错09电化学基础（选择题）

1.原电池中正、负极的判断

原电池的正、负极与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关,不要形成思维定式——活泼金属一定是负极。如Al、Mg和NaOH溶液构成的原电池中,Al为负极,Mg为正极。

2.可充电电池放电与充电时的电极反应

(1)充电时电极的连接:充电的目的是使电池恢复其供电能力,因此负极应与电源的负极相连以获得电子,可简记为负接负后作阴极,正接正后作阳极。

(2)工作时的电极反应式:同一电极上的电极反应式、电池的总反应式,在充电与放电时,形式上恰好相反(同一电极周围,充电与放电时电解质溶液中pH的变化趋势也恰好相反)。

3.燃料电池的关键点

(1)要注意介质是什么?是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。

(2)通入负极的物质为燃料,通入正极的物质为氧气。

(3)通过介质中离子的移动方向,可判断电池的正负极,同时考虑该离子参与靠近一极的电极反应。

4.电池电极反应式书写

(1)H+在碱性环境中不存在。

(2)O2-在水溶液中不存在,在酸性环境中结合H+,生成H2O,在中性或碱性环境中结合H2O,生成OH-。

(3)熟记“离子趋向”,抓住“电荷守恒”,熟练书写燃料电池的电极反应式。

①阳离子趋向正极,在正极上参与反应,在负极上生成(如H+);阴离子趋向负极,在负极上参与反应,在正极上生成(如OH-、O2-、CO32—)。

②“-ne-”相当于正电荷,“+ne-”相当于负电荷,依据电荷守恒配平其他物质的系数。

③电池总反应式=正极反应式+负极反应式。

例题1、铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是

A．正极反应为：Zn－2e－===Zn2＋B．电池反应为：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu

C．在外电路中，电子从正极流向负极D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液

该电池中锌为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，铜为正极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，A项错误；电池总反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，B项正确；原电池工作时，外电路中电子从负极经导线流向正极，C项错误；负极上由于锌放电，ZnSO4溶液中Zn2＋浓度增大，故盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液，D项错误。答案：B

例题2、三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。下列叙述正确的是

A．通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大

B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品

C．负极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低

D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成

A项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由于生成H＋，正极区溶液中阳离子增多，故中间隔室的SO向正极迁移，正极区溶液的pH减小。B项负极区发生的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴离子增多，中间隔室的Na＋向负极迁移，故负极区产生NaOH，正极区产生H2SO4。C项由B项分析可知，负极区产生OH－，负极区溶液的pH升高。D项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，当电路中通过1mol电子的电量时，生成0.25molO2。答案：B

1．两池(原电池、电解池)判定规律：首先观察是否有外接电源，若无外接电源，则可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析，判定思路主要是“四看”：先看电极，其次看是否自发发生氧化还原反应，再看电解质溶液，最后看是否形成闭合回路。若有外接电源，两电极插入电解质溶液中，则是电解池。

2．电极反应：

(1)原电池：正极：得到电子，发生还原反应；负极：失去电子，发生氧化反应。

(2)电解池：阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。

(3)充电电池：负接负为阴极，正接正为阳极。放电时的负极和充电时的阳极发生氧化反应；放电时的正极和充电时的阴极发生还原反应。

3．粒子移动：

(1)原电池：阴离子→负极，阳离子→正极。电子从负极到正极

(2)电解池：阴离子→阳极，阳离子→阴极。电子从负极到阴极，从阳极到正极。

4.判断溶液PH的变化：如果判断的是整个电解质溶液PH的变化，就要分析总的化学方程式，生成或消耗酸碱的情况。如果判断的是某极区溶液PH的变化，就要分析这个极区的电极反应，生成或消耗H+或OH的情况。

5．电解规律：阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解(注意：铁作阳极溶解生成Fe2＋，而不是Fe3＋)；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－(水)；阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋

6.恢复原态措施：电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2＋完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2＋完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。

7.电解类型：电解水型(如电解Na2SO4、H2SO4、NaOH溶液等)；电解电解质型(如电解CuCl2溶液盐酸等)；放氢生碱型(如电解NaCl、MgCl2溶液等)；放氧生酸型(如电解CuSO4、AgNO3溶液等)。

1.镁－次氯酸盐燃料电池的工作原理如图，该电池反应为：Mg＋ClO－＋H2O===Mg(OH)2＋Cl－。下列有关说法正确的是

A．电池工作时，C溶液中的溶质是MgCl2

B.电池工作时，正极a附近的pH将不断增大

C．负极反应式：ClO－－2e－＋H2O===Cl－＋2OH－

D.b电极发生还原反应，每转移0.1mol电子，理论上生成0.1molCl－

2.某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6(x1)。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1mole－，石墨C6电极将增重7xg

D．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2－xe－===Li1－xCoO2＋xLi＋

1．我国科学家发明了一种“可固氮”的镁－氮二次电池，其装置如图所示，下列说法不正确的是

A．固氮时，电池的总反应为3Mg+N2=Mg3N2

B．脱氮时，钌复合电极的电极反应式为Mg3N2-6e-=3Mg2++N2

C．固氮时，外电路中电子由钌复合电极流向镁电极

D．当无水LiCl—MgCl2混合物受热熔融后电池才能工作

2．微生物燃料电池能将污水中的乙二胺（H2NCH2CH2NH2）氧化成环境友好的物质，示意图如图所示，a、b均为石墨电极。下列说法错误的是

A．a电极的电极反应为H2NCH2CH2NH2-16e-+4H2O=2CO2↑+N2↑+16H+

B．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动

C．a电极上的电势比b电极上的电势低

D．电池工作时b电极附近溶液的pH保持不变

3．锌—空气燃料电池有比能量高、容量大、使用寿命长等优点，可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，放电时发生反应：2Zn+O2+4OH-+2H2O=2[Zn(OH)4]2-。下列说法正确的是：

A．放电时，负极反应为Zn-2e-=Zn2+

B．该隔膜为阳离子交换膜，允许K+通过

C．充电时，当0．1molO2生成时，流经电解质溶液的电子个数约为1．×

D．采用多孔炭可提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面

4．我国某科研团队设计了一种新型能量存储/转化装置（如图所示）。闭合K2、断开K1时，制氢并储能；断开K2、闭合K1时，供电。下列说法错误的是

A．制氢时，溶液中K+向Pt电极移动

B．供电时，Zn电极附近溶液的pH不变

C．供电时，X电极发生还原反应

D．制氢时，X电极反应式为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O

5．碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]是一种具有发展前景的“绿色”化工产品。电化学法合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示。下列说法错误的是

A．石墨I与直流电源正极相连

B．H＋由石墨II通过质子交换膜向石墨I移动

C．石墨I上发生的电极反应为2CH3OH＋CO－2e－＝(CH3O)2CO＋2H＋

D．电解过程中，阴极和阳极消耗气体的物质的量之比为1：2

6．已知某种二次锂离子电池工作时反应为：LixCn+Li(1-x)CoO2==LiCoO2+nC。电池如图所示。下列说法不正确的是

A．放电时，碳材料极失去电子，发生氧化反应，电子经外电路，Li+经内电路同时移向正极

B．放电时正极反应为：Li(1-x)CoO2+xLi++xe-=LiCoO2

C．充电时，Li+从负极脱出，又嵌入正极

D．锂离子二次电池正负极之间充放电时发生传输Li+的反应，少有副反应

7．一种双电子介体电化学生物传感器，用于检测水体急性生物毒性，其工作原理如图。下列说法正确的是

A．图中所示电极为阳极，其电极反应式为K4Fe(CN6)-e-=K3Fe(CN)6

B．甲荼醌在阴极发生氧化反应

C．工作时K+向图中所示电极移动

D．NAD(P)H转化为NAD(P)+的过程失去电子

8．DBFC燃料电池的结构如图，该电池的总反应为NaBH4+4H2O2=NaBO2+6H2O。下列关于电池工作时的相关分析不正确的是

A．X极为正极，电流经X流向外电路

B．Y极发生的还原反应为H2O2+2e-=2OH

C．X极区溶液的pH逐渐减小

D．每消耗1．0L0．50mol/L的H2O2电路中转移1．0mole-

9．一种双室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示，图中酸性污水中含有的有机物用C6H12O6表示。下列有关该电池的说法不正确的是

A．正极的电极反应为Fe(CN)63-+e-=Fe(CN)64-

B．电池的总反应为C6H12O6+24Fe(CN)63-+6H2O=6CO2↑+Fe(CN)64-+24H+

C．该“交换膜”可选用“质子交换膜”

D．若将“K4Fe(CN)6溶液”改为“O2”,当有22．4LO2参与反应时，理论上转移4mol电子

10．年11月《Science》杂志报道了王浩天教授团队发明的制取H2O2的绿色方法，原理如图所示（已知：H2O2H++H2O,Ka=2．4×10一12)下列说法不正确的是

A．b极上的电极反应为O2+H2O+2e-=HO2-+OH

B．X膜为选择性阳离子交换膜

C．催化剂可促进反应中电子的转移，加快反应速率

D．每生成1molH2O2电极上流过4mole-

11．熔融钠-硫电池性能优良，是具有应用前景的储能电池。下图中的电池反应为

(x=5~3，难溶于熔融硫)，下列说法错误的是

参考答案

1.B根据反应方程式知镁作负极而溶解，并与OH－反应刚好生成氢氧化镁沉淀，因此C溶液的溶质不含镁离子，A错误；根据ClO－―→Cl－＋OH－知a电极是正极，反应是ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－，B正确；C错误，应该是Mg－2e－＋2OH－===Mg(OH)2；b电极是负极，发生氧化反应，D错误。

2.CA、放电时，阳离子在电解质中向正极移动，故正确；B、放电时，负极失去电子，电极反应式正确；C、充电时，若转移1mol电子，则石墨电极质量增重7g，错误；D、充电时阳极失去电子，为原电池的正极的逆反应，故正确。

1．CA．固氮时该装置为原电池装置，镁为活泼金属，作负极，被氧化成Mg2+，钌复合电极为正极，氮气在电极上发生还原反应生成N3-，与熔融电解质中镁离子生成Mg3N2，所以总反应为3Mg+N2=Mg3N2，故A正确；B．脱氮时，-3价的氮要被氧化，钌复合电极应发生氧化反应，Mg3N2失电子发生氧化反应生成氮气，电极反应：Mg3N2-6e-=3M2++N2↑，故B正确；C．固氮时，镁电极为负极，外电路中电子由负极镁电极流向钌复合电极，故C错误；D．无水LiCl-MgCl2混合物常温下为固体，无自由移动离子，不能导电，受热熔融后产生自由移动离子导电，电池才能工作，故D正确；故选：C。

2．D根据原电池装置图分析，H2N(CH2)2NH2在a电极上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，则a为负极，电极反应式为H2N(CH2)2NH2+4H2O－16e－═2CO2↑+N2↑+16H+，氧气在正极b上得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+4e－+4H+=2H2O，据此分析解答。

A．H2N(CH2)2NH2在负极a上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，电极反应式为H2NCH2CH2NH2-16e-+4H2O=2CO2↑+N2↑+16H+，A选项正确；

B．原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，因此，电池工作时质子(H+)通过质子交换膜由负极区向正极区移动，B选项正确；

C．由上述分析可知，a电极为负极，b电极为正极，故a电极上的电势比b电极上的电势低，C选项正确；

D．电池工作时，氧气在正极b上得电子发生还原反应，发生的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，H+浓度减小，故b电极附近溶液的pH增大，D选项错误；

答案选D。

3．D由放电时总反应2Zn+O2+4OH-+2H2O=2[Zn(OH)4]2-和装置图可知，金属Zn为负极，放电时发生反应：Zn+4OH--2e-=[Zn(OH)4]2-，多孔碳为正极反生反应：O2+4e-+2H2O=4OH-，充电时总反应为[Zn(OH)4]2-=2Zn+O2↑+4OH-+2H2O，金属Zn为阴极，多孔碳为阳极，以此分析。

A．放电时，负极反应为Zn+4OH--2e-=[Zn(OH)4]2-，A项错误；

B．正极反生反应：O2+4e-+2H2O=4OH-，可知该隔膜为阴离子交换膜，允许OH-通过，B项错误；

C．不论放电还是充电，电子不会流经电解质溶液，C项错误；

D．采用多孔炭可提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面，D项正确；

答案选D。

4．B闭合K2、断开K1时，制氢并储能，构成电解池，Pt电极发生还原反应，为阴极，X电极发生氧化反应，为阳极；断开K2、闭合K1时，构成原电池，X电极发生还原反应，为正极，Zn电极发生氧化反应，为负极。

A．制氢时，Pt电极为阴极，电子从X电极向Pt电极移动，溶液中K+向Pt电极移动，A正确，不选；

B．供电时，Zn电极发生氧化反应，发生反应Zn-2e-+4OH-=ZnO22-+2H2O，消耗OH-，pH减小，B错误，符合题意；

C．供电时，X电极发生还原反应，NiOOH转化为Ni(OH)2，C正确，不选；

D．制氢时，X电极为阳极，反应式为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O，D正确，不选；

答案为B。

5．B该装置有外接电源，是电解池，由图可知甲醇和一氧化碳失电子发生氧化反应生成碳酸二甲酯，则电极石墨I为阳极，阳极反应为2CH3OH+CO-2e-═(CH3O)2CO+2H+，电极石墨II为阴极，阳极产生的氢离子从质子交换通过移向阴极，氧气在阴极得电子与氢离子反应生成水，电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O，据此解答。

A．石墨I为阳极，与直流电源正极相连，故A正确；

B．电解池工作时，阳离子向阴极移动，即H＋由石墨I通过质子交换膜向石墨II移动，故B错误；

C．石墨I为阳极，阳极上是甲醇和一氧化碳反应失电子发生氧化反应，电极反应为2CH3OH+CO-2e-=(CH3O)2CO+2H+，故C正确；

D．常温常压下甲醇是液体，电解池工作时转移电子守恒，根据关系式2CO～4e-～O2可知阴极消耗的氧气与阳极消耗的一氧化碳物质的量之比为1:2，故D正确；

故答案为B。

6．C放电时的反应为LixCn+Li(1-x)CoO2==LiCoO2+nC，Co元素的化合价降低，Li元素的化合价升高，原电池中负极发生氧化反应，反应式为：LixCn-xe-=xLi++nC，正极发生还原反应，反应式为：Li(1-x)CoO2+xLi++xe-=LiCoO2，再由放电时的反应分析充电时的反应。

A．放电时，碳材料极为负极，发生氧化反应，电子经外电路，Li+经内电路同时移向正极，故A正确；

B．由上述分析可知，Co元素的化合价降低，正极反应式为：Li(1-x)CoO2+xLi++xe-=LiCoO2，故B正确；

C．充电时，Li+应从正极脱出，嵌入阴极，故C错误；

D．由上述正负极反应可知，锂离子二次电池正负极之间充放电时发生传输Li+的反应，少有副反应，故D正确。

答案选C。

7．DA．根据图示可知K4Fe(CN6)在电极表面失电子生成K3Fe(CN)6，故图示电极为阳极，其电极方程式为K4Fe(CN6)-e-=K3Fe(CN)6+K+，A项错误；

B．甲萘醌应在阴极发生还原反应，B项错误；

C．工作时在电解池中阳离子应向阴极移动，C项错误；

D．根据图示，该过程NAD(P)H被甲萘醌氧化，即失去电子，D项正确；

答案选D。

10．D根据图知，a极通入氢气为负极，发生H2-2e－=2H+，b为正极，氧气得电子，b极上的电极反应为O2+H2O+2e-=HO2-+OH-，X膜为选择性阳离子交换膜，让H+进入中间，每生成1mo1H2O2电极上流过2mo1e－，据此分析。

A．b为正极，氧气得电子，b极上的电极反应为O2+H2O+2e-=HO2-+OH-，选项A正确；

B．a极发生H2-2e－=2H+，X膜为选择性阳离子交换膜，让H+进入中间，选项B正确；

C．催化剂可促进反应中电子的转移，加快反应速率，选项C正确；

D．氧元素由0价变成-1价，每生成1mo1H2O2电极上流过2mo1e－，选项D错误；

答案选D。

CH3CH2COONa和NaOH的混合溶液可得到乙烷、丙烷和丁烷，D说法正确。

答案为A。