命题区间五 电化学基础

角度一 原电池原理和化学电池

1．构建原电池模型，类比分析原电池工作原理

构建如图Zn|H2SO4|Cu原电池模型，通过类比模型，结合氧化还原反应知识(如：化合价的变化、得失电子情况等)，能迅速判断原电池的正、负极，弄清楚外电路中电子的移动情况和内电路中离子的移动情况，准确书写电极反应式和电池总反应式，掌握原电池的工作原理。 2．化学电源中电极反应式书写的思维模板

(1)明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物。

(2)确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物。 (3)配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。

注意 ①H在碱性环境中不存在；②O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若已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得较难写出的另一极的电极反应式。

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题组一 原理的理解

1．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( )

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A．铜电极上发生氧化反应

B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO4)减小 C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加

D．阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 答案 C

解析 A项，由锌的活泼性大于铜，可知铜电极为正极，在正极上Cu得电子发生还原反应生成Cu，错误；B项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的 c(SO4)不变，错误；C项，在乙池中Cu＋2e===Cu，同时甲池中的Zn通过阳离子交换膜进入乙池中，由于M(Zn)>M(Cu)，故乙池溶液的总质量增加，正确；D项，阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn通过交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过交换膜的，错误。

2．(2017·青岛二模)Zn-ZnSO4-PbSO4-Pb电池装置如图，下列说法错误的是( )

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A．SO4从右向左迁移

B．电池的正极反应为Pb＋2e===Pb C．左边ZnSO4浓度增大，右边ZnSO4浓度不变

D．若有6.5 g锌溶解，有0.1 mol SO4通过离子交换膜 答案 B

解析 装置左侧电极为负极，右侧电极为正极，阴离子移向负极，即SO4从右向左迁移，A项正确；电池的正极反应式为PbSO4＋2e===Pb＋SO4，B项错误；负极反应式为Zn－2e===Zn

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，产生ZnSO4，左边ZnSO4浓度增大，右边ZnSO4浓度不变，C项正确；6.5 g锌溶解，转移

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0.2 mol e，电解液中有0.2 mol负电荷通过离子交换膜，即有0.1 mol SO4通过离子交换

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膜，D项正确。

3．(2016·全国卷Ⅱ，11)Mg—AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( )

A．负极反应式为Mg－2e===Mg B．正极反应式为Ag＋e===Ag C．电池放电时Cl由正极向负极迁移

D．负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑ [解题思路]

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答案 B

解析 根据题意，Mg|海水|AgCl电池总反应式为Mg＋2AgCl===MgCl2＋2Ag。A项，负极反应式为Mg－2e===Mg，正确；B项，正极反应式为2AgCl＋2e===2Cl＋ 2Ag，错误；C项，对原电池来说，阴离子由正极移向负极，正确；D项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，正确。 题组二 新型化学电源的分析

4．(2017·全国卷Ⅲ，11)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＋xS8===8Li2Sx(2≤x≤8)。下列说法错误的是( )

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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0.02 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 答案 D

解析 A项，原电池电解质中阳离子移向正极，根据全固态锂硫电池工作原理图示中Li移动方向可知，电极a为正极，正极发生还原反应，由总反应可知正极依次发生

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S8→Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2的还原反应，正确；B项，电池工作时负极电极方程式为Li－e

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===Li，当外电路中流过0.02 mol电子时，负极消耗的Li的物质的量为0.02 mol，其质

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量为0.14 g，正确；C项，石墨烯具有良好的导电性，故可以提高电极a的导电能力，正确；电解

D项，电池充电时为电解池，此时电解总反应为8Li2Sx=====16Li＋xS8(2≤x≤8)，故Li2S2的量会越来越少，错误。

5．(2018·全国卷Ⅱ，12)我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液，钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料，电池的总反应为3CO2＋4Na

2Na2CO3＋C。下列说法错误的是( )

A．放电时，ClO4向负极移动 B．充电时释放CO2，放电时吸收CO2

C．放电时，正极反应为3CO2＋4e===2CO3＋C D．充电时，正极反应为Na＋e===Na 答案 D

解析 根据电池的总反应知，放电时负极反应：4Na－4e===4Na 正极反应：3CO2＋4e===2CO3＋C 充电时，阴(负)极：4Na＋4e===4Na 阳(正)极：2CO3＋C－4e===3CO2↑

放电时，ClO4向负极移动。根据充电和放电时的电极反应式知，充电时释放CO2，放电时吸收CO2。

6．锂—铜空气燃料电池容量高、成本低，具有广阔的发展前景。该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电能，其中放电过程为2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋2OH，下列说法错误的是( )

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