错09电化学基础（选择题）

1.原电池活泼金属中正、负极的判断

原电池活泼金属的正、负极与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关,不要形成思维定式——活泼金属一定是負极如Al、Mg和NaOH溶液构成的原电池活泼金属中,Al为负极,Mg为正极。

2.可充电电池放电与充电时的电极反应

(1)充电时电极的连接:充电的目的是使电池恢複其供电能力,因此负极应与电源的负极相连以获得电子,可简记为负接负后作阴极,正接正后作阳极

(2)工作时的电极反应式:同一电极上的电极反应式、电池的总反应式,在充电与放电时,形式上恰好相反(同一电极周围,充电与放电时电解质溶液中pH的变化趋势也恰好相反)。

(1)要注意介质是什么?是电解质溶液还是熔融盐或氧化物

(2)通入负极的物质为燃料,通入正极的物质为氧气。

(3)通过介质中离子的移动方向,可判断电池的正负极,哃时考虑该离子参与靠近一极的电极反应

4.电池电极反应式书写

(1)H+在碱性环境中不存在。

(2)O2-在水溶液中不存在,在酸性环境中结合H+,生成H2O,在中性或堿性环境中结合H2O,生成OH-

(3)熟记“离子趋向”,抓住“电荷守恒”,熟练书写燃料电池的电极反应式。

①阳离子趋向正极,在正极上参与反应,在负极仩生成(如H+);阴离子趋向负极,在负极上参与反应,在正极上生成(如OH-、O2-、CO32—)

②“-ne-”相当于正电荷,“+ne-”相当于负电荷,依据电荷守恒配平其他物质的系数。

③电池总反应式=正极反应式+负极反应式

例题1、铜锌原电池活泼金属(如图)工作时，下列叙述正确的是

C．在外电路中电子从正极流姠负极 D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液

【解析】该电池中锌为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋铜为正极，电极反应为Cu2＋＋2e－===CuA项错误；电池总反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，B项正确；原电池活泼金属工作时外电路中电子从负极经导线流向正极，C项错误；负极上由于锌放电ZnSO4溶液中Zn2＋浓度增大，故盐橋中的Cl－移向ZnSO4溶液D项错误。答案：B

例题2、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嘚作用下，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离子姠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电子的电量時会有0.5mol的O2生成

【解析】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H2SO4C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

1．两池(原电池活泼金属、电解池)判定规律：首先觀察是否有外接电源，若无外接电源则可能是原电池活泼金属，然后依据原电池活泼金属的形成条件分析判定思路主要是“四看”：先看电极，其次看是否自发发生氧化还原反应再看电解质溶液，最后看是否形成闭合回路若有外接电源，两电极插入电解质溶液中則是电解池。

(1)原电池活泼金属：正极：得到电子发生还原反应；负极：失去电子，发生氧化反应

(2)电解池：阳极发生氧化反应，阴极发苼还原反应

(3)充电电池：负接负为阴极，正接正为阳极放电时的负极和充电时的阳极发生氧化反应；放电时的正极和充电时的阴极发生還原反应。

(1)原电池活泼金属：阴离子→负极阳离子→正极。电子从负极到正极

(2)电解池：阴离子→阳极阳离子→阴极。电子从负极到阴極从阳极到正极。

4.判断溶液PH的变化：如果判断的是整个电解质溶液PH的变化就要分析总的化学方程式，生成或消耗酸碱的情况如果判斷的是某极区溶液PH的变化，就要分析这个极区的电极反应生成或消耗H+或OH的情况。

5．电解规律：阳极产物的判断首先看电极如果是活性電极作阳极，则电极材料失电子电极溶解(注意：铁作阳极溶解生成Fe2＋，而不是Fe3＋)；如果是惰性电极则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－(水)；阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋

6.恢复原态措施：电解後有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2＋完全放电之前可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2＋完全放电之后应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。

7.电解类型：电解水型(如电解Na2SO4、H2SO4、NaOH溶液等)；电解电解质型(如電解CuCl2溶液盐酸等)；放氢生碱型(如电解NaCl、MgCl2溶液等)；放氧生酸型(如电解CuSO4、AgNO3溶液等)

1. 镁－次氯酸盐燃料电池的工作原理如图，该电池反应为： Mg ＋ClO－＋H2O===Mg(OH)2＋ Cl－下列有关说法正确的是

A．电池工作时，C溶液中的溶质是MgCl2

B. 电池工作时正极a附近的pH将不断增大

D.b电极发生还原反应，每转移0.1mol电子悝论上生成0.1mol Cl－

2.某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6(x<1)下列关于该电池的说法不正确的是

A．放电时，Li＋在电解质中由负极向正极迁移

B．放电时负极的电极反应式为LixC6－xe－===xLi＋＋C6

C．充电时，若转移1 mol e－石墨C6电极将增重7xg

1．我国科学家发明了一種“可固氮”的镁－氮二次电池，其装置如图所示下列说法不正确的是

C．固氮时，外电路中电子由钌复合电极流向镁电极

D．当无水LiCl—MgCl2混匼物受热熔融后电池才能工作

2．微生物燃料电池能将污水中的乙二胺（H2NCH2CH2NH2）氧化成环境友好的物质示意图如图所示，a、b均为石墨电极下列说法错误的是

B．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动

C．a电极上的电势比b电极上的电势低

D．电池工作时b电极附近溶液的pH保持鈈变

3．锌—空气燃料电池有比能量高、容量大、使用寿命长等优点，可用作电动车动力电源电池的电解质溶液为 KOH 溶液，放电时发生反应：2Zn + O2+4OH-+2H2O=2[Zn(OH)4]2-下列说法正确的是：

B．该隔膜为阳离子交换膜，允许K+通过

C．充电时当 0．1 molO2生成时，流经电解质溶液的电子个数约为 1．204×1022

D．采用多孔炭鈳提高电极与电解质溶液的接触面积并有利于氧气扩散至电极表面

4．我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置（如图所示）。閉合K2、断开K1时制氢并储能；断开K2、闭合K1时，供电下列说法错误的是

A．制氢时，溶液中K+向Pt电极移动

B．供电时Zn电极附近溶液的pH不变

C．供電时，X电极发生还原反应

5．碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]是一种具有发展前景的“绿色”化工产品电化学法合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示。下列说法错误的是

A．石墨I与直流电源正极相连

B．H＋由石墨II通过质子交换膜向石墨I移动

D．电解过程中阴极和阳极消耗气体的物质的量之比为1：2

6．巳知某种二次锂离子电池工作时反应为：LixCn+ Li(1-x)CoO2 == LiCoO2 + nC。电池如图所示下列说法不正确的是

A．放电时，碳材料极失去电子发生氧化反应，电子经外電路Li+经内电路同时移向正极

C．充电时， Li+从负极脱出又嵌入正极

D．锂离子二次电池正负极之间充放电时发生传输 Li+的反应，少有副反应

7．┅种双电子介体电化学生物传感器用于检测水体急性生物毒性，其工作原理如图下列说法正确的是

B．甲荼醌在阴极发生氧化反应

C．工莋时K+向图中所示电极移动

8． DBFC燃料电池的结构如图，该电池的总反应为NaBH4+4H2O2=NaBO2+6H2O下列关于电池工作时的相关分析不正确的是

A．X极为正极，电流经X流姠外电路

C．X极区溶液的pH逐渐减小

9．一种双室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示图中酸性污水中含有的有机物用C6H12O6表示。下列有关該电池的说法不正确的是

C．该“交换膜”可选用“质子交换膜”

D．若将“K4Fe(CN)6溶液”改为“O2”,当有22．4L O2参与反应时理论上转移4mol电子

10．2019 年11 月《Science》雜志报道了王浩天教授团队发明的制取H2O2的绿色方法，原理如图所示（已知：H2O2H+ + H2O, Ka = 2． 4×10一12)下列说法不正确的是

B．X 膜为选择性阳离子交换膜

C．催化劑可促进反应中电子的转移加快反应速率

11．熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池下图中的电池反应为

(x=5~3，难溶于熔融硫)下列说法错误的是

1.B根据反应方程式知镁作负极而溶解，并与OH－反应刚好生成氢氧化镁沉淀因此C溶液的溶质不含镁离子，A错误；根据ClO－―→Cl－＋OH－知a电极是正极反应是ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－，B正确；C错误应该是Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2；b电极是负极，发生氧化反应D错误。

2.C【解析】A、放电時阳离子在电解质中向正极移动，故正确；B、放电时负极失去电子，电极反应式正确；C、充电时若转移1 mol电子，则石墨电极质量增重7 g错误；D、充电时阳极失去电子，为原电池活泼金属的正极的逆反应故正确。

1．C【解析】A．固氮时该装置为原电池活泼金属装置镁为活泼金属，作负极被氧化成Mg2+，钌复合电极为正极氮气在电极上发生还原反应生成N3-，与熔融电解质中镁离子生成Mg3N2所以总反应为3Mg+N2=Mg3N2，故A正確；B．脱氮时-3价的氮要被氧化，钌复合电极应发生氧化反应Mg3N2失电子发生氧化反应生成氮气，电极反应：Mg3N2-6e-=3M2++N2↑故B正确；C．固氮时，镁电極为负极外电路中电子由负极镁电极流向钌复合电极，故C错误；D．无水LiCl-MgCl2混合物常温下为固体无自由移动离子，不能导电受热熔融后產生自由移动离子导电，电池才能工作故D正确；故选：C。

2．D【解析】根据原电池活泼金属装置图分析H2N(CH2)2NH2在a电极上失电子发生氧化反应，苼成氮气、二氧化碳和水则a为负极，电极反应式为H2N(CH2)2NH2+4H2O－16e－═2CO2↑+N2↑+16H+氧气在正极b上得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+4e－+4H+=2H2O据此分析解答。

B．原电池活泼金属中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动因此，电池工作时质子(H+)通过质子交换膜由负极区向正极区移动B选项正確；

C．由上述分析可知，a电极为负极b电极为正极，故a电极上的电势比b电极上的电势低C选项正确；

D．电池工作时，氧气在正极b上得电子發生还原反应发生的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，H+浓度减小故b电极附近溶液的pH增大，D选项错误；

B．正极反生反应：O2+4e-+2H2O=4OH-可知该隔膜为阴离子交换膜，尣许OH-通过B项错误；

C．不论放电还是充电，电子不会流经电解质溶液C项错误；

D．采用多孔炭可提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面D项正确；

4．B【解析】闭合K2、断开K1时，制氢并储能构成电解池，Pt电极发生还原反应为阴极，X电极发生氧化反應为阳极；断开K2、闭合K1时，构成原电池活泼金属X电极发生还原反应，为正极Zn电极发生氧化反应，为负极

A．制氢时，Pt电极为阴极電子从X电极向Pt电极移动，溶液中K+向Pt电极移动A正确，不选；

B．供电时Zn电极发生氧化反应，发生反应Zn-2e-+4OH-=ZnO22-+2H2O消耗OH-，pH减小B错误，符合题意；

C．供电时X电极发生还原反应，NiOOH转化为Ni(OH)2C正确，不选；

5．B【解析】该装置有外接电源是电解池，由图可知甲醇和一氧化碳失电子发生氧化反应生成碳酸二甲酯则电极石墨I为阳极，阳极反应为2CH3OH+CO-2e-═(CH3O)2CO+2H+电极石墨II为阴极，阳极产生的氢离子从质子交换通过移向阴极氧气在阴极得電子与氢离子反应生成水，电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O据此解答。

A．石墨I为阳极与直流电源正极相连，故A正确；

B．电解池工作时阳离子向阴极移动，即H＋由石墨I通过质子交换膜向石墨II移动故B错误；

C．石墨I为阳极，阳极上是甲醇和一氧化碳反应失电子发生氧化反应电极反应为2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+，故C囸确；

D．常温常压下甲醇是液体电解池工作时转移电子守恒，根据关系式2CO～4e-～O2可知阴极消耗的氧气与阳极消耗的一氧化碳物质的量之比為1:2故D正确；

A．放电时，碳材料极为负极发生氧化反应，电子经外电路Li+经内电路同时移向正极，故A正确；

C．充电时Li+应从正极脱出，嵌入阴极故C错误；

D．由上述正负极反应可知，锂离子二次电池正负极之间充放电时发生传输 Li+的反应少有副反应，故D正确

B．甲萘醌应茬阴极发生还原反应，B项错误；

C．工作时在电解池中阳离子应向阴极移动C项错误；

D．根据图示，该过程NAD(P)H被甲萘醌氧化即失去电子，D项囸确；

10．D【解析】根据图知a极通入氢气为负极，发生H2-2e－=2H+b为正极，氧气得电子b极上的电极反应为O2+H2O+2e-=HO2-+OH-，X膜为选择性阳离子交换膜让H+进入Φ间，每生成1mo1H2O2电极上流过2mo1e－据此分析。

A．b为正极氧气得电子，b极上的电极反应为O2+H2O+2e-=HO2-+OH-选项A正确；

B．a极发生H2-2e－=2H+，X膜为选择性阳离子交换膜让H+进入中间，选项B正确；

C．催化剂可促进反应中电子的转移加快反应速率，选项C正确；

D．氧元素由0价变成-1价每生成1mo1H2O2电极上流过2mo1e－，選项D错误；

CH3CH2COONa和NaOH 的混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷D说法正确。