专题08 电化学及其应用
1．[2019新课标Ⅰ]利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成，电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传
递电子，示意图如下所示。下列说法错误的是
A．相比现有工业合成氨，该方法条件温和，同时还可提供电能 B．阴极区，在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+
2H++2MV+
C．正极区，固氮酶为催化剂，N2发生还原反应生成NH3 D．电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 【答案】B 【解析】
【分析】由生物燃料电池的示意图可知，左室电极为燃料电池的负极，MV在负极失电子发生氧化反应生
2++?2+2+++
成MV，电极反应式为MV?e= MV，放电生成的MV在氢化酶的作用下与H2反应生成H和MV，反2+++2+
应的方程式为H2+2MV=2H+2MV；右室电极为燃料电池的正极，MV在正极得电子发生还原反应生成
+
MV+，电极反应式为MV2++e?= MV+，放电生成的MV+与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV2+，反
++2+
应的方程式为N2+6H+6MV=6MV+NH3，电池工作时，氢离子通过交换膜由负极向正极移动。 +2+
【详解】A项、相比现有工业合成氨，该方法选用酶作催化剂，条件温和，同时利用MV和MV的相互转
化，化学能转化为电能，故可提供电能，故A正确；
B项、左室为负极区，MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+，电极反应式为MV+?e?= MV2+，放电生
2+++2+++
成的MV在氢化酶的作用下与H2反应生成H和MV，反应的方程式为H2+2MV=2H+2MV，故B错误；
C项、右室为正极区，MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+，电极反应式为MV2++e?= MV+，放电生
+2+
成的MV与N2在固氮酶的作用下反应生成NH3和MV，故C正确；
D项、电池工作时，氢离子（即质子）通过交换膜由负极向正极移动，故D正确。故选B。
【点睛】本题考查原池原理的应用，注意原电池反应的原理和离子流动的方向，明确酶的作用是解题的关键。
2．[2019新课标Ⅲ]为提升电池循环效率和稳定性，科学家近期利用三维多孔海绵状Zn（3D?Zn）可以高效
沉积ZnO的特点，设计了采用强碱性电解质的3D?Zn—NiOOH二次电池，结构如下图所示。电池反应为
????ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。 Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)????充电放电下列说法错误的是
A．三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，所沉积的ZnO分散度高 B．充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH?(aq)?e?C．放电时负极反应为Zn(s)+2OH?(aq)?2e?
NiOOH(s)+H2O(l) ZnO(s)+H2O(l)
D．放电过程中OH?通过隔膜从负极区移向正极区 【答案】D
【解析】A、三维多孔海绵状Zn具有较高的表面积，吸附能力强，所沉积的ZnO分散度高，A正确； B、充电相当于是电解池，阳极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知阳极是Ni(OH)2失去电子转化
? ?
为NiOOH，电极反应式为Ni(OH)2(s)＋OH(aq)? e＝NiOOH(s)＋H2O(l)，B正确；
C、放电时相当于是原电池，负极发生失去电子的氧化反应，根据总反应式可知负极反应式为Zn(s)＋2OH? (aq)? 2e? ＝ZnO(s)＋H2O(l)，C正确；
D、原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则放电过程中OH? 通过隔膜从正极区移向负极区，D错误。答案选D。
3．[2019天津]我国科学家研制了一种新型的高比能量锌?碘溴液流电池，其工作原理示意图如下。图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。
下列叙述不正确的是 ．．．
A．放电时，a电极反应为I2Br?2eB．放电时，溶液中离子的数目增大
??2I??Br?
C．充电时，b电极每增重0.65g，溶液中有0.02mol I被氧化 D．充电时，a电极接外电源负极 【答案】D 【解析】
? 2＋? ? ? ?
【分析】放电时，Zn是负极，负极反应式为Zn?2e═Zn，正极反应式为I2Br+2e=2I+Br，充电时，? ? ? ? 2＋?
阳极反应式为Br+2I?2e=I2Br、阴极反应式为Zn+2e=Zn，只有阳离子能穿过交换膜，阴离子不能穿
?过交换膜，据此分析解答。
? ? ? ?
【详解】A、放电时，a电极为正极，碘得电子变成碘离子，正极反应式为I2Br+2e=2I+Br，故A正确；
B、放电时，正极反应式为I2Br? +2e? =2I? +Br? ，溶液中离子数目增大，故B正确；
C、充电时，b电极反应式为Zn2＋+2e? =Zn，每增加0.65g，转移0.02mol电子，阳极反应式为Br? +2I? ?2e? =I2Br? ，有0.02molI? 失电子被氧化，故C正确；
D、充电时，a是阳极，应与外电源的正极相连，故D错误； 故选D。
【点睛】本题考查化学电源新型电池，会根据电极上发生的反应判断正负极是解本题关键，会正确书写电
? ? ? ?
极反应式，易错选项是B，正极反应式为I2Br+2e=2I+Br，溶液中离子数目增大。
4．[2019江苏]将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁的电化学腐蚀实
验。下列有关该实验的说法正确的是
A．铁被氧化的电极反应式为Fe?3e?B．铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能 C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀
Fe3+
【答案】C 【解析】
Fe?2e?=Fe2+；O2+2H2O 【分析】根据实验所给条件可知，本题铁发生的是吸氧腐蚀，负极反应为：正极反应为：+4e?=4OH?；据此解题；
?2+
【详解】A.在铁的电化学腐蚀中，铁单质失去电子转化为二价铁离子，即负极反应为：Fe?2e=Fe，故A
错误；
B.铁的腐蚀过程中化学能除了转化为电能，还有一部分转化为热能，故B错误；
C.活性炭与铁混合，在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池，加速了铁的腐蚀，故C正确； D.以水代替氯化钠溶液，水也呈中性，铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐蚀，故D错误； 综上所述，本题应选C.
【点睛】本题考查金属铁的腐蚀。根据电解质溶液的酸碱性可判断电化学腐蚀的类型，电解质溶液为酸性
?2++?
条件下，铁发生的电化学腐蚀为析氢腐蚀，负极反应为：Fe?2e=Fe；正极反应为：2H +2e=H2↑；电解
Fe?2e?=Fe2+；O2+2H2O +4e?=4OH?。 质溶液为碱性或中性条件下，发生吸氧腐蚀，负极反应为：正极反应为：5．[2019浙江4月选考]化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。下列说法不正确的是 ．．．
A．
Zn2+向Cu电极方向移动，Cu电极附近溶液中H+浓度增加
B．
?
正极的电极反应式为Ag2O＋2e＋H2O2Ag＋2OH?
C．锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄
D．使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降
【答案】A
2+
【解析】A.Zn较Cu活泼，做负极，Zn失电子变Zn，电子经导线转移到铜电极，铜电极负电荷变多，吸2++++
引了溶液中的阳离子，因而Zn和H迁移至铜电极，H氧化性较强，得电子变H2，因而c(H)减小，A项
错误；B. Ag2O作正极，得到来自Zn失去的电子，被还原成Ag,结合KOH作电解液，故电极反应式为Ag2O
?
＋2e＋H2O
2Ag＋2OH?，B项正确；C.Zn为较活泼电极，做负极，发生氧化反应，电极反应式为
Zn?2e?=Zn2+，锌溶解，因而锌筒会变薄，C项正确；D.铅蓄电池总反应式为PbO2 + Pb + 2H2SO4
2PbSO4 + 2H2O，可知放电一段时间后，H2SO4不断被消耗，因而电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，D项正确。故答案选A。
6．[2018海南]一种镁氧电池如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭，电解液为KOH浓溶液。下列说法错误的是
A．电池总反应式为：2Mg＋O2＋2H2O＝2Mg(OH)2 B．正极反应式为：Mg－2e－＝Mg2＋ C．活性炭可以加快O2在负极上的反应速率 D．电子的移动方向由a经外电路到b 【答案】BC
【解析】A. 电池总反应式为：2Mg＋O2＋2H2O＝2Mg(OH)2，不符合题意；
B. 正极应该是氧气得电子，发生还原反应，反应式为：O2+4e-+4OH-=2H2O，符合题意； C.氧气在正极参与反应，符合题意；
D.外电路中，电子由负极移向正极，该反应中a为负极，b为正极，故不符合题意； 故答案为BC。
【点睛】尽管原电池外观形形色色，五花八门，但其原理是相同的，即要紧紧抓住原电池中负极失电子发
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