【课件】高考化学二轮复习电解池金属的腐蚀与防护课件（93张）

第2课时电解池金属的腐蚀与防护必备知识·自主排查【串联真知】

体系建构【拆解考点】定向自查【易错点辨析】(1)电解时,经过溶液的电子与电路中电子数目相同。 (

)提示:×。电解时,电子不经过电解质溶液。(2)电解精炼铜和电镀铜,电解液的浓度均会发生很大的变化。 (

)提示:×。电解精炼铜时,电解液的浓度减小。电镀铜时,电解液的浓度基本不变。(3)电解盐酸、硫酸等溶液,H+放电,溶液的pH均增大。 (

)提示:×。电解盐酸是电解氯化氢,H+放电,溶液的pH增大;电解硫酸,实质是电解水,溶液pH减小。(4)用惰性电极电解NaCl溶液,阴阳两极产生气体的物质的量相同。 (

)提示:√。根据电子守恒,阴、阳极产生的氢气、氯气的物质的量相同。(5)工业上可用电解MgCl2溶液、AlCl3溶液的方法制备Mg和Al。 (

)提示:×。工业上可用电解熔融MgCl2、Al2O3的方法制备Mg和Al。电解MgCl2溶液、AlCl3溶液均生成沉淀。(6)用惰性电极电解CuSO4溶液,若加入0.1molCu(OH)2固体可使电解质溶液复原,则整个电路中转移电子数为0.4NA。 提示:√。Cu(OH)2从组成上可看成CuO·H2O,根据“析出什么加入什么”的原则知,析出的物质是氧化铜和水,则阴极上析出氢气和铜,生成0.1mol铜转移电子=0.1mol×2mol=0.2mol,根据原子守恒知,生成0.1mol水需要0.1mol氢气,生成0.1mol氢气转移电子=0.1mol×2mol=0.2mol,所以电解过程中共转移电子数为0.4NA。【命题点诊断】【命题点一】基本电极反应式的书写1.按要求书写电极反应式(1)用惰性电极电解NaCl溶液:①阳极:________________________________________________。

②阴极:________________________________________________。

(2)用惰性电极电解CuSO4溶液:①阳极:_________________________________________。

②阴极:__________________________________________。

(3)用惰性电极电解熔融MgCl2:①阳极:___________________________________________。

②阴极:____________________________________________。

(4)铁作阳极,石墨作阴极电解NaOH溶液:①阳极:_________________________________________。

②阴极:_________________________________________。

答案:(1)①2Cl--2e-====Cl2↑②2H++2e-====H2↑(2)①2H2O-4e-====O2↑+4H+②2Cu2++4e-====2Cu(3)①2Cl--2e-====Cl2↑②Mg2++2e-====Mg(4)①Fe-2e-+2OH-====Fe(OH)2②2H2O+2e-====H2↑+2OH-【命题点二】“信息型”电极反应式的书写2.按要求书写电极反应式(1)以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,阳极反应式为____________________________________。

(2)用Al单质作阳极,石墨作阴极,NaHCO3溶液作电解液进行电解,生成难溶物R,R受热分解生成化合物Q,写出阳极生成R的电极反应式:___________________。

(3)用惰性电极电解K2MnO4溶液能得到化合物KMnO4,则电极反应式为①阳极:_________________________________________。

②阴极:_________________________________________。

答案:(1)2Al-6e-+3H2O====Al2O3+6H+(2)

【命题点三】根据“交换膜”利用“信息”书写电极反应式3.可用氨水作为吸收液吸收工业废气中的SO2,当吸收液失去吸收能力时,可通过电解法使吸收液再生而循环利用(电极均为石墨电极),并生成化工原料硫酸。其工作示意图如下。①阳极:__________________________________。

②阴极:__________________________________。

答案:②2H++2e-====H2↑(或2H2O+2e-====H2↑+2OH-)【命题点四】金属腐蚀与防护的原理4.(2020·天津河西区模拟)下列对生铁片锈蚀对比实验的分析正确的是 (

)序号①②③实验

现象8小时未观察到明显锈蚀8小时未观察到明显锈蚀1小时观察到明显锈蚀A.对比实验①②③,说明苯能隔绝O2B.实验①中,生铁片未见明显锈蚀的主要原因是缺少O2C.实验②中,NaCl溶液中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀D.实验③中,属于铁的吸氧腐蚀,负极反应:O2+4e-+2H2O====4OH-【解析】选C。A.③中观察到明显锈蚀,则③中氯化钠溶液中溶解的氧气的量比①中的多,说明苯不能隔绝O2,A错误;B.实验①中,苯属于非电解质,不满足电化学腐蚀条件,不是缺少O2,B错误;C.实验②中,根据实验现象,③中出现明显锈蚀,说明氯化钠溶液中溶解氧气,苯不能隔绝空气中的氧气进入氯化钠溶液,但②是密闭体系,溶解的氧气较少,不足以使铁片明显锈蚀,C正确;D.实验③中,氧气作正极,正极反应为O2+4e-+2H2O====4OH-,D错误。【自我反思·知不足】知识点是否掌握学习索引是否(一)电解池的工作原理角度一(二)离子交换膜的作用角度二(三)金属的腐蚀与防护角度三关键能力·融会贯通【研磨典例】

疑难突破【角度一】电解池的工作原理及应用【典例1】(2020·山东等级考)采用惰性电极,以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如图所示。忽略温度变化的影响,下列说法错误的是(

)A.阳极反应为2H2O-4e-====4H++O2↑B.电解一段时间后,阳极室的pH未变C.电解过程中,H+由a极区向b极区迁移D.电解一段时间后,a极生成的O2与b极反应的O2等量【解析】选D。a极析出氧气,氧元素的化合价升高,作电解池的阳极,b极通入氧气,生成过氧化氢,氧元素的化合价降低,被还原,作电解池的阴极。a极是阳极,属于放氧生酸性型的电解,所以阳极的反应式是2H2O-4e-====4H++O2↑,故A正确;电解时阳极产生氢离子,氢离子是阳离子,通过质子交换膜移向阴极,所以电解一段时间后,阳极室的pH不变,故B正确;电解过程中,阳离子移向阴极,H+由a极区向b极区迁移,C正确;电解时,阳极的反应为2H2O-4e-====4H++O2↑,阴极的反应为O2+2e-+2H+====H2O2,总反应为O2+2H2O====2H2O2,要消耗氧气,即是a极生成的氧气小于b极消耗的氧气,故D错误。【名师解疑惑】1.图解电解池工作原理(阳极为惰性电极)2.明确电解池的电极反应及其放电顺序【角度二】离子交换膜在电解池中的应用【典例2】(2016·全国高考Ⅰ)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和S可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是 (

)A.通电后中间隔室的离子向正极迁移,正极区溶液pH增大B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品C.负极反应为2H2O-4e-====O2+4H+,负极区溶液pH降低D.当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.5mol的O2生成【命题解读·解题指导】考查素养宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知情境载体三室式电渗析法处理含Na2SO4废水解题关键(1)根据图示信息分析明确各极室的目的;(2)明确各离子交换膜的作用【解析】选B。电解池中阴离子向阳极移动,所以通电后中间隔室的S向正极区迁移,阳极上氢氧根离子放电产生氧气,溶液中氢离子浓度增大,pH减小,A项错误;电解时在负极区生成NaOH,在正极区生成H2SO4,B项正确;阴极反应是氢离子得到电子生成氢气,溶液中氢氧根离子浓度增大,pH升高,C项错误;当电路中通过1mol电子的电量时,会有0.25mol的O2生成,D项错误。【延伸变式】(1)要想完成此废水的处理,cd应为____(填“阳”或“阴”)离子交换膜。

提示:阴。根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则,在电解池中阴离子会向正电荷较多的正极区定向移动,因此通电后中间隔室的向正极区迁移,即cd应为阴离子交换膜。(2)常温下,Na2SO4足量,当电路中通过0.1mol电子的电量时,负极区附近溶液的pH为____。(设溶液体积为1L,反应前后不变)

提示:13。当电路中通过0.1mol电子的电量时,负极发生反应2H2O+2e-====2OH-+H2↑,可得n(OH-)=0.1mol,则溶液的pH为13。(3)废水处理完毕后,若去掉ab膜、cd膜,将三部分溶液充分混合,加入适量的____(填化学式)可将溶液恢复到原状态。

提示:H2O。整个电解过程的实质是电解水。【名师解疑惑】多室交换膜的分析1.两室电解池如图是利用一种微生物将废水中的有机物(如淀粉)和废气NO的化学能直接转化为电能。2.三室电解池用电渗析法可将含硝酸钠的废水再生为硝酸和氢氧化钠。3.四室电解池H3PO2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)【角度三】金属的腐蚀与防护【典例3】(2020·江苏高考)将金属M连接在钢铁设施表面,可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中,下列有关说法正确的是 (

)A.阴极的电极反应式为Fe-2e-====Fe2+B.金属M的活动性比Fe的活动性弱C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快【解析】选C。A项,该装置为原电池,阴极处为正极,参与电极反应的可能是O2或是溶液中的H+,错误;B项,M比Fe活泼,M将电子转移至Fe处,错误;C项,Fe表面有M传过来的电子,则O2或H+得到的电子不是Fe失去的电子,故Fe被保护,正确;D项,海水中存在电解质溶液,所以更容易发生电化学腐蚀,错误。【名师解疑惑】金属的两腐蚀与两保护(1)两种腐蚀:析氢腐蚀、吸氧腐蚀(关键在于电解液的pH)。(2)金属电化学保护的两种方法①牺牲阳极的阴极保护法(原电池原理)正极为被保护的金属;负极比被保护的金属活泼。②外加电流的阴极保护法(电解池原理)阴极为被保护的金属;阳极比被保护的金属活泼。【归纳整合】

素养提升1.陌生电解池装置图的知识迁移(1)电解池(2)金属腐蚀2.有“膜”条件下离子的移动方向判断规律有“膜”条件下离子的定向移动,仍是由“同性电荷相排斥、异性电荷相吸引”的规律决定的,只是阳离子交换膜会阻断阴离子的定向移动,阴离子交换膜会阻断阳离子的定向移动。【精练类题】

巩固拓展(双选)煤的电化学脱硫是借助煤在电解槽阳极发生的电化学氧化反应,将煤中黄铁矿(FeS2)或有机硫化物氧化成可溶于水的含硫化合物而达到净煤目的,下图是一种脱硫机理,则下列说法正确的是

1—电极a

2—黄铁矿3—MnSO4、H2SO4混合溶液4—未反应的黄铁矿5—电解产品A.Mn3+充当了电解脱硫过程的催化剂B.电极a应与电源正极相连C.脱硫过程中存在的离子反应为8H2O+FeS2+15Mn3+====Fe3++16H++2+15Mn2+D.阴极发生的反应:2H2O+2e-====4H++O2↑【解析】选B、C。电解初期,电极a发生Mn2+-e-====Mn3+,电解后期Mn3+又被还原,Mn3+充当了电解脱硫过程的中间产物,故A错误;电极a发生Mn2+-e-====Mn3+,是电解池的阳极,应与电源的正极相连,故B正确;脱硫过程中Mn3+将FeS2氧化成Fe3+和,存在的离子反应为8H2O+FeS2+15Mn3+====Fe3++16H++2+15Mn2+,故C正确;阴极发生的反应:4H++4e-+O2====2H2O,故D错误。【加固训练】

1.(2020·合肥模拟)固体电解质可以通过离子迁移传递电荷,利用固体电解质RbAg4I5可以制成电化学气敏传感器,其中迁移的物种全是Ag+。下图是一种测定O2含量的气体传感器示意图,O2可以透过聚四氟乙烯膜,根据电池电动势变化可以测得O2的含量。在气体传感器工作过程中,下列有关说法正确的是 (

)A.银电极被消耗,RbAg4I5的量增多B.电位计读数越大,O2含量越高C.负极反应为Ag+I--e-====AgID.部分AlI3固体变为Al和AgI【解析】选B。O2通入后,发生反应:4AlI3+3O2====2Al2O3+6I2,传感器工作过程中,银电极被消耗,传感器中总反应为I2+2Ag====2AgI,因固体电解质RbAg4I5中迁移的物种是Ag+,因此RbAg4I5质量不会发生变化,故A错误;O2含量越高,单位时间内转移电子数越多,电位计读数越大,故B正确;负极反应为Ag-e-====Ag+,故C错误;部分AlI3生成Al2O3和I2,故D错误。2.(2020·桂林模拟)用石墨烯锂硫电池电解制备Fe(OH)2的装置如图所示。电池放电时的反应为16Li+xS8====8Li2Sx(2≤x≤8),电解池两极材料分别为Fe和石墨,工作一段时间后,右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀。下列说法不正确的是(

)A.X是铁电极,发生氧化反应B.电子流动的方向:B→Y,X→AC.正极可发生反应:2Li2S6+2Li++2e-====3Li2S4D.锂电极减重0.14g时,电解池中溶液减重0.18g【解析】选D。电解法制备Fe(OH)2,则铁作阳极,根据题给总反应可知,金属锂发生氧化反应,作原电池的负极,所以Y为阴极,故X是铁电极,故A项正确;电子从原电池的负极流至电解池的阴极,然后从电解池的阳极流回到原电池的正极,即电子从B电极流向Y电极,从X电极流回A电极,故B项正确;由图示可知,电极A发生了还原反应,即正极可发生反应:2Li2S6+2Li++2e-====3Li2S4,故C项正确;锂电极减重0.14g,则电路中转移0.02mol电子,电解池中发生的总反应为Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑,所以转移0.02mol电子时,电解池中溶液减少0.02molH2O,即减轻0.36g,故D项错误。

电解====3.环戊二烯可用于制备二茂铁[Fe(C5H5)2,结构简式为],后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。该电解池的阳极为___________________________________________,

总反应为___________________________________________。

电解制备需要在无水条件下进行,原因为______________________________。

【解析】结合图示电解原理可知,Fe电极发生氧化反应,为阳极;在阴极上有H2生成,故电解时的总反应为Fe+2+H2↑或Fe+2C5H6====Fe(C5H5)2+H2↑。结合相关反应可知,电解制备需在无水条件下进行,否则水会阻碍中间产物Na的生成,水电解生成OH-,OH-会进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2,从而阻碍二茂铁的生成。答案:Fe电极Fe+2+H2↑[或Fe+2C5H6====Fe(C5H5)2+H2↑]水会阻碍中间物Na的生成,水会电解生成OH-,进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)24.按要求回答下列问题(1)我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展,利用如图装置可发生反应:H2S+O2====H2O2+S↓。①装置中H+向____池迁移。

②乙池溶液中发生反应的离子方程式:____________________________。

(2)SO2主要来源于煤的燃烧。燃烧烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。如上方图示的电解装置,可将雾霾中的NO、SO2转化为硫酸铵,从而实现废气的回收再利用。通入NO的电极反应式为___________________________________;

若通入的NO体积为4.48L(标准状况下),则另外一个电极通入的SO2质量至少为____g。

(3)电极微生物膜电解脱硝是电化学和微生物工艺的组合。某微生物膜能利用电解产生的活性原子将还原为N2,工作原理如图所示。若阳极生成标准状况下2.24L气体,理论上可除去的物质的量为_____mol。【解析】(1)①从示意图中看出,电子流向碳棒一极,该极为正极,氢离子从乙池移向甲池;②乙池溶液中,硫化氢与发生氧化还原反应:硫化氢失电子变为硫单质,得电子变为I-,离子反应为H2S+====3I-+S↓+2H+。(2)根据电解装置,NO和SO2转化为硫酸铵,说明NO转化成,即NO在阴极上发生NO+6H++5e-====+H2O;阳极反应式为SO2+2H2O-2e-====4H++,根据得失电子数目守恒,因此有2NO～10e-～5SO2,求出SO2的质量为(3)阳极发生氧化反应,溶液中的氢氧根离子失电子生成氧气,标准状况下,2.24L氧气的物质的量=,转移的电子为0.1mol×4=0.4mol,活性原子将还原为N2,存在关系～N2↑～5e-,理论上可除去的物质的量=

答案:(1)①甲②

(2)

32(3)0.08八电化学原理与应用A组夯基提能（30分钟50分）一、选择题(本题包括3小题,每题8分,共24分)1.(2020·北京昌平区模拟)用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池原理如图所示,下列说法正确的是 (

)专题能力提升练A.放电时,OH-移向镍电极B.放电时,负极的电极反应为H2-2e-+2OH-====2H2OC.充电时,将电池的碳电极与外电源的正极相连D.充电时,阴极附近的pH减小【解析】选B。开关连接用电器时,应为原电池原理,则根据电子流向,镍电极为正极,得电子发生还原反应;开关连接充电器时,为电解池,镍电极为阳极,失电子,发生氧化反应,Ni电极的电极反应式为Ni(OH)2+OH--e-====NiO(OH)+H2O。A.放电时,该电池为原电池,碳电极为负极,镍电极为正极,电解质溶液中阴离子向负极移动,所以OH-移向碳电极,A错误;B.放电时,碳电极为负极,负极上氢气失电子发生氧化反应,电极反应式为H2-2e-+2OH-====2H2O,B正确;C.该电池充电时,为电解池,碳电极为阴极,碳电极附近物质要恢复原状,则应该得电子发生还原反应,所以碳电极作阴极,应该与电源的负极相连,C错误;D.充电时,阴极上H2O电离产生的H+得到电子变为H2,电极反应式为2H2O+2e-====H2↑+2OH-,破坏了附近水的电离平衡,最终达到平衡时附近溶液中c(OH-)增大,溶液的碱性增强,pH增大,D错误。2.(2020·陕西省五校联考)微生物燃料电池可净化废水,同时还能获得能源或有价值的化学产品,图1为其工作原理,图2为废水中浓度与去除率的关系。下列说法正确的是 (

)A.M为电池正极,CH3COOH被还原B.外电路转移4mol电子时,M极产生22.4LCO2C.反应一段时间后,N极附近的溶液pH下降D.浓度较大时,可能会造成还原菌失活【解析】选D。由图中信息可知,电子由M极流向N极,则M为电池负极,CH3COOH被氧化,A项错误;根据负极电极反应式CH3COOH-8e-+2H2O====2CO2↑+8H+可知,外电路转移4mol电子时,标准状况下M极产生22.4LCO2(忽略CO2溶解),但题干中没有说明标准状况,B项错误;根据图中信息可知,N极消耗氢离子,反应一段时间后,氢离子浓度降低,N极附近pH增大,C项错误;强氧化剂能使蛋白质变性,故浓度较大时,可能会造成还原菌失活,D项正确。【加固训练】一些净水器推销商在推销其产品时,进行所谓的“电解水法”实验,将纯净水与自来水进行对比。当电解装置插入纯净水和自来水中通电数分钟后,纯净水颜色无变化或略显黄色,而自来水却冒出气泡并生成灰绿色或红棕色的沉淀。根据上述现象,下列选项说法正确的是 (

)A.通电时,铝片作阳极,铁片作阴极B.生成的气泡、红棕色或灰绿色的沉淀都是电解的直接或间接产物C.通过对比,确实能说明自来水中含有大量对人体有毒有害的物质D.铁片的电极反应:O2+2H2O+4e-====4OH-【解析】选B。分析可知,通电时,铁片作阳极,铝片作阴极,与题意不符,A错误;阴极的水得电子生成的气泡、阳极的铁失电子生成亚铁离子与氢氧根离子反应,然后生成红棕色或灰绿色的沉淀都是电解的直接或间接产物,符合题意,B正确;通过对比,能说明自来水中含有大量的离子,不一定为对人体有毒有害的物质,与题意不符,C错误;铁片作阳极,电极反应:Fe-2e-====Fe2+,与题意不符,D错误。3.(2020·雅安模拟)中国科学家研究出对环境污染小、便于铝回收的海水电池,其工作原理示意图如下:

下列说法正确的是 (

)A.电极Ⅰ为阴极,其反应为O2+4H++4e-====2H2OB.聚丙烯半透膜允许阳离子从右往左通过C.如果电极Ⅱ为活性镁铝合金,则负极区会逸出大量气体D.当负极质量减少5.4g时,正极消耗3.36L气体【解析】选C。电极Ⅰ为正极,其反应为O2+4e-+2H2O====4OH-,故A错误;原电池中阳离子从右向左移向正极,由题意知铝要便于回收,所以设置聚丙烯半透膜为了不允许阳离子通过,故B错误;如果电极Ⅱ为活性镁铝合金,镁铝形成很多细小的原电池,镁失去电子,铝上氢离子得到电子,因此在负极区会逸出大量气体,故C正确;不是标准状况下,无法算正极消耗气体的体积,故D错误。二、非选择题(本题包括1小题,共26分)4.化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH-+3H2↑,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。

电解====(1)电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在____(填“阴极室”或“阳极室”)。

(2)电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因:________。

(3)c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:________________________。

【解析】(1)根据题意,镍电极有气泡产生是H+得电子生成H2,发生还原反应,则铁电极上OH-被消耗且无补充,溶液中的OH-减少,因此电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在阳极室。(2)H2具有还原性,根据题意:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。因此,电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,防止Na2FeO4与H2反应使产率降低。(3)根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,在M点:c(OH-)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢;在N点:c(OH-)过高,铁电极上有Fe(OH)3生成,使Na2FeO4产率降低。答案:(1)阳极室(2)防止Na2FeO4与H2反应使产率降低(3)M点:c(OH-)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢[或N点:c(OH-)过高,铁电极上有Fe(OH)3生成,使Na2FeO4产率降低]【B组创新应用】（40分钟50分）一、选择题(本题包括4小题,每题6分,共24分)5.(2020·全国Ⅱ卷)电致变色器件可智能调控太阳光透过率,从而实现节能。下图是某电致变色器件的示意图。当通电时,Ag+注入到无色WO3薄膜中,生成AgxWO3,器件呈现蓝色,对于该变化过程,下列叙述错误的是 (

)A.Ag为阳极B.Ag+由银电极向变色层迁移C.W元素的化合价升高D.总反应为:WO3+xAg====AgxWO3【解析】选C。由外加电源可知该装置为电解装置。由“通电时,Ag+注入到无色WO3薄膜中,生成AgxWO3”可知,Ag为阳极,Ag+由银电极向变色层(阴极)迁移,A、B正确;WO3生成AgxWO3,W的化合价降低x价,C错误;阳极电极反应式为xAg-xe-====xAg+,阴极电极反应式为WO3+xe-+xAg+====AgxWO3,两极电极反应式相加得总反应式为WO3+xAg====AgxWO3。6.(2020·渭南模拟)在《科学》中的一篇论文中,圣安德鲁斯的化学家描绘出了一种使用DMSO(二甲基亚砜)作为电解液,并用多孔的黄金作为电极的锂-空气电池的实验模型,这种实验电池在充放电100次以后,其电池容量仍能保持最初的95%。该电池放电时在多孔的黄金上氧分子与锂离子反应,形成过氧化锂,其装置图如图所示。下列有关叙述正确的是 (

)A.多孔的黄金作为正极,负极的电极反应式为Li-e-====Li+B.DMSO电解液能传递Li+和电子,但不能换成水溶液C.该电池放电时每消耗2mol空气,转移4mol电子D.给该锂-空气电池充电时,金属锂接直流电源正极【解析】选A。锂电极作负极,负极的电极反应式为Li-e-====Li+,多孔的黄金作为正极,A项正确;电子经导线从负极移向正极,电子不在溶液中移动,溶液中是离子移动导电,B项错误;该电池放电时,氧气的化合价由0价转化为-1价,消耗1mol氧气,转移2mol电子,但是2mol空气中氧气的物质的量小于2mol,则转移电子数小于4mol,C项错误;放电时,金属锂为负极,充电时该电极相当于电解池的阴极,因此给该锂-空气电池充电时,金属锂接直流电源的负极,D项错误。7.(2020·北京朝阳区模拟)研究人员采用双极膜将酸-碱电解液隔离,实现MnO2/Mn2+和的两个溶解/沉积电极氧化还原反应,研制出新型高比能液流电池,其放电过程原理示意图如图:下列说法不正确的是 (

)A.放电过程中,总反应方程式为Zn+MnO2+4OH-+4H+====+Mn2++2H2OB.放电过程中,当1molZn参与反应时,理论上有4molK+发生迁移C.充电过程中,阴极的电极反应为+2e-====Zn+4OH-D.充电过程中,右侧池中溶液pH逐渐减小【解析】选B。根据电池示意图,左侧Zn失去电子与溶液中的OH-反应生成

,为负极反应,右侧MnO2得电子与溶液中的H+反应生成Mn2+和水;电解过程中,右侧的Mn2+失去电子与水反应生成MnO2和H+,电极方程式与原电池的正极方程式相反,左侧得电子生成Zn和OH-,电极方程式与原电池的负极方程式相反。A.放电过程中负极的电极反应式为Zn-2e-+4OH-====,正极的电极方程式为MnO2+2e-+4H+====Mn2++2H2O,总反应为Zn+MnO2+4OH-+4H+====+Mn2++2H2O,A正确;B.放电过程中每消耗1molZn会生成1mol,即每消耗4mol负电荷生成2mol负电荷,电解质中减少2mol负电荷,因此有2molK+发生迁移,B错误;C.根据分析,充电过程中阴极的电极方程式与放电过