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题型4 电化学
新型化学能源
1．用FeS2纳米材料制成的高容量锂电池，电极分别是二硫化亚铁和金属锂，电解液是含锂盐的有机溶剂。下列说法错误的是( )
A．金属锂作电池的负极
B．电池正极反应为FeS2＋4Li＋4e===Fe＋2Li2S C．放电时，Li向负极迁移
D．电池总反应为FeS2＋4Li===Fe＋2Li2S
解析：该电池中金属锂为负极，二硫化亚铁为正极，A项正确；电池正极上FeS2发生还原反应，且电解液中Li向正极移动参与反应，电极反应式为FeS2＋4Li＋4e===Fe＋2Li2S，B项正确，C项错误；电池负极反应为Li－e===Li，则电池总反应为FeS2＋4Li===Fe＋2Li2S，D项正确。
答案：C
2．(2018·福建三明质检)有一种钌(Ru)基配合物光敏染料敏化太阳能电池，其原理如图所示。下列说法不正确的是( )
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A．电池工作时，能量的转化形式至少有3种 B．放电时，I和I3的浓度均减小
C．Y电极为电池的正极，发生的反应为I3＋2e===3I D．电池工作时，X电极上发生氧化反应
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－
解析：电池工作时，能量的转化形式至少有3种：太阳能转化为化学能，化学能转化为电能及热能，A项正确；放电时，正极电极反应式为I3＋2e===3I，I浓度增大，I3的浓度减小，B项错误；Y电极为电池的正极，电极反应式为I3＋2e===3I，C项正确；电池工作时，X电极为负极，发生氧化反应，D项正确。
答案：B
3．某太阳能电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是( )
- 1 -
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A．光照时，b极的电极反应式为VO－e＋H2O===VO2＋ 2H
B．光照时，每转移2 mol电子，有2 mol H由a极区经质子交换膜向b极区迁移 C．夜间，a极的电极反应式为V＋e===V D．硅太阳能电池供电原理与该电池相同
解析：光照时，b极失去电子，发生氧化反应，b极为负极，电极反应式为VO－e＋H2O===VO2＋2H，A正确；光照时，b极失去电子，为了维持电荷平衡，H必须由b极区经质子交换膜向a极区迁移，B错误；夜间，电池放电，a极的电极反应式为V－e===V，C错误；该电池工作时，发生了氧化还原反应，化学能转化为电能，而硅太阳能电池直接将光能转化成电能，二者供电原理不相同，D错误。
答案：A 可充电电池
4．用吸附了H2的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示。下列说法正确的是( )
2＋
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3＋
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＋
2＋
－
3＋
－
2＋＋
＋
2＋
－
＋
A．放电时，甲电极反应为NiO(OH)＋H2O＋e===Ni(OH)2＋OH B．放电时，甲电极为正极，OH移向乙电极
放电
C．电池总反应为H2＋2NiO(OH)
充电
D．充电时，电池的碳电极与直流电源的正极相连
解析：吸附了H2的碳纳米管等材料制作的二次电池，放电时，甲电极为原电池的负极，发生氧化反应，A错误；放电时，乙电极为正极，OH移向甲电极，B错误；电池总反应为H2
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－
－
－
2Ni(OH)2
- 2 -
放电
＋2NiO(OH)
充电
答案：C
5．构成原电池的条件有很多，其中一种就是利用电解质的浓度差构成“浓差电池”。当电解质中某离子的浓度越大时其氧化性或还原性越强。如图，甲池为3 mol·L的AgNO3溶液，乙池为1 mol·
L的AgNO3溶液，A、B均为Ag电极。实验开始先闭合K2，断开K1，发现电流计指针发生偏转。下列说法不正确的是( )
－1
－1
2Ni(OH)2，C正确；充电时，电池的碳电极与直流电源的负极相连，D错误。
A．一段时间后电流计指针将归零，此时可视为反应不再进行 B．当电流计指针归零后，闭合K1，断开K2后，乙池溶液浓度上升 C．当电流计指针归零后，闭合K1，断开K2后，乙中Ag电极质量增加 D．实验开始先闭合K2，断开K1，此时NO3向B电极移动
解析：电流计指针归零时达到平衡，可视为反应不再进行，A正确；当电流计指针归零后，闭合K1，断开K2后形成电解池，B为阳极，质量减轻，乙池中AgNO3的浓度增加，B正确、C错误；由于甲、乙两池硝酸银浓度不同，故闭合K2时形成原电池，NO3移向“阳极”即B电极，D正确。
答案：C
6．我国对“可呼吸”的钠－二氧化碳电池的研究取得突破性进展。该电池的总反应式
放电
为4Na＋3CO2
充电
米管中)。下列说法不正确的是( )
2Na2CO3＋C，其工作原理如图所示(放电时产生的Na2CO3固体贮存于碳纳
－
－
A．放电时，钠金属片作负极，碳纳米管作正极
- 3 -
B．充电时，阳极反应为2Na2CO3＋C－4e===3CO2↑＋4Na C．放电时，Na从负极区向正极区移动
D．该电池的电解质溶液也可使用NaClO4的水溶液
解析：根据电池的总反应式可知，放电时Na发生氧化反应，则钠金属片作负极，碳纳米管作正极，A项正确；充电时，阳极上发生氧化反应，C转化为CO2，电极反应为2Na2CO3＋C－4e===3CO2↑＋4Na，B项正确；放电时，Na从负极区向正极区移动，C项正确；金属钠能与水反应，故电解质溶液不能使用水溶液，D项错误。
答案：D
带离子交换膜的电化学装置
7．(2019·浙江暨阳联考)用原电池原理可以处理硫酸工业产生的SO2尾气。现将SO2通入如图装置(电极均为惰性材料)进行实验。下列说法不正确的是( )
－
＋
＋
＋
－＋
A．M极为负极，电极上发生氧化反应 B．溶液中H移向N区，SO4移向M区 C．N极发生的电极反应为O2＋4H＋4e===2H2O
D．相同条件下，M、N两极上消耗的气体体积之比为2∶1
＋
－
＋
2－
解析：该电池的本质是二氧化硫、氧气与水反应生成硫酸，M电极上二氧化硫失去电子发生氧化反应生成SO4，为负极，电极反应式为SO2＋2H2O－2e===SO4＋4H，N电极为氧气得电子结合氢离子生成水为正极，电极反应式为O2＋4H＋4e===2H2O，故A项正确；根据上述分析，M极为负极，溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，因此溶液中H移向N区，但阴离子不能通过质子交换膜，故B项错误；N电极为氧气得电子结合氢离子生成水，电极反应式为O2＋4H＋4e===2H2O，故C项正确；根据上述分析，在相同条件下，M、N两极上消耗的气体体积之比为2∶1，故D项正确。
答案：B
8．(2019·太原模拟)LED系列产品是一类新型节能产品。图甲是NaBH4/H2O2燃料电池的装置示意图，图乙是LED发光二极管的装置示意图。下列叙述错误的是( )
＋
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＋
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2－
－
2－
＋
- 4 -
A．电池应选用阳离子交换膜，Na向A极区移动 B．电池A极区的电极反应式为H2O2＋2e===2OH C．每有1 mol NaBH4参加反应，转移电子数为4NA
D．要使LED发光二极管正常发光，图乙中的导线a应与图甲中的B极相连
解析：电池放电过程中，负极发生氧化反应生成BO2，电极反应式为BH4＋8OH－8e
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－
＋
===BO2＋6H2O，A电极为正极，正极电极反应式为H2O2＋2e===2OH，为维持电荷平衡，应选用阳离子交换膜，原电池中阳离子移向正极，Na从负极区向正极区移动，故A项、B项正确；负极发生氧化反应生成BO2，电极反应式为BH4＋8OH－8e===BO2＋6H2O，有1 mol NaBH4参加反应转移电子数为8NA，故C项错误；要使LED发光二极管正常发光，图乙中的导线a(阴极)应与图甲中的B极(负极)相连，故D项正确。
答案：C
9．(2019·济南一中模拟)化学在环境保护中起着十分重要的作用，电化学降解NO3的原理如图所示。下列说法不正确的是( )
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＋
A．A为电源的正极
B．溶液中H从阳极向阴极迁移
＋
C．Ag-Pt电极的电极反应式为2NO3＋12H＋10e===N2↑＋6H2O D．电解过程中，每转移2 mol电子，则左侧电极就产生32 g O2
解析：该装置中，硝酸根离子得电子发生还原反应，则Ag-Pt 电极为阴极、Pt电极为阳极，连接阴极的B极为负极，A极为正极，故A项正确；电解时阳离子向阴极移动，所以H
＋
－＋－
从阳极向阴极迁移，故B项正确；阴极上硝酸根离子得电子发生还原反应，电极反应式为2NO3
＋
－
－
＋
－
＋12H＋10e===N2↑＋6H2O，故C项正确；左侧电极为阳极，发生反应2H2O－4e===4H＋O2↑，所以每转移2 mol 电子时，左侧电极就产生0.5 mol即16 g O2，故D项错误。
答案：D
10．(2018·郑州模拟)全钒液流电池充电时间短，续航能力强，其充放电原理为VO＋
充电
V＋H2O
放电
和H2SO4，示意图如下。下列说法错误的是( )
3＋
2＋
VO2＋V＋2H。以此电池为电源，用石墨电极电解Na2SO3溶液可得到NaOH
＋2＋＋
- 5 -
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