2019高考化學(xué)“985”沖刺二輪精講練通用版講義：第1部分 第7講 電化學(xué)原理及應(yīng)用 含答案

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第7講電化學(xué)原理及應(yīng)用知考點明方向滿懷信心正能量設(shè)問方式①原電池原理及應(yīng)用［例](2017·全國卷Ⅰ，11)，（2017·全國卷Ⅲ,11）②二次電池原理計算及應(yīng)用［例](2018·全國卷Ⅰ，13），（2018·全國卷Ⅱ，12），（2018·全國卷Ⅲ,11）③金屬的腐蝕及防護[例](2018·全國卷Ⅲ，7),(2018·北京卷，7）,（2018·天津卷,3)④電解池原理及應(yīng)用［例］（2018·全國卷Ⅰ，27），（2018·江蘇卷，20）知識點網(wǎng)絡(luò)線引領(lǐng)復(fù)習(xí)曙光現(xiàn)釋疑難研熱點建模思維站高端考點一原電池原理及其應(yīng)用▼命題規(guī)律:1．題型：選擇題、填空題。2．考向：考查原電池電極的判斷、電極和電池反應(yīng)式的書寫、電子的轉(zhuǎn)移或電流方向的判斷、電解質(zhì)溶液中離子的移動方向及有關(guān)簡單計算。▼方法點撥：1．原電池工作原理2．原電池電極的判斷3．原電池電極反應(yīng)式的書寫4．燃料電池電極反應(yīng)式的書寫方法(1)找位置、寫式子：負極“還原劑－ne－→氧化產(chǎn)物”；正極“氧化劑＋ne－→還原產(chǎn)物”.燃料中的碳、氫元素及助燃劑氧氣在酸性介質(zhì)分別轉(zhuǎn)化為CO2、H＋；O2轉(zhuǎn)化為H2O。堿性介質(zhì)分別轉(zhuǎn)化為COeq\o\al（2－，3)、H2O；O2轉(zhuǎn)化為OH－。(2)查電荷，添離子：檢查電極反應(yīng)式的電荷是否守恒,若是在溶液中進行的反應(yīng)，則可通過添加OH－或H＋的方法使電荷守恒，在酸性溶液中不添加OH－，在堿性溶液中不添加H＋。若是在熔融態(tài)電解質(zhì)中進行的反應(yīng)，則可添加熔融態(tài)電解質(zhì)中的相應(yīng)離子。(3）查原子，添物質(zhì)：檢查是否符合原子守恒,若是在溶液中進行的反應(yīng)，可添加H2O使原子守恒。1．(1)（2018·天津卷)O2輔助的Al-CO2電池工作原理如圖所示.該電池電容量大，能有效利用CO2,電池反應(yīng)產(chǎn)物Al2（C2O4）3是重要的化工原料。電池的負極反應(yīng)式：__Al－3e－=Al3＋(或2Al－6e－=2Al3＋)__。電池的正極反應(yīng)式：6O2＋6e－=6Oeq\o\al（－,2）、6CO2＋6Oeq\o\al(－,2)=3C2Oeq\o\al（2－,4)＋6O2.反應(yīng)過程中O2的作用是__催化劑__。該電池的總反應(yīng)式:__2Al＋6CO2=Al2(C2O4）3__。(2)（2017·江蘇卷）一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意圖如圖所示。電極A上H2參與的電極反應(yīng)為：__H2＋COeq\o\al（2－,3)－2e－=CO2＋H2O__。B上發(fā)生的電極反應(yīng)為__O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al（2－，3）__.電池工作時，COeq\o\al（2－，3）向電極__A__移動。（3)（2016·北京卷)用零價鐵(Fe)去除水體中的硝酸鹽（NOeq\o\al(－,3）)已成為環(huán)境修復(fù)研究的熱點之一。Fe還原水體中NOeq\o\al（－,3)的反應(yīng)原理如圖所示.作負極的物質(zhì)是__鐵__。正極的電極反應(yīng)式是__NOeq\o\al(－,3)＋8e－＋10H＋=NHeq\o\al（＋，4）＋3H2O__.突破點撥電池內(nèi)部電流方向從負極到正極，故H＋從負極產(chǎn)生，流向正極參加正極反應(yīng)。解析(1）活潑金屬作負極，負極為Al，所以反應(yīng)一定是Al失電子，該電解質(zhì)為氯化鋁離子液體，所以Al失電子應(yīng)轉(zhuǎn)化為Al3＋，方程式為：Al－3e－=Al3＋。根據(jù)電池的正極反應(yīng)，氧氣在第一步被消耗,又在第二步生成,所以氧氣為正極反應(yīng)的催化劑.將方程式加和得到總反應(yīng)為：2Al＋6CO2=Al2(C2O4）3。（2)A為負極,H2失電子，用COeq\o\al(2－，3）配平電荷可得電極反應(yīng)式為H2＋COeq\o\al(2－，3)－2e－=CO2＋H2O，B為正極得電子,電極反應(yīng)式為：O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al（2－,3)，根據(jù)外電路電子流動方向可以確定內(nèi)電路中陰離子向負極移動.(3)由Fe還原水體中的NOeq\o\al（－,3)的反應(yīng)原理圖可知，F(xiàn)e被氧化作負極；正極是硝酸根離子被還原為NHeq\o\al(＋，4），該溶液為酸性電解質(zhì)溶液，結(jié)合元素和電荷守恒可知電極反應(yīng)式為：NOeq\o\al(－，3）＋8e－＋10H＋=NHeq\o\al（＋，4)＋3H2O?！咀兪娇挤ā?1）（2018·青州三模）利用環(huán)境中細菌對有機質(zhì)的催化降解能力，科學(xué)家開發(fā)出了微生物燃料電池,其裝置如圖所示,a、b為惰性電極。利用該裝置可將污水中的有機物（以C6H12O6為例）經(jīng)氧化而除去，從而達到凈化水的目的。a極電極反應(yīng)式為__C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋__,若左側(cè)有1molC6H12O6被消耗，則右側(cè)溶液的質(zhì)量增重__216__g.（2)（2018·清遠期末)一種突破傳統(tǒng)電池設(shè)計理念的鎂—銻液態(tài)金屬二次電池工作原理如圖所示:該電池由于密度的不同，在重力作用下分為三層，工作時中間層熔融鹽的組成不變。充電時，Cl－向__下__（填“上”或“下”）移動；放電時,正極的電極反應(yīng)式為：__Mg2＋＋2e－=Mg__。（3）(2018·湖北七市聯(lián)考)利用反應(yīng)6NO2＋8NH3=7N2＋12H2O構(gòu)成電池的方法，既能實現(xiàn)有效消除氮氧化物的排放，減輕環(huán)境污染,又能充分利用化學(xué)能，裝置如圖所示，寫出正負極的電極反應(yīng)式__負極：8NH3－24e－＋24OH－=4N2＋24H2O__,__正極：6NO2＋24e－＋12H2O=3N2＋24OH－__.解析(1）燃料電池中C6H12O6在負極反應(yīng)生成二氧化碳,電極反應(yīng)式為C6H12O6＋6H2O－24e－=6CO2↑＋24H＋，有24molH＋遷移到右側(cè)，增重24g，同時有6molO2進入溶液,增重192g，所以共增重：216g。(2)由圖可知，該電池的負極是鎂、正極是鎂銻合金;充電時，鎂是陰極、鎂銻合金是陽極，所以C1－向下(陽極）移動；放電時,正極的電極反應(yīng)式為Mg2＋＋2e－=Mg。（3）由反應(yīng)6NO2＋8NH3=7N2＋12H2O可知,反應(yīng)中NO2為氧化劑，NH3為還原劑，則A為負極發(fā)生氧化反應(yīng)，B為正極發(fā)生還原反應(yīng)，再根據(jù)電荷守恒和元素守恒可以寫出電極反應(yīng)式。2．（2018·湖北八校聯(lián)考）某實驗小組依據(jù)反應(yīng)AsOeq\o\al(3－，4）＋2H＋＋2I－=AsOeq\o\al(3－，3)＋I2＋H2O設(shè)計電池如圖1，探究pH對AsOeq\o\al(3－,4）氧化性的影響，測得輸出電壓與pH的關(guān)系如圖2。下列有關(guān)敘述錯誤的是(A）A．c點時，正極的電極反應(yīng)為AsOeq\o\al(3－，4）＋2H＋＋2e－=AsOeq\o\al(3－,3）＋H2OB．b點時，反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)C．a(chǎn)點時,鹽橋中K＋向左移動D．pH＞0。68時，氧化性I2＞AsOeq\o\al(3－，4)解析由圖可知，c點時，電壓小于0，即反應(yīng)逆向進行,負極反應(yīng)式為AsOeq\o\al(3－,3)－2e－＋H2O=AsOeq\o\al（3－,4)＋2H＋,選項A錯誤；b點時，電壓為零，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，選項B正確；a點時，反應(yīng)正向進行，乙中碘離子失電子，則乙中石墨電極為負極,原電池中陽離子向正極移動，所以鹽橋中K＋向左移動,選項C正確；pH＞0。68時,電壓小于0，反應(yīng)逆向進行，碘單質(zhì)作氧化劑,所以氧化性I2＞AsOeq\o\al（3－,4），選項D正確。3．(2018·荊州質(zhì)檢）直接乙醇燃料電池(DEFC）具有很多優(yōu)點，引起了人們的研究興趣.現(xiàn)有以下三種乙醇燃料電池.(1)三種乙醇燃料電池中正極反應(yīng)物均為__氧氣__。(2)堿性乙醇燃料電池中，電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為__C2H5OH＋16OH－－12e－=2COeq\o\al（2－，3）＋11H2O__，使用空氣代替氧氣，電池工作過程中堿性會不斷下降,其原因是__空氣中的CO2會與KOH溶液反應(yīng)，降低溶液的堿性，同時反應(yīng)中也會消耗KOH__。(3)酸性乙醇燃料電池中，電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)式為__O2＋4H＋＋4e－=2H2O__。(4)熔融鹽乙醇燃料電池中若選擇熔融碳酸鉀為介質(zhì)，電池工作時，COeq\o\al（2－,3）向電極__a__（填“a”或“b”）移動，電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)式為__O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al（2－，3）__.解析__（1）三種乙醇燃料電池中由于正極發(fā)生還原反應(yīng),所以正極反應(yīng)物均為氧氣。（2)堿性乙醇燃料電池中,乙醇中的C轉(zhuǎn)化為COeq\o\al（2－，3)，電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為C2H5OH＋16OH－－12e－=2COeq\o\al（2－，3)＋11H2O，使用空氣代替氧氣，電池工作過程中堿性會不斷下降，其原因是空氣中的CO2會與KOH溶液反應(yīng)，降低溶液的堿性，同時反應(yīng)中也會消耗KOH.（3)酸性乙醇燃料電池中，電極b為正極，其上發(fā)生的電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－=2H2O.（4）熔融鹽乙醇燃料電池中若選擇熔融碳酸鉀為介質(zhì)，電池工作時，COeq\o\al(2－，3)向負極電極a移動，電極b上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al（2－,3）。電極反應(yīng)式的書寫(1)原電池中一般電極反應(yīng)式的書寫：（2）復(fù)雜的電極反應(yīng)式＝總反應(yīng)式－較簡單一極的電極反應(yīng)式.考點二電解原理及其應(yīng)用▼命題規(guī)律：1．題型：選擇題、填空題。2．考向：根據(jù)電解現(xiàn)象判斷電源正、負極，并進一步考查離子移向，電極反應(yīng)及簡單計算。根據(jù)電源正、負極考查電解相關(guān)基礎(chǔ)知識。電解原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。▼方法點撥：1．“5點”突破電解池原理應(yīng)用問題(1)分清陰極、陽極—-與電源正極相連的為陽極，與電源負極相連的為陰極,兩極的反應(yīng)為“陽氧陰還”。(2)剖析離子移向——陽離子移向陰極，陰離子移向陽極。（3）書寫電極反應(yīng)式-—注意得失電子守恒。(4)正確判斷電極反應(yīng)和產(chǎn)物-—①陽極如果是活性電極，則電極材料失電子，電極溶解（注意：鐵作陽極溶解生成Fe2＋，而不是Fe3＋)；如果是惰性電極,溶液中陰離子的失電子能力（放電順序）為S2－>I－>Br－〉Cl－〉OH－(水）。②陰極產(chǎn)物根據(jù)陽離子的放電順序進行判斷:Ag＋〉Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋〉H＋>Pb2＋〉Fe2＋>Zn2＋。(5)電解質(zhì)恢復(fù)措施——電解后電解質(zhì)溶液恢復(fù)用質(zhì)量守恒法分析。一般是加入陽極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物的化合物,但也有特殊情況，如用惰性電極電解CuSO4溶液，Cu2＋完全放電之前，可加入CuO或CuCO3復(fù)原，而Cu2＋完全放電之后，應(yīng)加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3復(fù)原。2．電化學(xué)計算破題“三方法"原電池和電解池的計算包括兩極產(chǎn)物的定量計算、溶液pH的計算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計算、產(chǎn)物的量與電量關(guān)系的計算等。通常有下列三種方法：(1)根據(jù)電子守恒計算用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。(2）根據(jù)總反應(yīng)式計算先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計算。（3)根據(jù)關(guān)系式計算根據(jù)得失電子守恒定律建立已知量與未知量之間的橋梁,構(gòu)建計算所需的關(guān)系式。1．(1）（2018·全國卷Ⅰ）制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術(shù)，裝置如圖所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3.陽極的電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑。電解后，__a__室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進行結(jié)晶脫水，可得到Na2S2O5。（2）（2018·全國卷Ⅲ）KIO3也可采用“電解法”制備,裝置如圖所示。①寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式__2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑__。②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為__K＋__,其遷移方向是__a到b__。(3)(2017·天津卷）某混合物漿液含有Al（OH)3、MnO2和少量Na2CrO4,考慮到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出,某研究小組利用設(shè)計的電解分離裝置（如圖),使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元素溶液，并回收利用.回答問題。用惰性電極電解時，CrOeq\o\al（2－,4）能從漿液中分離出來的原因是__在直流電場作用下，CrOeq\o\al（2－，4）通過陰離子交換膜向陽極室移動，脫離漿液__，分離后含鉻元素的粒子是__CrOeq\o\al（2－,4)、Cr2Oeq\o\al（2－,7）__；陰極室生成的物質(zhì)為__NaOH和H2__（寫化學(xué)式)。突破點撥(1）電極反應(yīng)式書寫思路：先確定反應(yīng)物和生成物→再根據(jù)價態(tài)確定電子得失→再根據(jù)電荷守恒確定離子→再根據(jù)元素守恒，補齊物質(zhì).(2)交換膜可讓離子選擇性通過，通?？筛鶕?jù)電解結(jié)果或電極反應(yīng)式確定通過交換膜的離子.解析（1）陽極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，陽極區(qū)是稀硫酸，氫氧根放電,則電極反應(yīng)式為2H2O－4e－=4H＋＋O2↑。陽極區(qū)氫離子濃度增大,通過陽離子交換膜進入a室與亞硫酸鈉結(jié)合生成亞硫酸氫鈉.陰極是氫離子放電，氫氧根濃度增大,與亞硫酸氫鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉，所以電解后a室中亞硫酸氫鈉的濃度增大。(2）①由圖示，陰極為氫氧化鉀溶液，所以反應(yīng)為水電離的氫離子得電子，反應(yīng)為2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑.②電解時，溶液中的陽離子應(yīng)該向陰極遷移，明顯是溶液中大量存在的鉀離子遷移，方向為由左向右,即由a到b.(3）電解時，CrOeq\o\al(2－，4）通過陰離子交換膜向陽極移動,從而從漿液中分離出來，因存在2CrOeq\o\al(2－，4)＋2H＋=Cr2Oeq\o\al（2－，7)＋H2O，則分離后含鉻元素的粒子是CrOeq\o\al（2－，4)、Cr2Oeq\o\al(2－，7）,陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和NaOH?！咀兪娇挤ā?1）(2018·沈陽質(zhì)檢）電解法制備：工業(yè)上用惰性電極電解NaHSO3溶液得到Na2S2O4。過程如圖所示.①產(chǎn)品在__陰極__（填“陽極”或“陰極”)得到.②若不加隔膜，則連二亞硫酸鈉產(chǎn)率降低，其原因是__見解析__.（2)(2018·鄂東南三模）電解法制備高錳酸鉀的實驗裝置示意圖如圖所示(圖中陽離子交換膜只允許K＋離子通過)“電解法”克服了“酸歧化法”理論產(chǎn)率偏低的問題,同時副產(chǎn)品KOH可用于軟錳礦的焙燒。①a為__負__極（填“正”或“負”），右室發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為__MnOeq\o\al(2－，4)－e－=MnOeq\o\al(－,4)__.②若電解開始時陽極區(qū)溶液為1。0L0。40mol·L－1K2MnO4溶液，電解一段時間后，右室中n（K）/n（Mn)為6:5，陰極區(qū)生成KOH的質(zhì)量為__17.9_g__。（3）(2018·濟南二模)NOeq\o\al（－，3)可用如圖的電化學(xué)裝置處理:①A為電源的__正__極；Ag－Pt電極的電極反應(yīng)式為：__2NOeq\o\al（－,3）＋12H＋＋10e－=N2↑＋6H2O__；②若膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm左－Δm右)為14。4g,則電解過程中轉(zhuǎn)移了__2__mol電子。解析（1）①用惰性電極電解NaHSO3溶液得到Na2S2O4，反應(yīng)過程中S元素的化合降低，被還原，應(yīng)該在陰極上反應(yīng)得到Na2S2O4.②若不加隔膜，則部分HSOeq\o\al（－，3)到陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，也可能被陽極產(chǎn)生的氯氣氧化，結(jié)果都會生成硫酸根離子，得不到連二亞硫酸鈉，使連二亞硫酸鈉產(chǎn)率下降。（2）①陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，所以電極反應(yīng)式為MnOeq\o\al(2－，4）－e－=MnOeq\o\al（－，4）；②根據(jù)陽極區(qū)反應(yīng)MnOeq\o\al(2－，4)－e－=MnOeq\o\al(－，4）,錳原子的物質(zhì)的量不變，仍為1。0L×0。40mol/L＝0。4mol，電解一段時間后,溶液中n(K)/n(Mn)＝6：5，所以反應(yīng)后n(K）＝0.48mol，則陽極區(qū)的K＋定向移動到陰極區(qū)的物質(zhì)的量為0.4mol×2－0。48mol＝0.32mol，所以陰極生成KOH的物質(zhì)的質(zhì)量為0。32mol×56g/mol＝17.9g。（3）根據(jù)電化學(xué)降解NOeq\o\al(－,3)的原理圖可知，Ag/Pt電極上NOeq\o\al（－，3)轉(zhuǎn)化為N2，氮元素化合價從＋5降為0，被還原，作為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)2NOeq\o\al(－，3)＋12H＋＋10e－=N2↑＋6H2O；②設(shè)轉(zhuǎn)移了Xmol電子，陽極析出eq\f(X，4）molO2,同時有XmolH＋進入陰極室，陽極室質(zhì)量減少9Xg;陰極室中放出0。1XmolN2（2。8Xg），同時有XmolH＋(Xg）進入陰極室，因此陰極室質(zhì)量減少1.8Xg，故膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差（Δm左－Δm右)＝9Xg—1.8Xg＝14.4g，所以X＝2。2．(2018·安徽A10聯(lián)考）用如下裝置處理含KMnO4的廢液，使Mn元素轉(zhuǎn)化為MnO2沉淀,從而消除重金屬污染，下列說法錯誤的是（D)A．MnOeq\o\al(－，4)處理完全后，實驗結(jié)束時左側(cè)可能會生成沉淀B．右側(cè)產(chǎn)生的Fe2＋沉淀MnOeq\o\al（－，4)的離子方程式為：7H2O＋3Fe2＋＋MnOeq\o\al（－,4)=3Fe(OH）3↓＋MnO2↓＋5H＋C．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移6mole－時，可以產(chǎn)生87gMnO2沉淀D．為了增大右側(cè)溶液的導(dǎo)電性可以加稀硫酸造成強酸性環(huán)境解析根據(jù)題意并結(jié)合圖示，鐵電極為電解池的陽極,發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2＋，在弱酸性條件下Fe2＋與MnOeq\o\al(－,4）發(fā)生氧化還原反應(yīng)使Mn元素轉(zhuǎn)化為MnO2沉淀。MnOeq\o\al（－，4)處理完全后,陽極生成的Fe2＋會通過陽離子交換膜進入左側(cè),則左側(cè)會生成Fe(OH)2沉淀,選項A正確;右側(cè)產(chǎn)生的Fe2＋在弱酸性條件下將MnOeq\o\al（－,4）還原為MnO2，本身被氧化為Fe(OH）3，所以離子方程式為：7H2O＋3Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)=3Fe（OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋，選項B正確；根據(jù)陽極電極反應(yīng)：Fe－2e－=Fe2＋，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移6mole－時，生成3molFe2＋，根據(jù)Fe2＋沉淀MnOeq\o\al(－,4）的離子方程式可知生成1molMnO2，質(zhì)量為87g,選項C正確;強酸性條件下，MnOeq\o\al(－,4）與Fe2＋反應(yīng)為：MnOeq\o\al（－,4）＋5Fe2＋＋8H＋=Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，則不能使Mn元素轉(zhuǎn)化為MnO2沉淀,選項D錯誤。3．（2018·湖南G10聯(lián)盟)科學(xué)家制造出一種使用固體電解質(zhì)的燃料電池,其效率更高，可用于航空航天.如圖1所示裝置中，以稀土金屬材料作惰性電極，在兩極上分別通入CH4和空氣，其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2固體，它在高溫下能傳導(dǎo)正極生成的O2－離子(O2＋4e－=2O2－)。（1）c電極為__正__極，d電極上的電極反應(yīng)式為__CH4－8e－＋4O2－=CO2＋2H2O__。(2)如圖2所示為用惰性電極電解100mL0.5mol·L－1CuSO4溶液，a電極上的電極反應(yīng)式為__4OH－－4e－=2H2O＋O2↑__。若a電極產(chǎn)生56mL（標準狀況）氣體，則所得溶液的pH＝__1__（不考慮溶液體積變化）,若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài),可加入__ac__(填序號)。a．CuO b．Cu（OH)2c．CuCO3 d．Cu2(OH）2CO3解析(1）電流從正極流向負極，故c、d電極分別為正極、負極。燃料電池的負極為通入燃料的一極,故其電極反應(yīng)式為CH4－8e－＋4O2－=CO2＋2H2O.a電極為電解池的陽極：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑；b電極為陰極:2Cu2＋＋4e－=2Cu,當(dāng)陽極產(chǎn)生56mL（標準狀況)氣體時，被電解的OH－的物質(zhì)的量為eq\f（56mL,22400mL·mol－1)×4＝0.01mol，故溶液中c(H＋）＝eq\f（0.01mol，0。1L）＝0。1mol·L－1，故溶液的pH＝1。此時陰極析出0.005molCu,消耗0.005molCu2＋.為恢復(fù)電解質(zhì)溶液的原狀，根據(jù)“出什么加什么"原理，只要相當(dāng)于加入CuO即可,a項可以,b項Cu（OH）2可以拆為CuO·H2O,c項CuCO3拆為CuO·CO2，d項Cu2（OH）2CO3可拆為2CuO·H2O·CO2，其中c項也可選.(1)恢復(fù)電解前電解質(zhì)的措施:一般加入陰極和陽極析出的氣體或固體產(chǎn)物形成的化合物——減少什么,加入什么；（2)陽極反應(yīng)一定要先看陽極材料是否為惰性電極；如果用到了非惰性電極，根據(jù)電解目的確定該電極是否參與反應(yīng)，從而確定其是否作陽極；（3）交換膜選擇：可以根據(jù)需要兩極之間流動的離子來確定選擇陽離子交換膜還是陰離子交換膜或者質(zhì)子交換膜。（4）計算陰極區(qū)或者陽極區(qū)溶液質(zhì)量變化時，既要考慮電極反應(yīng)所引起的質(zhì)量變化，也要注意溶液中兩極之間離子定向流動導(dǎo)致的質(zhì)量改變?？键c三金屬的腐蝕與防護▼命題規(guī)律：1．題型：選擇題（主）、填空題(次).2．考向:主要考查兩種電化學(xué)腐蝕的區(qū)別及有關(guān)電極方程式的書寫；常見的兩種電化學(xué)防腐方法及金屬腐蝕快慢的比較。▼方法點撥：1．金屬腐蝕的“兩種比較”（1)析氫腐蝕和吸氧腐蝕的比較類型析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性正極反應(yīng)2H＋＋2e－=H2↑O2＋2H2O＋4e－=4OH－負極反應(yīng)Fe－2e－=Fe2＋其他反應(yīng)—Fe2＋＋2OH－=Fe（OH）2↓4Fe（OH）2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3Fe(OH）3失去部分水轉(zhuǎn)化為鐵銹(2)腐蝕快慢的比較2．金屬電化學(xué)保護的兩種方法1．(1）下列說法中正確的是(ABD）圖1圖2圖3A．(2018·全國卷Ⅲ)電熱水器用鎂棒防止內(nèi)膽腐蝕,原理是犧牲陽極的陰極保護法B．（2018·天津卷)鐵管鍍鋅層局部破損后，鐵管仍不易生銹C．（2016·上海卷)如圖1所示，將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U型管中。K2閉合,鐵棒不會被腐蝕，屬于犧牲陽極陰極保護法D．（2015·山東卷）圖2開關(guān)由M改置于N時，CuZn合金的腐蝕速率減小E．(2015·山東卷)圖3接通開關(guān)時Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大(2）(2014·福建卷)如圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。①該電化腐蝕稱為__吸氧腐蝕__。②圖中A、B、C、D四個區(qū)域，生成鐵銹最多的是__B__（填字母）.突破點撥（1）兩種金屬的電化學(xué)保護法，核心區(qū)別為：使用外電源→外加電流陰極保護法;使用活潑金屬→犧牲陽極陰極保護法；(2)吸氧腐蝕時，氧氣濃度越大，腐蝕越嚴重.解析(1)鎂比鐵活潑,形成原電池時鎂作負極失電子,鐵被保護，選項A正確；鋅比鐵活潑,形成原電池時鋅作負極失電子，鐵被保護，選項B正確；K2閉合時屬于外加電流陰極保護法，選項C錯誤；開關(guān)由M改置于N時，鋅做負極,CuZn合金的腐蝕速率減小，選項D正確；接通開關(guān)時形成原電池，使反應(yīng)速率加快，H2在Pt電極上放出,選項E錯誤。（2）①金屬在中性和較弱的酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕。②發(fā)生吸氧腐蝕，越靠近液面接觸到的O2越多，產(chǎn)生的鐵銹就越多.【變式考法】(1)(2018·江蘇四市聯(lián)考）圖中燒杯中盛的是天然水，鐵腐蝕的速率由快到慢的順序是__③＞②＞①＞⑤＞④__。（2）（2018·湖北七市聯(lián)考)鐵生銹是生活中常見的現(xiàn)象，由于金屬腐蝕每年會造成嚴重的經(jīng)濟損失.某課外小組同學(xué)為研究金屬腐蝕的原因和條件，設(shè)計如圖裝置（U形管內(nèi)裝有紅墨水)，試管內(nèi)分別盛有食鹽水和NH4Cl溶液。一段時間后，發(fā)現(xiàn)紅墨水液面左高右低.試管甲內(nèi)生鐵塊發(fā)生__吸氧腐蝕__(填“吸氧腐蝕”或“析氫腐蝕”），試管乙內(nèi)盛裝的液體是__氯化銨溶液__.開始時兩個試管中腐蝕的速率大小關(guān)系為：甲__<__乙(填“>"“〈”或“＝")。（3）（2018·海淀區(qū)期末）某同學(xué)進行下列實驗:操作現(xiàn)象取一塊打磨過的生鐵片，在其表面滴1滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食鹽水放置一段時間后，生鐵片上出現(xiàn)如圖所示“斑痕”。其邊緣處為紅色，中心區(qū)域為藍色，在兩色環(huán)交界處出現(xiàn)鐵銹其中中心區(qū)域和邊緣處分別發(fā)生的反應(yīng)的離子方程為：__Fe－2e－=Fe2＋__、__3Fe2＋＋2[Fe（CN）6］3－=Fe3［Fe(CN）6］2↓__O2＋2H2O＋4e－=4OH－__。解析（1)作原電池負極、電解池陽極的金屬被腐蝕，而作原電池正極、電解池陰極的金屬被保護，且作原電池負極的金屬腐蝕速率小于作陽極的金屬腐蝕速率.①中只有一種金屬,所以不能構(gòu)成原電池;②為原電池，鐵作負極，被腐蝕;③是電解池，鐵作陽極，加速被腐蝕，且腐蝕速率大于鐵作負極；④是電解池，鐵作陰極被保護；⑤為原電池,鐵作正極被保護，但保護效果不及作電解池的陰極;則鐵被腐蝕快慢順序是③＞②＞①＞⑤＞④.（2)食鹽水中性,發(fā)生吸氧腐蝕，試管中氣體減少，液面上升；NH4Cl溶液呈酸性，發(fā)生析氫腐蝕，試管中氣體增多，液面下降?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)紅墨水液面左高右低，所以左邊為吸氧腐蝕，試管乙內(nèi)盛裝的液體是氯化銨溶液；一般情況下，析氫腐蝕速率要比吸氧腐蝕速率快。(3)食鹽水中發(fā)生吸氧腐蝕，由于中心區(qū)域為藍色，說明有Fe2＋生成，電極反應(yīng)為:Fe－2e－=Fe2＋；邊緣處酚酞顯紅色，說明有OH－生成，電極反應(yīng)為:O2＋2H2O＋4e－=OH－。2．(2015·重慶卷）圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理示意圖。（1)腐蝕過程中，負極是__c__（填圖中字母“a”“b"或“c”);(2）環(huán)境中的Cl－擴散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2（OH)3Cl,其離子方程式為__2Cu2＋＋3OH－＋Cl－=Cu2（OH）3Cl↓__;(3）若生成4.29gCu2（OH）3Cl，則理論上耗氧體積為__0.448__L(標準狀況)。解析(1）根據(jù)圖示,腐蝕過程中,銅失電子生成Cu2＋，則負極是銅，選c;（2)根據(jù)上述分析，正極產(chǎn)物是OH－，負極產(chǎn)物為Cu2＋，環(huán)境中的Cl－擴散到孔口，與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu2（OH）3Cl,則離子方程式為2Cu2＋＋3OH－＋Cl－=Cu2（OH)3Cl↓；(3)4。29gCu2（OH)3Cl的物質(zhì)的量為4。29/241。5＝0。02mol，根據(jù)銅原子守恒，Cu2＋的物質(zhì)的量為0。04mol，負極反應(yīng)為:2Cu＋4e－=2Cu2＋，正極反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O=4OH－，根據(jù)正負極放電量相等，則理論上耗氧體積為0。02mol×22.4L·mol－1＝0。448L。3．（2019·湖北重點高中新起點)某研究小組為探究弱酸性條件下鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕類型的影響因素，將混合均勻的新制鐵粉和碳粉置于錐形瓶底部,塞上瓶塞(如圖1）.從膠頭滴管中滴入幾滴醋酸溶液，同時測量容器中的壓強變化。(1）請完成以下實驗設(shè)計表(表中不要留空格)：編號實驗?zāi)康奶挤?g鐵粉/g醋酸/%①為以下實驗作參照0。52.090。0②醋酸濃度的影響0.5__2。0__36。0③__碳粉含量的影響__0.22.090。0(2)編號①實驗測得容器中壓強隨時間變化如圖2.t2時，容器中壓強明顯小于起始壓強，其原因是鐵發(fā)生了__吸氧腐蝕__，請在圖3中用箭頭標出發(fā)生該腐蝕時電子流動方向；此時，碳粉表面發(fā)生了__還原反應(yīng)__(“氧化”或“還原")反應(yīng)，其電極反應(yīng)式是__2H2O＋O2＋4e－=4OH－（或4H＋＋O2＋4e－=2H2O）__。(3)該小組對圖2中0～t1時壓強變大的原因提出了如下假設(shè),請你完成假設(shè)二:假設(shè)一：發(fā)生析氫腐蝕產(chǎn)生了氣體；假設(shè)二：__反應(yīng)放熱，溫度升高,體積膨脹__。解析(1)探究影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的實驗，每次只能改變一個變量，故有②中鐵的量不變，為2.0g；③中改變了碳粉的質(zhì)量，故為探究碳粉的量對速率的影響.（2)壓強與氣體的物質(zhì)的量成正比,從圖中可以看出，氣體的量先增加，后減少，故為吸氧腐蝕；活潑金屬做負極，故碳為正極，發(fā)生還原反應(yīng).（3）從體積的影響因素著手，溫度升高，體積增大.答案享資源練類題彎道超越顯功力二次電源問題考向預(yù)測二次電源問題是電化學(xué)中重要的命題模型，既能考查考生電解池原理、原電池原理的知識，又能考查考生應(yīng)用知識解決綜合問題的能力，因此備受命題者的青睞解題關(guān)鍵分析建模失分防范(1）對于可充電電池，放電時為原電池，符合原電池工作原理，負極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng)；外電路中電子由負極流向正極，內(nèi)電路中陽離子向正極移動,陰離子向負極移動；（2)可充電電池充電時為電解池，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)；充電時原“＋”極與外接直流電源的正極相連，原“－”極與外接直流電源的負極相連【預(yù)測】鎂及其化合物一般無毒（或低毒）、無污染，且鎂原電池放電時電壓高而平穩(wěn)，使鎂原電池越來越成為人們研制綠色原電池的焦點。其中一種鎂原電池的反應(yīng)為xMg＋Mo3S4eq\o（,\s\up7(放電),\s\do5（充電)）MgxMo3S4。下列說法錯誤的是（）A．放電時Mg2＋向正極遷移B．充電時陽極反應(yīng)為Mo3Seq\o\al(2x－，4）－2xe－=Mo3S4C．充電時Mo3S4發(fā)生氧化反應(yīng)D．放電時負極反應(yīng)為xMg－2xe－=xMg2＋思維導(dǎo)航規(guī)范答題：放電時陽離子向正極移動,選項A正確;充電時陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，所以Mo3Seq\o\al（2x－,4)失去電子生成Mo3S4，選項B正確；充電時Mo3S4是生成物，選項C錯誤；放電時負極發(fā)生氧化反應(yīng)，Mg失去電子生成Mg2＋，選項D正確。答案：C【變式考法】(2018·全國卷Ⅱ)我國科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na－CO2二次電池.將NaClO4溶于有機溶劑作為電解液，鈉和負載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料，電池的總反應(yīng)為：3CO2＋4Na2Na2CO3＋C.下列說法錯誤的是(D）A．放電時，ClOeq\o\al（－，4)向負極移動B．充電時釋放CO2，放電時吸收CO2C．放電時，正極反應(yīng)為：3CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－，3)＋CD．充電時，正極反應(yīng)為：Na＋＋e－=Na解析原電池中負極發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，正極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動,充電可以看作是放電的逆反應(yīng),據(jù)此解答。放電時是原電池,陰離子ClOeq\o\al(－，4)向負極移動，選項A正確；電池的總反應(yīng)為3CO2＋4Na2Na2CO3＋C，因此充電時釋放CO2，放電時吸收CO2，選項B正確；放電時是原電池，正極是二氧化碳得到電子轉(zhuǎn)化為碳,反應(yīng)為：3CO2＋4e－=2COeq\o\al（2－,3）＋C，選項C正確;充電時是電解,正極與電源的正極相連，作陽極,發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，反應(yīng)為2COeq\o\al（2－，3）＋C－4e－=3CO2,選項D錯誤。對點特訓(xùn)（七)電化學(xué)原理及應(yīng)用1．(2018·邢臺期末）一種生產(chǎn)和利用氫能的途徑如圖所示。下列說法錯誤的是(C）A．氫能屬于二次能源B．圖中能量轉(zhuǎn)化的方式至少有6種C．太陽能電池的供電原理與燃料電池相同D．太陽能、風(fēng)能、氫能都屬于新能源解析氫能是利用太陽能等產(chǎn)生的，故屬于二次能源，選項A正確；圖中涉及的能量轉(zhuǎn)化方式有太陽能、風(fēng)能、水能轉(zhuǎn)化為電能，電能與化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化，電能與光能、熱能的轉(zhuǎn)化等，選項B正確；太陽能電池的供電原理實際是熱能轉(zhuǎn)化為電能，而燃料電池的供電原理是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,所以二者是不相同的，選項C錯誤;太陽能、風(fēng)能、氫能都屬于新能源，選項D正確。2．（2018·江南十校）氣體的自動化檢測中常常應(yīng)用原電池原理的傳感器。下圖為電池的工作示意圖：氣體擴散進入傳感器,在敏感電極上發(fā)生反應(yīng)，傳感器就會接收到電信號。下表列出了待測氣體及敏感電極上部分反應(yīng)產(chǎn)物。則下列說法中正確的是（B）待測氣體部分電極反應(yīng)產(chǎn)物NO2NOCl2HClCOCO2H2SH2SO4A．上述氣體檢測時,敏感電極均作電池正極B．檢測Cl2和NO2體積分數(shù)相同的兩份空氣樣本時,傳感器上產(chǎn)生的電流大小相同C．檢測H2S和CO體積分數(shù)相同的兩份空氣樣本時，傳感器上產(chǎn)生的電流大小相同D．檢測H2S時,對電極充入空氣，對電極上的電極反應(yīng)式為O2＋4e－＝2O2－解析還原劑失電子發(fā)生氧化反應(yīng)的電極是負極、氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)的電極是正極,根據(jù)待測氣體和反應(yīng)產(chǎn)物可知，部分氣體中元素化合價上升，部分氣體中元素的化合價下降,所以敏感電極不一定都做電池正極，選項A錯誤；1molCl2和NO2得到電子的物質(zhì)的量都為2mol,則檢測Cl2和NO2體積分數(shù)相同的兩份空氣樣本時，傳感器上產(chǎn)生的電流大小相同，選項B正確；產(chǎn)生的電流大小與失電子多少有關(guān)，檢測H2S和CO體積分數(shù)相同的兩份空氣樣本時，硫化氫失去電子數(shù)大于CO，所以產(chǎn)生電流大小不同，選項C錯誤;檢測硫化氫時，硫化氫生成硫酸，硫元素化合價由－2變?yōu)椋?而發(fā)生氧化反應(yīng)，則其所在電極為負極，正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水,電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－=2H2O，選項D錯誤。3．(2018·湖南G10三模)近年來,我國在航空航天事業(yè)上取得了令人矚目的成就，科學(xué)家在能量的轉(zhuǎn)化，航天器的零排放作出了很大的努力,其中為了達到零排放的要求，循環(huán)利用人體呼出的CO2并提供O2，設(shè)計了一種裝置(如圖）實現(xiàn)了能量的轉(zhuǎn)化，總反應(yīng)方程式為2CO2＝2CO＋O2。關(guān)于該裝置下列說法正確的是(B)A．裝置中離子交換膜為陽離子交換膜B．CO2參與X電極的反應(yīng)方程式:CO2＋2e－＋H2O=CO＋2OH－C．N型半導(dǎo)體為正極，P型半導(dǎo)體為負極D．外電路每轉(zhuǎn)移2mol電子,Y極生成氣體22。4L（標準狀況）解析由圖可知左側(cè)為太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，右側(cè)為電解裝置，根據(jù)左側(cè)電子移動方向可知：X為陰極，所以O(shè)H－應(yīng)該往Y極移動，因此離子交換膜應(yīng)該為陰離子交換膜，選項A錯誤；X為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)總反應(yīng)方程式2CO2=2CO＋O2可知，X極發(fā)生的反應(yīng)為:CO2＋2e－＋H2O=CO＋2OH－，選項B正確；由于電子從P移向N，所以N為負極,選項C錯誤；Y極電極反應(yīng)式為：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，所以外電路每轉(zhuǎn)移2mol電子，Y極生成標準狀況下氣體體積為11.2L，選項D錯誤。4．(2018·全國卷Ⅲ）一種可充電鋰－空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時，O2與Li＋在多孔碳材料電極處生成Li2O2－x（x＝0或1).下列說法正確的是（D）A．放電時,多孔碳材料電極為負極B．放電時，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極C．充電時,電解質(zhì)溶液中Li＋向多孔碳材料區(qū)遷移D．充電時，電池總反應(yīng)為Li2O2－x=2Li＋(1－eq\f(x，2）)O2解析放電時，O2與Li＋在多孔碳電極處反應(yīng)，說明電池內(nèi),Li＋向多孔碳電極移動，因為陽離子移向正極，所以多孔碳電極為正極，選項A錯誤；因為多孔碳電極為正極，電子在外電路應(yīng)該由鋰電極流出，再流向多孔碳電極(由負極流向正極）,選項B錯誤；充電和放電時電池中離子的移動方向應(yīng)該相反，放電時，Li＋向多孔碳電極移動，充電時向鋰電極移動，選項C錯誤;根據(jù)圖示和上述分析，電池的正極反應(yīng)應(yīng)該是O2與Li＋得電子轉(zhuǎn)化為Li2O2－x，電池的負極反應(yīng)應(yīng)該是單質(zhì)Li失電子轉(zhuǎn)化為Li＋,所以總反應(yīng)為：2Li＋(1－eq\f(x,2））O2=Li2O2－x,充電的反應(yīng)與放電的反應(yīng)相反,所以為Li2O2－x=2Li＋（1－eq\f（x,2））O2，選項D正確。5．(2018·遼寧五校聯(lián)考)下列裝置由甲、乙部分組成（如圖所示）,甲是將廢水中乙二胺［H2N(CH2)2NH2］氧化為環(huán)境友好物質(zhì)形成的化學(xué)電源。當(dāng)電池工作時，下列說法正確的是（D）A．電子的流動方向M→Fe→CuSO4溶液→Cu－NB．M極電極反應(yīng)式:H2N（CH2）2NH2＋16OH－－16e－=2CO2↑＋N2↑＋12H2OC．當(dāng)N極消耗5.6LO2時，則鐵極增重32gD．一段時間后，乙中CuSO4溶液濃度基本保持不變解析根據(jù)題給信息知，甲圖中裝置是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的原電池，M是負極，N是正極，電解質(zhì)溶液為酸性溶液；乙部分是在鐵上鍍銅，則鐵為陰極與負極相連，銅為陽極與正極相連，電子不能通過溶液，選項A錯誤;H2N（CH2)2NH2在負極M上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),生成氮氣、二氧化碳和水，電極反應(yīng)式為H2N（CH2）2NH2＋4H2O－16e－=2CO2↑＋N2↑＋16H＋，選項B錯誤；未注明是否為標準狀況,無法計算5。6LO2的物質(zhì)的量，選項C錯誤;乙部分是在鐵上鍍銅，電解液濃度基本不變，選項D正確。6．(2018·鹽城一模)一種生物電化學(xué)方法脫除水體中NHeq\o\al(＋，4）的原理如下圖所示：下列說法正確的是(B）A．裝置工作時，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹷．裝置工作時，a極周圍溶液pH降低C．裝置內(nèi)工作溫度越高，NHeq\o\al（＋，4)脫除率一定越大D．電極b上發(fā)生的反應(yīng)之一是：2NOeq\o\al(－，3)－2e－=N2↑＋3O2↑解析該裝置是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，選項A錯誤；a極為陽極，電極反應(yīng)為NHeq\o\al（＋，4）＋2H2O－6e－=NOeq\o\al（－，2)＋8H＋，所以a極周圍溶液的pH減小,選項B正確;該裝置是在細菌生物作用下進行的，所以溫度過高,導(dǎo)致細菌死亡,NHeq\o\al（＋，4)脫除率會減小，選項C錯誤；b極上反應(yīng)式為2NOeq\o\al(－,3)＋12H＋＋10e－=N2＋6H2O,選項D錯誤。7．(2017·全國卷Ⅲ)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）.下列說法錯誤的是(D）A．電池工作時，正極可發(fā)生反應(yīng):2Li2S6＋2Li＋＋2e－=3Li2S4B．電池工作時,外電路中流過0。02mol電子，負極材料減重0。14gC．石墨烯的作用主要是提高電極a的導(dǎo)電性D．電池充電時間越長，電池中Li2S2的量越多解析原電池中電解質(zhì)陽離子移向正極，根據(jù)全固態(tài)鋰硫電池工作原理圖示中Li＋移動方向可知，電極a為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng),由總反應(yīng)可知正極依次發(fā)生S8→Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2的還原反應(yīng)，選項A正確;電池工作時負極電極方程式為:Li－e－=Li＋，當(dāng)外電路中流過0.02mol電子時，負極消耗的Li的物質(zhì)的量為0。02mol,其質(zhì)量為0。14g，選項B正確；石墨烯具有良好的導(dǎo)電性，故可以提高電極a的導(dǎo)電能力，選項C正確；電池充電時為電解池，此時電解總反應(yīng)為8Li2Sxeq\o（=,\s\up7(通電））16Li＋xS8（2≤x≤8)，故Li2S2的量會越來越少,選項D錯誤。8．(2018·朝陽期末)微生物燃料電池在凈化廢水的同時能獲得能源或得到有價值的化學(xué)產(chǎn)品，圖2為其工作原理，圖1為廢水中Cr2Oeq\o\al（2－，7)離子濃度與去除率的關(guān)系.下列說法不正確的是(C）A．若有機物為葡萄糖，則M極電極反應(yīng)式為：C6H12O6(葡萄糖）－24e－＋6H2O＝6CO2↑＋24H＋B．電池工作時，N極附近溶液pH增大C．處理1molCr2Oeq\o\al（2－,7）時有6molH＋從交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移D．Cr2Oeq\o\al(2－，7）離子濃度較大時，可能會造成還原菌失活解析由圖可知，該電池中有機物在微生物作用下發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳，M電極為負極；氧氣和Cr2Oeq\o\al(2－，7）被還原，N電極為正極。若有機物為葡萄糖，則根據(jù)電子得失守恒以及電荷守恒可得電極反應(yīng)式：C6H12O6(葡萄糖）－24e－＋6H2O=6CO2↑＋24H＋，選項A正確；電池工作時，N極電極反應(yīng)式為：O2＋4H＋＋4e－=2H2O，故N附近溶液pH增大,選項B正確；由于右側(cè)除了Cr2Oeq\o\al(2－,7)得電子，還有一定量的氧氣得到電子，故處理1molCr2Oeq\o\al（2－,7)需要6mol電子，但從交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移的H＋的物質(zhì)的量大于6mol，選項C錯誤；由圖1可知，Cr2Oeq\o\al(2－,7)離子濃度較大時，其去除率幾乎為0,因為其有強氧化性會造成還原菌的蛋白質(zhì)變性而失活，選項D正確。9．(2018·武漢一模)某鎳冶煉車間排放的漂洗廢水中含有一定濃度的Ni2＋和Cl－，圖甲是雙膜三室電沉積法回收廢水中Ni2＋的示意圖，圖乙描述的是實驗中陰極液pH與鎳回收率之間的關(guān)系。下列說法不正確的是(D）A．交換膜b為陰離子交換膜B．陽極反應(yīng)式為2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋C．陰極液pH＝1時,鎳的回收率低主要是有較多H2生成D．濃縮室得到1L0.5mol/L鹽酸時，陰極回收得到11。8g鎳解析由圖可知濃縮室中鹽酸濃度增大,所以廢水中Cl－應(yīng)該經(jīng)過交換膜b進入濃縮室,而硫酸溶液中的H＋應(yīng)該經(jīng)過交換膜a進入濃縮室，所以a、b分別為陽離子交換膜與陰離子交換膜，選項A正確；陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，為溶液中OH－放電產(chǎn)生O2∶4OH－－4e－=O2↑＋2H2O，也可以寫成：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋,選項B正確；陰極上主要發(fā)生：Ni2＋＋2e－=Ni，但是如果溶液pH太小,c（H＋)較大，可能發(fā)生：2H＋＋2e－=H2↑，而使鎳的回收率低，選項C正確;濃縮室得到1L0。5mol/L鹽酸時,則有0。4molCl－進入濃縮室，電路上有0.4mol電子通過，如果陰極只有Ni2＋放電，則會析出0。2molNi,即11.8g鎳，但是由于陰極還發(fā)生了2H＋＋2e－=H2↑，所以得到鎳的質(zhì)量小于11。8g,選項D錯誤。10．(1）（2018·江淮十校調(diào)研)用原電池原理可以除去酸性廢水中的三氯乙烯、AsOeq\o\al（－,3)，其原理如圖所示(導(dǎo)電殼內(nèi)部為納米零價鐵）。在除污過程中，納米零價鐵中的Fe為原電池的__負__極(填“正"或“負"），寫出C2HCl3在其表面被還原為乙烷的電極反應(yīng)式為__C2HCl3＋5H＋＋8e－=C2H6＋3C1－__。（2）(2018·武漢三模）根據(jù)2CrOeq\o\al（2－,4）＋2H＋Cr2Oeq\o\al(2－，7)＋H2O設(shè)計圖示裝置，以惰性電極電解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，圖中右側(cè)電極與電源的__正極__極相連，其電