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选择题命题区间  电化学
　历年真题集中研究——明考情　
考向一　原电池
1．(2018·全国卷Ⅲ)一种可充电锂—空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li＋在多孔碳材料电极处生成Li2O2－x(x＝0或1)。下列说法正确的是(　　)
A．放电时，多孔碳材料电极为负极
B．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极
C．充电时，电解质溶液中Li＋向多孔碳材料区迁移
D．充电时，电池总反应为Li2O2－x===2Li＋O2
解析：选D　由题意知，放电时负极反应为Li－e－===Li＋，正极反应为(2－x)O2＋4Li＋＋4e－===2Li2O2－x(x＝0或1)，电池总反应为O2＋2Li===Li2O2－x。该电池放电时，金属锂为负极，多孔碳材料为正极，A项错误；该电池放电时，外电路电子由锂电极流向多孔碳材料电极，B项错误；该电池放电时，电解质溶液中的Li＋向多孔碳材料区迁移，充电时电解质溶液中的Li＋向锂材料区迁移，C项错误；充电时电池总反应为Li2O2－x===2Li＋(1－)O2，D项正确。
2．(2017·全国卷Ⅲ)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)。下列说法错误的是(　　)
A．电池工作时，正极可发生反应：
2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4
B．电池工作时，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．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多
解析：选D　 原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，即：Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2，其中可能有2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4，A项正确；该电池工作时，每转移0.02 mol电子，负极有0.02 mol Li(质量为0.14 g)被氧化为Li＋，则负极质量减少0.14 g，B项正确；石墨烯能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，C项正确；充电过程中，Li2S2的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池中Li2S2的量趋于不变，故不是电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多，D项错误。
3．(2016·全国卷Ⅱ)Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是(　　)
A．负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋
B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag
C．电池放电时Cl－由正极向负极迁移
D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑
解析：选B　Mg-AgCl电池的电极反应：负极Mg－2e－===Mg2＋，正极2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－，A项正确，B项错误。在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极，C项正确。Mg是活泼金属，能和H2O发生反应生成Mg(OH)2和H2，D项正确。
考向二　电解池
4．(2018·全国卷Ⅰ)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H2S的高效去除。示意图如下所示，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
解析：选C　由题中信息可知，石墨烯电极发生氧化反应，为电解池的阳极，则ZnO@石墨烯电极为阴极。由题图可知，电解时阴极反应式为CO2＋2H＋＋2e－===CO＋H2O，A项正确；将阴、阳两极反应式合并可得总反应式为CO2＋H2S===CO＋H2O＋S，B项正确；阳极接电源正极，电势高，阴极接电源负极，电势低，故石墨烯上的电势比ZnO@石墨烯上的高，C项错误；Fe3＋、Fe2＋只能存在于酸性溶液中，D项正确。
5．(2017·全国卷Ⅱ)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是(　　)
A．待加工铝质工件为阳极
B．可选用不锈钢网作为阴极
C．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===Al
D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
解析：选C　利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的Al2O3薄膜，即待加工铝质工件作阳极，A项正确；阴极与电源负极相连，对阴极电极材料没有特殊要求，可选用不锈钢网等，B项正确；电解质溶液呈酸性，阴极上应是H＋放电，阴极发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，C项错误；在电解过程中，电解池中的阴离子向阳极移动，D项正确。
6.(2016·全国卷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SO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SO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1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成
解析：选B　A项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由于生成H＋，正极区溶液中阳离子增多，故中间隔室的SO向正极迁移，正极区溶液的pH减小。B项负极区发生的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴离子增多，中间隔室的Na＋向负极迁移，故负极区产生NaOH，正极区产生H2SO4。C项由B项分析可知，负极区产生OH－，负极区溶液的pH升高。D项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，当电路中通过1 mol电子的电量时，生成0.25 mol O2。
7.(2018·全国卷Ⅰ节选)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。制备Na2S2O5可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。阳极的电极反应式为______________________________。电解后，________室的NaHSO3浓度增加。将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。
解析：阳极上阴离子OH－放电，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，电解过程中H＋透过阳离子交换膜进入a室，故a室中NaHSO3浓度增加。
答案：2H2O－4e－===4H＋＋O2↑　a
考向三　金属的腐蚀与防护
8．(2017·全国卷Ⅰ)支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是(　　)
A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零
B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩
C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流
D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
解析：选C　依题意，钢管桩为阴极，电子流向阴极，阴极被保护，铁不容易失去电子，故钢管桩表面腐蚀电流(指铁失去电子形成的电流)，接近于0，A项正确；阳极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向阴极，B项正确；高硅铸铁作阳极，阳极上发生氧化反应，阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气，惰性辅助阳极不被损耗，C项错误；根据海水对钢管桩的腐蚀情况，增大或减小电流强度，D项正确。
电化学是高考每年必考内容，主要题型是选择题，有时也会在非选择题中出现(如2018·全国卷ⅠT27、2018·全国卷ⅢT27、2015·全国卷ⅡT26、2014·全国卷ⅠT27)，命制的角度有电极反应式的正误判断与书写，电池反应式的书写，正、负极的判断，电池充、放电时离子移动方向的判断，电极附近离子浓度变化的判断，电解的应用与计算，金属的腐蚀与防护等。同时通过陌生化学电源的装置图，考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力，也体现了对“宏观辨识与微观探析”学科核心素养的考查。　　　　

　解题知能重点强化——提能力　
1．两大工作原理
(1)原电池工作原理示意图
①无论是装置Ⅰ还是装置Ⅱ，电子均不能通过电解质溶液。
②在装置Ⅰ中，由于不可避免会直接发生Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋而使化学能转化为热能，所以装置Ⅱ的能量转化率高。
(2)电解池工作原理示意图
①与电源正极相连的为阳极；与电源负极相连的为阴极。
②电解液中阳离子移向阴极；阴离子移向阳极。
2．电极的判断方法
(1)原电池中正极和负极的5种判断方法
(2)电解池中阴极和阳极的5种判断方法
3．电解池的电极反应及其放电顺序
(1)阳离子在阴极上的放电顺序：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Pb2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)。
(2)阴离子在阳极上的放电顺序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－。
4．电解的四大类型及规律
类型
电极反应特点
实例
电解物质
电解液浓度
pH
电解液复原方法
电解水型
阴极：4H＋＋4e－===2H2↑阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
NaOH
H2O
增大
增大
加H2O
H2SO4
减小
Na2SO4
不变
电解电解质型
电解质的阴、阳离子分别在两极放电
HCl
电解质
减小
增大
通入HCl气体
CuCl2
—
加CuCl2
放H2生碱型
阴极：放H2生成碱
阳极：电解质阴离子放电
NaCl
电解质和水
生成新电解质
增大
通入HCl气体
放O2生酸型
阴极：电解质阳离子放电
阳极：放O2生成酸
CuSO4
减小
加CuO
5．金属腐蚀与防护的方法
(1)金属腐蚀快慢程度的判断方法
(2)金属电化学保护的两种方法
1．十五种新型电池的电极反应式
锌银电池
总反应：Ag2O＋Zn＋H2O2Ag＋Zn(OH)2
正极
Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
负极
Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
锌空气电池
总反应：2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)
正极
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
负极
Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)
镍铁
电池
总反应：NiO2＋Fe＋2H2O Fe(OH)2＋Ni(OH)2
正极
NiO2＋2e－＋2H2O===Ni(OH)2＋2OH－
负极
Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2
高铁电池
总反应：3Zn＋2FeO＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4OH－
正极
FeO＋3e－＋4H2O===Fe(OH)3＋5OH－
负极
Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
镍镉电池
总反应：Cd＋2NiOOH＋2H2O Cd(OH)2＋2Ni(OH)2
正极
NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－
负极
Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2
Mg-H2O2
电池
总反应：H2O2＋2H＋＋Mg===Mg2＋＋2H2O
正极
H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O
负极
Mg－2e－===Mg2＋
Mg-AgCl
电池
总反应：Mg＋2AgCl===2Ag＋Mg2＋＋2Cl－
正极
2AgCl＋2e－===2Ag＋2Cl－
负极
Mg－2e－===Mg2＋
镁钴电池
总反应：xMg＋Mo3S4MgxMo3S4
正极
Mo3S4＋2xe－=== Mo3S
负极
xMg－2xe－===xMg2＋
钠硫
电池
总反应：2Na＋xS===Na2Sx
正极

负极
2Na－2e－===2Na＋
钠硫蓄
电池
总反应：2Na2S2＋NaBr3Na2S4＋3NaBr
正极
NaBr3＋2e－＋2Na＋===3NaBr
负极
2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋
钠离子
电池
总反应：Na1－mCoO2＋NamCnNaCoO2＋Cn
正极
Na1－mCoO2＋me－＋mNa＋=== NaCoO2
负极
NamCn－me－===mNa＋＋Cn
全钒液
流电池
总反应：VO＋2H＋＋V2＋ V3＋＋VO2＋＋H2O
正极
VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O
负极
V2＋－e－===V3＋
锂钒氧化物电池
总反应：xLi＋LiV3O8===Li1＋xV3O8
正极
xLi＋＋LiV3O8＋xe－===Li1＋xV3O8
负极
xLi－xe－=== xLi＋
锂－铜
电池
总反应：2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－
正极
Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－
负极
Li－e－===Li＋
锂离子
电池
总反应：Li1－xCoO2＋LixC6 LiCoO2＋C6(x＜1)
正极
Li1－xCoO2＋xe－＋xLi＋===LiCoO2
负极
LixC6－xe－===xLi＋＋C6
[归纳点拨]　
新型化学电源中电极反应式的书写三步骤
2．燃料电池的电极反应式
(以CH3OH为例电极反应式)
电池类型
导电介质
反应式
酸性燃料电池
H＋
总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
正极
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
负极
CH3OH－6e－＋H2O===CO2↑＋6H＋
碱性燃料电池
OH－
总反应：2CH3OH＋3O2＋4OH－===2CO＋6H2O
正极
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
负极
CH3OH－6e－＋8OH－=== CO＋6H2O
熔融碳酸盐燃料电池
　
CO
总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
正极

负极
CH3OH－6e－＋3CO===4CO2↑＋2H2O
固态氧化物燃料电池　
O2－
总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
正极
O2＋4e－===2O2－
负极
CH3OH－6e－＋3O2－=== CO2↑＋2H2O
质子交换膜燃料电池　
H＋
总反应：2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
正极
O2＋4e－＋4H＋===2H2O
负极
CH3OH－6e－＋H2O=== CO2↑＋6H＋
[归纳点拨]　燃料电池中氧气得电子的思维模型
根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，O2得到电子后化合价降低，首先变成O2－，O2－能否存在要看电解质环境。由于电解质溶液(酸碱盐)的不同，其电极反应也有所不同，下表为四种不同电解质环境中，氧气得电子后为O2－的存在形式：
电解质环境
从电极反应式判O2－的存在形式
酸性电解质溶液环境下
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
碱性电解质溶液环境下
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
固体电解质(高温下能传导O2－)环境下
O2＋4e－===2O2－
熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下
O2＋2CO2＋4e－===2CO
　高考题点全面演练——查缺漏　
命题点一　新型化学电源
1．世界某著名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁－空气电池，其结构如图所示。
下列有关该电池放电时的说法正确的是(　　)
A．a极发生氧化反应
B．正极的电极反应式为FeOx＋2xe－===Fe＋xO2－
C．若有22.4 L(标准状况)空气参与反应，则电路中有4 mol电子转移
D．铁表面发生的反应为xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2
解析：选D　a极通入空气，O2在该电极发生得电子的还原反应，A错误；O2在正极发生反应，电极反应式为O2＋4e－===2O2－，B错误；由B项分析可知，电路中有4 mol电子转移时正极上消耗1 mol O2，在标准状况下的体积为22.4 L，则通入空气的体积约为22.4 L×5＝112 L，C错误；由题图可知，铁表面H2O(g)参与反应生成H2，则发生的反应为xH2O(g)＋Fe===FeOx＋xH2，D正确。
2．某新型电池，以NaBH4(B的化合价为＋3价) 和H2O2作原料，该电池可用作深水勘探等无空气环境电源，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．每消耗3 mol H2O2，转移的电子为6 mol
B．电池工作时Na＋从b极区移向a极区
C．b极上的电极反应式：H2O2＋2e－===2OH－
D．a极上的电极反应式：BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O
解析：选B　由原电池工作原理示意图可知反应中BH被氧化为H2O，应为原电池的负极反应，电极a反应式为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O，正极H2O2得电子被还原生成OH－，每消耗3 mol H2O2，转移的电子为6 mol，选项A、D正确；该装置是原电池，原电池放电时，阳离子向正极移动，所以Na＋从a极区移向b极区，选项B错误；电极b反应式为H2O2＋2e－===2OH－，选项C正确。
命题点二　可逆电池
3．(2018·全国卷Ⅱ)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na-CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO2＋4Na??2Na2CO3＋C。下列说法错误的是(　　)
A．放电时，ClO向负极移动
B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2
C．放电时，正极反应为3CO2＋4e－===2CO＋C
D．充电时，正极反应为Na＋＋e－===Na
解析：选D　根据电池的总反应知，放电时负极反应：4Na－4e－===4Na＋；正极反应：3CO2＋4e－===2CO＋C。充电时，阴(负)极：4Na＋＋4e－===4Na；阳(正)极：2CO＋C－4e－===3CO2↑。放电时，ClO向负极移动。根据充电和放电时的电极反应式知，充电时释放CO2，放电时吸收CO2。
4．(2018·益阳模拟)锌—铈液流电池体系作为氧化还原液流电池中的新生一代，有着诸多的优势，如开路电位高、污染小等。锌—铈液流电池放电时的工作原理如图所示，其中，b电极为惰性材料，不参与电极反应。下列有关说法正确的是(　　)
A．放电时，电池的总反应式为2Ce4＋＋Zn===Zn2＋＋2Ce3＋
B．充电时，a极发生氧化反应，b极发生还原反应
C．充电时，当电路中通过0.1 mol电子时，b极增加14 g
D．选择性离子膜为阴离子交换膜，能阻止阳离子通过
解析：选A　锌—铈液流电池工作时，放电时锌是负极，负极发生电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，正极上发生得电子的还原反应：Ce4＋＋e－===Ce3＋，电池的总反应式为2Ce4＋＋Zn===Zn2＋＋2Ce3＋，故A正确；充电时a是阴极，发生得电子的还原反应，b极是阳极，发生氧化反应，故B错误；充电时，b极是阳极，发生氧化反应，Ce3＋－e－===Ce4＋，电极质量不变，故C错误；根据两个电极反应情况，交换膜应该选择阳离子交换膜，故D错误。
［题后悟道］
有关可逆电池的解题思路
命题点三　带离子交换膜的电化学装置
5．用一种阴、阳离子双隔膜三室电解槽处理废水中的NH，模拟装置如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．阳极室溶液由无色变成棕黄色
B．电解一段时间后，阴极室溶液中的溶质一定是(NH4)3PO4
C．电解一段时间后，阴极室溶液中的pH升高
D．当电路中通过1 mol电子的电量时，阴极有0.25 mol的O2生成
解析：选C　A项，Fe为阳极，阳极上Fe失电子发生氧化反应生成Fe2＋，所以溶液变浅绿色，错误；B项，电解时，溶液中NH向阴极室移动，H＋放电生成H2，所以阴极室中溶质为(NH4)3PO4或NH4H2PO4、(NH4)2HPO4，错误；C项，电解时，阴极上H＋放电生成H2，溶液中c(OH－)增大，溶液中pH升高，正确；D项， 阴极生成H2，错误。
6.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．阳极反应为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O
解析：选D　钛电极为阴极，发生还原反应，A项错误；铜作阳极，阳极上铜发生失电子的氧化反应，阳极反应为2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O，OH－由阴极区迁移到阳极区参与反应，离子交换膜应为阴离子交换膜，C项错误、D项正确；由阴极区迁移过来的OH－在阳极全部参与反应，阳极附近溶液的pH不变，B项错误。
［题后悟道］
命题点四　电解原理在环保、新材料制备中的应用
7．ClO2是一种安全稳定的消毒剂。工业上利用惰性电极电解氯化铵和盐酸制备ClO2的原理如图所示，下列有关说法错误的是(　　)
A．b电极接直流电源的负极
B．a电极上的电极反应式为NH－6e－＋3Cl－===NCl3＋4H＋
C．若有2 g H2生成，通过阴离子交换膜的Cl－的物质的量为1 mol
D．ClO2发生器中反应的离子方程式为6ClO＋NCl3＋3H2O===6ClO2↑＋NH3↑＋3Cl－＋3OH－
解析：选C　由题图知b电极上产生氢气，发生还原反应，故b电极是阴极，与直流电源负极相连，A项正确；由题图知a电极上有NCl3生成，故参与放电的离子有NH与Cl－，B项正确；当有2 g H2生成时，电路中有2 mol电子发生转移，通过阴离子交换膜的Cl－的物质的量为2 mol，C项错误；由题图中信息知，生成物有ClO2、NH3、NaCl、NaOH，故反应物有NCl3、ClO，再结合电荷守恒等分析知D项正确。
8．(2018·唐山质检)环境监察局常用“定电位”NOx传感器来监测化工厂的氮氧化物气体是否达到排放标准，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．“对电极”是负极
B．“工作电极”上发生的电极反应为NO2＋2e－＋2H＋===NO＋H2O
C．传感器工作时H＋由“工作电极”移向“对电极”
D．“对电极”的材料可能为活泼金属锌
解析：选C　题图“工作电极”上通入NO2放出NO，说明NO2被还原，则“工作电极”为原电池的正极，“对电极”为原电池的负极，A项正确；在酸性条件下，“工作电极”上发生还原反应的电极反应式为NO2＋2e－＋2H＋===NO＋H2O，B项正确；原电池工作时阳离子向正极移动，即传感器工作时H＋由“对电极”移向“工作电极”，C项错误；“对电极”是负极，则“对电极”的材料可能为活泼金属锌，D项正确。
命题点五　新环境下金属的腐蚀与防护
9．深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原理如图所示，下列与此原理有关说法错误的是(　　)
A．正极反应：SO＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－
B．输送暖气的管道不易发生此类腐蚀
C．这种情况下，Fe腐蚀的最终产物为Fe2O3·xH2O
D．管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀
解析：选C　原电池的正极发生还原反应，由题图可知发生的电极反应为SO＋5H2O＋8e－===HS－＋9OH－，故A正确；硫酸盐还原菌是蛋白质，在高温下易变性，失去催化能力，则输送暖气的管道不易发生此类腐蚀，故B正确；由题意可知，深埋在土壤中，即在缺氧环境中，Fe腐蚀的最终产物不能为Fe2O3·xH2O，故C错误；管道上刷富锌油漆，形成Zn-Fe原电池，Fe变为正极，可以延缓管道的腐蚀，故D正确。
10.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是(　　)
A．d为石墨，铁片腐蚀加快
B．d为石墨，石墨上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．d为锌块，铁片不易被腐蚀
D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－===H2↑
解析：选D　A项，由于活动性：Fe＞石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2＋进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，铁的腐蚀比没有形成原电池时的速率快，正确；B项，d为石墨，由于是弱碱性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正确；C项，若d为锌块，则由于金属活动性：Zn＞Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确；D项，d为锌块，由于电解质为弱碱性环境，发生的是吸氧腐蚀，铁片上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误。
命题点六　电化学相关计算及电极反应式的书写
11．(1)粗铜电解精炼的废电解液中常含有Zn2＋、Pb2＋，向废电解液中加入Na2S溶液，当有PbS和ZnS沉淀时，＝________。[已知：Ksp(PbS)＝3.4×10－28，Ksp(ZnS)
＝1.6×10－24]
(2)利用电化学还原CO2制取ZnC2O4的示意图如图所示，电解液不参与反应。则Pb电极的电极反应为________________________，当通入标准状况下11.2 L CO2时，转移电子数为________。
解析：(1)c(Zn2＋)/c(Pb2＋)＝[c(Zn2＋)·c(S2－)]/[c(Pb2＋)·c(S2－)]＝Ksp(ZnS)/Ksp(PbS)≈4.7×103。(2)电解法制备ZnC2O4，CO2在阴极上发生还原反应转化为C2O，电极反应式为2CO2＋2e－===C2O。根据2CO2＋2e－===C2O，可知通入标准状况下11.2 L CO2时，转移0.5 mol电子。
答案：(1)4.7×103
(2)2CO2＋2e－===C2O　0.5NA或3.01×1023
12．氨气—氮氧化物燃料电池可用于处理氮氧化物，防止空气污染，其装置如图所示。通入氨气的电极为________(填“正极”或“负极”)。负极的电极反应式为__________
________________________________________________________________________。
解析：由题图可知，NH3在左侧电极发生氧化反应生成N2，氮氧化物在右侧电极被还原生成N2，故NH3通入负极，电极反应式为2NH3－6e－===N2＋6H＋。
答案：负极　2NH3－6e－===N2＋6H＋
［题后悟道］
陌生电极反应式的书写
[说明]　高考题中往往是非水溶液或具有离子交换膜，应根据图示信息确定电极反应方程式中需添加的“粒子”形式。


 卷——基础保分练
1．“自煮火锅”发热包的成分为碳酸钠、硅藻土、铁粉、铝粉、活性炭、焦炭粉、NaCl、生石灰，向发热包中加入冷水，可用来蒸煮食物。下列说法错误的是(　　)
A．活性炭作正极，正极上发生还原反应
B．负极反应为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O
C．Na＋由活性炭区向铝粉表面区迁移
D．硅藻土结构疏松，使各物质分散并均匀混合，充分接触
解析：选C　向发热包中加入冷水，形成原电池。反应CaO＋H2O===Ca(OH)2放热使水迅速升温沸腾，反应Na2CO3＋Ca(OH)2===2NaOH＋CaCO3↓使得溶液呈碱性，则溶液中发生反应2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，该反应为原电池的总反应，负极反应为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O，正极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。选项A，活性炭作正极，正极上得电子发生还原反应，正确；选项B，负极反应为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O，正确；选项C，Na＋向正极移动，错误；选项D，硅藻土结构疏松，孔隙大，能使各物质分散并均匀混合，充分接触，正确。
2.如图所示装置中，有如下实验现象：开始时插在小试管中的导管内的液面下降，一段时间后导管内的液面回升，略高于试管中的液面。以下有关解释不合理的是(　　)
A．生铁片中所含的碳能增强铁的抗腐蚀性
B．雨水酸性较强，生铁片开始发生析氢腐蚀
C．导管内液面回升时，正极反应式：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．随着反应的进行，U形管中雨水的酸性逐渐减弱
解析：选A　铁的纯度越高，其抗腐蚀性能越强，纯铁比生铁耐腐蚀，是因为生铁片中的碳降低了铁的抗腐蚀性，A错误；雨水的pH＝4，呈较强的酸性，生铁片在该雨水中先发生析氢腐蚀，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，由于生成H2，气体压强增大，开始时插在小试管中的导管内的液面下降，B正确；随着反应的进行，雨水的酸性逐渐减弱，最后发生了吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，导管内液面回升，C正确；开始阶段正极上不断消耗H＋，则U形管中雨水的酸性逐渐减弱，D正确。
3．“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如图。下列说法正确的是(　　)
A．该装置是将电能转变为化学能
B．利用该技术可捕捉大气中的CO2
C．每得到1 mol草酸铝，电路中转移3 mol电子
D．正极的电极反应为C2O－2e－===2CO2
解析：选B　A项，“碳呼吸电池”为新型原电池，将化学能转变为电能，错误；B项，“碳呼吸电池”能消耗CO2，所以利用该技术可捕捉大气中的CO2，正确；C项，根据工作原理图，金属铝是负极，失电子生成草酸铝，所以每得到1 mol草酸铝，电路中转移3×2 mol＝6 mol电子，错误；D项，根据工作原理图，CO2作为正极反应物，得电子生成C2O，电极反应式为2CO2＋2e－===C2O，错误。
4．Li/FePO4电池是高温性能好、对环境友好的二次新型电池，总反应为LiCx＋FePO4===LiFePO4＋xC。其工作原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．FePO4/LiFePO4是原电池的负极材料
B．充电时，Li＋离开LiFePO4电极在阴极得到电子
C．放电时，负极反应为Li－e－===Li＋
D．电池在低温时能如高温时一样保持很好的工作性能
解析：选B　根据总反应方程式和原理图可知放电过程中铁元素化合价降低，FePO4/LiFePO4是原电池的正极材料，A项错误；充电时LiFePO4作阳极，Li＋离开LiFePO4电极在阴极得到电子，B项正确；放电时负极的电极反应式为LiCx－e－===Li＋＋xC，C项错误；Li/FePO4电池是高温性能好、对环境友好的二次新型电池，温度不同，离子在电池内部的移动速率不同，工作性能不同，D项错误。
5．如图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。下列说法正确的是(　　)
A．甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化为电能的装置
B．甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH－6e－＋2H2O===CO＋8H＋
C．反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体能使CuSO4溶液恢复到原浓度
D．甲池中消耗280 mL(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生1.45 g固体
解析：选D　A项，甲池为原电池，作为电源，乙池、丙池为两个电解池；B项，负极反应式：CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O；C项，应加入CuO或CuCO3；D项，丙池中：MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑，甲池中消耗280 mL O2，即0.012 5 mol，转移0.05 mol电子，丙池中生成0.025 mol Mg(OH)2，其质量为1.45 g。
6．我国某大型客车厂已成功研发高能车载电池，即蓄电4个小时，客车可持续运行8个小时左右。该电池组成可表示为Li-Al/FeS，其中正极的电极反应式为2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe。有关该电池的下列说法中，正确的是(　　)
A．Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为＋1价
B．负极的电极反应式为Al－3e－===Al3＋
C．该电池的总反应为2Li＋FeS===Li2S＋Fe
D．充电时，阴极发生的电极反应式为
Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS
解析：选C　根据电池组成为Li-Al/FeS，正极反应式为2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe，可以得出FeS为正极，Li-Al为负极。Li-Al中Li为0价，A错误；负极的电极反应式为Li－e－===Li＋，B错误；该电池的总反应为2Li＋FeS===Li2S＋Fe，C正确；充电时阴极得到电子，故阴极的反应式为Li＋＋e－===Li，D错误。
7．(2018·深圳中学模拟)垃圾假单胞菌株能够在分解有机物的同时分泌物质产生电能，其原理如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．电流由左侧电极经过负载后流向右侧电极
B．放电过程中，正极附近pH 变小
C．若1 mol O2 参与电极反应，有4 mol H＋穿过质子交换膜进入右室
D．负极电极反应为H2PCA＋2e－===PCA＋2H＋
解析：选C　右侧氧气得电子产生水，作为正极，故电流由右侧正极经过负载后流向左侧负极，选项A错误；放电过程中，正极氧气得电子与氢离子结合产生水， 氢离子浓度减小，pH 变大，选项B错误；若1 mol O2 参与电极反应，有4 mol H＋穿过质子交换膜进入右室，生成2 mol水，选项C正确；原电池负极失电子，选项D错误。
8．(2018·佛山质检) 锂空气充电电池有望成为电动汽车的实用储能设备。工作原理示意图如图，下列叙述正确的是(　　)
A．该电池工作时Li＋向负极移动
B．Li2SO4溶液可作该电池电解质溶液
C．电池充电时间越长，电池中Li2O 含量越多
D．电池工作时，正极可发生： 2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2
解析：选D　原电池中，阳离子应该向正极移动，选项A错误；单质锂会与水反应生成氢氧化锂和氢气，所以电解质溶液不能使用任何水溶液，选项B错误；电池充电的时候应该将放电的反应倒过来，将正极反应逆向进行，正极上的Li2O应该逐渐减少，所以电池充电时间越长，Li2O 含量越少，选项C错误；题目给出正极反应为xLi＋＋O2＋xe－===LixO2，所以当x＝2的时候反应为2Li＋＋O2＋2e－===Li2O2，选项D正确。
9．(2018·郑州质检)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＋经过钠离子交换膜，由b池移向a池
D．用该电池电解饱和食盐水，产生2.24 L H2时，b池生成17.40 g Na2S4
解析：选C　根据放电后Na2S2转化为Na2S4，S元素化合价升高，知Na2S2被氧化，故负极反应为2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋，A项错误；充电时阳极上发生氧化反应，NaBr转化为NaBr3，电极反应为3NaBr－2e－===NaBr3＋2Na＋，B项错误；放电时，阳离子向正极移动，故Na＋经过钠离子交换膜，由b池移向a池，C项正确；放电时b池为负极区域，发生氧化反应：2Na2S2－2e－===Na2S4＋2Na＋，用该电池电解饱和食盐水，产生标准状况下2.24 L H2时转移0.2 mol电子，生成0.1 mol Na2S4，其质量为17.40 g，D项错误。
10.近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”锂铜空气燃料电池，该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中放电总反应方程式为2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．放电时，Li＋透过固体电解质向Cu极移动
B．放电时，负极的电极反应式为Cu2O＋H2O＋2e－===2Cu＋2OH－
C．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O
D．整个反应过程中，铜相当于催化剂
解析：选B　由题中装置图和放电时总反应可知，放电时Li为负极，Cu为正极，阳离子向正极移动，A项正确；放电时，负极Li失电子转化成Li＋，B项错误；结合题中装置图可知，通入空气铜被腐蚀，生成Cu2O，C项正确；铜被腐蚀生成Cu2O，放电时Cu2O又被还原成Cu，所以整个反应过程中Cu相当于催化剂，D项正确。
11．如图是MCFC燃料电池，它是以水煤气(CO、H2)为燃料，一定比例Li2CO3和Na2CO3共熔混合物为电解质。下列说法正确的是(　　)
A．B极的电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－
B．电池放电时，电池中CO的物质的量逐渐减少
C．放电时，CO向负极移动
D．电路中的电子经正极、负极、共熔混合物再回到正极，形成闭合回路
解析：选C　由题图可知，O2和CO2通入B电极发生还原反应，则B极为正极，电极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO，A错误；电池的负极反应式为H2＋CO－2e－===CO2＋H2O、CO＋CO－2e－===2CO2，据得失电子守恒及两极反应式可知，该电池的总反应式为2H2＋O2===2H2O和2CO＋O2===2CO2，故放电时电池中CO的物质的量不变，B错误；放电时，熔融电解质中阴离子向负极移动，即CO向负极移动，C正确；电路中的电子从负极流出，经导线流向正极，但不能经过共熔混合物，D错误。
12．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，则下列有关说法中不正确的是(　　)
A．X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极
B．阳极区pH增大
C．图中的b>a
D．该过程中的产品主要为H2SO4和H2
解析：选B　A项，由题图可知Pt(Ⅰ)极上H＋→H2，发生还原反应，故Pt(Ⅰ)为阴极，X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极，正确；B项，Pt(Ⅱ)为阳极，在阳极，SO、HSO被氧化为H2SO4，SO＋H2O－2e－===2H＋＋SO，HSO＋H2O－2e－===3H＋＋SO，溶液的酸性增强，pH减小，错误；C项，由以上分析可知，阳极有H2SO4生成，故b>a，正确；D项，阳极产物为H2SO4，阴极产物为H2，正确。
13．将不可再生的天然气、石油、煤等化石燃料转化利用、提高利用率已成为当务之急。
(1)甲醇、二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料，二者均可利用CO和H2反应合成。
①某燃料电池以二甲醚为原料，熔融碳酸盐为电解质，其负极反应为CH3OCH3＋6CO－12e－===8CO2＋3H2O。写出该燃料电池的正极反应式：_________________
________________________________________________________________________。
②废水中含甲醇对水质会造成污染，Co3＋可将甲醇氧化为CO2。某同学以Pt作电极电解酸性含甲醇废水与CoSO4混合液来模拟工业除污原理，其阳极反应式为
________________________________________________________________________。
(2)某企业采用如图所示原理处理化石燃料开采、加工过程中产生的H2S废气。
①电解池中电极A、B均为惰性电极，其中电极A为电解池的________极；电极B所得到的物质X的分子式为________。
②反应池中发生的离子反应方程式为_______________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)①燃料电池中，正极上氧化剂O2得电子和CO2发生反应生成CO，电极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO。②通电后，Co2＋被氧化成Co3＋，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应为Co2＋－e－===Co3＋。(2)①A极生成Fe3＋，B极生成气体，可知电极A为阳极，电极B为阴极，B极生成气体为H2。②反应池中Fe3＋和H2S反应生成S，则Fe3＋被还原，离子方程式为H2S＋2Fe3＋===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。
答案：(1)①O2＋2CO2＋4e－===2CO
②Co2＋－e－===Co3＋
(2)①阳　H2
②H2S＋2Fe3＋===2Fe2＋＋S↓＋2H＋
14．三室式电渗析法在化工生产中有广泛应用
(1)处理烟气中SO2可以采用碱吸－电解法，流程如下，模拟过程Ⅱ的装置如图1所示。
①若用锌锰碱性电池作为电源，________(填“e”或“f”)极与锌极相连。f极的电极反应式为________________________________________________________________________。
②膜1为________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜，N为________(填离子符号)。
③电路中通过4 mol电子时可收集________L气体P(标准状况)。
(2)次磷酸是一种重要还原剂和精细化工产品。以次磷酸钠为原料，通过电渗析法可制备次磷酸，装置如图2所示。
①铜极为________；铂极电极反应式为__________________________________。
②H2PO向________(填“左侧”或“右侧”)迁移。在铜极区获得的产品为________
(填化学式)。
③铜极电极反应式为________________________________________________________________________，该方法制备的
H3PO2产品中含少量H3PO4杂质，原因是________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)由题意知，左侧稀氢氧化钠溶液转化成浓氢氧化钠溶液，说明生成了氢氧化钠，右侧稀硫酸变成浓硫酸，则说明生成了硫酸，将SO氧化成SO，由此推知，左侧电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，右侧电极反应式为SO＋H2O－2e－===SO＋2H＋。①e极为阴极，与锌锰碱性电池的锌极(负极)相连，f极为阳极，发生氧化反应：SO＋H2O－2e－===SO＋2H＋。②亚硫酸钠中钠离子向左侧迁移，膜1为阳离子交换膜；SO向右侧迁移，膜2为阴离子交换膜，N为SO。③P为H2，又2H＋＋2e－===H2↑，电路中通过4 mol电子，则n(H2)＝＝2 mol，标准状况下V(H2)＝44.8 L。(2)①由题图可知，铜与电源负极相连，故铜为阴极，发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑；铂为阳极，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。②铂极区氢离子浓度增大，H2PO向铂极区迁移，钠离子向铜极区迁移，铜极区产品为氢氧化钠，铂极区产品为次磷酸。③铂极区有氧气生成，次磷酸具有还原性，易被O2氧化，H3PO2＋O2===H3PO4。
答案：(1)①e　SO＋H2O－2e－===SO＋2H＋　②阳离子　SO　③44.8
(2)①阴极　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
②右侧　NaOH　③2H＋＋2e－===H2↑
铂极生成的O2氧化H3PO2生成H3PO4
 卷——重点增分练
1．(2018·黄石调研)纸电池是一种有广泛应用的“软电池”，碱性纸电池采用薄层纸片作为载体和传导体，纸的两面分别附着锌和二氧化锰。下列有关该纸电池的说法不合理的是(　　)
A．Zn为负极，发生氧化反应
B．电池工作时，电子由MnO2流向Zn
C．正极反应：MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－
D．电池总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnO(OH)
解析：选B　纸电池采用薄层纸片作为载体和传导体，纸的两面分别附着锌和二氧化锰，Zn是活泼金属，作该电池的负极，失去电子发生氧化反应，A正确；电池工作时，电子由负极流向正极，即电子由Zn流向MnO2，B错误；类似于锌锰干电池，MnO2在正极上得电子被还原生成MnO(OH)，则正极的电极反应为MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－，C正确；负极反应为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，结合正、负极反应式及得失电子守恒可知，该电池的总反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnO(OH)，D正确。
2．用钠金属片和碳纳米管作为电极材料，以高氯酸钠—四甘醇二甲醚为电解液，可制得“可充室温钠—二氧化碳电池”，电池总反应为4Na＋3CO22Na2CO3＋C，生成的固体Na2CO3沉积在碳纳米管上，下列关于该电池的叙述正确的是(　　)
A．放电时的正极反应为CO2＋4e－===C＋2O2－
B．充电时碳纳米管接直流电源的负极
C．放电时每消耗3 mol CO2，转移4 mol电子
D．充电时阴极反应为
C＋2Na2CO3－4e－===4Na＋＋3CO2↑
解析：选C　该电池放电时，正极上CO2得电子，结合Na＋生成C和Na2CO3，A选项不正确；充电时，碳纳米管应接直流电源的正极，作阳极，B选项不正确；放电时每消耗3 mol CO2，可生成1 mol C，转移4 mol电子，C选项正确；充电时阴极反应式为Na＋＋e－===Na，D选项不正确。
3．(2018·青岛质检)中国企业华为宣布：利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出石墨烯电池，电池反应式为LixC6＋Li1－xCoO2C6＋
LiCoO2，其工作原理如图。下列关于该电池的说法正确的是(　　)
A．该电池若用隔膜可选用质子交换膜
B．放电时，LiCoO2极发生的电极反应为
LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋
C．石墨烯电池的优点是提高电池的储锂容量进而提高能量密度
D．对废旧的该电池进行“放电处理”让Li＋嵌入石墨烯中而有利于回收
解析：选C　应选用只允许Li＋通过的隔膜，不选用质子交换膜，故A错误；根据电池反应，放电时，LiCoO2极发生还原反应，电极反应式为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2，故B错误；石墨烯电池的优点是提高电池的储锂容量进而提高能量密度，故C正确；根据工作原理，“放电处理”是将Li＋嵌入LiCoO2中，故D错误。
4．(2018·武汉调研)利用如图装置进行实验，甲、乙两池中均为1 mol·L－1的AgNO3溶液，A、B均为Ag电极。实验开始时先闭合K1，断开K2。一段时间后，断开K1，闭合K2，形成浓差电池，电流表指针偏转(Ag＋浓度越大氧化性越强)。下列说法不正确的是(　　)
A．闭合K1，断开K2后，B极发生氧化反应
B．闭合K1，断开K2后，乙池溶液浓度增大
C．断开K1，闭合K2后，NO向B极移动
D．断开K1，闭合K2后，当转移0.1 mol e－时，乙池质量减少17.0 g
解析：选C　闭合K1，断开K2后，该装置为电解池，B极与电源正极相连，为阳极，发生氧化反应，A项正确；闭合K1，断开K2后，A极发生反应：Ag＋＋e－===Ag，B极发生反应：Ag－e－===Ag＋，甲池中c(Ag＋)减小，乙池中c(Ag＋)增大，NO通过离子交换膜由甲池进入乙池，乙池溶液浓度增大，B项正确；断开K1，闭合K2后，形成浓差电池，电流表指针偏转，根据Ag＋浓度越大氧化性越强，可知B极为正极，发生还原反应，A极为负极，发生氧化反应，NO向负极移动，即向A极移动，C项错误；断开K1，闭合K2后，当转移0.1 mol e－时，根据乙池中B极发生反应：Ag＋＋e－===Ag，同时NO向甲池移动可知，乙池减少的质量为0.1 mol×108 g·mol－1＋0.1 mol×62 g·mol－1＝17.0 g，D项正确。
5．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是(　　)
A．常温下，断开K时，若M溶液为浓硫酸，则铁发生化学腐蚀
B．闭合K，若M为氯化钠，则铁极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C．闭合K，若M为硫酸铵，则石墨极的电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
D．闭合K，若M溶液为海水，石墨换成铜或银，则为外加电流的阴极保护法
解析：选C　常温下，断开K时，M溶液为浓硫酸，Fe在浓硫酸中发生钝化，不能发生化学腐蚀，A错误；闭合K，M溶液为NaCl溶液，则Fe发生吸氧腐蚀，Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，B错误；闭合K，M为(NH4)2SO4，由于NH发生水解而使溶液呈酸性，发生析氢腐蚀，石墨作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，C正确；闭合K，M为海水，石墨换成Cu或Ag，由于Fe的活泼性强于Cu、Ag，形成原电池时，Cu或Ag作正极受到保护，这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法，D错误。
6.Na-S电池的结构如图所示，电池反应为2Na＋S8===Na2Sn。下列说法不正确的是(　　)
A．熔钠电极作电池的负极
B．放电时，Na＋向正极移动
C．充电时，熔钠电极与电源的正极相连
D．充电时，阳极反应式为8S－16e－===nS8
解析：选C　由电池总反应可知，Na发生氧化反应生成Na＋，则熔钠电极作电池的负极，A正确；放电时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则Na＋向正极移动，B正确；充电时，二次电池的正极与外加电源的正极相连，负极与外加电源的负极相连，故熔钠电极与电源的负极相连，C错误；充电时，阳极上S发生氧化反应生成S8，电极反应式为8S－16e－===nS8，D正确。
7．(2018·太原一模)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，已知甲池中发生的反应为
下列说法正确的是(　　)
A．甲池中碳棒上发生的电极反应式为
AQ＋2H＋－2e－===H2AQ
B．乙池溶液中发生的反应式为
H2S＋I===3I－＋S↓＋2H＋
C．该装置中电能转化为光能
D．H＋从甲池移向乙池
解析：选B　根据题图中的电子流向可判断出甲池中碳棒是正极，该电极上发生得电子的还原反应，即AQ＋2H＋＋2e－===H2AQ，A错误；在乙池中，硫化氢失电子生成硫单质，I得电子生成I－，发生的反应式为H2S＋I===3I－＋S↓＋2H＋，B正确；根据题图中信息可知该装置将光能转化为电能，C错误；该装置是原电池装置，原电池中阳离子移向正极，甲池中碳棒是正极，所以H＋从乙池移向甲池，D错误。
8．(2018·潍坊统考)根据光合作用原理，设计如图原电池装置。下列说法正确的是(　　)
A．a电极为原电池的正极
B．外电路电流方向是a→b
C．b电极的电极反应式为O2＋2e－＋2H＋===H2O2
D．a电极上每生成1 mol O2，通过质子交换膜的H＋为2 mol
解析：选C　根据题图可知，a电极上H2O转化为H＋和O2，发生氧化反应，则a电极为原电池的负极，A项错误；a电极为负极，b电极为正极，外电路电流方向应从正极到负极，即b→a，B项错误；根据题图可知，b电极上O2得电子转化为H2O2，电极反应式为O2＋2e－＋2H＋===H2O2，C项正确；a电极上每生成1 mol O2，转移4 mol电子，则通过质子交换膜的H＋为4 mol，D项错误。
9．(2018·衡水中学模拟)一种将燃料电池与电解池组合制备KMnO4的装置如图所示(电极甲、乙、丙、丁均为惰性电极)。该装置工作时，下列说法不正确的是(　　)
A．电极丁的电极反应式为MnO－e－===MnO
B．电极乙附近溶液的pH减小
C．KOH溶液的质量分数：c%＞a%＞b%
D．导线中流过2 mol电子时，理论上有2 mol K＋移入阴极区
解析：选C　分析两装置的特点可以判断左边是燃料电池，右边是电解池。通氧气的甲电极是燃料电池的正极，与此电极相连的丁电极是电解池的阳极，则丁电极上MnO被氧化为MnO。丙电极为阴极，阴极上水电离产生的H＋放电被还原为H2，所以X为H2。丁电极的电极反应式为MnO－e－===MnO，A正确；乙电极上发生的反应式为H2－2e－＋2OH－===2H2O，氢氧根离子浓度减小，所以附近溶液的pH减小，B正确；丙电极上发生反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，甲电极上发生反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，根据溶液流向可判断KOH溶液的质量分数：c%＞b%＞a%，C不正确；导线中流过2 mol电子时，理论上有2 mol K＋移入阴极区，D正确。
10．目前固体电解质在制备全固态电池及传感器、探测器等方向的应用日益广泛。利用RbAg4I5(靠Ag＋迁移)晶体可制成电化学气敏传感器，如图是一种测定O2含量的气体传感器示意图。被分析的O2可以透过聚四氟乙烯薄膜，由电池电动势变化可以得知O2的含量。下列说法正确的是(　　)
A．传感器中的反应为4AlI3＋3O2===2Al2O3＋6I2
B．传感器工作过程中Ag＋向Ag电极迁移
C．正极反应式为I2＋2Rb＋＋2e－===2RbI
D．通过11.2 L O2时有2 mol电子通过电位计
解析：选A　分析题图可知，O2透过聚四氟乙烯膜与碘化铝反应生成I2，I2在石墨电极上发生还原反应，所以，负极反应式为Ag－e－===Ag＋，正极反应过程为I2＋2e－===2I－、I－＋Ag＋===AgI，正极总反应式为2Ag＋＋I2＋2e－===2AgI。A项，碘离子的还原性强，O2氧化碘化铝生成氧化铝和碘单质，正确；B项，银离子向正极迁移，石墨电极为正极，错误；C项，正极反应式为2Ag＋＋I2＋2e－===2AgI，错误；D项，没有指明温度、压强，不能根据O2体积计算氧气的物质的量，错误。
11．(2019届高三·潍坊统考)如图是发表于《科技进展》的一种能够捕捉CO2的电化学装置。下列说法正确的是(　　)
A．该装置将电能转化为化学能
B．正极的电极反应式为2CO2＋2e－===C2O
C．每生成1 mol的草酸铝，外电路中转移3 mol电子
D．随着反应的进行，草酸盐的浓度减小
解析：选B　该装置为原电池，能将化学能转化为电能，A项错误；根据题图，正极上CO2发生还原反应，转化为C2O，电极反应式为2CO2＋2e－===C2O，B项正确；草酸铝的化学式为Al2(C2O4)3，每生成1 mol草酸铝，外电路中转移6 mol电子，C项错误；电池总反应式为2Al＋6CO2===Al2(C2O4)3，电池工作过程中消耗的是空气中的CO2和Al电极，而没有消耗草酸盐，故D项错误。
12.(2018·湖北联考)通过电解乙二醛制备乙二酸(HOOC—COOH)的装置如图所示，通电后，b电极上产生的氯气将乙二醛氧化为乙二酸，下列说法正确的是(　　)
A．b极接电源的负极，发生还原反应
B．a极上的电极反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
C．盐酸的作用是提供Cl－和增强导电性
D．电路上每转移1 mol电子产生45 g乙二酸
解析：选C　b极上Cl－发生失电子的氧化反应，生成氯气，b极为电解池的阳极，应接电源的正极，故A错误；a极是阴极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，故B错误；盐酸的作用是提供Cl－和增强导电性，故C正确；b极产生的氯气将乙二醛氧化为乙二酸：2Cl2＋OHC—CHO＋2H2O===HOOC—COOH＋4HCl，电路上每转移1 mol电子产生0.25 mol乙二酸，即22.5 g，故D错误。
13．电解法处理氮氧化物废气有较高的环境效益和经济效益(图中电极均为石墨)。
(1)电解NO制备NH4NO3原理如图1所示。
①阳极为________(填“X”或“Y”)，Y的电极反应式为
________________________________________________________________________。
②为使电解产物完全转化为NH4NO3，需要补充的物质A的化学式为________。
(2)用图2装置进行模拟电解NO2气体实验，可回收硝酸。
①电解时NO2发生反应的电极反应式为___________________________________
_____________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②若有标准状况下2.24 L NO2被吸收，通过阳离子交换膜(只允许阳离子通过)的H＋为________mol。
解析：(1)①通过分析装置图1可知Y极上NO转化为NO，则该电极是阳极，失去电子发生氧化反应，电极反应式为NO＋2H2O－3e－===NO＋4H＋。②X电极反应式为NO＋6H＋＋5e－===NH＋H2O；生成一个NH需要得到5个电子，生成一个NO需要失去3个电子，根据转移电子相等知，生成的NH浓度小于NO浓度，要使NO完全转化为NH4NO3，应该加入NH3，所以加入的A为NH3。(2)①通过分析装置图2知左室为电解池的阴极，电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，右室为电解池的阳极，NO2发生氧化反应生成硝酸，电极反应式为NO2＋H2O－e－===NO＋2H＋。②根据阴、阳两极的电极反应式知若有标准状况下 2.24 L NO2被吸收，转移电子0.1 mol，阴极区生成的OH－为0.1 mol，为维持电荷守恒通过阳离子交换膜的H＋为0.1 mol。
答案：(1)①Y　NO＋2H2O－3e－===NO＋4H＋　②NH3
(2)①NO2＋H2O－e－===NO＋2H＋　②0.1
14．能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。
(1)熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。可用熔融的碳酸盐作为电解质，向负极充入燃料气CH4，用空气与CO2的混合气作为正极的助燃气，以石墨为电极材料，制得燃料电池。工作过程中，CO移向________(填“正”或“负”)极，已知CH4发生反应的电极反应式为CH4＋4CO－8e－===5CO2＋2H2O，则另一极的电极反应式为___
________________________________________________。
(2)利用上述燃料电池，按如图1所示装置进行电解，A、B、C、D均为铂电极，回答下列问题。
Ⅰ.甲槽电解的是200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图2所示(气体体积已换算成标准状况下的体积，电解前后溶液的体积变化忽略不计)。
①原混合溶液中NaCl的物质的量浓度为______mol·L－1，CuSO4的物质的量浓度为________mol·L－1。
②t2时所得溶液的pH＝________。
Ⅱ.乙槽为200 mL CuSO4溶液，乙槽内电解的总离子方程式：____________________
_____________________________________________：
①当C极析出0.64 g物质时，乙槽溶液中生成的H2SO4为________mol。电解后，若使乙槽内的溶液完全复原，可向乙槽中加入________(填字母)。
A．Cu(OH)2　　　　　 B．CuO
C．CuCO3 D．Cu2(OH)2CO3
②若通电一段时间后，向所得的乙槽溶液中加入0.2 mol的Cu(OH)2才能恰好恢复到电解前的浓度，则电解过程中转移的电子数为________。
解析：(1)燃料电池工作过程中，熔融盐中的阴离子向负极移动，即CO移向负极。CH4在负极发生氧化反应生成CO2和H2O，该燃料电池的总反应式为CH4＋2O2===CO2＋2H2O，结合得失电子守恒、负极反应式和电池总反应式推知，正极反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO。(2)Ⅰ.①A、B、C、D均为惰性电极Pt，甲槽电解NaCl和CuSO4的混合液，阳极上离子放电顺序为Cl－＞OH－＞SO，阴极上离子放电顺序为Cu2＋＞H＋＞Na＋，开始阶段阴极上析出Cu，阳极上产生Cl2，则题图2中曲线Ⅰ代表阴极产生气体体积的变化，曲线Ⅱ代表阳极产生气体体积的变化。阳极上发生的反应依次为2Cl－－2e－===Cl2↑、4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，由曲线Ⅱ可知，Cl－放电完全时生成224 mL Cl2，根据Cl原子守恒可知，溶液中c(NaCl)＝＝0.1 mol·L－1；阴极上发生的反应依次为Cu2＋＋2e－===Cu、2H＋＋2e－===H2↑，由曲线Ⅱ可知Cu2＋放电完全时，阳极上产生224 mL Cl2和112 mL O2，则电路中转移电子的物质的量为0.01 mol×2＋0.005 mol×4＝0.04 mol，据得失电子守恒可知n(Cu2＋)＝0.04 mol×＝0.02 mol，故混合液中c(CuSO4)＝＝0.1 mol·L－1。②0～t1时间内相当于电解CuCl2，电解反应式为CuCl2Cu＋Cl2↑，t1～t2时间内相当于电解CuSO4，而电解CuSO4溶液的离子反应为2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋，则生成H＋的物质的量为0.005 mol×4＝0.02 mol，则有c(H＋)＝＝0.1 mol·L－1，故溶液的pH＝1。Ⅱ.电解CuSO4溶液时，Cu2＋在阴极放电，水电离的OH－在阳极放电，电解的总离子方程式为2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋。①C极为阴极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，析出0.64 g Cu(即0.01 mol)时，生成H2SO4的物质的量也为0.01 mol。电解CuSO4溶液时，阴极析出Cu，阳极上产生O2，故可向电解质溶液中加入CuO、CuCO3等使电解质溶液完全复原。②加入0.2 mol Cu(OH)2相当于加入0.2 mol CuO和0.2 mol H2O，则电解过程中转移电子的物质的量为0.2 mol×2＋0.2 mol×2＝0.8 mol，即0.8NA个电子。
答案：(1)负　O2＋2CO2＋4e－===2CO
(2)Ⅰ.①0.1　0.1　②1
Ⅱ.2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋
①0.01　BC　②0.8NA

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