2022高考化學(xué) 難點(diǎn)剖析 專題41 原電池中正負(fù)極的判斷講解

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1、2022高考化學(xué) 難點(diǎn)剖析 專題41 原電池中正負(fù)極的判斷講解 一、高考題再現(xiàn) 1．（2018課標(biāo)Ⅲ）一種可充電鋰-空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時(shí)，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(shí)，多孔碳材料電極為負(fù)極 B. 放電時(shí)，外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極 C. 充電時(shí)，電解質(zhì)溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移 D. 充電時(shí)，電池總反應(yīng)為L(zhǎng)i2O2-x=2Li+（1－）O2 【答案】D 2．（2016課標(biāo)Ⅱ）Mg—AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯(cuò)誤的是 A．負(fù)極反應(yīng)式為Mg-2e-=Mg2

2、+ B．正極反應(yīng)式為Ag++e-=Ag C．電池放電時(shí)Cl-由正極向負(fù)極遷移 D．負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑ 【答案】B 【解析】根據(jù)題意，電池總反應(yīng)式為：Mg+2AgCl=MgCl2+2Ag，正極反應(yīng)為：2AgCl+2e-= 2Cl-+ 2Ag，負(fù)極反應(yīng)為：Mg-2e=Mg2+，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)原電池來說，陰離子由正極移向負(fù)極，C項(xiàng)正確；由于鎂是活潑金屬，則負(fù)極會(huì)發(fā)生副反應(yīng)Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑，D項(xiàng)正確；答案選B。 二、考點(diǎn)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(xué)期第一次質(zhì)量檢查）某高性

3、能電池的工作原理如圖。其電池反應(yīng)為 。下列說法不正確的是 A． 放電時(shí),b為正極 B． 充電時(shí),陰極反應(yīng)為Sn+Na＋+e－=NaSn C． 放電時(shí),負(fù)極材料Sn在很大程度上被腐蝕 D． 充電時(shí),PF6－向右遷移并嵌入石墨烯中 【答案】C 2、根據(jù)總反應(yīng)方程式判斷 典例2（2018屆山東省濰坊市高三下學(xué)期一?？荚嚕┮环N新型可逆電池的工作原理如下圖所示。放電時(shí)總反應(yīng)為:Al+3Cn(AlCl4)+4AlCl4-4Al2Cl7-+3Cn(Cn表示石墨)。 下列說法正確的是 A． 放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為:?2Al-6e-+7Cl-= Al2Cl7- B． 放電時(shí)AlCl4

4、-移向正極 C． 充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為: AlCl4-e-+Cn=Cn(AlCl4) D． 電路中每轉(zhuǎn)移3mol電子，最多有1molCn(AlCl4)被還原 【答案】C 3、根據(jù)電子流動(dòng)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(xué)質(zhì)量測(cè)評(píng)）我國(guó)科學(xué)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(jìn)展，其有望取代即將“枯竭”的鋰電池，該電池結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是 A． 電池工作時(shí)，正極發(fā)生反應(yīng)：4Na++3CO2+4e-==2Na2CO3+C B． 電池

5、工作時(shí)，外電路中流過0.02 mol電子，負(fù)極材料減重0.46 g C． 多壁碳納米管的作用主要是導(dǎo)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(shí)現(xiàn)Na+傳導(dǎo) 【答案】D 【解析】根據(jù)圖中電子流向可知，金屬鈉為負(fù)極，多壁納米管為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，二氧化碳被還原為碳，A正確；鈉變?yōu)殁c離子，轉(zhuǎn)移電子0.02mol，減重0.02×23=0.46 g，B正確；多壁碳納米管為疏松多孔，主要是導(dǎo)電及吸附CO2，C正確；若用飽和食鹽水，水會(huì)與鈉電極反應(yīng)，不能構(gòu)成原電池，D錯(cuò)誤。 4、根據(jù)電池中離子移動(dòng)方向判斷 典例4（2018屆甘肅省天水市第一中學(xué)高三上學(xué)期第四次階段）燃料電

6、池作為安全性能較好的一類化學(xué)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(shí)產(chǎn)生穩(wěn)定無污染的物質(zhì)。下列說法正確的是 A． 正極的電極反應(yīng)式為:?O2+2H2O?+4e-=4OH- B． 負(fù)極上每消耗1molN2H4，會(huì)有2mol?H+通過質(zhì)子交換膜 C． M?極生成氮?dú)馇译姌O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(xué)高三下學(xué)期第一次校模擬考試）某化學(xué)小組擬設(shè)計(jì)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(zhì)，工作原理如圖所示

7、(a、b均為石墨電極）。下列分析正確的是) A． 電子流動(dòng)方向?yàn)閍→導(dǎo)線→b B． H+經(jīng)質(zhì)子交換膜由右向左移動(dòng) C． 放電一段時(shí)間b極附近pH不變 D． a電極發(fā)生反應(yīng)：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(yīng)，生成氮?dú)?、二氧化碳和水，則a為負(fù)極，電極反應(yīng)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(yīng)，電極反應(yīng)式為：O2+4e－+4H+=2H2O，電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)。A. 由上述

8、分析可知，a是負(fù)極，b是正極，所以電子流動(dòng)方向?yàn)閍→導(dǎo)線→b，A正確；B. a是負(fù)極、b是正極，H+經(jīng)質(zhì)子交換膜由左向右移動(dòng)，B錯(cuò)誤；C. b的電極反應(yīng)式為：O2+4e－+4H+=2H2O，所以b極附近溶液的pH增大，C錯(cuò)誤；D. H2N(CH2)2NH2在負(fù)極a上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氮?dú)?、二氧化碳和水，電極反應(yīng)式為H2N(CH2)2NH2+4H2O－16e－═2CO2↑+N2↑+16H+，D錯(cuò)誤。 6、根據(jù)電極的質(zhì)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(zhì)量相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)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(shí)間后，下列

9、有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是(實(shí)驗(yàn)過程中，不考慮鐵絲反應(yīng)及兩球的浮力變化)(　　) A． 杠桿為導(dǎo)體和絕緣體時(shí)，均為A端高B端低 B． 杠桿為導(dǎo)體和絕緣體時(shí)，均為A端低B端高 C． 當(dāng)杠桿為絕緣體時(shí)，A端低，B端高；為導(dǎo)體時(shí)，A端高，B端低 D． 當(dāng)杠桿為絕緣體時(shí)，A端高，B端低；為導(dǎo)體時(shí)，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

10、中銅片是負(fù)極 【答案】B 8、根據(jù)電流方向判斷 典例8（2018屆河南省南陽(yáng)市第一中學(xué)校高三第十一次考試）一種突破傳統(tǒng)電池設(shè)計(jì)理念的鎂-銻液態(tài)金屬儲(chǔ)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(shí)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(shí)，Mg（液）層的質(zhì)量減小 B． 放電時(shí)正極反應(yīng)為Mg2++2e-=Mg C． 該電池充電時(shí)，Mg-Sb（液）層發(fā)生還原反應(yīng) D． 該電池充電時(shí)，Cl-向中下層界面處移動(dòng) 【答案】C 【解析】放電時(shí)，Mg(液)層發(fā)生反應(yīng) ，Mg(液)層的質(zhì)量減小，故A正確；放電時(shí)Mg—Sb(液)層是正極，正極反應(yīng)為：Mg2++2e-=====Mg，故B正確；該電池充電時(shí)，Mg—Sb(液)層是陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；該電池充電時(shí)，上層是陰極、下層是陽(yáng)極，C1-向陽(yáng)極移動(dòng)，故D正確。