第二单元化学能与电能的转化
第一课时 原电池的工作原理
——————————————————————————————————————
[课标要求]
1．了解原电池的工作原理和构成原电池的条件。
2．能够写出电极反应式和电池反应方程式。
3．能根据提供的氧化还原反应设计简单的原电池。
,
1.原电池构成“四条件”：①活泼性不同的两电极；②浸入电解质溶液中；③形成闭合回路；④能发生自发的氧化还原反应。21*cnjy*com
2.原电池正、负极判断的“五招”：
(1)正极：①活泼性较弱的金属或非金属；②流入电子或电流流出；③发生还原反应；④阳离子流向的极；⑤电极增重或有气体产生的极。
(2)负极：①活泼性较强的金属；②流出电子或电流流入；③发生氧化反应；④阴离子流向的极；⑤电极不断溶解(质量减少)的极。
1．铜锌原电池的工作原理
装置
电极
Zn
Cu
反应现象
逐渐溶解
铜片上有红色物质析出
电极名称
负极
正极
得失电子
失电子
得电子
电子流向
电子流出
电子流入
电流方向
电流流入
电流流出
反应类型
氧化反应
还原反应
电极反应式
Zn－2e－===Zn2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
总电池反应式
Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
2.原电池的构成条件
3．盐桥的成分及作用
1．铜锌原电池中正、负极材料是什么？写出正、负极反应式。
提示：Zn作负极，电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋；Cu作正极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu。21教育网
2．原电池装置中，盐桥中离子移动的方向是什么？
提示：盐桥中的Cl－移向负极(ZnSO4溶液)，K＋移向正极(CuSO4溶液)。
3．原电池装置中，盐桥的作用是什么？
提示：①形成闭合回路；②保持两溶液呈电中性，使电池反应能持续发生。
1．原电池工作原理图解
2．原电池正、负极的判断
(1)判断方法
①由电极材料判断。一般是较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
②由电流方向或电子流向判断。电流是由正极流向负极；电子是由负极流向正极。
③由电解质溶液中离子的移动方向判断。阳离子移向的极是正极，阴离子移向的极是负极。
④由原电池两极发生反应的类型判断。发生氧化反应的电极是负极，发生还原反应的电极是正极。
⑤根据电极现象判断。溶解的一极为负极，增重或有气泡放出的一极为正极。
(2)注意事项
原电池的电极类型不仅跟电极材料有关，还与电解质溶液的性质有关。如镁-铝电极在稀硫酸中构成原电池，镁为负极，铝为正极；而镁-铝电极在氢氧化钠溶液中构成原电池，铝为负极，镁为正极；Fe-Cu-浓HNO3构成的原电池，Fe钝化，而Cu作负极。
3．带盐桥原电池装置中两个“半电池”
以锌铜原电池为例，如图所示：
(1)Zn-ZnSO4半电池：在ZnSO4溶液中，锌片逐渐溶解，即Zn被氧化，锌原子失去电子，形成Zn2＋进入溶液，即Zn－2e－===Zn2＋；从锌片上释放出的电子，经过导线流向铜片。
(2)Cu-CuSO4半电池：CuSO4溶液中的Cu2＋从铜片上得到电子，还原为铜单质并沉积在铜片上，即Cu2＋＋2e－===Cu。21·cn·jy·com
(3)盐桥的作用：电池工作时，盐桥中的Cl－会移向ZnSO4溶液，K＋移向CuSO4溶液，使两溶液均保持电中性。当取出盐桥后，形成断路，反应停止。2-1-c-n-j-y
1.关于如图所示装置的叙述，正确的是( )
A．铜是负极，铜片上有气泡产生
B．铜片质量逐渐减少
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．氢离子在铜片表面被还原
解析：选D 由所给图示可知，Zn为原电池负极，失去电子被氧化，电子经导线流向正极铜电极，溶液中的氢离子在正极得到电子而被还原为H2；电流方向与电子流动的方向相反。21*cnjy*com
2．铜锌原电池(如下图)工作时，下列叙述正确的是( )
①正极反应为Zn－2e－===Zn2＋
②电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
③在外电路中，电子从负极流向正极
④盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
解析：选B ①正极发生还原反应：Cu2＋＋2e－===Cu，负极发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋；②由正、负两极发生的电极反应合并得总反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu；③电子流向为负极沿导线到正极；④由于Cu2＋放电，为使CuSO4溶液保持电中性，则盐桥中的K＋移向CuSO4溶液，Cl－移向ZnSO4溶液。
1．加快化学反应速率
构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快。如实验室制H2时，粗锌比纯锌与稀硫酸反应快，或向溶液中滴入几滴CuSO4溶液，反应加快。
2．比较金属的活动性强弱
(1)对于酸性电解质，一般是作负极的金属活动性强，作正极的金属活动性较弱。
(2)常用比较方法
3．设计原电池
Ⅰ.一般思路
(1)理论上，自发的氧化还原反应，可以设计成原电池。
(2)外电路。
还原性较强的物质被氧化氧化性较强的物质被还原
(3)内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作定向移动。
Ⅱ.设计方法——“两极一液一连线”
(1)根据电池总反应写出电极反应式。
(2)电极材料的选择：电池的电极必须导电。一般电池中的负极必须能够与电解质溶液反应，容易失去电子，因此负极一般是活泼的金属材料；正极和负极不能用同一种材料，两个电极可以是活泼性不同的两种金属，或一种金属和非金属。例如，铜锌原电池中，锌板作电池的负极，铜板作电池的正极。【版权所有：21教育】
(3)电解质溶液的选择：电解质溶液是为负极提供放电的物质，因此，电解质溶液一般要能够与负极发生反应。例如：Zn-Cu-稀H2SO4形成的原电池中，Zn与稀H2SO4能发生氧化还原反应。
(4)形成闭合回路。
1．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：选C 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、还原性的规律知金属活动性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。21cnjy.com
2．将2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)反应设计的原电池如下图所示。请回答下列问题：【来源：21·世纪·教育·网】
(1)电极X的材料是________，电解质溶液Y是________。
(2)外电路中的电子是从________电极流向________电极。
(3)银电极上发生的电极反应式为________________________________________。
解析：由总反应知负极反应：Cu－2e－===Cu2＋；正极反应：2Ag＋＋2e－===2Ag。(1)由图示分析知X作负极，电极材料是铜，Y中电解液中含Ag＋，只能是AgNO3溶液。(2)在外电路中，电子从负极流向正极，故电子从X电极流向Ag电极。
答案：(1)Cu AgNO3 (2)X(或Cu) Ag
(3)2Ag＋＋2e－===2Ag
[三级训练·节节过关]
1．有关原电池的下列说法中，正确的是( )
A．在外电路中电子由正极流向负极
B．在原电池中，只有金属锌作负极
C．原电池工作时，阳离子向正极方向移动
D．原电池工作时，阳离子向负极方向移动
解析：选C 在原电池工作时 ，电子由负极流向正极，A错误；在原电池中，活泼金属作负极，不一定是锌，B错误；原电池工作时，电解质溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，C正确，D错误。www.21-cn-jy.com
2．在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是( )
A．正极附近的SO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
解析：选D 在Zn-Cu-H2SO4组成的原电池中，Zn为负极，发生氧化反应，Cu为正极，发生还原反应，正极上产生H2，电子由锌片流向铜片，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。【来源：21cnj*y.co*m】
3．事实证明，原电池中发生的反应通常是放热反应。利用下列化学反应可以设计成原电池的是( )
A．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH>0
B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH<0
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH<0
D．CaCO3(s)＋2HCl(aq)===CaCl2(aq)＋H2O(l)＋CO2(g) ΔH<0
解析：选C 原电池反应是自发进行的氧化还原反应，由条件知是放热反应，A为吸热反应，B、D不是氧化还原反应。
4．一个原电池总反应的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该反应的原电池的正确组成是( )
选项
A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Cu
Mg
负极
Cu
Zn
Zn
Zn
电解质溶液
CuCl2
H2SO4
CuSO4
CuCl2
解析：选C 根据Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu知，Zn发生氧化反应，Zn－2e－===Zn2＋，是电池负极；正极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，故正极材料可以是石墨或Cu等，电解质溶液应是可溶性铜盐溶液，C项符合。21教育名师原创作品
5．(1)下列装置属于原电池的是________。
(2)在选出的原电池中，________是负极，发生________反应，________是正极，该极的现象是________________________________________________________________________。
(3)此原电池反应的化学方程式为___________________________________________。
解析：(1)根据构成原电池的条件判断：⑤属于原电池。(2)(3)在⑤原电池中，Fe为负极，发生氧化反应，Cu为正极，发生还原反应，Cu表面有气泡产生，反应为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。
答案：(1)⑤ (2)Fe 氧化 Cu Cu表面有气泡产生
(3)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
6．(1)事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________(填字母，下同)。
a．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH>0
b．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH<0
c．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH<0
若以KOH溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池，其正极的电极反应为______________________。
(2)某同学用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂－KNO3的U形管)设计成一个原电池，如图所示，下列判断中正确的是________。
a．实验过程中，左侧烧杯中NO浓度不变
b．实验过程中取出盐桥，原电池能继续工作
c．若开始时用U形铜代替盐桥，装置中无电流产生
d．若开始时用U形铜代替盐桥，U形铜的质量不变
解析：(1)根据题中信息，设计成原电池的反应通常是放热反应，排除a，根据已学知识，原电池反应必是自发进行的氧化还原反应，排除c。原电池正极发生还原反应，由于是碱性介质，则电极反应中不应出现H＋，故正极的电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。(2)该原电池的工作原理是Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋，盐桥起形成闭合回路和平衡电荷的作用，因此当电池工作时，盐桥中的NO向负极移动，因此左侧烧杯中NO的浓度将增大，a错误。当取出盐桥，不能形成闭合回路，电池处于断路状态，不能继续工作，b错误。若开始时用U形铜代替盐桥，则左侧烧杯相当于电解装置，而右侧烧杯相当于原电池装置，电极反应从左往右依次为阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，负极：Cu－2e－===Cu2＋，正极Ag＋＋e－===Ag，由此可知c错误、d正确。
答案：(1)b O2＋2H2O＋4e－===4OH－ (2)d
1．下列装置中，能构成原电池的是( )
解析：选D 酒精为非电解质，A错误；选项B中未使用盐桥，没有形成闭合回路；C项中两个电极材料相同，不能形成原电池。依据原电池的构成条件可知D正确。
2．下列四位同学的说法正确的是( )
解析：选A 在原电池中，较活泼的金属作负极，失去电子发生氧化反应，电子从负极流出经导线流向正极，内电路中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故只有A项正确。
3.有关如图所示原电池的叙述，正确的是(盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液)( )
A．铜片上有气泡逸出
B．取出盐桥后，检流计依然发生偏转
C．反应中，盐桥中的K＋会移向CuSO4溶液
D．反应前后铜片质量不改变
解析：选C 由题图可得知，Cu为正极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，Zn为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，则铜片上应有固体析出，反应后铜片质量增加，所以A、D均错误；取出盐桥后，原电池成断路，因此检流计不会再发生偏转，B错误；盐桥中的K＋会移向正极即移向CuSO4溶液，C正确。
4.如图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是( )
A．外电路的电流方向为X→外电路→Y
B．若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为Zn
C．若两电极都是金属，则它们的活泼性为X>Y
D．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应
解析：选C 由图可知，电子的流动方向是X→外电路→Y，则电流的方向为Y→外电路→X；X为原电池的负极，Y为正极，X的活动性比Y的强；X极应发生氧化反应，Y极应发生还原反应，A、B、D错误，C正确。
5．实验室准备较快地制取氢气，可采用的方法是( )
A．用纯锌与稀H2SO4溶液反应
B．用纯锌与浓HCl溶液反应
C．用粗锌与HNO3溶液反应
D．用在CuSO4溶液中浸泡过的锌与稀H2SO4溶液反应
解析：选D B项会混入大量的HCl；C项不产生H2；D项中锌表面有置换出的铜，放入稀H2SO4溶液时，会构成原电池而加快H2的逸出，故A错误、D正确。
6．将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸中，并经过一段时间后，下列各叙述中正确的是( )
A．负极有Cl2逸出，正极有H2逸出
B．负极附近Cl－的浓度减小
C．正极附近Cl－的浓度逐渐增大
D．溶液中Cl－的浓度基本不变
解析：选D Fe为负极，Fe－2e－===Fe2＋；Ag为正极：2H＋＋2e－===H2↑，Cl－的浓度基本不变。
7.如图所示的装置，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，片刻后可观察到的现象是(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
解析：选D 该装置是一个Fe为负极、Ag为正极、CuSO4溶液为电解质溶液的原电池，负极反应Fe－2e－===Fe2＋，正极反应Cu2＋＋2e－===Cu，因此，铁圈质量减小，银圈质量增大。
8．X、Y、Z、W四种金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中组成原电池。X、Y相连时，X为负极，Z、W相连时，电流方向是W→Z；X、Z相连时，Z极上产生大量气泡，W、Y相连时，W极发生氧化反应。据此判断四种金属的活动性顺序是( )
A．X>Z>W>Y B．Z>X>Y>W
C．X>Y>Z>W D．Y>W>Z>X
解析：选A X、Y相连，X为负极，活动性X>Y；Z、W相连，电流W→Z，活动性Z>W；X、Z相连，Z放气泡，活动性X>Z；W、Y相连，W被氧化，活动性W>Y。则活动性由强到弱的顺序为X>Z>W>Y。【出处：21教育名师】
9．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
10．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)此盐桥内为饱和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(锌电池)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)
1．有关电化学知识的描述正确的是( )
A．CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能
B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是由KCl饱和溶液制得的琼脂
C．因为铁的活动性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁作负极，铜作正极
D．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可被设计成原电池
解析：选D CaO＋H2O===Ca(OH)2不是氧化还原反应，不能设计成原电池，A项错误；B项中会发生反应：KCl＋AgNO3===AgCl↓＋KNO3，生成的AgCl会使盐桥的导电性减弱，所以盐桥中不能使用KCl，可换成KNO3，B项错误；由于铁遇到浓硝酸会发生钝化，而铜可与之发生反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，Cu失电子被氧化，作原电池的负极，所以C项错误。
2．将纯锌片和纯铜片按图所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( )
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H＋浓度均减小
D．产生气泡的速度甲比乙慢
解析：选C 由题目中所给图示可知，甲中形成闭合回路，符合形成原电池的条件，其中铜作正极，发生电极反应为2H＋＋2e－===H2↑；乙不能构成闭合回路，不能形成原电池，只在锌片上发生反应Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，两者都消耗H＋。由于原电池的形成，故甲的反应速率比乙快。
3．结合下图判断，下列叙述不正确的是( )
A．Ⅰ、Ⅱ的反应原理均是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
B．Ⅰ、Ⅱ中均有电子转移，均是把化学能转化为电能
C．随着反应的进行，Ⅰ、Ⅱ中CuSO4溶液颜色均渐渐变浅
D．取a中溶液，加足量Ba(NO3)2溶液，过滤后向滤液中加AgNO3溶液，有沉淀产生
解析：选B Ⅰ中发生的是化学反应，没有电能产生，Ⅱ中发生的是电化学反应，化学能转化为电能，但二者的反应原理都是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，A项正确，B项错误；随着反应的进行，Ⅰ、Ⅱ中(Cu2＋)逐渐减小，溶液颜色均渐渐变浅，C项正确；在原电池工作过程中，盐桥中的Cl－移向负极，即a中溶液含有Cl－故取a中溶液，加足量Ba(NO3)2溶液，过滤后向滤液中加AgNO3溶液，有AgCl沉淀产生，D项正确。
4.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(如图)。以下有关该原电池的叙述正确的是( )21·世纪*教育网
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．③④
C．②④ D．②③
解析：选C 由于活动性：Cu>Ag，则Cu作负极，电解质溶液为Cu(NO3)2溶液；Ag作正极，电解质溶液为AgNO3溶液，盐桥形成闭合回路。①在外电路中，电流由银电极流向铜电极，错误；②正极为溶液中Ag＋得到电子被还原变为Ag，电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，正确；③实验过程中取出盐桥，因为不能形成闭合回路，所以原电池不能继续工作，错误；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，正确。
5.298 K时，在FeCl3溶液中加少量锌粒后，Fe3＋被还原成Fe2＋。据此某学习小组设计如图所示的原电池装置。下列有关说法正确的是( )
A．正极电极反应为Zn－2e－===Zn2＋
B．左边烧杯中溶液的红色变浅
C．Pt电极上有气泡出现
D．该电池的总反应为3Zn＋2Fe3＋===3Zn2＋＋2Fe
解析：选B A项，反应Zn－2e－===Zn2＋为负极反应，错误；B项，左边烧杯中发生反应Fe3＋＋e－===Fe2＋，Fe3＋浓度减小，溶液的红色变浅，正确；C项，Pt电极上发生的反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，没有气泡出现，错误；D项，根据题目所给信息知，该电池总反应为Zn＋2Fe3＋===Zn2＋＋2Fe2＋，错误。www-2-1-cnjy-com
6．如图所示装置中，可观察到检流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是( )2·1·c·n·j·y
选项
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸溶液
B
铜
锌
稀盐酸
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液
解析：选C N棒变细，说明N为较活泼金属作负极，M棒变粗，说明M为正极，电解质溶液中的阳离子得电子析出金属。21世纪教育网版权所有
7．某原电池装置如图所示。下列有关叙述中，正确的是( )
A．Fe作正极，发生氧化反应
B．负极反应：Al－3e－＋3OH－===Al(OH)3↓
C．工作一段时间后，盛有稀硫酸溶液的烧杯中pH不变
D．盐桥中的Cl－向左边烧杯中移动，使该烧杯中溶液保持电中性
解析：选D A项，铝的金属性强于铁，则铝是负极，铁是正极，铁上发生还原反应，错误；B项，铝是负极，失去电子，电极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O，错误；C项，工作一段时间后，盛有稀硫酸溶液的烧杯中氢离子放电，浓度降低，则pH增大，错误；D项，铝是负极，则盐桥中的Cl－向左边烧杯中移动，使该烧杯中溶液保持电中性，D正确。
8．有关下图装置的说法中正确的是( )
A．氧化剂与还原剂必须直接接触，才能发生反应
B．乙池中电极反应式为NO＋4H＋＋e－===NO2↑＋2H2O
C．当铜棒质量减少6.4 g时，甲池溶液质量增加6.4 g
D．当铜棒质量减少6.4 g时，向乙池密封管中通入标准状况下1.12 L O2，将使气体全部溶于水
解析：选D A项，该原电池中氧化反应与还原反应是在两个不同的烧杯中完成的，因此氧化剂与还原剂没有直接接触，A项错误；B项，乙池是正极，溶液中的NO得到电子，电极反应式为NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O，B项错误；C项，当铜棒质量减少6.4 g(即0.1 mol)时，甲池溶液中Cu2＋增加0.1 mol，但由于盐桥中Cl－向甲池中移动，所以溶液增加的质量大于6.4 g，C项错误；D项，当铜棒质量减少6.4 g(即0.1 mol)时，转移电子的物质的量是0.2 mol，所以根据电极反应式NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O可知，生成NO2的物质的量是0.2 mol，则根据反应式4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知需要氧气的物质的量是0.05 mol，其在标准状况下的体积是1.12 L，D项正确。
9．由锌片、铜片和200 mL稀H2SO4组成的原电池如图所示。
(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，原硫酸的物质的量浓度是________(设溶液体积不变)。
解析：n(H2)＝1.68 L/22.4 L·mol－1＝0.075 mol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，m(Zn)＝0.075 mol×65 g·mol－1＝4.875 g，n(e－)＝0.15 mol×6.02×1023mol－1＝9.03×1022，c(H2SO4)＝＝0.75 mol·L－1。
答案：(1)Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
(2)由Cu极流向Zn极
(3)4.875 9.03×1022 0.75 mol·L－1
10．将反应IO＋5I－＋6H＋??3I2＋3H2O设计成如图所示的原电池。
(1)开始时向甲烧杯中加入少量浓硫酸，电流计指针向右偏转，此时甲池中发生的电极反应式为____________________，工作过程中关于电流计的读数，下列说法正确的是______(填编号)。
a．电流计读数逐渐减小 B．电流计读数有可能变为0
c．电流计读数一直不变 D．电流计的读数逐渐增大
(2)如果在加浓硫酸前， 甲、乙烧杯中都加入淀粉溶液，则溶液变蓝的烧杯是______(填“甲”“乙”或“甲、乙”)。
(3)工作一段时间后，如果再向甲烧杯滴入浓NaOH溶液，此时乙池中发生的电极反应式为________________________，电流计指针向______(填“左”或“右”)偏转。
解析：(1)根据题中信息，I－失电子被氧化，说明乙池中石墨作负极，其电极反应式为2I－－2e－===I2，则甲池中石墨作正极，其电极反应式为2IO＋12H＋＋10e－===I2＋6H2O，随反应的进行，碘离子和碘酸根离子的量减小，通过的电量减小，电流计读数不断减小，当反应达到平衡后，电流计的读数为0，故a、b说法正确。(2)根据(1)的分析，两烧杯中都有I2的存在，加入淀粉后，都变蓝；(3)甲烧杯中滴入NaOH溶液，消耗H＋，促使反应向逆反应方向进行，乙池中电极反应式：I2＋2e－===2I－，则甲池中电极反应式：I2＋12OH－－10e－===2IO＋6H2O，甲池失电子，电流计指针向左偏转。
答案：(1)2IO＋10e－＋12H＋===I2＋6H2O a、b (2)甲、乙 (3)I2＋2e－===2I－ 左
课件31张PPT。溶解红色负正失得流出流入流入流出氧化还原Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===CuZn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(四)”
(单击进入电子文档)
第三课时 电解池的工作原理
——————————————————————————————————————
[课标要求]
1．了解电解、电解池的概念，理解电解原理。
2．学会比较离子的放电顺序，能正确书写电解池的电极反应式和总反应方程式。
3．熟悉电解规律和电解产物的判断方法。
1．电解池组成“三条件”：
①外接电源；②电解质溶液；③闭合回路。
2．离子放电“两顺序”(惰性电极)：
阳极：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－。
阴极：Ag＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(H2O)＞Al3＋。
3．电解池阴、阳极“四特点”：
阳极：外接直流电源正极—流出电子—发生氧化反应—阴离子移向。
阴极：外接直流电源负极—流入电子—发生还原反应—阳离子移向。
1．电解熔融的氯化钠
电解装置
电解过程分析
通电前
存在微粒
Na＋、Cl－
微粒移动
自由移动
通电后
微粒移动
Na＋移向阴极
Cl－移向阳极
电极反应
阴极：2Na＋＋2e－===2Na
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
电解反应
2NaCl2Na＋Cl2↑
实验现象
阴极：产生银白色金属
阳极：产生黄绿色气体
2．电解CuCl2溶液
电解装置
电解过程分析
通电前
存在微粒
Cu2＋、Cl－、H＋、OH－
微粒运动
自由移动
通电后
微粒运动
Cu2＋、H＋移向阴极
Cl－、OH－移向阳极
电极反应
阴极：Cu2＋＋2e－===Cu
阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
电解反应
CuCl2Cu＋Cl2↑
实验现象
阴极：覆盖一层红色固体
阳极：①有气泡放出；
②闻到刺激性的气味；
③湿润的淀粉碘化钾试纸变为蓝色
3.电解的概念
在直流电的作用下，在两电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
4．电解池
(1)概念：将电能转化为化学能的装置。
(2)构成条件
①两个电极：阳极——与电源正极连接；
阴极——与电源负极连接。
②电解质溶液或熔融电解质。
③直流电源。
④构成闭合回路。
(3)工作原理
①电极反应类型。
阳极→氧化反应；阴极→还原反应。
②电子流向：电源负极→阴极；阳极→电源正极。
③电流方向：电源正极→阳极；阴极→电源负极。
④离子流向：阳离子→阴极；阴离子→阳极。
1．阴、阳离子在电解过程中的移动方向与在原电池中的移动方向有什么区别和联系？
提示：原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极；电解池中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。即阳离子都是移向发生还原反应的电极，阴离子都是移向发生氧化反应的电极 。www.21-cn-jy.com
2．在氯化铜溶液中除了Cu2＋ 和Cl－之外还有H＋和OH－，这两种离子为什么没有得到或失去电子？
提示：电解时，溶液中离子的放电先后顺序与离子的氧化性或还原性有关，氧化性强的阳离子先得电子被还原，还原性强的阴离子先失电子被氧化。Cu2＋比H＋更容易得电子，而Cl－比OH－更容易失电子，可从氧化性强弱的角度比较得电子的顺序，从还原性强弱的角度比较失电子的顺序。【来源：21·世纪·教育·网】
1．电解池电极的判断
2．电解池的工作原理
接通外界电源后，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，经过阴、阳离子的定向运动形成内电路，再从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极，如图所示。
3．电解产物的判断
(1)先判断电极类型，惰性电极是指石墨、Au、Pt等电极，除Au、Pt以外的金属电极是活性电极。
(2)阳极产物的判断：
首先看电极，如果是活性电极，则电极材料失去电子，被溶解；如果是惰性电极，根据阴离子的放电顺序判断。
阴离子的放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F－。
(3)阴极产物的判断：
直接根据阳离子放电顺序判断。
阳离子放电顺序：
Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋>Na＋。
1.如图所示是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断正确的是( )
A．a为负极、b为正极
B．a为阳极、b为阴极
C．电解过程中，d电极质量增加
D．电解过程中，氯离子浓度不变
解析：选C 电流从电源的正极流出，因此a为电源正极，b为负极，则c为阳极，d为阴极；电解CuCl2溶液电极反应为阳极(c电极)2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极(d电极)Cu2＋＋2e－===Cu，故C项正确。2-1-c-n-j-y
2．写出用惰性电极电解下列溶液的电极反应式和电解反应式：
(1)电解NaCl溶液：
阳极：________________________________________________________；
阴极：________________________________________________________；
电解反应式：____________________________________________________
(2)电解CuSO4溶液：
阳极：_________________________________________________________；
阴极____________________________________________________________；
电解反应式：_____________________________________________________。
答案：(1)2Cl－－2e－===Cl2↑ 2H＋＋2e－===H2↑
2NaCl＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2NaOH
(2)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
2Cu2＋＋4e－===2Cu
2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4
1．电解方程式的书写步骤
以用石墨作电极电解CuSO4溶液为例。
第一步：明确溶液中存在的离子。阳离子：Cu2＋、H＋；阴离子：OH－、SO。
第二步：判断阴阳两极附近离子种类及离子放电顺序。阴极：Cu2＋>H＋；阳极：OH－>SO。
第三步：写出电极反应式和总的电解方程式。
阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu；阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋。
根据得失电子数相等，两极反应式相加得总方程式：2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。21世纪教育网版权所有
2．电解规律(惰性电极)
类型
电极反应特点
实例
电解对象
电解质浓度
pH
电解质溶液复原
电解水型
阴：4H＋＋4e－===2H2↑
阳：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
NaOH
水
增大
增大
加水
H2SO4
水
增大
减小
加水
Na2SO4
水
增大
不变
加水
电解电解质型
电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电
HCl
电解质
减小
增大
通入氯化氢气体
CuCl2
电解质
减小
—
加入氯化
铜固体
放H2生碱型
阴极：H2O放H2生碱
阳极：电解质阴离子放电
NaCl
电解质和水
生成新电解质
增大
通入氯化氢气体
放O2生酸型
阴极：电解质阳离子放电
阳极：H2O放O2生酸
CuSO4
电解质和水
生成新电解质
减小
加入氧化铜
1．用惰性电极电解下列溶液，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．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
C．电解硫酸铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
解析：选D 电解稀硫酸，实质上是电解水，硫酸的浓度增大，pH减小，A项错误；电解稀NaOH溶液，也是电解水，NaOH溶液的浓度增大，pH增大，B项错误；电解CuSO4溶液，阴极产物是Cu，阳极产物是O2，由于两电极通过电量相等，故放出Cu与O2的物质的量之比为2∶1，C项错误；电解CuCl2溶液实质是电解CuCl2，阳极产物Cl2，阴极产物Cu，由于两极通过电量相等，生成Cu和Cl2的物质的量之比为1∶1，D项正确。
2．从H＋、K＋、Cu2＋、Cl－、SO中选取适当的离子组成符合下列情况的电解质，进行电解(阳离子只能使用一次)。21·世纪*教育网
(1)以碳棒为电极进行电解，电解质的物质的量减少，水的物质的量保持不变，两极都有气体生成，气体体积相同，则该电解质的化学式为____________，电解的阴极反应：______________________________，电解的阳极反应：________________________________，电解反应式是____________________________。【出处：21教育名师】
(2)以铂丝为电极进行电解，水的物质的量减少，电解质的物质的量保持不变，两极都有气体生成，气体体积比为2∶1，则该电解质的化学式为__________________，阴极反应式为____________________，阳极反应式为______________________________。
(3)以惰性电极电解，电解质的物质的量减少，水的物质的量也减少，pH下降，则电解质的化学式为__________，电解反应式为________________________________________________________________________。
解析：(1)以碳棒为电极进行电解，电解质的物质的量减少，水的物质的量保持不变，两极都有气体生成，气体体积相同，则该电解质的化学式为HCl，电解的阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，电解的阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，电解反应式是2HCl通电,H2↑＋Cl2↑。(2)以铂丝为电极进行电解，水的物质的量减少，电解质的物质的量保持不变，两极都有气体生成，气体体积比为2∶1，则该电解质为活泼金属的含氧酸盐，其化学式为K2SO4，阴极H＋得到电子，电极反应式为4H＋＋4e－===2H2↑，OH－在阳极失去电子，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。(3)以惰性电极电解，电解质的物质的量减少，水的物质的量也减少，pH下降，则电解质为不活泼金属的含氧酸盐，化学式为CuSO4，电解反应式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。【版权所有：21教育】
答案：(1)HCl 2H＋＋2e－===H2↑
2Cl－－2e－===Cl2↑ 2HClH2↑＋Cl2↑
(2)K2SO4 4H＋＋4e－===2H2↑
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(3)CuSO4 2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4
[三级训练·节节过关]
1．下列说法错误的是( )
A．电解质的导电过程是化学变化，而金属的导电是物理变化
B．电解质溶液导电的过程，就是电解质被电解的过程
C．电解质在任何条件下均可以导电
D．电解质溶液导电过程中一定有新物质生成
解析：选C 电解质导电的过程就是被电解的过程，在电解过程中发生氧化还原反应，一定有新物质生成，所以是化学变化；金属导电是靠自由电子的定向移动，无新物质生成，是物理变化，A、B、D项正确；电解质导电只有在电离的前提下，其电离产生的自由移动的离子定向移动能导电，所以C项错误。21*cnjy*com
2.某小组设计电解饱和食盐水的装置如右图，通电后两极均有气泡产生，下列叙述正确的是( )
A．铜电极附近观察到黄绿色气体
B．石墨电极附近溶液先变红
C．溶液中的Na＋向石墨电极移动
D．铜电极上发生还原反应
解析：选D A项，电解饱和食盐水时，若电极为惰性电极，则两极分别产生氯气和氢气，而现在Cu作电极时仍产生两种气体，说明Cu为阴极，石墨为阳极，则石墨电极附近有氯气产生，错误；B项，石墨为阳极，Cu为阴极，氢离子放电生成氢气，则铜电极附近溶液先变红，错误；C项，电解池中的阳离子向阴极移动，所以钠离子向Cu极移动，错误；D项，铜电极为阴极，发生还原反应，正确。21教育名师原创作品
3．用惰性电极电解下列溶液的说法正确的是( )
A．电解氯化钾溶液的过程中，溶液的pH变小
B．电解硝酸银溶液的过程中，阴极质量不变，阳极质量增大
C．电解硫酸钠溶液的过程中，两极产生气体的物质的量不相同
D．电解氢氧化钠溶液的过程中，氢氧化钠的物质的量浓度减小
解析：选C A项，电解KCl溶液生成KOH，溶液的pH增大，错误；B项，电解Ag(NO3)2溶液时，阴极反应：Ag＋＋e－===Ag，阳极反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极质量增大，阳极质量不变，错误；C项，电解硫酸钠溶液实际上是电解水，阳极产生O2，阴极产生H2，其物质的量之比为1∶2，正确；D项，电解氢氧化钠溶液实际上是电解水，氢氧化钠的浓度增大，错误。
4．如图所示 ，甲烧杯中盛有100 mL 0.50 mol·L－1 AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL 0.25 mol·L－1 CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9 g。
(1)电源E为________极。
(2)A极的电极反应式为__________________________，析出物质______mol。
(3)B极的电极反应式为__________________________，析出气体______mL(标准状况)。
(4)D极的电极反应式为__________________________，析出气体______mL(标准状况)。
(5)甲烧杯中滴入石蕊溶液，________极附近变红，如果继续电离，在甲烧杯中最终得到________溶液。
解析：(1)电解池中，发现A极比C极重1.9 g，则A极是阴极，和电源的负极相连即E是负极，F是正极，B是阳极，C是阴极，D是阳极。
(2)A极是阴极，电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，析出金属银，C是阴极，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，析出金属铜，A极比C极重1.9 g，设电路中转移电子的物质的量为x，则108 g·mol－1·x－ g·mol－1·x＝1.9 g，x＝0.025 mol，析出金属银的物质的量是0.025 mol。
(3)B是阳极，该极上是氢氧根离子失电子，电极反应为4OH－－4e－===H2O＋O2↑，电路中转移电子0.025 mol，生成氧气是1/4×0.025 mol＝0.006 25 mol，体积是0.006 25 mol×22.4 L·mol－1＝0.14 L＝140 mL。
(4)D是阳极，该极上的电极反应是2Cl－－2e－===Cl2↑，电路中转移电子0.025 mol，生成氯气是×0.025 mol＝0.012 5 mol，体积是280 mL。
(5)电解硝酸银溶液，在阴极上析出Ag，阳极上放出O2，产生硝酸，滴入石蕊溶液，显红色。
答案：(1)负 (2)Ag＋＋e－===Ag 0.025 (3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 140 (4)2Cl－－2e－===Cl2↑ 280 (5)B HNO3
1．电解池中，阳极的电极材料一定( )
A．发生氧化反应 B．与电源正极相连
C．是铂电极 D．得电子
解析：选B 阳极材料可以是惰性电极，不参加氧化反应，可以是活性电极，参加氧化反应，它们一定与电源正极相连。
2．电解某盐溶液时，在阴、阳两极上一定相等的是( )
A．析出金属的物质的量 B．析出金属的质量
C．通过的电子数目 D．放出气体的体积
解析：选C 电解池的阳极上一定不会析出金属，A、B项错误；阴、阳两极若同时放出气体，放出气体的体积不一定相等，如用石墨电极电解Na2SO4溶液时，阴、阳两极放出H2、O2的体积比为2∶1，D项错误。
3．在某电解质溶液里，用M和N作电极，通电一段时间后，发现M极质量减小，N极质量增大，符合这一情况的是( )
A．电解质溶液是稀硫酸
B．金属M是阳极，金属N是阴极
C．M和N是石墨电极
D．M是阴极，N是阳极
解析：选B M极质量减小，说明M为活性电极材料且作阳极，N极质量增加，说明电解液中有金属离子得电子析出，N作阴极。21·cn·jy·com
4．用铂电极电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别为H2和O2的是( )
A．稀HCl溶液 B．稀Na2SO4溶液
C．CuCl2溶液 D．酸性AgNO3溶液
解析：选B A项，电解稀HCl溶液，阴极产物为H2，阳极产物为Cl2，错误；B项， 电解Na2SO4溶液，实际上是电解水，阴极产物为H2，阳极产物为O2，正确；C项，电解CuCl2溶液，阴极产物为Cu，阳极产物为Cl2，错误；D项，电解酸性AgNO3溶液，阴极产物为Ag，阳极产物为O2和HNO3，错误。
5．用惰性电极电解足量的Cu(NO3)2溶液，下列说法中不正确的是( )
A．阴极发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu
B．阳极发生的电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．若有6.4 g金属Cu析出，放出的O2为0.05 mol
D．恰好电解完时，加入一定量的Cu(NO3)2溶液可恢复到原来的浓度
解析：选D 惰性电极电解足量的Cu(NO3)2溶液，阴极发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，阳极发生的电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，若有6.4 g金属Cu(即0.1 mol)析出，转移电子是0.2 mol，放出的O2为0.2 mol÷4＝0.05 mol，恰好电解完时，应加入一定量的CuO溶液可恢复到原来的浓度，A、B、C正确，D错误。
6．电解CuSO4和NaCl的混合溶液，开始时阴极和阳极上析出的物质分别是( )
A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2
C．H2和O2 D．Cu和O2
解析：选B 混合液中阳离子为Cu2＋、Na＋、H＋，放电能力：Cu2＋>H＋>Na＋；阴离子为Cl－、SO、OH－，放电能力：Cl－>OH－>SO，即阴极Cu2＋放电，产物为Cu，阳极Cl－放电，产物为Cl2。
7．在pH＝a的某电解质溶液中，插入两支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( )【来源：21cnj*y.co*m】
A．NaOH B．H2SO4
C．AgNO3 D．Na2SO4
解析：选A 电解NaOH溶液相当于电解水，NaOH溶液浓度增大，使溶液的pH升高，A项正确；电解H2SO4溶液和电解Na2SO4溶液相似，都使溶液浓度增大，所以溶液的pH分别减小、不变，B、D两项均不正确；电解AgNO3溶液生成HNO3，溶液的pH减小，C项不正确。
8．用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，则下列符合题意的一组是( )
选项
X
Y
Z
W
A
C
Fe
NaCl
H2O
B
Pt
Cu
CuSO4
CuSO4溶液
C
C
C
H2SO4
H2O
D
Ag
Fe
AgNO3
AgNO3晶体
解析：选C A项，阳极为惰性电极，在阳极是Cl－放电，2Cl－－2e－===Cl2↑，在阴极是H＋放电，2H＋＋2e－===H2↑，通入HCl(g)能使溶液恢复到原状态，A项不符合题意；B项，阳极为惰性电极，在阳极是OH－放电，4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，在阴极是Cu2＋放电，2Cu2＋＋4e－===2Cu，加入CuO(s)能使溶液恢复到原状态，B项不符合题意；C项，两电极均为惰性电极，在阴极是H＋放电，在阳极是OH－放电，其实质是电解水，加适量水可使溶液恢复到原状态，C项符合题意；D项，Ag作阳极，为活性电极，电极反应为Ag＋e－===Ag＋，阴极反应为Ag＋－e－===Ag，AgNO3溶液浓度不变。2·1·c·n·j·y
9．如图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b
选项
X
Y
A
MgSO4
CuSO4
B
AgNO3
Pb(NO3)2
C
FeSO4
Al2(SO4)3
D
CuSO4
AgNO3
解析：选D 由图示可知：a、c为阳极，b、d为阴极。A项和C项，在电解池Ⅰ中b极发生反应2H＋＋2e－===H2↑，不符合题意；B项，电解池Ⅱ中d极发生2H＋＋2e－===H2↑，不符合题意；D项，b、d极分别发生反应Cu2＋＋2e－===Cu,2Ag＋＋2e－===2Ag，且m(Cu)10．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，铜为__________极。
(2)A中发生反应的化学方程式为________________________________，溶液酸性__________。
(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，Cu溶解发生反应为Cu－2e－===Cu2＋，石墨为阴极，发生反应为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 阳
(2)4AgNO3＋2H2O4Ag＋4HNO3＋O2 增强
(3)铜片溶解，石墨极上有气体生成，溶液中有蓝色沉淀生成
(4)2H＋＋2e－===H2
1．下列各组中，每种电解质溶液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：选C 电解时只生成氧气和氢气，实际上是电解水，C项符合。
2.用石墨电极电解CuCl2溶液(见右图)。下列分析正确的是( )
A．a端是直流电源的负极
B．通电使CuCl2发生电离
C．阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－===Cu
D．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体
解析：选A 通过图中离子的运动状态可判断连接a的电极为阴极，连接b的电极为阳极，故a端为直流电极的负极，b端为直流电源的正极，A项正确；CuCl2在水溶液中能发生电离，不需要通电，B项错误；阳极发生氧化反应，即2Cl－－2e－=== Cl2↑，C项错误；阴极发生还原反应，析出Cu，在阳极附近可观察到黄绿色气体，D项错误。
3.利用如图装置电解硫酸铜溶液，下列说法正确的是( )
A．b电极上发生氧化反应
B．该装置能将化学能转变成电能
C．电解质溶液中Cu2＋从b电极向a电极迁移
D．若a为铜，则a的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
解析：选D b与电源负极相连，b为阴极，阴极上发生还原反应，A项错误；该装置是电解池，将电能转化为化学能，B项错误；电解池中，阳离子(Cu2＋)向阴极(b极)移动，C项错误；a为阳极，若a为Cu，属于活性电极，则阳极反应为Cu－2e－===Cu2＋，D项正确。
4．下列说法正确的是( )
A．电解NaOH溶液时，溶液浓度将减小，pH增大
B．电解H2SO4溶液时，溶液浓度将减小，pH减小
C．电解Na2SO4溶液时，溶液浓度将增大，pH不变
D．电解NaCl溶液时，溶液浓度将减小，pH不变
解析：选C A项，电解NaOH溶液，实质上是电解水，c(NaOH)增大，pH增大，错误；B项，电解H2SO4溶液，实质上是电解水，c(H2SO4)增大，pH减小，错误；C项，电解Na2SO4溶液，实质上是电解水，c(Na2SO4)增大，pH不变，正确；D项，电解NaCl溶液时，生成NaOH，c(NaCl)减小，pH增大，错误。21教育网
5．如图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板增重，b极板有无色无味气体放出，符合这一情况的是( )
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
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
解析：选A a极质量增加，是金属在a极析出，a极是阴极。B项，Z溶液为NaOH，无金属析出，被排除；又因为b极有无色无味气体生成，只能是O2，而D项电解CuCl2溶液，阳极析出Cl2，D项被排除；在A、C选项中，根据电极名称，X应当作为电源的负极。
6．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：选B 某些不能自发进行的氧化还原反应，可以用电解方法得以实现，Cu作阳极时，自身失去电子被氧化，Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，A项不符合；B项， Na2SO4溶液起增强导电性作用，电解总反应为Cu＋2H2OCu(OH)2＋H2↑，符合题意；C项，电解液H2SO4会与生成的Cu(OH)2发生中和反应，实际上不会生成Cu(OH)2，不符合；D项，H2O导电能力不强，不符合。21cnjy.com
7．纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。采用离子交换膜控制电解液中OH－的浓度制备纳米级Cu2O的装置如图所示，发生的反应为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是( )
A．钛电极发生氧化反应
B．阳极附近溶液的pH逐渐增大
C．离子交换膜应采用阳离子交换膜
D．阳极反应式是2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O
解析：选D 钛极与电源负极相连是阴极发生氢离子得电子的还原反应，故A错误；根据总反应，则阳极反应为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O，消耗氢氧根，pH值减小，故B错误；根据总反应，则阳极反应为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O，所以离子交换膜应采用阴离子交换膜，故C错误；在电解池中，当阳极是活泼电极时，该电极本身发生失电子的还原反应，在碱性环境下，金属铜失去电子的电极反应为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O，故D正确。
8．下图是一套电解装置，两U形管中均盛有50.0 mL电解质溶液，a、b、c、d为Pt电极，通电一段时间后，d电极上析出金属Ag 2.16 g，没有气体产生，同时在b、c两极收集到标准状况下相同体积的气体。请回答：
(1)c为________极，写出c电极上的电极反应式：________________________，c极收集到的气体体积在标准状况下为____________L。21*cnjy*com
(2)b为______极，写出b电极上的电极反应式：开始时是____________，后来________________________________________________________________________。
(3)原CuCl2溶液中溶质的物质的量浓度为__________mol·L－1。
解析：(1)连接电源负极的电极作阴极，连接电源正极的电极作阳极，则c作阳极，阴离子在阳极失电子，放电能力OH－>NO，则OH－先失电子，反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，d极作阴极，其反应式为Ag＋＋e－===Ag，析出2.16 g银单质，整个电路转移电子0.02 mol，故产生氧气×0.02 mol＝0.005 mol，其在标准状况下的体积V(O2)＝0.005 mol×22.4 L·mol－1＝0.112 L。(2)b作阴极，阳离子在阴极上放电，Cu2＋先得电子，其反应式：Cu2＋＋2e－===Cu，根据题目信息，此电极有气体产生，应是H＋得电子，其反应式：2H＋＋2e－===H2↑或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。(3)bc两极产生气体体积相等，即产生氢气的物质的量为0.005 mol，需得到电子0.01 mol，但整个电路共通过0.02 mol电子，推得n(Cu2＋)＝0.01/2 mol＝0.005 mol，故c(CuCl2)＝0.005/(50×10－3)mol·L－1＝0.10 mol·L－1。
答案：(1)阳 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 0.112
(2)阴 Cu2＋＋2e－===Cu 2H＋＋2e－===H2↑或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ (3)0.10
9．A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子为Na＋、Ag＋、NO、SO、Cl－，在如图1所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯分别盛放足量的A、B、C三种溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了10.8 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示。据此回答下列问题：
(1)M为电源的______(填“正”或“负”)极，甲、乙两个烧杯中的电解质分别为________、________(填写化学式)。
(2)计算电极f上生成的气体在标准状况下体积为________L。
(3)写出乙烧杯中的电解反应方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________。
(4)常温下，若电解后甲中A溶液的体积为10 L，则该溶液的c(OH－)为________mol·L－1。
解析：(1)经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了10.8 g，说明c电极为阴极，且乙烧杯中的电解质B为AgNO3，则M是负极，N是正极，a是阴极，b是阳极，d为阳极，e是阴极，f是阳极。电解后，甲溶液的pH变大，说明甲为NaCl溶液，丙溶液的pH不变，说明丙中溶液为Na2SO4溶液。
(2)c电极质量增加10.8 g，则n(Ag)＝＝0.1 mol，n(e－)＝n(Ag)＝0.1 mol，丙中溶液为Na2SO4溶液，电解该溶液相当于电解水，f极(阳极)上析出O2，且n(O2)＝n(e－)＝0.025 mol，V(O2)＝0.025 mol×22.4 L·mol－1＝0.56 L。
(3)电解AgNO3溶液的反应方程式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋4HNO3＋O2↑。
(4)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，转移0.1 mol e－，生成n(NaOH)＝0.1 mol，则c(OH－)＝＝0.01 mol·L－1。
答案：(1)负 NaCl AgNO3 (2)0.56
(3)4AgNO3＋2H2O4Ag＋4HNO3＋O2↑
(4)0.01
课件31张PPT。Na＋、Cl－Na＋2Na＋＋2e－===2Na2Cl－－2e－===Cl2↑银白黄绿Cu2＋、Cl－、H＋、OH－Cu2＋、H＋Cu2＋＋2e－===Cu2Cl－－2e－===Cl2↑覆盖一层红色固体有气泡放出闻到刺激性的气味蓝色
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(六)”
(单击进入电子文档)
第二课时 化学电源
——————————————————————————————————————
[课标要求]
1．知道化学电源的分类方法。
2．熟悉几种常见化学电源和新型化学电源的组成。
3．了解常见化学电源和新型化学电源的工作原理，学会电极反应式的书写。
4．知道化学电源的广泛应用，及废旧电池对环境的危害。
1．银锌钮扣电池的负极是Zn，正极是Ag2O，电解质溶液是KOH溶液；碱性锌锰电池的负极是Zn，正极是MnO2，电解质溶液是KOH溶液。
2．铅蓄电池是最常见的二次电池，正极是PbO2，负极是Pb，电解质溶液是H2SO4溶液。
3．氢氧燃料电池“两类型”：
(1)酸性电解质时：负极反应式：2H2－4e－===4H＋。
正极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
(2)碱性电解质时：负极反应式：2H2＋4OH－－4e－===4H2O。
正极反应式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－。
1．化学电源概述
(1)化学电源的分类
化学电源
(2)各类电池的特点
①一次电池：电池中发生氧化还原反应的物质大部分被消耗后就不能再使用。
②二次电池：又称充电电池或蓄电池，放电后可以再充电，可多次重复使用。
③燃料电池：利用燃料和氧化剂之间的氧化还原反应设计成电池，电极本身不参加反应，燃料和氧化剂不是全部储藏在电池内，而是在工作时不断从外界输入，同时将产物不断排出，因此，能连续不断地提供电流。21·世纪*教育网
(3)废旧电池的回收
废旧电池中含重金属和酸碱等有害物质，应回收利用既减少污染，又节约资源。
2．一次电池
(1)银锌钮扣电池
①基本构造
②工作原理
负极反应：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O；
正极反应：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－；
电池反应：Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag。
(2)普通锌锰干电池
①基本构造
②工作原理
负极反应：Zn－2e－===Zn2＋；
正极反应：2MnO2＋2e－＋2NH===Mn2O3＋2NH3＋H2O；
电池反应：Zn＋2MnO2＋2NH===Zn2＋＋Mn2O3＋2NH3＋H2O。
(3)碱性锌锰电池
①基本构造
②工作原理
负极反应：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2；
正极反应：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH－；
电池反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2
③性能优点
碱性锌锰电池比普通锌锰干电池性优越，它的比能量大，能提供较大电流并连续放电。
[特别提醒] 判断某电极发生反应的物质时，除考虑在该电极上得(或失)电子的物质外，还要考虑得(或失)电子后形成的新物质是否会和电解质溶液中的离子发生反应。
1．普通锌锰干电池在放电时电池总反应方程式可以表示为Zn＋2MnO2＋2NH===Zn2＋＋Mn2O3＋2NH3＋H2O。在此电池放电时，正极(碳棒)上发生反应的物质是( )
A．MnO2和NH B．Zn2＋和NH
C．Zn D．碳棒
解析：选A 在电池的正极上发生的是得电子的还原反应，是电池总反应中氧化剂发生的反应。由普通锌锰干电池的总反应式可知，MnO2与NH发生的反应为正极反应。
2．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。碱性锌锰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)＋2H2O(l)===Zn(OH)2(s)＋2MnOOH，下列说法错误的是( )21cnjy.com
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)＋2H2O(l)＋2e－===2MnOOH(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：选C 由所给的电池总反应式可知，电池工作时，每有1 mol Zn参加反应，则会有2 mol 电子从负极Zn经外电路流向正极，并在正极发生反应：2MnO2(s)＋2H2O(l)＋2e－===2MnOOH(s)＋2OH－(aq)。外电路每通过0.2 mol电子，Zn的质量减少6.5 g。
1．基本构造
2．组成
负极：Pb，正极：PbO2，电解质：硫酸。
3．工作原理
(1)放电过程(原电池反应)
负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4；
正极：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O；
电池反应：Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO===2PbSO4＋2H2O。
(2)充电过程
阴极：PbSO4＋2e－===Pb＋SO(发生还原反应)；
阳极：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO(发生氧化反应)；
总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO。
4．铅蓄电池的优缺点
(1)优点：性能优良、价格低廉、安全可靠，可多次充放电；生产生活中使用广泛。
(2)缺点：比能量低，废弃电池污染环境。
已知铅蓄电池的充、放电过程：
Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。
(1)铅蓄电池放电时，正极区域溶液的pH是如何变化的？
提示：铅蓄电池放电时，正极反应式为PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O，反应消耗H＋，故c(H＋)下降，pH升高。21世纪教育网版权所有
(2)铅蓄电池放电时，两极发生什么反应？充电时两极发生什么反应？据此，在充电时，怎样连接电源的两极？www.21-cn-jy.com
提示：放电时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时，阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应；铅蓄电池在充电时，负极接电源负极，正极接电源正极。
1．二次电池在充电时，正、负电极上发生的反应正好与放电时发生的反应相反，因而充电时，二次电池的正极应与充电电源的正极相连接，电池的负极应与充电电源的负极相连接。【来源：21·世纪·教育·网】
2．充电时发生的电极反应和总反应是放电时发生的反应的逆过程。
(1)放电时，
(2)充电时，
3．可充电电池复杂电极反应式的书写方法
第一步：先标出放电(原电池)总反应式中变价元素的化合价，确定电子转移的方向与数目，指出参与负极和正极反应的物质。www-2-1-cnjy-com
如铅蓄电池中：
＋bO2得到2e－，发生还原反应＋2H2SO42bSO4＋2H2O
第二步：写出一个比较容易书写的电极反应式，书写时一定要注意电极产物是否与电解质溶液共存。如铅蓄电池的负极反应式为Pb＋SO－2e－===PbSO4。
第三步：在电子守恒的基础上，用总反应式减去写出的电极反应式，即得另一极的反应式。如铅蓄电池的正极反应式可用总反应式－负极反应式得到，【出处：21教育名师】
即Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO－(Pb＋SO－2e－)===2PbSO4＋2H2O－PbSO4，
整理得：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O。
1．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：21教育名师原创作品
Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2
有关该电池的说法正确的是( )
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
解析：选A 由总反应可知，放电时，负极Cd发生氧化反应：Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2，负极碱性变弱，C项错误；正极反应为2NiOOH＋2e－＋2H2O===2Ni(OH)2＋2OH－，放电时，OH－由正极向负极移动，D项错误；充电时，电能转化为化学能，B项错误；充电时阳极发生氧化反应，即为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiOOH＋H2O，A项正确。
2．2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是( )
A．a为电池的正极
B．电池充电反应为LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi
C．放电时，a极锂的化合价发生变化
D．放电时，溶液中Li＋从b向a迁移
解析：选C 锂离子电池中，b电极为Li，放电时，Li失电子为负极，LiMn2O4得电子为正极，所以a为电池的正极，A正确；充电时，Li＋在阴极得电子，LiMn2O4在阳极失电子，电池充电反应为LiMn2O4===Li1－x Mn2O4＋xLi，B正确；放电时，a为正极，正极上Li1－x Mn2O4中锰元素得电子，所以锂的化合价不变，C错误；放电时，溶液中阳离子向正极移动，即溶液中Li＋从b向a迁移，D正确。21*cnjy*com
1．氢氧燃料电池原理图示
2．工作原理
通入可燃物(H2)的一极为电池的负极，通入O2的一极为电池的正极。
(1)酸性氢氧燃料电池(电解质为H2SO4)
负极反应：2H2－4e－===4H＋，
正极反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，
总反应：2H2＋O2===2H2O。
(2)碱性氢氧燃料电池(电解质为KOH)
负极反应：2H2＋4OH－－4e－===4H2O，
正极反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，
总反应：2H2＋O2===2H2O。
3．电池特点
(1)能量转换率高，污染小。
(2)工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给，在电极上不断进行反应，连续不断地提供电能。
[特别提醒]
(1)燃料电池的两个电极与其他电池不同，电极材料本身不参与电极反应。
(2)酸性介质中的燃料电池(氧化剂为O2)的正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O；
碱性介质中的燃料电池(氧化剂为O2)的正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－。
1．用稀H2SO4作电解质溶液时，甲烷燃料电池的正、负极反应式如何书写？并写出总反应式。
提示：总反应式是甲烷燃烧的化学方程式CH4＋2O2===CO2＋2H2O，其中正极反应式为2O2＋8H＋＋8e－===4H2O。负极反应式为CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。
2．用KOH作电解质溶液时，甲烷燃料电池的总反应式与“1”中相同吗？试分别写出两极的电极反应式。
提示：不相同；因为CO2与KOH溶液反应生成K2CO3，故总反应式为CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O，其中正极反应式为2O2＋4H2O＋8e－===8OH－，负极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O。2-1-c-n-j-y
有机燃料电池电极反应式书写方法
电池的负极一定是可燃物，有机燃料中各元素的化合价变化遵循一般化合价规则，燃料失电子发生氧化反应，电池的正极多为氧气或空气得电子，发生还原反应，特别注意电解质溶液酸碱性不同的区别。可根据电荷守恒来配平电极反应式。
如乙醇碱性(KOH溶液)燃料电池负极反应式的书写方法。
第一步：确定生成物。
乙醇燃烧生成CO2和H2O，其中CO2与KOH溶液反应生成K2CO3和H2O，故生成物为CO和H2O。
第二步：确定价态的变化及转移电子数。
乙醇(C2H6O)中碳元素的化合价为－2，CO中碳元素的化合价为＋4，故1 mol乙醇完全反应失去2×[4－(－2)]＝12 mol电子。
第三步：列出表达式。
C2H5OH＋OH－－12e－―→CO＋H2O。
第四步：确定电极反应式中各物质的化学计量数。
由碳原子守恒确定CO的化学计量数为2，
由电荷守恒确定OH－的化学计量数为16。
(注：失去12个电子，相当于带12个单位正电荷)
再由氢原子守恒确定H2O的化学计量数为11，
故负极反应式为C2H5OH＋16OH－－12e－===2CO＋11H2O。
1．肼(N2H4)-空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，电解质为20%～30%的KOH溶液，电池总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O。下列关于该电池工作时说法中正确的是( )
A．溶液的pH保持不变
B．溶液中的阴离子向正极移动
C．正极的电极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O
D．负极的电极反应式：N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2
解析：选D A项，因为有水生成，溶液的pH会减小，错误；B项，原电池中，溶液中的阴离子总是移向电池的负极，错误；C项，溶液介质为碱性，正极的电极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误。
2.以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是( )
A．该电池能够在高温下工作
B．电池的负极反应为C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋
C．放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移
D．在电池反应中， 每消耗1 mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体 L
解析：选B A项，高温条件下微生物会变性，错误；B项，负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳，正确；C项，原电池内部阳离子应向正极移动，错误；D项，消耗1 mol氧气生成1 mol二氧化碳，标准状况下体积是22.4 L，错误。
[三级训练·节节过关]
1．在碱性锌锰干电池中，已知氢氧化钾为电解质，发生的电池反应为Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。下列该电池的电极反应正确的是( )
A．负极反应为Zn－2e－===Zn2＋
B．负极反应为Zn＋2H2O－2e－===Zn(OH)2＋2H＋
C．正极反应为2MnO2＋2H＋＋2e－===2MnOOH
D．正极反应为2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
解析：选D 该电池中，负极发生氧化反应：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，正极发生还原反应：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH－。A、B、C均错误。
2．可用于电动汽车的铝－空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是( )
A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液时，正极反应都为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．以NaOH溶液为电解质溶液时，负极反应为Al＋3OH－－3e－===Al(OH)3↓
C．以NaOH溶液为电解质溶液时，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
解析：选A 电解质溶液显碱性或中性，该燃料电池的正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，A正确；以NaOH作电解质时，负极电极反应为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O，B错误；将正、负极反应据电子守恒加和得出电池反应为4Al＋3O2＋4OH－===4AlO＋2H2O，因消耗OH－同时生成H2O，溶液中c(OH－)减小，pH减小，C错误；原电池工作时，电子通过外电路从负极流向正极，D错误。【来源：21cnj*y.co*m】
3．镍氢电池是近年来开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镍镉电池。镍氢电池的总反应式是H2＋2NiO(OH) 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：选D 根据电池反应可看出放电时，H2在负极被氧化，NiO(OH)在正极被还原，而充电时则是氢元素被还原，镍元素被氧化。
4．Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器，该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4-SOCl2，电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2，请回答下列问题：
(1)电池的负极材料为________，发生的电极反应为________________________
________________________________________________________________________。
(2)电池正极发生的电极反应为___________________________________________。
(3)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是
________________________________________________________________________。
解析：分析反应的化合价变化，可得Li为还原剂，SOCl2为氧化剂。先写出简单的负极反应式Li－e－===Li＋，再用总反应式减去负极反应式得正极反应式。
答案：(1)Li Li－e－===Li＋
(2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2
(3)Li能和氧气、水反应，且SOCl2也与水反应
1．下列有关电池的说法不正确的是( )
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
解析：选B 手机用电池是可充电电池，A正确；铜锌原电池，Cu为正极，Zn为负极，外电路中电子由负极流向正极，B错误；燃料电池将化学能转化为电能，C正确；锌锰干电池，Zn为负极，D正确。
2．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：选D 电池放电时遵循原电池原理，其负极发生氧化反应，元素的化合价升高，负极材料为Zn。
3．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：选B 在原电池中负极失去电子，被氧化，因此锂作为负极，锂只能生成Li＋。
4．铅蓄电池是最常见的二次电池，其电池总反应可以表示为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，下列说法不正确的是( )
A．电池的电解液为酸性溶液，正极为PbO2、负极为Pb
B．电池放电时，正极反应为PbO2＋2e－＋SO＋4H＋===PbSO4＋2H2O
C．电池充电过程中，阳极附近溶液的pH升高
D．电池充电时，阴极反应为PbSO4＋2e－===Pb＋SO
解析：选C A项，铅蓄电池放电时，该装置是原电池，其中Pb失电子发生氧化反应，所以Pb是负极，PbO2是正极，电解液为硫酸，正确；B项，放电时，正极上PbO2得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，正确；C项，电池充电时，阳极反应式为PbSO4＋2H2O===PbO2＋2e－＋SO＋4H＋，酸性增强，pH降低，错误；D项，正确。
5．最近，科学家研制出一种纸质电池，这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH。下列说法不正确的是( )
A．该电池Zn为负极，MnO2为正极
B．该电池的正极反应为MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－
C．导电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路电子由MnO2流向Zn
D．电池工作时水分子和OH－都能通过薄层纸片
解析：选C 电池反应中Zn失电子、MnO2得电子，因此该电池负极为Zn，正极为MnO2。由电池总反应式减去负极反应式Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O即得正极反应式MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－。电子只能由Zn经外电路流向MnO2，而不能通过内电路。
6．Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法错误的是( )2·1·c·n·j·y
A．Mg电极是该电池的负极
B．溶液中Cl－向石墨电极移动
C．该装置中电子从Mg电极流向石墨电极
D．H2O2在石墨电极上发生还原反应
解析：选B Mg-H2O2电池中，Mg是活泼金属，作电池负极，A项正确；在负极，Mg失去电子生成Mg2＋，并不断进入溶液中，所以溶液中的阴离子不断往负极(Mg)移动，B项错误；Mg失去的电子经由外电路转移到石墨电极，C项正确；H2O2在石墨电极上得到电子被还原，发生还原反应，D项正确。
7．不久前，美国一个海军航空站安装了一台250 kW的MCFC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600 ℃～700 ℃，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，已知该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，负极反应为2H2＋2CO－4e－===2H2O＋2CO2，则下列推断中正确的是( )
A．正极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
B．该电池的电极没有参加反应
C．电池供应1 mol水蒸气，转移的电子数为4 mol
D．O2从正极通入，发生氧化反应
解析：选B 该电池为氢氧燃料电池，负极是H2发生氧化反应，正极是O2，发生还原反应，D项错误；燃料电池电极本身不参加反应，B项正确；由总反应式可知，电池供应1 mol水蒸气，转移的电子数为2 mol，C项错误；由总反应式减去负极反应式得正极反应式O2＋2CO2＋4e－===2CO，A项错误。
8．锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnOOH，下列说法中错误的是( )
A．电池工作时，锌失去电子，锌是负极
B．外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g
C．电池负极的电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
D．电池工作时，电子由负极流向正极，溶液中OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动
解析：选D A项，原电池工作时，负极失电子发生氧化反应，正确；B项，由Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnOOH可知，65 g Zn反应转移电子为2 mol，则6.5 g Zn反应转移0.2 mol电子，正确；C项，负极失电子发生氧化反应，其电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，正确；D项，电池工作时，电子由负极流向正极，溶液中K＋、H＋向正极移动，OH－向负极移动，错误。【版权所有：21教育】
9．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。我国发射的“神舟五号”载人飞船是采用先进的甲烷电池为电能来源的，该电池以KOH溶液为电解质，其电池反应为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：(1)根据电池知CH4－xe－―→CO，C元素的化合价由－4→＋4，则有CH4－8e－―→CO，由电荷守恒，左边应配10个OH－，最后根据质量守恒得：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O。
(2)正极反应为2O2＋4H2O＋8e－===8OH－，5.6 L O2的物质的量为0.25 mol，故得电子的物质的量为0.25 mol×4＝1 mol。
(3)由于正极生成OH－，故其附近的pH增大。
答案：(1)CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O
(2)1 (3)增大
10．(1)今有2H2＋O22H2O反应，构成燃料电池，负极通的应是________，正极通的应是________，电极反应式：负极为______________________________________，
正极为___________________________________________________________。
(2)若把KOH溶液改为稀H2SO4作电解质溶液，则电极反应式：负极为________________________________________________________________________，
正极为_____________________________________________________________。
(3)
如图是某笔记本电脑用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。则c电极是______(填“正极”或“负极”)。c电极上发生的电极反应________________________________________________________________________。
解析：(1)碱性条件下，负极反应为2H2－4e－＋4OH－===4H2O，正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。(2)稀H2SO4作电解质时，负极为2H2－4e－===4H＋，正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
(3)据图知c电极流出电子，故为负极，CH3OH在负极失电子，电极反应为CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋。
答案：(1)H2 O2 2H2＋4OH－－4e－===4H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)2H2－4e－===4H＋
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
(3)负极 CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋
1．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是( )
A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细
B．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化
D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
解析：选C 锌锰干电池中锌为负极，被氧化而损耗，碳棒不变，A错误；电池是将化学能直接转变为电能，B错误；氢氧燃料电池负极反应为H2－2e－===2H＋，C正确；太阳能电池采用硅材料制作，D错误。
2．下列电池工作时，O2在正极放电的是( )
解析：选B 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，NiO(OH)在正极放电，D项错误。
3．通过NO传感器可监测NO的含量，其工作原理如图所示，下列说法错误的是( )
A．该装置实现化学能向电能的转化
B．该电池的总反应为2NO＋O2===2NO2
C．NiO电极的电极反应式：NO＋O2－－2e－===NO2
D．当有2.24 L的O2参与反应时，转移了0.4 mol e－
解析：选D A项，装置原理为原电池原理，是把化学能转化成电能的装置，正确；B项，根据装置的工作原理，正极反应：O2＋4e－===2O2－，负极反应：2NO＋2O2－－4e－===2NO2，两式相加得2NO＋O2===2NO2，正确；C项，由B项的分析知，正确；D项，没有说明在标准状况下，错误。21教育网
4．图中是镁-次氯酸钠电池，电池反应为Mg＋ClO－＋H2O===Cl－＋Mg(OH)2↓，下列说法正确的是( )21·cn·jy·com
A．进料口A是次氯酸钠溶液，出料口B主要成分是氯化钠
B．惰性电极附近溶液的pH减小
C．镁电极表面发生氧化反应：Mg－2e－＋2H2O===Mg(OH)2↓＋4H＋
D．Na＋向镁电极方向移动，Mg(OH)2沉淀在两电极之间产生
解析：选A A项，镁-次氯酸钠电池中，次氯酸钠在正极得电子生成氯化钠从出料口B排出；B项，惰性电极反应为ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－，溶液pH增大；C项，因正极反应产生OH－，溶液呈碱性，不会生成H＋；D项，Na＋向正极(惰性电极)移动。
5．将两个铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即可产生电流，称为甲烷燃料电池，下列叙述正确的是( )
①通入CH4的电极为正极；②正极的电极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－；③通入CH4的电极反应式是CH4＋2O2＋4e－===CO2＋2H2O；④负极的电极反应式是CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O；⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动；⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动。
A．①③⑤ B．②④⑥
C．④⑤⑥ D．①②③
解析：选B 据题意知，发生的反应为CH4＋2O2===CO2＋2H2O，反应产生的CO2，处于KOH溶液中，又会转化为CO，故④是正确的。②O2得电子被还原，作正极。⑥溶液中离子移动情况受溶液(原电池内电路)中电流方向影响，内电路电流方向是由负极流向正极，阳离子的运动方向与电流方向相同，故在溶液(原电池内电路)中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
6．(全国卷Ⅰ)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( )
A．正极反应中有CO2生成
B．微生物促进了反应中电子的转移
C．质子通过交换膜从负极区移向正极区
D．电池总反应为C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O
解析：选A 图示所给出的是原电池装置。A.有氧气反应的一极为正极，发生还原反应，因为有质子通过，故正极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，C6H12O6在微生物的作用下发生氧化反应，电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，负极上有CO2产生，故A不正确。B.微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转移，故B正确。C.质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故C正确。D.正极的电极反应式为6O2＋24e－＋24H＋===12H2O，负极的电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，两式相加得电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，故D正确。21*cnjy*com
7.熔融碳酸盐燃料电池，是由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔金属阳极、金属极板构成的燃料电池，其电解质是熔融态碳酸盐。如图是用熔融碳酸盐作电解质，氢气和氧气形成的燃料电池。下列说法不正确的是( )
A．该电池放电时，负极的反应式为H2－2e－＋CO===H2O＋CO2
B．该电池中的CO由左边移向右边
C．该电池放电时，正极的反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO
D．该电池放电时，当转移4 mol电子时正极消耗1 mol O2和2 mol CO2
解析：选B A项，发生氧化反应的一极为负极，H2作还原剂，负极反应式：H2－2e－＋CO===H2O＋CO2，正确；B项， 电解质中阴离子移向负极，即CO从右边移向左边，阳离子从负极移向正极，错误；C项，O2在正极上得到电子，根据电池示意图，O2＋4e－＋2CO2===2CO，正确；D项，根据C项分析，正确。
8．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3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。
(1)放电时负极反应为___________________________________________________。
(2)充电时Fe(OH)3发生________反应。
(3)放电时电子由________极流向________极。
(4)放电时1 mol K2FeO4发生反应，转移电子数是____。
解析：放电时锌在负极发生氧化反应，因为电解质是碱，故负极反应是Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，电子由负极流出，通过外电路流向正极，每1 mol K2FeO4发生反应，转移电子是3 mol，数目是1.806×1024，充电时Fe(OH)3失去电子发生氧化反应。
答案：(1)Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 (2)氧化
(3)负 正 (4)1.806×1024
9.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，完成下列题目。
(1)下列叙述正确的是________。
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)将两电极反应方程式相加得总反应方程式为Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag，使用过程中没有消耗KOH，A项错误；Zn为负极，Ag2O为正极，电子在外电路中由Zn―→Ag2O，故B、D两项错误，C项正确。(2)电池反应方程式为Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag。(3)由电极反应式知，使用时，负极区消耗OH－，造成pH减小，正极区生成OH－，造成pH增大；而电解质溶液的pH不变。
答案：(1)C (2)Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag
(3)减小 增大 不变
课件39张PPT。
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(五)”
(单击进入电子文档)
第四课时 电解原理的应用
——————————————————————————————————————
[课标要求]
1．了解电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜以及电冶金等电解原理的应用。
2．掌握电解原理的有关计算。
1．电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl＋2H2O通电,2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。
2．电镀时，待镀的金属制品作阴极，镀层金属作阳极，用含镀层金属离子的溶液作电镀液。
3．电解精炼铜时，用纯铜作阴极，粗铜作阳极，用CuSO4溶液作电解液。
4．电解熔融Al2O3制取铝，电解熔融MgCl2制取镁，电解熔融NaCl制取钠。
1．电解饱和食盐水
(1)饱和食盐水中存在的离子有Na＋、Cl－、OH－、H＋。通电后，Na＋、H＋向阴极移动，H＋优于Na＋放电，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑；Cl－、OH－向阳极移动，Cl－优于OH－放电，电极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑；总反应方程式为2NaCl＋2H2O通电,2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。21世纪教育网版权所有
(2)电解过程中，由于阴极区H＋浓度变小，使阴极区溶液中水电离的OH－富集。因此，如果设法用隔膜阻止OH－移向阳极，则氢氧化钠可以在阴极附近的溶液中富集，由阴极溶液可以得到NaOH。www.21-cn-jy.com
2．电镀
(1)概念
应用电解原理，在某些金属或非金属材料表面镀上一薄层其他金属或合金的过程，叫作电镀。
(2)电镀的目的
增强材料的抗腐蚀能力，增加表面硬度和美观性。
(3)电镀池的构成
①阳极：镀层金属。
②阴极：待镀金属。
③电解质溶液：含镀层金属离子的溶液。
(4)实例：在餐具上镀银。
①图示(如右)：
②两极反应：
阳极：Ag－e－===Ag＋；
阴极：Ag＋＋e－===Ag。
3．铜的电解精炼
(1)含义：利用电解原理提纯铜。
(2)电解池的构成
①阳极：粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag等杂质)。
②阴极：精(纯)铜。
③电解质溶液：含Cu2＋的电解质溶液。
(3)装置如右图所示：
(4)电极反应
①阳极：Zn－2e－===Zn2＋、
Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、
Cu－2e－===Cu2＋。
②阴极：Cu＋2e－===Cu
③阳极泥：阳极不溶解的金属银等沉积在阳极底部，构成阳极泥。
4．钠、镁、铝的冶炼
(1)电解熔融NaCl：2NaCl通电,2Na＋Cl2↑
(2)电解熔融MgCl2：MgCl2通电,Mg＋Cl2↑。
(3)电解熔融Al2O3：2Al2O34Al＋3O2↑。
[特别提醒]
(1)氯碱工业中所用的饱和食盐水必须精制，以除去食盐水中的Ca2＋、Mg2＋、SO等杂质。
(2)电镀时电解质溶液的浓度不变而电解精炼铜时，电解质溶液的浓度减小。
1.如图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。下列说法不正确的是( )
A．从E口逸出的气体是H2
B．从B中加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性
C．标准状况下每生成22.4 L Cl2，便产生2 mol NaOH
D．完全电解后加适量盐酸可以恢复到电解前的浓度
解析：选D 由图中Na＋的移动方向可知，左边为阳极室，右边为阴极室，阳极2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极2H＋＋2e－===H2↑，同时产生NaOH，电解反应方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。由题意可知A、B项正确；C项，由化学方程式得到产生1 mol Cl2，便产生2 mol NaOH，正确；D项，完全电解后要恢复到电解前的浓度，应通入HCl气体至溶液呈中性，错误。21*cnjy*com
2．关于镀铜和电解精炼铜，下列说法中正确的是( )
A．都用粗铜作阳极、纯铜作阴极
B．电解液的成分都保持不变
C．阳极反应都只有Cu－2e－===Cu2＋
D．阴极反应都只有Cu2＋＋2e－===Cu
解析：选D A项，电镀时镀件作阴极，错误；B项，电解精炼铜时，电解液成分发生变化，错误；C项，电解精炼铜时，比铜活泼的金属杂质(如锌)，比铜更易被氧化Zn－2e－===Zn2＋。
1．计算方法
有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价、元素的相对原子质量、溶液的c(H＋)或c(OH－)及物质的量浓度等。不论哪种计算，均可概括为下列三种方法：
电子守恒法计算
用于串联电路，通过阴、阳两极的电量相同等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等
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
关系式计算
根据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需要的关系式
2.等量关系
(1)当电流通过一个或多个串联的电解池时， 它们皆处于同一闭合电路中，所以各池的电流强度相等，同一时间内通过的电子的物质的量相等。【来源：21cnj*y.co*m】
(2)常见电化学计算的对应关系：
H2～Cl2～O2～Cu～2Ag～2H＋～2OH－。
如电解中析出气体时，在同温同压下析出各气体物质的量之比为n(H2)∶n(Cl2)∶n(O2)＝1∶1∶0.5。21教育网
1．把两个惰性电极插入500 mL的AgNO3溶液中，通入直流电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是( )
A．27 mg B．54 mg
C．108 mg D．216 mg
解析：选B 由题意知，n(H＋)＝cV＝10－3×0.5 mol＝5×10－4 mol，电解AgNO3溶液时，阳极生成O2和HNO3，阴极生成Ag，若设生成Ag为x，则
Ag ～ H＋
1 mol 1 mol
x 5×10－4 mol
x＝5×10－4 mol，m(Ag)＝5×10－4 mol×108 g·mol－1＝0.054 g＝54 mg。
2．如图所示，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气体是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－，
c(OH－)＝0.1 mol·L－1，c(H＋)＝ mol·L－1＝1.0×10－13 mol·L－1，pH＝13。
答案：(1)负 (2)0.025 mol·L－1 (3)13
[三级训练·节节过关]
1．用惰性电极电解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，溶液呈褐色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色
D．电解一段时间后，将全部电解质溶液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
解析：选B 用惰性电极电解NaCl溶液，阳极产物为Cl2，阴极产物为H2和NaOH，不是金属钠，A错误；NaOH溶液使酚酞溶液变红色，C项错误；因产物中生成NaOH，溶液不可能呈中性，D项错误。21·cn·jy·com
2．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．Pt和Ag2CO3溶液 D．Pt和Ag2SO4溶液
解析：选B 镀层金属银作阳极，电镀液为含镀层金属离子的AgNO3溶液作电解质溶液。
3．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是( )
A．电解时以精铜为阳极，以CuSO4溶液为电解液
B．电解时阴极发生还原反应
C．粗铜连接电源负极，其电极反应是Cu－2e－===Cu2＋
D．电解结束后，电解质溶液的浓度保持不变
解析：选B 电解时精铜为阴极，粗铜为阳极，A项错误；溶液中Cu2＋在阴极上得电子，发生还原反应，B项正确；粗铜应该连接电源正极，C项错误；阳极上Fe、Zn、Cu失电子，阴极上只有Cu2＋得电子，电解结束后，电解质溶液中的Cu2＋浓度减小，D项错误。
4．把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、三氧化二铝的三个电解槽串联，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∶l
C．6∶3∶1 D．6∶3∶2
解析：选D 假设电路中通过1 mol 电子，根据K＋→K(得1e－)、Mg2＋→Mg(得2e－)、Al3＋→Al(得3e－)，析出K、Mg、Al的物质的量分别为、、，物质的量之比为∶∶＝6∶3∶2。
5.如图A为直流电源，B为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞溶液的滤纸，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上的a为________极。
(2)滤纸B上发生的总化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)欲在电镀槽中实现铁上镀铜，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__________________________，槽中放的电镀液可以是__________(填一种电解质溶液即可)。
解析：(1)电解NaCl溶液时阴极发生反应2H＋＋2e－===H2↑，生成NaOH遇酚酞变红色，所以电源b为负极，a为正极。(3)接通K，e为电镀池的阳极，为金属铜，发生反应Cu－2e－===Cu2＋，电镀液为含Cu2＋的电解液，f为阴极，发生反应：Cu2＋＋2e－===Cu。
答案：(1)正 (2)2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ (3)Cu－2e－===Cu2＋ Cu2＋＋2e－===Cu CuSO4溶液
1．下列描述中，不符合生产实际的是( )
A．电解法精炼铜，用粗铜作阳极
B．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
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：选B A项，电解法精炼铜，粗铜为阳极，纯铜为阴极，正确；B项，用铁作阳极，阳极上铁被氧化，应使用惰性电极，错误；C项，用涂镍碳钢网作阴极，阴极材料不反应，正确；D项，电镀时，镀层金属作阳极，用锌作阳极，电解液为含有锌离子的电解质溶液，正确。2-1-c-n-j-y
2．在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是( )
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，溶液中含有亚铁离子
解析：选A 电镀时，通常镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液。
3．电解CuSO4溶液时，若要达到以下三点要求：①阳极质量减少；②阴极质量增加；③溶液中c(Cu2＋)不变。可选用的电极是( )
A．纯铜作阳极，含Zn、Ag的铜合金作阴极
B．含Zn、Ag的铜合金作阳极，纯铜作阴极
C．用纯铁作阳极，用纯铜作阴极
D．用石墨作阳极，用惰性电极(Pt)作阴极
解析：选A A项，阳极反应Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应Cu2＋＋2e－===Cu，正确；B项，阳极反应Zn－2e－===Zn2＋，Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应Cu2＋＋2e－===Cu，c(Cu2＋)发生变化，不正确；C项，阳极反应Fe－2e－===Fe2＋，阴极反应Cu2＋＋2e－===Cu，c(Cu2＋)发生变化，不正确；D项，阳极反应4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，阴极反应Cu2＋＋2e－===Cu，c(Cu2＋)发生变化，不正确。
4．用电化学方法提取废弃定影液中的银，同时使处理后的溶液中不引入其他新的重金属离子，下列方案正确的是( )
解析：选D 要用电化学方法提取废弃定影液中的银，同时使处理后的溶液中不引入其他新的重金属离子，则应该用电解原理，因此阴极应该是银，阳极可以是惰性电极，例如碳棒，答案选D。
5.右图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，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。下列判断正确的是( )
A．滤纸上c点附近会变红色
B．Cu电极质量减小，Pt电极质量增大
C．Z中溶液的pH先减小，后增大
D．Z溶液中的SO向Cu电极移动
解析：选A 由题紫红色斑即MnO向d端扩散，阴离子向阳极移动，说明d端为阳极，即b为正极，a为负极，c为阴极。NaCl溶液中c点H＋放电，附近变红色。Z中为电解CuSO4溶液，Pt为阳极，水中的OH－放电，2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，Cu为阴极，溶液中的Cu2＋得电子生成铜，总反应为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，阳极区生成H＋，则SO向Pt极移动，B、D项错误；随着电解的进行，Z溶液变为硫酸，再电解则变为电解水，硫酸浓度增大，C项错误。
6.碘盐的主要成分是KIO3和NaCl，KIO3在工业上可用电解法制取，以石墨和铁为电极，电解KI溶液，化学方程式为KI＋H2O―→KIO3＋H2↑(未配平)。下列有关说法中正确的是( )
A．电解时，石墨作阴极，铁作阳极
B．电解时，在阴极上产生KIO3
C．电解前后电解质溶液pH变大
D．电解中，每转移0.6 mol e－，理论上可得到0.1 mol无水KIO3晶体
解析：选D 配平化学方程式为KI＋3H2OKIO3＋3H2↑。铁是活泼电极不能作阳极，A项错误；阳极发生氧化反应，B项错误；反应后没有酸或碱生成，溶液的pH不变，C项错误；KI―→KIO3发生氧化反应，转移6e－，为阳极反应，D项正确。
7．用惰性电极电解饱和食盐水，当电源供给0.2 mol电子时停止通电，若此溶液体积为2 L，则所得电解液中氢氧根离子浓度为( )21教育名师原创作品
A．1 mol·L－1 B．0.2 mol·L－1
C．0.1 mol·L－1 D．0.01 mol·L－1
解析：选C 由2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑知，当电路中转移2 mol e－时生成2 mol NaOH，即n(NaOH)＝0.2 mol，c(OH－)＝＝0.1 mol·L－1。
8.如图所示，某工厂采用电解法处理含铬(Cr2O)酸性废水，其中，耐酸电解槽以铁板作阴、阳极，电解后，溶液中的Cr2O全部变为Cr3＋，下列说法不正确的是( )
A．M与电源的正极相连
B．出液口排出的溶液中还含有Fe3＋
C．N极电极反应为2H＋＋2e－===H2↑
D．阴极区附近溶液pH降低
解析：选D A项，电解含铬(Cr2O)酸性废水，溶液中的H＋在阴极放电产生H2，所以N与电源的负极相连，作阴极，M与电源的正极连接，作阳极，正确；B项，阳极Fe失去电子变为Fe2＋，然后与溶液中的Cr2O发生反应变为Fe3＋，Cr2O则被还原变为Cr3＋，所以出液口排出的溶液中含有Cr3＋、Fe3＋，正确；C项，在N极，溶液中的H＋得到电子变为H2，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，正确；D项，在阴极区，由于H＋得到电子变为H2，附近溶液的酸性减弱，溶液pH升高，错误。
9.电解原理在化学工业中被广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解质溶液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溶液，则
①电解池中X极上的电极反应为________________________________________，
在X极附近观察到的现象是_____________________________________________。
②Y极上的电极反应为__________________________________________________，
检验该电极反应产物的方法是____________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若用电解法精炼铜，电解质溶液a选用CuSO4溶液，则：
①X极的材料是__________，电极反应为_____________________________________
________________________________。
②Y极的材料是__________，电极反应为_____________________________________
________________________________。
(说明：杂质发生的电极反应不必写出)
解析：(1)用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑。与电源正极相连的极为阳极，所以X极为阴极，Y极为阳极。X极在反应过程中消耗了H2O电离出的H＋，溶液呈碱性，加入酚酞溶液变成红色；Y极产生Cl2，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色。(2)电解精炼铜时，用含杂质的铜作阳极，精铜作阴极。反应过程中阳极上铜以及比铜活泼的金属失去电子，成为离子进入溶液，活泼性比铜弱的金属形成阳极泥；在阴极只有Cu2＋能得到电子成为单质，其他较活泼金属对应的离子不能得到电子。根据题图，X为阴极，Y为阳极。所以X极的材料是精铜，电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu；Y极的材料是粗铜，电极反应：Cu－2e－===Cu2＋。
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极附近，试纸变为蓝色 (2)①精铜 Cu2＋＋2e－===Cu ②粗铜 Cu－2e－===Cu2＋
10．如下图装置所示，C、D、E、F都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。
请回答：
(1)B极是电源的________。
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为________。
(3)现用丙装置给铜件镀银，则H应该是____________(填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是________溶液。当乙中溶液的c(OH－)＝0.1 mol·L－1时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为________，甲中溶液的pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是________________________________________________________________________。
解析：(1)乙池为电解饱和食盐水装置，F极附近变红色，说明F极为阴极。(2)C、D、E、F的电极产物分别为O2、Cu、Cl2、H2，若通过1 mol电子，其物质的量之比为∶∶∶＝1∶2∶2∶2。(3)根据电镀原理，阴极材料应为镀件，电镀液应为硝酸银溶液，当乙中溶液的c(OH－)＝0.1 mol·L－1时(乙溶液体积为500 mL)，电子转移为0.05 mol，根据电子守恒，可知丙中镀件上析出银的物质的量也为0.05 mol，质量为5.4 g，甲池电解产物为Cu、O2、H2SO4，溶液的pH减小。
答案：(1)负极 (2)1∶2∶2∶2 (3)镀件 硝酸银
5．4 g 变小 (4)Fe＋Cu2＋Fe2＋＋Cu
1．将一直流电源的正、负极(电极材料为Pt)，用玻璃片分别压在一张用食盐水、碘化钾、淀粉溶液和石蕊溶液浸透的滤纸上，经过一段时间后，两极附近滤纸的颜色分别是( )
选项
A
B
C
D
阳极
蓝
白
红
蓝
阴极
白
蓝
蓝
蓝
解析：选D 题中所述装置是电解食盐水，阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2使湿润的KI淀粉溶液变蓝色；阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑，阴极附近溶液呈碱性，使石蕊溶液变蓝色。www-2-1-cnjy-com
2．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，则下列叙述中正确的是(已知：氧化性Fe2＋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
解析：选D 电解时阴极发生还原反应，A项错误；电解过程中，阳极Zn、Fe、Ni依次失去电子生成阳离子进入溶液，Cu、Pt不如Ni活泼不被氧化，沉入槽底成为阳极泥，阴极只析出Ni，B项错误，D项正确；电解后溶液中仍有少量的Ni2＋，C项错误。
3．下图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列说法中不正确的是( )
A．装置出口①处的物质是氯气
B．出口②处的物质是氢气，该离子交换膜只能让阳离子通过
C．装置中发生反应的离子方程式为2Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2↑
D．该装置是将电能转化为化学能
解析：选C 出口①处是电解池的阳极区，溶液中的氯离子失电子生成氯气，A项正确；出口②处是电解池的阴极区，溶液中的氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，离子交换膜是阳离子交换膜，只允许阳离子通过，B项正确；电解饱和食盐水生成氢氧化钠和氢气、氯气，离子方程式为2Cl－＋2H2O通电,Cl2↑＋H2↑＋2OH－，C项错误；该装置是电解装置，是把电能转化为化学能，D项正确。2·1·c·n·j·y
4.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和NaCl溶液。通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )【版权所有：21教育】
A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl
B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl
C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl
D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl
解析：选B 电解氯化钠溶液时，阳极反应是氯离子失电子生成氯气，阴极反应是氢离子得电子生成氢气，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，应让氯气在下端产生，即a为负极，b为正极，氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠。
5.如图所示的电解池中，a、b、c、d都是石墨电极，通电一段时间后，a、b、c、d各电极上生成物物质的量之比是( )
A．2∶2∶4∶1
B．1∶1∶2∶1
C．2∶4∶4∶1
D．2∶1∶2∶1
解析：选A a为阴极，Cu2＋得电子生成Cu，b为阳极，Cl－失电子生成Cl2；c为阴极，Ag＋得电子生成Ag，d为阳极，OH－失电子生成O2。根据得失电子守恒，四种产物之间的关系为2Cu—2Cl2—4Ag—O2。21cnjy.com
6． 1 L 0.1 mol·L－1 AgNO3溶液在以Ag作阳极，Fe作阴极的电解槽中电解，当阴极增重2.16 g时，下列判断(设电解按理论进行，溶液不蒸发)正确的是( )
A．溶液的浓度变为0.08 mol·L－1
B．阳极上产生112 mL O2(标准状况)
C．转移的电子数是1.204×1022个
D．反应中有0.01 mol的Ag被氧化
解析：选C 由题意知，阴极反应为Ag＋＋e－===Ag，阳极反应：Ag－e－===Ag＋，由阴极增重2.16 g知，n(Ag)＝n(e－)＝n(Ag＋)＝2.16 g/108 g·mol－1＝0.02 mol。A项，此装置是在铁上镀银，AgNO3溶液浓度不变，错误；B项，由阳极反应知，阳极上没有O2生成，错误；C项，n(e－)＝0.02 mol，N(e－)＝n(e－)×NA＝1.204×1022，正确；D项，反应中被氧化的银为0.02 mol，错误。21·世纪*教育网
7．电解降解法可用于治理水体硝酸盐污染，将NO降解成N2的电解装置如下图所示。下列说法正确的是( )21*cnjy*com
A．电源的正极为b
B．电解时H＋从膜右侧迁移到膜左侧
C．Ag-Pt电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
D．若转移的电子数为1.204×1024，生成N2 5.6 g
解析：选D A项，Ag-Pt作阴极，b连接电源负极，错误；C项，阴极得电子，错误；B项，阳离子向阴极移动，故质子应是由左侧向右侧迁移，错误；D项，根据N原子守恒可知2NO～N2～10e－，转移电子数为1.204×1024，即2 mol电子生成N2 0.2 mol，其N2的质量为5.6 g，正确。
8．某课外活动小组用如图所示装置进行实验，试回答下列问题：
(1)若开始实验时开关K与a连接，则B极的电极反应式为________________。
(2)若开始实验时开关K与b连接，则下列说法正确的是________(填序号)。
①溶液中Na＋向A极移动 ②从A极逸出的气体能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝 ③反应一段时间后向电解液中加适量盐酸可使其恢复到电解前的浓度【来源：21·世纪·教育·网】
(3)该小组运用工业上离子交换膜法制烧碱的原理，用如下图所示装置电解K2SO4溶液。
①该电解槽的阳极反应式为______________________，通过阴离子交换膜的离子数________(填“>”“<”或“＝”)通过阳离子交换膜的离子数。【出处：21教育名师】
②图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH，则a、b、c、d由小到大的顺序为________。
③电解一段时间后，B口与C口产生气体的质量比为________。
解析：(1)开关K与a连接时，是原电池装置，B极是阴极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋。
(2)若K与b连接，是电解池装置，且A是阳极、B是阴极；阳离子向阴极移动；阳极是Cl－失电子生成Cl2，它能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝；阴极产生H2，故由阴、阳两极逸出的气体可知，要使电解液恢复到电解前的浓度需通入HCl气体而非加入盐酸。
(3)①由图示加入的物质可知，阳极是OH－失e－，阴极是H＋得e－，据电荷守恒，则通过阳离子交换膜的K＋数大于通过阴离子交换膜的SO数。②电解后生成的硫酸和KOH溶液的浓度均比原来的大，则bc，又因为碱溶液的pH大于酸溶液的pH，则：b答案：(1)Fe－2e－===Fe2＋ (2)②
(3)①2H2O－4e－===O2↑＋4H＋(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑) < ②b9.电解原理在化学工业中有着广泛的应用。
(1)如右图，其中a是电解液，X、Y是两块电极板。若X、Y是惰性电极，a是CuSO4溶液，则电解时的化学方程式为__________________________________________。通电一段时间后，向烧杯中的电解质溶液中加入0.2 mol CuO粉末，电解质溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为________；当X、Y分别是铁和铜，a仍是CuSO4溶液，则Y极的电极反应式为______________________________。
(2)已知＋2价的铁的化合物通常具有较强的还原性，易被氧化。实验室用亚铁盐溶液与烧碱反应很难制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，但是若用电解的方法却可以较易制得纯净的Fe(OH)2沉淀。制备装置如右图所示，其中a、b两电极材料分别为铁和石墨。
①a电极上的反应式为________________________________________________。
②电解液d最好选________(填字母，下同)。
A．纯水 B．CuSO4溶液
C．NaOH溶液 D．H2SO4溶液
③液体c为__________。
A．四氯化碳 B．硝基苯
C．苯 D．乙醇
解析：(1)用惰性电极电解CuSO4溶液时，化学方程式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。通电一段时间后，向烧杯中的电解质溶液中加入0.2 mol CuO粉末，电解质溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，说明在电解的过程中刚好生成了0.2 mol Cu和0.1 mol O2，所以转移的电子的物质的量为0.4 mol；当X、Y分别是铁和铜时，此反应为电镀，所以Y极的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋。
(2)制备Fe(OH)2沉淀应在无氧环境下，所以液体c应选择密度比水小且与水不互溶的物质，所以选C。
答案：(1)2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 0.4 mol Cu－2e－===Cu2＋
(2)①Fe－2e－===Fe2＋ ②C ③C
课件24张PPT。
“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(七)”
(单击进入电子文档)
课时跟踪检测（七） 电解原理的应用
1．下列描述中，不符合生产实际的是( )
A．电解法精炼铜，用粗铜作阳极
B．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
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：选B A项，电解法精炼铜，粗铜为阳极，纯铜为阴极，正确；B项，用铁作阳极，阳极上铁被氧化，应使用惰性电极，错误；C项，用涂镍碳钢网作阴极，阴极材料不反应，正确；D项，电镀时，镀层金属作阳极，用锌作阳极，电解液为含有锌离子的电解质溶液，正确。
2．在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是( )
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，溶液中含有亚铁离子
解析：选A 电镀时，通常镀层金属作阳极，镀件作阴极，含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液。
3．电解CuSO4溶液时，若要达到以下三点要求：①阳极质量减少；②阴极质量增加；③溶液中c(Cu2＋)不变。可选用的电极是( )【版权所有：21教育】
A．纯铜作阳极，含Zn、Ag的铜合金作阴极
B．含Zn、Ag的铜合金作阳极，纯铜作阴极
C．用纯铁作阳极，用纯铜作阴极
D．用石墨作阳极，用惰性电极(Pt)作阴极
解析：选A A项，阳极反应Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应Cu2＋＋2e－===Cu，正确；B项，阳极反应Zn－2e－===Zn2＋，Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应Cu2＋＋2e－===Cu，c(Cu2＋)发生变化，不正确；C项，阳极反应Fe－2e－===Fe2＋，阴极反应Cu2＋＋2e－===Cu，c(Cu2＋)发生变化，不正确；D项，阳极反应4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，阴极反应Cu2＋＋2e－===Cu，c(Cu2＋)发生变化，不正确。21cnjy.com
4．用电化学方法提取废弃定影液中的银，同时使处理后的溶液中不引入其他新的重金属离子，下列方案正确的是( )【来源：21·世纪·教育·网】
解析：选D 要用电化学方法提取废弃定影液中的银，同时使处理后的溶液中不引入其他新的重金属离子，则应该用电解原理，因此阴极应该是银，阳极可以是惰性电极，例如碳棒，答案选D。21*cnjy*com
5.右图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞溶液的滤纸，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。下列判断正确的是( )
A．滤纸上c点附近会变红色
B．Cu电极质量减小，Pt电极质量增大
C．Z中溶液的pH先减小，后增大
D．Z溶液中的SO向Cu电极移动
解析：选A 由题紫红色斑即MnO向d端扩散，阴离子向阳极移动，说明d端为阳极，即b为正极，a为负极，c为阴极。NaCl溶液中c点H＋放电，附近变红色。Z中为电解CuSO4溶液，Pt为阳极，水中的OH－放电，2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，Cu为阴极，溶液中的Cu2＋得电子生成铜，总反应为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，阳极区生成H＋，则SO向Pt极移动，B、D项错误；随着电解的进行，Z溶液变为硫酸，再电解则变为电解水，硫酸浓度增大，C项错误。www-2-1-cnjy-com
6.碘盐的主要成分是KIO3和NaCl，KIO3在工业上可用电解法制取，以石墨和铁为电极，电解KI溶液，化学方程式为KI＋H2O―→KIO3＋H2↑(未配平)。下列有关说法中正确的是( )21*cnjy*com
A．电解时，石墨作阴极，铁作阳极
B．电解时，在阴极上产生KIO3
C．电解前后电解质溶液pH变大
D．电解中，每转移0.6 mol e－，理论上可得到0.1 mol无水KIO3晶体
解析：选D 配平化学方程式为KI＋3H2OKIO3＋3H2↑。铁是活泼电极不能作阳极，A项错误；阳极发生氧化反应，B项错误；反应后没有酸或碱生成，溶液的pH不变，C项错误；KI―→KIO3发生氧化反应，转移6e－，为阳极反应，D项正确。
7．用惰性电极电解饱和食盐水，当电源供给0.2 mol电子时停止通电，若此溶液体积为2 L，则所得电解液中氢氧根离子浓度为( )2-1-c-n-j-y
A．1 mol·L－1 B．0.2 mol·L－1
C．0.1 mol·L－1 D．0.01 mol·L－1
解析：选C 由2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑知，当电路中转移2 mol e－时生成2 mol NaOH，即n(NaOH)＝0.2 mol，c(OH－)＝＝0.1 mol·L－1。
8.如图所示，某工厂采用电解法处理含铬(Cr2O)酸性废水，其中，耐酸电解槽以铁板作阴、阳极，电解后，溶液中的Cr2O全部变为Cr3＋，下列说法不正确的是( )
A．M与电源的正极相连
B．出液口排出的溶液中还含有Fe3＋
C．N极电极反应为2H＋＋2e－===H2↑
D．阴极区附近溶液pH降低
解析：选D A项，电解含铬(Cr2O)酸性废水，溶液中的H＋在阴极放电产生H2，所以N与电源的负极相连，作阴极，M与电源的正极连接，作阳极，正确；B项，阳极Fe失去电子变为Fe2＋，然后与溶液中的Cr2O发生反应变为Fe3＋，Cr2O则被还原变为Cr3＋，所以出液口排出的溶液中含有Cr3＋、Fe3＋，正确；C项，在N极，溶液中的H＋得到电子变为H2，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，正确；D项，在阴极区，由于H＋得到电子变为H2，附近溶液的酸性减弱，溶液pH升高，错误。21·世纪*教育网
9.电解原理在化学工业中被广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解质溶液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溶液，则
①电解池中X极上的电极反应为________________________________________，
在X极附近观察到的现象是_____________________________________________。
②Y极上的电极反应为__________________________________________________，
检验该电极反应产物的方法是____________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若用电解法精炼铜，电解质溶液a选用CuSO4溶液，则：
①X极的材料是__________，电极反应为_____________________________________
________________________________。
②Y极的材料是__________，电极反应为_____________________________________
________________________________。
(说明：杂质发生的电极反应不必写出)
解析：(1)用惰性电极电解饱和食盐水时，阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑。与电源正极相连的极为阳极，所以X极为阴极，Y极为阳极。X极在反应过程中消耗了H2O电离出的H＋，溶液呈碱性，加入酚酞溶液变成红色；Y极产生Cl2，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色。(2)电解精炼铜时，用含杂质的铜作阳极，精铜作阴极。反应过程中阳极上铜以及比铜活泼的金属失去电子，成为离子进入溶液，活泼性比铜弱的金属形成阳极泥；在阴极只有Cu2＋能得到电子成为单质，其他较活泼金属对应的离子不能得到电子。根据题图，X为阴极，Y为阳极。所以X极的材料是精铜，电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu；Y极的材料是粗铜，电极反应：Cu－2e－===Cu2＋。21世纪教育网版权所有
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极附近，试纸变为蓝色 (2)①精铜 Cu2＋＋2e－===Cu ②粗铜 Cu－2e－===Cu2＋21·cn·jy·com
10．如下图装置所示，C、D、E、F都是惰性电极，甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变)，A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后，F极附近呈红色。
请回答：
(1)B极是电源的________。
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时，对应单质的物质的量之比为________。www.21-cn-jy.com
(3)现用丙装置给铜件镀银，则H应该是____________(填“镀层金属”或“镀件”)，电镀液是________溶液。当乙中溶液的c(OH－)＝0.1 mol·L－1时(此时乙溶液体积为500 mL)，丙中镀件上析出银的质量为________，甲中溶液的pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)若将C电极换为铁，其他装置都不变，则甲中发生总反应的离子方程式是________________________________________________________________________。
解析：(1)乙池为电解饱和食盐水装置，F极附近变红色，说明F极为阴极。(2)C、D、E、F的电极产物分别为O2、Cu、Cl2、H2，若通过1 mol电子，其物质的量之比为∶∶∶＝1∶2∶2∶2。(3)根据电镀原理，阴极材料应为镀件，电镀液应为硝酸银溶液，当乙中溶液的c(OH－)＝0.1 mol·L－1时(乙溶液体积为500 mL)，电子转移为0.05 mol，根据电子守恒，可知丙中镀件上析出银的物质的量也为0.05 mol，质量为5.4 g，甲池电解产物为Cu、O2、H2SO4，溶液的pH减小。
答案：(1)负极 (2)1∶2∶2∶2 (3)镀件 硝酸银
5．4 g 变小 (4)Fe＋Cu2＋Fe2＋＋Cu
1．将一直流电源的正、负极(电极材料为Pt)，用玻璃片分别压在一张用食盐水、碘化钾、淀粉溶液和石蕊溶液浸透的滤纸上，经过一段时间后，两极附近滤纸的颜色分别是( )
选项
A
B
C
D
阳极
蓝
白
红
蓝
阴极
白
蓝
蓝
蓝
解析：选D 题中所述装置是电解食盐水，阳极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2使湿润的KI淀粉溶液变蓝色；阴极反应：2H＋＋2e－===H2↑，阴极附近溶液呈碱性，使石蕊溶液变蓝色。21教育名师原创作品
2．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，则下列叙述中正确的是(已知：氧化性Fe2＋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
解析：选D 电解时阴极发生还原反应，A项错误；电解过程中，阳极Zn、Fe、Ni依次失去电子生成阳离子进入溶液，Cu、Pt不如Ni活泼不被氧化，沉入槽底成为阳极泥，阴极只析出Ni，B项错误，D项正确；电解后溶液中仍有少量的Ni2＋，C项错误。
3．下图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列说法中不正确的是( )
A．装置出口①处的物质是氯气
B．出口②处的物质是氢气，该离子交换膜只能让阳离子通过
C．装置中发生反应的离子方程式为2Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2↑
D．该装置是将电能转化为化学能
解析：选C 出口①处是电解池的阳极区，溶液中的氯离子失电子生成氯气，A项正确；出口②处是电解池的阴极区，溶液中的氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，离子交换膜是阳离子交换膜，只允许阳离子通过，B项正确；电解饱和食盐水生成氢氧化钠和氢气、氯气，离子方程式为2Cl－＋2H2O通电,Cl2↑＋H2↑＋2OH－，C项错误；该装置是电解装置，是把电能转化为化学能，D项正确。2·1·c·n·j·y
4.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和NaCl溶液。通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )
A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl
B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl
C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl
D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl
解析：选B 电解氯化钠溶液时，阳极反应是氯离子失电子生成氯气，阴极反应是氢离子得电子生成氢气，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，应让氯气在下端产生，即a为负极，b为正极，氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠。
5.如图所示的电解池中，a、b、c、d都是石墨电极，通电一段时间后，a、b、c、d各电极上生成物物质的量之比是( )
A．2∶2∶4∶1
B．1∶1∶2∶1
C．2∶4∶4∶1
D．2∶1∶2∶1
解析：选A a为阴极，Cu2＋得电子生成Cu，b为阳极，Cl－失电子生成Cl2；c为阴极，Ag＋得电子生成Ag，d为阳极，OH－失电子生成O2。根据得失电子守恒，四种产物之间的关系为2Cu—2Cl2—4Ag—O2。【出处：21教育名师】
6． 1 L 0.1 mol·L－1 AgNO3溶液在以Ag作阳极，Fe作阴极的电解槽中电解，当阴极增重2.16 g时，下列判断(设电解按理论进行，溶液不蒸发)正确的是( )
A．溶液的浓度变为0.08 mol·L－1
B．阳极上产生112 mL O2(标准状况)
C．转移的电子数是1.204×1022个
D．反应中有0.01 mol的Ag被氧化
解析：选C 由题意知，阴极反应为Ag＋＋e－===Ag，阳极反应：Ag－e－===Ag＋，由阴极增重2.16 g知，n(Ag)＝n(e－)＝n(Ag＋)＝2.16 g/108 g·mol－1＝0.02 mol。A项，此装置是在铁上镀银，AgNO3溶液浓度不变，错误；B项，由阳极反应知，阳极上没有O2生成，错误；C项，n(e－)＝0.02 mol，N(e－)＝n(e－)×NA＝1.204×1022，正确；D项，反应中被氧化的银为0.02 mol，错误。
7．电解降解法可用于治理水体硝酸盐污染，将NO降解成N2的电解装置如下图所示。下列说法正确的是( )
A．电源的正极为b
B．电解时H＋从膜右侧迁移到膜左侧
C．Ag-Pt电极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑
D．若转移的电子数为1.204×1024，生成N2 5.6 g
解析：选D A项，Ag-Pt作阴极，b连接电源负极，错误；C项，阴极得电子，错误；B项，阳离子向阴极移动，故质子应是由左侧向右侧迁移，错误；D项，根据N原子守恒可知2NO～N2～10e－，转移电子数为1.204×1024，即2 mol电子生成N2 0.2 mol，其N2的质量为5.6 g，正确。21教育网
8．某课外活动小组用如图所示装置进行实验，试回答下列问题：
(1)若开始实验时开关K与a连接，则B极的电极反应式为________________。
(2)若开始实验时开关K与b连接，则下列说法正确的是________(填序号)。
①溶液中Na＋向A极移动 ②从A极逸出的气体能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝 ③反应一段时间后向电解液中加适量盐酸可使其恢复到电解前的浓度
(3)该小组运用工业上离子交换膜法制烧碱的原理，用如下图所示装置电解K2SO4溶液。
①该电解槽的阳极反应式为______________________，通过阴离子交换膜的离子数________(填“>”“<”或“＝”)通过阳离子交换膜的离子数。
②图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH，则a、b、c、d由小到大的顺序为________。
③电解一段时间后，B口与C口产生气体的质量比为________。
解析：(1)开关K与a连接时，是原电池装置，B极是阴极，电极反应式为Fe－2e－===
Fe2＋。
(2)若K与b连接，是电解池装置，且A是阳极、B是阴极；阳离子向阴极移动；阳极是Cl－失电子生成Cl2，它能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝；阴极产生H2，故由阴、阳两极逸出的气体可知，要使电解液恢复到电解前的浓度需通入HCl气体而非加入盐酸。
(3)①由图示加入的物质可知，阳极是OH－失e－，阴极是H＋得e－，据电荷守恒，则通过阳离子交换膜的K＋数大于通过阴离子交换膜的SO数。②电解后生成的硫酸和KOH溶液的浓度均比原来的大，则bc，又因为碱溶液的pH大于酸溶液的pH，则：b答案：(1)Fe－2e－===Fe2＋ (2)②
(3)①2H2O－4e－===O2↑＋4H＋(或4OH－－4e－===2H2O＋O2↑) < ②b9.电解原理在化学工业中有着广泛的应用。
(1)如右图，其中a是电解液，X、Y是两块电极板。若X、Y是惰性电极，a是CuSO4溶液，则电解时的化学方程式为___________________________。通电一段时间后，向烧杯中的电解质溶液中加入0.2 mol CuO粉末，电解质溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为________；当X、Y分别是铁和铜，a仍是CuSO4溶液，则Y极的电极反应式为_____________________。
(2)已知＋2价的铁的化合物通常具有较强的还原性，易被氧化。实验室用亚铁盐溶液与烧碱反应很难制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀，但是若用电解的方法却可以较易制得纯净的Fe(OH)2沉淀。制备装置如右图所示，其中a、b两电极材料分别为铁和石墨。
①a电极上的反应式为________________________________________________。
②电解液d最好选________(填字母，下同)。
A．纯水 B．CuSO4溶液
C．NaOH溶液 D．H2SO4溶液
③液体c为__________。
A．四氯化碳 B．硝基苯
C．苯 D．乙醇
解析：(1)用惰性电极电解CuSO4溶液时，化学方程式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。通电一段时间后，向烧杯中的电解质溶液中加入0.2 mol CuO粉末，电解质溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，说明在电解的过程中刚好生成了0.2 mol Cu和
0.1 mol O2，所以转移的电子的物质的量为0.4 mol；当X、Y分别是铁和铜时，此反应为电镀，所以Y极的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋。【来源：21cnj*y.co*m】
(2)制备Fe(OH)2沉淀应在无氧环境下，所以液体c应选择密度比水小且与水不互溶的物质，所以选C。
答案：(1)2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 0.4 mol Cu－2e－===Cu2＋
(2)①Fe－2e－===Fe2＋ ②C ③C
课时跟踪检测（五） 化学电源
1．下列有关电池的说法不正确的是( )
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
解析：选B 手机用电池是可充电电池，A正确；铜锌原电池，Cu为正极，Zn为负极，外电路中电子由负极流向正极，B错误；燃料电池将化学能转化为电能，C正确；锌锰干电池，Zn为负极，D正确。【出处：21教育名师】
2．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：选D 电池放电时遵循原电池原理，其负极发生氧化反应，元素的化合价升高，负极材料为Zn。
3．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：选B 在原电池中负极失去电子，被氧化，因此锂作为负极，锂只能生成Li＋。
4．铅蓄电池是最常见的二次电池，其电池总反应可以表示为Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O，下列说法不正确的是( )
A．电池的电解液为酸性溶液，正极为PbO2、负极为Pb
B．电池放电时，正极反应为PbO2＋2e－＋SO＋4H＋===PbSO4＋2H2O
C．电池充电过程中，阳极附近溶液的pH升高
D．电池充电时，阴极反应为PbSO4＋2e－===Pb＋SO
解析：选C A项，铅蓄电池放电时，该装置是原电池，其中Pb失电子发生氧化反应，所以Pb是负极，PbO2是正极，电解液为硫酸，正确；B项，放电时，正极上PbO2得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，正确；C项，电池充电时，阳极反应式为PbSO4＋2H2O===PbO2＋2e－＋SO＋4H＋，酸性增强，pH降低，错误；D项，正确。
5．最近，科学家研制出一种纸质电池，这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体，在一边附着锌，在另一边附着二氧化锰。电池总反应为Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH。下列说法不正确的是( )
A．该电池Zn为负极，MnO2为正极
B．该电池的正极反应为MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－
C．导电时外电路电子由Zn流向MnO2，内电路电子由MnO2流向Zn
D．电池工作时水分子和OH－都能通过薄层纸片
解析：选C 电池反应中Zn失电子、MnO2得电子，因此该电池负极为Zn，正极为MnO2。由电池总反应式减去负极反应式Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O即得正极反应式MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－。电子只能由Zn经外电路流向MnO2，而不能通过内电路。
6．Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法错误的是( )
A．Mg电极是该电池的负极
B．溶液中Cl－向石墨电极移动
C．该装置中电子从Mg电极流向石墨电极
D．H2O2在石墨电极上发生还原反应
解析：选B Mg-H2O2电池中，Mg是活泼金属，作电池负极，A项正确；在负极，Mg失去电子生成Mg2＋，并不断进入溶液中，所以溶液中的阴离子不断往负极(Mg)移动，B项错误；Mg失去的电子经由外电路转移到石墨电极，C项正确；H2O2在石墨电极上得到电子被还原，发生还原反应，D项正确。21·世纪*教育网
7．不久前，美国一个海军航空站安装了一台250 kW的MCFC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600 ℃～700 ℃，所用燃料为H2，电解质为熔融的K2CO3，已知该电池的总反应为2H2＋O2===2H2O，负极反应为2H2＋2CO－4e－===2H2O＋2CO2，则下列推断中正确的是( )2-1-c-n-j-y
A．正极反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
B．该电池的电极没有参加反应
C．电池供应1 mol水蒸气，转移的电子数为4 mol
D．O2从正极通入，发生氧化反应
解析：选B 该电池为氢氧燃料电池，负极是H2发生氧化反应，正极是O2，发生还原反应，D项错误；燃料电池电极本身不参加反应，B项正确；由总反应式可知，电池供应1 mol水蒸气，转移的电子数为2 mol，C项错误；由总反应式减去负极反应式得正极反应式O2＋2CO2＋4e－===2CO，A项错误。21*cnjy*com
8．锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnOOH，下列说法中错误的是( )21*cnjy*com
A．电池工作时，锌失去电子，锌是负极
B．外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g
C．电池负极的电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2
D．电池工作时，电子由负极流向正极，溶液中OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动
解析：选D A项，原电池工作时，负极失电子发生氧化反应，正确；B项，由Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnOOH可知，65 g Zn反应转移电子为2 mol，则6.5 g Zn反应转移0.2 mol电子，正确；C项，负极失电子发生氧化反应，其电极反应式为Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，正确；D项，电池工作时，电子由负极流向正极，溶液中K＋、H＋向正极移动，OH－向负极移动，错误。
9．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。我国发射的“神舟五号”载人飞船是采用先进的甲烷电池为电能来源的，该电池以KOH溶液为电解质，其电池反应为CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O。21世纪教育网版权所有
(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：(1)根据电池知CH4－xe－―→CO，C元素的化合价由－4→＋4，则有CH4－8e－―→CO，由电荷守恒，左边应配10个OH－，最后根据质量守恒得：CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O。21教育名师原创作品
(2)正极反应为2O2＋4H2O＋8e－===8OH－，5.6 L O2的物质的量为0.25 mol，故得电子的物质的量为0.25 mol×4＝1 mol。
(3)由于正极生成OH－，故其附近的pH增大。
答案：(1)CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O
(2)1 (3)增大
10．(1)今有2H2＋O22H2O反应，构成燃料电池，负极通的应是________，正极通的应是________，电极反应式：负极为______________________________________，
正极为___________________________________________________________。
(2)若把KOH溶液改为稀H2SO4作电解质溶液，则电极反应式：负极为________________________________________________________________________，
正极为_____________________________________________________________。
(3)
如图是某笔记本电脑用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池反应为2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。则c电极是______(填“正极”或“负极”)。c电极上发生的电极反应____________________________________________________________。
解析：(1)碱性条件下，负极反应为2H2－4e－＋4OH－===4H2O，正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。(2)稀H2SO4作电解质时，负极为2H2－4e－===4H＋，正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。21cnjy.com
(3)据图知c电极流出电子，故为负极，CH3OH在负极失电子，电极反应为CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋。
答案：(1)H2 O2 2H2＋4OH－－4e－===4H2O
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)2H2－4e－===4H＋
O2＋4H＋＋4e－===2H2O
(3)负极 CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋
1．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是( )www-2-1-cnjy-com
A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细
B．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化
D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
解析：选C 锌锰干电池中锌为负极，被氧化而损耗，碳棒不变，A错误；电池是将化学能直接转变为电能，B错误；氢氧燃料电池负极反应为H2－2e－===2H＋，C正确；太阳能电池采用硅材料制作，D错误。
2．下列电池工作时，O2在正极放电的是( )
解析：选B 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，NiO(OH)在正极放电，D项错误。
3．通过NO传感器可监测NO的含量，其工作原理如图所示，下列说法错误的是( )
A．该装置实现化学能向电能的转化
B．该电池的总反应为2NO＋O2===2NO2
C．NiO电极的电极反应式：NO＋O2－－2e－===NO2
D．当有2.24 L的O2参与反应时，转移了0.4 mol e－
解析：选D A项，装置原理为原电池原理，是把化学能转化成电能的装置，正确；B项，根据装置的工作原理，正极反应：O2＋4e－===2O2－，负极反应：2NO＋2O2－－4e－===2NO2，两式相加得2NO＋O2===2NO2，正确；C项，由B项的分析知，正确；D项，没有说明在标准状况下，错误。21·cn·jy·com
4．图中是镁-次氯酸钠电池，电池反应为Mg＋ClO－＋H2O===Cl－＋Mg(OH)2↓，下列说法正确的是( )【来源：21·世纪·教育·网】
A．进料口A是次氯酸钠溶液，出料口B主要成分是氯化钠
B．惰性电极附近溶液的pH减小
C．镁电极表面发生氧化反应：Mg－2e－＋2H2O===Mg(OH)2↓＋4H＋
D．Na＋向镁电极方向移动，Mg(OH)2沉淀在两电极之间产生
解析：选A A项，镁-次氯酸钠电池中，次氯酸钠在正极得电子生成氯化钠从出料口B排出；B项，惰性电极反应为ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－，溶液pH增大；C项，因正极反应产生OH－，溶液呈碱性，不会生成H＋；D项，Na＋向正极(惰性电极)移动。
5．将两个铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即可产生电流，称为甲烷燃料电池，下列叙述正确的是( )【来源：21cnj*y.co*m】
①通入CH4的电极为正极；②正极的电极反应式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－；③通入CH4的电极反应式是CH4＋2O2＋4e－===CO2＋2H2O；④负极的电极反应式是CH4＋10OH－－8e－===CO＋7H2O；⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动；⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动。www.21-cn-jy.com
A．①③⑤ B．②④⑥
C．④⑤⑥ D．①②③
解析：选B 据题意知，发生的反应为CH4＋2O2===CO2＋2H2O，反应产生的CO2，处于KOH溶液中，又会转化为CO，故④是正确的。②O2得电子被还原，作正极。⑥溶液中离子移动情况受溶液(原电池内电路)中电流方向影响，内电路电流方向是由负极流向正极，阳离子的运动方向与电流方向相同，故在溶液(原电池内电路)中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
6．(全国卷Ⅰ)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是( )
A．正极反应中有CO2生成
B．微生物促进了反应中电子的转移
C．质子通过交换膜从负极区移向正极区
D．电池总反应为C6H12O6＋6O26CO2＋6H2O
解析：选A 图示所给出的是原电池装置。A.有氧气反应的一极为正极，发生还原反应，因为有质子通过，故正极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，C6H12O6在微生物的作用下发生氧化反应，电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，负极上有CO2产生，故A不正确。B.微生物电池是指在微生物作用下将化学能转化为电能的装置，所以微生物促进了反应中电子的转移，故B正确。C.质子是阳离子，阳离子由负极区移向正极区，故C正确。D.正极的电极反应式为6O2＋24e－＋24H＋===12H2O，负极的电极反应式为C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2＋24H＋，两式相加得电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O，故D正确。2·1·c·n·j·y
7.熔融碳酸盐燃料电池，是由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔金属阳极、金属极板构成的燃料电池，其电解质是熔融态碳酸盐。如图是用熔融碳酸盐作电解质，氢气和氧气形成的燃料电池。下列说法不正确的是( )【版权所有：21教育】
A．该电池放电时，负极的反应式为H2－2e－＋CO===H2O＋CO2
B．该电池中的CO由左边移向右边
C．该电池放电时，正极的反应式为O2＋2CO2＋4e－===2CO
D．该电池放电时，当转移4 mol电子时正极消耗1 mol O2和2 mol CO2
解析：选B A项，发生氧化反应的一极为负极，H2作还原剂，负极反应式：H2－2e－＋CO===H2O＋CO2，正确；B项， 电解质中阴离子移向负极，即CO从右边移向左边，阳离子从负极移向正极，错误；C项，O2在正极上得到电子，根据电池示意图，O2＋4e－＋2CO2===2CO，正确；D项，根据C项分析，正确。
8．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3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH。
(1)放电时负极反应为___________________________________________________。
(2)充电时Fe(OH)3发生________反应。
(3)放电时电子由________极流向________极。
(4)放电时1 mol K2FeO4发生反应，转移电子数是____。
解析：放电时锌在负极发生氧化反应，因为电解质是碱，故负极反应是Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2，电子由负极流出，通过外电路流向正极，每1 mol K2FeO4发生反应，转移电子是3 mol，数目是1.806×1024，充电时Fe(OH)3失去电子发生氧化反应。
答案：(1)Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 (2)氧化
(3)负 正 (4)1.806×1024
9.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－。21教育网
根据上述反应式，完成下列题目。
(1)下列叙述正确的是________。
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)将两电极反应方程式相加得总反应方程式为Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag，使用过程中没有消耗KOH，A项错误；Zn为负极，Ag2O为正极，电子在外电路中由Zn―→Ag2O，故B、D两项错误，C项正确。(2)电池反应方程式为Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag。(3)由电极反应式知，使用时，负极区消耗OH－，造成pH减小，正极区生成OH－，造成pH增大；而电解质溶液的pH不变。
答案：(1)C (2)Zn＋Ag2O===ZnO＋2Ag
(3)减小 增大 不变
课时跟踪检测（六） 电解池的工作原理
1．电解池中，阳极的电极材料一定( )
A．发生氧化反应 B．与电源正极相连
C．是铂电极 D．得电子
解析：选B 阳极材料可以是惰性电极，不参加氧化反应，可以是活性电极，参加氧化反应，它们一定与电源正极相连。21cnjy.com
2．电解某盐溶液时，在阴、阳两极上一定相等的是( )
A．析出金属的物质的量 B．析出金属的质量
C．通过的电子数目 D．放出气体的体积
解析：选C 电解池的阳极上一定不会析出金属，A、B项错误；阴、阳两极若同时放出气体，放出气体的体积不一定相等，如用石墨电极电解Na2SO4溶液时，阴、阳两极放出H2、O2的体积比为2∶1，D项错误。www.21-cn-jy.com
3．在某电解质溶液里，用M和N作电极，通电一段时间后，发现M极质量减小，N极质量增大，符合这一情况的是( )
A．电解质溶液是稀硫酸
B．金属M是阳极，金属N是阴极
C．M和N是石墨电极
D．M是阴极，N是阳极
解析：选B M极质量减小，说明M为活性电极材料且作阳极，N极质量增加，说明电解液中有金属离子得电子析出，N作阴极。
4．用铂电极电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别为H2和O2的是( )
A．稀HCl溶液 B．稀Na2SO4溶液
C．CuCl2溶液 D．酸性AgNO3溶液
解析：选B A项，电解稀HCl溶液，阴极产物为H2，阳极产物为Cl2，错误；B项， 电解Na2SO4溶液，实际上是电解水，阴极产物为H2，阳极产物为O2，正确；C项，电解CuCl2溶液，阴极产物为Cu，阳极产物为Cl2，错误；D项，电解酸性AgNO3溶液，阴极产物为Ag，阳极产物为O2和HNO3，错误。21*cnjy*com
5．用惰性电极电解足量的Cu(NO3)2溶液，下列说法中不正确的是( )
A．阴极发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu
B．阳极发生的电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．若有6.4 g金属Cu析出，放出的O2为0.05 mol
D．恰好电解完时，加入一定量的Cu(NO3)2溶液可恢复到原来的浓度
解析：选D 惰性电极电解足量的Cu(NO3)2溶液，阴极发生的电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，阳极发生的电极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，若有6.4 g金属Cu(即0.1 mol)析出，转移电子是0.2 mol，放出的O2为0.2 mol÷4＝0.05 mol，恰好电解完时，应加入一定量的CuO溶液可恢复到原来的浓度，A、B、C正确，D错误。21教育网
6．电解CuSO4和NaCl的混合溶液，开始时阴极和阳极上析出的物质分别是( )
A．H2和Cl2 B．Cu和Cl2
C．H2和O2 D．Cu和O2
解析：选B 混合液中阳离子为Cu2＋、Na＋、H＋，放电能力：Cu2＋>H＋>Na＋；阴离子为Cl－、SO、OH－，放电能力：Cl－>OH－>SO，即阴极Cu2＋放电，产物为Cu，阳极Cl－放电，产物为Cl2。
7．在pH＝a的某电解质溶液中，插入两支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：选A 电解NaOH溶液相当于电解水，NaOH溶液浓度增大，使溶液的pH升高，A项正确；电解H2SO4溶液和电解Na2SO4溶液相似，都使溶液浓度增大，所以溶液的pH分别减小、不变，B、D两项均不正确；电解AgNO3溶液生成HNO3，溶液的pH减小，C项不正确。
8．用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，则下列符合题意的一组是( )
选项
X
Y
Z
W
A
C
Fe
NaCl
H2O
B
Pt
Cu
CuSO4
CuSO4溶液
C
C
C
H2SO4
H2O
D
Ag
Fe
AgNO3
AgNO3晶体
解析：选C A项，阳极为惰性电极，在阳极是Cl－放电，2Cl－－2e－===Cl2↑，在阴极是H＋放电，2H＋＋2e－===H2↑，通入HCl(g)能使溶液恢复到原状态，A项不符合题意；B项，阳极为惰性电极，在阳极是OH－放电，4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，在阴极是Cu2＋放电，2Cu2＋＋4e－===2Cu，加入CuO(s)能使溶液恢复到原状态，B项不符合题意；C项，两电极均为惰性电极，在阴极是H＋放电，在阳极是OH－放电，其实质是电解水，加适量水可使溶液恢复到原状态，C项符合题意；D项，Ag作阳极，为活性电极，电极反应为Ag＋e－===Ag＋，阴极反应为Ag＋－e－===Ag，AgNO3溶液浓度不变。
9．如图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b选项
X
Y
A
MgSO4
CuSO4
B
AgNO3
Pb(NO3)2
C
FeSO4
Al2(SO4)3
D
CuSO4
AgNO3
解析：选D 由图示可知：a、c为阳极，b、d为阴极。A项和C项，在电解池Ⅰ中b极发生反应2H＋＋2e－===H2↑，不符合题意；B项，电解池Ⅱ中d极发生2H＋＋2e－===H2↑，不符合题意；D项，b、d极分别发生反应Cu2＋＋2e－===Cu,2Ag＋＋2e－===2Ag，且m(Cu)10．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，铜为__________极。
(2)A中发生反应的化学方程式为________________________________，溶液酸性__________。
(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，Cu溶解发生反应为Cu－2e－===Cu2＋，石墨为阴极，发生反应为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。21·cn·jy·com
答案：(1)负 阳
(2)4AgNO3＋2H2O4Ag＋4HNO3＋O2 增强
(3)铜片溶解，石墨极上有气体生成，溶液中有蓝色沉淀生成
(4)2H＋＋2e－===H2
1．下列各组中，每种电解质溶液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：选C 电解时只生成氧气和氢气，实际上是电解水，C项符合。
2.用石墨电极电解CuCl2溶液(见右图)。下列分析正确的是( )
A．a端是直流电源的负极
B．通电使CuCl2发生电离
C．阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－===Cu
D．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体
解析：选A 通过图中离子的运动状态可判断连接a的电极为阴极，连接b的电极为阳极，故a端为直流电极的负极，b端为直流电源的正极，A项正确；CuCl2在水溶液中能发生电离，不需要通电，B项错误；阳极发生氧化反应，即2Cl－－2e－=== Cl2↑，C项错误；阴极发生还原反应，析出Cu，在阳极附近可观察到黄绿色气体，D项错误。
3.利用如图装置电解硫酸铜溶液，下列说法正确的是( )
A．b电极上发生氧化反应
B．该装置能将化学能转变成电能
C．电解质溶液中Cu2＋从b电极向a电极迁移
D．若a为铜，则a的电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋
解析：选D b与电源负极相连，b为阴极，阴极上发生还原反应，A项错误；该装置是电解池，将电能转化为化学能，B项错误；电解池中，阳离子(Cu2＋)向阴极(b极)移动，C项错误；a为阳极，若a为Cu，属于活性电极，则阳极反应为Cu－2e－===Cu2＋，D项正确。
4．下列说法正确的是( )
A．电解NaOH溶液时，溶液浓度将减小，pH增大
B．电解H2SO4溶液时，溶液浓度将减小，pH减小
C．电解Na2SO4溶液时，溶液浓度将增大，pH不变
D．电解NaCl溶液时，溶液浓度将减小，pH不变
解析：选C A项，电解NaOH溶液，实质上是电解水，c(NaOH)增大，pH增大，错误；B项，电解H2SO4溶液，实质上是电解水，c(H2SO4)增大，pH减小，错误；C项，电解Na2SO4溶液，实质上是电解水，c(Na2SO4)增大，pH不变，正确；D项，电解NaCl溶液时，生成NaOH，c(NaCl)减小，pH增大，错误。
5．如图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板增重，b极板有无色无味气体放出，符合这一情况的是( )www-2-1-cnjy-com
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
负极
NaOH
C
银
铁
正极
AgNO3
D
铜
石墨
负极
CuCl2
解析：选A a极质量增加，是金属在a极析出，a极是阴极。B项，Z溶液为NaOH，无金属析出，被排除；又因为b极有无色无味气体生成，只能是O2，而D项电解CuCl2溶液，阳极析出Cl2，D项被排除；在A、C选项中，根据电极名称，X应当作为电源的负极。
6．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( )2·1·c·n·j·y
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：选B 某些不能自发进行的氧化还原反应，可以用电解方法得以实现，Cu作阳极时，自身失去电子被氧化，Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应为2H＋＋2e－===H2↑，A项不符合；B项， Na2SO4溶液起增强导电性作用，电解总反应为Cu＋2H2OCu(OH)2＋H2↑，符合题意；C项，电解液H2SO4会与生成的Cu(OH)2发生中和反应，实际上不会生成Cu(OH)2，不符合；D项，H2O导电能力不强，不符合。21世纪教育网版权所有
7．纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。采用离子交换膜控制电解液中OH－的浓度制备纳米级Cu2O的装置如图所示，发生的反应为2Cu＋H2OCu2O＋
H2↑。下列说法正确的是( )
A．钛电极发生氧化反应
B．阳极附近溶液的pH逐渐增大
C．离子交换膜应采用阳离子交换膜
D．阳极反应式是2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O
解析：选D 钛极与电源负极相连是阴极发生氢离子得电子的还原反应，故A错误；根据总反应，则阳极反应为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O，消耗氢氧根，pH值减小，故B错误；根据总反应，则阳极反应为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O，所以离子交换膜应采用阴离子交换膜，故C错误；在电解池中，当阳极是活泼电极时，该电极本身发生失电子的还原反应，在碱性环境下，金属铜失去电子的电极反应为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O，故D正确。【来源：21·世纪·教育·网】
8．下图是一套电解装置，两U形管中均盛有50.0 mL电解质溶液，a、b、c、d为Pt电极，通电一段时间后，d电极上析出金属Ag 2.16 g，没有气体产生，同时在b、c两极收集到标准状况下相同体积的气体。请回答：21·世纪*教育网
(1)c为________极，写出c电极上的电极反应式：________________________，c极收集到的气体体积在标准状况下为____________L。2-1-c-n-j-y
(2)b为______极，写出b电极上的电极反应式：开始时是____________，后来________________________________________________________________________。
(3)原CuCl2溶液中溶质的物质的量浓度为__________mol·L－1。
解析：(1)连接电源负极的电极作阴极，连接电源正极的电极作阳极，则c作阳极，阴离子在阳极失电子，放电能力OH－>NO，则OH－先失电子，反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，d极作阴极，其反应式为Ag＋＋e－===Ag，析出2.16 g银单质，整个电路转移电子0.02 mol，故产生氧气×0.02 mol＝0.005 mol，其在标准状况下的体积V(O2)＝0.005 mol×22.4 L·mol－1＝0.112 L。(2)b作阴极，阳离子在阴极上放电，Cu2＋先得电子，其反应式：Cu2＋＋2e－===Cu，根据题目信息，此电极有气体产生，应是H＋得电子，其反应式：2H＋＋2e－===H2↑或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。(3)bc两极产生气体体积相等，即产生氢气的物质的量为0.005 mol，需得到电子0.01 mol，但整个电路共通过0.02 mol电子，推得n(Cu2＋)＝0.01/2 mol＝0.005 mol，故c(CuCl2)＝0.005/(50×10－3)mol·L－1＝0.10 mol·L－1。21*cnjy*com
答案：(1)阳 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 0.112
(2)阴 Cu2＋＋2e－===Cu 2H＋＋2e－===H2↑或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ (3)0.10
9．A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子为Na＋、Ag＋、NO、SO、Cl－，在如图1所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯分别盛放足量的A、B、C三种溶液，电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了10.8 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示。据此回答下列问题：
(1)M为电源的______(填“正”或“负”)极，甲、乙两个烧杯中的电解质分别为________、________(填写化学式)。【来源：21cnj*y.co*m】
(2)计算电极f上生成的气体在标准状况下体积为________L。
(3)写出乙烧杯中的电解反应方程式：_____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)常温下，若电解后甲中A溶液的体积为10 L，则该溶液的c(OH－)为________
mol·L－1。
解析：(1)经过一段时间后，测得乙烧杯中c电极质量增加了10.8 g，说明c电极为阴极，且乙烧杯中的电解质B为AgNO3，则M是负极，N是正极，a是阴极，b是阳极，d为阳极，e是阴极，f是阳极。电解后，甲溶液的pH变大，说明甲为NaCl溶液，丙溶液的pH不变，说明丙中溶液为Na2SO4溶液。【出处：21教育名师】
(2)c电极质量增加10.8 g，则n(Ag)＝＝0.1 mol，n(e－)＝n(Ag)＝0.1 mol，丙中溶液为Na2SO4溶液，电解该溶液相当于电解水，f极(阳极)上析出O2，且n(O2)＝n(e－)＝0.025 mol，V(O2)＝0.025 mol×22.4 L·mol－1＝0.56 L。【版权所有：21教育】
(3)电解AgNO3溶液的反应方程式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋4HNO3＋O2↑。
(4)2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，转移0.1 mol e－，生成n(NaOH)＝0.1 mol，则c(OH－)＝＝0.01 mol·L－1。21教育名师原创作品
答案：(1)负 NaCl AgNO3 (2)0.56
(3)4AgNO3＋2H2O4Ag＋4HNO3＋O2↑
(4)0.01
课时跟踪检测（四） 原电池的工作原理
1．下列装置中，能构成原电池的是( )
解析：选D 酒精为非电解质，A错误；选项B中未使用盐桥，没有形成闭合回路；C项中两个电极材料相同，不能形成原电池。依据原电池的构成条件可知D正确。
2．下列四位同学的说法正确的是( )
解析：选A 在原电池中，较活泼的金属作负极，失去电子发生氧化反应，电子从负极流出经导线流向正极，内电路中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故只有A项正确。21*cnjy*com
3.有关如图所示原电池的叙述，正确的是(盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液)( )
A．铜片上有气泡逸出
B．取出盐桥后，检流计依然发生偏转
C．反应中，盐桥中的K＋会移向CuSO4溶液
D．反应前后铜片质量不改变
解析：选C 由题图可得知，Cu为正极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，Zn为负极，电极反应为Zn－2e－===Zn2＋，则铜片上应有固体析出，反应后铜片质量增加，所以A、D均错误；取出盐桥后，原电池成断路，因此检流计不会再发生偏转，B错误；盐桥中的K＋会移向正极即移向CuSO4溶液，C正确。
4.如图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是( )
A．外电路的电流方向为X→外电路→Y
B．若两电极分别为Zn和石墨棒，则X为石墨棒，Y为Zn
C．若两电极都是金属，则它们的活泼性为X>Y
D．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应
解析：选C 由图可知，电子的流动方向是X→外电路→Y，则电流的方向为Y→外电路→X；X为原电池的负极，Y为正极，X的活动性比Y的强；X极应发生氧化反应，Y极应发生还原反应，A、B、D错误，C正确。【出处：21教育名师】
5．实验室准备较快地制取氢气，可采用的方法是( )
A．用纯锌与稀H2SO4溶液反应
B．用纯锌与浓HCl溶液反应
C．用粗锌与HNO3溶液反应
D．用在CuSO4溶液中浸泡过的锌与稀H2SO4溶液反应
解析：选D B项会混入大量的HCl；C项不产生H2；D项中锌表面有置换出的铜，放入稀H2SO4溶液时，会构成原电池而加快H2的逸出，故A错误、D正确。
6．将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸中，并经过一段时间后，下列各叙述中正确的是( )
A．负极有Cl2逸出，正极有H2逸出
B．负极附近Cl－的浓度减小
C．正极附近Cl－的浓度逐渐增大
D．溶液中Cl－的浓度基本不变
解析：选D Fe为负极，Fe－2e－===Fe2＋；Ag为正极：2H＋＋2e－===H2↑，Cl－的浓度基本不变。
7.如图所示的装置，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，片刻后可观察到的现象是(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
解析：选D 该装置是一个Fe为负极、Ag为正极、CuSO4溶液为电解质溶液的原电池，负极反应Fe－2e－===Fe2＋，正极反应Cu2＋＋2e－===Cu，因此，铁圈质量减小，银圈质量增大。
8．X、Y、Z、W四种金属分别用导线两两相连浸入稀硫酸中组成原电池。X、Y相连时，X为负极，Z、W相连时，电流方向是W→Z；X、Z相连时，Z极上产生大量气泡，W、Y相连时，W极发生氧化反应。据此判断四种金属的活动性顺序是( )
A．X>Z>W>Y B．Z>X>Y>W
C．X>Y>Z>W D．Y>W>Z>X
解析：选A X、Y相连，X为负极，活动性X>Y；Z、W相连，电流W→Z，活动性Z>W；X、Z相连，Z放气泡，活动性X>Z；W、Y相连，W被氧化，活动性W>Y。则活动性由强到弱的顺序为X>Z>W>Y。
9．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
10．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：21·cn·jy·com
(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。【来源：21·世纪·教育·网】
(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。【版权所有：21教育】
(4)此盐桥内为饱和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(锌电池)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＋＋Cu2-1-c-n-j-y
(2)锌半电池 铜半电池 (3)锌电极 盐桥
(4)离子 正极区(CuSO4溶液)
1．有关电化学知识的描述正确的是( )
A．CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能www.21-cn-jy.com
B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是由KCl饱和溶液制得的琼脂21教育网
C．因为铁的活动性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁作负极，铜作正极21·世纪*教育网
D．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可被设计成原电池
解析：选D CaO＋H2O===Ca(OH)2不是氧化还原反应，不能设计成原电池，A项错误；B项中会发生反应：KCl＋AgNO3===AgCl↓＋KNO3，生成的AgCl会使盐桥的导电性减弱，所以盐桥中不能使用KCl，可换成KNO3，B项错误；由于铁遇到浓硝酸会发生钝化，而铜可与之发生反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，Cu失电子被氧化，作原电池的负极，所以C项错误。
2．将纯锌片和纯铜片按图所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( )
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H＋浓度均减小
D．产生气泡的速度甲比乙慢
解析：选C 由题目中所给图示可知，甲中形成闭合回路，符合形成原电池的条件，其中铜作正极，发生电极反应为2H＋＋2e－===H2↑；乙不能构成闭合回路，不能形成原电池，只在锌片上发生反应Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，两者都消耗H＋。由于原电池的形成，故甲的反应速率比乙快。21世纪教育网版权所有
3．结合下图判断，下列叙述不正确的是( )
A．Ⅰ、Ⅱ的反应原理均是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
B．Ⅰ、Ⅱ中均有电子转移，均是把化学能转化为电能
C．随着反应的进行，Ⅰ、Ⅱ中CuSO4溶液颜色均渐渐变浅
D．取a中溶液，加足量Ba(NO3)2溶液，过滤后向滤液中加AgNO3溶液，有沉淀产生
解析：选B Ⅰ中发生的是化学反应，没有电能产生，Ⅱ中发生的是电化学反应，化学能转化为电能，但二者的反应原理都是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，A项正确，B项错误；随着反应的进行，Ⅰ、Ⅱ中(Cu2＋)逐渐减小，溶液颜色均渐渐变浅，C项正确；在原电池工作过程中，盐桥中的Cl－移向负极，即a中溶液含有Cl－故取a中溶液，加足量Ba(NO3)2溶液，过滤后向滤液中加AgNO3溶液，有AgCl沉淀产生，D项正确。
4.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(如图)。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．③④
C．②④ D．②③
解析：选C 由于活动性：Cu>Ag，则Cu作负极，电解质溶液为Cu(NO3)2溶液；Ag作正极，电解质溶液为AgNO3溶液，盐桥形成闭合回路。①在外电路中，电流由银电极流向铜电极，错误；②正极为溶液中Ag＋得到电子被还原变为Ag，电极反应式为Ag＋＋e－===Ag，正确；③实验过程中取出盐桥，因为不能形成闭合回路，所以原电池不能继续工作，错误；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，正确。
5.298 K时，在FeCl3溶液中加少量锌粒后，Fe3＋被还原成Fe2＋。据此某学习小组设计如图所示的原电池装置。下列有关说法正确的是( )2·1·c·n·j·y
A．正极电极反应为Zn－2e－===Zn2＋
B．左边烧杯中溶液的红色变浅
C．Pt电极上有气泡出现
D．该电池的总反应为3Zn＋2Fe3＋===3Zn2＋＋2Fe
解析：选B A项，反应Zn－2e－===Zn2＋为负极反应，错误；B项，左边烧杯中发生反应Fe3＋＋e－===Fe2＋，Fe3＋浓度减小，溶液的红色变浅，正确；C项，Pt电极上发生的反应为Fe3＋＋e－===Fe2＋，没有气泡出现，错误；D项，根据题目所给信息知，该电池总反应为Zn＋2Fe3＋===Zn2＋＋2Fe2＋，错误。21cnjy.com
6．如图所示装置中，可观察到检流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是( )www-2-1-cnjy-com
选项
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸溶液
B
铜
锌
稀盐酸
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液
解析：选C N棒变细，说明N为较活泼金属作负极，M棒变粗，说明M为正极，电解质溶液中的阳离子得电子析出金属。【来源：21cnj*y.co*m】
7．某原电池装置如图所示。下列有关叙述中，正确的是( )
A．Fe作正极，发生氧化反应
B．负极反应：Al－3e－＋3OH－===Al(OH)3↓
C．工作一段时间后，盛有稀硫酸溶液的烧杯中pH不变
D．盐桥中的Cl－向左边烧杯中移动，使该烧杯中溶液保持电中性
解析：选D A项，铝的金属性强于铁，则铝是负极，铁是正极，铁上发生还原反应，错误；B项，铝是负极，失去电子，电极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O，错误；C项，工作一段时间后，盛有稀硫酸溶液的烧杯中氢离子放电，浓度降低，则pH增大，错误；D项，铝是负极，则盐桥中的Cl－向左边烧杯中移动，使该烧杯中溶液保持电中性，D正确。21*cnjy*com
8．有关下图装置的说法中正确的是( )
A．氧化剂与还原剂必须直接接触，才能发生反应
B．乙池中电极反应式为NO＋4H＋＋e－===NO2↑＋2H2O
C．当铜棒质量减少6.4 g时，甲池溶液质量增加6.4 g
D．当铜棒质量减少6.4 g时，向乙池密封管中通入标准状况下1.12 L O2，将使气体全部溶于水
解析：选D A项，该原电池中氧化反应与还原反应是在两个不同的烧杯中完成的，因此氧化剂与还原剂没有直接接触，A项错误；B项，乙池是正极，溶液中的NO得到电子，电极反应式为NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O，B项错误；C项，当铜棒质量减少6.4 g(即0.1 mol)时，甲池溶液中Cu2＋增加0.1 mol，但由于盐桥中Cl－向甲池中移动，所以溶液增加的质量大于6.4 g，C项错误；D项，当铜棒质量减少6.4 g(即0.1 mol)时，转移电子的物质的量是0.2 mol，所以根据电极反应式NO＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O可知，生成NO2的物质的量是0.2 mol，则根据反应式4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知需要氧气的物质的量是0.05 mol，其在标准状况下的体积是1.12 L，D项正确。21教育名师原创作品
9．由锌片、铜片和200 mL稀H2SO4组成的原电池如图所示。
(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，原硫酸的物质的量浓度是________(设溶液体积不变)。
解析：n(H2)＝1.68 L/22.4 L·mol－1＝0.075 mol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，m(Zn)＝0.075 mol×65 g·mol－1＝4.875 g，n(e－)＝0.15 mol×6.02×1023mol－1＝9.03×1022，c(H2SO4)＝＝0.75 mol·L－1。
答案：(1)Zn－2e－===Zn2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
(2)由Cu极流向Zn极
(3)4.875 9.03×1022 0.75 mol·L－1
10．将反应IO＋5I－＋6H＋??3I2＋3H2O设计成如图所示的原电池。
(1)开始时向甲烧杯中加入少量浓硫酸，电流计指针向右偏转，此时甲池中发生的电极反应式为____________________，工作过程中关于电流计的读数，下列说法正确的是______(填编号)。
a．电流计读数逐渐减小 b．电流计读数有可能变为0
c．电流计读数一直不变 d．电流计的读数逐渐增大
(2)如果在加浓硫酸前， 甲、乙烧杯中都加入淀粉溶液，则溶液变蓝的烧杯是______(填“甲”“乙”或“甲、乙”)。
(3)工作一段时间后，如果再向甲烧杯滴入浓NaOH溶液，此时乙池中发生的电极反应式为________________________，电流计指针向______(填“左”或“右”)偏转。
解析：(1)根据题中信息，I－失电子被氧化，说明乙池中石墨作负极，其电极反应式为2I－－2e－===I2，则甲池中石墨作正极，其电极反应式为2IO＋12H＋＋10e－===I2＋6H2O，随反应的进行，碘离子和碘酸根离子的量减小，通过的电量减小，电流计读数不断减小，当反应达到平衡后，电流计的读数为0，故a、b说法正确。(2)根据(1)的分析，两烧杯中都有I2的存在，加入淀粉后，都变蓝；(3)甲烧杯中滴入NaOH溶液，消耗H＋，促使反应向逆反应方向进行，乙池中电极反应式：I2＋2e－===2I－，则甲池中电极反应式：I2＋12OH－－10e－===2IO＋6H2O，甲池失电子，电流计指针向左偏转。
答案：(1)2IO＋10e－＋12H＋===I2＋6H2O a、b (2)甲、乙 (3)I2＋2e－===2I－ 左
