《2025年优化探究同步导学案高中化学选择性必修1人教版》

1.(浓差电池)溶质由高浓度向低浓度扩散而引发的一类电池称为浓差电池。如图是由Ag电极和硝酸银溶液组成的电池($c_1＜c_2$)，工作时，A电极的质量不断减轻，下列说法正确的是 (D)


A.此处应该用阳离子交换膜
B.B电极为正极，发生氧化反应
C.若外电路通过0.1 mol电子，则右侧溶液质量减轻10.8 g
D.原电池的总反应不一定是氧化还原反应

答案： 1.D 由题意知，A 电极质量不断减轻，故发生反应$\mathrm{Ag}-\mathrm{e}^{-}\xlongequal\mathrm{Ag}^{+}$，则 A 为负极，B 为正极，负极区$\mathrm{Ag}^{+}$浓度增大，正极区$\mathrm{Ag}^{+}$得电子生成$\mathrm{Ag}$，电极反应为$\mathrm{Ag}^{+}+\mathrm{e}^{-}\xlongequal\mathrm{Ag}$，正极区$\mathrm{Ag}^{+}$浓度减小，浓差电池中溶质由高浓度向低浓度扩散，故正极区$\mathrm{NO}_{3}^{-}$经过离子交换膜移向负极，故此处离子交换膜为阴离子交换膜。由分析知，此处离子交换膜为阴离子交换膜，A 错误；B 极为正极，发生还原反应，B 错误；当转移$0.1\ \mathrm{mol}$电子时，正极发生反应：$\mathrm{Ag}^{+}+\mathrm{e}^{-}\xlongequal\mathrm{Ag}$，溶质中减少$0.1\ \mathrm{mol}\ \mathrm{Ag}^{+}$，同时正极有$0.1\ \mathrm{mol}\ \mathrm{NO}_{3}^{-}$移向负极区，故右侧溶液减少质量为$0.1\ \mathrm{mol}×108\ \mathrm{g/mol}+0.1\ \mathrm{mol}×62\ \mathrm{g/mol}=17\ \mathrm{g}$，C 错误；负极的电极反应为$\mathrm{Ag}-\mathrm{e}^{-}\xlongequal\mathrm{Ag}^{+}$，正极的电极反应为$\mathrm{Ag}^{+}+\mathrm{e}^{-}\xlongequal\mathrm{Ag}$，总反应为$\mathrm{Ag}-\xlongequal{}\mathrm{Ag}$，属于非氧化还原反应，D 正确。

2.(微生物电池)如图装置是一种微生物脱盐电池的装置，它可以通过处理有机废水(以含$CH_3COO^-$的溶液为例)获得电能，同时还可实现海水淡化。已知a、b电极为惰性电极，X、Y均为离子交换膜，下列说法错误的是 (B)


A.X、Y依次为阴离子、阳离子交换膜
B.a极反应为$CH_3COO^-+2H_2O - 8e^- \longrightarrow 2CO_2\uparrow+7H^+$，产生的$H^+$向b极移动
C.b极为正极
D.当电路中转移1 mol电子时，在b极室可以生成40 g NaOH

答案： 2.B

3.(海水电池)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如图。下列说法错误的是 (B)


A.海水起电解质溶液作用
B.N电极仅发生的电极反应:$2H_2O + 2e^- \longrightarrow 2OH^-+H_2\uparrow$
C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能
D.该锂-海水电池属于一次电池

答案： 3.B 锂为活泼金属，作负极；N 电极为正极，海水中溶解的$\mathrm{O}_{2}$也可能得电子发生电极反应：$\mathrm{O}_{2}+2\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}+4\mathrm{e}^{-}\xlongequal{}4\mathrm{OH}^{-}$，故 B 不正确。

4.(液流电池)某储能电池原理如图1，其俯视图如图2，已知放电时N是负极，$N_A$是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 (A)


A.放电时负极反应:$Na_3Ti_2(PO_4)_3-2e^- \longrightarrow NaTi_2(PO_4)_3+2Na^+$
B.放电时$Cl^-$透过多孔碳电极向$CCl_4$中迁移
C.放电时每转移1 mol电子，理论上$CCl_4$吸收0.5 mol $Cl_2$
D.充电过程中，NaCl溶液浓度增大

答案： 4.A 放电时负极反应：$\mathrm{Na}_{3}\mathrm{Ti}_{2}(\mathrm{PO}_{4})_{3}-2\mathrm{e}^{-}\xlongequal{}\mathrm{NaTi}_{2}(\mathrm{PO}_{4})_{3}+2\mathrm{Na}^{+}$，正极反应：$\mathrm{Cl}_{2}+2\mathrm{e}^{-}\xlongequal{}2\mathrm{Cl}^{-}$，正极消耗氯气，放电时，阴离子移向负极，充电时阳极反应：$2\mathrm{Cl}^{-}-2\mathrm{e}^{-}\xlongequal{}\mathrm{Cl}_{2}$。根据分析可知，A 正确；放电时，阴离子移向负极，$\mathrm{Cl}^{-}$透过多孔碳电极向$\mathrm{NaCl}$中迁移，故 B 错误；放电时每转移$1\ \mathrm{mol}$电子，依据$\mathrm{Cl}_{2}\sim2\mathrm{e}^{-}$得，理论上$\mathrm{CCl}_{4}$释放$0.5\ \mathrm{mol}\ \mathrm{Cl}_{2}$，故 C 错误；充电过程中，阳极发生反应：$2\mathrm{Cl}^{-}-2\mathrm{e}^{-}\xlongequal{}\mathrm{Cl}_{2}$，消耗氯离子，$\mathrm{NaCl}$溶液浓度减小，故 D 错误。