2022高考化学 难点剖析 专题41 原电池中正负极的判断讲解

2022高考化学 难点剖析 专题41 原电池中正负极的判断讲解一、高考题再现1（2018课标）一种可充电锂-空气电池如图所示。当电池放电时，O2与Li+在多孔碳材料电极处生成Li2O2-x（x=0或1）。下列说法正确的是A. 放电时，多孔碳材料电极为负极B. 放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C. 充电时，电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移D. 充电时，电池总反应为Li2O2-x=2Li+（1）O2【答案】D2（2016课标）MgAgCl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A负极反应式为Mg-2e-=Mg2+B正极反应式为Ag+e-=AgC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【答案】B【解析】根据题意，电池总反应式为：Mg+2AgCl=MgCl2+2Ag，正极反应为：2AgCl+2e-= 2Cl-+ 2Ag，负极反应为：Mg-2e=Mg2+，A项正确，B项错误；对原电池来说，阴离子由正极移向负极，C项正确；由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2，D项正确；答案选B。二、考点突破1、据组成原电池的两极材料判断典例1（2018届福建省厦门市高三下学期第一次质量检查）某高性能电池的工作原理如图。其电池反应为。下列说法不正确的是A 放电时,b为正极B 充电时,阴极反应为Sn+Na+e=NaSnC 放电时,负极材料Sn在很大程度上被腐蚀D 充电时,PF6向右迁移并嵌入石墨烯中【答案】C2、根据总反应方程式判断典例2（2018届山东省潍坊市高三下学期一模考试）一种新型可逆电池的工作原理如下图所示。放电时总反应为:Al+3Cn(AlCl4)+4AlCl4-4Al2Cl7-+3Cn(Cn表示石墨)。下列说法正确的是A 放电时负极反应为:2Al-6e-+7Cl-= Al2Cl7-B 放电时AlCl4-移向正极C 充电时阳极反应为: AlCl4-e-+Cn=Cn(AlCl4)D 电路中每转移3mol电子，最多有1molCn(AlCl4)被还原【答案】C3、根据电子流动方向判断典例3（2018届湖北省华大新高考联盟高三1月教学质量测评）我国科学家研制出“可充室温Na-CO2电池”(Rechargeable Room-Temperature Na-CO2 Batter-ies)现已取得突破性进展，其有望取代即将“枯竭”的锂电池，该电池结构如图所示。下列说法错误的是A 电池工作时，正极发生反应：4Na+3CO2+4e-=2Na2CO3+CB 电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.46 gC 多壁碳纳米管的作用主要是导电及吸附CO2D 电池中四甘醇二甲醚可用饱和食盐水代替实现Na+传导【答案】D【解析】根据图中电子流向可知，金属钠为负极，多壁纳米管为正极，正极发生还原反应，二氧化碳被还原为碳，A正确；钠变为钠离子，转移电子0.02mol，减重0.0223=0.46 g，B正确；多壁碳纳米管为疏松多孔，主要是导电及吸附CO2，C正确；若用饱和食盐水，水会与钠电极反应，不能构成原电池，D错误。4、根据电池中离子移动方向判断典例4（2018届甘肃省天水市第一中学高三上学期第四次阶段）燃料电池作为安全性能较好的一类化学电源得到了更快的发展，一种以联氨(N2H4)为燃料的环保电池工作原理如图所示，工作时产生稳定无污染的物质。下列说法正确的是A 正极的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-B 负极上每消耗1molN2H4，会有2molH+通过质子交换膜C M极生成氮气且电极附近pH降低D d口流出的液体是蒸馏水【答案】C5、根据电极上通入的气体判断典例5（2018届福建省福州第三中学高三下学期第一次校模拟考试）某化学小组拟设计微生物燃料电池将污水中的乙二胺H2N(CH2)2NH2氧化成环境友好的物质，工作原理如图所示(a、b均为石墨电极）。下列分析正确的是)A 电子流动方向为a导线bB H+经质子交换膜由右向左移动C 放电一段时间b极附近pH不变D a电极发生反应：H2N(CH2)2NH2+16e-+4H2O=2CO2+N2+16H+【答案】A【解析】H2N(CH2)2NH2在a电极上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，则a为负极，电极反应式为H2N(CH2)2NH2+4H2O16e2CO2+N2+16H+，氧气在正极b上得电子发生还原反应，电极反应式为：O2+4e+4H+=2H2O，电子由负极经导线流向正极，阳离子向正极移动。A. 由上述分析可知，a是负极，b是正极，所以电子流动方向为a导线b，A正确；B. a是负极、b是正极，H+经质子交换膜由左向右移动，B错误；C. b的电极反应式为：O2+4e+4H+=2H2O，所以b极附近溶液的pH增大，C错误；D. H2N(CH2)2NH2在负极a上失电子发生氧化反应，生成氮气、二氧化碳和水，电极反应式为H2N(CH2)2NH2+4H2O16e2CO2+N2+16H+，D错误。6、根据电极的质量变化判断典例6如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中央滴入浓硫酸铜溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是(实验过程中，不考虑铁丝反应及两球的浮力变化)()A 杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低B 杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高C 当杠杆为绝缘体时，A端低，B端高；为导体时，A端高，B端低D 当杠杆为绝缘体时，A端高，B端低；为导体时，A端低，B端高【答案】D7、根据电极上产生气泡判断典例7将相同的锌片和铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中，以下叙述正确的是A 两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B 两烧杯中溶液的H+浓度都减小C 产生气泡的速率甲比乙慢 D 甲中铜片是正极，乙中铜片是负极【答案】B8、根据电流方向判断典例8（2018届河南省南阳市第一中学校高三第十一次考试）一种突破传统电池设计理念的镁-锑液态金属储能电池的工作原理如图所示，该电池所用液体密度不同，在重力作用下分三层，工作时中间层熔融盐的组成及浓度不变。下列说法不正确的是（ ）A 放电时，Mg（液）层的质量减小B 放电时正极反应为Mg2+2e-=MgC 该电池充电时，Mg-Sb（液）层发生还原反应D 该电池充电时，Cl-向中下层界面处移动【答案】C【解析】放电时，Mg(液)层发生反应 ，Mg(液)层的质量减小，故A正确；放电时MgSb(液)层是正极，正极反应为：Mg2+2e-=Mg，故B正确；该电池充电时，MgSb(液)层是阳极，发生氧化反应，故C错误；该电池充电时，上层是阴极、下层是阳极，C1-向阳极移动，故D正确。