【母题来源】2017年高考新课标3卷
【母题题文】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(2≤x≤8)。下列说法错误的是
A.电池工作时,正极可发生反应:2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4
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
【命题意图】考查二次电池的使用,涉及原电池工作原理,原电池工作时负极发生氧化反应,
正极发生还原反应,而电池充电时,原来的负极连接电源的负极为电解池的阴极,发生还原反应,而原来的正极连接电源的正极为电解池的阳极发生氧化反应,解题是通过结合反应原理,根据元素化合价的变化,判断放电时正负极发生的反应,再结合电解质书
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写电极反应方程式。
【命题方向】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
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pH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。和2016年大纲相比,主要变化有:“理解原电池和电解池的构成”,要求由“了解”提高为“理解”;“理解金属发生电化学腐蚀的原因,金属腐蚀的危害,防止金属腐蚀的措施”降低为“了解”。同样电解原理及其应用也是高考的高频考点,因其与氧化还原反应、离子反应,电解质溶液、元素化合物性质等知识联系密切而成为高考的重点和热点。
【得分要点】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。
1.【江西省师范大学附属中学2017届第三次模拟考试】我国科研人员以Zn和尖晶石型锰
酸锌(ZnMn2O4)为电极材料,研制出一种水系锌离子电池。该电池的总反应方程式:
??xZn + Zn1?xMn2O4?。下列说法正确的是 ?????ZnMn2O4(0 < x < 1)
充电放电A.充电时,Zn2向ZnMn2O4电极迁移
+
B.充电时,阳极反应:ZnMn2O4 ?2xe=Zn1-xMn2O4+xZn2
—
+
C.放电时,每转移1mol e,ZnMn2O4电极质量增加65g D.充放电过程中,只有Zn元素的化合价发生变化
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【答案】B
2.【葫芦岛协作体2017届下学期模拟考试(6月)】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。己知: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髙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三种金属一空气电池,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(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】A.反应物接触面积越大,反应速率越快,所以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,从而提高反应速率,故A正确;B.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,则单位质量的电极材料失去电子的物质的量越多则得到的电能越多,假设质量都是1g时,这三种金属转移电子物质的量分别为
1g1g11×2= mol、×3=mol、
12924g/mol27g/mol1g1×2=mol,所以Al-空气电池的理论比能量最高,故B正确;C.正极
32.565g/mol上氧气得电子和水反应生成OH,因为是不阴离子交换膜,所以阳离子不能进入正极区域,则正极反应式为O2+2H2O+4e=4OH,故C错误;D.负极上Mg失电子生成Mg2,
--+
-
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为防止负极区沉积Mg(OH)2,则阴极区溶液不能含有大量OH,所以宜采用中性电解质及阳离子交换膜,故D正确;故选C。
点睛:本题考查原电池原理,为高频考点,侧重考查学生分析判断、获取信息解答问题及计
算能力,明确各个电极上发生的反应、离子交换膜作用、反应速率影响因素、氧化还原反应计算是解本题关键。本题的易错选项是C,要注意阴离子交换膜使得阳离子Mn不
+
-
能进入正极区域。
3.【衡水中学2017届考前模拟】一种光化学电池的结构如下图,当光照在表面涂有氯化银
光
的银片上时,AgCl(s)= AgCl(s)= Ag (s)+Cl(AgCl),[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸
附在氯化银表面],接着Cl(AgCl)+e—→Cl(aq),若将光源移除,电池会立即回复至初始状态。下列说法正确的是
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A.光照时,电流由Y流向X
B.光照时,Pt电极发生的反应为2Cl+2e=Cl2 C.光照时,Cl向Ag电极移动
D.光照时,电池总反应为:AgCl(s) + Cu(aq)光Ag (s) + Cu2(aq) + Cl(aq)
+
+
—
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【答案】D
4.【厦门第一中学2017届考前模拟考试】碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]是一种具有发展前景的
“绿色”化工产品,电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示(加入两极的物质均是常温常压下的物质)。下列说法正确的是
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