考向1 原電池的工作原理
考向2 原電池電極判斷及電極反應(yīng)的書寫
考向3 “鹽橋”的作用與化學(xué)平衡的移動
知識點1 原電池的概念及構(gòu)成條件
把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置
2. 原電池的構(gòu)成條件
能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。兩個金屬活動性不同的電極(燃料電池的兩個電極可以相同)。形成閉合回路,需滿足三個條件: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。
3. 原電池的工作原理(以鋅銅原電池為例)
e-沿導(dǎo)線傳遞,有電流產(chǎn)生
Zn-2e-=Zn2+
Cu2++2e-=Cu
根據(jù)內(nèi)電路中的離子流向判斷正、負(fù)極,在內(nèi)電路中,陽離子由負(fù)極區(qū)流向正極區(qū),陰離子由正極區(qū)流向負(fù)極區(qū)。
知識點2 原電池的應(yīng)用
將還原劑(一般為比較活潑)作負(fù)極,活潑性比負(fù)極弱的金屬或非金屬導(dǎo)體作正極
結(jié)合要求及反應(yīng)特點,畫出原電池的裝置圖,標(biāo)出電極材料的名稱、正負(fù)極、電解質(zhì)溶液等
將氧化還原反應(yīng)分成兩個半反應(yīng)
如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中的進(jìn)行(中間連接鹽橋),則兩個容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)含有與電極材料相同的金屬陽離子
2.比較金屬的活動性強弱:原電池中,負(fù)極一般是活動性較強的金屬,正極一般是活動性較弱的金屬(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,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)。
考向1 原電池的工作原理
【例1】某小組利用下列裝置進(jìn)行電化學(xué)實驗,下列實驗操作及預(yù)期現(xiàn)象正確的是 ( )
Fe、Cu的活動性相差小,測得電流也小
X為Zn、Y為Cu,Cu作陽極,質(zhì)量減輕
X為Zn、Y為Cu,Cu作陰極,質(zhì)量不變
判斷電極名稱的基本方法是看電極反應(yīng)物的反應(yīng)類型,若電極反應(yīng)物失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)則為負(fù)極,反之為正極。雙液銅、鋅原電池(帶鹽橋)與單液原電池相比,最大的優(yōu)點是Zn與氧化劑(Cu2+)不直接接觸,僅有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,避免了能量損耗,故電流穩(wěn)定,放電時間長。無論是原電池還是電解池,電子均不能通過電解質(zhì)溶液,即電子不下水,離子不上線。
考向2 原電池電極判斷及電極反應(yīng)的書寫
分析下圖所示的四個原電池裝置,其中結(jié)論正確的是( )
④中Cu是正極,電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-===4OH-
不活潑金屬或?qū)щ姺墙饘?br/>說明:原電池的正極和負(fù)極與電極材料的性質(zhì)有關(guān),也與電解質(zhì)溶液有關(guān),不要形成活潑電極一定作負(fù)極的固定思維。
(1)一般電極反應(yīng)的書寫
判斷出電極反應(yīng)產(chǎn)物,找出得失電子的數(shù)量
電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液中應(yīng)能穩(wěn)定存在,如堿性溶液中生成的H+應(yīng)結(jié)合OH-生成水,電極反應(yīng)要遵循電荷守恒、質(zhì)量守恒、得失電子守恒等并加以配平
兩電極反應(yīng)相加,并與總反應(yīng)對照驗證
(2)復(fù)雜電極反應(yīng)的書寫。復(fù)雜電極反應(yīng)等于總反應(yīng)減去較簡單一極的電極反應(yīng)。
【例3】(2024·浙江省寧波市高三下學(xué)期二模)利用下圖電池裝置可驗證不同化合價鐵元素的相關(guān)性質(zhì)。
考向3 “鹽橋”的作用與化學(xué)平衡的移動
下列說法正確的是( )
Fe2+、Fe3+能與HCO3-反應(yīng),Ca2+與SO42-不能大量共存,F(xiàn)eSO4、Fe2(SO4)3都屬于強酸弱堿鹽,水溶液呈酸性,酸性條件下NO3-能與Fe2+反應(yīng),根據(jù)題意“鹽橋中陰、陽離子不與溶液中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)”,鹽橋中陰離子不可以選擇HCO3-、NO3-,陽離子不可以選擇Ca2+,鹽橋中陰、陽離子的遷移率(u∞)應(yīng)盡可能地相近,根據(jù)表中數(shù)據(jù),鹽橋中應(yīng)選擇KCl作為電解質(zhì),
石墨電極為正極,電極反應(yīng)式為Fe3++e-=Fe2+,
由圖知,右池中原c(Fe2+):c(Fe3+)=0.05:0.20,發(fā)生反應(yīng)為Fe3++e-=Fe2+,現(xiàn)c(Fe2+):c(Fe3+)=3:2,即c(Fe2+):c(Fe3+)=0.15:0.10,在此過程中c(Fe2+)增加了0.10ml/L,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.10ml/L,則由負(fù)極反應(yīng)式Fe-2e-=Fe2+知,左池中c(Fe2+)增加了0.05ml/L,即左池中c(Fe2+)=0.15ml·L-1
D.鹽橋中的陰離子進(jìn)入石墨電極一側(cè)溶液中
鹽橋中的陰離子流向負(fù)極,由分析知,進(jìn)入鐵電極一側(cè)溶液中,
電子流向的分析方法:
把氧化劑、還原劑均為溶液狀態(tài)的氧化還原反應(yīng)設(shè)計成原電池時,必須使用鹽橋才能實現(xiàn)氧化劑與還原劑的分離,否則不會有明顯的電流出現(xiàn)。
【解析】由圖示結(jié)合原電池原理分析可知,F(xiàn)e3+得電子變成Fe2+被還原,I-失去電子變成I2被氧化,所以A、B正確;電流計讀數(shù)為零時Fe3+得電子速率等于Fe2+ 失電子速率,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);D項在甲中溶入FeCl2固體,平衡2Fe3++2I? 2Fe2++I(xiàn)2向左移動,I2被還原為I?,乙中石墨為正極,D不正確。
知識點1 一次電池、二次電池電極反應(yīng)式的書寫
2.新型充電(可逆)電池
化學(xué)電源電極反應(yīng)的書寫、書寫電極反應(yīng)時首先要根據(jù)原電池的工作原理準(zhǔn)確判斷正、負(fù)極然后結(jié)合電解質(zhì)溶液的環(huán)境確定電極產(chǎn)物最后再根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒寫出反應(yīng)式。
拆分法。①寫出原電池的總反應(yīng);②把總反應(yīng)按氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)拆分為兩個半反應(yīng),注明正、負(fù)極,并依據(jù)質(zhì)量守恒、電荷守恒及得失電子守恒配平兩個半反應(yīng)。
加減法。①寫出總反應(yīng);②寫出其中容易寫出的一個半反應(yīng)(正極或負(fù)極);③利用總反應(yīng)與寫出的一極反應(yīng)相減,即得另一個電極的反應(yīng)。
知識點2 燃料電池
燃料電池的電極不參與反應(yīng),有很強的催化活性,起導(dǎo)電作用。書寫燃料電池的電極反應(yīng)時,要注意溶液的酸堿性,溶液的酸堿性對電極反應(yīng)和總反應(yīng)都會產(chǎn)生影響。
【例1】(2024·江蘇卷,8)堿性鋅錳電池的總反應(yīng)為Zn+2MnO2+H2O= ZnO+2MnOOH,電池構(gòu)造示意圖如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是( )
A.電池工作時,MnO2發(fā)生氧化反應(yīng)B.電池工作時,OH-通過隔膜向正極移動C.環(huán)境溫度過低,不利于電池放電D.反應(yīng)中每生成1ml MnOOH,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2×6.02×10-23
A.電池工作時,MnO2發(fā)生氧化反應(yīng)
Zn為負(fù)極,電極反應(yīng)式為:Zn-2e-+2OH-= ZnO+H2O,MnO2為正極,電極反應(yīng)式為:MnO2+ e-+H2O= MnOOH+OH-。A項,電池工作時,MnO2為正極,得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),故A錯誤;
B.電池工作時,OH-通過隔膜向正極移動
Zn為負(fù)極,電極反應(yīng)式為:Zn-2e-+2OH-= ZnO+H2O,MnO2為正極,電極反應(yīng)式為:MnO2+ e-+H2O= MnOOH+OH-。B項,電池工作時,OH-通過隔膜向負(fù)極移動,故B錯誤;
C.環(huán)境溫度過低,不利于電池放電
環(huán)境溫度過低,化學(xué)反應(yīng)速率下降,不利于電池放電,故C正確;
D.反應(yīng)中每生成1ml MnOOH,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2×6.02×10-23
由電極反應(yīng)式MnO2+ e-+H2O= MnOOH+OH-可知,反應(yīng)中每生成1ml MnOOH,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6.02×10-23,故D錯誤;故選C。
【變式訓(xùn)練】(2024·北京市西城區(qū)高三一模)我國科學(xué)家設(shè)計可同時實現(xiàn)H2制備和海水淡化的新型電池,裝置示意圖如圖。
下列說法不正確的是( ???)A.電極a是正極B.電極b的反應(yīng)式:N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2OC.每生成1mlN2,有2mlNaCl發(fā)生遷移D.離子交換膜c、d分別是陽離子交換膜和陰離子交換膜
【解析】該裝置為原電池,電極a上氫離子得電子生成氫氣,則a為正極,電極反應(yīng)為2H++2e-=H2↑,電極b上,N2H4在堿性條件下失去電子生成N2,b為負(fù)極,電極反應(yīng)為N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O,根據(jù)電解池中,陽離子移向正極,陰離子移向負(fù)極,則鈉離子經(jīng)c移向左側(cè)(a),氯離子經(jīng)d移向右側(cè)(b),c、d分別是陽離子交換膜和陰離子交換膜。A項,電極a是正極,A正確;B項,電極b的反應(yīng)式:N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O,B正確;C項,根據(jù)N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O,每生成1mlN2,轉(zhuǎn)移4ml電子,根據(jù)電荷守恒,有4mlNaCl發(fā)生遷移,C錯誤;D項,離子交換膜c、d分別是陽離子交換膜和陰離子交換膜,D正確;故選C。
【例2】(2024·安徽卷,11)我國學(xué)者研發(fā)出一種新型水系鋅電池,其示意圖如下。該電池分別以Zn-TCPP (局部結(jié)構(gòu)如標(biāo)注框內(nèi)所示)形成的穩(wěn)定超分子材料和Zn為電極,以ZnSO4和KI混合液為電解質(zhì)溶液。
下列說法錯誤的是( )
A.標(biāo)注框內(nèi)所示結(jié)構(gòu)中存在共價鍵和配位鍵
由圖中信息可知,該新型水系鋅電池的負(fù)極是鋅、正極是超分子材料;負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+,則充電時,該電極為陰極,電極反應(yīng)式為Zn2++2e-=Zn;正極上發(fā)生3I3-+2e-=3I-,則充電時,該電極為陽極,電極反應(yīng)式為3I--2e-=I3-。標(biāo)注框內(nèi)所示結(jié)構(gòu)屬于配合物,配位體中存在碳碳單鍵、碳碳雙鍵、碳氮單鍵、碳氮雙鍵和碳?xì)滏I等多種共價鍵,還有由N提供孤電子對、Zn2+提供空軌道形成的配位鍵,A正確;
B項,該電池總反應(yīng)為I3-+Zn Zn2++3I-,B正確;
充電時,陰極電極反應(yīng)式為Zn2++2e-=Zn,被還原的Zn2+主要來自電解質(zhì)溶液,
放電時,負(fù)極的電極反應(yīng)式為Zn-2e-=Zn2+,因此消耗0.65 g Zn(物質(zhì)的量為0.01ml),理論上轉(zhuǎn)移0.02 ml電子,D正確;故選C。
外接電源正極,同一電極
外接電源負(fù)極,同一電極
陰極反應(yīng)式 = 充電總反應(yīng)式 — 陽極反應(yīng)式
正極反應(yīng)式 =放電總反應(yīng)式 — 負(fù)極反應(yīng)式
xMg2+ + 2xe- = xMg
M3S42x- - 2xe- = M3S4
xMg - 2xe- = xMg2+
M3S4+ 2xe- = M3S42x-
【變式訓(xùn)練】(2024·安徽省馬鞍山市高三第二次教學(xué)質(zhì)量檢測)磷酸鐵鋰電池在充放電過程中表現(xiàn)出了良好的循環(huán)穩(wěn)定性,具有較長的使用壽命,放電時的反應(yīng)為:LixC6+Li1-xFePO4= 6C+LiFePO4。圖1為某磷酸鐵鋰電池的切面,圖2為LiFePO4晶胞充放電時Li+脫出和嵌入的示意圖。其中O圍繞Fe和P分別形成正八面體和正四面體,它們通過共頂點、共棱形成空間鏈結(jié)構(gòu)。
下列說法不正確的是( )
從總反應(yīng)分析, LixC6變?yōu)镃和Li+為氧化反應(yīng),該極為原電池的負(fù)極。而Li1-xFePO4變?yōu)長iFePO4發(fā)生還原反應(yīng),它為原電池的正極。A項,放電的負(fù)極為 LixC6- xe-?= xLi++6C,A正確;B項,a過程由于Fe2+化合價升高為Fe3+,為了平衡電荷Li+脫嵌減少。從圖看晶胞中減少了棱上1個和面心的一個Li+總共減少 ,所以1ml晶體中轉(zhuǎn)移NA電子,B錯誤;C項,放電時,該材料在正極發(fā)生還原反應(yīng),即Fe由+2變?yōu)?3為b過程,Li+嵌入正極,D項,充電時的總反應(yīng)為 6C+LiFePO4= LixC6+Li1-xFePO4,陽極發(fā)生氧化反應(yīng)為 LiFePO4- xe-= Li1-xFePO4+xLi+,D正確;
【例3】(2024·全國新課標(biāo)卷,6)一種可植入體內(nèi)的微型電池工作原理如圖所示,通過CuO催化消耗血糖發(fā)電,從而控制血糖濃度。當(dāng)傳感器檢測到血糖濃度高于標(biāo)準(zhǔn),電池啟動。血糖濃度下降至標(biāo)準(zhǔn),電池停止工作。(血糖濃度以葡萄糖濃度計)
電池工作時,下列敘述錯誤的是( )
由題中信息可知,b電極為負(fù)極,發(fā)生反應(yīng)Cu2O+2OH--2e-=2CuO+H2O,然后再發(fā)生C6H12O6+2CuO=?C6H12O7+Cu2O;a電極為正極,發(fā)生反應(yīng)O2+2H2O+4e-=4OH-,在這個過程中發(fā)生的總反應(yīng)為2C6H12O6+O2=2C6H12O7。
b電極上CuO將葡萄糖被CuO氧化為葡萄糖酸后被還原為Cu2O,Cu2O在b電極上失電子轉(zhuǎn)化成CuO,在這個過程中CuO的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)保持不變,因此,CuO通過Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互轉(zhuǎn)變起催化作用
根據(jù)反應(yīng)2C6H12O6+O2=2C6H12O7可知,1ml?C6H12O6參加反應(yīng)時轉(zhuǎn)移2 ml電子,18 mg?C6H12O6的物質(zhì)的量為0.1 mml,則消耗18 mg葡萄糖時,理論上a電極有0.2 mml電子流入
原電池中陽離子從負(fù)極移向正極遷移,故Na+遷移方向為b→a,
注意介質(zhì)是電解質(zhì)溶液還是熔融鹽或氧化物。通入負(fù)極的物質(zhì)為燃料,通入正極的物質(zhì)為氧氣(或其他氧化劑)。通過介質(zhì)中離子的移動方向,可判斷電池的正負(fù)極,同時考慮該離子參與靠近一極的電極反應(yīng)。零價法秒殺負(fù)極反應(yīng)的書寫。若負(fù)極有機物燃料為CxHyOz,產(chǎn)物中C元素為+4 價的CO32-或HCO3-,,則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為C數(shù)×4+H數(shù)×1+O數(shù)×(-2),若有機陰離子在負(fù)極反應(yīng)(如CH3COO-),轉(zhuǎn)移電子數(shù)則為C數(shù)×4+H數(shù)×1+O數(shù)×(-2)+電荷數(shù)。
【變式訓(xùn)練】(2024·浙江省Z20名校聯(lián)盟高三聯(lián)考)一種三室微生物燃料電池的工作原理如圖所示,該電池能同時去除有機物、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)
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上有兩個變化過程分別為: , 。A項,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項,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項,b電極反應(yīng)式: ,故C正確;D項,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錯誤;故選D.
1、(2024·北京卷,3,3分)酸性鋅錳干電池的構(gòu)造示意圖如下。關(guān)于該電池及其工作原理,下列說法正確的是( )
Zn具有比較強的還原性,MnO2具有比較強的氧化性,自發(fā)的氧化還原反應(yīng)發(fā)生在Zn與MnO2之間,所以MnO2電極為正極,Zn電極為負(fù)極,則充電時MnO2電極為陽極、Zn電極為陰極。A項,充電時該裝置為電解池,電解池中陽離子向陰極遷移,即Zn2+向陰極方向遷移,A不正確;B項,放電時,負(fù)極的電極反應(yīng)為Zn-2e-=Zn2+,則充電時陰極反應(yīng)為Zn2++2e-=Zn,即充電時Zn元素化合價應(yīng)降低,而選項中Zn元素化合價升高,B不正確;C項,放電時MnO2電極為正極,正極上檢測到MnOOH和少量ZnMn2O4,則正極上主要發(fā)生的電極反應(yīng)是MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-,C正確;D項,放電時,Zn電極質(zhì)量減少0.65g(物質(zhì)的量為0.010ml),電路中轉(zhuǎn)移0.020ml電子,由正極的主要反應(yīng)MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-可知,若正極上只有MnOOH生成,則生成MnOOH的物質(zhì)的量為0.020ml,但是正極上還有ZnMn2O4生成,因此,MnOOH的物質(zhì)的量小于0.020ml,D不正確;故選C。
【解析】放電時CO2轉(zhuǎn)化為MgC2O4,碳元素化合價由+4價降低為+3價,發(fā)生還原反應(yīng),所以放電時,多孔碳納米管電極為正極、Mg電極為負(fù)極,則充電時多孔碳納米管電極為陽極、Mg電極為陰極:
A項,放電時正極反應(yīng)式為Mg2++2CO2+2e-=MgC2O4、負(fù)極反應(yīng)式為Mg-2e-=Mg2+,將放電時正、負(fù)電極反應(yīng)式相加,可得放電時電池總反應(yīng):Mg+2CO2= MgC2O4,A正確;B項,充電時,多孔碳納米管電極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),則多孔碳納米管在充電時是陽極,與電源正極連接,B正確;C項,充電時,Mg電極為陰極,電子從電源負(fù)極經(jīng)外電路流向Mg電極,同時Mg2+向陰極遷移,C錯誤;D項,根據(jù)放電時的電極反應(yīng)式Mg2++2CO2+2e-=MgC2O4可知,每轉(zhuǎn)移2ml電子,有2ml CO2參與反應(yīng),因此每轉(zhuǎn)移1ml電子,理論上可轉(zhuǎn)化1ml CO2,D正確;故選C。
【解析】O2在Pt得電子發(fā)生還原反應(yīng),Pt為正極,Cl-在Ag極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),Ag為負(fù)極。A項, Cl-在Ag極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),Ag為負(fù)極,A錯誤;B項,電子由負(fù)極Ag經(jīng)活性炭流向正極Pt,B正確;C項,溶液為酸性,故Pt表面發(fā)生的電極反應(yīng)為O2+4H++4e-= 2H2O,C錯誤;D項,每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L的O2,轉(zhuǎn)移電子2ml,而2 ml?Cl-失去2ml電子,故最多去除2ml?Cl-,D錯誤。 故選B。
【解析】該儲能電池放電時,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,多孔碳電極為陽極,F(xiàn)e2+失電子生成Fe3+,PbSO4電極為陰極,PbSO4得電子生成Pb和硫酸。A項,放電時負(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錯誤;B項,儲能過程中,該裝置為電解池,將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,B正確;C項,放電時,右側(cè)為正極,電解質(zhì)溶液中的陽離子向正極移動,左側(cè)的H+通過質(zhì)子交換膜移向右側(cè),C錯誤;D項,充電時,總反應(yīng)為PbSO4+2Fe2+=Pb+SO42-+2Fe3+,D錯誤;故選B。
下列敘述錯誤的是( )
【解析】根據(jù)圖示的電池結(jié)構(gòu)和題目所給信息可知,Ⅲ區(qū)Zn為電池的負(fù)極,電極反應(yīng)為Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)?42-,Ⅰ區(qū)MnO2為電池的正極,電極反應(yīng)為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O;電池在工作過程中,由于兩個離子選擇隔膜沒有指明的陽離子隔膜還是陰離子隔膜,故兩個離子隔膜均可以通過陰、陽離子,因此可以得到Ⅰ區(qū)消耗H+,生成Mn2+,Ⅱ區(qū)的K+向Ⅰ區(qū)移動或Ⅰ區(qū)的SO42-向Ⅱ區(qū)移動,Ⅲ區(qū)消耗OH-,生成Zn(OH)?42-,Ⅱ區(qū)的SO42-向Ⅲ區(qū)移動或Ⅲ區(qū)的K+向Ⅱ區(qū)移動。A項,Ⅱ區(qū)的K+只能向Ⅰ區(qū)移動,A錯誤;B項,Ⅰ區(qū)的SO42-向Ⅱ區(qū)移動,B正確;C項,MnO2電極的電極反應(yīng)式為MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,C正確;D項,電池的總反應(yīng)為Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)?42-+Mn2++2H2O,D正確;
【解析】A項,由充電時電極a的反應(yīng)可知,充電時電極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錯誤;B項,放電時電極反應(yīng)和充電時相反,則由放電時電極a的反應(yīng)為Na3Ti2(PO4)3-2e-= NaTi2(PO4)3+2Na+可知,NaCl溶液的pH不變,故B錯誤;C項,放電時負(fù)極反應(yīng)為Na3Ti2(PO4)3-2e-= NaTi2(PO4)3+2Na+,正極反應(yīng)為Cl2+2e-=2Cl-,反應(yīng)后Na+和Cl-濃度都增大,則放電時NaCl溶液的濃度增大,故C正確;D項,充電時陽極反應(yīng)為2Cl-?-2e-= Cl2↑,陰極反應(yīng)為NaTi2(PO4)3+2Na++2e-= Na3Ti2(PO4)3,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/ml x 2ml=46g,故D錯誤;
【解析】由題干信息可知,放電時,M極由于Li比Ni更活潑,也比N極上的Sb、Bi、Sn更活潑,故M極作負(fù)極,電極反應(yīng)為:Li-e-=Li+,N極為正極,電極反應(yīng)為:3Li++3e-+Bi=Li3Bi。A項,放電時,M電極反應(yīng)為Li-e-=Li+,A錯誤;B項,放電時,M極為負(fù)極,N極為正極,故Li+由M電極向N電極移動,B正確;C項,由二次電池的原理可知,充電時和放電時同一電極上發(fā)生的反應(yīng)互為逆過程,M電極的電極反應(yīng)為:Li++e-= Li,故電極質(zhì)量增大,C錯誤;D項,由二次電池的原理可知,充電時和放電時同一電極上發(fā)生的反應(yīng)互為逆過程,充電時,N電極反應(yīng)為Li3Bi-3e-=3Li++Bi,D錯誤;故選B。

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