2021高考化學易錯點9 電化學基礎

易錯09電化學基礎(選擇題)

【易錯分析】

1.原電池中正、負極的判斷

原電池的正、負極與電極材料的性質有關，也與電解質溶液有關，不要形成思維定式——活潑金屬一定是負極。

如Al、Mg和NaOH溶液構成的原電池中,Al為負極,Mg為正極。

2.可充電電池放電與充電時的電極反應

(1)充電時電極的連接:充電的目的是使電池恢復其供電能力,因此負極應與電源的負極相連以獲得電子，可簡

記為負接負后作陰極，正接正后作陽極。

(2)工作時的電極反應式:同一電極上的電極反應式、電池的總反應式，在充電與放電時，形式上恰好相反(同一

電極周圍,充電與放電時電解質溶液中pH的變化趨勢也恰好相反)。

3.燃料電池的關鍵點

(1)要注意介質是什么?是電解質溶液還是熔融鹽或氧化物。

(2)通入負極的物質為燃料，通入正極的物質為氧氣。

(3)通過介質中離子的移動方向，可判斷電池的正負極，同時考慮該離子參與靠近一極的電極反應。

4.電池電極反應式書寫

(1)田在堿性環(huán)境中不存在。

(2)02-在水溶液中不存在，在酸性環(huán)境中結合H+,生成氏0,在中性或堿性環(huán)境中結合叢0,生成OH、

(3)熟記“離子趨向”，抓住“電荷守恒”，熟練書寫燃料電池的電極反應式。

①陽離子趨向正極，在正極上參與反應，在負極上生成(如H+);陰離子趨向負極，在負極上參與反應，在正極上生

22

成(如OH、O\CO3-)?

②相當于正電荷,“+〃e?”相當于負電荷，依據(jù)電荷守恒配平其他物質的系數(shù)。

③電池總反應式=正極反應式+負極反應式。

【錯題糾正】

例題1、銅鋅原電池(如圖)工作時，下列敘述正確的是

鹽橋（裝有瓊脂-

飽和KC1溶液）

A.正極反應為：Zn—2e=Zn2'B.電池反應為：Zn+Cu2+=Zn2++Cu

C.在外電路中，電子從正極流向負極D.鹽橋中的K+移向ZnS04溶液

【解析】該電池中鋅為負極，電極反應為Zn—2e-=Zn2',銅為正極，電極反應為CiP'+2屋=Cu,A項

錯誤；電池總反應為Zn+Cu2+=Zn2++Cu,B項正確；原電池工作時，外電路中電子從負極經(jīng)導線流向正

極，C項錯誤；負極上由于鋅放電，ZnSCU溶液中Zn2'濃度增大，故鹽橋中的C1移向ZnSCU溶液，D項錯

誤。答案：B

例題2、三室式電滲析法處理含Na2s04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

直流電場的作用下，兩膜中間的Na*和SOI可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔

室。下列敘述正確的是

A.通電后中間隔室的SOF離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大

B.該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品

C.負極反應為2H2。-4屋=Ch+4H+,負極區(qū)溶液pH降低

D.當電路中通過1mol電子的電量時，會有0.5mol的02生成

【解析】A項正極區(qū)發(fā)生的反應為2H20—41-O2T+4H+,由于生成H+,正極區(qū)溶液中陽離子增多，故

中間隔室的SOM向正極遷移，正極區(qū)溶液的pH減小。B項負極區(qū)發(fā)生的反應為2H2O+2e=H2T+2OH,

陰離子增多，中間隔室的Na*向負極遷移，故負極區(qū)產(chǎn)生NaOH,正極區(qū)產(chǎn)生H2sO4。C項由B項分析可知,

負極區(qū)產(chǎn)生OH「，負極區(qū)溶液的pH升高。D項正極區(qū)發(fā)生的反應為2Hq—4e=O2f+4H+,當電路中通

過1mol電子的電量時，生成0.25mol。2。答案：B

【知識清單】

1.兩池（原電池、電解池）判定規(guī)律：首先觀察是否有外接電源，若無外接電源，則可能是原電池，然后依

據(jù)原電池的形成條件分析，判定思路主要是“四看”：先看電極，其次看是否自發(fā)發(fā)生氧化還原反應，再看電解

質溶液，最后看是否形成閉合回路。若有外接電源，兩電極插入電解質溶液中，則是電解池。

2.電極反應：

(1)原電池：正極：得到電子，發(fā)生還原反應；負極：失去電子，發(fā)生氧化反應。

(2)電解池：陽極發(fā)生氧化反應，陰極發(fā)生還原反應。

(3)充電電池：負接負為陰極，正接正為陽極。放電時的負極和充電時的陽極發(fā)生氧化反應；放電時的正極和

充電時的陰極發(fā)生還原反應。

3.粒子移動：

(1)原電池：陰離子一負極，陽離子一正極。電子從負極到正極

(2)電解池：陰離子一陽極，陽離子-?陰極。電子從負極到陰極，從陽極到正極。

4.判斷溶液PH的變化：如果判斷的是整個電解質溶液PH的變化，就要分析總的化學方程式，生成或消耗

酸堿的情況。如果判斷的是某極區(qū)溶液PH的變化，就要分析這個極區(qū)的電極反應，生成或消耗H+或0H-

的情況。

5.電解規(guī)律：陽極產(chǎn)物的判斷首先看電極，如果是活性電極作陽極，則電極材料失電子，電極溶解(注意：

鐵作陽極溶解生成Fe2+,而不是Fe3+)；如果是惰性電極，則需看溶液中陰離子的失電子能力，陰離子放電

順序為S?->「>Br->C「>OH一(水)；陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子的放電順序進行判斷：Ag+>Fe3+>

Cu2+>H+

6.恢復原態(tài)措施：電解后有關電解質溶液恢復原態(tài)的問題應該用質量守恒法分析。一般是加入陽極產(chǎn)物和陰

極產(chǎn)物的化合物，但也有特殊情況，如用惰性電極電解CuS04溶液，CM+完全放電之前，可加入CuO或

CuCC)3復原，而Cu2+完全放電之后，應加入Cu(OH)2或CU2(OH)2c。3復原。

7.電解類型：電解水型(如電解Na2so4、H2so4、NaOH溶液等)；電解電解質型(如電解CuCL溶液鹽酸等)；

放氫生堿型(如電解NaCl、MgCb溶液等)；放氧生酸型(如電解CuS04、AgNCh溶液等)。

【變式練習】

1.鎂一次氯酸鹽燃料電池的工作原理如圖，該電池反應為：Mg+C10+H2O=Mg(OH)2+Cr?下列有

關說法正確的是

——?~~

rb電極?[Ci溶液a電極

C10+H20

A.電池工作時，C溶液中的溶質是MgCL

B.電池工作時，正極a附近的pH將不斷增大

-

C.負極反應式：C10-2e+H2O=Cr+2OH

D.b電極發(fā)生還原反應，每轉移0.1mol電子，理論上生成0.1molC「

2.某電動汽車配載一種可充放電的鋰離子電池。放電時電池的總反應為：Li!..vCoO2+LixC6=LiCoO2+

C6(x<l)o下列關于該電池的說法不正確的是

A.放電時，Li+在電解質中由負極向正極遷移

B.放電時，負極的電極反應式為Li、C6—x—=xLi++C6

C.充電時，若轉移1mole」，石墨C6電極將增重7xg

D.充電時，陽極的電極反應式為LiCoCh—xe-=LiiTCoO2+xL「

【易錯通關】

1.我國科學家發(fā)明了一種“可固氮”的鎂一氮二次電池，其裝置如圖所示，下列說法不正確的是

A.固氮時，電池的總反應為3Mg+N2=Mg3N2

B.脫氮時，釘復合電極的電極反應式為Mg3N2-6e=3Mg2++N2

C.固氮時，外電路中電子由釘復合電極流向鎂電極

D.當無水LiCl一MgCL混合物受熱熔融后電池才能工作

2.微生物燃料電池能將污水中的乙二胺(H2NCH2cH2NH2)氧化成環(huán)境友好的物質，示意圖如圖所示，a、

b均為石墨電極。下列說法錯誤的是

7一空氣

+

A.a電極的電極反應為H2NCH2CH2NH2-16e-+4H2O=2CO2t+N2T+16H

B.電池工作時質子通過交換膜由負極區(qū)向正極區(qū)移動

C.a電極上的電勢比b電極上的電勢低

D.電池工作時b電極附近溶液的pH保持不變

3.鋅一空氣燃料電池有比能量高、容量大、使用壽命長等優(yōu)點，可用作電動車動力電源，電池的電解質溶

液為KOH溶液，放電時發(fā)生反應：2Zn+O2+4OH-+2H20=2[Zn(OH)4]”。下列說法正確的是:

隔股

A.放電時，負極反應為Zn-2e=Zn2+

B.該隔膜為陽離子交換膜，允許K+通過

22

C.充電時，當0.1molO2生成時，流經(jīng)電解質溶液的電子個數(shù)約為1.204x10

D.采用多孔炭可提高電極與電解質溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴散至電極表面

4.我國某科研團隊設計了一種新型能量存儲/轉化裝置(如圖所示)。閉合K2、斷開Ki時，制氫并儲能;

斷開K2、閉合Ki時，供電。下列說法錯誤的是

A.制氫時，溶液中K+向Pt電極移動

B.供電時，Zn電極附近溶液的pH不變

C.供電時，X電極發(fā)生還原反應

D.制氫時，X電極反應式為Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2。

5.碳酸二甲酯［(CH3O)2CO］是一種具有發(fā)展前景的“綠色”化工產(chǎn)品。電化學法合成碳酸二甲酯的工作原理如

圖所示。下列說法錯誤的是

石里1質子交換膜石晝口

A.石墨I與直流電源正極相連

B.H+由石墨n通過質子交換膜向石墨I移動

C.石墨I上發(fā)生的電極反應為2cH30H+C0—2e-=(CH3O)2CO+2H+

D.電解過程中，陰極和陽極消耗氣體的物質的量之比為1：2

6.已知某種二次鋰離子電池工作時反應為：LixCn+Li(Lx)CoO2==LiCoO2+nC。電池如圖所示。下列說法

不正確的是

A.放電時，碳材料極失去電子，發(fā)生氧化反應，電子經(jīng)外電路，Li-經(jīng)內(nèi)電路同時移向正極

+

B.放電時正極反應為：Li(1.x)CoO2+xLi+xe-=LiCoO2

C.充電時，Li+從負極脫出，又嵌入正極

D.鋰離子二次電池正負極之間充放電時發(fā)生傳輸Li,的反應，少有副反應

7.一種雙電子介體電化學生物傳感器，用于檢測水體急性生物毒性，其工作原理如圖。下列說法正確的是

佃她膜甲落窿電機

A.圖中所示電極為陽極，其電極反應式為K4Fe(CN6)e=K3Fe(CN)6

B.甲荼醍在陰極發(fā)生氧化反應

C.工作時K+向圖中所示電極移動

D.NAD(P)H轉化為NAD(P)，的過程失去電子

8.DBFC燃料電池的結構如圖，該電池的總反應為NaBH4+4H2Ch=NaBO2+6H2O。下列關于電池工作時的

相關分析不正確的是

NaBH4(aq)+NaOH(aq)

HzO2(aq)+NaOH(aq)

鈉離子交換膜

A.X極為正極，電流經(jīng)X流向外電路

B.Y極發(fā)生的還原反應為H2O2+2e=2OH

C.X極區(qū)溶液的pH逐漸減小

D.每消耗1.0L0.50moi/L的H2O2電路中轉移1.Omolc

9.一種雙室微生物燃料電池污水凈化系統(tǒng)原理如圖所示，圖中酸性污水中含有的有機物用C6Hl2。6表示。

下列有關該電池的說法不正確的是

K4Fe(CN)“溶液“謊輟隼

交換膜kci混合液門負

裁

污水4

34

A.正極的電極反應為Fe(CN)6-+e-=Fe(CN)6-

34+

B.電池的總反應為C6Hl2。6+24Fe(CN)6-+6H2O=6CO2T+Fe(CN)6-+24H

C.該“交換膜”可選用"質子交換膜”

D.若將“K4Fe(CN)6溶液''改為"Ch”,當有22.4LCh參與反應時，理論上轉移4moi電子

10.2019年11月《Science》雜志報道了王浩天教授團隊發(fā)明的制取H2O2的綠色方法，原理如圖所示（己

知：H2O2-H1+H2O,Ka=2.4x1012）下列說法不正確的是

■

多

內(nèi)Y:

—

孔

密

需e

固

…

：

體

；

高

電

*，

子

:量

a物純凈Hq：溶液b極

A.b極上的電極反應為O2+H2O+2e-=HC）2-+OH

B.X膜為選擇性陽離子交換膜

C.催化劑可促進反應中電子的轉移，加快反應速率

D.每生成1molH2O2電極上流過4moie-

11.熔融鈉-硫電池性能優(yōu)良，是具有應用前景的儲能電池。下圖中的電池反應為

2Na+xS車產(chǎn)Na2sx仙?3,難溶于熔融硫）,

下列說法錯誤的是

密封

一不銹鋼容器

一=-----Na-A-Aia固體

--------熔融鈉

——熔融硫（含碳粉）

A.Na2s4的電子式為Na]SSSS廣Na.

B.放電時正極反應為xS+2Na+2e-=Na2Sx

C.Na和Na2sx分別為電池的負極和正極

D.該電池是以Na-P-Ak。?為隔膜的二次電池

12.電解高濃度RCOONa（竣酸鈉）的NaOH溶液，在陽極RCOCT放電可得到R-R（烷煌）。下列說法不巧現(xiàn)

的是（）

通電

A.電解總反應方程式：2RCOONa+2H2O——R-R4-2CO,T+H2T+2NaOH

B.RCOCT在陽極放電，發(fā)生氧化反應

C.陰極的電極反應：2H2O+2e-=2OH-+H2T

D.電解CH3coONa、CH3cH2coONa和NaOH混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷

參考答案

【變式練習】

1.B根據(jù)反應方程式知鎂作負極而溶解，并與0H反應剛好生成氫氧化鎂沉淀，因此C溶液的溶質不含鎂

離子,A錯誤：根據(jù)C1CT-61+OPT知a電極是正極，反應是CKT+Zb+FhO=Cl+20H,B正

確；C錯誤，應該是Mg-2e「+2OH^=Mg(OH)2；b電極是負極，發(fā)生氧化反應，D錯誤。

2.C【解析】A、放電時，陽離子在電解質中向正極移動，故正確；B、放電時，負極失去電子，電極反應式

正確；C、充電時，若轉移1mol電子，則石墨電極質量增重7g,錯誤：D、充電時陽極失去電子，為原電

池的正極的逆反應，故正確。

【易錯通關】

1.C【解析】A.固氮時該裝置為原電池裝置，鎂為活潑金屬，作負極，被氧化成Mg2+,釘復合電極為正

極，氮氣在電極上發(fā)生還原反應生成N3',與熔融電解質中鎂離子生成Mg3N2,所以總反應為3Mg+N2=Mg3N2,

故A正確；

B.脫氮時，-3價的氮要被氧化，釘復合電極應發(fā)生氧化反應，Mg?N2失電子發(fā)生氧化反應生成氮氣，電極

2+

反應：Mg3N2-6e-=3M+N2T,故B正確：

C.固氮時，鎂電極為負極，外電路中電子由負極鎂電極流向行復合電極，故C錯誤；

D.無水LiCl-MgCL混合物常溫下為固體，無自由移動離子，不能導電，受熱熔融后產(chǎn)生自由移動離子導

電，電池才能工作，故D正確：

故選：Co

2.D【解析】根據(jù)原電池裝置圖分析，H2N(CHZ)2NH2在a電極上失電子發(fā)生氧化反應，生成氮氣、二氧化

碳和水，則a為負極，電極反應式為H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-=2CO2T+N2f+16H，，氧氣在正極b上得電

+

子發(fā)生還原反應，電極反應式為：O2+4e-+4H=2H2O,據(jù)此分析解答。

A.H2N(CH?)2NH2在負極a上失電子發(fā)生氧化反應，生成氮氣、二氧化碳和水，電極反應式為

H2NCH2CH2NH2-16e-+4H2O=2CO2t+N2t+16H',A選項正確：

B.原電池中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，因此，電池工作時質子(H+)通過質子交換膜由負極

區(qū)向正極區(qū)移動，B選項正確：

C.由上述分析可知，a電極為負極，b電極為正極，故a電極上的電勢比b電極上的電勢低，C選項正確;

D.電池工作時，氧氣在正極b上得電子發(fā)生還原反應，發(fā)生的電極反應式為O2+4e-+4H+=2比0,H，濃度減

小，故b電極附近溶液的pH增大，D選項錯誤；

答案選D。

3.D【解析】由放電時總反應2Zn+O2+4OH-+2H2O=2[Zn(OH)4]2-和裝置圖可知,金屬Zn為負極，放電時

2

發(fā)生反應：Zn+4OH-2e-=[Zn(OH)4]-.多孔碳為正極反生反應：Ch+de—2H2。=40H，充電時總反應為

[Zn(OH)4]2=2Zn+O2T+4OH+2H20,金屬Zn為陰極，多孔碳為陽極，以此分析。

A.放電時,負極反應為Zn+40H-2e=[Zn(OH)4產(chǎn),A項錯誤;

B.正極反生反應：O2+4e-+2H2O=4OH,可知該隔膜為陰離子交換膜，允許0M通過，B項錯誤；

C.不論放電還是充電，電子不會流經(jīng)電解質溶液，C項錯誤；

D.采用多孔炭可提高電極與電解質溶液的接觸面積，并有利于氧氣擴散至電極表面，D項正確；

答案選D。

4.B【解析】閉合K2、斷開Ki時，制氫并儲能，構成電解池，Pt電極發(fā)生還原反應，為陰極，X電極發(fā)

生氧化反應，為陽極：斷開K2、閉合Ki時，構成原電池，X電極發(fā)生還原反應，為正極，Zn電極發(fā)生氧

化反應，為負極。

A.制氫時，Pt電極為陰極，電子從X電極向Pt電極移動，溶液中K，向Pt電極移動，A正確，不選；

B.供電時,Zn電極發(fā)生氧化反應,發(fā)生反應Zn-2e-+4OH=ZnO22-+2H2O,消耗OH,pH減小，B錯誤,

符合題意；

C.供電時，X電極發(fā)生還原反應，NiOOH轉化為Ni(0H)2,C正確，不選：

D.制氫時，X電極為陽極，反應式為Ni(OH)2-e+OH-=NiOOH+H2O,D正確，不選；

答案為B。

5.B【解析】該裝置有外接電源，是電解池，由圖可知甲醇和一氧化碳失電子發(fā)生氧化反應生成碳酸二甲

酯，則電極石墨I為陽極，陽極反應為2cH3OH+CO-2e=(CH3O)2CO+2H-,電極石墨H為陰極，陽極產(chǎn)生

的氫離子從質子交換通過移向陰極，氧氣在陰極得電子與氫離子反應生成水，電極反應為O2+4e-+4H-=2H2。,

據(jù)此解答。

A.石墨I為陽極，與直流電源正極相連，故A正確；

B.電解池工作時，陽離子向陰極移動，即H+由石墨I通過質子交換膜向石墨II移動，故B錯誤；

C.石墨I為陽極，陽極上是甲醇和一氧化碳反應失電子發(fā)生氧化反應，電極反應為

+

2CH3OH+CO-2e=(CH3O)2CO+2H,故C正確；

D.常溫常壓下甲醇是液體，電解池工作時轉移電子守恒，根據(jù)關系式2co?4e-?02可知陰極消耗的氧氣

與陽極消耗的一氧化碳物質的量之比為1:2,故D正確；

故答案為B。

6.C【解析】放電時的反應為LixCn+Li(i“)CoO2=LiCoO2+nC,Co元素的化合價降低，Li元素的化合價

升高，原電池中負極發(fā)生氧化反應，反應式為：LiC-xe-=xLi++nC,正極發(fā)生還原反應，反應式為：Li(i-x)CoO2

+xLi++xe=LiCoO2,再由放電時的反應分析充電時的反應。

A.放電時，碳材料極為負極，發(fā)生氧化反應，電子經(jīng)外電路，L「經(jīng)內(nèi)電路同時移向正極，故A正確；

+

B.由上述分析可知，Co元素的化合價降低，正極反應式為：Li(i.x)CoO2+xLi+xe-=LiCoO2,故B正確；

C.充電時，Li+應從正極脫出，嵌入陰極，故C錯誤；

D.由上述正負極反應可知，鋰離子二次電池正負極之間充放電時發(fā)生傳輸Li+的反應，少有副反應，故D

正確。

答案選C。

7.D【解析】A.根據(jù)圖示可知K&Fe(CN6)在電極表面失電子生成K?Fe(CN)6，故圖示電極為陽極，其電極

+

方程式為K4Fe(CN6)-e=K3Fe(CN)6+K,A項錯誤；

B.甲蔡醍應在陰極發(fā)生還原反應，B項錯誤；

C.工作時在電解池中陽離子應向陰極移動，C項錯誤；

D.根據(jù)圖示，該過程NAD(P)H被甲蔡醵氧化，即失去電子，D項正確；

答案選D。

8.A【解析】由工作原理裝置圖可知，負極發(fā)生氧化反應，電極反應式為BH；+8OLT—8e-=BO￡+6H2O,

正極H2O2發(fā)生還原反應，得到電子被還原生成OH-,電極反應式為H2()2+2e-=2OIT；

A.由圖知X極為負極，電子經(jīng)X流向外電路流入Y,A錯誤；

B.Y極為正極，H2O2發(fā)生還原反應：H2O2+2e=2OH,B正確；

-

C.X極發(fā)生氧化反應：BH；+8OH-8e-=BO；+6H2O,故X極區(qū)溶液的pH逐漸減小，C正確；

D.由電極反應式H2O2+2e=2OH知，每消耗1.0L0.50moi/L的H2O2電路中轉移1.Omole',D正確；

答案選A。

434

9.D【解析】反應中Fe(CNT-生成Fe(CN)6-,鐵元素被還原，應為原電池正極反應，發(fā)生Fe(CN)6-+e-=Fe(CN)6-,

負極C6Hl2。6被氧化生成水和二氧化碳，以此解答該題。

A.根據(jù)元素化合價的變化可知Fe(CN)(>3-生成FefNk4■的過程鐵元素被還原，應為原電池的正極，所以正

極反應為Fe(CN)63-+e-=Fe(CN)64-,故A正確；

B.C6Hl2。6被氧化生成水和二氧化碳，F(xiàn)e(CN)63-生成Fe(CN)6%則總反應為

34

C6Hi2O6+24Fe(CN)6-+6H2O=6CO2t+24Fe(CN)6+24H故B正確；

C.原電池中陰離子有向負極移動的趨勢，為防止Fe(CN)63-移向負極，同時可以使負極產(chǎn)生的氫離子遷移到

正極，可選用質子交換膜，故C正確：

D.氧氣所處的壓強和溫度未知，無法計算氧氣的物質的量，故D錯誤；

故答案為D。

10.D【解析】根據(jù)圖知，a極通入氫氣為負極，發(fā)生H2-2e=2H+,b為正極，氧氣得電子，b極上的電極

反應為O2+H2O+2e-=HO2-+OH,X膜為選擇性陽離子交換膜，讓H*進入中間，每生成ImolHzCh電極上流

過2moie,據(jù)此分析。

A.b為正極，氧氣得電子，b極上的電極反應為O2+H2O+2e-=HO2-+OH,選項A正確：

B.a極發(fā)生H2-2e=2H+,X膜為選擇性陽離子交換膜，讓H+進入中間，選項B正確；

C.催化劑可促進反應中電子的轉移，加快反應速率，選項C正確；

D.氧元素由0價變成-1價，每生成ImolHzCh電極上流過2moie,選項D錯誤；

答案選D。

ILC【解析】根