第四章 电化学测评卷（A卷）
(时间：90分钟 满分：100分)
第Ⅰ卷(选择题，共45分)
一、选择题(每小题3分，共45分)
1．(2011·广东高考)某小组为研究电化学原理，设计如图装置。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：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：此题考查了电化学知识。分析图所示的装置，由于金属铁的活泼性强于铜，当a、b不连接时，金属铁置换溶液中的铜，铁片上析出铜，A对；ab用导线连接时，形成原电池，铁片为负极，铜片为正极，铜片上发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu，B对；根据上述两选项分析，溶液中的铜离子析出，铁片溶解生成亚铁离子，故溶液颜色从蓝色变成浅绿色，C对；a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铁电极移动，D错。
答案：D
2．为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是( )
A．将青铜器放在银质托盘上
B．将青铜器保存在干燥的环境中
C．将青铜器保存在潮湿的空气中
D．在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜
解析：在干燥的环境中铜器表面没有电解质溶液，很难腐蚀；表面加上一层防渗的高分子膜则可以防止铜器与空气接触，达到了防氧化的目的。
答案：BD
3．如图甲是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡上的记录如图乙所示，则卡片上的描述合理的是( )
甲
乙
A．①②③ B．②④
C．④⑤⑥ D．③④⑤
解析：①中Cu为正极，Zn为负极，③中SO向负极移动，⑤中电子的流向是：Zn―→Cu，⑥中正极反应式：2H＋＋2e－===H2↑，故①③⑤⑥错。
答案：B
4．将Al片和Cu片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入稀NaOH溶液中，分别形成原电池，则在这两个原电池中，负极分别是( )
A．Al片、Cu片 B．Cu片、Al片
C．Al片、Al片 D．Cu片、Cu片
解析：原电池中负材料的还原性强于正极材料，但铝片在浓硝酸中被钝化后难以再反应，而铜片却与浓硝酸剧烈反应，故浓硝酸中铜片为负极。插入NaOH溶液中，铝与NaOH反应，失去电子，作负极。
答案：B
5．按如图的装置进行电解实验：A极是铜锌合金，B极为纯铜，电解质溶液中含有足量的铜离子。通电一段时间后，若A极恰好全部溶解，此时B极质量增加7.68 g，溶液质量增加0.03 g，则A极合金中Cu、Zn原子个数比为( )
A．4∶1 B．3∶1
C．2∶1 D．任意比
解析：阳极：Zn－2e－===Zn2＋，Cu－2e－===Cu2＋
阴极：Cu2＋ ＋ 2e－ === Cu
0．12 mol 0.24 mol ＝0.12 mol
所以n(Zn)＋n(Cu)＝0.12 mol，溶液中若无Zn2＋，则溶液质量不变，因为Zn2＋进入溶液，故溶液质量增加，
m(Cu2＋)∶m(Zn2＋)＝64∶65 Δm＝1
Zn ～ Δm
1 mol 1 g
0．03 mol 0.03 g
n(Cu)＝0.12 mol－0.03 mol＝0.09 mol
n(Cu)∶n(Zn)＝0.09∶0.03＝3∶1。
答案：B
6．分别在以下装置(都盛有0.1 mol/L H2SO4溶液)中的4块相同的纯锌片，其中腐蚀最快的是( )
A． B． C． D.
解析：在稀硫酸溶液中，两种金属用导线相连，活泼金属失去电子被氧化而被腐蚀，本题中要使纯锌腐蚀，应选择某种不活泼金属跟纯锌相连接，选项C满足此条件，可加速纯锌的腐蚀。选项A腐蚀相对较慢。选项B中锌与镁相连，金属镁被腐蚀，锌受保护。选项D中是一电解装置，连接锌的是电源的负极，在电解过程中锌为阴极，发生还原反应，可使H＋获得电子被还原成氢气，它可保护金属锌不受腐蚀。
答案：C
7．用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方括号内物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是( )
A．AgNO3[AgNO3] B．NaOH[H2O]
C．KCl[KCl] D．CuSO4[CuO]
解析：分析电解反应的原理，在两极析出什么物质(固体或气体)，相当于什么物质脱离反应体积，就加入什么物质，即可使溶液完全复原。
A项4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3
脱离反应体系的物质是4Ag＋O2，相当于2Ag2O，所以应当加入适量Ag2O才能复原(加入AgNO3，会使NO的量增加)。
B项2H2O2H2↑＋O2↑脱离反应体系的是2H2＋O2，相当于2H2O，加入适量水可以复原。
C项2KCl＋2H2O2KOH＋H2↑＋Cl2↑脱离反应体系的是H2＋Cl2，相当于2HCl，应通入适量HCl气体才能复原(加入KCl时，同时也增加了K＋的量)。
D项2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑脱离反应体系的是2Cu＋O2，相当于2CuO，加入适量CuO可以复原。
答案：BD
8．下列叙述正确的是( )
A．在稀H2SO4中加入少量ZnSO4，能加快铁和稀H2SO4反应产生H2的速率
B．氢氧化亚铁在空气中久置变成红褐色，该反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
C．金属发生电化学腐蚀时，被腐蚀的金属作原电池的正极
D．金属腐蚀的本质都是金属与空气中的氧气接触被直接氧化
解析：A项，加入ZnSO4不影响产生H2的速率，若加CuSO4则可以；C项，被腐蚀的金属作原电池的负极；D项，金属腐蚀的本质是金属单质失电子变成阳离子。
答案：B
9．近年来，科学家研制了一种新型的乙醇电池，它用酸性电解质(H＋)作溶剂。电池总反应为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，下列说法不正确的是( )
A．乙醇在电池的负极上参加反应
B．1 mol CH3CH2OH被氧化转移6 mol电子
C．在外电路中电子由负极沿导线流向正极
D．电池正极的电极反应为4H＋＋O2＋4e－===2H2O
解析：A项，乙醇被氧化，在负极上反应；B项，CH3CH2OH中碳元素的平均化合价为－2价，1 molCH3CH2OH被氧化转移12 mol电子。
答案：B
10．(2010·唐山模拟)用石墨电极电解含有一定量重水(D2O)的水(H2O)，下列说法正确的是( )
A．相同状况下两电极上产生的气体体积之比为2∶1
B．两电极上产生的气体质量之比一定不等于8∶1
C．相同状况下两电极上产生的气体体积之比为4∶1
D．若两电极上产生的气体质量比为16∶3，则D2O与H2O的物质的量之比为1∶1
解析：阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑或4OD－－4e－===2D2O＋O2↑，阴极：2H＋＋2e－===H2↑或2D＋＋2e－===D2↑。故两极产生气体体积之比应为2∶1。但其质量之比应介于32∶4到32∶8即16∶2至16∶4之间，故选A、D。
答案：AD
11．(2011·山东莱芜高二质检)下列装置中，都伴随有能量变化，其中是由化学能转变为电能的是( )
A．电解水 B．水力发电
C．太阳能热水器 B．干电池
解析：A项是将电能转化成化学能；B项是将水的势能转化成电能；C项是将太阳能转化成热能。
答案：D
12．获得“863”计划和中科院“百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功，电解质为AlI3溶液，已知电池总反应为2Al＋3I2===2AlI3。下列说法不正确的是( )
A．该电池负极的电极反应为Al－3e－===Al3＋
B．电池工作时，溶液中的铝离子向正极移动
C．消耗相同质量金属时，用锂作负极时，产生电子的物质的量比铝多
D．该电池可能是一种可充电的二次电池
解析：由电池总反应方程式和电池中离子的移动方向可知A、B正确；锂提供的电子数与其质量的比是金属中最大的，C正确；充电时为电解池，而在水溶液中Al3＋不可能放电析出到电极上，所以D不正确。
答案：D
13．下列事实不能说明Al的金属活动性比Cu强的是( )
A．常温下将铝投入CuSO4溶液中
B．常温下将铝和铜用导线连接一起放入到稀盐酸溶液中
C．常温下将铝和铜不用导线连接在一起放入到稀盐酸溶液中
D．常温下将铝和铜用导线连接在一起放入到氢氧化钠溶液中
解析：在氢氧化钠溶液中能反应生成气体的金属，其活动性不一定强，如Mg和Al。
答案：D
14．用Pt作电极电解下列某种溶液，当阳极生成112 mL气体时，阴极上析出0.24 g金属，则电解池中溶质可能是( )
A．CuSO4 B．MgSO4
C．Al(NO3)3 D．Na2SO4
解析：本题是似算非算题，根据阴极上析出金属，联想到放电顺序(其他选项阴极无金属析出)，直接判断出A答案，阳极生成112 mL O2时，电路中通过电子0.02 mol，A项先析出Cu后析出氢气，符合题意。
答案：A
15．一定条件下，电解较稀浓度的硫酸，可制取双氧水和臭氧，其电极反应式为：产生臭氧的电极的反应式为6O2＋6e－＋6H＋===2O3＋3H2O2；另一电极反应式为6H2O－6e－===3H2O2＋6H＋(电解过程中，溶液的体积变化忽略不计)，下列有关说法不正确的是( )
A．该电池的阴极生成臭氧
B．电解后，电解池中硫酸溶液的pH无明显增大
C．电解的总反应方程式为3H2O＋3O2O3＋3H2O2
D．双氧水为还原产物，O3为氧化产物
解析：由题给的电极反应式可知，A正确；整个电解过程中，H＋增减量相等，溶液体积的变化忽略不计，所以pH不变，B正确；由两电极反应合并后，可知C选项正确；双氧水既是氧化产物，又是还原产物，O3既不是氧化产物也不是还原产物，D选项错误。
答案：D
第Ⅱ卷(非选择题，共55分)
二、非选择题
16．(8分)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－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↑；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
17．(9分)铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：
(1)工业冶炼铝的化学方程式是__________________。
(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是__________。
(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。
①该电解槽的阳极反应式是____________________。
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因_________________________________________________________。
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口__________(填写“A”或“B”)导出。
解析：离子交换膜法电解提纯KOH时，阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极反应为4H2O＋4e－===4OH－＋2H2↑。电解过程中阳离子交换膜向阴极移动，含氧酸根离子不能通过离子交换膜。一段时间后，阴极附近K＋、OH－浓度变大，从B处(阴极区)得到不含杂质离子的溶液，蒸发结晶后可得较纯净的KOH。
答案：(1)2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(3)①4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
②H＋放电，促进水的电离，c(OH－)增大
③B
18．(6分)已知：蓄电池在放电时起原电池作用，充电时起电解池作用。铅蓄电池发生反应的化学方程式为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。
(1)放电时负极上发生反应的化学方程式为_________________ __________________________________________________________。
(2)当蓄电池作为电源电解CuSO4溶液并生成1.6 g Cu时，蓄电池消耗H2SO4__________mol。
(3)给蓄电池充电时，若要使3.03 gPbSO4转变为Pb和PbO2，需__________mol电子的电量。
解析：(1)蓄电池放电时，发生原电池反应，负极上的反应是：Pb－2e－===PbSO4。
(2)由电池反应：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，有2e－～2H2SO4的关系；又由电解反应：2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，有4e－～2Cu的关系。依据电子守恒，可得2H2SO4～Cu的关系，故蓄电池消耗的n(H2SO4)＝2×0.025 mol＝0.05 mol。
(3)蓄电池充电时发生电解反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4，有2e－～Pb～PbO2～2PbSO4，
即e－～PbSO4。n(e－)＝n(PbSO4)＝0.01 mol。
答案：(1)Pb－2e－＋SO===PbSO4
(2)0.05 (3)0.01
19．(10分)电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，准备采用下列步骤：
(1)废液中加入A发生反应的离子方程式_________________ _____________________，请根据上述反应设计一个原电池，在方框中画出简易装置图(标出电极名称、电极材料、电解质溶液)。
(2)分别写出如图步骤②③相关反应的方程式：
步骤②______________________________________
步骤③______________________________________
(3)上述过程回收的铜是粗铜，为了获得更纯的铜必须进行电解精炼。写出电解精炼时阳极材料及电极反应式______________ _________________________________________________________。
解析：本题考查物质分离及电解原理的应用。废液中主要成分CuCl2、FeCl2还有过量的FeCl3，回收铜则要将CuCl2中铜离子还原出来，并重新获得FeCl3，常用Fe作还原剂，步骤如下：
(1)溶液中加入A发生反应的离子方程式：Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋。设计原电池，则要让Fe作负极，含Cu2＋的盐(如氯化铜)溶液作电解质溶液，活泼性小于铁的金属或石墨棒作正极，简易装置如下：
(2)步骤②③的化学方程式：
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
(3)电解精炼铜时，让粗铜作阳极，电极反应式为：
Cu－2e－===Cu2＋
答案：(1)Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(2)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
(3)粗铜，Cu－2e－===Cu2＋
20．(10分)如下图为相互串联的甲、乙两个电解池(电极A、B、C都是惰性电极)，请回答：
(1)写出两电解池中的电解反应方程式：甲__________；乙__________。
(2)若甲槽阴极增重12.8 g，则乙槽阳极放出的气体在标准状况下的体积为__________。
(3)若乙槽剩余液体为400 mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为__________。
(4)A、B、Fe、C四个电极产物的物质的量之比为________。
解析：甲槽阴极增重12.8 g，说明析出了0.2 mol的Cu，即电路中通过了0.4 mol电子。因此在乙槽阳极上析出Cl2为0.2 mol，由(2)可求乙中生成了0.4 mol NaOH。A、B、Fe、C四个电极分别为Cu、O2、H2、Cl2，物质的量之比为2∶1∶2∶2。
答案：(1)2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4
2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
(2)4.48 L
(3)1 mol/L
(4)2∶1∶2∶3
21．(6分)铝及铝合金经过阳极氧化，铝表面能生成几十微米的氧化铝膜。某研究性学习小组模拟工业法对铝片表面进行氧化处理。他们的实验步骤如下：
A．铝片的预处理，取出一定大小的铝片，依次用苯、酒精擦洗铝片的表面
B．用水冲洗经有机物擦洗的铝片，浸入60～70℃的2 mol/L的NaOH溶液中，约1 min后，取出用水冲洗干净，再用钼酸铵溶液处理以抑制电解生成的氧化铝被硫酸溶解。
C．阳极氧化。以铅为阴极，铝片为阳极，以硫酸溶液为电解液，按照下图电解装置，电解40 min后取出铝片，用水冲洗，放在水蒸气中封闭处理20～30 min，即可得到更加致密的氧化膜。
试回答下列问题：
(1)用苯和酒精擦拭铝片的目的__________，氢氧化钠溶液处理铝片的目的是：___________________________________________。
(2)下列有关说法正确的是( )
A．电解时电流从电源正极→导线→铝极，铅极→导线→电源负极
B．在电解过程中，H＋向阳极移动，SO向阴极移动
C．电解过程中阳极周围的pH明显增大
D．电解的总方程式可表示为：2Al＋6H＋2Al3＋＋3H2↑
(3)阴极的电极反应式为：______________________。
解析：苯和酒精是有机溶剂，所以用这两种溶剂的目的是除去表面的油污；在电解过程中需将表面的氧化物除去，碱液可以和氧化铝反应；硫酸根离子带负电荷，通电后向阳极移动；电解时阴极附近的pH增大。
答案：(1)除去表面的油污 除去表面自然形成的氧化膜
(2)A (3)6H＋＋6e－===3H2↑(或2H＋＋2e－===H2↑)
22．(6分)在一个U形管里盛有氯化铜溶液，并插入两块锌片作电极，按上图连接。
(1)如果把电键K接A，该装置应是__________，Zn②的电极反应为__________。
(2)上述反应进行5 min后，转换电键K到B，则这一装置是________，Zn①的电极反应式是__________。
(3)将Zn②换成铁片，电解质溶液换成ZnCl2饱和溶液，把电键K接A，此时该装置为__________，阴极电极反应式为__________________。
解析：当电键K接触A点时，构成一个有外接直流电源的电解装置，与电源正极相连的Zn①极是阳极，与电源负极相连的Zn②极是阴极。当工作5 min 后Zn②极上析出了Cu，此时，将电键K接触B点，构成一个原电池装置，表面覆盖铜的Zn②极是原电池的正极，Zn①极是原电池的负极。(3)当两电极分别为Zn、Fe，电解质溶液为ZnCl2饱和溶液并把电键K接A时，装置为电镀池。
答案：(1)电解池 Cu2＋＋2e－===Cu
(2)原电池 Zn－2e－===Zn2＋
(3)电镀池 Zn2＋＋2e－===Zn第四章 电化学测评卷（B卷）
(时间：90分钟 满分：100分)
第Ⅰ卷(选择题，共45分)
一、选择题(每小题3分，共45分)
1．市场上经常见到的标记为Li－ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li＋的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为：Li＋2Li0.35NiO22Li0.85NiO2。下列说法不正确的是( )
A．放电时，负极的电极反应式：Li－e－===Li＋
B．充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应
C．该电池不能用水溶液作为电解质
D．放电过程中Li＋向负极移动
解析：本题考查可充、放电电池知识的综合应用。要分清充、放电原理和实质。Li从0升至＋1价，失去电子，作负极，A正确；充电时，反应逆向进行，反应物只有一种，其既发生氧化反应又发生还原反应，B正确；由于Li可以与水反应，故C正确；放电过程中Li＋应向正极移动，D错误。
答案：D
2．(2011·宜昌模拟)某学生设计一水果电池：他把一铁钉和碳棒用导线连接好，然后将铁钉和碳棒平行插入一新鲜西红柿中，再在导线中接一个灵敏电流计。据此下列叙述正确的是( )
A．电流计指针不会发生偏转
B．金属铁会被腐蚀
C．碳棒作负极
D．铁表面有气体逸出
解析：该水果电池中，铁为负极，碳棒为正极，电流计指针会发生偏转，碳棒表面产生气泡，故选B。
答案：B
3．用石墨做电极电解AlCl3溶液时，下列电解液变化曲线合理的是( )
A． B． C． D.
解析：电解AlCl3溶液时，阴极反应为：2H＋＋2e－===H2↑，阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，当消耗3 mol Cl－时，溶液中产生3 molOH－，恰好生成Al(OH)3沉淀，以后即电解水。AlCl3水解，溶液呈酸性，电解AlCl3时，AlCl3浓度下降，酸性减弱至接近中性，后电解H2O时，pH不变。
答案：AD
4．下列叙述中，正确的是( )
①锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能提高反应速率
②镀层破损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易被腐蚀
③电镀时应把镀件置于电解槽的阴极
④冶炼铝时，把氧化铝加热成为熔融体后电解
⑤钢铁表面常易腐蚀生成Fe2O3·nH2O
A．①②③④⑤ B．①③④⑤
C．①③⑤ D．②④
解析：①正确，因Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋，Cu与Zn构成无数微小的原电池加速Zn的溶解。②错误，因白铁镀层破损后，锌做负极溶解，铁被保护；而马口铁镀层破损后，铁做负极溶解而锡被保护，所以当镀层破损后马口铁比白铁更易被腐蚀。③正确，明确电镀是电解原理的应用。④正确，用电解法冶炼活泼金属只能电解其熔融态的离子化合物。⑤正确，因钢铁腐蚀主要是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，而吸氧腐蚀最终产物是Fe2O3·nH2O。
答案：B
5．某电解池内盛有CuSO4溶液，插入两根电极，接通直流电源后，欲达到如下要求：①阳极质量不变 ②阴极质量增加 ③电解液pH减小，则应选用的电极是( )
A．阴阳两极都是石墨 B．铜作阳极，铁作阴极
C．铁作阳极，铜作阴极 D．铜作阳极，铂作阴极
解析：不管用何材料作阴极都不影响电解结果，阴极只是完成导电作用即可。电解时生成H2SO4，pH自然会减小。要保持阳极质量不变，需要用惰性材料作电极：石墨或铂。
答案：A
6．燃料电池是一种利用能源物质的新的形式，比如我们可用熔融的K2CO3作电解质，惰性材料作电极，一极通CH2＝CH2，另一极通O2、CO2。下列说法中不正确的是( )
A．通入乙烯的一极为正极
B．正极发生的电极反应为：3O2＋6CO2＋12e－===6CO
C．负极发生的电极反应为：CH2＝CH2＋6CO－12e－===8CO2＋2H2O
D．电池的总反应式为：CH2＝CH2＋3O2===2CO2＋2H2O
解析：原电池是将化学能转变为电能的装置。其总反应式是：CH2＝CH2＋3O2===2CO2＋2H2O，CH2＝CH2应在负极上反应，O2应在正极上反应，反应过程中CH2＝CH2失去电子，O2接受电子，K2CO3为电解质。负极反应为CH2＝CH2＋6CO－12e－===8CO2＋2H2O；正极反应为3O2＋6CO2＋12e－===6CO。
答案：A
7．以铁为阳极，以铜为阴极，对足量的NaOH溶液进行电解。一段时间后得到2 mol Fe(OH)3，此间共消耗的水的物质的量为( )
A．2 mol B．3 mol C．4 mol D．5 mol
解析：电极反应式为：
阳极：Fe－2e－===Fe2＋
阴极：2H＋＋2e－===H2↑
电解的总反应式为Fe＋2H2OFe(OH)2＋H2↑，生成的Fe(OH)2再经氧化生成Fe(OH)3
4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3
整个过程的总反应方程式可写成：
4Fe＋10H2O＋O24Fe(OH)3＋4H2
生成2 mol Fe(OH)3共消耗5 mol水。
答案：D
8．(2011·临沂高二质检)据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车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2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移
解析：氢氧燃料电池原理：2H2＋O2===2H2O，原电池中“负极氧化正极还原”，反应中，KOH既不消耗，也不生成，故A、B、C正确；电解CuCl2溶液时，2Cl－－2e－===Cl2↑，生成2.24 L Cl2(标准状况)，转移电子数为0.2 mol，故D错。
答案：D
9．如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解。下列说法正确的是( )
A．乙池中d的电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑
B．a、c两极产生气体的物质的量相等
C．甲、乙两池中溶液的pH均保持不变
D．乙池中发生的反应为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
解析：A项，d电极是阴极，应该是溶液中的阳离子放电，即2H＋＋2e－===H2↑；B项，a、c均为阳极，甲池中是OH－放电产生O2，乙池中是Cl－放电产生Cl2，故产生气体的物质的量为1∶2；C项，甲池电解硫酸铜溶液，溶液的pH减小，乙池电解氯化钠溶液，溶液的pH增大，故不正确。
答案：D
10．电子表所用电源常为微型锌银电池，电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，判断下列叙述正确的是( )
①Zn为正极，Ag2O为负极
②放电时，电池负极附近溶液的pH变大
③放电时，溶液中阴离子向Zn极方向移动
④放电时，电子由Zn极经外电路流向Ag2O极
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
解析：从电极反应分析可以知道，Zn失电子，发生氧化反应，为负极，Ag2O得电子，发生还原反应，为正极；从负极反应式可以看出，反应中消耗了OH－，所以电池负极附近溶液的pH变小。放电时，溶液中的阴离子应向负极移动，故③正确，电子流向是由负极经导线流向正极，故④正确。
答案：C
11．根据金属活动性顺序表，Cu不能发生：Cu＋2H2O===Cu(OH)2↓＋H2↑的反应。但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四组电极和电解液中，能实现该反应最为恰当的是( )
A B C D
阳极 石墨棒 Cu Cu Cu
阴极 石墨棒 石墨棒 Fe Pt
电解液 CuSO4溶液 Na2SO4溶液 H2SO4溶液 H2O
解析：Cu作阳极时，自身失电子电极反应为Cu－2e－―→Cu2＋，阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑；C项电解液H2SO4会与生成的Cu(OH)2中和，实际上不会生成Cu(OH)2；D项中H2O导电能力不强，故B项中Na2SO4溶液起增强导电性作用。电解总反应为Cu＋2H2OCu(OH)2↓＋H2↑。
答案：B
12．某同学欲在铜钥匙上镀锌，有关说法正确的是( )
A．用钥匙作阳极，碳棒作阴极，CuSO4溶液作电解质溶液
B．Zn与钥匙用导线相连插入ZnSO4溶液中
C．Zn作阳极，钥匙作阴极，ZnSO4溶液作电镀液
D．在电镀过程中溶液中的Zn2＋浓度减小，Cu2＋浓度增大
解析：电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，含镀层金属离子的溶液作电镀液，电镀过程中阴极金属不参加反应，电镀液浓度不变；B项是原电池装置，无法实现镀锌。
答案：C
13．pH＝a的某电解质溶液中，插入两只惰性电极，通直流电一段时间后，溶液的pH＞a，则该电解质可能是( )
A．NaOH B．H2SO4 C．AgNO3 D．Na2SO4
解析：依题意，要求在电解过程中溶液pH增大。电解NaOH溶液，实质上是电解水，使溶液的浓度增大，所以溶液的pH增大；电解稀H2SO4溶液，实质上也是电解水，使溶液的浓度增大，所以溶液的pH减小；电解AgNO3溶液有HNO3生成，pH减小；电解Na2SO4溶液实质上是电解水，使溶液的浓度增大，但溶液中c(H＋)和c(OH－)相等，所以溶液的pH不变。
答案：A
14．如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是( )
A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的
B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
解析：a、b电极分别为阴极、阳极。a电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，附近溶液呈碱性，石蕊变蓝；b电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，附近溶液呈酸性，石蕊呈红色。两电极产生的气体都是无味的，a电极逸出的气体体积多于b电极。
答案：D
15．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是( )
A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑
B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe－2e－===Fe2＋
解析：电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，所以A正确；氢氧燃料电池的正极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，所以B错误；粗铜精炼时，与电源正极相连的应该是粗铜，所以C错误；钢铁发生化学腐蚀的负极反应式：Fe－2e－===Fe2＋，所以D错误，只有选项A正确。
答案：A
第Ⅱ卷(非选择题，共55分)
二、非选择题
16．(8分)下图中X是直流电源。两槽中c、d、e为石墨棒，f是铜棒，e、f两电极的质量相等。接通电路后，发现d附近显红色。
(1)①电源上a为__________极(用“正”、“负”、“阴”、“阳”填空)；
②Z槽中f为__________极(同上)；
③连接X、Y槽线路中，电流的方向是d__________e(用“→”或“←”填空)。
(2)①写出d极上反应的电极反应式______________；
②写出Y槽中总反应化学方程式__________；
③写出Z槽中e极上反应的电极反应式__________；
(3)电解2 min后，取出e、f，洗净、烘干、质量差为1.28 g。
①在通电过程中，电路中通过的电子为__________mol；
②若Y槽中溶液体积为500 mL(电解后可视为不变)，槽中电解反应的速率v(OH－)＝__________。
解析：接通电路后，发现d附近显红色，说明d上是水电离出的H＋放电产生H2同时生成NaOH，d极的电极的反应式为：2H＋＋2e－===H2↑，d极为阴极，c极为阳极，a为正极，b为负极，f为阴极，e为阳极。电子流向b→f→e→d→c→a，电流的方向与之相反，a→c→d→e→f→b。Z槽中Cl－在e极失去电子生成Cl2：2Cl－－2e－===Cl2↑。电解2 min后，f极上析出1.28 gCu，发生电子转移0.04 mol，Y槽中，OH－～e－，故n(OH－)＝0.04 mol，c(OH－)＝0.04 mol/0.5 L＝0.08 mol/L，v(OH－)＝0.08 mol/L/2 min＝0.04 mol/(L·min)。
答案：(1)①正 ②阴 ③→ (2)①2H＋＋2e－===H2↑
②2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
③2Cl－－2e－===Cl2↑
(3)①0.04 ②0.04 mol/(L·min)
17．(8分)在如图用石墨作电极的电解池中，放入500 mL含一种溶质的某蓝色溶液进行电解，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成；当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出A电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6 g。请回答下列问题：
(1)B电极发生反应的电极反应式__________________。
(2)写出电解时反应的离子方程式________________。
(3)电解后溶液的pH为__________，要使电解后溶液恢复到电解前的状态，则需加入__________，其质量为__________(假设电解前后溶液的体积不变)。
(4)请你设计实验确定原溶液中可能所含的酸根离子，要求：提出两种可能的假设，分别写出论证这两种假设的操作步骤、实验现象和实验结论。
①假设一：__________________________________。
②假设二：__________________________________。
解析：本题根据实验现象大胆推理，合理假设，并给出验证方法，属于探究型综合题。抓住关键现象“红色固体”、“无色气体”显然两极分别产生Cu与O2，从而顺利推出结果。
答案：(1)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(2)2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋
(3)1 CuO 2 g
(4)①假设原溶液中的酸根离子为SO。取电解后的溶液向其中加入BaCl2溶液，若有白色沉淀产生，则原溶液中含SO
②假设原溶液中的酸根离子为NO。取电解后的溶液，向其中加入Cu微热，若Cu溶解，并有无色气体生成，在空气中变为红棕色，则含有NO。
18．(7分)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从提供的药品中选择两种(水可任选)，设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。可供选择的药品有：Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu
(1)简述实验步骤______________________________。
(2)有关反应的化学方程式______________________________。
(3)劣质不锈钢腐蚀的实验现象__________________________。
解析：根据题给条件，此不锈钢在盐溶液中腐蚀明显，可选择的药品为CuO，浓H2SO4，先用水稀释浓H2SO4再用H2SO4与CuO反应生成CuSO4溶液，不锈钢与CuSO4溶液反应，在不锈钢的表面有红色物质生成，即可验证劣质不锈钢在某些盐溶液中易被腐蚀。
答案：(1)先用水稀释浓H2SO4，将CuO加入稀硫酸中得CuSO4溶液，再将不锈钢放入CuSO4溶液，观察实验现象
(2)CuO＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2O，
Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4
(3)不锈钢表面有红色物质生成
19．(8分)如图杠杆AB两端分别挂着体积相同质量相同的空心铁球和空心铜球。调节杠杆使其保持平衡，一段时间后小心加入浓CuSO4溶液，回答下列有关问题(不考虑铁丝反应和两球的浮力变化)
(1)若杠杆为绝缘体则A端__________(填“高”或“低”)，发生反应的离子方程式_________________________________________。
(2)若杠杆为导体，则A端__________(同上)，在此过程中铁丝、杠杆、小球、CuSO4溶液构成了原电池，电极反应分别是
正极：________________________________________，
负极：_________________________________________。
(3)若杠杆为导体且把CuSO4溶液改为NaCl溶液，则__________球发生__________腐蚀，电极反应分别是
正极：__________________________________________，
负极：__________________________________________。
解析：当杠杆为绝缘体时，铁球与CuSO4溶液发生反应，Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，故A端低，B端高。当杠杆为导体时，铁球、铜球、CuSO4溶液构成了原电池，
正极Cu2＋＋2e－―→Cu，负极Fe―→Fe2＋＋2e－；铁球被消耗，铜球质量增大，故A端高，B端低。若将CuSO4溶液改为NaCl溶液，电极反应为正极O2＋2H2O＋4e－===4OH－，负极2Fe―→2Fe2＋＋4e－，即铁球发生了吸氧腐蚀。
答案：(1)低 Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
(2)高 Cu2＋＋2e－===Cu
Fe－2e－===Fe2＋ (3)铁 吸氧
O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 2Fe－4e－===2Fe2＋
20．(8分)某探究小组用铁钉被腐蚀的快慢实验，来研究防止钢铁腐蚀的方法。所用试剂有：材质相同无锈的铁钉数个、食盐水、碳酸水、植物油各多量，实验温度为298 K、308 K，每次实验取用铁钉的数量相同，液体体积相同且足量，用大小相同的试管实验。
(1)请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：
实验编号 T/K 试管内取用液体 实验目的
① 298 食盐水 (Ⅰ)实验①和②探究不同电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响；(Ⅱ)实验①和____探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响；(Ⅲ)实验①和____探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响
②
③
④
(2)请根据上述实验，判断下列有关钢铁制品防腐的说法正确的是__________(填字母)。
A．在铁门、铁窗表面涂上油漆
B．自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐措施，所以不需要停放在遮雨的地方
C．家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处
D．把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路，可减小铁闸门的腐蚀速率
解析：(1)(Ⅰ)实验②应选用不同于实验①的电解质溶液，受题意限制，实验②只能选碳酸水。
(Ⅱ)可使实验③在不同于实验①的温度下(其他条件完全相同)，做探究温度对铁钉腐蚀快慢影响的实验。
(Ⅲ)可使实验④用非电解质植物油代替实验①中的电解质溶液进行实验，以探究是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响。
(2)加盖保护层，避免钢铁制品与电解质溶液接触，与电源负极相连(做阴极)，或连接更活泼金属等，都是钢铁制品防腐的有效方法，故A、C两项正确，B、D两项不正确。
答案：(1)
实验编号 T/K 试管内取用液体 实验目的
① 298 食盐水 (Ⅱ)③(Ⅲ)④
② 298 碳酸水
③ 308 食盐水
④ 298 植物油
(2)A、C
21．(8分)依据甲、乙、丙三图回答下列问题：
(1)甲装置为__________，乙装置为__________，丙装置为__________。
(2)甲、乙装置中，锌极上分别发生__________反应、__________反应，电极反应分别为__________、_____________。
(3)乙装置中，Cu2＋浓度__________，原因_______________。
解析：解题的关键是首先分析三个装置特点，根据所学原电池、电解池、电镀的知识判断三个装置的类型。甲装置置由于没有外加电源，故甲为原电池，Zn的活泼性比Cu强，故Zn为负极，发生：Zn－2e－===Zn2＋；而乙装置有外加电源，且铜与电源正极相连，为阳极，电解质溶液为CuSO4溶液，故为电镀池，Zn极为阴极，发生：Cu2＋＋2e－===Cu；Cu极为阳极，发生Cu－2e－===Cu2＋，故整个过程中Cu2＋浓度基本不变。
答案：(1)原电池 电镀池 电解精炼铜
(2)氧化 还原 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu
(3)基本不变 阳极发生反应，Cu－2e－===Cu2＋，同时阴极发生反应，Cu2＋＋2e－===Cu
22．(8分)在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，筒内有一根玻璃搅拌棒，可以上下搅动液体，装置如图。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答：
(1)写出阴、阳两极的电极反应。
阴极反应____________________________、
阳极反应____________________________。
(2)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是________________。
(3)如果搅拌后下层液体(假设阳极产生的物质完全进入下层)增重25.4 g，则阴极产生的气体体积(标准状况下)为__________L。
解析：运用学过的电解原理相关知识，推知在阳极周围生成了I2，证明电解质溶液中含有I－；在阴极上有H2生成。所以上层液体为KI溶液(或NaI溶液)，下层液体密度大于水且与水不相溶，能从上层溶液中将I2萃取出来，说明下层液体为CCl4(或CHCl3)。
整个电解的离子方程式为
2I－＋2H2O===I2＋2OH－＋H2↑
2×127 g 22.4 L
25.4 g V
V＝＝2.24 L
因阳极产生I2而阳极产生H2，故使溶液复原需要通入HI气体，且通入的HI的量为
2HI ～ I2
128×2 127×2
m 25.4 g
m＝25.6 g
答案：(1)2H＋＋2e－－2e－===H2↑ 2I－－2e－===I2
(2)I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，所以绝大部分I2都转移到CCl4中 (3)2.244-3-1《电解池》课时练
双基练习
1．下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是( )
A．电解池是一种将电能转变成化学能的装置
B．电解池中使用的液体只能是电解质溶液
C．电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应
D．与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应
答案：BD
2．如图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现，a极板质量增加，b极板处有无色无味气体放出，符合这一情况的是( )
a极板 b极板 X电极 Y电极
A 锌 石墨 负极 CuSO4
B 石墨 石墨 负极 NaOH
C 银 铁 正极 AgNO3
D 铜 石墨 负极 CuCl2
解析：a极板质量增加，说明X为负极，排除C。且该电解质溶液中含有不活泼金属离子。又排除B。b极板处有无色无臭气体放出，说明溶液中无Cl－，排除D。
答案：A
3．①电解是将电能转化为化学能；②电能是将化学能转变成电能；③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化；④不能自发进行的氧化还原反应可通过电解的原理实现；⑤任何物质被电解时，必导致氧化还原反应发生。这五种说法中正确的是( )
A．①③④⑤ B．②③⑤
C．③④ D．①②
解析：电解即是把电能转化为化学能，故①对②错，在电解过程中，电解质导电时会发生氧化还原反应，而这一过程需要有外加电源，金属导电时是电子的定向移动，属物理变化，故③④⑤正确。
答案：A
4．电解100 mL含c(H＋)＝0.30 mol/L的下列溶液，当电路中通过0.04 mol电子时，理论上析出金属质量最大的是( )
A．0.10 mol/L Ag＋ B．0.20 mol/L Zn2＋
C．0.20 mol/L Cu2＋ D．0.20 mol/L Pb2＋
解析：本题考查电解基本原理及计算。选项A，根据离子放电能力，首先是Ag＋在阴极获得电子产生0.01 mol Ag，即1.08 g Ag。选项B，首先是H＋在阴极获得电子产生0.015 mol H2，然后Zn2＋获得0.01 mol电子，产生0.005 mol Zn，即0.325 g。选项C，首先是Cu2＋在阴极获得电子产生0.02 mol Cu，即1.28 g。选项D，首先是H＋在阴极获得电子产生H2，然后析出0.005 mol Pb，即 1.035 g。
答案：C
5．用惰性电极实现电解，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NaOH溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
C．电解Na2SO4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CuCl2溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
解析：A项错误，电解水后H＋浓度增大，pH减小；B项错误，电解NaOH溶液相当于电解水，OH－浓度增大，pH增大；C项错误，电解Na2SO4溶液相当于电解水，阴极上的H2和阳极上的O2物质的量之比为2∶1；D项正确，电解CuCl2溶液，阴极上析出Cu和阳极上析出的Cl2物质的量之比为1∶1。
答案：D
6．将两个铂电极插入500 mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064 g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为( )
A．4×10－3 mol/L B．2×10－3 mol/L
C．1×10－3 mol/L D．1×10－7 mol/L
解析：解法一：根据电解规律可知阴极反应：Cu2＋＋2e－===Cu，增重0.064 g，应是Cu的质量，根据总反应式：
2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4―→4H＋
2×64 g 4 mol
0.064 g x
x＝0.002 mol，c(H＋)＝＝4×10－3 mol/L。
解法二：n(Cu)＝＝0.001 mol，电解过程中转移e－的物质的量为n(e－)＝2n(Cu2＋)＝0.002 mol，放电的n(OH－)＝0.002 mol，所以溶液中n(H＋)＝0.002 mol，c(H＋)＝4×10－3 mol/L。
答案：A
7．把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，用惰性材料作电极在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为( )
A．1∶2∶3 B．3∶2∶1
C．6∶3∶1 D．6∶3∶2
解析：本题是氧化还原与电解原理的应用问题。应用的原则就是串联电路导线上电流相等，其实就是各电极反应中转移的电子数相等。设转移3 mol电子，生成钾3 mol，生成镁 mol，生成铝1 mol，则比值为6∶3∶2。
答案：D
8．如图所示，在一U形管中装入含有紫色石蕊的Na2SO4试液，通直流电，一段时间后U形管内会形成一个倒立的三色“彩虹”，从左到右颜色的依次是( )
A．蓝、紫、红 B．红、蓝、紫
C．红、紫、蓝 D．紫、红、蓝
解析：用惰性电极电解Na2SO4溶液，实际上就是电解水，其两极反应式为：
阴极：4H＋＋4e－===2H2↑
阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
故阴极区域富集OH－，溶液呈碱性，使石蕊试液变蓝；阳极区域富集H＋，溶液中c(H＋)增大，使石蕊试液变红。
答案：C
9．在相同温度下用惰性电极电解下列物质的水溶液，一段时间后溶液酸性增强或碱性减弱的是( )
A．HCl B．NaOH
C．Na2SO4 D．CuSO4
解析：A实质电解HCl，溶液酸性变弱，B实质电解水，NaOH浓度增大，碱性变强，C实质电解水，溶液始终呈中性，D中阳极上水电离出的OH－放电，使c(H＋)增大，酸性增强，符合题意。
答案：D
10．(2011·梅州高二质检)复习电化学知识后，某学生设计了一个“黑笔写彩字”的趣味实验。滤纸先用某混合溶液浸湿，然后平铺在一块铂片上，右端是C、Cu两电极浸入氯化铁溶液中，电路接通后，用铅笔在滤纸上写字，会出现彩色字迹。据此判断电极材料与反应现象均正确的是( )
滤纸混合溶液 d极反应产物 阴极反应产物 字体颜色
A 氯化钠、无色酚酞 Fe2＋ 氢气 红色
B 碘化钾、淀粉 Cu2＋ 氢气 紫色
C 硫酸钠、无色酚酞 Fe2＋ 氧气 红色
D 碘化钾、淀粉 Cu2＋ 氢气 蓝色
解析：A项电解NaCl可在阴极使酚酞显红色，则a为阴极产生H2，d极为正极，产物为Fe2＋；B、D项电解KI可在阳极产生I2使淀粉显蓝色，则a端为阳极产生I2，阴极产生H2，d极为负极生成Cu2＋；C项电解Na2SO4溶液实质为电解H2O，则a端显红色，说明a端为阴极产生H2，d端为正极生成Fe2＋。
答案：AD
11．如图为以惰性电极进行电解的串联电解装置图
(1)写出A、B、C、D各电极上的电极方程式。
A________________________________；
B________________________________；
C________________________________’
D________________________________。
(2)在A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量比为______________________________________。
解析：由图可知：B、D两极为阳极，A、C两极为阴极，然后根据电解的原理即可写出电极反应式，根据电子守恒法可计算，A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量之比。
答案：(1)Cu2＋＋2e－===Cu 2Cl－－2e－===Cl2↑
Ag＋＋e－===Ag 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(2)2∶2∶4∶1
能力提升
12．(2011·榆林高二调研)从NO、SO、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。
(1)两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是________。
(2)若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是__
_________________________________________________________。
(3)两极分别放出气体，且体积比为1∶1，电解质的化学式可能是__________________________________。
解析：题中提供的电解质离子是七种，其实还包括OH－，即八种。这些离子放电的顺序是：
阳极：Cl－＞OH－＞(NO、SO)
阴极：Ag＋＞Cu2＋＞H＋＞Ba2＋
(1)两极分别放出H2和O2，即H＋和OH－放电，实质是电解H2O，水中的溶质应是起导电作用而又不改变H＋和OH－放电的顺序，它可以是HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2、Ba(OH)2中的任意一种，但不是BaSO4。
(2)阴极析出金属，即Ag＋和Cu2＋放电；阳极放出O2，即OH－放电。水中的溶质可以是AgNO3、Cu(NO3)2、Ag2SO4、CuSO4中的任意一种。
(3)两极都生成气体，且气体体积比为1∶1，则放电的离子应是Cl－和H＋。水中的溶质可以是HCl、BaCl2中的任意一种。
答案：(1)HNO3、H2SO4、Ba(NO3)2、Ba(OH)2中任意一种
(2)AgNO3、Cu(NO3)2、Ag2SO4、CuSO4中的任意一种
(3)HCl、BaCl2中的任意一种
13．由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。用如图所示电解装置可以制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。两电极的材料分别为石墨和铁。
(1)a极材料应为__________，电极反应式为_______________。
(2)电解液c可以是( )
A．纯水 B．NaCl溶液
C．NaOH溶液 D．CuCl2
(3)d为苯，其作用为__________，在加入苯之前对c应作何简单处理______________________________。
(4)为了较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是( )
A．改用稀硫酸作电解液
B．适当增大电源的电压
C．适当减小两极间的距离
D．适当降低电解液的温度
解析：由于制取Fe(OH)2，必须有Fe2＋和OH－，而题中提供的为铁单质，所以铁作电解池阳极，发生氧化反应生成Fe2＋；OH－可以反应前加入，也可以电解后使电解液显碱性，电解NaCl溶液也能实现；有机物苯起隔绝空气的作用，而加热c则是为了除去溶解的O2，目的均为阻止Fe(OH)2与O2接触；短时间内看到白色沉淀，也就是加快Fe(OH)2的生成速率，B、C可以实现。
答案：(1)Fe Fe－2e－===Fe2＋ (2)BC
(3)隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化生成Fe(OH)3 加热除去溶解的O2 (4)BC
14．如图所示，甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒，请回答下列问题：
(1)若两池中均为CuSO4溶液，反应一段时间后：
①有红色物质析出的是甲池中的__________棒，乙池中的__________棒。
②乙池中阳极的电极反应式是：__________________。
(2)若两池中均匀饱和NaCl溶液：
①写出乙池中总反应的离子方程式：___________________ _____________________________________________________.
②甲池中碳极的电极反应式是__________，乙池碳极的电极反应属于__________(填“氧化反应”或“还原反应”)。
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙池碳极附近，发现试验变蓝，解释其原因：。
解析：甲为原电池，乙为电解池。
(1)若两池中均为CuSO4溶液，则：
甲
乙
(2)若均为NaCl溶液，则：
甲
乙
答案：(1)①碳 铁 ②4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(2)①2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－
②2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 氧化反应
③在乙池碳棒电极上生成Cl2，Cl2与I－反应生成I2，I2遇淀粉变蓝?4-4《金属的化学腐蚀与防护》课时练
双基练习
1．下列各种方法中能对金属起到阻止或减缓腐蚀作用的措施是( )
①金属表面涂抹油漆 ②改变金属的内部结构 ③保持金属表面清洁干燥 ④在金属表面进行电镀 ⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜
A．①②③④ B．①③④⑤
C．①②④⑤ D．全部
解析：防止金属腐蚀的常用方法有：a.改变金属的内部结构；b.覆盖保护层，如①④⑤；c.电化学防护法，如③可以防止在金属表面形成原电池而发生腐蚀。
答案：D
2．相同材质的铁在图中的四种情况下不易被腐蚀的是( )
A． B.
C． D.
解析：在A中，食醋提供电解质溶液环境，铁勺和铜盆是相互接触的两个金属极，形成原电池，铁是活泼金属作负极；在B中，食盐水提供电解质溶液环境，炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；在D中，酸雨提供电解质溶液环境，铁铆钉和铜板分别作负极、正极，形成原电池；在上述三种情况中，都是铁作负极，铁容易被腐蚀；在C中，铜镀层将铁球覆盖、使铁被保护，所以铁不易被腐蚀。
答案：C
3．大雪后常使用融雪盐来清除道路积雪。过去常用氯化钠等无机盐，降低冰雪的冰点，而现在往往用环保型有机盐与缓蚀剂，但它们的融雪原理相同。下列叙述不正确的是( )
A．环保型有机盐与缓蚀剂的融雪原理为盐溶于水后，使冰雪的冰点降低
B．使用环保型融雪盐可以减缓对路面和桥梁中钢筋的腐蚀
C．使用环保型融雪盐可以减少对植物的危害
D．使用环保融雪盐主要是给植物补充养分
解析：本题关键是弄清钢铁的电化学腐蚀原理，使用氯化钠等无机盐易形成电解质溶液，加速了钢铁的腐蚀，而使用环保型有机盐与缓蚀剂，不仅能够起到融雪的效果，而且能够减少钢铁的腐蚀。
答案：D
4．把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液的混合溶液的玻璃皿中(如下图所示)，经一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是( )
A．Ⅰ和Ⅲ附近 B．Ⅰ和Ⅳ附近
C．Ⅱ和Ⅲ附近 D．Ⅱ和Ⅳ附近
解析：a是电解池，Zn为阴极，电极产物为H2和NaOH，b是原电池，Zn发生吸氧腐蚀，Fe为正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
答案：B
5．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是( )
A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
解析：本题考查了金属的腐蚀与防护。纯银器表面在空气中易形成硫化银而使银器表面变黑，所以是化学腐蚀，A正确；铁与锡构成原电池，铁作负极，加快了铁的腐蚀，B错；海轮外壳中的金属与连接的锌块构成原电池，锌作负极，可以保护海轮，C正确；外加直流电源保护器件时，必须连接电源负极，D错。
答案：AC
6．钢铁的锈蚀过程中，下列五种变化可能发生的是( )
①Fe由＋2价转化为＋3价 ②O2被还原 ③H＋被还原
④有Fe2O3·xH2O生成 ⑤杂质碳被氧化除去
A．①② B．③④
C．①②③④ D．①②③④⑤
解析：钢铁在发生电化学腐蚀时，依据介质的不同可以发生两类原电池反应：(1)当钢铁表面的电解质溶液的水膜酸性较强时，钢铁发生析氢腐蚀，其电极反应式是正极2H＋＋2e－===H2↑，负极Fe－2e－===Fe2＋；(2)当钢铁表面的电解质溶液的水膜酸性较弱或呈中性时，钢铁发生吸氧腐蚀，导致钢铁表面生成铁锈。同时在电解质溶液中还发生了如下一系列的反应：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3，Fe(OH)3脱去一部分水生成Fe2O3·xH2O。
答案：C
7．目前脱氧保鲜剂已广泛用于食品保鲜、粮食及药材防虫、防霉等领域，含铁脱氧剂应用铁易被氧化的性质来完全吸收包装内的氧，从而对包装内的物品起到防氧化作用。当脱氧剂变成红棕色时则失效。下表是一种含铁脱氧保鲜剂的配方。
主要原料 用 量
含碳4%铸铁粉滑石粉食 盐乙 醇 80%40%4 g适量
下列反应式中与铁脱氧原理无关的是( )
A．Fe－2e－===Fe2＋
B．C＋O2===CO2
C．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
D．2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
解析：铁脱氧原理的实质是铁发生吸氧腐蚀，负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，生成的Fe(OH)2Fe(OH)3―→Fe2O3，所以选B。
答案：B
8．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为2Fe＋2H2O＋O2===2Fe2＋＋4OH－。以下说法正确的是( )
A．负极发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋
B．正极发生的反应为2H2O＋O2＋2e－===4OH－
C．原电池是将电能转变为化学能的装置
D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易被腐蚀
解析：本题考查了电化学腐蚀的知识。钢铁发生吸氧腐蚀，负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，选项A正确。
答案：A
9．炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中有NaCl)，第二天便会被腐蚀而出现红褐色铁锈，试回答：
(1)铁锅的腐蚀属于__________腐蚀，其原因是____________。
(2)铁锅锈蚀的电极反应方程式为：负极：__________，正极__________。正、负极电极反应的产物会继续发生反应，反应的离子方程式或化学方程式为__________________________________
_____________________________________________。
解析：(1)铁锅的腐蚀属于吸氧腐蚀；因为铁锅是铁合金，其中含碳，铁锅中的铁和碳就会和表面残留的强电解质NaCl的水溶液形成许多微小的原电池；并且NaCl溶液呈中性，所以发生吸氧腐蚀，是电化学腐蚀。
(2)在铁锅中铁比较活泼，做负极，电极反应：2Fe－4e－===2Fe2＋；碳做正极，电极反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－；总反应为2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3、2Fe(OH)3＋(x－3)H2O===Fe2O3·xH2O。
答案：(1)吸氧腐蚀 铁锅是铁合金，其中含碳，铁锅中的铁和碳就会和表面残留的强电解质NaCl的水溶液形成许多微小的原电池发生电化学腐蚀，并且NaCl溶液呈中性，所以发生的是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀
(2)2Fe－4e－===2Fe2＋ 2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3、2Fe(OH)3＋(x－3)H2O===Fe2O3·xH2O
能力提升
10．某学生在A、B、C、D四只小烧瓶中分别放入：干燥的细铁丝；浸过食盐水的细铁丝；浸过清水的细铁丝；食盐水及细铁丝，并使铁丝完全浸没在食盐水中。然后装配成如图所示的四套装置，每隔一段时间测量导管中水面上升的高度，结果如下表所示(表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm)
时间/波动 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
A瓶(盛干燥铁丝) 0 0 0 0 0 0 0
B瓶(盛沾了食盐水的铁丝) 0 0.4 1.2 3.4 5.6 7.6 9.8
C瓶(盛沾了清水的铁丝) 0 0 0 0.3 0.8 2.0 3.5
D瓶(盛完全浸没在食盐水中的铁丝) 0 0 0 0 0 0 0
(1)导管中水面为什么上升？____________________。
(2)上述实验中，铁生锈的速率由大到小的排列顺序为(填小烧瓶代号)：__________
(3)实验中的铁生锈属于电化学腐蚀的__________(填腐蚀类型)。
解析：铁丝在一定条件下能够发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀；从题目中给出的条件可以看出，当加入干燥的铁丝时，没有形成原电池的条件，所以很难腐蚀；当加入沾有食盐水的铁丝时，会发生吸氧腐蚀，所以液面上升，当铁丝浸入到溶液中时也没有构成原电池，所以液面没有明显变化。
答案：(1)铁生锈时与空气中O2反应，消耗了O2而使烧瓶中气体压强减小 (2)B＞C＞A＝D (3)吸氧腐蚀
11．某研究小组对铁生锈进行研究。
(1)甲同学设计了A、B、C一组实验(如图)，探究铁生锈的条件。经过较长时间后，甲同学观察到的现象是：A中铁钉生锈；B中铁钉不生锈；C中铁钉不生锈。
①通过上述实验现象分析，可得出铁生锈的外部条件是_____
________________________________________________________。
②铁钉发生电化腐蚀的正极电极反应式为___________________
③实验B所用的水要经过__________处理；植物油的作用是______________________________________________。
④实验C中碱石灰的作用是__________。
(2)乙同学为了达到同样目的，设计了实验D(如图)，发现一段时间后，试管中的液面升高，其原因是__________________________ __________________________________，该实验__________(填“能”或“不能”)说明水对铁钉生锈产生影响。
(3)丙同学为了探究铁锈(Fe2O3·nH2O)的组成，将甲同学实验产生的铁锈刮下来，称取1.96 g这种铁锈，按如图所示装置进行实验。
充分反应后，称得B装置的质量增加0.36 g，C装置的质量增加1.32 g，则根据实验数据，推断铁锈的化学式中n值为__________。
(4)为了保证实验安全，实验开始时应先点燃________(填A或E)处的酒精灯。
解析：(1)铁内部一般含有碳，是铁发生电化学腐蚀时的两个电极，如果再有电解质溶液和氧气即可发生腐蚀；A中的铁钉发生的是吸氧腐蚀，所以电极上反应的物质是氧气提供电子；水中往往溶有一定量的氧气，所以做实验前要先将水煮沸；B装置中0.36 g水即n(H2O)＝0.02 mol，C装置中1.32 gCO2即n(CO2)＝0.03 mol，可推知n(Fe2O3)∶n(H2O)＝0.01∶0.02＝1∶2。故答案可知。
答案：(1)①有水(或电解质溶液)和氧气(或空气)
②O2＋4e－＋2H2O===4OH－
③煮沸(或“除去氧气”)，隔绝空气(或“防止氧气与铁接触”)
④吸收水蒸气(或“干燥”“保持试管内干燥环境”)
(2)铁的腐蚀要吸收氧气(或“氧气参与反应”“消耗了氧气”) 使气体体积减少 不能
(3)2 (4)E
12．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为__________________。
(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用上图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用__________。
A．铜 B．钠
C．锌 D．石墨
(3)上图乙所示的方案也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的__________极。
解析：(1)发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失去电子，正极上O2得到电子。
(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌，就可由锌失去电子，锌被溶解，而铁被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。
(3)属于外加电流的阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接电源的负极。
答案：(1)负极：2Fe－4e－===2Fe2＋
正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)C (3)负
13．铁生锈是比较常见的现象，某实验小组为研究铁生锈的条件，设计了以下快速、易行的方法：
首先检查制氧气装置的气密性，然后按连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3分钟左右，观察到的实验现象为：①直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀；②直形管管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；③烧杯中潮湿的铁丝依然光亮。
试回答以下问题：
(1)由于接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于__________。能表示其原理的反应方程式为________________________________________________________。
(2)仪器A的名称为__________，其中装的药品可以是__________________，其作用是___________________________。
(3)由实验可知，该类铁生锈的条件为___________ _________________。决定铁生锈快慢的一个重要因素是____________________________________________________。
解析：钢铁在潮湿环境下形成原电池，发生电化学腐蚀。此实验在直形管中的现象说明，潮湿是铁生锈的必须前提，而没有潮湿程序对生锈快慢的影响，直形管实验与烧杯实验的对比，则说明O2浓度是影响生锈快慢的一个重要因素。
答案：(1)电化学腐蚀 负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极；2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(2)球形干燥管 碱石灰(或无水氯化钙) 干燥 O2 (3)与O2接触、与水接触 氧气浓度4-1《原电池》课时练
双基练习
1．下列变化中，属于原电池反应的是( )
A．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层
B．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化
C．红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层
D．铁与稀H2SO4反应时，加入少量CuSO4溶液时，可使反应加速
解析：A中Al在空气中的氧气直接发生氧化反应；B中的白铁中含Zn，Zn比Fe活泼，在构成原电池时Zn作负极，失去电子，阻止Fe进一步被氧化；C只是铁与H2O发生氧化还原反应，直接生成Fe3O4，不属于原电池反应；D中Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4，析出的Cu覆盖于Fe的表面，相互接触，构成原电池，故B、D均属于原电池反应。
答案：BD
2．100 mL浓度为2 mol/L的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的量，可采用的方法是( )
A．加入适量的6 mol/L的盐酸
B．加入数滴氯化铜溶液
C．加入适量的蒸馏水
D．加入适量的氯化钠溶液
解析：增大氢离子浓度能加快反应速率，但由于是跟过量的锌片反应，所以再加入适量的6 mol/L的盐酸会影响生成氢气的量，故A错误；加入数滴氯化铜溶液，锌置换出铜以后，就会构成原电池，从而加快反应速率，故B正确；加入适量蒸馏水或加入适量的氯化钠溶液都会减小氢离子浓度，从而减慢了反应速率。
答案：B
3．把金属M放入盐N(NO3)2溶液中，发生如下反应，M＋N2＋===M2＋＋N，以下叙述正确的是( )
A．常温下金属M和N可跟水反应
B．M和N用导线连接放入稀H2SO4中，一定能构成原电池，且N极上有H2放出
C．M和N用导线连接并平行放入N(NO3)2溶液中，一定能构成原电池
D．由M和N构成的原电池，M一定是负极，且N极上一定产生H2
解析：A项，M可以从N(NO3)2溶液中置换出N，说明常温下M和N都不与水反应；B项，M比N活泼但不一定能置换出酸中的H＋；C项，由于可以发生反应：M＋N2＋===M2＋＋N，因此能构成原电池；D项，M和N构成的原电池，M不一定是负极，也不一定能产生H2，还需考虑电解质溶液的成分，如Fe、Cu放入浓硝酸中，Fe作正极。
答案：C
电动势法测水泥初凝时间
4．普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2，溶液呈碱性。根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥初凝时间。此方法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag，下列有关说法正确的是( )
A．普通水泥的主要成分是2CaO·SiO2,3CaO·SiO2和3CaO·Al2O3
B．测量原理示意图中，Ag2O为负极
C．正极的电极反应为：2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O
D．电池工作时，OH－向正极移动
解析：普通水泥的成分是硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙，A正确；在总反应中Ag2O作氧化剂，氧化剂在原电池中作正极，B错；原电池的正极得电子，C错；电池工作时电子由负极通过外电路流向正极，由电荷守恒可知，带负电荷的阴离子应该流向负极，D错。
答案：A
5．下列烧杯中盛放的都是稀H2SO4，在Cu电极上产生大量气泡的是( )
A． B． C． D.
解析：B、C中铜、银均不能跟稀H2SO4反应，而D没有形成原电池，只有A中Cu为正极，溶液中H＋在该电极上发生还原反应产生H2。
答案：A
6．在如图所示的装置中，a为金属(在金属活动顺序表中排在H前)，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是( )
A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大
B．a是正极，b是负极
C．导线中有电子流动，电子从a极流到b极
D．a极上发生了氧化反应
解析：a比H活泼作负极发生氧化反应。
答案：B
7．将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸。同时向a中加入少量CuSO4溶液。图中产生H2的体积V L与时间t min的关系正确的是( )
A． B.
C． D.
解析：由于发生Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu。发生的Cu附着在Zn上，与H2SO4溶液构成Cu－Zn/H2SO4原电池，反应速率加快，但由于Zn与CuSO4反应消耗了Zn，使产生H2的体积减少，图A中a反应速率大，产生的氢气少。
答案：A
8．将铜片和银片用导线连接插入硝酸银溶液中，当线路中有0.2 mol的电子发生转移时，负极质量的变化是( )
A．增加6.4 g B．增加2.16 g
C．减轻6.4 g D．减轻2.16 g
解析：构成的原电池中负极是单质铜失去电子变成铜离子进入溶液，每摩尔铜失去2摩尔电子，所以负极有0.1 mol铜失去电子变成Cu2＋进入溶液，质量减轻6.4 g。
答案：C
9．把A、B、C、D四块金属泡在稀硫酸中，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。则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为( )
A．A＞B＞C＞D B．A＞C＞B＞D
C．A＞C＞D＞B D．B＞D＞C＞A
解析：组成原电池时，相对活泼的金属失去电子作负极，相对不活泼的金属作正极，负极被氧化质量减轻，正极上发生还原反应，有气泡逸出，由题意得活泼性A＞B，A＞C，C＞D，D＞B。故A＞C＞D＞B。
答案：C
原材料名：铁粉、水、活性炭、蛭石、食盐
10．(2011·山东德州高二检测)2010年1月，持续的低温大雪使我国北方地区的“暖宝宝”成为紧俏商品。暖宝宝(如图所示)采用的是铁的“氧化放热”原理，使其发生原电池反应，铁粉在原电池中充当( )
A．负极 B．正极
C．阴极 D．阳极
解析：铁——活性炭——食盐构成的原电池中，铁作负极。
答案：A
?能力提升
11．称取三份锌粉，分别盛于甲、乙、丙三支试管中，按下列要求另加物质后，塞上塞子，定时测定生成氢气的体积。甲加入50 mL pH＝3的盐酸，乙加入50 mL pH＝3的醋酸，丙加入50 mL pH＝3的醋酸及少量胆矾粉末。若反应终了，生成氢气的体积一样多，且没有剩余的锌。请用“＞”“＝”或“＜”回答下列各题。
(1)开始时，反应速率的大小为__________。
(2)三支试管中参加反应的锌的质量为__________。
(3)反应终了，所需时间为__________。
(4)在反应过程中，乙、丙速率不同的理由是(简要说明)__________。
解析：三支试管产生H2的实质是：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，开始c(H＋)相等，故开始时反应速率：甲＝乙＝丙；产生H2的体积相等，则与酸反应消耗的Zn的质量相等，但丙同时发生了反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu。故参加反应的Zn的质量：甲＝乙＜丙；对于乙：CH3COOH??CH3COO－＋H＋，随着c(H＋)的减少，电离平衡向右移动，因此反应过程中c(H＋)乙＞c(H＋)甲，乙的反应速率大于甲；对于丙，因形成Zn－Cu原电池，使反应速率加快，故反应终了，所需时间：甲＞乙＞丙。
答案：(1)甲＝乙＝丙 (2)甲＝乙＜丙 (3)甲＞乙＞丙
(4)因丙形成原电池，加快了反应速率。
12．如上图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液。
(1)片刻后可观察到的观察是(指悬吊的金属圈)__________。
A．铁圈和银圈左右摇摆不定
B．铁圈和银圈仍保持平衡状态不变
C．铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜
D．银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜
(2)产生上述现象的原因是__________。
解析：此题表面上与原电池无关，需要我们透过表面现象，抓住本质，只要能分析出由铁、银、硫酸铜溶液能构成原电池，题目就迎刃而解。
答案：(1)D
(2)形成原电池，铁作负极，溶解：Fe－2e－===Fe2＋，质量减轻。银作正极，电极上析出铜：Cu2＋＋2e－===Cu，质量增加
13．根据下式所示的氧化还原反应设计一个原电池：
Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag
(1)装置可采用烧杯和盐桥，画出此原电池的装置简图。
(2)注明原电池的正极和负极。
(3)注明外电路中电子的流向。
(4)写出两个电极上的电极反应。
解析：首先将已知的反应拆成两个半反应：Cu－2e－===Cu2＋，2Ag＋＋2e－===2Ag，然后结合原电池的电极反应特点分析可知，该电池的负极应该用Cu作材料，正极材料为Ag。原电池由两个半电池组成，铜和铜盐溶液组成铜半电池，银和银盐溶液组成银半电池，中间通过盐桥连接起来。
答案：(1)(2)(3)如图所示
(4)负极：Cu－2e－===Cu2＋ 正极：2Ag＋＋2e－===2Ag
14．一个完整的氧化还原反应可以拆写成两个“半反应”，一个是氧化反应，一个是还原反应。如Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu的拆写结果是：氧化反应：Fe－2e－===Fe2＋，还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu，总反应是两个“半反应式”的加和。
(1)请据此将反应3NO2＋H2O===2H＋＋2NO＋NO拆写为两个“半反应”。
氧化反应为__________________________；还原反应为__________________________。
(2)请将离子反应MnO2＋4H＋＋2Cl－===Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O拆写为两个“半反应”。
氧化反应：__________________________；还原反应为__________________________。
解析：(1)根据题目提供的信息，还原剂失去电子作负极，发生氧化反应，氧化剂得到电子作正极发生还原反应，反应式为：
氧化反应：2NO2＋2H2O－2e－===2NO＋4H＋。
还原反应：NO2＋2H＋＋2e－===NO＋H2O。
(2)同理可得：氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑。
还原反应：MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O。
答案：(1)2NO2＋2H2O－2e－===2NO＋4H＋。
NO2＋2H＋＋2e－===NO＋H2O。
(2)2Cl－－2e－===Cl2↑。
MnO2＋4H＋＋2e－===Mn2＋＋2H2O。
15．已知反应AsO＋2I－＋2H＋??AsO＋I2＋H2O是可逆反应。设计如图装置(盐桥中的阴、阳离子可以自由移动，盐桥在原电池中不参与反应，只起导体作用)，进行下述操作：(Ⅰ)向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安培表指针偏转：(Ⅱ)若改往(B)烧杯中滴加40%NaOH溶液，发现微安培表指针向前述相反方向偏转。
(1)两次操作过程中指针偏转方向为什么会相反？试用电极反应和化学平衡移动的原理解释此现象。________________________。
(2)(Ⅰ)操作过程中C1棒上发生的电极反应为________。
(3)(Ⅱ)操作过程中C2棒上发生的电极反应为________。
解析：(1)B中加盐酸，AsO发生还原反应；当加入NaOH后，AsO发生氧化反应；(2)2I－－2e－===I2；(3)AsO－2e－＋H2O===AsO＋2H＋。
答案：(1)B中反应为AsO－2e－＋H2O??AsO＋2H＋，加盐酸，化学平衡左移，AsO发生还原反应；加入NaOH后，化学平衡右移，AsO发生氧化反应 (2)2I－－2e－===I2 (3)AsO－2e－＋H2O===AsO＋2H＋4-2《化学电源》课时练
双基练习
1．(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↑
解析：根据题给信息锂水电池的反应方程式为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，D正确；在反应中氢元素化合价降低，因此H2O做氧化剂，同时又起到溶剂的作用，A正确；放电时正极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，B正确；正极周围聚集大量OH－，因此溶液中的阳离子Li＋向正极移动，负极周围聚集大量Li＋，因此溶液中的阴离子OH－向负极移动，C错误。
答案：C
2．(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：由电池总反应可知银失去电子被氧化得氧化产物，即银做负极，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＋18/5价，所以每生成1 mol Na2Mn5O10转移电子的物质的量为(4－18/5)×5＝2 mol，因此选项B正确。
答案：B
3．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形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是( )
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
解析：该原电池中Cu作负极，Ag作正极，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，正极反应式为Ag＋＋e－===Ag，因此②对；在外电路中，电子由Cu电极流向Ag电极，而电流方向与电子流向相反，所以①错；没有盐桥，原电池不能继续工作，所以③错；无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，所以④对。
答案：C
4．科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为( )
A．H2＋2OH－===2H2O＋2e－
B．O2＋4H＋＋4e－===2H2O
C．H2－2e－===2H＋
D．O2＋2H2O＋4e－===4OH－
解析：由题意可知在以磷酸为电解质的燃料电池中，负极电极反应式为H2－2e－===2H＋，正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O。
答案：C
5．下列说法正确的是( )
A．碱性锌锰电池是二次电池
B．铅蓄电池是一次电池
C．二次电池又叫蓄电池，它放电后可以再充电，能重复使用
D．燃料电池没有将氧化剂、还原剂全部储存在电池内部
解析：A中碱性锌锰电池为一次电池；B中铅蓄电池为二次电池。
答案：CD
6．银－锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为2Ag＋Zn(OH)2Ag2O＋Zn＋H2O，在此电池放电时，负极上发生反应的物质是( )
A．Ag B．Zn(OH)2
C．Ag2O D．Zn
解析：判断电池的正、负极，一定要从电极反应中得失电子情况判断。放电时反应为2O＋＋H2O===2＋ (OH)2，原电池中失去电子的物质作负极。
答案：D
7．日常所用干电池的电极分别为碳棒(上面有铜帽)和锌皮，以糊状NH4Cl和ZnCl2做电解质(其中加入MnO2吸收H2)，电极反应式可简化为Zn―→Zn2＋＋2e－，2NH＋2e－―→2NH3＋H2(NH3与Zn2＋能生成一种稳定的物质)。根据上述判断，下列结论正确的是( )
A．锌为正极，碳为负极
B．锌为负极，碳为正极
C．工作时，电子由碳极经外电路流向锌极
D．长时间连续使用时，内装糊状物可能流出腐蚀用电器
解析：由两极反应式可知Zn作负极，碳棒作正极，A项不正确，B正确；原电池工作时，电子由负极经导线流向正极；由于Zn又被溶解，所以易造成内部糊状物流出，D项正确。
答案：BD
8．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是( )
A．利用电池外壳的金属材料
B．防止电池中的汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C．不使电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品
D．回收其中的石墨电极
解析：废旧电池中含有的Cd、Hg、Pb等重金属离子会对土壤及水源造成严重污染，为防止其污染的发生，必须对其回收，集中处理，这是回收的最主要原因。
答案：B
9．下列说法错误的是( )
A．依据原电池的原理设计出了化学电源
B．原电池是化学电源的雏形
C．原电池输出电能的能力，取决于组成原电池的负极材料的活泼性
D．氧化还原反应所释放的化学能，是化学电源的能量来源
解析：原电池输出电能的能力取决于单位质量或单位体积所能输出电量的多少，不取于负极材料的活泼性。
答案：C
10．如图所示为氢氧燃料电池的原理示意图，按照图示，下列叙述错误的是( )
A．a电极是负极
B．b电极的电极反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
解析：燃料电池中H2为负极，O2为正极，反应分别为H2－2e－===2H＋，O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
答案：B
能力提升
11．(2011·山东高考题)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)下图为钠硫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，正极的电极反应为__________________________________。M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是____________________________。与铅蓄电池相比，消耗相同质量的负极活性物质时，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)乙醇中还有羟基可以与金属钠反应放出氢气，化学方程式为2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑；单质硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，在加热时可与热的氢氧化钠溶液反应，因此要清洗附着在试管壁上的硫，可选用CS2或热的氢氧化钠溶液。
(2)由电池反应可以看出金属钠失去电子作为负极，单质硫得电子被还原成S，所以正极的电极反应式为xS＋2e－===S；由于原电池内部要靠离子的定向运动而导电，同时钠和硫极易化合，所以也必须把二者隔离开，因此其作用是离子导电(导电或电解质)和隔离钠与硫；在铅蓄电池中铅作负极，反应式为Pb(s)＋SO(aq)－2e－===PbSO4(s)，因此当消耗1 mol即207 g铅时转移2 mol电子，而207 g钠可以失去的电子数为＝9(mol)，所以钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的9/2＝4.5倍。
(3)Na2S属于强碱弱酸盐，S2－水解显碱性，所以c(H＋)最小。但由于水解程度很小，大部分S2－还在溶液中。因为氢硫酸属于二元弱酸，所以S2－水解时分两步进行且以第一步水解为主，方程式为S2－＋H2O===HS－＋OH－、HS－＋H2O===H2S＋OH－，因此Na2S溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)＞c(H＋)；由于S2－极易与Cu2＋结合形成CuS沉淀而抑制S2－水解，因此溶液的碱性会降低，酸性会增强，方程式为S2－＋Cu2＋===CuS↓。S2－处于最低化合价－2价，极易失去电子而被氧化，空气中含有氧气可氧化S2－而生成单质硫，方程式为2S2－＋O2＋2H2O===2S↓＋4OH－
答案：(1)2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑ CS2或热的氢氧化钠溶液
(2)xS＋2e－===S 离子导电(导电或电解质)和隔离钠与硫 4.5
(3)c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)＞c(H＋) 减小 2S2－＋O2＋2H2O===2S↓＋4OH－
12．熔融盐燃料电池具有较高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：
负极反应式：2CO＋2CO===4CO2＋4e－
正极反应式： _______________________________________。
总电池反应式： _____________________________________。
解析：原电池的反应原理，就是利用氧化还原反应中有电子的转移。在负极CO失电子，且消耗了CO，在正极得电子的就是O2，再与CO2结合生成CO，正极方程式为O2＋2CO2＋4e－===2CO，正极与负极生成和消耗的CO的量相等，所以总反应方程式为2CO＋O2===2CO2。
答案：O2＋2CO2＋4e－===2CO 2CO＋O2===2CO2
13．航天飞机常采用新型燃料电池作为电能来源，燃料电池一般指采用H2、CH4、CO、C2H5OH等可燃物质与O2一起构成的电池装置。它可直接将化学能转化为电能，甲烷电池以KOH溶液为电解质，其总反应的化学方程式为CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O。
(1)负极上的电极反应为________________________。
(2)消耗标准状况下的5.6 L O2时，有__________mol电子发生转移。
(3)开始放电时，正极附近溶液的pH__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
解析：由总反应式知CH4失电子被氧化生成CO，一定有OH－参与反应，负极反应为CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。根据正极反应式知1 mol O2消耗时，转移4 mol e－，n(O2)＝0.25 mol，故有1 mol电子转移。放电时，正极产生OH－，故溶液的pH增大。
答案：(1)CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O
(2)1 (3)增大
14．微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用。有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，
Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－
根据上述反应式，做下列题目。
(1)判断下列叙述中正确的是__________。
A．在使用过程中，电解质KOH被不断消耗
B．使用过程中，电子由Ag2O极经外电路流向Zn极
C．Zn是负极，Ag2O是正极
D．Zn电极发生还原反应，Ag2O电极发生氧化反应
(2)写出电池的总反应式： _____________________________。
(3)使用时，负极区的pH__________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，正极区的pH__________，电解质溶液的pH__________。
解析：(1)选C。判断原电池的正负极，可以从两个方面：①微观：电子流出的一极是负极，电子流入的一极是正极。②宏观：活泼的一极是负极，不活泼的一极是正极，电子是从负极沿导线流入正极，据此判断Zn为负极发生氧化反应，Ag2O为正极，发生还原反应，将两极反应式相加得总反应式，由总反应式知，使用过程中KOH的量不变。
(2)将正、负极的电极反应式合并就可得到总反应式：
Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag。
(3)负极反应时，消耗OH－，则负极区pH减小，正极反应时，生成了OH－，故正极区pH增大，负极消耗的OH－的量与正极反应生成的OH－的量相等，所以电解质溶液的pH不变。
答案：(1)C (2)Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag
(3)减小 增大 不变?4-3-2《电解原理的应用》课时练
双基练习
1．(2011·山东高考题)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
解析：电镀时，通常把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作阳极，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，所以选项A不正确；在氧化还原反应中需满足得失电子守恒，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；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；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了铁，即选项D也不正确。
答案：C
2．(2011·新课标全国高考)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
解析：由放电时的反应可以得出铁做还原剂失去电子，Ni2O3做氧化剂得到电子，因此选项A、B均正确；充电可以看作是放电的逆过程，即阴极为原来的负极，所以电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2，所以电池充电过程时阴极反应为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，因此电池充电过程中，阴极附近溶液的pH会升高，C不正确；同理分析选项D正确。
答案：C
3．下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是( )
A． B.
C． D.
解析：与直流电源的正极相连接的为阳极，阳极上发生氧化反应，失去电子回到正极；与直流电源的负极相连接的为阴极，阴极上发生还原反应，接受负极输出的电子。据此判断，D图右电极为阳极，发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，可观察到碘化钾淀粉溶液变蓝，证明有Cl2生成；左电极为阴极，发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，可观察到阴极区溶液变红，证明有NaOH生成，收集的气体经点燃可证明氢气。
答案：D
4．电解CuSO4和NaCl的混合溶液，开始阴极和阳极上分别析出的物质是( )
A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2
C．H2和O2 D．Cu和O2
解析：CuSO4和NaCl的混合溶液中，阳离子有Cu2＋、H＋、Na＋，首先放电的是Cu2＋，阴离子有Cl－、OH－、SO，其中Cl－放电能力最强，所以阴极析出Cu，阳极析出Cl2。
答案：B
5．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是( )
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
解析：电解NaCl水溶液，阳极生成Cl2，阴极生成NaOH和H2。Cl2可与KI反应生成I2，溶于水呈棕色溶液。
答案：B
6．火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金和银等)，其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时( )
A．精炼时粗铜接电源负极
B．精炼时纯铜作阴极
C．杂质都将以单质形式沉积到池底
D．纯铜片增重2.56 g，电路中通过电子为0.04 mol
解析：由金属活动顺序Zn＞Cu＞Ag＞Au可知，首先锌失去电子进入溶液，而后是铜失去电子，由于杂质Au、Ag很少，铜溶解时，二者以单质形式沉积到池底。纯铜增重2.56 g时，得到电子：[2.56 g/64 (g/mol)]×2＝0.08 mol，即电路中通过电子0.08 mol。D不正确。
答案：B
7．电解CuSO4溶液时，若要达到以下三个要求：①阳极质量减少；②阴极质量增加；③电解液中c(Cu2＋)不变，则可选用的电极是( )
A．纯铜作阳极，含Zn、Ag的Cu合金作阴极
B．含Zn、Ag的Cu合金作阳极，纯铜作阴极
C．用纯铁作阳极，纯铜作阴极
D．用石墨作阳极，用惰性电极(Pt)作阴极
解析：根据题目中的三个要求，很显然是电镀铜原理，只要选择纯铜作阳极，就可使阳极质量减少，阴极质量增加，电解液中c(Cu2＋)不变。故选A。
答案：A
8．镍镉可充电电池，电极材料是Cd和NiOOH，电解质是KOH，放电时的电极反应式：Cd＋2OH－－2e－===Cd(OH)2，2NiOOH＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－。下列说法不正确的是( )
A．电池的总反应式：Cd＋2NiOOH＋2H2O??2Ni(OH)2＋Cd(OH)2
B．电池充电时，镉元素被还原
C．电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大
D．电池充电时，电池的负极和电源的正极连接
解析：将放电时的两个电极反应相加得到电池的总反应：Cd＋2NiOOH＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2，A正确；充电时，Cd由＋2价变为0价，被还原，B正确；放电时负极要消耗OH－，因此pH应变小，C错误；充电时，电池的负极应与电源的负极相连，D错误。
答案：CD
9．按下图装置进行实验，若乙中横坐标x表示流入电极的电子的物质的量，下列叙述中不正确的是( )
A．E表示生成铜的物质的量
B．E表示总反应中消耗水的物质的量
C．F表示反应生成氧气的物质的量
D．F表示生成硫酸的物质的量
解析：甲装置是电解CuSO4的实验装置，其电解方程式为2CuSO4＋2H2O2Cu↓＋O2↑＋2H2SO4，可得2CuSO4～2H2O～2Cu～O2～2H2SO4～4e－，结合图乙可知选项D错误。
答案：D
10．(2010·安徽淮北一中期末)我国第五套人民币中的一元硬币材料为钢芯镀镍，依据你所掌握的电镀原理，你认为硬币制作时，钢芯应该做( )
A．正极 B．负极
C．阳极 D．阴极
解析：电镀池中待镀金属应做阴极。
答案：D
能力提升
11．将浓度均为2 mol/L的AgNO3与Cu(NO3)2溶液各0.5 L混合，以铜为电极进行电解，一段时间后阴极上有1.6 g铜析出。
(1)直流电源已输出__________mol电子。
(2)溶液中c(Cu2＋)为__________mol/L。
解析：(1)阴极有Cu析出时，Ag＋已完全放电，所以直流电源已输出电子：2 mol/L×0.5 L＋×2＝1.05 mol。
(2)因用铜作电极，当Ag＋、Cu2＋在阴极析出时，而在阳极铜亦同时溶解成为Cu2＋，最终使Cu2＋增加；而Cu2＋的增加与析出的Ag相对应，故此时Cu2＋总量为×2 mol/L×0.5 L＋2 mol/L×0.5 L＝1.5 mol，
c(Cu2＋)＝＝1.5 mol/L。
答案：(1)1.05 (2)1.5
12．(2010·北京海淀区期末)如下图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。接通电源后，向乙中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。试回答下列问题：
(1)A是外加电源的__________极，B是__________极。
(2)甲是__________池，甲中总和反应式是： _____________。
(3)收集乙装置中产生的气体，则阴极和阳极产生的气体在相同状态下体积比为__________。
(4)欲用丙装置给铜镀银，铜件是__________(填G和H)极，电镀液是__________溶液。
(5)装置丁是什么装置，可以观察到______________________，原因是__________________________________________。
答案：(1)正极 负极
(2)电解池 2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4
(3)1∶1 (4)H AgNO3
(5)电泳 Y极附近颜色变深；X附近颜色变浅，说明氢氧化铁胶粒带正电荷
13．请用如图所示仪器装置设计一个包括：电解饱和食盐水并测定电解时产生的氢气的体积和检验氯气的氧化性的实验装置。
(1)所选仪器连接时，各接口的顺序是(填各接口的代号字母)：A接__________、__________接__________；B接__________、__________接__________。
(2)实验时，装置中的石墨电极接电源的__________极，所发生的反应为____________________________；铁电极接电源的__________极，所发生的反应为_________________；此电解总反应方程式为______________________________。
(3)实验测得产生的氢气体积(已折算标准状况)为5.60 mL，电解后溶液的体积恰好为50.0 mL，则溶液的pH为__________。
解析：(1)原题U形管反应器中的两个电极未限定哪个是阳极或阴极，可任意选用。而反应器两边连接哪些仪器及其连接顺序，取决于A、B为哪种电极以及电极产物和实验要求。
设A上电极为铁质阴极、B上电极为石墨阳极，则反应器两边所选用的各仪器接口连接顺序为：A接贮气瓶的G端，把水挤入量筒，用量筒测量出的水量，以测定产生的H2体积。B接洗气瓶的D端，生成的Cl2氧化洗气瓶里的淀粉KI溶液，以证明其氧化性，多余的Cl2通入烧杯里的C导管，借助氢氧化钠吸收Cl2，防止污染大气。
(2)根据电解饱和食盐水阳极所发生的反应式：2Cl－－2e－===Cl2↑，为防止电极被腐蚀，实验中一般选用石墨作阳极。阴极发生的是水电离出的H＋被还原，2H＋＋2e－===H2↑，从而破坏水的电离平衡，在阴极区域里形成氢氧化钠，显碱性，阴极通常使用铁电极。电解的总反应方程式为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
(3)已知电解产生H25.6 mL，相当于＝0.000 25 mol，
2NaCl＋2H2O===2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
2 mol 1 mol
x 0.000 25 mol。
x＝2×0.000 25 mol＝0.000 5 mol。
c(OH－)＝＝10－2 mol/L，pH＝12。
答案：(1)A接G、F接H；B接D、E接C
(2)正极，2Cl－－2e－===Cl2↑ 负极 2H＋＋2e－===H2↑；2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
(3)pH＝12
14．电解原理在化学工业中有广泛的应用。如上图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
①电解池中X电极上的电极反应式为__________，在X极附近观察到的现象是__________。
②Y电极上的电极反应式为__________，检验该电极反应产物的方法是__________。
(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
①X电极的材料是__________，电极反应式为_____________。
②Y电极的材料是__________，电极反应式为_____________。
③溶液中的c(Cu2＋)与电解前相比__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)如利用该装置实现铁上镀锌，电极X上发生的反应为________________________________________，电解池盛放的电镀液可以是________或__________(只要求填两种电解质溶液)。
解析：(1)①X与电源负极相连为阴极，发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑，X极产物为H2和NaOH，所以现象为：有气体产生，溶液变红；电解池中向阴极方向移动的是阳离子：Na＋、H＋。
②Y极为阳极，发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，检验Cl2的方法是：把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色，证明生成Cl2。
(2)①电解精炼铜时，纯铜作阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu。
②粗铜作阳极，电极反应为Cu－2e－===Cu2＋。
③电解过程有少量活泼金属如Zn等在阳极上失电子被氧化，所以溶液中c(Cu2＋)减小。
(3)铁上镀锌，应使铁作阴极，锌作阳极，含Zn2＋的电解质溶液作电镀液，X极即阴极上的电极反应式为：Zn2＋＋2e－===Zn，电镀液可以是ZnCl2、ZnSO4等。
答案：(1)①2H＋＋2e－===H2↑ 放出气体，溶液变红
②2Cl－－2e－===Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色
(2)①纯铜 Cu2＋＋2e－===Cu ②粗铜 Cu－2e－===Cu2＋ ③变小 (3)Zn2＋＋2e－===Zn ZnCl2 ZnSO4(答案不唯一，合理即可)
