2025年高二化學寒假銜接講練 (人教版)寒假復習-第4講 化學反應與電能（教師版）

第4講化學反應與電能考點聚焦：復習要點+知識網絡，有的放矢重點專攻：知識點和關鍵點梳理，查漏補缺難點強化：難點內容標注與講解，能力提升提升專練：真題感知+提升專練，全面突破考點1原電池的工作原理1．原電池的概念定義：把化學能轉化為電能的裝置。2．原電池的構成(1)半電池原電池由兩個半電池組成，半電池包括電極材料和電解質溶液。(2)電極材料一般情況下，兩個活潑性不同的電極，相對活潑的金屬作負極，較不活潑的金屬（或導電的非金屬）作正極。(3)形成閉合回路兩個半電池通過鹽橋和導線連接，形成閉合回路。兩個隔離的半電池通過鹽橋連接起來，鹽橋中通常是裝有含KCl飽和溶液的瓊脂。3．原電池的工作原理(1)一般，原電池反應為自發(fā)的氧化還原反應，且ΔH<0。(2)半反應：負極失去電子，發(fā)生氧化反應；正極得到電子，發(fā)生還原反應。(3)電子流向：電子由負極經導線流向正極。(4)離子流向：鹽橋中的陽離子流向正極，陰離子流向負極。(5)鹽橋的作用：①將兩個半電池隔開，提高電池效率。②連接兩個半電池，保持溶液的電中性，形成閉合回路?！咎貏e提醒】(1)構成原電池的兩電極材料不一定都是金屬，正極材料可以為導電的非金屬，例如石墨。兩極材料可能參與反應，也可能不參與反應。(2)兩個活潑性不同的金屬電極用導線連接，共同插入電解質溶液中不一定構成原電池，必須有一個能自發(fā)進行的氧化還原反應。(3)在判斷原電池正負極時，既要考慮金屬活潑性的強弱，也要考慮電解質溶液性質。如Mg－Al－HCl溶液構成的原電池中，負極為Mg；但是Mg－Al－NaOH溶液構成的原電池中，負極為Al，正極為Mg。(4)單液電池和雙液電池的比較裝置Ⅰ中還原劑Zn與氧化劑Cu2+直接接觸，會直接發(fā)生氧化還原反應，易造成能量損耗；裝置Ⅱ中，還原劑在負極區(qū)，而氧化劑在正極區(qū)，能避免能量損耗。(5)原電池正負極的判斷方法①看電極材料：一般情況下，兩個活潑性不同的電極，相對活潑的金屬作負極，較不活潑的金屬或導電的非金屬作正極。②看電極反應：負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應。③看電子流向：電子從負極經導線流向正極。④看離子移動方向：陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。⑤看電極發(fā)生的現(xiàn)象：負極參加反應時，負極材料不斷溶解質量減小，正極質量增加或質量不變。考點2化學電源1．一次電池(1)堿性鋅錳干電池負極反應：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2；正極反應：2MnO2＋2H2O＋2e－=2MnOOH＋2OH－；總反應：Zn＋2MnO2＋2H2O=2MnOOH＋Zn(OH)2。(2)鋅銀電池負極反應：Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2；正極反應：Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－；總反應：Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2Ag。(3)鋰電池Li－SOCl2電池可用于心臟起搏器，該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4－SOCl2，電池總反應可表示為4Li＋2SOCl2=4LiCl＋SO2↑＋S。其中：負極材料是Li，電極反應式為4Li－4e－=4Li＋，正極反應式為2SOCl2＋4e－=SO2↑＋S＋4Cl－。2．二次電池鉛蓄電池是最常見的二次電池，負極材料是Pb，正極材料是PbO2?？偡磻獮镻b(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2PbSO4(s)＋2H2O(l)。(1)鉛蓄電池的放電反應為原電池反應負極：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正極：PbO2+2e-+SO42-+4H+===PbSO4+2H2O(2)鉛蓄電池的充電反應陰極：PbSO4+2e-===Pb+SO42-陽極：PbSO4-2e-+2H2O===PbO2+SO42-+4H+可充電電池充電時原來的負極連接電源的負極作陰極；同理，原來的正極連接電源的正極作陽極，簡記為負連負，正連正。3．氫氧燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，分為酸性和堿性兩種。種類酸性堿性負極反應式2H2－4e－=4H＋2H2＋4OH－－4e－=4H2O正極反應式O2＋4e－＋4H＋=2H2OO2＋2H2O＋4e－=4OH－電池總反應式2H2＋O2=2H2O【特別提醒】(1)所有的燃燒均為放熱反應，若能量以電的形式向外釋放，則形成燃料電池，所以燃料電池的總方程式類似燃燒的總方程式，條件不同。(2)理論上來說，所有的燃燒反應均可設計成燃料電池，所以燃料電池的燃料除氫氣外，還有烴、肼、甲醇、氨、煤氣等氣體或液體，且能量轉化率超高。(3)二次電池放電、充電反應及充電連接考點3電解原理1．電解和電解池(1)電解是在直流電作用下，在兩個電極上分別發(fā)生氧化反應和還原反應的過程。(2)電解池是將電能轉化為化學能的裝置。2．電解池的工作原理(1)電極名稱及反應類型陰極：與電源負極相連的電極，發(fā)生還原反應；陽極：與電源正極相連的電極，發(fā)生氧化反應。(2)電子流向：負極→陰極、陽極→正極。(3)離子的移動方向：陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動。(4)電解池的構成條件具有與直流電源相連接的兩個電極（陰極、陽極），插入電解質溶液或熔融電解質中，形成閉合回路。3．電解反應的放電規(guī)律(1)陰極：無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應，發(fā)生反應的是溶液中的陽離子。陽離子放電順序：(2)陽極：溶液中還原性強的陰離子失去電子被氧化，或者電極材料（電極為活性電極）本身失去電子被氧化而溶入溶液中。陰離子放電順序：4．以惰性電極電解電解質溶液的規(guī)律(1)電解水型（強酸、強堿和活潑金屬的含氧酸鹽溶液）實例電極反應式及總反應式電解質溶液濃度復原方法H2SO4陰極：2H＋＋2e－=H2↑陽極：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑總反應式：2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑增大加水NaOH陰極：4H2O+4e-===2H2↑+4OH-陽極：4OH－－4e－2H2O＋O2↑總反應式：2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑增大H2ONa2SO4陰極：4H2O+4e-===2H2↑+4OH-陽極：2H2O-4e-===O2↑+4H+總反應式：2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑增大H2O(2)電解電解質型[無氧酸、不活潑金屬的無氧酸鹽溶液（如HCl、CuCl2）]實例電極反應式及總反應式電解質溶液濃度復原方法HCl陰極：2H＋＋2e－=H2↑陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑總反應式：2HCleq\o(=,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑減小通入HCl氣體CuCl2陰極：Cu2＋＋2e－=Cu陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑總反應式：CuCl2eq\o(=,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑加CuCl2固體(3)放H2生堿型（活潑金屬的無氧酸鹽）實例電極反應式及總反應式電解質溶液濃度復原方法NaCl陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－總反應式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－減小并生成新電解質通入HCl氣體(4)放O2生酸型（不活潑金屬的含氧酸鹽溶液）實例電極反應式及總反應式電解質溶液濃度復原方法CuSO4陽極：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑陰極：2Cu2＋＋4e－=4Cu總反應式：2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋4H＋減小并生成新電解質加CuO或CuCO3AgNO3陽極：2H2O－4e－=4H＋＋O2↑陰極：4Ag＋＋4e－=4Ag總反應式：4Ag＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))4Ag＋O2↑＋4H＋減小并生成新電解質加Ag2O【特別提醒】(1)活性電極一般指Pt、Au以外的金屬電極。(2)電解的離子方程式中，若參與電極反應的H＋或OH－是由水電離出來的，用H2O作為反應物。(3)電極反應式的書寫方法以惰性電極碳棒電解CuSO4溶液為例①辨電極：陰極與電源負極相連，陽極與電源正極相連。②找離子：電解質溶液中：Cu2＋、H＋、SOeq\o\al(2－,4)、OH－。③排順序：依據常見微粒放電順序，陰極：Cu2＋>H＋(水)，陽極：OH－(水)>SOeq\o\al(2－,4)。④電極式：陰極：Cu2＋＋2e－=Cu，陽極：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋。⑤總反應：依據得失電子守恒，調整各電極計量數，然后相加，標上反應條件2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋4H＋、2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋2H2SO4。(4)電解后電解質溶液的復原需加適量的某物質，該物質可以是陰極與陽極產物的化合物。例如惰性電極電解CuSO4溶液，要恢復原溶液的濃度，可向電解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3，但不能加入Cu(OH)2，因為Cu(OH)2與生成的H2SO4反應后使水量增加。使電解后的溶液恢復原狀的方法：先讓析出的產物(氣體或沉淀)恰好完全反應，再將其化合物投入電解后的溶液中即可。考點4電解原理的應用1．氯堿工業(yè)(1)電極反應陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑(反應類型：氧化反應)；陰極：2H＋＋2e－=H2↑(反應類型：還原反應)。檢驗陽極產物的方法是用濕潤的KI-淀粉試紙靠近陽極，若試紙變藍，證明生成了Cl2。電解時向食鹽水中滴加酚酞，陰極附近溶液變紅，說明該電極附近產生的物質為NaOH。(2)電解方程式化學方程式：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑；離子方程式：2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑。(3)陽離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖①陽離子交換膜的作用阻止OH－進入陽極室與Cl2發(fā)生副反應：2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2O，阻止陽極產生的Cl2和陰極產生的H2混合發(fā)生爆炸。②a、b、c、d加入或取出的物質分別是飽和食鹽水、稀NaOH溶液、稀食鹽水、濃NaOH溶液；X、Y分別為Cl2、H2。【特別提醒】隔膜的作用(1)能將兩極區(qū)隔離，阻止兩極區(qū)生成的物質接觸，防止發(fā)生副反應。(2)能選擇性通過離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。2．電鍍應用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法。實例——電鍍銅陽極(銅片)：Cu－2e－=Cu2＋；陰極(待鍍鐵件)：Cu2＋＋2e－=Cu。3．電冶金(1)電解精煉銅①電極材料：陽極為粗銅，陰極為純銅。②電解質溶液：含Cu2＋的鹽溶液。③電極反應式陽極：Zn－2e－=Zn2＋、Fe－2e－=Fe2＋、Ni－2e－=Ni2＋、Cu－2e－=Cu2＋；陰極：Cu2＋＋2e－=Cu。④陽極泥的形成粗銅中不活潑的雜質(金屬活動性順序中位于銅之后的銀、金等)在陽極難以失去電子，當陽極上的銅失去電子變成離子之后，它們以金屬單質的形式沉積于電解槽的底部，成為陽極泥。(2)利用電解熔融鹽(或氧化物)的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等?？偡匠淌疥枠O、陰極反應式冶煉鈉2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑、2Na＋＋2e－=2Na冶煉鎂MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑2Cl－－2e－=Cl2↑、Mg2＋＋2e－=Mg冶煉鋁2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Al＋3O2↑6O2－－12e－=3O2↑、4Al3＋＋12e－=4Al工業(yè)電解氧化鋁制取金屬鋁時，常加入冰晶石(Na3AlF6)，其作用是降低熔化溫度。電解過程中還需不斷補充陽極(石墨)，其原因是陽極生成的氧氣與石墨電極發(fā)生了反應?！咎貏e提醒】(1)電解精煉過程中的“兩不等”：電解質溶液濃度在電解前后不相等；陰極增加的質量和陽極減少的質量不相等。(2)電鍍過程中的“一多，一少，一不變”：“一多”指陰極上有鍍層金屬沉積；“一少”指陽極上有鍍層金屬溶解；“一不變”指電鍍液(電解質溶液)的濃度不變?？键c5金屬的腐蝕與防護1．金屬的腐蝕(1)金屬腐蝕的本質金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子，金屬發(fā)生氧化反應。(2)金屬腐蝕的類型①化學腐蝕與電化學腐蝕類型化學腐蝕電化學腐蝕條件金屬與接觸到的物質直接發(fā)生化學反應不純的金屬接觸到電解質溶液發(fā)生原電池反應本質M－ne－=Mn＋M－ne－=Mn＋現(xiàn)象金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕區(qū)別無電流產生有微弱電流產生聯(lián)系電化學腐蝕比化學腐蝕普遍得多，腐蝕速率更快，危害也更嚴重②析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例)類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強水膜酸性很弱或呈中性電極反應負極Fe－2e－=Fe2＋正極2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－總反應式Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O=2Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍鋼鐵暴露在潮濕空氣中主要發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵銹的形成過程中主要發(fā)生的反應為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O(鐵銹)＋(3－x)H2O。(3)金屬腐蝕快慢的判斷方法①在同一電解質溶液中，金屬腐蝕由快到慢的順序為電解池的陽極＞原電池的負極＞化學腐蝕＞原電池的正極>電解池的陰極。②同一種金屬在不同介質中腐蝕由快到慢的順序為強電解質溶液＞弱電解質溶液＞非電解質溶液。③對同一種電解質溶液來說，電解質溶液濃度越大，金屬腐蝕越快。④金屬活動性差別越大，活潑性強的金屬腐蝕越快。2．金屬的防護(1)改變金屬材料的組成在金屬中添加其他金屬或非金屬可以制成性能優(yōu)異的合金。如普通鋼中加入鎳、鉻等制成不銹鋼產品，鈦合金不僅具有優(yōu)異的抗腐蝕性，還具有良好的生物相容性。(2)在金屬表面覆蓋保護層在金屬表面覆蓋致密的保護層，將金屬制品與周圍物質隔開是一種普遍采用的防護方法。如，在鋼鐵制品的表面噴涂油漆、涂礦物性油脂、覆蓋搪瓷、塑料等；電鍍鋅、錫、鉻、鎳等；利用化學方法、離子注入法、表面滲鍍等方式在金屬表面形成穩(wěn)定的鈍化膜。(3)電化學保護法金屬在發(fā)生電化學腐蝕時，總是作為原電池負極(陽極)的金屬被腐蝕，作為正極(陰極)的金屬不被腐蝕，如果能使被保護的金屬成為陰極，則該金屬就不易被腐蝕。(1)犧牲陽極法原理：原電池原理，被保護的金屬作正極，活潑性更強的金屬作負極。應用：鍋爐內壁、船舶外殼、鋼鐵閘門安裝鎂合金或鋅塊。(2)外加電流法原理：電解池原理，被保護的金屬作為陰極，與電源的負極相連。應用：鋼鐵閘門，高壓線鐵架，地下管道連接直流電源的負極?！咎貏e提醒】(1)析氫腐蝕和吸氧腐蝕取決于金屬表面電解質溶液的酸堿性，實際情況以吸氧腐蝕為主。(2)鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕或吸氧腐蝕時，負極均是Fe失電子生成Fe2＋，而非Fe3＋。(3)一般情況下，只有在金屬活動性順序中排在氫之前的金屬才有可能發(fā)生析氫腐蝕。(4)不要因為“陽極”“陰極”而把犧牲陽極法的工作原理當作電解原理。(5)判斷電化學保護法的類型，應分清其基本原理，要看是利用電解原理的外加電流法還是應用原電池原理的犧牲陽極法，兩者不能混淆。強化點一原電池原理的應用1．原電池的設計(1)原電池設計的關鍵①外電路：負極(還原性較強的物質)eq\o(,\s\up7(e-),\s\do5(導線))正極(較穩(wěn)定的金屬或能導電的非金屬)。②內電路：將兩極浸入電解質溶液中，使陰、陽離子做定向移動。陰離子移向負極，陽離子移向正極。(2)設計原電池的思路（以Cu與AgNO3反應為例）①明確兩極反應eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(正極：2Ag＋＋2e－=2Ag,負極：Cu－2e－=Cu2＋))②選擇電極材料eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(負極材料一般為較活潑易失電子的物質，如Cu,\a\vs4\al(正極材料一般為導電性材料且活潑性較差，如C、Ag等)))③選擇電解質溶液eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(不含鹽橋：參與正極反應的氧化劑，如AgNO3,\a\vs4\al(含鹽橋：負極區(qū)溶液一般含負極材料的金屬離,子，如Cu2＋),正極區(qū)溶液為參與正極反應的氧化劑，如AgNO3))（4）畫裝置圖：注明電極材料和溶液成分2．加快化學反應速率在鋅與稀H2SO4反應時加入少量CuSO4溶液，CuSO4與鋅發(fā)生置換反應生成Cu，從而形成Cu－Zn微小原電池，加快產生H2的速率。3．金屬活動性強弱比較一般來說，作負極的金屬的活動性強于正極金屬。如：有兩種金屬a和b，用導線連接后插入稀硫酸中，觀察到a極溶解，b極上有氣泡產生。由此可判斷出a是負極、b是正極，且金屬活動性：a>b。【典例1】控制合適的條件，將反應2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2設計成如圖所示的原電池。下列判斷不正確的是()A．反應開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應B．反應開始時，甲中石墨電極上Fe3＋被還原C．電流表讀數為零時，反應達到化學平衡狀態(tài)D．電流表讀數為零后，向甲中加入FeCl2固體，乙中的石墨電極為負極答案：D解析：由題圖并結合原電池原理分析可知，F(xiàn)e3＋得到電子變?yōu)镕e2＋，被還原，I－失去電子變?yōu)镮2，被氧化，A、B項正確；電流表讀數為零時，反應達到化學平衡狀態(tài)，C項正確；向甲中加入FeCl2固體，對于2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，平衡向逆反應方向移動，此時Fe2＋被氧化，I2被還原，故甲中石墨電極為負極，乙中石墨電極為正極，D項錯誤?！窘忸}技巧】(1)設計帶鹽橋的原電池裝置時，一般負極金屬元素與其電解質溶液中的陽離子元素保持一致，正極金屬元素與其電解質溶液中的陽離子元素保持一致。如Cu－Zn原電池中，Zn與ZnSO4溶液，Cu與CuSO4溶液分別構成半電池。(2)“裝置圖”常見失分點提示①不注明電極材料名稱或元素符號。②不畫出電解質溶液(或畫出但不標注)。③誤把鹽橋畫成導線。④不能連成閉合回路。強化點二化學電源1．二次電池電極反應的書寫(1)明確兩極的反應物。(2)明確直接產物：根據負極氧化、正極還原，明確兩極的直接產物。(3)確定最終產物：根據介質環(huán)境和共存原則，找出參與的介質粒子，確定最終產物。(4)配平：根據電荷守恒、原子守恒配平電極反應式。注意：①H＋在堿性環(huán)境中不存在；②O2－在水溶液中不存在，在酸性環(huán)境中結合H＋，生成H2O，在中性或堿性環(huán)境結合H2O，生成OH－；③若已知總反應式時，可先寫出較易書寫的一極的電極反應式，然后在電子守恒的基礎上，總反應式減去較易寫出的一極的電極反應式，即得到較難寫出的另一極的電極反應式。2．燃料電池電極反應式的書寫方法負極為燃料失電子發(fā)生氧化反應。正極為O2得電子發(fā)生還原反應。如CH4堿性(KOH溶液)燃料電池負極反應式的書寫方法：第一步確定生成物CH4eq\o(→,\s\up7(O2))eq\b\lc\[\rc\(\a\vs4\al\co1(H2O,CO2\o(→,\s\up7(KOH))CO\o\al(2－,3)＋H2O))第二步確定電子轉移和變價元素原子守恒eq\o(C,\s\up6(－4))H4－8e－→eq\o(C,\s\up6(＋4))Oeq\o\al(2－,3)＋H2O；第三步依據電解質性質，用OH－使電荷守恒CH4－8e－＋10OH－→COeq\o\al(2－,3)＋H2O；第四步依據氫原子守恒配平H2O的化學計量數CH4－8e－＋10OH－=COeq\o\al(2－,3)＋7H2O?！镜淅?】一種甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑，在稀硫酸電解液中直接加入純化后的甲醇，同時向一個電極通入空氣。回答下列問題：(1)這種電池放電時發(fā)生的化學方程式：___________________________________。(2)此電池的正極反應式：________________________，負極反應式：_______________________。(3)電解液中H＋向________極移動，向外電路釋放電子的電極是________。(4)使用該燃料電池的另一個好處是________________________________________。答案：(1)2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O(2)3O2＋12H＋＋12e－=6H2O2CH3OH＋2H2O－12e－=2CO2＋12H＋(3)正負極(4)對環(huán)境無污染解析：(1)燃料電池的電池反應為燃料的氧化反應，在酸性條件下生成的CO2不與H2SO4反應，故電池反應為2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O。(2)電池的正極為O2得電子，由于是酸性環(huán)境，所以會生成H2O，用電池總反應式減去正極反應式即可得出負極反應式。(3)H＋移向正極，在正極生成水。(4)產物是CO2和H2O，不會對環(huán)境造成污染?！窘忸}技巧】(1)燃料電池的電極不參與反應，有很強的催化活性，起導電作用。燃料和氧化劑連續(xù)的由外部供給。(2)燃料在燃料電池內的化學反應并不是通常所說的燃燒，不是化學能轉換成熱能再轉換成電能，而是由化學能直接轉化為電能。(3)書寫燃料電池的化學方程式或電極反應式時，要注意電解質溶液或傳導介質的影響，如堿性條件下CO2以COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))形式存在。強化點三電解池的工作原理1．電解池的陰、陽極的判斷方法2．電解時電極產物的判斷【典例3】(1)電解MnSO4溶液可制備MnO2，其陽極的電極反應式為_________________________。(2)將用燒堿吸收H2S后所得的溶液加入如圖所示的電解池的陽極區(qū)進行電解。電解過程中陽極區(qū)發(fā)生如下反應：S2－－2e－=S；(n－1)S＋S2－=Seq\o\al(2－,n)。①寫出電解時陰極的電極反應式：____________________________________。②電解后陽極區(qū)的溶液用稀硫酸酸化得到硫單質，其離子方程式為_______________________。(3)鈰元素(Ce)是鑭系金屬中自然豐度最高的一種，常見有＋3、＋4兩種價態(tài)。霧霾中含有大量的污染物NO，可以被含Ce4＋的溶液吸收，生成NOeq\o\al(－,2)、NOeq\o\al(－,3)(二者物質的量之比為1∶1)?？刹捎秒娊夥▽⑸鲜鑫找褐械腘Oeq\o\al(－,2)轉化為無毒物質，同時再生成Ce4＋，其原理如圖所示。①Ce4＋從電解槽的________(填字母)口流出，電極反應式：________________。②寫出陰極的電極反應式：_______________________________________________________。答案：(1)Mn2＋＋2H2O－2e－=MnO2↓＋4H＋(2)①2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－ ②Seq\o\al(2－,n)＋2H＋=(n－1)S↓＋H2S↑(3)①aCe3＋－e－=Ce4＋··②2NOeq\o\al(－,2)＋8H＋＋6e－=N2↑＋4H2O解析：(3)①Ce4＋在陽極生成，從a口流出。②NOeq\o\al(－,2)轉化為無毒物質，則NOeq\o\al(－,2)在陰極得電子，轉化為N2，由得失電子守恒、電荷守恒可得陰極電極反應式?！窘忸}技巧】(1)陰極只作導體，電極本身都不反應，一定是溶液（或熔融電解質）中的陽離子放電。(2)電解水溶液時，K＋～Al3＋不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金屬。(3)電解時，在外電路中有電子通過，而在溶液中是靠離子移動導電。因此，電子和離子的移動遵循“電子不下水，離子不上線”。(4)書寫電解池的電極反應式時，可以用實際放電的離子表示，但書寫電解池的總反應時，H2O要寫成分子式。如用惰性電極電解食鹽水時，陰極反應式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，總反應式為2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑。強化點四電解的有關計算1．三個計算原則(1)陽極失去的電子數等于陰極得到的電子數。(2)串聯(lián)電池中各電極上轉移的電子數目相等。(3)電源輸出的電子總數和電解池中各電極上轉移的電子數目相等。2．六種常見計算類型(1)兩極產物的定量計算。(2)溶液pH的計算{pH＝－lgc(H＋)}。(3)相對原子質量的計算和阿伏加德羅常數的值的測定。(4)根據轉移電子的量求產物的量或根據產物的量求轉移電子的量。(5)計算析出的氣體體積或物質的量。(6)電極質量的變化。3．三種常見計算方法(1)根據電子守恒法計算：用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產物、正負兩極產物、相同電量等類型的計算，其依據是電路上轉移的電子數相等(2)根據總反應式計算：先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據總反應式列比例式計算(3)根據關系式計算：根據得失電子守恒的關系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關系式以通過4mole－為橋梁可構建如下關系式：(式中M為金屬，n為其離子的化合價數值)【典例4】將1L含有0.4molCu(NO3)2和0.4molKCl的水溶液，用惰性電極電解一段時間后，在一電極上析出19.2gCu；此時，在另一電極上放出氣體的體積在標準狀況下為(不考慮產生的氣體在水中的溶解)()A．3.36LB．5.6LC．6.72LD．13.44L答案：B解析：陰極析出銅0.3mol，由Cu2＋＋2e－=Cu知Cu2＋得到0.6mol電子，根據2Cl－－2e－=Cl2↑，求出當溶液中Cl－全部參與電極反應時，放出Cl20.2mol，失去電子0.4mol。因此在陽極還有OH－放電，根據4OH－－4e－=2H2O＋O2↑和電子守恒，在陽極有0.05molO2放出，即陽極共放出0.25mol、標準狀況下為5.6L的氣體。【解題技巧】電解相關計算的兩個要點(1)熟練掌握電極反應式的書寫，判斷各電極生成的產物。(2)每個電極上轉移的電子數都是相等的。真題感知1．（2024·海南?？冢┯蠥、B、C、D四種金屬，將A與B用導線連接起來，浸入電解質溶液中，B不易被腐蝕；將A、D分別投入到等濃度的鹽酸中，D比A反應劇烈；將銅浸入B的鹽溶液中無明顯變化；將銅浸入C的鹽溶液中，有金屬C析出。據此可推知它們的金屬活動性由強到弱的順序為A．D>C>A>B B．D>A>B>C C．D>B>A>C D．B>A>D>C【答案】B【解析】將A與B用導連接結起來，浸入電解質溶液中，可構成原電池結構，B不易被腐蝕，說明B作正極，則A金屬活動性比B強；將A、D分別投入到等濃度的鹽酸中，D比A反應劇烈，說明D金屬活動性比A強；將銅浸入B的鹽溶液中無明顯變化，說明B的金屬活動性比Cu強；將銅浸入C的鹽溶液中，有金屬C析出，說明Cu的金屬活動性比C強。綜上分析得金屬活動性由強到弱的順序為：D>A>B>C，故選B。2．（2024湖南邵陽）根據下圖，下列說法正確的是ⅠⅡA．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中負極反應均是Fe-2e-=Fe2+B．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ鹽橋中的陽離子均向右側燒杯移動C．裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中正極反應式均為O2+2H2O+4e-=4OH-，D．放電過程中，裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中正極區(qū)溶液的pH均逐漸增大【答案】D【分析】由題干裝置可知，裝置Ⅰ中Zn比Fe活潑，則Zn作負極，電極反應為：Zn-2e-=Zn2+，F(xiàn)e作正極，電極反應為：O2+2H2O+4e-=4OH-，裝置Ⅱ中Fe比銅活潑，則Fe作負極，電極反應為：Fe-2e-=Fe2+，Cu作正極，電極反應為：2H++2e-=H2↑，據此分析解題?！窘馕觥緼．由分析可知，裝置Ⅰ中負極反應為：Zn-2e-=Zn2+，裝置Ⅱ中負極反應是Fe-2e-=Fe2+，A錯誤；B．由分析可知，裝置Ⅰ中左側為正極，右側為負極，則鹽橋中的陽離子由負極移向正極即向左側燒杯移動，而裝置Ⅱ中左側為負極，右側為正極，則鹽橋中的陽離子向右側燒杯移動，B錯誤；C．由分析可知，裝置Ⅰ中正極反應為：O2+2H2O+4e-=4OH-，而裝置Ⅱ中正極反應式均為2H++2e-=H2↑，C錯誤；D．由分析可知，放電過程中，裝置Ⅰ中正極反應為：O2+2H2O+4e-=4OH-，而裝置Ⅱ中正極反應式均為2H++2e-=H2↑，故裝置Ⅰ和裝置Ⅱ中正極區(qū)溶液的pH均逐漸增大，D正確；故答案為：D。3．（2024·江西吉安）濃差電池中的電動勢是由于電池中存在濃度差而產生的。某濃差電池的原理如圖所示，該電池從濃縮海水中提取LiCl的同時又獲得了電能。下列有關該電池的說法錯誤的是A．電流由Y極通過外電路流向X極B．電池工作時，通過離子導體移向X極區(qū)C．X極發(fā)生的反應為D．Y極每生成1molCl2，X極區(qū)得到2molLiCl【答案】A【解析】A．加入鹽酸，X極上生成氫氣，發(fā)生還原反應：，X極為正極，Y極上發(fā)生氧化反應：，Y極是負極，在外電路中電流由正極流向負極，A錯誤；B．電池工作時，向X極區(qū)移動，B正確；C．X極上生成氫氣，發(fā)生還原反應：，C正確；D．Y極每生成1molCl2，轉移2mol電子，有2mol向正極移動，則X極區(qū)得到2molLiCl，D正確；答案選A。4．（024·廣西玉林）微生物脫鹽池是一種高效、經濟的能源裝置，利用微生物處理有機廢水獲得電能，同時可實現(xiàn)海水淡化?，F(xiàn)以氯化鈉溶液模擬海水，采用惰性電極，用下圖的裝置處理有機廢水(以含的溶液為例)，下列說法正確的是A．該電池可在高溫環(huán)境下工作B．Y為陰離子選擇性交換膜C．負極反應式為：D．每消耗2.24L的空氣，有0.4mol電子轉移【答案】C【分析】該裝置為原電池，有機廢水中的發(fā)生失電子的氧化反應生成，負極反應式為，正極反應式為，原電池工作時，陰離子移向負極、陽離子移向正極，即模擬海水溶液中的通過陽離子交換膜移向正極、通過陰離子交換膜移向負極，可實現(xiàn)海水淡化，則隔膜Y為陽離子交換膜，據此分析解答?！窘馕觥緼．該裝置為微生物脫鹽電池，溫度過高會導致微生物死亡，海水淡化效果變差，故A錯誤；B．負極區(qū)生成氫離子，需要氯離子，正極區(qū)消耗氫離子，需要鈉離子，所以Y是陽離子交換膜，故B錯誤；C．負極上失電子發(fā)生氧化反應生成二氧化碳，同時生成氫離子，電極反應式為，故C正確；D．未講明標況，且標況下2.24L空氣中含有，每消耗1mol氧氣轉移4mol電子，據此計算消耗0.02mol氧氣轉移電子物質的量=0.02mol×4=0.08mol，D錯誤；答案選C。5．（2024·陜西寶雞）歐洲足球錦標賽事中的拍攝車，裝著“綠色心臟”-質子交換膜燃料電池，其工作原理如圖所示。下列敘述中正確的是A．裝置中的能量變化為電能轉化為化學能B．通入氫氣的電極發(fā)生還原反應C．通入空氣的電極反應式：O2+4e-+4H+=2H2OD．裝置中電子從通入空氣的電極經過導線流向通入氫氣的電極【答案】C【解析】A．燃料電池是將化學能轉化為電能，A錯誤；B．負極的電極反應為：H2-2e-=2H+，H2失去的電子被氧化發(fā)生了氧化反應，B錯誤；C．氫氣失電子生成的H+，通過質子交換膜由負極流向正極，正極的電極反應式為：O2+4e-+4H+=2H2O，C正確；D．通入氫氣的電極失去的電子經過導線流向通入空氣的電極，D錯誤；故答案為：C。6．（2024·湖北恩施）氨作為一種無碳富氫化合物，其具有價廉、不易燃、易儲存等特點，被認為是可替代氫用于燃料電池的理想材料。燃料電池如圖所示，下列說法錯誤的是A．電極b為正極，發(fā)生還原反應B．電極a上電極反應：C．電池工作時向電極b遷移D．電池工作時電極上理論消耗的【答案】D【分析】電極a上NH3發(fā)生失電子的氧化反應生成N2和H2O，電極a為負極，電極b為正極?！窘馕觥緼．根據分析，電極b為正極，電極b上O2發(fā)生得電子的還原反應，A項正確；B．電極a上NH3發(fā)生失電子的氧化反應生成N2和H2O，電極反應式為2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，B項正確；C．電池工作時陽離子向正極遷移，則Na+向電極b遷移，C項正確；D．電極a的電極反應式為2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，電極b的電極反應式為O2+4e-+2H2O=4OH-，根據得失電子守恒，電池工作時電極上理論消耗的=，D項錯誤；答案選D。7．（2024·福建泉州）我國科研團隊研究出一種MB(亞甲基藍)/MnO2固態(tài)無擴散氫離子電池，該電池模型如圖所示，充電時，Mn2+沉積在石墨氈上生成MnO2，下列說法錯誤的是A．放電時，石墨氈作正極B．放電時，H+從右側區(qū)移到左側區(qū)C．充電時，陰極發(fā)生反應MB+2H++2e-=H2MBD．充電時，若轉移0.2NA個電子石墨氈質量增加8.7g【答案】B【分析】由充電時，錳離子沉積在石墨氈上生成二氧化錳可知，放電時，活性炭是原電池的負極，H2MB在負極失去電子發(fā)生氧化反應生成MB和氫離子，石墨氈作正極，酸性條件下二氧化錳在正極得到電子發(fā)生還原反應生成錳離子和水；充電時，與直流電源負極相連的活性炭作陰極，酸性條件下MB在陰極得到電子發(fā)生還原反應生成H2MB，石墨氈作陽極，水分子作用下錳離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應生成二氧化錳和氫離子?！窘馕觥緼．由分析可知，石墨氈作正極，酸性條件下二氧化錳在正極得到電子發(fā)生還原反應生成錳離子和水，故A正確；B．由分析可知，放電時，活性炭是原電池的負極，石墨氈作正極，則氫離子通過質子交換膜從左側區(qū)移到右側區(qū)，故B錯誤；C．由分析可知，充電時，與直流電源負極相連的活性炭作陰極，酸性條件下MB在陰極得到電子發(fā)生還原反應生成H2MB，電極反應式為MB+2H++2e-=H2MB，故C正確；D．由分析可知，充電時，石墨氈作陽極，水分子作用下錳離子在陽極失去電子發(fā)生氧化反應生成二氧化錳和氫離子，電極反應式為Mn2+—2e-+2H2O=MnO2+4H+，則轉移0.2NA個電子時，石墨氈增加質量為××87g/mol=8.7g，故D正確；故選B。8．（2024·河北張家口）我國海域遼闊，海岸線漫長，島嶼眾多，海水電池的研究十分重要。某鋁-海水電池的工作原理示意圖如下。該電池M極采用鎳網惰性電極，同時可在電池右側完成鋁的回收。下列說法正確的是A．電勢：N電極>M電極B．M極的電極反應式為C．離子交換膜可選用陽離子交換膜D．當N極質量減少5.4g時，理論上M極消耗3.36L空氣(標準狀況下)【答案】B【分析】電極N為負極，電極反應式為Al-3e-=Al3+，電極M為正極，電極反應式為O2+2H2O+4e-═4OH-，據此作答?！窘馕觥緼．由題意可知鋁電極為負極，電勢：M電極>N電極，故A錯誤；B．M極氧氣參與反應，所以電極反應式為，故B正確；C．若用陽離子交換膜，無法在右側回收鋁，故C錯誤；D．根據N電極反應方程式Al-3e-=Al3+，當N極減少5.4gAl時，理論上M極消耗標準狀況下3.36L氧氣，故D錯誤；答案選B。9．（2023·河南焦作）研究人員利用膜電解技術，以溶液為主要原料制備的裝置如圖所示。已知：在不同pH時和在溶液中可相互轉化，和的物質的量濃度的對數與pH的關系如圖所示。下列敘述正確的是A．a為負極，b為正極B．在陰極室制得C．陽極的電極反應式為D．外電路中每通過1mol電子，產生標準狀況下16.8L氣體【答案】D【分析】根據圖象可知，當溶液酸性較強時，可幾乎全部轉化為，故產品室的酸性應該很強，推知產品室為陽極室?！窘馕觥緼．由分析可知，產品室為陽極室，故a為正極，b為負極，故A錯誤。B．由分析可知，在陽極室制得，故B錯誤。C．由分析可知，陽極的電極反應式為，故C錯誤。D．由分析可知，外電路中通過1mol電子時，陽極產生0.25molO2，陰極產生0.5molH2，故標準狀況下產生氣體的體積為16.8L，故D正確。故答案為：D。10．（2023·云南省通海縣第一中學）一種電解法制備高純鉻和硫酸的簡單裝置如圖所示。下列說法正確的是A．b為直流電源的負極B．陰極反應式為2H++2e-=H2↑C．工作時，乙池中溶液的pH減小D．若有1

mol離子通過A膜，理論上陽極生成5.6mL氣體【答案】C【分析】該裝置制備高純Cr和硫酸，甲池中Cr電極上Cr3+得電子發(fā)生還原反應，則Cr為陰極，陰極電極反應式為Cr3++3e-=Cr；陽極電極反應式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，從而實現(xiàn)目的，據此分析解答。【解析】A.該裝置制備高純Cr和硫酸，甲池中Cr電極上Cr3+得電子發(fā)生還原反應，則Cr為陰極，連接陰極的電極a為負極，則b為正極，A項錯誤；B.陰極反應式為Cr3++3e-=Cr；陽極反應式為2H2O?4e?=O2↑+4H+，B項錯誤；C.甲池中硫酸根離子通過交換膜進入乙池、丙中生成的氫離子通過交換膜進入乙池，所以導致乙池中硫酸濃度增大，溶液的pH減小，C項正確；D.若有1mol離子通過A膜，則丙池生成1mol氫離子，根據氫離子和氧氣關系知，理論上陽極生成氣體0.25mol，但沒有指明為標準狀況，不能計算氧氣的體積，D項錯誤；答案選C。11．（2023·貴州六盤水）應用電解法對煤進行脫硫處理具有脫硫效率高、經濟效益好等優(yōu)點。煤中含硫物質主要為，脫硫過程的主要反應為，電解脫硫原理如圖：下列說法正確的是A．石墨2為陽極B．通電時，混合液中向石墨1電極移動C．電解剛剛開始時陰極的電極反應式為D．電解一段時間后混合液的增大【答案】C【分析】根據原理裝置圖可知，Mn2+失去電子發(fā)生氧化反應，石墨1是陽極，陽極的電極反應式為Mn2+-e-=Mn3+，石墨2是陰極，H+在陰極得到電子，發(fā)生還原反應，陰極的電極反應式為2H++2e-=H2↑，混合液中發(fā)生反應FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++2SO+15Mn2++16H+；【解析】A．石墨2為陰極，A項錯誤；B．通電時，混合液中向石墨2電極移動，B項錯誤；C．根據分析可知，電解剛剛開始時陰極的電極反應式為，C項正確；D．根據混合液中反應FeS2+15Mn3++8H2O=Fe3++2SO+15Mn2++16H+，電解一段時間后溶液酸性增強，混合液的減小，D項錯誤；答案選C。12．（2023·福建龍巖）科研人員設計了如圖所示的甲烷燃料電池，并用于電解飽和溶液，電池的電解質是摻雜了與的固體，可在高溫下傳導。下列說法正確的是A．電極C為陰極B．電極D區(qū)溶液的降低C．該電池工作時負極反應式為：D．當線路上通過電子時，有參與反應【答案】C【分析】根據左邊分析是甲烷燃料電池，甲烷做燃料，因此上面為原電池負極，下面為原電池正極，連正極的為陽極即C電極，D電極為陰極?！窘馕觥緼．根據前面分析電極C為陽極，故A錯誤；B．D極為陰極，是水電離出的氫離子得到電子變?yōu)闅錃?，剩余氫氧根，因此電極D區(qū)溶液的增大，故B錯誤；C．甲烷為負極，因此該電池工作時負極反應式為：，故C正確；D．沒有氣體所處的溫度和壓強，無法進行換算，故D錯誤。提升專練1．鋰電池是一類由鋰或鋰合金為負極材料的電池。最早出現(xiàn)的鋰電池的總反應是，其結構如下圖所示。下列說法正確的是A．電子流向為負極電解液正極B．該鋰電池電解液可使用水電解質溶液C．每轉移電子，負極增重D．電池正極反應【答案】D【分析】從圖中可以看出，a電極為負極，b電極為正極?！窘馕觥緼．電子流動時，不能經過電解質溶液，則電子流向為負極(a)電流表A正極(b)，A不正確；B．Li是活潑金屬，能與水發(fā)生反應，所以該鋰電池電解液不能使用水電解質溶液，B不正確；C．每轉移電子，負極有1molLi失電子生成Li+，Li+遷移至LiClO4混合有機溶劑中，則負極減輕，C不正確；D．電池正極材料為MnO2，得電子的產物與Li+結合為LiMnO2，電極反應式為，D正確；故選D。2．酒駕行為危害社會安全，交警部門常用酸性燃料電池酒精檢測儀對此進行檢測。該檢測儀的工作原理如圖所示，下列說法錯誤的是A．負極的電極反應式為B．該電池工作一段時間后，正極區(qū)溶液的pH增大C．若外電路中轉移4mol電子，理論上右側電極附近溶液增重32g（假設不揮發(fā)）D．液晶顯示器上數字與電流強弱有關，顯示器的數字越大，說明酒精含量越高【答案】C【分析】O2有氧化性反應中得電子，故通入O2的右側為正極，原電池正極發(fā)生還原反應，負極發(fā)生氧化反應，燃料電池負極通入的為乙醇?！窘馕觥緼．負極的電極反應式為，A正確；B．氧氣在正極上發(fā)生反應，正極上消耗氫離子且產生的水對溶液稀釋，氫離子濃度減小，一段時間后，正極區(qū)溶液的pH增大，故B正確；C．若外電路中轉移4mol電子，理論上右側吸收1mol氧氣，內電路移入4mol，電極附近溶液增重32g+4g=36g，故C錯誤；D．液晶顯示器上數字與電流強弱有關，顯示器上的數字越大，說明的電流越大，則負極放電的乙醇就越多，說明酒精含量越高，故D正確；本題選C。3．一種用于驅動潛艇的液氨一液氧燃料電池原理示意如圖所示。下列有關該電池說法錯誤的是A．電池工作時，電極電勢高于電極電勢B．電子由電極經外電路流向電極C．標準狀況下，每消耗轉移電子D．電極上發(fā)生的電極反應為【答案】A【分析】根據題中液氨?液氧燃料電池可知，負極上發(fā)生失電子的氧化反應，即A是負極，B是正極，堿性條件下，氧氣在正極生成氫氧根離子，燃料電池的總反應是燃料燃燒的化學方程式：4NH3+3O2=2N2+6H2O，電子從負極流向正極?！窘馕觥緼．原電池中，正極電勢高于負極電勢，故電極電勢高于電極A，故A錯誤；B．電子從負極流向正極，即從電極流向電極B，故B正確；C．燃料電池的總反應為，該電池工作時，每消耗標準狀況下即轉移電子，故C正確；D．堿性條件下，氨氣在負極失電子生成，其電極反應為，故D正確；答案選A。4．一種新型的高比能量鋅—碘溴液流電池工作原理示意圖如下。圖中貯液器可儲存電解質溶液，提高電池的容量。下列敘述正確的是A．放電時，a電極反應為B．放電時，溶液中離子的數目會逐漸減少C．充電時，b電極每增重0.65g，溶液中有0.02molI-被氧化D．充電時，a電極接外電源負極【答案】C【分析】放電時，b電極Zn失電子轉化為Zn2+，為原電池的負極；a電極I2Br-得電子轉化為I-、Br-，為原電池的正極?！窘馕觥緼．由分析可知，放電時，a電極為正極，I2Br-得電子轉化為I-、Br-，反應為，A不正確；B．放電時，a電極I2Br-得電子轉化為I-、Br-，b電極Zn失電子轉化為Zn2+，則溶液中離子的數目會逐漸增大，B不正確；C．充電時，b電極每增重0.65g(Zn)，表明有0.01molZn2+得電子生成Zn，則a電極有0.02molI-失電子轉化為I2Br-，溶液中有0.02molI-被氧化，C正確；D．放電時，a電極為正極，則充電時，a電極為陽極，接外電源正極，D不正確；故選C。5．高效率新型光催化鈉離子電池是一種二次電池，放電時工作原理如圖所示。電池中填充固體電解質，用太陽光照射光催化電極可以對該電池進行充電。下列說法錯誤的是A．放電時，光催化電極為正極B．放電時，通過離子交換膜移向石墨電極C．放電時，電池中總反應式為D．光照時，石墨電極發(fā)生的電極方程式為【答案】B【分析】從工作原理圖中可看出放電時，失去電子轉化為，石墨電極為負極，光催化電極為正極，據此分析解答；【解析】A．由上述分析可知，放電時，光催化電極為正極，A項正確；B．放電時，陽離子通過離子交換膜移向正極，B項錯誤；C．放電時，電池中總反應式為，C項正確；D．光照時是充電過程，石墨電極為陰極，發(fā)生的電極方程式為，D項正確；故選：B。6．如圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時間后，b極附近溶液呈紅色。下列說法中正確的是①X是正極，Y是負極

②X是負極，Y是正極③CuSO4溶液的酸性逐漸增強④CuSO4溶液的酸性不變A．①③ B．②③ C．①④ D．②④【答案】A【解析】通電一段時間后，b極顯紅色說明在b極附近溶液呈堿性，說明水電離出的H+在b極放電，b極為陰極，則Y為負極，X是正極；Pt極為陽極，惰性電極電解CuSO4溶液放出O2同時產生氫離子，酸性逐漸增強；綜上所述正確的有①③，故選A。7．羥基自由基(·OH)是自然界中氧化性僅次于氟的氧化劑。我國科學家設計了一種能將苯酚氧化為CO2和H2O的原電池-電解池組合裝置(如下圖所示)，該裝置能實現(xiàn)發(fā)電、環(huán)保二位一體。下列說法錯誤的是A．b極為負極，d極為陽極B．b電極區(qū)每產生3molCO2，c電極區(qū)溶液質量減輕14gC．d電極的電極反應式：H2O-e-=·OH+H+D．工作時，如果II室中Na+、Cl?數目都減小，則M為陽離子交換膜【答案】B【分析】苯酚氧化為CO2和H2O的原電池中C6H6OCO2+H2O，發(fā)生了氧化反應，作負極，c為陰極：發(fā)生了還原反應，作正極，d為陽極。以此分析解答?！窘馕觥緼.根據上述分析可知：b極為負極，d極為陽極，故A正確；B.根據上述分析可知：1molC6H6O6molCO228mole-，c極區(qū)2H+H22mole-。所以b電極區(qū)每產生3molCO2，轉移14mol電子，c電極產生7molH2，d極質子通過質子交換膜進入c極區(qū)，溶液質量不會變化，故B錯誤；C.根據上述分析可知：d為陽極，其電極的電極反應式：H2O-e-=·OH+H+，故C正確；D.根據上述分析可知：a為正極，其電極的電極反應式：7H2O++6e-=2+8OH-，陰離子濃度增大，Na+透過M膜進入a極區(qū)，所以M為陽離子交換膜，故D正確；故答案：B。8．利用CH4燃料電池電解制備Ca(H2PO4)2，裝置如圖所示。下列說法正確的是A．a極反應：CH4+8e-+4O2-=CO2+2H2OB．A、C膜均為陽離子交換膜，B膜為陰離子交換膜C．該裝置開始工作時即可得到產物H2和O2D．a極上通入2.24L甲烷(標準狀況)，陽極室Ca2+減少0.8mol【答案】B【分析】CH4燃料原電池中，甲烷失電子發(fā)生氧化反應生成CO2，所以通入燃料CH4的a極為負極，通入氧化劑氧氣的b極為原電池的正極，電池總反應為：CH4+2O2=CO2+2H2O；根據電池中移動的O2-可知電解質為熔融的金屬氧化物，與電源的正極相連接的c極為電解池的陽極，在陽極為氯離子放電，則電極反應為：2Cl--2e-═Cl2↑，電解池中陽離子移向陰極，陰離子移向陽極，則A膜應為陽離子交換膜，陰極d極附近氫離子放電生成氫氣，破壞水的電離平衡，氫氧根離子濃度增大，結合鈉離子生成氫氧化鈉，則C膜也應為陽離子交換膜，原料室中的H2PO向陽極室移動，通過B膜進入產品室，則B膜為陰離子交換膜。【解析】A．a極反應：CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O，故A錯誤；B．由分析可知：A、C膜均為陽離子交換膜，B膜為陰離子交換膜，故B正確；C．與電源的正極相連接的c極為電解池的陽極，在陽極為氯離子放電，則電極反應為：2Cl--2e-═Cl2↑，該裝置開始工作時即可得到產物H2和Cl2，故C錯誤；D．左側為原電池，右側為電解池，構成