高考化学一轮复习电化学专题

高考化学一轮复习电化学专题

‎2019高考化学一轮复习电化学专题 考情分析 高考考点 考查内容 高考探源 考查频率 原电池工作原理及应用 ‎1．理解原电池和电解池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。网 ‎2．了解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。‎ ‎3．认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能运用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。‎ ‎2019课标Ⅰ,11;‎ ‎2019课标Ⅰ,13;‎ ‎★★★★★‎ 电解原理及应用 ‎2019课标Ⅰ,13;‎ ‎2019课标Ⅰ,27（4）;‎ ‎2019课标Ⅰ,11;‎ ‎2019课标Ⅰ,11;‎ ‎2019课标Ⅰ,27;‎ ‎★★★★★‎ 金属的腐蚀与防护方法 ‎2019课标Ⅰ,11‎ ‎★★★★★‎ 基础知识 考向一：原电池 ‎（一）工作原理 ‎1、原电池 原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是发生氧化还原反应。‎ ‎2、构成条件及判断 ‎①一看反应 看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。‎ ‎②二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。‎ ‎③三看是否形成闭合回路。‎ 形成闭合回路需三个条件：‎ a．电解质溶液；‎ b．两电极直接或间接接触；‎ c．两电极插入电解质溶液。‎ 图示如下 ‎3．原电池工作原理及两个装置的比较 单液原电池 双液原电池 装置图 电极与电极反应 负极(锌片) Zn−2e−Zn2+ (氧化反应)‎ 正极(铜片) Cu2++2e−Cu (还原反应)‎ 电子流向 由锌片沿导线流向铜片 离子迁移方向 阴离子向负极迁移；阳离子向正极迁移（盐桥中离子移动方向一致）‎ 电池反应方程式 Zn+Cu2+Cu+Zn2+‎ 盐桥的作用 ‎（1）平衡电荷（2）避免断路时发生化学腐蚀(隔离作用)‎ 两类装置 的不同点 还原剂Zn与氧化剂Cu2+直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗 Zn与氧化剂Cu2+不直接接触，仅有化学能转化为电能，避免了能量损耗，故电流稳定，持续时间长 原电池的工作原理和电子流向可用下列图示表示：‎ ‎【说明】①在原电池装置中，电子由负极经导线流向正极，阳离子在正极上获得电子，通过电路中的电子和溶液中的离子的移动而形成回路，传导电流，电子并不进入溶液也不能在溶液中迁移。‎ ‎②原电池将一个完整的氧化还原反应分为两个半反应，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，一般将两个电极反应中得失电子的数目写为相同，相加便得到总反应方程式。‎ ‎③阴离子要移向负极，阳离子要移向正极。‎ 原因：负极失电子，生成大量阳离子积聚在负极附近，致使该极附近有大量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳离子因得电子生成电中性的物质而使该极附近带负电荷，所以溶液中的阳离子要移向正极。‎ ‎④不参与电极反应的离子从微观上讲发生移动，但从宏观上讲其在溶液中各区域的浓度基本不变。‎ ‎4．原电池电极反应式的书写 ‎（1）准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键。‎ 如果原电池的正负极判断失误，电极反应式的书写一定错误。判断正负极的方法不是绝对的，例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中，由于铝片表明的钝化，这时铜失去电子，是负极，其电极反应为：‎ 负极：Cu−2e−Cu2+‎ 正极：2+ 4H+ + 2e−2H2O + 2NO2↑‎ 再如镁片和铝片同时插入氢氧化钠溶液中，虽然镁比铝活泼，但由于镁不与氢氧化钠反应，而铝却反应，失去电子，是负极，其电极反应为：‎ 负极：2Al + 8OH−−6e−2+ 2H2O 正极：6H2O+6e−6OH−+3H2↑‎ ‎（2）要注意电解质溶液的酸碱性。‎ 在正负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系，如氢氧燃料电池有酸式和碱式，在酸溶液中，电极反应式中不能出现OH−，在碱溶液中，电极反应式中不能出现H+，像CH4、CH3OH等燃料电池，在碱溶液中碳（C）元素以离子形式存在，而不是放出CO2气体。‎ ‎（3）要考虑电子的转移数目。‎ 在同一个原电池中，负极失去电子数必然等于正极得到的电子数，所以在书写电极反应时，一定要考虑电荷守恒。防止由总反应方程式改写成电极反应式时所带来的失误，同时也可避免在有关计算中产生误差。‎ ‎（4）要利用总的反应方程式。‎ 从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池，而两个电极反应相加即得总反应方程式。所以只要知道总反应方程式和其中一个电极反应，便可以写出另一个电极反应方程式。‎ 注意：介质对电极反应式书写的影响 ‎①中性溶液反应物若是H+得电子或OH−失电子，则H+或OH−均来自于水的电离。‎ ‎②酸性溶液反应物或生成物中均没有OH−。‎ ‎③碱性溶液反应物或生成物中均没有H+。‎ ‎④水溶液中不能出现O2−。‎ A.原电池工作原理 ‎1．在如图所示的8个装置中，属于原电池的是(　　)‎ A．①④　　　　　 B．③④⑤‎ C．④⑧ D．②④⑥⑦‎ ‎2．如图，在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是(　　)‎ A．外电路的电流方向为：X→外电路→Y B．若两电极分别为铁和碳棒，则X为碳棒，Y为铁 C．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应 D．若两电极都是金属，则它们的活动性强弱为X＞Y ‎3.分析如图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是(　　)‎ A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑‎ C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋‎ D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎4.如图所示是一位同学在测试水果电池，下列有关说法错误的是(　　)‎ A．若金属片A是正极，则该金属片上会产生H2‎ B．水果电池的化学能转化为电能 C．此水果发电的原理是电磁感应 D．金属片A、B可以一个是铜片，另一个是铁片 ‎5.课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是(　　)‎ A．原电池是将化学能转化成电能的装置 B．原电池由电极、电解质溶液和导线等组成 C．图中电极a为铝条、电极b为锌片时，导线中会产生电流 D．图中电极a为锌片、电极b为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片 ‎6.锌—空气电池是金属空气电池的一种，电解质溶液为KOH溶液时，反应为：2Zn+O2+4OH-+2H2O=2Zn(OH)42-。下列有关说法正确的是 （ ）‎ A．石墨电极上发生氧化反应 B．正极附近溶液的pH不断减小 C．OH-由锌电极移向石墨电极 D．Zn 电极上发生反应：Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)42-‎ ‎1．原电池正、负极判断方法 2. 解题步骤 B.盐桥原电池装置分析 ‎1．一定条件下，实验室利用如图所示装置，通过测电压求算Ksp(AgCl)。工作一段时间后，两电极质量均增大。下列说法正确的是(　　)‎ A．右池中的银电极作负极 B．正极反应为Ag－e－===Ag＋‎ C．总反应为Ag＋＋Cl－===AgCl↓ D．盐桥中的NO向右池方向移动 ‎2．事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________(填序号，下同)。‎ a．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH>0‎ b．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH<0‎ c．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH<0‎ 若以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其正极的电极反应为____________________。‎ 某同学用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂－KNO3的U形管)设计成一个原电池，如图所示，下列判断中正确的是________。‎ a．实验过程中，左侧烧杯中NO浓度不变 b．实验过程中取出盐桥，原电池能继续工作 c．若开始时用U形铜代替盐桥，装置中无电流产生 d．若开始时用U形铜代替盐桥，U形铜的质量不变 C.可逆反应中的“盐桥”‎ ‎3．控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是(　　)‎ A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原 C．电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态 D．电流表读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极 ‎4．(原创题)已知反应AsO＋2I－＋2H＋AsO＋I2＋H2O是可逆反应。设计如图装置(C1、C2均为石墨电极)，分别进行下述操作：‎ Ⅰ.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸 Ⅱ.向B烧杯中逐滴加入40% NaOH溶液 结果发现电流表指针均发生偏转。‎ 试回答下列问题：‎ ‎(1)两次操作过程中指针为什么发生偏转？____________________________________。‎ ‎(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？试用化学平衡移动原理解释之。‎ ‎____________________________________________。‎ ‎(3)操作Ⅱ过程中，盐桥中的K＋移向________烧杯溶液(填“A”或“B”)。‎ ‎(4)Ⅰ操作过程中，C1棒上发生的反应为___________________________。‎ 考点二　原电池原理的四大应用 ‎1．比较金属的活动性强弱 原电池中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或非金属)作正极。‎ ‎2．加快化学反应速率 一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。如Zn与稀硫酸反应制氢气时，可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成CuZn原电池，加快反应进行。‎ ‎3．用于金属的防护 使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如要保护一个铁质的输水管或钢铁桥梁，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。‎ ‎4．设计制作化学电源 ‎(1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。‎ ‎(2)根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。‎ 电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如溶解于溶液中的空气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子。如在CuZn硫酸铜构成的原电池中，负极Zn浸泡在含有Zn2＋的电解质溶液中，而正极Cu浸泡在含有Cu2＋的电解质溶液中。‎ A.设计原电池 ‎1.根据下列氧化还原反应设计一个原电池：2FeCl3＋Fe=3FeCl2‎ 要求：（1）画出此原电池的装置图，装置可采用烧杯和盐桥。‎ ‎（2）注明原电池的正、负极和外电路中电子的流向。‎ ‎（3）写出两个电极上发生的电极反应。‎ B.金属活动性强弱的比较 ‎2.有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4‎ 溶液中，电流由D→导线→C；③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应；⑤用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出。据此，判断五种金属的活动性顺序是 （ ）‎ A．A>B>C>D>E B．A>C>D>B>E C．C>A>B>D>E D．B>D>C>A>E 考点三　化学电源 ‎1．一次电池 A.锌锰电池 普通锌锰电池 碱性锌锰电池 装置 电极 反应 负极：Zn−2e−Zn2+‎ 正极：2+2MnO2+2e−2NH3+Mn2O3+H2O 总反应：‎ Zn+2MnO2+2Zn2++2NH3+Mn2O3+H2O 负极：Zn+2OH−−2e−Zn(OH)2‎ 正极：2MnO2+2H2O+2e−2MnOOH+2OH−‎ 总反应：‎ Zn + 2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn(OH)2‎ 特点 优点：制作简单，价格便宜；‎ 缺点：新电池会发生自动放电，使存放时间缩短，放电后电压下降较快 优点：克服了普通锌锰干电池的缺点，单位质量所输出的电能多且储存时间长，适用于大电流和连续放电 B.银锌纽扣电池(电解质溶液为KOH溶液)‎ 负极材料：Zn 电极反应：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2‎ 正极材料：Ag2O 电极反应：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－‎ 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。‎ 2． 二次电池 A.铅蓄电池是最常见的二次电池 ‎① 放电时的电极反应 负极：Pb(s)+(aq)−2e−PbSO4(s)　(氧化反应)‎ 正极：PbO2(s)+4H+(aq)+(aq)+2e−PbSO4(s)+2H2O(l)　(还原反应)‎ 总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)‎ ‎② 充电时的电极反应 阴极：PbSO4(s)+2e−Pb(s)+(aq)　(还原反应) ‎ 阳极：PbSO4(s)+2H2O(l)−2e−PbO2(s)+4H+(aq)+(aq)　(氧化反应) ‎ 总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)‎ 规律：（1）充电电池是既能将化学能转化为电能(放电)，又能将电能转化为化学能(充电)的一类特殊电池。‎ ‎（2）需要注意的是充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应恰与放电时的正极反应相反，充电时的阴极反应恰与放电时的负极反应相反。‎ 二次电池充电时的电极连接：‎ B.锂电池 负极材料：锂　正极材料：石墨 电解质：LiAlCl4　SOCl2‎ 放电时的反应 负极反应：8Li－8e－===8Li＋‎ 正极反应：3SOCl2＋8e－===SO＋2S＋6Cl－‎ 总反应：8Li＋3SOCl2===6LiCl＋Li2SO3＋2S 常见的锂离子电极材料 正极材料：LiMO2（M：Co、Ni、Mn等）‎ ‎ LiM2O4（M：Co、Ni、Mn等）‎ ‎ LiMPO4（M：Fe等）‎ 负极材料：石墨（能吸附锂原子）‎ 总反应：Li1-xMO2＋LixCnnC＋LiMO2‎ 负极反应：LixCn-xe－===xLi＋+nC 正极反应：Li1-xMO2＋xLi＋＋xe－===LiMO2‎ ‎3．燃料电池 是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。‎ 燃料电池的优点：能量转换率高、废弃物少、运行噪音低。‎ ‎（1）氢氧燃料电池 氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。‎ 装置 电池总反应 ‎2H2+O22H2O 介 质 酸性 ‎(H+)‎ 负极：2H2−4e−4H+‎ 正极：O2+4H++4e−2H2O 中性 ‎(Na2SO4)‎ 负极：2H2−4e−4H+‎ 正极：O2+2H2O+4e−4OH−‎ 碱性 ‎(OH−)‎ 负极：2H2+4OH−−4e−4H2O 正极：O2+2H2O+4e−4OH−‎ 固体电解质，传导O2-‎ 负极：2H2−4e−+O2-4H2O 正极：O2+4e−2O2-‎ 熔融盐介质，如熔融的K2CO3‎ 负极：2H2−4e−+2CO32-2H2O+2CO2‎ 正极：O2+4e−+2CO22CO32-‎ ‎（2）甲烷燃料电池 甲烷燃料电池以多孔镍板为两极，电解质溶液为KOH，生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3，总反应：CH4 + 2KOH+ 2O2=== K2CO3+3H2O。‎ 负极：CH4− 8e− +8OH−===CO2 + 6H2O、CO2 + 2OH−===CO32− + H2O，所以：‎ 负极电极式：CH4 +10OH− + 8e− === CO32− + 7H2O 正极：O2 + 4e− ===2O2−和O2− + H2O === 2OH−，所以：‎ 正极电极式：O2 + 2H2O + 4e− === 4OH−‎ ‎②酸性电解质(H2SO4溶液为例)‎ 总反应：CH4 +2O2 ===CO2 + 2H2O 负极：O2+4e−+4H+ === 2H2O 正极：CH4−8e−+2H2O ===8H++ CO2‎ ‎③熔融盐介质，如熔融的K2CO3‎ 总反应：CH4 +2O2 ===CO2 + 2H2O 正极：O2＋4e－＋2CO2===2CO 负极：CH4 - 8e－＋10OH- === CO32-＋7H2O ‎④掺杂Y2O3的ZrO3固体电解质，在高温下能传导正极生成的O2－ ‎ 总反应：CH4 +2O2 ===CO2 + 2H2O 正极：O2＋4e－===2O2－‎ 负极：CH4－8e－＋4O2－===CO2＋4H2O 说明：掌握了甲烷燃料电池的电极反应式，就掌握了其它气态烃燃料电池的电极反应式。‎ ‎（3）甲醇燃料电池 甲醇燃料电池以铂为两极，用碱或酸作为电解质：‎ ‎①碱性电解质(KOH溶液为例)‎ 总反应式：2CH3OH + 3O2 +4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O 正极：O2 + 4e− + 2H2O===4OH− ‎ 负极：CH3OH – 6e− +8OH− === CO32−+ 6H2O ‎ ‎②酸性电解质(H2SO4溶液为例)‎ 总反应：2CH3OH +3O2 ===2CO2 + 4H2O 正极：O2+4e−+4H+ === 2H2O ‎ 负极：CH3OH −6e−+H2O ===6H++ CO2‎ ‎③熔融盐介质，如熔融的K2CO3‎ 总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2 ＋4H2O 正极：O2＋4e－＋2CO2===2CO 负极：CH3OH－6e－＋3CO===4CO2＋2H2O ‎④掺杂Y2O3的ZrO3固体电解质，在高温下能传导正极生成的O2－ ‎ 总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2 ＋4H2O 正极：O2＋4e－===2O2－‎ 负极：CH3OH－6e－＋3O2－===CO2＋4H2O 说明：乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同。‎ 规律　首先要分析介质是否参与总反应，然后写出总反应方程式，O2在不同介质中的转化关系(O2得电子转化为O2－，碱性(中性)溶液中转化为OH－；酸性溶液中转化为H2O，熔融碳酸盐中转化为CO；固体氧化物转化为O2－)，写出正极反应，利用相减法(总反应－正极反应＝负极反应)，写出负极反应。图示如下：‎ ‎（4）铝—空气—海水电池 我国首创以铝—空气—海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光。‎ 电源负极材料为：铝；电源正极材料为：石墨、铂网等能导电的惰性材料。‎ 负极电极式：4Al−12e−===4Al3+‎ 正极电极式：3O2+6H2O+12e−===12OH−‎ 总反应式：4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3‎ 说明：铝板要及时更换，铂做成网状是为了增大与氧气的接触面积。‎ 题组　A.教材常见传统电池的分析判断与拓展 ‎1.下列说法正确的是（　　）‎ A．构成原电池的两个电极必须是活泼性不同的两种金属 B．通过构成原电池，能将反应的化学能全部转化为电能 C．右图原电池中，电池工作时，SO42﹣移向电池的正极 D．银锌纽扣电池的放电反应：Zn+Ag2O+H2O═Zn（OH）2+2Ag，其中Ag2O作正极，发生还原反应 ‎2.由我国科学家研发成功的铝锰电池是一种比能量很高的新型干电池，以氯化钠和稀氨水混合溶液为电解质，铝和二氧化锰—石墨为两极，其电池反应为Al＋3MnO2＋3H2O===3MnO(OH)＋Al(OH)3。下列有关该电池放电时的说法不正确的是(　　)‎ A．二氧化锰—石墨为电池正极 B．负极反应式为Al－3e－＋3NH3·H2O===Al(OH)3＋3NH C．OH－不断由负极向正极移动 D．每生成1 mol MnO(OH)转移1 mol电子 ‎3.微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用．有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为Zn+2OH﹣﹣2e﹣═ZnO+H2O，Ag2O+H2O+2e﹣═2Ag+2OH﹣下列叙述正确的是（　　）‎ A．在使用过程中，电解质KOH被不断消耗 B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极 C．每转移2mol e﹣，有232gAg2O被氧化 D．Zn是负极，Ag2O是正极 ‎4．铅蓄电池的工作原理为：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，研读下图，下列判断正确的是(　　)‎ A．K闭合时，d电极的电极反应式：PbSO4＋2e－===Pb＋SO B．当电路中通过0.2 mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2 mol C．K闭合时，Ⅱ中SO向c电极迁移 D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d电极为负极 ‎5.2019年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是(　　) ‎ A．a为电池的正极 B．电池充电反应为LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi C．放电时，a极锂的化合价发生变化 D．放电时，溶液中Li＋从b向a迁移 ‎6.全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列说法不正确的是 （ ）‎ A．电池工作时，a是正极 B．电池工作时负极反应为：Li﹣e﹣=Li+，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性 D．在此电池中加入硫酸可增加导电性 ‎7.热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源．一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl﹣KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能．该电池总反应为：PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb．下列有关说法正确的是（　　）‎ A．正极反应式：Ca+2Cl﹣﹣2e﹣=CaCl2‎ B．放电过程中，Li+向负极移动 C．每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g Pb D．常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转 ‎8．已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：‎ Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)放电时，负极反应式为____________________________，‎ 正极反应式为______________________________________。‎ ‎(2)充电时，阴极反应式为____________________________，‎ 阳极反应式为______________________________________。‎ ‎(3)放电时，K＋向________极迁移，负极的溶液pH的变化为________。‎ ‎(4)充电时，镍镉电池的负极应与外接电源的________极相连。‎ ‎9.酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。回答下列问题：‎ ‎①该电池的正极反应式为_______________________________________，‎ 电池反应的离子方程式为_______________________________________。‎ ‎10．电池在现代社会中具有极其广泛的应用。‎ ‎(1)银锌蓄电池是人造卫星所使用的高能电池之一，其放电时的反应是Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag。则该电池的负极材料是________，放电时正极的电极反应式为_____________________，‎ 放电时负极区的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。‎ (2) 某氢氧燃料电池用固体金属化合物陶瓷作电解质(可电离出金属离子和O2－)，两极上发生的反应为A极：2H2＋2O2－－4e－===2H2O；B极： 。电子流动的方向是________；假设该燃料电池工作时，每生成1 mol H2O(l)时产生的最大电能为240 kJ，则该电池的能量转化效率为________(H2的燃烧热为285 kJ·mol－1，最大电能与所能释放出的全部热量之比)。‎ B.“常考不衰”的燃料电池 ‎1．氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如右图．下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是（　　）‎ A．该电池工作时电能转化为化学能 B．该电池中电极a是正极 C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a D．该电池的总反应：2H2+O2=2H2O ‎2.一种新型的乙醇电池，它用磺酸类质子溶剂．电池总反应为：C2H5OH+3O2→2CO2+3H2O，电池示意如图，下列说法正确的是（　　）‎ A．a极为电池的正极 B．电池工作时电流由a极沿导线经灯泡再到b极 C．电池负极的电极反应为：4H++O2+4e﹣=2H2O D．电池工作时，1mol乙醇被氧化时就有12mol电子转移 ‎3.某航空站安装了一台燃料电池，该电池可同时提供电和水蒸气．所用燃料为氢气，电解质为熔融的碳酸钾．已知该电池的总反应式为2H2+O2═2H2O，正极反应式为O2+2CO2+4e﹣═，则下列推断正确的是（　　）‎ A．负极反应式为H2+20H﹣﹣2e﹣═2H2O B．该电池可在常温或高温时进行工作，对环境具有较强适应性 C．该电池供应2 mol水蒸气，同时转移电子的物质的量为2 mol D．放电时负极有CO2生成 ‎4.某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时，该电池工作原理如图，下列说法正确的是（　　）‎ A．a为CH4，b为CO2‎ B．CO32﹣向负极移动 C．此电池在常温时也能工作 D．正极电极反应式为O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣‎ ‎5.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为 CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋ 。下列有关说法正确的是(　　)‎ A．检测时，电解质溶液中的H＋ 向负极移动 ‎ B．若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气 C．电池反应的化学方程式为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O D．正极上发生的反应为O2＋4e－ ＋2H2O===4OH－‎ ‎6.科学家设计出质子膜H2S燃料电池，实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A．电极a为电池的负极 B．电极b上发生的电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O C．电路中每流过4 mol电子，在正极消耗44.8 L H2S D．每17 g H2S参与反应，有1 mol H＋经质子膜进入正极区 ‎7．(2019·保定模拟)液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是(　　)‎ A．b电极发生氧化反应 B．a电极的电极反应式：N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O C．放电时，电流从a电极经过负载流向b电极 D．其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜 ‎8.用如图所示装置（熔融CaF2﹣CaO作电解质）获得金属钙，并用钙还原TiO2制备金属钛．下列说法正确的是（　　）‎ A．电解过程中，Ca2+向阳极移动 B．阳极的电极反应式为：C+2O2﹣﹣4e﹣═CO2↑‎ C．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少 D．若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“+”接线柱是Pb电极 ‎9.NO2、O2、熔融盐NaNO3组成的燃料电池如图所示，在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y，下列有关说法正确的是（　　）‎ A．石墨I极为正极，石墨II极为负极 B．Y的化学式可能为NO C．石墨I极的电极反应式为NO2+NO3﹣﹣e﹣═N2O5‎ D．石墨II极上发生氧化反应 ‎10.镁﹣次氯酸盐燃料电池的工作原理如图，该电池反应为：Mg+ClO﹣+H2O═Mg(OH)2+Cl﹣下列有关说法正确的是（　　）‎ A．电池工作时，C溶液中的溶质是MgCl2‎ B．电池工作时，正极a附近的PH将不断增大 C．负极反应式：ClO﹣﹣2e﹣+H2O═Cl﹣+2OH﹣‎ D．b电极发生还原反应，每转移0.1mol电子，理论上生成0.1mol Cl﹣‎ ‎11.“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是（　　）‎ A．电池反应中有NaCl生成 B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子 C．正极反应为：NiCl2+2e﹣═Ni+2Cl﹣‎ D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动 C.“起点高、落点低”的压轴选择题：可逆电池 ‎1.高温钠硫电池是一种新型可充电电池，其工作原理如图所示，图中固体电解质是Na+导体．下列叙述正确的是（　　）‎ A．放电时，石墨电极a为正极 B．放电时，Na+从石墨b向石墨a方向迁移 C．充电时，b极反应为Na2Sx﹣2e﹣=xS+2Na+‎ D．可将装置中的固体电解质改成NaCl溶液 ‎2.某新型可充电电池，能长时间保持稳定的放电电压．该电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，以下说法不正确的是（　　）‎ A．放电时负极反应为：Zn﹣2e﹣+2OH﹣=Zn(OH)2‎ B．放电时正极反应为：FeO42﹣+4H2O+3e﹣=Fe(OH)3+5OH﹣‎ C．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化 D．充电时阳极附近溶液的碱性减弱 ‎3.已知电池总反应为：Zn+2MnO2+H2OZnO+2MnO(OH)．下列说法正确的是（　　）‎ A．放电时，Zn为负极，ZnO为正极，MnO2为催化剂 B．放电时，该电池的正极反应为：MnO2+e﹣+H2O═MnO(OH)+OH﹣‎ C．充电时，电池将化学能转为电能 D．放电时，溶液中的阴离子向原电池的正极移动 ‎4.镍镉（Ni﹣Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用．已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2有关该电池的说法正确的（　　）‎ A．充电过程是化学能转化为电能的过程 B．充电时阳极反应：Ni(OH)2﹣e﹣+OH﹣═NiOOH+H2O C．放电时负极附近溶液的酸性增强 D．放电时电解质溶液中的OH﹣向正极移动 ‎5.一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型二次电池，其电量较大，一次充电可使用较长时间．其电池总反应为：2CO32﹣+6H2O2CH3OH+3O2+4OH﹣，则下列说法正确的是（　　）‎ A．放电时负极的电极反应为：2CH3OH+4OH﹣﹣12e﹣=2CO32﹣+6H2O B．充电时电解质溶液的pH逐渐减小 C．放电时正极的电极反应可表示为：O2+4H++4e﹣=2H2O D．充电时每生成1molCH3OH转移6mol电子 ‎6．石墨烯锂硫电池是一种高效、低污染的新型二次电源，其装置如图所示．电池反应为 2Li+nS=Li2Sn．Li+可在固体电解质中迁移．下列说法不正确的是（　　）‎ A．放电时，锂在负极上发生氧化反应 B．放电时，正极的电极反应式为nS+2e﹣+2Li+=Li2Sn C．充电时，锂电极为阴极，与电源负极相连 D．充电时，理论上阳极失去2mol电子生成32g硫 ‎7.镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是：Ni(OH)2＋M===NiOOH＋MH 已知：6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH－===6Ni(OH)2＋NO 下列说法正确的是(　　)‎ A．NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－‎ B．充电过程中OH－离子从阳极向阴极迁移 C．充电过程中阴极的电极反应式：H2O＋M＋e－===MH＋OH－，H2O中的H被M还原 D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液 ‎8．已知：锂离子电池的总反应为：LixC＋Li1－xCoO2C＋LiCoO2；锂硫电池的总反应为：2Li＋SLi2S。有关上述两种电池说法正确的是(　　)‎ A．锂离子电池放电时，Li＋向负极迁移 B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应 C．理论上两种电池的比能量相同 D．如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 ‎9．科技工作者设计出的新型可充电锂—空气电池如图所示，该电池使用了两种电解质溶液，a极一侧使用含有锂盐的有机电解液，b极一侧使用水性电解液。下列有关这种电池的判断正确的是(　　)‎ A．放电时，a为负极，充电时，a为阴极 B．放电时，正极反应式为4OH－＋4e－===2H2O＋O2↑‎ C．充电时，Li＋通过离子交换膜的方向是从左到右 D．充电后，水性电解液的pH增大 ‎10.某充电宝锂离子电池的总反应为：nLi＋Li1－nMn2O4LiMn2O4，某手机镍氢电池总反应为：NiOOH＋MHM＋Ni(OH)2(M为储氢金属或合金)，有关上述两种电池的说法不正确的是(　　)‎ A．锂离子电池放电时Li＋向正极迁移 B．锂离子电池充电时，阴极的电极反应式：LiMn2O4－ne－===Li1－nMn2O4＋nLi C．如图表示用锂离子电池给镍氢电池充电 D．镍氢电池放电时，正极的电极反应式：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－‎ D.其它新型、高效环保电池 ‎1．环保、安全的铝—空气电池的工作原理如图所示，下列有关叙述错误的是(　　)‎ A．NaCl的作用是增强溶液的导电性 B．正极的电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－‎ C．电池工作过程中，电解质溶液的pH不断增大 D．用该电池做电源电解KI溶液制取1 mol KIO3，消耗铝电极的质量为54 g ‎2.我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流．电池总反应为：4Al+3O2+6H2O═4Al(OH)3，下列说法不正确的是（　　）‎ A．正极反应式为：O2+2H2O+4e﹣═4OH ﹣‎ B．电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极 C．以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积 D．该电池通常只需更换铝板就可继续使用 ‎3.如图是一种微生物燃料电池的原理示意图．下列有关该微生物燃料电池的说法正确的是（　　） ‎ A．A极为正极，B极为负极 B．电池内电解质溶液中所含的H+由B极移向A极 C．A极的电极反应为：CH3COOH﹣8e﹣+2H2O═2CO2↑+8H+‎ D．电池工作过程中，电解质溶液的pH会明显下降 ‎4．酶生物电池通常以葡萄糖作为反应原料，葡萄糖在葡萄糖氧化酶(GOX)和辅酶的作用下被氧化成葡萄糖酸(C6H12O7)，其工作原理如图所示。下列有关说法中正确的是(　　)‎ A．该电池可以在高温条件下使用 B．H＋通过交换膜从b极区移向a极区 C．电极a是正极 D．电池负极的电极反应式为C6H12O6＋H2O－2e－===C6H12O7＋2H＋‎ ‎5.我国科学家构建了一种双室微生物燃料电池，以苯酚（C6H6O）为燃料，同时消除酸性废水中的硝酸盐．下列说法正确的是：（　　）‎ A．a为正极 B．若右池产生0.672L气体（标况下），则转移电子0.15mol C．左池电极反应式为C6H6O+11H2O﹣28e﹣═6CO2↑+28H+‎ D．左池消耗的苯酚与右池消耗的NO3﹣的物质的量之比为28：5‎ ‎6.科学家设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电源，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示，下列说法不正确的是（　　）‎ A．该电池外电路电流从通入H2的电流流向通入N2的电极 B．反应过程中溶液的pH会变大，故需要加入盐酸 C．通入N2的电极发生的电极反应式为：N2+6e﹣+8H+═2NH4+‎ D．通入H2的电极为负极，A为NH4Cl ‎7.利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O构成电池的方法，既能实现有效消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，又能充分利用化学能，装置如图所示．下列说法不正确的是（　　）‎ A．电流从右侧电极经过负载后流向左侧电极 B．A电极上发生氧化反应，B为正极 C．电极A极反应式为2NH3﹣6e﹣=N2+6H+‎ D．当有2.24LNO2（标准状况） 被处理时，转移电子为0.4mol 考点四　电解原理 ‎1．电解定义 在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。‎ ‎2．能量转化形式 电能转化为化学能。‎ ‎3．电解池 ‎(1)构成条件 ‎①有与电源相连的两个电极。‎ ‎②电解质溶液(或熔融盐)。‎ ‎③形成闭合回路。‎ ‎(2)电极名称及电极反应式(如图)‎ ‎(3)电子和离子移动方向 ‎①电子：从电源负极流向电解池的阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。‎ ‎②离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。‎ ‎4．分析电解过程的思维程序 ‎(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。‎ ‎(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。‎ ‎(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序 阴极：阳离子放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K＋。‎ 阳极：活泼电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。‎ 注意　①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。②最常用、最重要的放电顺序是：阳极：Cl－>OH－；阴极：Ag＋>Cu2＋>H＋。‎ ‎③电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。‎ ‎(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。‎ ‎(5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。‎ ‎5．利用思维程序，分析电解过程，总结电解规律(注：电极为惰性电极)‎ ‎1．电解水型 规律：H＋、OH－放电，电解质形成的阳离子要么是H＋，要么是放电顺序排在H＋之后的活泼性较强的金属对应的阳离子；阴离子要么是OH－，要么是放电顺序排在OH－之后的含氧酸根等。‎ 实例 电解质(水溶液)‎ 电极方程式 电解 物质 总化学方程式 电解质浓度 溶液 pH 溶液 复原 含氧酸(H2SO4)‎ 阳极：4OH－－4e==O2↑＋2H2O 阴极：4H＋＋4e==2H2↑‎ H2O ‎2H2OO2↑＋2H2↑‎ 增大 减小 加H2O 强碱(如NaOH)‎ 增大 加H2O 活泼金属的含氧酸盐(如KNO3Na2SO4)‎ 不变 加H2O ‎2.电解电解质型 规律：电解质形成的阴、阳离子放电，电解质电离形成的阴、阳离子要么是H＋、OH－，要么是放电顺序排在H＋、OH－之前的对应离子。‎ 实例：‎ 电解质 ‎(水溶液)‎ 电极 方程式 电解 物质 总化学 方程式 电解质 浓度 溶液 pH 溶液 复原 无氧酸(如HCl)，除HF外 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑‎ 酸 ‎2HCl H2↑＋Cl2↑‎ 减小 增大 通入 HCl 气体 不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)，除氟化物外 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 盐 CuCl2 Cu＋Cl2↑‎ 加 CuCl2‎ 固体 ‎3.电解电解质和水型 规律：放电离子分别是水电离形成的H＋或OH－以及电解质形成的阴离子或阳离子。‎ 实例1　放H2生碱型 电解质 ‎(水溶液)‎ 电极 方程式 电解 物质 总化学 方程式 电解质 浓度 溶液 pH 溶液 复原 活泼金属的无氧酸盐(NaCl)‎ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑‎ 水和 盐 ‎2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－‎ 生成新 电解质 增大 通入 HCl 气体 实例2　放O2生酸型 电解质 ‎(水溶液)‎ 电极 方程式 电解 物质 总化学 方程式 电解质 浓度 溶液 pH 溶液 复原 不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)‎ 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu 水和 盐 ‎2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋‎ 生成新 电解质 减小 加 CuO 或 CuCO3‎ 电极反应式，电解总方程式的书写 ‎1．按要求书写电极反应式和总方程式 ‎(1)用惰性电极电解AgNO3溶液：‎ 阳极反应式 ；‎ 阴极反应式 ；‎ 总反应离子方程式 。‎ ‎(2)用惰性电极电解MgCl2溶液 阳极反应式 ；‎ 阴极反应式 ；‎ 总反应离子方程式 。‎ ‎(3)用铁作电极电解NaCl溶液 阳极反应式 ；‎ 阴极反应式 ；‎ 总反应化学方程式 。‎ ‎(4)用铁作电极电解NaOH溶液 阳极反应式 ；‎ 阴极反应式 ；‎ 总反应离子方程式 。‎ ‎(5)用铜作电极电解盐酸溶液 阳极反应式 ；‎ 阴极反应式 ；‎ 总反应离子方程式 。‎ ‎(6)用Al作电极电解NaOH溶液 阳极反应式 ；‎ 阴极反应式 ；‎ 总反应离子方程式 。‎ ‎(7)以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，铝材表面形成氧化膜 阳极反应式 ；‎ 阴极反应式 ；‎ 总反应离子方程式 。‎ ‎(8)用Al单质作阳极，石墨作阴极，电解NaHCO3溶液 阳极反应式 ；‎ 阴极反应式 ；‎ 总反应离子方程式 。‎ ‎(9)用惰性电极电解熔融MgCl2‎ 阳极反应式 ；‎ 阴极反应式 ；‎ 总反应离子方程式 。‎ ‎2．用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液，电解过程中两极均有两种产物产生，判断阴、阳两极的产物并根据电解的先后顺序写出电极反应方程式。‎ ‎(1)阳极 产物： ；‎ 电极反应： 。‎ ‎(2)阴极 产物： ；‎ 电极反应： 。‎ 电解池中方程式书写四个常见失分点的规避 ‎1．书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写电解总反应方程式时，弱电解质要写成分子式。‎ ‎2．阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。‎ ‎3．要确保两极电子转移数目相同，且注明条件“电解”。‎ ‎4．电解水溶液时，应注意放电顺序中H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。‎ 考向二　电解原理和电解规律的考查 ‎1．观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是(　　)‎ A．装置甲中阳极上析出红色固体 B．装置乙中铜片应与电源负极相连 C．装置丙中外电路电流方向：b极→a极 D．装置丁中阴极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ ‎2．下列装置的线路接通后，经过一段时间，溶液的pH明显减小的是(　　)‎ ‎3．如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象描述正确的是(　　)‎ A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的 B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气体 C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色 ‎4．纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。采用离子交换膜控制电解液中OH－的浓度制备纳米级Cu2O的装置如图所示，发生的反应为：2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是(　　)‎ A．钛电极发生氧化反应 B．阳极附近溶液的pH逐渐增大 C．离子交换膜应采用阳离子交换膜 D．阳极反应式是：2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O ‎5．(2019·宜昌期末)用图甲装置电解一定量的CuSO4溶液，M、N为惰性电极。电解过程实验数据如图乙所示。横轴表示电解过程中转移电子的物质的量，纵轴表示电解过程产生气体的总体积。下列说法不正确的是(　　)‎ A．A点所得溶液只需加入一定量的CuO固体就可恢复到起始状态 B．电解过程中N电极表面先有红色物质生成，后有气泡产生 C．Q点时M、N两电极上产生的总气体在相同条件下体积相同 D．若M电极材料换成Cu，则电解过程中CuSO4溶液的浓度不变 ‎6.图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是(　　)‎ A．滤纸上c点附近会变红色 B．Cu电极质量减小，Pt电极质量增大 C．Z中溶液的pH先减小，后增大 D．溶液中的SO向Cu电极定向移动 ‎7.实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料，通过以下过程制备ClO2：‎ ‎ (1)电解时的阴极反应式为_________________________________，‎ 阳极反应式为____________________________________，‎ 电解时发生反应的化学方程式为___________________________。‎ ‎(2)NaClO2溶液与NCl3溶液反应的化学方程式为 。‎ 考点五　电解原理的应用 ‎1．电解饱和食盐水——氯碱工业 ‎(1)电极反应 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(反应类型：氧化反应)。‎ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑(反应类型：还原反应)。‎ 检验阳极产物的方法是：用湿润的KI－淀粉试纸靠近阳极附近，若试纸变蓝，证明生成了Cl2。电解时向食盐水中加酚酞，阴极附近溶液变红，说明该电极附近产生的物质为NaOH。‎ 阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例)，只允许阳离子(Na＋)通过，而阻止阴离子(Cl－、OH－)和分子(Cl2)通过，这样既能防止H2和Cl2混合爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO影响烧碱质量。‎ ‎(2)电解方程式 化学方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑‎ 离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑‎ ‎2．电镀与铜的电解精炼 电镀（Fe上镀铜）‎ 电解精炼铜 阳极 电极材料 Cu(或铜)‎ 粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)‎ 电极反应 Cu－2e－===Cu2＋‎ Cu－2e－===Cu2＋（主）‎ Zn－2e－===Zn2＋‎ Fe－2e－===Fe2＋‎ Ni－2e－===Ni2＋‎ 阴极 电极材料 Fe 纯铜 电极反应 Cu2＋＋2e－===Cu 装置图 电解质溶液 含Cu2＋的盐溶液 电解质溶液 浓度的变化 电解质溶液成分及浓度均不变 Cu2＋减少，比铜活泼的金属阳离子进入溶液 电解精炼铜时，粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥 注：电解或电镀时，电极质量减少的电极必为金属电极——阳极；电极质量增加的电极必为阴极，即溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。‎ 电解精炼铜，粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等活泼金属失去电子，变成金属阳离子进入溶液，其活泼性小于铜的杂质以阳极泥的形式沉积。电解过程中电解质溶液中的Cu2＋浓度会逐渐减小。‎ ‎3．电冶金 利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 ‎2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑‎ ‎2Cl－－2e－===Cl2↑‎ ‎2Na＋＋2e－===2Na 冶炼镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑‎ ‎2Cl－－2e－===Cl2↑‎ Mg2＋＋2e－===Mg 冶炼铝 ‎2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑‎ ‎6O2－－12e－===3O2↑‎ ‎4Al3＋＋12e－===4Al 注：①电解熔融MgCl2冶炼镁，而不能电解熔融MgO冶炼镁，因MgO的熔点很高；‎ ‎②电解熔融Al2O3冶炼铝，而不能电解AlCl3冶炼铝，因AlCl3是共价化合物，其熔融态不导电。电解的为熔点很高的氧化铝，为降低熔点，加入了助熔剂冰晶石(Na3AlF6)；而且电解过程中，阳极生成的氧气与石墨电极反应，所以石墨电极需不断补充。‎ ‎4.电化学中的交换膜 A．交换膜的功能 使离子选择性定向迁移(目的是平衡整个溶液的离子浓度或电荷)。‎ B．交换膜在中学电化学中的作用 ‎(1)防止副反应的发生，避免影响所制取产品的质量；防止引发不安全因素。(如在电解饱和食盐水中，利用阳离子交换膜，防止阳极产生的氯气进入阴极室与氢氧化钠反应，导致所制产品不纯；防止与阴极产生的氢气混合发生爆炸)。‎ ‎(2)用于物质的制备、分离、提纯等。‎ C．离子交换膜的类型 常见的离子交换膜为：阳离子交换膜、阴离子交换膜、特殊离子交换膜等。‎ 阳离子交换膜：只允许阳离子通过 阴离子交换膜：只允许阴离子通过 质子交换膜：只允许H+通过 A　电解原理的“传统”应用 ‎1．利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是(　　)‎ A．氯碱工业中，X电极上反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ B．电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2＋浓度不变 C．在铁片上镀铜时，Y是纯铜 D．制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁 ‎2．(1)①电镀时，镀件与电源的 极连接。‎ ‎②化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层。若用铜盐进行化学镀铜，应选用 (填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。‎ ‎(2)粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极 (填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为 ；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为 。‎ ‎(3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法中正确的是 。‎ a．电能全部转化为化学能 b．粗铜接电源正极，发生氧化反应 c．溶液中Cu2＋向阳极移动 d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属 ‎(4)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的 极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为 。‎ 若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为 。‎ ‎3．(2019·高考上海卷节选)氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。如图所示是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。‎ 完成下列填空：‎ ‎(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式： 。‎ ‎(2)离子交换膜的作用为： 、 。‎ ‎(3)精制饱和食盐水从图中 位置补充，NaOH溶液从图中 位置流出。(填“a”、“b”、“c”或“d”)‎ B 电解原理在物质制备中的应用 ‎1．氨是生产氮肥、尿素等物质的重要原料。电化学法是合成氨的一种新方法，其原理如图所示，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．图中所示物质中，X为H2，Y为N2‎ B．Y参与的电极反应为H2＋2e－===2H＋‎ C．当有3 mol H＋通过质子交换膜时，Z的体积为22.4 L D．反应过程中左边区域溶液pH逐渐升高 ‎2．在电解液不参与反应的情况下，采用电化学法还原CO2可制备ZnC2O4，原理如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．电解结束后电解液Ⅱ中c(Zn2＋)增大 B．电解液Ⅰ应为ZnSO4溶液 C．Pt极反应式为2CO2＋2e－===C2O D．当通入44 g CO2时，溶液中转移1 mol电子 ‎3.电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢气的装置示意图如下：‎ 电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴阳两极均为惰性电极。‎ ‎(1)A极为 ，电极反应式为 。‎ ‎(2)B极为 ，电极反应式为 。‎ 电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是 ，说明理由： 。‎ C　电解原理在环境治理中的应用 ‎4．用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，下列有关说法不正确的是(　　)‎ A．X为直接电源的负极，Y为直流电源的正极 B．阳极的电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ C．图中的b>a D．该过程中的产品主要为H2SO4和H2‎ ‎5．(2019·南师附中模拟)电化学降解法治理水中硝酸盐的污染原理如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．B为电源正极 B．电解过程中H＋向阳极移动 C．阴极反应式为2NO＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－‎ D．理论上电解过程中阴、阳两极产生的气体在同温同压下体积比为2∶5‎ D　电解原理在物质分离、提纯中的应用 ‎6．(2019·广州综合测试)用电解法可提纯含有某种含氧酸根杂质的粗KOH溶液，其工作原理如图所示。下列有关说法错误的是(　　)‎ A．阳极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ B．通电后阴极区溶液pH会增大 C．K＋通过交换膜从阴极区移向阳极区 D．纯净的KOH溶液从b口导出 考点六　辨析多池组合、突破电化学计算 ‎1．辨析多池组合 ‎(1)直接判断：非常直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池等在电路中，则其他装置为电解池。如图所示：A为原电池，B为电解池。‎ ‎(2)根据电池中的电池材料和电解质溶液判断：‎ 原电池一般是两种不同的金属电极或一种金属电极一个碳棒做电极；而电解池则一般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如图所示：B为原电池 ‎，A为电解池。‎ ‎(3)根据电极反应现象判断：‎ 在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极，并由此判断电池类型。如图所示：若C极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电池，D是正极，C是负极；甲是电解池，A是阳极，B是阴极。B、D极发生还原反应，A、C极发生氧化反应。‎ ‎2．突破电化学计算 原则：电化学的反应是氧化还原反应，各电极上转移电子的物质的量相等，无论是单一电池还是串联电解池，均可抓住电子守恒计算。‎ 关键：a.电极名称要区分清楚；b.电极产物要判断准确；‎ c．各产物间量的关系遵循电子得失守恒。‎ 方法：(1)根据电子守恒计算 用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。‎ ‎(2)根据总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。‎ ‎(3)根据关系式计算 根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。‎ 如以通过4 mol e－为桥梁可构建如下关系式：‎ ‎ (式中M为金属，n为其离子的化合价数值)‎ 该关系式具有总览电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。‎ 注意　在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19 C来计算电路中通过的电量。‎ ‎[思维深化]‎ 如图所示，图中装置甲是 ，乙是 ，若电路中有0.2 mol电子转移，则Zn极溶解 ，Cu极上析出 (标准状况)，Pt极上析出 mol，C极上析出Cu g。甲池中H＋被还原，生成ZnSO4，溶液pH ；乙池中是电解CuCl2，由于Cu2＋浓度的减小使溶液pH微弱增大，电解后再加入适量 固体可使溶液复原。‎ 考向一　多池串联的分析与计算 ‎1.(2019·四川绵阳调研)按如图装置进行电解(均是惰性电极)，已知A烧杯中装有500 mL 20%的NaOH溶液，B烧杯中装有500 mL pH为6的CuSO4溶液。通电一段时间后，在b电极上收集到28 mL气体(标准状况)，则B烧杯中溶液pH变为(溶液体积变化忽略不计)(　　)‎ A．4　　　　　 B．3‎ C．2 D．1‎ ‎2．某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则(　　)‎ A．电流方向：电极Ⅳ→A→电极Ⅰ B．电极Ⅰ的质量减少2.7 g时，电极Ⅳ的质量减少9.6 g C．电极Ⅱ逐渐溶解 D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu ‎3．在如图中，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 mol/L AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL 0.25 mol/L CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重 1.9 g，则 ‎(1)电源E为 极，F为 极。‎ ‎(2)A极的电极反应式为 ，析出物质 mol。‎ ‎(3)B极的电极反应式为 ，析出气体 mL(标准状况)。‎ ‎(4)C极的电极反应式为 ，析出的物质 mol。‎ ‎(5)D极的电极反应式为 ，析出气体 mL(标准状况)。‎ ‎(6)甲烧杯中滴入石蕊试液， 极附近变红，如果继续电解，在甲烧杯中最终得到 溶液。‎ 考向二　电解的分阶段计算 ‎4．将等物质的量浓度的CuSO4和NaCl等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH随时间t的变化如图所示，则下列说法错误的是(　　)‎ A．阳极先析出Cl2，后析出 O2，阴极先产生Cu，后析出H2‎ B．AB段阳极只产生Cl2，阴极只产生Cu C．BC段表示在阴极上是H＋放电产生了H2‎ D．CD段相当于电解水 ‎5．500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)＝0.6 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是(　　)‎ A．原混合溶液中c(K＋)为0.2 mol·L－1‎ B．上述电解过程中共转移0.2 mol电子 C．电解得到的Cu的物质的量为0.05 mol D．电解后溶液中c(H＋)为0.2 mol·L－1‎ ‎6．将1 L一定浓度的CuSO4溶液，用a、b两个石墨电极电解，当a极上产生22.4 L(标准状况下)气体时，b极上只有固体析出。然后将a、b两极反接，继续通直流电，b极上又产生22.4 L(标准状况下)气体，溶液质量共减少227 g。‎ ‎(1)a极上产生22.4 L(标准状况下)气体时，b极增加的质量为 。‎ ‎(2)原溶液中CuSO4的物质的量浓度为 。‎ 考点七　金属的腐蚀与防护 ‎1．金属腐蚀的本质 金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。‎ ‎2．金属腐蚀的类型 ‎(1)化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 条件 金属跟气体或非电解质液体接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触 现象 无电流产生 有微弱电流产生 本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化 联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 ‎(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀 以钢铁的腐蚀为例进行分析：‎ 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强(pH≤4.3)‎ 水膜酸性很弱或呈中性 电极反应 负极 Fe－2e－===Fe2＋‎ 正极 ‎2H＋＋2e－===H2↑‎ O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ 总反应式 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑‎ ‎2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2‎ 联系 吸氧腐蚀更普遍铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。‎ ‎3．金属的防护 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 依据 原电池原理 电解原理 原理 形成原电池时，被保护金属作正极(阴极)，不反应受到保护；活泼金属作负极(阳极)，发生反应受到腐蚀，阳极要定期予以更换 将被保护的金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护金属作阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护 应用 保护一些钢铁设备，如锅炉内壁、船体外壳等装上镁合金或锌片 保护土壤、海水及水中的金属设备 实例 示意图 ‎(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。‎ ‎(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。‎ ‎1．影响金属腐蚀的因素包括金属本身的性质和介质两个方面。就金属本身的性质来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。‎ ‎2．由于在通常情况下，金属表面不会遇到酸性较强的溶液，所以吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，而且析氢腐蚀最终也会被吸氧腐蚀所代替。‎ ‎3．电化学腐蚀中吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍，在金属活动性顺序表中位于氢前面和氢之后的金属都能发生吸氧腐蚀，但只有在金属活动性顺序表中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀。‎ 考向一　金属腐蚀快慢的比较 ‎1．(2019·浙江名校联考)如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速率由快到慢的顺序为(　　)‎ A．②①③④⑤⑥　 B．⑤④③①②⑥‎ C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥‎ ‎2．相同材质的铁在下图中各情形下最不易被腐蚀的是(　　)‎ ‎3．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是(　　)‎ A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B．图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小 C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大 D．图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的 ‎ 金属腐蚀既受到其组成的影响，又受到外界因素的影响。通常金属腐蚀遵循以下规律。‎ ‎(1)在同一电解质溶液中，金属腐蚀的速率是：电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极。‎ ‎(2)在不同溶液中，金属在电解质溶液中的腐蚀>金属在非电解质溶液中的腐蚀；金属在强电解质溶液中的腐蚀>金属在弱电解质溶液中的腐蚀。‎ ‎(3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。‎ ‎(4)由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式，只有在金属活动性顺序表中排在氢以前的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属只能发生吸氧腐蚀。‎ 考向二　对析氢腐蚀和吸氧腐蚀的考查 ‎4．利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是(　　)‎ A．a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀 B．一段时间后，a管液面高于b管液面 C．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小 D．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋‎ ‎5．某课外活动小组，为研究金属的腐蚀和防护的原理，做了以下实验：将剪下的一块镀锌铁片，放入锥形瓶中，并滴入少量食盐水将其浸湿，再加数滴酚酞试液，按如图所示的装置进行实验，过一段时间后观察。下列现象不可能出现的是(　　)‎ A．B中导气管产生气泡 B．B中导气管里形成一段水柱 C．金属片剪口变红 D．锌被腐蚀 ‎6．如图所示，甲、乙两试管中各放一枚铁钉，甲试管中为NH4Cl溶液，乙试管中为NaCl溶液，数天后导管中观察到的现象是 ，甲中正极反应为 ，乙中正极反应为 。试管中残留气体平均相对分子质量的变化为甲 ；乙 (填“增大”“减小”或“不变”)。‎ 考向三 常见金属防护措施 ‎7．下列做法有利于金属防护的是(　　)‎ A．在钢铁零件表面涂油漆 B．将钢铁制成的闸门与直流电源正极相连 C．菜刀切菜后不洗净就放回刀架 D．埋在地下的钢管与铜块相连 ‎8．利用如图装置，可完成很多电化学实验。下列有关此装置的叙述不正确的是(　　)‎ A．若X为锌棒，Y溶液为NaCl溶液，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法 B．若X为碳棒，Y溶液为NaCl溶液，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀，溶液中的阴离子向碳极移动 C．若X为铜棒，Y溶液为硫酸铜溶液，开关K置于M处，铜棒质量将增加，此时外电路中的电子向铜极移动 D．若X为铜棒，Y溶液为硫酸铜溶液，开关K置于N处，铁棒质量将增加，溶液中铜离子浓度将减小 ‎9.全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。某城市拟用如图方法保护埋在酸性土壤中的钢质管道，使其免受腐蚀。关于此方法，下列说法不正确的是 (　　)‎ A．土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池 B．金属棒M的材料应该是比镁活泼的金属 C．金属棒M上发生反应：M－ne－―→Mn＋‎ D．这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法 电化学综合训练 ‎1.空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是(　　)‎ A．当有0.1 mol电子转移时，a极产生标准状况下1.12 L O2‎ B．b极上发生的电极反应是：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－‎ C．c极上发生还原反应，B中的H＋可以通过隔膜进入A D．d极上发生的电极反应是：O2＋4H＋＋4e－===2H2O ‎2.硼化钒(VB2)—空气电池是目前储电能力最高的电池，电池示意图如图所示，该电池工作时反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5，下列说法正确的是(　　)‎ A．电极a为电池负极 ‎ B．图中选择性透过膜只能让阳离子选择性透过 ‎ C．电子由VB2极经KOH溶液流向a电极 ‎ D．VB2极发生的电极反应为2VB2＋22OH－－22e－===V2O5＋2B2O3＋11H2O ‎3．（多选）全钒液流储能电池利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能的相互转化，充电时，惰性电极M、N分别连接电源的正极和负极。电池工作原理如图所示，下列说法不正确的是(　　)‎ ‎[来源:学+科+网Z+X+X+K]‎ A．充电过程中，N电极附近酸性减弱 B．充电过程中，N电极上V3＋被还原为V2＋‎ C．放电过程中，H＋由N电极向M电极移动 D．放电过程中，M电极反应为VO＋2H＋＋e－===VO＋H2O ‎4.最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2‎ S的高效去除。示意图如右所示，其中电极分别为ZnO@石墨烯（石墨烯包裹的ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：‎ ‎①EDTA﹣Fe2+﹣e﹣=EDTA﹣Fe3+‎ ‎②2EDTA﹣Fe3++H2S=2H++S+2EDTA﹣Fe2+该装置工作时，下列叙述错误的是（　　）‎ A．阴极的电极反应：CO2+2H++2e﹣═CO+H2O B．协同转化总反应：CO2+H2S═CO+H2O+S C．石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的低 D．若采用Fe3+/Fe2+取代EDTA﹣Fe3+/EDTA﹣Fe2+，溶液需为酸性 ‎5．锂碘电池的正极材料是聚2﹣乙烯吡啶（简写为P2VP）和I2 的复合物，电解质是熔融薄膜状的碘化锂，正极的电极反应式为P2VP•nI2+2e﹣+2Li+=P2VP•(n﹣1)I2+2LiI．下列说法正确的是（　　）‎ A．该电池放电时，锂电极发生还原反应 B．P2VP和I2的复合物是绝缘体，不能导电 C．该电池发生的总反应为2Li+P2VP•nI2=P2VP•(n﹣1)I2+2LiI D．该电池工作时，碘离子移向正极 ‎6．一种用水和N2制备NH3的电化学装置如图所示，下列说法错误的是（　　）‎ A．该离子交换膜为阳离子交换膜 B．阴极发生的电极反应为Li++e﹣═Li C．阳极发生的电极反应为4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑‎ D．每生成1 mol NH3，电路中通过3 mol电子 ‎7．一种处理高浓度乙醛废水的方法﹣﹣隔膜电解法，其原理如图所示，电解质溶液为一定浓度含乙醛的Na2SO4溶液，电解后乙醛在两个电极分別转化为乙醇和乙酸。下列说法正确的是（　　）‎ A．a 电极为阴极，b电极为阳极 B．阳板的电极反应式为CH3CHO﹣2e﹣+H2O=CH3COOH+2H+‎ C．设电解时溶液体积不变，则阴极区Na2SO4的物质的量增大 D．电解过程中，M 池溶液的pH 变大，N 池溶液的pH 变小 ‎8.如图是一种正投入生产的大型蓄电系统，放电前，被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3，放电后分别变为Na2S4 和NaBr．下列叙述正确的是（　　）‎ A．放电时，负极反应为3NaBr﹣2e﹣═NaBr3+2Na+‎ B．充电时，阳极反应为2Na2S2﹣2e﹣═Na2S4+2Na+‎ C．放电时，Na+经过离子交换膜，由b池移向a池 D．用该电池电解饱和食盐水，产生2.24 LH2时，b池生成17.40gNa2S4‎ ‎9.中国科学家用毛笔书写后的纸张作为空气电极，设计并组装了轻型、柔性且可折叠的可充电锂空气电池（图1），电池的工。作原理如图2．下列有关说法正确的是（　　）‎ A．放电时，纸张中的纤维素作锂电池的正极 B．放电时，Li+由正极经过有机电解质溶液移向负极 C．开关K闭合给锂电池充电，金属锂电极增重14g，空气电极放出22.4L的O2‎ D．充电时，阳极的电极反应式为Li2O2﹣2e﹣=O2↑+2Li+‎ ‎10.一种全天候太阳能电化学电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是（　　）‎ A．该电池能将太阳能转化为化学能和电能 B．光照时，a极周围pH减小 C．光照时，H+由a极室透过质子膜进入b极室 D．光照时，a极的电极反应式为V3++e﹣=V2+‎ ‎11.　下图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：‎ ‎(1)M电极的材料是 ，电极名称是 ，加入乙醇的铂电极的电极反应式为 。写出乙池中发生的化学反应的离子方程式 。‎ ‎(2)在此过程中，乙池中某一电极析出金属银4.32 g时，甲池中理论上消耗氧气为 L(标准状况下)；若此时乙池溶液的体积为400 mL，则乙池中溶液的pH为 。‎ ‎(3)常温常压下，1 g C2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出29.71 kJ的热量，该反应的热化学方程式为 。‎ ‎12.　新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为 、 ；‎ ‎(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是 ，电解氯化钠溶液的总反应方程式为 ；‎ ‎(3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为 C(法拉第常数F＝9.65×104 C·mol－1)，最多能产生的氯气体积为 L(标准状况)。‎ ‎13.H3PO2也可用电渗析法制备。 “四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：‎ ‎①写出阳极的电极反应式_________________________________________。‎ ‎②分析产品室可得到H3PO2的原因________________________________。‎ ‎③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2将 “四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用 H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。 其缺点是产品中混有________杂质。该杂质产生的原因是：____________________________________________________________。‎