于这些装置说法正确的是（ ）
3.[2022·四川模拟]“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是（ ）
5.[2022·天津和平区模拟]一种聚合物锂电池通过充、放电可实现“大气固碳”（如图所示）。该电池在充电时，通过催化剂的选择性控制，只有Li2CO3发生氧化释放出CO2和O2。下列说法正确的是（ ）
6.[2022·哈尔滨九中模拟]某科研小组设计双阴极微生物燃料电池进行同步硝化和反硝化脱氮研究，装置如图所示。下列叙述错误的是 （ ）
7.[2022·榆林模拟]我国科学家研制出一种可充电Na－Zn双离子电池体系，其工作原理如图所示。
8.[2022·广东启光卓越联盟模拟]镁锂双盐电池是结合镁离子电池和锂离子电池而设计的新型二次离子电池，其工作原理如图所示，已知放电时，b极转化关系为VS2→LixVS2。下列有关说法不正确的是（ ）
9.[2022·北京东城区一模]热激活电池是一种需要达到启动温度才开始工作的电池。一种热激活电池的结构如图1所示，其放电后的产物为Li7Si3和LiMn2O4。已知：LiCl和KCl混合物的熔点与KCl的物质的量分数的关系如图2所示。下列说法不正确的是（ ）
10.（1）[2022·咸阳模拟]氨不仅应用于化肥生产，也可以应用于能源领域，与氢氧燃料电池相比，氨氧燃料电池有其独特优势。某研究小组设计的氨氧燃料电池装置如图所示，则电极1的电极反应式为 。标准状况下，当3.36 L O2参加反应时，生成N2的物质的量为 。
（2）[2022·太原模拟]缓冲溶液应用在某种液钒电池中能稳定电池的输出电流，该电池装置示意图如图所示：
电池总反应：Zn＋2VOSO4＋2H2SO4 ZnSO4＋V2（SO4）3＋2H2O。
①放电时，B室中c（H＋） （填“增大”“减小”或“不变”），结合化学用语说明理由： 。
②充电时，A室中的c（H＋）变化缓慢的原因是 。
（3）[2022·沈阳模拟]为了监测空气中NOx的含量，科学家成功研制出了一种NOx传感器，其工作原理示意图如图：
①固体电解质中O2－移向 （填“正极”或“负极”）。
②写出NiO电极的电极反应式： 。
专题（七） 化学能与电能——电解原理及其应用 金属腐蚀与保护
1.[2022·丹东期末]如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究“精炼铜原理”和“电镀原理”。下列说法正确的是（ ）
2.[2022·河北部分名校联考]湖南出土的商代青铜器铜觥器形独特，如突出眼睛的变形兽面纹、“C”形扉棱、羊角腾空设计的平嘴牺首等，如图所示。青铜器在地下潮湿区域易生成铜绿[Cu2（OH）2CO3]。下列说法错误的是（ ）
解析：铜的金属活动性比氢弱，无法发生析氢腐蚀，故A错误；青铜器发生腐蚀生成铜绿时，金属铜电极为负极，发生失电子的氧化反应，故B正确；铜绿[Cu2（OH）2CO3]可以和食醋发生反应，得到可溶性的铜盐，即食醋可以除去铜觥表面的铜绿，故C正确；为防止金属发生吸氧腐蚀，铜觥需保存在干燥通风处，故D正确。
3.[2022·成都诊断]某化学小组为了探究原电池和电解池的基本原理，设计装置如图。下列相关分析错误的是（ ）
4.[2022·浙江模拟]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（如图），使浆液分离成固体混合物和含铬元素的溶液，并回收利用。下列说法不正确的是 （ ）
5.[2022·四川模拟]我国学者发表了一种氯离子介导的电化学合成方法，能将乙烯高效清洁、选择性地转化为环氧乙烷，电化学反应的具体过程如图所示。在电解结束后，将阴、阳极电解液输出混合，便可反应生成环氧乙烷。下列说法错误的是（ ）
7.[2022·昆明模拟]间接电氧化苯甲醇（C6H5CH2OH）合成苯甲醛（C6H5CHO）是一种绿色生产工艺。我国学者利用Ce4＋/Ce3＋为媒介在酸性水溶液中合成苯甲醛，工作原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
8.（1）[2022·重庆模拟] 以甲醇为主要原料，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示。阳极的电极反应式为 ，若装置中消耗标准状况下O2 44.8 L，理论上能制得碳酸二甲酯的质量为 g。
（2）[2022·成都诊断]用电解法可将CO2转化为多种原料，原理如图。若铜电极上只产生C2H4和CO气体，写出产生C2H4的电极反应式 ；电解后溶液pH （填“变大”“变小”或“不变”）（忽略溶液体积的变化）。
（3）[2022·宜春质检]一种电解还原CO2制乙烯的装置如图所示，阴极上生成乙烯的电极反应式为 。
（4）[2022·洛阳模拟]利用铜基配合物催化剂电催化CO2还原制备碳基燃料（包括CO、烷烃和酸等）是减少CO2在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段，其装置原理如图所示。
①电池工作过程中，图中Pt电极附近溶液的pH （填“变大”或“变小”）。
②每转移2 ml电子，阴极室溶液质量增加 g。
答案：（4）①变小 ②46
（5）二氧化碳甲烷化技术是一种最有效的对二氧化碳循环再利用的技术。用如图装置电解二氧化碳制取甲烷，温度控制在10 ℃左右，持续通入二氧化碳，电解过程中KHCO3物质的量基本不变。
①阴极反应为 。
②阳极产生的气体是 （写化学式）。
高考命题1 原电池原理及应用
要点❶ 原电池构成条件的理解
要点❷ 构建原电池模型
要点❸ 原电池正、负极的判断方法
要点❹ 利用装置图判断正、负极
1.[2021·广东化学]火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时（ ）
2.[2022·湖南化学]海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂－海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是（ ）
3.[2022·浙江1月选考]pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示，以玻璃电极（在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag－AgCl电极）和另一Ag－AgCl电极插入待测溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH＝（E－常数）/0.059。下列说法正确的是（ ）
解析：如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极为负极，负极发生氧化反应而不是还原反应，A错误；已知pH与电池的电动势E存在关系：pH＝（E－常数）/0.059，则玻璃膜内外氢离子浓度的差异会引起电动势的变化，B错误；pH与电池的电动势E存在关系：pH＝（E－常数）/0.059，则分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH，C正确；pH计工作时，利用原电池原理，则化学能转化为电能，D错误。
1.有关电化学装置题的思维流程
2.电极反应式书写的一般步骤
b.把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应，注明正、负极，并依据质量守恒、电荷守恒及电子得失守恒配平两个半反应：
5.[2021·福建化学]催化剂TAPP－Mn（Ⅱ）的应用，使Li－CO2电池的研究取得了新的进展。Li－CO2电池结构和该催化剂作用下正极反应可能的历程如图所示。
下列说法错误的是（ ）
6.[2021·湖南化学]锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池，广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所示：
7.[2021·辽宁化学]如图，某液态金属储能电池放电时产生金属化合物Li3Bi。下列说法正确的是（ ）
下列说法正确的是（ ）
突破二次电池的五个角度
9.[2021·山东化学]以KOH溶液为离子导体，分别组成CH3OH?O2、N2H4?O2、（CH3）2NNH2?O2清洁燃料电池，下列说法正确的是（ ）
10.[2021·河北化学]K?O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。关于该电池，下列说法错误的是（ ）
燃料电池电极反应式书写“全”归纳
1.燃料电池的分析思路模型
2.燃料电池中正极电极反应式的书写思路
根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质是O2，O2得到电子后化合价降低，首先变成O2－，O2－能否存在要看电解质环境。由于电解质溶液（酸、碱、盐）的不同，其电极反应也有所不同，下表为四种不同电解质环境中，氧气得电子后O2－的存在形式：
高考命题2 电解原理及其应用
要点❶ 构建电解池模型类比分析多室电解
要点❷ 电解池原理及应用
（1）图解电解池工作原理（阳极为惰性电极）
（2）正确判断电极产物
首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解（注意：铁作阳极溶解生成Fe2＋，而不是Fe3＋）；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－（水）。
直接根据阳离子的放电顺序进行判断：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋（水）。
要点❸ 电解池阴、阳极的判断方法
1.[2021·江苏化学]通过下列方法可分别获得H2和O2：①通过电解获得NiOOH和H2（如图）；②在90 ℃将NiOOH与H2O反应生成Ni（OH）2并获得O2。下列说法正确的是 （ ）
3.[2021·全国乙卷]沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率，为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极（如图所示），通入一定的电流。
下列叙述错误的是（ ）
4.[2022·海南化学]一种采用H2O（g）和N2（g）为原料制备NH3（g）的装置示意图如下。
下列有关说法正确的是（ ）
5.[2022·北京化学]利用如图装置进行铁上电镀铜的实验探究。
下列说法不正确的是（ ）
7.[2022·浙江6月选考]通过电解废旧锂电池中的LiMn2O4可获得难溶性的Li2CO3和MnO2，电解示意图如下（其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液的体积变化忽略不计）。下列说法不正确的是（ ）
8.[2021·全国甲卷]乙醛酸是一种重要的化工中间体，可以用如图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H2O解离为H＋和OH－，并在直流电场作用下分别向两极迁移。下列说法正确的是（ ）
解析：该装置通电时，乙二酸被还原为乙醛酸，因此铅电极为电解池阴极，石墨电极为电解池阳极，阳极上Br－被氧化为Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，双极膜中间层的H＋在直流电场作用下移向阴极，OH－移向阳极。A.KBr在上述电化学合成过程中除作电解质外，同时还是电解过程中阳极的反应物，生成的Br2为乙二醛制备乙醛酸的反应物，故A错误；B.阳极上为Br－失去电子生成Br2，Br2将乙二醛氧化为乙醛酸，故B错误；C.电解过程中阴、阳极均生成乙醛酸，1 ml乙二酸生成1 ml乙醛酸转移电子为2 ml，1 ml乙二醛生成1 ml乙醛酸转移电子为2 ml，根据转移电子守恒可知每生成1 ml乙醛酸转移电子为1 ml，因此制得2 ml乙醛酸时，理论上外电路中迁移了2 ml电子，故C错误；D.由上述分析可知，双极膜中间层的H＋在外电场作用下移向阴极，即H＋移向铅电极，故D正确。
题组❸ 电化学方程式书写
10.[2021·湖南化学]利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。
电解过程中OH－的移动方向为 （填“从左往右”或“从右往左”）；阳极的电极反应式为 。
题组❹ 离子交换膜分析及其应用
11.[2021·湖北化学]Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H＋浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示，下列说法错误的是（ ）
12.[2021·浙江6月选考]某全固态薄膜锂离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时Li＋得电子成为Li嵌入该薄膜材料中；电极B为LiCO2薄膜；集流体起导电作用。下列说法不正确的是（ ）
13.[2021·广东化学]钴（C）的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中电解制备金属钴的装置示意图。下列说法正确的是（ ）
1.离子交换膜的功能、类型、作用
2.离子交换膜的应用示例
电渗析法可将含AnBm的废水再生为HnB和A（OH）m（A为金属活动性顺序位于H之前的金属，Bn－为含氧酸根离子）。
14.（双选）[2022·山东化学]设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定，借助其降解乙酸盐生成CO2，将废旧锂离子电池的正极材料LiCO2（s）转化为C2＋，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质，右侧装置为原电池。下列说法正确的是（ ）
15.[2021·北京化学]环氧乙烷（ ，简称EO）是一种重要的工业原料和消毒剂。由乙烯经电解制备EO的原理示意图如下。
②结合电极反应式说明生成溶液a的原理 。
（2）一定条件下，反应物按一定流速通过该装置。
电解效率η和选择性S的定义：
①若η（EO）＝100%，则溶液b的溶质为 。
②当乙烯完全消耗时，测得η（EO）≈70%，S（EO）≈97%，推测η（EO）≈70%的原因：
Ⅲ.阳极室流出液中含有Cl2和HClO
ⅰ.检验电解产物，推测Ⅰ不成立。需要检验的物质是 。
ⅱ.假设没有生成EO的乙烯全部在阳极放电生成CO2，η（CO2）≈ %。经检验阳极放电产物没有CO2。
ⅲ.实验证实推测Ⅲ成立，所用试剂及现象是 。
可选试剂：AgNO3溶液、KI溶液、淀粉溶液、品红溶液。
答案:（2）①KCl ②ⅰ.O2 ⅱ.13 ⅲ.KI溶液、淀粉溶液，溶液变蓝（或品红溶液，品红褪色；或KI溶液，溶液变为棕黄色）
电解计算破题“3方法”
高考命题3 金属腐蚀与保护
要点❶ 金属的腐蚀与防护知识结构
要点❷ 金属腐蚀的快慢比较模型
要点❸ 金属电化学保护的方法
题组❶ 金属腐蚀与保护
1.[2022·广东化学]为检验牺牲阳极的阴极保护法对钢铁防腐的效果，将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl溶液中。一段时间后，取溶液分别实验，能说明铁片没有被腐蚀的是（ ）
解析：镀层有破损的镀锌铁片被腐蚀，则将其放入到酸化的3%NaCl溶液中，会构成原电池，由于锌比铁活泼，作原电池的负极，而铁片作正极。若铁片被腐蚀，溶液中会有亚铁离子生成，据此分析解答。A.氯化钠溶液中始终存在氯离子，所以加入硝酸银溶液后，不管铁片是否被腐蚀，均会出现白色沉淀，故A不符合题意；B.淀粉碘化钾溶液可检测氧化性物质，但不论铁片是否被腐蚀，均无氧化性物质可与碘化钾发生反应，故B不符合题意；C.KSCN溶液可检测铁离子的存在，上述实验中不会出现铁离子，所以无论铁片是否被腐蚀，加入KSCN溶液后，均无红色出现，故C不符合题意；D.K3[Fe（CN）6]是用于检测Fe2＋的试剂，若铁片没有被腐蚀，则溶液中不会生成亚铁离子，则加入K3[Fe（CN）6]溶液就不会出现蓝色沉淀，故D符合题意。
2.[2020·江苏化学]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（ ）
解析：A.阴极的钢铁设施实际作原电池的正极，正极金属被保护不失电子，故A错误；B.阳极金属M实际为原电池装置的负极，电子流出，原电池中负极金属比正极活泼，因此M的活动性比Fe的活动性强，故B错误；C.金属M失电子，电子经导线流入钢铁设施，从而使钢铁设施表面积累大量电子，自身金属不再失电子从而被保护，故C正确；D.海水中的离子浓度大于河水中的离子浓度，离子浓度越大，溶液的导电性越强，因此钢铁设施在海水中的腐蚀速率比在河水中快，故D错误。
3.[2019·江苏化学]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，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（ ）
4.如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为（ ）
题组❷ 运用电化学原理比较金属腐蚀的快慢
解析：由图可知，②③④装置是原电池，在②④中，金属铁作负极，③中金属铁作正极，作负极的腐蚀速率快，并且两个电极金属活动性相差越大，负极金属腐蚀速率越快，正极被保护，所以腐蚀速率④＞②＞③；⑤⑥装置是电解池，⑤中金属铁为阳极，⑥中金属铁为阴极，阳极金属被腐蚀速率快，阴极被保护，即腐蚀速率⑤＞⑥；根据电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀，并且原电池的正极金属腐蚀速率快于电解池的阴极金属腐蚀速率，即腐蚀由快到慢的顺序为⑤④②①③⑥，故C项正确。
5.（双选）[2022·河北衡水中学调研]利用如下实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀。
专题（七） 化学能与电能——原电池原理及其应用
1.[2022·杭州质检]实验a：将铜片、锌片和稀硫酸组成单液原电池，铜片、锌片表面均产生气泡。实验b：将锌片在稀HgCl2溶液中浸泡几分钟，锌片表面形成锌汞合金，再与铜片、稀硫酸组成单液原电池，只有铜片表面产生气泡。下列有关说法不正确的是（ ）
2.[2022·凉山诊断]以下是中学化学常见的四个装置，下列关于这些装置说法正确的是（ ）
3.[2022·四川模拟]“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是（ ）
5.[2022·天津和平区模拟]一种聚合物锂电池通过充、放电可实现“大气固碳”（如图所示）。该电池在充电时，通过催化剂的选择性控制，只有Li2CO3发生氧化释放出CO2和O2。下列说法正确的是（ ）
6.[2022·哈尔滨九中模拟]某科研小组设计双阴极微生物燃料电池进行同步硝化和反硝化脱氮研究，装置如图所示。下列叙述错误的是 （ ）
7.[2022·榆林模拟]我国科学家研制出一种可充电Na－Zn双离子电池体系，其工作原理如图所示。
8.[2022·广东启光卓越联盟模拟]镁锂双盐电池是结合镁离子电池和锂离子电池而设计的新型二次离子电池，其工作原理如图所示，已知放电时，b极转化关系为VS2→LixVS2。下列有关说法不正确的是（ ）
9.[2022·北京东城区一模]热激活电池是一种需要达到启动温度才开始工作的电池。一种热激活电池的结构如图1所示，其放电后的产物为Li7Si3和LiMn2O4。已知：LiCl和KCl混合物的熔点与KCl的物质的量分数的关系如图2所示。下列说法不正确的是（ ）
10.（1）[2022·咸阳模拟]氨不仅应用于化肥生产，也可以应用于能源领域，与氢氧燃料电池相比，氨氧燃料电池有其独特优势。某研究小组设计的氨氧燃料电池装置如图所示，则电极1的电极反应式为 。标准状况下，当3.36 L O2参加反应时，生成N2的物质的量为 。
（2）[2022·太原模拟]缓冲溶液应用在某种液钒电池中能稳定电池的输出电流，该电池装置示意图如图所示：
电池总反应：Zn＋2VOSO4＋2H2SO4 ZnSO4＋V2（SO4）3＋2H2O。
①放电时，B室中c（H＋） （填“增大”“减小”或“不变”），结合化学用语说明理由： 。
②充电时，A室中的c（H＋）变化缓慢的原因是 。
（3）[2022·沈阳模拟]为了监测空气中NOx的含量，科学家成功研制出了一种NOx传感器，其工作原理示意图如图：
①固体电解质中O2－移向 （填“正极”或“负极”）。
②写出NiO电极的电极反应式： 。
专题（七） 化学能与电能——电解原理及其应用 金属腐蚀与保护
1.[2022·丹东期末]如图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究“精炼铜原理”和“电镀原理”。下列说法正确的是（ ）
2.[2022·河北部分名校联考]湖南出土的商代青铜器铜觥器形独特，如突出眼睛的变形兽面纹、“C”形扉棱、羊角腾空设计的平嘴牺首等，如图所示。青铜器在地下潮湿区域易生成铜绿[Cu2（OH）2CO3]。下列说法错误的是（ ）
解析：铜的金属活动性比氢弱，无法发生析氢腐蚀，故A错误；青铜器发生腐蚀生成铜绿时，金属铜电极为负极，发生失电子的氧化反应，故B正确；铜绿[Cu2（OH）2CO3]可以和食醋发生反应，得到可溶性的铜盐，即食醋可以除去铜觥表面的铜绿，故C正确；为防止金属发生吸氧腐蚀，铜觥需保存在干燥通风处，故D正确。
3.[2022·成都诊断]某化学小组为了探究原电池和电解池的基本原理，设计装置如图。下列相关分析错误的是（ ）
4.[2022·浙江模拟]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（如图），使浆液分离成固体混合物和含铬元素的溶液，并回收利用。下列说法不正确的是 （ ）
5.[2022·四川模拟]我国学者发表了一种氯离子介导的电化学合成方法，能将乙烯高效清洁、选择性地转化为环氧乙烷，电化学反应的具体过程如图所示。在电解结束后，将阴、阳极电解液输出混合，便可反应生成环氧乙烷。下列说法错误的是（ ）
7.[2022·昆明模拟]间接电氧化苯甲醇（C6H5CH2OH）合成苯甲醛（C6H5CHO）是一种绿色生产工艺。我国学者利用Ce4＋/Ce3＋为媒介在酸性水溶液中合成苯甲醛，工作原理如图所示。下列说法正确的是（ ）
8.（1）[2022·重庆模拟] 以甲醇为主要原料，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示。阳极的电极反应式为 ，若装置中消耗标准状况下O2 44.8 L，理论上能制得碳酸二甲酯的质量为 g。
（2）[2022·成都诊断]用电解法可将CO2转化为多种原料，原理如图。若铜电极上只产生C2H4和CO气体，写出产生C2H4的电极反应式 ；电解后溶液pH （填“变大”“变小”或“不变”）（忽略溶液体积的变化）。
（3）[2022·宜春质检]一种电解还原CO2制乙烯的装置如图所示，阴极上生成乙烯的电极反应式为 。
（4）[2022·洛阳模拟]利用铜基配合物催化剂电催化CO2还原制备碳基燃料（包括CO、烷烃和酸等）是减少CO2在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段，其装置原理如图所示。
①电池工作过程中，图中Pt电极附近溶液的pH （填“变大”或“变小”）。
②每转移2 ml电子，阴极室溶液质量增加 g。
答案：（4）①变小 ②46
（5）二氧化碳甲烷化技术是一种最有效的对二氧化碳循环再利用的技术。用如图装置电解二氧化碳制取甲烷，温度控制在10 ℃左右，持续通入二氧化碳，电解过程中KHCO3物质的量基本不变。
①阴极反应为 。
②阳极产生的气体是 （写化学式）。
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