高中化学：专题三 电化学部分

专题三电化学部分

考点和典型例题

考点一：原电池和电解池的比较

例1(08年北京)据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服

务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。下列有关该电池的叙述不正确的是

A.正极反应式为：O2+2H2O+4e=4OH-

B.工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变

C.该燃料电池的总反应方程式为：2H2+O2=2H2。

D.用该电池电解CuCb溶液，产生2.24LCL(标准状况)时，有O.lmol电子转移

例2：下列说法正确的是()

A、在原电池的内电路中，阳离子运动的正极；在电解池的电解质溶液中，阳离子运动到阳极

B、用惰性电极电解氯化钠溶液一段时间，若想让电解后的溶液恢复到原来的浓度，可以加入HC1和水

C：若想在铁上镀铜，可以用金属铜做阳极，铁做阴极，硫酸铜做电解液，电解过程中，硫酸铜的浓度不

变化。

D：电解法精炼铜，电解液硫酸铜的浓度不变。

例3：下列叙述正确的是()

A.在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应

B.用惰性电极电解Na2so4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1：2

C.用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1mol电子转移，则生成1molNaOH

D.镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀

例4：一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发

生的反应是()

+

A.CH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H(aq)+2e-

+-

B.O2(g)+4H(aq)+4e=2H2O(1)

+-

C.CH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+6H(aq)+6e

--

D.O2(g)+2H2O(1)+4e=4OH

二、可充电池：

例5：镣镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某银镉电池的电解质溶液为KOH溶液，

放申

其充、放电按下式进行：Cd+2NiOOH+2H2O飞Cd(OH)+2Ni(OH)

允电J22

有关该电池的说法正确的是()

A.充电时阳极反应：Ni(OH)2-e+OH-==NiOOH+H2O

B.充电过程是化学能转化为电能的过程

C.放电时负极附近溶液的碱性不变D.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动

规律：

放电：原电池原理，负极发生氧化，正极发生还原

充点：电解池，阳极发生氧化，阴极发生还原

三、电化学有感于关的计算：

例6：电解100mL含c（H+）=0.30moLL-1的下列溶液，当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属

质量最大的是（）

A.O.lOmolL1Ag+B.0.20mol-L1Zn2+C.0.20mol-L_1Cu2+D.0.20mol-L1Pb2+

例7、通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞（亚汞的化合价为+1）溶液，若被还原的硝

酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n（硝酸银）：n（硝酸亚汞）==2：1,则下列表述正确的是（）

A、在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n（银）：n（汞）==2：1

B、在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等

C、硝酸亚汞的化学式为HgNOsD、硝酸亚汞的化学式为Hg2（N03）2

例8：（1）在298K时，ImolC2H6在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出热量1558.3kJ。写出该

反应的热化学方程式。

（2）利用该反应设计一个燃料电池：用氢氧化钾溶液作电解质溶液，多孔石墨做电极，在电极上分别通

入乙烷和氧气。通入乙烷气体的电极应为极（填写“正”或“负”），该电极上发生的电极反应是

（填字母代号）。

a.2c2H6—14e-+702===4cCh+6H2O

2

b.C2H6—14e'+18OH===2CO3+12H2O

c.O2+2H2O+4e-===4OH

+

d.O2—4e-+4H===2H2O

（3）在右图所示实验装置中，石墨棒上的电极反应式为；如果起始时盛有1000mLpH=5的

硫酸铜溶液（25℃,CuSO4足量），一段时间后溶液的pH变为1,此时可观察到的现象是；

若要使溶液恢复到起始浓度（温度不变，忽略溶液体积的变化），可向溶液中加入（填物质名称），

其质量约为=

强化训练:

1、氢银电池是一种应用广泛的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉银电池。氢银

电池的总反应：EH2+Ni°（OH）季^Ni（OH）2。据此判断，下列叙述中正确的是

A.电池放电时,H?是正极

B.电池放电时,溶液中的阳离子移向正极

C.电池充电时,氢元素被氧化

D.电池放电时,电池负极周围溶液的pH不断增大

2、电瓶车所用电池一般为铅蓄电池，这是一种典型的可充电电池，电池总反应式为:

Pb+PbCh+4H++2so4?-2PbSO+2HO

允电42

则下列说法正确的是

A。。B

A.放电时：电子流动方向由A经导线流向B

PbO21IPb

B.放电时：正极反应是Pb-2e-+SC)42-：------PbSO4

C.充电时：铅蓄电池的负极应与充电器电源的正极相连

2+

D.充电时：阳极反应是PbSC)4-2e-+2H2。：----：PbO2+SO4-+4H

.抖稀硫酸“

铅蓄电池示意图

3、用惰性电极电解，下列说法正确的是()

A：电解稀硫酸，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OPT离子，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1:2

D：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1:1

4、关于下列装置说法正确的是

经酸化的3%NaCI溶液

④

A.装置①中，盐桥中的K+移向ZnSC>4溶液

B.装置②工作一段时间后，a极附近溶液的pH增大

C.用装置③精炼铜时，c极为粗铜

D.装置④中电子由Zn流向Fe,装置中有Fe?+生成

5.被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在

其另一边镀二氧化锌。在纸内是离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为:

Zn+2MnO2十H2O=ZnO+2MnO(OH)。下列说法正确的是

A.该电池的正极为锌

-

B.电池正极反应式为：2MnO2+2e-+2H2O=2MnO(OH)+2OH

C.当0.1molZn完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.204x1()23

D.该电池反应中二氧化铳起催化作用

6、生物燃料电池(BFC)是以有机物为燃料，直接或间接利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池，其能量转

化率高，是一种真正意义上的绿色电池，其工作原理如图所示。已知3极的电极反应方程式为：C2HsOH+3压0

—12e=2C02+12H+O下列说法不正确的是

A.Ci极为电池负极，C?极为电池正极

B.Cz极的电极反应式为02+4H*+4e-=2H2

C.该生物燃料电池的总反应方程式为C2H60H+302=2C02+3H20

D.电子由Cz极经外电路导线流向。极

TiO2

7、TiOz做催化剂，在光照下可使水分解：2Ha2HM+0?t,霓

该过程类似植物的光合作用。右图是光照射下TiOz分解水的装

置示意图。下列叙述中不正形的是（）

A.该装置可以讲光能转化为电能，同时也能转化为化学能

B.分解产生的H?在钳电极上发生氧化反应

C.该装置工作时，电子由TiOz电极经R流向铝电极

D.该装置工作时，TiOz电极附近溶液的pH变大

8、用铁丝（电极a）、铜丝（电极b）和C11SO4溶液可以构成原电池或电解池，如右图所示。则下列说法

正确的是

A.构成原电池时b极反应为：Cu-2e=Cu2+

B.构成电解池时a极质量一定减少

C.构成电解池时b极质量可能减少也可能增加

D.构成的原电池或电解池工作后就可能产生大量气体

9.某学生欲完成2HCI+2Ag=2AgCI；+H2T反应，设计了下列四个实验，你认为可行的是（）

盐酸盐酸盐酸盐酸

ABCD

10、下列叙述正确的是（）

A.在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应

B.用惰性电极电解Na2s。4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1：2

C.用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1mol电子转移，则生成1molNaOH

D.镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀

11、如图所示，下列叙述正确的是()

(只允许SOr通过)(滴加了Na2so4、酚酗溶液)

A.Y为阴极，发生还原反应B.X为正极，发生氧化反应

C.Y与滤纸接触处有氧气生成D.X与滤纸接触处变红

12、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+8H20、放申，、3Zn(0H)2+2Fe(OH)3+4K0H

下列叙述不正确的是、充电

A.放电时每转移3mol电子，正极有ImolKzFeCU被氧化

B.充电时阳极反应为：2Fe(0H)3—6e—+100丁=2FeOh8H20

C.放电时负极反应为：3Zn—6r+601=3Zn(0H)2

D.放电时正极附近溶液的碱性增强

13按图甲装置进行实验，实验结果如图乙所示。乙中横坐标x表示电路中通过电子的物质的量，纵坐标y

表示反应物或生成物的物质的量，下列叙述不正俄的是()

A.E表示反应生成铜的物质的量B.E表示反应消耗水的物质的量

C.F表示反应生成氧气的物质的量D.F表示反应生成硫酸的物质的量

14、如图电解池中装有硫酸铜溶液,选用不同材料的电极进行电解。下列叙述中正确的是

电极材料通电后的变化

阳极阴极

硫酸铜溶液

A石墨石墨阴极质量增加，溶液的pH增大

B铜铜阳极质量减小，阴极质量增加

C铁铁两极的质量不发生变化

D粕铁阴极质量增加，溶液的pH不变

15、杠杆AB两端通过导线分别挂有体积相同、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（如右图），小心地向烧杯中央滴入浓CuS04溶液，并反应一段时间。下列判断正确的是（不考

虑实验过程中导线的反应及两球浮力的变化）

选项杠杆材料杠杆偏向

A绝缘体A端高B端低

B绝缘体仍保持平衡

C导体A端高B端低

D导体A端低B端高

16、化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是

A.明研水解形成的Al（0H）3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化

B.在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率

C.氧化铝的熔点很高，可用于制作耐高温材料

D.电解氯化钠饱和溶液，可制得金属钠

17、钢铁工业是国家工业的基础。请回答钢铁冶炼、腐蚀、防护过程中的有关问题。

（1）工业用热还原法炼铁，写出由CO还原赤铁矿（主要成分为FezCh）的化学方程式:

（2）铁在潮湿的空气中容易被腐蚀为铁锈（Fe2O3・xH2。），反应的化学方程式:

（3）生产中可用盐酸来除铁锈。现将一生锈的铁片放入盐酸中，当铁锈被除尽后,

溶液中发生的化合反应的化学方程式______________________________________o

（4）下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀。

（5）在实际生产中，可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀。装置示意图如下:

请回答：

①A电极对应的金属是（写元素名称），B电极的电极反应式是

②若电镀前铁、铜两片金属质量相同，电镀完成后将它们取出洗净、烘干、称量，二

者质量差为5.12g,则电镀时电路中通过的电子为___________mol„

③镀层破损后，镀铜铁比镀锌铁更容易被腐蚀，请简要说明原因______________。

18、按右图所示装置连接，X、Y均为惰性电极。

请回答：

（1）Zn为极，其电极反应式为0

（2）接好装置后，烧杯中的溶液发生反应的离子方程式是。

（3）上图中通过膈膜的SOU?-向（填“左”“右”或“不”）迁移，Y极及其附近出现的现

象。

（4）常温下当Zn极质量减少32.5g时，X极生成气体8.4L（标准状况），若此时烧杯中溶液的体积为

500mL,则此时烧杯中溶液的pH=（不考虑生成的气体溶于水）。

19、如下图装置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同（假设通电

前后溶液体积不变），A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。

请回答：

(1)B极是电源的,一段时间后，甲中溶液颜色__________,丁中X极附近的颜色逐渐变浅，Y极

附近的颜色逐渐变深，这表明,在电场作用下向Y极移动。

(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为o

(3)现用丙装置给铜件镀银，则H应该是(填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是溶

液。当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500mL),丙中镀件上析出银的质量为,甲中

溶液的pH(填“变大”、“变小”或“不变”)。

(4)若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是=

20、一个完整的氧化还原反应方程式可以拆写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应式”，一个是“还原反应

式”。如2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,可拆写为氧化反应式：Cu~2e~=Cu2+,还原反应式：2Fe3++2e-=

2Fe2+o并由此实现了化学能与电能的相互转化。据此，回答下列问题：

(1)将反应Zn+2H+=Zn2++H2f拆写为两个“半反应式”：

其中，氧化反应式为：o

(2)由题(1)反应，设计成原电池如右图所示：

若电极a为Zn,电极b可选择材料：(只填一种)；

电解质溶液甲是;电极b处的电极反应式：o

(3)由反应2H2+Ch型2H2。，设计出以稀硫酸为电解质溶液的燃料电池，其电极反应式为：负

极，正极o

(4)以惰性材料为电极，电解100mLPH=6的硫酸铜溶液，当电解池内溶液的PH为1时，电极上析出的

铜的质量为(忽略电解前后溶液体积的变化)。

21、能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。

(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：

反应I：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AHi

反应II：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH2

①上述反应符合“原子经济”原则的是—(填"I”或"n”)。

②下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度250℃300℃350℃

K2.0410.2700.012

由表中数据判断AHi0(填“>”、"=”或“<”)。

③某温度下，将2moic。和6moi也充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(C0)

=0.2mol/L,则CO的转化率为,此时的温度为(从上表中选择)。

(2)已知在常温常压下：

①2cH30H⑴+3O2(g)=2co2(g)+4H2O(g)NH=-1275.6kJ/mol

②2co(g)+02(g)=2co2(g)AH=-566.0kJ/mol

③H2O(g)=H2O(1)NH=-44.0kJ/mol

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：

(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,

设计如右图所示的电池装置。导管

①该电池正极的电极反应为

惰性电极惰性电极

②工作一段时间后，测得溶液的

甲醇、KOH溶液

pH减小，该电池总反应的化学方程式为

参考答案：

典型例题：

例1:D例2：C例3：C例4：C例5：A例6：A例7：C

例8：⑴2c2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(1)AH=-3116.6kJ/mol

(2)负b

(3)40H-—4e===02f+2H2O

石墨电极表面有气泡产生，铁电极上附着一层红色物质，溶液颜色变浅

氧化铜(或碳酸铜)4g(或6.2g)

强化训练：

1、B2、D3、D4、