2019年高考化学母题题源系列专题07电化学(含解析)

专题07 电化学

【母题来源】2019年高考新课标Ⅰ卷

【母题题文】利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV/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

2+

+

A．相比现有工业合成氨，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+2MV

2+

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 【答案】B:

【试题解析】由生物燃料电池的示意图可知，左室电极为燃料电池的负极，MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV，电极反应式为MV?e= MV，放电生成的MV在氢化酶的作用下与H2反应生成H和MV，反应的方程式为H2+2MV2+=2H++2MV+；右室电极为燃料电池的正极，MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+，电极反应式为MV2++e?= MV+，放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+，反应的方程式为N2+6H+6MV=6MV+NH3，电池工作时，氢离子通过交换膜由负极向正极移动。

A项、相比现有工业合成氨，该方法选用酶作催化剂，条件温和，同时利用MV+和MV2+的相互转化，化学能转化为电能，故可提供电能，故A正确；

B项、左室为负极区，MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+，电极反应式为MV+?e?= MV2+，放电生成的MV2+在氢化酶的作用下与H2反应生成H+和MV+，反应的方程式为H2+2MV2+=2H++2MV+，故B错误；

+

+

2+

2+

+

?

2+

2+

+

+

C项、右室为正极区，MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+，电极反应式为MV2++e?= MV+，放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+，故C正确；

D项、电池工作时，氢离子（即质子）通过交换膜由负极向正极移动，故D正确。故选B。

【命题意图】本题考查原电池原理的应用，考察新情境下化学电源的工作原理及应用，很好的落实了宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、科学精神与社会责任等学科素养。注意原电池反应的原理和离子流动的方向，明确酶的作用是解题的关键。

【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。展望2020年高考化学试题呈现仍然会以我国化学领域最近取得的重大创新科研成果为载体考查考生的必备知识和关键能力，考查社会主义核心价值观个人层面的爱国精神，落实了立德树人的教育根本任务。

【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。电解池是把化学能转化为电能的装置，其构成条件为①能自发发生氧化还原反应。②具有活动性不同的两个电极(金属和金属或金属和非金属)。③形成闭合回路或在溶液中相互接触。 掌握原电池电极反应式的书写

（1）准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键。

如果原电池的正负极判断失误，电极反应式的书写一定错误。判断正负极的方法不是绝对的，例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中，由于铝片表明的钝化，这时铜失去电子，是负极，其电极反应为：

负极：Cu?2e?

?Cu2+

+

?

正极：2NO3+ 4H+ 2e

2H2O + 2NO2↑

再如镁片和铝片同时插入氢氧化钠溶液中，虽然镁比铝活泼，但由于镁不与氢氧化钠反应，而铝却反应，失去电子，是负极，其电极反应为：

负极：2Al + 8OH??6e?正极：6H2O+6e

?

?

2AlO2+ 2H2O

?6OH+3H2↑

（2）要注意电解质溶液的酸碱性。

在正负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系，如氢氧燃料电池有酸式和碱式，在酸溶液中，电极反应式中不能出现OH?，在碱溶液中，电极反应式中不能出现H+，像CH4、CH3OH等燃料电池，在碱溶液中碳（C）元素以CO3离子形式存在，而不是放出CO2气体。

2?（3）要考虑电子的转移数目。

在同一个原电池中，负极失去电子数必然等于正极得到的电子数，所以在书写电极反应时，一定要考虑电荷守恒。防止由总反应方程式改写成电极反应式时所带来的失误，同时也可避免在有关计算中产生误差。

（4）要利用总的反应方程式。

从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池，而两个电极反应相加即得总反应方程式。所以只要知道总反应方程式和其中一个电极反应，便可以写出另一个电极反应方程式。 注意：介质对电极反应式书写的影响

①中性溶液反应物若是H+得电子或OH?失电子，则H+或OH?均来自于水的电离。 ②酸性溶液反应物或生成物中均没有OH?。 ③碱性溶液反应物或生成物中均没有H+。 ④水溶液中不能出现O2?。

1．【安徽省合肥市2019年高三第三次教学质量检测】下列有关电化学原理及应用的相关说法正确的是 A．电池是能量高效转化装置，燃料电池放电时化学能全部转化为电能 B．电热水器用牺牲阳极的阴极保护法阻止不锈钢内胆腐蚀，阳极选用铜棒 C．工业上用电解法精炼铜过程中，阳极质量减少和阴极质量增加相同 D．电解氧化法在铝制品表面形成氧化膜减缓腐蚀，铝件作为阳极 【答案】D

【解析】A．电池是能量高效转化装置，但是燃料电池放电的时候化学能并不能完全转化为电能，如电池工作时，在电路中会产生热能，A项错误；

B．牺牲阳极的阴极保护法需要外接活泼金属，Cu的活动性比Fe的活动性低，因此起不到保护的作用，B项错误；

C．电解精炼铜的过程中，阳极除了Cu，还有Zn、Fe等比Cu活泼的金属也会失去电子，阴极始终是Cu2+被还原成Cu，所以阳极质量的减少和阴极质量的增加不相同，C项错误；

D．利用电解法使铝的表面生成氧化铝，Al的化合价从0升高到＋3，失去电子，在电解池中作阳极，D项正确；本题答案选D。

2．【山东省济南市2019届高三5月模拟】海水淡化是解决沿海城市饮用水问题的关键技术。下图是电渗析法淡化海水装置的工作原理示意图(电解槽内部的“┆”和“│”表示不同类型的离子交换膜)。工作过

程中b电极上持续产生Cl2。下列关于该装置的说法错误的是

A．工作过程中b极电势高于a极

B．“┆”表示阴离子交换膜，“│”表示阳离子交换膜 C．海水预处理主要是除去Ca2＋、Mg2＋等 D．A口流出的是“浓水”，B口流出的是淡水 【答案】D 【解析】

【分析】电解过程中b电极上持续产生Cl2，则电极b为电解池阳极，氯离子放电生成氯气，电极反应为：2Cl-2e=Cl2↑，电极a为电解池的阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，电极反应为2H+2e=H2↑，工作过程中，氯离子向b移动，因此虚线为阴离子交换膜，钠离子向a移动，实线为阳离子交换膜，据此分析解答。

【详解】A．电极b为电解池阳极，电极a为电解池的阴极， b极电势高于a极，故A正确； B．根据分析， “┆”表示阴离子交换膜，“│”表示阳离子交换膜，故B正确；

C．为了防止海水中的Ca2＋、Mg2＋、SO42－等堵塞离子交换膜，影响电解，电解前，海水需要预处理，除去其中的Ca2＋、Mg2＋等，故C正确；

D．根据分析，实线为阳离子交换膜，虚线为阴离子交换膜，钠离子向a移动，氯离子向b移动，各间隔室的排出液中，A口流出的是淡水， B口流出的是“浓水”，故D错误；答案选D。

3．【天津市河西区2019届高三一模】银Ferrozine 法检测甲醛的原理：①在原电池装置中，氧化银将甲醛充分氧化为CO2②Fe3+与①中产生的Ag定量反应生成Fe2+③Fe2+与Ferrozine形成有色物质④测定溶液的吸光度(吸光度与溶液中有色物质的浓度成正比)。下列说法不正确的是 A．①中负极反应式：HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+ B．①溶液中的H+由Ag2O极板向另一极板迁移 C．测试结果中若吸光度越大，则甲醛浓度越高

D．理论上消耗的甲醛与生成的Fe2+的物质的量之比为1：4

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