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1、1电池连接问题的分析电池连接问题的分析1空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC 是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。下图为 RFC 工作原理示意图，有关说法正确的是A当有 0.1 mol 电子转移时，a 极产生 1.12 L O2(标准状况下)Bb 极上发生的电极反应是：4H2O+4e=2H2+4OHCc 极上进行还原反应，B 中的 H+可以通过隔膜进入Dd 极上发生的电极反应是：O2+4H+4e =2H2O【答案】C【解析】电解池中的电极反应为：b 电极为阳极失电子发生氧化反应：4OH4e=2H2O+O2；a 电极为阴极得到电子发生还原反应
2、：4H+4e=2H2；原电池中是酸性溶液，电极反应为：d 为负极失电子发生氧化反应：2H24e=4H+；c 电极为正极得到电子发生还原反应：O2+4H+4e=2H2O；A阳极电极反应计算，当有 0.1 mol 电子转移时，a 电极产生标况下 1.12 L H2，故 A 错误；Bb 电极上发生的电极反应是4OH4e=2H2O+O2；故 B 错误；Cc 电极上进行还原反应，B 池中的 H+可以通过隔膜进入 A 池，故 C 正确；Dd 电极上发生的电极反应是：2H24e=4H+；故 D 错误；故选 C。2如下图所示，下列说法正确的是A甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化电能的装置B甲池
3、通入 CH3OH 的电极反应式为 CH3OH6e+2H2O=CO32+8H+2C反应一段时间后，向乙池中加入一定量 Cu(OH)2固体能使 CuSO4溶液恢复到原浓度D甲池中消耗 280 mL(标准状况下)O2，此时丙池中理论上最多产生 14. 5 g 固体【答案】D【解析】A.甲池是原电池，是化学能转化为电能的装置；乙、丙池是电能转化为化学能的装置，A 错误；B. 甲池通入 CH3OH 的电极是原电池的负极，发生氧化反应，其电极反应式为：CH3OH6e+8OH=CO32+6H2O，B 错误；C.乙池中，石墨与原电池的正极相连，为电解池的阳极，发生失去电子的氧化反应，其电极反应式为：2H2O4
4、e=4H+O2；Ag 电极与原电池的负极相连，为电解池的阴极，发生得到电子的还原反应，其电极反应式为：Cu2+2e=Cu；整个反应中消耗了不仅消耗了 Cu2+，而且消耗了溶质水，因此反应一段时间后，只向乙池中加入一定量 Cu(OH)2固体不能使 CuSO4溶液恢复到原浓度，C 错误；D. 甲池中消耗 280 mL(标准状况下)O2，O2的物质的量为20.28 L(O )=0.0125 mol22.4 L/moln，则转移电子的物质的量为2(e )4 (O )40.0125mol=0.05molnn，丙池中阴极的电极反应式为：2H2O+2e=H2+2OH，产生固体的化学方程式为：2OH+Mg2+
5、=Mg(OH)2，故产生 Mg(OH)2的物质的量为2(e )(Mg(OH) )=0.25mol2nn ，产生固体的质量为2Mg(OH) 0.25mol58g/mol=14.5gm，D 正确。故答案 D。3、某同学组装了如图所示的电化学装置，电极为 Al，其他均为 Cu，则A电流方向：电极电极B电极发生还原反应C电极逐渐溶解D电极的电极反应：Cu2+2e=Cu【答案】A【解析】首先应根据图示判断左边两池通过盐桥构成原电池，产生电流对右边硫酸铜溶液进行电解(相当于精炼铜)。电极为负极，电极为正极，所以电流方向：电极电极(电流方向与电子流动方向相反)，A 正确。电极上铝失电子发生氧化反应，B 错。
6、3电极上有铜析出，C 错。电极的电极反应：Cu2e=Cu2+，D 错。4、如下图所示，某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中 X 为阳离子交换膜。下列有关说法正确的是A反应一段时间后，乙装置中生成的氢氧化钠在铁极区B乙装置中铁电极为阴极，电极反应式为 Fe2e=Fe2+C通入氧气的一极为正极，发生的电极反应为 O24e+2H2O=4OHD反应一段时间后，丙装置中硫酸铜溶液浓度保持不变【答案】A【解析】甲装置为甲醚燃料电池，充入氧气的一极发生还原反应，为电极的正极，充入燃料的一极为电极的负极；乙装置为电解饱和氯化钠溶液的装置，根据串联电池中电子的转移，可知 Fe
7、 电极为阴极，C 极为阳极；丙装置为电解精炼铜的装置，精铜为阴极，粗铜为阳极。5、下图装置()是一种可充电电池，装置()为电解池。装置()的离子交换膜只允许Na+通过，已知电池充、放电的化学方程式为 2Na2S2+NaBr3放电充电Na2S4+3NaBr，当闭合开关 K 时，X 电极附近溶液变红。下列说法正确的是A闭合开关 K 时，Na+从右到左通过离子交换膜B闭合开关 K 时，负极反应式为 3NaBr2e=NaBr3+2Na+C闭合开关 K 时，X 电极反应式为 2Cl2e=Cl2D闭合开关 K 时，当有 0.1 mol Na+通过离子交换膜时，X 电极上放出标准状况下气体1.12 L4【答
8、案】D【解析】选“当闭合开关 K 时，X 电极附近溶液变红”说明 X 是阴极，Y 为阳极，则电池的左侧是负极，右侧为正极，Na+从左到右通过离子交换膜，A 错误；放电时，X 电极反应式为 2Na2S22e=Na2S4+2Na+，B 错误；X 极是阴极，发生的电极反应式为2H+2e=H2，C 错误；“当有 0.1 mol Na+通过离子交换膜时”说明转移了 0.1 mol 电子，则 X 电极生成 0.05 mol H2，在标准状况下体积为 1.12 L，D 正确。6、我国科研人员以 Zn 和尖晶石百锰酸锂(ZnMn2O4)为电极材料，研制出一种水系锌离子电池。该电池的总反应方程式：xZn +Zn
9、1xMn2O4放电充电ZnMn2O4(0x1)。下列说法正确的是AZnMn2O4是负极材料B充电时，Zn2+向 ZnMn2O4电极迁移C充电时，阳极反应：ZnMn2O4xZn2+2xe=Zn1xMn2O4D充放电过程中，只有 Zn 元素的化合价发生变化【答案】C【解析】A. 原电子放电是 Zn 失电子发生氧化反应，为负极材料，故 A 错误；B. 充电时其原理为电解原理，充电时原来的负极连接电源的负极变为 Zn 极，Zn2+向阴极即 Zn 电极迁移，故 B 错误；C. 充电时，阳极 ZnMn2O4 发生氧化生成 Zn1x Mn2O4，其电极反应为 ZnMn2O4xZn2+2xe=Zn1xMn2O
10、4，故 C 正确；D. 充放电过程中，只有 Zn 元素的化合价降低，Mn 元素的化合价升高，故 D 错误；答案为 C。7、 高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O放电充电3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，下列叙述不正确的是A放电时负极反应为：Zn2e+2OH=Zn(OH)2B充电时阳极反应为：Fe(OH)33e+5OH=FeO42+4H2OC充电时，蓄电池的负极应与外接电源正极相连D放电时负极附近溶液的碱性减弱【答案】C【解析】A根据电池的总反应可知，高铁电池放电时必定是锌在负极失去电
11、子，电极反应式为 Zn2e+2OH=Zn(OH)2，故 A 正确；B充电时阳极发生 Fe(OH)3失电子的氧化反应，5即反应为：Fe(OH)33e+5OH=FeO42+4H2O，故 B 正确；C充电时蓄电池的负极应与外接电源负极相连，故 C 错误；D高铁电池放电时必定是锌在负极失去电子，电极反应式为Zn2e+2OH=Zn(OH)2，所以负极附近溶液的碱性减弱，故 D 正确；故选 C。8、某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：(1)甲池为_(填“原电池” “电解池”或“电镀池”)，通入 CH3OH 电极的电极反应式
12、为_。(2)乙池中 A(石墨)电极的名称为_(填“正极” “负极” “阴极”或“阳极”)，总反应式为_。(3)当乙池中 B 极质量增加 5.40 g 时，甲池中理论上消耗 O2 的体积为_mL(标准状况)，丙池中_极析出_g 铜。(4) 若丙池中电极不变，将其溶液换成 NaCl 溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的 pH将_(填“增大” “减小”或“不变”)；丙中溶液的 pH 将_(填“增大” “减小”或“不变”)，若将丙中溶液复原，需加入_。【答案】(1)原电池 CH3OH6e+8OH=2 3CO+6H2O(2)阳极 4AgNO3+2H2O电解4Ag+O2+4HNO3(3)280 D 1.6
13、(4)减小 增大 HCl【解析】(1)甲池为原电池，通入 CH3OH 的电极为负极，电极反应式为 CH3OH6e+8OH=2 3CO+6H2O。(2)乙池中为用惰性电极电解 AgNO3溶液，其中 A 作阳极，B 作阴极，总反应式为4AgNO3+2H2O电解4Ag+O2+4HNO3。(4)若丙池中电极不变，将其溶液换成 NaCl 溶液，根据丙中总反应式为62NaCl+2H2O电解2NaOH+H2+Cl2，溶液 pH 增大，而甲中总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O，溶液 pH 减小。9某化学兴趣小组在实验室利用质子酸甲醇燃料电池作电源，电解硫酸铜溶液。请回答下列问题：
14、(1)通入氧气的电极为_(填“正极”或“负极”)，通入甲醇一极的电极反应式为_。(2)b 电极上的现象为_。(3)假设硫酸铜溶液的体积为 600 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，若消耗 336 mL(标准状况)O2，则电解后硫酸铜溶液的 pH 为_。(4)若 a、b 均换成铜电极，则电解一段时间后硫酸铜溶液的浓度_(填“增大” “减小”或“不变”)。【答案】(1)正极 CH3OH6e+H2O=CO2+6H+ (2)石墨电极表面有紫红色固体析出 1(3)不变【解析】(1)氧气得到电子，通入氧气的电极为正极，通入甲醇一极是负极，甲醇失去电子，由于存在质子交换膜，所以电极反应式为 CH3OH
15、6e+H2O=CO2+6H+。(2)b 电极与电源的负极相连，作阴极，溶液中的铜离子放电析出铜，电极上的现象为石墨电极表面有紫红色固体析出。(3)假设硫酸铜溶液的体积为 600 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，336 mL(标准状况)O2的物质的量是 0.015 mol，转移 0.06 mol 电子，则有 0.06 mol 氢氧根放电，产生0.06 mol 氢离子，浓度是 0.1 mol/L，则电解后硫酸铜溶液的 pH 为 1。(4)若 a、b 均换成铜电极，相当于电镀，则电解一段时间后硫酸铜溶液的浓度不变。710、认真观察下列装罝，回答下列问题：(1)装置 B 中 Cu 上发生的电极反应方程式为_；电池工作时，对盐桥中的 K+、Cl的移动方向的表述正确的是_ 。A盐桥中的 K+
