【教材实验热点】09 化学能与电能-（解析版）

【教材实验热点】09化学能与电能

专题09化学能与电能

【教材实验梳理】

1.原电池

(1)双液锌铜原电池

(2)原电池工作原理图解

在原电池内部，两电极引入电解质溶液中，并通过阴、阳离子的定向移动形成内电路。

放电时，负极上的电子通过导线流向正极，再通过溶液中的离子形成的内电路构成闭合

回路。具体原理示意图如下：

失电子，修沿导线传递，有电流产生

何化反应还原反应

负极正极

不

2H++2e=H2T

断

溶■,iL丽诵二二

解

电解质溶液

失电子，e-沿导线传递，有电流产生

还原反应

氧化反应

负极

-Cu2*+2e~==Cu

不

断

溶

解

盐桥、电解质溶液

⑵对原电池装置的认识

①从反应角度认识原电池

原电池中有电流通过，因此其中一定存在电子的得失，其总反应一定是氧化还原反应。

当原电池工作时，负极失电子被氧化，发生氧化反应；正极得电子被还原，发生还原反

应。因此，只有氧化还原反应才能被设计成原电池，但是要注意，原电池中存在的氧化

反应与还原反应是分开进行的。

②从能量角度认识原电池

氧化还原反应有放热反应和吸热反应，一般放热反应才能将化学能转变为电能，产生电

流。

③从组成角度认识原电池

a.要有两个电极。这两个电极的活泼性一般是不同的，一般情况下，负极是活泼性较强

的金属，正极是活泼性较弱的金属或能导电的材料（包括非金属或某些氧化物，如石建、

氧化铅等），但只要求负极能与电解质溶液自发发生氧化还原反应，与正极能否发生反

应无关。

b.两电极必须插入电解质溶液中。非电解质由于不导电，不能参与形成原电池。

c.必须形成闭合回路。闭合回路的形式是多种多样的，最常见的是通过导电将正、负极

相连，也可以将两种金属材料相接触再插入电解质溶液中，日常生活中的合金则是两种

材料相互熔合在一起形成正、负极。因此在判断是否形成闭合回路时，不能只看是否有

导线。如闭合回路可以有如卜.形式：

d.能自发地发生氧化还原反应，若不能自发发生反应，则不能形成原电池。而自发发生

的氧化还原反应不一定是电极与电解质溶液反应，也可能是电极与电解质溶液中溶解的

氧气反应，如将铁与碳棒插入硫酸铜溶液中与食盐水中的反应不一样。

I1I1

CuCg溶液NaCl溶液

④从转移角度认识原电池

原电池工作时，能够发生电子、离子的定向移动，能够形成外电路与内电路。在原电池

中，外电路通过电子的定向移动形成电流，电子从负极流出，从正极流入，电流的方向

与电子移动的方向相反：在原电池内部则由电解质溶液与电极构成内电路，内电路中的

电流通过离子的定向移动来形成（阳离子移向正极，阴离子移向负极）。因此，电子的流

向仅限在外电路，而电解质溶液中没有电子流过，但电流在内、外电路同时形成。

（5）原电池原理的应用

①比较不同金属的活泼牡

比较方法：a.一般作负极的金属比作正极的金属活泼。b.一般电极质量减少，作负极，

牧活泼。

c.一般有气体生成、电极质量不断增加，作正极，较不活泼。

②加快反应速率

构成原电池往往能加快反应速率。如实验室制H2时，粗锌比纯锌反应快；或向溶液中

滴入儿滴硫酸铜溶液，反应速率加快。

③用于金属的防护

如要保护铁制闸门，可用导线将其与锌块相连，使锌作负极，铁制闸门作正极，从而使

铁制闸门受到保护。

④设计化学电源

设计原电池时要紧扣构成原电池的条件，首先将已知氧化还原反应拆分为两个半反应,

然后根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料(负极是失电子的

物质，正极用比负极活动性差的金属或导电的非金属如石墨)及电解质溶液。

2.电解池

(1)电解氯化铜溶液

(2)电解池工作原理图解

还原反应

阳极阴极

2-

阴

2Cl--2e-=Clf阳Cu'+2e^Cu

离

离

子

子

移

移

向

向

电解质溶液

(3)电解池阴、阳极的判断

①由电源的正、负极判断：与电源负极相连的是电解池的阴极；与电源正极相连的是电

解池的阳极。

②由电极现象确定：通常情况下，在电解池中某一电极若不断溶解或质量不断减少，则

该电极发生氧化反应，为阳极；某一电极质量不断增加或电极质量不变，则该电极发生

还原反应，为阴极。

③由反应类型判断：失去电子发生氧化反应的是阳极：得到电子发生还原反应的是阴极。

(4)电解产物的判断

①阳极产物的判断

a.若阳极由活性材料(除Pl、Au外的其他金属)做成，则阳极反应是阳极金属失去电子而

被氧化成阳离子的反应：

b.若阳极由C、Pt、Au等惰性材料做成，则阳极反应是电解液中的阴离子在阳极失去电

子被氧化的反应。阴离子失去电子能力的大小顺序为52->k>Br->含氧酸根

离子。

②阴极产物的判断

阴极反应一般是溶液中的阳离子得到电子的还原反应，阳离子得到电子能力的大小顺序

为Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>A134->Mg2+>Na+>Ca2+>K+。

（4）电解原理的应用

①电解饱和食盐水——制取烧碱、氯气和氢气

阳极（石墨）：2c2e-=C12T（氧化反应）

阴极（铁或石墨）：2H++2c-=H2T（还原反应）

电解

总反应：2NaCl+2H2O=2NaOH+C12t+H2t

②电镀

应用电解原理，在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。

实例——电镀铜

阳极（铜片）：Cu-2e-=Cu2+

阴极（待镀铁件）：Cu2++2c-=Cu

③铜的精炼

阳极（粗铜）:Cu—2e—=Cu2+（杂质金属的溶解：Fe-2e-=Fe2+,Zn-2e-=Zn2+,Ni-2e-=Ni2+

等）

阴极（纯铜）：Cu2++2e-=Cu

④电冶金

a.电解熔融NaCl制取金属钠

NaCl在高温下熔融，并发生电离：NaCl=Na++Cl-o

电解

通直流电后，阴极：2Na-H-2e-=2Na,阳极：2C1—2e-=CI2t，息反应：2NaCl（熔融）=

2Na+C12fo

b.电解熔融MgC12制取金属镁

电解

阴极：Mg2++2e-=Mg,阳极：2C1—2e-=C12f,总反应：MgC12（熔融）==Mg+C12t

c.电解熔融A12O3制取金属铝

阴极：4A13++I2e-=4A1,阳极：6O2—12e-=3O2f,总反应：2Al203（熔融）==

冰晶石

4A1+3O2T

【例题讲解】

1.电化学方法是化工生产及生活中常用的一种方法。回答下列问题：

（1）二氧化氯（CIO?）为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌

消毒剂。目前已开发出用电解法制取002的新工艺如图所示。

%。（含少离子精制饱和

量NaOH）交换膜NaCl溶液

①图中用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取C102。产生C102的电极应连

接电源的（填“正极”或“负极）对应的电极反应式为O

②a极区pH（填“增大皿减小”或“不变”）。

③图中应使用（填“阴”或“阳”）离子交换膜。

⑵电解KzMMh溶液制备KMMh。工业上，通常以软锦矿（主要成分是MnCh）与KOH

的混合物在铁生烟（熔融池）中混合均匀，小火加热至熔融，即可得到绿色的

K2MnO4,

化学方程式为。用银片作阳极（银不参与反应），铁板为阴极，电解K2MnO4溶液

可制备KMnCb。上述过程用流程图表示如下:

D溶液D固体

则D的化学式为；阳极的电极反应式为

【巩固练习】

2.NaCl是我们生活中必不可少的物质。将NaCl固体溶于水，溶解过程如图1所示,

下列说法不正确的是

A.图1中水合钠离子的图示不科学

B.NaCl溶液导电的原因是溶液中有自由移动的Na卡和C\~

C.NaCl溶液通电后才发生电离

D.熔融NaCl通电后离子移动方向如图2

3.以石墨作电极，电解AgNOa溶液，可在两极分别得到Ag和02,下列说法正确的是

A.氧化性：Ag+>H+,还原性：NO>OH

B.Ag附着在阳极：Ag++e=Ag

C.电解过程中溶液的酸性将逐渐减弱

D.电路中每转移1mol电子，可生成ImolAg和0.25molCh

4.热激活电池（又称热电池）可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构

如图所示，其中作为电解质的无水LiClKC1混合物一旦受热熔融，电池瞬间即可输出

电能。该电池总反应为：关于该电池的下

PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pbo

列说法中，不•正•确•的是

A.负极的电极反应：Ca-2e-=Ca2+

B.放电时，K+向硫酸铅电极移动

C.硫酸铅作正极材料，LiCl为正极反应物

D.常温时，在正负极之间连上检流计，指针不偏转

5.铅蓄电池的结构示意图如图所示，其充、放电时的电池反应为：Pb+PbO2+2H2SO4

放电

2PbSO+2HOO下列说法正确的是

充电42

二视化铅铅溶液

A.放电时Pb为负极,发生反应：Pb-2e=Pb2+

B.放电时H+向正极移动，正极区域酸性增强

C.充电时PbCh与外电源的负极相连

+

D.充电时阳极发生反应：PbSO4-2e+2H2O=PbO2+SO；+4H

6.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag?O和Zn,电解质溶液为

KOH溶液，总反应式为Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2，下列说法中不正确的是()

A.原电池放电时，负极上发生反应的物质是Zn

B.正极发生的反应是Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH

C.工作时，负极区溶液c(OH)减小

D.溶液中OH向正极移动，短、H+向负极移动

7.控制合适的条件，将反应2Fe3++21=2Fe2++b设计成如图所示原电池，下列判断

不正确的是

灵敏电流计

石墨盐桥石墨

|FeCI,|KI

溶液溶液

甲乙

A.反应开始时，电流方向是从甲池石墨棒流向乙池石墨棒

B.反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原

C.电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态

D.电流计读数为零后，在甲中溶入FeCL固体，乙中石墨电极为负极

8.将如图所示实验装置的K闭合(已知：盐桥中装有琼脂凝胶，内含KC1),下列判断

正确的是

用悒和疏酸钠.的

Itt溶液浸湿的沙纸

Imol•L’ZnSO,溶液Imol•L'CuSO』溶液

甲乙

A.Cu电极上发生氧化反应

B.电子沿Zn—a—b—Cu路径移动

C.片刻后甲池中c(Cr)增大

D.片刻后可观察到滤纸b处变红色

9.科学家近年发明了一种新型Zn-CO?水介质电池。电池示意图如图，电极为金属锌

和选择性催化材料，放电时，温室气体CO?被转化为储氢物质甲酸等，为解决环境和能

源问题提供了一种新途径。

HCOOH

双极隔膜

下列说法错误的是

A.放电时,负极反应为Zn-2e-+4OH・=Zn(OH)；-

B.放电时，1molCCh转化为HCOOH,转移的电子数为2moi

C.充电时，电池总反应为2Zn(OH)j=2Zn+O2T+40H-+2H2。

D.充电时，正极溶液口OH浓度升高

10.一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：

PH2466.5813.514

腐蚀快慢较快慢较快

2+

主要产物FeFesOjFe2O3FeO2

下列说法不正确的是A.在pHV4的溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀

B.在pH>6的溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀

C.在pH>14的溶液中，碳钢腐蚀的反应为O2+4OH+4e==2H2O

D.在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减慢

11.执法交警最常用的一种酒精检测仪的工作原理示意图如图所示，其反应原理为

CH3cH2OH+O2CH3coOH+FhO,被测者呼出气体中所含的酒精被输送到电池中反应产

生微小电流，该电流经电子放大器放大后在液晶显示屏上显示其酒精含量。下列说法不

正确的是()

液晶显示屏

A.电解质溶液中的S0：移向a电极

B.b为正极，电极反应式为O2+2H2O+4e=4OH

C.呼出气体中酒精含量越高，微处理器中通过的电流越大

D.a极上的电极反应式为CH3cH2OH+H2O-4e=CHa8OH+4H+

12.如图装置(I)为一种可充电电池的示意图，其中的离子交换膜只允许K，通过，该电

充电

池放电、充电时的电池反应为K?S4+3Kl32K2s2+KI3。装置(H)为电解池的示意图当

闭合开关K时，电极X附近溶液先变红。则闭合K时，下列说法正确的是

呼A离子:换膜电号B

电解质I电解质

1

-品1曜黑艘色可」

（rH

A.K+从右到左通过离子交换膜

B.电极A上发生的反应为13+20:31-,

C.电极Y上发生的反应为2Cr-2e-=C12T，

D.当有O.lmoHC通过离子交换膜时,X电极上产生1.12L气体

13.天津理工大学刘喜正等人利用Na2s2O4的生成和分解，研制出Na-SCh可充电电池，

电解质溶液为乙二胺的乙醛溶液。该电池放电时的工信原理如图所示。下列关于放电时

的说法正确的是（）

A.该装置是将电能转化为化学能

B.电子从Na极经电解质流向石墨极

C.石墨电极反应式为2Na++2so2+2e=Na2s2O4

D.若转移3moi电子，则消耗33.6L（标准状况下）SO2

14.电镀行.业产生的酸性含铭废水对环境有污染，其中所含的+6价铝（以CnO：形式存

在）是主要污染物，可采用电解法将其除去。向酸性含辂废水中加入适量Na。固体，以

Fe为阴、阳电极进行电解。经过一段时间，有Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀生成，从而使废

水中珞含量低于排放标准。装置如图所示。

儿■f■不公C”VI低冬

已知：pH=3.2时Fe3+完全转化为Fe(OH)3；pH=5.6时C产完全转化为Cr(OH)3

(I)向酸性含铝废水中加入适量NaCl固体的作用是。

(2)B极上有大量氢气产生，电极反应为o

(3)结合化学用语分析酸性废水中CnO：转化为Cr(OH)3的主要原因.

15.某小组同学利用原电池装置探究物质的性质。资料显示：原电池装置中，负极反应

物的还原性越强，或正极反应物的氧化性越强，原电池的电压越大。

(1)同学们利用卜.表中装置进行实验并记录。

编电极

装置溶液B操作及现象

号A

pH=2的连接装置后，石墨表面产生无色气泡；

IFe

电极/电压表指针偏转

H2SO4

---pH=2的连接装置后，石墨表面无明显现象；电

溶液■

BIICu

H2so4压表指针偏转，记录读数为a

①同学们认为实验I中铁主要发生了析氢腐蚀，其正极反应式是。

②针对实验II现象：甲同学认为不可能发生析氢腐蚀，其判断依据是；乙同学

认为实验II中应发生吸氧腐蚀，其正极的电极反应式是o

(2)同学们仍用上述装置并用Cu和石墨为电极继续实验，探究实验H指针偏转原因及

影响02氧化性因素。

编

溶液B操作及现象

号

经煮沸的溶液表面用煤油覆盖，连接装置后，电压表指针微微偏转，记录

III

pH=2的读数为b

H2SO4

在石墨一侧缓慢通入02并连接装置.，电压表指针偏转，记录读数

pH=2的

IV为c；取出电极，向溶液中加入数滴浓Na2s溶液混合后，插入

H2SO4

电极，保持。2通入，电压表读数仍为c

pH=12的在石墨一侧缓慢通入02并连接装置.，电压表指针偏转，记录读数

V

NaOH为d

①丙同学比较实验n、III、IV的电压表读数为：c>a>b,请解释原因是o

②丁同学对IV、V进行比较，其目的是探究对02氧化性的影响；

实验N中加入Na2s溶液的目的是。

16.I.利用下列给出的试剂与材料，将氧化还原反应2FeA+Cu=2FeA+Cu2+设计成

一个带有盐桥的原电池。

试剂：CuCl2溶液、FeCU溶液、FeCh溶液、AgNO、溶液、蒸饱水等。

材料：锌棒、铁棒、铜棒、石墨棒、500mL烧杯2个、盐桥（装有含琼胶的KQ饱和溶

液）等。

回答卜列问题：

⑴选用作正极，此电极的电极反应式

是.

⑵在答题卡方框中画出一个符合上述要求的原电池的装置图（标出电解质溶液及外电路

中电子流动方向）。

II.如图所示，E为浸过含酚酸的Na2s04溶液的滤纸。A、B分别为销片，压在滤纸两

端，R、S为电池的电极。M、N是用多微孔的Ni制成的电极，在碱溶液中可视为恬性

电极。G为电流计，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中夬

滴一滴紫色的KMnOq溶液，将开关K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产

生，气体的体积见图。

请回答下列问题:

(DR为(填“正”或“负，极。

(2)A附近溶液的现象是,

B附近发生的电极反应式为=

(3)滤纸上的紫色点向(填“A”或"B”)方向移动。

(4)当C、D中的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K,经过一段时间后，C、

D中的气体逐渐减少，C中的电极为(填“正”或"负”)极，电极反应式为

HI.若一开始n中的电源选用了I中自己设计的原电池，连接起来工作一段时间后，测

得U中C和D试管气体总体积为336mL(已折算成标准状况)，则你设计的原电池I的

负极质量至少要减轻克？(结果保留两位小数)

17.某小组同学利用下图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验：

装置分别进行的操作现象

i.连好装置一段时间后，向烧杯

A中滴加酚献

an-

_1.(1molL1ii.连好装置一段时间后，向烧杯铁片表面产生蓝色

NaQ溶液

_1/中滴加K3[Fe(CN)6]溶液沉淀

(1)小组同学认为以上两种检验方法，均能证明铁发生了吸氧腐蚀。

①实验i中的现象是o

②用化学用语解释实验i中的现象：o

(2)直阅资料：K3[Fe(CN)6]具有氧化性。

①据此有同学认为仅通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是

②进行下列实验，在实脸几分钟后的记录如下:

实验滴管试管现象

11iii.蒸储水无明显变化

0.5mol-L-1

iv.1.0molL'NaCl溶液铁片表面产生大量蓝

K3[Fe(CN)61色沉淀

溶液

V.0.5moll/Na2s04溶液无明显变化

a.以上实验表明：在条件下，K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应。

b.为探究cr的存在对反应的影响，小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进

行实验iii,发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明cr的作用是。

⑶有同学认为上述实验仍不严谨。为进一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性对实验ii结果的

影响，又利用(2)中装置继续实验。其中能证实以上影响确实存在的是(填字母序

号)。

实验试剂现象

A酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]溶液(已除0"产生蓝色沉淀

B酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(未除Ch)产生蓝色沉淀

C铁片、K3[Fe(CN)6]»NaCl混合溶液(已除O2)产生蓝色沉淀

D铁片、K3[Fe(CN)6]和盐酸混合溶液(已除02)产生蓝色沉淀

18.实验室有如下材料:铜片、铁片、石墨棒、CuCb溶液、FeCb溶液、导线、电流表、

盐桥(装有琼脂-KC1的U形管)、烧杯等。甲同学设计了如图I的原电池装置，但乙同学

发现甲同学设计的原电池装置效率不高，电流在短时间内就会衰减，为解决以上问题,

将原电池设计成了带盐桥的装置，如图2所示。

f溶K

图1：

⑴①事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，卜.列化学反应在理论上可以设

计成原电池的是______(填序号，下同).

a.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH>0

b.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH<0

c.NaOH(aq)+HCI(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)AH<0

②甲同学设计的原电池,若将石墨棒改为铁片，则总电极反应式是否改变，若是，写出

改变后总的电极反应式.若否，请写出理由：O

⑨乙同学设计的原电池电极反应与甲的相同，但电池的效率高很多。乙同学设计的原电

池两电极分别为：a是(填“铜片”“铁片”或“石墨棒”，下同)，b是。负极

的电极反应式为,正极的电极反应式为。

(2)关于乙同学设计的原电池，下列说法中错误的是。

a.实验过程中，左侧烧杯中C「浓度增大

b.实验过程中取出盐桥，原电池不能继续工作

c.电子通过盐桥从右侧烧杯进入左侧烧杯中

19.脱除烟气中SO?有电化学法及液相催化氧化法等,

(l)Dcnnis等设计的电化学膜法脱除SO2的工艺如图」所示。

含❶的®r

多国用蚓I

交三或七

N]•Uiiid

多孔阳极上发生的电极反应为一；多孔阴极一侧发生的反应包括:

_-

2s2。7+2e=3SO:一+SCh(g)、和2so3+2SO；=2S2O;。

(2)研究FeSCh液相催化氧化脱硫的实验流程如图-2所示，循环槽中循环液的pH变化如

图-3所示(起始时在脱硫塔中加入9LFeS0j溶液并向循环槽中鼓入空气5min)。

分析xt样a.A

①图-2中设置分析取样点A和B的目的是一。

②脱硫塔中发生的主要反应为一;循环槽中产生的气体为

③图・3中430min后脱硫率基本稳定在93.5%左右的原因是

参考答案:

A

=

1.正极C「-5e+2HQ=CIO2T+4H+增大阳2MnO2+4KOH+O2

2K2M11O4+2H2OKOHMnO；--e-MnO4

【分析】(1)阳极与电源正极连接，失去电子，发生氧化反应；阴极连接电源负极，阴极发

生还原反应，结合反应式判断溶液酸碱性的变化情况；

(2)MnO2sKOH、O2混合加热，发生氧化还原反应产生KzMnO4，电解KzMnCU溶液，阴极

上水得到电子变为H?和。什，阳极上MnO：失去电子，发生氧化反应产生MnO,。

【详解】(1)①图中用石墨作电极，在■定条件下电解饱和食盐水制取CIO?。cr失去电子,

发生氧化反应产生CIO?，则产生CIO2的电极为阳极，应连接电源的正极，阳极的电极反应

+

式为：CI-5e+2H2O=ClO2t+4H；

②b极为阳极，a极为阴极，水电离产生的H+得到电子发生还原反应产生Hz，H+不断放电，

使a电极区c(H+)减小，c(OH-)增大，因此溶液pH增大；

③根据图示可知，离子通过离子交换膜由阳极区进入到阴极区。由于阳极b电极上阴离子

cr不断放电，使附近的阳离子浓度增大，为维持平衡，溶液中的阳离子通过交换膜进入到

阴极区，故图中使用的离子交换膜是阳离子交换膜；

(2)根据题意可知MnCh、KOH、O2混合加热，发生氧化还原反应产生KzMnCU,根据电子守

A

恒、原子守恒，可知生成物还有H?O,该反应的化学方程式为：2MnO2+4KOH+O2=

2K2MnO4+2H2Oo然后电解反应产生的K2MW4溶液，在阳极区发生氧化反应：MnO；-e'=

MnO4,在阴极上发生反应：2H2O+2c=H2t+2OH-,离子交换膜为阳离子交换膜，阳极区的

K+通过交换膜进入阴极区，则D物质是KOH溶液；阳极的电极反应式为MnO：-e•二Mn5。

2.C

【详解】A.Na♦带正电荷，应该吸引带有部分负电荷的氧离子，所以水合Na+图应为,

则图中水合Na+的图示不科学，故A止确；

B.NaCl是电离出阴阳离子而导电，因此氯化钠溶液导电的原因是溶液中有自由移动的Na'

和C「，故B正确；

C.NaCl溶于水，在水分子的作用下发生电离，电离不需要通电，故C错误；

D.熔融NaCl通电后阳离子向阴极即向与电源负极相连的电极移动，阴离子向阳极移动即

向与电源正极相连的电极移动，故D正确;

故答案选C。

3.D

【详解】A.根据放电顺序可知，氧化性：Ag+>H+,还原性：OH->NO3，A错误；

B.Ag附着在阴极，阴极上发生还原反应：Ag++e=Ag,B错误；

C.电解过程中阳极上氢氧根离子不断发生氧化反应生成氧气，阳极附近水的电离平衡被破

坏，氢离子浓度增大，溶液的酸性将逐渐增强，C错误；

D.根据电子转移守恒4Ag~Ch~4e-可知，电路中每转移Imol电子，可生成ImolAg和

0.25molO2>D正确；

答案为D。

4.C

【分析】电池总反应为：PbSO4+2LiCl+Ca=CaCb+Li2sO4+Pb,Ca化合价升高，失去

电子，作负极，PbSCh化合价降低，得到电子，作正极。

【详解】A.根据前面分析得到负极的电极反应：Ca-2c-=Ca2+,故A正确；

B.放电时，根据离子移动方向“同性相吸”，因此K+向正极（硫酸铅）移动，故B正确；

C.硫酸铅作正极材料，熔融的LiCl作为电解质，根据PbSO4+2LiCl+Ca=CaCh+Li2SO4

+Pb信息，PbSO4为正极反应物，故C错误；

D.根据题中信息，电解质的无水LiCl-KCl混合物一旦受热熔融，因此常温时，在正负极

之间连上检流计，指针不偏转，故D正确。

综上所述，答案为C。

5.D

放电

【分析】由铅蓄电池的总反应Pb+PbO2+2H2sCh.IPbSCh+ZFhO可知，放电时，Pb被

充电

氧化,应为电池负极反应，电极反应式为Ph-2e-+SO：=PbSO4,正极上PbCh得电子被还原.

电极反应式为PbO2+SO：+2e+4H+=PbSO4+2H2O,在充电时，阳极上发生氧化反应，电极

反应式和放电时的正极反应互为逆反应，阴极上发生还原反应，电极反应式和放电时的负极

反应互为逆反应，由此解答；

【详解】A.放电时，该原电池的负极材料是铅,铅失电子发生氧化反应，电极方程式为Pb+SO

4-2e=PbSO4,故A错误；

B.原电池中阳离子向正极移动，所以放电时，溶液中的H+向正极区移动与PbO2反应生成

水，则正极区域的溶液浓度减小，即酸性减弱，故B错误；

C.充电时为电解池，此时的PbO2外电源的正极相连，故C错误；

D.充电时，阳极上电极反应式为PbSO4-2e+2H2O=PbO2+SO：+4H+,故D正确；

故选D。

6.D

【详解】A.根据总反应式Ag2O+Zn+H2O===2Ag+Zn(OH)2可知，放电时Zn元素化合价由0

价变为+2价，所以负极上Zn失电子发生氧化反应，故A正确；

B.正极上Ag2。得电子发生还原反应，电极反应式为AgaO+2e+H2O===2Ag+2OH,故B正

确；

C.电解质溶液为KOH溶液，所以负极反应为Zn+2OH「2e-===Zn(OH)2，在负极区，OFT

被消耗导致氢氧根离f浓度减小，故C止确；

D.放电时，溶液中的OFT向负极移动，K+、H+向正极移动，故D项错误。

答案选D。

7.D

【分析】由总反应方程式得，「被氧化，Fe3•被还原，因此甲中石墨为正极，乙中石墨为负

极。

【详解】A.乙中r被氧化，F¥+被还原，因此甲中石墨为正极，乙中石墨为负极，电流方

向是从正极导线流向负极，所以从甲池石墨棒流向乙池石墨棒，A正确；

B.由总反应方程式知，Fe3+被还原成Fe2+,B正确；

C.当电流计为零时，说明没有电子发生转移，反应达到平衡，C正确；

D.加入Fe2+,导致平衡逆向移动，则Fe?+失去电子生成Fe3+,作为负极，D错误；

故选D。

8.C

【详解】甲、乙装置能自发的进行氧化还原反应，所以是原电池，锌易失电子作负极，铜作

正极，则含有硫酸钠溶液的滤纸是电解池，a是阴极，b是阳极。

A.该原电池中锌作负极，铜作正极，正极上发生得电子的还原反应，该A错误；

B.电子从Zn-a,b-Cu路径流动，电子不进入电解质溶液，故B错误；

C.原电池中阴离子向负极移动，即盐桥中的cr移向甲烧杯，所以片刻后甲池中c(CD增

大,故c正确；

D.电解池中，a电极上氢离子放电生成氢气，同时a电极附近生成氢氟根离子，导致溶液

碱性增强，所以a极变红色，故D错误；

故答案选C。

9.D

【分析】由题可知，放电时，CO2转化为HCOOH,即CO2发生还原反应，故放电时右侧电

极为正极，左侧电极为负极，Zn发生氧化反应生成Zn(OH)：；充电时，右侧为阳极，H2O

发生氧化反应生成O2,左侧为阴极，Zn(OH)：发生还原反应生成Zn,以此分析解答。

【详解】A.放电时，负极上Zn发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e+4OH=Zn(OH)t,

故A正确，不选；

B.放电时，CO?转化为HCOOH,C元素化合价降低2,则ImolCCh转化为HCOOH时，

转移电子数为2m01,故B正确，不选；

C.充电时，阳极上氏0转化为02,负极上Zn(OH)：转化为Zn,电池总反应为：

2Zn(OH)>2Zn+O2t+40H+2H2O,故C正确，不选；

+

D.充电时，正极即为阳极，电极反应式为：2H2O-4C=4H+O2T,溶液中H+浓度增大，

溶液中c(H+)・c(OH-)=Kw,温度不变时，Kv不变，因此溶液中OH浓度降低，故D错误，符

合题意；

答案选D。

10.C

【详解】A.当pHV4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀，负极电极反应式为：Fe-2e=Fe2+,

正极上电极反应式为：2H++2e=H2T，故A正确；

B.当pH>6溶液中，碳钢主耍发生吸氧腐蚀，负极电极反应式为：Fc・2c-二F/+,正极上电

极反应式为：O2+2H2O+4c=4OH,故B正确；

C.在pH>14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应O2+2H2O+4e=4OH,故C错误；

D.将碱性溶液煮沸除去氧气后，正极上氧气生成氢氧根离子的速率减小，所以碳钢腐蚀速

率会减缓，故D正确；

故选C。

11.B

【分析】根据图示及总反应方程式可知，电解质溶液为酸性环境，氧气发生还原反应，b极

为正极，a极为负极，CHCH20H发生氧化反应，据此解答。

【详解】A.电解质溶液中阴离子向负极移动，故S0：移向a电极，A正确；

B.b为正极，电解质溶液为酸性环境，正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，所以电极

反应式为0?+4e-+4H+=2HQ,B错误：

C.单位时间内，人呼出的气体中酒精含量越多，酒精失电子数越多，所以微处理器中通过

的电流越大，c正确；

D.a极是负极，CH3cH20H失电子发生氧化反应生成CH3coOH,所以a极的电极反应式

为：CH3cH2OH+H?O-4e=CH3coOH+4H+,D正确；

答案选B。

12.C

【分析】当闭合开关K时，X附近溶液先变红，说明X极生成0H,应为电解池的阴极，Y

为电解池的阳极，则A为原电池的负极，B为原电池的正极，以此解答该题。

【详解】A.原电池中阳离子向正极移动，即从左向右通过离子交换膜，故A错误；

B.A为负极，失电子发生氧化反应，电极反应式为2K2s2-2e=K2s4+2K+,故B错误；

C.Y为电解池阳极，氯离子失电子发生氧化反应，电极反应为2Cr-2e-=Cb3故C正确；

D.未指明温度和压强，无法确定气体的体积，故D错误；

综上所述答案为C。

13.C

【分析】Na单质为活泼金属，所以Na电极为负极，发生氧化反应，石墨电极为正极，SO2

在电极上得电子发生还原反应。

【详解】A.可充电电池放电时相当于原电池，能量变化为化学能转化为电能，A项错误;

B.电解质中没有电子流动，B项错误；

C.石墨极是正极，SO?在电极上得电子结合迁移到正极的Na+生成Na2s20』，电极反应为

2Na++2so2+2—Na2s2O4,C项正确；

D.根据以上电极反应式,该电池中转移3moi电子，消耗3molSO2,标准状况下体积为67.2L,

D项错误；

综上所述答案为C。

2+-t3+

14.增强溶液的导电性2H++2e-=H2T6Fe-J-Cr2O；+14H=7H2O+2Cr+

3+3

6Fe,酸性减弱，Cr\Fe3+水解生成Cr(0H)3、Fe(OH)3

【分析】根据信息得到B为阴极，酸中的氢离子得到电子产生氢气，阳极是铁失去电子变

为亚铁离子，亚铁离子和CnO；在酸性条件下反应生C尸、Fe3+,Cr3+、Fe3+水解生成Cr(OH)3、

Fe(OH)3o

【详解】(1)向酸性含铝废水中加入适量NaCl固体的作用是增强溶液的导电性；故答案为：

增强溶液的导电性。

+

(2)B极上有大量氢气产生，电极反应为2H++2e—=臼7：故答案为：2H+2e-=H2To

(3)结合化学用语分析酸性废水中CnO；转化为Cr(OH)3的主要原因6Fe2++Cr2O^+14H+

32+

=7H?O+2Cr3++6Fe3+,酸性减弱，Cr\Fe?+水解生成Cr(OH)3、Fe(OH)3;故答案为：6Fe

+3+3+

+Cr2O,+14H=7H2O+2Cr+6Fe,酸性减弱，CB、Fe3+水解生成Cr(OH)3、Fe(OH)3o

【点睛】该题主要考杏学生思维逻辑性，阳极的铁失去电子变为亚铁离子，亚铁和重铭酌根

反应生成铁离子、铭离子，

+

15.2H++2-H2T在金属活动性顺序中，Cu在H后，Cu不能置换出H2O2+4H+

4e=2H2OO2浓度越大，其氧化性越强，使电压值增大溶液的酸碱性排除溶液中的

Na+(或S04〉)对实验的可能干扰；

【详解】(1)①同学们认为实验【中铁主要发生了析氢腐蚀，即为溶液中的H+得电子生成

H2,其正极反应式是2H++2C-H23

②针对实验I【现象，甲同学考虑到：在金属活动顺序表中，Cu排在H的后面，所以他认为

不可能发生析氢腐蚀。乙同学认为实验II中应发生吸氧腐蚀，其正极是溶解在溶液中的02

得电子，电极反应式是O?+4H++4e-=2H2O。

(2)①丙同学比较实验H、HI、IV,同样是pH=2的H2s04溶液，只是溶解的02量不同，

导致电压表读数为：c>a>b,因此可以看出，氧气浓度越大，导电能力越强。

②丁同学对IV、V进行比技，其变量是溶液pH的不同，因此其目的是探究溶液的酸碱性对

02氧化性的影响。实验IV中加入Na2s04溶液，结果溶液的导电能力未变，从而说明溶液中

的Na+(或SO』二)对实验不产生干扰，也由此得出实验IV中加入Na2s04溶液的目的是排除

溶液中的Na+(或SO4')对实验的可能干扰。

16.石墨棒Fe3++e=Fe2+cq薄液F’CI、溶液负溶液变

--

红2H2O-4e=C)2T+4H+B负H2+2OH-2e=2H2O0.64

【分析】利用反应2Fe3++Cu=2Fe"+Cu”设计原电池时，从价态变化切入，Cu由0分升

高为+2价，则Cu作负极材料，Fe?+由+3价降低为十2价，则电解质中应含有可溶性铁盐，

同时还需考虑到，正极材料若为金属，其金属活动性应比Cu弱。分析电池组的电极时，应

从电解KOH溶液的电解池中电极产物入手，体积大的气体为H2,此电极(M)为阴极，体积

小的气体为。2,此电极(N)为阳极。由C、D极气体的体积计算消耗Cu电极的质量时，应

利用得失电子守恒建立关系式。

【详解】I.(1)由以上分析知，正极应选用石墨棒，此电极中，溶液中的Fe3+得电子生成

Fe2\电极反应式是Fe3++e-=Fe，答案为：石墨棒；Fe^+e=Fe2"；

(2)符合上述要求的原电池的装置图中，一个电极为Cu,电解质为CuCb溶液，另一个电极

为石墨棒，电解质为FeCb溶液，即为：CuQ,溶液F㈤，溶液。答案为：eg,溶液F网溶液

I[.(1)由分析知，C试管中生成H2,则M电极为阴极，R为负极。答案为：负；

(2)A为阴极，发生反应2H2O+2e-=2OH-+H2f，生成的OH使酚儆变红色，则附近溶液的现

象是溶液变红，B极为阳极，发生的电极反应式为2H2cMe-==O2f+4H+。答案为：溶液变红；

+

2H2O-4e=O2t+4H：

(3)MnO：带负电荷，应向阳极移动，则滤纸上的紫色点向B方向移动。答案为：B；

(4)C中比失电子，M电极为负极，在此电极，出得电子后的产物与OH反应生成HQ,

电极反应式为此+20丁-2-二2比0。答案为：负；H24-2OH--2e-=2H2O：

川.H中C和D试管气体总体积为336mL(已折算成标准状况)，则C电极生成H2224mL(标

况)，物质的量为W^^7=0.01mol,依据得失电子守恒，可与Cu建立如下关系式:Cu——H2,

22.4L/mol

则Cu电极至少要减轻的质量为0.01molx64g/mol=0.64克。答案为：0.64。

【点睛】因为线路中会出现电量的损耗，所以电池实际供应的电量应比理论计算多，所耗负

极金属的质量也应比理论计算多。

24

17.碳棒附近溶液变纪O2+4e+2H2O=4OH-K31Fe(CN)6网能氧化Fe生成Fe,会

干扰由于电化学腐蚀负极生成F/+的检验cr存在cr破坏了铁片表面的氧化膜AC

【分析】根据图像可知，该装置为原电池装置，铁作负极，失电子生成亚铁离子；c作正极

氧气得电子与水反应生成氢氧根离了•，正极附近显红色。要验证K3Fe(CN)6具有氧化性，则

需要排除其它氧化剂的干扰，如氧气、铁表面的氧化膜等，据此分析解答。

【详解】(1)①实验i中，发生吸氧腐蚀，碳棒为正极，发生02得电子生成的反应，从

而使碳棒附近溶液变红；

②正极氧气得电子与水反应生成氢氧根离子，电极反应式O2+4e-+2H2O=4OH；

(2)①有同学认为仅通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀，理由是既然K4Fe(CN)6］具

有氧化性，可能氧化Fe为亚铁离子，影响实验结果；

②a.对比试验iv和v,溶液中的Na+、SCh?一对铁的腐蚀元影响，使反应加快；实验表明：