C.放电时,a极锂的化合价发生变化 D.放电时,溶液中的Li+从b向a迁移
解析:根据题给装置图判断,电极b是原电池的负极,电极反应式为Li-e- =Li+,电极a是原电池的正极,电极反应为LiMn2O4 +xLi +xe- =Li1-xMn2O4。A.综上所述,a是原电池的正极,A正确;
B.根据正负极的电极反应可知,电池充电反应为LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLi,B正确;C.放电时,a极锰的化合价发生变化,Li的化合价没有变化,C错误;D.放电时,溶液中的Li+从b向a迁移,D正确。
答案:C
知识点二、燃料电池
【例3】一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为:CH3CH2OH-4e-+H2O===CH3COOH+4H+。下列有关说法正确的是( )
A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动
B.若有0.4 mol电子转移,则在标准状况下消耗4.48 L氧气
C.电池反应的化学方程式为:CH3CH2OH+O2===CH3COOH+H2O
D.正极上发生的反应为:O2+4e-+2H2O===4OH-
解析:本题考查新型燃料电池,意在考查学生能否正确书写电极反应式。结合题意,该电池总反应即是乙醇的氧化反应,不消耗H+,故负极产生的H+应向正极移动,A项错误;酸性溶液中,正极电极反应式为:O2+4e-+4H+===2H2O,D项错误;结合D项,转移0.4 mol电子时,消耗O2 0.1 mol,即标况下的体积为2.24 L,B项错误;C项正确。
答案:C
【例4】阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池,其电池总反应为:2H2+O2===2H2O。
若电解质溶液为KOH溶液,其电极反应式分别为:
负极__________________,正极__________________。
若电解质溶液为稀H2SO4,其电极反应式分别为:
负极__________________,正极__________________。
解析:电解质溶液为碱性,在书写电极反应式时可出现OH-,但不能出现H+;同样,电解质溶液为酸性,在书写电极反应式时可出现H+,但不能出现OH-。
答案:H2-2e-+2OH-===2H2O O2+2H2O+4e-===4OH- H2-2e-===2H+ O2+4e-+4H+===2H2O
知识点三、金属的腐蚀和防护
【例5】下列事实与电化学腐蚀无关的是( )
A.光亮的自行车钢圈不易生锈 B.黄铜(Cu、Zn合金)制的铜锣不易产生铜绿
C.铜、铝电线一般不连接起来作导线 D.生铁比熟铁(几乎是纯铁)容易生锈
解析:本题考查金属腐蚀问题。金属腐蚀包括两方面:一是电化学腐蚀,这是主要的;二是化学腐蚀,直接被氧化剂氧化。B、C、D三项可以构成原电池,形成电化学腐蚀;A项是镀上一层保护层,不是因为电化学而导致。
答案:A