2018届高考化学二轮专题复习精选——电化学

电化学(2)

[典例1](2017·全国卷Ⅲ)全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为16Li＋x S8===8Li2S x(2≤x≤8)。下列说法错误的是()

A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4

B．电池工作时，外电路中流过mol电子，负极材料减重0.14 g

C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性

D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多

[解析]原电池工作时，正极发生一系列得电子的还原反应，即：Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2，其中可能有2Li2S6＋2Li＋＋2e－===3Li2S4，A项正确；该电池工作时，每转移mol电子，负极有mol Li(质量为0.14 g)被氧化为Li＋，则负极质量减少0.14 g，B项正确；石墨烯能导电，利用石墨烯作电极，可提高电极a的导电性，C项正确；充电过程中，Li2S2的量逐渐减少，当电池充满电时，相当于达到平衡状态，电池中Li2S2的量趋于不变，故不是电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多，D项错误。

[答案] D

[针对训练]

1．世界某着名学术刊物近期介绍了一种新型中温全瓷铁-空气电池，其结构如图所示。

下列有关该电池放电时的说法正确的是()

A．a极发生氧化反应

B．正极的电极反应式为FeO x＋2x e－===Fe＋x O2－

C．若有22.4 L(标准状况)空气参与反应，则电路中有4 mol电子转移

D．铁表面发生的反应为x H2O(g)＋Fe===FeO x＋x H2

解析：选D a极通入空气，O2在该电极发生得电子的还原反应，A错误；O2在正极发生反应，电极反应式为O2＋4e－===2O2－，B错误；由B项分析可知，电路中有4 mol电子转移时正极上消耗1 mol O2，在标准状况下的体积为22.4 L，则通入空气的体积约为22.4 L×5＝112 L，C错误；由图可知，铁表面H2O(g)参与反应生成H2，则发生的反应为x H2O(g)＋Fe===FeO x＋x H2，D正确。

题型二带离子交换膜的化学电源

[典例2]液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是() A．b电极上发生氧化反应

B．a电极反应式：N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O

C．放电时，电流从a电极经过负载流向b电极

D．其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜

[解析]A项，b电极上发生还原反应，错误；C项，放电时，电子从a电极经过负载流向b电极，错误；D项，其中的离子交换膜需选用阴离子交换膜，错误。

[答案] B

[题后悟道]

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2．用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，将所得的混合液进行

电解循环再生，这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示，则下列有关说法中不正确的是()

A．X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极

B．阳极区pH增大

C．图中的b>a

D．该过程中的产品主要为H2SO4和H2

解析：选B A项，由图示可知Pt(Ⅰ)极上H＋→H2，发生还原反应，故Pt(Ⅰ)为阴极，X为直流电源的负极，Y为直流电源的正极，正确；B项，Pt(Ⅱ)为阳极，在阳极，SO2－3、HSO－3被氧化为H2SO4，SO2－3＋H2O－2e－===2H＋＋SO2－4，HSO－3＋H2O－2e－===3H＋＋SO2－4，溶液的酸性增强，pH减小，错误；C项，由上面的分析可知，阳极有H2SO4生成，故b>a，正确；D项，阳极产物为H2SO4，阴极产物为H2，正确。

题型三可逆电池

[典例3](2016·全国卷Ⅲ)锌－空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O===2Zn(OH)2－4。下列说法正确的是()

A．充电时，电解质溶液中K＋向阳极移动

B．充电时，电解质溶液中c(OH－)逐渐减小

C．放电时，负极反应为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)2－4

D．放电时，电路中通过2 mol电子，消耗氧气22.4 L(标准状况)

[解析]A项，充电时装置为电解池，溶液中的阳离子向阴极移动。B项，充电时的总反应为放电时的逆反应：2Zn(OH)2－4===2Zn＋O2＋4OH－＋2H2O，c(OH－)逐渐增大。C项，放电时负极失电子发生氧化反应，由放电时的总反应可知，负极反应式为Zn＋4OH－－2e－===Zn(OH)2－4。D项，由放电时的总反应

可知，电路中通过2 mol电子时，消耗mol O2，其体积为11.2 L(标准状况)。

[答案] C

[题后悟道]

有关可逆电池的解题思路

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3．(2016·四川高考)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池总反应为Li1

CoO2＋Li x C6===LiCoO2＋C6(x＜1)。下列关于该电池的说法不－x

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Li x C6－x e－===x Li＋＋C6

C．充电时，若转移1 mol e－，石墨(C6)电极将增重7x g

D．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2－x e－===Li1－x CoO2＋x Li＋

解析：选C A．原电池中阳离子由负极向正极迁移，正确；B.放电时，负极发生氧化反应，电极反应式为Li x C6－x e－===x Li＋＋C6，正确；C.充电时，若转移1 mol电子，石墨电极质量将增重7 g，错误；D.充电时阳极发生氧化反应，电极反应式为LiCoO2－x e－===Li1－x CoO2＋x Li＋，正确。

题型四电解原理在环保、新材料制备中的应用

[典例4](2015·四川高考)用右图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是