电化学
A卷 全国卷
原电池及化学电源
1．(2016·课标全国卷Ⅱ，11，6分)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( )
－2＋
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↑
解析 根据题意，Mg-海水-AgCl电池总反应式为Mg＋2AgCl===MgCl2＋2Ag。A项，负极
－2＋－－
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。 答案 B
2．(2016·课标全国Ⅲ，11，6分)锌—空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解
－2－
质溶液为KOH溶液，反应为2Zn＋O2＋4OH＋2H2O===2Zn(OH)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
－－2－
C．放电时，负极反应为：Zn＋4OH－2e===Zn(OH)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，电解质溶液中K向阴极移动，错误；B项，充电时，总反应方程
2－通电－－
式为2Zn(OH)4=====2Zn＋O2＋4OH＋2H2O，所以电解质溶液中c(OH)逐渐增大，错误；C项，
在碱性环境中负极Zn失电子生成的Zn将与OH结合生成Zn(OH)4，正确；D项，O2～4e，故电路中通过2mol电子，消耗氧气0.5mol，在标准状况体积为11.2 L，错误。 答案 C
3．(2015·课标全国卷Ⅰ，11，6分)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( )
2＋―2－－
A．正极反应中有CO2生成
B．微生物促进了反应中电子的转移 C．质子通过交换膜从负极区移向正极区 D．电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O
1
解析 由题意可知，微生物电池的原理是在微生物作用下O2与C6H12O6发生氧化还原反
＋
应，将化学能转化为电能，B正确；氧气在正极反应，由于质子交换膜只允许H通过，则正
－＋－
极反应为：O2＋4e＋4H===2H2O，没有CO2生成，A项错误；负极发生反应：C6H12O6－24e
＋＋
＋6H2O===6CO2＋24H，H在负极区生成，移向正极区，在正极被消耗，C项正确；总反应为：C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，D项正确。 答案 A
4．(2014·课标全国卷Ⅱ，12，6分)2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是( )
A．a为电池的正极
B．电池充电反应为LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi C．放电时，a极锂的化合价发生变化
＋
D．放电时，溶液中Li从b向a迁移
＋
解析 由图可知，b极(Li电极)为负极，a极为正极，放电时，Li从负极(b)向正极(a)
－＋＋
迁移，A项、D项正确；该电池放电时，负极：xLi－xe===xLi，正极：Li1－xMn2O4＋xLi
－
＋xe===LiMn2O4，a极Mn元素的化合价发生变化，C项错误；由放电反应可得充电时的反应，B项正确。 答案 C
5．(2013·课标全国卷Ⅰ，10，6分)银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故，根据电化学原理可进行如下处理，在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去，下列说法正确的是( ) A．处理过程中银器一直保持恒重
B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银
C．该过程中总反应为2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3 D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl
－2－
解析 由“电化学原理”可知正极反应式为Ag2S＋2e===2Ag＋S，负极反应式为Al
－3＋3＋＋2－＋
－3e===Al；电解质溶液中发生反应Al＋3H3O??Al(OH)3＋3H，S与H结合生成H2S，使Al＋3H2O
3＋
Al(OH)3＋3H的平衡右移，最终生成Al(OH)3沉淀，只有B选项正确。
＋
答案 B
6．(2013·课标全国卷Ⅱ，11，6分)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是( )
2
A．电池反应中有NaCl生成
B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子
－－
C．正极反应为NiCl2＋2e===Ni＋2Cl D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动
解析 由题意知Na作负极，NiCl2作电解质，电极反应分别为
－
－
??正极：NiCl2＋2e===Ni＋2Cl?，总反应为2Na＋NiCl2===2NaCl＋Ni，由以上分析A、C正确，－＋?负极：2Na－2e===2Na?
B错误；由图示知负极产生的Na由负极流向正极，D正确。 答案 B B卷 地方卷
原电池及化学电源
1．(2016·浙江理综，11，6分)金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M＋nO2＋2nH2O===4M(OH)n。
＋
已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是( ) ．．． A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面
B．比较Mg、Al、Zn三种金属-空气电池，Al-空气电池的理论比能量最高
n＋－
C．M-空气电池放电过程的正极反应式：4M＋nO2＋2nH2O＋4ne===4M(OH)n
D．在Mg-空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜 解析 A项，采用多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积，且有利于氧气扩散112
至电极的表面，正确；B项，单位质量的Mg、Al、Zn释放的电子分别为 mol、 mol、
12965mol，显然铝的比能量比Mg、Zn高，正确；C项，电池放电过程正极O2得电子生成OH，但
负极生成的金属阳离子不能透过阴离子交换膜移至正极，故正极不能生成M(OH)n，反应式应
－－－
为：O2＋2H2O＋4e===4OH，错误；D项，为避免OH移至负极而生成M(OH)n，可采用中性电
－
解质及阳离子交换膜阻止OH，正确。 答案 C
2．(2016·四川理综，5，6分)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放电时电池的总反应为：Li1－xCoO2＋LixC6===LiCoO2＋C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是( )
＋
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LixC6－xe===xLi＋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－xe===Li1－xCoO2＋xLi
－＋－＋
解析 放电时，负极反应为LixC6－xe===xLi＋C6，正极反应为Li1－xCoO2＋xe＋xLi
3
－
===LiCoO2，A、B正确；充电时，阴极反应为：xLi＋C6＋xe===LixC6，转移1 mol e时，石墨C6电极将增重 7 g，C项错误；充电时，阳极反应为放电时正极反应的逆反应：LiCoO2
－＋
－xe===Li1－xCoO2＋xLi，D项正确。 答案 C
3．(2015·天津理综，4，6分)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( )
＋－－
A．铜电极上发生氧化反应
2－
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
2＋
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
2－
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)
2＋－2＋
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
2＋2＋2＋2＋
池中，则有Cu→Zn，由于M(Zn)>M(Cu)，故乙池溶液的总质量增加，正确；D项，阳
2＋
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。 答案 C
4．(2014·福建理综，11，6分)某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。 下列说法正确的是 ( )
－－
A．正极反应为AgCl＋e===Ag＋Cl
B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变
－
D．当电路中转移0.01 mol e时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子
－－
解析 A项，Pt为正极发生还原反应：Cl2＋2e===2Cl，错误；B项，放电时，左侧的
－－＋＋
电极反应式Ag＋Cl－e===AgCl↓，有大量白色沉淀生成，错误；C项，由于H、Na均不参与电极反应，则用NaCl代替盐酸，电池总反应不变，错误；D项，当电路中转移0.01 mol －＋－－
e时，左侧产生0.01 mol Ag与Cl结合为AgCl沉淀，右侧产生0.01 mol Cl，为保持溶
＋
液的电中性，左侧约有0.01 mol H通过阳离子交换膜转移到右侧，故左侧溶液中约减少0.02 mol离子，正确。 答案 D
5．(2014·天津理综，6，6分)已知：锂离子电池的总反应为：
4
锂硫电池的总反应为：
有关上述两种电池说法正确的是( )
＋
A．锂离子电池放电时，Li向负极迁移 B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应 C．理论上两种电池的比能量相同
D．如图表示用锂离子电池给锂硫电池充电
解析 A项，在原电池内部，阳离子应移向正极；二次电池充电过程为电解的过程，阴极发生还原反应，B项正确；C项，比能量是指这种电池单位质量或单位体积所能输出的电能，当二者质量相同时，转移电子的物质的量不相等，即比能量不同；D项，左边装置已经是放完电的电池，应为锂硫电池给锂离子电池充电。 答案 B
－
6．(2016·北京理综，26，13分)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO3)已成为环境修复研究的热点之一。
－
(1)Fe还原水体中NO3的反应原理如图所示。 ①作负极的物质是________。
②正极的电极反应式是______________________________________。
－
(2)将足量铁粉投入水体中，经24小时测定NO3的去除率和pH，结果如下：
初始pH NO3的去除率 24小时pH 铁的最终 物质形态 －－pH＝2.5 接近100% 接近中性 pH＝4.5 ＜50% 接近中性 pH＝4.5时，NO3的去除率低。其原因是_____________________________ _______________________________________________________________。
2＋
(3)实验发现：在初始pH＝4.5的水体中投入足量铁粉的同时，补充一定量的Fe可以明显
－2＋
提高NO3的去除率。对Fe的作用提出两种假设：
2＋－
Ⅰ.Fe直接还原NO3；
2＋
Ⅱ. Fe破坏FeO(OH)氧化层。
①做对比实验，结果如图所示，可得到的结论是______________________
5