（高考化學(xué)專練）題型11 新型電化學(xué)裝置分析（解析版）

（高考化學(xué)專練）題型11新型電化學(xué)裝置分析（解析版）（高考化學(xué)專練）題型11新型電化學(xué)裝置分析（解析版）/（高考化學(xué)專練）題型11新型電化學(xué)裝置分析（解析版）題型11新型電化學(xué)裝置分析目錄TOC\o"1-2"\h\u 1【考向一】新型一次電池裝置分析 1【考向二】新型可充電池裝置分析 4【考向三】新型燃料電池裝置分析 8【考向四】新型電解裝置分析 11【考向五】橋膜式電化學(xué)裝置分析 16【考向六】串聯(lián)組合式電化學(xué)裝置分析 21【考向七】金屬腐蝕型原電池裝置分析 24【考向八】金屬防護(hù)型電化學(xué)裝置分析 28【考向九】守恒法在電化學(xué)計(jì)算中應(yīng)用 31 34【考向一】新型一次電池裝置分析【典例1】(2023·海南卷)利用金屬Al、海水及其中的溶解氧可組成電池,如圖所示.下列說法正確的是

A．b電極為電池正極B．電池工作時(shí),海水中的向a電極移動(dòng)C．電池工作時(shí),緊鄰a電極區(qū)域的海水呈強(qiáng)堿性D．每消耗1kgAl,電池最多向外提供37mol電子的電量【答案】A【分析】鋁為活潑金屬,發(fā)生氧化反應(yīng)為負(fù)極,則石墨為正極;【解析】A．由分析可知,b電極為電池正極,A正確;B．電池工作時(shí),陽離子向正極移動(dòng),故海水中的向b電極移動(dòng),B錯(cuò)誤;C．電池工作時(shí),a電極反應(yīng)為鋁失去電子生成鋁離子,鋁離子水解顯酸性,C錯(cuò)誤;D．由C分析可知,每消耗1kgAl(為),電池最多向外提供mol電子的電量,D錯(cuò)誤;故選A.1．原電池工作原理示意圖2．原電池正極和負(fù)極的5種判定方法3．微粒流向(1)電子流向：負(fù)極→正極(電流的方向正好相反).[注意]電子沿導(dǎo)線傳遞但不能通過電解質(zhì)溶液.(2)離子流向：陽離子移向正極,陰離子移向負(fù)極.4．鹽橋式原電池①導(dǎo)電：鹽橋中離子的定向遷移構(gòu)成了電流通路②平衡電荷：使由它連接的兩溶液保持電中性,使電池能持續(xù)提供電流③隔離：相互反應(yīng)的電極和溶液通過鹽橋隔離開5．一次電池(1)特點(diǎn)：只能使用一次,不能充電復(fù)原繼續(xù)使用(2)代表：堿性鋅錳干電池、酸性鋅錳干電池6．幾種一次電池的電極反應(yīng)式(1)堿性鋅錳干電池①電池反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn(OH)2②負(fù)極反應(yīng)：Zn+2OH－－2e－Zn(OH)2③正極反應(yīng)：2MnO2+2H2O+2e－2MnOOH+2OH－(2)紐扣式鋅銀電池①電池反應(yīng)：Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag②負(fù)極反應(yīng)：Zn+2OH－－2e－Zn(OH)2③正極反應(yīng)：Ag2O+H2O+2e－2Ag+2OH－【變式1-1】(2023上·河北張家口·高三河北省尚義縣第一中學(xué)校聯(lián)考)化學(xué)電源在日常生活和高科技領(lǐng)域中都有廣泛應(yīng)用.下列說法正確的是A．甲：對(duì)比普通鋅錳干電池,堿性鋅錳電池的比能量和可儲(chǔ)存時(shí)間均有所提高B．乙：負(fù)極的電極反應(yīng)式為C．丙：鋅筒作負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),消耗時(shí)內(nèi)電路中有電子轉(zhuǎn)移D．丁：電池放電過程中,負(fù)極質(zhì)量逐漸變輕【答案】A【解析】A．對(duì)比普通鋅錳干電池,堿性鋅錳電池的比能量和可儲(chǔ)存時(shí)間均有所提高,A正確;B．乙裝置中,為負(fù)極,B錯(cuò)誤;C．丙中鋅較活潑,故鋅為負(fù)極,鋅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),鋅筒會(huì)變薄,但是電子不會(huì)進(jìn)入內(nèi)電路,C錯(cuò)誤;D．電池放電過程中,鉛和二氧化鉛都反應(yīng)生成硫酸鉛,負(fù)極鉛轉(zhuǎn)化為硫酸鉛,質(zhì)量增加,D錯(cuò)誤.故選A.【變式1-2】(2023上·河南·高三統(tǒng)考期中)鋰—海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注.下列說法錯(cuò)誤的是A．海水起電解質(zhì)溶液的作用B．鋰為負(fù)極,發(fā)生的電極反應(yīng)：C．鋰電極應(yīng)與海水直接接觸D．正極反應(yīng)式：【答案】C【解析】A．海水中含有多種鹽,起電解質(zhì)溶液的作用,故A正確;B．Li是活潑金屬易失電子發(fā)生氧化反應(yīng),鋰為負(fù)極,發(fā)生的電極反應(yīng)：,故B正確;C．鋰活潑金屬能與水反應(yīng),鋰電極不應(yīng)與海水直接接觸,故C錯(cuò)誤;D．正極得電子發(fā)生還原反應(yīng),正極反應(yīng)式：,故D正確;選C.【考向二】新型可充電池裝置分析【典例2】(2023上·四川成都·高三石室中學(xué)?？?以柏林綠Fe[Fe(CN)6]為代表的新型可充電鈉離子電池,其放電工作原理如圖所示.下列說法不正確的是A．放電時(shí),Na＋通過交換膜從右室移向左室B．放電時(shí),Mo箔上的電勢比Mg箔上的高C．充電時(shí),Mg箔接電源的負(fù)極D．充電時(shí),陰極反應(yīng)式為Fe[Fe(CN)6]＋2Na＋＋2e－=Na2Fe[Fe(CN)6]【答案】D【分析】根據(jù)圖示,放電過程中,Mg變成[Mg2Cl2]2＋,Mg被氧化,所以Mg箔為負(fù)極,Mo箔為正極;則充電時(shí),Mg箔上發(fā)生還原反應(yīng),為陰極,Mo箔為陽極,由此分析解答.【解析】C．放電時(shí)為原電池,Na＋通過交換膜從右室(負(fù)極)移向左室(正極),故A正確;B．放電時(shí),Mg箔為負(fù)極,Mo箔為正極,Mo箔上的電勢比Mg箔上的高,故B正確;C．充電時(shí)為電解池,Mg箔為電解池陰極,與電源的負(fù)極相連,故C正確;D．放電時(shí)為原電池,Mg箔為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為2Mg＋2Cl??4e?＝[Mg2Cl2]2＋,則充電時(shí)Mg箔為陰極,發(fā)生得電子的還原反應(yīng),陰極反應(yīng)式為[Mg2Cl2]2＋＋4e?＝2Mg＋4Cl?,故D錯(cuò)誤;故答案選D.二次電池(1)放電時(shí)為原電池,電極屬性為正負(fù)極;充電時(shí)為電解池,電極屬性為陰陽極(2)陽極連正極,陰極連負(fù)極,電極反應(yīng)和電極反應(yīng)式相反,充放電時(shí)電極互變①充電時(shí),陽極變成正極,陰極變成負(fù)極②放電時(shí),正極變成陽極,負(fù)極變成陰極(3)鉛蓄電池：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O①負(fù)極反應(yīng)：Pb+SO42－－2e－PbSO4②正極反應(yīng)：PbO2+4H++SO42－+2e－PbSO4+2H2O③陽極反應(yīng)：PbSO4+2H2O－2e－PbO2+4H++SO42－④陰極反應(yīng)：PbSO4+2e－Pb+SO42－(4)鈷酸鋰電池：LixC6+Li1－xCoO2C6+LiCoO2①負(fù)極反應(yīng)：LixC6－xe－C6+xLi+②正極反應(yīng)：Li1－xCoO2+xLi+LiCoO2－xe－③陽極反應(yīng)：LiCoO2－xe－Li1－xCoO2+xLi+④陰極反應(yīng)：C6+xLi++xe－LixC6(5)LaNi5H6+6NiOOHLaNi5+6Ni(OH)2(儲(chǔ)氫合金和儲(chǔ)氫物質(zhì)中各元素的化合價(jià)均為0價(jià))①負(fù)極反應(yīng)：LaNi5H6－6e－+6OH－LaNi5+6H2O②正極反應(yīng)：6NiOOH+6e－6Ni(OH)2+6OH－③陽極反應(yīng)：6Ni(OH)2+6OH－－6e－6NiOOH+6H2O④陰極反應(yīng)：LaNi5+6H2O+6e－LaNi5H6+6OH－【變式2-1】(2023上·廣東深圳·高三紅嶺中學(xué)校考)一款可充放電固態(tài)鹵離子穿梭電池工作時(shí)原理如圖所示,I室、Ⅱ室、Ⅲ室均為HGPE凝膠聚合物電解質(zhì),下列說法正確的是A．交換膜1、2分別為氯離交換膜和陽離子交換膜B．放電時(shí),b為正極,發(fā)生還原反應(yīng)C．充電時(shí),a電極反應(yīng)為：D．充電時(shí),每轉(zhuǎn)移1mol電子,b電極增重35.5g【答案】C【分析】從圖中可以看出放電時(shí)b發(fā)生氧化反應(yīng)是負(fù)極、a發(fā)生還原反應(yīng)是正極,故充電時(shí)a為陽極,b為陰極.放電時(shí)氯離子的移動(dòng)方向?yàn)椋篒室→Ⅱ室→Ⅲ室,充電時(shí)氯離子移動(dòng)與放電時(shí)相反,因此交換膜1、2均為陰離子交換膜.【解析】A．據(jù)分析,交換膜1、2均為陰離子交換膜,故A錯(cuò)誤;B．據(jù)分析,放電時(shí)b是負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),故B錯(cuò)誤;C．放電時(shí)a是正極,因此充電時(shí)a是陽極,發(fā)生氧化反應(yīng)：,故C正確;D．充電時(shí),b電極是陰極,每轉(zhuǎn)移1mol電子,b電極有1molCl-解離下來向a極移動(dòng)而減少35.5g,故D錯(cuò)誤;故選C.【變式2-2】(2023上·河南周口·高三長垣市第一中學(xué)校聯(lián)考)我國科學(xué)家發(fā)明了一種二次電池,裝置如圖所示,X、Z區(qū)域的電解質(zhì)溶液不同,各為溶液和KOH溶液中的一種.已知放電、充電過程中,X、Y、Z區(qū)域始終均為單一電解質(zhì)溶液.下列說法錯(cuò)誤的是A．充電時(shí),陰極反應(yīng)為B．放電時(shí),正極反應(yīng)為C．Z區(qū)域的電解質(zhì)溶液為溶液,充電時(shí)Z區(qū)域溶液的pH減小D．放電時(shí)Y區(qū)域溶液濃度減小,N膜為陰離子交換膜【答案】D【分析】Zn為活潑金屬,根據(jù)原電池工作原理,放電時(shí)Zn為負(fù)極,電極反應(yīng)式為Zn-2e-+4OH-=,PbO2為正極,電極反應(yīng)式為.【解析】A．根據(jù)圖示,放電時(shí)Zn變?yōu)?發(fā)生氧化反應(yīng),Zn電極為負(fù)極,則充電時(shí)Zn電極為陰極,陰極的電極反應(yīng)為,A不符合題意;B．放電時(shí)電極為正極,正極反應(yīng)為,B不符合題意;C．放電時(shí),電極反應(yīng)消耗,則Z區(qū)域的電解質(zhì)溶液為溶液,充電時(shí)電極反應(yīng)為,溶液中增大,故充電時(shí)Z區(qū)域溶液的pH減小,C不符合題意;D．放電時(shí),Zn電極反應(yīng)為,電極反應(yīng)為,為平衡X、Z區(qū)域的溶液電荷,同時(shí)保證X、Y、Z區(qū)域均為單一電解質(zhì)溶液,則通過N膜移向Y區(qū)域,N膜為陰離子交換膜,通過M膜移向Y區(qū)域,M膜為陽離子交換膜,故放電時(shí)Y區(qū)域溶液濃度增大,D符合題意;故選D.【考向三】新型燃料電池裝置分析【典例3】(2023上·上海浦東新·高三上海南匯中學(xué)?？?2022年北京冬奧會(huì)期間,賽區(qū)內(nèi)使用了氫燃料清潔能源車輛,某氫氧燃料電池工作如圖所示.下列說法不正確的是A．此電池反應(yīng)為自發(fā)的氧化還原反應(yīng)B．電極b表面反應(yīng)為：C．電池工作過程中K+向負(fù)極遷移D．氫氧燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化率高于火力發(fā)電,提高了能源利用率【答案】C【分析】由圖可知,電極a為負(fù)極,電極反應(yīng)式為H2?2e?＋2OH?=2H2O,電極b為正極,電極反應(yīng)式為O2＋4e?＋2H2O=4OH?,據(jù)此作答.【解析】A．此電池為原電池原理,反應(yīng)為自發(fā)的氧化還原反應(yīng),故A正確;B．電極b為正極,電極反應(yīng)式為,故B正確;C．原電池工作時(shí),陰離子向負(fù)極移動(dòng),K+移向正極,故C錯(cuò)誤;D．氫氧燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,能量損失少,轉(zhuǎn)化率高于火力發(fā)電,提高了能源利用率,故D正確;故答案選C.燃料電池(1)燃料電池的電極材料①可燃物在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng),如氫氣、甲烷、乙醇等還原劑②助燃物在正極上發(fā)生還原反應(yīng),如氧氣、氯氣等氧化劑(2)燃料電池的總反應(yīng)：可燃物的燃燒反應(yīng)兼顧產(chǎn)物和溶液的反應(yīng)(3)燃料電池的正極反應(yīng)式(4)氧氣在正極上的反應(yīng)式環(huán)境氧氣氮?dú)馑嵝原h(huán)境4H++O2+4e－2H2ON2+6e－+8H+2NH4+堿性環(huán)境2H2O+O2+4e－4OH－N2+6e－+6H+2NH3中性環(huán)境2H2O+O2+4e－4OH－N2+6e－+6H+2NH3熔融氧化物O2+4e－2O2－N2+6e－2N3－有CO2存在O2+4e－+2CO22CO32－(5)燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式環(huán)境甲烷氫氣酸性環(huán)境CH4+2H2O－8e－CO2+8H+H2－2e－2H+堿性環(huán)境CH4+10OH－－8e－CO32－+7H2OH2－2e－+2OH－2H2O熔融碳酸鹽CH4+4CO32－－8e－5CO2↑+2H2OH2－2e－+CO32－H2O+CO2↑碳酸鹽溶液CH4+9CO32－－8e－+3H2O10HCO3－H2－2e－+CO32－H2O+CO2↑熔融氧化物CH4+5O2－－8e－CO32－+2H2OH2－2e－+O2－2H2O環(huán)境甲醇肼酸性環(huán)境CH3OH+H2O－6e－CO2↑+6H+N2H4－4e－N2↑+4H+堿性環(huán)境CH3OH+8OH－－6e－CO32－+6H2ON2H4－4e－+4OH－N2↑+4H2O熔融碳酸鹽CH3OH－6e－+3CO32－4CO2↑+2H2O碳酸鹽溶液CH3OH+7CO32－－6e－+2H2O8HCO3－熔融氧化物CH3OH+4O2－－6e－CO32－+2H2ON2H4－4e－+2O2－N2↑+2H2O【變式3-1】(2023上·浙江·高三慈溪中學(xué)校聯(lián)考)一種三室微生物燃料電池的工作原理如圖所示,該電池能同時(shí)去除有機(jī)物、脫氮形成無害氣體和水.下列說法不正確的是A．X、Y交換膜均為質(zhì)子交換膜B．電極室C中溶液經(jīng)滅菌后通入電極室AC．b電極反應(yīng)式：D．電極室C中僅發(fā)生還原反應(yīng)【答案】D【分析】根據(jù)圖中電子的流向和電極上的變化可判斷電極b電極上發(fā)生的反應(yīng)為：,電極a上的反應(yīng)為,而電池c上有兩個(gè)變化過程分別為：,.【解析】A．結(jié)合電極反應(yīng)可判斷X、Y交換膜均為質(zhì)子交換膜,故A正確;B．結(jié)合分析可知電極室C中溶液經(jīng)滅菌后通入電極室A,故B正確;C．b電極反應(yīng)式：,故C正確;D．結(jié)合電極上的變化,可知電極室C中既發(fā)生還原反應(yīng)又發(fā)生了氧化反應(yīng),故D錯(cuò)誤;故選D.【變式3-2】(2023上·云南大理·高三統(tǒng)考)從綠色化學(xué)和環(huán)境保護(hù)角度來看,燃料電池是最具有發(fā)展前途的發(fā)電技術(shù).32燃料電池裝置如圖所示,下列說法錯(cuò)誤的是A．該32燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置B．電池工作時(shí),溶液中的OH-向電極a遷移C．當(dāng)外電路中有3mol電子通過時(shí),電極a上消耗22.4LNH3D．電極b上的電極反應(yīng)式為22--【答案】C【分析】電極a處氨氣失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),可知電極a為負(fù)極,b為正極.【解析】A．該32燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,A正確;B．電池工作時(shí),溶液中的OH-向負(fù)極即電極a遷移,B正確;C．電極a的電極反應(yīng)式為,當(dāng)外電路中有3mol電子通過時(shí),電極a上消耗1molNH3,沒有指明是在標(biāo)況下,不能確定體積大小,C錯(cuò)誤;D．電極b上的電極反應(yīng)式為22--,D正確;故選C.【考向四】新型電解裝置分析【典例4】(2024上·內(nèi)蒙古呼和浩特·高三統(tǒng)考期末)濃差電池是電池內(nèi)某一物質(zhì)由高濃度變?yōu)榈蜐舛惹野殡S著能量變化的一類電池,現(xiàn)有如圖Ⅰ、Ⅱ所示裝置,電極材料均為,該裝置工作時(shí),下列說法正確的是A．電子流向：,B．極和極的電極反應(yīng)都是：C．工作一段時(shí)間后,圖Ⅱ裝置中溶液濃度不變D．若通過陰離子交換膜,理論上極減少【答案】C【分析】由于濃差電池是物質(zhì)從高濃度狀態(tài)向低濃度狀態(tài)轉(zhuǎn)移而獲得電動(dòng)勢,則根據(jù)溶液濃度可知從左側(cè)經(jīng)陰離子交換膜進(jìn)入右側(cè),則Cu(1)是正極,銅離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銅單質(zhì),Cu(2)是負(fù)極,銅失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成銅離子,則Cu(3)為陰極、Cu(4)為陽極;【解析】A．電子由負(fù)極流向陰極、由陽極流向正極,結(jié)合分析可知,電子流向?yàn)镃u(2)→Cu(3),Cu(4)→Cu(1),A錯(cuò)誤;B．極為負(fù)極,反應(yīng)為：;極為陰極,反應(yīng)為銅離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銅：,B錯(cuò)誤;C．Cu(3)為陰極,銅離子得到生成銅通;Cu(4)為陽極,銅失去電子生成銅離子;工作一段時(shí)間后,圖Ⅱ裝置中溶液濃度不變,C正確;D．0.5mol發(fā)生遷移,則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol,根據(jù)電極反應(yīng)Cu-2e-=Cu2+可知Cu(4)極0.5molCu反應(yīng),質(zhì)量減少32g,D錯(cuò)誤;故選C.一、電解的原理1．電解池的構(gòu)成①有與直流電源相連的兩個(gè)電極.②電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì)).③形成閉合回路.2．電解池的工作原理(1)電極反應(yīng)①陽極：連原電池的正極,發(fā)生氧化反應(yīng).②陰極：連原電池的負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng).(2)三個(gè)"流向”①電子流向：陽極eq\o(→,\s\up7(外電路))陰極②電流流向：陰極eq\o(→,\s\up7(外電路))陽極eq\o(→,\s\up7(內(nèi)電路))陰極③離子流向：陽離子→陰極;陰離子→陽極(3)電勢高低①原電池：正極＞負(fù)極②電解池：陰極＞陽極3．電極按性質(zhì)分類(1)惰性電極：由Pt(鉑)、Au(金)、C(石墨)組成的電極(2)活潑電極：除了Pt、Au以外的其他金屬電極4．陰陽兩極上放電順序(1)陰極(與電極材料無關(guān))：氧化性強(qiáng)的微粒先放電,放電順序：(2)陽極(與電極材料有關(guān))：①若是活性電極作陽極,則活性電極首先失電子,發(fā)生氧化反應(yīng).②若是惰性電極作陽極,放電順序?yàn)椋?3)三注意①陰極不管是什么材料,電極本身都不反應(yīng),一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離子放電.②最常用、最重要的放電順序?yàn)殛枠O：Cl－＞OH－;陰極：Ag+＞Cu2+＞H+.③電解水溶液時(shí),K+～Al3+不可能在陰極放電.二、電解原理的應(yīng)用1．電解精煉銅(含Zn、Ni、Fe、Ag、Au、Pt等雜質(zhì))(1)電解池的構(gòu)成①粗銅作陽極②精銅作陰極③硫酸酸化的CuSO4溶液作電解液(2)電極反應(yīng)①陽極：Zn－2e－Zn2+、Fe－2e－Fe2+、Ni－2e－Ni2+、Cu－2e－Cu2+②陰極：Cu2++2e－Cu2．電鍍(1)電解池的構(gòu)成①鍍層金屬作陽極②被鍍物品作陰極③含鍍層金屬離子溶液作電解液(2)電極反應(yīng)①陽極：Cu－2e－Cu2+②陰極：Cu2++2e－Cu_(3)反應(yīng)特點(diǎn)①不能寫出總反應(yīng)方程式②電解過程中原電解質(zhì)溶液濃度不變3．電冶煉：制備K、Ca、Na、Mg、Al等活潑金屬(1)煉鈉的方法：電解熔融的NaCl①陽極反應(yīng)：2Cl－－2e－Cl2↑②陰極反應(yīng)：2Na++2e－2Na③電解反應(yīng)：2NaCl2Na+Cl2↑(2)煉鋁的方法：電解熔融的Al2O3①陽極反應(yīng)：2O2－－4e－O2↑②陰極反應(yīng)：Al3++3e－Al③電解反應(yīng)：2Al2O34Al+3O2↑④不用氯化鋁的原因：AlCl3是共價(jià)化合物,熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電⑤冰晶石的作用：作熔劑,降低氧化鋁的熔點(diǎn),節(jié)能⑥陽極石墨被氧氣腐蝕,需定期更換4．電解熔融的碳酸鈉(1)陽極反應(yīng)：2CO32－－4e－O2↑+2CO2↑(2)陰極反應(yīng)：2Na++2e－2Na(2)電解反應(yīng)：2Na2CO34Na+O2↑+2CO2↑【變式4-1】(2023上·黑龍江·高三校聯(lián)考期末)我國學(xué)者開發(fā)了一種新型高效的催化劑,大幅度降低了電解所需的電壓,同時(shí)可將氣體變廢為寶,其工作原理如圖所示,下列說法正確的是A．電極與電源負(fù)極相連B．吸收的反應(yīng)的離子方程式為C．交換膜為質(zhì)子交換膜,電解時(shí)由流向D．標(biāo)況下,若電極上生成,理論上中可處理分子【答案】D【分析】由圖可知,與直流電源負(fù)極相連的X電極為電解池的陰極,氫離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣,Y電極為陽極,亞鐵離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鐵離子,放電生成的鐵離子在c室溶液中與硫化氫反應(yīng)生成亞鐵離子、硫沉淀和氫離子,電解時(shí)氫離子通過質(zhì)子交換膜由陽極室b流向陰極室a.【解析】A．由分析可知,與直流電源正極相連的Y電極為陽極,故A錯(cuò)誤;B．由分析可知,c室發(fā)生的反應(yīng)為溶液中鐵離子與硫化氫反應(yīng)生成亞鐵離子、硫沉淀和氫離子,離子方程式為,故B錯(cuò)誤;C．由分析可知,電解時(shí)氫離子通過質(zhì)子交換膜由陽極室b流向陰極室a,故C錯(cuò)誤;D．由得失電子數(shù)目守恒可知,標(biāo)準(zhǔn)狀況下X電極上生成4.48L氫氣時(shí),理論上c中可處理硫化氫的物質(zhì)的量為=0.2mol,故D正確;故選D.【變式4-2】(2024上·西藏林芝·高三統(tǒng)考期末)鎳離子和鈷離子性質(zhì)相似,工業(yè)上可通過電化學(xué)裝置將廢水中的和分離,裝置如圖所示(已知：和乙酰丙酮不反應(yīng)).下列說法錯(cuò)誤的是A．膜a為陰離子交換膜,膜b為陽離子交換膜B．通電過程中Ⅳ室內(nèi)硫酸濃度逐漸增大C．Ⅲ室中參與的反應(yīng)為D．通電過程中極每產(chǎn)生(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,雙極膜內(nèi)減少【答案】B【分析】該電化學(xué)裝置是電解池,根據(jù)溶液中離子移動(dòng)方向OH-移向陽極,左側(cè)石墨為陽極,右側(cè)石墨為陰極,Ⅱ室為原料室,膜b通過Ni2+和Co2+,為陽離子交換膜,膜a通過陰離子,為陰離子交換膜.【解析】A．、進(jìn)入Ⅲ室,和乙酰丙酮不反應(yīng),和乙酰丙酮反應(yīng).膜a為陰離子交換膜,膜b為陽離子交換膜,A正確;B．陰極的電極反應(yīng)為,Ⅳ室內(nèi)消耗的的物質(zhì)的量與進(jìn)入Ⅳ室的的物質(zhì)的量相等,所以硫酸濃度不變,B錯(cuò)誤;C．由題中信息可知,Ⅲ室中參與的反應(yīng)為,C正確;D．通電過程中極每產(chǎn)生(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,即,則雙極膜內(nèi)有進(jìn)入Ⅳ室,有進(jìn)入Ⅲ室,故雙極膜內(nèi)減少,即減少,D正確;答案選B.【考向五】橋膜式電化學(xué)裝置分析 【典例5】(2023·廣東·校聯(lián)考一模)電化學(xué)"大氣固碳”方法是我國科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)的,相關(guān)裝置如圖所示.下列說法錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)電極A為負(fù)極,該電池只可選用無水電解液B．充電時(shí),電極B上發(fā)生的反應(yīng)是C．充電時(shí)的移動(dòng)方向是從電極B移向電極AD．放電時(shí),電路中每通過1mol電子,正極區(qū)質(zhì)量增加40g【答案】B【分析】放電時(shí),A為負(fù)極,電極反應(yīng)為,B為正極,電極反應(yīng)為,充電時(shí),A為陰極,電極反應(yīng)式為,B為陽極,電極反應(yīng)為,據(jù)此分析.【解析】A．放電時(shí)電極A為負(fù)極,電極材料為Li,會(huì)與水反應(yīng),因此該電池只可選用無水電解液,A正確;B．充電時(shí),B為陽極,電極反應(yīng)為,B錯(cuò)誤;C．充電時(shí),陽離子移向陰極,則的移動(dòng)方向是從電極B移向電極A,C正確;D．放電時(shí),正極電極反應(yīng)為,增加的質(zhì)量為二氧化碳與鋰離子的總質(zhì)量,當(dāng)有4mol電子轉(zhuǎn)移時(shí),增加的質(zhì)量為(3×44+4×7)g=160g,則電路中每通過1mol電子時(shí),正極區(qū)質(zhì)量增加40g,D正確;故選B.1.鹽橋式原電池①導(dǎo)電：鹽橋中離子的定向遷移構(gòu)成了電流通路②平衡電荷：使由它連接的兩溶液保持電中性,使電池能持續(xù)提供電流③隔離：相互反應(yīng)的電極和溶液通過鹽橋隔離開2．離子交換膜在電解池中的作用(1)隔離：將兩極區(qū)隔離,阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸①防止副反應(yīng)發(fā)生,避免影響所制取產(chǎn)品的質(zhì)量②防止副反應(yīng)發(fā)生,避免引發(fā)不安全因素(如爆炸)(2)通透：能選擇性的通過離子,起到平衡電荷、形成閉合回路的作用(3)實(shí)例：氯堿工業(yè)中陽離子交換膜的作用①平衡電荷,形成閉合回路;②防止Cl2和H2混合而引起爆炸;③避免Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaClO,影響NaOH的產(chǎn)量;④避免Cl－進(jìn)入陰極區(qū)導(dǎo)致制得的NaOH不純.3．常見的離子交換膜(隔膜)(1)陽離子交換膜：簡稱陽膜,只允許陽離子通過(2)陰離子交換膜：簡稱陰膜,只允許陰離子通過(3)質(zhì)子交換膜：只允許氫離子通過4．含離子交換膜電化學(xué)裝置的幾個(gè)區(qū)域(1)原料區(qū)①主料區(qū)：加入原料的濃溶液,流出原料的稀溶液②輔料區(qū)：加入輔料的稀溶液,流出輔料的濃溶液(2)產(chǎn)品區(qū)：產(chǎn)品中的陰陽離子通過離子交換膜進(jìn)入該區(qū)域(3)緩沖區(qū)：兩側(cè)的離子交換膜屬性相同,起防漏的保護(hù)作用(4)計(jì)算含交換膜電化學(xué)裝置中某一區(qū)域質(zhì)量變化,注意離子的遷移裝置問題根據(jù)O2~4e－~4H+,陽極產(chǎn)生lmolO2時(shí),有4molH+由陽極移向陰極,則陽極溶液的質(zhì)量減輕32g+4g＝36g【變式5-1】(2024上·河北石家莊·高三石家莊二中校聯(lián)考)我國科學(xué)家研發(fā)了一種水系可逆Zn-CO2電池,將兩組陰離子、陽離子復(fù)合膜反向放置分隔兩室電解液,充電、放電時(shí),復(fù)合膜層間的H2O解離成H+和OH—,工作原理如圖所示,下列說法錯(cuò)誤的是A．放電時(shí)和充電時(shí),Pd電極的電勢均高于Zn電極B．充電時(shí),OH—由復(fù)合膜移向Zn電極C．充電時(shí),Pd電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為HCOOH—2e—=CO2↑+2H+D．放電時(shí),若外電路中通過1mol電子,復(fù)合膜層間有1molH2O解離【答案】B【分析】由圖可知,放電時(shí)鋅電極為原電池的負(fù)極,復(fù)合膜層間水解離出的氫氧根離子移向負(fù)極,堿性條件下鋅在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成四羥基合鋅離子,電極反應(yīng)式為Zn+4OH——2e—=Zn(OH),鈀電極為正極,復(fù)合膜層間水解離出的氫離子移向正極,酸性條件下二氧化碳在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成甲酸,電極反應(yīng)式為CO2↑+2H++2e—=HCOOH,則電池的總反應(yīng)為Zn+2OH—+2H2O+CO2=Zn(OH)+HCOOH;充電時(shí),與直流電源負(fù)極相連的鋅電極為電解池的陰極,復(fù)合膜層間水解離出的氫離子移向陰極,鈀電極為陽極,復(fù)合膜層間水解離出的氫氧根離子移向陽極.【解析】A．由分析可知,放電時(shí)鋅電極為原電池的負(fù)極,鈀電極為正極,則鈀電極的電勢高于鋅電極;充電時(shí),與直流電源負(fù)極相連的鋅電極為電解池的陰極,鈀電極為陽極,則鈀電極的電勢高于鋅電極,故A正確;B．由分析可知,充電時(shí),與直流電源負(fù)極相連的鋅電極為電解池的陰極,鈀電極為陽極,復(fù)合膜層間水解離出的氫氧根離子移向陽極,故B錯(cuò)誤;C．由分析可知,充電時(shí),鈀電極為陽極,甲酸在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子,電極反應(yīng)式為HCOOH—2e—=CO2↑+2H+,故C正確;D．由分析可知,電池的總反應(yīng)為Zn+2OH—+2H2O+CO2=Zn(OH)+HCOOH,反應(yīng)消耗2mol氫氧根離子時(shí),反應(yīng)轉(zhuǎn)移3mol電子,則放電時(shí),若外電路中通過1mol電子,復(fù)合膜層間有1mol水解離出1mol氫氧根離子,故D正確;故選B.【變式5-2】(2023上·甘肅·高三甘肅省會(huì)寧縣第一中學(xué)校聯(lián)考)在一種微生物細(xì)菌作用下苯酚可以轉(zhuǎn)化為CO2,目前,某研究團(tuán)隊(duì)利用電化學(xué)原理來模擬處理廢水中的苯酚(C6H5OH),其工作原理如圖所示.下列說法錯(cuò)誤的是A．b極為負(fù)極,M為陽離子交換膜B．a(chǎn)極的電極反應(yīng)式為Cr2O72-+6e-+7H2O=2Cr(OH)3+8OH-C．NaCl溶液的作用是增強(qiáng)導(dǎo)電性D．該電池不能在高溫條件下工作【答案】A【分析】由題可知,此裝置為原電池,a極物質(zhì)由轉(zhuǎn)化為,發(fā)生還原反應(yīng),則a極為原電池正極,b極為原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng);【解析】A．根據(jù)分析,b極為原電池負(fù)極;a極轉(zhuǎn)化為的同時(shí)生成氫氧根離子,則M為陰離子交換膜,使氫氧根離子通過,A錯(cuò)誤;B．a(chǎn)極為原電正極,發(fā)生得電子的還原反應(yīng),轉(zhuǎn)化為,電極反應(yīng)式：Cr2O72-+6e-+7H2O=2Cr(OH)3+8OH-,B正確;C．氯化鈉溶液的作用是增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性,C正確;D．該電池用微生物進(jìn)行發(fā)酵反應(yīng),微生物的主要成分是蛋白質(zhì),高溫會(huì)失去活性,因此該電池不可以在高溫下使用,D正確;答案選A.【考向六】串聯(lián)組合式電化學(xué)裝置分析【典例6】(2023上·江西宜春·高三江西省宜豐中學(xué)?？?某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源,進(jìn)行電解飽和食鹽水,如圖所示,有關(guān)說法正確的是A．燃料電池工作時(shí),通入甲烷電極的電極反應(yīng)式為CH4+2H2O—8e—=CO2+8H+B．閉合開關(guān)K后,b電極上有Cl2生成C．若每個(gè)電池甲烷通入量為1L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),且反應(yīng)完全,理論上最多能產(chǎn)生氯氣的體積為4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)D．電解飽和食鹽水總反應(yīng)的離子方程式為Cl—+H2OOH—+H2↑+Cl2↑【答案】C【分析】由圖可知,左側(cè)兩個(gè)裝置為甲烷燃料電池,通入甲烷的鉑電極為負(fù)極,堿性條件下甲烷在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸根離子和水,通入氧氣的鉑電極為正極,水分子作用下氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子;右側(cè)裝置為電解飽和食鹽水的電解池,與正極相連的a電極為電解池的陽極,氯離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,b電極為陰極,水分子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧根離子.【解析】A．由分析可知,通入甲烷的鉑電極為負(fù)極,堿性條件下甲烷在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸根離子和水,電極反應(yīng)式為CH4+10OH——8e—=CO+7H2O,故A錯(cuò)誤;B．由分析可知,閉合開關(guān)K后,與正極相連的a電極為電解池的陽極,氯離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,故B錯(cuò)誤;C．設(shè)標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成氯氣的體積物VL,由得失電子數(shù)目守恒可得：×8=×2,解得V=4,故C正確;D．由分析可知,右側(cè)裝置為電解飽和食鹽水的電解池,與正極相連的a電極為電解池的陽極,氯離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣,b電極為陰極,水分子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧根離子,則電解飽和食鹽水總反應(yīng)的離子方程式為2Cl—+2H2O2OH—+H2↑+Cl2↑,故D錯(cuò)誤;故選C.多池串聯(lián)池屬性的判斷1．有外接電源的全部都是原電池2．無明顯外接電源的一般只有1個(gè)原電池,其余全是電解池(1)有鹽橋的是原電池(2)有燃料電池的是原電池(3)能發(fā)生自發(fā)氧化還原反應(yīng)的裝置為原電池(4)多個(gè)自發(fā),兩電極金屬性相差最大的為原電池3．電極的連接順序：負(fù)→陰→陽→陰→…→陽→正4．串聯(lián)電路的特點(diǎn)：每一個(gè)電極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)都相等【變式6-1】(2023上·河北保定·高三河北省唐縣第一中學(xué)?？?相同金屬在其不同濃度鹽溶液中可形成濃差電池.如圖所示裝置是利用濃差電池電解Na2SO4溶液(a、b電極均為石墨電極),可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH.下列說法正確的是A．b電極的電極反應(yīng)為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-B．c、d離子交換膜依次為陰離子交換膜和陽離子交換膜C．電池放電過程中,Cu(l)電極上的電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=CuD．電池從開始工作到停止放電,電解池陽極區(qū)理論上可生成1molH2SO4【答案】C【分析】利用濃差電池電解Na2SO4溶液(a、b電極均為石墨電極),可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH,結(jié)合圖示可知b是陽極產(chǎn)生H2SO4和O2,因此Cu(1)是正極;a是陰極生成氫氣和NaOH和H2,因此Cu(2)是負(fù)極.【解析】A．根據(jù)分析b是陽極,電極反應(yīng)為：2H2O-4e-=O2↑+4H+,故A錯(cuò)誤;B．根據(jù)分析c允許鈉離子通過是陽離子交換膜,b允許硫酸根通過是陰離子交換膜,故B錯(cuò)誤;C．根據(jù)分析因此Cu(1)是正極,發(fā)生Cu2++2e-=Cu,故C正確;D．溶液體積未知,無法計(jì)算濃度相等時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù),進(jìn)而無法球的生成的硫酸和氫氧化鈉的量,故D錯(cuò)誤;故答案為：C.【變式6-2】(2023上·貴州貴陽·高三貴陽一中?？?空氣質(zhì)子交換膜燃料電池實(shí)現(xiàn)了制硝酸、發(fā)電、環(huán)保一體化.某興趣小組用該電池模擬工業(yè)處理廢氣和廢水的過程,裝置如圖所示,下列說法正確的是A．a(chǎn)膜為陰離子交換膜B．乙池中陰極的電極反應(yīng)式為C．當(dāng)濃縮室得到的鹽酸時(shí),M室溶液的質(zhì)量變化為(溶液體積變化忽略不計(jì))D．標(biāo)況下,若甲池有參加反應(yīng),則乙池中處理廢氣(和)的總體積為【答案】C【分析】由圖可知,甲為原電池,乙和丙為電解池;甲中通入一氧化氮的電極為負(fù)極,通入氧氣的電極為正極;乙池中通入二氧化硫的電極連為電解池的陽極,水分子作用二氧化硫在陽極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸根離子和氫離子,通入一氧化氮的電極為陽極,酸性條件下一氧化氮在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銨根離子和水;丙池中,左側(cè)電極為電解池的陽極,水在陽極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和氫離子,氫離子從M室通過陽離子交換膜a膜進(jìn)入濃縮室,右側(cè)電極為陰極,鎳離子在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鎳,N室中氯離子通過陰離子交換膜b膜進(jìn)入濃縮室,最終在濃縮室得到較濃的鹽酸.【解析】A．由分析可知,a膜為陽離子交換膜,故A錯(cuò)誤;B．由分析可知,乙池中通入一氧化氮的電極為陽極,酸性條件下一氧化氮在陰極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銨根離子和水,電極反應(yīng)式為,故B錯(cuò)誤;C．當(dāng)濃縮室得到4L0.6mol/L鹽酸時(shí),從M室通過陽離子交換膜a膜進(jìn)入濃縮室的氫離子物質(zhì)的量為(0.6mol/L—0.1mol/L)×4L=2mol/L,則M室消耗水的質(zhì)量為2mol/L××18g/mol=18g,故C正確;D．由得失電子數(shù)目守恒可知,標(biāo)況下,若甲池有11.2L氧氣參加反應(yīng)時(shí),乙池中處理廢氣的體積為(×2+×)×22.4L/mol=31.36L,故D錯(cuò)誤;故選C.【考向七】金屬腐蝕型原電池裝置分析 【典例7】(2023·吉林長春·東北師大附中?？既?實(shí)驗(yàn)小組研究金屬電化學(xué)腐蝕,實(shí)驗(yàn)如下：實(shí)驗(yàn)裝置5min時(shí)現(xiàn)象25min時(shí)現(xiàn)象I

鐵釘表面及周邊未見明顯變化.鐵釘周邊出現(xiàn)少量紅色和藍(lán)色區(qū)域,有少量紅棕色鐵銹生成.Ⅱ

鐵釘周邊出現(xiàn)紅色區(qū)域,未見藍(lán)色出現(xiàn),鋅片周邊未見明顯變化.鐵釘周邊紅色加深,區(qū)域變大,未見藍(lán)色出現(xiàn),鋅片周邊未見明顯變化.下列說法不正確的是A．實(shí)驗(yàn)Ⅱ中時(shí)出現(xiàn)紅色區(qū)域,說明鐵釘腐蝕速率比Ⅰ快B．實(shí)驗(yàn)Ⅱ中正極的電極反應(yīng)式：C．實(shí)驗(yàn)I如果使用純鐵材質(zhì)鐵釘能減慢其腐蝕速率D．若將Zn片換成Cu片,推測Cu片周邊會(huì)出現(xiàn)紅色,鐵釘周邊會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色【答案】A【分析】實(shí)驗(yàn)Ⅰ鐵釘周邊零星、隨機(jī)出現(xiàn)極少量紅色和藍(lán)色區(qū)域,正極發(fā)生的是氧氣得電子的還原反應(yīng),即2H2O+O2+4e-=4OH-,使酚酞溶液變紅,負(fù)極是金屬鐵失電子的氧化反應(yīng),即Fe-2e-=Fe2+,與K3[Fe(CN)6]出現(xiàn)藍(lán)色區(qū)域,Fe2++2OH-=Fe(OH)2,合并得到：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,有少量紅棕色鐵銹生成,實(shí)驗(yàn)Ⅱ5min鐵釘周邊出現(xiàn)紅色區(qū)域,未見藍(lán)色出現(xiàn)鋅片周邊未見明顯變化,25min鐵釘周邊紅色加深,區(qū)域變大,未見藍(lán)色出現(xiàn)鋅片周邊未見明顯變化,說明Zn保護(hù)了Fe,使鐵的腐蝕速率比實(shí)驗(yàn)I慢,據(jù)此分析答題.【解析】A．實(shí)驗(yàn)Ⅱ5min鐵釘周邊出現(xiàn)紅色區(qū)域,未見藍(lán)色出現(xiàn)鋅片周邊未見明顯變化,25min鐵釘周邊紅色加深,區(qū)域變大,未見藍(lán)色出現(xiàn)鋅片周邊未見明顯變化,說明Zn保護(hù)了Fe,使鐵的腐蝕速率比實(shí)驗(yàn)I慢,A錯(cuò)誤;B．實(shí)驗(yàn)Ⅱ中金屬銅是正極,氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)：O2+2H2O+4e-═4OH-,B正確;C．實(shí)驗(yàn)I如果使用純鐵材質(zhì)鐵釘只能進(jìn)行化學(xué)腐蝕,而不純的鐵質(zhì)材料則能夠形成電化學(xué)腐蝕,電化學(xué)腐蝕速率比化學(xué)腐蝕快,故能減慢其腐蝕速率,C正確;D．將Zn片換成Cu片,鐵做負(fù)極加快腐蝕,推測Cu片周邊會(huì)出現(xiàn)紅色,鐵釘周邊會(huì)出現(xiàn)藍(lán)色,D正確;故答案為：A.1．金屬的腐蝕(1)化學(xué)腐蝕①反應(yīng)類型：普通的化學(xué)反應(yīng)②特點(diǎn)：無電流產(chǎn)生,電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑(2)電化腐蝕①反應(yīng)類型：原電池反應(yīng)②特點(diǎn)：有電流產(chǎn)生,電子間接轉(zhuǎn)移給氧化劑(3)普遍性：兩者往往同時(shí)發(fā)生,電化腐蝕更普遍2．電化學(xué)腐蝕的類型(1)析氫腐蝕①形成條件：水膜酸性較強(qiáng)②特點(diǎn)：在密閉容器中氣體壓強(qiáng)增大(2)吸氧腐蝕①形成條件：形成條件：水膜酸性很弱或呈中性甚至堿性②特點(diǎn)：在密閉容器中氣體壓強(qiáng)減小(3)特殊性：在酸性條件下,氫前的活潑金屬發(fā)生析氫腐蝕,氫后的不活潑金屬發(fā)生吸氧腐蝕(4)普遍性：吸氧腐蝕更為普遍3．鋼鐵吸氧腐蝕的過程(1)腐蝕過程①負(fù)極反應(yīng)：Fe－2e－Fe2+②正極反應(yīng)：2H2O+O2+4e－4OH－③電池反應(yīng)：2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2(2)后續(xù)反應(yīng)①氧化反應(yīng)：4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3②部分分解：2Fe(OH)3Fe2O3·xH2O+(3－x)H2O(3)鐵銹成分：Fe2O3的復(fù)雜水合物(Fe2O3·nH2O)(4)鐵在無氧條件下的生銹過程：FeFe2+Fe(OH)2【變式7-1】(2023上·新疆阿克蘇·高三阿克蘇地區(qū)第一中學(xué)校考)關(guān)注"實(shí)驗(yàn)室化學(xué)”并加以實(shí)踐能有效提高同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng).下列利用電化學(xué)原理設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到目的的是選項(xiàng)ABCD實(shí)驗(yàn)用石墨作電極電解飽和食鹽水簡易制備NaClO消毒液制備Fe(OH)2,并觀察其顏色驗(yàn)證鐵的吸氧腐蝕制作簡單的燃料電池裝置和試劑A．A B．B C．C D．D【答案】A【解析】A．電解飽和氯化鈉溶液反應(yīng)為2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH,生成的氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉,為了使生成的氯氣與氫氧化鈉溶液充分接觸,氯氣應(yīng)該在下面生成,所以下端是陽極,與電源的正極相連,上端為陰極,與電源的負(fù)極相連,故A錯(cuò)誤;B．圖中為電解裝置,Fe與電源正極相連作陽極,陽極上Fe失去電子生成亞鐵離子,陰極上水中的氫離子得到電子生成氫氣和氫氧根離子,汽油可隔絕空氣防止氫氧化亞鐵被氧化,可制備Fe(OH)2并觀察其顏色,故B正確;C．食鹽水溶液呈中性,食鹽水和鐵絲網(wǎng)構(gòu)成原電池,如果發(fā)生吸氧腐蝕,導(dǎo)致試管內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小,紅墨水通過滴管進(jìn)入試管中,能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?故C正確;D．關(guān)閉K1,電解硫酸鈉溶液生成氫氣、氧氣,然后打開K1、關(guān)閉K2,構(gòu)成原電池,負(fù)極上氫氣失去電子,正極上氧氣得到電子,故D正確;故選A.【變式7-2】(2023上·北京西城·高三北京八中?？计谥?甲、乙同學(xué)分別用下圖所示裝置驗(yàn)證鐵的電化學(xué)防腐原理.相同時(shí)間后進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)①：甲同學(xué)分別向Ⅰ、Ⅱ中Fe電極附近滴加溶液,Ⅰ中產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,Ⅱ中無沉淀.實(shí)驗(yàn)②：乙同學(xué)分別?、?、Ⅱ中Fe電極附近溶液,滴加溶液,Ⅰ、Ⅱ中均無沉淀.下列說法正確的是A．Ⅰ是犧牲陽極保護(hù)法,負(fù)極反應(yīng)式為B．Ⅱ?yàn)橥饧与娏麝帢O保護(hù)法,Fe電極與外接電源的正極相連C．由實(shí)驗(yàn)①中Ⅰ、Ⅱ現(xiàn)象的差異,推測在Ⅰ中氧化性強(qiáng)于ⅡD．由實(shí)驗(yàn)可知,兩種保護(hù)法均能保護(hù)Fe,且Ⅱ保護(hù)得更好【答案】D【解析】A．由圖可知,Fe電極是正極,Zn電極是負(fù)極,屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法,由于電解質(zhì)溶液呈酸性,故正極上氫離子得電子,負(fù)極是Zn失去電子,反應(yīng)為：Zn-2e-═Zn2+,A錯(cuò)誤;B．外加電流陰極保護(hù)法中要保護(hù)的電極應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連,即Fe電極與外接電源的負(fù)極相連,B錯(cuò)誤;C．由于Ⅰ中Fe電極與電解質(zhì)溶液直接接觸,會(huì)有少量的Fe直接與酸反應(yīng)生成Fe2+,與K3[Fe(CN)6]在Ⅰ、Ⅱ中的氧化性無關(guān),C錯(cuò)誤;D．對(duì)比Ⅰ、Ⅱ現(xiàn)象的差異可知,兩種保護(hù)法均能保護(hù)Fe,且電解法保護(hù)的更好,即Ⅱ保護(hù)得更好,D正確;故答案為：D.【考向八】金屬防護(hù)型電化學(xué)裝置分析【典例8】(2023上·廣東廣州·高三統(tǒng)考階段練習(xí))全世界每年因鋼鐵銹蝕會(huì)造成巨大的損失,為了保護(hù)地下的鋼鐵輸水管所采取的措施如圖所示.下列說法不正確的是

A．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-=4OH-B．導(dǎo)線與Zn塊連接為犧牲陽極法C．導(dǎo)線應(yīng)連接外接電源的負(fù)極D．導(dǎo)線與Cu塊連接也可保護(hù)鋼鐵輸水管【答案】D【解析】A．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕,正極為氧氣,電極反應(yīng)式為,A正確;B．導(dǎo)線與Zn塊連接為犧牲陽極的陰極保護(hù)法,B正確;C．導(dǎo)線應(yīng)連接外接電源的負(fù)極,為外接電源的陰極保護(hù)法,C正確;D．導(dǎo)線與Cu塊連接不能保護(hù)鋼鐵輸水管,D錯(cuò)誤;故選D.1．金屬的電化學(xué)防護(hù)(1)原電池防護(hù)法：犧牲陽極的陰極保護(hù)法①負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬②正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備(2)電解池防護(hù)法：外加電流的陰極保護(hù)法①陽極：惰性電極②陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備2．金屬腐蝕速率的比較(1)同一金屬：離子濃度大＞離子濃度?。痉请娊赓|(zhì)(2)同一電解液①電解質(zhì)濃度越大,金屬腐蝕越快②電解腐蝕＞原電池腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防護(hù)的腐蝕(3)不同金屬、同一電解液：兩金屬活動(dòng)性相差越大,活潑金屬腐蝕越快【變式8-1】(2023上·浙江·高三校聯(lián)考階段練習(xí))下列說法不正確的是A．圖①：進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),需要佩戴護(hù)目鏡,以保護(hù)眼睛B．圖②：可用于分離植物油和水的混合液C．圖③：可用于硫酸鈉的焰色試驗(yàn)D．圖④：犧牲陽極法保護(hù)鋼鐵設(shè)備的示意圖【答案】D【解析】A．是護(hù)目鏡,進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),需要佩戴護(hù)目鏡,以保護(hù)眼睛,故A正確;B．植物油和水不互溶,可以利用分液分離.故B正確;C．光潔的無銹鐵絲焰色無色,可以用于硫酸鈉的焰色試驗(yàn),故C正確;D．將閘門與電源的負(fù)極相連,屬于外加電源陰極保護(hù)法,故D錯(cuò)誤;故答案為D.【變式8-2】(2023下·廣東河源·高三統(tǒng)考開學(xué)考試)埋在土壤中的輸油鋼制管道容易被腐蝕.已知對(duì)管道1和管道2進(jìn)行如圖所示的電化學(xué)防護(hù)設(shè)計(jì).下列說法錯(cuò)誤的是

A．對(duì)管道1進(jìn)行防腐時(shí),需要定期更換鎂塊B．管道1的電勢低于Mg塊C．區(qū)域②采用外加電流法D．區(qū)域②通入保護(hù)電流使管道2表面腐蝕電流接近于0【答案】B【分析】由圖可知,區(qū)域①采用的是犧牲陽極法進(jìn)行防腐,即將還原性較強(qiáng)的Mg金屬作為保護(hù)極,與被保護(hù)金屬即管道1相連構(gòu)成原電池,Mg作為負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)而消耗,管道1作為正極就可以避免腐蝕.區(qū)域②采用的是外加電流保護(hù)法,通過外加直流電源以及輔助陽極,迫使電子從土壤流向管道2,使管道2表面腐蝕電流接近于0,從而保護(hù)管道.【解析】A．區(qū)域①采用的是犧牲陽極法進(jìn)行防腐,在防腐過程中Mg塊不斷損失,需要定期更換,故A正確;B．管道1是正極,Mg塊是負(fù)極,正極電勢高于負(fù)極,故B錯(cuò)誤;C．由圖可知,區(qū)域②采用的是外加電流法,故C項(xiàng)正確;D．區(qū)域②通入保護(hù)電流使管道2表面腐蝕電流接近于0,故D正確;故選B.【考向九】守恒法在電化學(xué)計(jì)算中應(yīng)用【典例9】(2023·廣西南寧·南寧三中校聯(lián)考模擬預(yù)測)如圖是利用甲醇燃料電池進(jìn)行電化學(xué)研究的裝置圖,下列說法正確的是

A．甲池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,總反應(yīng)為2CH3OH+3O2=2CO2+4H2OB．乙池中的Ag不斷溶解C．反應(yīng)一段時(shí)間后要使乙池恢復(fù)原狀,可加入一定量CuO固體D．當(dāng)甲池中有22.4LO2參與反應(yīng)時(shí),乙池中理論上可析出12.8g固體【答案】C【分析】由圖可知,甲池為甲醇燃料原電池,是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,電解液為KOH,甲醇發(fā)生氧化反應(yīng)生成碳酸根離子,為負(fù)極;氧氣發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氧根離子,為正極,總反應(yīng)為;則石墨電極為陽極、銀電極為陰極;【解析】A．由分析可知,甲池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,總反應(yīng)為,A錯(cuò)誤;B．銀電極為陰極,銅離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銅單質(zhì),B錯(cuò)誤;C．乙池陽極水放電發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣,則乙池減少的為銅和氧元素,故反應(yīng)一段時(shí)間后要使乙池恢復(fù)原狀,可加入一定量CuO固體,C正確;D．沒有標(biāo)況,不能計(jì)算反應(yīng)的氧氣的物質(zhì)的量,不能計(jì)算乙池析出物質(zhì)質(zhì)量,D錯(cuò)誤;故選C.1．電子守恒和電荷守恒列關(guān)系式(1)電子守恒：兩極得失電子數(shù)相等①串聯(lián)電路各支路轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同,按支路算(2)電荷守恒：1個(gè)電子對(duì)應(yīng)1個(gè)正電荷或負(fù)電荷(3)常用關(guān)系式：O2~4e－~4Ag~2Cu~2H2~2Cl2~4OH－~4H+~Mn+2．電化學(xué)計(jì)算的物理公式(1)電量公式：Q＝It＝nNAq＝nF(2)電能公式：W＝UIt＝UQ①n——得失電子的物質(zhì)的量(mol)②NA——阿伏加德羅常數(shù)(6.02×1023mol－1)③q——1個(gè)電子所帶的電量(1.60×10－19C)④I——電流強(qiáng)度(A)⑤t——時(shí)間(s)⑥F——法拉弟常數(shù)(96500C/mol)⑦U——電壓(V)⑧W——電能(J)3．幾個(gè)注意問題(1)氣體體積相關(guān)計(jì)算時(shí),必須注明標(biāo)準(zhǔn)狀況(2)計(jì)算含交換膜電化學(xué)裝置中某一區(qū)域質(zhì)量變化,注意離子的遷移【變式9-1】(2023上·河北石家莊·高三河北新樂市第一中學(xué)校考)在如圖串聯(lián)裝置中,通電片刻即發(fā)現(xiàn)乙裝置左側(cè)電極表面出現(xiàn)紅色固體.下列說法不正確的是

A．乙中左側(cè)電極反應(yīng)式：Cu2+＋2e?=CuB．電解過程中丙中溶液酸堿性無變化C．向甲中加入適量的鹽酸,可使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下當(dāng)甲中產(chǎn)生4.48L氣體時(shí),丙中Cu電極質(zhì)量增加21.6g【答案】C【分析】該裝置外接電源,為電解池裝置,通電片刻即發(fā)現(xiàn)乙裝置左側(cè)電極表面出現(xiàn)紅色固體,說明發(fā)生反應(yīng)：,則乙裝置左側(cè)電極為電解池陰極,右側(cè)為陽極;電源左側(cè)為負(fù)極,右側(cè)為正極;【解析】A．根據(jù)分析可知,乙中左側(cè)電極反應(yīng)式：Cu2+＋2e?=Cu,故A正確;B．在丙裝置中陽極發(fā)生失電子反應(yīng),陽極電極反應(yīng)式：,陰極電極反應(yīng)式：,所以電解過程中丙中溶液酸堿性無變化,故B正確;C．甲裝置中陽極電極反應(yīng)：,陰極電極反應(yīng)：,相當(dāng)于從溶液中逸出HCl氣體,若加入鹽酸,則多加入了水,會(huì)導(dǎo)致KCl溶液濃度減小,故C錯(cuò)誤;D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下當(dāng)甲中產(chǎn)生4.48L氣體時(shí),兩極各產(chǎn)生0.1mol氣體,轉(zhuǎn)移電子數(shù)0.2mol,丙中Cu電極銀離子得電子產(chǎn)生銀單質(zhì),轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí),有0.2molAg生成,則增重21.6g,故D正確;答案選C.【變式9-2】(2023·湖北武漢·統(tǒng)考模擬預(yù)測)設(shè)是阿伏加德羅常數(shù)的值.下列說法中正確的是A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4LNO2所含質(zhì)子數(shù)為B．1mol與足量反應(yīng)時(shí),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為C．50mL12mol/L的鹽酸與足量共熱,生成水分子的數(shù)目為D．鉛酸蓄電池的正極質(zhì)量增加3.2g時(shí),電路中通過的電子數(shù)目為【答案】D【解析】A．已知2NO2(g)N2O4(g),故無法計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L即=1molNO2所含質(zhì)子數(shù),A錯(cuò)誤;B．根據(jù)反應(yīng)方程式：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2可知,1mol與足量反應(yīng)時(shí),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為,B錯(cuò)誤;C．已知稀鹽酸與MnO2不反應(yīng),即50mL12mol/L的鹽酸與足量共熱,其中0.05L×12mol/L=0.6molHCl不可能完全反應(yīng),無法計(jì)算生成水分子的數(shù)目,C錯(cuò)誤;D．鉛酸蓄電池正極反應(yīng)式為：,故當(dāng)正極質(zhì)量增加3.2g時(shí),電路中通過的電子數(shù)目為,D正確;故答案為：D.1．(2023·河北卷)我國科學(xué)家發(fā)明了一種以和為電極材料的新型電池,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示,其中①區(qū)、②區(qū)、③區(qū)電解質(zhì)溶液的酸堿性不同.放電時(shí),電極材料轉(zhuǎn)化為.下列說法錯(cuò)誤的是

A．充電時(shí),b電極上發(fā)生還原反應(yīng)B．充電時(shí),外電源的正極連接b電極C．放電時(shí),①區(qū)溶液中的向②區(qū)遷移D．放電時(shí),a電極的電極反應(yīng)式為【答案】B【分析】放電時(shí),電極材料轉(zhuǎn)化為,電極反應(yīng)

-2ne-=+2nK+,是原電池的負(fù)極,陽離子增多需要通過陽離子交換膜進(jìn)入②區(qū);二氧化錳得到電子變成錳離子,是原電池的正極,電極反應(yīng)：,陽離子減少,多余的陰離子需要通過陰離子交換膜進(jìn)入②區(qū),故③為堿性溶液是電極,①為酸性溶液是二氧化錳電極.【解析】A．充電時(shí),b電極上得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),A正確;B．充電時(shí),外電源的正極連接a電極相連,電極失去電子,電極反應(yīng)為,B錯(cuò)誤;C．放電時(shí),①區(qū)溶液中多余的向②區(qū)遷移,C正確;D．放電時(shí),a電極的電極反應(yīng)式為,D正確;故選：B.2．(2023·廣東卷)負(fù)載有和的活性炭,可選擇性去除實(shí)現(xiàn)廢酸的純化,其工作原理如圖.下列說法正確的是

A．作原電池正極B．電子由經(jīng)活性炭流向C．表面發(fā)生的電極反應(yīng)：D．每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的,最多去除【答案】B【分析】在Pt得電子發(fā)生還原反應(yīng),Pt為正極,Ag失去電子與溶液中的Cl-反應(yīng),Ag為負(fù)極.【解析】A．由分析可知,Ag失去電子與溶液中的Cl-反應(yīng)生成AgCl,Ag為負(fù)極,A錯(cuò)誤;B．電子由負(fù)極經(jīng)活性炭流向正極,B正確;C．溶液為酸性,故表面發(fā)生的電極反應(yīng)為,C錯(cuò)誤;D．每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的,轉(zhuǎn)移電子2mol,而失去2mol電子,故最多去除,D錯(cuò)誤.故選B.3．(2023·浙江卷)下列說法正確的是

A．圖①裝置可用于制取并收集氨氣B．圖②操作可排出盛有溶液滴定管尖嘴內(nèi)的氣泡C．圖③操作俯視刻度線定容會(huì)導(dǎo)致所配溶液濃度偏大D．圖④裝置鹽橋中陽離子向溶液中遷移【答案】C【解析】A．氯化銨受熱分解生成氨氣和氯化氫,遇冷又化合生成氯化銨,則直接加熱氯化銨無法制得氨氣,實(shí)驗(yàn)室用加熱氯化銨和氫氧化鈣固體的方法制備氨氣,故A錯(cuò)誤;B．高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性,會(huì)腐蝕橡膠管,所以高錳酸鉀溶液應(yīng)盛放在酸式滴定管在,不能盛放在堿式滴定管中,故B錯(cuò)誤;C．配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液時(shí),俯視刻度線定容會(huì)使溶液的體積偏小,導(dǎo)致所配溶液濃度偏大,故C正確;D．由圖可知,鋅銅原電池中,鋅電極為原電池的負(fù)極,銅為正極,鹽橋中陽離子向硫酸銅溶液中遷移,故D錯(cuò)誤;故選C.4．(2023·遼寧卷)某低成本儲(chǔ)能電池原理如下圖所示.下列說法正確的是

A．放電時(shí)負(fù)極質(zhì)量減小B．儲(chǔ)能過程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能C．放電時(shí)右側(cè)通過質(zhì)子交換膜移向左側(cè)D．充電總反應(yīng)：【答案】B【分析】該儲(chǔ)能電池放電時(shí),Pb為負(fù)極,失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4,則多孔碳電極為正極,正極上Fe3+得電子轉(zhuǎn)化為Fe2+,充電時(shí),多孔碳電極為陽極,Fe2+失電子生成Fe3+,PbSO4電極為陰極,PbSO4得電子生成Pb和硫酸.【解析】A．放電時(shí)負(fù)極上Pb失電子結(jié)合硫酸根離子生成PbSO4附著在負(fù)極上,負(fù)極質(zhì)量增大,A錯(cuò)誤;B．儲(chǔ)能過程中,該裝置為電解池,將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,B正確;C．放電時(shí),右側(cè)為正極,電解質(zhì)溶液中的陽離子向正極移動(dòng),左側(cè)的H+通過質(zhì)子交換膜移向右側(cè),C錯(cuò)誤;D．充電時(shí),總反應(yīng)為PbSO4+2Fe2+=Pb++2Fe3+,D錯(cuò)誤;故答案選B.5．(2023·全國卷)室溫鈉-硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲(chǔ)系統(tǒng).一種室溫鈉-硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示.將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個(gè)電極,表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極.工作時(shí),在硫電極發(fā)生反應(yīng)：S8+e-→S,S+e-→S,2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx下列敘述錯(cuò)誤的是A．充電時(shí)Na+從鈉電極向硫電極遷移B．放電時(shí)外電路電子流動(dòng)的方向是a→bC．放電時(shí)正極反應(yīng)為：2Na++S8+2e-→Na2SxD．炭化纖維素紙的作用是增強(qiáng)硫電極導(dǎo)電性能【答案】A【分析】由題意可知放電時(shí)硫電極得電子,硫電極為原電池正極,鈉電極為原電池負(fù)極.【解析】A．充電時(shí)為電解池裝置,陽離子移向陰極,即鈉電極,故充電時(shí),Na+由硫電極遷移至鈉電極,A錯(cuò)誤;B．放電時(shí)Na在a電極失去電子,失去的電子經(jīng)外電路流向b電極,硫黃粉在b電極上得電子與a電極釋放出的Na+結(jié)合得到Na2Sx,電子在外電路的流向?yàn)閍→b,B正確;C．由題給的的一系列方程式相加可以得到放電時(shí)正極的反應(yīng)式為2Na++S8+2e-→Na2Sx,C正確;D．炭化纖維素紙中含有大量的炭,炭具有良好的導(dǎo)電性,可以增強(qiáng)硫電極的導(dǎo)電性能,D正確;故答案選A.6．(2023·全國卷)根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象,下列結(jié)論中正確的是選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象結(jié)論A常溫下將鐵片分別插入稀硝酸和濃硝酸中,前者產(chǎn)生無色氣體,后者無明顯現(xiàn)象稀硝酸的氧化性比濃硝酸強(qiáng)B取一定量樣品,溶解后加入溶液,產(chǎn)生白色沉淀.加入濃,仍有沉淀此樣品中含有C將銀和溶液與銅和溶液組成原電池.連通后銀表面有銀白色金屬沉積,銅電極附近溶液逐漸變藍(lán)的金屬性比強(qiáng)D向溴水中加入苯,振蕩后靜置,水層顏色變淺溴與苯發(fā)生了加成反應(yīng)A．A B．B C．C D．D【答案】C【解析】A．常溫下,鐵片與濃硝酸會(huì)發(fā)生鈍化,導(dǎo)致現(xiàn)象不明顯,但稀硝酸與鐵不發(fā)生鈍化,會(huì)產(chǎn)生氣泡,所以不能通過該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象比較濃硝酸和稀硝酸的氧化性強(qiáng)弱,A錯(cuò)誤;B．濃硝酸會(huì)氧化亞硫酸根生成硫酸根,仍然產(chǎn)生白色沉淀,所以不能通過該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷樣品中含有硫酸根,B錯(cuò)誤;C．銅比銀活潑,在形成原電池過程中,做負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),生成了銅離子,導(dǎo)致溶液變?yōu)樗{(lán)色,所以該實(shí)驗(yàn)可以比較銅和銀的金屬性強(qiáng)弱,C正確;D．向溴水中加入苯,苯可將溴萃取到上層,使下層水層顏色變淺,不是溴與苯發(fā)生了加成反應(yīng),D錯(cuò)誤;故選C.7．(2023·全國卷)一種以和為電極、水溶液為電解質(zhì)的電池,其示意圖如下所示.放電時(shí),可插入層間形成.下列說法錯(cuò)誤的是

A．放電時(shí)為正極B．放電時(shí)由負(fù)極向正極遷移C．充電總反應(yīng)：D．充電陽極反應(yīng)：【答案】C【分析】由題中信息可知,該電池中Zn為負(fù)極、為正極,電池的總反應(yīng)為.【解析】A．由題信息可知,放電時(shí),可插入層間形成,發(fā)生了還原反應(yīng),則放電時(shí)為正極,A說法正確;B．Zn為負(fù)極,放電時(shí)Zn失去電子變?yōu)?陽離子向正極遷移,則放電時(shí)由負(fù)極向正極遷移,B說法正確;C．電池在放電時(shí)的總反應(yīng)為,則其在充電時(shí)的總反應(yīng)為,C說法不正確;D．充電陽極上被氧化為,則陽極的電極反應(yīng)為,D說法正確;綜上所述,本題選C.8．(2022·遼寧卷)某儲(chǔ)能電池原理如圖.下列說法正確的是A．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：B．放電時(shí)透過多孔活性炭電極向中遷移C．放電時(shí)每轉(zhuǎn)移電子,理論上吸收D．充電過程中,溶液濃度增大【答案】A【分析】放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：,正極反應(yīng)：Cl2+2e-=2Cl-,消耗氯氣,放電時(shí),陰離子移向負(fù)極,充電時(shí)陽極：2Cl--2e-=Cl2,由此解析.【解析】A．放電時(shí)負(fù)極失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)：,故A正確;B．放電時(shí),陰離子移向負(fù)極,放電時(shí)透過多孔活性炭電極向NaCl中遷移,故B錯(cuò)誤;C．放電時(shí)每轉(zhuǎn)移電子,正極：Cl2+2e-=2Cl-,理論上釋放,故C錯(cuò)誤;D．充電過程中,陽極：2Cl--2e-=Cl2,消耗氯離子,溶液濃度減小,故D錯(cuò)誤;故選A.9．(2022·湖南卷)海水電池在海洋能源領(lǐng)域備受關(guān)注,一種鋰-海水電池構(gòu)造示意圖如下.下列說法錯(cuò)誤的是A．海水起電解質(zhì)溶液作用B．N極僅發(fā)生的電極反應(yīng)：C．玻璃陶瓷具有傳導(dǎo)離子和防水的功能D．該鋰-海水電池屬于一次電池【答案】B【分析】鋰海水電池的總反應(yīng)為2Li+2H2O═2LiOH+H2↑,M極上Li失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),則M電極為負(fù)極,電極反應(yīng)為Li-e-=Li+,N極為正極,電極反應(yīng)為2H2O+2e-=2OH-+H2↑,同時(shí)氧氣也可以在N極得電子,電極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-.【解析】A．海水中含有豐富的電解質(zhì),如氯化鈉、氯化鎂等,可作為電解質(zhì)溶液,故A正確;B．由上述分析可知,N為正極,電極反應(yīng)為2H2O+2e-=2OH-+H2↑,和反應(yīng)O2+4e-+2H2O=4OH-,故B錯(cuò)誤;C．Li為活潑金屬,易與水反應(yīng),玻璃陶瓷的作用是防止水和Li反應(yīng),并能傳導(dǎo)離子,故C正確;D．該電池不可充電,屬于一次電池,故D正確;答案選B.10．(2022·廣東卷)科學(xué)家基于易溶于的性質(zhì),發(fā)展了一種無需離子交換膜的新型氯流電池,可作儲(chǔ)能設(shè)備(如圖).充電時(shí)電極a的反應(yīng)為：.下列說法正確的是A．充電時(shí)電極b是陰極B．放電時(shí)溶液的減小C．放電時(shí)溶液的濃度增大D．每生成,電極a質(zhì)量理論上增加【答案】C【解析】A．由充電時(shí)電極a的反應(yīng)可知,充電時(shí)電極a發(fā)生還原反應(yīng),所以電極a是陰極,則電極b是陽極,故A錯(cuò)誤;B．放電時(shí)電極反應(yīng)和充電時(shí)相反,則由放電時(shí)電極a的反應(yīng)為可知,NaCl溶液的pH不變,故B錯(cuò)誤;C．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為,正極反應(yīng)為,反應(yīng)后Na+和Cl-濃度都增大,則放電時(shí)NaCl溶液的濃度增大,故C正確;D．充電時(shí)陽極反應(yīng)為,陰極反應(yīng)為,由得失電子守恒可知,每生成1molCl2,電極a質(zhì)量理論上增加23g/mol2mol=46g,故D錯(cuò)誤;答案選C.1．利用熱再生氨電池可實(shí)現(xiàn)電鍍廢液的濃縮再生.電池裝置如圖所示,甲、乙兩室均預(yù)加相同的電鍍廢液,向甲室加入足量氨水后電池開始工作.下列說法正確的是

A．甲室電極為正極B．隔膜為陽離子膜C．電池總反應(yīng)為：D．?dāng)U散到乙室將對(duì)電池電動(dòng)勢產(chǎn)生影響【答案】CD【解析】A.向甲室加入足量氨水后電池開始工作,則甲室電極溶解,變?yōu)殂~離子與氨氣形成,因此甲室電極為負(fù)極,故A錯(cuò)誤;B.在原電池內(nèi)電路中陽離子向正極移動(dòng),若隔膜為陽離子膜,電極溶解生成的銅離子要向右側(cè)移動(dòng),通入氨氣要消耗銅離子,顯然左側(cè)陽離子不斷減小,明顯不利于電池反應(yīng)正常進(jìn)行,故B錯(cuò)誤;C.左側(cè)負(fù)極是,正極是,則電池總反應(yīng)為：,故C正確;D.擴(kuò)散到乙室會(huì)與銅離子反應(yīng)生成,銅離子濃度降低,銅離子得電子能力減弱,因此將對(duì)電池電動(dòng)勢產(chǎn)生影響,故D正確.綜上所述,答案為CD.2．設(shè)計(jì)如圖裝置回收金屬鈷.保持細(xì)菌所在環(huán)境pH穩(wěn)定,借助其降解乙酸鹽生成,將廢舊鋰離子電池的正極材料轉(zhuǎn)化為,工作時(shí)保持厭氧環(huán)境,并定時(shí)將乙室溶液轉(zhuǎn)移至甲室.已知電極材料均為石墨材質(zhì),右側(cè)裝置為原電池.下列說法正確的是

A．裝置工作時(shí),甲室溶液pH逐漸增大B．裝置工作一段時(shí)間后,乙室應(yīng)補(bǔ)充鹽酸C．乙室電極反應(yīng)式為D．若甲室減少,乙室增加,則此時(shí)已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移【答案】BD【分析】由于乙室中兩個(gè)電極的電勢差比甲室大,所以乙室是原電池,甲室是電解池,然后根據(jù)原電池、電解池反應(yīng)原理分析解答.【解析】A．電池工作時(shí),甲室中細(xì)菌上乙酸鹽的陰離子失去電子被氧化為CO2氣體,同時(shí)生成H+,電極反應(yīng)式為CH3COO--8e-+2H2O=2CO2↑+7H+,H+通過陽膜進(jìn)入陰極室,甲室的電極反應(yīng)式為Co2++2e-=Co,因此,甲室溶液pH逐漸減小,A錯(cuò)誤;B．對(duì)于乙室,正極上LiCoO2得到電子,被還原為Co2+,同時(shí)得到Li+,其中的O2-與溶液中的H+結(jié)合H2O,電極反應(yīng)式為2LiCoO2+2e-+8H+=2Li++2Co2++4H2O,負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為CH3COO--8e-+2H2O=2CO2↑+7H+,負(fù)極產(chǎn)生的H+通過陽膜進(jìn)入正極室,但是乙室的H+濃度仍然是減小的,因此電池工作一段時(shí)間后應(yīng)該補(bǔ)充鹽酸,B正確;C．電解質(zhì)溶液為酸性,不可能大量存在OH-,乙室電極反應(yīng)式為：LiCoO2+e-+4H+=Li++Co2++2H2O,C錯(cuò)誤;D．若甲室Co2+減少200mg,則電子轉(zhuǎn)移物質(zhì)的量為n(e-)=;若乙室Co2+增加300mg,則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為n(e-)=,由于電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量不等,說明此時(shí)已進(jìn)行過溶液轉(zhuǎn)移,即將乙室部分溶液轉(zhuǎn)移至甲室,D正確;故合理選項(xiàng)是BD.3．CO2電化學(xué)傳感器是將環(huán)境中CO2濃度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置,工作原理如圖所示,其中YSZ是固體電解質(zhì),當(dāng)傳感器在一定溫度下工作時(shí),在熔融Li2CO3和YSZ之間的界面X會(huì)生成固體Li2O.下列說法錯(cuò)誤的是A．CO遷移方向?yàn)榻缑鎄→電極bB．電極a上消耗的O2和電極b上產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量之比為1：1C．電極b為負(fù)極,發(fā)生的電極反應(yīng)為2CO-4e-=O2↑+2CO2↑D．電池總反應(yīng)為Li2CO3=Li2O+CO2↑【答案】B【分析】根據(jù)圖示可知在電極a上O2得到電子變?yōu)镺2-,所以a電極為正極;在電極b上熔融Li2CO3失去電子變?yōu)镃O2、O2,所以金屬電極b為負(fù)極,然后根據(jù)同種電荷相互排斥,一致電荷相互吸引的原則分析判斷.【解析】A．根據(jù)圖示可知：電極a上O2得到電子變?yōu)镺2-,所以a電極為正極;在電極b上熔融Li2CO3失去電子變?yōu)镃O2、O2,所以金屬電極b為負(fù)極.CO會(huì)向負(fù)極區(qū)移動(dòng),故CO遷移方向?yàn)榻缑鎄→電極b,A正確;B．在電極a上發(fā)生反應(yīng)：O2+4e-=2O2-,在電極b上發(fā)生反應(yīng)：2CO-4e-=O2↑+2CO2↑,在同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等,可知電極a上消耗的O2和電極b上產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量之比為1：2,B錯(cuò)誤;C．電極b為負(fù)極,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),則負(fù)極的電極反應(yīng)為2CO-4e-=O2↑+2CO2↑,C正確;D．負(fù)極上熔融的Li2CO3失去電子被氧化產(chǎn)生O2、CO2氣體,反應(yīng)式為Li2CO3(熔融)=2Li++;2CO-4e-=O2↑+2CO2↑,正極上發(fā)生反應(yīng)：O2+4e-=2O2-,根據(jù)在同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等,將正、負(fù)極電極式疊加,可得總反應(yīng)方程式為：Li2CO3=Li2O+CO2↑,D正確;故合理選項(xiàng)是B.4．pH計(jì)是一種采用原電池原理測量溶液pH的儀器.如圖所示,以玻璃電極(在特制玻璃薄膜球內(nèi)放置已知濃度的HCl溶液,并插入Ag—AgCl電極)和另一Ag—AgCl電極插入待測溶液中組成電池,pH與電池的電動(dòng)勢E存在關(guān)系：pH=(E-常數(shù))/0.059.下列說法正確的是A．如果玻璃薄膜球內(nèi)電極的電勢低,則該電極反應(yīng)式為：AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl-(0.1mol·L-1)B．玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度的差異不會(huì)引起電動(dòng)勢的變化C．分別測定含已知pH的標(biāo)準(zhǔn)溶液和未知溶液的電池的電動(dòng)勢,可得出未知溶液的pHD．pH計(jì)工作時(shí),電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【答案】C【解析】A．如果玻璃薄膜球內(nèi)電極的電勢低,則該電極為負(fù)極、負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)而不是還原反應(yīng),A錯(cuò)誤;B．已知：pH與電池的電動(dòng)勢E存在關(guān)系：pH=(E-常數(shù))/0.059,則玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度的差異會(huì)引起電動(dòng)勢的變化,B錯(cuò)誤;C．pH與電池的電動(dòng)勢E存在關(guān)系：pH=(E-常數(shù))/0.059,則分別測定含已知pH的標(biāo)準(zhǔn)溶液和未知溶液的電池的電動(dòng)勢,可得出未知溶液的pH,C正確;D．pH計(jì)工作時(shí),利用原電池原理,則化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,D錯(cuò)誤;答案選C.5.銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源,其電極分別為Ag2O和Zn,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,總反應(yīng)式為Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2,下列說法中不正確的是(

)A．原電池放電時(shí),負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是ZnB．正極發(fā)生的反應(yīng)是Ag2O+2e?+H2O=2Ag+2OH-C．工作時(shí),負(fù)極區(qū)溶液c(OH-)減小D．溶液中OH-向正極移動(dòng),K+、H+向負(fù)極移動(dòng)【答案】D【解析】A.根據(jù)總反應(yīng)式Ag2O+Zn+H2O===2Ag+Zn(OH)2可知,放電時(shí)Zn元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià),所以負(fù)極上Zn失電子發(fā)生氧化反應(yīng),故A正確;B.正極上Ag2O得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為Ag2O+2e?+H2O===2Ag+2OH?,故B正確;C.電解質(zhì)溶液為KOH溶液,所以負(fù)極反應(yīng)為Zn+2OH??2e?===Zn(OH)2,在負(fù)極區(qū),OH?被消耗導(dǎo)致氫氧根離子濃度減小,故C正確;D.放電時(shí),溶液中的OH?向負(fù)極移動(dòng),K+、H+向正極移動(dòng),故D項(xiàng)錯(cuò)誤.答案選D.6．(2023上·黑龍江·高三校聯(lián)考期末)鈉離子電池比鋰離子電池更穩(wěn)定,造價(jià)更低.一種鈉離子電池構(gòu)造示意圖如下,已知電池反應(yīng)：放電,下列說法錯(cuò)誤的是A．鈉離子電池比鋰離子電池內(nèi)阻大,短路時(shí)不易發(fā)熱,具備更高安全性B．充電時(shí),陽極的電極反應(yīng)式為C．放電時(shí),正極鈉的化合價(jià)未發(fā)生改變D．廢舊鈉離子電池進(jìn)行"放電處理”讓進(jìn)入硬碳中而有利于回收【答案】D【分析】由圖可知,放電時(shí),硬碳電極為原電池的負(fù)極,NaxCn在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鈉離子和碳,Na1-xMnO2電極為正極,鈉離子作用下Na1-xMnO2在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成NaMnO2;充電時(shí),與直流電源負(fù)極相連的硬碳電極為陰極,Na1-xMnO2電極為陽極.【解析】A．由鈉離子電池比鋰離子電池更穩(wěn)定,造價(jià)更低可知,與鋰離子電池相比,鈉離子電池比鋰離子電池內(nèi)阻大,短路時(shí)瞬間發(fā)熱量小于鋰離子電池,具有不易發(fā)熱,具備更高安全性的優(yōu)點(diǎn),故A正確;B．由分析可知,充電時(shí),Na1-xMnO2電極為陽極,NaMnO2在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Na1-xMnO2和鈉離子,電極反應(yīng)式為,故B正確;C．由電池反應(yīng)可知,放電時(shí)Na1-xMnO2電極為正極,鈉離子作用下Na1-