1、1命题区间五 电化学基础角度一 原电池原理和化学电池1构建原电池模型，类比分析原电池工作原理构建如图 Zn|H2SO4|Cu 原电池模型，通过类比模型，结合氧化还原反应知识(如：化合价的变化、得失电子情况等)，能迅速判断原电池的正、负极，弄清楚外电路中电子的移动情况和内电路中离子的移动情况，准确书写电极反应式和电池总反应式，掌握原电池的工作原理。2化学电源中电极反应式书写的思维模板(1)明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物。(2)确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物。(3)配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。注意 H 在碱性环境中不
2、存在；O 2 在水溶液中不存在，在酸性环境中结合 H ，生成H2O，在中性或碱性环境中结合 H2O，生成 OH ；若已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，2即得较难写出的另一极的电极反应式。题组一 原理的理解1锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( )A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的 c(SO )减小24C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡答案 C解析 A 项，由锌的活泼性大于铜，可
3、知铜电极为正极，在正极上 Cu2 得电子发生还原反应生成 Cu，错误；B 项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的 c(SO )24不变，错误；C 项，在乙池中 Cu2 2e =Cu，同时甲池中的 Zn2 通过阳离子交换膜进入乙池中，由于 M(Zn2 )M(Cu2 )，故乙池溶液的总质量增加，正确；D 项，阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中 Zn2 通过交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过交换膜的，错误。2(2017青岛二模)Zn-ZnSO 4-PbSO4-Pb 电池装置如图，下列说法错误的是( )ASO 从右向左迁移24B电池的正极反应为 Pb2 2
4、e =PbC左边 ZnSO4浓度增大，右边 ZnSO4浓度不变3D若有 6.5 g 锌溶解，有 0.1 mol SO 通过离子交换膜24答案 B解析 装置左侧电极为负极，右侧电极为正极，阴离子移向负极，即 SO 从右向左迁移，24A 项正确；电池的正极反应式为 PbSO42e =PbSO ，B 项错误；负极反应式为24Zn2e =Zn2 ，产生 ZnSO4，左边 ZnSO4浓度增大，右边 ZnSO4浓度不变，C 项正确；6.5 g 锌溶解，转移 0.2 mol e ，电解液中有 0.2 mol 负电荷通过离子交换膜，即有 0.1 mol SO 通过离子交换膜，D 项正确。243(2016全国卷
5、，11)MgAgCl 电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( )A负极反应式为 Mg2e =Mg2B正极反应式为 Ag e =AgC电池放电时 Cl 由正极向负极迁移D负极会发生副反应 Mg2H 2O=Mg(OH)2H 2解题思路 答案 B解析 根据题意，Mg|海水|AgCl 电池总反应式为 Mg2AgCl= =MgCl22Ag。A 项，负极反应式为 Mg2e =Mg2 ，正确；B 项，正极反应式为 2AgCl2e =2Cl 2Ag，错误；C 项，对原电池来说，阴离子由正极移向负极，正确；D 项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应 Mg2H 2O=Mg(OH)2H 2，
6、正确。题组二 新型化学电源的分析4(2017全国卷，11)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 x8)。下列说法错误的是( )A电池工作时，正极可发生反应：2Li 2S62Li 2e =3Li2S44B电池工作时，外电路中流过 0.02 mol 电子，负极材料减重 0.14 gC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解析 A 项，原电池电解质中阳离子移向正极，根据全固态锂硫电池工作原理图示中 Li 移动方向可知，电极 a 为正极，正极
7、发生还原反应，由总反应可知正极依次发生S8Li 2S8Li 2S6Li 2S4Li 2S2的还原反应，正确；B 项，电池工作时负极电极方程式为Lie =Li ，当外电路中流过 0.02 mol 电子时，负极消耗的 Li 的物质的量为 0.02 mol，其质量为 0.14 g，正确；C 项，石墨烯具有良好的导电性，故可以提高电极 a 的导电能力，正确；D 项，电池充电时为电解池，此时电解总反应为8Li2Sx 16Li xS8(2 x8)，故 Li2S2的量会越来越少，错误。= = = = =电 解 5(2018全国卷，12)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的 NaCO2二次电池。将 NaCl
8、O4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为 3CO24Na 2Na2CO3C。下列说法错误的是( )A放电时，ClO 向负极移动 4B充电时释放 CO2，放电时吸收 CO2C放电时，正极反应为 3CO24e =2CO C23D充电时，正极反应为 Na e =Na答案 D解析 根据电池的总反应知，放电时负极反应：4Na4e =4Na正极反应：3CO 24e =2CO C23充电时，阴(负)极：4Na 4e =4Na阳(正)极：2CO C4e =3CO223放电时，ClO 向负极移动。根据充电和放电时的电极反应式知，充电时释放 CO2，放电时 4吸收 CO2
9、。6锂铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜5腐蚀“现象”产生电能，其中放电过程为 2LiCu 2OH 2O=2Cu2Li 2OH ，下列说法错误的是( )A放电时，Li 透过固体电解质向 Cu 极移动B放电时，正极的电极反应式为 O22H 2O4e =4OHC通空气时，铜被腐蚀，表面产生 Cu2OD整个反应过程中，氧化剂为 O2解题思路 结合原电池结构，明确原电池的工作原理，结合总反应方程式判断电极及电极反应式是解本题的关键。解答时注意结合装置图和题干信息分析判断。答案 B解析 因为原电池放电时，阳离子移向正极，所以 Li 透过固体电解质向 Cu 极移动，A
10、 正确；由总反应方程式可知 Cu2O 中 Cu 元素化合价降低，被还原，正极反应式应为Cu2OH 2O2e =2Cu2OH ，B 错误；放电过程为 2LiCu 2OH 2O=2Cu2Li 2OH ，可知通空气时，铜被腐蚀，表面产生 Cu2O，C 正确；由 C 项分析知，Cu 先与 O2反应生成Cu2O，放电时 Cu2O 重新生成 Cu，则整个反应过程中，Cu 相当于催化剂，O 2为氧化剂，D 正确。解答新型化学电源的步骤(1)判断电池类型确认电池原理核实电子、离子移动方向。(2)确定电池两极判断电子、离子移动方向书写电极反应和电池反应。(3)充电电池放电时为原电池失去电子的为负极反应。(4)电
11、极反应总反应离子方程式减去较简单一极的电极反应式另一电极反应式。6角度二 电解原理及应用1构建电解池模型，类比分析电解基本原理构建如图电解 CuCl2溶液模型，通过类比模型，结合氧化还原反应知识(如：化合价的变化、得失电子情况等)，能迅速判断电解池的阴、阳极，弄清楚外电路中电子的移动情况和内电路中离子的移动情况，准确判断离子的放电顺序并书写电极反应式和电解总反应式，掌握电解基本原理。2 “六点”突破电解应用题(1)分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极的反应为“阳氧阴还” 。(2)剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。(3)注意放电顺序。(4)书写电极反应式
12、，注意得失电子守恒。(5)正确判断产物阳极产物的判断首先看电极，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)含氧酸根F 。 阴 极 产 物 的 判 断 直 接 根 据 阳 离 子 的 放 电 顺 序 进 行 判 断 ： Ag Hg2 Fe3 Cu2 H Pb2 Fe2Zn2 H (水)Al 3 Mg2 Na 。(6)恢复原态措施电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，
13、如用惰性电极电解 CuSO4溶液，Cu 2 完全放电之前，可加入 CuO 或 CuCO3复原，而 Cu2 完全放电之后，应加入 Cu(OH)2或 Cu2(OH)2CO3复原。7题组一 电解原理的理解1(2018全国卷，13)最近我国科学家设计了一种 CO2H 2S 协同转化装置，实现对天然气中 CO2和 H2S 的高效去除。示意图如下所示，其中电极分别为 ZnO石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：EDTA-Fe 2 e =EDTA-Fe32EDTA-Fe 3 H 2S=2H S2EDTA-Fe 2该装置工作时，下列叙述错误的是( )A阴极的电极反应：CO 22H 2e
14、 =COH 2OB协同转化总反应：CO 2H 2S=COH 2OSC石墨烯上的电势比 ZnO石墨烯上的低D若采用 Fe3 /Fe2 取代 EDTA-Fe3 /EDTA-Fe2 ，溶液需为酸性答案 C解析 由题中信息可知，石墨烯电极发生氧化反应，为电解池的阳极，则 ZnO石墨烯电极为阴极。阳极接电源正极，电势高，阴极接电源负极，电势低，故石墨烯上的电势比 ZnO石墨烯上的高，C 项错误；由题图可知，电解时阴极反应式为CO22H 2e =COH 2O，A 项正确；将阴、阳两极反应式合并可得总反应式为CO2H 2S=COH 2OS，B 项正确；Fe 3 、Fe 2 只能存在于酸性溶液中，D 项正确。
15、2(2018长春一模)铝表面在空气中天然形成的氧化膜耐磨性和抗蚀性不够强，控制一定的条件，用如图所示的电化学氧化法，可在铝表面生成坚硬的氧化膜。下列有关叙述正确的是( )8A阴极上有金属铝生成B电极 A 为石墨，电极 B 为金属铝COH 在电极 A 上放电，有氧气生成D阳极的电极反应式为：2Al6e 3H 2O=Al2O36H 答案 D解析 根据原电池装置和题目信息可知电解总反应为：2Al3H 2O Al2O33H 2，电解质为硫酸溶液，氢氧根离子不可能参加反应，= = = = =电 解 阳极反应为：2Al3H 2O6e =Al2O36H ，阴极反应为：6H 6e =3H2。3甲、乙为惰性电极
16、，根据如图判断，下列说法正确的是( )A甲电极附近溶液 pH 会升高B甲极生成氢气，乙极生成氧气C当有 0.1 mol 电子转移时，乙电极产生 1.12 L 气体D图中 b 为阴离子交换膜、c 为阳离子交换膜，利用该装置可以制硫酸和氢氧化钠答案 D解析 甲为阳极，放氧生酸，电极附近 H 浓度增大；乙为阴极，产生 H2；C 项未指明标准状况，错。题组二 电解原理的应用4纳米氧化亚铜在制作陶瓷等方面有广泛应用。利用电解的方法可得到纳米 Cu2O，电解原理如图所示。下列有关说法不正确的是( )9Ab 极为负极B铜极的电极反应式为 2Cu2e 2OH =Cu2OH 2OC钛极附近逸出 O2D每生成 1
17、 mol Cu2O，理论上有 2 mol OH 从离子交换膜左侧向右侧迁移答案 C解析 A 项，铜为阳极，钛为阴极，阴极与负极相连，所以 b 极为负极，不符合题意；B 项，铜极上发生氧化反应生成氧化亚铜，不符合题意；C 项，钛极的电极反应式为2H2O2e =2OH H 2，符合题意；D 项，左侧生成 OH ，右侧消耗 OH ，且每生成 1 mol Cu2O 时，消耗 2 mol OH ，为维持电荷平衡，则理论上有 2 mol OH 从离子交换膜左侧向右侧迁移，不符合题意。5用粗硅作原料，熔融盐电解法制取硅烷原理如图。下列叙述正确的是( )A电源的 B 极为负极B可选用石英代替粗硅C电解时，熔融
18、盐中 Li 向粗硅移动D阳极反应：Si4H 4e =SiH4答案 D解析 根据该装置图，该装置为电解池，总反应为：Si2H 2=SiH4。H 2生成 H ，发生还原反应，Si 发生氧化反应。根据电解池原理，阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应，故通入 H2的那一极是阴极，故 A 是负极，B 是正极，故 A 项错误；阳极粗硅失电子，若换成石英，即 SiO2，SiO 2中 Si 已经是4 价，无法再失电子，故 B 项错误；电解时，熔融盐中 Li 向阴极移动，故 C 项错误；阳极粗硅生成 SiH4，故电极反应为：Si4H 4e =SiH4，故 D项正确。106储氢合金表面镀铜过程中发生的反应为Cu2
19、2HCHO4OH =CuH 22H 2O2HCOO 。下列说法正确的是( )A阴极发生的电极反应只有 Cu2 2e =CuB镀铜过程中化学能转变为电能C合金作阳极，铜作阴极D电镀过程中 OH 向阳极迁移答案 D解析 A 项，阴极上还会析出氢气，发生的电极反应还有 2H2O2e =2OH H 2，错误；B 项，利用电解原理在合金表面镀铜，是将电能转化为化学能，错误；C 项，合金作阴极，铜作阳极，错误；D 项，阳极反应式为 HCHO2e 3OH =HCOO 2H 2O，OH 向阳极迁移，并在阳极上发生反应，正确。角度三 电化学原理的综合判断1金属腐蚀原理及防护方法总结(1)常见的电化学腐蚀有两类：
20、形成原电池时，金属作负极，大多数是吸氧腐蚀；形成电解池时，金属作阳极。(2)金属防腐的电化学方法：原电池原理牺牲阳极的阴极保护法：与较活泼的金属相连，较活泼的金属作负极被腐蚀，被保护的金属作正极。注意：此处是原电池，牺牲了负极保护了正极，但习惯上叫做牺牲阳极的阴极保护法。电解池原理外加电流的阴极保护法：被保护的金属与电池负极相连，形成电解池，作阴极。2可充电电池的反应规律(1)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。(2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应、放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆反应。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应
21、式。(3)可充电电池充电时原负极必然要发生还原反应(生成原来消耗的物质)，即作阴极，连接11电源的负极；同理，原正极连接电源的正极，作阳极。简记为负连负，正连正。3 “串联”类电池的解题流程题组一 金属的腐蚀与防护12018 年 4 月 12 日，我国海军首次在南海进行海上阅兵。为了保护舰艇(主要是钢合金材料)，在舰体表面镶嵌金属块(R)。下有关说法不正确的是( )A这种保护舰体的方法叫做牺牲阳极的阴极保护法B金属块 R 可能是镁或锌C海水呈弱碱性，舰艇在海水中易发生析氢腐蚀D正极反应式为 O22H 2O4e =4OH答案 C解析 在舰体表面镶嵌金属块(R)，这种保护方法利用原电池原理，需要金
22、属块 R 比铁活泼，R 作负极，钢铁作正极，这种方法叫做牺牲阳极的阴极保护法，故 A 项正确；金属块 R 比铁活泼，可能是镁或锌，故 B 项正确；在弱碱性海水中主要发生吸氧腐蚀，在酸性溶液中才会发生析氢腐蚀，故 C 项错误；吸氧腐蚀的正极上发生还原反应，电极反应式为O22H 2O4e =4OH ，故 D 项正确。122(2018北京，12)验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl 溶液)。 在 Fe 表面生成蓝色沉淀 试管内无明显变化 试管内生成蓝色沉淀下列说法不正确的是( )A对比，可以判定 Zn 保护了 FeB对比，K 3Fe(CN)6可能将 Fe 氧化C验证
23、Zn 保护 Fe 时不能用的方法D将 Zn 换成 Cu，用的方法可判断 Fe 比 Cu 活泼答案 D解析 K 3Fe(CN)6可将单质铁氧化为 Fe2 ，Fe 2 与 K3Fe(CN)6生成蓝色沉淀，附着在 Fe表面，无法判断铁比铜活泼，D 错；实验中加入 K3Fe(CN)6，溶液无变化，说明溶液中没有 Fe2 ；实验中加入 K3Fe(CN)6生成蓝色沉淀，说明溶液中有 Fe2 ，A 对；对比可知，中 K3Fe(CN)6可将 Fe 氧化成 Fe2 ，Fe 2 再与 K3Fe(CN)6反应生成蓝色沉淀，B对；由以上分析可知，验证 Zn 保护 Fe 时，可以用做对比实验，C 对。3在远洋轮船与接触
24、海水的船侧和船底镶嵌一些金属 M，以提高船体的抗腐蚀能力。下列说法不正确的是( )A金属 M 宜选择化学性质比铁稳定的银、铜等B金属 M 发生氧化反应C海水 pH 一般为 7.5，正极反应为 O24e 2H 2O=4OHD上述方法为牺牲阳极的阴极保护法答案 A解析 建造船体的主要材料是钢铁，船体与弱碱性的海水接触时会发生钢铁的吸氧腐蚀，为13了保护船体免受海水的腐蚀，可在与海水接触的船侧和船底镶嵌一些比铁活泼的镁、锌等金属，使活泼金属、船体与海水构成原电池，镁、锌等活泼金属发生氧化反应，船体上发生还原反应(O 24e 2H 2O=4OH )，使船体得到保护，该方法为牺牲阳极的阴极保护法，A 项
25、错误。题组二 二次电池的充电与放电4某学习小组设计如图所示实验装置，利用氢镍电池为钠硫电池充电。已知氢镍电池放电时的总反应式为 NiO(OH)MH= =Ni(OH)2M。下列说法正确的是( )Aa 极为氢镍电池的正极B氢镍电池的负极反应式为 MHOH 2e =M H 2OC充电时，Na 通过固体 Al2O3陶瓷向 M 极移动D充电时，外电路中每通过 2 mol 电子，N 极上生成 1 mol S 单质答案 C解析 利用氢镍电池为钠硫电池充电时，氢镍电池为直流电源，钠硫电池放电时，活泼金属Na 在负极失电子，故 M 极为负极，充电时 M 极作阴极，故 a 极为氢镍电池的负极，A 项错误；由氢镍电
26、池的总反应式知，负极的电极反应式为 MHOH e =MH 2O，B 项错误；充电时，阳离子向阴极移动，C 项正确；充电时，N 极的电极反应式为 S 2e =xS，故充电2x时，外电路中每通过 2 mol 电子，N 极上生成 x mol S 单质，D 项错误。5(2018全国卷，11)一种可充电锂空气电池如图所示。当电池放电时，O 2与 Li 在多孔碳材料电极处生成 Li2O2 x(x0 或 1)。下列说法正确的是( )A放电时，多孔碳材料电极为负极14B放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C充电时，电解质溶液中 Li 向多孔碳材料区迁移D充电时，电池总反应为 Li2O2 x=2Li(1
27、 )O2x2答案 D解析 由题意知，放电时负极反应为 4Li4e =4Li ，正极反应为(2 x)O24Li 4e =2Li2O2 x(x0 或 1)，电池总反应为(1 )O22Li= =Li2O2 x。充电时的x2电池总反应与放电时的电池总反应互为逆反应，故充电时电池总反应为Li2O2 x=2Li(1 )O2，D 项正确；该电池放电时，金属锂为负极，多孔碳材料为正极，x2A 项错误；该电池放电时，外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极，B 项错误；该电池放电时，电解质溶液中 Li 向多孔碳材料区迁移，充电时电解质溶液中的 Li 向锂材料区迁移，C 项错误。6磷酸铁锂电池具有高效率输出、可快速充
28、电、对环境无污染等优点，其工作原理如图所示。M 电极是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导 Li 的高分子材料，隔膜只允许 Li 通过，电池反应式为 LixC6Li 1 xFePO4 LiFePO46C。下放 电 充 电列说法正确的是( )A放电时 Li 从右边移向左边B放电时 M 是负极，电极反应式为 C xe =6Cx6C充电时电路中通过 0.5 mol 电子，消耗 36 g CD充电时 N 极连接电源的正极，电极反应式为 LiFePO4 xe =Li1 xFePO4 xLi答案 D解析 根据电池反应式，得出 LixC6作负极，Li 1 xFePO4作正极，依据原
29、电池的工作原理，阳离子向正极移动，即从左向右移动，A 项错误；根据 A 选项分析，M 为负极，其电极反应式为 LixC6 xe =xLi 6C，B 项错误；充电时，阴极反应式 xLi 6C xe =LixC6，通15过 0.5 mol 电子，消耗 g 的 C，C 项错误；充电时，N 极连接电源的正极，作阳极，电极36x反应式是电池正极反应式的逆过程，即 LiFePO4 xe =Li1 xFePO4 xLi ，D 项正确。题组三 多池连接装置的分析7已知 H2O2是一种弱酸，在强碱溶液中主要以 HO 的形式存在。已知：AlH 2O2碱性燃料 2电池的总反应为 2Al3NaHO 2=2NaAlO2
30、NaOHH 2O。以 AlH2O2燃料电池电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制备氢气(电解池中隔膜仅阻止气体通过，c、d 均为惰性电极)。下列说法不正确的是( )A电极 a 发生的反应为 Al4OH 3e =AlO 2H 2O 2B电极 b 是正极，且反应后该电极区的 pH 增大C电解过程中，电子的流向为 abcdD电解时，消耗 2.7 g Al，则产生标准状况下的氮气 1.12 L答案 C解析 a 为负极，电极反应为 Al4OH 3e =AlO 2H 2O。b 为正极，电极反应可由总 2反应负极反应得到，所以 b 极反应为 3HO 6e 3H 2O=9OH ，反应后溶液的 pH 增大， 2A
31、、B 两项正确；根据上述分析，a 为负极，故电子流向为 ad，cb，C 项错误；由 CO(NH2)2 N2， 可 知 每 生 成 1 mol N2， 转 移 6 mol 电 子 ， 需 要 消 耗 2 mol Al， 故 消 耗 2.7 g (0.1 mol)Al 时，转移 0.3 mol 电子，生成 0.05 mol N2，换算成标准状况下的体积为 1.12 L，D 项正确。8肼(分子式为 N2H4，又称联氨)具有可燃性，在氧气中完全燃烧生成氮气，可用作燃料电池的燃料。由题图信息可知下列叙述不正确的是( )A甲为原电池，乙为电解池16Bb 电极的电极反应式为 O24e =2O2Cd 电极的电
32、极反应式为 Cu2 2e =CuDc 电极质量变化 128 g 时，理论消耗标准状况下的空气约为 112 L答案 B解析 由题图信息可知，甲为乙中的电解提供能量，A 项不符合题意；水溶液中不可能存在O2 ，B 项符合题意；d 电极与负极相连，发生还原反应，生成 Cu，C 项不符合题意；铜质量减少 128 g，减少的物质的量为 2 mol，故转移 4 mol 电子，由 N2H4O 2=N22H 2O 可知，N 元素的化合价由2 升高到 0，故转移 4 mol 电子时，参与反应的 O2的物质的量为 1 mol，即 消 耗 空 气 的 物 质 的 量 约 为 5 mol， 即 标 准 状 况 下 的
33、 体 积 为 5 mol22.4 1 mol20%Lmol 1 112 L，D 项不符合题意。9由于存在同种电解质溶液的浓度差而产生电动势的电池称为浓差电池。利用浓差电池电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠，其装置如下图所示(左侧是浓差电池，右侧是电解池，a、b 电极均为石墨电极)。下列说法正确的是( )A电池放电过程中，Cu(1)电极上的电极反应为 Cu2 2e =CuBa 电极的电极反应为 2H2O4e =O24H Cc、d 离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜D电池从开始工作到停止放电，电解池理论上可制得 160 g 氢氧化钠答案 D解析 浓差电池放电时，两个电极区的硫
34、酸铜溶液的浓度差会逐渐减小，当两个电极区硫酸铜溶液的浓度完全相等时，放电停止。电池放电过程中，Cu(1)电极上发生使 Cu2 浓度降低的还原反应 Cu2 2e =Cu，Cu(2)电极发生使 Cu2 浓度升高的氧化反应Cu2e =Cu2 ，Cu(1)电极为正极，Cu(2)电极为负极，A 项错误；电解池中，a、b 电极分别连接电池的负极和正极，因此 a、b 电极依次为电解池的阴极和阳极,阴极反应为4H2O4e =2H24OH ,阳极反应为 2H2O4e =O24H ，B 项错误；电解过程中，17两个离子交换膜之间的硫酸钠溶液中，Na 通过阳离子交换膜 c 进入阴极(a 极)区，SO通过阴离子交换膜
35、 d 进入阳极(b 极)区，C 项错误；电池从开始工作到停止放电，正极区24硫酸铜溶液的浓度将由 2.5 molL1 降低到 1.5 molL1 ，负极区硫酸铜溶液的浓度同时由 0.5 molL1 升高到 1.5 molL1 ，正极反应可还原 Cu2 的物质的量为 2 L(2.51.5) molL1 2 mol，电路中转移 4 mol 电子，电解池的阴极反应生成 4 mol OH ，即阴极区可制得 4 mol 氢氧化钠，其质量为 160 g，D 项正确。命题区间特训A 组1(2017全国卷，11)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为 H2SO4H2C2O4混合
36、溶液。下列叙述错误的是( )A待加工铝质工件为阳极B可选用不锈钢网作为阴极C阴极的电极反应式：Al 3 3e =AlD硫酸根离子在电解过程中向阳极移动答案 C解析 A 项，根据电解原理可知，Al 要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，正确；B 项，阴极仅作导体，可选用不锈钢网，且不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，正确；C 项，阴极应为氢离子得电子生成氢气，错误；D 项，电解时，阴离子移向阳极，正确。2某同学设计如图所示装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是( )A石墨电极与直流电源负极相连B用湿润的 KI-淀粉试纸在铜电极附近检验气体，试纸变蓝色C氢氧化钠在石墨电极附近产生，Na
37、向石墨电极迁移D铜电极的反应式为 2H 2e =H218答案 D解析 设计本装置的目的是探究氯碱工业原理，也就是电解氯化钠溶液，故铜电极只能作阴极，应连接电源的负极，A 项错误；铜电极上得到的产物是氢气，没有生成 Cl2，无法使湿润的 KI-淀粉试纸变蓝色，B 项错误；铜电极发生的电极反应为 2H 2e =H2，H 放电过程中，大量 OH 在铜电极附近产生，Na 向铜电极迁移，C 项错误，D 项正确。3(2016全国卷，11)锌空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH 溶液，反应为 2ZnO 24OH 2H 2O=2Zn(OH) 。下列说法正确的是( )24A充电时，电解质溶
38、液中 K 向阳极移动B充电时，电解质溶液中 c(OH )逐渐减小C放电时，负极反应为 Zn4OH 2e =Zn(OH)24D放电时，电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气 22.4 L(标准状况)答案 C解析 A 项，充电时，电解质溶液中 K 向阴极移动，错误；B 项，放电时总反应方程式为2ZnO 24OH 2H 2O=2Zn(OH) ，则充电时电解质溶液中 c(OH )逐渐增大，错误；C 项，24在碱性环境中负极 Zn 失电子生成的 Zn2 将与 OH 结合生成 Zn(OH) ，正确；D 项，24O24e ，故电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气 0.5 mol，标准状况下体积为 11.2
39、 L，错误。4对如图装置(铁的防护)的分析正确的是( )A甲装置是牺牲阳极的阴极保护法B乙装置是牺牲阳极的阴极保护法C一段时间后甲、乙装置中 pH 均增大D甲、乙装置中铁电极的电极反应式均为 2H 2e =H2答案 B解析 A 项，甲装置中 C 为阳极，阳极上氯离子失电子，Fe 为阴极，阴极上氢离子得电子，属于外加电流的阴极保护法，错误；B 项，乙装置中 Zn 为负极，Fe 为正极，正极上氧气得电子，Fe 不参加反应，Fe 被保护，所以是牺牲阳极的阴极保护法，正确；C 项，甲装置中19电解氯化钠生成氢氧化钠，溶液的 pH 增大，乙装置中负极 Zn 失电子，正极氧气得电子，最终生成氢氧化锌沉淀，
40、溶液的 pH 几乎不变，错误；D 项，乙中正极上氧气得电子生成氢氧根离子，所以 Fe 电极上没有氢气生成，错误。205科学家尝试用微生物电池除去废水中的有害有机物，其原理如图所示：下列有关说法错误的是( )AA 极电极反应式为 2e H = Cl BB 极电极反应式为 CH3COO 8e 4H 2O=2HCO 9H 3C溶液中的阴离子由 A 极向 B 极移动D该微生物电池在高温条件下无法正常工作答案 C解析 根据微生物电池的原理，H 通过质子交换膜由 B 极向 A 极移动，说明 A 极为电池正极，B 极为电池负极，A、B 选项中的电极反应都正确；由于电池中的质子交换膜只能让 H通过，故溶液中的
41、阴离子无法由 A 极向 B 极移动，C 项错误；高温条件下，微生物无法生存，故微生物电池无法正常工作，D 项正确。6一种生物电化学方法脱除水体中 NH 的原理如图所示，下列说法正确的是( ) 4A装置工作时，化学能转变为电能B装置工作时，a 极周围溶液 pH 降低C装置内工作温度越高，NH 脱除率一定越大 4D电极 b 上发生的反应之一是：2NO 2e =N23O 2 3答案 B解析 该装置是把电能转化为化学能，故 A 项错误；a 极为阳极，电极反应为NH 2H 2O6e =NO 8H ，所以 a 极周围溶液的 pH 减小，故 B 项正确；该装置是在 4 2细菌生物作用下进行的，所以温度过高，
42、导致细菌死亡，NH 脱除率会减小，故 C 项错误； 4b 极上反应式为 2NO 12H 10e =N26H 2O，故 D 项错误。 3217如图 a、b、d 均为石墨电极，c 为 Mg 电极，通电进行电解(电解液足量)。下列说法正确的是( )A向甲中加入适量 Cu(OH)2，溶液组成可以恢复B电解一段时间，乙溶液中会产生白色沉淀C当 b 极增重 3.2 g 时，d 极产生的气体体积为 1.12 LD甲中 b 极上的电极反应式为 4OH 4e =O22H 2O答案 B解析 甲中 CuSO4足量，电解过程中溶液减少的是“O”和“Cu” ，应补 CuO，A 错；B 项，c电极 Mg2e =Mg2 ，
43、d 电极水电离的 H 放电产生 H2，剩余 OH ，溶液显碱性，因而会产生 Mg(OH)2白色沉淀；C 项未指明标准状况，无法计算；D 项，b 极为阴极，电极反应为Cu2 2e =Cu。8用如图所示装置处理含 NO 的酸性工业废水，某电极反应式为 32NO 12H 10e =N26H 2O，则下列说法错误的是( ) 3A电源正极为 A，电解过程中有气体放出B电解时 H 从质子交换膜左侧向右侧移动C电解过程中，右侧电解液 pH 保持不变D电解池一侧生成 5.6 g N2，另一侧溶液质量减少 18 g答案 C解析 A 项，根据题意，与 B 极相连的电极反应为 2NO 12H 10e =N26H 2
44、O，作电 3解池的阴极，故 B 为负极，则 A 为正极，溶液中的 OH 放电，生成 O2，正确；B 项，电解时，左侧阳极室 OH 发生反应，剩余了 H ，故 H 从质子交换膜左侧向右侧移动，正确；C 项，在电解过程中，H 从质子交换膜左侧向右侧移动，故电解液的酸性增强，pH 减小，错误；22D 项，电解池一侧生成 5.6 g N2，转移的电子的物质的量为 2 mol，故另一侧发生反应的水的物质的量为 1 mol，溶液质量减少 18 g，正确。9某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1 xCoO2Li xC6=LiCoO2C 6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是(
45、)A放电时，Li 在电解质中由负极向正极迁移B放电时，负极的电极反应式为 LixC6 xe =xLi C 6C充电时，若转移 1 mol e ，石墨(C 6)电极将增重 7x gD充电时，阳极的电极反应式为 LiCoO2 xe =Li1 xCoO2 xLi答案 C解析 A 项，原电池中阳离子由负极向正极迁移，正确；B 项，放电时，负极发生氧化反应，电极反应式为 LixC6 xe =xLi C 6，正确；C 项，充电时，若转移 1 mol 电子，石墨电极质量将增重 7 g，错误；D 项，充电时阳极发生氧化反应，电极反应式为 LiCoO2 xe =Li1 xCoO2 xLi ，正确。B 组1下图是
46、利用盐桥电池从某些含碘物质中提取碘的两个装置：下列说法中正确的是( )A两个装置中，石墨和石墨均作负极B碘元素在装置中被还原，在装置中被氧化C装置中 MnO2的电极反应式为 MnO22H 2O2e =Mn2 4OH D装置、中的反应生成等量的 I2时，导线上通过的电子数之比为 15答案 D解析 装置中石墨区的 NaI 生成 I2是失去电子的过程，故石墨作负极，装置中石墨区的 NaIO3生成 I2是得到电子的过程，故石墨作正极，A 项错误；装置中碘元素的化合价升高，被氧化，装置中碘元素的化合价降低，被还原，B 项错误；在装置中，电解质溶液为酸性溶液，不可能生成 OH ，C 项错误；2I I 2，生成 1 mol I2时转移 2 mol e ，由装置可知，2IO I 2，生成 1 m
