2018届一轮复习人教版电化学原理的综合应用学案 14页

专题讲座(六)　电化学原理的综合应用 电化学知识既是高中化学的核心知识，也是高考化学试题必考知识点。新型化学电源是高考中每年必考的知识点，随着全球能源逐渐枯竭，研发、推广新型能源迫在眉睫，因此，化学中的新型电源成了高考的高频考点。以新型可逆电池为素材设计试题，对原电池、电解池工作原理、工作中电极周围的变化，电解质溶液的变化，物质数量的变化进行考查，以多池串联方式设计试题，也多次出现在高考试卷中。‎ 一、新型二次化学电源的综合应用 ‎1．新型化学电源的充放电关系图 ‎2．新型化学电源电极反应式书写 ‎(1)“放电”时正极、负极电极反应式的书写 ‎①首先分析物质得失电子的情况。‎ ‎②然后再考虑电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应。‎ ‎③对于较为复杂的电极反应，可以利用“总反应式－较简单一极的电极反应式＝较复杂一极的电极反应式”的方法解决。‎ ‎(2)“充电”时阴极、阳极的判断 ‎①首先应搞明白原电池放电时的正、负极。‎ ‎②再根据电池充电时阳极接正极、阴极接负极的原理进行分析。‎ ‎③电极反应式：放电时的负极与充电时的阴极、放电时的正极与充电时的阳极分别互逆。‎ ‎(3)新型电池充、放电时，电解质溶液中离子移动方向的判断 ‎①首先应分清电池是放电还是充电。‎ ‎②再判断出正、负极或阴、阳极。‎ 放电：阳离子―→正极，阴离子―→负极；‎ 充电：阳离子―→阴极，阴离子―→阳极；‎ 总之：阳离子―→发生还原反应的电极；‎ 阴离子―→发生氧化反应的电极。‎ ‎(2016·福建宁德期末)正、负极都是碳材料的双碳性电池，电池充、放电反应为2nC＋LiACnA＋LiCn，充电时Li＋、A－分别吸附在两极上形成LiCn和CnA(如图所示)，下列说法正确的是(　　)‎ A．a是电池的负极 B．放电时，A－向b极移动 C．放电时，负极的电极反应是nC－e－＋A－===CnA D．充电时，电解质溶液中的离子浓度保持不变 解析：　充电时A－吸附在a电极，则充电时a为阳极，所以放电时a是电池的正极，故A错误；放电时阴离子向负极移动，所以A－向b极移动，故B正确；放电时，负极发生LiCn失电子的反应，故C错误；充电时Li＋、A－分别吸附在两极上形成LiCn和CnA，所以离子浓度减小，故D错误。‎ 答案：　B ‎[即时巩固]‎ ‎1．(2016·河南郑州检测)某可充电电池的原理如下图所示，已知a、b为惰性电极，溶液呈酸性。充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色。下列叙述正确的是(　　)‎ 注：V2＋为紫色，V3＋为绿色，VO黄色，VO2＋为蓝色 A．充电时，b极接直流电源正极，a极接直流电源负极 B．充电过程中，a极的电极反应式为VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O C．放电时，H＋从左槽迁移进右槽 D．放电过程中，左槽溶液颜色由黄色变为蓝色 解析：　A项，根据题意知，该装置充电时为电解池，右槽溶液颜色由绿色变为紫色，电极反应式为V3＋＋e－===V2＋，发生还原反应，b电极为电解池的阴极，与直流电源的负极相连，错误；B项，a电极为电解池的阳极，发生氧化反应，电极反应式为VO2＋＋H2O－e－===VO＋2H＋，错误；C项，放电时为原电池，a电极为正极，b电极为负极，溶液中阳离子向正极移动，H＋从右槽迁移进左槽，错误；D项，放电时为原电池，a电极为正极，发生还原反应，电极反应式为VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O，左槽溶液颜色由黄色变为蓝色，正确。 ‎ 答案：　D 二、多个电化学装置串联的综合应用 ‎(一)有外接电源型(电源标志——)‎ 此类题型中，整个体系均属于电解，各装置均相当于是电解池，电极种类由与电源连接的方式决定。‎ ‎(2016·山东菏泽期末)甲、乙两个相同的电解槽，按如图所示连接，a、b、c、d均为铂电极，通电后发现a极板处有气体放出，c极板质量增加，则以下说法中正确的是 (　　)‎ A．甲槽中溶液是H2SO4，乙槽中溶液是NaOH B．甲槽中溶液是NaOH，乙槽中溶液是AgNO3‎ C．甲槽中溶液是AgNO3，乙槽中溶液是CuSO4‎ D．甲槽中溶液是CuSO4，乙槽中溶液是H2SO4‎ 解析：　该装置为电解池装置，a极、c极为阴极，b、d极为阳极。A项，甲槽溶液是H2SO4，则a极上氢离子放电生成氢气，乙槽是氢氧化钠溶液，则c极上氢离子放电生成氢气，c极板的质量不会增加，错误；B项，甲槽中溶液是NaOH，则a极上氢离子放电生成氢气，乙槽中溶液是AgNO3，c极上银离子放电生成单质银，c极板质量增加，正确；C项，甲槽中溶液是AgNO3，a极上银离子放电生成单质银，a极板质量增加，错误；D项，甲槽中溶液是CuSO4，a极上铜离子放电生成单质铜，a极板质量增加，乙槽中溶液是H2SO4，则c极上氢离子放电生成氢气，错误。‎ 答案：　B ‎[即时巩固]‎ ‎2．乙是根据图甲工作时，某个量(纵坐标x)随时间变化的函数图象(各电解池都用石墨作电极，不考虑电解过程中溶液浓度变化对电极反应的影响)，则量x表示(　　)‎ A．各电解池析出气体的体积 B．各电解池阳极质量的增加量 C．各电解池阴极质量的增加量 D．各电极上放电的离子总数 答案：　C ‎(二)无外加电源型 此类题型中，其中有一个装置是原电池，其余的均相当于电解池。‎ 判断装置中哪个是原电池有如下几种方法：‎ ‎(1)直接判断 非常直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池等装置在电路中，则剩余装置为电解池。‎ ‎(2)根据电池中的电极材料和电解质溶液判断 原电池一般是两种材料不同的电极；而电解池则一般都是两个惰性电极。原电池中的电极材料和电解质溶液能发生自发氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。‎ ‎(3)根据电极反应现象判断 在某些装置中根据电极反应或反应现象可判断电极，并由此判断电池类型，如图所示，若C极溶解，D极上析出Cu，B极附近溶液变红，A极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电池，D是正极，C是负极；甲是电解池，A是阳极，B是阴极。B、D极发生还原反应，A、C极发生氧化反应。‎ ‎(2016·湖北武汉部分学校联考)在下列装置中，MSO4和NSO4是两种常见金属的易溶盐。当K闭合时，SO从右到左通过交换膜移向M极。下列分析正确的是(　　)‎ A．溶液中c(M2＋)减小 B．N的电极反应式：N－2e－===N2＋‎ C．X电极上有H2产生，发生还原反应 D．反应过程中Y电极周围生成白色胶状沉淀 解析：　左侧装置为原电池，当K闭合时，阴离子向负极移动，由于SO从右向左通过交换膜移向M极，说明M极为负极，负极反应式为M－2e－===M2＋，故溶液中c(M2＋)增大，A错误；N电极为正极，发生还原反应，电极反应式为N2＋＋2e－===N，B错误；右侧装置为电解池，X电极为阴极，阴极发生还原反应，溶液中的H＋放电，即2H＋＋2e－‎ ‎===H2↑，C正确；Y电极为电解池的阳极，阳极发生氧化反应，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，D错误。‎ 答案：　C ‎[即时巩固]‎ ‎3．如图所示，将两烧杯中的电极用导线相连，四个电极分别为Mg、Al、Pt、C。当闭合开关S后，以下表述正确的是(　　)‎ A．电流表指针不发生偏转 B．Al、Pt两极有H2产生 C．甲池pH减小，乙池pH不变 D．Mg、C两极生成的气体在一定条件下可以恰好完全反应 答案：　D 三、应对电化学定量计算的三种方法 ‎1．计算依据 原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是电子转移的守恒，分析时要注意两点：‎ ‎(1)串联电路中各支路电流相等；‎ ‎(2)并联电路中总电流等于各支路电流之和。‎ ‎2．三种常用方法 提示：　在电化学计算中，还常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C来计算电路中通过的电量。‎ ‎500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)＝0.6 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是(　　)‎ A．原混合溶液中c(K＋)为0.2 mol·L－1‎ B．上述电解过程中共转移0.2 mol电子 C．电解得到的Cu的物质的量为0.05 mol D．电解后溶液中c(H＋)为0.2 mol·L－1‎ 解析：　石墨作电极电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反应式为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极先后发生两个反应：Cu2＋＋2e－===Cu,2H＋＋2e－===H2↑。从收集到O2为2.24 L这个事实可推知上述电解过程中共转移0.4 mol电子，而在生成2.24 L H2的过程中转移0.2 mol电子，所以Cu2＋共得到0.4 mol－0.2 mol＝0.2 mol电子，电解前Cu2＋的物质的量和电解得到的Cu的物质的量都为0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系：c(K＋)＋2c(Cu2＋)＝c(NO)，c(K＋)＋c(H＋)＝c(NO)，不难算出：电解前c(K＋)＝0.2 mol·L－1，电解后c(H＋)＝0.4 mol·L－1。‎ 答案：　A ‎[即时巩固]‎ ‎4．新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为__________________________、‎ ‎________________________________________________________________________；‎ ‎(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是 ________，电解氯化钠溶液的总反应方程式为 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ ‎(3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为 ‎________________________________________________________________________‎ ‎(法拉第常数F＝9.65×104 C·mol－1，列式计算)，最多能产生的氯气体积为 ________L(标准状况)。‎ 解析：　(1)总反应式为：CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O，正极反应式为2O2＋4H2O＋8e－===8OH－，则负极反应式由总反应式减正极反应式得到；(2)由图可看出一二两池为串联的电源，其中甲烷是还原剂，所在电极为负极，因而与之相连的b电极为阴极，产生的气体为氢气；(3)1 mol甲烷氧化失去电子8 mol，电量为8×96 500 ‎ C，因题中虽有两个燃料电池，但电子的传递只能用一个池的甲烷量计算，1 L为1/22.4 mol，可求电量；甲烷失电子是Cl－失电子数的8倍，则得到氢气为4 L(CH4～8Cl－～4Cl2)。‎ 答案：　(1)2O2＋4H2O＋8e－===8OH－‎ CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O ‎(2)H2　2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑‎ ‎(3)×8×9.65×104 C·mol－1＝3.45×104 C　4 ‎ 计算时常用的4e－关系 ‎1．Li－Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：‎ ‎2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe 有关该电池的下列说法中，正确的是(　　)‎ A．Li－Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为＋1价 B．该电池的电池反应式为：2Li＋FeS===Li2S＋Fe C．负极的电极反应式为：Al－3e－===Al3＋‎ D．充电时，阴极发生的电极反应式为：Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS 解析：　A中Li－Al在电池中作为负极材料，但该材料中的Li是单质，化合价为0；该电池的负极反应为2Li－2e－===2Li＋，电池反应为2Li＋FeS===Li2S＋Fe，故B正确，C不正确；充电时，阴极得电子发生的电极反应式为Li2S＋Fe2＋＋2e－===2Li＋FeS。‎ 答案：　B ‎2．(2016·宁夏银川期末)大功率的镍氢电池使用在油电混合动力车辆中。镍氢电池NiMH电池正极板材料为NiOOH，负极板材料为吸氢合金，下列关于该电池的说法中正确的是 (　　)‎ A．放电时电池内部H＋向负极移动 B．充电时，将电池的负极与外接电源的正极相连 C．充电时阳极反应为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O D．放电时负极的电极反应式为MHn－ne－===M＋nH＋‎ 解析：　原电池放电时，阳离子向正极移动，A错误；充电时，将电池的负极与外接电源的负极相连，B错误；充电时阳极失电子，发生氧化反应，阳极反应为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O，C正确；放电时负极发生氧化反应，电极反应为MHn＋nOH－－ne－===Mn＋＋nH2O，D错误。‎ 答案：　C ‎3．(2016·云南昆明质检)利用碳纳米管能够吸附氢气，设计一种新型二次电池，其装置如图所示。关于该电池的叙述不正确的是 (　　)‎ A．电池放电时K＋移向正极 B．电池放电时负极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O C．电池充电时镍电极NiOOH转化为Ni(OH)2‎ D．电池充电时碳纳米管电极与电源的负极相连 解析：　原电池放电时，阳离子移向正极，A正确；电池放电时，负极失电子发生氧化反应，该负极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O，B正确；电池充电时，为电解装置，镍电极为阳极，发生氧化反应，Ni(OH)2失电子转化为NiOOH，C错误；电池充电时，碳纳米管电极(负极)与电源的负极相连，D正确。‎ 答案：　C ‎4．(2016·吉林长春六校联考)锂电池的构造如图所示，电池内部“→”表示放电时Li＋的迁移方向，电池总反应可表示为Li1－xCoO2＋LixC6LiCoO2＋6C。下列说法错误的是(　　)‎ A．该电池的负极为LiCoO2‎ B．电池中的固体电解质可以是熔融的氯化钠、干冰等 C．充电时的阴极反应式：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2‎ D．外电路上的“→”表示放电时的电子流向 解析：　放电时阳离子移向正极，根据锂离子的移动方向，可确定电极(C)是正极，LiCoO2是负极，A正确；干冰是固体CO2，是非电解质，不导电，B错误；电池充电时，阴极上的物质得电子发生还原反应，结合电池总反应可知，C正确；在外电路中，电子由负极移向正极，即外电路上的“→”表示放电时的电子流动方向，D正确。‎ 答案：　B ‎5．(2016·河北衡水中学调研)在如图所示的装置中，甲、乙两烧杯中都盛有相同体积的0.1 mol·L－1的硫酸溶液，下列有关实验的叙述中错误的是(　　)‎ A．电流计G的指针不动 B．通过电流计G的电子流动方向是由下向上 C．甲、乙两装置都不是电解槽 D．甲装置中铜极上有气泡产生，乙装置中c(H＋)会减小 解析：　该装置相当于两电源并联，电路中有电流产生，电流计G的指针发生偏转，A错误；该装置中的电子由负极经导线流向正极，即通过电流计G的电子流动方向是由下向上，B正确；两个装置都是原电池装置，C正确；两个装置相同，铜为正极，发生还原反应，即2H＋＋2e－===H2↑，氢离子浓度减小，D正确。‎ 答案：　A ‎6．(2016·江西五校联考)甲、乙两个电解池均以Pt为电极且互相串联。甲池盛有AgNO3溶液，乙池盛有一定量的某盐溶液，通电一段时间后，测得甲池阴极质量增加2.16 g，乙池电极析出0.24 g金属，则乙池中的溶质可能是 (　　)‎ A．CuSO4　　　　　　 B．MgSO4‎ C．Al(NO3)3 D．Na2SO4‎ 解析：　乙池电极析出0.24 g金属，说明溶液中的金属阳离子获得电子变为金属单质析出，由于各选项中的金属阳离子的得电子能力：Cu2＋>H＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋，故各溶液中只有CuSO4中能析出金属单质，即A符合题意。‎ 答案：　A ‎7．两个惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解。‎ 当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解过程中阴极没有H2放出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略不计)，电极上析出银的质量最大为 (　　)‎ A．27 mg　　　　　　　　　　 B．54 mg ‎ C．106 mg D．216 mg 解析：　首先结合离子放电顺序，弄清楚两极的反应：阳极4OH－－4e－===O2↑＋2H2O；阴极4Ag＋＋4e－===4Ag，电解的总反应式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3。由电解的总反应式可知，电解过程中生成的n(Ag)＝n(HNO3)＝n(H＋)＝(10－3 mol·L－1－10－6 mol·L－1)×0.5 L≈5×10－4 mol，m(Ag)＝5×10－4 mol×108 g·mol－1＝0.054 g＝54 mg。‎ 答案：　B ‎8．甲装置中是物质的量之比为1∶2的CuSO4和NaCl的混合溶液，电解过程中溶液的pH随时间t变化的示意图如乙所示(不考虑电解产物与水的反应)。试分析下列叙述中正确的是(　　)‎ A．该混合溶液中的SO导致A点溶液的pH小于B点 B．AB段与BC段在阴极上发生的反应是相同的，即：Cu2＋＋2e－===Cu C．BC段的阴极产物和阳极产物的体积之比为2∶1‎ D．在整个电解的过程中会出现少量淡蓝色的Cu(OH)2沉淀 解析：　由题意，没有电解前，溶液中的铜离子水解，溶液显酸性，开始时电解CuCl2即AB段，当CuCl2电解完后，溶液是硫酸钠溶液，显中性，这时再电解就是电解水，即BC段，AB段的阴极生成铜，BC段的阴极生成氢气；BC段在电解水，阴极产物氢气和阳极产物氧气的体积之比为2∶1；在整个电解的过程中不会出现淡蓝色的Cu(OH)2沉淀，A、B、D错误，选C。‎ 答案：　C ‎9．(2016·河北石家庄一模)某小组用如图装置进行实验，下列说法正确的是(　　)‎ A．闭合K，外电路电流方向为Fe电极→石墨电极 B．盐桥中的电解质可以用KCl C．闭合K，石墨电极上只生成铜 D．导线中流过0.15 mol e－时，加入5.55 g Cu2(OH)2CO3，CuSO4溶液可恢复原组成 解析：　由图示可知，Fe为原电池的负极，Ag为原电池的正极，Pt为电解池的阳极，石墨为电解池的阴极。闭合K，外电路电流方向为Ag电极(正极)→Pt(阳极)，石墨电极→Fe电极(负极)，A错误；若盐桥中的电解质是KCl，则KCl中的Cl－能与AgNO3溶液中的Ag＋结合生成AgCl沉淀，故盐桥中的电解质不能用KCl，B错误；闭合K，石墨电极为阴极，溶液中的Cu2＋首先放电生成Cu，当Cu2＋放电完毕后，溶液中的H＋放电生成H2，C错误；在阴极：Cu2＋＋2e－===Cu,2H＋＋2e－===H2↑，n(Cu2＋)＝0.05 L×1 mol·L－1＝0.05 mol，由于n(e－)＝2n(Cu2＋)＋2n(H2)，n(H2)＝×(0.15 mol－2×0.05 mol)＝0.025 mol，在阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，n(O2)＝n(e－)＝×0.15 mol＝0.037 5 mol，故溶液中减少的n(Cu2＋)＝0.05 mol，n(H)＝0.05 mol，n(O)＝0.075 mol，而5.55 g Cu2(OH)2CO3(物质的量为0.025 mol)与电解液中的H2SO4反应恰好能使溶液中增加0.05 mol Cu2＋、0.05 mol H和0.075 mol O，D正确。‎ 答案：　D ‎10．(2016·东北三省三校联考)碱性硼化钒(VB2)空气电池工作时的反应为4VB2＋11O2===4B2O3＋2V2O5。用该电池作电源，选用惰性电极电解硫酸铜溶液，实验装置如图所示。当外电路中通过0.04 mol电子时，B装置内共收集到0.448 L气体(标准状况)，则下列说法正确的是 (　　)‎ A．VB2电极发生的电极反应为2VB2＋11H2O－22e－===V2O5＋2B2O3＋22H＋‎ B．外电路中电子由c电极流向VB2电极 C．电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，然后有气泡产生 D．若B装置内的液体体积为200 mL，则CuSO4溶液的物质的量浓度为0.05 mol·L－1‎ 解析：　由于该原电池中的电解质溶液为KOH溶液，VB2电极反应中不会有H＋生成，A错误；外电路中的电子由VB2电极(负极)流向c电极(阴极)，B错误；原电池中，VB2电极为负极，a电极为正极，电解池中，b电极为阳极，阳极是OH－放电，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，C错误；在电解池的阴极(c电极)，Cu2＋首先放电，Cu2＋‎ 放电完毕后，H＋接着放电，Cu2＋＋2e－===Cu,2H＋＋2e－===H2↑，根据电子守恒，n(e－)＝2n(Cu2＋)＋2n(H2)＝4n(O2)＝0.04 mol，根据题意知，n(H2)＋n(O2)＝＝0.02 mol，解得：n(Cu2＋)＝0.01 mol，c(CuSO4)＝＝0.05 mol·L－1，D正确。‎ 答案：　D ‎11．用惰性电极按下图中装置完成实验，其中A、B两烧杯分别盛放200 g 10%的NaOH溶液和足量CuSO4溶液。通电一段时间后，c极上有Cu析出，又测得A烧杯溶液中NaOH的质量分数为10.23%。试回答下列问题：‎ ‎(1)电源的P极为________极。‎ ‎(2)b极产生气体的体积为________L(标准状况)。‎ ‎(3)c极上析出沉淀的质量为 ________g。‎ ‎(4)d极上所发生的电极反应为 ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：　m(NaOH)＝200 g×10%＝20 g。电解后溶液的质量为195.5 g。被电解的水的质量为200 g－195.5 g＝4.5 g，其物质的量为0.25 mol。由此可知，b极产生的O2为0.125 mol，其在标准状况下的体积为2.8 L。根据电子得失守恒得：0.125 mol×4＝n(Cu)×2，解得n(Cu)＝0.25 mol，则m(Cu)＝16 g。‎ 答案：　(1)负　(2)2.8　(3)16‎ ‎(4)2H2O－4e－===O2↑＋4H＋‎ ‎12．铁、铜及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：‎ ‎(1)黄铁矿(FeS2，其中S为－1价)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为3FeS2＋8O26SO2＋Fe3O4，氧化产物为________，若有3 mol FeS2参加反应，转移电子的物质的量为________。‎ ‎(2)①钢铁的电化学腐蚀简单示意图如下，‎ 将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请在右图虚线框内作出修改，并用箭头标出电子流动方向。‎ ‎②写出修改前的钢铁吸氧腐蚀时石墨电极的电极反应式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)高铁酸钾(K2FeO4)可作净水剂，也可用于制造高铁电池。高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，该电池放电时正极反应式为 ‎________________________________________________________________________。‎ 用该电池电解100 mL 1 mol·L－1的AgNO3溶液，当电路中通过0.1 mol电子时，被电解溶液的pH为________(溶液体积变化忽略不计)。‎ 解析：　(1)标化合价32＋8262＋34，化合价升高的元素为Fe、S，所以氧化产物为SO2、Fe3O4，若有3 mol FeS2参加反应，则有8 mol O2参加反应，化合价降低4×8 mol＝32 mol。(2)碳是惰性电极，所以只能形成电解池才能防止铁腐蚀。(3)正极是得电子的，FeO得电子，铁的化合价由＋6降到＋3，FeO＋3e－===Fe(OH)3，由电池反应式可知电解质溶液为碱性溶液，用OH－配平电荷：FeO＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－，最后用水配平得：FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－；根据阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，所以参加反应的n(OH－)＝0.1 mol，生成n(H＋)＝0.1 mol，c(H＋)＝1 mol·L－1，pH＝0。‎ 答案：　(1)SO2、Fe3O4　32 mol ‎(2)①如图所示 ‎②O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ ‎(3)FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－　0‎ ‎13．(2016·陕西咸阳期末)充电宝基本都由聚合物锂电池作为储电单元，它本身就是一个聚合物锂电池的储电装置，通过IC芯片进行电压的调控，再通过连接电源线充电或储电后将贮存的电量释放出来。‎ 已知：①甲品牌充电宝属于锂钒氧化物凝胶电池，其电池总反应为V2O5＋xLiLixV2O5。‎ ‎②乙品牌充电宝工作原理如图所示，该电池的总反应式为Li1－xMnO2＋LixC6LiMnO2＋C6(LixC6表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料)。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)甲品牌充电宝放电时，正极的电极反应式为 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)图中K与N相接时，负极的电极反应式为 ‎ ‎________________________________________________________________________，‎ Li＋由________区迁移到________区。(填写“A”或“B”)‎ ‎(3)图中K与M相接时，阳极的电极反应式为 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)若用乙品牌充电宝给手机充电，该手机电池容量为3 200 mA，2小时能将电池充满，则理论上消耗金属Li的质量为________g。(已知：1 C电量约为1.0×10－5 mol电子的电量)‎ 解析：　(1)甲品牌充电宝放电时，Li在负极失去电子生成Li＋：xLi－xe－===xLi＋，用电池总反应减去负极反应式即可得到电池正极的电极反应式：V2O5＋xe－＋xLi＋===LixV2O5。(2)K与N相接时，充电宝给平板电脑充电，充电宝为原电池，A为电池正极，B为电池负极，LixC6在负极失去电子生成Li＋和C6，其电极反应式为LixC6－xe－===C6＋xLi＋。Li＋由B区迁移到A区。(3)K与M相接时，电源给充电宝充电，此时A为阳极，LiMnO2失去电子生成Li＋，其电极反应式为LiMnO2－xe－===Li1－xMnO2＋xLi＋。(4)给手机电池充电时，通过的电量Q＝I·t＝3 200×10－3 A×2×60×60 s≈2.3×104 C，根据1 C电量约为1.0×10－5 mol电子的电量可得，转移电子的物质的量＝2.3×104 C×1.0×10－5 mol·C－1＝0.23 mol,1 mol Li失去1 mol电子，所以理论上需要Li的质量＝0.23 mol×7 g·mol－1＝1.61 g。‎ 答案：　(1)V2O5＋xe－＋xLi＋===LixV2O5‎ ‎(2)LixC6－xe－===C6＋xLi＋　B　A ‎(3)LiMnO2－xe－===Li1－xMnO2＋xLi＋‎ ‎(4)1.61‎