（新）2022届冲刺2019年高考化学复习专题06电化学基础含解析201907182124

第六部分电化学基础从近几年高考试题分析可以发现，电化学是高考的重要考点，通常在选择题和化学反应原理综合题中进行命题，题目的难点是书写电极反应式，还应特别注意近几年比较流行的三室双隔膜电解池的分析。1.原电池和电解池的定义、工作原理和组成是什么？原电池电解池定义将电能转变为化学能的装置叫做电解池。将电能转变为化学能的装置叫做电解池。工作原理利用氧化还原反应，将氧化剂和还原剂之间转移的电子通过导线进行传递，从而形成电流。在电流通过电解质溶液时，在阳极和阴两极分别引起氧化反应和还原反应。组成正极、负极、电解质溶液直流电源、阳极、阴极、电解液。【链接高考】例题1.(2017-Ⅱ-11).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：Al3＋＋3e－=AlD.硫酸根离子在电解过程中向阳极移动【解析】本题考查电解原理，利用基本知识即可顺利解决。A项，根据电解原理可知，Al要形成氧化膜，失电子被氧化，因此铝为阳极，正确；B项，阴极仅作导体，发生还原反应，可选用不锈钢网，且不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，正确；C项，阴极反应为氢离子得电子生成氢气，错误；D项，电解时，阴离子移向阳极，正确。【答案】C。2.如何判断原电池和电解池的电极、电子流动方向及离子移动方向？①判断原电池正负极的方法：负极：较活泼金属，发生氧化反应，电子流出的电极。18 正极：较不活泼的金属(或石墨)，发生还原反应，电子流入的电极。②判断电解池阴阳极的方法：阳极：与电源正极相连的电极是阳极；阳极失去电子，发生氧化反应。阴极：与电源负极相连的电极是阴极；阴极得到电子，发生还原反应。③电子流动方向：原电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极；电解池工作时，电子从电解池阳极流向电源正极，再电源负极流向电解池阴极。④离子移动方向：原电池工作时，阳离子向正极(阴极)移动，阴离子向负极(阳极)。电解池工作时，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。【链接高考】例题2.(2018-Ⅲ-11).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+(1-x/2)O2【解析】A.电池放电反应中，锂失去电子做负极，氧气因为得电子，其所在的多孔碳材料电极一定是正极，A错误；B.外电电路电子由负极流向正极，B错误；18 C.充电时，阳离子向阴极移动，而充电时多孔碳材料区为阳极，C错误；D.放电时锂和空气反应生成Li2O2-x，利用原子守恒及价态变化，即可判断充电时的总反应是正确的。【答案】D3.如何书写原电池电极反应式？在近年的高考中，关于原电池的考查重点是电极反应，所以掌握了电极反应式的书写方法，许多问题都可以顺利的解决。书写步骤：第一步：分析化学反应，明确氧化剂和还原剂及电解液，知道溶液酸碱性；第二步：将氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应，即为负极反应和正极反应。第三步：配平电极反应式，保证原子守恒和电荷守恒。①拆分法：若已知电池反应的总方程式，先将化学方程式改为离子方程式，再分析化合价，确定正负极、电极的反应物和生成物以及电子转移数目，将氧化还原反应拆分为氧化反应（负极发生氧化反应）和还原反应（正极发生还原反应），最后根据电荷守恒、原子守恒配平，从而得出正负电极的反应式。在书写电极反应式时，一般先根据电子得失确定电极反应的反应物和生成物及系数，再利用H+或OH-配平电荷，最后利用水使原子守恒。说明：①H+、OH－、H2O是否参加反应，要根据实际情况具体分析。②电子带负电荷，得电子为负电荷，失去电子为正电荷。例题：已知向固体Co3O4中加入稀硫酸和Na2S2O3溶液，可以使溶解Co3O4，变成Co2+，溶液中仅含一种酸根离子，若将该反应设计成原电池，请写出该反应的离子方程式和正负极反应式。离子方程式：4Co3O4+S2O32-+22H+=12Co2++2SO42-+11H2O正极：4Co3O4+8e－+32H+=12Co2++16H2O负极：S2O32-－8e－+H2O=2SO42-+10H+②加减法：由于正极反应加负极反应等于总反应，如果已知电池的总反应，要求写出电极反应，可以先写出较易写出的简单电极反应式，然后用总反应的离子方程式减去已知的电极反应式，即可得出较难写出的复杂的电极反应式。18 注意：在总反应式减去已知反应式之前，应保证氧化剂或还原剂的系数和总反应式的一致，这样才能使得到正确的电极反应式。③燃料电池电极反应式的书写技巧根据燃料电池的特点，一般在正极发生还原反应的物质都是O2，根据电池总反应式和正极反应式写出负极反应式，也可以利用拆分法直接写出：负极反应式＝总反应式－正极反应式酸性溶液：O2＋4H＋＋4e－=2H2O碱性溶液：O2＋2H2O＋4e－=4OH－说明：若为酸性电解质溶液，电极反应式中不能出现OH－；若为碱性电解质溶液，电极反应式不能出现H＋。在某些以熔融态氧化物做电解质时，在电极反应中O2得电子变成O2-。例如，甲烷燃料电池：总反应式：CH4＋2O2=CO2＋2H2O正极反应式：2O2＋8e－=4O2－负极反应式：CH4＋4O2－－8e－=CO2＋2H2O在熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)做电解质时，在电极反应中，O2得电子变成CO32-。例如，甲烷燃料电池：总反应式：CH4＋2O2=CO2＋2H2O正极反应式：2O2＋4CO2＋8e－=4CO32－负极反应式：CH4＋4CO32－－8e－=5CO2＋2H2O例题：请写出在以氢氧化钾为电解液时，用辛烷（C8H18）做燃料电池的负极反应。方法一：加减法总反应：C8H18+25/2O2+16OH-=8CO32-+17H2O正极：25/2O2＋25H2O＋50e－=50OH－负极：C8H18+66OH－-50e－=8CO32-+42H2O方法二：拆分法先写出利用化合价分析，确定电极上发生电子转移的反应物和生成物，并算出转移电子数目，然后先后利用电荷守恒和原子守恒配平C8H18-50e－—8CO32-C8H18+66OH－-50e－—8CO32-负极反应式：C8H18+66OH－-50e－=8CO32-+42H2O必须掌握的重要的原电池反应：18 ①铅蓄电池：负极：Pb＋－2e-＝PbSO4↓正极：PbO2＋4H+＋＋2e-＝PbSO4↓＋2H2O蓄电池进行充电，其电极反应为：阳极：PbSO4＋2H2O－2e-＝PbO2＋4H+＋阴极：PbSO4＋2e-＝Pb＋蓄电池放电和充电的总反应式：PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4↓＋2H2O②燃料电池：种类酸性碱性负极反应2H2－4e－=4H＋2H2＋4OH－－4e－=4H2O正极反应O2＋4e－＋4H＋=2H2OO2＋2H2O＋4e－=4OH－总反应2H2＋O2===2H2O【链接高考】例题3.(1)[2011-全国卷-27(5)]在以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为___________________、正极反应式为_______________。(2)[2012-海南-13(4)]肼燃烧生成氮气和水，肼-空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为_______________________。(3)(2013-1-28)若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为_______。　（4）2012-26(4).K2FeO4-Zn可以组成碱性电池，与MnO2-Zn电池类似。K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应为________________________，该电池总反应的离子方程式为________________________。【解析】（1）CH3OH＋H2O－6e－=CO2＋6H＋3/2O2＋6H＋＋6e－=3H2O（2）N2H4＋4OH－－4e－=4H2O＋N2↑（3）CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+（4）FeO42－＋3e－＋4H2O=Fe(OH)3＋5OH－2FeO42－＋3Zn＋8H2O=2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－4.电解池电极反应式的书写方法是什么？①书写电极反应式的步骤：18 第一步：明确电解池阴阳极电极材料及溶液中存在的离子。第二步：判断阴阳两极附近离子种类，根据离子放电顺序，确定放电离子。第三步：根据氧化还原反应规律写出阴阳两极电极反应式和电解总方程式。②阳极放电顺序：若是活性电极(金属活动顺序表Ag及以前金属)作阳极，则是电极本身失电子放电。Fe－2e－=Fe2+或Cu－2e－=Cu2+若是惰性电极(Pt、Au、石墨)作阳极，溶液中的阴离子放电。由于阳极发生的是氧化反应，所以阴离子按照还原性强弱的顺序放电。常见阴离子的放电顺序是：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－最常见的阴离子在阳极放电的电极反应式：2C1－－2e－=C12↑4OH—－4e—=2H2O+O2↑2H2O－4e－=O2↑＋4H＋③阴极放电顺序：阴极放电的一般是溶液中的阳离子，与电极材料无关。由于阴极发生的是还原反应，所以阳离子放电能力与其氧化性有关，溶液中的阳离子按照氧化性强弱的顺序放电。常见阳离子的放电顺序是：Ag＋>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>A13+>Na+最常见的阳离子在阴极放电的电极反应式：Cu2++2e-=Cu2H＋+2e-=H2　↑2H2O+2e-＝H2↑+2OH-说明：在水溶液中，Na+、A13+等活泼金属离子不参加放电，这些离子只有在熔融时放电。特例：MnO4－+8H++5e－=Mn2++8H2O【特别说明】①若阳极是溶液中由水提供的OH-放电，则一般写成：2H2O-4e-＝O2↑+4H+；若阴极是溶液中由水提供的的H+放电，则一般写成：2H2O+2e-＝H2↑+2OH-②放电顺序不是绝对不变的，有时随着外界条件发生变化，也会发生变化。在做题时，一定要具体问题，具体分析，不能生搬硬套。2018-Ⅱ-26.(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为：Zn2++2e-=Zn。常见的电解反应：①电解NaCl溶液18 阳极：2C1－－2e－=C12↑阴极：2H2O+2e一＝H2↑+2OH一总反应：2C1－+2H2O＝C12↑+H2↑+2OH一总方程式：2NaCl+2H2O=C12↑+H2↑+2NaOH②电解CuSO4溶液阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu总反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。③电解AgNO3溶液阳极：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋阴极：4Ag＋＋4e－=4Ag总反应：4AgNO3＋2H2O=4Ag＋O2↑＋4HNO3④电解Na2SO4溶液阳极：2H2O－4e-=O2↑＋4H+阴极：4H2O+4e-＝2H2↑+4OH-总反应：2H2O=2H2↑+O2↑⑤电解H2SO4溶液阳极：2H2O－4e－=O2↑＋4H+阴极：4H+＋4e－=2H2↑总反应：2H2O=2H2↑+O2↑⑥电解NaOH溶液阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑阴极：4H2O+4e-＝2H2↑+4OH一总反应：2H2O=2H2↑+O2↑【链接高考】例题4.2018-Ⅲ-27.(3)可采用“电解法”制备KIO3，装置如图所示。18 ①写出电解时阴极的电极反应式_______________。②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_____，其迁移方向是_________。【解析】阳极区的单质碘和氢氧化钾反应：3I2＋6KOH＝KIO3＋5KI＋3H2O。根据放电顺序，在阳极碘离子失电子转化为单质碘：2I－-2e－=I2，阴极是水中的氢离子放电，电极反应：2H2O+2e－=2OH－+H2↑。阳极区钾离子通过阳离子交换膜进入阴极区生成氢氧化钾。单质碘再与氢氧化钾反应，生成KIO3和KI，以上反应反复循环最终将所有的碘都转化为碘酸钾。钾离子a到b【答案】2H2O+2e－=2OH－+H2↑。5.金属的腐蚀有哪些类型？如何进行金属的腐蚀与防护？（1）金属腐蚀分为两大类：化学腐蚀和电化学腐蚀。电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。①析氢腐蚀：正极：2H＋＋2e－＝H2负极：Fe－2e－＝Fe2＋总反应：Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2②吸氧腐蚀：正极：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－负极：Fe－2e－＝Fe2＋总反应：2Fe＋O2＋2H2O＝2Fe(OH)2（2）金属的防护①阻断原电池法：覆盖保护膜法、改变金属的内部结构法。②牺牲阳极的阴极保护法;③外加电源的阴极保护法。【链接高考】例题5.(2018-Ⅲ-7).化学与生活密切相关。下列说法错误的是（）18 A.泡沫灭火器可用于一般的起火，也适用于电器起火B.疫苗一般应冷藏存放，以避免蛋白质变性C.家庭装修时用水性漆替代传统的油性漆，有利于健康及环境D.电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极保护法【解析】电热水器内胆的主要成分是铁，由于镁比铁活泼，所以用镁棒做电极时镁先于铁被氧化，从而使铁得到保护，其原理为牺牲阳极的阴极保护法。【答案】A。6.如何判断原电池和电解池中酸碱性变化？若电极反应产生H＋或消耗OH一，则溶液pH降低；若电极反应产生OH一或消耗H＋，则溶液pH升高。若没有产生H＋或消耗OH一，则溶液pH根据原溶液的酸碱性，及溶液产生水或者消耗原溶液的情况判断。方法：原电池和电解池中酸碱性变化的判断主要是分析电极反应。①利用电极反应和总反应判断溶液酸碱性变化：若电极反应产生H＋或消耗OH一，则电极附近溶液pH降低；若电极反应产生OH一或消耗H＋，则电极附近溶液pH升高。若总反应产生H＋或消耗OH一，则溶液pH降低；若总反应产生OH一或消耗H＋，则溶液pH升高。②利用产生的气体判断溶液pH变化：若电解时只放出H2，不放出O2，电解后溶液pH升高。如电解NaCl溶液。若电解时只放出O2，不放出H2，电解后溶液pH降低。如电解CuSO4溶液。若电解时既放出O2又放出H2，电解的实质是电解水，电解后溶液浓度增大。若原溶液的pH大于7，则电解后溶液pH升高；若原溶液的pH小于7，则电解后溶液pH降低。若电解时既不放出O2又不放出H2，电解的实质是消耗电解质本身，电解后溶液浓度减小。若原溶液的pH大于7，则电解后溶液pH降低；若原溶液的pH小于7，则电解后溶液pH升高。【链接高考】例题6.(2013-大纲卷-9).电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72-)时,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在反应:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去。下列说法不正确的是(　　)A.阳极反应为Fe-2e-=Fe2+B.电解过程中溶液pH不会变化18 C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成D.电路中每转移12mol电子,最多有1molCr2O72-被还原【解析】铁板作阳极，电极反应：Fe-2e-=Fe2+，阴极反应为：2H++2e-＝H2↑或2H2O+2e-＝H2↑+2OH-A.阳极Fe失电子，反应为Fe-2e-=Fe2+，A正确;B.电解过程中有OH-生成，所以pH变大，B错误;C.生成的OH-会与Fe3+结合生成Fe(OH)3，C正确;D.电路中每转移12mol电子，生成6molFe2+，则有1molCr2O72-被还原，D正确。【答案】B。7.如何给可充电电池充电？可充电电池放电和充电电极反应有什么关系？（1）充电方法：将充电电池的正极与电源正极相连，充电电池的负极与电源负极相连，接通电源即可充电。充电的过程就是电解的过程。（2）充电反应：电池充电时，在阳极发生氧化反应，该反应是电池放电时正极反应的逆反应；电池充电时，在阴极发生还原反应，该反应是电池放电时负极反应的逆反应。铅蓄电池的电极反应：放电的电极反应为：负极：Pb＋SO42－－2e-＝PbSO4↓正极：PbO2＋4H+＋SO42－＋2e-＝PbSO4↓＋2H2O充电的电极反应：阳极：PbSO4＋2H2O－2e-＝PbO2＋4H+＋SO42－阴极：PbSO4＋2e-＝Pb＋SO42－总反应：PbO2＋Pb＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O【链接高考】18 例题7.(2016-Ⅲ-11)锌－空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为：2Zn+O2+4OH—+2H2O=2Zn(OH)42-。下列说法正确的是（）A.充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动B.充电时，电解质溶液中c(OH－)逐渐减小C.放电时，负极反应为Zn＋4OH－－2e－=Zn(OH)42-D.放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L(标准状况)【解析】A项，充电时，电解质溶液中K＋向阴极移动，错误；B项，充电时的总反应方程式为放电反应的逆反应，所以溶液中生成OH－，故c(OH－)逐渐增大，错误；C项，根据总方程式，在碱性环境中，负极Zn失电子生成的Zn2＋将与OH―结合生成Zn(OH)42-，正确；D项，O2～4e－，故电路中通过2mol电子，消耗氧气0.5mol，在标准状况时体积为11.2L，错误。【答案】C。8.解决电化学计算题的基本方法是什么？（1）计算的原则：在原电池和电解池工作时，阴阳两极得失电子的总数相等。（2）计算的方法：先根据题目已知的信息写出相关的电极反应式，然后根据电子守恒关系建立计算所需的关系式进行计算。a.根据电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、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。b.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。根据放电顺序准确写出两电极的电极反应式，以阴、阳两极得失电子数相等为纽带，对两极产物进行计算。c.根据关系式计算根据得失电子守恒定律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。（3）串联电路的计算：串联电路有两种：一是外接电源两个电解池串联；二是原电池与一个或两个电解池串联。如果是外接电源的串联电路，可以根据电源正负极判断电解池阴阳极，写出电极反应式即可计算。18 如果是原电池与电解池串联，首先要找出原电池，并分析正负极，进而判断电解池阴阳极，写出电极反应式即可计算。在串联电路电解池工作时，每一个电极上通过的电子都是相等的，因而利用电子守恒思想列式计算即可。【链接高考】例题8.(2012-福建-9)将下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是(　　)A.Cu电极上发生还原反应B.电子沿Zn→a→b→Cu路径流动C.片刻后甲池中c(SO42-)增大D.片刻后可观察到滤纸b点变红色【解析】该装置属于原电池和电解池的串联电路。将装置中K闭合，该装置是铜锌原电池做电源，电解硫酸钠溶液，实质是电解水。A.其中Zn是负极上发生氧化反应，Cu是正极上发生还原反应，故A正确；B.电子沿Zn→a，在a上溶液中的H＋得到电子，在b上溶液中的OH－失去电子，电子不能直接由a→b，故B错误；C.该装置工作过程中，甲、乙两烧杯中的SO42-的浓度都不改变，只是盐桥中的Cl－和K＋分别向甲、乙两烧杯中移动，故C错误；D.b处是阳极，溶液中的OH－失去电子，c(OH－)减小，c(H＋)增大，显酸性，b处滤纸不可能变红色，故D错误。【答案】A。9.对于有离子交换膜的电解池应如何分析？电解时，为了保证电极反应正常进行，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应，常常将阴阳极用离子交换膜隔离开，使电解池变成两室(或三室)电解池。若为阳离子交换膜只允许阳离子通过；18 若为阴离子交换膜只允许阴离子通过；若为质子交换膜只允许氢离子通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。【解题方法】首先，明确溶液中的离子及放电顺序，确定发生的电极反应；其次，明确交换膜的要求，分析离子移动方向及种类；最后，根据题目要求综合分析，解决问题。【链接高考】例题9.2018-Ⅰ-27.(3)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】由题目信息可知，阳极反应为：2H2O－4e－=O2↑＋4H+，阴极反应为：2H2O+2e-＝H2↑+2OH-。由于阳离子交换膜只允许阳离子通过，阳极产生的H+向a室移动，先与SO32－结合，产生HSO3－，导致NaHSO3浓度增加。a室Na+向b室移动,与阴极产生的OH-，形成NaOH，NaOH吸收SO2后生成Na2SO3。【答案】2H2O－4e－=O2↑＋4H+，a。10.新型可充电电池如何分析？【解题方法指导】解题之前，先通过题目提供的信息，确定反应物和生成物，判断正负电极（或阴阳极），然后根据氧化还原反应的基本规律，利用电池的工作原理，确定正负极（或阴阳极）电极反应及总反应，最后根据题目要求，分析电极反应，即可顺利解决问题。①判断电极；②确定电极反应；③解决问题。【链接高考】例题10.(2018-Ⅰ-13).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。示意图如图所示，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+18 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+H2OB.协同转化总反应：CO2+H2S=CO+H2O+SC.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】从题目给出的信息可知，石墨烯上的发生氧化反应，因而是阳极，ZnO@石墨烯必然是阴极。阳极反应：Fe2+-e-=Fe3+，Fe3+与H2S发生氧化还原反应：2Fe3++H2S=2H++S+2Fe2+。阴极极反应:CO2+2H++2e-=CO+H2O。总反应为：CO2+H2S=CO+H2O+S。从以上分析可知，A和B选项正确。阳极的电势肯定比阴极高，故C选项错误。Fe3+在溶液极易水解，如果使用需要酸性溶液，D选项正确。【答案】C。【链接高考】1.(2018-Ⅱ-12).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（）18 A.放电时，ClO4-向负极移动B.充电时释放CO2，放电时吸收CO2C.放电时，正极反应为：3CO2+4e-=2CO32-+CD.充电时，正极反应为：Na++e-=Na【解析】由分析可知，放电时，负极反应为：Na-e-=Na+，正极反应为：3CO2+4e-=2CO32-+C。充电时，阳极反应：2CO32-+C-4e-=3CO2，阴极反应：Na++e-=Na。A.放电时阴离子向负极移动，A正确；B.从总方程式可以判断CO2吸收或放出，B正确；C.由总反应可知，放电时正极反应：3CO2+4e-=2CO32-+C，C正确。D.充电时与电源正极相连的阳极发生失去电子的氧化反应，反应为：2CO32-+C-4e-=3CO2,D错误。【答案】D。2.(2015•江苏•10)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是(　)A.反应CH4+H2O=3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol电子B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH--2e-=2H2OC.电池工作时,CO32-向电极B移动D.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e-=2CO32-【解析】该燃料电池总反应为：3H2+CO+2O2=CO2+3H2O，正极反应：O2+2CO2+4e-=2CO32-；负极反应：H2-2e-+CO32-=H2O+CO2和CO+CO32--2e-=2CO2。A.根据方程式，每1mol甲烷参与反应转移电子6mol，A项错误;B.因为电解质为熔融态的碳酸盐，所以电极A上H2参与的电极反应式为H2-2e-+CO32-=H2O+CO2，没有OH-，B项错误;C.根据原电池工作原理，电极A是负极，电极B是正极，阴离子向负极移动，碳酸根离子向负极移动(A电极)，C项错误;D.电极B上发生电极反应式为：O2+2CO2+4e-=2CO32-，D项正确。18 【答案】D。3.(2016-Ⅰ-11)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。下列叙述正确的是（）A.通电后中间隔室的SO42-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【解析】由分析可知，该电解池相当于电解水，正极区(阳极)反应为：2H2O－4e－=O2＋4H＋，负极区(阴极)反应为：2H2O+2e－=H2＋2OH－。电解池中阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，SO42-离子向正极迁移，正极区水电离的OH－发生氧化反应生成氧气，溶液pH减小；负极区水电离的H＋发生还原反应生成氢气，溶液pH增大，故A、C错误。电解后，正极区得到H2SO4，负极区得到NaOH，故B正确；生成1molO2需要4mol电子，当电路中通过1mol电子时，会有0.25mol的O2生成，D错误。【答案】B。4.(2015·福建理综-11)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是()18 A.该装置将化学能转化为光能和电能B.该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移C.每生成1molO2，有44gCO2被还原D.a电极的反应为3CO2＋18H＋－18e－=C3H8O＋5H2O【解析】由题目信息可知，总反应为：6CO2+8H2O=2C3H8O+9O2，阳极反应为：2H2O－4e－=O2↑＋4H+，阴极反应为：3CO2＋18H＋＋18e－=C3H8O＋5H2O。A项，该装置是电解池，在电解和光的作用下H2O在光催化剂的表面转化为O2和H＋，故该装置是将电能和光能转化为化学能，A错误；B项，该装置工作时，H＋从阳极b极向阴极a极迁移，B正确；C项，该电解池的总反应式为6CO2＋8H2O=2C3H8O＋9O2，根据总反应方程式可知，每生成1molO2，有2/3molCO2被还原，其质量为88/3g，C错误；D项，a电极为阴极，发生还原反应，电极反应式为3CO2＋18H＋＋18e－=C3H8O＋5H2O，D错误。【答案】B。5.(2017-全国卷Ⅲ-11)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（硫磺）材料，该电池的反应为：16Li＋xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是（）18 A.电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－=3Li2S4B.电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14gC.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】该电池的正极为a，负极为b,负极电极反应：Li－e－=Li＋，正极的电极反应分别为：S8+2Li＋+2e－=Li2S8、3Li2S8+2Li＋+2e－=4Li2S6、2Li2S6+2Li＋+2e－=3Li2S4、Li2S4+2Li＋+2e－=2Li2S2.A项，原电池电解质中阳离子移向正极，根据全固态锂硫电池工作原理图示中Li＋移动方向可知，电极a为正极，正极发生还原反应，由总反应可知正极依次发生S8→Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2的还原反应，正确；B项，电池工作时负极电极方程式为Li－e－=Li＋，当外电路中流过0.02mol电子时，负极消耗的Li的物质的量为0.02mol，其质量为0.14g，正确；C项，石墨烯具有良好的导电性，故可以提高电极a的导电能力，正确；D项，电池充电时为电解池，电解反应是放电反应的逆反应，因此电解总反应为8Li2Sx=16Li＋xS8(2≤x≤8)，故Li2S2的量会越来越少，错误。【答案】D。18