A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B．反应开始时，甲中石墨电极上 Fe3＋被还原 C．电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态 D．电流表读数为零后，在甲中溶入 FeCl2 固体，乙中的石墨电极为负极 答案 D 解析 由图示结合原电池原理分析可知，Fe3＋得电子生成 Fe2＋被还原，I－失去电子生成 I2 被氧化，所以 A、B 正确；电流表读数为零时，Fe3＋得电子速率等于 Fe2＋失电子速率，反 应达到平衡状态，所以 C 正确；D 项，在甲中溶入 FeCl2 固体，平衡 2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2 向左移动，I2 被还原为 I－，乙中石墨为正极，不正确。 7．某同学为探究 Ag＋和 Fe2＋的反应，按下图连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反 应)，发现电压表指针偏移。电子由石墨经导线流向银。放置一段时间后，向甲烧杯中逐渐 加入浓 Fe2(SO4)3 溶液，发现电压表指针的变化依次为偏移减小―→回到零点―→逆向偏移。 则电压表指针逆向偏移后，银为________(填“正”或“负”)极。由实验得出 Ag＋和 Fe2＋ 反应的离子方程式是 __________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
专题六 电化学 [考纲要求] 1.理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方 程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。3.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属 腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
考点一池工作原理
2．原电池装置图的升级考查
－C4 ＋C2 解析 A 项， H4→ O，则该反应中每消耗 1 mol CH4 转移 6 mol 电子，错误；B 项， 该电池的传导介质为熔融的碳酸盐，所以 A 电极即负极上 H2 参与的电极反应为 H2－2e－＋CO2－3 ===CO2＋H2O，错误；C 项，原电池工作时，阴离子移向负极，而 B 极是 正极，错误；D 项，B 电极即正极上 O2 参与的电极反应为 O2＋4e－＋2CO2===2CO2－3 ，正
A．反应 CH4＋H2O = = 催化△= 剂 = = 3H2＋CO，每消耗 1 mol CH4 转移 12 mol 电子 B．电极 A 上 H2 参与的电极反应为 H2＋2OH－－2e－===2H2O C．电池工作时，CO 2－3 向电极 B 移动 D．电极 B 上发生的电极反应为 O2＋2CO2＋4e－===2CO2－3 答案 D
确。 10．甲醇燃料电池(简称 DMFC)由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染，可作为常 规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC 的工作原理如下图所示：
通入 a 气体的电极是电池的________(填“正极”或“负极”)，其电极反应为 ________________________________________________________________________。 答案 负极 CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋ 解析 根据图知，交换膜是质子交换膜，则电解质溶液呈酸性，根据氢离子移动方向知，通 入 a 的电极为负极，通入 b 的电极为正极，负极上甲醇失去电子发生氧化反应，负极反应式 为 CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为 O2＋4e－＋4H＋===2H2O。 (二)可逆电池 11．(2016·全国卷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)2－4 。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)2－4 D．放电时，电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气 22.4 L(标准状况) 答案 C 解析 A 项，充电时，电解质溶液中 K＋向阴极移动，错误；B 项，放电时总反应方程式为 2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)2－4 ，则充电时电解质溶液中 c(OH－)逐渐增大，错误； C 项，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)2－4 ，正确；D 项，O2～4e－，故电路中通过 2 mol 电子，消耗氧气 0.5 mol，标准状况下体积为 11.2 L，错 误。 12．(2016·四川理综，5)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为 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 7x g D．充电时，阳极的电极反应式为 LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋
负极：N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O。 正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
锂离子电池充放电分析 常见的锂离子电极材料 正极材料：LiMO2(M：Co、Ni、Mn 等)
LiM2O4(M：Co、Ni、Mn 等) LiMPO4(M：Fe 等) 负极材料：石墨(能吸附锂原子) 负极反应：LixCn－xe－===xLi＋＋nC 正极反应：Li1－xMO2＋xLi＋＋xe－===LiMO2 总反应：Li1－xMO2＋LixCn放充电电 nC＋LiMO2。 题组二 “盐桥”的作用与化学平衡的移动 6．控制适合的条件，将反应 2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2 设计成如下图所示的原电池。下列判 断不正确的是( )
A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4 B．电池工作时，外电路中流过 0.02 mol 电子，负极材料减重 0.14 g C．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 答案 D 解析 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 0.02 mol 电子时，负极消耗的 Li 的物质的量为 0.02 mol， 其质量为 0.14 g，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，此时电解总反应为 8Li2Sx = =电=解= = 16Li＋xS8(2≤x≤8)，故 Li2S2 的量会越来越少，错误。 14．(2016·北京市海淀区高三上学期期末)2015 年斯坦福大学研究人员研制出一种可在一分 钟内完成充、放电的超常性能铝离子电池，内部用 AlCl －4 和有机阳离子构成电解质溶液， 其放电工作原理如下图所示。下列说法不正确的是( )
说明 (1)无论是装置①还是装置②，电子均不能通过电解质溶液。(2)在装置①中，由于不 可避免会直接发生 Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋而使化学能转化为热能，所以装置②的能量转化 率高。(3)盐桥的作用：原电池装置由装置①到装置②的变化是由盐桥连接两个“半电池装 置”，其中盐桥的作用有三种：①隔绝正负极反应物，避免直接接触，导致电流不稳定；② 通过离子的定向移动，构成闭合回路；③平衡电极区的电荷。(4)离子交换膜作用：由装置 ②到装置③的变化是“盐桥”变成“质子交换膜”。离子交换膜是一种选择性透过膜，允许 相应离子通过，离子迁移方向遵循电池中离子迁移方向。
答案 负 Fe2＋＋Ag＋Fe3＋＋Ag
1．把氧化剂、还原剂均为溶液状态的氧化还原反应设计成原电池时，必须使用盐桥才能实 现氧化剂与还原剂的分离，否则不会有明显的电流出现。 2．电子流向的分析方法 (1)改变条件，平衡移动； (2)平衡移动，电子转移；
(3)电子转移，判断区域； (4)根据区域，判断流向； (5)根据流向，判断电极。 题组三 化学电池集训 (一)燃料电池 8．一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为 CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有关说法正确的是( ) A．检测时，电解质溶液中的 H＋向负极移动 B．若有 0.4 mol 电子转移，则在标准状况下消耗 4.48 L 氧气 C．电池反应的化学方程式为 CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O D．正极上发生的反应为 O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 答案 C 解析 解答本题时审题是关键，反应是在酸性电解质溶液中进行的。在原电池中，阳离子要 向正极移动，故 A 错误；因电解质溶液是酸性的，不可能存在 OH－，故正极的反应式为 O2＋4H＋＋4e－===2H2O，转移 4 mol 电子时消耗 1 mol O2，则转移 0.4 mol 电子时消耗 2.24 L O2，故 B、D 错误；电池反应式即正、负极反应式之和，将两极的反应式相加可知 C 正 确。 9．(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( )
3 正极：2O2＋6e－===3O2－。 (二)明确“充、放电”书写电极反应式 2．镍镉(Ni－Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为 KOH 溶液，其充、放电按下式进行：Cd＋2NiOOH＋2H2O放充电电Cd(OH)2＋2Ni(OH)2。 负极：Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2。 阳极：2Ni(OH)2＋2OH－－2e－===2NiOOH＋2H2O。 (三)识别“交换膜”提取信息，书写电极反应式 3．如将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。如下图是通过人工光合作 用，以 CO2 和 H2O 为原料制备 HCOOH 和 O2 的原理示意图。