1、题型十 电化学综合分析型1用 FeS2 纳米材料制成的高容量锂电池，电极分别是二硫化亚铁和金属锂，电解液是含锂盐的有机溶剂。下列说法错误的是( )A金属锂作电池的负极B电池正极反应为 FeS24Li 4e =Fe2Li 2SC放电时，Li 向负极迁移D电池总反应为 FeS24Li= =Fe2Li 2S解析：选 C。该电池中金属锂为负极，二硫化亚铁为正极，A 项正确；电池正极上 FeS2发生还原反应，且电解液中 Li 向正极移动参与反应， 电极反 应式为FeS24Li 4e =Fe2Li 2S，B 项正确，C 项错误；电池 负极反应为 Lie =Li ，则电池总反应为 FeS24Li= =Fe2
2、Li 2S，D 项正确。2如图均为电化学装置，下列有关叙述正确的是( )A装置中，b 电极发生氧化反应B装置中，铁棒上析出红色固体C装置中，若电镀前两电极质量相等，电镀完成后二者质量差为 5.12 g，则电镀时待镀铁制品应与电源负极相连，外电路转移 0.08 mol 电子D装置中，离子交换膜应为阴离子交换膜解析：选 C。燃料电池中通入氧气的一极为正极，因此装置中 b 电极为正极，发生还原反应， A 项错误；装置中，铁 棒与电源正极相连， 铁棒作阳极，发生氧化反应，电极反应式为Fe2e =Fe2 ，因此铁棒上不会析出红色固体，B 项错误 ；装置中， 电镀时待镀铁制品应与电源负极相连，电镀完成后两
3、 电极的质量差为 5.12 g，则电镀时 m(铜消耗) m(铜生成)2.56 g，生成(或消耗) 铜的物质的量为 0.04 mol，故外 电路 转移 0.08 mol 电子， C 项正确；由装置的示意图可知，装置中，离子交换膜应为阳离子交换 膜，D 项错误。3有一种瓦斯分析仪(如图甲)能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时，通过传感器显示出来。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是 Y2O3 Na2O，O 2 可以在其中自由移动。下列有关叙述正确的是( )A瓦斯分析仪工作时，电池外电路中电流由电极 b 流向电极 aB电极 b 是正极，O 2 由电极 a
4、流向电极 bC电极 a 的反应式为 CH45O 2 8e =CO 2H 2O23D当固体电解质中有 1 mol O2 通过时，电子转移 4 mol解析：选 A。电池外电路中电流由正极流向负极，氧气得 电子， b 极为正极，A 正确；电极b 氧气得电子，生成 O2 ，而电 极 a 需要 O2 作为反应物，故 O2 由正极(电极 b)流向负极(电极 a)，B 错误；甲 烷所在电极 a 为负极， 电极反应为 CH4 4O2 8e =CO22H 2O，C 错误；1 mol O2 得 4 mol 电子生成 2 mol O2 ，故当固体 电解质 中有 1 mol O2 通过时， 电子转移 2 mol，故
5、D 错误。4某太阳能电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )A光照时，b 极的电极反应式为 VO2 e H 2O=VO 2H 2B光照时，每转移 2 mol 电子，有 2 mol H 由 a 极区经质子交换膜向 b 极区迁移C夜间，a 极的电极反应式为 V3 e =V2D硅太阳能电池供电原理与该电池相同解析：选 A。光照时，b 极失去 电子， 发生氧化反应，b 极为负极，电极反应式为VO2 e H 2O=VO 2H ，A 正确；光照时，b 极失去 电子， 为了维持电荷平衡，H 必须 2由 b 极区经质子交换膜向 a 极区迁移，B 错误；夜间， 电池放 电，a 极的电极反应式为V2 e =
6、V3 ，C 错误；该电池工作时， 发生了氧化还原反应，化学能转化为电能，而硅太阳能电池直接将光能转化成电能，二者供 电原理不相同， D 错误 。5H 2S 是一种剧毒气体，对 H2S 废气资源化利用的途径之一是回收能量并得到单质硫，反应原理为 2H2S(g)O 2(g)=S2(s)2H 2O(l) H632 kJmol1 。如图为质子膜 H2S 燃料电池的示意图。下列说法正确的是( )A电池工作时，电流从电极 a 经过负载流向电极 bB电极 a 上发生的电极反应式为 2H2S4e =S24H C当反应生成 64 g S2 时，电池内部释放 632 kJ 热量D当电路中通过 4 mol 电子时，
7、有 4 mol H 经质子膜进入负极区解析：选 B。H2S 发生氧化反应， 电极 a 是负极，电子从电极 a 经过负载流向电极 b，电流方向与电子流向相反，A 错误；电极 a 上 H2S 发生氧化反应生成 S2，电极反应式为2H2S4e =S24H ，B 正确；燃料电池中化学能主要转化为电能，C 错误；当电路中通过 4 mol 电子时，有 4 mol H 经质子膜进入正极区， D 错误。6用吸附了 H2 的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示。下列说法正确的是( )A放电时，甲电极反应为 NiO(OH)H 2Oe =Ni(OH)2OH B放电时，甲电极为正极，OH 移向乙电极C电池总反应
8、为 H22NiO(OH) 2Ni(OH)2放 电 充 电D充电时，电池的碳电极与直流电源的正极相连解析：选 C。吸附了 H2 的碳纳 米管等材料制作的二次电池，放电时，甲电极为原电池的负极，发生氧化反应，A 错误；放 电时，乙 电极为正极，OH 移向甲电极， B 错误；电池总反应为H22NiO(OH) 2Ni(OH)2，C 正确；充电时， 电池的碳 电极与直流电源的负极相连，D 错放 电 充 电误。7如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是( )A电流由 O2 所在的铂电极流出BO 2 所在的铂电极处发生还原反应C该电
9、池的负极反应式为 CH3CH2OH3H 2O12e =2CO212H D微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量解析：选 C。A 项，乙醇燃料电池中，负极上乙醇失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应，电流由正极流向 负极，即从 O2 所在的铂电 极经外电路流向另一电极， A 正确；B 项，乙醇燃料电池中，正极上氧气得电子发生还原反应，即 O2 所在的铂电极处发生还原反应，B 正确； C 项，该电 池的负极上乙醇失电子发生氧化反应，由装置图可知酒精在负极被氧气氧化发生氧化反应生成醋酸，CH 3CH2OH4e H 2O=4H CH 3COOH，C 项错误；根据微处理器通过检测
10、电流大小可以得出电子转移的物质的量，根据电极反应式可以计算出被测气体中酒精的含量，D 项正确。8如图，a、b 是石墨电极，通电一段时间后，b 极附近溶液显红色。下列说法正确的是( )AX 极是电源负极，Y 极是电源正极Ba 极的电极反应是 2Cl 2e =Cl2C电解过程中 CuSO4 溶液的 pH 逐渐增大DPt 极上有 6.4 g Cu 析出时，b 极产生 2.24 L(标准状况)气体解析：选 B。a、b 是石墨电极，通电一段时间后，b 极附近溶液显红色，依据 电解质溶液为氯化钠的酚酞溶液，判断 b 电 极是阴极， Y 为电源负极， X 为电源正极，故 A 错误；a 电极是氯离子失电子发生
11、的氧化反应， 电极反应为 2Cl 2e =Cl2，故 B 正确；电解过程中 CuSO4溶液中的氢氧根离子在阳极 Pt 电极失电子生成氧气，溶液中铜离子在 Cu 电极得到电子析出铜，溶液中氢离子浓度增大，溶液的 pH 逐渐减小，故 C、D 错误。9Li Al/FeS 电池是某科研机构正在研发的一种车载电池，该电池中正极的电极反应式为 2Li FeS 2e =Li2SFe。有关该电池的下列说法正确的是( )ALi Al 在电池中作为负极材料，该材料中 Li 的化合价为1 价B用水作电解质溶液 C该电池的电池反应式为 2LiFeS= =Li2SFeD充电时，阴极发生的电极反应式为 Li2SFe2e
12、=2Li FeS解析：选 C。Li 和 Al 都属于金属，所以 LiAl 应该属于合金而不是化合物，因此化合价为 0 价，A 错误；Li 是活泼的金属，能与水反应，不能用水作电解质溶液，B 错误；由正极反应式知负极应该是 Li 失去电子，即 2Li2e =2Li ，根据正极反应2Li FeS2e =Li2SFe 与负极反应 2Li2e =2Li 相加可得反应的电池反应式为2Li FeS=Li2SFe，C 正确；充电时为电解池原理，阴极发生还原反应，正确的反应式是2Li 2e =2Li，D 错误。10构成原电池的条件有很多，其中一种就是利用电解质的浓度差构成“浓差电池” 。当电解质中某离子的浓度
13、越大时其氧化性或还原性越强。如图，甲池为 3 molL1 的 AgNO3溶液，乙池为 1 molL1 的 AgNO3 溶液，A、B 均为 Ag 电极。实验开始先闭合 K2，断开K1，发现电流计指针发生偏转。下列说法不正确的是 ( )A一段时间后电流计指针将归零，此时可视为反应不再进行B当电流计指针归零后，闭合 K1，断开 K2 后，乙池溶液浓度上升C当电流计指针归零后，闭合 K1，断开 K2 后，乙中 Ag 电极质量增加D实验开始先闭合 K2，断开 K1，此时 NO 向 B 电极移动 3解析：选 C。电流计指针归零时达到平衡，可视为反应不再进行，A 正确；当电流计指针归零后，闭合 K1，断开
14、K2 后形成电解池， B 为阳极，质量减轻，乙池中 AgNO3 的浓度增加，B 正确、C 错误 ；由于甲、乙两池硝酸银浓度不同，故闭合 K2时形成原电池，NO 移向“阳极”即 3B 电极， D 正确。11灯塔可由镁海水电池提供能源，镁海水电池示意图如下：下列关于该海水电池的说法不正确的是( )Aa 电极材料不可以是铁B电池总反应式为 MgH 2O2=Mg(OH)2C正极反应式为 H2O22H 2e =2H2OD通过检测 a 电极附近的 pH 可判断 H2O2 的消耗情况解析：选 B。根据图中电子流动方向知 b 电极作负极，则 b 电极是镁。a 电极作正极，a 电极附近注入 H2O2 溶液，H
15、2O2 具有强氧化性，故 a 电极材料不能用铁， A 正确；电解质溶液呈酸性，不可能生成 Mg(OH)2，电 池总反应式为 H2O22H Mg= =Mg2 2H 2O，B 错误；a 电极为正极，H 2O2 在该电极上获得电子，其电极反应式为 H2O22H 2e =2H2O，C 正确；电池工作时，a 电极不断消耗 H ，a 电极附近溶液的 pH 增大，所以通过检测 a 电极附近的 pH 可判断 H2O2 的消耗情况，D 项正确。12以氨作为燃料的燃料电池，具有能量效率高的特点，另外氨气含氢量高，易液化，方便运输和储存，是很好的氢源载体。NH 3 O2 燃料电池的结构如图所示，下列说法正确的是(
16、)Aa 极为电池的正极B负极的电极反应式为 2NH36e 6OH =N26H 2OC当生成 1 mol N2 时，电路中通过的电子的物质的量为 3 molD外电路的电流方向为从 a 极流向 b 极解析：选 B。选项 A，a 极上 NH3发生氧化反应生成 N2，a 极是原电池的负极，A 错误；选项 B，负 极发生氧化反应失电子，2 mol NH3变为 1 mol N2 失去 6 mol 电子，所以电极反应式为2NH36e 6OH =N26H 2O，B 正确；选项 C，生成 1 mol N2 失去 6 mol 电子， C 错误；选项 D，外电路的电流方向是从正极到负极，即从 b 极流向 a 极，D
17、 错误。13某传感器工作原理如图所示。利用该传感器可以测定空气中 NO、CO、NH 3、SO 2等有害气体的含量。下列说法正确的是( )A若 M 为熔融 KOH，X 为 NH3，Y 为 N2，则负极的电极反应式为2NH36e =N26H B若 M 是含 O2 的固体电解质，X 为 NO，则正极的电极反应式为 O24e =2O2C传感器工作中，电子由 Pt() 极经电流仪传到 Pt() 极D若 X 为 CO，M 为 KOH 溶液，则电池总反应为 2COO 2=2CO2解析：选 B。由于 M 是熔融的 KOH，即使放 电生成 H 也会与 OH 反应生成水，所以负极的电极反应式为 2NH36e 6O
18、H =N26H 2O，A 错误；若 M 是含 O2 的固体电解质，则负极的电极反应式为 2NO4e 2O 2 =2NO2，正极的电极反应式为O24e =2O2 ，B 正确；题述装置属于原电池，Pt()极为正极，Pt( ) 极为负极， 电子由负极经外电路流向正极，C 错误；若 X 为 CO，M 为 KOH 溶液，则负极的电极反应式为CO2e 4OH =CO 2H2O，电池总反应为 2CO4KOHO 2=2K2CO32H 2O，D23错误。14双极膜(BP)是阴、阳复合膜，在直流电的作用下，阴、阳膜复合层间的 H2O 解离成H 和 OH ，作为 H 和 OH 离子源。利用双极膜电渗析法电解食盐水可
19、获得淡水、NaOH和 HCl，其工作原理如图所示， M、N 为离子交换膜。下列说法错误的是( )A阴极室发生的反应为 2H 2e =H2BM 为阳离子交换膜， N 为阴离子交换膜C若去掉双极膜(BP)，阳极室会有 Cl2 生成D电路中每转移 1 mol 电子，两极共得到 0.5 mol 气体解析：选 D。阴极室氢离子得电子生成氢气， 发生的反应为 2H 2e =H2，故 A 正确；阴极生成氢氧化钠，钠离子穿 过 M 进入阴极室，所以 M 为阳离子交换膜，N 为阴离子交换膜，故 B 正确；若去掉双极膜(BP)，氯离子进入阳极室放电生成氯气，故 C 正确；电路中每转移1 mol 电子，阳极生成 0
20、.25 mol 氧气、阴极生成 0.5 mol 氢 气，两极共得到 0.75 mol 气体，故 D错误。15我国对“可呼吸”的钠 二氧化碳电池的研究取得突破性进展。该电池的总反应式为 4Na3CO 2 2Na2CO3C，其工作原理如图所示 (放电时产生的 Na2CO3 固体贮存于放 电 充 电碳纳米管中)。下列说法不正确的是 ( )A放电时，钠金属片作负极，碳纳米管作正极B充电时，阳极反应为 2Na2CO3C4e =3CO24Na C放电时，Na 从负极区向正极区移动D该电池的电解质溶液也可使用 NaClO4 的水溶液解析：选 D。根据电池的总反应式可知，放 电时 Na 发生氧化反应，则钠金属片作负极，碳纳米管作正极，A 项正确；充电时，阳极上 发生氧化反应，C 转化为 CO2，电极反应为2Na2CO3C 4e =3CO24Na ，B 项正确；放电时， Na 从负极区向正极区移动，C 项正确；金属钠能与水反应，故电解 质溶液不能使用水溶液， D 项错误。
