第四章化学反应与电能 单元测试 高中化学人教版选择性必修1

第四章化学反应与电能同步习题

一、单选题(共12小题)

1.电解精炼铜的废液中含有大量的CM+、SO；,下图为用惰性电极回收废液中铜、浓缩Na2SO4溶液的装置示意

图。下列说法正确的是

A.交换膜m为阴离子交换膜

B.若可极a改为Cu,仍可达到预期实验目的

C.b极电极反应式：2C1-2C=C12T

D.当获得1L0.5moiUNa2so4溶液时,最多回收25.6gCu

2.科学家近年发明了一种新型Zn-CCh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C02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。

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.放口时，1moICCh转化为HCOOH,转移的电子数为2moi

C.充目时，电池总反应为2Zn(OH)：-=2Zn+O2T+4OH-+2H2。

D.充电时，正极溶液中0H-浓度升高

3.下列有关装置的说法正确的是

NaOH溶液

I

A.装置I中Mg为原电池的负极

B.装置IV工作时;电子由锌通过导线流向碳棒

C.装置IH可构成原电池

D.装置n为i次电池

4.将二氧化碳通过电化学方法转化成燃料（原理如图所示），为碳化学品的生产提供了一种有前景的替代途径，下

列说法正确的是

A.a为电源的负极

B.电解一段时间后，阳极区的pH值会显著变大

C.Cu电极上产生C2H4的反应为：2co2+12H++12e=C2H4+4H2O

D.导线中每通过2mol电子时，就能得到ImolCO

5.用如图所示装置（X、Y是直流电源的两极）分别进行下列各组实验，则下表中各项所列对应关系均正确的一项

是

直流电源

选项X极实验前U形管中液体通电后现象及结论

A负极CuCC溶液b管中有气体逸出

B负极NaOH溶液溶液pH降低

C正极Na2s04溶液U形管两端滴入酚酷后，a管中呈红色

b管中电极反应式是4°H4pT+2H2。

D正极AgNO3溶液

A.AB.BC.CD.D

6.环氧乙烷(C2H4。)常用于医用消毒，一种制备方法为：使用惰性电极电解KQ溶液，用Ct交换膜将电解液分为

阴极区和阳极区，其中一区持续通入乙烯；电解结束，移出交换膜，两区混合反应：HOCH2cH2。+OH=C1-+

H20+C2H4OO下列说法错误的是

A.乙烯应通入阴极区

B.移出交换膜前存在反应C12+H2O=HC1+HCIO

C.使用Cl交换膜阻止OH通过，可使C12生成区的pH逐渐减小

D.制备过程的总反应为：H2C=CH2+H2O=H2t+C2H4O

7.银镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L为小灯泡，跖、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。

下列说法不氐口哪勺是

A.断开K?、合上Ki,银镉电池能量转化形式：化学能一电能

B.断开Ki、合上K2,电极A为阴极，发生还原反应

C.电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变

放电

D.锲镉二次电池的总反应式：Cd+2NiOOH+2HO^Cd(OH)2+2Ni(OH)2

2为电

8.化学与生活关系密切，下列说法正确的是

A.用白糖腌制果晡可防止果脯变质，原因是白糖能使蛋白质变性

B.二氧化氯、臭氧均具有强氧化性，因此可用作自来水消毒剂

C.打印机黑色的墨粉中含有铁的氧化物，这种氧化物是氧化铁

D.钢管表面镀锌可以防止钢管被腐蚀，镀层破损后，钢管反而会加速腐蚀

9.一氧化氮一空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能的时，实现了制硝酸、发电、环保三位一体，其工

作原理如图所示，下列说法不正确的是

A.电极I为负极，在工作时该电极上发生氧化反应

+

B.电极H上发生的电极反应式为：O2+4H+4C=2H2O

C.电池工作时H+穿过质子交换膜向右侧（电极H）迁移

D.若过程中产生2moiHNO3,则消耗O2的体积为33.6L

10.NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是

A.电解200mL0.5molL-iAgNCh溶液，转移的电子数最多为0.INA

B.由热化学方程式PCb（l）+C12（g）峰珍PC15（s）△H=-l23.8kJ-mol”可知，要使反应放出123.8kJ的热量，反应

前PCH1）与CL（g）的分子个数均为NA

C.常温下,含有ImolCl-的NHQ1溶液中的NH：数目小于NA

D.室温下,等体积的pH=l的H2sCh溶液和pH。的H3P04溶液,所含有的H+的个数均为HINA

11.青铜器（铜锡合金）文物表面常覆盖有因腐蚀而产生的碱式氯化铜[化学式CU2（OH）3C1],下列说法错误的是

A.青铜比纯铜硬度更大

B.青铜器在潮湿环境中比在干燥环境中腐蚀快

C.青铜器产生CU2（OH）3。的过程中铜元素被还原

D.青铜的熔点低于纯铜

12.采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响，

下列说法错误的是

A.阳极反应为2Hq-4e-=4H++Oj

B.电解一段时间后，阳极室的pH未变

C.电解过程中，H+由a极区向b极区迁移

D.电解一段时间后，a极生成的02与b极反应的02等量

二、填空题(共4小题)

13.加图所示为水溶液锂离子电池体系.放电时，电池的负极是(填“屋或“b”)，溶液中的L1+从(填，

向b”或“b向a”)迁移。

14.在新冠肺炎疫情期间，“84”消毒液是环境消毒液之一。某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨

作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使CL被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示的装

置。c、d都为石墨电极。

饱和

食盐水

(l)a为电源的极，c为电解池的极(填“正”“负”或“阴”“阳”)。

(2)d电极上发生的电极反应式：,电解产生消毒液的总化学方程式为o

15.2018年7月至9月，国家文物局在辽宁开展水下考古，搜寻、发现并确认了甲午海战北洋水师沉舰——经远

舰。已知：正常海水呈弱碱性。

(1)经远舰在海底“沉睡”124年后，钢铁制成的舰体腐蚀严重。舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为

(2)为了保护文物，考古队员采用“牺牲阳极的阴极保护法”对舰船进行了处理。

①下列说法不正确的是。

A.锌块发生氧化反应：Zn-2e=Zn2+

B.舰体有电子流入，可以有效减缓腐蚀

C.若通过外加电源保护舰体，应将舰体与电源正极相连

D.地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同

②采用“牺牲阳极的阴极保护法''后，舰体上正极的电极反应式为o

（3）船上有些器皿是铜制品，表面有铜锈。

①据了解铜锈的成分非常复杂，主要成分有CU2（0H）2c03和CU2（OH）3C1O考古学家将铜锈分为无害锈（形成了保护

层）和有害锈（使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散），结构如图所示。

下列说法正确的是________

A.疏松的CuMOH）3cl属于有害锈

B.CU2（OH）2CO3既能溶于盐酸也能溶于氢氧化钠溶液

C.青铜器表面涂一层食盐水可以做俣护层

D.用HN03溶液除锈可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”

②文献显示CU2（OH）3CI的形成过程中会产生CuQ（白色不溶于水的固体），将腐蚀文物置于含Na2c03的缓冲溶液

中浸泡，可以使CuCl转化为难溶的Cs（OH）2c03反应的离子方程式为。

（4）考古队员将舰船上的部分文物打捞出水后，采取脱盐、干燥等措施保护文物。从电化学原理的角度分析“脱盐、

干燥”的防腐原理：。

16.（I）理论上任何一个自发的氧化还原反应均可以设计成原电池。根据氧化还原反应Fe+2Fe3+=3Fe2+设计的原电

池如图所示，其中盐桥内装琼脂-饱和KN03溶液。

请回答下列问题：

①电解质溶液X是—；电解质溶液Y是一。

②写出两电极的电极反应式：铁电极：_：碳电极：一。

③外电珞中的电子是从—电极流向—电极。（填“铁”或“碳”）

④盐桥中向X溶液中迁移的离子是_（填字母）：A,K+B.NOa

（2）请将下列氧化还原反应3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NOT+4H2。设计成原电池，画出（1）中的装置图，并写

出相应的电极反应式。

①原电池装置图：；

②正极：；

③负极：o

三、实验题（共3小题）

17.某小组进行如下实验：向0.1molL“FeC13溶液中通入SO2或加入Na2s03溶液，均得到红色溶液。

已知：溶液中+4价含硫微粒物质的最分数随pH变化的曲线如下图所示。

10「嗯-，胃-

粼8

《

解0.

后0..46

OS.

小

案2

O

O.

PH

I.推测Fe3+与溶液中的某种+4价含硫微粒形成了红色的配离子。设计如下实验（均在常温下进行）:

实

溶液1(1mL)溶液2(10mL)现象

验

0.1molL“FeCb溶

AS02的饱和溶液

液

S02的饱和溶液，用NaOH

0.lmolL」FeCb溶溶液1与溶液2混合后，实验A、B、C所得溶液红

B固体调

液色依次加深

pH=5.0

0.1molL/FeCh溶

C

液

(1)将上述实验补充完整________O

(2)配离子的配体为S。：的实验证据是

n.探究pH对FeCh和Na2s03反应的影响。设计如卜.实验:

序

实验a实验b

号

方5mL酸化的O.lmol-L-1FeCh与2mLO.lmolL」

5mL酸化的O.lmolL-1FeCh与2mL0.1mol-f1Na2so3

案Na2so3混合得红色溶液，测得pH=1.7

混合得红色溶液，加几滴浓盐酸，调pH=1.3

现

放置10分钟后，溶液红色均褪去，实验b中溶液褪色更快。经检验，褪色后的溶液中均存在Fe2+。

象

(3)探究实验b中溶液褪色更快的原因：

i.甲认为pH降低，有利于Fe3+氧化S0；,导致实验b中溶液褪色更快。

①从电极反应的角度，进行理论分析•：

还原反应为：Fe3++e=Fe?+氧化反应为：。

②已知上述实验条件下pH对Fe3+的氧化性几乎没有影响。从平衡移动的角度判断pH对SO：还原性的影响是

(填“增强”或“减弱，

③通过理论分析，甲认为其猜测(填“成立”或“不成立”)，并进一步实验，获得了证据。实验方案为：反应

相同时间，分别取实验a和b中的溶液，检测浓度(填离子符号)，比较其大小关系。

ii.乙猜测pH降低，有利于氧化SO：,导致实验b中溶液褪色更快。

④将乙的假设补充完整______(填化学式)。

⑤乙设计实验进行验证：

取10mLO.lnwlL"Na2so3溶液加硫酸调pH=1.7,用KMnOj溶液滴定，消耗体积为力。另取一份相同的溶液放置

10分钟后，再用KMnO』溶液滴定，消耗体积为％.前后差值(％-吻)为△匕。用同样的方法对lOmLO.lmoLL"

NazSCh(含H2SO4)pH=1.3进行滴定，消耗KMnCh溶液前后体积差俏为A%。

经对比可知，△匕＞△Vh,由此得出的实验结论是O

(4)综合上述分析，pH降低，有利于反应的发生，导致实验b中溶液褪色更快。

18.孔雀石的主要成分为CUCC)3-CU(OH)2。某同学设计的从孔雀石中提取铜的方案如下：

①将孔雀石粉碎后，加入过量的稀硫酸；

②将反应后的混合物过滤；

③向滤液中加入■种金属粉末。

请根据上述实脸方案回答F列问题。

⑴①中可观察到的现象是什么？

(2)③中加入的金属粉末可以是什么？请说明理由。

(3)设计从滤液中获得铜的另外种方案。

19.请按要求填空。

(1)一种以葡萄糖为燃料的微生物电池，其工作原理如图所示：

收于交换震

①写出负极电极反应式：；

②随着甩池不断放电，电解质溶液的酸性______(填"增大''、"减小”或“不变”)

(2)查阅资料发现AgSCN为白色难溶物，Ag+可以氧化SCN-和Fe2+。为探究SCN-和Fe?+的还原性强弱，某同学设

计了如图实验装置并进行下列实验。

电流计

石*#墨

溶液X、II/O.lmolL'AgNO,溶液

溶液、琼脂

先断开电键K,向溶液X中滴加0.1mol・L」KSCN溶液，无明显现象，说明；闭合电键K后，若观察到的

实验现象有溶液X逐渐变红、右边石墨电极上有固体析出、电流计指针偏转，据此得出的结论是________,溶液

变红的原因是、(用电极反应式和离子方程式表示)。

(3)一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体，电解质是掺杂氧化忆(Y2O3)的氧化铝(ZrO?)晶体，在

熔融状态下能传导。2-。则通入丁烷的一极的电极反应式为：o

四、计算题(共2小题)

20.如图所示A为直流电源，B为电解槽，c、d为石墨电极，H中盛有lOOmLNaCl和CuCl2的混合溶液，其中

CM+的物质的量浓度为0.1m。1・匚1闭合S,d极收集到标准状况下的气体甲448mL,该气体能使湿润的淀粉碘化

钾试纸变蓝。假设溶液的体积变化忽略不计，不考虑电解产生的气体溶解和吸收。请回答卜.列问题：

(I)电源的a极是,d极发生的电极反应为.

(2)c极理论上收集到的气体的体积是(标准状况)mL。

⑶假设100mL溶液中，c(Cu2+)=amol-U1,c(Na+)=bmol-U1,(2心完全放电后，理论上d极共产生甲气体的体

枳V(标准状况)的范围是(用含a、b的代数式表示)。

21.用Pt电极电解500mL含KNO3和NaCl混合溶液一段时间，在两极均生成标准状况下的气体11.2L,电解前后

溶液体积不变，

(1)写出阴极极反应式：；阳极极反应式：;

(2)求所得溶液中NaOH的物质的量浓度。

参考答案：

1.D【解析】该装置为电解装置.，由图可知，Na+与SO：透过交换膜进入浓缩室，由离子

移动方向可知电极a为阳极，电极b为阴极，据此分析回答。

【解析】A.由图可知，阳极区Na+通过交换腴m进入浓缩室，故交换腴m为阳离子交换

膜，故A错误；

B.电极a为阳极，电极上Ct发生氧化反应生.成氯气，若电极a改为Cu,则Cu失电子生

成CM+,也会通过交换膜m进入浓缩室，故不能达到预期实验目的，故B错误；

C.b极为阴极，电极上Q12+发生还原反应生成Cu,发生的电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，

故C错误；

D.若浓缩至得到1L0.5moi.!/Na2s溶液,则有(0.5mol/LxIL-O.Imol/LxlL)=0.4mol

SO；进入浓缩室，电路中有0.8mol电子通过，可析出04moicu,其质量为64g/mo】x

0.4mol=25.6g>故D正确；

答案选D。

2.D【解析】由题可知，放电时，CO?转化为HCOOH,即CO?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，比0发生氧化反应生成02,左侧为阴极，Zn(OH)：发生还原反应生成Zn,以此分析

解答。

【解析】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)：,

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ImolCO?转化为HCOOH时，

转移电子数为2niol,故B正确，不选；

C.充电时，阳极上H?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+2H,0,故C正确，不选；

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

溶液中c(H+)・c(OH-尸Kw,温度不变时，Kw不变，因此溶液中0H-浓度降低，故D错误，

符合题意；

答案选D。

3.B【解析】A.A1能够与NaOH溶液反应，而Mg不能反应，所以装置【中Mg为原电池

的正极，A1为原电池的负极，A错误：

B.由于电极活动性Zn比C强，所以Zn为负极，碳棒为正极，故装置IV工作时，电子

由负极锌通过导线流向正极碳棒，B正确；

C.装置HI中2个电极都是Zn,没有活动性不同的电极，因此不可构成原电池，C错误；

D.装置n可充电，为电解池；也可放电，为原电池，故装置n电池为二次电池，D错

误；

故合理选项是Bo

4.C【解析】由图可知，Cu极碳元素价态降低得电子，故Cu电极为阴极，b为负极，a

为正极，自电极为阳极，据此作答。

【解析】A.Cu极碳元素价态降低得电子，故Cu电极为阴极，b为负极，a为正极，A错

误；

B.Pt电极为阳极，电极反应式为2H2O-4e=O2T+4H+,生成氢离子，阳极区pH减小，B

错误；

C.Cu电极为阴极，产生C2H4的电极反应为：2co2+12H++12e=C2HH4H2。，C正确；

D.二氧化碳生成CO时，碳元素由+4价降低为+2价，每生成ImolCO转移2moi电子，

但当电路中转移2moi电子时，不一定全部生成CO,故无法计算生成CO的量，D错误；

故答案为：Co

5.A【解析】A.X为负极，则U形管右侧为阳极，电解氯化铜溶液时，阳极氯离子被氧

化生成氯气，所以b管有气体逸出，A正确；

B.电解NaOH溶液的实质是电解水，所以NaOH的浓度会增大，pH增大，B错误；

C.电源X极为正极，a管中石墨电极为阳极，b管中石墨电极为阴极，电解硫酸钠溶液的

实质是电解水，H+在阴极区放电，OH在阳极区放电，故在阴极区有大量的OH-,滴入酚

配后，b管中呈红色，在阳极区有大量的H+,a管中呈无色，C错误；

D.电源X极为正极，则b管为阴极，电解硝酸银溶液时，阴极反应为Ag++e-=Ag,D错

误；

综上所述答案为A。

6.A【解析】环氧乙烷的制备原理：CI-在阳极被氧化生成Cb,。2与水发生反应。2+

H2O^HCI+HC10,HQ0与乙烯发生加成反应生成HOCH2cH2。：阴极区水电离出的氢离

子放电生成氢气，同时产生氢氧根，电解结束，移出交换膜，两区混合反应：

HOCH2cH2cl+OH=C1-+H20+CzH。

【解析】A.阳极区产生HCIO,所以乙烯通入阳极区，故A错误；

B.根据分析可知阳极氧化生成的氯气会与水发生反应CI2+H2OWHCI+HCIO,故B1E

确；

C.根据分析可知阳极区会产生HCL使用CI-交换膜阻止0H-通过，HC1的浓度不断增

大,pH逐渐减小，故C正确：

D.根据分析可知该反应过程中KQ并没有被消耗，实际上是水、乙烯反应，总反应为

H2C=CH2+H20=H2T+C2H4O,故D正确；

综上所述答案为A。

7.C【解析】根据图示，电极A充电时为阴极，则放电时电极A为负极，负极上Cd失电

子发生氧化反应生成Cd(0H)2,负极反应式为Cd-2e-+20H=Cd(OH)2,电极B充电时为阳

极，则放电时电极B为正极，正极上NiOOH得电子发生还原反应生成Ni(OH)2,正极反应

式为2NiOOH+2e+2H2O=2Ni(OH)2+2OH,放电时总反应为

Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2,据此分析作答。

【解析】A.断开K2、合上Ki,为放电过程，银镉电池能量转化形式：化学能-电能，A

正确；

B.断开Ki、合上K2,为充电过程，电极A与直流电源的负极相连，电极A为阴极，发

生还原反应，电极反应式为Cd(OH)2+2e=Cd+2OH-,B正确；

C.电极B发生氧化反应的电极反应式为2Ni(OH)2-2e-+2OH-=2NiOOH+2H20,则电极A发

生还原反应的电极反应式为Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH,此时为充电过程，总反应为

Cd(OH)2+2Ni(OH)2—Cd+2NiOOH+2H2O,溶液中KOH浓度减小，C错误；

D.根据分析，放电时总反应为Cd+2NiOOH+2Hg=Cd(OH)2+2Ni(OH)2,则银镉二次电池

放电

总反应式为Cd+2NiOOH+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2,D正确；

克电

答案选C。

8.B【解析】A.白糖作为溶质在水里有很高的溶解度，浸泡水果的时候，由于渗透E的

作用，可以将细胞中的水分“吸出”，也就是脱水，使得细胞中的溶质浓度增高，细菌和微

生物就难以进行繁殖，从而间接达到了防腐的作用，A错误；

B.二氧化氯、臭氧均具有强氧化性，能杀菌、消毒，可用作自来水消毒剂，B正确；

C.打印机里黑色的铁的氧化物为四氧化三铁，氧化铁为红棕色固体，C错误；

D.锌的活动性比铁强，钢管表面的锌镀层破损后，形成原电池，锌作负极，钢管作正

极，钢管仍然被保护不被腐蚀，D错误；

答案选B。

9.D【解析】由图可知，氮元素价态升高失电子，电极I作负极，电极反应方式为N0-

+

3e+2H2O=HNO3+3H,电极H为正极，电极反应式为0?+4H++4c=2比0,据此作答。

A.电极I作负极，NO失电子发生氧化反应，故A正确；

B.电极H为正极，电极反应式为Ch+4H++4c=2氏0,故B正确；

C.原电池工作时，阳离子向正极右侧(电极1【)迁移，故C正确；

D.题目未给标准状况，无法计算物质的量，故D错误；

故选：Do

10.C【解析】A.电解200mL0.5mol/LAgNOa溶液，如果持续电解，则最终电解水，因

此转移的电子数大于O.INA,选项A错误；

B.反应P03(l)+C12(g)峰为PC15(s)/^=123.8口山］0卜1是可逆反应，要使反应放出

123.8kJ的热量，反应前PCh(l)与CL(g)的分子个数均应大于NA,选项B错误；

C.由于部分NH：水解生成NH3・H2O,使得NKQ溶液中含有NH；数目小于C卜数目，所

以NH：数目小于NA,选项C正确；

D.室温下，等体积的pH=l的HzSO,溶液和pH=l的H3Po4溶液，所含有的H+的浓度相

等，但没有给定体积，无法确定H+个数，选项D错误；

答案选C。

H.C【解析】A.合金一般具有较大的硬度，青铜比纯铜硬度更大，A项正确；

B.在潮湿环境中金属更容易发生电化学腐蚀，因此青铜器在潮湿环境中比在干燥环境中

腐蚀快，B项正确；

C.青铜器产生CU2(OH)3。的过程中，铜元素由0价变为+2价，被氧化，C项错误；

D.合金的熔点通常低于组分金属的熔点，青铜的熔点低于纯铜，D项正确：

故选C。

12.D【解析】a极析出氧气，氧元素的化合价升高，做电解池的阳极，b极通入氧气，生

成过氧化氢，氧元素的化合价降低，被还原，做电解池的阴极。

【解析】A.依据分析a极是阳极，属于放氧生酸性型的电解，所以阳极的反应式是2H20-

+

4c=4H+O2t＞故A正确，但不符合题意；

B.电解时阳极产生氢离子：氢离子是阳离子，通过质子交换膜移向阴极，所以电解一段时

间后，阳极室的pH值不变，故B正确，但不符合题意；

C.有B的分析可知，C正确，但不符合题意；

+

D.电解时，阳极的反应为：2H2O-4e=4H+O2t，阴极的反应为：0?+2e-+2H+=+02,总反

应为：O2+2H2O=2H2O2,要消耗氧气，即是a极生成的氧气小于b极消耗的氧气，故D错

误，符合题意；

故选：Do

13.bb向a【解析】Li为活泼金属，失电子发生氧化反应，所以电池的负极是b,

正极是a：原电池中阳离子向正极移动，即Li+从b向a迁移。

14.(1)负阳

电解

(2)2H2O+2e=H2t+2OH-NaCl+H2O^NaC10+H2T

【解析】用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，NaOH在阴极区生成，02在阳极区生成。

按照该同学制作的竖直的家用环保型消毒装置，若将阳极置于上方，则氯气一生成即逸

出，不能完全与NaOH作用。因此，应将阳极置于下方，则c是阳极，阴极置于上方，则

d是阴极。

(1)

图中电极a和b是电源的电极，由分析知c是电解池的阳极，d是阴极，则与电解装置上

方阴极相连的a为电源的负极，则b为正极，故答案为：负；阳；

（2）

d是阴极发生氧化反应，水得电子生成氢气和氢氧根，则d电极上发生的电极反应式：

电解

2H2O+2e=H2T+2OH,电解产生消毒液的总化学方程式为NaCl+FhO-NaClO+Hzf,故

电解

答案为：2H2O+2e=H2T+20H；NaCl+FhO^NaClO+H2T

2+-

15.Fe-2e=FeCO2+4e+2H2O=4OHA4CuCl+O2+2H2O+2CO；

=2CU2（OH）2CO3+4C1-脱盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体（或电解质溶液），使文

物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀【解析】舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应

式为Fe-2e=Fe2+,正极的电极反应式为0?+4e-+2H2。=40田；“牺牲阳极的阴极保护法”，用

比快活泼的金属如锌，让其充当原电池的负极先被氧化；铜锈的成分非常复杂，主要成分

有CU2（OH）2CO3和CU2（OH）3CU铜锈分为无害锈（形成了保护层汝口CU2（OH）2c03和有害锈

（使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散）如Cu?（OH）Q；“脱盐、干煤”的防腐原理：脱

盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体（或电解质溶液），使文物表面无法形成微电池发

生电化学腐蚀.

【解析】（1）舰体发生电化学腐蚀时，负极的电极反应式为Fe-2e=Fe2+。故答案为：Fe-2e-

=Fe2+；

（2）0A.锌比铁活泼，锌块先发生氧化反应：Zn-2e=ZM+,故A正确；

B.舰体为正极，是电子流入的一极，正极被保护，可以有效减缓腐蚀，故B正确；

C.采用外加电流的阴极保护法保护金属时，被保护的金属作阴极，若通过外加电源保护

舰体，应将舰体与电源负极相连，故C错误；

D.地下钢铁管道用导线连接锌块与该种舰体保护法原理相同，都是牺牲阳极的阴极保护

法，故D正确；

故答案为：C；

②采用“牺牲阳极的阴极保护法”后，正极是氧气得电子发生还原反应，舰体上正极的电极

反应式为02+4e+2H2O=4OH-。故答案为：O2+4e+2H2O=4OH-；

（3）®A.由图片信息可知，CU2（OH）3。疏松、易吸收水，会使器物损坏程度逐步加剧，并

不断扩散，所以属于有害锈，故A正确；

B.CU2（OH）2c03能溶于盐酸但不能溶于氢氧化钠溶液，故B错误；

C.青铜器表面涂一层食盐水提供形成原电池的电解质溶液，加快铜的腐蚀，故c错误；

D.HNO?溶液具有强氧化性，加快铜的腐蚀，故D错误；

故答案为：A；

②将腐蚀文物置于含Na2cCh的缓冲溶液中浸泡，可以使CuCl转化为难溶的CU2（OH）2CO3

反应的离子方程式为4CUC1+O2+2H9+2cO；=2CU2(OH)2co3+4。-；故答案为：4CuCI

+O2+2H2O+2CO；=2Cu2(OH)2co3+40-：

(4)从电化学原理的角度分析“脱盐、干燥”的防腐原理.：脱盐、干燥处理破坏了微电池中的

离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发生电化学腐蚀：故答案为：脱

盐、干燥处理破坏了微电池中的离子导体(或电解质溶液)，使文物表面无法形成微电池发

生电化学腐蚀。

【点睛】本题考查电化学腐蚀及其防护，把握电化学反应原理等为解答的关键，侧重分析

与应用能力的考查，注意理解电化学腐蚀发生的条件和防止金属锈蚀的措施，难点(3)新情

境下的氧化还原反应方程式的书写，CuCl转化为难溶的Cs(OH)2cO3铜的化合价发生了变

化，需要有氯气参加。

2+3+

16.FeCL(或FeSOQFeCR或Fe2(SO4)3]Fe-2e=Fe2Fe+2e-

2+

=2Fe铁碳BNOv+3e+4H+=N0f+2H2OCu-2e-

Cu(N0、卜溶液ftUNO,

=Cu2+【解析】

⑴根据反应Fe+2Fe3+=3Fe2+分析，在反应中，Fe失电子，被氧化，Fe3+得电子，被还原；

原电池中负极失电子发生氧化反应，Fe3+在正极上得电子被还原；外电路中的电子从负极

流向正极，盐桥中的阴离子往负极移动，阳离子往正极移动，以此解答：

(2)根据原电池中负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，电解质一般为参与

反应的离子所组成的化合物分析解答。

【解析】

⑴①由反应Fe+2Fe3+=3Fe2+可知，在反应中，Fe被氧化，失电子，应为原电池的负极，

F2+在正极上得电子被还原，C为正极，负极电解液X中应含有亚铁离子，正极反应为：

Fe3++e-=Fe2+,因而Y为含Fe”的电解质溶液，所以电解质X为:FeCb(或FeSCh),电解质

Y为：FeCb[或Fe2(SO4)3];

②负极：Fe被氧化，失电子，电极反应为：Fe-2e=Fe2+,Fe?+在正极上得电子被还原，电

极反应为：2Fe3++2e=2Fe"

③外电路电子由负极流向正极，所以外电路中电子是从铁电极流向碳电极：

④Fe是负极，因而向X中迁移的是阴离子，即为N03-,故答案选B；

⑵由氧化还原反应2Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NOf+4H2。可知，Cu发生氧化反应，作

负极，其电极反应式为Cu-2e-=Ci)2+,则负极的电解质为Cu(NO3)2,正极应选用碳棒或其他

惰性电极，其电极反应式为：2NOs+6e+8H+=2NOf+4H2O,则正极的电解质为稀HNO3,

0

Cu(NO3)2溶液稀HN03

【点睛】

原电池中，电子的流向与电流的方向相反，电流由正极流向负极，则电子由负极流向正

极。

17.(DS6的饱和溶液，用NaOH固体调pH=10

⑵随着c(SO：)增大，溶液红色加深

+

⑶SO^+H2O-2c=SOj+2H减弱不成立Fe2+O2pH降低不利于Ch氧化

SO；,乙猜测不成立

(4)SO：与H+

【解析】⑴

结合溶液中+4价含硫微粒物质的量分数随pH变化的曲线可知，实验A、B、C探究的是

不同pH下，不同+4价含硫微粒对实验的影响，因此C实验应为：SCh的饱和溶液，用

NaOH固体调pH=10o

(2)

随着溶液pH的增大，溶液中SO；浓度增大，所得溶液红色依次加深，因此说明配离子的

配体为SO；。

(3)

①F9+与SO；发生氧化还原反应，Fe3+得电子生成Fe?+,发生还原反应，则SO；失电子生成

SO；,发生氧化反应，反应式为：SO^+H2O-2e-=SO；+2H\

②SO：在溶液中存在SO；+H2O-2evSO；+2H+,溶液酸性增强，平衡逆向移动，SO；还原

性减弱。

③由L述分析可知，甲的猜测不成立，若溶液酸性增强有利于Fe"和SO；的反应，溶液中

亚铁离子含量会增多，则可以反应相同时间，检测实验a和b中的溶液中Fe2+的浓度，比

较其大小关系去验证。

④实验放在空气中进行，空气中02有氧化性，因此乙猜测pH降低，有利于02氧化

SO；,导致实验b中溶液褪色更快。

⑤由实验数据△匕＞△%可知，在空气中放置相同时间，结果酸性弱的溶液中SO；消耗高镭

酸钾的量少，酸性强的溶液中SO：-消耗高锦酸钾的量多.说明pH降低不利于02氧化

so；一,乙猜测不成立。

(4)

溶液酸性增强，会发生反应H++SO；VHSOm，H++HSO?H2so力pH降低，有利于SO：•与

H+反应的发生，导致实验b中溶液褪色更快。

18.(1)固体溶解，产生气泡，得到蓝色溶液

(2)Fe、Al等，理由是：加入活泼性比Cu强的金属，将Cu从CuS04溶液中置换出来

(3)以Fe和Cu分别作电极，滤液作电解质溶液，构成原电池

【解析】(1)

孔雀石的主要成分为CuCO-Cu(OH)2,加入过量的稀硫酸，发生反应：

CuCO3CU(OH)2+2H2SO4=2CUSO4+CO2T+3H2O,因此可观察到的现象是固体溶解，产

生气泡，得到蓝色溶液。

(2)

滤液的主要成分为CUSOJ,若要得到Cu单质，可以加入活泼性比Cu强的金属，将Cu从

CuSO4溶液中置换出来，故金属粉末可以是Fe、Al等。

(3)

可将滤液做电解质溶液、Fe和Cu分别作电极，构成原电池，此时Cu片一极作正极：电

极反应式为：Cu2++2e=Cu,即可从滤液中获取Cu单质.

19.C<»H1206+6H2O-24e=6CO21+24H*减小溶液中无Fe3+Fe?+的还原性强于

2+3+2

SCNFe-e=FeFQ++3SCN=Fe(SCN)3C4H10-26e+13O-=4CO2t+5H2O【解

析】燃料电池中，通入燃料的一极为负极，还原剂失去电子发生氧化反应，电子沿着导线

流向正极，通入助燃物的一极为正极，正极上发生还原反应，内电路中阴离子移向负极、

阳离子移向正极；

【解析】(1)由工作原理示意图知，以葡萄糖为燃料的微生物电池中，左侧电极上氧气得到

电子被还原，正极反应为：O2+4H“4e-=2H2O；右侧电极上葡萄糖失去电子被氧化，右

侧区是负极区，则①负极电极反应式：QHi2O6+6H2O-24e=6CO2f4-24H+；②该电池总反

应为：C6Hl2O6+6O2=6CO2T++6H20,随着电池不断放电，水不断生成、电解质物质的量

不变，故电解质溶液的酸性减小；

(2)先断开电键K,向溶液X中滴加O.ImolLkSCN溶液，无明显现象，说明溶液中无

Fe3+；闭合电键KB,若观察到的实验现象有：溶液X逐渐变红即有Fe(SCN)3生成、则负

极亚铁离子失去电子被氧化，右边石墨电极上有固体析出、则是银离子得到电子被还原得

到银，电流计指针偏转，可见该原电池总反应为：Ag++Fe2+=Fc3++Ag,则Fe2+被氧化而

SCN-没有被氧化，据此得出的结论是Fe2+的还原性强于SCN,溶液