版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
专题11电化学
纠错1新型电池原理认识不清导致判断失误
【例1】(2020•新课标HI卷)一种高性能的碱性硼化帆(VB2)一空气电池如下图所示,其中在VB?电极发
-
生反应:VB2+16OH-1le=VO?+2B(OH)4-+4H2O,该电池工作时,下列说法错误的是()
负载
KOH溶液离子选择性膜
A.负载通过0.04mol电子时,有0.224L(标准状况)02参与反应
B.正极区溶液的pH降低、负极区溶液的pH升高
3
C.电池总反应为4VB2+1102+2OOH+6H2O=8B(OH)4+4VO4-
D.电流由复合碳电极经负载、VB?电极、KOH溶液回到复合碳电极
【错因分析】根据各电极除的通入物和排除物判断电极极性是解题的关键,若判断错误将导致整个题
目的后续判断都将错误。
【学霸解题】根据图示的电池结构,左侧VB2发生失电子的反应生成V(V•和B(OHM,反应的电极方
程式如题干所示,右侧空气中的氧气发生得电子的反应生成OH-,反应的电极方程式为O2+4e-+2H2O=4OH-,
电池的总反应方程式为4VB2+UO2+2OOH+6H2O=8B(OH)4-+4VCV-。A项,当负极通过0.04mol电子时,正
极也通过0.04mol电子,根据正极的电极方程式,通过0.04mol电子消耗0.01mol氧气,在标况下为0.224L,
A正确;B项,反应过程中正极生成大量的OH使正极区pH升高,负极消耗OH•使负极区OH-浓度减小pH
降低,B错误;C项,根据分析,电池的总反应为4VB2+UO2+2OOH+6H2O=8B(OH)I+4VO43-,C正确;D
项,电池中,电子由VB2电极经负载流向复合碳电极,电流流向与电子流向相反,则电流流向为复合碳电
极一负载-VB2电极-KOH溶液一亚合碳电极,D正确;故选B。
【参考答案】B
【秒杀技巧】燃料电池电极确定,燃料的一极为负极,氧化剂一极为正极。图中空气的一极为正极,
推断出负极,可得出电极反应。
(1)活泼性强的金属不一定做负极,但负极一定发生氧化反应。原电池反应中的氧化反应与还原反应的
发生与电解质溶液的组成有关。例如:铝、镁与NaOH溶液构成的原电池中铝是负极:A1和Cu、浓硝酸构
成的原电池中铜是负极,因为铝在浓硝酸中易钝化。
(2)在原电池放电过程中,在正极表面得电子的是氧化性物质(不一定是阳离子)。
(3)原电池中两极材料活泼性要求:①当电极材料参加反应时,要求两极材料活泼性不同:②当电极材
料只起到导电作用时,两极材料可以相同也可以不同,如燃料电池两极材料都是多孔石墨等。燃料电池中,
作为负极的材料本身并不参加反应。
(4)负极失去电子总数一定等于正极得到电子总数。
(5)原电池反应速率一定比直接发生的氧化还原反应快。
(6)电子移动方向:从负极流出沿导线流入正极,电子不能通过电解质溶液。
(7)若有盐桥,盐桥中的阴离子移向负极区,阳离子移向正极区。
(8)若有交换膜,离子可选择性通过交换膜,如阳离子交换膜,阳离子可通过交换膜移向正极。
(9)自发的氧化还原反应并不一定是电极与电解质溶液反应,也可能是电极与溶解的氧气等发生反应,
如将铁与石墨相连插入食盐水中。
(10)电极产物在电解质溶液的环境中,应能稳定存在,如碱性介质中生成的H+应让其结合OH-生成水。
电极反应式要遵守电荷守恒、质量守恒和电子得失守恒。
【变式训练】(2018•浙江省10月选考)最近,科学家研发了“全氢电池”,其工作原理如图所示。下列
说法不氐砸的是()
A.右边吸附层中发生了还原反应
B.负极的电极反应是H2-21+20H===2m0
C.电池的总反应是2H2+02====2H2O
D.电解质溶液中Na卡向右移动,C10;■向左移动
【答案】C
【解析】由电子的流动方向可以得知左边为负极,发生氧化反应;右边为正极,发生还原反应,故选
项A、B正确:电池的总反应没有02参与,总反应方程式不存在氧气,故C不正确;在原电池中,阳离子
向正极移动,阴离子向负极移动,故D正确。故选C。
纠错2忽略电化学装置中介质的作用
[例2]为增强铝的耐腐蚀性,现以铅蓄电池为电源,以A1作阳极、Pb作阴极,电解稀硫酸,使铝
表面的氧化膜增厚。其反应原理如下:
电池:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(1)
电解池:2A1+3H2。型里ALO3+3H2T
电解过程中,以下判断正确的是()
\电池电解池
AH+移向Pb也极移向Pb电极
B消耗3molPb生成1molAI2O3
+2+
C正极:PbO2+4H+2e-=Pb+2H2O阳极:2A1+3H=川2。3+614+
DPb电极质量增加Pb电极质量减少
【错因分析】没有考虑电解质溶液的SO’?-参与反应,易错选C。
【学霸解题】电池中,氢离子向正极移动,氧化铅为正极,错误,不选A;电池消耗3moi铅,则转移
6moi电子,电解池也转移6moi电子,生成1mol氧化铝,正确,选B;电池中正极为氧化铅变成硫酸铅,
硫酸铅是不溶物,不能写成铅离子,错误,不选C;电池中铅反应后变成硫酸铅,质量增加,电解池中铅为
阴极,是溶液中的氢离子反应生成氢气,铅电极质量不变,错误,不选D。
【参考答案】B
【秒杀技巧】电路中通过电子的物质的量相等,速解得到B为正确选项。
-易错快攻究错必备
介质对原电池的影响
同一个原电池反应在不同的介质中其电极反应式有可能是不相同的,如氢氧燃料电池,其总的化学反
应方程式都是2H2+。2=2比0,但在碱性介质和酸性介质中其电极反应式是不同的。另外由相同的电极材料
组成的原电池,在不同的介质中其电池反应、电极名称、电流方向也有可能天同,如由镁、铝作电极组成
的原电池,在氢氧化钠溶液中,铝作负极,镁作正极;而在稀盐酸中,铝作正极,镁作负极,因此在解电
化学题时要特别注意介质的成分,慎重思考介质所起的作用。
【变式训练】工业吸收H2s气体后的FeCL溶液的再生过程可降解酸性污水中的硝酸盐,其工作原理
如图所示。下列说法正确的是()
小
FeCb溶液
情
情
■
蓄
反应池极
极
“电解池
溶液M
a何淀
A.溶液M中的溶质为FeCL
B.电极a为阴极
C.电极b上的反应为:2NO3+6H2O+1Oe-N2t+12OH-
D.随电解的进行,阴极区溶液pH增大
【答案】D
【解析】A项,溶液M为吸收H2s气体后的FeCb溶液,硫化氢与氯化铁反应生成硫单质、氯化亚铁
和HCL同时还有剩余的氯化铁,故A错误;B项,由装置可知b电极的反应为硝酸根转变成氮气,得电
子的电极应为阴极,则a为阳极,故B错误;C项,电解质溶液呈酸性,电极b上的反应为:
+
2NO3-M2H+10e=N2T+6H2O,故C错误;D项,由b电极的反应可知,反应消耗氢离子,氢离子浓度减小,
pH值增大,故D正确;故选D。
纠错3不能熟练运用电化学计算中的常用方法
【例3】天然气的主要成分为CH。可将CH4设计成燃料电池,来解决能源问题,装置如图所示。在标
准状况下,持续通入甲烷,消耗甲烷VL。下列说法错误的是()
匚一|用电器匕
有制布墨
C1I4尸一。2
2L1.5molL-1NaOH溶液
A.当Ov仁33.6L时,负极反应式为CHrMOOH-8e==CCh2-+7H2O
+
B.正极反应式为O2+4H+4e==2H:O
C.当V=67.2L时,电池总反应方程式可写为CH4+2O2+NaOH==NaHCO3+2H2O
D.电解质溶液中的Na+向正极移动
【错因分析】注意把握原电池的工作原理以及电极反应式的书写,解答本题的关键是根据甲烷的量计
算生成的二氧化碳的量,结合反应方程式判断反应产物及发生的反应。
【学霸解题】燃料电池中,通入燃料的一端为原电池的负极,通入空气的一端为原电池的正极,
n(NaOH)=I,5mol/Lx2L=3mol,可能先后发生反应①CH4+2O2TCO2+2H2O、②CO2+2NaOH==Na2cO3+H2O、
③Na2cO3+CO2+H2O==2NaHCCh;根据甲烷的量计算生成的二氧化碳的量,结合反应方程式判断反应产物
及发生的反应。A项,当0WW33.6L时,0<n(CH4)<1.5mob则O<〃(CO2)0.5mol,只发生反应①@,且NaOH
2
过量,则电池总反应式为CH4+2O2+2NaOH==Na2CO3+3H2O,负极反应式为CH4+1OOH-8e==CO3+7H2O,
故A正确:B项,碱性燃料电池,正极反应式为2H2。+O2+4e==4OH->故B错误;C、当V=67.2L时,〃((2乩)=3
mol,/z(CO2)=3mol,则电池总反应式为CH4+2Ch+NaOH==NaHCO3+2H2O,故C正确;D项,燃料电池中,
通入CH,的一端为原电池的负极,通入空气的一端为原电池的正极,Na+向正极移动,故D正确。正确答案
选B。
【参考答案】B
【秒杀技巧】因为该电池碱性燃料电池,电极反应中不能出现H+,而应为OH,故B项符合题意。
»\-易错快攻究错必备
原电池和电解池的相关计算包括两极产物的定量计算,溶液pH的计算、根据电量求产物的量与根据产
物的量求电量等的计算。不论哪类计算,均可概括为下列三种:
(1)根据电子守恒法计算:用于串联电路,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比例式计算。
(3)根据关系式计算:根据得失电子守恒建立已知量与未知量之间的桥梁,列出计算所需的关系式。
【变式训练】按如图所示装置进行日解实验,A极是铜锌合金,B极为纯铜,电解质中含有足量的铜
离子。通电一段时间后,若A极恰好全部溶解,此时B极的质量增加7.68g,溶液「I1~|
的质量增加0.03g,则铜锌合金中Cu、Zn原子的个数比为()
A.3:1B.4:1
C.2:1D.任意匕
【答案】A
【解析】溶液质量增加0.03g,即A极溶解的锌与在B极上析出的等物质的量的铜的质量之差为0.03g,
设溶解的锌为xmoL则65L64X=0.03,x=0.03;B极上析出7.68gCu时,电路中转移电子0.24mol,依
据得失电子守恒知,A极上溶解的铜为(0.24mol-0.03x2H2=0.09mol,故铜锌合金中铜、锌原子的个数比
为3:1。
纠错4多池组合装置问题无从下手
【例4】相同金属在其不同浓度盐溶液中可形成浓差电池。如图所示装置是利用浓差电池电解Na2s04
溶液(a、b电极均为石墨电极),可以制得。2、出、H2s04和NaOH。下列说法不正确的是()
Cu⑴Cu(2)
2La5mM.[二]
CuS04溶液CuSO4溶液
阴离子交换膜离子交换膜
A.a电极的电极反应为4H?C)+4e-=2H2T+4OH-
B.c、d离子交换膜依次为阳子交换膜和阴离子交换膜
C.电池放电过程中,Cu(l)电极上的电极反应为Cu2++2e=Cu
D.电池从开始工作到停止放电,电解池理论上可制得320gNaOH
【错因分析】如果不清楚电极之间的串联,会错误判断电极,导致回答问题时出错。
【学霸解题】浓差电池放电时,两个电极区的浓度差会逐渐减小,当两个电极区硫酸铜溶液的浓度完
全相等时,放电停止,电池放电过程中,Cu(l)电极上发生使CM十浓度降低的还原反应,作正极,Cu(2)电极
上发生使CM+浓度升高的氧化反应,作负极,则在右池的电解池中,a为电解池的阴极,中的H+得到
电子发生还原反应生成H?,b为电解池的阳极,比0中的OH-失去电子发生氧化反应生成02。电池从开始
工作到停止放电,正极区硫酸铜溶液的浓度同时由2.5mol-L」降低到1.5mol-LL负极区硫酸铜溶液同时由
0.5molL-1升到1.5rnolL',正极反应可还原C/+的物质的量为2Lx(2.5-1.5)molL,=2mol,电路中转移
4mol电子,电解池的阴极生成4moiOH,即阴极区可得4moi氢氧化钠,其质量为160g。A项,a为电解
池的阴极,H2O中的H+得到电子发生还原反应生成Hz,电极反应为4H2O+4e=2H2T+4OH,A项正确;B
项,因溶液为电中性,a电极附近产生了阴离子,必须让阳离子发生移动,c为阳离子交换膜,b电极附近
阴离子减少,必须让阴离子发生移动,d为阴离子交换膜,B项正确;C项,Cu(l)作正极,得到电子,电极
反应为Cu2++2e=Cu,C项正确:D项,电池从开始工作到停止放电,正极区硫酸铜溶液浓度同时由2.5mol・L」
降到15moi・L”,负极区硫酸铜溶液同时日0.5moLL」升到L5mollL正极反应可还原CM+的物质的量为
2Lx(2.5-1.5)molL'=2mol,电路中转移41noi电子,电解池的阴极生成4moi0H,即阴极区可得4moi氢氧
化钠,其质量为160g,D选项错误;故选D。
【参考答案】D
【秒杀技巧】先判断各电极名称,利用守恒计算。
图甲中无外接电源,二者必有一个装置是原电池(相当于发电装置),为电解装置提供电能,其中两个电
极活动性差异大者为原电池装置,即左怪为原电池装置,右图为电解装置。图乙中有外接电源,两烧杯均
作电解池,且串联电解,通过的电流相等。
1.串联电解装置,抓住两点:一是电子守恒,即通过各电极的电量相等;二是阴极与阳极相接,以此
类推,同一装置必有阴极和阳极。
2.分析电解装置中的物质,判断电极反应,可根据电极质量的变化,判断电极名称。电源负极与电解
池的阴极相连。
3.根据电解质溶液中的阳、阴离子和离子放电顺序,书写电极方程式。
4.根据电极反应等,判断溶液成分变化以及溶液浓度、酸碱性变化。
【变式训练】以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池为电源,采用电解法精炼粗银(含Zn、Cu、Au、Pt
等杂质),装置如图所示。
微
生
物
■C6HI2O6
质子交换膜
下列说法不正碉的是()
A.Y极的电极反应式为Ag++e-==Ag
B.H+由交换膜右侧向左侧迁移
C.Pt(l)极发生还原反应
D.消耗9.0g葡萄糖冶炼出Ag的质量小于129.6g
【答案】A
【解析】C6Hl2。6与O2反应生成CO2和H2O。A项,Pl(l)为正极,与正极相连的Y极为阳极,Pl⑵为
负极,与负极相连的X极为阴极,Y极的电极反应式为Zn-2e-==Zn2+,Cu-2e-==Cu2+,Ag-e-==Ag,(主要),
错误;B项,Pl(l)极反应式为O2+4e-+4H+==2H2O,Pl(2)极反应式为C6Hl2(V24e-+6H2O==6CO2T+24H+,
为了维持电荷平衡,氢离子由交换膜右侧向左侧迁移,正确;C项,由图示知,Pt⑴极附近氧气转化成水,
发生了还原反应,正确;D项,〃(C6Hl206)=005mol,转移电子数为1.2mol,理论上,获得银为1.2mol,
z«(Ag)=1.2molx108gmol_|=129.6g,但由于含有杂质,故冶炼出Ag的质量小于129.6g,正确。
纠错5离子交换膜作用不清
【例5】H3BO3可以通过电解NaB(0H)4溶液的方法制备,其工作原理如图。下列叙述错误的是()
A.M室发生的电极反应式为2H2。-4©一=O2T+4H'
B.N室中:a%<b%
C.I【膜为阴膜,产品室发生反应的化学原理为强酸制弱酸
D.理论上每生成1mol产品,阴极一室可生成标准状况下5.6L气体
【错因分析】不能分析出膜的类型,导致无法求解。
【学霸解题】A项,M室为阳极室,发生氧化反应,电极反应式为2H20—4e-=O2f+4H+,A正确;
B项,N室为阴极室,溶液中水电离的H♦得电子发生还原反应,生成H2,促进水的电离,溶液中OH一浓度
增大,即。%3%,B正确;C项,阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室,原料室的B(OH)[穿过阴膜扩散至
产品室,二者反应生成H3BO3,则II膜为阴膜,C正确;D项,每生成1mol产品,转移电子数目为ImoL
阴极室生成0.5molH2,其标准状况下为11.2L气体,D错误。
【参考答案】D
【秒杀技巧】根据电源,确定阴极室的石墨为负极,电极反应为2H2O+2SH2T+2OH,生成1mol产
品转移电子数目为】mcl,阴极室生成0.5molH2o
、\-易错快攻究错必备
第一步,分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种,判断允浒哪种离子通过隔膜。]
第二步,写出电极反应式,判断交换膜两侧离子变化,推断电荷变化,根据电荷平衡判断离子迁移方
向。
第三步,分析隔膜作用。在产品制备中,隔膜作用主要是提高产品纯度,避免产物之间发生反应,或
避免产物因发生反应而造成危险。
【变式训练】(2020年1月浙江省选考)在氯碱工业中,离了交换膜法电解饱和食盐水示意图如F,下
列说法不正确的是()
ChfIH,
离子交换膜
A.电极A为阳极,发生氧化反应生成氯气
B.离子交换膜为阳离子交换膜
C.饱和NaCl从a处进,NaOH溶液从d处出
D.OH迁移的数量等于导线上通过电子的数量
【答案】D
【解析】氯碱工业中的总反应为2C「+2H20蟹2OH+H2t+Cl2t;电解池中阳极失电子发生氧化反应,
氯碱工业中CL为氧化产物,所以电极A为阳极,电极B为阴极。A项,根据分析可知电极A为阳极,发
+
生氧化反应生成氯气,故A正确;B项,阳极发生的方程式为:2Cl-2e-=Cl2\阴极:2H+2e=H2t;为了
防止生成的氯气与氢氧化钠发生反应,氢氧化钠要从b口流出,所以要防止OH流向阳极即电极A,该离子
交换膜为阳离子交换膜,故B正确;C项,根据B选项的分析可知饱和NaCl从a处进,NaOH溶液从d处
出,故C正确;D项,根据总反应方程式可知当反应中转移4moi电子时,生成2moiOH:故D错误;故
选D。
学霸丢分错题
1.(2021•广东选择性考试)火星大气口含有大量CO2,一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火
星探洌器供电。该电池以金属钠为负极,碳纳米管为正极,放电时()
A.负极上发生还原反应B.CO2在正极上得电子
C.阳离子由正极移向负极D.将电能转化为化学能
【答案】B
【解析】根据题干信息可知,放电时总反应为4Na+3co2=2Na2CO3+C。A项,放电时负极上Na发生氧
化反应失去电子生成Na+,故A错误;B项,放电时正极为CCh得到电子生成C,故B正确;C项,放电时
阳离子移向还原电极,即阳离子由负极移向正极,故C错误;D项,放电时装置为原电池,能量转化关系
为化学能转化为电能和化学能等,故D正确;故选B。
2.(2021•全国乙卷)沿海电厂采用海火为冷却水,但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并
降低冷却效率,为解决这一问题,通常在管道口设置一对情性电极(如图所示),通入一定的电流。
<——海水
下列叙述错误的是()
A.阳极发生将海水中的。•氧化生成Ch的反应
B.管道中可以生成氧化火杀附着生物的NaClO
C.阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气
D.阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理
【答案】D
【解析】海水中除了水,还含有大量的Na+、ChMg2+等,根据题干信息可知,装置的原理是利用惰
性电极电解海水,阳极区溶液中的C1-会优先失电子生成CL,阴极区HzO优先得电子生成Hz和OH,结合
海水成分及电解产物分析。A项,根据分析可知,阳极区海水中的Cr会优先失去电子生成Ck,发生氧化反
应,A正确;B项,设置的装置为电解池原理,根据分析知,阳极区生成的CL与阴极区生成的OH-在管道
中会发生反应生成NaCl、NaClO和H2O,其中NaClO具有强氧化性,可氧化灭杀附着的生物,B正确;C
项,因为Hz是易燃性气体,所以阳极区生成的H?需及时通风稀释,安全地排入大气,以排除安全隐患,C
正确;D项,阴极的电极反应式为:2H2O+2e=H2t+2OH,会使海水中的M『+沉淀积垢,所以阴极表面会
形成Mg(0H)2等积垢需定期清理,D错误。故选D。
3.(2021•全国甲卷)乙醛酸是一种重要的化工中间体,可果用如下图所示的电化学装置合成。图中的双
极膜中间层中的H?0解离为H+和OH:并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是()
I-----------------------------电源----------------------1
石
铅H
21
电0
1电
极H
+极
+
0
H
-
A.KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
OOOO
B.阳极上的反应式为:+2H++2e=IIII+H,0
HO-C-C-OHHO-C-C-H
C.制得2moi乙醛酸,理论上外电路中迁移了Imol电子
D.双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移
【答案】D
【解析】该装置通电时,乙二酸被还原为乙醛酸,因此铅电极为电解池阴极,石墨电极为电解池阳极,
阳极上B「被氧化为Bn,Bn将乙二醛氧化为乙醛酸,双极膜中间层的H+在直流电场作用下移向阴极,0H
移向阳极。A项,KBr在上述电化学合成过程中除作电解质外,同时还是电解过程中阳极的反应物,生成
的Bn为乙二醛制备乙醛酸的中间产物,故A错误;B项,阳极上为Br-失去电子生成Brz,B「2将乙二醛氧
化为乙醛酸,故B错误:C项,电解过程中阴阳极均生成乙醛酸,Imol乙二酸生成Imol乙醛酸转移电子为
2mol,Imol乙二醛生成Imol乙醛酸转移电子为2mol,根据转移电子守恒可知每生成Imol乙醛酸转移电子
为因此制得2moi乙醛酸时,理论上外电路中迁移了2mol电子,故C错误;D项,由上述分析可知,
双极膜中间层的H+在外电场作用下移向阴极,即H+移向铅电极,故D正确;故选D。
4.(2021•广东选择性考试)钻(C。)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。如图为水溶液中
电解制备金属钻的装置示意图。下列说法正确的是()
ifnim宣
A.工作时,i室和n室溶液的pH均增大
B.生成ImolCo,I室溶液质量理论上减少16g
C.移除两交换膜后,石墨电极上发生的反应不变
D.电解总反应:为2co2++2&0蟹2Co+O2T+4H+
【答案】D
【解析】由图可知,该装置为电解池,石墨电极为阳极,水在阳极失去口子发生氧化反应生成氧气和
氢离子,电极反应式为2H2cMe-O2T+4H+,I室中阳离子电荷数大于阴离子电荷数,放电生成的氢离子通
过阳离子交换膜由I室向U室移动,钻电极为阴极,钻离子在阴极得到电子发生还原反应生成钻,电极反
应式为cc?++2e-=co,in室中阴离子电荷数大于阳离子电荷数,氯离子过阴离子交换膜由in室向n室移动,
电解的总反应的离子方程式为2co2++2氏0蟹2Co+O2T+4H+。A项,放电生成的氢离子通过阳离子交换膜
由I室向n室移动,使n室中氢离子浓度增大,溶液pH减小,故A错误;B项,由分析可知,阴极生成
Imol钻,阳极有Imol水放电,则I室溶液质量减少18g,故B错误;C项,若移除离子交换膜,氯离子的
放电能力强于水,氯离子会在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气,则移除离子交换膜,石墨电极的电极
反应会发生变化,故C错误;D项,由分析可知,电解的总反应的离子方程式为2co2++2+0型里2C。
+5T+4H+,故D正确;故选D。
5.(2021•河北选择性考试)K-02电池结构如图,a和b为两个电极,其中之一为单质钾片。关于该电
池,下列说法错误的是()
有机电解质1有机电解质2
A.隔膜允许K+通过,不允许02通过
B.放电时,电流由b电极沿导线流向a电极;充电时,b电极为阳极
C.产生lAh电量时,生成KCh的质量与消耗d的质量比值约为2.22
D.用此电池为铅酸蓄电池充电,消耗3.9g钾时,铅酸蓄电池消耗0.9g水
【答案】D
【解析】由图可知,a电极为原电池的负极,单质钾片失去电子发生氧化反应生成钾离子,电极反应式
为K-e-二K+,b电极为正极,在钾离子作用下,氧气在正极得到电子发生还原反应生成超氧化钾。A项,
金属性强的金属钾易与氧气反应,为防止钾与氧气反应,电池所选择隔膜应允许K+通过,不允许Ch通过,
故A正确;B项,由分析可知,放电时,a为负极,b为正极,电流由b电极沿导线流向a电极,充电时,
b电极应与直流电源的正极相连,做电解池的为阳极,故B正确;C项,由分析可知,生成Imol超氧化钾
时,消耗Imol氧气,两者的质量比值为lmolx71g/mol:lmolx32g/mok2.22:1,故C正确;D项,铅酸蓄
电池充电时的总反应方程式为2PbSO4+2H2O=PbO2+Pb+2H2so4,反应消耗2moi水,转移2moi电子,由得
失电子数目守恒可知,耗3.9g钾时,铅酸蓄电池消耗水的质量为右匕―xl8g/mol=L8g,故D错误;故
39g/mol
选D。
6.(2021•浙江1月选考)银镉电池是二次电池,其工作原理示意图如下(L为小灯泡,KH七为开关,
a、b为直流电源的两极)。
下列说法不再碰的是()
A.断开K2、合上Ki,银镉电池能量转化形式:化学能一电能
B.断开Ki、合上K2,电极A为阴极,发生还原反应
C.电极B发生氧化反应过程中,溶液中KOH浓度不变
充电
D.银镉二次电池的总反应式:Cd+2NiOOH4-2HO^?T-Ca(OH)+2Ni(OH)
2放电22
【答案】C
【解析】根据图示,电极A充电时为阴极,则放电时电极A为负极,负极上Cd失电子发生氧化反应
生成Cd(OH”,负极反应式为Cd-2e+2OH=Cd(OH)2,电极B充电时为阳极,则放电时电极B为正极,正
极上NiOOH得电子发生还原反应生成NiQHb,正极反应式为2NiOOH+2e+2H2O=2Ni(OH)2+2OH,放电
时总反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2。A项,断开K2、合上K,为放电过程,银镉电池能量
转化形式:化学能一电能,A正确;B项,断开Ki、合上K2,为充电过程,电极A与直流电源的负极相连,
电极A为阴极,发生还原反应,电极反应式为Cd(OH)2+2e=Cd+2OH-,B正确;C项,电极B发生氧化反
应的电极反应式为2Ni(OH)2-2e-+2OH-=2NiOOH+2H20,则电极A发生还原反应的电极反应式为
Cd(OH)2+2e-Cd+2OH-,此时为充电过程,总反应为Cd(OH)2+2Ni(OH”遁曳Cd+2NiOOH+2H2。,溶液中KOH
浓度减小,C错误;D项,根据分析,放电时总反应为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2,则银镉二
充电
次电池总反应式为Cd+2NiOOH+2H2O=;^^Cd(OH)2+2Ni(OH)2,D正确:故选C。
放电
7.(2021•浙江6月选考)某全固态薄摸锂离子电池截面结构如图所示,电极A为非晶硅薄膜,充电时
Li+得电子成为Li嵌入该薄膜材料中:电极B为LiCoO?薄膜:集流体起导电作用。下列说法不本项的是()
A.充电时,集流体A与外接电源的负极相连
B.放电时,外电路通过amol电子时,LiPON薄膜电解质损失amolLi+
C.放电时,电极B为正极,反应可表示为Li、xCoO2+xLi+xe=LiCoO2
D.电池总反应可表示为LixSi+Lij.xCoOz后:Si+LiCoO2
【答案】B
【解析】由题中信息可知,该电池充电时Li+得电子成为Li嵌入电极A中,可知电极A在充电时作阴
极,故其在放电时作电池的负极,而电极B是电池的正极。A项,由图可知,集流体A与电极A相连,充
电时电极A作阴极,故充电时集流体A与外接电源的负极相连,A正确;B项,放电时,外电路通过amol
电子时,内电路中有amolLi+通过LiPON薄膜电解质从负极迁移到正极,但是LiPON薄膜电解质没有损失
Li+,B不正确;C项,放电时,电极B为正极,发生还原反应,反应可表示为LiiCoOz+xLi+xsLiCoOa,
C正确;D项,电池放电时,嵌入在非晶珪薄膜中的锂失去电子变成Li+,正极上Lii-xCoCh得到电子和Li+
变为LiCoCh,故电池总反应可表示为LixSi+LiiCoO2€|=Si+LiCoO2,D正确。故选B,
8.(2021•湖南选择性考试)锌/浪液流电池是一种先进的水溶液电解质电池,广泛应用于再生能源储能和
智能电网的备用电源等。三单体串联锌/湿液流电池工作原理如图所示:
双极性碳和塑料电极」Br?活性电极
卜列说法错误的是()
A.放电时,N极为正极
B.放电时,左侧贮液器中ZnBn的浓度不断减小
C.充电时,M极的电极反应式为Zn"+2e-=Zn
D.隔膜允许阳离子通过,也允许阴离子通过
【答案】B
【解析】锌澳液流电池总反应为:Zr.+Br2=ZnBr2,其中N为正极,发生还原反应,电极反应方程式为
Br2+2e'=2Br',M为负极,发生氧化反应,电极反应方程式为Zn-2b=2#+,放电过程中,左侧Z"+流
向右侧,左侧ZIIBB的浓度不断减少,充电过程中,发生反应ZnB"迪星Zn+B「2。A项,依据分析可知,N
为正极,故A正确;B项,放电时,左侧为负极,发生氧化反应,电极反应方程式为Zn-2e.=Zn2+,左侧
生成的ZM十流向右侧,故左侧ZnBn的浓度不变,右侧ZnB段的浓度变大,故B错误;C项,.放电时,M
为负极,充电时,M及为阴极,发生还原反应,电极反应式为Z/++2e=Zn,故C正确;D项,中间沉积
锌位置的作用为提供电解液,故其隔膜既可以允许阳离子通过,也允许阴离子通过,故D正确;故选B。
1.储氢可借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢:C6H12(g)C6H6(g)
+3H2(g)0一定条件下,下图装置可实现有机物的电化学储氢:
多孔怖性电极D
含生的物蜥:的彼分教
力|<快的混合气体
I。mol的混铲t体
其中您的物败的收
分数为24,高分子电转质膜
下列说法不正确的是()
A.多孔惰性电极D为阴极
B.从多孔惰性电极E产生的气体是氧气
C.高分子电解质膜为阴离子交换膜
D.上述装置中生成目标产物的电极反应式为C6H6+6H++6e=C6H12
【答案】C
【解析】根据图知,苯中的碳得电子生成环己烷,则D作阴极,E作阳极,所以A是负极、B是正极:
该实验的目的是储氢,所以阴极上发生的反应为生产目标产物,阴极上苯得目子在酸性条件下反应生成环
己烷。A项,根据分析,可知D为阴极,A正确;B项,阴极上苯和氢离子生成环己烷,氢离子由水产生,
同时近生成氧气,所以电极E产生的气体是氧气,B正确;C项,阴极上苯和氢离子生成环己烷,氢离子
由水产生,即氢离子通过高分子电解质膜,所以为阳离子交换膜,C错误;D项,该实验的目的是储氢,所
以阴极上发生的反应为生产目标产物,阴极上苯得电子和氢离子生成环己烷,所以电极反应式为
C6H6yH++6e=C6H⑵D正确;故选C。
2.“三室法”制备烧碱和硫酸示意图如下,下列说法正确的是()
电SU-
离于文J寓未交换膜B
电极A为阳极,发生氧化反应
B.离子交换膜A为阴离子交换膜
C.稀硫酸从c处进,浓NaOH溶液从b处出,浓Na2sCh溶液从e处进
D.Na+和SCh?-迁移的数量和等于导线上通过电子的数量
【答案】C
【解析】根据题意和装置图,利用“三室法”制备烧碱和硫酸,则两个电极一边产生硫酸,一边产生烧碱,
e处加入的应为硫酸钠溶液,钠离子与硫酸根离子通过离子交换膜A、B向两极移动,根据B电极上生成氧
气,口】电解质溶液中的氧元素,由-2价变为0价,化合价升高失电子,发生氧化反应,则电极B为阳极,
硫酸根离子通过离子交换膜B向电极B移动,阳极反应为2H2O-4e-=O2f+4H+,则c处加入的为稀硫酸,d
处流出的为浓硫酸;电极A为阴极,Na+透过离子交换膜A向电极A移动,a加入的为稀氢氧化钠溶液,b
流出的为浓氢氧化钠溶液,电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2bA项,根据分析,电极A为阴极,发生还原
反应,故A错误;B项,Na+透过离子交换膜A向电极A移动,则离子交换膜A为阳离子交换膜,故B错
误;C项,稀硫酸从c处进,浓NaOH溶液从b处出,浓Na2sCh溶液从e处进,故C正确;D项,一个电
子带一个单位的负电荷,Na+带一个单位的正电荷,硫酸根离子带两个单位的负电荷,Na+迁移的数量等于
导线上通过电子的数量,导线上通过电子的数量等于硫酸根离子迁移数量的两倍,故D错误;故选C。
3.某太阳能电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是()
Pl网TiOj/WO,
销电极光电极
2i+
A.光照时,b极的电极反应式为VO-e+H2O==V0j+2H
B.光照时,每转移2moi电子,有2moiH+由a极区经质子交换膜向b极区迁移
C.夜间,a极的电极反应式为V3+
D.硅太阳能电池供电原理与该电池相同
【答案】A
【解析】光照时,b极失去电子,发生氧化反应,b极为负极,电极反应式为VO2+-e-+H2O==V01+2H+,
A项正确;光照时,b极失去电子,为了维持电荷平衡,H+必须由b极区经质子交换膜向a极区迁移,B项
错误;夜间,电池放电,a极的电极反应式为V2+-e==V3+,C项错误;该电池工作时,发生了氧化还原反应,
化学能转化为电能,而硅太阳能电池直接将光能转化成电能,二者供电原理大相同,D项错误。
4.废水中的乙酸钠和氯苯(°一0)可以利用微生物电池除去,其原理如图所示,下列说法错误的是
A.该装置能将化学能转化为电能
B.B极上发生氧化反应
C.每有1molCH3coO•被氧化,废水中通过8mol电子
D.A极电极反应式为。+2e+H*-C1+O
【答案】C
【解析】该装置是原电池,能将化学能转化为电能,A项正确;原电池中阳离子向正极移动,所以B
极是负极,发生氧化反应,B项正确;电了只能通过导线传递,不能通过溶液,C项错误;A极是正极,电
极反应式为°"0>+2田田+==。-+《_》,D项正确。
5.一种检测空气中甲醛(HCHO)含量的电化学传感器的工作原理如图所示。下列说法正确的是
<3>
r作电极对电极
HCHO.
质子交换膜
A.传感器工作时,工作电极电势高
B.工作时,H+通过交换膜向工作电极附近移动
C.当导线中通过1.2x104mol电子,进入传感器的甲醛为3x10-3mg
D.工作时,对电极区电解质溶液的pH增大
【答案】D
【解析】A项,HCHO在工作电极失电子被氧化,做原电池的负极,工作电极电势低,故
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2024-2030年中国威士忌市场销售渠道与营销趋势预测报告
- 2024年独家:影视作品版权许可使用协议
- 2024年特许经营合同实务操作
- 2024年版企业间技术咨询合同
- 茅台学院《公共关系案例精讲》2023-2024学年第一学期期末试卷
- 2024年智能监控系统设备安装协议版B版
- 2024年度内河化学品运输安全责任合同模板下载3篇
- 2024年生态农业自建房产权转移协议3篇
- 2025废品回收合同
- 2024年标准电脑维修服务承诺合同范本版B版
- 2023年正规借条免费下载(5篇)
- 网络创业智慧树知到答案章节测试2023年海南经贸职业技术学院
- 高中英语新课标新增词汇汇总1
- GB/T 31586.2-2015防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护涂层附着力/内聚力(破坏强度)的评定和验收准则第2部分:划格试验和划叉试验
- GB/T 20734-2006液化天然气汽车专用装置安装要求
- GB/T 20197-2006降解塑料的定义、分类、标志和降解性能要求
- GB/T 15561-2008静态电子轨道衡
- 军事理论论述题
- 宁德时代财务报表分析
- 门式起重机安装施工方案
- 高中语文语法知识课件
评论
0/150
提交评论