原电池与电解池_知识宝典与习题

专题十二 电化学 一 核心知识 (一)原电池 装置特点：化学能转化为电能 形 ① 两个活泼性不同的电极 成 ② 电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应） 条 ③ 形成闭合回路（或在溶液中接触） 件 ④ 能自发进行的氧化还原反应 负极：原电池中电子流出的一极，负极一定发生氧化反应 正、负极 正极：原电池中电子流入的一极，正极一定发生还原反应 失电子沿导线传递，有电流产生 反 应 原 （氧化反应）负极 铜锌原电池 正极（还原反应） 理 电解质溶液 主 ① 加快化学反应速率 要 ② 判断金属活动性的强弱 应 ③制备各种干电池、蓄电池等实用电池 用 化学腐蚀 ④ 金属 腐蚀 析氢腐蚀 电化学腐蚀 条件、现象、本质、联系 吸氧腐蚀 1.重点解析:原电池工作原理 <原电池电极的极性判断> ⑴ 根据电极材料判断 一般情况下，活泼性强的金属为负极，活泼性较弱的金属或导电的非金属为正极。 ⑵ 根据电极反应类型判断 失去电子发生氧化反应的电极为负极，得到电子发生还原反应的电极为正极。 ⑶ 根据电极反应现象判断 参与电极反应不断溶解的电极为负极（燃料电池除外）；质量增加或附近有气泡产生 的电极为正极。 ⑷ 根据电子流动方向（或电流方向）判断 在外电路中，电子由原电池的负极流向正极，电流由原电池的正极流向负极。 ⑸ 根据电解质溶液中离子流动方向判断 在内电路中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 ⑹ 根据电池总反应式判断 若给出电池总反应式，通过标出电子转移的方向可知，失去电子的一极为负极，得到电子的一极为正极。 特别提醒：原电池负极的判断应根据其本质进行判断：即“较易与电解质溶液反应的电极是原电池的负极”，不能一味地根据金属的活泼性进行判断。 2.难点分析:常用的化学电源和新型化学电源 1．实用电池的特点 实用电池一般具有以下的特点： （1）能产生比较稳定而且较高电压的电流；（2）安全、耐用且便于携带,易于维护； （3）能够适用于各种环境；（4）便于回收处理,不污染环境或对环境的污染影响较小； （5）能量转换率 。 2．几种常见的电池和新型电池分类及反应原理简介 化学电池分类: 电池(如锌锰干电池、碱性锌锰电池) 电池(又叫充电电池或蓄电池)(如铅蓄电池) 电池(如氢氧燃料电池) (1)一次电池 ①碱性锌锰电池 构成:负极是锌,正极是MnO2,正极是KOH 工作原理:负极 Zn+2OH—－2e－=Zn(OH)2；正极:2MnO2+2H2O+2e－=2MnOOH+2OH－ 总反应式:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 特点:比能量较高,储存时间较长,可适用于大电流和连续放电。 ②钮扣式电池(银锌电池) 锌银电池的负极是Zn，正极是Ag20，电解质是KOH，总反应方程式：Zn+Ag20=2Ag+ZnO 特点：此种电池比能量大，电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电。 ③锂电池 锂电池用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOC12)中组成。 锂电池的主要反应为：负极：8Li－8e—＝8Li+ ；正极：3SOC12+8e—＝SO32－+2S+6Cl— 总反应式为：8Li+3SOC12=6LiCl+Li2SO3+2S 特点：锂电池是一种高能电池，质量轻、电压稳定、工作效率高和贮存寿命长的优点。 (2)二次电池 ①铅蓄电池: (1)铅蓄电池放电原理的电极反应 负极：Pb+S042—－2e—＝PbSO4； 　正极：Pb02+4H++S042—+2e—＝PbSO4+2H20 总反应式：Pb+PbO2+2H2SO4＝2PbS04+2H2O (2)铅蓄电池充电原理的电极反应         阳极：PbSO4+2H2O－2e－=PbO2+4H++SO42－    ；阴极：PbSO4+2e－=Pb+SO42－ 总反应：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4 　②镍一镉碱性蓄电池 　 构成:放电时镉(Cd)为负极,正极是NiO(OH),电解液是KOH 工作原理:负极:Cd+2OH—－2e－=Cd(OH)2；正极:2NiO(OH)+2H2O+2e－=2Ni(OH)2+2OH— 总反应式: 特点：电压稳定、使用方便、安全可靠、使用寿命长，但一般体积大、废弃电池易污染环境。 (3)燃料电池 ①氢氧燃料电池 当用碱性电解质时，电极反应为： 负极：2H2+40H—－4e—＝4H20； 正极：02+2H20+4e—＝40H— 总反应：2H2+02＝2H2O ②甲烷燃料电池 该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，在两极上分别通甲烷和氧气； 负极：CH4+10OH－－8e－=CO32－+7H2O； 正极：2O2+4H2O+8e－=8OH－ 总反应方程式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O ③CH3OH燃料电池 用导线相连的两个铂电极插入KOH溶液中，然后向两极分别通入CH3OH和O2，则发生了原电池反应。 负极：2CH3OH +16OH－－12e－=2CO32－+12H2O； 正极：3O2+6H2O+12e－=12OH－ 总反应方程式为：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O 3.易错点解读:原电池电极反应式的判断或 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 写及电池变化的分析 （1）先写出电池反应（对于简单的电池反应，复杂的电池反应考试往往是已知的） （2）标出反应前后元素化合价变化 （3）找出氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物，确定电极反应的反应物及生成物 （4）根据化合价的升降数确定得或失的电子数 （5）配平电极反应式（注意考虑电解质溶液的性质，常需考虑H＋、OH-、H2O） （6）可根据电极反应或电池反应分析两极及电解质溶液的变化等 4.原电池原理的应用 (1)原电池的应用 形成原电池可以加快反应速率。如实验室制氢气，通常用不纯的锌粒与稀硫酸反应，若用纯锌，则通常在溶液中滴几滴硫酸铜溶液。 可以利用原电池比较金属的活动性顺序（负极活泼）。将两种不同金属在电解质溶液里构成原电池后，根据电极的活泼性、电极上的反应现象、电流方向、电子流向、离子移动方向等进行判断。 (2)利用原电池原理可以分析金属的腐蚀和防护问题 金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种，但主要是电化学腐蚀。根据电解质溶液的酸碱性，可把电化学腐蚀分为：吸氧腐蚀和析氢腐蚀两种。 以钢铁腐蚀为例，吸氧腐蚀发生的条件是钢铁表面吸附的水膜中溶有O2，并呈极弱酸性或中性，反应中O2得电子被还原；其电极反应式分别为：负极(Fe)：2Fe—4e-==2Fe2+，正极(C)：O2+2H2O+4e-==4OH-。 析氢腐蚀发生的条件是钢铁表面吸附的水膜酸性较强，反应时有H2析出；其电极反应式分别为：负极(Fe)：Fe—2e-== Fe2+，正极(C)：2H++2e-==H2↑。 金属防腐方法：① 改变金属内部结构；② 表面覆盖保护层（如钢铁表面涂矿物油、油漆、加电镀层、形成稳定的氧化膜等；③ 电化学保护法（接上一块活泼金属使被保护金属成为正极受保护、将被保护金属接到电源负极）。 通常金属的腐蚀德快慢类型：电解池的阳极＞原电池的负极＞自然的腐蚀＞原电池的正极（保护）＞电解池的负极（保护）。 (二)电解池 1．电解原理 [电解] 使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解．借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转变为化学能的装置，叫做电解池或电解槽． 构成电解池(电解槽)的条件： (1)有外加直流电源． (2)有电解质溶液或熔融的离子化合物． (3)有两个电极(材料为金属或石墨，两极材料可相同或不同)： 阴极：与直流电源的负极直接相连的一极． 阳极：与直流电源的正极直接相连的一极． (4)两个电极要与电解质溶液接触并形成回路． 注意 电解池的阴、阳极完全由外加直流电源的负、正极确定，与电极材料本身的性质无关．而原电池的正、负极则由构成电极材料本身的性质决定． [惰性电极和活性电极] 在电解时，根据电极本身是否参与氧化还原反应，可把电极分为惰性电极和活性电极两类： (1)惰性电极(C、Pt等)：只起导电作用，不参与反应； (2)活性电极(除Pt、Au外的其余金属)：当作阳极时，除起导电作用外，还失去电子变成金属阳离子进入溶液中． [电解原理] 阴极：阴极→发生还原反应→溶液中的金属阳离子或H＋得电子→电极的质量增加或放出H2→电极本身一定不参加反应． 阳极：阳极→发生氧化反应→活性电极溶解或惰性电极时溶液中的阴离子(或OH－)失去电子→电极的质量减轻或放出O2或析出非金属单质． 电子流向：外接电源(+)→外接电源(一)→电解池阴极→溶液中离子定向移动→电解池阳极→外接电源(+)． 电流方向：与电子流向相反． [离子的放电顺序] (1)在阴极上．在阴极上发生的是得电子反应，因此，电极本身只起导电作用而不能发生氧化还原反应，发生反应的是溶液中的阳离子，它们得电子的能力顺序为： Ag＋、Fe3＋、Cu2＋、H＋、Pb2＋、Fe2＋、Zn2＋、（H＋）、Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋ 得电子能力由易到难 说明 上列顺序中H＋有两个位置：在酸溶液中，H＋得电子能力在Cu2＋与Pb2＋之间；若在盐溶液中，则H＋位于Zn2＋与Ag＋之间． (2)在阳极上．首先应考虑电极是活性电极还是惰性电极，若为活性电极，则是阳极本身失去电子被氧化成阳离子进入溶液中，即： ，此时不能考虑溶液中阴离子的失电子情况；若为惰性电极，溶液中的阴离子失电子的能力顺序为： NO3－或SO42－等含氧酸根、OH－、Cl－、Br－、I－、S2－ 失电子能力由弱到强 [用惰性电极作阳极电解酸、碱、盐水溶液的规律] 物 质 代表物 参加电解 的物质 阴极(区) 产物 阳极(区) 产物 溶液pH 的变化 酸 含氧酸 H2SO4、HNO3 H2O H2 O2 减小 无氧酸 (除HF) HCl HCl H2 C12 增大 碱 强碱 NaOH、KOH H2O H2 O2 增大 盐 不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2 CuCl2 Cu C12 增大(若考虑C12的溶解，则pH减小) 活泼金属的 无氧酸盐 NaCl NaCl、H2O H2、NaOH C12 减小 不活泼金属的含氧酸盐 CuSO4、AgNO3 CuSO4、H2O AgNO3、H2O Cu；Ag O2、H2SO4 O2、HNO3 增大 活泼金属的 含氧酸盐 K2SO4、NaNO3 KNO3、Na2SO4 H2O H2 O2 不变 归纳：(1)电解含氧酸、强碱和活泼金属含氧酸盐的水溶液，实际上都是电解水，即： 2H2O 2H2↑ + O2↑ (2)电解无氧酸(HF除外)、不活泼金属无氧酸的水溶液，就是电解溶质本身．例如： 2HCl H2↑ + Cl2↑ CuCl2 Cu + C12↑ (3)电解活泼金属无氧酸盐溶液时，电解的总化学方程式的通式可表示为： 溶质 + H2O H2↑+ 碱 + 卤素单质X2(或S) (4)电解不活泼金属含氧酸盐的溶液时，电解的总化学方程式的通式可表示为： 溶质 + H2O O2↑ + 酸 + 金属单质 (5)电解时，若只生成H2，pH增大．若只生成O2，则pH减小．若同时生成H2和O2，则分为三种情况：电解酸的溶液，pH减小；电解碱的溶液，pH增大；电解盐的溶液，pH不变． [原电池与电解池] 电 极 电极反应 电子转移方向 能量 转变 举 例 原电池 正、负极由电极材料决定：相对活泼的金属作负极；较不活泼的金属作正极 负极：电极本身失去电子，发生氧化反应 正极：溶液中的阳离子得到电子，发生还原反应 电子由负极流出，经外电路回正极 化学能转变为电能 铜锌原电池 负极： Zn－2e－＝Zn2＋ 正极： 2H＋+2e－＝H2↑ 电解池 阴、阳极完全由外加直流电源的负、正极决定：与直流电源正极相连的是阳极；与直流电源负极相连的是阴极 阴极：较易获得电子的阳离子优先得到电子，发生还原反应阳极，金属或较易失去电子的阴离子优先失去电子，发生氧化反应 电子由直流电源的负极流出，经导线到达电解池的阴极，然后通过电解液中的离子放电，电子再从阳极经导线回到直流电流的正极 电能转变为化学能 以石墨为电极电解CuCl2溶液 阳极： 2C1－－2e－＝C12↑ 阴极： Cu2＋+2e－＝Cu↓ 2．电解原理的应用 [铜的电解精炼、电镀铜] 项 目 铜的电解精炼 电镀铜 含 义 利用电解原理将粗铜中的杂质(如锌、铁、镍、银、金等)除去，以获得电解铜(含Cu的质量分数达99．95％～99．98％)的过程 利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其他金属(铜)或合金的过程 目 的 制得电解铜，以增强铜的导电性 使金属更加美观耐用，增强防锈抗腐能力 电解液 CuSO4溶液(加入一定量的硫酸) 含有镀层金属离子(Cu2＋)的电解质溶液作电镀液(如CuSO4溶液) 阳极材料 粗铜 镀层金属(Cu) 阴极材料 纯铜 待镀金属制品 电极反应式 阴极 Cu2＋+2e－＝Cu Cu2＋+2e－＝Cu 阳极 Cu－2e－＝Cu2＋ Zn－2e－＝Zn2＋ Ni－2e－＝Ni2＋ Cu－2e－＝Cu2＋ 特 点 ①阳极反应为粗铜中的Cu及杂质失去电子而溶解 ②溶液中CuSO4的浓度基本不变 ①阳极本身失去电子而溶解 ②溶液中金属阳离子的浓度保持不变 ③溶液的pH保持不变 说 明 当阳极上的Cu失去电子变成Cu2+溶解后，银、金等金属杂质以单质的形式沉积于电解槽底，形成阳极泥 ①铜镀层通常主要用于电镀其他金属之前的预镀层，以使镀层更加牢固和光亮 ②电镀工业的废水中常含剧毒物质如氰化物、重金属等．因此必须经过处理才能排放 [氯碱工业] (1)电解饱和食盐水溶液的反应原理． 阳极电极反应式(Fe棒)：2H＋+2e－＝H2↑ (H＋得电子产生H2后，阴极区OH－浓度增大而显碱性) 阳极电极反应式(石墨)：2C1――2e－＝Cl2↑ 电解的总化学方程式：2NaCl + H2O 2NaOH + H2↑+ Cl2↑ (2)设备：离子交换膜电解槽．离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成．电解槽的阳极用金属钛制成；阴极由碳钢网制成． (3)阳离子交换膜的作用：①把电解槽隔为阴极室和阳极室；②只允许Na＋通过，而Cl－、OH－和气体则不能通过．这样，既能防止生成的H2和Cl2相混合而发生爆炸，又能避免C12进入阴极区与NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量． (4)离子交换膜法电解制烧碱的主要生产 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 说明 为除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－等杂质离子，需依次加入过量的BaCl2溶液(除去SO42－)、NaOH溶液(除去Mg2＋、Fe3＋)和Na2CO3溶液(除去Ca2＋和剩余的Ba2＋)，最后加入盐酸中和NaOH以及将剩余的Na2CO3转化为NaCl． 二 练习题 (一)基础练习 原电池部分 1.在下图所示的装置中，能够发生原电池反应的是（ BD ） 2.用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（C ） ①在外电路中，电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为：Ag++e-=Ag ③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 ④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同 A． ①② B．②③ C．②④ D．③④ 3.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（ C ） A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 C．两烧杯中溶液的pH均增大 D．产生气泡的速度甲比乙慢 4.等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4，同时向a中加入少量的胆矾晶体，下列图表示产生H2的体积V（升）与时间t（分）的关系，其中正确的是（ C ）。 5.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 （ D ） 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 = 2H2O D.用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24LCl2（ 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 状况）时，有0.1mol电子转移 6. 为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如下图所示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是（ B ）。 A．装置a的左侧液面一定会下降 B．左侧液面装置a比装置b的低 C．装置b中的铁钉腐蚀最严重 D．装置C中的铁钉几乎没被腐蚀 7. 下列事实不能用电化学理论解释的是 ( C ) A．轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块 B．镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用 C．铝片不需要用特殊方法保存 D．锌跟稀硫酸反应时，滴加少量硫酸铜溶液后，反应速率加快 8. 把a、b、c、d四块金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时， d上有气泡逸出；a、c相连时，a极减轻；b、d相连时，b为正极。则这四种金属活泼性顺序由强到弱的顺序为（ C ） A．a＞b＞c＞d B．a＞c＞b＞d C．a＞c＞d＞b D．b＞d＞a＞c 9.(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。 锌片上发生的电极反应：_____________________________________； 银片上发生的电极反应：______________________________________。 (2)若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，试计算： ①产生氢气的体积(标准状况)； ②通过导线的电量。(已知NA = 6.02×1023 /mol，电子电荷为1.60×10－19 C) 10.按下图装置进行实验，并回答下列问题 ⑴判断装置的名称：A池为 B池为 ⑵ 铜极为______极，电极反应式为 石墨棒C1为___极，电极反应式为 石墨棒C2附近发生的实验现象为 ⑶当C2极析出224mL气体（标准状态时，锌的质量变化（增加或减少） g. CuSO4溶液的质量变化了（增加或减少了） g 9. Zn → Zn2+ + 2e- 2H+ + 2e- → H2 4.48L 3.85× 104C 10.(1)原电池 电解池 （2）正 Cu2+ + 2e- → Cu 阳 2Cl- → Cl2↑+ 2e- 有气泡冒出，溶液变红 （3）减少 0.65 增加 0.015 电解池部分 1．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是高考资源网 A．电解氢氧化钠稀溶液，溶液浓度增大pH变小 B．电解氯化钠溶液，溶液浓度减小pH不变 C．电解硝酸银溶液，要消耗OH－-溶液pH变小 D．电解稀硫酸，实质是电解水，溶液pH不变 2．下列叙述中不正确的是 高考资源网 A．电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应     B．原电池的正极上发生氧化反应，负极上发生还原反应     C．电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应     D．用原电池做电源进行电解时，电子从原电池负极流向电解池阴极 3．在一盛有饱和Na2CO3溶液的烧杯中插入惰性电极，保持温度不变，通电一段时间后： A、溶液的PH值增大； B、Na+和CO32-的浓度减小； C、溶液的浓度增大； D、溶液的浓度不变，有晶体析出； 4．用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质（括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是：高考资源网 A、CuCl2（CuO）； B、NaOH（NaOH）； C、NaCl（HCl）； D、CuSO4[Cu（OH）2] 5．将分别盛有熔融KCl、MgCl2、Al2O3（熔有冰晶石）的三个电解槽，在一定条件下通电一段时间后，析出K、Mg、Al的物质的量之比是：高考资源网 A、1：2：3；B、3：2：1；C、6：3：1；D、6：3：2； 6．某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，物质的量之比为3∶1。用石墨作电极电解溶液，根据电极产物，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是 A．阴极只析出H​2 B．阳极先析出Cl2，后析出O2 C．电解最后阶段为电解水 D．溶液pH不断增大，最后为7 7．用惰性电极电解一定量的CuSO4稀溶液，下列说法中正确的是 A．阳极发生的电极反应为：Cu2+ + 2e－ =Cu B．阴极发生的电极反应为；4OH－ =2H2O + O2↑+ 4e― C．若有6．4g金属Cu析出，放出的O2一定为0．05 mol D．电解完成后，加入一定量的Cu(OH)2，溶液可能恢复到原来的浓度 8．下列叙述不正确的是 A．电解时，在阴极上发生还原反应 B．电镀时，阳极材料发生氧化反应 C．电解饱和食盐水时，阴极区产物为氢氧化钠溶液和氢气 D．原电池跟电解池连接后，电子从原电池负极流向电解池阳极 9．用电解水的方法分析水的组成时，需要加入一些电解质以增强水的导电性，不宜加入的物质是     A．Na2SO4        B．NaNO3       C．KOH       D．CuSO4 10．在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是： A、原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应； B、原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应； C、原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应； D、原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应； 11．在铁品上镀一定厚度的锌层，以下 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 正确的是 A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子 B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子 C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子 D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子 12．如图中三个电解装置中都盛有相同体积、相同物质的量浓度的CuSO4溶液，通电一段时间并且通过的电量相同时，CuSO4溶液物质的量浓度大小关系正确的是 A． ② > ③ > ① B． ① > ② > ③ C． ② = ③ > ① D． ① = ② = ③ 13．采用惰性电极从NO3-、SO42-、Cl-、Cu2+、Ba2+、H+中选出适当的离子组成电解质，并对其溶液进行电解（少写多写均扣分）。 （1）若两极分别放出H2和O2，则电解质的化学式为 ； （2）若阴极析出金属，阳极放出O2，则电解质的化学式为 ； （3）若两极分别放出气体，且体积比为1:1，则电解质的化学式为 。 14．在A、B、C三个烧杯中分别盛有同体积，同摩尔浓度的NaNO3、HCl和KCl溶液，用石墨作电极，将它们串联进行电解，一段时间后，电解液pH值增大的的烧杯是 。pH值不变的烧杯是 。A、C两杯阳极电极反应式分别是 ， 。如果把A、B、C杯中电极都换成铁和石墨，并用导线连接，(不与电源相连。）则各杯中铁片受腐蚀情况。（写明腐蚀类型、快慢）是 。 15．（10分）用右图装置加以必要的导线连接后达到粗铜精炼的目的。高考资源网 ⑴A烧杯是________________(填〝电解池〞或〝原电池〞), B烧杯是________________(填〝电解池〞或〝原电池〞)。 ⑵其中Zn接B烧杯中的__   ______，（填“粗铜”或“纯铜”） B烧杯中应该盛____   _____溶液。 ⑶ 分别写出石墨棒和纯铜棒的电极反应式 石墨棒：                                      ，     纯铜棒：                                     。 ⑷若锌减少了0．65 g，则纯Cu的质量增加了         g。高考资源网 答案 13．（1） H2SO4 、HNO3 、Ba（NO3）2 （2）CuSO4 、Cu（NO3）2 （3） HCl、BaCl2 14．B、C；A；4OH－－4e = 2H2O＋O2( 2Cl－－2e = Cl2(； A、C杯中发生吸氧腐蚀，较慢。 B杯中发生析氢腐蚀，较快。 因为在正极夺电子的微粒和浓度都不相同,B杯中[H＋]大，所以反应快。而A、C杯中[O2]远小于[H＋]，所以反应慢。 15．⑴A烧杯是__原电池_, B烧杯是_电解池_。   高考资源网 ⑵ 纯铜 ，__CuSO4_。 ⑶ 石墨棒：    2H++2e-=H2↑    ， 纯铜棒：     Cu2++2e -=Cu       。 ⑷若锌减少了0．65 g，则纯Cu的质量增加了   0．64      g。 (二)能力提升 1.取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是( ) A．b电极是阴极 B．a电极与电源的正极相连 C．电解过程中水是氧化剂 D．b电极附近溶液的pH变小 [错误分析]:错选A或B，依据图示，b处出现圆圈，说明b极产生氯气，所以b为阳极与电源正极相连，a为阴极与电源负极相连。 答案：D 2.右图所示装置I是一种可充电电池，装置II为电解池。离子交换膜只允许Na通过，充 放电的化学方程式为2Na2S2+ NaBr3 Na2S4+3NaBr。闭合开关K时，b极附近先变红色。下列说法正确的是 A．负极反应为4Na4e=4Na B．当有0．01 mol Na通过离子交换膜时，b电极上析出标准状况下的气体112 mL C．闭合K后，b电极附近的pH变小 D．闭合K后，a电极上有气体产生 【错误分析】错选C或D，错选C认为b极发生了 2Cl－-2e－ ===Cl2↑，Cl2+ H2O=HCl+HClO,错选D是认为a 极发生了2H2O－2e－ ===H2↑＋ 2OH－。对于电解饱和食盐水原理不清析，阳极电极反应式为：2Cl－-2e－ ===Cl2↑，阴极电极反应式为：2H2O－4e－ ===H2↑＋2OH－，活波金属与电源正极相连首先失去电子。 【答案】B 本题信息新颖，多数同学被所给的电池反应很不熟悉，习惯写出电极式的同学会因为写不出电极反应式而做不出来。电源的正极：Br3-+2 e－=3Br- 电源的负极2 S22--2 e－= S42-，内电路为Na+移动导电。由题意可知b极（阴极）：2H2O－2e－ ===H2↑＋2OH－，a 极（阳极）：Cu-2 e－= Cu2+，所以C，D均错误。对于B项当有0．01 mol Na通过离子交换膜时，说明有内电路通过了0.01 mol的电荷，外电路转移的电子也就为0.01 mol。结合b极反应，产生的气体就为0.005 mol，体积为112 mL。只有B正确。 3. 燃料电池是燃料（如CO，H2，CH4等）跟氧气（或空气）起反应将化学能转变为电能的装置，电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是 A．负极反应式：O2+2H2O+4e==4OH- B．负极反应式：CH4+8OH--8e==CO2+6H2O C．随着放电的进行，溶液的pH值不变 D．放电时溶液中的阴离子向负极移动 【答案】D 负极反应的另一误区是，不考虑介质环境，反应产物与实际不符。如燃料氧化生成的二氧化碳不可能从强碱溶液中逸出，它将进一步反应转化成碳酸根。所以负极反应式为： 由于部分碱液和二氧化碳反应，所以溶液的pH值将减小。选项C为错误结论。类似铅蓄电池在放电时，介质为硫酸溶液，所以负极反应式为： 以上还应归纳的：①在碱性溶液中：缺氧，应由氢氧根离子提供，剩下转化为水；氧多，应和水结合生成氢氧根离子。②在中性溶液中：缺氧，应由水提供，剩下转化为氢离子；氧多，应和水结合生成氢氧根离子。③在酸性溶液中：缺氧，应由水提供，剩下转化为氢离子；氧多，应和氢离子结合生成水。总之，溶液的酸碱性变化应是由酸性→中性→碱性或碱性→中性→酸性。 4.在盛有稀H2SO4的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是（ ） A．正极附近的SO42-离子浓度逐渐增大 B．电子通过导线由铜片流向锌片 C．正极有O2逸出 D．铜片上有H2逸出 【答案】D 【解析】本题符合铜锌原电池的形成条件，原电池工作时，电子由负极（锌）经外电路（导线）流向正极（铜）。负极锌片：Zn－2e－eq \o(\s\up 9(),\s\do 0(══))Zn2+；正极铜片：2H++2e－eq \o(\s\up 9(),\s\do 0(══))H2↑，总反应为：Zn+2H+eq \o(\s\up 9(),\s\do 0(══))Zn2++ H2↑，原电池中没有产生O2。没有参与反应的SO42-离子浓度不会逐渐增大。 原电池工作时，电子由负极流向正极（电流由正极流向负极）。不参与电极反应的离子不能定向移动，这种离子在溶液的各个区域浓度基本不变。 5.如图所示各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序是（ ） A． ④＞②＞①＞③ 　　 B． ②＞①＞③＞④ C． ④＞②＞③＞① 　　 D． ③＞②＞④＞① 【答案】 A 【解析】金属腐蚀在此条件下主要是电化学腐蚀,通常从原电池原理以及电解的原理进行分析。当铁与比它不活泼的金属连在一起构成原电池时，铁为负极，被腐蚀的速度增大，②＞①；当铁与比它活泼的金属连接，构成原电池时，铁是正极，铁被保护，被腐蚀的速度减小，③＜①；在电解装置中，铁接电源的正极，铁被腐蚀的速度加快，因此，腐蚀速度 ④＞②＞①＞③ 。 电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐蚀措施的腐蚀； 6. X、Y、Z、M代表四种金属元素，金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有氢气放出；若电解Y2＋和Z2＋共存的溶液时，Y先析出；又知M2＋的氧化性强于Y2＋。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ） A.X>Z>Y>M B.X>Y>Z>M C.M>Z>X>Y D.X>Z>M>Y 【答案】A 【解析】金属X和Z用导线连接放入稀H2SO4中，形成原电池，X溶解说明金属活动性X>Z；电解Y2＋和Z2＋共存的溶液时，Y先析出，则金属活动性Z>Y；离子的氧化性越强，其单质的金属活动性越弱，则金属活动性Y>M，所以正确答案为A。 根据原电池原理和电解池原理综合判断，熟悉金属活动顺序表 7.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（ ）（已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋） A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－＝Ni B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋ D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt 【答案】D 对离子的氧化性强弱与放电顺序不能正确一一对应，对电解原理认识模糊。 8. 500 mL KNO3和Cu(N03)2的混合溶液中c(NO3－)＝6.0 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22．4 L气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是( ) A．原混合溶液中c(K＋)为4 mol·L－1 　 B．上述电解过程中共转移4 mol电子 C．电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol D．电解后溶液中c(H＋)为2 mol·L－1 【答案】 B 【解析】两极反应为：阴极 Cu2＋+2e－=Cu 2H＋+2e－=H2↑ 阳极：4OH－-4e－=O2↑+2H2O，两极都收集1mol气体，由阳极得到转移电子为4mol，又知生成1molH2转移电子2mol，根据电子得失守恒： n（Cu2＋）=1mo；再通过离子所带电荷的守恒，在500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中存在关系： 2c(Cu2＋)+c(K＋)=c(NO3-)，可以求出c(K＋)=2 mol·L－1 。电解过程中消耗的n(OH－)=4mol，则溶液中留下4mol的H＋，c(H＋)=8mol·L－1 。 原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算、根据电荷量求产物的量与根据产物的量求电荷量等的计算。不论哪类计算，均可概括为下列三种方法： 1.守恒法：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。 2.总反应法：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。 3.关系式法算：借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。 9.如下图,四种装置中所盛有的溶液体积均为200ml，浓度均为0.6mol/L，工作一段时间后，测得测得导线上均通过了0.2mol电子，此时溶液中的pH由大到小的顺序是（ ） A．④②①③ 　 B．④③①② C．④③②① 　　D．①③②④ 【答案】 C 【解析】若氢离子放电，PH增大，若氢氧根放电PH减小。③中锌电极参与反应，电解质溶液PH基本不发生变化。④中阴极上氢离子放电，溶液渐渐成碱性。②阴极上氢离子放电，导线上通过了0.2mol电子，则溶液中减少了氢离子的物质的量也为0.2mol，根据原溶液的体积和浓度，氢离子的物质的量减少为0.04mol，浓度变为0.2mol/L。①中由于氢氧根离子放电,当导线上通过了0.2mol电子，则溶液中氢氧根离子减少0.2mol,即氢离子的物质的量增加0.2molL .溶液体积均为0.2L,,浓度约为1 mol/L。PH的变化符合C。 此题目考查了原电池及电解池中溶液的PH值变化分析，PH值的变化与溶液中的氢离子或氢氧根离子放电有关。 10.实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极Pb＋SO===PbSO4＋2e－，正极PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O 。若制得Cl2 物质的量为0.050mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是（ ） A.0.025 mol B.0.050 mol C.0.10 mol D.0.20 mol 【答案】 C 【解析】该题只要明确原电池和电解池原理，抓住转移电子守恒即可。由2Cl－－2e－===Cl2，可知制0.05 mol Cl2转移0.10 mol电子，再由铅蓄电池总反应：Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO===2PbSO4＋2H2O可看出每转移2 mol e－消耗2 mol H2SO4，现转移0.10 mol电子，将耗0.10 mol硫酸。 有关电解的计算通常是求电解后某产物质量、气体的体积、某元素的化合价以及溶液的pH、物质的量浓度等。解答此类题的方法有两种：一是根据电解方程式或电极反应式列比例式求解；二是利用各电极、线路中转移的电子数目守恒列等式求解。以电子守恒较为简便，注意运用。由于电化学常常涉及到物理学中的串联电路、并联电路以及相关物理量如电流强度、电压、电阻、时间、电量等，无疑有关电化学知识也必然是物理学和化学的交汇点。 11.在如右图所示的实验装置中，E为一张淀 粉、碘化钾和酚酞混合溶液润湿的滤纸，C、D为 夹在滤纸两端的铂夹，X、Y分别为直流电源的两 极。 在A、B中充满KOH溶液后倒立于盛有KOH 溶液的水槽中，再分别插入铂电极。切断电源开关 S1，闭合开关S2，通直流电一段时间后，请回答下列问题：[ (1)标出电源的正、负极：X为 极，Y为 极。 (2)在滤纸的C端附近，观察到的现象是 ，在滤纸的D端附近，观察到的现象是 。 （3)写出电极反应式：A中 ；B中 ；C中 ；D中 。 (4)若电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极，此时切断开关S2，闭合开关S1，则电流计的指针是否发生偏转 （填“偏转”或“不偏转”）。 (5)若电流计指针偏转，写出有关的电极反应式（若指针不偏转，此题不必回答）：A中 ；B中 。若电流计指针不偏转，请说明理由（若指针不偏转，此题不必回答） 指针偏转。(5)A中2H2+4OH--4e-=4H2O；B中2H2O+O2+4e-=4OH- 。 关于电化学的内容是历年高考的重要知识点之一，主要以选择题的形式出现，已成高考的必考题。考查的内容有：原电池、电解池、电镀池的电极名称及电极反应式；根据原电池、电解池的电极变化判断金属活泼性强弱；根据电解时电极变化判断电极材料或电解质种类；新型电池的电极反应及应用。其中原电池的工作原理、电解产物判断与计算是高考命题的热点。 (三)高考专题 1.（08宁夏卷）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 （ C ） A．CH3OH(g)+O2(g) = H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e－ B．O2(g)+4H+(aq)+4e－ = 2H2O(1) C．CH3OH(g)+H2O(1) = CO2(g)+6H+(aq)+6e－ D．O2(g)+2H2O(1)+4e－ = 4OH－ 2. （09广东化学14）可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是(A) A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－3e-＝Al(OH)3↓ C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变 D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极 3. （08江苏卷）镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd + 2NiOOH +2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2 有关该电池的说法正确的是 （ A ） 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 4.（09上海卷13）右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛 有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述 错误的是 ( B ) A．生铁块中的碳是原电池的正极 B．红墨水柱两边的液面变为左低右高 C．两试管中相同的电极反应式是： D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀 5.(2012·模拟精选，江苏徐州3月)碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液，电池总反应式为：Zn(s)＋2MnO2(s)＋H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋Mn2O3(s)，则下列说法错误的是(　　) A．电池工作时，锌失去电子 B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－===Mn2O3(s)＋2OH－(aq) C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D．外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减少6.5 g 解析：电池的电解质溶液为KOH溶液，结合总反应得负极反应式：Zn(s)＋2OH－(aq)－2e－===Zn(OH)2(s)，用总反应式减去负极反应式，可得到正极反应式：2MnO2(s)＋H2O(l)＋2e－===Mn2O3(s)＋2OH－(aq)。Zn为负极，失去电子，电子由负极通过外电路流向正极。反应时1 mol Zn失去2 mol电子，外电路中每通过0.2 mol电子，Zn的质量理论上减少6.5 g。 答案：C 6.(2009·福建理综，11)控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是(　　) A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 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FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极 解析：由反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2可知，反应开始时甲中Fe3＋发生还原反应，乙中I－发生氧化反应；电流计读数为零，说明单位时间内由甲流向乙的电子数与由乙流向甲的电子数相等，生成Fe3＋的物质的量与消耗的Fe3＋的物质的量相等，则反应达到了平衡状态，此时在甲中溶入FeCl2固体，则平衡向逆反应方向移动，乙中I2发生还原反应，则乙中石墨电极为正极；故选D。 答案：D 7.(2012宁夏银川模拟)一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲 醇与氧气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(l)＋CO2(g)＋2H＋(aq)＋2e－ B．O2(g)＋4H＋(aq)＋4e－===2H2O(l) C．CH3OH(g)＋H2O(l)===CO2(g)＋6H＋(aq)＋6e－ D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－ 解析：甲醇燃料电池是甲醇在负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，故B、D错误；A项不是电极反应式。 答案：C 8.(2009·山东理综，29)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．NH3·H2O (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：Zn===Zn2＋＋2e－；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↑；每生成1 mol MnO2需转移2 mol电子，故每通过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 不断 阳离子 溶解 移动 A B C D E F � EMBED PBrush ��� � EMBED PBrush ��� � EMBED PBrush ��� � EMBED PBrush ��� � EMBED PBrush ��� � EMBED PBrush ��� � EMBED PBrush ��� KCl酚酞溶液 CuSO4溶液 B A C1 Cu C2 Zn PAGE 19 _1125816003.unknown _1274590198.bin _1306478811.unknown