高三化学考点解析 9电化学基础

2011年化学高考试题分类解析

【考点9】电化学基础

1.（2011山东卷）以KCI和ZnCb混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是（）

A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程

B.因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系

C.电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率

D.镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用

【答案】C

【解析】未通电前还没有构成回路，不能形成原电池，A错；电镀时析出锌的量与转移电子

的量有关，即与通过的电量有关，B错；镀锌层破损后形成电化学腐蚀时活泼的锌作负极，

铁被保护，D错。

2.（2011浙江卷）将NaCI溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖

的圆周中心区（a）己被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环（b）,以图麻0

导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。铁锈环⑹

下列说法正确的是I腐蚀区⑸

A.液滴中的C「由a区向b区迁移

B.液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH

C.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe?+山a区向b区迁移，与b区的OFT

形成Fe（OH）2,进一步氧化、脱水形成铁锈

D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCI溶液，则负极发生的电极反应为

Cu-2e-=Cu2+

【答案】B

【解析】NaCI溶液滴到一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后在液滴覆盖的圆周中

心区（a）被腐蚀变暗，实际上是发生了吸氧腐蚀，这时，

负极电极反应为：Fe-2e=Fe2+（发生氧化反应）

正极电极反应为：02+2H?0+4e=401P（发生还原反应）

在液滴外沿,由于Fe?++20H-=Fe（0H）2,

4Fe（OH）2+02+2IL0=4Fe（OH）3形成了棕色铁锈环（b）.

若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCI溶液，由于Fe的金属活动性

比铜强，Fe仍为负极，负极发生的电极反应为：Fe-2e=Fe2+«

又根据在原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极的规律，应由b区向a区迁

移。所以A、C、D选项均错误，B选项正确。

3.（2011福建卷）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池

以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下

列说法不无砸的是（）

A.水既是氧化剂又是溶剂B.放电时正极上有氢气生成

C.放电时0H向正极移动D.总反应为：2Li+2H2。=2UOH+H2个

【答案】C

【解析】可迅速选出C项是错误，因为原电池放电时0H是向负极移动的。这种电池名称

叫锂水电池。可推测其总反应为：

2Li+2H2。=2UOH+H2个。再写出其电极反应如下：

(―)2Li—2e「=2L『

(+)2H2O+2e=20H+%个

结合选项分析A、B、D都是正确的。

4.(2011新课标卷)铁银蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为:

Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2

下列有关该电池的说法不反睡的是

A.电池的电解液为碱性溶液，正极为M2O3、负极为Fe

B.电池放电时,负极反应为Fe+2OH-2e三Fe(OH)2

C.电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低

D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e=Ni2O3+3H2O

【答案】C

【解析】根据电池的总反应，由元素的化合价的升降判断，Fe失去电子，发生了氧化反应

生成Fe(0H)2故为负极，岫2。3得到电子，发生了还原反应生成Ni(0H)2为正极。电池充电时

电极反应与放电时的反应相反，阴极上Fe(0H)2发生了还原反应产生OH,阴极附近溶液的

pH升高，故C错。

5.(2011北京卷)结合右图判断，下列叙述正确的是

A.I和II中正极均被保护

B.I和II中负极反应均是Fe-2e=Fe2+

C.I和II中正极反应均是C)2+2H2O+4e=4OH「

D.I和II中分别加入少量K31Fe(CN)6］溶液，均有蓝色沉淀3%NaCI济液热班的3%NaCl渐液

【答窠】AIII

【解析】题给装置I、II都是原电池，活泼金属作负极，首先被腐蚀，不活泼金属作正极，

被保护；A对；I中负极反应式为：Zn-2e=Zn2+,B错；II中正极反应式为：2H++-2e=ht,

C错：I中没有Fe＞，D错：选A。

6.(2011全国卷)用石墨作电极电解CuSCU溶液。通电一段时间后，欲使电解质溶液恢复

到起始状态，应向溶液中加入适量的

A.CuSO4B.H2OC.CUOD.CUSO4•H2O

【答案】c

【解析】依据2C11SO4+2H2O尾星z2Cu+O2t+2H2so4,欲使电解质溶液恢复到起始状态，应

向溶液中加入适量的CuO。

7.(2011广东A卷)某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。下列叙述不事娜的是

A.a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出

B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为：Cu2++2e=Cu

C.无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色

D.a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，C『+向铜电极移动

图2

【答案】D

【解析】A、发生置换反应，正确。B、形成原电池，铜片作正极，溶液中Cl?+发生还原而

析出，正确；铁片作负极失去电子形成Fe?+,溶液从蓝色逐渐变成浅绿色，所以C、正确。

D、a和b分别连接直流电源正、负极，a作阳极，铜片失去电子形成为C『+。Ci?+向铁电

极移动。错误

8.(2011安徽卷)研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间

含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：

5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl,下列“水”电池在海水中放电时的有关说

法正确的是：

A.正极反应式：Ag+cre'=AgCI

B.每生成1molNa,Mn5Ol0转移2mol电子

C.Na+不断向“水”电池的负极移动

D.AgCI是还原产物

【答案】B

【解析】正极反应该得电子，因此A错；原电池中电解质溶液中的阳离子应该向正极移动,

C错；Ag是反应的还原剂，因此AgCI是氧化产物，D错。

9.(2011海南卷)一种充电电池放电时的电极反应为H2+20H—2e-=2H20；

NiO(OH)+H?O+e=Ni(OH)2+0H

当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是

A.比0的还原B.NiO(0H)的还原

C.上的氧化D.Ni(OH)2的氧化

【答案】D

【解析】充电时的阳极的反应和放电时正极反应互为逆过程。NiO(OH)+H2O+e=Ni(OH)2+OH

逆向看可知D为答案。

10.(2011海南卷)根据下图，F列判断中正确的是

A.烧杯a中的溶液pH升高

B.烧杯b中发生氧化反应

C.烧杯a中发生的反应为2H++2}=%

D.烧杯b中发生的反应为2CI-2e=CI2

【答案】AB

命题立意：原电池相关知识的考查

【解析】题中给出的物质表明，该电池的总反应是2Zn+O2+2H2O=2Zn(OH)2，a烧杯中电

极反应为。2+2出。+4^=40d，b中Zn-2e=Zn2*,所以正确项为AB。

【技巧点拨】原电池的题是历届常考点，本题可视为由前年高考中的铝空电池变化而来。+：

要是先要找到电池的总反应，反应中各电极反应、电极周围酸碱性变化、离子浓度变化及计

算才能有据可依。

11.(2011上海卷16)用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是

A.用铜片连接电源的正极，另一电极用箱片

B.用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片

C.用氢氧化钠溶液吸收阴极产物D.用带火星的木条检验阳极产物

【答案】B

【解析】应用惰性电极作阳极，排除A,阴极产物为铜，C错；阳极产物为氯气，应用湿润

的淀粉碘化钾试纸检验，D错。

12.(2011四川卷)甲、乙、丙、丁、戊为原子序数依次增大的短周期元素。甲、丙处于同

一主族，丙、丁、戊处于同一周期，戊原子的最外层电子数是甲、乙、丙原子最外层电子数

之和。甲、乙组成的常见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；戊的单质与X反应能生成乙

的单质，同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物Y和乙0.1mol/L的Y溶液pH>l：丁的单

质既能与丙元素最高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐L,也能与Z的水溶液反

应生成盐；丙、戊可组成化合物M。

请回答下列问题：

(1)戊离子的结构示意图为。

(2)写出乙的单质的电子式：。

(3)戊的单质与X反应生成的Y和Z的物质的量之比为2:4,反应中被氧化的物质与被还原

的物质的物质的量之比为。

(4)写出少量Z的稀溶液滴入过量L的稀溶液中发生反应的离子方程式：

⑸按右图电解M的饱和溶液，写出该电解池中发生反应的总反应方程式：

。将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酸试液中,

观察到的现象是_____

【答案】⑴⑨))

⑵：NWN：(3)2:3(4)AIO2+H'+H2O=AI(OH)3I

⑸2NaCI+2HNaOH+Chf+H2t酚酸;溶液溶液变红

【解析】甲、乙组成的常见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则X是NH3,甲是H,乙

是No甲、丙处于同一主族，并且丙的原子序数大于N,则丙是Na。根据戊原子的最外层

电子数是甲、乙、丙原子的最外层电子数之和，则戊原子最外层甩子数=1+1+5=7,则戊是

CL戊的单质是Cl?，与NH3反应生成乙的单质底和NH4CI、HCI；并且0.1的Y溶

液的pH>l,则Y是NH4CI,Z是HCI。

丁的单质能与NaOH溶液反应，也能与HCI水溶液反应，则丁是Na,生成的盐L是NaAI02o

丙、戊组成的化合物M为NaCU

(1)C「的结构示意图为:⑵乙单质N2的电子式为：：N”N：

(3双也与C%反应的化学方程式：4NH3+3CI2=N2+2NH4CI+4HCI,在反应中氨气做还原剂,

氯气做氧化剂，被氧化的物质与被还原的物质之比为：2:3。

+

⑷将少量的盐酸滴入过量NaAQ溶液中发生反应的离子方程式为：AIO2+H+

H2O=AI(OH)3I。

⑸按右图电解饱和氯化钠溶液，反应的方程式为：2NaCI+2Hzd^HzNaOH+CUt+匕t。

电解后得到NaOH溶液，滴入酚酸溶液中，观察到溶液变红。

13.(2011北京卷)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示。

⑴溶液A的溶质是。

⑵电解饱和食盐水的离子方程式是，

⑶电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2〜3。用化学平衡移动原理解释盐

酸的作用：。

22，2-2

⑷电解所用的盐水需精制，去除有影响的Ca\Mg\NHJ、SO4[C(SO4

)>c(Ca2+)]精制流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池)：

o精制憎和育盐水木(含少

①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是。

②过程I中将N”+转化为N2的离子方程式是o

③BaS04的溶解度比BaC03的小。过程II中除去的离子彳『。

④经过程III处理，要求盐水c中剩余Na2SO3的含量小于5mg/L»若盐水b中NaCIO的含量

是7.45mg/L,则处理10n?盐水b,至多添加10%NazSC^溶液kg(溶液体积变

化忽略不计)。

【答案】⑴NaOH(2)2CI+2力。幽出个+5个+2OT⑶"与水反应：

Ch+HjOs^HCl+HClO,增大HCI的浓度使平衡逆向移动。减少Cl?在水中的溶解，有利于5

+-/2+

的逸出⑷①Mg(OH)2®2NH4+3Cl2+8OH=N2r+6CI+8H2O③StV」、Ca@1.76

【解析】电解饱和食盐水时，阴极产物为NaOH和电，阳极产物是Cl2,反应的离子方程式

是2c「+2匕。一匕个+CI2个+20H-,据此可以确定溶液A的溶质是NaOH：电解时用盐

酸控制阳极区溶液的pH在2〜3的作用是促使化学平衡CI2+H2O?=HCI+HCIO向左移动，减

少。2在水中的溶解，有利于Cl?的逸出；根据粗盐水和淡盐水的化学成分，代入题给精制盐

水的流程进行分析，可知过程I是将Mg?+转化为Mg(OH)2沉淀除去，即盐泥a除泥沙外,

还含有的物质是Mg(OH)2；将NHj转化为电的氧化剂是Ch，对应的离子方程式是2NH4

+-2

+3CI2+8OH=N2t+6CI+8H2O;过程II是利用沉淀溶解平衡原理，将溶液中的Ca?+和SO4

一分别转化为CaCCh和Bas。,沉淀除去；NaCIO与Na2s。3溶液反应的化学方程式为：

NaCIO+Na2SO3=NaCI+Na2SO4,若盐水b中NaCIO的含量是7.45mg/L,则处理lOrr?盐水b

时至少需要10%Na2SO3溶液一74-5g—,-xl26gmor1x—=1.26kg,若盐水c中剩余

74.5gmol10

Na2sO3的含量为5mg/L,则还需添加10%Na2s。3溶液50g-rl0%=0.5kg,因此至多添加10%

Na2s。3溶液的质量为1.26kg+0.5kg=1.76kg,

14.(2011天津卷)工业废水中常含有一定量的02。72-和Cr。4?一,它们会对人类及生态系统

产生很大损害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。

方法1：还原沉淀法

该法的工艺流程为：CrtV一盛化＞Cr2°72-嘉〉C产jg淀〉Cr(0H)3J

其中第①步存在平衡：黄色)+2H102072-(橙色)+匕。

⑴若平衡体系的pH=2,该溶液显_______色。

⑵能说明第①步反应达平衡状态的是。

2-2

2.5。72一和(：242一的浓度相同b.2v(Cr2O7)=v(CrO4)c.溶液的颜色不变

⑶第②步中，还原lmolScV-离子，需要mol的FeS。47H2。。

⑷第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：

!3+-

Cr(OH)3(s)T=Cr(aq)+3OH(aq)

常温下，Cr(0H)3的溶度积Ksp=c(Cr3)c3(OH-)=1032,要使c(C产)降至10'ma/L,溶液的pH

应调至____________。

方法2：电解法

该法用Fe做电极电解含er?。?？的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产

生Cr（OH）3沉淀。

⑸用Fe做电极的原因为»

⑹在阴极附近溶液pH升高的原因是（用电极反应解释）,溶液中同

时生成的沉淀还有。

【答案】⑴橙（2）c（3）6（4）5⑸阳极反应为Fe-2e=Fe2+,提供还原剂Fe?+

（6）2H>2e=H2tFe（OH）3

【解析】c（H+）增大，平衡ZCrtVX黄色）+2酎16。72一（橙色）+出0右移，溶液呈橙色;平

衡时各物质的浓度不再改变，即溶液的颜色不再改变；根据电子得失守恒可知，还原

23+5

lmolCr2O7离子，需要6moi的FeSO47H2O；当c（Cr）=10-mol/L时，溶液的

Im-32

c（0H）=,而丁=10普mo|/L,pH=5,即要使c（C产）降至©、^^儿，溶液的pH应调至5。在

电解法除铭中，铁作阳极，以提供还原剂Fe?+：在阴极附近溶液pH升高的原因是水电离产

生的尸放电生成”的同时，大量产生了0H,所以溶液中的Fe?+也将转化为Fe（0H）3沉

淀。

15.（2011重庆卷）（14分）臭氧是一种强氧化剂，常用于消毒、灭菌等。

（1）。3与KI溶液反应生成的两种单质是和.（填分子式）

（2）。3在水中易分解，一定条件下，5的浓度减少一半所需的时间（t）如表所示。已知：

。3的起始浓度为0.0216mol/Lo

-4Zniin\RH

3.04.05.06.0

2030123116958

301581084815

503126157

①pH增大能加速03分解，表明对03分解起催化作用的是.

②在30°C、pH=4。条件下，。3的分解速率为mol/（L•min）,

③据表中的递变规律，推测在下列条件下分解速率依次增大的顺序为.（填字母代

号）

a.40°C、pH=3.0b.10°C、pH=4.0c.30°C、pH=7.0

（3）O3可由臭氧发生器（原理