高考中的新型化學(xué)電源eq\a\vs4\al([方法突破])1.正、負(fù)極的判斷新型電池中eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(負(fù)極材料\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(元素化合價(jià)升高的物質(zhì),發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì))),正極材料\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(元素化合價(jià)降低的物質(zhì),發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)))))2.放電時(shí)正極、負(fù)極電極反應(yīng)式的書寫(1)首先分析物質(zhì)得失電子的情況。(2)然后再考慮電極反應(yīng)生成的物質(zhì)是否跟電解質(zhì)溶液中的離子發(fā)生反應(yīng)。(3)對(duì)于較為復(fù)雜的電極反應(yīng)，可以利用“總反應(yīng)式－較簡(jiǎn)單一極的電極反應(yīng)式＝較復(fù)雜一極的電極反應(yīng)式”的方法解決。3.充電時(shí)陰極、陽(yáng)極的判斷(1)首先應(yīng)搞明白原電池放電時(shí)的正、負(fù)極。(2)再根據(jù)電池充電時(shí)陽(yáng)極接正極、陰極接負(fù)極的原理進(jìn)行分析。(3)電極反應(yīng)式：放電時(shí)的負(fù)極與充電時(shí)的陰極、放電時(shí)的正極與充電時(shí)的陽(yáng)極分別互逆。4.可充電電池的分析(1)“正正負(fù)負(fù)”——原電池的正極充電時(shí)要與外接電源的正極相連，原電池的負(fù)極充電時(shí)要與外接電源的負(fù)極相連。(2)“顛顛倒倒”——原電池的正極反應(yīng)倒過(guò)來(lái)，就是充電時(shí)電解池的陽(yáng)極反應(yīng)式。原電池的負(fù)極反應(yīng)倒過(guò)來(lái)，就是充電時(shí)電解池的陰極反應(yīng)式。eq\a\vs4\al([真題例析])例(2017·全國(guó)卷Ⅱ)全固態(tài)鋰硫電池能量密度高、成本低，其工作原理如圖所示，其中電極a常用摻有石墨烯的S8材料，電池反應(yīng)為16Li＋xS8=8Li2Sx(2≤x≤8)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．電池工作時(shí)，正極可發(fā)生反應(yīng)：2Li2S6＋2Li＋＋2e－=3Li2S4B．電池工作時(shí)，外電路中流過(guò)0.02mol電子，負(fù)極材料減重0.14gC．石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D．電池充電時(shí)間越長(zhǎng)，電池中Li2S2的量越多解析原電池工作時(shí)，Li＋向正極移動(dòng)，則a為正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，a極發(fā)生的電極反應(yīng)有S8＋2Li＋＋2e－=Li2S8、3Li2S8＋2Li＋＋2e－=4Li2S6、2Li2S6＋2Li＋＋2e－=3Li2S4、Li2S4＋2Li＋＋2e－=2Li2S2等，A正確；電池工作時(shí)，外電路中流過(guò)0.02mol電子時(shí)，氧化Li的物質(zhì)的量為0.02mol，質(zhì)量為0.14g，B正確；石墨烯能導(dǎo)電，利用石墨烯作電極，可提高電極a的導(dǎo)電性，C正確；電池充電時(shí)電極a發(fā)生反應(yīng)：2Li2S2－2e－=Li2S4＋2Li＋，充電時(shí)間越長(zhǎng)，電池中Li2S2的量越少，D錯(cuò)誤。答案Deq\a\vs4\al([題組訓(xùn)練])1．一種新型鈉硫電池結(jié)構(gòu)示意圖如圖，下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是()A．B極中填充多孔的炭或石墨氈，目的是為了增加導(dǎo)電性B．電池放電時(shí)，A極電極反應(yīng)為2Na＋＋xS＋2e－=Na2SxC．電池放電時(shí)，Na＋向電極A極移動(dòng)D．電池放電的總反應(yīng)為2Na＋xS=Na2Sx，每消耗1molNa轉(zhuǎn)移2mol電子答案A解析根據(jù)圖可知，放電時(shí)，Na發(fā)生氧化反應(yīng)，所以A作負(fù)極，B作正極，負(fù)極反應(yīng)式為2Na－2e－=2Na＋，正極反應(yīng)式為xS＋2e－=Seq\o\al(2－,x)，充電時(shí)A為陰極，B為陽(yáng)極，陰極、陽(yáng)極電極反應(yīng)式與負(fù)極、正極反應(yīng)式正好相反，放電時(shí)，電解質(zhì)中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)；B極中填充多孔的炭或石墨氈，目的是為了增加導(dǎo)電性，A正確；放電時(shí)，A為負(fù)極，電極反應(yīng)為2Na－2e－=2Na＋，B錯(cuò)誤；放電時(shí)，Na＋向正極移動(dòng)，即由A向B移動(dòng)，C錯(cuò)誤；由電池放電的總反應(yīng)知，每消耗1molNa轉(zhuǎn)移1mol電子，D錯(cuò)誤。2．一種微生物燃料電池如圖所示，下列關(guān)于該電池說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)電極發(fā)生還原反應(yīng)，作電池的正極B．b電極反應(yīng)式為2NOeq\o\al(－,3)＋10e－＋12H＋=N2↑＋6H2OC．H＋由右室通過(guò)質(zhì)子交換膜進(jìn)入左室D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，電路中產(chǎn)生6molCO2同時(shí)產(chǎn)生22.4L的N2答案B解析在該燃料電池中通入燃料的電極為負(fù)極，故電極a為負(fù)極，電極b為正極，a電極發(fā)生氧化反應(yīng)，A錯(cuò)誤；b電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為2NOeq\o\al(－,3)＋10e－＋12H＋=N2↑＋6H2O，B正確；溶液中H＋由負(fù)極移向正極，即由左室通過(guò)質(zhì)子交換膜進(jìn)入右室，C錯(cuò)誤；不能確定有機(jī)物中碳元素的化合價(jià)，則不能計(jì)算轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，也不能通過(guò)二氧化碳計(jì)算氮?dú)獾捏w積，D錯(cuò)誤。(建議用時(shí)：40分鐘)一、選擇題1．我國(guó)預(yù)計(jì)在2020年前后建成自己的載人空間站。為了實(shí)現(xiàn)空間的零排放，循環(huán)利用人體呼出的CO2并提供O2，我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種裝置(如下圖)，實(shí)現(xiàn)了“太陽(yáng)能→電能→化學(xué)能”轉(zhuǎn)化，總反應(yīng)方程式為2CO2=2CO＋O2。關(guān)于該裝置的下列說(shuō)法正確的是()A．圖中N型半導(dǎo)體為正極，P型半導(dǎo)體為負(fù)極B．圖中離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜C．反應(yīng)完畢，該裝置中電解質(zhì)溶液的堿性增強(qiáng)D．人體呼出的氣體參與X電極的反應(yīng)：CO2＋2e－＋H2O=CO＋2OH－答案D解析在原電池中，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，故N型半導(dǎo)體為負(fù)極，P型半導(dǎo)體為正極，A錯(cuò)誤；由圖示可知，圖中的離子交換膜為陰離子交換膜，B錯(cuò)誤；由總反應(yīng)方程式可知，在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有OH－、H＋生成與損耗，故電解質(zhì)溶液的堿性不變，C錯(cuò)誤；X為電解池的陰極，電極反應(yīng)式為CO2＋2e－＋H2O=CO＋2OH－，D正確。2．瓦斯爆炸是煤礦開采中的重大危害，一種瓦斯分析儀(圖甲)能夠在煤礦巷道中的甲烷達(dá)到一定濃度時(shí)，可以通過(guò)傳感器顯示。該瓦斯分析儀工作原理類似燃料電池的工作原理，其裝置如圖乙所示，其中的固體電解質(zhì)是Y2O3－Na2O，O2－可以在其中自由移動(dòng)。下列有關(guān)敘述正確的是()A．瓦斯分析儀工作時(shí)，電池內(nèi)電路中電子由電極b流向電極aB．電極b是正極，O2－由電極a流向電極bC．電極a的反應(yīng)式為CH4＋4O2－－8e－=CO2＋2H2OD．當(dāng)固體電解質(zhì)中有1molO2－通過(guò)時(shí)，電子轉(zhuǎn)移4mol答案C解析電子不能在電池內(nèi)電路流動(dòng)，只能在外電路中流動(dòng)，A錯(cuò)誤；O2－是陰離子，應(yīng)向負(fù)極移動(dòng)，即O2－由正極(電極b)流向負(fù)極(電極a)，B錯(cuò)誤；甲烷所在電極a為負(fù)極，電極反應(yīng)為CH4＋4O2－－8e－=CO2＋2H2O，C正確；1molO2得4mol電子生成2molO2－，故當(dāng)固體電解質(zhì)中有1molO2－通過(guò)時(shí)，電子轉(zhuǎn)移2mol，D錯(cuò)誤。3．(2017·福建泉州質(zhì)檢)流動(dòng)電池可以在電池外部調(diào)節(jié)電解質(zhì)溶液，從而維持電池內(nèi)部電解質(zhì)溶液濃度穩(wěn)定，原理如下圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．Cu為負(fù)極B．PbO2電極的電極反應(yīng)式：PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2OC．甲中應(yīng)補(bǔ)充硫酸D．當(dāng)消耗1molPbO2，需分離出2molCuSO4答案D解析由圖可知，Cu反應(yīng)生成CuSO4，發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，A正確；PbO2得電子生成PbSO4，電極反應(yīng)式為PbO2＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2e－=PbSO4＋2H2O，B正確；反應(yīng)過(guò)程中不斷消耗硫酸，所以甲中應(yīng)補(bǔ)充硫酸，C正確；當(dāng)消耗1molPbO2，轉(zhuǎn)移2mol電子，則需分離出1molCuSO4，D錯(cuò)誤。4．(2017·邢臺(tái)模擬)液流電池是一種新的蓄電池，是利用正、負(fù)極電解液分開，各自循環(huán)的一種高性能蓄電池，具有容量高、使用領(lǐng)域(環(huán)境)廣、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。如圖是一種鋅溴液流電池，電解液為溴化鋅的水溶液。下列說(shuō)法正確的是()A．充電時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：Zn－2e－=Zn2＋B．充電時(shí)電極a為外接電源的負(fù)極C．放電時(shí)Br－向右側(cè)電極移動(dòng)D．放電時(shí)左右兩側(cè)電解質(zhì)儲(chǔ)罐中的離子總濃度均增大答案D解析題圖是一種鋅溴液流電池，電解液為溴化鋅的水溶液，所以該電池的負(fù)極為鋅，電極反應(yīng)式為Zn－2e－=Zn2＋，溴為原電池的正極，電極反應(yīng)式為Br2＋2e－=2Br－，充電時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式與正極的電極反應(yīng)式相反，所以充電時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2Br－－2e－=Br2，故A錯(cuò)誤；在充電時(shí)，原電池的正極連接電源的正極，是電解池的陽(yáng)極，而原電池的負(fù)極連接電源的負(fù)極，所以充電時(shí)電極a為外接電源的正極，故B錯(cuò)誤；放電時(shí)為原電池，在原電池中間隔著一個(gè)陽(yáng)離子交換膜，所以Br－不能向右側(cè)電極移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；放電時(shí)左側(cè)生成Br－，右側(cè)生成Zn2＋，所以放電時(shí)左右兩側(cè)電解質(zhì)儲(chǔ)罐中的離子總濃度均增大，故D正確。5．微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．正極反應(yīng)中有CO2生成B．微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C．質(zhì)子通過(guò)交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D．電池總反應(yīng)為C6H12O6＋6O2=6CO2＋6H2O答案A解析負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，生成CO2氣體，A錯(cuò)誤；微生物電池中的化學(xué)反應(yīng)速率較快，即微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移，B正確；原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，C正確；電池總反應(yīng)是C6H12O6與O2反應(yīng)生成CO2和H2O，D正確。6．一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是()A．反應(yīng)CH4＋H2Oeq\o(=,\s\up17(催化劑),\s\do15(△))3H2＋CO，每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移12mol電子B．電極A上H2參與的電極反應(yīng)為H2＋2OH－－2e－=2H2OC．電池工作時(shí)，COeq\o\al(2－,3)向電極B移動(dòng)D．電極B上發(fā)生的電極反應(yīng)為O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)答案D解析CH4中的C為－4價(jià)，反應(yīng)后生成的CO中C為＋2價(jià)，每消耗1molCH4轉(zhuǎn)移6mole－，A錯(cuò)誤；從裝置圖看，電池工作過(guò)程中沒(méi)有OH－參與，B錯(cuò)誤；該燃料電池中，電極B為正極，電極A為負(fù)極，電池工作時(shí)，COeq\o\al(2－,3)移向負(fù)極，C錯(cuò)誤；在電極B上O2得到電子與CO2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為COeq\o\al(2－,3)，D正確。7．硼化釩(VB2)-空氣電池是目前儲(chǔ)電能力最強(qiáng)的電池，電池結(jié)構(gòu)示意圖如下圖，該電池工作時(shí)總反應(yīng)為4VB2＋11O2=4B2O3＋2V2O5，下列說(shuō)法正確的是()A．電極a為電池負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)B．每消耗1molVB2轉(zhuǎn)移6mol電子C．電池工作時(shí)，OH－向電極a移動(dòng)D．VB2極發(fā)生的電極反應(yīng)式為2VB2＋22OH－－22e－=V2O5＋2B2O3＋11H2O答案D解析由題圖可知，空氣通入電極a，顯然電極a為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；4molVB2發(fā)生反應(yīng)時(shí)消耗11molO2，同時(shí)轉(zhuǎn)移44mol電子，故消耗1molVB2時(shí)轉(zhuǎn)移11mol電子，B錯(cuò)誤；電池工作時(shí)，陰離子(OH－)向負(fù)極(VB2極)移動(dòng)，C錯(cuò)誤；正極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－，用總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式的11倍即得負(fù)極反應(yīng)式，故VB2在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2VB2＋22OH－－22e－=V2O5＋2B2O3＋11H2O，D正確。8．(2018·安徽省“江南十校”聯(lián)考)高鐵電池是一種可充電電池，負(fù)極材料是Zn，氧化產(chǎn)物是Zn(OH)2，正極材料是K2FeO4(易溶鹽)，還原產(chǎn)物是Fe(OH)3，電解質(zhì)溶液是KOH水溶液。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．高鐵電池放電時(shí)，正極反應(yīng)式為Zn＋2OH－－2e－=Zn(OH)2B．高鐵電池充電時(shí)，陰極反應(yīng)式為Fe(OH)3＋5OH－－3e－=FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2OC．高鐵電池放電時(shí)的總反應(yīng)為2FeOeq\o\al(2－,4)＋8H2O＋3Zn=2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－D．高能堿性電池的工作電壓比高鐵電池更穩(wěn)定答案C解析放電時(shí)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)是FeOeq\o\al(2－,4)得電子，故A錯(cuò)誤；充電時(shí)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)是Zn(OH)2得電子，故B錯(cuò)誤；高鐵電池放電時(shí)的總反應(yīng)為2FeOeq\o\al(2－,4)＋8H2O＋3Zn=2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－，故C正確；根據(jù)題圖可知，高鐵電池的工作電壓比高能堿性電池更穩(wěn)定，故D錯(cuò)誤。二、非選擇題9．(1)酸性鋅錳干電池是一種一次性電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過(guò)程產(chǎn)生MnOOH。回收處理該廢電池可得到多種化工原料。①該電池的正極反應(yīng)式為__________________，電池反應(yīng)的離子方程式為__________________。②維持電流強(qiáng)度為0.5A，電池工作5分鐘，理論上消耗鋅________g。(已知F＝96500C·mol－1)(2)一種可超快充電的新型鋁電池，充放電時(shí)AlCleq\o\al(－,4)和Al2Cleq\o\al(－,7)兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化，其他離子不參與電極反應(yīng)。放電時(shí)負(fù)極Al的電極反應(yīng)式為____________________________。(3)如圖所示原電池正極的反應(yīng)式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)①M(fèi)nO2＋H＋＋e－=MnOOH2MnO2＋Zn＋2H＋=2MnOOH＋Zn2＋(注：式中Zn2＋可寫為Zn(NH3)eq\o\al(2＋,4)，Zn(NH3)2Cl2等，H＋可寫為NHeq\o\al(＋,4))②0.05(2)Al＋7AlCleq\o\al(－,4)－3e－=4Al2Cleq\o\al(－,7)(3)Ag＋＋e－=Ag解析(1)①該電池為酸性電池，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為MnO2＋H＋＋e－=MnOOH；電池反應(yīng)為Zn與MnO2在酸性條件下的反應(yīng)，生成Zn2＋和MnOOH。②電池工作5min，電池中的總電荷量Q＝It＝0.5×5×60C＝150C，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為150/96500mol,1molZn失去2mol電子，則此過(guò)程消耗鋅的質(zhì)量m(Zn)＝65×1/2×150/96500g≈0.05g。10．以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結(jié)構(gòu)如圖所示。(1)判斷電極名稱：電極(Ⅰ)為________。(2)微生物燃料電池需要選擇合適的溫度，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)寫出該微生物燃料電池的電極反應(yīng)式：電極(Ⅰ)反應(yīng)式為________________________________________________________________________。電極(Ⅱ)反應(yīng)式為________________________________________________________________________。(4)“質(zhì)子交換膜”允許溶液中H＋向________(電極名稱)遷移。(5)若該電池生成2.24LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________。(6)燃料電池中，助燃劑(氧化劑)不一定是氧氣。例如，以鉑為電極，氫氣－氯氣在KOH溶液中構(gòu)成燃料電池，該燃料電池中負(fù)極反應(yīng)式為______________________________________________________________________。燃料電池的總反應(yīng)方程式為________________________________________________________________________。答案(1)正極(2)微生物燃料電池的放電效率是由微生物的活性決定的，而微生物一般在30～50℃活性最高，溫度過(guò)高或過(guò)低均影響其活性，從而導(dǎo)致電池工作效率低(3)6O2＋24H＋＋24e－=12H2OC6H12O6－24e－＋6H2O=6CO2＋24H＋(4)電極(Ⅰ)(5)0.4mol(6)H2－2e－＋2OH－=2H2OH2＋Cl2＋2KOH=2KCl＋2H2O解析(1)根據(jù)圖示知，電極(Ⅰ)區(qū)域：通入O2，排出水。O2→H2O：氧元素由0價(jià)降至－2價(jià)，氧元素的化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)。在原電池中，正極發(fā)生還原反應(yīng)，故電極(Ⅰ)為正極。(3)正極區(qū)，O2得電子變成O2－，O2－與H＋結(jié)合生成水；負(fù)極區(qū)，葡萄糖失去電子，生成CO2和H＋，正極、負(fù)極得失電子總數(shù)相等。(5)該電池總反應(yīng)式為C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O，生成1molCO2，轉(zhuǎn)移4mol電子，當(dāng)生成n(CO2)＝eq\f(2.24L,22.4L·mol－1)＝0.1mol時(shí)，則n(e－)＝0.4mol。(6)氫氣在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，KOH參與反應(yīng)，電池的總反應(yīng)式為H2＋Cl2＋2KOH=2KCl＋2H2O。1．(2017·全國(guó)卷Ⅱ)用電解氧化法可以在鋁制品表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜，電解質(zhì)溶液一般為H2SO4-H2C2O4混合溶液。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．待加工鋁質(zhì)工件為陽(yáng)極B．可選用不銹鋼網(wǎng)作為陰極C．陰極的電極反應(yīng)式為Al3＋＋3e－=AlD．硫酸根離子在電解過(guò)程中向陽(yáng)極移動(dòng)答案C解析該電解池陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑，氧氣將鋁制品表面氧化形成致密的氧化膜，所以待加工鋁質(zhì)工件應(yīng)為陽(yáng)極，A正確；陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為2H＋＋2e－=H2↑，陰極可選用不銹鋼網(wǎng)作電極，B正確，C錯(cuò)誤；電解質(zhì)溶液中的陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，D正確。2．(2016·上海高考)圖1是銅鋅原電池示意圖。圖2中，x軸表示實(shí)驗(yàn)時(shí)流入正極的電子的物質(zhì)的量，y軸表示()A．銅棒的質(zhì)量 B．c(Zn2＋)C．c(H＋) D．c(SOeq\o\al(2－,4))答案C解析該原電池中Zn是負(fù)極，Cu是正極，在正極Cu上溶液中的H＋獲得電子變?yōu)闅錃猓~棒的質(zhì)量不變，A錯(cuò)誤；由于Zn是負(fù)極，發(fā)生反應(yīng)Zn－2e－=Zn2＋，所以溶液中c(Zn2＋)增大，B錯(cuò)誤；由于反應(yīng)不斷消耗H＋，所以溶液中c(H＋)逐漸降低，C正確；SOeq\o\al(2－,4)不參加反應(yīng)，其濃度不變，D錯(cuò)誤。3．(2016·四川高考)某電動(dòng)汽車配載一種可充放電的鋰離子電池，放電時(shí)電池總反應(yīng)為：Li1－xCoO2＋LixC6=LiCoO2＋C6(x<1)。下列關(guān)于該電池的說(shuō)法不正確的是()A．放電時(shí)，Li＋在電解質(zhì)中由負(fù)極向正極遷移B．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6－xe－=xLi＋＋C6C．充電時(shí)，若轉(zhuǎn)移1mole－，石墨(C6)電極將增重7xgD．充電時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO2－xe－=Li1－xCoO2＋xLi＋答案C解析由放電時(shí)電池總反應(yīng)可知，放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6－xe－=C6＋xLi＋，正極反應(yīng)式為L(zhǎng)i1－xCoO2＋xe－＋xLi＋=LiCoO2，在原電池內(nèi)部陽(yáng)離子由負(fù)極向正極遷移，A、B均正確；充電時(shí)陰極反應(yīng)式為C6＋xLi＋＋xe－=LixC6，陽(yáng)極反應(yīng)式為L(zhǎng)iCoO2－xe－=Li1－xCoO2＋xLi＋，轉(zhuǎn)移xmole－，石墨電極增重7xg，若轉(zhuǎn)移1mole－，石墨電極將增重7g，C錯(cuò)誤，D正確。4．(2015·浙江高考)在固態(tài)金屬氧化物電解池中，高溫下電解H2O－CO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式，基本原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()A．X是電源的負(fù)極B．陰極的電極反應(yīng)式是：H2O＋2e－=H2＋O2－，CO2＋2e－=CO＋O2－C．總反應(yīng)可表示為：H2O＋CO2eq\o(=,\s\up17(通電))H2＋CO＋O2D．陰、陽(yáng)兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1∶1答案D解析H2O和CO2混合氣體轉(zhuǎn)變?yōu)镠2和CO的過(guò)程發(fā)生了還原反應(yīng)，該電極為陰極，則X為電源的負(fù)極，A正確；陰極的電極反應(yīng)式為H2O＋2e－=H2＋O2－，CO2＋2e－=CO＋O2－，B正確；制備過(guò)程的總反應(yīng)為H2O＋CO2eq\o(=,\s\up17(通電))CO＋H2＋O2，C正確；陰極與陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體，其物質(zhì)的量之比為2∶1，D錯(cuò)誤。5.(2013·浙江高考)電解裝置如下圖所示，電解槽內(nèi)裝有KI及淀粉溶液，中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓下通電，發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍(lán)色，一段時(shí)間后，藍(lán)色逐漸變淺。已知：3I2＋6OH－=IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋3H2O下列說(shuō)法不正確的是()A．右側(cè)發(fā)生的電極反應(yīng)式：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－B．電解結(jié)束時(shí)，右側(cè)溶液中含有IOeq\o\al(－,3)C．電解槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式：KI＋3H2Oeq\o(=,\s\up17(通電))KIO3＋3H2↑D．如果用陽(yáng)離子交換膜代替陰離子交換膜，電解槽內(nèi)發(fā)生的總化學(xué)反應(yīng)不變答案D解析依題意，左側(cè)溶液變藍(lán)，說(shuō)明左側(cè)Pt電極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為2I－－2e－=I2……①，右側(cè)Pt電極為陰極，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－……②或2H＋＋2e－=H2↑，A正確；陰極生成的OH－通過(guò)陰離子交換膜遷移至左室，與I2發(fā)生反應(yīng)：3I2＋6OH－=5I－＋I(xiàn)Oeq\o\al(－,3)＋3H2O……③，I2濃度逐漸減小，故藍(lán)色逐漸變淺，電解結(jié)束后IOeq\o\al(－,3)可通過(guò)陰離子交換膜擴(kuò)散至右側(cè)，B正確；①式×3＋②式×3＋③式得電解總反應(yīng)：I－＋3H2Oeq\o(=,\s\up17(通電))IOeq\o\al(－,3)＋3H2↑，C正確；若換用陽(yáng)離子交換膜，OH－不能遷移至左室，反應(yīng)③無(wú)法發(fā)生，①式＋②式得電解總反應(yīng)式為2I－＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(通電))2OH－＋I(xiàn)2＋H2↑，兩種情況下電解總反應(yīng)顯然不同，D錯(cuò)誤。6．(2017·江蘇高考)鋁是應(yīng)用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為Al2O3，含SiO2和Fe2O3等雜質(zhì))為原料制備鋁的一種工藝流程如下：注：SiO2在“堿溶”時(shí)轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。(1)“堿溶”時(shí)生成偏鋁酸鈉的離子方程式為________________________________________________________________________。(2)向“過(guò)濾Ⅰ”所得濾液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH________(填“增大”“不變”或“減小”)。(3)“電解Ⅰ”是電解熔融Al2O3，電解過(guò)程中作陽(yáng)極的石墨易消耗，原因是________________。(4)“電解Ⅱ”是電解Na2CO3溶液，原理如下圖所示。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為________________，陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A的化學(xué)式為________。(5)鋁粉在1000℃時(shí)可與N2反應(yīng)制備AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體并充分混合，有利于AlN的制備，其主要原因是________________。答案(1)Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O(2)減小(3)石墨電極被陽(yáng)極上產(chǎn)生的O2氧化(4)4COeq\o\al(2－,3)＋2H2O－4e－=4HCOeq\o\al(－,3)＋O2↑H2(5)NH4Cl分解產(chǎn)生的HCl能夠破壞Al表面的Al2O3薄膜解析(1)強(qiáng)堿條件下，Al2O3與OH－發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O。(2)“過(guò)濾Ⅰ”所得濾液的主要成分是NaAlO2，顯強(qiáng)堿性，加入NaHCO3后，NaAlO2可與NaHCO3發(fā)生反應(yīng)：AlOeq\o\al(－,2)＋HCOeq\o\al(－,3)＋H2O=Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)，溶液堿性減弱，pH減小。(3)陽(yáng)極O2－被氧化為O2，陽(yáng)極上產(chǎn)生的O2會(huì)氧化電極石墨。(4)電解Na2CO3溶液，實(shí)際上是電解水，觀察電解池裝置可知，陽(yáng)極產(chǎn)物有NaHCO3和O2，則陽(yáng)極反應(yīng)式為4COeq\o\al(2－,3)＋2H2O－4e－=4HCOeq\o\al(－,3)＋O2↑，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，氣體產(chǎn)物應(yīng)為H2。7．(高考組合題)(1)(2016·北京高考)Fe還原水體中NOeq\o\al(－,3)的反應(yīng)原理如圖所示。①作負(fù)極的物質(zhì)是________。②正極的電極反應(yīng)式是________。(2)(2016·天津高考)氫氣直接燃燒的能量轉(zhuǎn)換率遠(yuǎn)低于燃料電池，寫出堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式：______________________________________________。答案(1)①Fe②NOeq\o\al(－,3)＋8e－＋10H＋=NHeq\o\al(＋,4)＋3H2O(2)H2＋2OH－－2e－=2H2O解析(1)由圖可知，F(xiàn)e失電子作負(fù)極，正極是NOeq\o\al(－,3)得電子變成NHeq\o\al(＋,4)。(2)堿性氫氧燃料電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿性條件下氫氣放電生成H2O。8．(高考組合題)(1)(2016·天津高考)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來(lái)源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4，同時(shí)獲得氫氣：Fe＋2H2O＋2OH－eq\o(=,\s\up17(電解))FeOeq\o\al(2－,4)＋3H2↑，工作原理如圖1所示。裝置通電后，鐵電極附近生成紫紅色FeOeq\o\al(2－,4)，鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過(guò)高，鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知：Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定，易被H2還原。①電解一段時(shí)間后，c(OH－)降低的區(qū)域在________(填“陰極室”或“陽(yáng)極室”)。②電解過(guò)程中，須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出，其原因?yàn)開_______________。③c(Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2，任選M、N兩點(diǎn)中的一點(diǎn)，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：______________________________________________。(2)(2014·全國(guó)卷Ⅰ)H3PO2也可用電滲析法制備。“四室電滲析法”工作原理如圖所示(陽(yáng)膜和陰膜分別只允許陽(yáng)離子、陰離子通過(guò))：①寫出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式________________________________________________________________________。②分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因________________________________________________________________________________________________________________________________________________