【专题5、原电池与电解池】.doc

【专题五、原电池与电解池】一、知识要点归纳1.三池（原电池、电解池、电镀池）比较原电池电解池（精铜，粗铜含Zn、Fe、Ag）电镀池(电镀锌）定义利用氧化还原反应将化学能转变为电能的装置使电流通过电解质溶液而在阴阳两极发生氧化还原反应应用电解原理通过电流在金属表面镀上其他金属装置图形成条件由两种活动性不同的金属(或金属与非金属)做电极两极必须浸入电解质溶液中两极需形成闭合回路外接直流电源粗铜接电源正极，精铜接电源负极用易溶于水铜盐作电解液外接直流电源镀件与电源负极相连，镀层金属与电源正极相连用含镀层金属离子的电解质溶液做电镀液电极名称一般情况下负极：活泼金属，氧化反应，正极：不活泼金属（或非金属等）还原反应阳极：与电源正极相连，发生氧化反应阴极：与电源负极相连，发生还原反应（同电解）阳极：镀层金属，阴极：镀件电极反应负极：Zn-2e-=Zn2+正极：2H+2e+=H2总反应：Zn+2H+=Zn2+H2阳极：Zn-2e-=Zn2+ Fe-2e-=Fe2+ Cu-2e-=Cu2+，银沉积于阳极底部称为阳极泥。阴极：Cu2+2e-=Cu阳极：Zn-2e-=Zn2+阴极：Zn2+2e-=Zn正极负极电源正极阳极阴极电源负极2.几种常见新型原电池化 学 反 应锌锰电池负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极（碳棒）：2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O总反应：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2+Mn2O3+2NH3+H2铅蓄电池负极： Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极： PbO2+4H+2e-+SO42-=PbSO4+2H2O总反应： Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O锌银电池 Zn|KOH|Ag2O负极： Zn + 2OH- - 2e-= ZnO + H2O正极： Ag2O + H2O+2e- = 2Ag + 2OH-总反应：Zn + Ag2O + H2O = 2Ag + Zn(OH)2锂电池新型电池负极： Li e-=Li+正极： MnO2+2e-=MnO2-总反应： Li+ MnO2=LiMnO2氢氧燃料电池电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液：负极： 2H2 4e- + 4OH-= 4H2O正极： O2+ 4e- + 2H2O = 4OH-电解质溶液为酸性溶液：负极： 2H2 4e-= 4H+正极： O2+ 4e- + 4H+ = 2H2O甲烷燃料电池电解质溶液为氢氧化钾溶液：负极： CH4 + 10OH- -8e- = CO32- + 7H2O正极：2O2 + 8e- + 4H2O = 8OH-总反应：CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O3.金属腐蚀及防护化学腐蚀电化腐蚀定义金属跟接触到的非电解质直接发生化学反应而引起的一种腐蚀）不纯金属（或合金），接触到电解质溶液所发生的原电池反应，较活泼金属原子失去电子而被氧化引起的腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀条件直接接触水膜酸性或为中性不膜酸性较强本质金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀现象无电流产生有微弱电流产生反应式2Fe+3Cl2=2FeCl3负极：2Fe-2e-=2Fe2+正极2H2O+O2+4e-=4OH-负极：2Fe-2e-=2Fe2+正极：2H+2e-=H2金属的防护法制成合金，如不锈钢。在金属表面覆盖保护层，如涂上防锈漆、电镀等。电化学保护法，防止轮船船体被海水腐蚀，在船底贴锌板缓蚀剂法，如将金属进行表面钝化处理。4.化学平衡与其它各类平衡的关系内容与化学平衡之间的联系弱电解质的电离电离平衡实质上是一种化学平衡，可以用化学平衡移动原理对弱电解质的电离平衡作定性的、或定量的分析。根据电离度大小可比较弱电解质相对强弱，根据相应盐的水解程度也可比较弱电解质的相对强弱。水的电离水是一种很弱的电解质，加酸、加碱会抑制水的电离，升高温度会促进水的电离。盐类水解盐类水解（如F- + H2O HF + OH-）实质上可看成是两个电离平衡移动的综合结果：水的电离平衡向正方向移动（H2OH+OH-），另一种弱电解质的电离平衡向逆方向移动（HF F-+H+）。也可以看成是中和反应的逆反应，升高温度会促进水解。中和滴定水的电离程度很小， H+OH-=H2O的反应程度很大，所以可以利用这个反应进行中和滴定，测定酸碱溶液浓度。原电池反应和电解反应原电池反应和电解反应实质是氧化还原反应，其特点是一个氧化还原反应分成了两个电极反应（却氧化反应、还原反应分别在不同的电极上发生反应）。一些原电池的电极反应（如钢铁的吸氧腐蚀正极的电极反应O2+2H2O+4e = 4OH-）涉及到水的电离平衡移动造成pH变化。电解硫酸、氢氧化钠、氯化钠等溶液过程中，在阴极或阳极附近由于电极反应而使水的电离平衡发生移动造成pH变化。5.原电池、电解池、电镀池判断规律若无外电源，可能是原电池，然后依据原电池的形成条件判定，主要思路是三“看” 先看电极：两种活泼性不同的金属(或其中一种非金属导体)作电极 再看溶液：用导线连接的两电极与 电解质溶液接触并形成闭合回路。 后看回路：在电解质溶液中能自发地发生氧化还原反应。 注意：通常两种不同金属在电解溶液中构成原电池时,较活泼的金属作负极,但也不是绝对的,严格地说,应以发生的电极反应来定.例如，Mg-Al合金放入稀盐酸中,Mg比Al易失去电子,Mg作负极;将Mg-Al合金放入烧碱溶液中，由于发生电极反应的是 Al,故Al作负极。6.金属腐蚀快慢的判断：a.电解原理引起腐蚀原电池原理化学腐蚀有防腐蚀措施腐蚀b.同一种金属的腐蚀：强电解质弱电解质非电解质7.燃料电池中，正极通入的O2得电子被还原，成为O2，O24e=2O2O2被H2O分子俘获变为OH：H2OO2=2OH将正、负两极电极反应式叠加，可得电池总反应。根据电池总反应可判定电解质溶液pH的变化。燃料电池的负极反应，一般较难写出，而正极反应和电池总反应却较易写出。用电池总反应减去正极反应可得负极反应，这是写负极反应式的一种巧妙方法。负极上，H2、H2S、CO、CH4失电子，分别生成H、H和SO2、CO2、H和CO2，产物中O原子由H2O提供。正极上，O2得电子变为O2，O2与H结合生成H2O。如果有水生成，溶液的浓度和pH都会发生变化。8.书写两极反应式。（1）铜、锌、稀硫酸（2）铜、铁在潮湿的空气中的腐蚀（3）锌、铁放在食盐水中（4）氢、氧燃烧电池（电池的产物负极为H2O，正极则有大量的氢氧根生成）（5）甲烷燃烧电池（电池负极甲烷燃烧失去电子，在碱性条件下（1）负极：Zn-2e=Zn2+正极：2H+2e=2H=H2（2）负极：2Fe-4e=2Fe2+正极：O2+4e+2H2O=4OH-（3）负极：2Zn-4e=2Zn2+正极：O2+4e+2H2O=4OH-（4）负极：2H2+4OH-4e=4H2O正极：O2+4e+2H2O=4OH-总反应：2H2+O2=2H2O正极：2O2+8e+4H2O=8OH-9电解原理及其应用直流电通过电解质溶液时使阴阳两极发生氧化还原反应的过程。电解是一个电能转化为化学能的过程。从参加反应的物质来分电解反应可分成五类：（1）H2O型：实质是电解水。如电解硝酸钠、氢氧化钠、硫酸等溶液。（2）溶质型：溶质所电离出来的离子发生氧化还原，如电解氯化铜、溴化氢等溶液。（3）硫酸铜溶液型：电解产物是金属、氧气与酸。如电解硫酸铜溶液生成单质铜、氧气和硫酸，电解硝酸银溶液时生成单质银、氧气和硝酸。（4）氯化钠溶液型：电解产物是非金属单质、氢气与碱。如电解氯化钠溶液时生成氯气、氢气和氢氧化钠，电解溴化钾溶液时生成溴单质、氢气和氢氧化钾。（5）电镀型：镀层金属作阳极，阳极反应是：M- ne-=Mn+，镀件作阴极，阴极反应是：Mn+ne-=M。（电解精炼与电镀，实质上是相同的）10.分析电解应用的主要方法思路阳极：(1)若阳极是由活性材料（除C、Pt、Au等以外的其它金属）做成，阳极反应是阳极金属失电子而被氧化成阳离子； (2)若阳极是由C、Pt、Au等惰性材料做成，阳极反应则是电解液中阴离子在阳极失去电子被氧化。阴极：阴极反应一般是溶液中的阳离子得电子的还原反应，必须注意的是，电镀时通过控制条件，Fe2+和Zn2+得电子的能力强于H+。11.原电池、电解(镀)池电极名称的确定(一)确定原电池电极名称的方法 方法一：根据电极材料的性质确定。 1.对于金属金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极； 2.对于金属非金属电极，金属是负极，非金属是正极，如干电池等； 3.对于金属化合物电极，金属是负极，化合物是正极。 方法二：根据电极反应的本身确定。 失电子的反应氧化反应负极；得电子的反应还原反应正极。 (二)确定电解(镀)池电极名称的方法 方法一：与外电源正极连接的一极是阳极、与负极连接的一极是阴极。 方法二：电极上发生氧化反应的是阳极，发生还原反应的是阴极。 方法三：阴离子移向的一极是阳极，阳离子移向的一极是阴极。四、分析电极反应及其产物 原电池：负极：M-n e-=Mn+ 正极：（1）、酸性溶液中 2 H+ +2 e-=H2 （2）、不活泼金属盐溶液 Mn+n e- =M （3）、中性、弱酸性、碱性条件下 2 H2O +O2+4 e-=4 OH- 电解(镀)池：阳极：若阳极是由活性材料(除C、Pt、Au等以外的其它金属)做成，阳极反应是阳极金属失去电子而被氧化成阳离子； 若阳极是由C、Pt、Au等惰性材料做成，阳极反应则是电解液中阴离子在阳极失去电子被氧化。阴离子失去电子能力大小顺序为：I-Br- Cl- OH- 含氧酸根F-。阴极：阴极反应一般是溶液中的阳离子得电子的还原反应，阳离子得电子能力大小顺序为：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+。必须注意的是，电镀时通过控制条件，Fe2+和Zn2+得电子的能力强于H+。 12.常见氧化剂、还原剂的反应产物（1）常见氧化剂及其还原产物如下：活泼非金属高价氧化物高价盐高价酸过氧化物F2 FO2O2-Cl2ClBr2BrI2 IMnO2 Mn2+MnO4Mn2+；Cr2O72-Cr3+ClO3Cl 或Cl2；Ag+ Ag Fe3+ Fe2+Cu2+ CuH2SO4（浓）SO2HNO3 NO2、NO Na2O2 H2O2 H2O（2）常见还原剂及其氧化产物如下：活泼金属单质某些非金属单质低价氧化物低价酸低价盐Na Na+Al Al3+Zn Zn2+Fe Fe2+H2 H+C CO2 Si SiO2CO CO2 SO2SO3，SO42-HCl Cl2H2S SH2SO3 H2SO4Fe2+ Fe3+S2 SSO32-SO42典型题析例1熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混和气为正极助燃气，制得在650下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式：负极反应式：2CO+2CO32-4e 4CO2正极反应式： 总电池反应式： 解析本题属于那种源于教材又高于教材的题型，从通常原电池的电解质溶液，一下过渡到熔融盐，不少人无法适应，当年高考失分也很严重。其实，我们只要从最基本的一点燃料电池分析，其总电池反应式应为：2CO+O2=2CO2，然后逆向思考正极反应式应为总反应式减去负极反应式，就可得出结果： O2+2CO2+4e=2CO32-。例2普通干电池中装有二氧化锰和其它物质，二氧化锰的作用是 （ ）A. 和正极作用把碳变成CO2B. 把正极附近生成的H2氧化成水C. 电池中发生化学反应的催化剂D. 和负极作用，将锌变成锌离子Zn2+解析锌锰干电池的负极材料是锌，故负极反应是Zn2e=Zn2+。正极导电材料是石墨棒。两极间为MnO2、NH4Cl、ZnCl2的糊状物。正极NH4+发生还原反应生成NH3和（H），继而被MnO2氧化为水，使碳极附近不致产生H2气泡而使电极极化，故MnO2也可称为正极的去极剂，使正极附近生成的H2氧化为水。正极反应：2MnO2+2NH4+2e=Mn2O3+2NH3+H2O电池总反应为：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O本题答案为B。例3 （2004年湖北高考理综试题）将0.lmol醋酸溶液加水稀释，下列说法正确的是（ ）A溶液中c(H+)和c(OH-)都减小 B溶液中c(H+)增大C醋酸电离平衡向左移动 D溶液的pH增大解析答案为D。主要考查电离平衡知识。弱酸的电离可联系到溶液的pH、物质的量浓度、水的电离平衡等基础知识，要用到化学平衡移动原理。要注意酸溶液稀释时，溶液的c(OH-)增大，同样碱溶液稀释时溶液中的c(H+)增大。例4（2004年北京高考理综试题）已知0.1molL-1的二元酸H2A溶液的pH=4.0，则下列说法中正确的是（ ）A在Na2A、NaHA两溶液中，离子种类不相同B在溶质物质的量相等的Na2A、NaHA两溶液中，阴离子总数相等C在NaHA溶液中一定有：c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-)D在Na2A溶液中一定有：c(Na+)c(A2-)c(H+) c(OH-)解析答案选C。主要考查电离平衡、盐类水解等理论知识。弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡都会反映到溶液中各种离子浓度的关系之中，从分析离子关系角度考查电离平衡和盐类水解平衡理论知识，可以较好地区分学生对相关理论内容的理解水平。根据题给条件可判断，H2A的第一级电离就较弱，属于弱酸。所以在Na2A、NaHA溶液中由于水解和电离，两溶液中所含离子种类数肯定相同。在Na2A溶液中，由于A2-水解，阴离子总数增加，在NaHA溶液中由于HA-水解阴离子总数要减小，所以两溶液中阴离子总数前者多。任何溶液中，阳离子所带正电荷总数跟阴离子所带负电荷总数必定相等。所以，在Na2A溶液中H+浓度小于OH-离子浓度。例5剪长约6cm、宽2cm的铜片、铝片各一片，分别用接线柱平行地固定在一块塑料板上（间隔2cm）。将铜片与铝片分别和电流表的“+”、“”端相连接，电流表指针调到中间位置。取两个50mL的小烧杯，在一个烧杯中注入约40mL的浓硝酸，在另一只烧杯中注入40mL0.5mol/L的硫酸溶液。试回答下列问题：（1）两电极同时插入稀硫酸中，电流表指针偏向 （填“铝”或“铜”）极，铝片上电极反应式为 ；（2）两电极同时插入浓硝酸时，电流表指针偏向 （填“铝”或“铜”）极，此时铝是 （填“正”或“负”）极，铝片上电极反应式为 。解析电极的确定依赖于具体的电极反应，在这个问题上，学生易受思维定势的影响，以为金属越活泼，便一定是负极，殊不知，在浓硝酸中，Al表面产生了钝化，发生反应的是Cu。因此，当Al、Cu同时插入稀硫酸时，电流表指针偏向Al。（电流方向从正极到负极）。电极反应式为：Al-3e=Al3+。而当Al、Cu同时插入浓硝酸时，电流表指针偏向Cu，Al作正极，且电极反应式为：NO3-+4H+3e=NO+2H2O。 考题预测与专题训练10.100 molL-1的Na2S的溶液中，下列关系不正确的是（ ）Ac(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1 Bc(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)Cc(OH-)=c(H+)+ c(HS-)+2c(H2S) Dc(Na+)+c(H+)=c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)2在某未知溶液中再溶入CH3COONa晶体，测得Na与CH3COO几乎相等，则原溶液可能是（ ）AHCl溶液 BNaOH溶液 CKCl溶液 DKOH溶液3已知同温同浓度时H2CO3比H2S电离度大，H2S比HCO3电离度大，则下列反应不正确的是（ ）（A）Na2CO3H2SNaHCO3NaHS （B）Na2SH2OCO2NaHSNaHCO3（C）2NaHCO3H2SNa2S2H2O2CO2 （D）2NaHSH2OCO2Na2CO32H2S4将0.03molCl2缓缓通入含0.02molH2SO3和 0.02molHBr的混和溶液中，在此过程中，溶液中的H与Cl2用量的关系示意图是（溶液的体积不变）（ ） A B C D5下列操作中，能使电离平衡H2OHOH，向右移动且溶液呈酸性的是（ ）（A）向水中加入NaHSO4溶液 （B）向水中加入Al2(SO4)3溶液（C）向水中加入Na2CO3溶液 （D）将水加热到100，使pH66要使水的电离平衡向右移动，且使pH7，可采取的措施是（ ）A 加少量NaOH B 加少量NH4Cl C 加少量盐酸 D 加热7在室温下，0.1mol/L 100ml的醋酸溶液中，欲使其溶液的pH减小，但又要使醋酸电离度减少，应采取（ ）A 加入少量CH3COONa固体 B 通入少量氯化氢气体C 提高温度 D 加入少量纯醋酸8下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是（ ）Aa电极是负极Bb电极的电极反应为：4OH- 4e-=2H2O+O2C氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置9电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两电极板，通过导线与直流电源相连。回答以下问题：（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则电解池中X极上的电极反应式为 。在X极附近观察到的现象是 。Y电极的电极反应式为 ,检验该电极反应产物的方法是 。（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则X的电极材料是 ，电极反应式为 。Y电极的材料是 ,电极反应式为 。（说明：杂质发生的电极反应不必写出）10某种胃药片的制酸剂为碳酸钙，其中所含的制酸剂质量的测定如下：需配制0.1 molL-1 的盐酸和0.1molL-1 的氢氧化钠溶液；每次取一粒（药片质量均相同）0.2g的此胃药片，磨碎后加入20.00mL蒸馏水；以酚酞为指示剂，用0.1molL-1 的氢氧化钠溶液滴定，需用去VmL达滴定终点；加入25.00mL0.1molL-1 的盐酸溶液。（1）写出实验过程的步骤（写编号顺序）_。（2）下图所示的仪器中配制0.1molL-1 盐酸溶液和0.1molL-1 氢氧化钠溶液肯定不需要的仪器是（填序号）_，配制上述溶液还需要的玻璃仪器是（填仪器名称）_。（3）配制上述溶液应选用的容量瓶的规格是（填字母）_。（A）50mL、50mL （B）100mL、100mL （C）100mL、150mL （D）250mL、250mL （4）写出有关的化学方程式_。（5）胃药中含碳酸钙的质量是_。11将0.05mol/L的盐酸溶液和未知浓度的NaOH溶液以12的体积比混和，所得溶液的pH12，用上述NaOH溶液滴定pH3的某一元弱酸溶液20mL，达到终点时消耗NaOH溶液12.5mL，试求：（1）NaOH溶液的物质的量的浓度 ；（2）此一元弱酸的物质的量的浓度 ；12右图为20mL未知浓度的盐酸用一标准浓度NaOH溶液滴定时的滴定曲线。则两种溶液的物质的量浓度分别是：HCl ，NaOH 。参考答案1D。2D。3CD。4A。5B。6BD。76B。8B。9（1）2H+2e-=H2 放出气体，溶液变红。2Cl-2e-=Cl2 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。（2）纯铜 Cu2+2e-=Cu 粗铜 Cu-2e-=Cu2+10（1）这一问主要是为了考查学生对中和滴定实验过程的理解和掌握情况而设问的。为了保证所得滴定结果的准确度，同一样品溶液要重复滴定2次以上。所以操作步骤应为：（或）。但有好多学生没有想到要重复滴定一次，回答成。（2）第（2）问的回答也是要从中和滴定实验操作过程去联想回忆。答案为：A、C；玻璃棒、烧杯。（3）要滴定2次以上，所以样品溶液的总体积应超过75mL，应选B。（4）CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O HCl+NaOH=NaCl+H2O（5）11（1）0.04mol/L （2）0.025mol/L （3）4.0%121mol/L 0.5mol/L【典型例题】例1：判断下列装置，哪些能形成原电池且检流计G指针发生偏转？解析：A装置能发生氧化还原反应：Fe+2FeCl3=3FeCl2，符合形成原电池的条件，检流计G指针会发生偏转。B装置能形成原电池，但两极在溶液中接触，形成了短路，检流计G指针不发生偏转。C装置两电极材料完全相同，不能形成原电池。D装置能发生氧化还原反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，符合形成原电池的条件，检流计G指针发生偏转。E装置盛放的液体是乙醇，属于非电解质，不能形成原电池。答案：AD例2：在右图所示的实验装置中，E为一张用淀粉、碘化钾和酚酞混合溶液润湿的滤纸，C，D为夹在滤纸两端的铂夹，X，Y分别为直流电源的两极。在A，B中充满KOH溶液后倒立于盛有KOH溶液的水槽中，再分别插入铂电极。切断电源开关S1，闭合开关S2，通直流电一段时间后，请回答下列问题：(1)标出电源的正、负极：X为_极，Y为_极。(2)在滤纸的C端附近，观察到的现象是_ _，在滤纸的D端附近，观察到的现象是_ _。(3)写出电极反应式：A中_ _；B中_ _；C中_ _；D中_ _。(4)若电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极。此时切断开关S2，闭合开关S1，则电流计的指针是否发生偏转（填“偏转”或“不偏转”）_ _。(5)若电流计指针偏转，写出有关的电极反应式（若指针“不偏转”，此题不必回答）：A中_ _；B中_ _。若电流计指针不偏转，请说明理由（若指针“偏转”，此题不必回答）_ _。解析：该试题在知识网络交汇点设计的试题，强调了学科的内在联系和知识的综合，这有利于发挥高考对促进素质教育的导向功能。本题就是在电化学知识网络交汇点电解池与原电池的结合与互换上命题，符合高考命题思路，体现了考试说明的要求。所以在高三化学总复习的过程，更应注重学科内的知识的内在联系，构建知识网络，培养学生学科能力。答案：(1)电解KOH溶液实际就是电解水，所得产物为H2和O2，因为A试管中气体体积是B试管的2倍，所以A中为H2，B中为O2，即A为阴极，B为阳极，所以X为正极，Y为负极。(2)C与电源正极相连，为阳极：2I2e-I2，故试纸变蓝。 D与电源负极相连，为阴极：2H+2e-H2，故试纸变红。(3)A中：4H+4e-2H2；B中：4OH4e-2H2OO2C中：4I4e-2I2；D中：4H+4e-2H2(4)如果切断S2，闭合S1，则可由A中的H2，B中的O2与KOH溶液形成H2，O2燃料电池，把化学能变为电能，故指针偏转。(5)A极：2H2+4OH4e-4H2O B极：2H2O+O2+4e-4OH【能力强化】1（02年广东）在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是A.原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应B.原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C.原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D.原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应2(03年上海）右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是A.a为负极、b为正极 B.a为阳极、b为阴极C.电解过程中，d电极质量增加 D.电解过程中，氯离子浓度不变3(03年江苏）用惰性电极实现电解，下列说法正确的是A.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH减小C.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2D.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:14.(03年春季理综）家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是A. 4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3 B. 2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2C. 2H2O+O2+4e-OH D. Fe3e-Fe35.燃料电池能使燃料（氢气、煤气、天然气、烃等）和氧气（或空气）发生化学反应，使化学能转变为电能。燃料电池体积小、质量轻、功率大，是正在研究的新型电池之一。例如用乙烷为燃料，氧气为氧化剂，电极用多孔镍板，电解质溶液为30% KOH溶液，组成一种燃料电池。 有关上述燃料电池的叙述正确的是 A.通入乙烷的电极为负极 B.通入氧气的电极为负极 C.溶液里K移向正极 D.溶液的pH不断变大表示上述燃料电池中反应的电极反应方程式或离子反应方程式正确的是A.通C2H6的电极的电极反应式：18OHC2H614e2CO3212H2OB.通O2的电极的电极反应式：O22H2O4e2OHC.电池的总反应式：C2H614e3.5O22CO23H2OD.电池的总反应式：2C2H67O28OH4CO3210H2O6.某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比3:1。用石墨做电极电解该混合溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段。下列说法不正确的是A.阴极自始至终只析出H2 B.阳极先析出Cl2，后析出O2C.电解最后阶段为电解水 D.溶液的pH不断增大，最后为77.固体氧化物燃料电池是由美国西屋（Westinghouse）公司研制开发的。它以固体氧化锆 一 氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O2-）在其间通过。该电池的工作原理如上图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是A有O2放电的a极为电池的负极B有H2放电的b极为电池的正极Ca极对应的电极反应为O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-D该电池的总反应方程式为 2H2 + O2 2H2O8. 与大多数金属不同，铝与水的反应非常微弱，当有氢氧化钠溶液存在时，铝与水就能完全反应。 写出铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：_,其中水的作用是_ ，若反应过程中有 3 mol 电子发生了转移，则有_mol的水参加了反应。(2) 将铝丝浸入硫酸铜溶液时，开始置换出的铜附在铝表面，紧接着铜只在已生成的铜的表面析出，而裸露的铝表面被不断的溶解，而形成了蓬松的“铜树”，造成这种现象的电化学原因是：负极_, 正极_。(3) 若向30.0 mL硫酸铜溶液中加入过量铝粉，充分反应后，再向其中加入2.00mol/L烧碱溶液至沉淀不再减少，消耗烧碱溶液210mL，且收集到气体0.672 L (标准状况)，则加入铝粉的质量为_g。【热身冲刺】9.长时间电解氢氧化钠溶液，下列叙述中，错误的是A.阴极上得到氢气，阳极上得到氧气B.氢氧化钠的质量不变C.氢氧化钠溶液的pH不变D.阴、阳两极上收集的气体，其体积比是2110.滴有酚酞和氯化钠试液的湿润滤纸分别做甲、乙两个实验，能发现附近变成红色的电极是 甲 乙A. ac B. bd C. ad D. bc11. 在电解是将电能转化为化学能；电解是将化学能转变成电能；电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化；不能自发进行的氧化还原反应可通过电解的原理实现；任何物质被电解时，必导致氧化还原反应发生；这五种说法中正确的是A. B. C. D.12.已知蓄电池在放电时起原电池的作用，充电时起电解他的作用。铅蓄电池在放电和充电时发生的化学反应可用下式表示：PbPbO22H2SO42PbSO42H2O据此判断下列叙述中正确的是A.放电时铅蓄电池负极的电极反应为：PbO24HSO42十2e-PbSO42H2OB.充电时铅蓄电池阴极的电极反应为；PbSO42e-Pb2SO42C.用铅蓄电池来电解CuSO4溶液，要生成1.6克Cu，电池内部要消耗0.05摩H2SO4D.铅蓄电池充电时，若要使3.03千克PbSO4转变为Pb和PbO2，需通过20摩电子13.在如图的装置中，甲、乙两烧杯中都盛有相同体积的0.1摩/升的硫酸溶液，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上向下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E.乙装置中，H会减小14. 熔融碳酸盐燃料电池（MCFS），发明于1889年，上世纪的3060年代在荷兰得到广泛的发展，而且建成了寿命超过40000小时的电池，可应用于中心电站。现有一个碳酸盐燃料电池，以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质，操作温度为650，在此温度下以镍为催化剂，以煤气（CO、H2）直接作燃料，其工作原理如图所示。请回答下列问题：（1）B极为_极，发生_（填“氧化”或“还原”）反应，该极发生的电极反应为_；（2）电池总反应为_。15.用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液250mL，经过一段时间后两极均得到11.2L（标准状况下）气体，则原混合液的氯离子的浓度应在_mol/L范围，铜离子浓度应在_mol/L范围。16.设计一套装置，同时完成以下两个反应：2H2+O2=2H2O；2H2O=2H2+O2，要求在实验装置中注明所用物质的名称。17.称取三份锌粉，分别盛于甲、乙、丙三支试管中，按下列要求另加物质后，塞上导管塞子，定时间测定生成H2的体积。甲加入50mL、pH3的盐酸，乙加入50mL、 pH3的醋酸，丙加入50mL、pH3的醋酸及少量胆矾粉末。若反应终了，生成的H2一样多，且无剩余的锌。请用“”、“”、“”回答：（1）开始时反应速率的大小为 ；（2）三支试管中参加反应的锌的质量为 ；（3）反应终了，所需的时间为 ；（4）在反应过程中，乙、丙速率不同的理由是 。18.用惰性电极电解100毫升AlCl3和KCl的混和溶液，电解的过程中，可观察到除气体放出外的其它现象是 。电解十分钟时停止电解，向所得溶液中加入1摩/升的硫酸，当加至50毫升时才开始出现沉淀。假设电解过程中溶液体积变化忽略不计，原氯化铝溶液的物质量浓度为a摩/升，则原KCl溶液的物质量浓度为 摩/升。19.20时食盐的溶解度为36g。取一定量20的饱和食盐水用情性电极进行电解，当阳极析出气体11.2 L（标准状况）时，食盐完全电解，所得溶液密度为1.23g/mL。试计算：（1）电解时，所取饱和食盐水的质量；（2）电解后溶液中NaOH的物质的量浓度；（3）要使溶液恢复原状态，需要加入多少克什么物质？（该题计算结果要求保留3位有效数字）20. 锌锰干电池是普遍使用的化学电源，其中含有MnO2，NH4Cl、ZnCl2等的糊状物。以锌筒为负极材料，石墨为正极材料。一节干电池电动势和内电阻分别为=1.5V，r =0.25，它对外供电时效率=75%。干电池的工作原理是： Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O (1)试写出干电池放电时的正、负电极反应式： 正极：_ 负极：_。干电池用久了就会变软，其原因是_。 (2)正极反应中，前后经历了下列两个反应： 2NH4+2e=2NH3+H2，2MnO2+H2=Mn2O3+H2O如果正极反应没有MnO2的参与，干电池将难于持续稳定工作。试说明理由：_。(3)在通电10min的时间内参加反应的MnO2，质量约为多少?外电阻消耗的电能是多少?(4)许多国家对废旧电池进行回收，从保护环境和节约能源角度解释为什么要回收废旧电池。1.BC 2.C 3.D 4.D 5. AC AD 6.D 7.D8. (1)2Al+2OH+2H2O=2AlO2-+3H2 氧化剂 3(2)负极：Al-3e-= Al3+ 正极：Cu2+2e-=Cu(3)3.24g9.C 10.B 11.A 12.BC 13.AB14. （1）正 还原 （2）15.(0，4） (0，2）16. 要完成反应，需进行电解，实验装置中应有一个电解池。电源从何而来？有两个思路：一是用外接电源；二是将反应设计成燃料电池，为反应供电。显然，应将反应设计成燃料电池。燃料电池多为碱性的，可用氢氧化钠配制电解质溶液。电解水时，为增加溶液的导电性，又不影响水的电离，需加入氢氧化钠（或硫酸或硫酸钠）。17. （1）甲乙丙 （2）甲乙丙 （3）甲乙丙 （4）在丙中Cu2被Zn置换出来后，ZnCu醋酸形成了原电池，使反应速率加快，反应时间缩短18.先出现白色沉淀，后白色沉淀溶解 a119.（1）221g （2）6.67mol/L （3）通入36.5g HCl气体20. (1)2MnO2+2NH4+ +2e=Mn2O3+2NH3+H2O Zn2e=Zn2+ 有水产生，锌筒变薄 (2)正极反应中间产物H2附着于石墨，增加电池内阻。(3)0.813g 1.011O3J (4)可以回收到大量的金属材料和化工原料。废旧电池中有害于生态环境的物质在自然条件下极难被降解；废旧锌-锰干电池含有高浓度的氯化铵溶液，埋在土壤中会使土壤酸化，种子脱水死亡。21.1.Zn2eZn2 2H2eH2 Zn2HZn2H2 2.Pb2 eSO42PbSO4 PbO22 e4HSO42PbSO42H2O PbO2Pb2H2SO42PbSO42H2O 3.2H24 e4OH4H2O O24 e2H2O4OH 2H2O22H2O 4.4Al12 e12OH4Al(OH)3 3O212 e6H2O12OH 4Al3O26H2O4Al(OH)3 5.2Zn4e4OH2Zn(OH)2 O24e2H2O4OH 2ZnO22H2O2Zn(OH)2 四、例题精选例1.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成几个原电池。若a、b 相连时a为负极；c、d相连时电流由d到c；a、c相连时c极上产生大量气泡；b、d相连时b上 有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱为( )A.abcdB.acdbC.cabdD.bdca例2：蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是：A放电时，Fe是负极，NiO2是正极B蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶液中C充电时，阴极上的电极反应为：D放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动例3 把锌片和铁片放在有稀食盐水的酚酞溶液的表面皿中，如图所示经过一段时间后，最行观察到变红的区域是A和 B和 C和 D和例4甲、乙两个电解池均以Pt为电极，且互相串联，甲池盛由AgNO3溶液，乙池中盛由一定量的某盐溶液，通电一段时间后，测得甲池电极质量增加2.16g，乙池电极上析出0.24g金属，则乙池中的溶质可能是（ ）A：CuSO4 B：MgSO4 C：Al（NO3）3 D：Na2SO4例5：右图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336mL（标准状态）气体。回答：（1）直流电源中，M为极。（2）Pt电极上生成的物质是 ，其质量为g。（3）电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为：2。（4）AgNO3溶液的浓度（填增大、减小或不变。下同），AgNO3溶液的pH，H2SO4溶液的浓度，H2SO4溶液的pH。（5）若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2SO4溶液为g。 五、能力训练1.银锌电池广泛用做各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O，在此电池放电时，负极上发生反应的物质是( )A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.Zn2.埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下，被腐蚀速率最慢的是()A.在含铁较多的酸性土壤中 B.在潮湿疏松透气的土壤中C.在干燥致密不透气土壤中 D.含碳粒较多，潮湿透气中性土壤3.用铂电极电解CuSO4溶液，当Cu2+降至原来的一半时停止通电，则加入下面物质能使溶液恢复成原来浓度的是( )A.无水CuSO4B.CuO C.Cu(OH)2D.CuSO45H2O4.电解CuSO4溶液时，若要求达到以下三点要求：阳极质量减少；阴极质量增加；溶液中Cu2+不变。可选用的电极是( )A.纯铜作阳极，含Zn、Ag的铜合金作阴极 B.含Zn、Ag的铜合金作阳极，纯铜作阴极C.用纯铁作阳极，用纯铜作阴极 D.用石墨作阳极，用惰性电极(Pt)作阴极5.氢镍电池是近年开发出来可充电电池，它可以取化会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是。根据此反应判断下列叙述正确的是A电池放电时，镍元素