1、题型六 电化学基础及其应用-2-一 二 三 一、原电池原理及其应用例 1(2014 福建理综)某原电池装置如图所示,电池总反应为2Ag+Cl22AgCl。下列说法正确的是()A.正极反应为 AgCl+e-Ag+Cl-B.放电时,交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C.若用 NaCl 溶液代替盐酸,则电池总反应随之改变D.当电路中转移 0.01 mol e-时,交换膜左侧溶液中约减少 0.02 mol 离子 答案 解析 解析 关闭原电池的正极发生得电子的还原反应:Cl2+2e-2Cl-,负极发生失电子的氧化反应:Ag+Cl-e-AgCl,阳离子交换膜右侧无白色沉淀生成;若用 NaCl 溶液代替盐酸
2、,电池总反应不会改变;当电路中转移0.01 mol 电子时,负极消耗 0.01 mol Cl-,右侧正极生成 0.01 mol Cl-,左侧溶液中应有 0.01 mol H+移向右侧,约减少 0.02 mol 离子。答案 解析 关闭D-3-一 二 三 解题指导 首先确定该电池的正负极,然后再根据原电池的工作原理判断各选项的正误。方法拓展 解答这类试题应注意以下几点:(1)分析元素化合价变化情况,依据化合价变化情况确定氧化还原反应,进而确定原电池的正、负极。如上例中Ag化合价升高,发生氧化反应,AgCl/Ag极为负极。(2)外电路中,电子从负极流向正极,电流从正极流向负极;溶液和盐桥中的阳离子移
3、向正极,阴离子移向负极。如上例中H+移向右侧(正极区)。-4-一 二 三(3)书写或判断电极反应式时,先分析出负极上的氧化产物和正极上的还原产物,再考虑氧化产物或还原产物与电解质溶液中的离子是否发生反应。如上例中对A、B两项的判断和对燃料电池的判断。(4)有关电极产物的计算关键是找到电子转移的量与电极产物的量的关系。-5-一 二 三 答案 解析 解析 关闭Mg-AgCl 海水电池中,Mg 为活泼金属,作负极,发生反应:Mg-2e-Mg2+,A 项正确;AgCl 在正极反应:AgCl+e-Ag+Cl-,B 项错误;原电池中,阴离子向负极移动,C项正确;Mg可与H2O缓慢反应,D项正确。答案 解析
4、 关闭B 对点训练1(2016全国)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-AgC.电池放电时 Cl-由正极向负极迁移D.负极会发生副反应 Mg+2H2OMg(OH)2+H2-6-一 二 三 二、电解池原理及其应用例 2 在南海某小岛上,可利用的淡水资源相当匮乏,守岛解放军战士通常用海水淡化来获得淡水。下面是利用电渗析法由海水获得淡水的原理图,已知海水中含 Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子,电极为惰性电极。下列说法正确的是()-7-一 二 三 A.阳离子交换膜为 AB.通电
5、后阳极区的电极反应式为 4OH-4e-O2+2H2OC.阴极区电极上产生气泡,溶液中生成少量白色沉淀D.通电后 SO42-向右侧移动 答案 解析 解析 关闭该电解池的左侧是阳极,右侧是阴极,通电后,Cl-、SO42-向左侧移动,Na+、Ca2+、Mg2+向右侧移动,从而达到淡化海水的目的,故 B 为阳离子交换膜,A、D 项错误;根据电解时阴阳离子的放电顺序,阳极的电极反应式为 2Cl-2e-Cl2,B 项错误;阴极的电极反应式为2H2O+2e-H2+2OH-,由于生成的 OH-不能透过阳离子交换膜,所以阴极区 Ca2+、Mg2+与 OH-会生成少量白色沉淀,C 项正确。答案 解析 关闭C-8-
6、一 二 三 解题指导 首先根据外加电源确定该电解池的阴阳极,然后再根据电解池的工作原理作答。方法拓展 解答这类试题应注意以下几点:(1)根据电极上发生的反应判断阴、阳极,发生还原反应的一极是阴极,发生氧化反应的一极是阳极;或者依据外加电源的正、负极确定阴、阳极,与电源正极相连的一极为阳极,与电源负极相连的一极为阴极。(2)书写或判断电极反应式时,在考虑溶液中阴阳离子放电顺序的同时,也要注意电极本身发生的反应及电极反应产物与溶液中的离子发生的反应。(3)溶液中离子浓度和pH的计算应注意溶液体积的变化。-9-一 二 三 对点训练2厨房垃圾发酵液可通过电渗析法处理,同时得到乳酸的原理如图所示(图中H
7、A表示乳酸分子,A-表示乳酸根离子,乳酸的摩尔质量为90 gmol-1),下列有关说法中正确的是()A.阳极的电极反应式为 4OH-4e-2H2O+O2B.H+从阳极通过阳离子交换膜向阴极移动 C.A-通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室 D.400 mL 10 gL-1乳酸溶液通电一段时间后,浓度上升为145 gL-1(溶液体积变化忽略不计),阴极上产生的H2在标准状况下的体积约为4.48 L 答案 解析 解析 关闭阳极:2H2O-4e-O2+4H+,A 项错误;阴极区 A-移向浓缩室,阳极区 H+浓度增大,移向浓缩室,得到浓乳酸溶液,B 项错误,C 项正确;增加的乳酸的物质的量为0.4 L14
8、5 gL-1-0.4 L10 gL-190 gmol-1=0.6 mol,所以产生 H2 的体积(标准状况)为0.6mol222.4 Lmol-1=6.72 L,D 项错误。答案 解析 关闭C-10-一 二 三 三、原电池、电解池原理综合应用例 3(2014 天津理综)已知:锂离子电池的总反应为LixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2锂硫电池的总反应为 2Li+SLi2S-11-一 二 三 有关上述两种电池说法正确的是()A.锂离子电池放电时,Li+向负极迁移 B.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应 C.理论上两种电池的比能量相同 D.上图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 答案 解析 解析
9、关闭放电时为原电池,阳离子向正极迁移,A项错误;充电时,锂电极作阴极,发生还原反应,B正确;同质量产生的电量不相同,C项错误;锂离子电池为电解池,锂硫电池为原电池,D项错误。答案 解析 关闭B-12-一 二 三 解题指导 首先分析充、放电过程中,各电极的反应情况,再分析并确定D项中连接是否正确。方法拓展 锂离子电池总反应中的LixC其实不是化合物,可将其中的碳理解为载体。-13-一 二 三 对点训练 3 高铁酸钾是高能电极材料,锌高铁酸钾碱性电池类似锌锰电池。电池总反应式为 3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,工作原理如图所示:-14-一 二 三 下列
10、说法正确的是()A.放电时,电子由 b 极经 KOH 溶液流向 a 极B.放电时,a 极的电极反应式为 FeO42-+4H2O+3e-Fe(OH)3+5OH-C.充电时,b 极的电极反应式为 Zn+2H2O-2e-Zn(OH)2+2H+D.充电时,当电路中有 3 mol 电子通过时,溶液中 OH-的物质的量的变化量为 3 mol 答案 解析 解析 关闭放电时,锌极为负极,电子由负极经外电路流向正极,不经过电解质溶液,A项错误;放电时a极为正极,K2FeO4得电子发生还原反应,电极反应式为 FeO42-+4H2O+3e-Fe(OH)3+5OH-,B 项正确;充电时,b 极为阴极,发生还原反应,电极反应式为 Zn(OH)2+2e-Zn+2OH-,C 项错误;充电时 a 极为阳极,电极反应式为 Fe(OH)3+5OH-3e-FeO42-+4H2O,有 3 mol 电子通过时,反应消耗 5 mol OH-,阴极生成 3mol OH-,溶液中 OH-的物质的量的变化量为 2 mol,D 项错误。答案 解析 关闭B
