考點(diǎn)1　原電池原理及其應(yīng)用一、原電池的工作原理1.原電池:將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2.原電池的構(gòu)成條件
4.原電池正、負(fù)極的判斷依據(jù)
二、化學(xué)電源1.一次電池:只能使用一次,放電后不能再充電復(fù)原繼續(xù)使用,例如堿性鋅錳電池。
2.二次電池:放電后可以再充電而反復(fù)使用的電池,例如鉛酸蓄電池。
3.燃料電池:可連續(xù)將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)電源。如氫氧燃 料電池,其中電解質(zhì)溶液可以呈酸性,也可以呈堿性。
三、原電池原理的應(yīng)用1.設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源
注意　原電池供電時(shí)發(fā)生了氧化還原反應(yīng),其中氧化反應(yīng)在負(fù)極進(jìn)行,還原反應(yīng)在正極進(jìn)行,氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)均可看成“半反應(yīng)”。
2.加快化學(xué)反應(yīng)速率一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),形成原電池時(shí)會(huì)使反應(yīng)速率增大。如在Zn與稀硫酸反 應(yīng)時(shí)加入少量CuSO4溶液構(gòu)成原電池,使反應(yīng)速率增大。3.比較金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱原電池中,一般活潑性強(qiáng)的金屬作負(fù)極,而活潑性弱的金屬(或非金屬導(dǎo)體)作正極。4.用于金屬的防護(hù)使需要保護(hù)的金屬制品作原電池正極。如要保護(hù)鐵質(zhì)輸水管道或鋼鐵橋梁,可用導(dǎo)線 將其與一塊鋅塊相連,使鋅塊作原電池的負(fù)極。
考點(diǎn)2　電解原理及其應(yīng)用一、電解池的構(gòu)成及工作原理1.電解池:將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。2.電解池的構(gòu)成(1)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。3.電解池工作原理（見(jiàn)右圖）
二、用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類(lèi)型
三、電解池中陰極、陽(yáng)極放電順序(1)陰極(與電極材料無(wú)關(guān)),氧化性強(qiáng)的先放電,放電順序如下:? (2)陽(yáng)極①活性電極:電極材料失電子,M-ne-?Mn+。②惰性電極:陰離子失電子,一般情況下放電順序?yàn)镾2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-。
?陽(yáng)極:2Cl--2e-? Cl2↑陰極:2H2O+2e-? H2↑+2OH-總反應(yīng):2Cl-+2H2O ? 2OH-+Cl2↑+H2↑交換膜:陽(yáng)離子交換膜,只允許陽(yáng)離子通過(guò),能阻止陰離子和氣體通過(guò)。
四、電解原理的應(yīng)用1.氯堿工業(yè)
2.電鍍銅和電解精煉銅
注:電解精煉銅時(shí),粗銅中的Ag、Au等不反應(yīng),沉積在電解槽底部形成陽(yáng)極泥
考點(diǎn)3　金屬的腐蝕與防護(hù)一、金屬的腐蝕1.金屬腐蝕的本質(zhì):金屬原子失去電子變成金屬陽(yáng)離子,金屬單質(zhì)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)
3.金屬腐蝕快慢的影響因素及判斷原則(1)對(duì)同一電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō),腐蝕速率的快慢:電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的 腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防腐措施的腐蝕。(2)對(duì)同一金屬來(lái)說(shuō),在不同溶液中腐蝕速率的快慢:強(qiáng)電解質(zhì)溶液中>弱電解質(zhì)溶液 中>非電解質(zhì)溶液中。(3)活動(dòng)性不同的兩種金屬,活動(dòng)性差別越大,活動(dòng)性強(qiáng)的金屬腐蝕速率越快。(4)一般來(lái)說(shuō),對(duì)同一種電解質(zhì)溶液來(lái)說(shuō),電解質(zhì)溶液濃度越大,金屬腐蝕速率越快。注意　常溫下,Fe、Al遇濃HNO3、濃H2SO4發(fā)生鈍化。
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。(1)太陽(yáng)能電池屬于原電池。?(　????)(2)在原電池中,負(fù)極本身一定發(fā)生氧化反應(yīng)。?(　????)(3)鉛酸蓄電池放電時(shí),正極與負(fù)極質(zhì)量均增加。(　????)(4)在Mg-Al原電池中,Mg一定是負(fù)極。?(　????)(5)可充電電池中的放電反應(yīng)和充電反應(yīng)互為可逆反應(yīng)。?(　????)(6)用惰性電極電解硫酸銅溶液一段時(shí)間后,加入一定量CuO,原電解質(zhì)溶液可復(fù)原。 (　????)
(7)電鍍和精煉時(shí),兩池電解液濃度均不變。?(　????)(8)電解冶煉鎂、鋁通常電解熔融MgCl2、Al2O3,也可電解熔融MgO、AlCl3。?(　????)(9)鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),負(fù)極電極反應(yīng)式為Fe-3e-? Fe3+。?(　????)(10)銅在酸性條件下,不易發(fā)生析氫腐蝕。?(　????)(11)鍍鋅鐵制品鍍層受損后,仍能對(duì)鐵起保護(hù)作用。?(　????)
2.2022年8月30日,我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)榮獲國(guó)際“鎂未來(lái)技術(shù)獎(jiǎng)”,鎂—空氣電池廣泛應(yīng)用 于海洋探索等領(lǐng)域。該電池在工作時(shí),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是?(　????)A.Mg在負(fù)極失去電子B.空氣中的O2在正極發(fā)生還原反應(yīng)C.陽(yáng)離子由正極移向負(fù)極D.電子的移動(dòng)方向:鎂電極→導(dǎo)線→正極
3.銅鋅單池原電池改裝為如圖所示的雙池電池。下列說(shuō)法不正確的是?(　????)
A.銅電極是正極,發(fā)生還原反應(yīng)B.電池工作過(guò)程中甲池中c(Zn2+)幾乎不變C.總反應(yīng)是Cu2++Zn? Cu+Zn2+D.電子從鋅電極經(jīng)溶液流向銅電極
4.(2024屆河南省實(shí)驗(yàn)中學(xué)期中,9)把鋅片和鐵片放在盛有食鹽水和酚酞試液混合溶液 的玻璃皿中(如圖所示),放置在空氣中,經(jīng)一段時(shí)間后,容易觀察到溶液變紅的區(qū)域是?(　????)
A.Ⅰ和Ⅲ附近　　　　B.Ⅰ和Ⅳ附近C.Ⅱ和Ⅲ附近　　　　D.Ⅱ和Ⅳ附近
?5.(2024屆河北滄衡八校聯(lián)盟期中,2)原電池裝置圖如圖所示,下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是?(　????)
A.電子流向?yàn)镕e→導(dǎo)線→Cu→鹽橋B.鹽橋中的陽(yáng)離子移向CuSO4溶液C.左燒杯中加入硫氰化鉀(KSCN)溶液,溶液不會(huì)變紅D.電池的總反應(yīng)為Fe+Cu2+? Fe2++Cu
6.下圖為電解裝置示意圖。下列電解目的不能實(shí)現(xiàn)的是?(　????)
注:表中的粗銅中含有鋅、鐵、鎳、金、鉑等雜質(zhì)。
7.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H2 SO4-H2C2O4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-? AlD.S?在電解過(guò)程中向陽(yáng)極移動(dòng)
8.下列說(shuō)法中,不正確的是?(　????)
9.(2024屆北京四中期中,5)用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,按下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不能達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 的是?(　????)
10.FeCl3溶液常用于腐蝕印刷電路銅板,反應(yīng)過(guò)程的離子方程式為2Fe3++Cu? 2Fe2++Cu2+。若將此反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池,負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為　　　　　　　　　　　????,正 極上發(fā)生的反應(yīng)為　　　　　　　　　????。畫(huà)出設(shè)計(jì)的裝置圖(標(biāo)出電解質(zhì)溶液和電 子的流向)
考法1　電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)一般需要經(jīng)過(guò)以下4個(gè)步驟:1.確定電極反應(yīng)物和電極產(chǎn)物(1)利用得出或者給出的總反應(yīng)方程式確定,如原電池反應(yīng):?(2)利用原電池(燃料電池)和電解池原理確定電極反應(yīng)物,利用共存原則等確定電極產(chǎn)物。
①失電子的物質(zhì)為負(fù)極(陽(yáng)極反應(yīng)物),得電子的物質(zhì)為正極(陰極反應(yīng)物)。在燃料電 池中通入燃料的一極為負(fù)極。②利用共存原則確定電極產(chǎn)物:物質(zhì)得失電子后在不同介質(zhì)中的存在形式不同,書(shū)寫(xiě) 電極反應(yīng)式時(shí)必須考慮介質(zhì)環(huán)境。如堿性溶液中CO2不可能存在,也不可能有H+生成; 當(dāng)電解質(zhì)溶液呈酸性時(shí),不可能有OH-生成等。(3)利用裝置圖中離子的移向判斷正、負(fù)極或者陰、陽(yáng)極。在原電池工作時(shí),陽(yáng)離子移 向正極,陰離子移向負(fù)極;在電解池工作時(shí),陰離子移向陽(yáng)極,陽(yáng)離子移向陰極,然后再根 據(jù)具體情況確定電極反應(yīng)物和產(chǎn)物。
2.利用化合價(jià)變化確定得、失電子數(shù)依據(jù)電極反應(yīng)物和產(chǎn)物中元素化合價(jià)的變化,計(jì)算出負(fù)極(或陽(yáng)極)反應(yīng)失電子數(shù)和正 極(或陰極)反應(yīng)得電子數(shù)。3.利用電解質(zhì)溶液中的陰、陽(yáng)離子使電極反應(yīng)式兩側(cè)電荷守恒(1)選準(zhǔn)離子:酸性溶液選H+、堿性溶液選OH-、熔融氧化物選O2-、熔融碳酸鹽選C?、鋰電池選Li+。(2)確定離子在電極反應(yīng)式中是反應(yīng)物還是生成物。(3)確定離子的數(shù)目。4.利用原子守恒配平其他物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。
例1 (雙選)微型銀—鋅電池可用作電子儀器的電源,其電極分別是Ag/Ag2O和Zn,電解 質(zhì)溶液為KOH溶液,電池總反應(yīng)為Ag2O+Zn+H2O? 2Ag+Zn(OH)2。下列說(shuō)法正確的是(　????)A.電池工作過(guò)程中,KOH溶液濃度降低B.電池工作過(guò)程中,電解液中OH-向負(fù)極遷移C.負(fù)極發(fā)生反應(yīng):Zn+2OH--2e-? Zn(OH)2D.正極發(fā)生反應(yīng):Ag2O+2H++2e-? Ag+H2O
? 解題導(dǎo)引????根據(jù)給出的電池總反應(yīng),判斷出發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的物質(zhì),進(jìn)而確定正、負(fù)極;再根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理確定還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物,并根據(jù)電解質(zhì)溶液 的性質(zhì)寫(xiě)出正、負(fù)極的反應(yīng)式。
? 解析????根據(jù)電池總反應(yīng)可知反應(yīng)過(guò)程中消耗了水,則KOH溶液的濃度增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在原電池工作時(shí),陰離子向負(fù)極遷移,則OH-向負(fù)極遷移,B項(xiàng)正確;負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng), 根據(jù)總反應(yīng)式及電解質(zhì)溶液的性質(zhì)可知負(fù)極反應(yīng)為Zn+2OH--2e-? Zn(OH)2,C項(xiàng)正確;根據(jù)離子共存原則,堿性溶液中不能出現(xiàn)H+,可知D項(xiàng)錯(cuò)誤。
例2 (2023廣東,6,2分)負(fù)載有Pt和Ag的活性炭,可選擇性去除Cl-實(shí)現(xiàn)廢酸的純化,其工作 原理如圖。下列說(shuō)法正確的是?(　????)?A.Ag作原電池正極B.電子由Ag經(jīng)活性炭流向PtC.Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng):O2+2H2O+4e-? 4OH-
D.每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L的O2,最多去除1 ml Cl-
? 解題導(dǎo)引????由題圖可知,該過(guò)程的工作原理為原電池原理。書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí),首先根據(jù)原電池的工作原理判斷原電池的正、負(fù)極,然后結(jié)合電解質(zhì)溶液性質(zhì)確定電極產(chǎn) 物,再根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒、電荷守恒和原子守恒寫(xiě)出電極反應(yīng)式。
? 解析????Ag比Pt活潑,故Ag作原電池負(fù)極,電極反應(yīng)為Ag-e-+Cl-? AgCl,Cl-轉(zhuǎn)化為AgCl而被除去,A項(xiàng)錯(cuò)誤;電子由負(fù)極(Ag)經(jīng)活性炭流向正極(Pt),B項(xiàng)正確;Pt為原電池 正極,在Pt表面O2得電子被還原,根據(jù)“實(shí)現(xiàn)廢酸的鈍化”可知電解質(zhì)溶液呈酸性,故Pt 表面發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4H++4e-? 2H2O,C項(xiàng)錯(cuò)誤;標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L O2為0.5 ml,根據(jù)得失電子守恒,可得關(guān)系式O2~4e-~4Cl-,故每消耗0.5 ml O2,最多去除2 ml Cl-,D項(xiàng) 錯(cuò)誤。
? 方法指導(dǎo)????電極反應(yīng)式正誤判斷主要從以下三個(gè)角度進(jìn)行分析:一看電解質(zhì)溶液的酸堿性是否符合要求,如題中電解質(zhì)溶液是廢酸,則不能生成OH-,可直接判斷C項(xiàng)錯(cuò)誤; 二看是得電子還是失電子,原電池中負(fù)極上失電子,正極上得電子;三看電荷是否守恒。
例3 (2022湖南,8,3分)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):2H2O+2e-? 2OH-+H2↑
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
? 解題導(dǎo)引????根據(jù)裝置特點(diǎn)可知,該裝置為原電池,Li為活潑金屬,故M為負(fù)極,N為正極。海水為電解質(zhì)溶液,海水中溶有氧氣,則正極上H2O或者O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)。
? 解析????海水中溶有NaCl等電解質(zhì),可起到電解質(zhì)溶液的作用,A項(xiàng)正確;N極為正極,海水中溶有O2,故H2O或O2都有可能放電,故電極反應(yīng)為2H2O+2e-? 2OH-+H2↑、O2+4e-+2H2O? 4OH-,B項(xiàng)錯(cuò)誤;Li性質(zhì)活潑,可與水發(fā)生反應(yīng),則玻璃陶瓷具有防水的功能,另外為保證電路暢通,玻璃陶瓷需要具有傳導(dǎo)離子的功能,C項(xiàng)正確;該電池不可充電, 屬于一次電池,D項(xiàng)正確。
考法2　新型電化學(xué)裝置分析　電化學(xué)相關(guān)計(jì)算一、運(yùn)用氧化還原反應(yīng)基本概念分析新型電化學(xué)裝置1.題給條件為裝置圖(1)先判斷裝置類(lèi)型(原電池或電解池),再根據(jù)圖中信息(電流方向、電極材料、元素化 合價(jià)的變化等)找出裝置的正、負(fù)極或陰、陽(yáng)極。(2)找出氧化劑和還原劑,結(jié)合電解質(zhì)確定還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物,書(shū)寫(xiě)相應(yīng)電極反應(yīng)式, 作出相應(yīng)判斷。2.題給條件為總反應(yīng)式(1)分析總反應(yīng)式中各元素化合價(jià)的變化情況,找出氧化劑、還原劑及其對(duì)應(yīng)的還原產(chǎn)
物、氧化產(chǎn)物。(2)考慮電解質(zhì)是否參與反應(yīng),書(shū)寫(xiě)相應(yīng)電極反應(yīng)式,作出相應(yīng)判斷。二、電化學(xué)計(jì)算的三種方法?
如以電路中通過(guò)4 ml e-為橋梁可構(gòu)建以下關(guān)系式:4e-~?~?(式中M為金屬,n為其離子所帶的電荷數(shù))
例1 (2024屆湖南長(zhǎng)郡中學(xué)上學(xué)期月考二,10)SOEC裝置是一種高溫固體氧化物電解池, 可以從大氣中回收CO2,其工作溫度為600~1 000 ℃,利用固態(tài)CeO2中的O2-定向移動(dòng)形 成離子電流。SOEC由多個(gè)層狀工作單元疊加而成,拆解后裝置如圖所示(CO2在電極b 上反應(yīng),外接電源與部分氣體管路、流向未顯示)。下列說(shuō)法正確的是?(　????)?
A.電極b為陽(yáng)極,電極反應(yīng)為CO2+2e-? CO+O2-B.在氣孔Z附近檢測(cè)到少量Ce3+,說(shuō)明發(fā)生了電極反應(yīng):CeO2+e-? Ce3++2O2-C.裝置工作過(guò)程中,CeO2(s)電解質(zhì)中的O2-由電極a移向電極bD.由于產(chǎn)生有毒氣體CO,故必須將各層密封,防止氣體泄漏
? 解題導(dǎo)引????首先需要判斷陰、陽(yáng)極上的反應(yīng),根據(jù)題中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化(CO2→CO),還有O2生成,可得CO2在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成CO;結(jié)合題給信息“CeO2中的O2-定向移動(dòng) 形成離子電流”可得O2-在陽(yáng)極上反應(yīng)生成O2。
? 解析????CO2在電極b上反應(yīng),則電極b為陰極,電極a為陽(yáng)極,A項(xiàng)錯(cuò)誤。在氣孔Z附近檢測(cè)到少量Ce3+,也可能是高溫下CO將CeO2還原為Ce3+,B錯(cuò)誤。在電解池工作時(shí),陰離子 移向陽(yáng)極,則O2-由電極b移向電極a,C項(xiàng)錯(cuò)誤。過(guò)程中產(chǎn)生了有毒氣體CO,故必須用橡 膠材質(zhì)將各層密封,防止氣體泄漏,D正確。
例2 (2022廣東,16,4分)科學(xué)家基于Cl2易溶于CCl4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NaTi2(PO4)3+2Na++2e- ? Na3Ti2(PO4)3。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)NaCl溶液的pH減小C.放電時(shí)NaCl溶液的濃度增大D.每生成1 ml Cl2,電極a質(zhì)量理論上增加23 g
? 解題導(dǎo)引????首先要判斷出陰、陽(yáng)極,題中給出充電時(shí)電極a的反應(yīng),根據(jù)反應(yīng)可知電極a發(fā)生還原反應(yīng),得出充電時(shí)電極a為陰極,則多孔炭電極b為陽(yáng)極,陽(yáng)極上Cl-失電子生 成Cl2。其次根據(jù)陰、陽(yáng)極判斷放電時(shí)的正、負(fù)極。最后根據(jù)總反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子守恒等 進(jìn)行解答。
? 解析????充電時(shí),電極b為陽(yáng)極,A項(xiàng)錯(cuò)誤。放電時(shí),電極b為正極,正極上發(fā)生反應(yīng)Cl2+2e-? 2Cl-;電極a為負(fù)極,負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)Na3Ti2(PO4)3-2e-? NaTi2(PO4)3+2Na+,則NaCl溶液的濃度增大,但NaCl溶液呈中性,則pH一直等于7,B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確。由以上分析 可知充電時(shí)的總反應(yīng)為NaTi2(PO4)3+2Na++2Cl-? Na3Ti2(PO4)3+Cl2,則生成1 ml Cl2,電極a的質(zhì)量理論上增加2 ml Na+的質(zhì)量,即46 g,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
考法3　隔膜在電化學(xué)中的應(yīng)用1.隔膜的類(lèi)型與作用
2.離子交換膜類(lèi)型的判斷方法第一步:根據(jù)題中電化學(xué)裝置的目的和離子交換膜的作用,判斷哪些離子需要跨膜遷 移或哪些離子不可跨膜遷移。第二步:根據(jù)允許通過(guò)或不允許通過(guò)的離子種類(lèi)以及離子的移動(dòng)方向,確定離子交換膜的類(lèi)型。例如,氯堿工業(yè)中用離子交換膜法電解飽和食鹽水時(shí),離子交換膜的作用之一是防止 陰極室生成的OH-遷移至陽(yáng)極室與氯氣反應(yīng)造成產(chǎn)品損失,同時(shí)還要允許陽(yáng)極室中的 Na+遷移至陰極室以得到NaOH溶液,故該電解裝置中的離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜。
例1 (2023山西運(yùn)城二模,12)我國(guó)科研人員利用雙極膜技術(shù)構(gòu)造出一類(lèi)具有高能量密 度、優(yōu)異的循環(huán)性能的新型水系電池,模擬裝置如圖所示。已知電極材料分別為Zn和 MnO2,相應(yīng)的產(chǎn)物為Zn(OH?和Mn2+。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是?(　????)
A.雙極膜中的OH-通過(guò)膜a移向M極B.電池工作一段時(shí)間后,NaOH溶液的pH不變C.N電極的反應(yīng)式為MnO2+4H++2e-? Mn2++2H2OD.若電路中通過(guò)2 ml e-,則稀硫酸質(zhì)量增加89 g
? 解析????原電池中,陰離子向負(fù)極移動(dòng),則雙極膜中的OH-通過(guò)膜a移向M極,A項(xiàng)正確;負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn+4OH--2e-? Zn(OH?,每轉(zhuǎn)移2 ml e-,消耗4 ml OH-,同時(shí)雙極膜中有2 ml OH-移向NaOH溶液,則c(OH-)減小,即NaOH溶液pH減小,B項(xiàng)錯(cuò)誤;N極上 MnO2轉(zhuǎn)化為Mn2+,電極反應(yīng)式為MnO2+4H++2e-? Mn2++2H2O,C項(xiàng)正確;若電路中通過(guò)2 ml e-,雙極膜中有2 ml H+移向稀硫酸,同時(shí)溶解1 ml MnO2,故溶液質(zhì)量增加2 ml×1 g·ml-1+1 ml×87 g·ml-1=89 g,D項(xiàng)正確。
? 方法指導(dǎo)????判斷電池工作一段時(shí)間后溶液的pH變化情況,要先寫(xiě)出該電極的電極反應(yīng)式,然后根據(jù)反應(yīng)消耗或生成的H+、OH-及通過(guò)隔膜移動(dòng)的H+、OH-進(jìn)行綜合分 析。有時(shí)還要考慮溶液濃度變化情況,如電解質(zhì)溶液為NaOH溶液,電解過(guò)程中只消耗 了水,但溶液pH增大。
例2 (2023山東淄博二模,9)濃差電池是利用物質(zhì)的濃度差產(chǎn)生電勢(shì)的一種裝置。將兩 個(gè)完全相同的電極浸入兩個(gè)溶質(zhì)相同但濃度不同的電解質(zhì)溶液中即可構(gòu)成濃差電池, 也稱(chēng)為雙液濃差電池。模擬工業(yè)上用電滲析法實(shí)現(xiàn)海水(用氯化鈉溶液代替)淡化的 裝置如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是?(　????)?
A.S?向Cu(1)極區(qū)域遷移B.C(2)極發(fā)生還原反應(yīng)C.膜1為陽(yáng)離子交換膜D.C(2)極反應(yīng)為2H2O+2e-? 2OH-+H2↑
? 解題導(dǎo)引????左側(cè)電池中有濃度不同的CuSO4溶液,則根據(jù)題干信息可得左側(cè)裝置為濃差電池,右側(cè)裝置為電解池。放電過(guò)程中,濃差電池中交換膜兩側(cè)硫酸銅溶液濃度 最終會(huì)相等,即陰離子交換膜左側(cè)溶液c(CuSO4)增大,右側(cè)溶液c(CuSO4)減小,又因?yàn)橹? 允許陰離子遷移,故Cu(1)電極溶解,c(Cu2+)增大,進(jìn)而推出Cu(1)電極為原電池負(fù)極。

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