（通用版）2019版高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 選擇題命題區(qū)間4 電化學(xué)（含解析）.doc

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電化學(xué) 　歷年真題集中研究——明考情　 考向一　原電池 1．(2018全國(guó)卷Ⅲ)一種可充電鋰—空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時(shí)，O2與Li＋在多孔碳材料電極處生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．放電時(shí)，多孔碳材料電極為負(fù)極 B．放電時(shí)，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極 C．充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中Li＋向多孔碳材料區(qū)遷移 D．充電時(shí)，電池總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2－x===2Li＋O2 解析：選D　由題意知，放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為L(zhǎng)i－e－===Li＋，正極反應(yīng)為(2－x)O2＋4Li＋＋4e－===2Li2O2－x(x＝0或1)，電池總反應(yīng)為O2＋2Li===Li2O2－x。該電池放電時(shí)，金屬鋰為負(fù)極，多孔碳材料為正極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；該電池放電時(shí)，外電路電子由鋰電極流向多孔碳材料電極，B項(xiàng)錯(cuò)誤；該電池放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中的Li＋向多孔碳材料區(qū)遷移，充電時(shí)電解質(zhì)溶液中的Li＋向鋰材料區(qū)遷移，C項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)電池總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2－x===2Li＋(1－)O2，D項(xiàng)正確。 2．(2017全國(guó)卷Ⅲ)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為16Li＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．電池工作時(shí)，正極可發(fā)生反應(yīng)： 2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4 B．電池工作時(shí)，外電路中流過(guò)0.02 mol電子，負(fù)極材料減重0.14 g C．石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性 D．電池充電時(shí)間越長(zhǎng)，電池中Li2S2的量越多 解析：選D　 原電池工作時(shí)，正極發(fā)生一系列得電子的還原反應(yīng)，即：Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2，其中可能有2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4，A項(xiàng)正確；該電池工作時(shí)，每轉(zhuǎn)移0.02 mol電子，負(fù)極有0.02 mol Li(質(zhì)量為0.14 g)被氧化為L(zhǎng)i＋，則負(fù)極質(zhì)量減少0.14 g，B項(xiàng)正確；石墨烯能導(dǎo)電，利用石墨烯作電極，可提高電極a的導(dǎo)電性，C項(xiàng)正確；充電過(guò)程中，Li2S2的量逐漸減少，當(dāng)電池充滿電時(shí)，相當(dāng)于達(dá)到平衡狀態(tài)，電池中Li2S2的量趨于不變，故不是電池充電時(shí)間越長(zhǎng)，電池中Li2S2的量越多，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3．(2016全國(guó)卷Ⅱ)MgAgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．負(fù)極反應(yīng)式為Mg－2e－===Mg2＋ B．正極反應(yīng)式為Ag＋＋e－===Ag C．電池放電時(shí)Cl－由正極向負(fù)極遷移 D．負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑ 解析：選B　MgAgCl電池的電極反應(yīng)：負(fù)極Mg－2e－===Mg2＋，正極2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤。在原電池的電解質(zhì)溶液中，陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極，C項(xiàng)正確。Mg是活潑金屬，能和H2O發(fā)生反應(yīng)生成Mg(OH)2和H2，D項(xiàng)正確。 考向二　電解池 4．(2018全國(guó)卷Ⅰ)最近我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種CO2＋H2S協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣中CO2和H2S的高效去除。示意圖如下所示，其中電極分別為ZnO@石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯電極區(qū)發(fā)生反應(yīng)為： ①EDTAFe2＋－e－===EDTAFe3＋ ②2EDTAFe3＋＋H2S===2H＋＋S＋2EDTAFe2＋ 該裝置工作時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．陰極的電極反應(yīng)：CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O B．協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)：CO2＋H2S===CO＋H2O＋S C．石墨烯上的電勢(shì)比ZnO@石墨烯上的低 D．若采用Fe3＋/Fe2＋取代EDTAFe3＋/EDTAFe2＋，溶液需為酸性 解析：選C　由題中信息可知，石墨烯電極發(fā)生氧化反應(yīng)，為電解池的陽(yáng)極，則ZnO@石墨烯電極為陰極。由題圖可知，電解時(shí)陰極反應(yīng)式為CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O，A項(xiàng)正確；將陰、陽(yáng)兩極反應(yīng)式合并可得總反應(yīng)式為CO2＋H2S===CO＋H2O＋S，B項(xiàng)正確；陽(yáng)極接電源正極，電勢(shì)高，陰極接電源負(fù)極，電勢(shì)低，故石墨烯上的電勢(shì)比ZnO@石墨烯上的高，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe3＋、Fe2＋只能存在于酸性溶液中，D項(xiàng)正確。 5．(2017全國(guó)卷Ⅱ)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一般為H2SO4H2C2O4混合溶液。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．待加工鋁質(zhì)工件為陽(yáng)極 B．可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極 C．陰極的電極反應(yīng)式為Al3＋＋3e－===Al D．硫酸根離子在電解過(guò)程中向陽(yáng)極移動(dòng) 解析：選C　利用電解氧化法在鋁制品表面形成致密的Al2O3薄膜，即待加工鋁質(zhì)工件作陽(yáng)極，A項(xiàng)正確；陰極與電源負(fù)極相連，對(duì)陰極電極材料沒(méi)有特殊要求，可選用不銹鋼網(wǎng)等，B項(xiàng)正確；電解質(zhì)溶液呈酸性，陰極上應(yīng)是H＋放電，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在電解過(guò)程中，電解池中的陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，D項(xiàng)正確。 6.(2016全國(guó)卷Ⅰ)三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場(chǎng)的作用下，兩膜中間的Na＋和SO可通過(guò)離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室。 下列敘述正確的是(　　) A．通電后中間隔室的SO離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大 B．該法在處理含Na2SO4廢水時(shí)可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品 C．負(fù)極反應(yīng)為2H2O－4e－===O2＋4H＋，負(fù)極區(qū)溶液pH降低 D．當(dāng)電路中通過(guò)1 mol電子的電量時(shí)，會(huì)有0.5 mol的O2生成 解析：選B　A項(xiàng)正極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由于生成H＋，正極區(qū)溶液中陽(yáng)離子增多，故中間隔室的SO向正極遷移，正極區(qū)溶液的pH減小。B項(xiàng)負(fù)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，陰離子增多，中間隔室的Na＋向負(fù)極遷移，故負(fù)極區(qū)產(chǎn)生NaOH，正極區(qū)產(chǎn)生H2SO4。C項(xiàng)由B項(xiàng)分析可知，負(fù)極區(qū)產(chǎn)生OH－，負(fù)極區(qū)溶液的pH升高。D項(xiàng)正極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，當(dāng)電路中通過(guò)1 mol電子的電量時(shí)，生成0.25 mol O2。 7.(2018全國(guó)卷Ⅰ節(jié)選)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛。制備Na2S2O5可采用三室膜電解技術(shù)，裝置如圖所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為______________________________。電解后，________室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進(jìn)行結(jié)晶脫水，可得到Na2S2O5。 解析：陽(yáng)極上陰離子OH－放電，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，電解過(guò)程中H＋透過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入a室，故a室中NaHSO3濃度增加。 答案：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑　a 考向三　金屬的腐蝕與防護(hù) 8．(2017全國(guó)卷Ⅰ)支撐海港碼頭基礎(chǔ)的鋼管樁，常用外加電流的陰極保護(hù)法進(jìn)行防腐，工作原理如圖所示，其中高硅鑄鐵為惰性輔助陽(yáng)極。下列有關(guān)表述不正確的是(　　) A．通入保護(hù)電流使鋼管樁表面腐蝕電流接近于零 B．通電后外電路電子被強(qiáng)制從高硅鑄鐵流向鋼管樁 C．高硅鑄鐵的作用是作為損耗陽(yáng)極材料和傳遞電流 D．通入的保護(hù)電流應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進(jìn)行調(diào)整 解析：選C　依題意，鋼管樁為陰極，電子流向陰極，陰極被保護(hù)，鐵不容易失去電子，故鋼管樁表面腐蝕電流(指鐵失去電子形成的電流)，接近于0，A項(xiàng)正確；陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，電子經(jīng)外電路流向陰極，B項(xiàng)正確；高硅鑄鐵作陽(yáng)極，陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，陽(yáng)極上主要是海水中的水被氧化生成氧氣，惰性輔助陽(yáng)極不被損耗，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)海水對(duì)鋼管樁的腐蝕情況，增大或減小電流強(qiáng)度，D項(xiàng)正確。 電化學(xué)是高考每年必考內(nèi)容，主要題型是選擇題，有時(shí)也會(huì)在非選擇題中出現(xiàn)(如2018全國(guó)卷ⅠT27、2018全國(guó)卷ⅢT27、2015全國(guó)卷ⅡT26、2014全國(guó)卷ⅠT27)，命制的角度有電極反應(yīng)式的正誤判斷與書寫，電池反應(yīng)式的書寫，正、負(fù)極的判斷，電池充、放電時(shí)離子移動(dòng)方向的判斷，電極附近離子濃度變化的判斷，電解的應(yīng)用與計(jì)算，金屬的腐蝕與防護(hù)等。同時(shí)通過(guò)陌生化學(xué)電源的裝置圖，考查學(xué)生接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力，也體現(xiàn)了對(duì)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”學(xué)科核心素養(yǎng)的考查?！　　　?  　解題知能重點(diǎn)強(qiáng)化——提能力　 1．兩大工作原理 (1)原電池工作原理示意圖 ①無(wú)論是裝置Ⅰ還是裝置Ⅱ，電子均不能通過(guò)電解質(zhì)溶液。 ②在裝置Ⅰ中，由于不可避免會(huì)直接發(fā)生Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋而使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，所以裝置Ⅱ的能量轉(zhuǎn)化率高。 (2)電解池工作原理示意圖 ①與電源正極相連的為陽(yáng)極；與電源負(fù)極相連的為陰極。 ②電解液中陽(yáng)離子移向陰極；陰離子移向陽(yáng)極。 2．電極的判斷方法 (1)原電池中正極和負(fù)極的5種判斷方法 (2)電解池中陰極和陽(yáng)極的5種判斷方法 3．電解池的電極反應(yīng)及其放電順序 (1)陽(yáng)離子在陰極上的放電順序：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Pb2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)。 (2)陰離子在陽(yáng)極上的放電順序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－。 4．電解的四大類型及規(guī)律 類型 電極反應(yīng)特點(diǎn) 實(shí)例 電解物質(zhì) 電解液濃度 pH 電解液復(fù)原方法 電解水型 陰極：4H＋＋4e－===2H2↑陽(yáng)極：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ NaOH H2O 增大 增大 加H2O H2SO4 減小 Na2SO4 不變 電解電解質(zhì)型 電解質(zhì)的陰、陽(yáng)離子分別在兩極放電 HCl 電解質(zhì) 減小 增大 通入HCl氣體 CuCl2 — 加CuCl2 放H2生堿型 陰極：放H2生成堿 陽(yáng)極：電解質(zhì)陰離子放電 NaCl 電解質(zhì)和水 生成新電解質(zhì) 增大 通入HCl氣體 放O2生酸型 陰極：電解質(zhì)陽(yáng)離子放電 陽(yáng)極：放O2生成酸 CuSO4 減小 加CuO 5．金屬腐蝕與防護(hù)的方法 (1)金屬腐蝕快慢程度的判斷方法 (2)金屬電化學(xué)保護(hù)的兩種方法 1．十五種新型電池的電極反應(yīng)式 鋅銀電池 總反應(yīng)：Ag2O＋Zn＋H2O2Ag＋Zn(OH)2 正極 Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－ 負(fù)極 Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 鋅空氣電池 總反應(yīng)：2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH) 正極 O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 負(fù)極 Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH) 鎳鐵 電池 總反應(yīng)：NiO2＋Fe＋2H2O Fe(OH)2＋Ni(OH)2 正極 NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－ 負(fù)極 Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2 高鐵電池 總反應(yīng)：3Zn＋2FeO＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4OH－ 正極 FeO＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－ 負(fù)極 Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 鎳鎘電池 總反應(yīng)：Cd＋2NiOOH＋2H2O Cd(OH)2＋2Ni(OH)2 正極 NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ 負(fù)極 Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2 MgH2O2 電池 總反應(yīng)：H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2＋＋2H2O 正極 H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O 負(fù)極 Mg－2e－===Mg2＋ MgAgCl 電池 總反應(yīng)：Mg＋2AgCl===2Ag＋Mg2＋＋2Cl－ 正極 2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－ 負(fù)極 Mg－2e－===Mg2＋ 鎂鈷電池 總反應(yīng)：xMg＋Mo3S4MgxMo3S4 正極 Mo3S4＋2xe－=== Mo3S 負(fù)極 xMg－2xe－===xMg2＋ 鈉硫 電池 總反應(yīng)：2Na＋xS===Na2Sx 正極 負(fù)極 2Na－2e－===2Na＋ 鈉硫蓄 電池 總反應(yīng)：2Na2S2＋NaBr3Na2S4＋3NaBr 正極 NaBr3＋2e－＋2Na＋===3NaBr 負(fù)極 2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋ 鈉離子 電池 總反應(yīng)：Na1－mCoO2＋NamCnNaCoO2＋Cn 正極 Na1－mCoO2＋me－＋mNa＋=== NaCoO2 負(fù)極 NamCn－me－===mNa＋＋Cn 全釩液 流電池 總反應(yīng)：VO＋2H＋＋V2＋ V3＋＋VO2＋＋H2O 正極 VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O 負(fù)極 V2＋－e－===V3＋ 鋰釩氧化物電池 總反應(yīng)：xLi＋LiV3O8===Li1＋xV3O8 正極 xLi＋＋LiV3O8＋xe－===Li1＋xV3O8 負(fù)極 xLi－xe－=== xLi＋ 鋰－銅 電池 總反應(yīng)：2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－ 正極 Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－ 負(fù)極 Li－e－===Li＋ 鋰離子 電池 總反應(yīng)：Li1－xCoO2＋LixC6 LiCoO2＋C6(x＜1) 正極 Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2 負(fù)極 LixC6－xe－===xLi＋＋C6 [歸納點(diǎn)撥]　 新型化學(xué)電源中電極反應(yīng)式的書寫三步驟 2．燃料電池的電極反應(yīng)式 (以CH3OH為例電極反應(yīng)式) 電池類型 導(dǎo)電介質(zhì) 反應(yīng)式 酸性燃料電池 H＋ 總反應(yīng)：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 正極 O2＋4e－＋4H＋===2H2O 負(fù)極 CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋ 堿性燃料電池 OH－ 總反應(yīng)：2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O 正極 O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 負(fù)極 CH3OH－6e－＋8OH－=== CO＋6H2O 熔融碳酸鹽燃料電池 　 CO 總反應(yīng)：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 正極 負(fù)極 CH3OH－6e－＋3CO===4CO2↑＋2H2O 固態(tài)氧化物燃料電池　 O2－ 總反應(yīng)：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 正極 O2＋4e－===2O2－ 負(fù)極 CH3OH－6e－＋3O2－=== CO2↑＋2H2O 質(zhì)子交換膜燃料電池　 H＋ 總反應(yīng)：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O 正極 O2＋4e－＋4H＋===2H2O 負(fù)極 CH3OH－6e－＋H2O=== CO2↑＋6H＋ [歸納點(diǎn)撥]　燃料電池中氧氣得電子的思維模型 根據(jù)燃料電池的特點(diǎn)，一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)都是O2，O2得到電子后化合價(jià)降低，首先變成O2－，O2－能否存在要看電解質(zhì)環(huán)境。由于電解質(zhì)溶液(酸堿鹽)的不同，其電極反應(yīng)也有所不同，下表為四種不同電解質(zhì)環(huán)境中，氧氣得電子后為O2－的存在形式： 電解質(zhì)環(huán)境 從電極反應(yīng)式判O2－的存在形式 酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下 O2＋4H＋＋4e－===2H2O 堿性電解質(zhì)溶液環(huán)境下 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2－)環(huán)境下 O2＋4e－===2O2－ 熔融碳酸鹽(如：熔融K2CO3)環(huán)境下 O2＋2CO2＋4e－===2CO 　高考題點(diǎn)全面演練——查缺漏　 命題點(diǎn)一　新型化學(xué)電源 1．世界某著名學(xué)術(shù)刊物近期介紹了一種新型中溫全瓷鐵－空氣電池，其結(jié)構(gòu)如圖所示。 下列有關(guān)該電池放電時(shí)的說(shuō)法正確的是(　　) A．a(chǎn)極發(fā)生氧化反應(yīng) B．正極的電極反應(yīng)式為FeOx＋2xe－===Fe＋xO2－ C．若有22.4 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)空氣參與反應(yīng)，則電路中有4 mol電子轉(zhuǎn)移 D．鐵表面發(fā)生的反應(yīng)為xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2 解析：選D　a極通入空氣，O2在該電極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；O2在正極發(fā)生反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋4e－===2O2－，B錯(cuò)誤；由B項(xiàng)分析可知，電路中有4 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)正極上消耗1 mol O2，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4 L，則通入空氣的體積約為22.4 L5＝112 L，C錯(cuò)誤；由題圖可知，鐵表面H2O(g)參與反應(yīng)生成H2，則發(fā)生的反應(yīng)為xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2，D正確。 2．某新型電池，以NaBH4(B的化合價(jià)為＋3價(jià)) 和H2O2作原料，該電池可用作深水勘探等無(wú)空氣環(huán)境電源，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．每消耗3 mol H2O2，轉(zhuǎn)移的電子為6 mol B．電池工作時(shí)Na＋從b極區(qū)移向a極區(qū) C．b極上的電極反應(yīng)式：H2O2＋2e－===2OH－ D．a(chǎn)極上的電極反應(yīng)式：BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O 解析：選B　由原電池工作原理示意圖可知反應(yīng)中BH被氧化為H2O，應(yīng)為原電池的負(fù)極反應(yīng)，電極a反應(yīng)式為BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O，正極H2O2得電子被還原生成OH－，每消耗3 mol H2O2，轉(zhuǎn)移的電子為6 mol，選項(xiàng)A、D正確；該裝置是原電池，原電池放電時(shí)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，所以Na＋從a極區(qū)移向b極區(qū)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電極b反應(yīng)式為H2O2＋2e－===2OH－，選項(xiàng)C正確。 命題點(diǎn)二　可逆電池 3．(2018全國(guó)卷Ⅱ)我國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的NaCO2二次電池。將NaClO4溶于有機(jī)溶劑作為電解液，鈉和負(fù)載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應(yīng)為3CO2＋4Na2Na2CO3＋C。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．放電時(shí)，ClO向負(fù)極移動(dòng) B．充電時(shí)釋放CO2，放電時(shí)吸收CO2 C．放電時(shí)，正極反應(yīng)為3CO2＋4e－===2CO＋C D．充電時(shí)，正極反應(yīng)為Na＋＋e－===Na 解析：選D　根據(jù)電池的總反應(yīng)知，放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：4Na－4e－===4Na＋；正極反應(yīng)：3CO2＋4e－===2CO＋C。充電時(shí)，陰(負(fù))極：4Na＋＋4e－===4Na；陽(yáng)(正)極：2CO＋C－4e－===3CO2↑。放電時(shí)，ClO向負(fù)極移動(dòng)。根據(jù)充電和放電時(shí)的電極反應(yīng)式知，充電時(shí)釋放CO2，放電時(shí)吸收CO2。 4．(2018益陽(yáng)模擬)鋅—鈰液流電池體系作為氧化還原液流電池中的新生一代，有著諸多的優(yōu)勢(shì)，如開路電位高、污染小等。鋅—鈰液流電池放電時(shí)的工作原理如圖所示，其中，b電極為惰性材料，不參與電極反應(yīng)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．放電時(shí)，電池的總反應(yīng)式為2Ce4＋＋Zn===Zn2＋＋2Ce3＋ B．充電時(shí)，a極發(fā)生氧化反應(yīng)，b極發(fā)生還原反應(yīng) C．充電時(shí)，當(dāng)電路中通過(guò)0.1 mol電子時(shí)，b極增加14 g D．選擇性離子膜為陰離子交換膜，能阻止陽(yáng)離子通過(guò) 解析：選A　鋅—鈰液流電池工作時(shí)，放電時(shí)鋅是負(fù)極，負(fù)極發(fā)生電極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋，正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)：Ce4＋＋e－===Ce3＋，電池的總反應(yīng)式為2Ce4＋＋Zn===Zn2＋＋2Ce3＋，故A正確；充電時(shí)a是陰極，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，b極是陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；充電時(shí)，b極是陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，Ce3＋－e－===Ce4＋，電極質(zhì)量不變，故C錯(cuò)誤；根據(jù)兩個(gè)電極反應(yīng)情況，交換膜應(yīng)該選擇陽(yáng)離子交換膜，故D錯(cuò)誤。 ［題后悟道］ 有關(guān)可逆電池的解題思路 命題點(diǎn)三　帶離子交換膜的電化學(xué)裝置 5．用一種陰、陽(yáng)離子雙隔膜三室電解槽處理廢水中的NH，模擬裝置如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．陽(yáng)極室溶液由無(wú)色變成棕黃色 B．電解一段時(shí)間后，陰極室溶液中的溶質(zhì)一定是(NH4)3PO4 C．電解一段時(shí)間后，陰極室溶液中的pH升高 D．當(dāng)電路中通過(guò)1 mol電子的電量時(shí)，陰極有0.25 mol的O2生成 解析：選C　A項(xiàng)，F(xiàn)e為陽(yáng)極，陽(yáng)極上Fe失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2＋，所以溶液變淺綠色，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，電解時(shí)，溶液中NH向陰極室移動(dòng)，H＋放電生成H2，所以陰極室中溶質(zhì)為(NH4)3PO4或NH4H2PO4、(NH4)2HPO4，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，電解時(shí)，陰極上H＋放電生成H2，溶液中c(OH－)增大，溶液中pH升高，正確；D項(xiàng)， 陰極生成H2，錯(cuò)誤。 6.納米級(jí)Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注。采用離子交換膜控制電解液中OH－的濃度制備納米級(jí)Cu2O的裝置如圖所示，發(fā)生的反應(yīng)為2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．鈦電極發(fā)生氧化反應(yīng) B．陽(yáng)極附近溶液的pH逐漸增大 C．離子交換膜應(yīng)采用陽(yáng)離子交換膜 D．陽(yáng)極反應(yīng)為2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O 解析：選D　鈦電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；銅作陽(yáng)極，陽(yáng)極上銅發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，陽(yáng)極反應(yīng)為2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，OH－由陰極區(qū)遷移到陽(yáng)極區(qū)參與反應(yīng)，離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜，C項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確；由陰極區(qū)遷移過(guò)來(lái)的OH－在陽(yáng)極全部參與反應(yīng)，陽(yáng)極附近溶液的pH不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤。 ［題后悟道］ 命題點(diǎn)四　電解原理在環(huán)保、新材料制備中的應(yīng)用 7．ClO2是一種安全穩(wěn)定的消毒劑。工業(yè)上利用惰性電極電解氯化銨和鹽酸制備ClO2的原理如圖所示，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．b電極接直流電源的負(fù)極 B．a(chǎn)電極上的電極反應(yīng)式為NH－6e－＋3Cl－===NCl3＋4H＋ C．若有2 g H2生成，通過(guò)陰離子交換膜的Cl－的物質(zhì)的量為1 mol D．ClO2發(fā)生器中反應(yīng)的離子方程式為6ClO＋NCl3＋3H2O===6ClO2↑＋NH3↑＋3Cl－＋3OH－ 解析：選C　由題圖知b電極上產(chǎn)生氫氣，發(fā)生還原反應(yīng)，故b電極是陰極，與直流電源負(fù)極相連，A項(xiàng)正確；由題圖知a電極上有NCl3生成，故參與放電的離子有NH與Cl－，B項(xiàng)正確；當(dāng)有2 g H2生成時(shí)，電路中有2 mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，通過(guò)陰離子交換膜的Cl－的物質(zhì)的量為2 mol，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖中信息知，生成物有ClO2、NH3、NaCl、NaOH，故反應(yīng)物有NCl3、ClO，再結(jié)合電荷守恒等分析知D項(xiàng)正確。 8．(2018唐山質(zhì)檢)環(huán)境監(jiān)察局常用“定電位”NOx傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)化工廠的氮氧化物氣體是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．“對(duì)電極”是負(fù)極 B．“工作電極”上發(fā)生的電極反應(yīng)為NO2＋2e－＋2H＋===NO＋H2O C．傳感器工作時(shí)H＋由“工作電極”移向“對(duì)電極” D．“對(duì)電極”的材料可能為活潑金屬鋅 解析：選C　題圖“工作電極”上通入NO2放出NO，說(shuō)明NO2被還原，則“工作電極”為原電池的正極，“對(duì)電極”為原電池的負(fù)極，A項(xiàng)正確；在酸性條件下，“工作電極”上發(fā)生還原反應(yīng)的電極反應(yīng)式為NO2＋2e－＋2H＋===NO＋H2O，B項(xiàng)正確；原電池工作時(shí)陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，即傳感器工作時(shí)H＋由“對(duì)電極”移向“工作電極”，C項(xiàng)錯(cuò)誤；“對(duì)電極”是負(fù)極，則“對(duì)電極”的材料可能為活潑金屬鋅，D項(xiàng)正確。 命題點(diǎn)五　新環(huán)境下金屬的腐蝕與防護(hù) 9．深埋在潮濕土壤中的鐵管道，在硫酸鹽還原菌作用下，能被硫酸根腐蝕，其電化學(xué)腐蝕原理如圖所示，下列與此原理有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．正極反應(yīng)：SO＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－ B．輸送暖氣的管道不易發(fā)生此類腐蝕 C．這種情況下，F(xiàn)e腐蝕的最終產(chǎn)物為Fe2O3xH2O D．管道上刷富鋅油漆可以延緩管道的腐蝕 解析：選C　原電池的正極發(fā)生還原反應(yīng)，由題圖可知發(fā)生的電極反應(yīng)為SO＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－，故A正確；硫酸鹽還原菌是蛋白質(zhì)，在高溫下易變性，失去催化能力，則輸送暖氣的管道不易發(fā)生此類腐蝕，故B正確；由題意可知，深埋在土壤中，即在缺氧環(huán)境中，F(xiàn)e腐蝕的最終產(chǎn)物不能為Fe2O3xH2O，故C錯(cuò)誤；管道上刷富鋅油漆，形成ZnFe原電池，F(xiàn)e變?yōu)檎龢O，可以延緩管道的腐蝕，故D正確。 10.研究電化學(xué)腐蝕及防護(hù)的裝置如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．d為石墨，鐵片腐蝕加快 B．d為石墨，石墨上電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．d為鋅塊，鐵片不易被腐蝕 D．d為鋅塊，鐵片上電極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑ 解析：選D　A項(xiàng)，由于活動(dòng)性：Fe＞石墨，所以鐵、石墨及海水構(gòu)成原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，失去電子被氧化變?yōu)镕e2＋進(jìn)入溶液，溶解在海水中的氧氣在正極石墨上得到電子被還原，鐵的腐蝕比沒(méi)有形成原電池時(shí)的速率快，正確；B項(xiàng)，d為石墨，由于是弱堿性電解質(zhì)，所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，石墨上氧氣得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正確；C項(xiàng)，若d為鋅塊，則由于金屬活動(dòng)性：Zn＞Fe，Zn為原電池的負(fù)極，F(xiàn)e為正極，首先被腐蝕的是Zn，鐵得到保護(hù)，鐵片不易被腐蝕，正確；D項(xiàng)，d為鋅塊，由于電解質(zhì)為弱堿性環(huán)境，發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵片上電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，錯(cuò)誤。 命題點(diǎn)六　電化學(xué)相關(guān)計(jì)算及電極反應(yīng)式的書寫 11．(1)粗銅電解精煉的廢電解液中常含有Zn2＋、Pb2＋，向廢電解液中加入Na2S溶液，當(dāng)有PbS和ZnS沉淀時(shí)，＝________。[已知：Ksp(PbS)＝3.410－28，Ksp(ZnS) ＝1.610－24] (2)利用電化學(xué)還原CO2制取ZnC2O4的示意圖如圖所示，電解液不參與反應(yīng)。則Pb電極的電極反應(yīng)為________________________，當(dāng)通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L CO2時(shí)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為________。 解析：(1)c(Zn2＋)/c(Pb2＋)＝[c(Zn2＋)c(S2－)]/[c(Pb2＋)c(S2－)]＝Ksp(ZnS)/Ksp(PbS)≈4.7103。(2)電解法制備ZnC2O4，CO2在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為C2O，電極反應(yīng)式為2CO2＋2e－===C2O。根據(jù)2CO2＋2e－===C2O，可知通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L CO2時(shí)，轉(zhuǎn)移0.5 mol電子。 答案：(1)4.7103 (2)2CO2＋2e－===C2O　0.5NA或3.011023 12．氨氣—氮氧化物燃料電池可用于處理氮氧化物，防止空氣污染，其裝置如圖所示。通入氨氣的電極為________(填“正極”或“負(fù)極”)。負(fù)極的電極反應(yīng)式為__________ ________________________________________________________________________。 解析：由題圖可知，NH3在左側(cè)電極發(fā)生氧化反應(yīng)生成N2，氮氧化物在右側(cè)電極被還原生成N2，故NH3通入負(fù)極，電極反應(yīng)式為2NH3－6e－===N2＋6H＋。 答案：負(fù)極　2NH3－6e－===N2＋6H＋ ［題后悟道］ 陌生電極反應(yīng)式的書寫 [說(shuō)明]　高考題中往往是非水溶液或具有離子交換膜，應(yīng)根據(jù)圖示信息確定電極反應(yīng)方程式中需添加的“粒子”形式。 卷——基礎(chǔ)保分練 1．“自煮火鍋”發(fā)熱包的成分為碳酸鈉、硅藻土、鐵粉、鋁粉、活性炭、焦炭粉、NaCl、生石灰，向發(fā)熱包中加入冷水，可用來(lái)蒸煮食物。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．活性炭作正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng) B．負(fù)極反應(yīng)為Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O C．Na＋由活性炭區(qū)向鋁粉表面區(qū)遷移 D．硅藻土結(jié)構(gòu)疏松，使各物質(zhì)分散并均勻混合，充分接觸 解析：選C　向發(fā)熱包中加入冷水，形成原電池。反應(yīng)CaO＋H2O===Ca(OH)2放熱使水迅速升溫沸騰，反應(yīng)Na2CO3＋Ca(OH)2===2NaOH＋CaCO3↓使得溶液呈堿性，則溶液中發(fā)生反應(yīng)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，該反應(yīng)為原電池的總反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)為Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O，正極反應(yīng)為2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。選項(xiàng)A，活性炭作正極，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，正確；選項(xiàng)B，負(fù)極反應(yīng)為Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O，正確；選項(xiàng)C，Na＋向正極移動(dòng)，錯(cuò)誤；選項(xiàng)D，硅藻土結(jié)構(gòu)疏松，孔隙大，能使各物質(zhì)分散并均勻混合，充分接觸，正確。 2.如圖所示裝置中，有如下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：開始時(shí)插在小試管中的導(dǎo)管內(nèi)的液面下降，一段時(shí)間后導(dǎo)管內(nèi)的液面回升，略高于試管中的液面。以下有關(guān)解釋不合理的是(　　) A．生鐵片中所含的碳能增強(qiáng)鐵的抗腐蝕性 B．雨水酸性較強(qiáng)，生鐵片開始發(fā)生析氫腐蝕 C．導(dǎo)管內(nèi)液面回升時(shí)，正極反應(yīng)式： O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，U形管中雨水的酸性逐漸減弱 解析：選A　鐵的純度越高，其抗腐蝕性能越強(qiáng)，純鐵比生鐵耐腐蝕，是因?yàn)樯F片中的碳降低了鐵的抗腐蝕性，A錯(cuò)誤；雨水的pH＝4，呈較強(qiáng)的酸性，生鐵片在該雨水中先發(fā)生析氫腐蝕，正極反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，由于生成H2，氣體壓強(qiáng)增大，開始時(shí)插在小試管中的導(dǎo)管內(nèi)的液面下降，B正確；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，雨水的酸性逐漸減弱，最后發(fā)生了吸氧腐蝕，正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，導(dǎo)管內(nèi)液面回升，C正確；開始階段正極上不斷消耗H＋，則U形管中雨水的酸性逐漸減弱，D正確。 3．“碳呼吸電池”是一種新型能源裝置，其工作原理如圖。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．該裝置是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能 B．利用該技術(shù)可捕捉大氣中的CO2 C．每得到1 mol草酸鋁，電路中轉(zhuǎn)移3 mol電子 D．正極的電極反應(yīng)為C2O－2e－===2CO2 解析：選B　A項(xiàng)，“碳呼吸電池”為新型原電池，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，“碳呼吸電池”能消耗CO2，所以利用該技術(shù)可捕捉大氣中的CO2，正確；C項(xiàng)，根據(jù)工作原理圖，金屬鋁是負(fù)極，失電子生成草酸鋁，所以每得到1 mol草酸鋁，電路中轉(zhuǎn)移32 mol＝6 mol電子，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)工作原理圖，CO2作為正極反應(yīng)物，得電子生成C2O，電極反應(yīng)式為2CO2＋2e－===C2O，錯(cuò)誤。 4．Li/FePO4電池是高溫性能好、對(duì)環(huán)境友好的二次新型電池，總反應(yīng)為L(zhǎng)iCx＋FePO4===LiFePO4＋xC。其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．FePO4/LiFePO4是原電池的負(fù)極材料 B．充電時(shí)，Li＋離開LiFePO4電極在陰極得到電子 C．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為L(zhǎng)i－e－===Li＋ D．電池在低溫時(shí)能如高溫時(shí)一樣保持很好的工作性能 解析：選B　根據(jù)總反應(yīng)方程式和原理圖可知放電過(guò)程中鐵元素化合價(jià)降低，F(xiàn)ePO4/LiFePO4是原電池的正極材料，A項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)LiFePO4作陽(yáng)極，Li＋離開LiFePO4電極在陰極得到電子，B項(xiàng)正確；放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCx－e－===Li＋＋xC，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Li/FePO4電池是高溫性能好、對(duì)環(huán)境友好的二次新型電池，溫度不同，離子在電池內(nèi)部的移動(dòng)速率不同，工作性能不同，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5．如圖所示，其中甲池的總反應(yīng)式為2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．甲池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，乙、丙池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 B．甲池通入CH3OH的電極反應(yīng)式為CH3OH－6e－＋2H2O===CO＋8H＋ C．反應(yīng)一段時(shí)間后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固體能使CuSO4溶液恢復(fù)到原濃度 D．甲池中消耗280 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)O2，此時(shí)丙池中理論上最多產(chǎn)生1.45 g固體 解析：選D　A項(xiàng)，甲池為原電池，作為電源，乙池、丙池為兩個(gè)電解池；B項(xiàng)，負(fù)極反應(yīng)式：CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O；C項(xiàng)，應(yīng)加入CuO或CuCO3；D項(xiàng)，丙池中：MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑，甲池中消耗280 mL O2，即0.012 5 mol，轉(zhuǎn)移0.05 mol電子，丙池中生成0.025 mol Mg(OH)2，其質(zhì)量為1.45 g。 6．我國(guó)某大型客車廠已成功研發(fā)高能車載電池，即蓄電4個(gè)小時(shí)，客車可持續(xù)運(yùn)行8個(gè)小時(shí)左右。該電池組成可表示為L(zhǎng)iAl/FeS，其中正極的電極反應(yīng)式為2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe。有關(guān)該電池的下列說(shuō)法中，正確的是(　　) A．LiAl在電池中作為負(fù)極材料，該材料中Li的化合價(jià)為＋1價(jià) B．負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al－3e－===Al3＋ C．該電池的總反應(yīng)為2Li＋FeS===Li2S＋Fe D．充電時(shí)，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為 Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS 解析：選C　根據(jù)電池組成為L(zhǎng)iAl/FeS，正極反應(yīng)式為2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe，可以得出FeS為正極，LiAl為負(fù)極。LiAl中Li為0價(jià)，A錯(cuò)誤；負(fù)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i－e－===Li＋，B錯(cuò)誤；該電池的總反應(yīng)為2Li＋FeS===Li2S＋Fe，C正確；充電時(shí)陰極得到電子，故陰極的反應(yīng)式為L(zhǎng)i＋＋e－===Li，D錯(cuò)誤。 7．(2018深圳中學(xué)模擬)垃圾假單胞菌株能夠在分解有機(jī)物的同時(shí)分泌物質(zhì)產(chǎn)生電能，其原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電流由左側(cè)電極經(jīng)過(guò)負(fù)載后流向右側(cè)電極 B．放電過(guò)程中，正極附近pH 變小 C．若1 mol O2 參與電極反應(yīng)，有4 mol H＋穿過(guò)質(zhì)子交換膜進(jìn)入右室 D．負(fù)極電極反應(yīng)為H2PCA＋2e－===PCA＋2H＋ 解析：選C　右側(cè)氧氣得電子產(chǎn)生水，作為正極，故電流由右側(cè)正極經(jīng)過(guò)負(fù)載后流向左側(cè)負(fù)極，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；放電過(guò)程中，正極氧氣得電子與氫離子結(jié)合產(chǎn)生水， 氫離子濃度減小，pH 變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若1 mol O2 參與電極反應(yīng)，有4 mol H＋穿過(guò)質(zhì)子交換膜進(jìn)入右室，生成2 mol水，選項(xiàng)C正確；原電池負(fù)極失電子，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 8．(2018佛山質(zhì)檢) 鋰空氣充電電池有望成為電動(dòng)汽車的實(shí)用儲(chǔ)能設(shè)備。工作原理示意圖如圖，下列敘述正確的是(　　) A．該電池工作時(shí)Li＋向負(fù)極移動(dòng) B．Li2SO4溶液可作該電池電解質(zhì)溶液 C．電池充電時(shí)間越長(zhǎng)，電池中Li2O 含量越多 D．電池工作時(shí)，正極可發(fā)生： 2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2 解析：選D　原電池中，陽(yáng)離子應(yīng)該向正極移動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；單質(zhì)鋰會(huì)與水反應(yīng)生成氫氧化鋰和氫氣，所以電解質(zhì)溶液不能使用任何水溶液，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電池充電的時(shí)候應(yīng)該將放電的反應(yīng)倒過(guò)來(lái)，將正極反應(yīng)逆向進(jìn)行，正極上的Li2O應(yīng)該逐漸減少，所以電池充電時(shí)間越長(zhǎng)，Li2O 含量越少，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；題目給出正極反應(yīng)為xLi＋＋O2＋xe－===LixO2，所以當(dāng)x＝2的時(shí)候反應(yīng)為2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2，選項(xiàng)D正確。 9．(2018鄭州質(zhì)檢)如圖是一種正投入生產(chǎn)的大型蓄電系統(tǒng)。放電前，被膜隔開的電解質(zhì)為Na2S2和NaBr3，放電后分別變?yōu)镹a2S4和NaBr。下列敘述正確的是(　　) A．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋ B．充電時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)為2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋ C．放電時(shí)，Na＋經(jīng)過(guò)鈉離子交換膜，由b池移向a池 D．用該電池電解飽和食鹽水，產(chǎn)生2.24 L H2時(shí)，b池生成17.40 g Na2S4 解析：選C　根據(jù)放電后Na2S2轉(zhuǎn)化為Na2S4，S元素化合價(jià)升高，知Na2S2被氧化，故負(fù)極反應(yīng)為2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋，A項(xiàng)錯(cuò)誤；充電時(shí)陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，NaBr轉(zhuǎn)化為NaBr3，電極反應(yīng)為3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋，B項(xiàng)錯(cuò)誤；放電時(shí)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，故Na＋經(jīng)過(guò)鈉離子交換膜，由b池移向a池，C項(xiàng)正確；放電時(shí)b池為負(fù)極區(qū)域，發(fā)生氧化反應(yīng)：2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋，用該電池電解飽和食鹽水，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L H2時(shí)轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，生成0.1 mol Na2S4，其質(zhì)量為17.40 g，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 10.近年來(lái)AIST報(bào)告正在研制一種“高容量、低成本”鋰銅空氣燃料電池，該電池通過(guò)一種復(fù)雜的銅腐蝕“現(xiàn)象”產(chǎn)生電力，其中放電總反應(yīng)方程式為2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．放電時(shí)，Li＋透過(guò)固體電解質(zhì)向Cu極移動(dòng) B．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－ C．通空氣時(shí)，銅被腐蝕，表面產(chǎn)生Cu2O D．整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，銅相當(dāng)于催化劑 解析：選B　由題中裝置圖和放電時(shí)總反應(yīng)可知，放電時(shí)Li為負(fù)極，Cu為正極，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，A項(xiàng)正確；放電時(shí)，負(fù)極Li失電子轉(zhuǎn)化成Li＋，B項(xiàng)錯(cuò)誤；結(jié)合題中裝置圖可知，通入空氣銅被腐蝕，生成Cu2O，C項(xiàng)正確；銅被腐蝕生成Cu2O，放電時(shí)Cu2O又被還原成Cu，所以整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中Cu相當(dāng)于催化劑，D項(xiàng)正確。 11．如圖是MCFC燃料電池，它是以水煤氣(CO、H2)為燃料，一定比例Li2CO3和Na2CO3共熔混合物為電解質(zhì)。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．B極的電極反應(yīng)式為2H2O＋O2＋4e－===4OH－ B．電池放電時(shí)，電池中CO的物質(zhì)的量逐漸減少 C．放電時(shí)，CO向負(fù)極移動(dòng) D．電路中的電子經(jīng)正極、負(fù)極、共熔混合物再回到正極，形成閉合回路 解析：選C　由題圖可知，O2和CO2通入B電極發(fā)生還原反應(yīng)，則B極為正極，電極反應(yīng)式為O2＋2CO2＋4e－===2CO，A錯(cuò)誤；電池的負(fù)極反應(yīng)式為H2＋CO－2e－===CO2＋H2O、CO＋CO－2e－===2CO2，據(jù)得失電子守恒及兩極反應(yīng)式可知，該電池的總反應(yīng)式為2H2＋O2===2H2O和2CO＋O2===2CO2，故放電時(shí)電池中CO的物質(zhì)的量不變，B錯(cuò)誤；放電時(shí)，熔融電解質(zhì)中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，即CO向負(fù)極移動(dòng)，C正確；電路中的電子從負(fù)極流出，經(jīng)導(dǎo)線流向正極，但不能經(jīng)過(guò)共熔混合物，D錯(cuò)誤。 12．用Na2SO3溶液吸收硫酸工業(yè)尾氣中的二氧化硫，將所得的混合液進(jìn)行電解循環(huán)再生，這種新工藝叫再生循環(huán)脫硫法。其中陰、陽(yáng)離子交換膜組合循環(huán)再生機(jī)理如圖所示，則下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是(　　) A．X為直流電源的負(fù)極，Y為直流電源的正極 B．陽(yáng)極區(qū)pH增大 C．圖中的b>a D．該過(guò)程中的產(chǎn)品主要為H2SO4和H2 解析：選B　A項(xiàng)，由題圖可知Pt(Ⅰ)極上H＋→H2，發(fā)生還原反應(yīng)，故Pt(Ⅰ)為陰極，X為直流電源的負(fù)極，Y為直流電源的正極，正確；B項(xiàng)，Pt(Ⅱ)為陽(yáng)極，在陽(yáng)極，SO、HSO被氧化為H2SO4，SO＋H2O－2e－===2H＋＋SO，HSO＋H2O－2e－===3H＋＋SO，溶液的酸性增強(qiáng)，pH減小，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由以上分析可知，陽(yáng)極有H2SO4生成，故b>a，正確；D項(xiàng)，陽(yáng)極產(chǎn)物為H2SO4，陰極產(chǎn)物為H2，正確。 13．將不可再生的天然氣、石油、煤等化石燃料轉(zhuǎn)化利用、提高利用率已成為當(dāng)務(wù)之急。 (1)甲醇、二甲醚(CH3OCH3)被稱為21世紀(jì)的新型燃料，二者均可利用CO和H2反應(yīng)合成。 ①某燃料電池以二甲醚為原料，熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，其負(fù)極反應(yīng)為CH3OCH3＋6CO－12e－===8CO2＋3H2O。寫出該燃料電池的正極反應(yīng)式：_________________ ________________________________________________________________________。 ②廢水中含甲醇對(duì)水質(zhì)會(huì)造成污染，Co3＋可將甲醇氧化為CO2。某同學(xué)以Pt作電極電解酸性含甲醇廢水與CoSO4混合液來(lái)模擬工業(yè)除污原理，其陽(yáng)極反應(yīng)式為 ________________________________________________________________________。 (2)某企業(yè)采用如圖所示原理處理化石燃料開采、加工過(guò)程中產(chǎn)生的H2S廢氣。 ①電解池中電極A、B均為惰性電極，其中電極A為電解池的________極；電極B所得到的物質(zhì)X的分子式為________。 ②反應(yīng)池中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為_______________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)①燃料電池中，正極上氧化劑O2得電子和CO2發(fā)生反應(yīng)生成CO，電極反應(yīng)式為O2＋2CO2＋4e－===2CO。②通電后，Co2＋被氧化成Co3＋，電解池中陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Co2＋－e－===Co3＋。(2)①A極生成Fe3＋，B極生成氣體，可知電極A為陽(yáng)極，電極B為陰極，B極生成氣體為H2。②反應(yīng)池中Fe3＋和H2S反應(yīng)生成S，則Fe3＋被還原，離子方程式為H2S＋2Fe3＋===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。 答案：(1)①O2＋2CO2＋4e－===2CO ②Co2＋－e－===Co3＋ (2)①陽(yáng)　H2 ②H2S＋2Fe3＋===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ 14．三室式電滲析法在化工生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用 (1)處理煙氣中SO2可以采用堿吸－電解法，流程如下，模擬過(guò)程Ⅱ的裝置如圖1所示。 ①若用鋅錳堿性電池作為電源，________(填“e”或“f”)極與鋅極相連。f極的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。 ②膜1為________(填“陰離子”或“陽(yáng)離子”)交換膜，N為________(填離子符號(hào))。 ③電路中通過(guò)4 mol電子時(shí)可收集________L氣體P(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 (2)次磷酸是一種重要還原劑和精細(xì)化工產(chǎn)品。以次磷酸鈉為原料，通過(guò)電滲析法可制備次磷酸，裝置如圖2所示。 ①銅極為________；鉑極電極反應(yīng)式為__________________________________。 ②H2PO向________(填“左側(cè)”或“右側(cè)”)遷移。在銅極區(qū)獲得的產(chǎn)品為________ (填化學(xué)式)。 ③銅極電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________，該方法制備的 H3PO2產(chǎn)品中含少量H3PO4雜質(zhì)，原因是________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)由題意知，左側(cè)稀氫氧化鈉溶液轉(zhuǎn)化成濃氫氧化鈉溶液，說(shuō)明生成了氫氧化鈉，右側(cè)稀硫酸變成濃硫酸，則說(shuō)明生成了硫酸，將SO氧化成SO，由此推知，左側(cè)電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，右側(cè)電極反應(yīng)式為SO＋H2O－2e－===SO＋2H＋。①e極為陰極，與鋅錳堿性電池的鋅極(負(fù)極)相連，f極為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：SO＋H2O－2e－===SO＋2H＋。②亞硫酸鈉中鈉離子向左側(cè)遷移，膜1為陽(yáng)離子交換膜；SO向右側(cè)遷移，膜2為陰離子交換膜，N為SO。③P為H2，又2H＋＋2e－===H2↑，電路中通過(guò)4 mol電子，則n(H2)＝＝2 mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下V(H2)＝44.8 L。(2)①由題圖可知，銅與電源負(fù)極相連，故銅為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：2H＋＋2e－===H2↑；鉑為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。②鉑極區(qū)氫離子濃度增大，H2PO向鉑極區(qū)遷移，鈉離子向銅極區(qū)遷移，銅極區(qū)產(chǎn)品為氫氧化鈉，鉑極區(qū)產(chǎn)品為次磷酸。③鉑極區(qū)有氧氣生成，次磷酸具有還原性，易被O2氧化，H3PO2＋O2===H3PO4。 答案：(1)①e　SO＋H2O－2e－===SO＋2H＋?、陉?yáng)離子　SO　③44.8 (2)①陰極　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ ②右側(cè)　NaOH?、?H＋＋2e－===H2↑ 鉑極生成的O2氧化H3PO2生成H3PO4 卷——重點(diǎn)增分練 1．(2018黃石調(diào)研)紙電池是一種有廣泛應(yīng)用的“軟電池”，堿性紙電池采用薄層紙片作為載體和傳導(dǎo)體，紙的兩面分別附著鋅和二氧化錳。下列有關(guān)該紙電池的說(shuō)法不合理的是(　　) A．Zn為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng) B．電池工作時(shí)，電子由MnO2流向Zn C．正極反應(yīng)：MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－ D．電池總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnO(OH) 解析：選B　紙電池采用薄層紙片作為載體和傳導(dǎo)體，紙的兩面分別附著鋅和二氧化錳，Zn是活潑金屬，作該電池的負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，A正確；電池工作時(shí)，電子由負(fù)極流向正極，即電子由Zn流向MnO2，B錯(cuò)誤；類似于鋅錳干電池，MnO2在正極上得電子被還原生成MnO(OH)，則正極的電極反應(yīng)為MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－，C正確；負(fù)極反應(yīng)為Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，結(jié)合正、負(fù)極反應(yīng)式及得失電子守恒可知，該電池的總反應(yīng)為Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnO(OH)，D正確。 2．用鈉金屬片和碳納米管作為電極材料，以高氯酸鈉—四甘醇二甲醚為電解液，可制得“可充室溫鈉—二氧化碳電池”，電池總反應(yīng)為4Na＋3CO22Na2CO3＋C，生成的固體Na2CO3沉積在碳納米管上，下列關(guān)于該電池的敘述正確的是(　　) A．放電時(shí)的正極反應(yīng)為CO2＋4e－===C＋2O2－ B．充電時(shí)碳納米管接直流電源的負(fù)極 C．放電時(shí)每消耗3 mol CO2，轉(zhuǎn)移4 mol電子 D．充電時(shí)陰極反應(yīng)為 C＋2Na2CO3－4e－===4Na＋＋3CO2↑ 解析：選C　該電池放電時(shí)，正極上CO2得電子，結(jié)合Na＋生成C和Na2CO3，A選項(xiàng)不正確；充電時(shí)，碳納米管應(yīng)接直流電源的正極，作陽(yáng)極，B選項(xiàng)不正確；放電時(shí)每消耗3 mol CO2，可生成1 mol C，轉(zhuǎn)移4 mol電子，C選項(xiàng)正確；充電時(shí)陰極反應(yīng)式為Na＋＋e－===Na，D選項(xiàng)不正確。 3．(2018青島質(zhì)檢)中國(guó)企業(yè)華為宣布：利用鋰離子能在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)動(dòng)的特性，開發(fā)出石墨烯電池，電池反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6＋Li1－xCoO2C6＋ LiCoO2，其工作原理如圖。下列關(guān)于該電池的說(shuō)法正確的是(　　) A．該電池若用隔膜可選用質(zhì)子交換膜 B．放電時(shí)，LiCoO2極發(fā)生的電極反應(yīng)為 LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋ C．石墨烯電池的優(yōu)點(diǎn)是提高電池的儲(chǔ)鋰容量進(jìn)而提高能量密度 D．對(duì)廢舊的該電池進(jìn)行“放電處理”讓Li＋嵌入石墨烯中而有利于回收 解析：選C　應(yīng)選用只允許Li＋通過(guò)的隔膜，不選用質(zhì)子交換膜，故A錯(cuò)誤；根據(jù)電池反應(yīng)，放電時(shí)，LiCoO2極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2，故B錯(cuò)誤；石墨烯電池的優(yōu)點(diǎn)是提高電池的儲(chǔ)鋰容量進(jìn)而提高能量密度，故C正確；根據(jù)工作原理，“放電處理”是將Li＋嵌入LiCoO2中，故D錯(cuò)誤。 4．(2018武漢調(diào)研)利用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)