2019高考化學 難點剖析 專題41 原電池中正負極的判斷講解.doc
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專題41 原電池中正負極的判斷 一、高考題再現(xiàn) 1.(2018課標Ⅲ)一種可充電鋰-空氣電池如圖所示。當電池放電時,O2與Li+在多孔碳材料電極處生成Li2O2-x(x=0或1)。下列說法正確的是 A. 放電時,多孔碳材料電極為負極 B. 放電時,外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極 C. 充電時,電解質溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移 D. 充電時,電池總反應為Li2O2-x=2Li+(1-)O2 【答案】D 2.(2016課標Ⅱ)Mg—AgCl電池是一種以海水為電解質溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是 A.負極反應式為Mg-2e-=Mg2+ B.正極反應式為Ag++e-=Ag C.電池放電時Cl-由正極向負極遷移 D.負極會發(fā)生副反應Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑ 【答案】B 【解析】根據(jù)題意,電池總反應式為:Mg+2AgCl=MgCl2+2Ag,正極反應為:2AgCl+2e-= 2Cl-+ 2Ag,負極反應為:Mg-2e=Mg2+,A項正確,B項錯誤;對原電池來說,陰離子由正極移向負極,C項正確;由于鎂是活潑金屬,則負極會發(fā)生副反應Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑,D項正確;答案選B。 二、考點突破 1、據(jù)組成原電池的兩極材料判斷 典例1(2018屆福建省廈門市高三下學期第一次質量檢查)某高性能電池的工作原理如圖。其電池反應為 。下列說法不正確的是 A. 放電時,b為正極 B. 充電時,陰極反應為Sn+Na++e-=NaSn C. 放電時,負極材料Sn在很大程度上被腐蝕 D. 充電時,PF6-向右遷移并嵌入石墨烯中 【答案】C 2、根據(jù)總反應方程式判斷 典例2(2018屆山東省濰坊市高三下學期一模考試)一種新型可逆電池的工作原理如下圖所示。放電時總反應為:Al+3Cn(AlCl4)+4AlCl4-4Al2Cl7-+3Cn(Cn表示石墨)。 下列說法正確的是 A. 放電時負極反應為:2Al-6e-+7Cl-= Al2Cl7- B. 放電時AlCl4-移向正極 C. 充電時陽極反應為: AlCl4-e-+Cn=Cn(AlCl4) D. 電路中每轉移3mol電子,最多有1molCn(AlCl4)被還原 【答案】C 3、根據(jù)電子流動方向判斷 典例3(2018屆湖北省華大新高考聯(lián)盟高三1月教學質量測評)我國科學家研制出“可充室溫Na-CO2電池”(Rechargeable Room-Temperature Na-CO2 Batter-ies)現(xiàn)已取得突破性進展,其有望取代即將“枯竭”的鋰電池,該電池結構如圖所示。下列說法錯誤的是 A. 電池工作時,正極發(fā)生反應:4Na++3CO2+4e-==2Na2CO3+C B. 電池工作時,外電路中流過0.02 mol電子,負極材料減重0.46 g C. 多壁碳納米管的作用主要是導電及吸附CO2 D. 電池中四甘醇二甲醚可用飽和食鹽水代替實現(xiàn)Na+傳導 【答案】D 【解析】根據(jù)圖中電子流向可知,金屬鈉為負極,多壁納米管為正極,正極發(fā)生還原反應,二氧化碳被還原為碳,A正確;鈉變?yōu)殁c離子,轉移電子0.02mol,減重0.0223=0.46 g,B正確;多壁碳納米管為疏松多孔,主要是導電及吸附CO2,C正確;若用飽和食鹽水,水會與鈉電極反應,不能構成原電池,D錯誤。 4、根據(jù)電池中離子移動方向判斷 典例4(2018屆甘肅省天水市第一中學高三上學期第四次階段)燃料電池作為安全性能較好的一類化學電源得到了更快的發(fā)展,一種以聯(lián)氨(N2H4)為燃料的環(huán)保電池工作原理如圖所示,工作時產(chǎn)生穩(wěn)定無污染的物質。下列說法正確的是 A. 正極的電極反應式為:O2+2H2O+4e-=4OH- B. 負極上每消耗1molN2H4,會有2molH+通過質子交換膜 C. M極生成氮氣且電極附近pH降低 D. d口流出的液體是蒸餾水 【答案】C 5、根據(jù)電極上通入的氣體判斷 典例5(2018屆福建省福州第三中學高三下學期第一次校模擬考試)某化學小組擬設計微生物燃料電池將污水中的乙二胺[H2N(CH2)2NH2]氧化成環(huán)境友好的物質,工作原理如圖所示(a、b均為石墨電極)。下列分析正確的是) A. 電子流動方向為a→導線→b B. H+經(jīng)質子交換膜由右向左移動 C. 放電一段時間b極附近pH不變 D. a電極發(fā)生反應:H2N(CH2)2NH2+16e-+4H2O==2CO2↑+N2↑+16H+ 【答案】A 【解析】H2N(CH2)2NH2在a電極上失電子發(fā)生氧化反應,生成氮氣、二氧化碳和水,則a為負極,電極反應式為H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-═2CO2↑+N2↑+16H+,氧氣在正極b上得電子發(fā)生還原反應,電極反應式為:O2+4e-+4H+=2H2O,電子由負極經(jīng)導線流向正極,陽離子向正極移動。A. 由上述分析可知,a是負極,b是正極,所以電子流動方向為a→導線→b,A正確;B. a是負極、b是正極,H+經(jīng)質子交換膜由左向右移動,B錯誤;C. b的電極反應式為:O2+4e-+4H+=2H2O,所以b極附近溶液的pH增大,C錯誤;D. H2N(CH2)2NH2在負極a上失電子發(fā)生氧化反應,生成氮氣、二氧化碳和水,電極反應式為H2N(CH2)2NH2+4H2O-16e-═2CO2↑+N2↑+16H+,D錯誤。 6、根據(jù)電極的質量變化判斷 典例6如圖所示,杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質量相等的空心銅球和空心鐵球,調節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡,然后小心地向水槽中央滴入濃硫酸銅溶液,一段時間后,下列有關杠桿的偏向判斷正確的是(實驗過程中,不考慮鐵絲反應及兩球的浮力變化)( ) A. 杠桿為導體和絕緣體時,均為A端高B端低 B. 杠桿為導體和絕緣體時,均為A端低B端高 C. 當杠桿為絕緣體時,A端低,B端高;為導體時,A端高,B端低 D. 當杠桿為絕緣體時,A端高,B端低;為導體時,A端低,B端高 【答案】D 7、根據(jù)電極上產(chǎn)生氣泡判斷 典例7將相同的鋅片和銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中,以下敘述正確的是 A. 兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生 B. 兩燒杯中溶液的H+濃度都減小 C. 產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙慢 D. 甲中銅片是正極,乙中銅片是負極 【答案】B 8、根據(jù)電流方向判斷 典例8(2018屆河南省南陽市第一中學校高三第十一次考試)一種突破傳統(tǒng)電池設計理念的鎂-銻液態(tài)金屬儲能電池的工作原理如圖所示,該電池所用液體密度不同,在重力作用下分三層,工作時中間層熔融鹽的組成及濃度不變。下列說法不正確的是( ) A. 放電時,Mg(液)層的質量減小 B. 放電時正極反應為Mg2++2e-=Mg C. 該電池充電時,Mg-Sb(液)層發(fā)生還原反應 D. 該電池充電時,Cl-向中下層界面處移動 【答案】C 【解析】放電時,Mg(液)層發(fā)生反應 ,Mg(液)層的質量減小,故A正確;放電時Mg—Sb(液)層是正極,正極反應為:Mg2++2e-=====Mg,故B正確;該電池充電時,Mg—Sb(液)層是陽極,發(fā)生氧化反應,故C錯誤;該電池充電時,上層是陰極、下層是陽極,C1-向陽極移動,故D正確。- 配套講稿:
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