专题十一------电化学

1、专题十一 电 化 学,原电池原理 【典例1】(2012四川高考)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应：CH3CH2OH-4e-+H2O = CH3COOH+4H+。下列有关说法正确的是 A.检测时，电解质溶液中的H+向负极移动 B.若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气 C.电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2O D.正极上发生的反应为：O2+4e-+2H2O=4OH-,【审题视角】解答本题时要注意两点： (1)燃料电池燃料总是在负极上反应。 (2)氧气在正极上反应，写电极反应式时注意电解质溶液的酸碱性。,【精讲精析】选

2、C。正极反应为：O2+4H+4e-=2H2O,负极反应生成氢离子，正极上消耗氢离子，因此氢离子应该向正极移动；由正极反应式中的比例关系可知，每转移0.4 mol电子，反应掉氧气0.1 mol即2.24 L;将电池的正负极反应方程式相加即可得C项。,【命题人揭秘】 命题规律： 原电池原理是电化学的重要内容，它涉及金属活动性顺序、物质的导电性、氧化还原反应、电解质与非电解质溶液、新型化学电源、原电池的设计等众多知识点，注重综合分析能力和迁移应用能力的考查。在近几年的高考试题中往往以新型电源为依托考查电极判断及电极反应类型、离子流向和电极反应等。,备考策略： (1)熟悉常见电池的组成以及相关原理，如

3、反应类型、各种流向等。 (2)在复习备考的过程中加强对于各种新型电池的接触和分析，逐步培养通过题目信息结合已知原理进行分析解题的能力。,电极反应式和总式的书写 【典例2】(2011新课标全国卷)铁镍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正确的是 A.电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3，负极为Fe B.电池放电时，负极反应为Fe+2OH-2e-=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,【审题视角】解答本

4、题的关键思路如下：,【精讲精析】选C。,【阅卷人点拨】,电解原理及其应用 【典例3】(2011山东高考)以KCl和ZnCl2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.镀锌层破损后对铁制品失去保护作用,【审题视角】解答本题时注意以下两点： (1)明确原电池及电解池的工作原理。 (2)电解反应的速率取决于电子的流动速率即电流强度的大小。,【精讲精析】选C。 (1)电镀时，通常把待镀的金属制品作阴极，把镀层

5、金属作阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。因此在铁制品上镀锌时，铁作阴极，锌作阳极，由于锌比铁活泼，因此未通电前可以构成原电池，但此时锌作负极失去电子，铁作正极，而电镀时锌仍然失电子，所以A不正确。 (2)在氧化还原反应中必须满足得失电子守恒，因此电镀时通过的电量与锌的析出量有确定关系而与能量变化无关，B不正确。,(3)由于电镀时保持电流恒定，因此导线中通过的电子速率是不变的，所以升高温度不能改变电解反应速率，C正确。 (4)镀锌层破损后，由于锌比铁活泼，所以即使发生电化学腐蚀也是锌失去电子而保护铁，即D不正确。,【命题人揭秘】 命题规律： 高考中有关电解池的考查往往与原电池相联系，由此衍

6、生出比较复杂的应用电池或联合电池组，使原电池原理与电解原理既相互联系又不尽相同。此类试题往往以装置图为载体，考查对电化学原理的理解和掌握。,备考策略： (1)要注意分析和熟练掌握电解原理和常见的电解应用过程。 (2)解决此类问题注意分析具体的装置特点，如电池组成元件、电极及电解液特点等，结合具体的原电池或电解池原理，结合平时的训练，将基本的工业应用模型和高考解题模型迁移到高考试题中去。,金属的腐蚀和防护 【典例4】(2011浙江高考)将NaCl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圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕 色铁锈环(b)，如图所示。 导致该现象的主要

7、原因是液滴之 下氧气含量比边缘少。,下列说法正确的是 A.液滴中的Cl-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Fe2+由a区向b 区迁移，与b区的OH-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NaCl溶 液，则负极发生的电极反应为Cu-2e-=Cu2+,【审题视角】解答本题要注意以下两点： (1)根据题目条件判断该过程发生原电池反应，属于金属的吸氧腐蚀。 (2)根据原电池原理分析该原电池的电极反应以及所形成的电流回路，从而判断离子的移动方向。

8、,【精讲精析】选B。 (1)综合分析。 液滴边缘O2多，发生正极反应O2+2H2O+4e-=4OH-；液滴下的Fe发生负极反应Fe-2e-=Fe2+，为腐蚀区(a)。 (2)选项排查。 A项错误，原电池中电解质溶液中的阴离子向负极运动，所以Cl-由b区向a区迁移； B项正确，由综合分析可知； C项错误，液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀； D项错误，Cu不如Fe活泼，铁作负极，负极反应为： Fe-2e-=Fe2+。,【阅卷人点拨】,原电池原理 高考指数: 1.(2012大纲版全国卷)四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极；相连时，上有气泡逸出；相

9、连时，的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( ) A. B. C. D.,【解析】选B。,2.(2012北京高考)人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是( ),A.该过程是将太阳能转化为化学能的过程 B.催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生 C.催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强 D.催化剂b表面的反应是CO2+2H+2e-=HCOOH,【解题指南】解答本题时应注意以下三个方面： (1)能从题目所给的电子、电流方向快速判断原电池的正、负极。 (2)熟练地写出原电池的正、负极的电极反应

10、式和电池总反应式。 (3)两极附近的酸(碱)性变化要从电极反应式得出。,【解析】选C。题中没有外加电源，应是原电池装置，由给出的反应物和生成物得出电池反应为2CO2+2H2O=2HCOOH+O2，再根据电子从a流向b，a为负极，电极反应式是2H2O-4e-= O2+4H+，由于产生H+，其附近酸性增强；b是正极，电极反应式是CO2+2H+2e-=HCOOH，由于消耗H+，其附近酸性减弱。,3.(2011福建高考)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正确的是( ) A.水既是氧化剂

11、又是溶剂 B.放电时正极上有氢气生成 C.放电时OH-向正极移动 D.总反应为:2Li+2H2O=2LiOH+H2,【解题指南】解答本题应注意以下三点： (1)活泼金属一般作原电池的负极失电子，发生氧化反应。 (2)原电池中电解质溶液中的阳离子一般是移向正极得电子，发生还原反应。 (3)金属锂是一种活泼的碱金属，容易和水反应放出氢气。,【解析】选C。 (1)判断电极。 金属锂比铁活泼，作原电池的负极，电极反应式为： Li-e-=Li+； LiOH溶液中的阳离子有Li+和H+，由于氧化性H+Li+，所以正极反应是：2H+2e-=H2。,(2)选项分析。 由正极反应式可知，B项正确； 因H+来自于

12、水的电离，所以H+放电的同时溶液中产生了OH-，即该反应的总反应方程式为：2Li+2H2O=2LiOH+H2，D项正确； 该反应中水既是氧化剂又是溶剂， A项正确； 在原电池的放电过程中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以OH-向负极移动，C项错误。,4.(2011安徽高考)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+Cl-e-=AgCl B.每生成1 mol Na2Mn5O10转

13、移2 mol电子 C.Na+不断向“水”电池的负极移动 D.AgCl是还原产物,【解析】选B。由电池总反应可知银失去电子被氧化得氧化产 物，即银作负极，产物AgCl是氧化产物，A、D都不正确；在原 电池中阳离子在正极得电子发生还原反应，所以阳离子向电池 的正极移动，C错误；化合物Na2Mn5O10中Mn元素的化合价是 价，所以每生成1 mol Na2Mn5O10转移电子的物质的量为 (4- )5=2 mol，因此选项B正确。,5.(2011广东高考)某小组为研究电化学原 理，设计装置。下列叙述不正确的是( ) 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

14、： 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，Cu2+向铜电极移动,【解析】选D。a和b不连接时，铁比铜活泼，从溶液中置换出铜，A项正确；a和b连接时，形成原电池，铁作为负极而溶解，铜作为正极，溶液中的Cu2+得到电子被还原成铜单质，所以B项正确；无论a和b是否连接，装置中都发生Fe+Cu2+= Cu+Fe2+的反应，溶液会从蓝色逐渐变为浅绿色，C正确；如果a和b分别连接直流电源正、负极，该装置为电解池，Cu为阳极，Fe为阴极，则溶液中的阳离子向阴极移动，即向铁电极移动，D项不正确，故选D。,6.(

15、2010新课标全国卷) 根据图示，可判断出下列离子方程式中错误的是( ),A.2Ag(s)+Cd2+(aq)=2Ag+(s)+Cd(s) B.Co2+(aq)+ Cd(s)=Co(s)+Cd2+(aq) C.2Ag+(aq)+Cd(s)=2Ag(s)+Cd2+(aq) D.2Ag+(aq)+Co(s)=2Ag(s)+Co2+(aq),【解析】选A。第一个原电池装置中，Cd作负极，Co作正极，自发进行的氧化还原反应是Co2+(aq)+Cd(s)=Co(s)+ Cd2+(aq)；第二个原电池装置中，Co作负极，Ag作正极，自发进行的氧化还原反应是2Ag+(aq)+Co(s)=2Ag(s)+Co2+

16、(aq)。由以上两个方程式相加可得2Ag+(aq)+Cd(s)=2Ag(s)+ Cd2+(aq)，因此B、C、D都正确，Cd2+不能氧化Ag，所以A不正确，故本题选A。,7.(双选)(2010广东高考)铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是( ),A.正极反应为：Zn-2e-=Zn2+ B.电池反应为：Zn+Cu2+=Zn2+Cu C.在外电路中，电子从负极流向正极 D.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 【解析】选B、C。Zn是原电池的负极，故A错；原电池总反应与没有形成原电池时的氧化还原反应相同，故B正确；根据闭合回路的电流方向，在外电路中，电流由正极流向负极，因电子流向与电流的方向相反，

17、即电子由负极流向正极，故C正确；在溶液中，阳离子向正极移动，故D错。,8.(2010江苏高考)如图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是( ),A.该系统中只存在3种形式的能量转化 B.装置Y中负极的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH- C.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化,【解析】选C。A项，该系统有太阳能转化为电能，电能转化为化学能，化学能转化为电能，电能转化为机械能，太阳能转化为机械能多种能量转化形式，A项错；B项，装置Y为原电池，负极发生氧化反应，应是H2反应，B项错；C项，装

18、置X为电解 池，其作用是将水转化为燃料(氢气)和氧化剂(氧气)，C项正确；D项，化学能与电能间不可能完全转化，D项错。,9.(2010全国卷)如图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个电极由有机光敏燃料(S)涂覆在TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：,TiO2/S TiO2/S*(激发态) TiO2/S* TiO2/S+e- I3-+2e- 3I- 2TiO2/S+3I- 2TiO2/S+I3- 下列关于该电池叙述错误的是( ) A.电池工作时，是将太阳能转化为电能 B.电池工作时，I-在镀铂导电玻璃电极上放电 C.电池中镀铂导电玻璃为正极 D.电池

19、的电解质溶液中I-和I3-的浓度不会减小,【解析】选B。A项从装置示意图可看出这是个原电池，把上面 四个反应加起来可知，化学物质并没有减少，最终是将光能转 化为电能，这是个太阳能电池，所以A选项正确。B项从示意图 可看出在外电路中电子由负极流向正极，即镀铂导电玻璃电极 做正极，发生还原反应：I3-+2e-=3I-，该电极生成了I-， 所以B选项错误。C项根据电子流向，可知镀铂导电玻璃为正 极，所以C选项说法正确。D项此太阳能电池中总的反应一部分 实质就是：I3- 3I-的转化(还有I2+I- I3-)，另一 部分就是光敏有机物激发态与基态的相互转化，所有化学物质 最终均不被损耗，所以D选项正确

20、。,还原 氧化,10.(2009山东高考)Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。 (1)该电池的负极材料是_。电池工作时，电子流向_(填“正极”或“负极”)。 (2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是_。 欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的_(填代号)。 a.NaOH b.Zn c.Fe d.NH3H2O,(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是_。若电解电路中通过2 mol 电子，MnO2的理论产量为_ g。,【解析】(1)原电池的负极是发生氧化反应的一极

21、：Zn-2e-=Zn2+；电池工作时，电子是从负极流向正极。 (2)Zn与Cu2+发生氧化还原反应，生成的Cu附着在Zn的表面构成铜锌原电池，加快反应速率，从而加快Zn的腐蚀。 (3)电解池的阴极是发生还原反应的一极：2H+2e-=H2；生成1 mol MnO2需转移2 mol电子，故通过2 mol电子，理论上生成1 mol MnO2，质量为87 g。,答案：(1)Zn(或锌) 正极 (2)锌与还原出的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b (3)2H+2e-=H2 87,电化学装置电极反应式和总式的书写 高考指数: 11.(2012安徽高考)某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开K2，闭

22、合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是( ),A.断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为： 2H+2Cl- Cl2+H2 B.断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红 C.断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应式为： Cl2+2e-=2Cl- D.断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极,【解题指南】解答本题时要注意做到“三看”，一看电源，断开K2，闭合K1时，有电源装置为电解池，断开K1、闭合K2时，无电源为原电池。二看电极，电极材料为石墨和铜，判断阴阳极和正负极。三看电解质溶液。,【解析】选D。断开K2，闭合K1时，装置为电

23、解池，两极均有气 泡产生，则反应为2Cl-+2H2O H2+2OH-+Cl2，石墨为阳 极，铜为阴极，因此石墨电极处产生Cl2，在铜电极处产生H2， 附近产生OH-，溶液变红，故A、B两项均错误；断开K1、闭合K2 时，为原电池反应，铜电极反应为H2-2e-+2OH-=2H2O，为负 极，而石墨电极反应为Cl2+2e-=2Cl-，为正极，故C项错 误，D项正确。,12.(2012浙江高考)以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：,下列说法不正确的是( ) A.在阴极室，发生的电极反应为：2H2O+2e-=2OH-+H2 B.在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区

24、 H+浓度增大，使平衡2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O向右移动 C.该制备过程总反应的化学方程式为： 4K2CrO4+4H2O 2K2Cr2O7+4KOH+2H2+O2 D.测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比 (nK/nCr)为d，则此时铬酸钾的转化率为,【解题指南】解答本题时应注意以下两点： (1)看清阴、阳极的电极材料。 (2)阴、阳极上放电的离子分析。,【解析】选D。由反应的装置分析，惰性电极为阳极，则电解 该溶液的实质是电解水，所以阳极是溶液中的氢氧根离子失电 子，而阴极是氢离子得电子，故在阴极发生的电极反应为 2H2O+2e-=2OH-+H2，A对；由

25、于阳极氢氧根离子放电所以 剩余大量的氢离子，会使氢离子的浓度变大，故使平衡2CrO42- +2H+ Cr2O72-+H2O向右移动，B对；根据阴、阳极放电的离子 可以得知总反应式为4K2CrO4+4H2O 2K2Cr2O7+4KOH+2H2+ O2，C对；假设阳极区的K的物质的量为d，则Cr的物质的量为,1。设CrO42-的转化量是x，则消耗的H+的物质的量为x，则进入 阳极区的K+的物质的量为x，由此可知K+的总物质的量为d+x。 n(K2CrO4)=1/2n(K+)=n(Cr),所以1/2(d+x)=1,x=2-d,CrO42-的 转化率为x/1=2-d,所以D项错。,13.(2011北京

26、高考)结合图示判断，下列叙述正确的是( ) A.和中正极均被保护 B.和中负极反应均是Fe-2e-=Fe2+ C.和中正极反应均是O2+2H2O+4e-=4OH- D.和中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀,【解析】选A。锌比铁活泼，装置中锌作负极，方程式为Zn-2e-=Zn2+。铁作正极，但溶液显中性，所以发生锌的吸氧腐蚀，正极反应是O2+2H2O+4e-=4OH-；由于铁比铜活泼，装置中铁作负极，负极反应为Fe-2e-=Fe2+。铜作正极，但溶液显酸性，所以正极是溶液中的氢离子得电子，方程式为2H+2e-=H2。因为装置中没有Fe2+生成，所以装置中加入少量K3Fe(CN)6

27、溶液时，没有蓝色沉淀产生。综上所叙，只有选项A是正确的。,14.(2010安徽高考)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2+O2=2H2O，下列有关说法正确的是( ),A.电子通过外电路从b极流向a极 B.b极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH- C.每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2 D.H+由a极通过固体酸电解质传递到b极,【解题指南】本题重在考查燃料电池的工作原理，解题的关键有两点： (1)要明确原电池溶液中离子的移动方向：阴离子移向负极，阳离子移向正极。 (2)电极反应式的书写一定要注意电解质，如本题

28、是固体酸燃料电池，没有水。,【解析】选D。(1)在化学电池中，电子从负极(a极)流向正极(b极)，故A错； (2)本题是固体酸燃料电池，没有水，故正极的反应式为： O2+4e-+4H+=2H2O，B错； (3)该电池每转移0.1 mol电子，消耗0.05 mol H2，但没有指明是否处于标准状况下，不一定是1.12 L，故C错； (4)在原电池中，阳离子向正极移动，故D正确。,15.(2010福建高考)铅蓄电池的工作原理为： Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，如图，下列判断不正确的是 ( ),A.K闭合时，d电极反应式： PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SO4

29、2- B.当电路中转移0.2 mol电子时，中消耗的H2SO4为0.2 mol C.K闭合时，中SO42-向c电极迁移 D.K闭合一段时间后，可单独作为原电池，d电极为正极,【解析】选C。选项A：K闭合时为原电池，为电解池，中发生充电反应，d电极为阳极发生氧化反应，其反应式为PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+SO42-所以A正确。选项B：在上述总反应式中，得失电子总数为2e-，当电路中转移0.2 mol电子时，可以计算出中消耗的硫酸的量为0.2 mol，所以B项正确。选项C：K闭合时d是阳极，阴离子向阳极移动，所以C项错误。选项D：K闭合一段时间，也就是充电一段时间后可以作为原电池

30、，由于c表面生成Pb，放电时作电源的负极，d表面生成PbO2，作电源的正极，所以D项正确。,【误区警示】如何判断原电池和电解池 本题所示两个装置就是铅蓄电池的充电过程和放电过程。装置的两个电极上分别为Pb和PbO2，显然为放电装置，即原电池；装置的两个电极上均为PbSO4，显然为充电装置，即电解池。,16.(2010浙江高考)Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：2Li+FeS+2e-=Li2S+ Fe，有关该电池的下列说法中，正确的是( ) A.Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价 B.该电池的电池反应式为：2Li+FeS=Li2

31、S+Fe C.负极的电极反应式为：Al-3e-=Al3+ D.充电时，阴极发生的电极反应式为： Li2S+Fe-2e-=2Li+FeS,【解析】选B。根据题目给出的正极反应式(得电子的反应)：2Li+FeS+2e-=Li2S+Fe，可以判断负极的电极反应式应该为：2Li-2e-=2Li+(失电子的反应)，因此，在负极材料中Li的化合价为0价，A、C两项错误；根据电池的正、负极反应式相加得电池反应式：2Li+FeS=Li2S+Fe，B项正确；充电时(电解池)，阴极发生还原反应，得电子，故D项错误。,17.(2011江苏高考)Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在KOH溶液

32、中加入适量AgNO3溶液，生成Ag2O沉淀，保持反应温度为80 ，边搅拌边将一定量K2S2O8溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得固体样品。反应方程式为 2AgNO3+4KOH+K2S2O8 Ag2O2+2KNO3+2K2SO4+2H2O,回答下列问题： (1)上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是_。 (2)银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式：_。 (3)准确称取上述制备的样品(设仅含Ag2O2和Ag2O)2.588 g,在一定的条件下完全分解为Ag和O2，得到224.

33、0 mL O2(标准状况下)。计算样品中Ag2O2的质量分数(计算结果精确到小数点后两位)。,【解析】(1)检验相关离子是否存在，就可以检验洗涤是否完全； (2)根据电池正、负极反应的物质和电解质溶液，分析反应物和生成物，根据电子守恒进行配平； (3)n(O2)= =1.00010-2 mol 设样品中Ag2O2的物质的量为x,Ag2O的物质的量为y，,248 gmol-1x+232 gmol-1y=2.588 g x+ y=1.00010-2 mol 解得x=9.50010-3 mol y=1.00010-3 mol,答案：(1)取少许最后一次洗涤液，滴入1滴2滴Ba(NO3)2溶液，若不出

34、现白色浑浊，表示已洗涤完全(或取少许最后一次洗涤液，滴入1滴2滴酚酞溶液，若溶液不显红色，表示已洗涤完全) (2)Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O=2K2Zn(OH)4+2Ag (3)0.91,18.(2011山东高考)科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。 (1)实验室可用无水乙醇处理少量残留的金属钠，化学反应方程式为_。 要清洗附着在试管壁上的硫，可用的试剂是_。 (2)如图为钠高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为 320 左右，电池反应为2Na+xS=Na2Sx,正极的电极反应式为_。,M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是_。 与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质

35、时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的_倍。,(3)Na2S溶液中离子浓度由大到小的顺序为_， 向该溶液中加入少量固体CuSO4，溶液pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)，Na2S溶液长期放置有硫析出，原因为_(用离子方程式表示)。,【解析】(1)2CH3CH2OH+2Na 2CH3CH2ONa+H2，清洗试管 壁上的硫可用CS2或热的NaOH溶液。 (2)正极的电极反应式为：xS+2e-=Sx2-,M的作用：一是导电，二是因钠与硫易反应，故它起到隔离作用；钠高能电池中负极为钠,有23 g钠消耗释放1 mol电子，则207 g钠消耗时转移207/23 mol电子，铅蓄电池的电极反应为：Pb+

36、PbO2+2H2SO4 =2PbSO4+2H2O,铅蓄电池中铅是负极，207 g铅消耗时转移 2 mol电子，故钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的 (207/23)2=4.5倍。,(3)根据电离与水解的知识可判断：c(Na+)c(S2-)c(OH-)c(HS-)c(H+)，加入少量固体CuSO4后，溶液中发生离子反应：Cu2+S2-=CuS,由于c(S2-)降低，故由S2-水解产生的OH-量减小，c(OH-)变小，c(H+)变大，溶液的pH减小；Na2S溶液长期放置所发生的化学反应方程式为2Na2S+O2+2H2O=4NaOH+ 2S,故离子方程式为2S2-+O2+2H2O=4OH-+2S。,答

37、案：(1)2CH3CH2OH+2Na 2CH3CH2ONa+H2 CS2(或热的NaOH溶液) (2)xS+2e-=Sx2-(或2Na+xS+2e-=Na2Sx) 导电和隔离钠与硫 4.5 (3)c(Na+)c(S2-)c(OH-)c(HS-)c(H+) 减小 2S2-+O2+2H2O=4OH-+2S,电解原理及其应用 高考指数: 19.(2012福建高考)将如图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是( ),A.Cu电极上发生还原反应 B.电子沿ZnabCu路径流动 C.片刻后甲池中c(SO42-)增大 D.片刻后可观察到滤纸b点变红色,【解题指南】解答本题时应明确以下四点： (1)甲和乙装置

38、形成原电池做电源电解饱和硫酸钠溶液。 (2)原电池的负极和电解池的阳极发生氧化反应。 (3)阴离子分别移向原电池的负极和电解池的阳极。 (4)电子在原电池中由负极移向正极，在电解池中由阳极移向阴极，但是不经过电解质溶液。,【解析】选A。K闭合后，甲和乙装置通过盐桥形成原电池，Zn是负极，发生氧化反应，Cu是正极，发生还原反应，A选项正确；电子不经过溶液，B选项错误；在原电池中阴离子由正极移向负极，盐桥中的Cl-向甲池移动，K+向乙池移动，两池中的c(SO42-)均不变，C选项错误；a是电解池的阴极，电极反应式为：2H+2e-=H2，由于H+来自于水的电离，所以H+放电的同时溶液中产生了OH-，

39、所以滤纸的a点变红，D选项错误。,20.(2011海南高考)一种充电电池放电时的电极反应为： H2+2OH-2e-=2H2O NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH- 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.H2O的还原 B.NiO(OH)的还原 C.H2的氧化 D.Ni(OH)2的氧化,【解题指南】解答本题要明确以下三点： (1)可充电电池在充、放电时所依据的原理。 (2)电解池中电极的名称和规定。 (3)电极上发生反应的反应类型。,【解析】选D。由题意知，电池总反应为H2+2NiO(OH) 2Ni(OH)2。可充电电池在充电时，实际上起一个电解池的作

40、用，与外电源正极连接的电极是阳极，发生氧化反应，与放电时的正极反应相反，可知Ni(OH)2在反应中失电子被氧化，发生氧化反应。,放电 充电,21.(2011大纲版全国卷)用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的( ) A.CuSO4 B.H2O C.CuO D.CuSO45H2O 【解析】选C。由阳极反应式：4OH-4e-=2H2O+O2， 阴极反应式：Cu2+2e-=Cu，可知从体系中脱离的是Cu和O2，相当于CuO，故选C。,22.(2011上海高考)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

41、铂片 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 【解析】选B。用电解法提取氯化铜废液中的铜时，铜必须作阴极，阳极是铜或惰性电极，阴极的反应式为：Cu2+2e-=Cu。,23.(双选)(2010海南高考)利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是( ) A.电解时以精铜作阳极 B.电解时阴极发生还原反应 C.粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu-2e-=Cu2+ D.电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥 【解析】选B、D。电解精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，故A、C错；电解池中阴极发

42、生还原反应，故B正确；比铜活泼性差的金属形成阳极泥，故D正确。,24.(2012重庆高考)尿素CO(NH2)2是首个由无机物人工 合成的有机物。 (1)工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式 为_。,(2)当氨碳比 时，CO2的转化率随时间的变化关系如图1所示。,A点的逆反应速率v逆(CO2)_B点的正反应速率v正(CO2) (填“大于”、“小于”或“等于”)。 NH3的平衡转化率为_。 (3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图2所示。,图2,电源的负极为_(填“A”或“B”)。 阳极室中发生的反应依次为_、_。 电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相

43、比将_；若两极共收集到气体13.44 L(标准状况)，则除去的尿素为_g(忽略气体的溶解)。,【解析】(2)随着反应的进行，产物的浓度逐渐增大，逆反 应速率增大，且B点时，反应达到平衡状态，正逆反应速率相 等； 2NH3 + CO2 CO(NH2)2+H2O 初始浓度 4x x 转化浓度 1.2x 0.6x 因此氨气的转化率为： 100%=30%,一定条件,(3)图像中产生氯气的电极为阳极，与阳极相连的电极为正 极； 根据图像信息，阳极上先产生氯气，氯气具有氧化性，尿素中的氮原子为-3价，具有还原性，两者相遇发生氧化还原反应。 反应过程中实际上发生两个反应(条件略去)： 2NaCl+2H2O=

44、2NaOH+Cl2+H2 CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl,两方程式相加消去中间产物可得： 总反应方程式：CO(NH2)2+H2O=N2+CO2+3H2 由此可知反应的最终结果是没有酸或者碱生成，阴极室的酸碱性不会发生改变； 两极产生的气体是氢气、氮气和二氧化碳，根据反应方程式，若设氢气的物质的量为x,氮气和二氧化碳各为x/3，x= 0.36 mol，求出x的值后根据尿素和氯气的反应方程式可计算出尿素的量。,答案：(1)2NH3+CO2 CO(NH2)2+H2O (2)小于 30% (3)B 2Cl-2e-=Cl2 CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6

45、HCl 不变 7.2,一定条件,25.(2010四川高考)碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如图所示。,请回答下列问题： (1)碘是_(填颜色)的固体物质，实验室常用_的方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。 (2)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。电解时，阳极上发生反应的电极反

46、应式为_； 阴极上观察到的实验现象是_。,(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I-。请设计一个检验电解液中是否有I-的实验方案，并按要求填写下表。 要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。 试剂：淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。,(4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下： 步骤的操作名称是_，步骤的操作名称是_。 步骤洗涤晶体的目的是_。,【解题指南】本题考查电极反应式的书写、离子检验和实验设计能力以及物质的分离和提纯等知识点，解题的关键有以下三点： (1)阳极反应式的书写既要考虑阳极放电的离子，又要考虑溶液中的溶质参与反

47、应； (2)要检验I-，根据其具有还原性，应选择有氧化性的物质，并使反应有明显的实验现象； (3)过滤后的沉淀都要洗涤，因为沉淀上有水，而水中溶解了其他的溶质，需要洗涤才能得到纯净的沉淀，这一点是学生容易忽视的。,【解析】(1)考查物质的物理性质，较容易。 (2)阳极发生氧化反应失去电子：2I-2e-=I2(或I-+6OH-6e-=IO3-+3H2O)；阴极：2H+2e-=H2。 (3)I-的检验可利用淀粉遇碘单质变蓝色这一特性：阳极区的碘酸钾在酸性条件下能将碘离子氧化为碘单质，加淀粉即可检验。 (4)从溶液中得到晶体的操作步骤是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。,答案：(1)紫黑色 升

48、华 (2)2I-2e-=I2(或I-+6OH-6e-=IO3-+3H2O) 有无色气泡产生 (3) (4)冷却结晶 干燥 洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质,26.(2010全国卷)如图是一个用铂丝作电极，电解稀MgSO4溶液，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.88.0，酸色红色，碱色黄色),回答下列问题： (1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是_(填编号)； A管溶液由红变黄 B管溶液由红变黄 A管溶液不变色 B管溶液不变色 (2)写出A管中发生反应的反应式：_； (3)写出B管中发生反应的反应式：_； (4)检验a管中气体的方法是

49、_； (5)检验b管中气体的方法是_； (6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是_。,【解析】由装置图可知A为电解池的阴极，电极反应式为:4H+4e-=2H2；B为电解池的阳极，电极反应式为：4OH-4e-=2H2O+O2。根据放电情况可知A极由于H+放电附近显碱性，指示剂应显黄色，同时还会发生反应Mg2+2OH- =Mg(OH)2；B极由于OH-放电附近显酸性，指示剂仍显本身的颜色红色。在检验H2时利用其可燃性，检验O2时用能否使带火星的木条复燃进行检验。由于该电解池实质是电解水，所以将电解液倒入烧杯后，整个溶液呈中性，故指示剂变红，Mg(OH)2沉淀会消失。,答案：

50、(1) (2)2H+2e-=H2、Mg2+2OH-=Mg(OH)2 (3)4OH-4e-=2H2O+O2 (4)用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声 (5)用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃 (6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解),27.(2009全国卷)如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。,(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为 10.47，乙中c电极质量增加。据此回答问题: 电源的N端为_

51、极； 电极b上发生的电极反应为_； 列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积:_； 电极c的质量变化是_ g；,电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因: 甲溶液_； 乙溶液_； 丙溶液_。 (2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？_。,【解析】由信息c电极质量增加知：c极上析出铜，故c为阴 极，d为阳极，e为阴极，f为阳极，N为正极，M为负极，a 为阴极，b为阳极，甲烧杯中b极上发生反应为4OH-4e- =2H2O+O2，电解K2SO4溶液实际上是电解水，设电解水 的质量为m。则100 g10.00%=(100 g-m)10.47%，解得 m=4.5 g

52、，即0.25 mol H2O，每电解2 mol H2O转移4 mol电 子，故整个装置发生电极反应转移0.5 mol电子，产生O2的体 积为V=nVm= 22.4 Lmol-1=2.8 L，c极上析出铜,的质量为 64 gmol-1=16 g，电解NaOH溶液实质是 电解水，c(OH-)增大，碱性增强；电解CuSO4溶液总反应式 为：2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2，生成H2SO4酸性增强； 丙中K2SO4为中性溶液电解水后溶液仍呈中性，即溶液酸碱性无 变化。,答案：(1)正 4OH-4e-=2H2O+O2 水减少的质量：100 g( )=4.5 g， 生成O2体积： 22.

53、4 Lmol-1=2.8 L 16,碱性增强，因为电解后，水量减少，溶液中NaOH浓度增大 酸性增强，因为阳极上OH-生成O2，溶液中H+浓度增加 酸碱性没有变化，因为K2SO4是强酸强碱盐，浓度增加不影响溶液的酸碱性 (2)电解能继续进行，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应,金属的腐蚀和防护 高考指数: 28.(2012山东高考)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 ( ),A.图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B.图b中，开关由M改置于N时，Cu-Zn合金的腐蚀速率减小 C.图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大 D.图d中

54、，Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的,【解析】选B。A项，因溶液具有均一性，烧杯底端的溶液的浓度与上端相同，故腐蚀速率相同，A错误；B项，由M改置于N后，锌作原电池的负极，Cu-Zn合金应充当原电池的正极，明显受到了一定的保护，腐蚀速率减小，B正确；C项，接通开关时，锌作原电池的负极，腐蚀速率变大，但是气体不在锌(负极)上产生，而是在铂(正极)上产生，C错误；D项，Zn-MnO2干电池发生放电反应，导致Zn被腐蚀，主要原因是锌发生氧化反应，体现了锌的还原性，D错误。,29.(双选)(2011海南高考)根据图示，下列判断中正确的是 ( ),A.烧杯a中的溶液pH升高

55、B.烧杯b中发生氧化反应 C.烧杯a中发生的反应为2H+2e-=H2 D.烧杯b中发生的反应为2Cl-2e-=Cl2 【解析】选A、B。Zn比Fe活泼，所以Zn作负极，发生氧化反应，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+；Fe作正极，氧气在该电极上发生还原反应，电极反应式为：2H2O+O2+4e-=4OH-，反应后溶液pH升高。,30.(2010北京高考)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是( ) .钢管与电源正极连接，钢管可被保护 .铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀 .钢管与铜管露天堆放在一起，钢管不易被腐蚀 .钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe-3e-=Fe3+,【解析】选B。A中钢

56、管与电源正极连接，成为电解池的阳极而被溶解，加速了钢管的腐蚀，故A项不正确。铁遇冷浓硝酸表面钝化，形成了一层致密的氧化物保护膜，可保护内部不被腐蚀，故B正确。钢管与铜管露天堆放在一起，潮湿的空气作为电解质溶液，铜管为正极、钢管为负极发生电化学腐蚀，加速了钢管的腐蚀，故C项不正确。钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应应是Fe-2e-=Fe2+，故D项不正确。,31.(2010山东高考)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。 (1)以下为铝材表面处理的一种方法：,碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是_(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的_。 a.NH3 b.CO2 c.NaOH d.HNO3 以铝材为阳极，在H