第四章 化学反应与电能（复习讲义）化学人教版2019选择性必修1

第四章 化学反应与电能 复习讲义 复习目标 1.学会判断电化学装置中的电极名称及电极反应式的书写。 2.学会原电池、可充电电池、电解池、电镀池判定。 3.学会分析原电池、电解池中离子交换膜的作用。 4.学会电化学的有关计算。 重点和难点 重点：1.在新型化学电源探究过程中，构建原电池模型，并能分析出其电极反应和总反应方程式。 2.对“多池组合”中装置的判断与分析。 难点：对“多池组合”中装置的判断与分析。 █知识点一 电化学装置中电极名称的判断 1．“五类”依据判断原电池电极： （1）依据构成原电池两极的电极材料判断。一般是较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 （2）依据原电池两极发生反应的类型判断。负极发生氧化反应；正极发生还原反应。 （3）依据电子流动方向或电流方向判断。在外电路中，电子由负极流向正极，电流由正极流向负极。 （4）依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 （5）依据原电池盐桥中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 2．“五类”依据判断电解池电极 判断依据 电极 直流电源 电极反应 电子流向 离子移向 电极现象 阳极 与电源正极相连 氧化反应 流出 阴离子移向 电极溶解或pH减小 阴极 与电源负极相连 还原反应 流入 阳离子移向 电极增重或pH增大 效果检测特别提醒/易错提醒/教材延伸 对电极名称判断的深度理解 1.得失电子方向 ①‌负极/阳极‌：发生氧化反应，失去电子（如金属溶解或阴离子放电）。 ②‌正极/阴极‌：发生还原反应，得到电子（如阳离子沉积或气体还原）。 ③特例：电解池中阳极连接电源正极，阴极连接电源负极，与原电池电极命名逻辑相反。 2.‌金属活动性顺序‌ 原电池中较活泼金属为负极（如Mg-Al原电池中Mg为负极）。 3.但需注意：某些金属在特定电解质中会钝化（如铝在浓硝酸中），此时活动性顺序失效‌ 1．关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是    (　　) A．原电池中失去电子的一极为负极 B．原电池中发生氧化反应的一极为正极 C．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极 D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极 【答案】B 【分析】原电池中，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，所以较活泼的金属作负极，较不活泼的电极为正极，电子从负极沿导线流向正极.而电解池的电极与电源有关，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，以此来解答。 【解析】A.原电池中负极失去电子，则失去电子的一极为负极，所以A选项是正确的；B. 一般来说，原电池中相对活泼的一极失去电子，为原电池的负极，故B错误；C.电解池中与电源的连接决定阴极或阳极，则电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极，所以C选项是正确的；D.与电源正极相连的为阳极，得到电子，发生氧化反应，所以D选项是正确的。所以本题答案选B。 2.甲烷燃料电池的工作原理如图，下列说法正确的是 A．a极为正极 B．K+从a极经溶液流向b极 C．工作一段时间后，b极附近的pH会减小 D．a极的电极反应为 【答案】B 【分析】a电极通入甲烷，甲烷发生氧化反应，则a极为负极；b电极通入空气，氧气发生还原反应，b极为正极，据此解答。 【解析】A．a电极通入甲烷，甲烷发生氧化反应，则a极为负极，A错误；B．a极为负极，b极为正极，K+从a极经溶液流向b极，B正确；C．b电极通入空气，氧气发生还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-，即生成OH-，碱性增强，则工作一段时间后，b极附近的pH会增大，C错误；D．a电极通入甲烷，甲烷被氧化生成，则a极的电极反应为：，D错误；故选B。 █知识点二 电化学装置中电极反应式的书写 1．“三步”突破原电池电极反应式的书写： 第一步：分析氧化还原反应 根据氧化还原反应，分析元素化合价的升降，确定正负极反应物质及电子得失数目 第二步：注意电解质溶液环境 分析电解质溶液的酸碱性及离子参加反应的情况，确定电极反应，写出电极反应式 第三步：合并正、负电极反应 调整两极反应式中得失电子数目相等并叠加，消去电子，得出总反应式 2.电解池电极反应式的书写模式： （1）解题流程 （2）阳极阴离子放电次序： 【特别提醒】微粒的浓度也会影响放电的顺序，如电镀锌时，溶液中c(Zn2+)>c(H+)，放电次序 Zn2+>H+。 （3）电解池中电极反应式的书写方法 1)书写步骤 ①首先注意阳极是活性材料还是惰性材料。 ②分析确定溶液中所有阴阳离子并清楚放电顺序。 ③根据放电顺序分析放电产物。 a.阴离子的放电顺序：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。 b.阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。 ④根据电解质溶液的酸碱性确定电极反应式中是否有H＋、OH－或H2O参与；最后配平电极反应式。 2)介质对电极反应式的影响 中性溶液 反应物若是H+得电子或OH-失电子，则H+或OH-均来自水的电离，全部写成H2O 酸性溶液 反应物或生成物中均没有OH- 碱性溶液 反应物或生成物中均没有H+ 水溶液 不能出现O2- 3)电极产物的溶解性对电极反应式的影响。 电解MgCl2溶液时的阴极反应式应为：Mg2＋＋2H2O＋2e－===Mg(OH)2↓＋H2↑，而不是2H＋＋2e－===H2↑。 总反应离子方程式为：Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑。 不能把电解MgCl2溶液的离子方程式写成：2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑，忽视了生成难溶的Mg(OH)2。 效果检测易错提醒 易错点总结 场景 易错原因 纠正方法 ‌碱性环境析氢 H+被误写 改用H2O提供H（如2H2O + 2e-=H2+2OH-） ‌有机物电子转移 碳价态计算错误 按H+/O2-标价或直接分析加氢/氧数 ‌电解池阳极 忽略电极活性 优先判断电极是否参与反应 1．下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是 A．氢氧燃料电池的负极反应式： B．钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式： C．电解熔融NaCl，阴极的电极反应式： D．电解饱和食盐水时，阴极的电极反应式： 【答案】B 【解析】A．氢氧燃料电池中的负极反应为H2-2e－=2H＋，A错误；B．钢铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀过程中的负极反应都是Fe-2e－=Fe2＋，B正确；C．电解熔融NaCl的阴极反应为Na＋＋e－=Na，C错误；D．电解饱和食盐水时阴极反应为2H＋＋2e－=H2↑，D错误；答案选B。 2.用如下图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如下。 下列说法不正确的是 A．压强增大主要是因为产生了 B．整个过程中，负极电极反应式为： C．时，不发生析氢腐蚀，只发生吸氧腐蚀 D．时，正极电极反应式为：和 【答案】C 【分析】Fe在酸性环境下会发生析氢腐蚀，产生氢气，会导致锥形瓶内压强增大；若介质的酸性很弱或呈中性，并且有氧气参与，此时Fe就会发生吸氧腐蚀，吸收氧气，会导致锥形瓶内压强减小，据此分析解答。 【解析】A．根据分析可知，酸性较强，因此锥形瓶中的Fe粉能发生析氢腐蚀，析氢腐蚀产生氢气，因此会导致锥形瓶内压强增大，故A正确；B．锥形瓶中的Fe粉和Cu粉与酸溶液共同构成了原电池，Fe粉作为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为：，故B正确；C．若pH=4.0时，若只发生吸氧腐蚀，那么锥形瓶内的压强会有下降，但图中pH=4.0时，锥形瓶内的压强几乎不变，说明除了吸氧腐蚀，Fe粉还发生了析氢腐蚀，消耗氧气的同时也产生了氢气，因此锥形瓶内压强几乎不变，故C错误；D．由图可知，pH=2.0时，锥形瓶内的溶解氧减少，说明有消耗氧气的吸氧腐蚀发生，同时锥形瓶内的气压增大，说明有产生氢气的析氢腐蚀发生，因此，正极反应式有：和，故D正确；故答案选C。 █知识点三 多池串联装置中电池类型的判断 1.直接判断： （1）非常直观明显的装置，如燃料电池、铅酸蓄电池等为原电池，则其他装置为电解池。如下图所示，A为原电池，B为电解池。 （2）若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条件判定； （3）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同则为电镀池； （4）若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能发生自发氧化还原反应的装置为原电池。 2.根据电池中的电极材料和电解质溶液判断： （1）原电池一般是两种活动性不同的金属电极或一个金属电极和一个石墨电极；原电池中的电极材料一般能和电解质溶液发生自发的氧化还原反应。 （2）电解池一般是两个惰性电极，如两个铂电极或两个石墨电极，只根据电极材料一般不能判断出电池类型，往往还需要结合电解质溶液进行判断。电解池的电极材料一般不能和电解质溶液反应。如下图所示，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，如下图所示。 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。 4.可充电电池的判断：放电时相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当于电解池，放电时的正极变为电解池的阳极，与外电源正极相连，负极变为阴极，与外电源负极相连。 效果检测 1．（2025·河南·模拟预测）硅是目前已知比容量最高的锂离子电池负极材料。某硅基钴酸锂电池的工作原理如图所示。已知充电时硅基电极反应式为。下列说法正确的是 A．右侧电极通过锂离子的脱嵌与嵌入实现充、放电 B．闭合K2，电极发生还原反应 C．闭合K1，电极的电极反应式为 D．闭合K2，当电路中转移0.1mol电子时，理论上左室电解质质量减少0.7g 【答案】A 【分析】由题干图示信息可知，闭合K1时，该装置为原电池，Si电极为电池的负极，电极反应为：，为正极，电极反应为：；当闭合K2时，该装置为电解池，Si电极为电解池的阴极，电极反应为：，为阳极，电极反应为：，据此分析解题。 【解析】A．由分析可知，放电时，右侧电极为正极，电极反应式为，电极发生Li+嵌入；闭合，该电池为电解池，电极为电池的阳极，阳极的电极反应式为，电极发生Li+脱嵌，故A正确；B．据分析，闭合K2时是充电过程，即为电解池，电极为阳极，发生氧化反应，故B错误；C．据分析，闭合K1时，电极为正极，电极反应为，故C错误；D．闭合K2，左室电解质中的Li+在阴极上与Si反应生成LixSi，但是右侧Li+会从阳极室穿过锂离子导体膜移动到阴极室，理论上左室电解质质量不变，故D错误；故答案为A。 2．（2025·四川巴中·三模）采用中性红试剂利用电解原理直接捕获空气中的二氧化碳的装置图如下，下列说法正确的是 已知：中性红NR：，： A．若用铜锌原电池进行电解，a极接铜锌原电池的板 B．电解时，极的电极反应式为： C．装置中离子交换膜为阴离子交换膜 D．左储液罐发生反应的离子方程式为： 【答案】D 【分析】由图可知，装置中a极与转化为和，N元素化合价升高，发生氧化反应，所以a为阳极，与直流电源正极相连。电极为阴极，与直流电源负极相连，在阴极得到电子发生还原反应生成。 【解析】A．a极是阳极，应接原电池的正极，铜锌原电池中是负极，故A错误；B．电极为阴极，水分子作用下在阴极得到电子发生还原反应生成，电极反应式为，故B错误；C．由b电极的电极反应式可知，溶液中氢氧根浓度增大，要保持溶液中电荷守恒，需要将电极产生的阳离子转移到极区，则装置中离子交换膜为阳离子交换膜，故C错误；D．由a电极的电极反应式可知，反应物需要碳酸氢根，左储液罐需要产生碳酸氢根供给，则左储液罐发生反应的离子方程式为，故D正确；故选D。 █知识点四 离子交换膜在电化学中的综合应用 1．离子交换膜的作用 （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Cl2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H2混合发生爆炸)。 （2）用于物质的分离、提纯等。 （3）用于物质的制备。 2．离子交换膜的类型 根据透过的微粒，离子交换膜可以分为多种，在高考试题中主要出现过阳离子交换膜、阴离子交换膜和质子交换膜三种。阳离子交换膜只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过，质子交换膜只允许质子(H＋)通过。 3．离子交换膜类型的判断 根据电解质溶液呈电中性的原则，判断膜的类型： （1）首先写出阴、阳两极上的电极反应，依据电极反应式确定该电极附近哪种离子剩余。 （2）根据溶液呈电中性，判断出离子移动的方向，从而确定离子交换膜的类型。 4．定量关系 外电路电子转移数＝通过隔膜的阴、阳离子带的负或正电荷数。 5．解答步骤 第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜、质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。 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。 效果检测易错提醒 规避离子交换膜的典型易错点 1.忽略实际生产需求：高考题常结合生产实际，膜的选择需以高效制备产品为导向（如减少杂质、节能）。 2.‌混淆膜类型与离子迁移方向‌ ①阴膜允许阴离子通过，但阴离子实际迁移方向由电场力决定（向阳极）； ②若误判电极极性会导致迁移方向错误。 3.‌电荷守恒计算遗漏：多室电解中，通过膜的离子数量需与电子转移数匹配。‌ 1．（24-25高三上·山东淄博·期末）利用电解原理吸收并实现的脱除，装置如图所示。是弱酸，忽略与水的反应。下列说法错误的是 A．极为负极 B．隔膜为质子交换膜 C．阴极电极反应式： D．在相同条件下，吸收和的体积比为 【答案】D 【分析】根据图示，左边反应室经反应后生成H2S2O4，S元素的化合价降低，电源a是负极，b是正极，电解池中，硫酸的浓度增大，H+应该向左边移动，所以离子交换膜应该是阳离子交换膜 【解析】A．根据分析，电源a是负极，b是正极，A正确；B．右边阳极室发生反应，硫酸的浓度增大，H+应该向左边移动，所以离子交换膜应该是阳离子交换膜，B正确；C．阴极得电子，经反应后生成H2S2O4，电极反应式：，C正确；D．S元素由+4升高到+6，失2个电子，N元素由+2降低到0价，得到2个电子，根据得失电子守恒，在相同条件下，吸收和的体积比为，D错误；故选D。 2．（24-25高一下·山东烟台·期中）浓差电池是利用电解质浓度不同而产生电流的一类电池。以浓差电池为电源，用浆液制备并获得副产品的装置如图。 已知：①；②。 下列说法正确的是 A．电极电势：()() B．惰性电极()的电极反应式为 C．膜，膜均应选用阴离子交换膜 D．导线中通过，理论上电解池的阳极室溶液质量增加 【答案】CD 【分析】从图中可知，左侧为浓差电池，右边为电解池。在浓差电池中，右侧溶液中Cu2+浓度大，离子的氧化性强，所以Cu(Ⅱ)电极为正极、电极上发生得电子的还原反应，电极反应为Cu2++2e-=Cu，Cu(I)电极为负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+；惰性电极(I)与Cu(Ⅱ)相连，则惰性电极(I)为阳极，电极上阳极上水失电子生成O2和H+，电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+，溶液中，总电极反应为，惰性电极(I)附近生成Na2Cr2O7和氧气；因此惰性电极(Ⅱ)为阴极，电极上水发生得电子的还原反应生成H2，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，惰性电极(Ⅱ)附近生成NaOH和氢气。 【解析】A．根据分析可知，右侧溶液中Cu2+浓度大，离子的氧化性强，则电极电势：Cu(Ⅱ) ＞Cu(I)，故A错误；B．根据分析可知，惰性电极(Ⅱ)的电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，故B错误；C．Cu(Ⅱ)附近Cu2+减少，Cu(I)附近Cu2+增加，不参与反应，则从右到左跨越膜a，惰性电极(Ⅱ)附近生成OH-，浓度不变，惰性电极(I)附近转化为，因此需要补充，因此从从左到右跨越膜b，因此膜，膜均应选用阴离子交换膜，故C正确；D．导线中通过，阳极转入2mol ，同时产生1mol氧气，质量变化为2mol×116g/mol-1mol×32g/mol =200g，故D正确；故答案为CD。 █知识点五 电化学的有关计算 原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据是电子转移守恒，分析时要注意两点： （1）串联电路中各支路电流相等； （2）并联电路总电流等于各支路电流之和。在此基础上分析处理其他各种数据，如下图所示。 图中甲是原电池，乙是电解池，若电路中有0.2mol电子转移，则Zn极溶解6.5gZn，Cu极上析出2.24L(标准状况)H₂，Pt极上析出0.1molCl₂，C极上析出6.4gCu。甲池中H+被还原成H₂，溶液pH变大：乙池中是电解CuCl₂，电解后再加入适量CuCl₂固体可使溶液复原。 （3）电解池计算的计算 ①正确书写电解过程中各电极或各阶段的电极反应式。 ②在同一电路中，根据各电极得失电子数相等建立等量关系(若分阶段电解，则每个电极各阶段的电极反应式转移电子数总和相等)或根据电解总反应式列比例式计算。 （4）判断电解后溶液pH变化的方法 根据原溶液的酸碱性和电极产物即可对电解后溶液pH的变化作出正确的判断，其方法如下： ①若电极产物只有H2而无O2，则pH变大。 ②若电极产物只有O2而无H2，则pH变小。 ③若电极产物既有O2又有H2，原溶液呈酸性则pH变小，原溶液呈碱性则pH变大，原溶液呈中性则pH不变。 效果检测教材延伸 "电子守恒是主线，价变产物紧关联；迁移电荷两平衡，体积放电顺序验。" 1．（2025·湖南·三模）工业生产产生的氨逸到空气中会造成污染，科学家采用石墨烯作电极材料设计了一种新型绿色处理尾气中的方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示。下列说法正确的是 A．极接直流电源的负极，发生氧化反应 B．极的电极反应式为 C．当电解质溶液中传导时，有穿过质子交换膜 D．若用铅酸蓄电池作电源，当电源负极增重时，极消耗(折合成标准状况) 【答案】B 【分析】图中的电化学过程涉及电解池原理，在N极被氧化为N2，则N极为阳极，阳极式为；M极为阴极，在阴极得到电子被还原为，阴极式为，M极产生的可再被氧气氧化为，反应的离子方程式为。 【解析】A．结合分析知，在M极得到电子被还原为，则极为电解池的阴极，接直流电源的负极，发生还原反应，A项错误；B．极为阳极，电极反应式为，B项正确；C．电子可从导线过，电解质溶液不能传导电子，C项错误；D．若用铅酸蓄电池作电源，电源负极的反应式为，负极增重时，参与反应的为0.05mol，电路中转移电子0.1mol，结合M极式知，极产生的为0.1mol，再根据知，反应消耗的为0.025mol，其标况下的体积为，D项错误；故选B。 2．（2025·湖北武汉·二模）羟基自由基具有极强的氧化能力，它能有效地氧化降解废水中的有机污染物。在直流电源作用下，利用双极膜电解池产生羟基自由基处理含苯酚废水和含甲醛废水，原理如图所示。已知：双极膜中间层中的解离为和。下列说法错误的是 A．M极电极反应式： B．电极电势：N>M C．每处理甲醛，理论上有0.8molH+透过膜b D．通电一段时间后，理论上苯酚和甲醛转化生成物质的量之比为7∶6 【答案】D 【分析】由图可知，M电极通入O2，发生反应生成自由基•OH，反应式为：O2+2e-+2H+=2•OH，M作阴极，N为阳极，以此解答。 【解析】A．M电极通入O2，发生反应生成自由基•OH，反应式为：O2+2e-+2H+=2•OH，M作阴极，故A正确；B．由上述分析可知，M作阴极，N为阳极，故电极电势：N>M，故B正确；C．甲醛与•OH反应生成CO2的反应：HCHO-4e-+4OH-+•OH=CO2+4H2O，6.0 g甲醛为0.2mol，有0.8mol H+透过膜b，故C正确；D．根据氧化还原反应规律，1mol甲醛生成CO2转移4mole-，1mol苯酚生成CO2转移28mol e-，理论上苯酚和甲醛转化生成CO2物质的量之比为6：7，故D错误；答案选D。 █知识点六 电化学问题分析的基本思路 1.有关原电池的解题思路 解决原电池问题时，一般的思维程序是：判断参加正、负极反应的物质→电极产物→电子和离子的移动方向→电极反应方程式→原电池反应方程式→现象、计算 2.有关电解问题的基本思路 根据电源正负极确定电极名称或根据化合价变化→根据溶液环境确定电极产确定电极反应物物→书写并分析电极反应→讨论电解变化并根据守恒计算或根据实质复原。 （1）通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H+和OH-)。 （2）通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁先放电(注意活泼金属作阳极时阳极本身被氧化)。 （3）写电极反应，并结合题目要求分析电解结果，如两极现象，水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH的变化等。 效果检测教材延伸 “池型电极先判清，反应守恒是核心，离子迁移看电荷，膜选隔离或提纯！” 1．（2025·广东·高考真题）一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上减少；电极材料每转移1mol电子，对应的理论容量为。下列说法错误的是 A．充电时Ⅱ为阳极 B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低 C．放电时负极反应为： D．充电时16gS能提供的理论容量为 【答案】B 【分析】放电时，电极Ⅱ上减少，说明MnO2转化为Mn2+，化合价降低，发生还原反应，为原电池的正极，由于电解质溶液为MnSO4，故电解质应为酸性溶液，正极反应为：；则电极Ⅰ为原电池负极，MnS失去电子生成S和Mn2+，负极反应为：。 【解析】A．由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，故充电时电极Ⅱ为阳极，A正确；B．由分析可知，放电时电极Ⅱ为正极，正极反应为：，反应消耗，溶液的pH升高，B错误；C．由分析可知，放电时电极Ⅰ为原电池负极，负极反应为：，C正确；D．根据放电时负极反应，可知充电时阴极反应为，每消耗16gS，即0.5molS，转移1mol电子，据题意可知，能提供的理论容量为26.8A⋅h，D正确；故选B。 2．（2025·北京·高考真题）用电解溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。 实验 电极I 电极Ⅱ 电压/V 关系 i 石墨1 石墨2 a ii 石墨1 新石墨 b iii 新石墨 石墨2 c iv 石墨1 石墨2 d 下列分析不正确的是 A．，说明实验i中形成原电池，反应为 B．，是因为ii中电极Ⅱ上缺少作为还原剂 C．，说明iii中电极I上有发生反应 D．，是因为电极I上吸附的量：iv>iii 【答案】D 【分析】按照图1电解溶液，石墨1为阳极，发生反应，石墨1中会吸附少量氧气；石墨2为阴极，发生反应，石墨2中会吸附少量氢气；图2中电极Ⅰ为正极，氧气发生还原反应，电极Ⅱ为负极。 【解析】A．由分析可知，石墨1中会吸附少量氧气，石墨2中会吸附少量氢气，实验i会形成原电池，，反应为2H2+O2=2H2O，A正确；B．因为ii中电极Ⅱ为新石墨，不含有H2，缺少作为还原剂，故导致，B正确；C．图2中，电极Ⅰ发生还原反应，实验iii中新石墨可能含有空气中的少量氧气，c＞0，说明iii中电极I上有发生反应，C正确；D．，实验iii与实验iv中电极Ⅰ不同，，是因为电极I上吸附的量：iv>iii，D错误；故选D。 █考点一 电化学装置中的电极名称和电极反应式的书写 【例1】钴酸锂()电池工作原理如下图，A极材料是金属锂和石墨的复合材料(石墨作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，电池反应式。下列说法不正确的是 A．充电时，由极区域移向极区域 B．充电时，A为阴极，发生还原反应 C．放电时，B为正极，电极反应式为 D．废旧钴酸锂()电池进行“放电处理”使锂元素富集至正极，有利于回收 【答案】A 【分析】根据电池反应式知，负极反应式为：，正极反应式为：，所以A是负极、B是正极，充电时，A接电源的负极，作为阴极，B接电源的正极，作为阳极，据此作答。 【解析】A．充电时，A是阴极、B是阳极，锂离子向阴极移动，则Li+从B流向A，故A错误；B．根据分析可知，充电时，A为阴极，阴极上发生还原反应，电极反应式为：，故B正确；C．根据分析可知，放电时，B为正极，正极反应式为：，故C正确；D．根据电池反应式知，放电时，负极产生锂离子，锂离子向正极移动并进入正极材料中得到LiCoO2，更有利于从正极中回收锂，故D正确；故答案选A。 解题要点 1.判断原电池正负极的6种方法 2.阴、阳极的判断方法 （1）根据外接电源:正极接阳极，负极接阴极。 （2）根据电流方向:从阴极流出，从阳极流入。 （3）根据电子流向:从阳极流出，从阴极流入。 （4）根据离子移向:阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。 （5）根据电极产物:阳极——电极溶解、逸出O2(或阳极区酸性增强)或Cl2；阴极——析出金属、逸出H2(或阴极区碱性增强)。 （6）根据反应类型:阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。 3.电极方程式的书写类似于一个完整的氧化还原型离子方程式的配平，先由信息分离出反应物和生成物，然后配平参与变价的离子或物质，再根据介质(酸碱性或熔融化合物)调节电荷守恒，最后用原子个数守恒检查电极反应式是否正确。 【变式1-1】下列有关化学用语表示正确的是 A．氢氧碱性燃料电池的负极反应式为： B．电解精炼铜时，阴极的电极反应式为： C．工业上电解氯化铝生产铝，阴极反应式： D．惰性电极电解氯化镁溶液离子方程式为： 【答案】B 【解析】A．氢氧碱性燃料电池的负极反应式为：，A错误；B．解精炼铜时，阴极上发生还原反应，Cu2+得电子生成Cu单质，电极反应式为：，B正确；C．工业上电解氧化铝生产铝，不能电解氯化铝，氯化铝是共价化合物，熔融状态不能导电，C错误；D．惰性电极电解氯化镁溶液离子方程式为：，D错误；答案选B。 【变式1-2】电解苯酚的乙腈((CH₃CN)水溶液可在电极上直接合成扑热息痛()。装置如图，电极材料均为石墨。下列说法不正确的是 A．电极a为负极 B．电极c的反应式为 C．装置工作时，乙室溶液pH减小 D．合成1mol扑热息痛，理论上甲室溶液质量增重64g 【答案】C 【分析】电解苯酚的乙腈((CH₃CN)水溶液可在电极上直接合成扑热息痛，可知丙装置为电解池，左侧装置为原电池。原电池中硫酸根离子由乙池向甲池移动，则a是负极、b是正极。电解池中的d电极与原电池负极相连，d是阴极；c与原电池中的正极相连，c是阳极。 【解析】A．左侧装置为原电池，硫酸根离子由乙池向甲池移动，则a是负极、b是正极，故A正确；B． 电极c为阳极，CH3CN在电极c上失去电子发生氧化反应，并与苯酚反应生成扑热息痛，电极反应式为+CH3CN+H2O-2e- =+2H+，B正确；C．乙是原电池正极，装置工作时，乙室发生反应H2O2+2e-+2H+=2H2O，反应时c(H+)减小，溶液pH增大，C错误；D．根据＋CH3CN+H2O-2e- =+2H+，合成1mol扑热息痛，转移2mol电子；甲是原电池负极，负极反应式为H2O2-2e-+2OH-=2H2O+O2↑，转移2mol电子，理论上甲室放出1mol氧气，同时有1mol硫酸根离子从乙室移入甲室，甲室溶液质量增重96g/mol×1mol-32g/mol×1mol=64g，故D正确；选C。 █考点二 电化学装置中的离子交换膜的作用分析 【例2】如图所示装置，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断不正确的是 A．a是电源的负极 B．当通过质子交换膜的H+为0.2mol时，左侧电极Ⅰ所在区域溶液质量减轻了27g C．Cl-通过阴离子交换膜由左向右移动 D．当0.01molFe2O3完全溶解时，至少产生氧气0.336L(标准状况下) 【答案】B 【分析】由题意可知，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，氧元素价态升高失电子，故石墨电极Ⅱ为阳极，电极反应式为2H2O−4e−＝O2↑＋4H＋，石墨电极Ⅰ为阴极，电极反应式为Cu2＋＋2e−＝Cu，据此作答。 【解析】A．由石墨电极Ⅱ产生氧气可知，电极Ⅱ为阳极，电极I为阴极，则a是电源的负极，故A正确；B．随着电解的进行，铜离子在阴极得电子生成铜单质，Cl-需通过阴离子交换膜由左向右移动从而保持溶液的电中性，当通过质子交换膜的为时，左侧电极I所在区域溶液中0.1mol铜离子得电子，0.2mol氯离子通过阴离子交换膜由左向右移动，相当于减轻0.1mol氯化铜的质量，质量减轻了，故B错误；C．随着电解的进行，铜离子在阴极得电子生成铜单质，Cl-需通过阴离子交换膜由左向右移动从而保持溶液的电中性，故C正确；D．0.01mol Fe2O3完全溶解时，则消耗0.06mol氢离子，生成0.015mol氧气，则至少产生气体336mL(折合成标准状况下)，故D正确；故选B。 解题要点 电化学装置中的“离子交换膜” （1）膜的作用：阳离子交换膜允许阳离子通过，不允许阴离子通过；阴离子交换膜允许阴离子通过，不允许阳离子通过；质子交换膜允许质子通过而避免不同电极区域内某些离子间的反应。 （2）阴、阳离子、质子交换膜的判断 种类 允许通过的离子及移动方向 说明 阳离子交换膜 阳离子→移向电解池的阴极或原电池的正极 阴离子和气体不能通过 阴离子交换膜 阴离子→移向电解池的阳极或原电池的负极 阳离子和气体不能通过 质子交换膜 质子→移向电解池的阴极或原电池的正极 只允许H+通过 双极膜（由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜） 在直流电场的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-并分别通过阴膜和阳膜，作为H+和OH-离子源 两极的阴阳离子不通过双极模 （3）判断离子交换膜的类型，判断离子的迁移方向，书写电极反应式，判断电极产物 如三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如下图所示，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SO42-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。根据电解池原理可判断阴、阳离子的移动方向，从而确定离子交换膜的类型。然后可书写电极反应式，判断电极产物。 （4）在电解池中，各池中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动． （5）各池中的阳离子只能透过阳膜向阴极移动而不能向阳极移动；各池中的阴离子只能透过阴膜向阳极移动 而不能向阴极移动． （6）若某室中同时有阴、阳离子进入，二者结合的产物即为该室产品；若某室中同时有阴、阳离子移出(或消耗)，则二者结合的产物即为该室消耗的物质； 若某室中既有离子进入，又有离子移出(或消耗)，进入离子与原溶液中未移出(或消耗)的离子结合的产物即为该室产品． （7）在同一电解池或串联的各个电解池中，相同时间内，通过各离子交换膜的离子所带电量与通过外电路的电子所带电量相等． （8）在电解池中，阳离子移向的方向为阴极，通过的交换膜为阳膜；阴离子移向的方向为阳极，通过的交换膜为阴膜． (9)若离子交换膜为单质子交换膜，一般阳极反应要生成H＋，阴极反应要消耗H＋。 【变式2-1】科学家设计了一套电解装置，图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH，并在直流电场作用下分别向两极迁移，如图所示。下列叙述错误的是 A．电极电势：催化电极a>催化电极b B．双极膜的右侧是阳离子交换膜 C．阳极反应式为-6e-+6OH-=+4H2O D．标准状况下，每消耗33.6LCO2会生成1mol 【答案】D 【分析】催化电极b上二氧化碳转化为甲酸，化合价降低，得电子，发生还原反应，故催化电极b为阴极(与电源负极相连)，催化电极a为阳极。 【解析】A．阳极电极电势大于阴极电极电势，故电极电势：催化电极a>催化电极b，A正确；B．阴极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH，消耗氢离子，故双极膜产生的氢离子会迁移到双极膜右侧，即双极膜右侧为阳离子交换膜，B正确；C．阳极上有机物中的-CH2OH、-CHO均被氧化为羧基，阳极反应式为-6e-+6OH-= +4H2O，C正确；D．结合选项B和电极上得失电子守恒，标准状况下，每消耗33.6LCO2会转移3mol e-，生成0.5mol，D错误；故答案选D。 【变式2-2】三室式电渗析法将含废水处理并得到两种常见的化工产品，原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜。下列叙述正确的是 A．阴极附近碱性增强 B．阳极区电解质溶液可以是稀NaOH溶液 C．ab为阴离子交换膜，cd为阳离子交换膜 D．当阴极产生1mol气体时，ab膜通过的离子数目为 【答案】A 【分析】由图可知左侧为阴极区，右侧为阳极区，两膜中间的和可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室，根据电解池“异性相吸”，则通电后通过中间隔室的阴离子交换膜（cd）向阳极迁移，阳极区中水电离出的氢氧根失去电子，氢离子和硫酸根结合形成硫酸得到产品2，同理左侧得到产品1为NaOH，同时为了增强两极的导电能力且不引入新杂质，阴极区应该使用稀NaOH溶液，阳极区使用稀硫酸。 【解析】A．阴极反应为，因此阴极附近碱性增强，A正确；B．由分析可知，阳极区电解质溶液可以是稀硫酸溶液，B错误；C．由分析可知，ab为阳离子交换膜，cd为阴离子交换膜，利于形成产品，C错误；D．当阴极产生1mol H2时，电路中转移的电子数为，故ab膜通过的数目为，D错误；故选A。 █考点三 “多池组合”中装置的判断与分析 【例3】二甲醚一氧气燃料电池具有启动快、效率高等优点，用二甲醚—氧气燃料电池电解甲基肼制氢的装置如图所示，其中均为情性电极。下列说法正确的是 A．M极的电极反应式为 B．甲中端通入的是 C．乙中的交换膜是阴离子交换膜，OH-透过交换膜向N极移动 D．理论上，当生成时，消耗的质量为2.3g 【答案】A 【分析】装置图1分析可知，氢离子移向的电极为正极，X为负极，二甲醚失电子发生氧化反应，结合电极反应判断电极附近pH变化，Y为正极，电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为二甲醚失电子生成二氧化碳，结合原子守恒和电荷守恒写出电极反应为：CH3OCH3+3H2O-12e－=2CO2+12H＋； 氧气在正极发生还原反应，；图2是电解池，N是阴极，H2O得电子发生还原反应：2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑，M极是阳极，发生氧化反应：，据此分析解答。 【解析】电解池中M是阳极，阳极上CH3−NH−NH2发生失去电子的氧化反应生成CO和N2，电极反应式为，A正确；B．由分析可知，与阴极N相接的电极X为负极，负极反应式为CH3OCH3−12e−＋3H2O＝2CO2＋12H＋，故甲中端通入的是CH3OCH3，B错误；C．N为阴极，水电离的氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阳极消耗OH-，阴极生成OH-，则离子交换膜是阴离子交换膜，OH-透过交换膜向M极移动，参与电极反应，C错误；D．理论上，CH3OCH3~12e－~6H2，当生成标准状况下6.72LH2时，消耗CH3OCH3的质量为=2.3g，但题目中没有说明生成的氢气的状态，D错误；答案选A。 解题要点 原电池、电解池、电镀池判定 （1）若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条件判定； （2）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同则为电镀池； （3）若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能发生自发氧化还原反应的装置为原电池。 （4）可充电电池的判断：放电时相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当于电解池，放电时的正极变为电解池的阳极，与外电源正极相连，负极变为阴极，与外电源负极相连。 【变式3-1】某同学组装了如下图所示的电化学装置，电极Ⅰ材质为，其他电极材质均为，下列说法正确的是 A．电极Ⅱ逐渐溶解 B．电极Ⅰ发生还原反应 C．电流方向：电极Ⅳ电极Ⅰ D．电极Ⅲ的电极反应： 【答案】C 【分析】烧杯I和II共同组成了一个原电池，I为负极，II为正极，所以第三个烧杯为电解池，III为电解池的阳极，Cu电极放电，IV为电解池的阴极，铜离子放电。 【解析】A．铜离子在电极II上得电子，不断生成铜单质附着在电极表面，电极不会溶解，A错误；B．电极I是原电池的负极，发生氧化反应，B错误；C．电流由原电池的正极经用电器流向原电池的负极，所以电流方向：电极Ⅳ电极Ⅰ，C正确；D．III为电解池的阳极，Cu电极放电，电极反应式：，D错误；答案选C。 【变式3-2】相同金属在不同浓度的盐溶液中可形成浓差电池。如图所示是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)的装置，可以制得、、、NaOH。下列说法不正确的是 A．a电极的电极反应为 B．离子交换膜c、d分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 C．电池放电过程中，电极的电极反应为 D．电池从开始工作到停止放电，电解池阳极区理论上可生成 【答案】D 【分析】浓差电池中，左侧溶液中Cu2+浓度大，离子的氧化性强，所以Cu（1）电极为正极，电极上发生得电子的还原反应，电极反应为Cu2++2e-=Cu，则Cu（2）电极为负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+；电解槽中a电极为阴极，b电极为阳极，阳极上H2O失电子生成氧气和氢离子，电极反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极上H2O发生得电子的还原反应生成H2，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，则钠离子通过离子交换膜c生成NaOH，为阳离子交换膜，硫酸根通过离子交换膜d生成硫酸、为阴离子交换膜，据此分析解答。 【解析】A．由上述分析可知，a电极为阴极，电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，A不符合题意；B．由上述分析可知，离子交换膜c、d分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜，B不符合题意；C．Cu（2）电极为负极，电极反应式为Cu-2e-=Cu2+，C不符合题意；D．当浓差电池中左右两槽中Cu2+浓度相等时，停止放电，即Cu（1）电极槽中c(Cu2+)==1.5mol/L时，停止放电，Δn(Cu2+)=2L×1mol/L=2mol，共转移4mol电子，根据阳极电极反应式2H2O-4e-=O2↑+4H+可知共生成4mol H+，即2mol H2SO4，D符合题意；故选D。 █考点四 电化学的有关计算 【例4】500mLKCl和Cu(NO3)2的混合溶液中c(Cu2+)=0.2mol/L，用石墨作电极电解此溶液，通电一段时间后，两电极均收集到5.6L(标准状况下)气体，假设电解后溶液的体积仍为500mL，下列说法正确的是 A．原混合溶液中c(Cl-)=0.3mol/L B．上述电解过程中共转移0.5mol电子 C．电解得到的无色气体与有色气体的体积比为7∶3 D．电解后溶液中c(OH-)=0.1mol/L 【答案】C 【分析】石墨做电极电解KCl和Cu(NO3)2混合溶液，阴极先后发生两个反应：Cu2++2e-=Cu、2H2O+2e-=H2↑+2OH-，n(Cu2+)=0.1mol，n(H2)==0.25mol，可得转移电子0.7mol，阳极电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑、2H2O-4e-=O2↑+4H+，设生成Cl2xmol，生成O2ymol，x+y=0.25，2x+4y=0.7，解得x=0.15，y=0.1，即n(Cl2)=0.15mol，n(O2)=0.1mo l，n(Cl-)=0.3mol，c(Cl-)==0.6mol⋅L-1，据此分析计算。 【解析】A．由分析可知，原混合溶液中c(Cl-)=0.6mol/L，A错误；B．由分析可知，上述电解过程中共转移0.7mol电子，B错误；C．由分析可知，上述电解得到0.25molH2、0.1molO2、0.15molCl2，故电解得到的无色气体与有色气体的体积比为(0.25mol+0.1mol)：0.15mol=7∶3，C正确；D．电解后生成无色气体n(H2)=0.25mol，生成氧气物质的量n(O2)=0.1mo l，溶液中氢氧根离子物质的量=0.5mol-0.4mol=0.1mol，c(OH-)==0.2mol⋅L-1，D错误；故答案为：C。 解题要点 有关电化学计算的三大方法 （1）根据电子守恒计算 用于串联电路中电解池阴阳两极产物、原电池正负两极产物、通过的电量等类型的计算，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) 【变式4-1】“碳中和”可有效解决全球变暖，在稀硫酸中利用电催化可将CO2同时转化为多种燃料，其原理如图所示。下列说法错误的是 A．离子交换膜为阳离子交换膜 B．铜电极上产生CH3CHO的电极反应式为 C．每产生32gO2，外电路中有2mol电子通过 D．若铜电极上只生成5.6gCO，则铜极区溶液质量增加3.6g 【答案】C 【解析】A．电解池中阳极区产生H+，阴极区消耗H+，H+向阴极移动，离子交换膜为阳离子交换膜，A正确；B．铜电极上产生CH3CHO的电极反应式为，B正确；C．每产生32gO2，电路中有4mol电子通过，C错误；D．铜电极为阴极，若铜电极上只生成5.6gCO，即n(CO)=0.2mol，发生反应：，溶液质量仅增重0.2molH2O的质量，即0.2mol×18g·mol-1=3.6g，D正确；答案选C。 【变式4-2】如下图所示，利用N2H4、O2和KOH溶液制成燃料电池(总反应式为N2H4 + O2 = N2+2H2O)，模拟氯碱工业。下列说法正确的是 A．甲池中负极反应为N2H4 – 4e- = N2 + 4H+ B．乙池中出口G、H处气体分别为H2、Cl2 C．乙池中离子交换膜为阴离子交换膜 D．当甲池中消耗32 g N2H4时，乙池中理论上最多产生142g Cl2 【答案】D 【分析】甲池为燃料电池，通入肼的电极为负极，通入氧气的电极为正极，负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，乙池为电解池，与负极相连的右侧电极为阴极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，与正极相连的左侧电极为阳极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，据此分析解答。 【解析】A．甲池中为原电池反应，对应的电极反应式是：正极O2+4e-+2H2O=4OH-，负极N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，故A错误；B．乙池为电解池，与负极相连的右侧电极为阴极，电极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，与正极相连的左侧电极为阳极，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，故乙池中出口G、H处气体分别为Cl2、H2，故B错误；C．乙池发生的是电解池反应，阴极反应为2H2O+2e-=2OH-+H2↑，溶液中的钠离子通过阳离子交换膜移向阴极，由F出口得到氢氧化钠溶液，故乙池中离子交换膜为阳离子交换膜，故C错误；D．负极反应为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O，当甲池中消耗32g即=1molN2H4时，转移4mol电子，阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，产生2molCl2，故乙池中理论上最多产生2mol×71g/mol=142gCl2，故D正确；答案选D。 基础应用 1．下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是 A．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为 B．船底镶嵌锌块，锌发生还原反应而被消耗，以保护船体 C．酸性氢氧燃料电池的正极反应式为 D．铅蓄电池充电时，标示“+”的接线柱连电源的正极，电极反应式为 【答案】D 【解析】A．粗铜精炼时，与电源正极相连的是阳极，所以是粗铜，而不是纯铜，电极反应式为，A错误；B．船底镶嵌锌块是牺牲阳极的阴极保护法，金属锌发生氧化反应，B错误；C．酸性氢氧燃料电池中，正极氧气得到电子发生还原反应生成水：，C错误；D．铅蓄电池充电时，标示“＋”的接线柱连外界电源的正极作阳极失电子发生氧化反应，电极反应式为：，D正确；故选D。 2．有关金属的腐蚀与防护，下列说法正确的是 A．铁与电源正极连接可实现电化学保护 B．当镀锡铁和镀锌铁镀层破损时，后者更易被腐蚀 C．在钢铁表面进行发蓝处理，生成四氧化三铁薄膜保护金属 D．阳极氧化处理铝制品生成致密的保护膜属于电化学保护法 【答案】C 【解析】A．铁与电源负极连接作阴极可实现电化学保护，A错误；B．当镀锡铁和镀锌铁镀层破损时，前者铁比锡活泼，破损后铁作负极被氧化，后者铁比锌稳定，破损后铁作正极被保护，B错误；C．在钢铁表面进行发蓝处理，生成四氧化三铁薄膜保护金属，C正确；D．电化学保护法是将要保护的金属与外接电源负极连接，D错误；故选C。 3．下列叙述中错误的是 A．电解精炼铜时，粗铜应该和外接电源正极相连做阳极 B．电解法冶炼金属时，可通过电解MgCl2溶液获得金属镁 C．镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈 D．可将钢铁设备与电源的负极相连以防止钢铁腐蚀 【答案】B 【解析】A．电解精炼铜时，粗铜做阳极，纯铜做阴极，故A正确；B．Mg是活泼金属，应该采用电解熔融氯化镁的方法冶炼，如果电解氯化镁溶液，阴极上氢离子放电而不是镁离子放电，所以得不到Mg，故B错误；C．镀铜铁制品镀层受损后形成原电池，铁作负极被腐蚀，所以铁制品比受损前更容易生锈，故C正确；D．钢铁设备与外加电源的负极相连做阴极，在电解池中，阴极被保护，能减缓腐蚀速度，故D正确；答案选B。 4．有关下图所示该熔融碳酸盐燃料电池的说法正确的是 A．电极A上发生的电极反应为 B．脱水操作可以减少能量损失，从而实现化学能向电能的完全转化 C．每消耗，理论上外电路中转移8mol电子 D．A电极电势高于B电极电势，同时电池工作时，向电极B移动 【答案】C 【分析】甲烷和水蒸气发生催化重整反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。A电极一氧化碳、氢气失电子生成水、二氧化碳，A是负极；B电极氧气得电子生成碳酸根离子，B是正极。 【解析】A．甲烷和水蒸气发生催化重整反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。A极参与反应的一氧化碳和氢气的物质的量比为1:3，电极A上发生的电极反应为，故A错误；B．燃料电池放电时，只有一部分能量转化为电能，所以能量转化率不可能达100%，故B错误；C．CH4最终生成二氧化碳、水，C元素化合价由-4升高为+4，根据电子守恒，每消耗，理论上外电路中转移8mol电子，故C正确；D．A是负极、B是正极，A电极电势低于B电极电势，故D错误；选C。 5．工业上以含、、的混合液作电解液，以含Fe、Zn、Pb、C等杂质的粗锡为阳极进行电解，可得到精锡。下列说法错误的是 A．阴极发生的反应为 B．电解一段时间，溶液中溶质的浓度不变 C．在电解槽底部产生含Pb的阳极泥 D．当阴极质量增加11.9g，电路中通过电子为0.2mol 【答案】B 【分析】工业上以含、、的混合液作电解液，以含Fe、Zn、Pb、C等杂质的粗锡为阳极进行电解，阳极上Sn、Fe、Zn失去电子被氧化，Pb、C不放电，阴极上得电子的还原反应， ，可得到精锡。 【解析】A．阴极应该发生得电子的还原反应，故为，A正确；B．阳极杂质参与反应，故电解一段时间溶液中浓度减小，B错误；C．阳极材料中Pb和C比锡不活泼，不参与氧化反应，在电解槽底部可形成阳极泥，C正确；D．当阴极质量增加11.9g，即生成0.1mol Sn，则电路中通过电子为0.2mol，D正确；选B。 6．某新型钠离子二次电池(如图)用溶解了NaPF6的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时嵌入PbSe中的Na变成Na+后脱嵌。下列说法错误的是 A．外电路通过1mol电子时，理论上两电极质量变化的差值为23g B．充电时，阳极电极反应为： C．放电一段时间后，电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变 D．电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换 【答案】A 【分析】放电时嵌入PbSe中的Na变成Na+后脱嵌，则右侧电极为负极，Na失电子生成Na+；Na+透过允许Na+通过的隔膜从右侧进入左侧，则左侧为正极。 【解析】A．外电路通过1mol电子时，负极有1molNa失电子生成Na+进入右侧溶液，溶液中有1molNa+从右侧进入左侧，并与正极的Na3-xV2(PO4)3结合，则理论上两电极质量变化的差值为2mol×23g/mol=46g，A错误；B．充电时，左侧电极为阳极，Na3V2(PO4)3失电子生成Na3-xV2(PO4)3，则阳极电极反应为：，B正确 ；C．放电一段时间后，负极产生的Na+的物质的量与负极区通过隔膜进入左极区的Na+的物质的量相同，进入左极区的Na+与参加左侧正极反应的Na+的物质的量相同，所以电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变，C正确 ；D．Na能与水反应，所以电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换，D正确 ；故选 A。 7．某化学小组为探究电场作用下阴阳离子的迁移情况，设计如图所示电解装置，a、b、c、d均为石墨电极，电极间距为4cm，将pH试纸分别用不同浓度Na2SO4溶液充分润湿，进行如下实验，实验现象如表所示。下列说法错误的是 试纸I：0.01mol/LNa2SO4溶液      试纸Ⅱ：1mol/LNa2SO4溶液 时间 试纸I现象 试纸Ⅱ现象 1min a极附近试纸变红， b极附近试纸变蓝 c极附近试纸变红， d极附近试纸变蓝 10min 红色区和蓝色区不断向中间扩展，相遇时红色区长度约2.7cm，蓝色区长度约1.3cm 两极颜色范围扩大不明显，试纸大部分仍为黄色 A．Na2SO4溶液中 向a极和c极移动 B．a极附近试纸变红的原因是： C．试纸I的现象说明，此环境中H+的迁移速率比OH-的快 D．对比试纸I和试纸Ⅱ的现象，说明电解质浓度影响H+和OH-的迁移速率 【答案】B 【分析】用惰性电极电解硫酸钠溶液，阴极反应：，氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，碱性增强，pH试纸变蓝；阳极反应：，氢氧根离子浓度减小，氢离子浓度增大，酸性增强，pH试纸变红； 【解析】A．a、c电极为阳极，b、d电极为阴极，根据电解原理，向阳极移动，即向a和c两极移动，A正确；B．a电极为阳极，反应式为，a极附近溶液显酸性，试纸变红，B错误；C．根据试纸I中10min相遇时，红色区域为2.7cm，蓝色区域1.3cm，推出H＋迁移速率比OH－快，C正确；D．对比试纸I和试纸Ⅱ的现象不同，说明电解质浓度越大，对H＋和OH－的迁移速率影响越大，D正确；故选B。 8．利用光能源可以将CO2转化为重要的化工原料C2H4(电解质溶液为稀硫酸)，同时可为制备次磷酸(H3PO2)提供电能，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．Y极为阴极 B．标准状况下，当Z极产生11.2 L O2时，可生成H3PO2的数目为NA C．a、b、d为阳离子交换膜，c为阴离子交换膜 D．W极的电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e-=C2H4＋4H2O 【答案】B 【分析】左侧为原电池，右侧为电解池；左侧Z极上发生氧化反应2H2O-4e-=O2+4H+是原电池负极，W极上发生还原反应2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O是原电池正极，电解质溶液中H+由左到右穿过a膜；右侧Y极连接原电池负极(Z极)，是电解池阴极，发生还原反应2H2O+2e-=H2+2OH-，X极连接原电池正极(W极)，是电解池阳极，发生氧化反应2H2O-4e-=O2+4H+，原料室中Na+通过d膜进入N室保证电荷守恒，通过c膜进入产品室，M室中生成的H+通过b膜进入产品室，H+与按个数比1﹕1生成H3PO2。 【解析】A．右侧Y极连接原电池负极（Z极），是电解池阴极，故A正确；B．Z极上的电极反应为：2H2O-4e-=O2+4H+，标准状况下，11.2LO2物质的量是0.5mol，转移电子2mol，则X极上反应也应失去电子2mol，生成2molH+，最终生成2molH3PO2，其数目为2NA，故B错误；C．由于电解过程中电解质溶液中H+由左到右穿过a膜，原料室中Na+通过d膜进入N室保证电荷守恒，通过c膜进入产品室，M室中生成的H+通过b膜进入产品室，则a、b、d膜均过阳离子，c膜过阴离子，故C正确；D．W极为原电池的正极，其电极反应式为：2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O，故D正确；故选：B。 9．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是 A．甲：向Zn电极方向移动 B．乙：正极的电极反应式为 C．丙；锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D．丁：电池放电过程中，正极区溶液的pH变小 【答案】D 【解析】A．甲构成原电池，Zn作负极，向Zn电极方向移动，A正确；B．乙中Ag2O作正极，Ag2O被还原生成Ag，则正极的电极反应式为：，B正确；C．丙中锌筒作负极，Zn被氧化生成Zn2+，锌筒会变薄，C正确；D．铅蓄电池放电过程中，正极反应式为：，即H+被消耗，正极区溶液的pH变大，D错误；故选D。 10．一种成本低、稳定性好的全碱性多硫化物—空气液流二次电池工作时，原理如图所示。下列说法正确的是    A．连接负载时，电极A为正极 B．膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜 C．连接负载时，负极区的电极反应式为：S-2e-=S D．连接电源时，电路中每通过2NA个电子，生成NaOH的质量为80g 【答案】C 【解析】A．根据图示，连接负载时，A电极发生反应 ，A电极发生氧化反应，电极A为负极，故A错误；B．根据图示，电池工作时，膜a、膜b之间生成NaOH，膜a为阳离子交换膜，膜b为阴离子交换膜，故B错误；C．根据图示，连接负载时，A电极发生氧化反应，电极A为负极，负极区的电极反应式为：S-2e-=S，故C正确；D．连接电源时，电路中每通过2NA个电子，有2molNa+通过膜a进入阴极区，2molOH-通过膜b进入阳极区，所以消耗NaOH的质量为80g，故D错误；选C。 11．在直流电场的作用下，用石墨作电极电解100mL溶液，电路中转移0.6mol电子后，欲使溶液恢复到电解前的状态，可以往溶液中添加的物质是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】由题意可知溶液中用石墨作电极和优先参与电极反应，然后是和参与电极反应，当电路中转移电子时，电解生成了、、、，要恢复溶液至电解前的状态，需要往溶液中添加、、（、），D项符合题意，故选D。 12．如图所示为电解饱和食盐水的原理示意图。下列说法错误的是 A．右室电极处发生还原反应 B．出口c收集到的物质是氯气 C．电解过程中，Na+由左室移向右室 D．通电一段时间后，阴极区c(OH-)减小 【答案】D 【分析】左侧电极与电源正极相连，该极为阳极，左边电极上氯离子变成氯气，钠离子移动到了右边，出口c收集到的物质是氯气，右边电极上水电离的氢离子放电生成氢气，出口d收集到氢气，左边最后得到稀氯化钠溶液，右边最后得到浓氢氧化钠溶液； 【解析】A．右侧连接电源负极，右侧电极为阴极，氢离子放电生成氢气发生还原反应，故A正确；B．由分析，c收集到的物质是氯气，故B正确；C．电解池中阳离子向阴极移动，则Na+由左室移向右室，故C正确；D．右侧电极与电源负极相连，为阴极，b口通入水(加入少量NaOH增强导电性同时不引入新的杂质)，水得电子发生还原反应产生H2同时生成OH-，所以通电一段时间后，OH-浓度增大，故D错误；故选D。 13．氢氧燃料电池构造如图所示，其电池反应的方程式：，下列说法正确的是 A．燃料电池是一种将燃料的化学能转化为热能，然后将热能转化为电能的装置 B．电池工作时电子由电极经导线流向电极B，再经电解质流回电极A，形成闭合回路 C．在电极上获得电子发生还原反应 D．电解质若为溶液，正极的反应： 【答案】D 【解析】A．氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置，但H2没有发生燃烧反应，不是将燃料燃烧时释放出的热能直接转化为电能，A错误；B．电池中燃料氢气充入一极为负极即A为负极B电极为正极，则工作时电子由电极经导线流向电极B，电子不能在电解质溶液中传递，B错误；C．该电池工作时，H2在负极A上失去电子发生氧化反应，C错误；D．电解质若为溶液，正极为氧气得到电子发生还原反应即反应：，D正确；故选D。 能力提升 14．铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如图所示，其工作原理为：。下列说法一定错误的是 A．电池充电时，b极的电极反应式为： B．电池放电时，b极的电极反应式为： C．电池充电时，从b极穿过选择性透过膜移向a极 D．电池放电时，电路中每通过0.1mol电子，浓度降低0.1mol⋅L 【答案】D 【解析】A．充电时是电解池的工作原理，阴极(b极)发生得电子的还原反应，电极反应式为：，A正确；B．放电时是原电池的工作原理，负极(b极)发生失电子的氧化反应，电极反应式为：，B正确；C．电池充电时，从阴极室穿过选择性透过膜移向阳极室，即从b极穿过选择性透过膜移向a极，C正确；D．放电时，电路中每流过0.1mol电子，就会有0.1mol得电子，但减小的浓度与体积有关，因此不能确定浓度降低数值，D错误；故选D。 15．我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO2电池，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液，充电、放电时，复合膜层间的H2O解离成H+和OH—，工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．a膜是阴离子膜，b膜是阳离子膜 B．充电时Zn电极反应式为Zn+4OH——2e—= C．放电时多孔Pd纳米片附近pH升高 D．当放电时，复合膜层间有lmolH2O解离时，正极区溶液增重23g 【答案】D 【分析】由图可知，a膜是释放出氢离子的阳离子交换膜，b膜是释放出氢氧根离子的阴离子交换膜，放电时，锌电极为原电池的负极，释放出的氢氧根离子向负极移动，碱性条件下锌在负极失去电子发生氧化反应生成四羟基合锌离子，电极反应式为Zn+4OH——2e—=，多孔Pd纳米片为正极，释放出的氢离子向正极移动，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2H++2e—=HCOOH，充电时，与直流电源负极相连的锌电极为阴极，四羟基合锌离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌和氢氧根离子，电极反应式为+2e—= Zn+4OH—，释放出的氢离子向正极移动中和溶液中的氢氧根离子，多孔Pd纳米片为阳极，释放出的氢氧根离子向阳极移动，碱性条件下甲酸在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳和水，电极反应式为HCOOH+2 OH——2e—= CO2+2H2O。 【解析】A．由分析可知，a膜是释放出氢离子的阳离子交换膜，b膜是释放出氢氧根离子的阴离子交换膜，故A错误；B．由分析可知，充电时，锌电极为阴极，四羟基合锌离子在阴极得到电子发生还原反应生成锌和氢氧根离子，电极反应式为+2e—= Zn+4OH—，释放出的氢离子向正极移动中和溶液中的氢氧根离子，故B错误；C．由分析可知，放电时，多孔Pd纳米片为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2H++2e—=HCOOH，甲酸在氯化钠溶液中电离出氢离子使电极附近溶液pH减小，故C错误；D．由分析可知，放电时，多孔Pd纳米片为正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2H++2e—=HCOOH，复合膜层间有lmol水解离时，外电路转移1mol电子，则正极增加的质量为(1mol×44g/mol×+1mol×1g/mol)= 23g，故D正确；故选D。 16．如图所示，某同学设计一个燃料电池并探究氯碱工业原理和电解溶液原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。请完成以下问题： （1）甲池中负极电极反应式为： 。 （2）实验开始时，向乙池左右两边同时各滴入几滴酚酞试液： ①在Fe极附近观察到的现象是 ；②电解一段时间后，该池总反应离子方程式为 ；③C极电极反应式是 。 （3）丙池中两电极都为惰性电极，阳极电极反应式为： ，该池总反应离子方程式为 。 【答案】（1） （2）有气泡生成，溶液变为红色 （3） 2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+ 【分析】由图可知，甲池为燃料电池，通入氧气的铂电极作正极，通入氢气的铂电极作负极；乙池为电解饱和食盐水的电解池，与负极相连的铁电极为阴极，则石墨电极为阳极；丙池为电解硫酸铜溶液的电解池，与正极相连的b电极为阳极，则a电极为阴极，据此解答。 【解析】（1）由分析可知，甲池为燃料电池，通入氢气的铂电极为负极，氢气在碱性条件下被氧化生成水，电极反应式为：； （2）①由分析可知，乙池为电解饱和食盐水的电解池，与负极相连的铁电极为阴极，水被还原生成氢气和氢氧根离子，酚酞遇碱变红色，所以在Fe极附近观察到的现象是有气泡生成，溶液变为红色；②由分析可知，乙池为电解饱和食盐水的电解池，总反应为电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠，则电解一段时间后，该池总反应离子方程式为：；③由分析可知，石墨电极为阳极，氯离子被氧化生成氯气，则C极电极反应式是：； （3）由分析可知，丙池为电解硫酸铜溶液的电解池，b电极为阳极，水被氧化生成氧气和氢离子，电极反应式为：，总反应为电解硫酸铜溶液生成铜、氧气和硫酸，则该池总反应的离子方程式为：2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+。 17．I.某课外活动小组同学用如图装置进行实验，试回答下列问题： （1）若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的 腐蚀。 （2）若开始时开关K与b连接，则总反应的离子方程式为 。 Ⅱ.该小组同学设想，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，用如图所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠。 （3）该电解槽的阳极反应式为 。通过阴离子交换膜的离子数 (填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数 （4）制得的氢氧化钠溶液从出口(填写“A”、“B”、“C”或“D”) 导出。 （5）若将制得的氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池，则电池负极的电极反应式为 。 【答案】（1）吸氧 （2）2Cl-＋2H2O2OH-＋Cl2↑＋H2↑ （3）4OH-－4e-=2H2O＋O2↑ 小于 （4）D （5）H2－2e-＋2OH-=2H2O 【解析】（1）若开始时开关K与a连接，则发生的原电池反应，由于食盐水是中性溶液，故铁发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀； （2）若开始时开关K与b连接，则发生的电解池反应，铁电极与电源的负极连接，为阴极，阳极为石墨电极，相当于电解饱和食盐水，生成氢气、氯气和氢氧化钠，电解池的总反应的离子方程式为2Cl-＋2H2O2OH-＋Cl2↑＋H2↑； （3）用如图2所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠。由于阳离子的放电能力H+>Na+，所以在阴极发生反应：2H+ + 2e- = H2↑，反应产生氢气，附近溶液中水的电离平衡被破坏，溶液中c(OH-)增大，因此溶液显碱性，有一定浓度的NaOH；溶液中阴离子的放电能力：OH->，所以在阳极发生反应：4OH-－4e-=2H2O＋O2↑，由于氢氧根离子放电，使附近溶液中H+浓度增大，溶液显酸性，附近的溶液为H2SO4溶液，因此从A口得到较浓的硫酸，从D口得到较浓的氢氧化钠，左侧为阳极，右侧为阴极；根据分析可知，阳极发生反应：4OH-－4e-=2H2O＋O2↑；当转移2mol电子时，有2molNa+通过阳离子交换膜移向阴极，有1mol通过阴离子交换膜移向阳极，故阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数； （4）通过上一问可知，从D口得到较浓的氢氧化钠溶液； （5）氢气、氧气和氢氧化钠溶液又可制成燃料电池，通入燃料氢气的电极为负极，由于电解质溶液为NaOH碱性溶液，所以该电池的负极反应式为H2－2e-＋2OH-=2H2O。 18．原电池是直接把化学能转化为电能的装置。如图所示： （1）在Cu-Zn原电池中，Cu片上发生的电极反应式为 。 （2）内电路溶液中移向 极(填“正”或“负”)。 （3）某原电池的总反应为，该原电池组成正确的是_______。 A． B． C． D． （4）某锂-空气电池的总反应为，其工作原理如图所示： 下列说法正确的是_______。 a．锂片作负极        b．发生氧化反应        c．正极的反应式为 （5）甲烷可直接应用于燃料电池，该电池采用KOH溶液为电解质，其工作原理如下图所示： a电极的电极方程式为 。 【答案】（1）2H+ + 2 e- = H2↑ （2）负 （3）AC （4）ac （5） 【解析】（1）Cu片上氢离子得电子生成氢气，电极反应为：2H+ + 2 e- = H2↑； （2）内电路中的阴离子流向负极，阳离子流向正极，移向负极； （3）由总反应可知，反应中Zn失去电子作负极材料，正极应选活泼性小于Zn的金属或石墨；正极铜离子得电子生成铜单质，因此电解质溶液应选含铜离子的盐溶液，符合的有AC，故答案为：AC； （4）由电池总反应可知Li失电子作负极，氧气在正极得电子发生还原反应，电解质环境为碱性，正极电极反应为：O2 + 4e-+ 2H2O = 4OH-，故答案为：ac； （5）甲烷失电子发生氧化反应，故通入甲烷的一极为负极，通入氧气的一极为正极；a电极上甲烷失电子产生碳酸钾，反应的电极方程式为 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第四章 化学反应与电能 复习讲义 复习目标 1.学会判断电化学装置中的电极名称及电极反应式的书写。 2.学会原电池、可充电电池、电解池、电镀池判定。 3.学会分析原电池、电解池中离子交换膜的作用。 4.学会电化学的有关计算。 重点和难点 重点：1.在新型化学电源探究过程中，构建原电池模型，并能分析出其电极反应和总反应方程式。 2.对“多池组合”中装置的判断与分析。 难点：对“多池组合”中装置的判断与分析。 █知识点一 电化学装置中电极名称的判断 1．“五类”依据判断原电池电极： （1）依据构成原电池两极的电极材料判断。一般是较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 （2）依据原电池两极发生反应的类型判断。负极发生氧化反应；正极发生还原反应。 （3）依据电子流动方向或电流方向判断。在外电路中，电子由负极流向正极，电流由正极流向负极。 （4）依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 （5）依据原电池盐桥中离子的移动方向判断。阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 2．“五类”依据判断电解池电极 判断依据 电极 直流电源 电极反应 电子流向 离子移向 电极现象 阳极 与电源正极相连 氧化反应 流出 阴离子移向 电极溶解或pH减小 阴极 与电源负极相连 还原反应 流入 阳离子移向 电极增重或pH增大 效果检测特别提醒/易错提醒/教材延伸 对电极名称判断的深度理解 1.得失电子方向 ①‌负极/阳极‌：发生氧化反应，失去电子（如金属溶解或阴离子放电）。 ②‌正极/阴极‌：发生还原反应，得到电子（如阳离子沉积或气体还原）。 ③特例：电解池中阳极连接电源正极，阴极连接电源负极，与原电池电极命名逻辑相反。 2.‌金属活动性顺序‌ 原电池中较活泼金属为负极（如Mg-Al原电池中Mg为负极）。 3.但需注意：某些金属在特定电解质中会钝化（如铝在浓硝酸中），此时活动性顺序失效‌ 1．关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是    (　　) A．原电池中失去电子的一极为负极 B．原电池中发生氧化反应的一极为正极 C．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极 D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极 2.甲烷燃料电池的工作原理如图，下列说法正确的是 A．a极为正极 B．K+从a极经溶液流向b极 C．工作一段时间后，b极附近的pH会减小 D．a极的电极反应为 █知识点二 电化学装置中电极反应式的书写 1．“三步”突破原电池电极反应式的书写： 第一步：分析氧化还原反应 根据氧化还原反应，分析元素化合价的升降，确定正负极反应物质及电子得失数目 第二步：注意电解质溶液环境 分析电解质溶液的酸碱性及离子参加反应的情况，确定电极反应，写出电极反应式 第三步：合并正、负电极反应 调整两极反应式中得失电子数目相等并叠加，消去电子，得出总反应式 2.电解池电极反应式的书写模式： （1）解题流程 （2）阳极阴离子放电次序： 【特别提醒】微粒的浓度也会影响放电的顺序，如电镀锌时，溶液中c(Zn2+)>c(H+)，放电次序 Zn2+>H+。 （3）电解池中电极反应式的书写方法 1)书写步骤 ①首先注意阳极是活性材料还是惰性材料。 ②分析确定溶液中所有阴阳离子并清楚放电顺序。 ③根据放电顺序分析放电产物。 a.阴离子的放电顺序：活泼电极＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子。S2－、I－、Br－、Cl－放电，产物分别是S、I2、Br2、Cl2；若OH－放电，则得到H2O和O2。 b.阳离子放电顺序：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Al3＋＞Mg2＋。若金属阳离子(Fe3＋除外)放电，则得到相应金属单质；若H＋放电，则得到H2。放电顺序本质遵循氧化还原反应的优先规律，即得(失)电子能力强的离子先放电。 ④根据电解质溶液的酸碱性确定电极反应式中是否有H＋、OH－或H2O参与；最后配平电极反应式。 2)介质对电极反应式的影响 中性溶液 反应物若是H+得电子或OH-失电子，则H+或OH-均来自水的电离，全部写成H2O 酸性溶液 反应物或生成物中均没有OH- 碱性溶液 反应物或生成物中均没有H+ 水溶液 不能出现O2- 3)电极产物的溶解性对电极反应式的影响。 电解MgCl2溶液时的阴极反应式应为：Mg2＋＋2H2O＋2e－===Mg(OH)2↓＋H2↑，而不是2H＋＋2e－===H2↑。 总反应离子方程式为：Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑。 不能把电解MgCl2溶液的离子方程式写成：2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑，忽视了生成难溶的Mg(OH)2。 效果检测易错提醒 易错点总结 场景 易错原因 纠正方法 ‌碱性环境析氢 H+被误写 改用H2O提供H（如2H2O + 2e-=H2+2OH-） ‌有机物电子转移 碳价态计算错误 按H+/O2-标价或直接分析加氢/氧数 ‌电解池阳极 忽略电极活性 优先判断电极是否参与反应 1．下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是 A．氢氧燃料电池的负极反应式： B．钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式： C．电解熔融NaCl，阴极的电极反应式： D．电解饱和食盐水时，阴极的电极反应式： 2.用如下图所示装置及试剂进行铁的电化学腐蚀实验探究，测定具支锥形瓶中压强随时间变化关系以及溶解氧随时间变化关系的曲线如下。 下列说法不正确的是 A．压强增大主要是因为产生了 B．整个过程中，负极电极反应式为： C．时，不发生析氢腐蚀，只发生吸氧腐蚀 D．时，正极电极反应式为：和 █知识点三 多池串联装置中电池类型的判断 1.直接判断： （1）非常直观明显的装置，如燃料电池、铅酸蓄电池等为原电池，则其他装置为电解池。如下图所示，A为原电池，B为电解池。 （2）若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条件判定； （3）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同则为电镀池； （4）若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能发生自发氧化还原反应的装置为原电池。 2.根据电池中的电极材料和电解质溶液判断： （1）原电池一般是两种活动性不同的金属电极或一个金属电极和一个石墨电极；原电池中的电极材料一般能和电解质溶液发生自发的氧化还原反应。 （2）电解池一般是两个惰性电极，如两个铂电极或两个石墨电极，只根据电极材料一般不能判断出电池类型，往往还需要结合电解质溶液进行判断。电解池的电极材料一般不能和电解质溶液反应。如下图所示，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，如下图所示。 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。 4.可充电电池的判断：放电时相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当于电解池，放电时的正极变为电解池的阳极，与外电源正极相连，负极变为阴极，与外电源负极相连。 效果检测 1．（2025·河南·模拟预测）硅是目前已知比容量最高的锂离子电池负极材料。某硅基钴酸锂电池的工作原理如图所示。已知充电时硅基电极反应式为。下列说法正确的是 A．右侧电极通过锂离子的脱嵌与嵌入实现充、放电 B．闭合K2，电极发生还原反应 C．闭合K1，电极的电极反应式为 D．闭合K2，当电路中转移0.1mol电子时，理论上左室电解质质量减少0.7g 2．（2025·四川巴中·三模）采用中性红试剂利用电解原理直接捕获空气中的二氧化碳的装置图如下，下列说法正确的是 已知：中性红NR：，： A．若用铜锌原电池进行电解，a极接铜锌原电池的板 B．电解时，极的电极反应式为： C．装置中离子交换膜为阴离子交换膜 D．左储液罐发生反应的离子方程式为： █知识点四 离子交换膜在电化学中的综合应用 1．离子交换膜的作用 （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Cl2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H2混合发生爆炸)。 （2）用于物质的分离、提纯等。 （3）用于物质的制备。 2．离子交换膜的类型 根据透过的微粒，离子交换膜可以分为多种，在高考试题中主要出现过阳离子交换膜、阴离子交换膜和质子交换膜三种。阳离子交换膜只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过，质子交换膜只允许质子(H＋)通过。 3．离子交换膜类型的判断 根据电解质溶液呈电中性的原则，判断膜的类型： （1）首先写出阴、阳两极上的电极反应，依据电极反应式确定该电极附近哪种离子剩余。 （2）根据溶液呈电中性，判断出离子移动的方向，从而确定离子交换膜的类型。 4．定量关系 外电路电子转移数＝通过隔膜的阴、阳离子带的负或正电荷数。 5．解答步骤 第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜、质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子通过隔膜。 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。 效果检测易错提醒 规避离子交换膜的典型易错点 1.忽略实际生产需求：高考题常结合生产实际，膜的选择需以高效制备产品为导向（如减少杂质、节能）。 2.‌混淆膜类型与离子迁移方向‌ ①阴膜允许阴离子通过，但阴离子实际迁移方向由电场力决定（向阳极）； ②若误判电极极性会导致迁移方向错误。 3.‌电荷守恒计算遗漏：多室电解中，通过膜的离子数量需与电子转移数匹配。‌ 1．（24-25高三上·山东淄博·期末）利用电解原理吸收并实现的脱除，装置如图所示。是弱酸，忽略与水的反应。下列说法错误的是 A．极为负极 B．隔膜为质子交换膜 C．阴极电极反应式： D．在相同条件下，吸收和的体积比为 2．（24-25高一下·山东烟台·期中）浓差电池是利用电解质浓度不同而产生电流的一类电池。以浓差电池为电源，用浆液制备并获得副产品的装置如图。 已知：①；②。 下列说法正确的是 A．电极电势：()() B．惰性电极()的电极反应式为 C．膜，膜均应选用阴离子交换膜 D．导线中通过，理论上电解池的阳极室溶液质量增加 █知识点五 电化学的有关计算 原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据是电子转移守恒，分析时要注意两点： （1）串联电路中各支路电流相等； （2）并联电路总电流等于各支路电流之和。在此基础上分析处理其他各种数据，如下图所示。 图中甲是原电池，乙是电解池，若电路中有0.2mol电子转移，则Zn极溶解6.5gZn，Cu极上析出2.24L(标准状况)H₂，Pt极上析出0.1molCl₂，C极上析出6.4gCu。甲池中H+被还原成H₂，溶液pH变大：乙池中是电解CuCl₂，电解后再加入适量CuCl₂固体可使溶液复原。 （3）电解池计算的计算 ①正确书写电解过程中各电极或各阶段的电极反应式。 ②在同一电路中，根据各电极得失电子数相等建立等量关系(若分阶段电解，则每个电极各阶段的电极反应式转移电子数总和相等)或根据电解总反应式列比例式计算。 （4）判断电解后溶液pH变化的方法 根据原溶液的酸碱性和电极产物即可对电解后溶液pH的变化作出正确的判断，其方法如下： ①若电极产物只有H2而无O2，则pH变大。 ②若电极产物只有O2而无H2，则pH变小。 ③若电极产物既有O2又有H2，原溶液呈酸性则pH变小，原溶液呈碱性则pH变大，原溶液呈中性则pH不变。 效果检测教材延伸 "电子守恒是主线，价变产物紧关联；迁移电荷两平衡，体积放电顺序验。" 1．（2025·湖南·三模）工业生产产生的氨逸到空气中会造成污染，科学家采用石墨烯作电极材料设计了一种新型绿色处理尾气中的方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示。下列说法正确的是 A．极接直流电源的负极，发生氧化反应 B．极的电极反应式为 C．当电解质溶液中传导时，有穿过质子交换膜 D．若用铅酸蓄电池作电源，当电源负极增重时，极消耗(折合成标准状况) 2．（2025·湖北武汉·二模）羟基自由基具有极强的氧化能力，它能有效地氧化降解废水中的有机污染物。在直流电源作用下，利用双极膜电解池产生羟基自由基处理含苯酚废水和含甲醛废水，原理如图所示。已知：双极膜中间层中的解离为和。下列说法错误的是 A．M极电极反应式： B．电极电势：N>M C．每处理甲醛，理论上有0.8molH+透过膜b D．通电一段时间后，理论上苯酚和甲醛转化生成物质的量之比为7∶6 █知识点六 电化学问题分析的基本思路 1.有关原电池的解题思路 解决原电池问题时，一般的思维程序是：判断参加正、负极反应的物质→电极产物→电子和离子的移动方向→电极反应方程式→原电池反应方程式→现象、计算 2.有关电解问题的基本思路 根据电源正负极确定电极名称或根据化合价变化→根据溶液环境确定电极产确定电极反应物物→书写并分析电极反应→讨论电解变化并根据守恒计算或根据实质复原。 （1）通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H+和OH-)。 （2）通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁先放电(注意活泼金属作阳极时阳极本身被氧化)。 （3）写电极反应，并结合题目要求分析电解结果，如两极现象，水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH的变化等。 效果检测教材延伸 “池型电极先判清，反应守恒是核心，离子迁移看电荷，膜选隔离或提纯！” 1．（2025·广东·高考真题）一种高容量水系电池示意图如图。已知：放电时，电极Ⅱ上减少；电极材料每转移1mol电子，对应的理论容量为。下列说法错误的是 A．充电时Ⅱ为阳极 B．放电时Ⅱ极室中溶液的pH降低 C．放电时负极反应为： D．充电时16gS能提供的理论容量为 2．（2025·北京·高考真题）用电解溶液(图1)后的石墨电极1、2探究氢氧燃料电池，重新取溶液并用图2装置按i→iv顺序依次完成实验。 实验 电极I 电极Ⅱ 电压/V 关系 i 石墨1 石墨2 a ii 石墨1 新石墨 b iii 新石墨 石墨2 c iv 石墨1 石墨2 d 下列分析不正确的是 A．，说明实验i中形成原电池，反应为 B．，是因为ii中电极Ⅱ上缺少作为还原剂 C．，说明iii中电极I上有发生反应 D．，是因为电极I上吸附的量：iv>iii █考点一 电化学装置中的电极名称和电极反应式的书写 【例1】钴酸锂()电池工作原理如下图，A极材料是金属锂和石墨的复合材料(石墨作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导的高分子材料，隔膜只允许特定的离子通过，电池反应式。下列说法不正确的是 A．充电时，由极区域移向极区域 B．充电时，A为阴极，发生还原反应 C．放电时，B为正极，电极反应式为 D．废旧钴酸锂()电池进行“放电处理”使锂元素富集至正极，有利于回收 解题要点 1.判断原电池正负极的6种方法 2.阴、阳极的判断方法 （1）根据外接电源:正极接阳极，负极接阴极。 （2）根据电流方向:从阴极流出，从阳极流入。 （3）根据电子流向:从阳极流出，从阴极流入。 （4）根据离子移向:阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。 （5）根据电极产物:阳极——电极溶解、逸出O2(或阳极区酸性增强)或Cl2；阴极——析出金属、逸出H2(或阴极区碱性增强)。 （6）根据反应类型:阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。 3.电极方程式的书写类似于一个完整的氧化还原型离子方程式的配平，先由信息分离出反应物和生成物，然后配平参与变价的离子或物质，再根据介质(酸碱性或熔融化合物)调节电荷守恒，最后用原子个数守恒检查电极反应式是否正确。 【变式1-1】下列有关化学用语表示正确的是 A．氢氧碱性燃料电池的负极反应式为： B．电解精炼铜时，阴极的电极反应式为： C．工业上电解氯化铝生产铝，阴极反应式： D．惰性电极电解氯化镁溶液离子方程式为： 【变式1-2】电解苯酚的乙腈((CH₃CN)水溶液可在电极上直接合成扑热息痛()。装置如图，电极材料均为石墨。下列说法不正确的是 A．电极a为负极 B．电极c的反应式为 C．装置工作时，乙室溶液pH减小 D．合成1mol扑热息痛，理论上甲室溶液质量增重64g █考点二 电化学装置中的离子交换膜的作用分析 【例2】如图所示装置，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断不正确的是 A．a是电源的负极 B．当通过质子交换膜的H+为0.2mol时，左侧电极Ⅰ所在区域溶液质量减轻了27g C．Cl-通过阴离子交换膜由左向右移动 D．当0.01molFe2O3完全溶解时，至少产生氧气0.336L(标准状况下) 解题要点 电化学装置中的“离子交换膜” （1）膜的作用：阳离子交换膜允许阳离子通过，不允许阴离子通过；阴离子交换膜允许阴离子通过，不允许阳离子通过；质子交换膜允许质子通过而避免不同电极区域内某些离子间的反应。 （2）阴、阳离子、质子交换膜的判断 种类 允许通过的离子及移动方向 说明 阳离子交换膜 阳离子→移向电解池的阴极或原电池的正极 阴离子和气体不能通过 阴离子交换膜 阴离子→移向电解池的阳极或原电池的负极 阳离子和气体不能通过 质子交换膜 质子→移向电解池的阴极或原电池的正极 只允许H+通过 双极膜（由一张阳膜和一张阴膜复合制成的阴、阳复合膜） 在直流电场的作用下，阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-并分别通过阴膜和阳膜，作为H+和OH-离子源 两极的阴阳离子不通过双极模 （3）判断离子交换膜的类型，判断离子的迁移方向，书写电极反应式，判断电极产物 如三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如下图所示，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SO42-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。根据电解池原理可判断阴、阳离子的移动方向，从而确定离子交换膜的类型。然后可书写电极反应式，判断电极产物。 （4）在电解池中，各池中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动． （5）各池中的阳离子只能透过阳膜向阴极移动而不能向阳极移动；各池中的阴离子只能透过阴膜向阳极移动 而不能向阴极移动． （6）若某室中同时有阴、阳离子进入，二者结合的产物即为该室产品；若某室中同时有阴、阳离子移出(或消耗)，则二者结合的产物即为该室消耗的物质； 若某室中既有离子进入，又有离子移出(或消耗)，进入离子与原溶液中未移出(或消耗)的离子结合的产物即为该室产品． （7）在同一电解池或串联的各个电解池中，相同时间内，通过各离子交换膜的离子所带电量与通过外电路的电子所带电量相等． （8）在电解池中，阳离子移向的方向为阴极，通过的交换膜为阳膜；阴离子移向的方向为阳极，通过的交换膜为阴膜． (9)若离子交换膜为单质子交换膜，一般阳极反应要生成H＋，阴极反应要消耗H＋。 【变式2-1】科学家设计了一套电解装置，图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH，并在直流电场作用下分别向两极迁移，如图所示。下列叙述错误的是 A．电极电势：催化电极a>催化电极b B．双极膜的右侧是阳离子交换膜 C．阳极反应式为-6e-+6OH-=+4H2O D．标准状况下，每消耗33.6LCO2会生成1mol 【变式2-2】三室式电渗析法将含废水处理并得到两种常见的化工产品，原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜。下列叙述正确的是 A．阴极附近碱性增强 B．阳极区电解质溶液可以是稀NaOH溶液 C．ab为阴离子交换膜，cd为阳离子交换膜 D．当阴极产生1mol气体时，ab膜通过的离子数目为 █考点三 “多池组合”中装置的判断与分析 【例3】二甲醚一氧气燃料电池具有启动快、效率高等优点，用二甲醚—氧气燃料电池电解甲基肼制氢的装置如图所示，其中均为情性电极。下列说法正确的是 A．M极的电极反应式为 B．甲中端通入的是 C．乙中的交换膜是阴离子交换膜，OH-透过交换膜向N极移动 D．理论上，当生成时，消耗的质量为2.3g 解题要点 原电池、电解池、电镀池判定 （1）若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条件判定； （2）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同则为电镀池； （3）若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能发生自发氧化还原反应的装置为原电池。 （4）可充电电池的判断：放电时相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当于电解池，放电时的正极变为电解池的阳极，与外电源正极相连，负极变为阴极，与外电源负极相连。 【变式3-1】某同学组装了如下图所示的电化学装置，电极Ⅰ材质为，其他电极材质均为，下列说法正确的是 A．电极Ⅱ逐渐溶解 B．电极Ⅰ发生还原反应 C．电流方向：电极Ⅳ电极Ⅰ D．电极Ⅲ的电极反应： 【变式3-2】相同金属在不同浓度的盐溶液中可形成浓差电池。如图所示是利用浓差电池电解溶液(a、b电极均为石墨电极)的装置，可以制得、、、NaOH。下列说法不正确的是 A．a电极的电极反应为 B．离子交换膜c、d分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜 C．电池放电过程中，电极的电极反应为 D．电池从开始工作到停止放电，电解池阳极区理论上可生成 █考点四 电化学的有关计算 【例4】500mLKCl和Cu(NO3)2的混合溶液中c(Cu2+)=0.2mol/L，用石墨作电极电解此溶液，通电一段时间后，两电极均收集到5.6L(标准状况下)气体，假设电解后溶液的体积仍为500mL，下列说法正确的是 A．原混合溶液中c(Cl-)=0.3mol/L B．上述电解过程中共转移0.5mol电子 C．电解得到的无色气体与有色气体的体积比为7∶3 D．电解后溶液中c(OH-)=0.1mol/L 解题要点 有关电化学计算的三大方法 （1）根据电子守恒计算 用于串联电路中电解池阴阳两极产物、原电池正负两极产物、通过的电量等类型的计算，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) 【变式4-1】“碳中和”可有效解决全球变暖，在稀硫酸中利用电催化可将CO2同时转化为多种燃料，其原理如图所示。下列说法错误的是 A．离子交换膜为阳离子交换膜 B．铜电极上产生CH3CHO的电极反应式为 C．每产生32gO2，外电路中有2mol电子通过 D．若铜电极上只生成5.6gCO，则铜极区溶液质量增加3.6g 【变式4-2】如下图所示，利用N2H4、O2和KOH溶液制成燃料电池(总反应式为N2H4 + O2 = N2+2H2O)，模拟氯碱工业。下列说法正确的是 A．甲池中负极反应为N2H4 – 4e- = N2 + 4H+ B．乙池中出口G、H处气体分别为H2、Cl2 C．乙池中离子交换膜为阴离子交换膜 D．当甲池中消耗32 g N2H4时，乙池中理论上最多产生142g Cl2 基础应用 1．下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是 A．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为 B．船底镶嵌锌块，锌发生还原反应而被消耗，以保护船体 C．酸性氢氧燃料电池的正极反应式为 D．铅蓄电池充电时，标示“+”的接线柱连电源的正极，电极反应式为 2．有关金属的腐蚀与防护，下列说法正确的是 A．铁与电源正极连接可实现电化学保护 B．当镀锡铁和镀锌铁镀层破损时，后者更易被腐蚀 C．在钢铁表面进行发蓝处理，生成四氧化三铁薄膜保护金属 D．阳极氧化处理铝制品生成致密的保护膜属于电化学保护法 3．下列叙述中错误的是 A．电解精炼铜时，粗铜应该和外接电源正极相连做阳极 B．电解法冶炼金属时，可通过电解MgCl2溶液获得金属镁 C．镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈 D．可将钢铁设备与电源的负极相连以防止钢铁腐蚀 4．有关下图所示该熔融碳酸盐燃料电池的说法正确的是 A．电极A上发生的电极反应为 B．脱水操作可以减少能量损失，从而实现化学能向电能的完全转化 C．每消耗，理论上外电路中转移8mol电子 D．A电极电势高于B电极电势，同时电池工作时，向电极B移动 5．工业上以含、、的混合液作电解液，以含Fe、Zn、Pb、C等杂质的粗锡为阳极进行电解，可得到精锡。下列说法错误的是 A．阴极发生的反应为 B．电解一段时间，溶液中溶质的浓度不变 C．在电解槽底部产生含Pb的阳极泥 D．当阴极质量增加11.9g，电路中通过电子为0.2mol 6．某新型钠离子二次电池(如图)用溶解了NaPF6的二甲氧基乙烷作电解质溶液。放电时嵌入PbSe中的Na变成Na+后脱嵌。下列说法错误的是 A．外电路通过1mol电子时，理论上两电极质量变化的差值为23g B．充电时，阳极电极反应为： C．放电一段时间后，电解质溶液中的Na+浓度基本保持不变 D．电解质溶液不能用NaPF6的水溶液替换 7．某化学小组为探究电场作用下阴阳离子的迁移情况，设计如图所示电解装置，a、b、c、d均为石墨电极，电极间距为4cm，将pH试纸分别用不同浓度Na2SO4溶液充分润湿，进行如下实验，实验现象如表所示。下列说法错误的是 试纸I：0.01mol/LNa2SO4溶液      试纸Ⅱ：1mol/LNa2SO4溶液 时间 试纸I现象 试纸Ⅱ现象 1min a极附近试纸变红， b极附近试纸变蓝 c极附近试纸变红， d极附近试纸变蓝 10min 红色区和蓝色区不断向中间扩展，相遇时红色区长度约2.7cm，蓝色区长度约1.3cm 两极颜色范围扩大不明显，试纸大部分仍为黄色 A．Na2SO4溶液中 向a极和c极移动 B．a极附近试纸变红的原因是： C．试纸I的现象说明，此环境中H+的迁移速率比OH-的快 D．对比试纸I和试纸Ⅱ的现象，说明电解质浓度影响H+和OH-的迁移速率 8．利用光能源可以将CO2转化为重要的化工原料C2H4(电解质溶液为稀硫酸)，同时可为制备次磷酸(H3PO2)提供电能，其工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．Y极为阴极 B．标准状况下，当Z极产生11.2 L O2时，可生成H3PO2的数目为NA C．a、b、d为阳离子交换膜，c为阴离子交换膜 D．W极的电极反应式为2CO2＋12H＋＋12e-=C2H4＋4H2O 9．化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是 A．甲：向Zn电极方向移动 B．乙：正极的电极反应式为 C．丙；锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D．丁：电池放电过程中，正极区溶液的pH变小 10．一种成本低、稳定性好的全碱性多硫化物—空气液流二次电池工作时，原理如图所示。下列说法正确的是    A．连接负载时，电极A为正极 B．膜a为阴离子交换膜，膜b为阳离子交换膜 C．连接负载时，负极区的电极反应式为：S-2e-=S D．连接电源时，电路中每通过2NA个电子，生成NaOH的质量为80g 11．在直流电场的作用下，用石墨作电极电解100mL溶液，电路中转移0.6mol电子后，欲使溶液恢复到电解前的状态，可以往溶液中添加的物质是 A． B． C． D． 12．如图所示为电解饱和食盐水的原理示意图。下列说法错误的是 A．右室电极处发生还原反应 B．出口c收集到的物质是氯气 C．电解过程中，Na+由左室移向右室 D．通电一段时间后，阴极区c(OH-)减小 13．氢氧燃料电池构造如图所示，其电池反应的方程式：，下列说法正确的是 A．燃料电池是一种将燃料的化学能转化为热能，然后将热能转化为电能的装置 B．电池工作时电子由电极经导线流向电极B，再经电解质流回电极A，形成闭合回路 C．在电极上获得电子发生还原反应 D．电解质若为溶液，正极的反应： 能力提升 14．铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如图所示，其工作原理为：。下列说法一定错误的是 A．电池充电时，b极的电极反应式为： B．电池放电时，b极的电极反应式为： C．电池充电时，从b极穿过选择性透过膜移向a极 D．电池放电时，电路中每通过0.1mol电子，浓度降低0.1mol⋅L 15．我国科学家研发了一种水系可逆Zn-CO2电池，将两组阴离子、阳离子复合膜反向放置分隔两室电解液，充电、放电时，复合膜层间的H2O解离成H+和OH—，工作原理如图所示，下列说法正确的是 A．a膜是阴离子膜，b膜是阳离子膜 B．充电时Zn电极反应式为Zn+4OH——2e—= C．放电时多孔Pd纳米片附近pH升高 D．当放电时，复合膜层间有lmolH2O解离时，正极区溶液增重23g 16．如图所示，某同学设计一个燃料电池并探究氯碱工业原理和电解溶液原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。请完成以下问题： （1）甲池中负极电极反应式为： 。 （2）实验开始时，向乙池左右两边同时各滴入几滴酚酞试液： ①在Fe极附近观察到的现象是 ；②电解一段时间后，该池总反应离子方程式为 ；③C极电极反应式是 。 （3）丙池中两电极都为惰性电极，阳极电极反应式为： ，该池总反应离子方程式为 。 17．I.某课外活动小组同学用如图装置进行实验，试回答下列问题： （1）若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的 腐蚀。 （2）若开始时开关K与b连接，则总反应的离子方程式为 。 Ⅱ.该小组同学设想，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，用如图所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠。 （3）该电解槽的阳极反应式为 。通过阴离子交换膜的离子数 (填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数 （4）制得的氢氧化钠溶液从出口(填写“A”、“B”、“C”或“D”) 导出。 （5）若将制得的氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池，则电池负极的电极反应式为 。 18．原电池是直接把化学能转化为电能的装置。如图所示： （1）在Cu-Zn原电池中，Cu片上发生的电极反应式为 。 （2）内电路溶液中移向 极(填“正”或“负”)。 （3）某原电池的总反应为，该原电池组成正确的是_______。 A． B． C． D． （4）某锂-空气电池的总反应为，其工作原理如图所示： 下列说法正确的是_______。 a．锂片作负极        b．发生氧化反应        c．正极的反应式为 （5）甲烷可直接应用于燃料电池，该电池采用KOH溶液为电解质，其工作原理如下图所示： a电极的电极方程式为 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$