一、原電池的工作原理及應(yīng)用
1．原電池的概念及構(gòu)成條件
(1)定義：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
(2)原電池的形成條件
①能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。
②兩個(gè)金屬活動(dòng)性不同的電極(燃料電池的兩個(gè)電極可以相同)。
③形成閉合回路，需滿足三個(gè)條件：a.存在電解質(zhì)；b.兩電極直接或間接接觸；c.兩電極插入電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中。
2．工作原理(以鋅銅原電池為例)
3.電極的判斷
4．原電池的應(yīng)用
(1)設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源
(2)比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱：原電池中，負(fù)極一般是活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬，正極一般是活動(dòng)性較弱的金屬(或非金屬)。
(3)加快化學(xué)反應(yīng)速率：氧化還原反應(yīng)形成原電池時(shí)，反應(yīng)速率加快。
(4)用于金屬的防護(hù)：將需要保護(hù)的金屬制品作原電池的正極而受到保護(hù)。
二、常見(jiàn)化學(xué)電源及工作原理
1．一次電池
(1)堿性鋅錳干電池
負(fù)極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；
正極反應(yīng)：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－；
總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。
(2)鋅銀電池
負(fù)極反應(yīng)：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；
正極反應(yīng)：Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；
總反應(yīng)：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。
(3)鋰電池
Li－SOCl2電池可用于心臟起搏器，該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4－SOCl2，電池總反應(yīng)可表示為4Li＋2SOCl2===4LiCl＋SO2↑＋S。其中負(fù)極材料是Li，電極反應(yīng)式為4Li－4e－===4Li＋，正極反應(yīng)式為2SOCl2＋4e－===SO2↑＋S＋4Cl－。
2．二次電池
鉛蓄電池是最常見(jiàn)的二次電池，負(fù)極材料是Pb，正極材料是PbO2?？偡磻?yīng)為Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)eq \(,\s\up11(放電),\s\d4(充電))2PbSO4(s)＋2H2O(l)。
特別提醒 可充電電池充電時(shí)原來(lái)的負(fù)極連接電源的負(fù)極作陰極；同理，原來(lái)的正極連接電源的正極作陽(yáng)極，簡(jiǎn)記為負(fù)連負(fù)，正連正。
3．氫氧燃料電池
氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，分為酸性和堿性?xún)煞N。
三、新型電源及電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)
1．電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)的一般步驟(類(lèi)似氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě))
2．新型燃料電池
(1)燃料電池常用的燃料：H2、CO、烴(如CH4、C2H6)、醇(如CH3OH)、肼(N2H4)等。
(2)燃料電池常用的電解質(zhì)
①酸性電解質(zhì)溶液，如H2SO4溶液；②堿性電解質(zhì)溶液，如NaOH溶液；③熔融氧化物；④熔融碳酸鹽，如K2CO3；⑤質(zhì)子交換膜等。
(3)燃料電池電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)的常用方法
第一步，寫(xiě)出電池總反應(yīng)式。
燃料電池的總反應(yīng)與燃料燃燒的反應(yīng)一致，若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)，則總反應(yīng)為加合后的反應(yīng)。
如甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為NaOH溶液)的反應(yīng)如下：
CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O ②
①＋②可得甲烷燃料電池的總反應(yīng)式：CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O。
第二步，寫(xiě)出電池的正極反應(yīng)式。
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，因電解質(zhì)溶液不同，故其電極反應(yīng)也會(huì)有所不同：
①酸性電解質(zhì)：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
②堿性電解質(zhì)：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
③固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2－)：O2＋4e－===2O2－。
④熔融碳酸鹽(如熔融K2CO3)：O2＋2CO2＋4e－===2COeq \\al(2－,3)。
第三步，電池的總反應(yīng)式－電池的正極反應(yīng)式＝電池的負(fù)極反應(yīng)式。
3．新型可逆電池
(1)鐵鎳電池(負(fù)極—Fe，正極—NiO2，電解液—KOH溶液)
已知：Fe＋NiO2＋2H2Oeq \(,\s\up11(放電),\s\d4(充電))Fe(OH)2＋Ni(OH)2，則
放電：
負(fù)極：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2；
正極：NiO2＋2H2O＋2e－===Ni(OH)2＋2OH－。
充電：
陰極：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－；
陽(yáng)極：Ni(OH)2－2e－＋2OH－===NiO2＋2H2O。
(2)LiFePO4電池(正極—LiFePO4，負(fù)極—Li，含Li＋導(dǎo)電固體為電解質(zhì))
已知：FePO4＋Lieq \(,\s\up11(放電),\s\d4(充電))LiFePO4，則
放電：
負(fù)極：Li－e－===Li＋；
正極：FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4。
充電：
陰極：Li＋＋e－===Li；
陽(yáng)極：LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋。
(3)高鐵電池(負(fù)極—Zn，正極—石墨，電解質(zhì)為浸濕的固態(tài)堿性物質(zhì))
已知：3Zn＋2K2FeO4＋8H2Oeq \(,\s\up11(放電),\s\d4(充電))3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，則
放電：
負(fù)極：3Zn－6e－＋6OH－===3Zn(OH)2；
正極：2FeOeq \\al(2－,4)＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－。
充電：
陰極：3Zn(OH)2＋6e－===3Zn＋6OH－；
陽(yáng)極：2Fe(OH)3－6e－＋10OH－===2FeOeq \\al(2－,4)＋8H2O。
四、電解的原理
1．電解原理
(1)概念
①電解：使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。
②電解池：把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置，也叫電解槽。
(2)電解池構(gòu)成的條件
①與電源相連的兩個(gè)電極：與電源正極相連的電極是陽(yáng)極，在陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)；與電源負(fù)極相連的電極是陰極，在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)。
②電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))。
③形成閉合回路。
(3)電解池的工作原理
①電極名稱(chēng)和電極反應(yīng)式
總反應(yīng)方程式：CuCl2eq \(=====,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑。
②電子流向和離子移動(dòng)方向
導(dǎo)線上(外電路)電子從電源的負(fù)極流出，經(jīng)導(dǎo)線流向電解池的陰極。電解池的陽(yáng)極上產(chǎn)生的電子經(jīng)導(dǎo)線流入電源的正極。溶液中(內(nèi)電路)陰離子移向陽(yáng)極，陽(yáng)離子移向陰極。
2．電解規(guī)律
(1)陽(yáng)極產(chǎn)物的判斷
①活性電極(除Au、Pt以外的金屬材料作電極)，電極材料失電子，生成金屬陽(yáng)離子。
②惰性電極(Pt、Au、石墨)，要依據(jù)陰離子的放電順序加以判斷。
陰離子的放電順序：活潑電極＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子。
S2－、I－、Br－、Cl－放電，產(chǎn)物分別是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放電，則得到H2O和O2。
(2)陰極產(chǎn)物的判斷
直接根據(jù)陽(yáng)離子放電順序進(jìn)行判斷。
陽(yáng)離子放電順序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。
①若金屬陽(yáng)離子(Fe3＋除外)放電，則得到相應(yīng)金屬單質(zhì)；若H＋放電，則得到H2。
②放電順序本質(zhì)遵循氧化還原反應(yīng)的優(yōu)先規(guī)律，即得(失)電子能力強(qiáng)的離子先放電。
3．惰性電極電解電解質(zhì)溶液的產(chǎn)物判斷(圖示)
4．電解后電解質(zhì)溶液的復(fù)原
需加適量的某物質(zhì)，該物質(zhì)可以是陰極與陽(yáng)極產(chǎn)物的化合物。例如惰性電極電解CuSO4溶液，要恢復(fù)原溶液的濃度，可向電解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3，但不能加入Cu(OH)2，因?yàn)镃u(OH)2與生成的H2SO4反應(yīng)后使水量增加。使電解后的溶液恢復(fù)原狀的方法：先讓析出的產(chǎn)物(氣體或沉淀)恰好完全反應(yīng)，再將其化合物投入電解后的溶液中即可。如：
①NaCl溶液：通HCl氣體(不能加鹽酸)；
②AgNO3溶液：加Ag2O固體(不能加AgOH)；
③CuCl2溶液：加CuCl2固體；
④KNO3溶液：加H2O；
⑤CuSO4溶液：加CuO或CuCO3[不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3]。
五、電解原理的應(yīng)用
1．氯堿工業(yè)
(1)電極反應(yīng)
陽(yáng)極：2Cl－－2e－===Cl2↑(反應(yīng)類(lèi)型：氧化反應(yīng))；
陰極：2H＋＋2e－===H2↑(反應(yīng)類(lèi)型：還原反應(yīng))。
檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物的方法是用濕潤(rùn)的KI-淀粉試紙靠近陽(yáng)極，若試紙變藍(lán)，證明生成了Cl2。電解時(shí)向食鹽水中滴加酚酞，陰極附近溶液變紅，說(shuō)明該電極附近產(chǎn)生的物質(zhì)為NaOH。
(2)電解方程式
化學(xué)方程式：2NaCl＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；
離子方程式：2Cl－＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(電解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
(3)陽(yáng)離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖
①陽(yáng)離子交換膜的作用
阻止OH－進(jìn)入陽(yáng)極室與Cl2發(fā)生副反應(yīng)：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，阻止陽(yáng)極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生爆炸。
②a、b、c、d加入或取出的物質(zhì)分別是飽和食鹽水、稀NaOH溶液、稀食鹽水、濃NaOH溶液；X、Y分別為Cl2、H2。
2．電鍍
應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法。
實(shí)例——電鍍銅
陽(yáng)極(銅片)：Cu－2e－===Cu2＋；
陰極(待鍍鐵件)：Cu2＋＋2e－===Cu。
3．電冶金
(1)電解精煉銅
①電極材料：陽(yáng)極為粗銅，陰極為純銅。
②電解質(zhì)溶液：含Cu2＋的鹽溶液。
③電極反應(yīng)式
陽(yáng)極：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋；
陰極：Cu2＋＋2e－===Cu。
④陽(yáng)極泥的形成
粗銅中不活潑的雜質(zhì)(金屬活動(dòng)性順序中位于銅之后的銀、金等)在陽(yáng)極難以失去電子，當(dāng)陽(yáng)極上的銅失去電子變成離子之后，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積于電解槽的底部，成為陽(yáng)極泥。
(2)利用電解熔融鹽(或氧化物)的方法來(lái)冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。
六、金屬的腐蝕與防護(hù)
1．金屬的腐蝕
(1)金屬腐蝕的本質(zhì)
金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇?yáng)離子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。
(2)金屬腐蝕的類(lèi)型
①化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕
②析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例)
特別提醒 鋼鐵暴露在潮濕空氣中主要發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵銹的形成過(guò)程中主要發(fā)生的反應(yīng)為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(鐵銹)＋(3－x)H2O。
2．金屬的防護(hù)
(1)電化學(xué)防護(hù)
①犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法——原電池原理
a．負(fù)極：比被保護(hù)金屬活潑的金屬；
b．正極：被保護(hù)的金屬設(shè)備。
②外加電流的陰極保護(hù)法——電解原理
a．陰極：被保護(hù)的金屬設(shè)備；
b．陽(yáng)極：惰性電極。
(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成防腐的合金等。
(3)加防護(hù)層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。
探究一：原電池的電極(或電池)反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)
科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種電化學(xué)裝置如圖所示(X、Y為離子交換膜)，該裝置在處理有機(jī)廢水的同時(shí)可以對(duì)海水進(jìn)行淡化。下列敘述不正確的是（ ）
A．Y為陽(yáng)離子交換膜
B．正極發(fā)生的反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-
C．該裝置工作過(guò)程中負(fù)極區(qū)溶液的質(zhì)量將減少
D．該裝置不能在高溫下工作
【答案】A
【詳解】A．由分析可知，Y為陰離子交換膜，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．由分析可知，正極發(fā)生的反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-，B項(xiàng)正確；C．負(fù)極的電極反應(yīng)式為，發(fā)生生成的二氧化碳逸出，H+向正極移動(dòng)，故負(fù)極區(qū)溶液的質(zhì)量將減少，C項(xiàng)正確；D．該裝置負(fù)極上有硫還原菌，故該裝置不能在高溫下工作，D項(xiàng)正確；答案選A。
規(guī)律總結(jié)：原電池的電極（或電池）反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)題，要先判斷原電池正、負(fù)極，再結(jié)合原電池原理書(shū)寫(xiě)電極（或電池）反應(yīng)式。
1.書(shū)寫(xiě)電極(或電池)反應(yīng)式的思維模板
(1)根據(jù)題目提供的信息,如電極反應(yīng)現(xiàn)象、電極反應(yīng)類(lèi)型、電池總反應(yīng)式等，判斷原電池的正、負(fù)極。
(2)分析電解質(zhì)溶液的種類(lèi),看電解質(zhì)溶液的酸堿性、是否為不活潑金屬鹽溶液，確定電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。
(3)結(jié)合原子守恒、電荷守恒和得失電子守恒寫(xiě)出電極反應(yīng)式,再根據(jù)正、負(fù)極反應(yīng)式及得失電子守恒寫(xiě)出電池總反應(yīng)式。
2.書(shū)寫(xiě)電極(或電池)反應(yīng)式的具體流程
【變式練習(xí)】
1．銀鋅電池的放電反應(yīng)為：Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）
A．基態(tài)Zn2+的簡(jiǎn)化核外電子排布式：[Ar]3d10
B．負(fù)極為Zn，發(fā)生氧化反應(yīng)
C．放電過(guò)程中，正極附近的pH下降
D．放電過(guò)程中，OH-向負(fù)極移動(dòng)
【答案】C
【詳解】A．基態(tài)Zn原子的電子排布式為[Ar]3d104s2，失去2個(gè)電子后形成基態(tài)Zn2+的簡(jiǎn)化核外電子排布式為：[Ar]3d10，選項(xiàng)A正確；B．活潑金屬Zn作負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，選項(xiàng)B正確；C．放電過(guò)程中，正極電極反應(yīng)為Ag2O+2e-+H2O=2Ag+ 2OH-，正確附近的pH增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．原電池中，放電過(guò)程中，陰離子OH-向負(fù)極移動(dòng)，選項(xiàng)D正確；答案選C。
2．可充電水系Zn－CO2電池用鋅和催化劑材料作兩極，電池工作示意圖如圖所示，其中雙極膜是由陽(yáng)膜和陰膜制成的復(fù)合膜，在直流電場(chǎng)的作用下，雙極膜復(fù)合層間的H2O電離出的H+和OH-可以分別通過(guò)膜移向兩極。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）
A．放電時(shí)，右側(cè)電極的電極反應(yīng)式為CO2+2H++2e-=HCOOH
B．放電時(shí)，金屬鋅為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)
C．充電時(shí)，雙極膜產(chǎn)生的H+向陽(yáng)極室移動(dòng)
D．充電時(shí)，每生成22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)O2，陰極增重130g
【答案】C
【詳解】A．放電時(shí)，右側(cè)電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為CO2＋2H＋＋2e?=HCOOH，故A正確；B．放電時(shí)，左側(cè)Zn電極為負(fù)極，Zn失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故B正確；C．充電時(shí)，右側(cè)為陽(yáng)極，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，所以雙極膜復(fù)合層間的H2O電離出的H＋通過(guò)膜移向左側(cè)移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．充電時(shí)，電池總反應(yīng)為；每生成22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)即1mlO2，生成2mlZn，陰極增重130g，故D正確；故答案選C。
3．我國(guó)科研人員將單獨(dú)脫除SO2的反應(yīng)與H2O2的制備反應(yīng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)協(xié)同轉(zhuǎn)化。
①單獨(dú)制備H2O2：2H2O+O2=2H2O2，不能自發(fā)進(jìn)行
②單獨(dú)脫除SO2：4OH-+2SO2+O2=2SO+2H2O，能自發(fā)進(jìn)行協(xié)同轉(zhuǎn)化裝置如圖所示，在電場(chǎng)作用下，雙極膜中間層的H2O解離為OH-和H+，并向兩極遷移。下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）
A．負(fù)極區(qū)域存在反應(yīng)為SO2+2OH-=+H2O
B．雙極膜中間層的H2O的解離可不斷提供OH-和H+，故不需要補(bǔ)加H2SO4
C．協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)為SO2+O2+2NaOH=H2O2+Na2SO4
D．當(dāng)正極生成1mlH2O2時(shí)，負(fù)極區(qū)域的溶液質(zhì)量增重64g
【答案】D
【詳解】A．由圖可知，在堿性溶液中轉(zhuǎn)化為，選項(xiàng)A正確；B．負(fù)極區(qū)域消耗的和正極區(qū)域消耗的，分別由雙極膜中間層的解離生成的和來(lái)補(bǔ)充，選項(xiàng)B正確；C．負(fù)極反應(yīng)為，正極反應(yīng)為，故協(xié)同轉(zhuǎn)化總反應(yīng)為，選項(xiàng)C正確；D．當(dāng)正極生成時(shí)，負(fù)極區(qū)域的溶液質(zhì)量增重為，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；答案選D。
探究二 電解產(chǎn)物的判斷及電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)
既是大氣主要污染物之一，也是重要的化工原料，可用于硫酸的生產(chǎn)。對(duì)燃煤煙氣脫硫能有效減少對(duì)大氣的污染并實(shí)現(xiàn)資源化利用。方法1：用氨水將先轉(zhuǎn)化為，氧化為；方法2；用生物質(zhì)熱解氣(主要成分為CO、、)將在高溫下還原為單質(zhì)硫；方法3：用溶液吸收生成，再加熱吸收液，使之重新生成亞硫酸鈉；方法4：用溶液吸收煙氣中，使用惰性電極電解吸收后的溶液，在陰極被還原為硫單質(zhì)。下列化學(xué)反應(yīng)表示不正確的是（ ）
A．氨水吸收的反應(yīng)：
B．CO還原的反應(yīng)：
C．吸收液再生的反應(yīng)：
D．電解脫硫時(shí)的陰極反應(yīng)：
【答案】A
【詳解】A．氨水吸收，化為，離子方程式為，選項(xiàng)中離子方程式錯(cuò)誤，A符合題意；B．根據(jù)方法2，CO還原的反應(yīng)，CO體現(xiàn)還原性，SO2體現(xiàn)氧化性，生成CO2和S，，B不符合題意；C．根據(jù)方法3，溶液加熱生成亞硫酸鈉，方程式為，C不符合題意；D．根據(jù)方法4，在陰極被還原為硫單質(zhì)，陰極反應(yīng)為，D不符合題意；故答案為：A。
規(guī)律總結(jié)：要確定電解池的陰、陽(yáng)極，并結(jié)合電解原理進(jìn)行分析。
1.判斷電解產(chǎn)物的思維程序
(1)根據(jù)電源的連接方式或電極變化判斷陰、陽(yáng)極,分析陽(yáng)極材料是惰性電極還是活性電極。
(2)分析電解質(zhì)水溶液的組成,找全離子并分陰、陽(yáng)兩組,不要忘記水溶液中的H?和OH?。
(3)確定陰、陽(yáng)兩極的放電順序。
①陰極本身不參與反應(yīng)，直接根據(jù)陽(yáng)離子放電順序判斷，陽(yáng)離子放電順序?yàn)?br>Ag?>Fe3?>Cu2?>H?(酸)>Fe2?>Zn2?>H?(水)>A13?>Mg2?。
②若陽(yáng)極是活性電極(除Au、Pt外的其他金屬),電極材料失電子被氧化,生成金屬陽(yáng)離子。
③若陽(yáng)極是惰性電極(Pt、石墨),直接根據(jù)陰離子放電順序判斷,陰離子放電順序?yàn)镾2>I?Br?>Cl?>OH>含氧酸根離子。
2.正確書(shū)寫(xiě)電解池中電極(或電池)反應(yīng)式的方法
(1)陰極反應(yīng)式:溶液中陽(yáng)離子得電子被還原,析出金屬或氫氣,可表示為
(R代表金屬)、2H2O+2e-═=2OH-+H2↑。
(2)陽(yáng)極反應(yīng)式:
①若是金屬(除Au、Pt外)作陽(yáng)極,則金屬失電子被氧化:R-ne-==R??(R代表金屬)。
②若是惰性電極,根據(jù)陰離子放電順序確定放電離子，根據(jù)電子得失守恒書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式。
(3)電池總反應(yīng)式:根據(jù)陰、陽(yáng)極反應(yīng)式,結(jié)合得失電子守恒寫(xiě)出電池總反應(yīng)式,弱電解質(zhì)(如H2O等)要用化學(xué)式表示,且一定要注明條件“通電”。
【變式練習(xí)】
1．（2022·河北·霸州市第一中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）錸(Re)是一種極其稀少的貴金屬。一種以輝鉬礦(主要含有MS2以及少量ReS2、CuReS4、FeS、SiO2等)為原料制備錸的工藝流程如下：
已知“氧化焙燒”后成分有：SiO2、Re2O7、MO3、CuO、Fe3O4，其中Re2O7、MO3與氨水反應(yīng)分別生成NH4ReO4、(NH4)2MO4。
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）
A．“氧化焙燒”時(shí)，ReS2反應(yīng)后的氧化產(chǎn)物為Re2O7和SO2
B．若改用NaOH溶液代替氨水“浸出”，濾渣成分不變
C．由MS2生成1ml MO3，轉(zhuǎn)移14ml電子
D．“電沉積”后，金屬錸在陰極生成
【答案】B
【詳解】A．ReS2中Re顯+2價(jià)、S顯-1價(jià)，“氧化焙燒”時(shí)，Re2O7中Re顯+7價(jià)，SO2中S顯+4價(jià)，則ReS2反應(yīng)后的氧化產(chǎn)物為Re2O7和SO2，A正確；B．若改用NaOH溶液代替氨水“浸出”，則SiO2也會(huì)溶解在NaOH溶液中，濾渣成分將發(fā)生改變，B錯(cuò)誤；C．由MS2生成MO3，M由+2價(jià)升高到+6價(jià)，S由-1價(jià)升高到+4價(jià)，則生成1ml MO3，轉(zhuǎn)移14ml電子，C正確；D．“電沉積”后，NH4ReO4中+7價(jià)錸將獲得電子，所以在陰極生成金屬錸，D正確；故選B。
2．某研究團(tuán)隊(duì)以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，電催化合成偶氨化合物()的裝置如圖所示(R代表烴基)。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．N極為陽(yáng)極，發(fā)生還原反應(yīng)
B．M極上的電極反應(yīng)式為2+8e-+8H+=+4H2O
C．每生成0.1mlRCN時(shí)，有0.4mlOH-通過(guò)離子交換膜
D．電池工作過(guò)程中，M極區(qū)附近溶液的pH減小
【答案】C
【詳解】A．該裝置為電解池，N極上RCH2NH2失電子生成RCN，發(fā)生氧化反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．M極上硝基苯轉(zhuǎn)化為偶氮化合物，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，M極為電解池的陰極，電極反應(yīng)為2+8e-+4H2O=+8OH-，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．該裝置中的離子交換膜為陰離子交換膜，每生成0.1mlRCN時(shí)，轉(zhuǎn)移0.4ml電子，有0.4mlOH-通過(guò)離子交換膜，C項(xiàng)正確；D．電池工作過(guò)程中，M極發(fā)生的反應(yīng)為2+8e-+4H2O=+8OH-，則溶液的pH增大，D錯(cuò)誤；故選C。
3．超純水微細(xì)電解加工是在常規(guī)電解加工原理的基礎(chǔ)上，利用超純水作電解液，并采用陽(yáng)離子交換膜促進(jìn)水解離來(lái)提高超純水中的濃度，使電解電流密度達(dá)到足夠蝕刻材料的一種新型電解加工工藝。銅的微細(xì)電解加工如圖，所用的陽(yáng)離子交換膜為，自身能解離成固定基團(tuán)和自由離子。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）。
A．N為電源的負(fù)極
B．輔助電極上有氣泡產(chǎn)生
C．工件電極上的電極反應(yīng)式為
D．陽(yáng)離子交換膜向上的面上發(fā)生的反應(yīng)為
【答案】D
【詳解】A．由題意可知，該裝置可以使氧化產(chǎn)生，故連接銅的工件電極應(yīng)該是正極，N為負(fù)極，故A符合題意。B．由A的分析可知N是負(fù)極，氫離子得電子轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃?，因此輔助電極上會(huì)有氣泡產(chǎn)生，故B符合題意。C．由題意可知總反應(yīng)是銅與水在通電情況下產(chǎn)生氫氧化銅和氫氣，工件電極方程式可以寫(xiě)為，故C符合題意。D．由所給題目及之前分析可知陽(yáng)離子交換膜向上的面發(fā)生的反應(yīng)為，故D不符合題意。故選：D。
探究三 電化學(xué)計(jì)算題
設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．25℃，101kPa下，28L氫氣中質(zhì)子的數(shù)目為2.5NA
B．電解熔融CuCl2，陰極增重6.4g，外電路中通過(guò)電子的數(shù)目為0.10 NA
C．0.1mlH2和0.1mlI2于密閉容器中充分反應(yīng)后，分子總數(shù)為0.2NA
D．0.20ml苯甲酸完全燃燒，生成CO2的數(shù)目為1.4 NA
【答案】D
【詳解】A．25℃，101kPa不是標(biāo)況，無(wú)法計(jì)算，A錯(cuò)誤；B．陰極發(fā)生反應(yīng)，可知陰極增重6.4g，生成0.1mlCu，轉(zhuǎn)移0.2mle-，B錯(cuò)誤；C．該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不能完全轉(zhuǎn)化為碘化氫，C錯(cuò)誤；D．0.2ml苯甲酸含1.4ml碳原子，完全燃燒生成二氧化碳的數(shù)目是1.4NA，D正確；故選D。
規(guī)律總結(jié)：解答電化學(xué)計(jì)算題，要先判斷電極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，寫(xiě)出電極反應(yīng)式，再根據(jù)兩電極上通過(guò)的電量相等列式求解。
1.根據(jù)電極(或電池)反應(yīng)式計(jì)算
先根據(jù)題給信息寫(xiě)出正、負(fù)極（或陰、陽(yáng)極）的電極反應(yīng)式，再根據(jù)電子得失守恒寫(xiě)出電池總反應(yīng)式，最后根據(jù)題中數(shù)據(jù)列出關(guān)系式求解。
2.根據(jù)電子守恒計(jì)算
對(duì)于串聯(lián)電路，由于電路及各電極上通過(guò)的電量相等，可依據(jù)電子守恒，找出陰、陽(yáng)（或正、負(fù)）兩極產(chǎn)物之間的定量關(guān)系，結(jié)合轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，列出關(guān)系式求解。
3.根據(jù)關(guān)系式計(jì)算
根據(jù)電子得失守恒建立已知量與未知量之間的“橋梁”，確定計(jì)算所需的關(guān)系式。例如,以電路中通過(guò)4ml電子為“橋梁”建立如下關(guān)系式:
(式中M代表金屬,n為M形成陽(yáng)離子所帶電荷數(shù))。
【變式練習(xí)】
1．（2022·湖南郴州·一模）某科研小組利用下圖裝置完成乙炔轉(zhuǎn)化為乙烯的同時(shí)為用電器供電。其中鋅板處發(fā)生的反應(yīng)有：①Zn-2e- =Zn2+；②Zn2++4OH-=[Zn(OH)4]2-；③ [Zn(OH)4]2-=ZnO+2OH-+H2O。下列說(shuō)法不正確的是（ ）
A．電極a的電勢(shì)高于電極b的電勢(shì)
B．放電過(guò)程中正極區(qū)KOH溶液濃度保持不變，OH-從左室流向右室
C．電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為
D．電解足量CuSO4溶液，理論上消耗2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)C2H2時(shí)，生成6.4gCu
【答案】B
【詳解】A．由分析可知，電極a為正極，電極b為負(fù)極，則電極a的電勢(shì)高于電極b的電勢(shì)，A正確；B．放電過(guò)程中，正極區(qū)發(fā)生反應(yīng)，OH-透過(guò)陰離子交換膜移向負(fù)極，KOH的物質(zhì)的量不變，但H2O參加電極反應(yīng)，造成水量減少，KOH溶液濃度增大，B不正確；C．電極a上，C2H2得電子產(chǎn)物與電解質(zhì)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為C2H4，發(fā)生的電極反應(yīng)式為，C正確；D．電解足量CuSO4溶液，理論上消耗2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)C2H2時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為=0.2ml，則生成Cu的物質(zhì)的量為0.1ml，質(zhì)量為6.4g，D正確；故選B。
2．下圖裝置利用一種微生物將廢水中的有機(jī)物(如淀粉)和含CO的廢氣的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，并利用此電能模擬氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水，下列說(shuō)法中一定正確的是（ ）
A．電解飽和食鹽水時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣
B．若a為碳電極、b為鐵電極，b應(yīng)與Y相連
C．當(dāng)廢氣中有28g CO被吸收轉(zhuǎn)化為甲醇時(shí)，a電極上產(chǎn)生氣體為44.8L
D．當(dāng)電路中有1ml電子轉(zhuǎn)移時(shí)，電池裝置左端質(zhì)量減少12g
【答案】D
【詳解】A．陽(yáng)極產(chǎn)生氯氣，A錯(cuò)誤；B．若a為碳電極、b為鐵電極，b應(yīng)與X相連，B錯(cuò)誤；C．未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況，C錯(cuò)誤；D．當(dāng)電路中有1ml電子轉(zhuǎn)移時(shí)，電池裝置左端生成和，穿過(guò)質(zhì)子交換膜移向右端，故左端質(zhì)量共減少12g，D正確；故選D。
3．乙烯和氯氣是有機(jī)化工的基礎(chǔ)原材料，利用電解催化裝置將電催化生成，實(shí)現(xiàn)減排的同時(shí)生產(chǎn)氯氣，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．玻碳電極為陰極
B．X溶液可能為NaOH溶液
C．離子交換膜一定為陽(yáng)離子交換膜
D．當(dāng)生成12mlb時(shí)，生成2mla
【答案】B
【詳解】A．由已知可知，a為，b為，玻碳電極為陽(yáng)極，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．X溶液可能為NaOH溶液，B項(xiàng)正確；C．陰極的電極反應(yīng)式：（或）、，為使陽(yáng)極不斷生成，陰極產(chǎn)生的Cl需不斷進(jìn)入陽(yáng)極，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．因陰極AgCl還要得電子，當(dāng)生成12mlb時(shí)，生成的乙烯的物質(zhì)的量小于2ml，D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選B。
1．（2022·河北·霸州市第一中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）海水資源的開(kāi)發(fā)利用是自然資源開(kāi)發(fā)利用的重要組成部分。氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，某化學(xué)學(xué)習(xí)小組設(shè)想將其與氫氧燃料電池相結(jié)合可以有效降低能耗，其原理如下(A、B、C、D為惰性電極)。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．乙池中C電極上的反應(yīng)為
B．乙池中通過(guò)交換膜向C電極移動(dòng)
C．甲池中每生成2ml ，乙池中便會(huì)消耗22.4L
D．甲池中發(fā)生的總反應(yīng)為
【答案】D
【詳解】A．乙池C上通入氫氣，為原電池的負(fù)極，溶液為氫氧化鈉溶液，故電極反應(yīng)為，A錯(cuò)誤；B．原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，即鈉離子通過(guò)鈉離子交換膜向D極移動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．甲池中每生成2ml ，轉(zhuǎn)移24ml電子，乙池中便會(huì)消耗標(biāo)況下22.4L ，題匯中未說(shuō)明標(biāo)況，C錯(cuò)誤；D．甲池為電解氯化鈉溶液，電解方程式為 ，D正確；故選D。
2．（2022·廣東深圳·一模）某科研小組利用下圖裝置完成乙炔轉(zhuǎn)化為乙烯的同時(shí)為用電器供電。其中鋅板處發(fā)生的反應(yīng)有：①；②；③。下列說(shuō)法不正確的是（ ）
A．電極a的電勢(shì)高于電極b的電勢(shì)
B．放電過(guò)程中正極區(qū)KOH溶液濃度保持不變
C．電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為
D．電解足量溶液，理論上消耗2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，生成6.4gCu
【答案】B
【詳解】A．由圖可知鋅板為負(fù)極，所以電極a的電勢(shì)高于電極b的電勢(shì)，A正確；B．放電過(guò)程中正極區(qū)消耗水，導(dǎo)致KOH溶液濃度增大，B錯(cuò)誤；C．電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為，C正確；D．電解硫酸銅時(shí)，生成銅的電極反應(yīng)為，理論上消耗2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，即0.1ml，對(duì)應(yīng)電子轉(zhuǎn)移0.2ml，可生成銅6.4g，D正確；故答案選B。
3．（2022·廣東深圳·一模）我國(guó)有著豐富的海風(fēng)資源，在海水中建立風(fēng)電設(shè)備，防腐蝕是一個(gè)突出問(wèn)題。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．鋼鐵構(gòu)件表面的鍍銅破損后依然會(huì)保護(hù)內(nèi)部鋼鐵不被腐蝕
B．可將鋼鐵構(gòu)件與電源負(fù)極連接臧緩腐蝕發(fā)生
C．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為
D．海水中發(fā)生化學(xué)腐蝕的速率大于電化學(xué)腐蝕速率
【答案】B
【詳解】Ａ．銅鍍層破損后，Cu、Fe和海水構(gòu)成原電池，F(xiàn)e失電子作負(fù)極，F(xiàn)e加速被腐蝕，A錯(cuò)誤；Ｂ．將鋼鐵部件與電源負(fù)極連接作陰極，屬于外加電流法，可以減緩腐蝕發(fā)生，B項(xiàng)正確；Ｃ．鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+，C錯(cuò)誤；Ｄ．發(fā)生電化學(xué)腐蝕的速率大于化學(xué)腐蝕速率，D錯(cuò)誤；故選B。
4．（2022·青?！ず|市第一中學(xué)一模）一種以Fe2O3為催化劑的簡(jiǎn)單高效電合成NH3工藝如圖所示(已知Fe2O3/石墨電極上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為2Fe+N2+3H2O=Fe2O3+2NH3)，裝置工作時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）
A．OH-向Pt電極遷移
B．Fe2O3/石墨電極上的電極反應(yīng)為Fe2O3+6e-+3H2O=2Fe+6OH-
C．2.24 L N2與Fe反應(yīng)生成NH3，轉(zhuǎn)移了0.6 ml電子
D．總反應(yīng)為2N2+6H2O4NH3+3O2
【答案】C
【詳解】A．電極與電源正極相連，為陽(yáng)極，陰離子向陽(yáng)極遷移，A正確；B．Fe2O3/石墨電極為陰極發(fā)生還原反應(yīng)，介質(zhì)為堿性溶液，陰極反應(yīng)式應(yīng)為，B正確；C．未知是否為標(biāo)況，不能確定量，C錯(cuò)誤；D．總反應(yīng)氮?dú)夂退ㄟ^(guò)電解裝置生成氨氣和氧氣，為，D正確；故選C。
5．（2022·廣東佛山·模擬預(yù)測(cè)）化學(xué)創(chuàng)造美好生活。下列生產(chǎn)活動(dòng)中，沒(méi)有運(yùn)用相應(yīng)化學(xué)原理的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
【答案】D
【詳解】A．熟石灰具有堿性，可以處理酸性廢水，故A正確；B．便攜式電池工作時(shí)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故B正確；C．利用黃鐵礦制備硫酸的過(guò)程是硫元素被氧化的過(guò)程，故C正確；D．利用焦炭和石英砂制取粗硅與二氧化硅具有很好的光學(xué)性能無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。綜上所述，答案為D。
6．（2022·廣西柳州·模擬預(yù)測(cè)）電化學(xué)廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。下列敘述正確的是（ ）
A．電解精煉銅時(shí)，與電源正極相連的是精銅
B．鋅銅原電池產(chǎn)生電流時(shí)，溶液中的陽(yáng)離子移向Zn電極
C．用惰性電極電解足量的飽和食鹽水時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：
D．外接電源保護(hù)海水中鋼閘門(mén)時(shí)，應(yīng)將鋼閘門(mén)與電源的正極相連
【答案】C
【詳解】A．精煉銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，因此精銅與電源的負(fù)極相連，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)原電池工作原理，溶液中的陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，鋅筒原電池中鋅金屬性比銅強(qiáng)，鋅作負(fù)極，銅作正極，即溶液中的陽(yáng)離子向Cu電極移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．用惰性材料作電極電解飽和食鹽水，陽(yáng)極上失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)放電原理，Cl-先放電，即電極反應(yīng)式為2Cl-－2e-=Cl2↑，故C正確；D．外接電源保護(hù)鋼閘門(mén)，這是電解裝置，根據(jù)電解原理，鋼閘門(mén)應(yīng)與電源的負(fù)極相連，這種方法叫外加電流法，故D錯(cuò)誤；答案為C。
7．（2022·廣西柳州·模擬預(yù)測(cè)）科學(xué)家近年發(fā)明了一種新型水介質(zhì)電池。電池示意圖如下，電極為金屬鋅和選擇性催化材料。放電時(shí)，溫室氣體被轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)氫物質(zhì)甲酸等，為解決環(huán)境和能源問(wèn)題提供了一種新途徑。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．放電時(shí)，負(fù)極區(qū)pH升高
B．放電時(shí)，1ml轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4ml
C．充電時(shí)，Zn電極連電源正極
D．充電時(shí)，產(chǎn)生22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，生成的Zn為130g
【答案】D
【詳解】A．負(fù)極上Zn失電子，生成Zn2+，Zn2+結(jié)合OH-生成，消耗了溶液中的氫氧根離子，負(fù)極區(qū)pH下降，A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)，正極反應(yīng)為，1mlCO2轉(zhuǎn)化為HCOOH，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2ml，B錯(cuò)誤；C．充電時(shí)，Zn電極連接電源負(fù)極，陰極反應(yīng)為，C錯(cuò)誤；D．充電時(shí)總反應(yīng)式為，生成1ml氧氣的同時(shí)，生成Zn2ml，即生成的Zn為130g，D正確；故答案選D。
8．（2022·新疆·博樂(lè)市高級(jí)中學(xué)（華中師大一附中博樂(lè)分校）一模）我國(guó)科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一款高壓無(wú)陽(yáng)極配置可充電鈉電池，其充電過(guò)程的原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．放電時(shí)，電子由b極經(jīng)3A沸石分子篩膜流向a極
B．放電時(shí)，a極的電極反應(yīng)式為Na++e-=Na
C．充電時(shí)，b極為陽(yáng)極，發(fā)生還原反應(yīng)
D．充電時(shí)，電路中每遷移2ml電子，理論上a極凈增重46g
【答案】D
【詳解】A．放電時(shí)，電子不經(jīng)過(guò)電解質(zhì)，故A錯(cuò)誤；B．放電時(shí)，a極為負(fù)極，電極反應(yīng)式為Na-e-=Na+，故B錯(cuò)誤；C．充電時(shí)，b極為陽(yáng)極，陽(yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D．充電時(shí)，a極為陰極，電極反應(yīng)式為Na++e-=Na，電路中每遷移2ml電子，理論上a極凈增重46g，故D正確；故答案選D。
9．（2022·新疆·二模）電解合成1 ，2-二氯乙烷的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列說(shuō)法中不正確的是（ ）
A．a(chǎn)為電源正極
B．該裝置總反應(yīng)為CH2 =CH2 +2NaCl+2H2OClCH2CH2Cl+2NaOH+H2
C．X、Y依次為陽(yáng)離子交換膜、陰離子交換膜
D．液相反應(yīng)為CH2 =CH2+2CuCl2 = ClCH2CH2Cl+ 2CuCl(s)
【答案】C
【詳解】A．據(jù)分析可知Cl-在此失電子被氧化，因此a所連電極為電解質(zhì)的陽(yáng)極，a為電源正極，A選項(xiàng)正確；B．該裝置中陽(yáng)極反應(yīng)式CH2 =CH2+2Cl--2e- = ClCH2CH2Cl，陰極反應(yīng)式2H2O+2e-=H2↑+2OH-，總反應(yīng)式為CH2 =CH2 +2NaCl+2H2OClCH2CH2Cl+2NaOH+H2，B選項(xiàng)正確；C．據(jù)題目分析可知X、Y依次為陰離子交換膜、陽(yáng)離子交換膜，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；D．由物質(zhì)進(jìn)出方向可知液相反應(yīng)為CH2 =CH2+2CuCl2 = ClCH2CH2Cl+ 2CuCl(s)，D選項(xiàng)正確；
10．（2022·湖南·模擬預(yù)測(cè)）北京時(shí)間2021年10月16日神舟十三號(hào)載人飛船成功發(fā)射。“神舟”飛船共有太陽(yáng)能電池帆板、鎘鎳蓄電池和應(yīng)急電池三種電源系統(tǒng)。鎘鎳蓄電池的工作原理為Cd + 2NiOOH+2H2O Cd(OH)2 +2Ni(OH)2，緊急狀況下，應(yīng)急電池會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，工作充電放電原理為Zn+ Ag2O+ H2O 2Ag+ Zn(OH)2。下列說(shuō)法不正確的是（ ）
A．飛船在光照區(qū)運(yùn)行時(shí)，太陽(yáng)能電池帆板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，為鎘鎳蓄電池充電
B．緊急狀況下，應(yīng)急電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為2Ag-2e-+2OH-=Ag2O+H2O
C．飛船運(yùn)行到地影區(qū)時(shí)，鎘鎳蓄電池開(kāi)始為飛船供電，負(fù)極的電極反應(yīng)式為Cd-2e- + 2OH-=Cd(OH)2
D．兩種電池充電一段時(shí)間后，陽(yáng)極區(qū)電解質(zhì)溶液的pH值均降低
【答案】B
【詳解】A．當(dāng)飛船進(jìn)入光照區(qū)時(shí)，太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，除供給飛船使用外，多余部分為鎘鎳蓄電池充電(用鎘鎳縈電池儲(chǔ)存起來(lái))，故A正確；B．緊急狀況下，應(yīng)急電池負(fù)極電極反應(yīng)式為Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2，故B錯(cuò)誤；C．飛船運(yùn)行到地影區(qū)時(shí)，鎘鎳蓄電池作為電源開(kāi)始為飛船供電，負(fù)極的電極反應(yīng)式應(yīng)為Cd-2e- + 2OH-=Cd(OH)2，故C正確；D．應(yīng)急電池充電時(shí)陽(yáng)極電極反應(yīng)式為2Ag-2e-+2OH-=Ag2O+H2O，鎘鎳蓄電池充電時(shí)陽(yáng)極電極反應(yīng)式為Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+ H2O，故兩種電池充電一段時(shí)間后，陽(yáng)極區(qū)電解質(zhì)溶液pH均降低，故D正確；故答案選B。
1．（2022·廣東佛山·一模）全釩液流電池的工作原理如下圖。下列說(shuō)法不正確的是（ ）
A．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式：
B．充電時(shí)陽(yáng)極的pH降低
C．放電時(shí)正極每消耗，負(fù)極區(qū)便有通過(guò)質(zhì)子交換膜移向正極區(qū)
D．電池總反應(yīng)：
【答案】C
【詳解】A．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為V2＋?e?=V3＋，A正確；B．充電時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)為VO2+-e-+H2O= VO+2H+，氫離子濃度增大，pH降低，B正確；C．放電時(shí)，若轉(zhuǎn)移1ml電子，正極會(huì)消耗，因?yàn)闅潆x子要平衡電荷，則有從右往左通過(guò)質(zhì)子交換膜，C錯(cuò)誤；D．電池總反應(yīng)為VO+V2++2H+ VO2++V3++H2O，D正確；故選C。
2．（2022·廣西南寧·模擬預(yù)測(cè)）下列離子方程式書(shū)寫(xiě)正確的是（ ）
A．等體積等濃度溶液與溶液混合：
B．向沸水中滴加飽和溶液制備膠體：(膠體)
C．用盛有溶液的鋁制容器處理變黑的銀器：
D．用溶液吸收少量：
【答案】B
【詳解】A．等體積等濃度溶液與溶液混合，氫氧根不足，先與碳酸氫根反應(yīng)：，A錯(cuò)誤；B．向沸水中滴加飽和溶液制備膠體：(膠體)，B正確；C．用盛有溶液的鋁制容器處理變黑的銀器，鋁、硫化銀與氯化鈉溶液形成了原電池：，C錯(cuò)誤； D．用溶液吸收少量：，D錯(cuò)誤；故選B。
3．（2022·吉林·長(zhǎng)春十一高模擬預(yù)測(cè)）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(shuō)法正確的是（ ）
A．放電時(shí)，M箔為電池的陽(yáng)極
B．充電時(shí)，正極反應(yīng)為Fe[Fe(CN)6]+2e-+2Na+=Na2Fe[Fe(CN)6]
C．充電時(shí)，Na+通過(guò)交換膜從左室移向右室
D．外電路中通過(guò)0.2m1電子時(shí)，正極質(zhì)量變化為2.4g
【答案】C
【詳解】A．由分析可知，放電時(shí)，M箔為電池的正極，A錯(cuò)誤；B．由分析可知，放電時(shí)，左側(cè)為正極，由圖可知，正極反應(yīng)為：正極反應(yīng)為Fe[Fe(CN)6]+2e-+2Na+=Na2Fe[Fe(CN)6]，不是充電，B錯(cuò)誤；C．充電時(shí)該裝置作電解池，電解池工作時(shí)陽(yáng)離子移向陰極，Na＋應(yīng)從左室移向右室，C正確；D．根據(jù)選項(xiàng)B分析可知，正極反應(yīng)為：Fe[Fe(CN)6]+2e-+2Na+=Na2Fe[Fe(CN)6]，則外電路中通過(guò)0.2m1電子時(shí)，正極質(zhì)量變化為0.2×23=4.6g，D錯(cuò)誤；故選C。
4．（2022·廣東·東莞市東華高級(jí)中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）化學(xué)從微觀層次認(rèn)識(shí)物質(zhì)，以符號(hào)形式描述物質(zhì)。下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是（ ）
A．電解MgCl2水溶液：2Cl- +2H2O2OH- +Cl2↑+H2↑
B．久置的H2S溶液變渾濁：2S2- +O2+4H+ =2S↓+2H2O
C．Na2O2溶于水：Na2O2+H2O=2Na+ +2OH- +O2↑
D．NaOH溶液與過(guò)量H2C2O4溶液反應(yīng)：H2C2O4+OH- =HC2O+H2O
【答案】D
【詳解】A．生成氫氧化鎂難溶，不能拆成離子，A錯(cuò)誤；B．硫化氫是弱電解質(zhì)，不能拆成離子，B錯(cuò)誤；C．方程式?jīng)]有配平，應(yīng)為：2Na2O2+2H2O=4Na+ +4OH- +O2↑C錯(cuò)誤；D．H2C2O4是二元弱酸，過(guò)量H2C2O4，生成酸式鹽，D正確；故選D。
5．（2022·吉林·長(zhǎng)春十一高模擬預(yù)測(cè)）Cu－Ce－Ox固溶體作為金屬催化劑，能有效促進(jìn)電化學(xué)還原，反應(yīng)產(chǎn)生CH4和C2H4的中間體，*CO在催化劑表面的反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．制約CO2還原為C2H4反應(yīng)速率的是*COH－COH→CH*－COH
B．*CH3O→CH4+O*只有化學(xué)鍵的形成
C．Cu－Ce－Ox固溶體催化劑對(duì)生成CH4有較高選擇性
D．由*CO生成*OH的反應(yīng)為*CO+5H+-5e-=CH4+*OH
【答案】C
【詳解】A． 能壘高的可以制約反應(yīng)，由圖知，制約CO2還原為C2H4反應(yīng)速率的是CH*－COH→*C－COH，A錯(cuò)誤；B． *CH3O→CH4+O*既有化學(xué)鍵的斷裂、又有化學(xué)鍵的形成，B錯(cuò)誤；C．由圖知，生成甲烷的歷程中、活化能小，因此更容易生成甲烷、即 Cu－Ce－Ox固溶體催化劑對(duì)生成CH4有較高選擇性，C正確；D． 由*CO生成CH4與*OH的反應(yīng)為化合價(jià)降低、得電子、是還原反應(yīng)，D錯(cuò)誤；答案選C。
6．（2022·吉林·長(zhǎng)春十一高模擬預(yù)測(cè)）下列敘述正確的是（ ）
A．在鐵制品上鍍銅時(shí)，鍍件為陽(yáng)極，銅鹽溶液為電鍍液
B．鋼鐵水閘可用外加電流的陰極保護(hù)法防止其腐蝕
C．鋼鐵吸氧腐蝕的負(fù)極反應(yīng)：O2+2H2O+4e-=4OH-
D．船底鑲嵌鋅塊，鋅作陰極，以防船體被腐蝕
【答案】B
【詳解】A．電鍍時(shí)，鍍件作為陰極，被鍍金屬作為陽(yáng)極，故A錯(cuò)誤；B．鐵易被腐蝕，可用電化學(xué)方法防止其腐蝕，被保護(hù)時(shí)，被保護(hù)金屬作為陰極或者正極，外加電流的陰極保護(hù)法屬于電解池原理，故B正確；
C．鋼鐵吸氧腐蝕負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式為：，故C錯(cuò)誤；D．船底鑲嵌鋅塊，形成原電池，鋅作為負(fù)極，鐵作為正極，屬于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，故D錯(cuò)誤；故選B。
7．（2022·貴州·模擬預(yù)測(cè)）利用濃差電池電解Na2SO4溶液(a、b電極均為石墨電極)，可制得O2、H2、H2SO4和NaOH，反應(yīng)原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．b電極的電極反應(yīng)為2H2O+2e- =H2 ↑+2OH-
B．c、d分別為陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜
C．濃差電池放電過(guò)程中，Cu(1)電極上的電極反應(yīng)為Cu-2e- =Cu2+
D．當(dāng)陰極產(chǎn)生2.24L氣體時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移0.2ml電子
【答案】B
【詳解】A．b為電解池的陽(yáng)極，電離出的失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成，電極反應(yīng)為，A錯(cuò)誤；B．c、d分別為陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜，B正確；C．Cu(1)為原電池的正極，電極反應(yīng)為，Cu(2)為原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)為，C錯(cuò)誤；D．沒(méi)有說(shuō)明是否為標(biāo)況，不能計(jì)算氣體的物質(zhì)的量，D錯(cuò)誤；故選B。
8．（2022·河南·模擬預(yù)測(cè)）第二代鈉離子電池是負(fù)極為鑲嵌在硬碳中的鈉、正極為錳基高錳普魯士白{}的一種新型二次電池，其工作原理如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）
A．放電時(shí)，B極的電勢(shì)高于A極
B．放電時(shí)，正極反應(yīng)為
C．充電時(shí)，穿過(guò)離子交換膜在B極上得電子
D．充電時(shí)，A極接外加電源的正極
【答案】A
【詳解】A．由分析可知，放電時(shí)，B極是原電池負(fù)極，A極是正極，原電池中正極電勢(shì)高于負(fù)極，則A極的電勢(shì)高于B極，故A錯(cuò)誤；B．由分析可知，放電時(shí)，A極是正極，在鈉離子作用下，Mn[Mn(CN)6]在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成Na2Mn[Mn(CN)6]，電極反應(yīng)式為Mn[Mn(CN)6]+2Na++e—= Na2Mn[Mn(CN)6]，故B正確；C．由分析可知，充電時(shí)，A極與直流電源的正極相連，做電解池的陽(yáng)極，B極為陰極，則鈉離子穿過(guò)離子交換膜在B極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鈉，故C正確；D．由分析可知，充電時(shí)，A極與直流電源的正極相連，做電解池的陽(yáng)極，故D正確；故選A。
9．（2022·湖南·瀘溪縣第一中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）2019諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給在鋰離子電池發(fā)展方向做出突出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家，頒獎(jiǎng)詞中說(shuō)：他們創(chuàng)造了一個(gè)可充電的世界。下面是最近研發(fā)的可充電電池的工作示意圖，鋰離子導(dǎo)體膜只允許通過(guò)，電池反應(yīng)為：。下列說(shuō)法不正確的是（ ）
A．為非水電解質(zhì)，其與溶液的主要作用是傳遞離子
B．放電時(shí)，正極反應(yīng)為：
C．充電時(shí)，電極發(fā)生嵌入，放電時(shí)發(fā)生脫嵌
D．充電時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2ml電子時(shí)，左室中電解質(zhì)的質(zhì)量減輕2.6g
【答案】B
【詳解】A．Ca性質(zhì)活潑，能與水反應(yīng)，故LiPF6-LiAsF6為非水電解質(zhì)，Li2SO4溶液為右室的電解溶液，故LiPF6-LiAsF6為非水電解質(zhì)，與Li2SO4溶液的主要作用是傳遞離子，故A正確；B．放電時(shí)，Li1-xFePO4/LiFePO4電極為正極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4，故B錯(cuò)誤；C．放電時(shí)，Li1-xFePO4/LiFePO4電極為正極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)i1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4，放電時(shí)發(fā)生Li+嵌入，充電時(shí)，Li1-xFePO4/LiFePO4電極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iFePO4-xe-═Li1-xFePO4+xLi+，發(fā)生Li+脫嵌，故C正確；
D．充電時(shí)，鈣電極為陰極，電極反應(yīng)式為Ca2++2e-=Ca，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2ml電子時(shí)，左室中電解質(zhì)質(zhì)量減輕×40g/ml=4g，同時(shí)有0.2ml鋰離子由右室進(jìn)入左室，左室中電解質(zhì)質(zhì)量質(zhì)量增加0.2ml×7g/ml=1.4g，左室中電解質(zhì)的質(zhì)量減輕4g-1.4g=2.6g，故D正確；故選：B。
10．（2022·四川·成都七中模擬預(yù)測(cè)）沿海電廠用海水做冷卻水，但在排水管中生物的附著和滋生會(huì)阻礙冷卻水排放并降低冷卻效率，為解決這一問(wèn)題，通常在管道口設(shè)置一對(duì)惰性電極(如圖所示)，通入一定的電流。下列敘述正確的是（ ）
A．陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為
B．兩極生成的氣體體積之比為1∶2
C．管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClO
D．陽(yáng)極表面形成的等積垢需要定期清理
【答案】C
【詳解】A．據(jù)分析，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2Cl__2e-=Cl2↑，A錯(cuò)誤；B．據(jù)分析，兩極生成的氣體分別是H2和Cl2，又有H2~2e-、Cl2~2e-，電路中得失電子守恒，故兩極生成的氣體體積之比為1∶1，B錯(cuò)誤；C．據(jù)分析，陽(yáng)極生成的Cl2溶于水生成HClO，HClO能與NaOH反應(yīng)生成NaClO，故管道中可以生成氧化滅殺附著生物的NaClO，C正確；D．據(jù)分析，管道中生成了HCl，HCl與Mg(OH)2發(fā)生反應(yīng)生成可溶性的MgCl2，故陽(yáng)極表面形成的等積垢無(wú)需定期清理，D錯(cuò)誤；故選C。
1．（2022·北京·高考真題）已知：。下列說(shuō)法不正確的是（ ）
A．分子的共價(jià)鍵是鍵，分子的共價(jià)鍵是鍵
B．燃燒生成的氣體與空氣中的水蒸氣結(jié)合呈霧狀
C．停止反應(yīng)后，用蘸有濃氨水的玻璃棒靠近集氣瓶口產(chǎn)生白煙
D．可通過(guò)原電池將與反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
【答案】A
【詳解】A．H2分子里的共價(jià)鍵H-H鍵是由兩個(gè)s電子重疊形成的，稱(chēng)為s-s σ鍵，Cl2分子里的共價(jià)鍵Cl-Cl鍵是由兩個(gè)p電子重疊形成的，稱(chēng)為p-p σ鍵，故A錯(cuò)誤；B．HCl氣體極易溶于水，遇到空氣中的水蒸氣后立即形成鹽酸小液滴，即白霧，故B正確；C．濃氨水易揮發(fā)，揮發(fā)的氨氣和HCl氣體互相反應(yīng)，化學(xué)方程式NH3+HCl=NH4Cl，生成NH4Cl氯化銨固體小顆粒，固體粉末就是煙，故C正確；D．與的反應(yīng)是能夠自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，可通過(guò)原電池將與反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，故D正確；故選A。
2．（2022·遼寧·高考真題）如圖，c管為上端封口的量氣管，為測(cè)定乙酸溶液濃度，量取待測(cè)樣品加入b容器中，接通電源，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．左側(cè)電極反應(yīng)：
B．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，b中溶液紅色恰好褪去
C．若c中收集氣體，則樣品中乙酸濃度為
D．把鹽橋換為U形銅導(dǎo)線，不影響測(cè)定結(jié)果
【答案】A
【詳解】A．左側(cè)陽(yáng)極析出氧氣，左側(cè)電極反應(yīng)：，A正確；B．右側(cè)電極反應(yīng)2CH3COOH+2e-=H2+2CH3COO-，反應(yīng)結(jié)束時(shí)溶液中存在CH3COO-，水解后溶液顯堿性，故溶液為紅色，B錯(cuò)誤；C．若c中收集氣體，若在標(biāo)況下，c中收集氣體的物質(zhì)的量為0.5×10-3ml，轉(zhuǎn)移電子量為0.5×10-3ml×4=2×10-3ml，故產(chǎn)生氫氣：1×10-3ml，則樣品中乙酸濃度為：2×10-3ml ÷10÷10-3=，并且題中未給定氣體狀態(tài)不能準(zhǔn)確計(jì)算，C錯(cuò)誤；D．鹽橋換為U形銅導(dǎo)線則不能起到傳遞離子使溶液呈電中性的效果，影響反應(yīng)進(jìn)行，D錯(cuò)誤；答案選A。
3．（2022·湖北·高考真題）含磷有機(jī)物應(yīng)用廣泛。電解法可實(shí)現(xiàn)由白磷直接制備，過(guò)程如圖所示(為甲基)。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．生成，理論上外電路需要轉(zhuǎn)移電子
B．陰極上的電極反應(yīng)為：
C．在電解過(guò)程中向鉑電極移動(dòng)
D．電解產(chǎn)生的中的氫元素來(lái)自于
【答案】D
【詳解】A．石墨電極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)：P4→化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)，所以石墨電極為陽(yáng)極，對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為：，則生成，理論上外電路需要轉(zhuǎn)移電子，A錯(cuò)誤；B．陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)該得電子，為陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)， B錯(cuò)誤；C．石墨電極：P4→發(fā)生氧化反應(yīng)，為陽(yáng)極，鉑電極為陰極，應(yīng)該向陽(yáng)極移動(dòng)，即移向石墨電極，C錯(cuò)誤；D．由所給圖示可知HCN在陰極放電，產(chǎn)生和，而HCN中的H來(lái)自，則電解產(chǎn)生的中的氫元素來(lái)自于，D正確；故選D。
4．（2022·遼寧·高考真題）某儲(chǔ)能電池原理如圖。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)：
B．放電時(shí)透過(guò)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(guò)程中，溶液濃度增大
【答案】A
【詳解】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(guò)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(guò)程中，陽(yáng)極：2Cl--2e-=Cl2，消耗氯離子，溶液濃度減小，故D錯(cuò)誤；故選A。
5．（2022·海南·高考真題）一種采用和為原料制備的裝置示意圖如下。
下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（ ）
A．在b電極上，被還原
B．金屬Ag可作為a電極的材料
C．改變工作電源電壓，反應(yīng)速率不變
D．電解過(guò)程中，固體氧化物電解質(zhì)中不斷減少
【答案】A
【詳解】A．由分析可得，b電極上N2轉(zhuǎn)化為NH3，N元素的化合價(jià)降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，即N2被還原，A正確；B．a(chǎn)為陽(yáng)極，若金屬Ag作a的電極材料，則金屬Ag優(yōu)先失去電子，B錯(cuò)誤；C．改變工作電源的電壓，電流強(qiáng)度發(fā)生改變，反應(yīng)速率也會(huì)改變，C錯(cuò)誤；D．電解過(guò)程中，陰極電極反應(yīng)式為N2+3H2O+6e-=2NH3+3O2-，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為2O2-+4e-=O2，因此固體氧化物電解質(zhì)中O2-不會(huì)改變，D錯(cuò)誤；答案選A。
6．（2022·廣東·高考真題）科學(xué)家基于易溶于的性質(zhì)，發(fā)展了一種無(wú)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(shuō)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
【詳解】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(yáng)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(yáng)極反應(yīng)為，陰極反應(yīng)為，由得失電子守恒可知，每生成1mlCl2，電極a質(zhì)量理論上增加23g/ml2ml=46g，故D錯(cuò)誤；答案選C。
7．（2022·浙江·高考真題）通過(guò)電解廢舊鋰電池中的可獲得難溶性的和，電解示意圖如下(其中濾布的作用是阻擋固體顆粒，但離子可自由通過(guò)。電解過(guò)程中溶液的體積變化忽略不計(jì))。下列說(shuō)法不正確的是（ ）
A．電極A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)
B．電極B的電極發(fā)應(yīng)：
C．電解一段時(shí)間后溶液中濃度保持不變
D．電解結(jié)束，可通過(guò)調(diào)節(jié)除去，再加入溶液以獲得
【答案】C
【詳解】A．由電解示意圖可知，電極B上Mn2+轉(zhuǎn)化為了MnO2，錳元素化合價(jià)升高，失電子，則電極B為陽(yáng)極，電極A為陰極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；B．由電解示意圖可知，電極B上Mn2+失電子轉(zhuǎn)化為了MnO2，電極反應(yīng)式為：2H2O+Mn2+-2e-=MnO2+4H+，B正確；C．電極A為陰極， LiMn2O4得電子，電極反應(yīng)式為：2LiMn2O4+6e-+16H+=2Li++4Mn2++8H2O，依據(jù)得失電子守恒，電解池總反應(yīng)為：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，反應(yīng)生成了Mn2+，Mn2+濃度增大，C錯(cuò)誤；D．電解池總反應(yīng)為：2LiMn2O4+4H+=2Li++Mn2++3MnO2+2H2O，電解結(jié)束后，可通過(guò)調(diào)節(jié)溶液pH將錳離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去，然后再加入碳酸鈉溶液，從而獲得碳酸鋰，D正確；答案選C。
8．（2022·湖南·高考真題）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(shuō)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
【詳解】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。
9．（2022·全國(guó)·高考真題）電池比能量高，在汽車(chē)、航天等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。近年來(lái)科學(xué)家研究了一種光照充電電池(如圖所示)。光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)和陽(yáng)極反應(yīng)(Li2O2+2h+=2Li++O2)對(duì)電池進(jìn)行充電。下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）
A．充電時(shí)，電池的總反應(yīng)
B．充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)
C．放電時(shí)，Li+從正極穿過(guò)離子交換膜向負(fù)極遷移
D．放電時(shí)，正極發(fā)生反應(yīng)
【答案】C
【詳解】A．光照時(shí)，光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，驅(qū)動(dòng)陰極反應(yīng)和陽(yáng)極反應(yīng)對(duì)電池進(jìn)行充電，結(jié)合陰極反應(yīng)和陽(yáng)極反應(yīng)，充電時(shí)電池的總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2=2Li+O2，A正確；B．充電時(shí)，光照光催化電極產(chǎn)生電子和空穴，陰極反應(yīng)與電子有關(guān)，陽(yáng)極反應(yīng)與空穴有關(guān)，故充電效率與光照產(chǎn)生的電子和空穴量有關(guān)，B正確；C．放電時(shí)，金屬Li電極為負(fù)極，光催化電極為正極，Li+從負(fù)極穿過(guò)離子交換膜向正極遷移，C錯(cuò)誤；D．放電時(shí)總反應(yīng)為2Li+O2=Li2O2，正極反應(yīng)為O2+2Li++2e-=Li2O2，D正確；答案選C。
10．（2022·全國(guó)·高考真題）一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)存在)。電池放電時(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）
A．Ⅱ區(qū)的K+通過(guò)隔膜向Ⅲ區(qū)遷移
B．Ⅰ區(qū)的SO通過(guò)隔膜向Ⅱ區(qū)遷移
C． MnO2電極反應(yīng)：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
D．電池總反應(yīng)：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O
【答案】A
【詳解】A．根據(jù)分析，Ⅱ區(qū)的K+只能向Ⅰ區(qū)移動(dòng)，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)分析，Ⅰ區(qū)的SO向Ⅱ區(qū)移動(dòng)，B正確；C．MnO2電極的電極反應(yīng)式為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O，C正確；D．電池的總反應(yīng)為Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O，D正確；故答案選A。
考 點(diǎn)
高考年
考頻解密
考點(diǎn)分布
電化學(xué)及其應(yīng)用
2022年
2022年河北卷〔5〕；2022年湖北卷〔6,14〕；2022年湖南卷〔8〕；2022年廣東卷〔10,11,16〕；2022年江蘇卷〔6，7〕；2022年遼寧卷〔6,9,14〕；2022年海南卷〔9〕；2022年北京卷〔7,13〕；2022年全國(guó)甲卷〔4，5〕,2022年全國(guó)乙卷〔6〕等
原電池〔7次〕，化學(xué)電源〔6次〕，電解池〔11次〕，金屬的化學(xué)腐蝕與防護(hù)〔4次〕，
電化學(xué)計(jì)算〔4次〕，
電極名稱(chēng)
負(fù)極
正極
電極材料
鋅片
銅片
電極反應(yīng)
Zn－2e－===Zn2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
電極質(zhì)量變化
減小
增大
反應(yīng)類(lèi)型
氧化反應(yīng)
還原反應(yīng)
電子流向
由Zn片沿導(dǎo)線流向Cu片
鹽橋中離子移向
鹽橋含飽和KCl溶液，K＋移向正極，Cl－移向負(fù)極
鹽橋作用
a.連接內(nèi)電路形成閉合回路
b.維持兩電極電勢(shì)差(中和電荷)，使電池能持續(xù)提供電流
種類(lèi)
酸性
堿性
負(fù)極反應(yīng)式
2H2－4e－===4H＋
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
正極反應(yīng)式
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
電池總反應(yīng)式
2H2＋O2===2H2O
總方程式
陽(yáng)極、陰極反應(yīng)式
冶煉鈉
2NaCl(熔融)eq \(=====,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑
2Cl－－2e－===Cl2↑、2Na＋＋2e－===2Na
冶煉鎂
MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑
2Cl－－2e－===Cl2↑、Mg2＋＋2e－===Mg
冶煉鋁
2Al2O3(熔融)eq \(=====,\s\up7(電解))4Al＋3O2↑
6O2－－12e－===3O2↑、4Al3＋＋12e－===4Al
類(lèi)型
化學(xué)腐蝕
電化學(xué)腐蝕
條件
金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
不純的金屬接觸到電解質(zhì)溶液發(fā)生原電池反應(yīng)
本質(zhì)
M－ne－===Mn＋
M－ne－===Mn＋
現(xiàn)象
金屬被腐蝕
較活潑金屬被腐蝕
區(qū)別
無(wú)電流產(chǎn)生
有微弱電流產(chǎn)生
聯(lián)系
電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍得多，腐蝕速率更快，危害也更嚴(yán)重
類(lèi)型
析氫腐蝕
吸氧腐蝕
條件
水膜酸性較強(qiáng)(pH≤4.3)
水膜酸性很弱或呈中性
電極反應(yīng)
負(fù)極
Fe－2e－===Fe2＋
正極
2H＋＋2e－===H2↑
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
總反應(yīng)式
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
聯(lián)系
吸氧腐蝕更普遍
選項(xiàng)
生產(chǎn)活動(dòng)
化學(xué)原理
A
環(huán)保工程師用熟石灰處理酸性廢水
熟石灰具有堿性
B
利用便攜式電池為手機(jī)提供能量
原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
C
利用黃鐵礦制備硫酸
黃鐵礦中硫元素可被氧化
D
利用焦炭和石英砂制取粗硅
二氧化硅具有很好的光學(xué)性能

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