全章-电化学反应原理[学案+习题]

1、 专题专题 电化学原理及其应用电化学原理及其应用 知识要点串讲知识要点串讲 要点一要点一 原电池原理及其应用原电池原理及其应用 1原电池的工作原理 2原电池的判定 先分析有无外接电源：有外接电源者为电解池，无外接电源者可能为原电池；然后依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看” 。 先看电极：两极为导体且活泼性不同；再看溶液：两极插入电解质溶液中；三看回路：形成闭合回路或两极接触。 3原电池正极和负极的确定 由两极的相对活泼性确定：在原电池中，相对活泼性较强的金属为原电池的负极，相对活泼性较差的金属或导电的非金属作原电池的正极。 由电极现象确定：通常情况下，在原电池中某一电极若不断溶解或

2、质量不断减少，该电极发生氧化反应，此为原电池的负极；若原电池中某一电极上有气体生成、电极的质量不断增加或电极质量不变，该电极发生还原反应，此为原电池的正极。 4原电池的设计方法 以氧化还原反应为基础，确定原电池的正负极、电解质溶液及电极反应。如： 原 理 负 极 正 极 电解质溶液 电极反应 Cu c（Fe3+） FeCl3 负极：Cu2e=Cu2+ 正极：2Fe3+2e=2Fe2+ Zn Ag2O KOH 负极：Zn+2OH2e= ZnO+H2O 正极：Ag2O+H2O+2e= 2Ag+2OH Pb PbO2 H2SO4 负极：Pb+SO242e= PbSO4 正极：PbO2+4H+SO24

3、+2e= PbSO4+2H2O Pt （H2） Pt（O2） KOH 负极：2H2+4OH4e= 4H2O 正极：O2+2H2O+4e=4OH 要点要点二二 金属腐蚀与防护金属腐蚀与防护 金属的腐蚀：金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。 1化学腐蚀与电化腐蚀 化学腐蚀 电化腐蚀 条件 金属跟非金属单质直接接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触 现象 无电流产生 有微弱电流产生 本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化 联系 两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍 2析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以 Fe 为例） 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强（

4、pH4.3 水膜酸性很弱或中性 电 极反应 负极 Fe-2e=Fe2+ 正极 2H+2e=H2 O2+2H2O+4e=4OH 总反应式 Fe+2H+=Fe2+H2 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 3金属防护的几种重要方法 改变金属内部的组成结构，将金属制成合金，增强抗腐蚀能力。 在金属表面覆盖保护保护层，使金属和周围物质隔离开来。 电化学保护法：利用电化学反应使金属钝化而受到保护，或者利用原电池反应将需要保护的金属作 为电池的正极而受到保护。 4金属腐蚀速率大小 : 电解池阳极原电池负极化学腐蚀原电池正极电解池阴极 要点要点三三 电解原理电解原理 1电解电极产物的判断：要判断电极反应

5、的产物，必须掌握离子的放电顺序。 判断电极反应的一般规律是：(1)在阳极上 活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。 用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：溶液中阴离子的放电顺序是 (2)在阴极上：无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离 子在阴极上放电顺序是： 2用惰性电极进行溶液中的电解时各种变化情况简析 类 型 电极反应特点 实 例 电解对象 电解质浓度 pH 电解质溶液复原 电解水型 阴 ： 2H+2e=H2 阳：4OH4e=2H2O+O2 NaOH 水 增大 增大 水 H2SO4 水 增大 减小 水 N

6、a2SO4 水 增大 不变 水 分解电解质型 电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电 HCl 电解质 减小 增大 氯化氢 CuCl2 电解质 减小 氯化铜 放 H2生碱型 阴极：H2O 放 H2生碱 阳极：电解质阴离子放电 NaCl 电解质和水 生成新电解质 增大 氢化氢 放 O2生酸型 阴极：电解质阳离子放电 阳极：H2O 放 O2生酸 CuSO4 电解质和水 生成新电解质 减小 氧化铜 3电解时溶液 pH 值的变化规律 电解质溶液在电解过程中，有时溶液 pH 值会发生变化。判断电解质溶液的 pH 值变化，有时可以从电解产物上去看。 若电解时阴极上产生 H2，阳极上无 O2产生，电解后溶液 p

7、H 值增大； 若阴极上无 H2，阳极上产生 O2，则电解后溶液 pH 值减小； 若阴极上有 H2，阳极上有 O2，且 V(H2)=2V(O2)，则有三种情况：a 如果原溶液为中性溶液，则电解后 pH 值不变；b 如果原溶液是酸溶液，则 pH 值变小；c 如果原溶液为碱溶液，则 pH 值变大； 若阴极上无 H2，阳极上无 O2产生，电解后溶液的 pH 可能也会发生变化。如电解 CuCl2溶液（CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性） ，一旦 CuCl2全部电解完，pH 值会变大，成中性溶液。 要点要点四四 电解原理在工业生产中的应用电解原理在工业生产中的应用 1电解精炼反应原理(电解精炼铜) 阳极

8、(粗铜)：Cu-2e=Cu2+，阴极(纯铜)：Cu2+2e=Cu 阳极上铜溶解的速率与阴极上铜沉积的速率相等，所以溶液中 CuSO4的浓度基本保持不变。 2镀铜反应原理 阳极(纯铜)：Cu-2e=Cu2+，阴极(镀件)：Cu2+2e=Cu 溶液中的 Cu2+浓度保持不变。 3氯碱工业反应原理 阳极：2Cl-2e=Cl2，阴极：2H+2e=H2 2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2 4离子交换膜法制烧碱： 电极：阳极用金属钛网制成 阴极由碳钢网制成； 阳离子交换膜把电解槽分成阴极室和阳极室。 流程： 精制食盐水： 加入稍过量的 NaOH 溶液。加入稍过量 BaCl2溶液（其中、顺序可以交

9、换。 ） 加入稍过量的 Na2CO3溶液。过滤（除去 Mg(OH)2、Fe(OH)3、BaSO4、CaCO3、BaCO3及 泥沙等） ； 在滤液中加适量盐酸（除去过量的 CO32，调节溶液的 pH） ； 通过阳离子交换树脂（除去残留的微量 Ca2+、Mg2+等离子） 。 要点要点五五 原电池、电解池、电镀池的比较原电池、电解池、电镀池的比较 原电池 电解池 电镀池 定义 将化学能转变成电能的装置 将电能转变成化学能的装置 应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。一种特殊的电解池 装 置 举 例 形 成 活动性不同的两电极(连接) 两电极接直流电源 两电极插人电解质溶镀层金属接电源正极

10、，待镀金属接电源负极 条 件 电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应) 形成闭合回路 液 形成闭合回路 电镀液必须含有镀层金属的离子 电 极 名 称 负极：较活泼金属； 正极： 较不活泼金属(或能导电的非金属等) 阳极：电源正极相连的电极 阴极：电源负极相连的电极 阳极：镀层金属； 阴极：镀件 电 极 反 应 负极（氧化反应） ：金属原子失电子； 正极（还原反应） ：溶液中的阳离子得电子 阳极（氧化反应） ：溶液中的阴离子失电子，或金属电极本身失电子； 阴极（还原反应） ：溶液中的阳离子得电子 阳极（氧化反应） ：金属电极失电子； 阴极（还原反应） ：电镀液中阳离子得电子 电 子 流 向 负

11、极正极 电源负极阴极 电源正极阳极 电源负极阴极 电源正极阳极 热点题型探究热点题型探究 题型一题型一 原电池原理原电池原理 【典例【典例 1】有关右图装置的叙述不正确的是( )。 A这是一个原电池装置 B该装置中 Pt 为正极，电极反应为：O2 2H2O 4e4OH C该装置中 Fe 为阴极，电极反应为：Fe2e 2OHFe(OH)2 D溶液中会出现红褐色的沉淀。 解析：解析：铁和铂两种活动性不同的金属，放在电解质溶液 NaOH 溶液中，组成原电池，A 正确；通入 O2，发生类似于吸氧腐蚀的变化。Fe 作负极，电极反应为：Fe2e 2OHFe(OH)2，Pt 为正极，电极反应为：O2 2H2

12、O 4e4OH， 所以 B 正确 C 不正确； Fe(OH)2会和空气中的 O2继续反应生成 Fe(OH)3： 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3，出现白色沉淀变为灰绿色最终变成红褐色的现象，所以 D 正确。 答案：答案：C 技巧点拨：技巧点拨：解这类题目的常见方法：一是判断原电池形成的条件(具有活动性不同的两种电极材料(金属和金属或金属和非金属)、与电解质溶液接触、有导线相连组成闭合回路，或具备将化学能转化成电能的条件)；二是正确书写原电池电极反应方程式 (1)负氧正还，(2)要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添加 H+、OH、H2O，以遵循电荷守恒和质量

13、守恒，(3)要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。 【典例【典例 2】)实验是化学的最高法庭。以镁条、铝片为电极，以稀 NaOH 溶液为电解质溶液构成的原电池，人们普 遍认为铝是负极。某研究性学习小组为探究该原电池究竟谁是负极，发生怎样的电极反应，进行了如下实验： 如图，剪取约 8cm的镁条及大小相近的铝片，用砂纸去膜，使镁条与铝片分别与量程为 500A 的教学演示电表的、端相连接，迅速将两电极插入盛有 1mol/LNaOH 溶液的烧杯中。开始，电表指针向右偏移约 500A，铝片表面有许多气泡，很快电流逐渐减小至 0；随后，指针向左偏移，且电流逐渐增大至约 400A，此时，铝片表面气泡有

14、所减少，但镁条表面只有极少量的气泡产生。根据以上实验现象，回答下列问题： (1)开始阶段，原电池的正极是_（填“Mg”或“Al” ）片；铝片表面产生的气泡是_；负极发生的反应是 。 (2)随后阶段，铝片发生的电极反应式是_；镁条表面只有极少量的气泡产生，其原因是：2H2O+2e-=H2+2OH-（极少） ，试判断此电极发生的主要反应是_；铝片表面气泡有所减少，但未消失，产生这一现象的可能原因是 。 解析：解析：本题的关健是解读题目所给信息。(1)开始是铝片有很多气泡，说明H+在铝片上得电子，铝作正极，镁作负极结合电解质溶液可知发生反应Mg+2OH-2e-=Mg(OH)2，(2)由指针发生不同方

15、向偏转可知铝作负极，碱性溶液中发生反应Al+4OH-3e-=AlO2-+2H2O。 答案：答案： （1）Al H2 Mg+2OH-2e-=Mg(O H) 2 (2)Al+4OH-3e-=AlO2-+2H2O O2+2H2O+4e-=4OH- 铝片中含有杂质，构成原电池。 【变式训练】【变式训练】 1根据报道，摩托罗拉公司的一种以甲醇为原料，以 KOH 为电解质的用于手机可充电的高效燃料电池，充一次电可持续使用一个月。 (1)关于该电池的叙述错误的是（ ） 放电时，正极反应为：4H+O2+4e=2H2O； 放电时，负极反应式为：CH3OH6e+8OH=CO32+6H2O； 充电时，原电池的负极与

16、电源的正极连接 充电时，阴极反应为：4OH4e=2H2O+O2 (2)若以熔融的碳酸钾为电解质，阳极充入二氧化碳和氧气的混合气体，试写出该燃料电池的电极反应式，负极： 正极： 。 2将 Mg 条、Al 条平行插入一定浓度的 NaOH 溶液中，用导线、电器连接成原电池， 此电池工作时，下列叙述中正确的是 ( ) AMg 比 Al 活泼，Mg 失去电子被氧化成 Mg2+ B负极反应式为：Al3e+4OHAlO2+2H2O C该电池的内外电路中，电流均是由电子定向移动形成的 DAl 是电池正极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出 题型题型二二 金属腐蚀及其防护金属腐蚀及其防护(原电池原理的应用原电

17、池原理的应用) 【典例【典例 3】为了探究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用不同金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置内，并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是 ( ) A实验结束时，装置左侧的液面一定会下降 B实验结束时，装置一定比装置左侧液面低 C实验结束时，装置中的铁钉腐蚀最严重 D实验结束时，装置中的铁钉几乎没被腐蚀 解析：解析：这是一道原电池原理应用于金属腐蚀的选择题，主要考查的是如何分析铁钉所处的环境，对铁钉的腐蚀起到促进还是保护作用，同时考查了盐酸具有挥发性，浓硫酸具有吸水性等知识点。装置中铁钉处于盐酸的蒸气中，被侵蚀而

18、释放出 H2，使左侧液面下降右铡液面上升；装置中铁钉同样处于盐酸的蒸气中，所不同的是悬挂铁氧体的金属丝由铁丝换成了铜丝，由于 Fe 比 Cu 活泼，在这种氛围中构成的原电池会加速铁钉的被侵蚀而放出更多的 H2，使左铡液面下降更多，右铡液面上升得更多；装置中虽然悬挂铁钉 的还是铜 丝，但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被侵蚀。 答案：答案：B 方法探究：方法探究：金属发生何种腐蚀要根据环境条件来确定，在此题中若能将装置、 逐一进行对比，找出所处环境的异同，便不难作出正确选择。然而在实际解题中很难做到仔细地审题、全面地看问题、综合地分析问题。使们

19、们在解题中常处于幼稚状态，因而要提高解题能力，首先要提高审题能力和分析能力。 【变式训练】【变式训练】 3下列事实不能用电化学理论解释的是 ( ) A轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块 B铝片不用特殊方法保护 C纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后速率加快 D镀锌铁比镀锡铁耐用 题型题型三三 电解原理及其应用电解原理及其应用 【典例【典例 4】在盛有稀碳酸钠溶液的烧杯中，插入惰性电极，电解一段时间后，溶液中无晶体析出，则下列说法错误的是( ) A溶液的浓度增大 B溶液的 pH 增大 C溶液中钠离子与碳酸根离子的比变大 D溶液的质量分数不变。 解析解析：电解碳酸钠溶液，实际是电解水，因此，

20、溶液的浓度变大，质量分数增大，碱性增强，碳酸根离子的水解程度减小，所以钠离子与碳酸根离子的比变小， 所以 C 错。 答案：答案：C 易错反思易错反思：本题考察的是电解过程中，电解质溶液的变化情况，在运用时，要分析好两极的放电离子，掌握好电解的类型：如电解水型（强酸、强碱 、活泼金属的含氧酸盐） 、电解电解质型（无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐） 、电解水和电解质型（活泼金属的无氧酸盐、不活泼金属的含氧酸盐， ）才能分析好电解质溶液的 PH 变化情况及电解质溶液的复原等问题。但在进行解答时，应看清溶液的饱和与不饱和问题，如上题中如果碳酸钠溶液是饱和的，则电解后，溶液还是饱和的，溶液的性质是不变的。

21、【典例【典例 5 5】电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，装有电解液 a；X、Y 是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题： A-+XYa (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_。 电极上的电极反应式为_，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 电极的材料是_，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） 解析：解析：

22、与电源正极相连的电极为阳极，发生氧化反应。与电源负极相连的电极为阴极，发生还原反应；分析题意，X 作阴极，溶液中的 H+在 X 极放电，产生 H2，电极反应为 2H+2e=H2，由于 H+减少，破坏水的电离平衡，使 X极附近存在大量 OH使滴有酚酞的溶液变红色。Y 作阳极，发生的反应为 2Cl2e=Cl2，利用湿润的 KI淀粉试纸变蓝色，可以检验 Cl2的存在。 (2)若用电解方法，精炼粗铜，即得到纯度更高的铜单质；电解质溶液中必须含有 Cu2+，发生 Cu2+2e=Cu，还原反应；要求电极材料，X 极为纯铜，Y 极材料为粗铜，电极反应式：Cu2e=Cu2+，氧化反应。 答案：答案：(1)2H

23、+2e=H2 放出气体，溶液变红。2Cl2e=Cl2 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y 电极附近观察试纸是否变蓝色。(2)纯铜 Cu2+2e=Cu 粗铜 Cu2e=Cu2+ 【变式训练】【变式训练】 4用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质（小括号内） ，溶液能与原来溶液完全一样的是（ ） ACuCl2（CuSO4） BNaOH（NaOH） CNaCl（HCl） DCuSO4（Cu（OH）2） 5下图是图石墨和铁作电极电解饱和食盐水的装置。请填空： X Y (1)X 的电极名称是_极，发生的电极反应式为_，Y 极的电极材料是_。检验 X 极的产物方法是_。 (2)某同学在实

24、验时误将两种电极材料接反，导致 X 极上未收到预期产物。一段时间后又将两极的连接方式纠正过来，发现 X 一端出现了白色沉淀，此沉淀是_（填化学式） 。其形成原因是_，该沉淀在空气中放置，现象是_。 (3)工业上电解饱和食盐水的方法之一，是将两个极室用离子交换膜隔开（如下图） ，其目的是_，阳极室（A 处）加入_，阴极室（B 处）加入_，离子交换膜只许_离子通过。 离子交换膜A B阳极阴极 题型题型四四 可充电电池可充电电池 【典例【典例 6】靠一组镍氢电池驱动，一台试运行的混合动力公交车两年内跑了 10 万公里。大功率镍氢动力电池及其管理模块，是国家十五863 计划电动汽车重大专项中一项重要课

25、题。我国镍氢电池居世界先进水平，我军潜艇将装备国产大功率镍氢动力电池。常见镍氢电池的某极是储氢合金 LaNi5H6 (LaNi5H6中各元素化合价均为零)，电池反应通常表示为 LaNi5H6 + 6NiO(OH) LaNi5 + 6Ni(OH)2 下列说法正确的是 A放电时储氢合金作正极 B充电时储氢合金作阳极 C充电时阳极周围 c(OH-)增大 D放电时负极反应：LaNi5H6 + 6OH- - 6e- = LaNi5 + 6H2O 解析：解析： 镍氢电池放电时作原电池， 发生反应： LaNi5H6 + 6NiO(OH) = LaNi5 + 6Ni(OH)2， 由负氧正还， 可知 NiO(O

26、H)发生还原反应，作正极，储氢合金作负极，得负极反应：LaNi5H6 + 6OH- - 6e- = LaNi5 + 6H2O，正极反应为 6NiO(OH) + 6H2O + 6e- = 6Ni(OH)2 + 6OH-。充电时，LaNi5为阴极，Ni(OH)2作阳极，由放电时反应，可得电极反应方程式，所以 D 正确。 答案：答案：D 方法探究方法探究：对于充电电池的考查特别注意原电池的负极是充电电池的阴极，正极是充电电池的阳极。电极反应可以相互转化。对于较复杂的电极反应式，我们可先写出总反应方程式和某一极的电极反应方程式，再用总反应减去该极反应即得另一极反应方程式，注意电子守恒。 【变式训练】【

27、变式训练】 6氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是 H2+2NiO(OH) 2Ni(OH)2 根据此反应式判断，下列叙述中正确的是 A.电池放电时，电池负极周围溶液的 OH=不断增大 B.电池放电时，镍元素被氧化 C.电池充电时，氢元素被还原 D.电池放电时，H2是负极 题型题型五五 电化学有关计算电化学有关计算 【典例【典例 7】用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中 加入 0.1mol Cu2 (OH)2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和 pH(不考虑二氧化碳的溶解)。 则电解过程中共转移的电子数为 A0.4mo

28、l B0.5mol C0.6mol D0.8mol 解析：解析：电解硫酸铜溶液的方程式为：2CuSO4 + 2H2O 电解 2Cu + O2 + 2H2SO4。要想使电解后的溶液恢复原状，我们可以加入 CuO、CuCO3(反应后生成 CO2脱离溶液)。现在加入 0.1mol Cu2 (OH)2CO3和 H2SO4反应后，相当于加入0.2 molCuO 和 0.1 molH2O，说明电解硫酸铜时，硫酸铜反应结束了还电解了水。由电子守恒可得共转移了 0.6 mol。 答案：答案：C 方法探究方法探究：有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价、溶液的 pH 和 物质的量浓

29、度等。解答此类题的方法有两种：一是根据电解方程式或电极反应式列出比例求解；二是利用各电极、线路中转移电子数目守恒规律等列等式求解。其中电子守恒较为简便。 【变式训练】【变式训练】 71L K2SO4、CuSO4的混合液中 C（SO42）= 2mol/L，用石墨作电极电解此溶液，通电一段时间后，两极均收集到（标况下）22.4L 气体，则原溶液中 K+浓度为（ ） A0.5mol/L B1mol/L C1.5mol/L D2mol/L 方法技巧点拨方法技巧点拨 1图像类问题的解法 (1)实物图问题 这一类问题是近几年综合测试中的重要考查形式，需加以重视。这一类问题的设题方式较多，且灵活多变，如实物

30、图接线柱的连接、电极情况分析、与化学实验相联系、化学计算等。解题时，要充分利用题给实物图，从实物图中获得解题信息(如密封装置中的空白部分表示气体、电源的正负极等)并提炼信息，从而正确解题。 (2)坐标图问题 对此类问题要注意三点：一是横坐标、纵坐标的含义，二是点的意义，三是曲线的变化或走势情况。弄清这三点，问题就迎刃而解。 2表格类问题 解答此类问题的基本思路是：抓住表格中数据的特征或变化规律等，以理念、规律、物质性质、反应原理等为依据，寻找解决问题的切入点。 3计算类问题 常见情况包括有：两极产物的定量计算(求析出固体的质量、产生气体的体积等)，溶液的 pH 值、相对原子质量和阿伏加德罗常数

31、测定的计算、某元素的化合价或确定物质的化学式、根据电量求产物的量或根据产物的量求电量等。解决此类问题的方法有四种：守恒法、总反应式法、关系式法、排除法。 高考冲刺演练高考冲刺演练 一、选择题(每小题只有一个答案符合题意，每小题 3 分，共 48 分) 1、据报道，氢燃料电池公交汽车已经驶上北京街头。下列说法正确的 （ ） A电解水制取氢气是理想而经济的制氢方法 B发展氢燃料电池汽车不需要安全高效的储氢技术 C氢燃料电池汽车的使用可以有效减少城市空气污染 D氢燃料电池把氢气和氧气燃烧放出的热能转化为电能 2、下图是某空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用 KOH 为电解液， 下列有关说

32、法中不正确的是 ( ) A该能量转化系统中的水也是可以循环的 B燃料电池系统产生的能量实际上来自于水 C水电解系统中的阳极反应：4OH4e2H2OO2 D燃料电池放电时的负极反应：H22e2OH2H2O 3、下列说法正确的是 ( ) A电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl 2e= Cl2 B氢氧燃料电池的负极反应式：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH C粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜 D钢铁发生电化腐蚀的正极反应式：Fe2e = Fe2+ 4、已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“+” ，另一个 接 线 柱 旁 标 有 “ ”

33、。 关 于 标 有 “ + ” 的 接 线 柱 ， 下 列 说 法 中 正 确 的 是 ( ) A充电时作阳极，放电时作正极 B充电时作阳极，放电时作负极 C充电时作阴极，放电时作负极 D充电时作阴极，放电时作正极 5、在理论上可用于设计原电池的化学反应是 ( ) A2Al(s)十 2NaOH(aq)+2H2O(1)2NaAlO2(ag)+3H2(g)； H 0 CCaC2(s)+2H2O(1)Ca(OH)2(s)+C2H2(g)； H 0 6、用惰性电极实现电解，下列说法正确的是 ( ) A电解氢氧化钠稀溶液，溶液浓度增大 pH 变小 B电解氯化钠溶液，溶液浓度减小 pH 不变 C电解硝酸银

34、溶液，要消耗 OH-溶液 pH 变小 D电解稀硫酸，实质是电解水，溶液 pH 不变 7、有人设计出利用 CH4和 O2的反应，用铂电极在 KOH 溶液中构成原电池。电池的总 反应类似于 CH4在 O2中燃烧，则下列说法正确的是 ( ) 每消耗 1molCH4可以向外电路提供 8mole- 负极上 CH4失去电子，电极反应式 CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O 负极上是 O2获得电子，电极反应式为 O2+2H2O+4e-=4OH- 电池放电后，溶液 pH 不断升高 A B C D 8、下列事实不能用电化学理论解释的是 A轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块 B铝片不用特殊方法保存 C

35、纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后速率加快 D镀锌的铁比镀锡的铁耐用 9、将氢气、甲烷、乙醇等物质在氧气中燃烧时的化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池。燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池能量利用率可高达 80%（一般柴油发电机只有 40%左右） ，产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是( ) A上述燃料电池的负极反应材料是氢气、甲烷、乙醇等物质 B氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供宇航员使用 C乙醇燃料电池的电解质常用 KOH，该电池的负极反应为 C2H5OH12e2CO23H2O D甲烷燃料电池的正极反应为 O22H2

36、O4e4OH 10、一种新燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导 O2-。下列对该燃料说法正确的是 A在熔融电解质中，O2由负极移向正极 B电池的总反应是：2C4H10 + 13O2 8CO2 + 10H2O C通入空气的一极是正极，电极反应为：O2 + 4e- = 2O2- D通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10 + 26e- + 13O2 = 4CO2 + 5H2O 11、如右图所示，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，然后小心地向烧杯中央滴入浓

37、 CuSO4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 12、以 Fe 为阳极，Pt 为阴极，对足量的 Na2SO4 溶液进行电解，一段时间后得到 4 mol Fe(OH)3沉淀，此间共消 耗水的物质的量为 ( ) A6mol B8mol C10mol D12mol 13、有甲、乙两位同学，他们

38、一起做了水果电池的实验，测得数据如下： 实 验次数 电极材料 水果品种 电极间 距/cm 电压 /mV 1 锌 铜 菠萝 3 900 2 锌 铜 苹果 3 650 3 锌 铜 柑 3 850 4 锌 铜 西红柿 3 750 5 锌 铝 菠萝 3 650 6 锌 铝 苹果 3 450 甲同学提出的问题，乙同学解释不正确的是 ( ) 甲同学 乙同学 A 实验 6 中的负极电极反应如何写？ 铝为负极：Al3eAl3 B 实验 1,5 电流方向为什么相反？ 1 中锌为负极，电流由铜经导线到锌，5 中铝为负极，铝失去电子，电流由锌经导线流向铝 C 水果电池的电压与哪些因素有关？ 只跟水果的类型有关 D

39、实验中发光二极管不太亮，如何使它更明亮起来？ 可用铜锌作电极，用菠萝作介质，并将多个此电池串联起来 14、某同学设计了一种电解法制取 Fe(OH)2的实验装置(如右图)。通电后，溶液中产生白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是( ) A电源中“a”为负极， “b”为正极 B. 电解池中的电解液不可以是 NaCl 溶液 CB 电极发生的反应：2H2O+2e-=H2+2OH- DA、B 两端都必须使用铁作电极 二、填空题 15、(8 分)化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。 蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体，我国南海海底有极其丰富的“可燃冰”资源。 将“可

40、燃冰”从海底取 出， “可燃冰” 将融化并放出 甲烷气体。请你 所 学的物质结构知识加以解a 电 源 b A B 释： 。 设计出燃料电池使液化石油气氧化直接产生电流是新世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入液化石油气（以 C4H10表示）电池的电解质是掺杂了 Y2O3的 ZrO2晶体，它在高温下能传导 O2离子。 已知该电池的负极反应为 C4H1013O226e4CO25H2O，则该电池的正极反应式为 ，电池工作时，固体电解质里的 O2向 极移动。 液化石油气燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全而产生的 （填写物质的名称）堵塞电极的气体通道。 能

41、源的紧缺在很大程度上制约了我省的经济发展，请你提出 解决江苏省能源紧缺问题的两点建议 。 16、将洁净的金属片 A、B 、C、D 分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧(如图所示)。在每次实验时，记录电压指针的移动方向和电压表的读数如右表所示： 已知构成原电池两电极的金属活动性相差越大，电压表读数越大。请判断： (1)A、B、C、D 四种金属中活泼性最强的是_(用字母表示) (2)若滤纸改用 NaOH 溶液浸润一段时间后，则在滤纸上能看到有白色物质析出，后迅速变为灰绿色，最后变成褐色 。 则 滤 纸 上 方 的 金 属 片 为 _( 用 字 母 表 示 ) ， 此 时 对 应 的 电 极 反 应

42、 式 为 ： 负 极_ 正极_ 17、铁生锈是比较常见的现象，某实验小组，为研究铁生锈的条件，设计了以下快速、易行的方法： 首先检查制氧气装置的气密性，然后按图连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续 3 分钟左右，观察到的实验现象为：直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀；直形管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；中潮湿的铁丝依然光亮。 试回答以下问题： (1)由于与接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于_。 能表示其原理的反应方程式为_ (2) 仪 器A的 名 称 为 _ ， 其 中 装 的 药 品 可 以 是 _ ， 其 作 用 是_ (3)由实验可

43、知，该类铁生锈的条件为_。决定铁生锈快慢的一个重要因素是_ 18、X、Y、Z、W 为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。 已知：X 可分别与 Y、W 形成 X2Y，X2Y2、XW 等共价化合物； Z 可分别与 Y、W 形成 Z2Y、Z2Y2、ZW 等离子化合物。 请回答： (1)Z2Y 的化学式是 。 (2)Z2Y2与X2Y反应的化学方程式是 。 (3)如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的 ZW 饱和溶液，C（） 、C（）为多孔石墨电极。接通 S1后，C（）附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段时间后（两玻璃管中液面未脱离电极） ，断开 S1，接通 S2，电流表的指针发生偏转。此时

44、：C（I）的电极名称是 （填写正极或负极） ；C（II）的电极反应式是 。 (4)铜屑放入稀硫酸不发生反应，若在稀硫酸中加入 X2Y2，铜屑可逐渐溶解，该反应的离子方程式是 。 19、(1)肼(N2H4)又称联氨，在常温下是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在 l0lkPa 时，320gN2H4 在 氧 气 中 完 全 燃 烧 生 成 氮 气 和H2O ， 放 出 热 量 624kJ(25 时 ) ， N2H4完 全 燃 烧 的 热 化 学 方 程 式是 。 (2)肼一空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是 2030的 KOH 溶液。肼一空气燃料 电池放电时：正极的电极反应式是 ；负

45、极的电极反应式是 。 (3)下图是一个电解过程示意图。 锌片上发生的电极反应式是 。 假设使用肼一空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化 128g，则肼一空气燃料电池理 论上消耗标准状况下的空气 L(假设空气中氧气体积分数为 20)。 (4)传统制备肼的方法是以 NaClO 氧化 NH3，制得肼的稀溶液，该反应的离子方程式 是 。 20、某研究性学习小组，为了探究电极与原电池的电解质之间关系，设计了下列实验方案：用铝片、铜片、镁片作电极，分别与下列溶液构成原电池，并接电流表。 (1)若电解质溶液为 0.5mol/L 硫酸，电极为铜片和铝片，则电流计指针偏向 （填铝或铜） 。铝片上的电极

46、的反应式为 ； (2)若用浓硝酸作电解质溶液， 电极为铜片和铝片， 则电流计指针偏向 （填铝或铜） ， 铝片为 极 （填正或负） 。铜极上电极反应式为： ,正极上发生的电极反应式为 ； (3)若电解质溶液为 0.5mol/L 氢氧化钠溶液，电极为镁片和铝片，则正极发生的电极反应为 。 通过上述实验探究，你受到的启示是 。 21、常温下电解 200mL 一定浓度的 NaCl 与 CuSO4混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如下图所示(气体体积已换算成标准状况下的体积)，根据图中信息回答下列问题。 通过计算推测： 原混合溶液 NaCl 和 CuSO4的物质的量浓度。 t2时所得溶液

47、的 pH。 实验中发现，阳极产生的气体体积与阴极相比，明显小于对应时间段的理论值。试简要分析其可能原因。 参考答案：参考答案： 变式训练 1 解 析解 析 ： (1) 放 电 时 ， 为 原 电 池 ， 甲 醇 发 生 氧 化 反 应 ， 应 该 在 负 极 上 放 电 ， 电 极 反 应 式 为 ：CH3OH6e+8OH=CO32+6H2O 所以正确；氧气发生还原反应，在正极上放电，电极反应式为： O2+4e+2H2O =4OH；所以错，充电时，装置为电解池，根据电子转移守恒理论，原电池的负极应该和电源的负极相连，做电解池的阴极，得到电子，电极反应式为：CO32+6H2O+6e=CH3OH+

48、8OH所以错。 (2)原电池的反应原理利用的是氧化还原反应中的电子转移，本题负极仍然是甲醇，电极反应式：CH3OH6e+ 3CO32=4CO2 +2H2O，正极是氧气和二氧化碳的混合气体，且电解质是熔融的碳酸钾，所以电极反应式为：O2+4e+2CO2=2CO32。 答案答案： （1）（2）CH3OH6e+ 3CO32=4CO2 +2H2O；O2+4e+2CO2=2CO32。 2解析：解析：在碱性溶液中，铝的活泼性强于镁，铝作负极，Al 3e- = Al3+，Al3+继续和 OH-反应生成 AlO2-，即：Al3e+4OHAlO2+2H2O。 答案：答案：B 3解析：解析：选项 A 是通过构成

49、Zn-Fe 原电池，在船壳上加 Zn 块构成原电池的负极，从而保护正极铁不受腐蚀；B中可形成氧化膜保护铝。C 中由于发生 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+，生成的铜附在锌表面构成了原电池，从中快了反应的速率。D 中一旦镀层受损后，分别形成 Zn-Fe 和 Fe-Sn 原电池，前者 Zn 被腐蚀从而保护了铁，后者 Fe 首先被腐蚀，所以镀锌铁比镀锡铁耐用。 答案：B 4解析解析：此题考察的是电解原理的应用，先分析好各极的放电离子，根据原子守恒定律，分析应加入的物质。如A 答案，电解的电解质本身，所以应加入 CuCl2。B 电解的是水，应加入水才能复原。D 电解的是铜离子和氢氧根离子，析

50、出的是铜单质和氧气，应加入氧化铜固体，或碳酸铜固体。 答案：答案：C 5答案：(1)阳 2Cl2e=Cl2 Fe 用湿润的碘化钾淀粉试纸放在管口，若变蓝，说明有 Cl2产生 (2)Fe（OH）2 铁作阳极时被氧化为 Fe2+，纠正错误后，这一端又变为阴极，2H+2e=H2，生成的OH与Fe2+结合成Fe（OH）2先变灰绿色，后变红褐色 (3)防止 H2与 Cl2混合爆炸，防止 Cl2与 NaOH 生成 NaClO 使 NaOH 不纯 饱和食盐水 纯水（或 NaOH 稀溶液） Na+ 6解析解析：根据反应：H2+2NiO（OH） 2Ni（OH）2。可得出放电时的正、负极反应为： 负极：H2+2O

51、H-2e-=2H2O 正极：2NiO(OH)+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH- 由此可知放电时 H2是负极，且负极反应消耗了 OH-使溶液的 pH 不断减小，而在正极镍元素从+3 价变为+2 价被还原；充电时，则 H 元素从+1 价变为 0 价被还原。 答案答案：C、D 7解析解析：由电解质溶液知，在阳极上，4OH4e=O2+2H2O，在阴极上， Cu2+2e=Cu，2H+2e=H2，根据电子转移守恒，1mol 2+n（Cu2+） 2=1mol 4，n（Cu2+）=1mol，再根据溶液中的电荷守恒，得出 C（K+）=2mol/L。 答案：答案：D 1、C 解析：解析：电解水制氢气需

52、消耗大量的电能不是理想的方法；由于氢是气态，发展 氢燃料的关健是储氢技术；C 中氢燃料电池生成水减少污染；原电池是将化学能转化为电能。 2、B 解析：解析：燃料电池系统产生的能量实际上来自于太阳。 3、A 解析：解析：B 中氢氧燃料电池 H2作负极；粗铜精炼时粗铜作阳极，与电源正极相连； 钢铁发生电化腐蚀时负极反应为：Fe2e = Fe2+。 4、A 解析：解析：+表示正极发生还原反应。电解池的阳极发生氧化反应，故充电时+接线柱作阳极。 5、A 解析：解析：能设计成原电池的是氧化还原反应。 6、C 解析：解析：电解氢氧化钠相当于电解水，溶液浓度增大 pH 变大；电解氯化钠生成氢 氧化钠，pH

53、变大；电解稀硫酸，相当于电解水，pH 变小。 7、A 解析：解析：本题是考查原电池原理在燃料电池中的具体应用，首先要判断出电池的 正负极。 CH4在铂电极上发生类似于 CH4在 O2燃烧反应， 即 CH4 CO2严格讲生成的 CO2还与 KOH 反应生成 K2CO3，化合价升高，失去电子，是电池的负极，电极反应式为 CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，O2在正极上获得电子，电极反应式为 O2+2H2O+4e-=4OH-。虽然正极产生 OH-，负极消耗 OH-，但从总反应 CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O 可看出是消耗 KOH，所以电池放电时溶液的 pH 值不断下降。

54、 8、B。解析：解析：A 选项是通过构成 ZnFe 原电池，在船壳上加 Zn 块构成原电池负极，从而保护船体不被腐蚀。B 选项是靠氧化膜保护铝。 C 选项 ZnCu2+=CuZn2+， 生成的 Cu 与 Zn 在溶液中构成原电池加快反应的速率。D 选项中 ZnFe 原电池 Zn 为负极，而 FeSn 原电池中 Fe 为负极，故前者 Zn 被氧化保护了铁。 9、C 解析：解析：燃料电池中 O2作正极发生还原反应，燃料作负极发生氧化反应；C 在碱性介质中 CO2和 OH-反应生成 CO32-，C 不正确。 10、BC。解析：解析：该燃料电池利用丁烷，氧气的反应：2C4H10 + 13O2 = 8C

55、O2 + 10H2O 依据原电池反应规律：还原剂C4H10在负极被氧化，所以 D 错误；氧化剂 O2在正极被还原 O2 + 4e- = 2O2-。电子由负极流出沿外电路流入正极，所以负极正阴离子(O2-)向负极移动。所以 A 错误。 11、D 解析：解析：若杠杆为导体则构成原电池，铁作负极失电子而溶解：Fe-2e- = Fe2+，溶液中 Cu2+在正极(铜极)得电子生成铜，质量增大，而下降，A 端低，B 端高；若杠杆为绝缘体，则铁球和 CuSO4溶液发生置换反应生成 Cu 覆于表面质量增加，下降，A 端高，B 端低。 12、C 解析：解析：已知反应 Fe + 2H2O = Fe(OH)2 +

56、H2，4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3，生成 4mol Fe(OH)3，需水10 mol。 13、C 解析：解析：实验 6 中铝作负极得电子，A 正确；实验 1 中锌作负极，实验 5 中锌作正极所以电流相反；C 中电压除和水果类型有关还和构成原电池的金属等有关，C 不正确。 14、B 解析：解析：本题是有关 Fe(OH)2的制备，关健是 Fe(OH)2极易氧化，本题可以采用 电解过程中生成的 H2排除 O2在 H2环境中反应，所以 H2应在 B 极生成，B 极为阴极，b 为负极；阳极是铁电极，阴极可为铁电极，也可为其它电极；电解液可能为 NaOH 也可为 NaCl 溶液因为铁作电极，活性电极优先反应，铁失电子。 15、解析：解析：(1)的关健是从物质结构的角度去解释，晶体是分子晶体，熔沸点低。(