高考化学三轮冲刺核心突破电池连接问题的分析考前特训

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0.1mol电子转移时，a极产生1.12L。2(标准状况下)

B.b极上发生的电极反应是:4H此十4e』2H2t+40H-

C.c极上进行还原反应，B中的H+可以通过隔膜进入

D.d极上发生的电极反应是：O2+4H'+4C-=21L0

【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：40H-Ye-=2HOn)2t；

a电极为阴极得到电子发生还原反应：4H+4e=2H2t：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：2H?Te-=4H；c电极为止极得到电子发生还原反应：

02+4H+4e=2H20；A.阳极电极反应计算，当有0.1mol电子转移时,a电极产生标况下1.12

L山，故A错误；B.b电极上发生的电极反应是40H-Ye-=2Ha+02t；故B错误；C.c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；I),d电极上发生的电极

反应是：2也Ye』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

2

B.甲池通入CH2H的电极反应式为CH：(OH-6e+2H20=C03+8H,

C.反应一段时间后，向乙池中加入一定量CuSH)?固体能使CuSO」溶液恢复到原浓度

D.甲池中消耗2801nL(标准状况下)0?,此时丙池中理论上最多产生14.5g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CH：QH的电极是原电池的负极，发生氧化反应，其电极反应式为：

2-

CH：＜0H-6e+80H=C03+6H23,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：2压0~小=仙404；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Cu‘，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(()H)2固体天能使CuSOi溶液恢复到原浓度，C错误；I).甲池中消耗280疝(标

准状况下)〃，()2的物质的量为〃(0,尸"28L=00]25mol,则转移电子的物质的量

-22.4L/mol

-

为〃(e[=4〃(。2)=4x0.0125mol=0.05mol,丙池中阴极的电极反应式为：2H20+2e

2

=H2t+201F,产生固体的化学方程式为：20H+Mg=Mg(0H)21,故产生Mg(OH)2的物质的

量为〃(Mg(OH)2)二里!)=0.25mol,产生固体的质量为

/w[Mg(OH)2]=O.25molx58g/mol=14.5g,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I为A1,其他均为Cu,则

A.电流方向：电极IV-G)—电极I

B.电极I发生还原反应

C.电极II逐渐溶解

D.电极111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I为负极，电极H为正极，所以电流方向：电极IV-。)一电极

I(电流方向与电子流动方向相反)，A正确。电极I上铝失电子发生氧化反应，B错。电极

H上有铜析出，C错。电极III的电极反应：Cu-2e=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FeWe-=Fe2・

C.通入氧气的一极为正极，发生的电极反应为OzYe：2H2。=40犷

D.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】甲装置为甲醛燃料电池，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电极为阴极，C极为阳极；内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（I）是一种可充电电池，装置（II）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2Na2sz+NaBr2si+3NaBr,当闭合开

,充电

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3NaBr-2e-=、aBm+2Na*

C.闭合开关K时，X电极反应式为2Cr~2e-=C121

D.闭合开关K时，当有0.1molNa'通过离子交换膜时，X电极上放出标准状况下气体

1.12L

【答案】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，右侧为止极，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2Na&Ne-=5IaS+2Na',B错误；X极是阴极，发生的电极反应式为2斤+2小=山t,C

错误；”当有0.1molNa.通过离子交换膜时”说明转移了0.1mol电子，则X电极生成0.05

molIh,在标准状况下体积为L12L,D正确。

6、我国科研人员以Zn和尖晶石百镒酸锂（ZnMn204）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+Zni-AMn20iZnMn20t（0<x<1）Q下列说法正确的是

A.ZnMnO是负极材料

B.充电时,Zn”向ZnMnO电极迁移

C.充电时，阳极反应：ZnMmO,rZr^Nxe三二二

D.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ZnMn204发生氧化生成ZnlrMn204,其电极反应为

ZnMn204-xZn2+-2xe-===Znl-xMn204,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+2KFe0,+81l0<==±3Zn(0n)+2Fe(0II)+4K011,下

22'充电23

列叙述不正确的是

A.放电时负极反应为：Zn^e+2()H===Zn(0H)2

2

B.充电时阳极反应为：Fe(OH)；i^e+50H===FeO(+4H2O

C.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子，电极反应

式为Zn~2e-+20l「=Zn(0H)2,故A正确；B.充电时阳极发生Fe(OH"失电子的氧化反应，即

反应为:Fe(OH)a-3e+50H=Fe0?>4H20,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.而铁电池放电时必定是锌在负极失去电子，电极反应式为ZnNe-

+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

为o

(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O

⑶当乙池中B极质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗。2的体枳为________矶(标准状况)，

丙池中极析出g铜。

(4)若内池中电极不变，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”储丙中溶液的pH将(填“增大”“减小”

或“不变”)，若将丙中溶液复原，需加入o

_

【答案】⑴原电池CH；i01l-6e+80ir=COj+6H20

,电解

(2)阳极4AgN03+2H204Ag+021+4HN03

(3)280I)

(4)减小增大HC1

【解析】(1)甲池为原电池，通入CHQH的电极为负极，电极反应式为CH：QH-6e*8UH-

^CO：+6Ih0e

⑵乙池中为用惰性电极电解AgN(h溶液，其中A作阳极，B作阴极，总反应式为

电解

4AgN03+2H04Ag+O,t+4HN0：,。

(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

电解

2NaCl+2H202NaOH+H2t+C12t,溶液pH增大，而甲中总反应式为

2CH3OH+3O2+4KOH===2K2C03+6H2O,溶液pH减小。

9.某化学兴趣小组在实验室利用质子酸甲fi?燃料电池作电源，电解硫酸铜溶液。

请回答下列问题：

(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o

(3)假设硫酸铜溶液的体积为600niL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，若消耗336

mL(标准状况)0〉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CH30B-6e+lL0=C02t+6lf

(2)石墨电极表面有紫红色固体析出1

⑶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CHQH4e-+H20=C02t+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600mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，336mL(标准状

况)a的物质的量是O015mol,转移0.06mol电子，则有0.06mol氢氧根放电,产生0.06

mol氢离子，浓度是0.1mol/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•段时间后硫酸铜溶液的浓度不变。

10、认真观察下列装置，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'、C「的移动方向的表述正确的是。

A.盐桥中的K'向左侧烧杯移动、C「向右侧烧杯移动

B.盐桥中的1向右侧烧杯移动、C「向左侧烧杯移动

C.盐桥中的K'、C「都向左侧烧杯移动

D.盐桥中的I、C厂几乎都不移动

(2)装置A中总反应的离子方程式为。

(3)若装置E的目的是在Cu材料上镀银，则X为,极板N的材料为

;若装置E的目的是电解精炼铜，则吸板(填“M”或"N”)

的材料为粗铜板(含少量锌、金和银)，该电极发生的电极反应式为o

(4)当装置A中Cu电极质量改变g时，装置D中产生的气体体积为_______L(标准状况

下)。

【答案】(l)Cu2t+2e-=CuA

2，

(1)CU+2H'=CU+H2t

(3)AgN03AgNZn-2e=Zn2>Cu^e=Cu24

【解析(】)B和C装置形成原电池，锌作负极，铜作正极，正极上铜离子得电子生成铜，电

极反应式为：Cu2+2e=Cu,盐桥中的K、C「的移动方向为K.移向左侧正极