专题讲座(七) 电子守恒——巧解电解计算
一、计算的原则
1．阳极失去的电子数＝阴极得到的电子数。
2．串联电路中通过各电解池的电子总数相等。
3．电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。
二、计算的方法
1．根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。
2．根据总反应式计算：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．根据关系式计算：根据得失电子守恒的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。如4e－～4Ag～2Cu～2Cl2～2H2～O2～4H＋～4OH－。
三、计算步骤
首先要正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料)。其次注意溶液中有多种离子共存时，要根据离子放电顺序确定离子放电的先后。最后根据得失电子守恒进行相关计算。
四、常考的题型
1．电子守恒在电解计算中的应用。
2．计算电解后溶液中的离子浓度。
3．计算电解质溶液的pH。
4．计算电解后析出的固体的质量。
5．串联电路中的物质关系。
[练习]________________________________________
1．用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L氧气(标准状况)，从而可知M的相对原子质量是( )
A. B. C. D.
解析：生成b L O2转移电子为 mol，据电子守恒得到M的物质的量为： mol＝ mol，则M的摩尔质量为a÷ ＝ g/mol，M的相对原子量为。
答案：C
2．用石墨电极电解100 mL H2SO4和CuSO4的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体(标准状况下)，原混合溶液中Cu2＋的物质的量浓度为( )
A．1 mol·L－1 B．2 mol·L－1
C．3 mol·L－1 D．4 mol·L－1
解析：根据题设条件，两极上电极反应式为阴极：首先Cu2＋＋2e－===Cu，然后2H＋＋2e－===H2↑；阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。既然阴极上收集到H2，说明Cu2＋已完全放电，根据电子守恒，阴极上Cu2＋、H＋得电子总数应等于OH－失电子总数。析出0.1 mol H2获得0.2 mol电子，析出0.1 mol O2失去0.4 mol电子，所以有0.1 mol Cu2＋放电，获得0.2 mol电子，c(Cu2＋)＝0.1 mol/0.1 L＝1 mol·L－1。
答案：A
3．把分别盛有熔融的KCl、MgCl2、Al2O3的三个电解槽串联，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：该题考查了电解中转移电子的物质的量与析出金属的化合价及物质的量的关系。在KCl、MgCl2、Al2O3中K、Mg、Al分别为＋1价、＋2价、＋3价，在串联电路中，相同时间通过的电量相同，当都通过6 mol电子时，析出K、Mg、Al的物质的量分别为6 mol、3 mol、2 mol，则n(K)∶n(Mg)∶n(Al)＝6∶3∶2。
答案：D
4．如下图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。试回答：
(1)电源中X极是________(填“正”或“负”)极。
(2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)＝________。
(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，则电解后溶液的pH＝________。
解析：(1)铜极增重，说明银在铜极析出，则铜极为阴极，X为负极。
(2)C中铜极增重2.16 g，即析出0.02 mol Ag，线路中通过0.02 mol电子。由4e－～O2，可知B中产生的O2只有0.005 mol，即112 mL。但B中共收集到224 mL气体，说明还有112 mL是H2，即Cu2＋全部在阴极放电后，H＋接着放电产生了112 mL H2，则通过0.01 mol 电子时，Cu2＋已完全变为Cu单质。由2e－～Cu，可知n(Cu2＋)＝0.005 mol，则c(CuSO4)＝＝0.025 mol·L－1。
(3)由4e－～4OH－知，A中生成0.02 mol OH－，则：c(OH－)＝0.1 mol·L－1，即pH＝13。
答案：(1)负 (2)0.025 mol·L－1 (3)13
专题讲座(六) 原电池电极反应式的书写
一、一般电极反应式的书写
二、复杂电极反应式的书写
＝－
三、题目给定总反应式
1．分析化合价，确定电极反应物与产物，按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应的原理，写出正、负电极的反应物与产物。
2．在反应式的左边写出得失电子数，使得失电子守恒。
3．根据质量守恒配平电极反应式。
[练习]________________________________________
1．一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)－6e－===CO2(g)＋6H＋(aq)
D．O2(g)＋2H2O(l)＋4e－===4OH－
解析：燃料电池中，负极燃料失电子发生氧化反应，正极氧气得电子发生还原反应，即负极反应中不可能有氧气参与。
答案：C
2．固体氧化物燃料电池是以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过。该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是( )
A．有O2参加反应的a极为电池的负极
B．b极的电极反应式为H2－2e－＋O2－===H2O
C．a极对应的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．该电池的总反应式为2H2＋O2===2H2O
解析：因为电子从b电极流向a电极，所以b电极为负极，H2在该极发生氧化反应；a电极为正极，O2在该极发生还原反应。由此推断该原电池的负极反应为H2－2e－===2H＋，正极电极反应式为O2＋2e－===O2－，则电池总反应式为2H2＋O2===2H2O。
答案：D
3．天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时LiCoO2中Li被氧化，Li＋迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中，以LiC6表示。电池反应为LiCoO2＋C6 CoO2＋LiC6，下列说法正确的是( )
A．充电时，电池的负极反应为LiC6－e－===Li＋＋C6
B．放电时，电池的正极反应为CoO2＋Li＋＋e－===LiCoO2
C．羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质
D．锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低
解析：充电时，Li被氧化，电池负极反应为C6＋Li＋＋e－===CiC6，故A项错误；由于Li为活泼金属，可与羧酸、醇等物质反应，故C项错误；由于Li的摩尔质量较小，所以锂电池的比能量应较高，故D项错误。
答案：B
4．某新型可充电电池，能长时间保持稳定的放电电压。该电池的总反应式为3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，以下说法不正确的是( )
A．放电时负极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
B．放电时正极反应式为FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－
C．放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化
D．充电时阳极附近的溶液的碱性减弱
解析：选项A，放电时，在碱性条件下，Zn失去电子为电池的负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2；选项B，根据放电时总电池反应式减去负极反应式(电子数需相等)可得放电时正极反应式为FeO＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－；选项C，放电时，K2FeO4被还原；选项D，充电是放电的逆向反应，所以充电时，阳极消耗OH－，导致阳极附近的溶液的碱性减弱。
答案：C
模块综合检测题(一)
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括15个小题，每小题3分，共45分。每小题仅有一个选项符合题意)
1．可再生能源是我国重要的能源资源，在满足能源需求、改变能源结构，减少环境污染、促进经济发展等方面具有重要作用，应用太阳能光伏发电技术，是实现节能减排的一项重要措施。下列说法不正确的是( )
A．风能、太阳能、生物能等属于可再生能源
B．推广可再生能源有利于经济可持续发展
C．上图是太阳光光伏电池原理图，图中A极为正极
D．光伏发电池能量转化方式是太阳能直接转变为电能
答案：C
2．(2015·上海卷)已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．加入催化剂，减小了反应的热效应
B．加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率
C．H2O2分解的热化学方程式：H2O2===H2O＋1/2 O2 ΔH>0
D．反应物的总能量高于生成物的总能量
答案：D
3．下列反应的离子方程式正确的是( )
A．硫化钠的水解反应：S2－＋H3O＋HS－＋H2O
B．用铜做阳极电解氯化铜溶液：Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑
C．在硫酸亚铁溶液中通入氧气： 4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
D．泡沫灭火器工作时化学反应：2Al3＋＋3CO＋6H2O===Al(OH)3↓＋3CO2↑
答案：C
4．反应CO＋H2O(g) CO2＋H2在1 000 K达到平衡时，分别改变下列条件，K值发生变化的是( )
A．将反应温度升高至1 200 K
B．将压强减小至原来的一半
C．添加催化剂
D．增大水蒸气的浓度
答案：A
5．如图所示，ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，ΔH2＝－395.4 kJ·mol－1，下列说法或表示式正确的是( )
A．石墨和金刚石的转化是物理变化
B．金刚石的稳定性强于石墨
C．1 mol石墨的总能量比1 mol金刚石的总能量大 1.9 kJ
D．C(s，石墨)===C(s，金刚石)，该反应的焓变(ΔH)为正值
答案：D
6．(2015·重庆卷)下列叙述正确的是( )
A．稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度
B．25 ℃时，等体积等浓度的硝酸与氨水混合后，溶液pH＝7
C．25 ℃时，0.1 mol·L－1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱
D．0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI混合后加入1 L水中，所得溶液中c(Cl－)＝c(I－)
答案：C
7．一定条件下，在体积为10 L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，反应过程如图：下列说法正确的是( )
A．t1 min时正、逆反应速率相等
B．X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系
C．0～8 min，H2的平均反应速率v(H2)＝ mol·L－1·min－1
D．10～12 min，N2的平均反应速率v(N2)＝0.25 mol·L－1·min－1
答案：B
8．可溶性钡盐有毒，医院中常用硫酸钡这种钡盐作为内服造影剂。医院抢救钡离子中毒患者时，除催吐外，还需要向中毒者胃中灌入硫酸钠溶液。
已知：Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9 mol－2·L－2；
Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10 mol－2·L－2
下列推断正确的是( )
A．不用碳酸钡作为内服造影剂，是因为Ksp(BaCO3)>Ksp(BaSO4)
B．抢救钡离子中毒患者时，若没有硫酸钠，可以用碳酸钠溶液代替
C．若误饮c(Ba2＋)＝1.0×10－5 mol·L－1的溶液时，会引起钡离子中毒
D．可以用0.36 mol·L－1的Na2SO4溶液给钡离子中毒患者洗胃
答案：D
9．自2016年1月1日起，无线电动工具中使用的镍镉电池将在欧盟全面退市。镍镉电池放电时的总反应为Cd＋2NiO(OH)＋2H2O===2Ni(OH)2＋Cd(OH)2，下列说法正确的是( )
A．电池的电解液为碱性溶液，正极为2NiO(OH)、负极为Cd
B．放电时，每通过2 mol电子，负极质量减轻112.4 g
C．放电时，电子从正极流向电源的负极
D．充电时，Cd极板应与外电源的正极相接
答案：A
10．一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图如下。下列有关该电池的说法正确的是( )
A．反应CH4＋H2O3H2＋CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子
B．电极A上H2参与的电极反应为H2＋2OH－－2e－===2H2O
C．电池工作时，CO向电极B移动
D．电极B上发生的电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO
答案：D
11．酒精检测仪可帮助执法交警测试驾驶员饮酒的多少，其工作原理示意图如图所示。反应原理为：CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O，被测者呼出气体中所含的酒精被输送到电池中反应产生微小电流，该电流经电子放大器放大后在液晶显示屏上显示其酒精含量。下列说法正确的是( )
A．b为正极，电极反应式为：O2＋4H＋＋4e－===2H2O
B．电解质溶液中的H＋移向a电极
C．若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气
D．呼出气体中酒精含量越高，微处理器中通过的电流越小
答案：A
12．(2015·课标全国Ⅰ卷)浓度均为0.10 mol·L－1、体积均为V0的MOH和ROH溶液，分别加水稀释至体积V，pH随lg 的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A．MOH的碱性强于ROH的碱性
B．ROH的电离程度：b点大于a点
C．若两溶液无限稀释，则它们的c(OH－)相等
D．当lg ＝2时，若两溶液同时升高温度，则增大
答案：D
13．在某温度下，将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5 min后达平衡，已知各物质的平衡浓度的关系为c(A)a·c(B)＝c(C)·c(D)。若在温度不变的情况下，将容器的体积扩大为原来的10倍，A 的转化率没有发生变化，则B的转化率为( )
A．60% B．40% C．24% D．4%
答案：B
14．某化学兴趣小组的同学用如图所示装置研究电化学问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生偏转。下列有关说法正确的是( )
A．甲装置是电解池，乙装置是原电池
B．当甲中产生0.1 mol气体时，乙中析出固体的质量为6.4 g
C．实验一段时间后，甲烧杯中溶液的pH减小
D．将乙中的C电极换成铜电极，则乙装置可变成电镀装置
答案：B
15．(2015·四川卷)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：
已知：气体分压(P分)＝气体总压(P总)×体积分数。下列说法正确的是( )
A．550 ℃时，若充入惰性气体，v(正)、v(逆)均减小，平衡不移动
B．650 ℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
C．T ℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动
D．925 ℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP＝24.0P总
答案：B
二、非选择题(本题包括5个小题，共55分)
16．(10分)一种“人工固氮”的新方法是在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3：
N2＋3H2O2NH3＋O2。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(反应时间3 h)：
T/℃
30
40
50
生成NH3量/(10－6 mol)
4.8
5.9
6.0
请回答下列问题：
(1)50 ℃时从开始到3 h内以O2物质的量变化表示的平均反应速率为________mol·h－1。
(2)该反应过程与能量关系可用下图表示，则反应的热化学方程式是___________________________________________________。
(3)与目前广泛应用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率较慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议：_________________________________________________________。
(4)工业合成氨的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。在某压强恒定的密闭容器中加入2 mol N2和4 mol H2，达到平衡时，N2的转化率为50%，体积变为10 L。则：
①该条件下的平衡常数为________。
②若向该容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3，且a、b、c均大于0，在相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。反应放出的热量________(填“>”“<”或“＝”)92.4 kJ。
解析：(4)①K＝＝＝400。
②当加入2 mol N2和4 mol H2时，生成2 mol NH3，放出92.4 kJ的热量，而当加入a mol N2、b mol H2和c mol NH3时，平衡时NH3仍为2 mol，则生成的NH3为(2－c) mol，则放出的热量小于92.4 kJ。
答案：(1)1.5×10－6 (2)N2(g)＋3H2O(l)===2NH3(g)＋O2(g) ΔH＝＋765.2 kJ·mol－1 (3)升高温度 (4) ①400 ②<
17．(12分)(2015·福建卷)研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。
(1)25 ℃，在0.10 mol·L－1H2S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c(S2－)关系如下图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。
①pH＝13时，溶液中的c(H2S)＋c(HS－)＝________mol·L－1。
②某溶液含0.020 mol·L－1Mn2＋、0.10 mol·L－1H2S，当溶液pH＝________时，Mn2＋开始沉淀[已知：Ksp(MnS)＝2.8×10－13]。
(2)25 ℃，两种酸的电离平衡常数如下表。
电离平衡常数
Ka1
Ka2
H2SO3
1.3×10－2
6.3×10－8
H2CO3
4.2×10－7
5.6×10－11
①HSO的电离平衡常数表达式K＝________。
②0.10 mol·L－1Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为_______________________________________________________。
③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为________________________________________________________。
解析：(1)①根据物料守恒：c(S2－)＋c(H2S)＋c(HS－)＝0.10 mol·L－1，故c(H2S)＋c(HS－)＝0.10 mol·L－1－c(S2－)＝0.10 mol·L－1－5.7×10－2mol·L－1＝0.043 mol·L－1。②要使Mn2＋沉淀，需要的c(S2－)最小值为c(S2－)＝＝＝1.4×10－11，再对照图象找出pH＝5。(2)①电离平衡常数等于电离出的离子平衡浓度的系数次幂的乘积与弱电解质的平衡浓度的比值。②SO发生水解，生成HSO和OH－，HSO再进一步水解生成H2SO3和OH－，故离子浓度大小关系为c(Na＋)＞c(SO)＞c(OH－)＞c(HSO)＞c(H＋)。③根据电离平衡常数的大小可判断H2SO3的酸性强于碳酸，故反应可放出CO2气体，H2SO3＋HCO===HSO＋CO2↑＋H2O。
答案：(1)①0.043 ②5 (2)①
②c(Na＋)>c(SO)>c(OH－)>c(HSO)>c(H＋)
③H2SO3＋HCO===HSO＋CO2↑＋H2O
18．(10分)实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：
CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，下图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化：
(1)为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为2 L的密闭容器中，充入2 mol CO2和8 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。
①从反应开始到平衡，CH3OH的平均反应速率v(CH3OH) ＝________。
②该反应的平衡常数表达式K＝________。
(2)830 ℃，反应的平衡常数K＝1，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中向正反应方向进行的有________(选填A、B、C、D)。
选项
A
B
C
D
n(CO2)
3
1
3
1
n(H2)
2
2
4
2
n(CH3OH)
1
2
3
0.5
n(H2O)
4
2
3
2
(3)830 ℃时，在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H2O(g)达到平衡时，CO的转化率是________。
解析：根据反应方程式和图1可知，该反应为体积减小的放热反应。(1)由图2，v(CH3OH)＝＝0.075 mol·L－1·min－1，(2)经计算， B中Qc＞1，逆向移动，A、C、D中Qc＜1，正向移动。
答案：(1) ① 0.075 mol·L－1·min－1
② (2)ACD (3)60%
19．(11分)亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为检验某食品中亚硫酸盐含量(通常以1 kg样品中含SO2的质量计)，某研究小组用“碘氧化还原滴定法”进行测定，实验流程如下：
(1)碘标准液应选用________(填“酸式”或“碱式”)滴定管盛装，加注标准液之前必须对滴定管进行________、洗涤、润洗。
(2)锥形瓶内的指示剂为________，判断达到滴定终点的依据是_________________________________________________________。
(3)下列操作会使测定结果偏大的有( )
A. 起始读数时平视，终点读数时俯视
B．未用标准液润洗滴定管
C．步骤①中用稀盐酸代替稀硫酸
(4)若取样品w g，按乙方案测得消耗0.010 00 mol·L－1I2溶液V mL，则1 kg样品中含SO2的质量是________g(用含w、V的代数式表示)。
解析：(1)滴定管使用前必须进行验漏、洗涤、润洗等准备工作后才能使用，碘溶液具有氧化性，只能用酸式滴定管盛装。(2)碘遇淀粉变蓝，用碘水进行滴定时应选择淀粉作为指示剂，待测液变色后半分钟不变化方达到滴定终点。(3)起始读数时平视，终点读数时俯视，会使标准液体积偏小，最终结果偏小；未用标准液润洗滴定管，会把标准液稀释，消耗标准液体积偏大，最终结果偏大；步骤①中用盐酸代替硫酸，生成的SO2气体中混有少量HCl，因SO2用碱液吸收后需再用盐酸调节溶液至弱酸性，因此混合气体中含有HCl，对实验结果无影响。(4)反应为H2O＋SO＋I2===SO＋2I－＋2H＋，根据硫原子守恒及化学方程式可得n(SO2)＝n(SO)＝n(I2)＝0.010 00 mol·L－1×V×10－3 L＝V×10－5 mol，因此1 kg样品中含SO2的质量为：×1 000 g＝ g。
答案：(1)酸式 验漏(或查漏) (2)淀粉溶液 滴最后一滴时，溶液由无色变为浅蓝色，且半分钟不褪色
(3)B (4)
20．(12分)如下图所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极。按要求回答下列问题。
(1)打开K2，合并K1。B为________极，A的电极反应为___________________。最终可观察到的现象是________。涉及的化学反应方程式有________________________________。
(2)打开K1，合并K2。E为________极，F极的电极反应为__________________________________________________，
检验F极产生气体的方法是_____________________________。
(3)若往U型管中滴加酚酞，进行(1)(2)操作时，A、B、E、F电极周围能变红的是________，原因是____________________
_____________________________________________________。
解析：(1)打开K2，合并K1，装置为原电池，B为负极，A为正极，所发生的反应本质上是钢铁的吸氧腐蚀。
(2)打开K1，合并K2，装置为电解池，由于铁作阴极，所以该装置就是电解食盐水。
答案：(1)负 O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 溶液中有红褐色沉淀生成 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(2)阴 2Cl－－2e－===Cl2↑ 用湿润的淀粉碘化钾试纸靠近F极，试纸变蓝，证明是氯气 (3)AE 因为A极产生OH－，E极中H＋反应了，促进了水的电离，溶液中有OH－剩余，酚酞遇OH－变红，所以溶液变红
模块综合检测题(二)
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括15个小题，每小题3分，共45分。每小题仅有一个选项符合题意)
1．下列关于能源和作为能源的物质的叙述中错误的是( )
A．化石能源物质内部蕴储着大量的能量
B．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来
C．物质的化学能可以在不同条件下转为热能、电能为人类所利用
D．吸热反应没有利用价值
答案：D
2．下列措施对增大反应速率明显有效的是( )
A．Na与无水乙醇反应时增大无水乙醇的用量
B．Zn与25%的稀硫酸反应制取H2时，改用98%的浓硫酸
C．在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大压强
D．将炭块磨成炭粉用于燃烧
答案：D
3．下图表示的是某离子X的水解过程示意图，则离子X可能是( )
A．CO B．HCO C．Na＋ D．NH
答案：D
4．下列反应的离子方程式正确的是( )
A．Cu(OH)2与盐酸反应：OH－＋H＋===H2O
B．氯气通入HI溶液中：Cl2＋I－===Cl－＋I2
C．在硫酸亚铁溶液中通入氧气：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
D．稀H2SO4与Ba(OH)2溶液反应：Ba2＋＋SO===BaSO4↓
答案：C
5．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===2Fe(OH)2。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腐蚀
答案：A
6．合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为CO(g)＋ H2O(g) CO2(g) ＋ H2(g) ΔH ＜0，反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是( )
A．增加压强 B．降低温度
C．增大CO的浓度 D．使用催化剂
答案：B
7．已知：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。对于下列稀溶液或固体之间的反应：
①HCl(aq)＋NH3·H2O (aq)===NH4Cl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－a kJ·mol－1
②HCl(aq)＋NaOH(s)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－b kJ·mol－1
③HNO3 (aq)＋NaOH (aq)===NaNO3 (aq)＋H2O(l) ΔH＝－c kJ·mol－1
下列有关a、b、c三者的大小关系中正确的是( )
A．a＞b＞c＞57.3 B．a＞b＝c＝57.3
C．b＞c＝57.4＞a D．无法比较
答案：C
8．锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( )
A．铜电极上发生氧化反应
B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小
C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D．阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
答案：C
9．下列有关说法正确的是( )
A．0.1 mol·L－1 NH4C1溶液加蒸馏水稀释，溶液的pH不断减小
B．常温下，pH＝2的醋酸溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH<7
C．NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至溶液pH＝7，则c(Na＋)＝ 2c(SO)
D．0.1 mol·L－1的NaHA溶液，其pH＝4时： c(HA－)>c(H＋)>c(H2A)>c(A2－)
答案：B
10．下列叙述与图象对应符合的是( )
A．对于达到平衡状态的N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在t0时刻充入了一定的NH3，平衡逆向移动
B．P2>P1，T1>T2
C．该图象表示的方程式为：2A===B＋3C
D．对于反应2X(g)＋3Y(g)2Z(g) ΔH<0，y可以表示Y的百分含量
答案：B
11．归纳法是高中化学学习常用的方法之一，某化学研究性学习小组在学习了《化学反应原理》后作出了如下的归纳总结，其中正确的是( )
①常温下，pH＝3的醋酸溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合，则有c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)；
②对已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，生成物的百分含量一定增加；
③常温下，AgCl在同物质的量浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同；
④常温下，已知醋酸电离平衡常数为Ka，醋酸根水解平衡常数为Kh，水的离子积为Kw，则有：Ka·Kh＝Kw；
⑤电解精炼铜时，电解质溶液中铜离子浓度不变。
A．①④ B．①②④
C．①②④⑤ D．①②③④
答案：A
12．反应4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。又知：，判断下列说法正确的是( )
A．该反应的ΔH＝＋115.6 kJ·mol－1
B．断开1 mol H—O 键与断开1 mol H—Cl 键所需能量相差约为32 kJ
C．H2O中H—O 键比HCl中H—Cl键弱
D．由所提供数据判断氯元素的非金属性比氧元素强
答案：B
13．如图甲为锌铜原电池装置，乙为电解熔融氯化钠装置。则下列说法正确的是( )
A．甲装置中锌为负极，发生还原反应，铜为正极，发生氧化反应
B．甲装置盐桥的作用是使反应过程中ZnSO4溶液和CuSO4溶液保持电中性
C．乙装置中铁极的电极反应式为：2Na－2e－===2Na＋
D．乙装置中B是氯气出口，A是钠出口
答案：B
14.I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)??I(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数如下表：
t/℃
5
15
25
35
50
K
1 100
841
680
533
409
下列说法正确的是( )
A．反应I2(aq)＋I－(aq)I(aq)的ΔH>0
B．利用该反应可以除去硫粉中少量的碘单质
C．在上述平衡体系中加入苯，平衡不移动
D．25 ℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡常数K小于680
答案：B
15．某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是( )
A．Ksp[Fe(OH)3]＜Ksp[Cu(OH)2]
B．加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点
C．c、d两点代表的溶液中c(H＋)与c(OH－)乘积相等
D．Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和
答案：B
二、非选择题(本题包括5个小题，共55分)
16．(9分)(1)实验测得5 g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：_____________________________________________________。
(2) 已知反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝a kJ·mol－1.试根据表中所列键能数据估算a的数值：________。
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能/(kJ·mol－1)
436
391
945
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算．已知：
C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1
2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－2 599 kJ·mol－1
根据盖斯定律，计算298 K时由C(s，石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变：____________________________________。
解析：(1)设2 mol CH3OH(l)完全燃烧生成CO2气体和液态水放出热量为Q.则有＝，解得Q＝1 452.8 kJ，所以甲醇燃烧的热化学方程式为2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1 452.8 kJ·mol－1。(2)反应热ΔH ＝E(反应物键能)－E(生成物键能)＝3×436 kJ·mol－1＋945 kJ·mol－1－6×391 kJ·mol－1＝－93 kJ·mol－1。(3)ΔH＝＝
＋226.7 kJ·mol－1。
答案：(1)2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1 452.8 kJ·mol－1 (2)－93 (3)＋226.7 kJ·mol－1
17．(12分)硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：
Ⅰ.SO2＋2H2O＋I2===H2SO4＋2HI；Ⅱ.2HIH2＋I2 ；Ⅲ.2H2SO4===2SO2＋O2＋2H2O。
(1)分析上述反应，下列判断正确的是________。
a．反应Ⅲ易在常温下进行
b．反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强
c．循环过程中需补充H2O
d．循环过程产生1 mol O2的同时产生1 mol H2
(2)一定温度下，向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g)，发生反应Ⅱ，H2物质的量随时间的变化如图所示。0～2 min内的平均反应速率v(HI)＝________。该温度下，H2(g)＋I2(g)??2HI(g)的平衡常数K＝________。相同温度下，若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，则________是原来的2倍。
a．平衡常数
b．HI的平衡浓度
c．达到平衡的时间
d．平衡时H2的体积分数
(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡________移动(填“向左”“向右”或“不”)；若加入少量下列试剂中的________，产生H2的速率将增大。
a．NaNO3 b．CuSO4 c．Na2SO4 d．NaHSO3
解析：本题主要考查了化学反应速率与化学平衡、水的电离平衡和化学计算。
(1)a项错误，反应Ⅲ在常温下向左进行；b项，SO2的还原性比HI强；c项，根据盖斯定律Ⅰ×2＋Ⅱ×2＋Ⅲ得总反应：2H2O===2H2＋O2，循环过程中消耗了H2O；d项，根据总反应知产生1 mol O2的同时产生2 mol H2。
(2)由题干数据分析该反应：
0～2 min内平均反应速率v(HI)＝＝
0．1 mol·L－1·min－1，
平衡常数K＝＝64。
若开始加入HI的物质的量是原来的2倍，相当于先将HI加入到2 L的容器(达到的平衡状态与原平衡一致，即HI的浓度、H2的体积分数与原平衡相同)，再将体积压缩至1 L，因为该反应为等体积反应，加压平衡不移动，所以HI的浓度为原来的2倍，H2的体积分数不变；温度不变，平衡常数不变；加入HI的物质的量增大，反应物浓度增大，反应速率加快，达到平衡的时间缩短。
(3)Zn与稀H2SO4反应，c(H＋)减小，水的电离平衡向右移动；若向原溶液中加入NaNO3，Zn与H＋、NO反应不生成H2；若加CuSO4，Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，Zn与Cu构成原电池，加快反应速率；若加Na2SO4，对反应速率没有影响；若加NaHSO3，HSO消耗H＋生成H2O和SO2，反应速率减小。
答案：(1)c (2)0.1 mol·L－1·min－1 64 b (3)向右 b
18．(10分)图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。
(1)Y中总反应的化学方程式为__________________，滤纸上c点附近会变________色。
(2)电解一段时间后，产生280 mL的气体(标准状况下)，此时溶液的体积为500 mL，假设溶液中还有AgNO3存在，则Z中溶液的pH是________，需加入________g的________可使溶液复原。
解析：紫红色斑即MnO向d端扩散，根据阴离子向阳极移动的原理，可知d端为阳极，即b为正极，a为负极，c为阴极。
(1)NaCl溶液中H＋放电，产生OH－，c点附近会变红色。(2)电解AgNO3溶液时，Pt为阳极，溶液中的OH－放电：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，当有280 mL即0.012 5 mol的气体生成时，转移0.05 mol的电子，溶液中产生n(H＋)＝0.05 mol，即pH＝1。Ag为阴极，溶液中的Ag＋得电子，生成银0.05 mol。脱离体系的是银元素和氧元素，且n(Ag)∶n(O)＝2∶1，所以可以加入0.025 mol 的Ag2O或Ag2CO3。
答案：(1) 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 红 (2)1 5.8 Ag2O(或6.9 Ag2CO3)
19．(12分)现有常温条件下甲、乙、丙三种溶液，甲为0.1 mol·L－1的NaOH溶液，乙为0.1 mol·L－1的盐酸，丙为未知浓度的FeCl2溶液，试回答下列问题：
(1)甲溶液的pH＝________。
(2)甲、乙、丙三种溶液中由水电离出的c(OH－)的大小关系为________。
(3)某化学兴趣小组认为在隔绝空气的环境中，用酸性KMnO4溶液能测定丙溶液的浓度(已知：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O)。
①实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250 mL，配制时需要的仪器除天平、钥匙、玻璃棒、烧杯、量筒外，还需________(填写仪器名称)。
②滴定实验要用到酸式滴定管或碱式滴定管，使用该仪器的第一步操作是_________________________________________________。
③某同学设计的下列滴定方式中，最合理的是________(夹持部分略去，填字母序号)，达到滴定终点的现象是
____________________________________________________。
解析：(1)根据Kw与pH的定义式计算得：pH＝－lg ＝13。(2)甲溶液中氢氧根离子浓度等于乙溶液中氢离子浓度，对水的抑制程度相同，丙溶液中亚铁离子促进水的电离，故三种溶液中水电离程度：丙＞甲＝乙。(3)①配制250 mL KMnO4溶液除题给仪器外还需要250 mL容量瓶和胶头滴管。②滴定管使用前必须验漏。③KMnO4溶液具有强氧化性、氯化亚铁溶液呈酸性，都应该用酸式滴定管盛装，a、c均错误，b正确。达到滴定终点时，溶液的颜色出现突变，且变色后半分钟不变色。
答案：(1)13 (2)丙＞甲＝乙 (3)①250 mL容量瓶、胶头滴管。 ②检验滴定管是否漏水 ③b 滴入最后一滴KMnO4溶液时，溶液由浅绿色变浅紫色，且半分钟不褪色
20．(12分)已知化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡均符合勒夏特列原理。请回答下列问题：
(1)可逆反应FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)是炼铁工业中一个重要反应，其温度与平衡常数K的关系如下表：
T/K
938
1 100
K
0.68
0.40
①写出该反应平衡常数的表达式_________________________。
②若该反应在体积固定的密闭容器中进行，在一定条件下达到平衡状态，若升高温度，混合气体的平均相对分子质量________；充入氦气，混合气体的密度________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)常温下，浓度均为0.1 mol·L－1的下列六种溶液的pH如下表：
溶质
CH3COONa
NaHCO3
Na2CO3
NaClO
NaCN
pH
8.8
9.7
11.6
10.3
11.1
①上述盐溶液中的阴离子，结合质子能力最强的是________。
②根据表中数据判断，浓度均为0.01 mol·L－1的下列四种物质的溶液中，酸性最强的是________；将各溶液分别稀释100倍，pH变化最小的是________(填编号)。
A．HCN B．HClO C．H2CO3 D．CH3COOH
③据上表数据，请你判断下列反应不能成立的是________(填编号)。
A．CH3COOH＋Na2CO3===NaHCO3＋CH3COONa
B．CH3COOH＋NaCN===CH3COONa＋HCN
C．CO2＋H2O＋2NaClO===Na2CO3＋2HClO
④要增大氯水中HClO的浓度，可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液，反应的离子方程式为_______________________________。
(3)已知常温下Cu(OH)2的Ksp＝2×10－20。又知常温下某CuSO4溶液里c(Cu2＋)＝0.02 mol·L－1，如果要生成Cu(OH)2沉淀，则应调整溶液pH大于________；要使0.2 mol·L－1的CuSO4溶液中Cu2＋沉淀较为完全(使Cu2＋浓度降 至原来的千分之一)则应向溶液里加NaOH溶液，使溶液pH为________。
解析：(1)①该反应平衡常数的表达式K＝；②由于温度升高，化学平衡常数减小。说明升高温度，平衡逆向移动，逆反应方向是吸热反应，所以该反应的正反应是放热反应。若升高温度，平衡逆向移动，气体的质量减小，而气体的物质的量不变，所以混合气体的平均相对分子质量减小；充入氦气，化学平衡不发生移动，但在整个容器内气体的质量增大，所以混合气体的密度增大。(2)①同种浓度的离子结合质子能力越强，则盐水解程度就越大，盐溶液的碱性就越强，即pH越大。由于Na2CO3溶液的pH最大，说明CO与H＋结合力最强。因此上述盐溶液中的阴离子，结合质子能力最强的是CO。③发生反应时应该是强酸制取弱酸。A.酸性CH3COOH>H2CO3，正确。B.酸性CH3COOH＞HCN正确。C. H2CO3＜HClO，错误。④要增大氯水中HClO的浓度，可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液，反应的离子方程式为：2Cl2＋CO＋H2O===CO2↑＋2Cl－＋2HClO。
(3)c (Cu2＋)·c2(OH－)＞Ksp＝2×10－20，c2(OH－)＞2×10－20÷0.02 mol2·L－2＝1×10－18mol2·L－2，c(OH－)＞1×10－9 mol·L－1；所以pH＞5；c(Cu2＋)＝ 0.2 mol·L－1÷1 000＝2×10－4mol·L－1，则c2(OH－)＝2×10－20÷2×10－4mol2·L－2＝1×10－16 mol2·L－2，所以c(OH－)＝1×10－8 mol·L－1，pH＝6。
答案：(1)①K＝ ②减小 增大 (2)①CO
②D A ③C ④2Cl2＋CO＋H2O===CO2↑＋2Cl－＋2HClO (3)5 6
第四章检测题
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括15个小题，每小题3分，共45分。每小题仅有一个选项符合题意)
1．下列关于化学能转化为电能的四种装置的说法正确的是( )
A．电池Ⅰ中锌是正极
B．电池Ⅱ是一次性电池
C．电池Ⅲ工作时，氢气发生还原反应
D．电池Ⅳ工作时，电子由锌通过导线流向碳棒
答案：D
2．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．氢氧燃料电池的负极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑
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＋
答案：B
3．关于下图所示的原电池，下列说法正确的是( )
A．电子从锌电极通过电流表流向铜电极
B．盐桥中的阴离子向CuSO4溶液中迁移
C．锌电极发生还原反应，铜电极发生氧化反应
D．铜电极上发生的电极反应是2H＋＋e－===H2↑
答案：A
4.如图实验为研究金属腐蚀的实验，下列相关说法正确的是( )
A．食盐水中有气泡逸出
B．铁表面的反应为Fe－3e－===Fe3＋
C．红色首先在食盐水滴的中心出现
D．该实验研究的是金属的吸氧腐蚀
答案：D
5．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↑
答案：D
6．我国某大城市今年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的pH平均为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述不正确的是( )
A．此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀
B．发生电化学腐蚀时的正极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－
C．在化学腐蚀过程中有氢气产生
D．发生电化学腐蚀时的负极反应为Fe－2e－===Fe2＋
答案：B
7．两电极用导线连接插入电解质溶液中(不考虑溶液中溶解的氧气的影响)，你认为不能构成原电池的是( )
选项
A
B
C
D
电极材料
Zn
Fe
Cu
Al
电极材料
Cu
Zn
Ag
Sn
电解质溶液
CuCl2
溶液
H2SO4
溶液
CuSO4
溶液
NaOH
溶液
答案：C
8．关于如图所示装置的叙述正确的是( )
A．甲、乙装置中的锌片都作负极
B．甲、乙装置中的溶液内的H＋在铜片被还原
C．甲、乙装置中锌片上发生的反应都是还原反应
D．甲装置中铜片有气泡生成，乙装置中的铜片质量减小
答案：D
9．一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：2C2H6 ＋7O2＋8KOH===4K2CO3＋10H2O，有关此电池的推断正确的是( )
A．正极反应为14H2O＋7O2＋28e－===28OH－
B．放电一段时间后，负极周围的pH升高
C．每消耗1 mol C2H6 ，则电路上转移的电子为12 mol
D．放电过程中KOH的物质的量浓度不变
答案：A
10．某学生欲完成反应2HCl＋2Ag===2AgCl↓＋H2↑而设计了下列四个实验，你认为可行的是( )
答案：C
11．如图所示，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。符合这一情况的是下表中的( )
选项
a极板
b极板
X电极
Z溶液
A
锌
石墨
负极
CuSO4
B
石墨
石墨
正极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
答案：A
12．(2015·福建卷)某模拟“人工树叶”电化学实验装置如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是( )
A．该装置将化学能转化为光能和电能
B．该装置工作时，H＋从b极区向a极区迁移
C．每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原
D．a电极的反应为3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O
答案：B
13.如图所示原电池工作时，右池中Y2O转化为Y3＋。下列叙述正确的是( )
A．左池电极反应式：X4＋＋2e－===X2＋
B．每消耗1 mol Y2O，转移3 mol电子
C．改变右池溶液的c(H＋)，电流强度不变
D．左池中阴离子数目增加
答案：D
14．(2015·浙江卷)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如下图所示。下列说法不正确的是( )
A．X是电源的负极
B．阴极的电极反应式是H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－
C．总反应可表示为H2O＋CO2H2＋CO＋O2
D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1
答案：D
15．按图甲装置进行实验，若图乙中横坐标x表示通过电极的电子的物质的量。下列叙述正确的是( )
A．F表示反应生成Cu的物质的量
B．E表示反应实际消耗H2O的物质的量
C．E表示反应生成O2的物质的量
D．F表示反应生成H2SO4的物质的量
答案：B
二、非选择题(本题包括5各小题，共55分)
16．(10分)已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、盐酸。按要求回答下列问题：
(1)电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因____________________________________________。
(2)若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池？__________，若能，请写出电极反应式，负极__________________(若不能，此空不填)。
(3)若电池反应为：Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，该池属于原电池还是电解池？________，请写出各电极的电极材料和电解质溶液：______________，______________。
解析：(1)若把铜、铝导线连接在一起使用与外界空气及水分构成原电池，铝作负极，加速铝腐蚀，使其使用寿命缩短。(2)因为Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，所以能构成原电池，其负极Cu－2e－===Cu2＋。
(3)因为该反应是非自发反应，故此电池反应是电解池，其电极反应式为：阳极：Cu－2e－===Cu2＋ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑。
答案：(1)因二者连接在潮湿的环境构成原电池，加速铝腐蚀，使其使用寿命缩短
(2)能 Cu－2e－===Cu2＋
(3)电解池 阳极为Cu、阴极为Cu、Ag或石墨 盐酸
17．(10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)锌与还原出来的铜构成铜－锌原电池而加快锌的腐蚀 b
(3)2H＋＋2e－===H2↑ 87
18．(12分)如图，p、q为直流电源两极，A由＋2价金属单质X制成，B、C、D为铂电极，接通电源，金属X沉积于B极，同时C、D产生气泡。试回答：
(1)p为_____极，A极发生了________反应。
(2)C为____极，试管里收集到的气体是____；D为____极，试管里收集到的气体是_____。
(3)C极的电极反应方程式为_____________________________。
(4)当反应进行一段时间后，A、B电极附近溶液的pH________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)当电路中通过0.004 mol电子时，B电极上沉积金属X为0.128 g，则此金属的摩尔质量为______。
解析：(1)接通电源，X沉积于B极，说明B为阴极，则A为阳极，故q为负极，p为正极，A上发生氧化反应。
(2)H2SO4电解池中，C为阳极，C试管内得O2，D为阴极，此试管内得H2。
(4)A极：X－2e－===X2＋，B极：X2＋＋2e－===X，两极附近pH不变。
(5)设X的摩尔质量为M g/mol，则
得M＝64。
答案：(1)正 氧化 (2)阳 氧气 阴 氢气
(3)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O (4)不变
(5)64 g/mol
19．(10分)按如图装置实验，A、B两烧杯分别盛放200 g 10% NaOH溶液和足量CuSO4溶液。通电一段时间后，c极上有Cu析出。又测得A杯溶液中NaOH的质量分数为10.23%，试回答：
(1)电源P为________极。
(2)b极产生气体的体积为_______L(标准状况)。
(3)c极上析出沉淀的质量为__________g。
(4)d极上所发生的电极反应式：_________________。
解析：B池中c极上有金属析出，说明它为阴极。由此可知，d、b为阳极，a为阴极。按照“正接阳，负接阴”的规律，电源P为负极。NaOH溶液电解为电解水，a极产生H2，b极产生O2；CuSO4溶液的电解为混合电解，d极产生O2，其电极反应式为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。m(NaOH)＝200 g×10%＝20 g
电解后溶液的质量为：＝195.5 g
被电解的水为：200 g－195.5 g＝4.5 g，为0.25 mol。
由此可知，b极产生的O2为0.125 mol，即2.8 L。
根据总价数相等关系，O2的总价数等于Cu的总价数，可得：0.125 mol×4＝n(Cu)×2，n(Cu＝0.25 mol，即16 g。
答案：(1) 负 (2) 2.8 (3) 16 (4) 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
20．(13分)请用下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，所发生的电极反应式为______________；铁电极接电源的________极，所发生的电极反应式为______________；此电解总反应方程式为________。
(3)实验测得产生的氢气体积(已折算成标准状况)为5.60 mL，电解后溶液的体积恰好为50.0 mL，则溶液中OH－的浓度为___________。
解析：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＋离子被还原，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↑。U型管反应器中的两个电极未限定哪个是阳极或阴极，可以任意选用。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、其电极产物和实验要求。设A上电极为铁质电极、B上电极为石墨电极，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―→F，把水挤入量筒上H导管，用量筒测量出排出的水量，以测定氢气产生的体积。B接洗气瓶的D―→E，生成的氯气在洗气瓶里氧化淀粉碘化钾溶液，以证明其氧化性，多余的氯气通入烧杯里的C导管，借助氢氧化钠吸收氯气，防止污染大气。
已知电解产生氢气5.60 mL，相当于＝
2．5×10－4mol。
x＝2×2.5×10－4mol＝5×10－4mol
c(OH—)＝＝0.01 mol·L—1。
答案：(1)G F H D E C (2)正极 2Cl－－2e－===Cl2↑ 负极 2H＋＋2e－===H2↑ 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
(3)c(OH—)＝0.01 mol·L—1
第四章章末系统总结
一、重知点识梳理
二、实验专项探究——金属腐蚀条件的实验探究
影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面，就金属的本性而言，金属越活泼，就越易失去电子被腐蚀。介质对金属腐蚀的影响很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。
即时训练
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，一定量的食盐水、碳酸水、植物油，实验温度为298 K或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，所以不需要停放在能遮雨的地方
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，可减少铁闸门的腐蚀速率
解析：(1)实验Ⅰ探究不同电解质对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证温度不变(仍为298 K)，改变电解质(选用碳酸水)。
实验Ⅱ探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证电解质不变(仍为食盐水)，改变温度(选308 K)。
实验Ⅲ探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响。因此保证温度不变(仍为298 K)，改变试管内液体(选植物油)。
(2)A项涂油漆保护铁窗，使铁窗与周围物质隔开，正确；自行车放在干燥处，不易形成原电池，能降低腐蚀速率，B错误，C正确；D项挡水铁闸门应与直流电源的负极相连，使之作电解池的阴极，才能起到保护作用，D错误。
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(只要与
前面③、④对应即可)
②
298
碳酸水
③
308
食盐水
④
298
植物油
(2)AC
某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
图1
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：
编号
实验目的
碳粉/g
铁粉/g
醋酸/%
①
为以下实验作参照
0.5
2.0
90.0
②
醋酸浓度的影响
0.5
36.0
③
0.2
2.0
90.0
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了________腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了________(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是_________。
(3)该小组对图2中0～t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：
假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；
假设二：____________________________________________；
……
(4)为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。
实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)：
解析：(1)对比实验①，实验②中碳粉的质量与实验①相同，醋酸的浓度与实验①不同，所以铁粉的质量应与实验①相同，即2.0 g；实验③中碳粉质量与实验①不同，铁粉质量和醋酸浓度均与实验①相同，显然实验③目的是探究碳粉含量的影响。
(2)t2时，容器中压强明显小于起始压强，说明容器中气体减少，所以铁发生的是吸氧腐蚀。在铁吸氧腐蚀过程中，铁为负极，发生氧化反应，形成Fe2＋；碳为正极，发生还原反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－(或4H＋＋O2＋4e－===2H2O)。
(3)0～t1时压强增大，应从两方面考虑，一是生成气体，二是温度升高，则由假设一内容可得假设二应是：此反应是放热反应，温度升高。
答案：(1)
编号
实验目的
碳粉/g
铁粉/g
醋酸/%
②
2.0
③
碳粉含量的影响
(2)吸氧 如图 还原
2H2O＋O2＋4e－===4OH－(或4H＋＋O2＋4e－===2H2O)
(3)反应放热，温度升高
第四章 电化学基础
第一节 原电池
1．在如图所示的水果电池中，外电路上的电流从X电极流向Y电极。若X为铁，则Y可能是( )
A．锌 B．石墨
C．银 D．铜
解析：电流的方向与电子的移动方向相反，由已知条件知电子由Y电极流向X电极，因此Y电极的金属活动性强于铁，故Y电极只能为选项中的锌。
答案：A
2．实验室用铁片、铜片和AgNO3溶液组成原电池，则正极的电极反应式为( )
A．Fe－3e－===Fe3＋
B．Fe－2e－===Fe2＋
C．2H2O＋O2＋4e－===4OH－
D．Ag＋＋e－===Ag
解析：在此原电池中，铁片、铜片分别为负极和正极。总反应为Fe＋2AgNO3===2Ag＋Fe(NO3)2，正极的电极反应为Ag＋＋e－===Ag，D项正确。
答案：D
3．下图为一原电池装置，下列叙述中正确的是( )
A．铜离子在铜片表面被还原
B．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．铜是正极，铜片上有气泡产生
解析：该原电池中，较活泼的金属锌作负极，发生氧化反应，较不活泼的铜作正极，发生还原反应，电子由负极锌流出，经导线流向铜电极(电流的方向与之相反)，负极、正极的反应分别为负极：Zn－2e－===Zn2＋，正极：Cu2＋＋2e－===Cu；盐桥中的阳离子向正极区CuSO4溶液中迁移，故A正确，B、C、D错误。
答案：A
4．100 mL浓度为2 mol·L－1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成H2的总量，可采用的方法是( )
A．加入适量6 mol·L－1的盐酸
B．加入几滴CuCl2溶液
C．加入适量蒸馏水
D．加入适量的NaCl溶液
解析：Zn置换出CuCl2中的Cu，Cu、Zn、稀盐酸构成原电池，加快了反应速率，同时也不影响产生H2的量。
答案：B
5．如图所示装置中，电流表A发生偏转，a极逐渐变粗，同时b极逐渐变细，c为电解质溶液，则a、b、c应是下列各组中的( )
A．a是Zn、b是Cu、c为稀H2SO4
B．a是Cu、b是Zn、c为稀H2SO4
C．a是Fe、b是Ag、c为AgNO3溶液
D．a是Ag、b是Fe、c为AgNO3溶液
解析：原电池工作时，a极逐渐变粗，同时b极逐渐变细，说明b极失去电子是负极，a极上金属离子得电子是正极，电解质溶液中含有先于H＋放电的金属阳离子。
答案：D
6．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：
(1)电极X的材料是________，电解质溶液Y是________。
(2)银电极为电池的________极，发生的电极反应为___________
_____________________________________________________，
X电极上发生的电极反应为________________________。
(3)外电路中的电子是从________电极流向________电极。
解析：原电池中负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，盐桥起到平衡电荷的作用。由总反应方程式可知电极X的材料是铜，发生氧化反应，电解质溶液Y是可溶性银盐，常用硝酸银。电极反应式表示为：负极：Cu－2e－===Cu2＋，正极：2Ag＋＋2e－===2Ag，电子由负极出发，经外电路流向正极。
答案：(1)铜(或Cu) AgNO3溶液 (2)正 2Ag＋＋2e－===2Ag Cu－2e－===Cu2＋ (3)负(Cu) 正(Ag)
(时间：40分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列说法正确的是( )
A．构成原电池正极和负极的材料必须是金属
B．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原
C．实验室欲快速制取氢气，可利用粗锌与稀H2SO4反应
D．原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能
解析：构成原电池的电极材料可以是非金属如碳棒，所以A错。在原电池中电子流出的一极失电子被氧化，所以B错。粗锌中含有杂质可形成Zn－Cu原电池所以C对。能量转化率不可能达到100%，所以D错。
答案：C
2．下列各装置能形成原电池的是( )
解析：判断一个装置能否构成原电池，要看是否符合原电池的构成条件：①电极材料(活动性不同的金属、金属与非金属、金属与金属氧化物)；②电解质溶液；③构成闭合回路；④能自发进行的氧化还原反应。A装置：由于两个电极是同种金属，不能形成原电池；B装置：酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；C装置：没有形成闭合回路，不能形成原电池；D装置：符合原电池构成的条件，能形成原电池。
答案：D
3．如图所示的装置中，在产生电流时，以下说法不正确的是( )
A．Fe是负极，C是正极
B．负极反应式为：Fe－3e－===Fe3＋
C．内电路中阴离子移向FeCl2溶液
D．电流由石墨电极流向Fe电极
解析：Fe与C作为原电池的电极，则Fe为负极，C是正极。Fe在负极发生氧化反应生成Fe2＋，因此B项错误，且左边烧杯中正电荷增加，必然使盐桥中的阴离子移向FeCl2溶液，电子由Fe电极流向石墨电极，则电流由石墨电极流向Fe电极。
答案：B
4．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
实验装置
部分实验现象
a极质量减小；b极质量增加
b极有气体产生；c极无变化
d极溶解；c极有气体产生
电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是( )
A．a>b>c>d B．b>c>d>a
C．d>a>b>c D．a>b>d>c
解析：由第一个装置a极溶解，可知a极是负极，金属活动性a>b，第二个装置依据氧化性、还原性的规律金属活动性b>c，故第三个装置的金属活动性d>c，由第四个装置电流从a→d，则电子从d→a，故金属活动性d>a。
答案：C
5．向等质量的两份锌粉a、b中分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系如下所示，正确的是( )
解析： Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，反应速率较快，若向a中加入少量的CuSO4溶液，则有：Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4，消耗一部分Zn，生成的Cu附于Zn上，又构成无数微小的Cu－Zn原电池，加快了Zn的反应速率，所以Zn与稀硫酸反应时，加入CuSO4则反应速率加快，应先反应完，但因Cu2＋消耗了一定量的Zn，生成H2的量要小于b。
答案：A
6．以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是( )
A．锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol H2
B．两极上溶解和析出的物质的质量相等
C．锌片溶解了31 g，铜片上析出了1 g H2
D．锌片溶解了1 mol，硫酸消耗了0.5 mol
解析：在涉及原电池的有关计算中，关键是要把握住一点即两极得、失电子数相等。利用这一特点，我们从电极反应式看：负极：Zn－2e－===Zn2＋；正极：2H＋＋2e－===H2↑。当溶解1 mol锌时失去2 mol电子，铜片上析出1 mol氢气得到 2 mol电子，得失电子守恒，这样即可推出A正确。
答案：A
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(18分)由锌片、铜片和200 mL稀H2SO4组成的原电池如下图所示。
(1)原电池的负极反应是__________，正极反应是_________。
(2)电流的方向是________。
(3)一段时间后，当在铜片上放出1.68 L(标准状况)气体时，H2SO4恰好消耗一半。则产生这些气体的同时，共消耗________g锌，有________个电子通过了导线。
解析：由题意得产生0.075 mol H2，通过0.075 mol×2＝0.15 mol电子，消耗0.075 mol Zn和0.075 mol H2SO4。所以m(Zn)＝0.075 mol ×65 g·mol－1＝4.875 g，N(e－)＝0.15 mol×6.02×1023 mol－1＝9.03×1022。
答案：(1)Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
(2)由Cu极流向Zn极 (3)4.875 9.03×1022
8．(16分)A、B、C、D四种金属按下表中的装置图进行实验。
装置
现象
二价金属A不断溶解
C的质量增加
A上有气泡产生
根据实验现象回答下列问题：
(1)装置甲中负极的电极反应是__________________。
(2)装置乙中正极的电极反应是__________________。
(3)装置丙中溶液的pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是________。
解析：甲、乙、丙均为原电池装置。依据原电池原理，甲中A不断溶解，则A为负极、B为正极，活动性A>B；乙中C极质量增加，即析出Cu，则B为负极，活动性B>C；丙中A上有气体即H2产生，则A为正极，活动性D>A，随着H＋的消耗，溶液pH逐渐变大。
答案：(1)A－2e－===A2＋ (2)Cu2＋＋2e－===Cu (3)变大 (4)D>A>B>C
9．(18分)为了避免锌片与Cu2＋直接接触发生反应而影响原电池的放电效率，有人设计了如下装置，按要求完成以下填空：
(1)此装置工作时，可以观察到的现象是_________________，电池总反应式为_________________________________________。
(2)以上电池中，锌和锌盐溶液组成________，铜和铜盐溶液组成________，中间通过盐桥连接起来。
(3)电池工作时，硫酸锌溶液中SO向________移动，硫酸铜溶液中SO向________移动。
(4)此盐桥内装有含琼胶的饱和KCl溶液，盐桥是通过________移动来导电的。在工作时，K＋移向________。
解析：该装置为锌铜原电池，总反应式为：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋，电池工作时，观察到①电流计指针发生偏转，②锌片不断溶解，③铜片上有红色物质析出，其中Zn与ZnSO4溶液组成锌半电池，Cu与CuSO4溶液组成铜半电池。电池工作时，ZnSO4溶液中SO向负极(锌电极)移动，CuSO4溶液中SO向盐桥移动，而盐桥中，K＋向正极区(CuSO4溶液)移动，Cl－向负极区(ZnSO4溶液)移动，这样靠离子的移动形成闭合回路而导电。
答案：(1)电流计指针发生偏转，锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质析出 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
(2)锌半电池 铜半电池 (3)锌电极 盐桥 (4)离子 正极区(CuSO4溶液)
课件38张PPT。第四章 电化学基础反应物之间电子的转移 化学能 电能 氧化 还原 Zn－2e－===Zn2＋ 化学 电 氧化还原 金属 电解质溶液 闭合回路 逐渐溶解有红色物质生成偏转负正负正Zn－2e－氧化Cu2＋＋2e===Cu还原Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu负极 正极 正极 负极 阴 阳 饱和KCl ZnSO4 CuSO4 第四章 电化学基础
第三节 电解池
1．用石墨做电极电解CuCl2溶液，下列说法正确的是( )
A．在阳极上析出金属铜
B．在阴极上析出金属铜
C．在阴极上产生有刺激性气味的气体
D．阳极上发生还原反应
解析：根据电解原理，阳极发生氧化反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu。因此阳极上产生有刺激性气味的气体——氯气，在阴极上析出铜。故B项正确。
答案：B
2．如图所示装置中，属于电解池的是( )
解析：构成电解池时要有与外直流电源相连的电极，A、B错误；电极插入电解质溶液或熔化的电解质中，且要形成闭合回路，C正确，D错误。
答案：C
3．欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是( )
A．Ag和AgCl溶液 B．Ag和AgNO3溶液
C．Fe和AgNO3溶液 D．Pt和Ag2SO4溶液
解析：电镀槽中，要求镀件作阴极，可用镀层金属作阳极，电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液，A、D项中AgCl和Ag2SO4均为沉淀，只有B项符合要求。
答案：B
4．火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金、银等)，其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时( )
A．粗铜接电源负极
B．纯铜作阳极
C．杂质都将以单质形式沉淀到池底
D．纯铜片增重2.56 g，电路通过电子为0.08 mol
解析：电解精炼铜时，用粗铜作阳极，用精铜作阴极，所以A、B不正确。锌比铜活泼，失电子变成锌离子进入溶液中，金、银不活泼，以单质形式沉淀到池底，C不正确。D项因发生反应Cu2＋＋2e－===Cu，则电路通过电子为n(e－)＝×2＝0.08 mol，D正确。
答案：D
5．用石墨作电极，电解1 mol·L－1下列物质的溶液，则电解前后溶液的pH保持不变的是( )
A．H2SO4 B．NaOH
C．Na2SO4 D．NaCl
解析：A、B、C实质上是电解水，浓度增大，A的pH减小，B的pH增大，C的pH不变；用石墨作电极电解NaCl(aq)时，生成NaOH，溶液中c(OH－)增大，pH增大。
答案：C
6．人们习惯上把电解饱和食盐水的工业叫做氯碱工业。
如图表示电解饱和NaCl溶液的装置，X、Y是石墨棒。实验开始时，在两边同时各滴入几滴酚酞溶液。
请回答以下问题：
(1)X极上的电极反应式是_______________________，
在X极附近观察到的现象是___________________________；
(2)Y电极上的电极反应式是_____________________________，
检验该电极反应产物的方法是____________________。
(3)电解NaCl溶液的离子方程式是___________________。
解析：根据与电源的连接方式可知，X是阴极，Y是阳极；在阴极由于水电离产生的H＋放电能力强，所以发生反应2H＋＋2e－===H2↑；由于H＋不断放电产生氢气，破坏了附近的水的电离平衡，在附近溶液中OH－的浓度大于H＋的浓度，因此溶液显碱性，使酚酞试液变为红色。在阳极Y电极上由于Cl－放电能力比OH－的强，所以该电极反应式是2Cl－－2e－===Cl2↑；检验该电极反应产物的方法是将湿润的淀粉KI试纸放在气体出口，若观察到试纸变蓝，证明有Cl2产生。电解NaCl溶液的离子方程式是2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。
答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑ 有无色气泡产生，溶液变红
(2)2Cl－－2e－===Cl2↑ 将湿润的淀粉KI试纸放在气体出口，若观察到试纸变蓝，证明有Cl2产生
(3)2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－
(时间：40分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列描述中，不符合生产实际的是( )
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
解析：电解池的阳极发生失电子氧化反应、阴极发生得电子还原反应。电解熔融的Al2O3制Al时，若用Fe作阳极，会发生Fe－2e－===Fe2＋，Fe2＋移动到阴极上发生Fe2＋＋2e－===Fe，使得到的Al不纯。
答案：A
2．如图，电解质溶液是NaCl的水溶液，过一段时间发现d极附近有黄绿色气体产生，以下说法正确的是( )
A．a是电源的正极
B．电子流动的方向：d→b
C．c极发生氧化反应
D．如果将c，d两电极互换，则c上也会生成黄绿色气体
解析：d极附近有黄绿色气体产生，应该是Cl－放电，说明d极是阳极，所以b是正极，A错；电子流向是阳极→电源正极，即d→b→a→c，所以B对；c极得电子，化合价降低，发生还原反应，C错；如果c是活性电极则不产生黄绿色气体，D错。
答案：B
3．为使反应Cu＋2H2O===Cu(OH)2↓＋H2↑能够发生，下列设计方案正确的是( )
A．用铜片作负极，石墨电极作正极，氯化钠溶液为电解质溶液构成原电池
B．用铜片作电极，外接直流电源电解硫酸铜溶液
C．用铜片作阳极，铁片作阴极，电解硫酸钠溶液
D．用铜片作阴、阳电极，电解稀硫酸
解析：该反应为不能自发进行的氧化还原反应，必须设计为电解池才能发生。阳极为Cu放电，阴极为H＋放电，即用Cu作阳极，电解质溶液中为H2O放电，选项C符合要求。
答案：C
4．下列各组中，每种电解质溶液用惰性电极电解时只生成氢气和氧气的是( )
A．HCl、 CuCl2、 Ba(OH)2
B．NaOH、CuSO4、 H2SO4
C．NaOH、H2SO4、 Ba(OH)2
D．NaBr、 H2SO4、 Ba(OH)2
解析：电解时只生成氧气和氢气，则电解质所含阳离子在金属活动性顺序中位于铜之前，阴离子不是简单离子。
答案：C
5．用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，加入一定质量的另一种物质(中括号内)，溶液能与原来溶液完全一样的是( )
A．CuCl2[CuSO4] B．NaOH[NaOH]
C．NaCl[HCl] D．CuSO4[Cu(OH)2]
解析：电解NaCl溶液放出H2和Cl2，可通入HCl气体；A项应加CuCl2，B项应加水，D项应加CuO。
答案：C
6．海水提镁的最后一步是将氯化镁电解获取金属镁，下列有关该电解过程的叙述中，正确的是( )
A．两个电极必须都用惰性电极
B．阳极可以用金属电极，阴极必须是惰性电极
C．电解熔融状态的氯化镁
D．电解氯化镁的水溶液
解析：电解MgCl2获取金属镁，也就是说镁离子需要得电子，如果在水溶液中，水电离的氢离子会优先得电子，因此只能在熔融状态下进行。在阴极发生的是镁离子得到电子的反应，对电极材料没有要求，在阳极上发生失电子的反应，如果使用活性电极时会优先失电子，所以阳极必须用惰性电极。
答案：C
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(19分)如图为相互串联的甲、乙两个电解池，试回答下列问题。
(1)
甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A极是电解池的________，材料是________，电极反应式为______________；B极是电解池的________，材料是____，电极反应式为_________________________。
(2)乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后，Fe极附近呈________色。
(3)若甲池阴极增重12.8 g，则乙池阳极放出气体在标准状况下的体积为________(不考虑气体溶解情况)。
解析：(2)Fe极电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑，H＋放电后，溶液中生成OH－，显碱性，遇酚酞呈红色。
(3)甲池阴极反应为：Cu2＋＋2e－===Cu，生成n(Cu)＝＝0.2 mol，转移电子的物质的量n(e－)＝0.4 mol；乙池阳极反应为：2Cl－－2e－===Cl2↑，由电子守恒知生成Cl2为：n(Cl2)＝0.2 mol，故V(Cl2)＝4.48 L。
答案：(1)阴极 纯铜 Cu2＋＋2e－===Cu 阳极 粗铜 Cu－2e－===Cu2＋
(2)红 (3)4.48 L
8．(15分)用如下图所示的装置进行电解，通电一会儿，发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色。
(1)E为电源的________极，F为电源的________极。
(2)A中发生反应的化学方程式为_____________________。
(3)在B中观察到的现象是____________________。
(4)D端的电极反应式为__________________________。
解析：本题实质上是三个电解装置串联，首先判断电源的正、负极，E为负极，F为正极。A中是以Pt为阳极、Fe为阴极电解AgNO3溶液。B中Cu为阳极，发生的反应为：Cu－2e－===Cu2＋，石墨为阴极，发生的电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑，由于水电离出的H＋放电，所以溶液中的c(OH－)>c(H＋)，故溶液中有氢氧化铜蓝色沉淀生成。D端为阴极，发生电极反应为：2H＋＋2e－===H2↑。
答案：(1)负 正 (2)4AgNO3＋2H2O4Ag＋4HNO3＋O2↑
(3)铜片溶解，石墨电极上有气体生成，溶液中有蓝色沉淀生成
(4)2H＋＋2e－===H2↑
9．(18分)如图所示中的A为直流电源，B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，C为电镀槽，接通电路后，发现B上的c点显红色。请填空：
(1)电源
A中a点为________极。
(2)滤纸B上发生的总反应方程式为_______________________。
(3)欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通K，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为________，电极f上发生的反应为____________________，槽中盛放的电镀液可以是________或________(任填两种电解质溶液)。
解析：(1)根据c点变红知该极的反应为2H＋＋2e－===H2↑，即该极为阴极，与电源的负极相连，所以a点是正极。(2)滤纸B上发生的总反应方程式为2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH。(3)e为阳极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋；阴极上镀锌，则阴极反应为Zn2＋＋2e－===Zn；电镀液为含镀层离子的电解质溶液，所以可用ZnSO4溶液或ZnCl2溶液等。
答案：(1)正 (2)2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH (3)Zn－2e－===Zn2＋ Zn2＋＋2e－===Zn ZnSO4溶液 ZnCl2溶液
课件42张PPT。第四章 电化学基础Fe3＋>Cu2＋>H＋ I－>Br－>Cl－ 氧化 还原 负 还原 正 氧化 氧化还原反应 氧化还原 不可逆 电解 电能 化学能 直流 阳 阴 溶液 熔融 闭合 阴极还原反应有红色物质析出阳极氧化反应有黄绿色气体生成负 阴 正 阳 阴 阳 氧化反应 还原反应 水 电解 合金 粗铜 Cu－2e－===Cu2＋ 精铜 Cu2＋＋2e－===Cu CuSO4 金、银 K、Na、Ca、Mg、Al 2Na＋＋2e－===2Na 2Cl－－2e－===Cl2↑ 第四章 电化学基础
第二节 化学电源
1．下列电池工作时，O2在正极放电的是( )
A.锌锰电池
B.氢燃料电池
C.铅蓄电池
D.镍镉电池
解析：锌锰电池中，锌在负极放电，MnO2在正极放电，A项错误；氢燃料电池中，氢气在负极放电，氧气在正极放电，B项正确；铅蓄电池中，Pb在负极放电，PbO2在正极放电，C项错误；镍镉电池中，镉(Cd)在负极放电，NiOOH在正极放电，D项错误。
答案：B
2．一种充电电池放电时的电极反应为：H2＋2OH－－2e－===2H2O; NiOOH＋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．NiOOH的还原
C．H2的氧化 D．Ni(OH)2的氧化
解析：放电时为原电池反应，负极上失去电子，正极上得到电子；充电时为电解反应，与外电源正极连接的电极为阳极，由放电时的电极反应式知，阳极上发生的是Ni(OH)2的氧化反应，D正确。
答案：D
3．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．为了利用电池外壳的金属材料
B．防止汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品
D．回收其中的石墨电极
解析：废电池中汞、镉和铅等重金属离子能对土壤和水源造成污染，必须进行集中处理。
答案：B
4．纽扣电池的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液。放电时两个电极反应分别为：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 、Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－，下列说法中，正确的是( )
A．锌是负极，氧化银是正极
B．锌发生还原反应，氧化银发生氧化反应
C．溶液中OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动
D．在电池放电过程中，电解质溶液的酸碱性基本保持不变
解析：由电极反应式可知Zn作负极，Ag2O作正极，A正确；锌发生氧化反应，Ag2O发生还原反应，B错误；溶液中的OH－向负极移动，K＋、H＋向正极移动，C错误；电池的总反应为：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag，电解质溶液为KOH溶液，因电池放电过程中不断消耗水，使溶液中c(OH)－增大，D错误。
答案：A
5．铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为H2SO4，工作时的电池反应式为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，下列结论正确的是( )
A．Pb为正极被氧化
B．溶液的pH不断减小
C．SO只向PbO2处移动
D．电解质溶液的pH不断增大
解析：由题给电极反应式可以看出H2SO4不断被消耗，故pH不断增大，所以B不正确，D正确；由Pb元素化合价的变化，可以看出Pb是负极，所以A不正确；原电池工作时，整个电路中负电荷的流向是一致的，外电路中，电子由Pb极流向PbO2极；内电路中，负电荷(SO和OH－)移向Pb极，所以C不正确。
答案：D
6．(1)根据氧化还原反应2H2＋O2===2H2O，设计成燃料电池，负极通的气体应是________，正极通的气体应是________。
(2)根据选择电解质溶液的不同，填写下表：
电解质溶液
H2SO4溶液
KOH溶液
负极反应式
正极反应式
溶液的pH变化
(3)若把H2改为CH4，KOH作电解质，则正极反应式为________________________________。
解析：(1)氢、氧燃料电池中通可燃性气体(H2)的一极为负极，通O2的一极为正极。
(2)若以H2SO4溶液作电解质溶液，其电极反应式为：负极：2H2－4e－===4H＋；正极：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。反应过程中生成水，溶液中c(H＋)减小，pH增大。若以KOH溶液作电解质溶液，其电极反应式为：负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O；正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。反应过程中生成水，溶液中c(OH－)减小，pH减小。
(3)若把H2改为CH4，KOH溶液作电解质溶液时其正极反应式不变。
答案：(1)H2 O2 (2)见下表 (3)2H2O＋O2＋4e－===4OH－
电解质溶液
H2SO4溶液
KOH溶液
负极反应式
2H2－4e－===4H＋
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
正极反应式
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
O2＋2H2O＋4e－ ===4OH－
溶液的pH变化
变大
变小
(时间：40分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．电池在生产、生活中应用越来越广泛。下列说法错误的是( )
A．化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等，一次电池只能放电，不能充电
B．铅蓄电池应用广泛，主要优点是单位重量的电极材料释放的电能大
C．燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染轻等优点
D．锂电池是一种高能电池，体积小、重量轻，比能量高
解析：A项，化学电源有一次电池、可充电电池和燃料电池等，一次电池只能放电，不能充电反复使用，正确；B项，铅蓄电池应用广泛，主要优点是制作方便，但质量重，单位质量的电极材料释放的电能小，错误；C项，任何可燃性燃料，只要把燃料失去电子的氧化反应和助燃剂的还原反应分开进行，都可以设计成燃料电池，燃料电池具有能量利用率高、可连续使用和污染小等优点，正日益成为备受人们喜爱的电池，正确；D项，锂的原子量为7，每产生1 mol电子，消耗金属的质量只有7 g，所以相同质量时提供的能量要比其他电池高得多。因此锂电池是一种高能电池，具有体积小、重量轻，比能量高的优点，正确。
答案：B
2．锂电池是新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应为：Li＋MnO2===LiMnO2，下列说法正确的是( )
A．锂是正极，电极反应为：Li－e－===Li＋
B．锂是负极，电极反应为：Li－e－===Li＋
C．锂是负极，电极反应为：MnO2＋e－===MnO
D．锂是负极，电极反应为：Li－2e－===Li2＋
解析：在原电池中负极失去电子，被氧化，因此锂作为负极；锂位于ⅠA族，只能生成Li＋。
答案：B
3．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．消耗2.24 L H2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移
解析：在氢氧燃料电池中，H2在负极上反应：2H2＋4OH－－4e－===4H2O；O2在正极上反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，其总反应式为：2H2＋O2===2H2O。工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变，但其浓度减小。消耗0.1 mol H2时，转移电子的物质的量为0.2 mol，D项错误。
答案：D
4．氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是H2＋2NiOOH 2Ni(OH)2。根据此反应式判断，下列叙述中正确的是( )
A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大
B．电池放电时，镍元素被氧化
C．电池充电时，氢元素被氧化
D．电池放电时，H2在负极放电
解析：根据电池反应可首先看出放电时，H2在负极被氧化，NiOOH在正极被还原，而充电时则是氢元素被还原，镍元素被氧化。
答案：D
5．乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，在200 ℃左右时供电，电池总反应式为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，电池示意图如图所示，下列说法中正确的是( )
A．电池工作时，质子向电池的负极迁移
B．电池工作时，电流由b极沿导线流向a极
C．a极上发生的电极反应是C2H5OH＋3H2O＋12e－===2CO2＋12H＋
D．b极上发生的电极反应是2H2O＋O2＋4e－===4OH－
解析：通入乙醇的一极(a极)为负极，发生氧化反应；通入氧气的一极(b极)为正极，发生还原反应。电池工作时，阳离子(质子)向电池的正极迁移，A项不正确；电流方向与电子流向相反，电流由b极沿导线流向a极，B项正确；a极上乙醇应该失电子被氧化，所以C项不正确；因为电池中使用的是磺酸类质子溶剂，所以电极反应式中不能出现OH－，D项不正确。
答案：B
6．一种新型熔融盐燃料电池具有很高的发电效率。现用Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物作电解质，一极通CO气体，另一极通O2和CO2混合气体，其总反应为2CO＋O2===2CO2。则下列说法中正确的是( )
A．通CO的一极是电池的正极
B．负极发生的电极反应是O2＋2CO2＋4e－===2CO
C．负极发生的电极反应是CO＋CO－2e－===2CO2
D．正极发生氧化反应
解析：由电池反应2CO＋O2===2CO2可知，通CO的一极为电池负极，通O2的一极为电池正极，负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，负极的电极反应为2CO＋2CO－4e－===4CO2，正极的电极反应为O2＋2CO2＋4e－===2CO。
答案：C
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(16分)镉镍可充电电池在现代生活中有着广泛的应用，它的充、放电反应如下：
Cd＋2NiOOH＋2H2O Cd(OH)2＋2Ni(OH)2
请回答下列问题：
(1)上述反应式中左边物质的总能量________ (填“大于”“小于”或“等于”)右边物质的总能量。
(2)放电时负极发生反应的物质是________，放电时正极的反应式为___________________。
(3)镉镍废旧电池必须进行回收并集中处理，最主要的原因是_______________________________________________________。
解析：(1)原电池放电过程中将化学能转化为电能，即反应物总能量大于生成物总能量。
(2)根据总反应式可知放电时：负极(Cd)反应式：Cd＋2OH－－2e－===Cd(OH)2，正极(NiOOH)反应式：2NiOOH＋2H2O＋2e－===2Ni(OH)2＋2OH－。
(3)废旧电池中的镍、镉等重金属离子对环境造成污染。
答案：(1)大于 (2)Cd NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ (3)防止电池中的镉、镍等重金属对土壤和水源造成污染
8．(18分)锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成 LiMnO2。
回答下列问题：
(1)外电路的电流方向是由________极流向________极(填字母)。
(2)电池正极反应式为_________________________________。
(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？____(填“是”或“否”)，原因是_______________________________________。
解析：(1)外电路的电流方向是由正极b流向负极a。
(2)在电池正极b上发生的电极反应式为MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2。(3)由于负极材料Li是活泼的金属，能够与水发生反应，所以不可用水代替电池中的混合有机溶剂。
答案：(1)b a (2)MnO2＋e－＋Li＋===LiMnO2
(3)否 电极Li是活泼金属，能与水反应
9．(18分) 科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，美国已计划将甲醇燃料电池用于军事。一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解质中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。回答下列问题：
(1)这种电池放电时发生的化学反应方程式：_______________。
(2)此电池的正极发生的电极反应式：__________________，负极发生的电极反应式：________________________________。
(3)电解液中H＋向________极移动，向外电路释放电子的电极是________。
(4)使用该燃料电池的另一个好处是________________。
解析：(1)燃料电池的电池反应为燃料的氧化反应，在酸性条件下生成的CO2不与H2SO4反应，故电池反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。
(2)电池的正极O2得电子，由于是酸性环境，所以会生成H2O，用电池反应减去正极反应即可得出负极的电极反应式。
(3)H＋移向正极，在正极生成水。
(4)产物是CO2和H2O，不会对环境造成污染。
答案：(1)2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
(2)3O2＋12H＋＋12e－===6H2O 2CH3OH＋2H2O－12e－===2CO2＋12H＋
(3)正 负极 (4)对环境无污染
课件42张PPT。第四章 电化学基础燃料电池 升高 氧化 负极 降低 正极 还原 负极 正极 2H2－4e－===4H＋ O2＋4H＋＋4e－===2H2O 化学能 电能 单位质量 单位体积 单位质量 单位体积 重金属 2H2－4e－===4H＋O2＋4e－＋4H＋===2H2O2H2－4e－＋4OH－
===4H2OO2＋4e－＋2H2O
===4OH－第四章 电化学基础
第四节 金属的电化学腐蚀与防护
1．关于金属腐蚀的叙述中，正确的是( )
A．金属被腐蚀的本质是M＋nH2O===M(OH)n＋H2↑
B．马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化
C．金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
D．常温下，置于空气中的金属主要发生化学腐蚀
解析：金属腐蚀的本质主要是金属原子失电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质相接触，腐蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。A中金属腐蚀的本质应包括化学腐蚀和电化学腐蚀，为M－ne－===Mn＋；B选项中Sn、Fe构成电化学腐蚀，主要是Fe－2e－===Fe2＋，铁先被腐蚀。常温下，空气中的金属主要发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，难以和非金属氧化剂(Cl2、S)等反应，发生化学腐蚀。
答案：C
2．下图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和饱和硫酸氢钠溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是( )
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水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Fe－2e－===Fe2＋
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
解析：a、b试管中均发生铁的电化学腐蚀，在食盐水中的Fe发生吸氧腐蚀，正极为碳：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，负极为铁：2Fe－4e－===2Fe2＋，由于吸收O2，a管中气压降低；b管中的电解质溶液是显酸性的硫酸氢钠溶液，故发生析氢腐蚀，正极：2H＋＋2e－===H2↑，负极：Fe－2e－===Fe2＋，由于放出氢气，b管中气压增大，故U形管中的红墨水应是左高右低，B选项错误。
答案：B
3．相同材质的铁在下图中各情形下最不易被腐蚀的是( )
解析：A中，食醋作电解质溶液，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；B中，食盐水作电解质溶液，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成条件，铁是活泼金属作负极，碳作正极；C中，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀；D中，酸雨作电解质溶液，铁铆钉和铜板分别作负极、正极，形成原电池。
答案：C
4．埋在地下的铸铁输油管道，在下列各种情况下，被腐蚀速率最慢的是( )
A．在含铁元素较多的酸性土壤中
B．在潮湿疏松的碱性土壤中
C．在干燥致密不透气的土壤中
D．在含碳粒较多、潮湿透气的中性土壤中
解析：钢铁在自然界中的腐蚀以电化学腐蚀为主，C最不易形成原电池，所以腐蚀最慢。
答案：C
5．下列各种镀有金属保护层的铁板，镀层破损后在相同的环境中，铁板最易被腐蚀的是( )
A．镀锌铁(白铁) B．镀锡铁(马口铁)
C．镀铜铁 D．镀银铁
解析：镀有金属保护层的铁板，在镀层破损时，与周围环境形成原电池。A中镀层破损时，锌作负极，铁作正极受到保护；B、C、D中镀层破损时，铁均作负极而被腐蚀，与正极金属的活动性相差越大，负极被腐蚀的速率越快，所以选D。
答案：D
6．金属腐蚀的电化学原理可用下图模拟。
(1)写出有关电极反应式：
①铁棒上的电极反应式：________________________________。
②碳棒上的电极反应式：_____________________________。
(2)该图所表示的是________(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀。
(3)若将O2撤走，并将NaCl溶液改为稀H2SO4溶液，则此图可表示_______(填“析氢”或“吸氧”)腐蚀原理；若用牺牲阳极的阴极保护法来保护铁棒不被腐蚀溶解，则可将碳棒改为________棒。
解析：根据析氢腐蚀和吸氧腐蚀发生的条件先进行判断，再写出电极反应式。
答案：(1)①2Fe－4e－===2Fe2＋
②O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)吸氧 (3)析氢 锌(或其他比铁活泼的金属)
(时间：40分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括6个小题，每小题8分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列现象与电化学腐蚀无关的是( )
A．生铁比纯铁易生锈
B．纯银饰品久置表面变暗
C．黄铜(铜锌合金)制品不易产生铜绿
D．与铜管连接的铁管易生锈
解析：B项，纯银不符合构成原电池的条件，故它表面变暗与电化学腐蚀无关。
答案：B
2．下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是( )
A．水中的钢闸门连接电源的负极
B．金属护栏表面涂漆
C．汽车底盘喷涂高分子膜
D．地下钢管连接镁块
解析：水中的钢闸门连接电源的负极，钢闸门为阴极，从而得以保护，A项正确；金属护栏表面涂漆的原理是隔绝金属护栏与空气接触，从而减缓金属护栏的腐蚀，B项错误；汽车底盘喷涂高分子膜的原理也是隔绝与空气的接触，C项错误；地下钢管连接镁块，形成了原电池，属于牺牲阳极的阴极保护法，D项错误。
答案：A
3．钢铁生锈过程发生如下反应：
①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；
②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；
③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。
下列说法正确的是( )
A．反应①、②中电子转移数目相等
B．反应①中氧化剂是氧气和水
C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
解析：①②反应中消耗O2的量相等，两个反应也仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确，B项错误；铜和钢构成原电池，钢质水管腐蚀速度加快，C项错误；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错误。
答案：A
4．(2015·上海卷)研究电化学腐蚀及防护的装置如下图所示。下列有关说法错误的是( )
A．d为石墨，铁片腐蚀加快
B．d为石墨，石墨上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．d为锌块，铁片不易被腐蚀
D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－===H2↑
解析：由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2＋进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，A正确。d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，B正确。若d为锌块，则由于金属活动性：Zn>Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，C正确。d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。
答案：D
5．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图示的三个装置中，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( )
A．装置Ⅰ左侧的液面一定会下降
B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低
C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
解析：装置Ⅰ中铁钉处于盐酸蒸气中，被侵蚀而释放出H2，使左侧液面下降，右侧液面上升；装置Ⅱ中铁钉同样处于盐酸蒸气中，不同的是悬挂铁的金属丝由铁丝换成了铜丝，由于Fe比Cu活泼，在这种氛围中构成的原电池会加速铁钉的侵蚀而放出更多的H2，使左侧液面下降得更多，右侧液面上升得更多；装置Ⅲ中虽然悬挂铁钉的还是铜丝，但由于浓硫酸有吸水性而无挥发性，使铁钉处于较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被侵蚀。
答案：B
6．利用下图装置可以模拟铁的电化学防护。下列说法不正确的是( )
A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀
B．若X为锌棒，开关K置于M处，铁极发生氧化反应
C．若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀
D．若X为碳棒，开关K置于N处，X极发生氧化反应
解析：若X为锌棒，开关K置于M处，则Zn、Fe可以形成原电池，首先被腐蚀的是Zn，因此可减缓铁的腐蚀，在Fe上发生的是还原反应，A正确，B错误。若X为碳棒，开关K置于N处，则形成的是电解池，Fe作电解池的阴极而被保护，故可减缓铁的腐蚀，X极是阳极，在阳极上发生氧化反应，C、D正确。
答案：B
二、非选择题(本题包括3个小题，共52分)
7．(16分)钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁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，该腐蚀过程中的正、负电极反应式分别为_______________________________________________、
____________________________。
(2)为了降低某水库的铁闸门被腐蚀的速率，可以采用如图甲所示的方案，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)如图乙方案也可降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应连接在直流电源的_____极上。
解析：(1)发生吸氧腐蚀时，负极上铁失电子，正极上O2得电子；
(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属，如锌，可使锌失电子而保护铁；
(3)属于外加电流的阴极保护法。
答案：(1)负极：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (2)C (3)负
8．(18分)根据下图装置，回答下列问题。
(1)C中Fe极的电极反应式为_______________________。
(2)B中Fe极的电极反应式为_____________________________，
Fe极附近溶液的pH(填“增大”“减小”或“不变”)__________________________________________________。
比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是_________________________________________________________。
解析：(1)装置C中Zn—Fe—稀H2SO4构成原电池，其中Zn作负极，电极反应式为：Zn－2e－===Zn2＋，Fe作正极，电极反应式为：2H＋＋2e－===H2↑。
(2)装置B中，Cu—Fe—海水构成原电池，其中负极(Fe)：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极(Cu)：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。该装置本质上是发生的吸氧腐蚀，故Fe极附近c(OH－)增大，pH增大。经比较铁被腐蚀的快慢顺序为B＞A＞C。
答案：(1)2H＋＋2e－===H2↑ (2)2Fe－4e－===2Fe2＋ 增大 B＞A＞C
9．(18分)关于铁生锈的机理有人提出如下4步反应：
①Fe(s)－2e－===Fe2＋ ②H＋＋e－===H
③4H＋O2(g)===2H2O ④4Fe2＋＋O2(g)＋(4＋2x)H2O===2(Fe2O3·xH2O)(s)＋8H＋
根据以上过程，回答下列问题：
(1)根据以上机理，判断下列说法正确的是______。
A．以上锈蚀过程是发生的化学腐蚀
B．从锈蚀反应的最终结果看，水既是氧化剂，又是还原剂
C．反应的实质是氧气被还原，金属铁被氧化
D．从反应机理看，锈蚀过程发生的是析氢腐蚀
(2)某铁件需长期浸于水下，为了减少腐蚀，想采取下列措施，其中正确的有__________。
A．给铁件铆上一些锌板
B．给铁件通入直流电，把铁件与电源正极连接
C．在制造铁件时，在铁中掺入一定比例的铜制成合金
D．在铁件表面涂上一层较厚的沥青
(3)现有质量为1 000 g的某铁件已在水下生锈，若测知整个锈蚀过程中有6 mol电子发生转移，则参加反应的O2在标准状况下的体积为________L，反应后铁件的质量为________g(已知铁锈Fe2O3·xH2O中x值为1)。
解析：(1)根据反应机理，将方程式叠加：①×4＋②×8＋③×2＋④可得：
4Fe＋3O2＋2xH2O===2(Fe2O3·xH2O)(s)
可知为吸氧腐蚀。
(2)保护铁不被腐蚀，可隔绝O2或采取牺牲阳极的阴极保护法等。
(3)由4Fe＋3O2＋2H2O===2(Fe2O3·H2O)得关系式
V(O2)＝＝33.6 L。
由差值法得Δm＝＝66 g。
反应后铁件质量为：1 000 g＋66 g＝1 066 g。
答案：(1)C (2)AD (3)33.6 1 066
课件35张PPT。第四章 电化学基础负极 正极 负极 阴极 铁、碳 红棕 Fe2O3 升高 氧化 氧化反应 化学 电化学 化学反应 加快 原电池 氧化 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 酸性酸性2H2O＋O2＋4e－
===4OH－原电池 正极 负极 电解 阴极 阳极
