《电化学问题》学业质量监测
文档属性
| 名称 | 《电化学问题》学业质量监测 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 906.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2012-02-09 15:11:18 | ||
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文档简介
《电化学问题》学业质量监测
专题资源包
一、监测目标：
（一）学业基本目标：
●理解原电池的形成条件、基本原理。
●了解日常生活中常用的化学电源和新型化学电池
●理解阳极、阴极、电解的电极反应等跟电解有关的基础知识。掌握电解反应的基本原理和电解池的基本特征。
●能区分原电池和电解池，能判断原电池中的正、负极和电解池中的阴、阳极，能分析原电池和电解池中的电极反应。
●能分析跟电解有关的一些实际问题。能结合离子的氧化性和还原性强弱顺序，判断电极反应。
（二）学业成就水平分类：
等级 知识与技能 过程与方法 情感态度与价值观
优秀 理解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。并能加以运用 运用多种方法收集电化学与生活生产的联系，并用多种方式整理、表达信息，能在学习过程中灵活运用信息。 对新能源开发前景的探究和学习积极性高，兴趣浓厚，有强烈的环保意识。
良好 基本理解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 从生活与生产实际出发，理解电化学的运用，有一定的整理运用信息能力
合格 了解原电池和电解池的工作原理，了解常见化学电源的种类及其工作原理。 知道如何收集运用信息
二、监测内容
（一）智能框架结构：
1．原电池
2．金属的腐蚀（以钢铁腐蚀为例）
3．金属的防护
4．电解池
（二）重难点诠释
1：原电池的判定
要点：(1)组成条件：
①两个活泼性不同的电极。通常用活泼金属做负极，用不活泼金属或可以导电的非金属做正极。
②电解质溶液：一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应或做氧气的载体。
③通过导线连接电极（或电极相互接触），形成闭合回路。
(2) 原电池电极的四种判断方法
①根据构成原电池的电极材料判断：活泼金属作负极，较不活泼金属或导电的非金属及金属氧化物作正极。
②根据电子流向或电流流向判断：电子流出或电流流入的电极为负极，反之为正极。
③ 根据电极反应进行判断：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。也可依据电极附近指示剂（石蕊、酚酞、淀粉试液等）的显色情况判断该电极是OH-、H+或I-等放电，从而确定正、负极。如用酚酞作指示剂，若电极附近溶液变红色，说明该电极附近溶液显碱性，H+在该电极附近得电子被还原，该电极为正极。
④ 根据两极现象判断：通常溶解或质量减少的一极为负极；质量增加或有气泡产生的一极为正极。
2：原电池的工作原理及电极方程式的书写
要点：(1)电极反应的书写方法：
①首先确定氧化还原反应的总化学方程式；
②根据化学反应确定原电池的正、负极，发生氧化反应的一极为负极。
③由反应物和生成物结合电解质溶液写出负极的电极反应。
④用总反应方程式减去负极反应，根据得失电子数目相同的原理写出正极反应的电极反应。
(2)书写电极反应的四原则
①加减原则：根据得失电子守恒，总反应式为两个电极反应式之和。若已知一个电极反应式，可用总反应式减去已知的反应式，得另一电极反应式。
② 共存原则：因为物质得失电子后在不同介质中的存在形式不同，所以电极反应式的书写必须考虑介质环境。碱性溶液中不可能存在，也不可能有参加反应；当电解质溶液呈酸性时，不可能有参加反应。如甲烷燃料电池以KOH为电解质溶液时：负极反应式：；正极反应式：。
③ 得氧失氧原则：得氧时，在反应物中加（电解质为酸性时）或（电解质溶液为碱性或中性时）；失氧时，在反应物中加（电解质为碱性或中性时）或（电解质为酸性时）。如“钮扣”电池以KOH为电解质溶液，其电池总反应式为：，负极，根据得氧原则，负极反应式为：；正极，根据失氧原则，正极反应式为：。
④中性吸氧反应成碱原则：在中性电解质溶液中，通过金属吸氧所建立起来的原电池反应，其反应的最后产物是碱。如银锌电池、铁的吸氧腐蚀、以铝、空气、海水为材料组成的海水电池等。
3： 电解池的构成和电解的基本原理
要点：电解池是一种把电能转化成化学能的装置电解池的构成包括外接电源、导线、两个电极(金属或非金属导体)、电解质溶液(或熔融的电解质)。电解是在电流通过装置时，阴、阳两极发生氧化还原反应。导线上(外电路)电子从电源的负极流出经导线流向电解池的阴极，电解池的阳极上产生电子经导线流入电源的正极。溶液中(内电路)阴离子移向阳极，失去电子，阳离子移向阴极，得到电子。
4： 电化学中的相关计算
要点：原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算、根据电荷量求产物的量与根据产物的量求电荷量等的计算。不论哪类计算，均可概括为下列三种方法：
①守恒法：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。
②总反应法：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。
③关系式法算：借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。
三、监测工具：
（一）、考点诊断性检测及其解析：
1．下图有关电化学的示意图正确的是
A. B. C. D.
【答案】 D
【思路分析】 选项A，Zn原电池负极，Cu为原电池正极。选项B，盐桥两边的烧杯中均应该为CuSO4溶液才能形成原电池。选项C，粗铜应连接电源正极。选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl―在阳极放电而产生Cl2，溶液中的H＋在阴极获得获得电子而产生H2，正确。
2．将Al片和Cu片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入稀NaOH溶液中，分别形成了原电池。
（1）在这两个原电池中，负极分别是
A Al片、Cu片 B Cu片、Al片 C Al片、Al片 D Cu片、Cu片
（2）写出插入浓硝酸中形成原电池的电极反应式
（3）插入稀NaOH溶液中形成原电池的电极反应式 。
【答案】（1）B （2）负极：Cu→Cu2++2e— 正极：2NO3—+2e—+4H+→2NO2↑+2H2O
（3）负极：2Al+8OH—→2[Al(HO)4]- +6e— 正极：6H2O+6e—→3H2↑+6OH—
或 负极：2Al+8OH—→2AlO2—+4H2O+6e— 正极：6H2O+6e—→3H2↑+6OH—
【思路分析】将Al片和Cu片用导线相连插入浓硝酸中，由于Al被浓硝酸钝化，不能持续反应，而Cu却能与浓硝酸持续反应，所以Cu为负极；插入稀NaOH溶液中，Al与NaOH溶液反应，Al失去电子，所以Al作为负极。
（2）Al～Cu～浓HNO3组成的原电池的电极反应方程式为：
负极：Cu→Cu2++2e—
正极：2NO3—+2e—+4H+→2NO2↑+2H2O
总电极方程式：Cu +2NO3—+4H+==Cu2++2NO2↑+2H2O
（3）Al～Cu～NaOH组成的原电池的电极反应方程式为：
负极：2Al+8OH—→2AlO2—+4H2O+6e—或2Al+8OH—→2[Al(HO)4]- +6e—
正极：6H2O+6e—→3H2↑+6OH—或6H2O+6e—→3H2↑+6OH—
总电极方程式：2Al+2OH—+2H2O ==2AlO2—+3H2↑或2Al+2OH—+6H2O ==2[Al(HO)4]-+3H2↑
3.有一种原电池，它的一个电极材料是Ni02(在碱中NiO2氧化性比O2更强，还原产物是+2价的镍的化合物，另一电极是铁，电解质溶液是21％的氢氧化钾溶液。下列对电池的叙述和有关反应正确的是 （ ）
A．此电池必须密封，防止空气进入
B．铁是负极，放电时，铁失电子成能自由移动的Fe2+，负极反应是：Fe-2e-→Fe2+
C．放电时，正极反应是：2H++2e-→H2↑
D．放电时，正极反应为：Ni02+2e-→Ni2++202-
E．放电时的总反应为：Fe+NiO2+2H20=Fe(OH)2+Ni(OH)2
【答案】AE
【思路分析】 因电池的电解质是KOH溶液，应防止与空气接触，否则KOH会与空气中的CO2发生反应生成K2C03，所以A正确。书写电池电极反应时，也要遵循离子反应书写原则，能溶于水的强电解质才能写成离子。此外还要注意电解质溶液的酸碱性。在酸溶液中，可能发生消耗H+和产生H+的反应，不可能发生消耗 OH-和生成OH-的反应；在碱溶液中，一般可能发生消耗OH-和生成OH-的反应，不发生消耗 H+或生成H+弱碱金属离子的反应。因此B、C、 D选项是错误的。在KOH溶液中，负极反应的产物是Fe(OH)2：
Fe-2e-+2OH-→Fe(OH)2
正极反应为：NiO2+2e-+2H20→Ni(OH)2+20H-
从正负电极反应可判断选项E是正确的。
4. 右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个电极由有机光敏燃料（S）涂覆在TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：
（激发态）
下列关于该电池叙述错误的是： （ ）
A．电池工作时，是将太阳能转化为电能
B．电池工作时，离子在镀铂导电玻璃电极上放电
C．电池中镀铂导电玻璃为正极
D．电池的电解质溶液中I-和I3-的浓度不会减少
【答案】B
【思路分析】本题考查新型原电池，原电池的两电极反应式，电子流向与电流流向，太阳能电池的工作原理，原电池的总反应式等。A选项正确，这是个太阳能电池，从装置示意图可看出是个原电池，最终是将光能转化为化学能，应为把上面四个反应加起来可知，化学物质并没有减少；B选项错误，从示意图可看在外电路中电子由负极流向正极，也即镀铂电极做正极，发生还原反应：I3-+2e-=3I-； 所以，C正确；D正确，此太阳能电池中总的反应一部分实质就是：I3-3I-的转化（还有I2+I-I3-），另一部分就是光敏有机物从激发态与基态的相互转化，理论上物质不被损耗。
5.有关右图装置的叙述不正确的是( )。
A．这是一个原电池装置
B．该装置中Pt为正极，电极反应为：O2 ＋ 2H2O ＋ 4e－4OH－
C．该装置中Fe为阴极，电极反应为：Fe－2e－＋ 2OH－Fe(OH)2
D．溶液中会出现红褐色的沉淀。
【答案】 C
【思路分析】铁和铂两种活动性不同的金属，放在电解质溶液NaOH溶液中，组成原电池，A正确；通入O2，发生类似于吸氧腐蚀的变化。Fe作负极，电极反应为：Fe－2e－＋ 2OH－Fe(OH)2，Pt为正极，电极反应为：O2 ＋ 2H2O ＋ 4e－4OH－，所以B正确C不正确；Fe(OH)2会和空气中的O2继续反应生成Fe(OH)3：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3，出现白色沉淀变为灰绿色最终变成红褐色的现象，所以D正确。
6.（2010浙江卷）Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为： 2Li++FeS+2e-＝Li2S+Fe 有关该电池的下列中，正确的是
Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价
该电池的电池反应式为：2Li+FeS＝Li2S+Fe
负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+
充电时，阴极发生的电极反应式为：
【答案】C
【思路分析】本题涵盖电解池与原电池的主体内容，涉及电极判断与电极反应式书写等问题。根据给出的正极得电子的反应，原电池的电极材料Li-Al/FeS可以判断放电时（原电池）负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+。A、Li和Al分别是两极材料。B、应有Al的参加。D、应当是阳极失电子反应。原电池的教学可以从原电池反应的总反应式：可以自发进行的氧化还原反应，负极反应（因负极就是参加反应的电极）开始。电解池的 要从外加电源的正负极，分析阳极（活性电极时本身参加反应）开始，去分析所进行的氧化还原反应。
7.实验是化学的最高法庭。以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液构成的原电池，人们普遍认为铝是负极。某研究性学习小组为探究该原电池究竟谁是负极，发生怎样的电极反应，进行了如下实验：
如图，剪取约8cm的镁条及大小相近的铝片，用砂纸去膜，使镁条与铝片分别与量程为500μA的教学演示电表的“－”、“＋”端相连接，迅速将两电极插入盛有1mol/LNaOH溶液的烧杯中。开始，电表指针向右偏移约500μA，铝片表面有许多气泡，很快电流逐渐减小至0；随后，指针向左偏移，且电流逐渐增大至约400μA，此时，铝片表面气泡有所减少，但镁条表面只有极少量的气泡产生。根据以上实验现象，回答下列问题：
(1)开始阶段，原电池的正极是_______（填“Mg”或“Al”）片；铝片表面产生的气泡是__________；负极发生的反应是 。
(2)随后阶段，铝片发生的电极反应式是______________________________；镁条表面只有极少量的气泡产生，其原因是：2H2O+2e-=H2↑+2OH-（极少），试判断此电极发生的主要反应是_________________________；铝片表面气泡有所减少，但未消失，产生这一现象的可能原因是 。
【答案】 （1）Al H2 Mg+2OH--2e-=Mg(OH)2 (2)Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O O2+2H2O+4e-=4OH- 铝片中含有杂质，构成原电池。
【思路分析】本题的关健是解读题目所给信息。(1)开始是铝片有很多气泡，说明H+在铝片上得电子，铝作正极，镁作负极结合电解质溶液可知发生反应Mg+2OH--2e-=Mg(OH)2，(2)由指针发生不同方向偏转可知铝作负极，碱性溶液中发生反应Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O。
8. 根据报道，摩托罗拉公司的一种以甲醇为原料，以KOH为电解质的用于手机可充电的高效燃料电池，充一次电可持续使用一个月。
(1)关于该电池的叙述错误的是（ ）
①放电时，正极反应为：4H++O2+4e－=2H2O；
②放电时，负极反应式为：CH3OH—6e—+8OH—=CO32—+6H2O；
③充电时，原电池的负极与电源的正极连接
④充电时，阴极反应为：4OH——4e—=2H2O+O2↑
(2)若以熔融的碳酸钾为电解质，阳极充入二氧化碳和氧气的混合气体，试写出该燃料电池的电极反应式，负极： 正极： 。
【答案】（1）①③④（2）CH3OH—6e—+ 3CO32—=4CO2 ↑+2H2O；O2+4e－+2CO2=2CO32—。
【思路分析】 (1)放电时，为原电池，甲醇发生氧化反应，应该在负极上放电，电极反应式为：CH3OH—6e—+8OH—=CO32—+6H2O所以②正确；氧气发生还原反应，在正极上放电，电极反应式为： O2+4e－+2H2O =4OH—；所以①错，充电时，装置为电解池，根据电子转移守恒理论，原电池的负极应该和电源的负极相连，做电解池的阴极，得到电子，电极反应式为：CO32—+6H2O+6e—=CH3OH+8OH—所以③④错。
(2)原电池的反应原理利用的是氧化还原反应中的电子转移，本题负极仍然是甲醇，电极反应式：CH3OH—6e—+ 3CO32—=4CO2 +2H2O，正极是氧气和二氧化碳的混合气体，且电解质是熔融的碳酸钾，所以电极反应式为：O2+4e－+2CO2=2CO32—。
9.铅蓄电池的工作原理为：研读下图，下列判断不正确的是 （ ）
A．K 闭合时，d电极反应式：
B．当电路中转移0．2mol电子时，I中消耗的为0．2 mol
C．K闭合时，II中向c电极迁移
D．K闭合一段时间后，II可单独作为原电池，d电极为正极
【答案】 C
【思路分析】K闭合时Ⅰ为电解池，Ⅱ为电解池，Ⅱ中发生充电反应，d电极为阳极发生氧化反应，其反应式为PbSO4 + 2H2O -2e- = PbO2 + 4H+ + SO42- 所以A正确。在上述总反应式中，得失电子总数为2e-，当电路中转移0．2mol电子时，可以计算出Ⅰ中消耗的硫酸的量为0．2mol，所以B对。K闭合一段时间，也就是充电一段时间后Ⅱ可以作为原电池，由于c表面生成Pb，放电时做电源的负极，d表面生成PbO2，做电源的正极，所以D也正确。K闭合时d是阳极，阴离子向阳极移动，所以C错。
10.（2010江苏卷） 右图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是 ( )
A．该系统中只存在3种形式的能量转化
B．装置Y中负极的电极反应式为：
C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
【答案】C
【思路分析】A项，在该装置系统中，有四种能量转化的关系，即太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化；B项，装置Y为氢氧燃料电池，负极电极反应为H2 -2e- + 2OH- = 2H2O；C项，相当于用光能电解水，产生H2和O2，实现燃料（H2）和氧化剂（O2）的再生；D项，在反应过程中，有能力的损耗和热效应的产生，不可能实现化学能和电能的完全转化。综上分析可知，本题选C项。
11. 靠一组镍氢电池驱动，一台试运行的混合动力公交车两年内跑了10万公里。大功率镍氢动力电池及其管理模块，是国家“十五”863计划电动汽车重大专项中一项重要课题。我国镍氢电池居世界先进水平，我军潜艇将装备国产大功率镍氢动力电池。常见镍氢电池的某极是储氢合金LaNi5H6 (LaNi5H6中各元素化合价均为零)，电池反应通常表示为
LaNi5H6 + 6NiO(OH) LaNi5 + 6Ni(OH)2
12. 钒（V）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域．
（1）V2O5是接触法制硫酸的催化剂．
①一定条件下，与空气反映t min后，和物质的量浓度分别为a mol/L和b mol/L, 则起始物质的量浓度为 mol/L ；生成的化学反应速率为 mol/(L·min) ．
②工业制硫酸，尾气用_______吸收．
（2）全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如题29图所示．
①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为 ．
②充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由 色变为 色．
③放电过程中氢离子的作用是 和 ；充电时若转移的电子数为3.011023个，左槽溶液中n(H+)的变化量为 ．
【答案】 （1）①；
②氨水
（2）①
②绿 紫
③参与正极反应; 通过交换膜定向移动使电流通过溶液；0.5mol
【思路分析】（1）由S守恒可得，的起始浓度为（a+b）mol/L。的速率为单位时间内浓度的变化，即b/tmol/(L﹒min)。可以用碱性的氨水吸收。
（2）①左槽中，黄变蓝即为生成，V的化合价从+5降低为+4，得一个电子，0原子减少，从图中知，其中发生了移动，参与反应，由此写成电极反应式。②作为原电池，左槽得电子，而右槽失电子。充电作为电解池处理，有槽中则为得电子，对应化合价降低，即为生成，颜色由绿生成紫。③由电极反应式知，参与了反应。溶液中离子的定向移动可形成电流。n=N/NA=3.01×/6.02×=0.5mol。
13.在盛有稀碳酸钠溶液的烧杯中，插入惰性电极，电解一段时间后，溶液中无晶体析出，则下列说法错误的是( )
A．溶液的浓度增大 B．溶液的pH增大
C．溶液中钠离子与碳酸根离子的比变大 D．溶液的质量分数不变。
【答案】 C
【思路分析】电解碳酸钠溶液，实际是电解水，因此，溶液的浓度变大，质量分数增大，碱性增强，碳酸根离子的水解程度减小，所以钠离子与碳酸根离子的比变小， 所以C错。本题考察的是电解过程中，电解质溶液的变化情况，在运用时，要分析好两极的放电离子，掌握好电解的类型：如电解水型（强酸、强碱 、活泼金属的含氧酸盐）、电解电解质型（无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐）、电解水和电解质型（活泼金属的无氧酸盐、不活泼金属的含氧酸盐，）才能分析好电解质溶液的PH变化情况及电解质溶液的复原等问题。但在进行解答时，应看清溶液的饱和与不饱和问题，题中如果碳酸钠溶液是饱和的，则电解后，溶液还是饱和的，溶液的性质是不变的。
14.右图装置（X、Y是直流电源的两极）分别进行下列各组实验，则下表中所列各项对应关系均正确的一组是：
选项 电源X极 实验前U形 管中液体 通电后现象及结论
A 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色
B 正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是 4OH— -4e-=2H2O+O2↑
C 负极 KCl和CuCl2混合溶液 相同条件下，a、b两管中产生的气体总体积可能相等
D 负极 Fe(OH)3胶体和导电液 b管中液体颜色加深
【答案】 C
【思路分析】本题考查电化学知识；电解硫酸钠溶液的实质是电解水，H+在阴极区放电，OH-在阳极区放电，促进了水的电离，故在阴极区有大量的OH-,滴入酚酞后，b管中呈红色，A项错误；电解硝酸银，Ag+在阴极放电，电极反应式为： 4Ag+ +4e- ==4Ag，OH-在阳极反应：4OH- +4e- ==2H2O+O2↑，B项错误；氢氧化铁胶体带正电荷，在A管中液体颜色加深，D项错误。
15.电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
①电解池中X极上的电极反应式为_______________________________________。在X极附近观察到的现象是__________________。
②Ｙ电极上的电极反应式为_________________________________________，检验该电极反应产物的方法是___________________________。
(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
①X电极的材料是__________________，电极反应式为__________________。
②Y电极的材料是__________________，电极反应式为__________________。（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
【答案】(1)①2H++2e－=H2↑ 放出气体，溶液变红。②2Cl－－2e－=Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近观察试纸是否变蓝色。(2)①纯铜 Cu2++2e－=Cu
②粗铜 Cu－2e－====Cu2+
【思路分析】与电源正极相连的电极为阳极，发生氧化反应。与电源负极相连的电极为阴极，发生还原反应；分析题意，X作阴极，溶液中的H+在X极放电，产生H2，电极反应为2H++2e－=H2↑，由于H+减少，破坏水的电离平衡，使X极附近存在大量OH－使滴有酚酞的溶液变红色。Y作阳极，发生的反应为2Cl－－2e－=Cl2↑，利用湿润的KI—淀粉试纸变蓝色，可以检验Cl2的存在。
(2)若用电解方法，精炼粗铜，即得到纯度更高的铜单质；电解质溶液中必须含有Cu2+，发生Cu2++2e－=Cu，还原反应；要求电极材料，X极为纯铜，Y极材料为粗铜，电极反应式：Cu－2e－=Cu2+，氧化反应。
16.碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如右图所示。
请回答下列问题：
(1)碘是 (填颜色)固体物质，实验室常用 方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。
(2)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：
3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为 ；阴极上观察到的实验现象是 。
(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I—。请设计一个检验电解液中是否有I—的实验方案，并按要求填写下表。
要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。
试剂：淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。
实验方法 实验现象及结论
(4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：
步骤②的操作名称是 ，步骤⑤的操作名称是 。步骤④洗涤晶体的目的是
。
【答案】
（1）紫黑色 升华
（2）
有气泡产生
（3）
实验方法 实验现象及结论
取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉试液，观察是否变蓝。 如果不变蓝，说明无。（如果变蓝，说明有。）
（4）冷却结晶 干燥 洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质
【思路分析】（1）考查物质的物理性质，较容易。（2）阳极发生氧化反应失电子。阴极区加入氢氧化钾溶液，电解氢氧化钾实质是电解水。（3）考查I-的检验此题借助与碘单质遇淀粉变蓝色这一特性，要设法将碘离子转化为碘单质。（4）考查实验的基本操作。要求考生对整个流程分析透彻。
17.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) ( http: / / www.21cnjy.com )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，氢元素被还原
D．电池放电时，氢气是负极
【答案】CD。
【思路分析】本题考查在题目创设的新情景中运用所学电化学知识，解决具体问题的能力。首先是区别出充电运用的是电解原理，放电则是运用了原电池原理。抓住电解池、原电池各极发生氧化还原反应的特点，结合题给的信息进行分析判断：
A：原电池负极反应式为： H2+2OH-+2e-2Ni(OH)2，pH下降。故A不正确。
B：原电池，NiO(OH)→Ni(OH)2，镍被还原。故B也不正确。同理可判断得：正确答案为CD
17.（08江苏卷）镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd + 2NiOOH +2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是（ ）
A．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
【答案】A
【思路分析】 本题是考查常见的镍镉（Ni-Cd）可充电电池的工作原理。由充电时方程式中的Cd和Ni的化合价的变化可知，充电时Ni(OH)2作阳极，电解质溶液为KOH，所以电极反应式为：Ni(OH)2－e－ ＋OH-===NiOOH＋H2O；Cd(OH)2作阴极，Cd(OH)2＋2e－ ===Cd＋2OH－；充电的过程是将电能转化为化学能，放电时，Cd作负极，Cd－2e－＋2OH－ ===Cd(OH)2，Cd周围的c(OH－)下降，OH－向负极移动。
19.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH ，下列叙述不正确的是 （ ）
A．放电时负极反应为：Zn－2e－＋2OH－＝Zn(OH)2
B．充电时阳极反应为：Fe(OH)3－3e－＋5OH－＝FeO42－＋4H2O
C．放电时每转移3mol电子，正极有1mol K2FeO4被还原
D．放电时正极附近溶液的pH不变
【答案】D
【思路分析】 本题考查电池知识，包括电极方程式的书写，反应中反应物与电子量的关系。正极得到电子，生成氢氧化铁和氢氧化钾，PH增大，所以D错。。
20.下图装置(Ⅰ)为一种可充电电池的示意图，其中的离子交换膜只允许K＋通过，该电池充、放电的化学方程式为：2K2S2＋KI3K2S4＋3KI。装置(Ⅱ)为电解池的示意图。当闭合开关K时，X附近溶液先变红。则下列说法正确的是( )
A.闭合K时，K＋从右到左通过离子交换膜
B.闭合K时，A的电极反应式为：3I－－2e－===I
C.闭合K时，X的电极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑
D.闭合K时，当有0.1 mol K＋通过离子交换膜，X电极上产生标准状况下气体1.12 L
【答案】D
【思路分析】电化学知识历来是高考考查的难点问题，本题涉及到电解池种类的判断、电极反应的书写等。由图可知，当闭合K时，X极发生电极反应为2H＋＋2e－===H2，当生成0.05 mol H2时，必定有0.1 mol K＋通过交换膜；此时图Ⅰ装置为放电过程的原电池反应，电极A、B分别为原电池的负、正极；A的电极反应为2S－2e－=== S。
21．出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是 ( )
A. 锡青铜的熔点比纯铜高
B．在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用
C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程
【答案】BC
【思路分析】
锡青铜属于合金根据合金的特性，熔点比任何一种纯金属的低判断A错；由于锡比铜活泼，故在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜，B正确；潮湿的环境将会加快金属的腐蚀速率，C正确；电化学腐蚀过程实质是有电子的转移，属于化学反应过程，D错。
22.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
【答案】A
【思路分析】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。①中H2O的H、O两元素的化合价没有变，故不作氧化剂，B项错；铜和钢构成原电池，腐蚀速度加快，C项错；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错
23.对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
（1）以下为铝材表面处理的一种方法：
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是______（用离子方程式表示）。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的______。
a．NH3 b．CO2 c．NaOH d．HNO3
②以铝材为阳极，在H2SO4 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为____。取少量废电解液，加入NaHCO，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是_____。
（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是______。
（3）利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于______处。
若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_______。
【答案】(1) ①冒气泡的原因是Al与NaOH反应了;b。
② 2Al+3H2O-6e -Al2O3+6H+；加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，是由于废电解液中含有Al3+，和HCO3-发生了互促水解。
(2)电镀时，阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+。
(3 N处 ； 牺牲阳极保护法。
【思路分析】
(1) ①冒气泡的原因是Al与NaOH反应了，方程式为：2Al+2OH-+4H2O==2Al(OH)4-+3H2；
使Al(OH)4-生成沉淀，最好是通入CO2，加HNO3的话，沉淀容易溶解。
②阳极是Al发生氧化反应，要生成氧化膜还必须有H2O参加，故电极反应式为：2Al+3H2O-6e -Al2O3+6H+；加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，是由于废电解液中含有Al3+，和HCO3-发生了互促水解。
(2)电镀时，阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+。
(3)铁被保护，可以是做原电池的负极，或者电解池的阴极，故若X为碳棒，开关K应置于N处，Fe做阴极受到保护；若X为锌，开关K置于M处，铁是做负极，称为牺牲阳极保护法。
24.为了探究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用不同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内，并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是 ( )
A．实验结束时，装置Ⅰ左侧的液面一定会下降
B．实验结束时，装置Ⅰ一定比装置Ⅱ左侧液面低
C．实验结束时，装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D．实验结束时，装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
【答案】 B
【思路分析】这是一道原电池原理应用于金属腐蚀的选择题，主要考查的是如何分析铁钉所处的环境，对铁钉的腐蚀起到促进还是保护作用，同时考查了盐酸具有挥发性，浓硫酸具有吸水性等知识点。装置Ⅰ中铁钉处于盐酸的蒸气中，被侵蚀而释放出H2，使左侧液面下降右铡液面上升；装置Ⅱ中铁钉同样处于盐酸的蒸气中，所不同的是悬挂铁氧体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被侵蚀而放出更多的H2，使左铡液面下降更多，右铡液面上升得更多；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，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被侵蚀。
25.某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3︰1，用石墨电极电解该混合液。下列叙述不正确的是 ( )
A．阴极自始至终均析出H2。B．阳极先析出Cl2，后析出O2。
C．电解最后阶段为电解水。D．溶液pH不断增大，最后为7。
【答案】D
【思路分析】电解质溶液中n(Na+):n(Cl-):n(H+):n(SO42-)=3:3:2:1，电解过程明显分为三个阶段：
第一阶段相当于电解盐酸：
第二阶段相当于电解氯化钠溶液：
第三阶段相当于电解水：
可见只有D不正确。
26. 在100mlH2SO4与CuSO4的混合液中，用石墨作电极电解一段时间，两极上均收集到2.24L气体（标准状况），则原溶液中Cu2+物质的量浓度为（ ）
A．1molL-1 B．2molL-1 C．3molL-1 D．4molL-1
【答案】 A
【思路分析】
阳极电极反应式为：4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑
阴极电极反应式为：（开始）Cu2+ + 2e- = Cu （最后）2H+ + 2e- = H2↑
根据电子得失守恒：
。所以选A。
27.（1）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。
锌片上发生的电极反应： ；
银片上发生的电极反应： 。
（2）若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47g，试计算：
①产生氢气的体积(标准状况)；
②通过导线的电量。（已知NA＝6.02×1023/mol，电子电荷为1.60×10－19C）
【答案】
（1）Zn—2e—=Zn2+
2H++2e—=H2↑
（2）①锌片与银片的质量等于生成氢气所消耗的质量，设产生的氢气体积为x。则
Zn+2H+= Zn2+ +H2↑
65g 22.4L
60g—47g=13g x
x=13g×22.4÷65g=4.5L
②反应消耗的锌为：13g÷65g/mol=0.20mol
1molZn变为Zn2+时，转移2mole—，则通过的电量为：
0.20mol×2×6.02×1023mol-×1.6×10-19C=3.9×104C
【思路分析】（1）由锌片、银片、稀硫酸组成的原电池中很显然锌片为负极，电极反应式为Zn—2e—=Zn2+；银片为正极，电极反应式为2H++2e—=H2↑
（2）两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出洗净干燥称重为47g说明锌片反应掉13g，根据总反应式消耗的Zn和产生的H2的物质的量比为1：1，①V(H2)=(13g/65g·mol-1)×22.4L·mol-1=44.5L
②通过导线的总电量=(13g/65g·mol-1) ×2×6.02×1023mol-×1.6×10-19C=3.9×104C
28. 某粗铜中各成分的质量分数分别为：Cu：64%，Fe：5.6%，Zn：6.5%，Ni：5.9%，其余为Ag和Au，利用该粗铜电解精炼铜，电解液选择1L 1mol/L的硫酸铜溶液，当通电30min（电流强度5.36A）(1oml电子的电量为96500库仑)，问：
（1）阴极质量增重多少克？
（2）阳极质量减轻多少克？
（3）此时溶液中铜离子的物质的量浓度为__________mol/L。（假设电解前后溶液体积相同）
（4）此时溶液中Fe2+的物质的量浓度为____________mol/L。（假设电解前后溶液体积相同）
【答案】（1）3.2g; （2）3.84g （3）0.988 mol/L （4）0.00384 mol/L
【思路分析】阳极：Zn - 2e- = Zn2+，Ni - 2e- =Ni2+，Cu - 2e- = Cu2+
阴极：Cu2+ + 2e- = Cu
（1）
阴极质量增重：
（2）粗铜中
阳极上溶解的铜的质量：
阳极质量减少：
（3）
（4）阳极上溶解铁的物质的量：
（一）形成性测试题及其解析：
1、有人设计一种燃料电池，是利用乙烷与氧气反应的化学能转化成电能。用吸咐在多孔镍板上的乙烷作负极材料，用吸附在多孔镍板上的空气作正极材料，30％的氢氧化钾溶液为电解质。试写出这种燃料电池放电时正负电极反应和总反应的离子方程式。
【答案】负极：2C2H6+360H--28e→4CO32-+24H20
正极：7O2+28e-+14H20→28OH-
总反应：2C2H6+702+80H-→CO32-+10H20
【解析】乙烷在O2中燃烧的反应式为：
2C2H6+702→4CO2+6H20
在电池的碱性环境下负极乙烷缓氧化产物之一是K2CO3以，2mol乙烷共失电子28mol，乙烷中+1价的氢变成水和生成CO32-都要消耗 OH-，方程式各物质的系数可根据元素守恒和电荷守恒进行配平。正极上是O2得电子首先生成02-，02-在溶液中不能存在而与水电离出的H+结合生成OH-。有关反应为：
负极：2C2H6+360H--28e→4CO32-+24H20
正极：7O2+28e-+14H20→28OH-
总反应：2C2H6+702+80H-→CO32-+10H20
2、 一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2－。下列对该项燃料电池说法正确的是 ( )
A.在熔融电解质中，Ｏ２－移向正极 B.电池总反应式是：2C4H10+13O2→8CO2+10H2O
C.通入空气的一极是正极，电极反应为：O2+4e－=2O2－
D.通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10+26e-+13O2－==4CO2+5H2O
【答案】BC
【解析】本题考查的新型燃料电池用的电解质为熔融的氧化物，要根据其电池反应的本质是一个燃烧反应，同时电解质的阴离子为O2－来解题。该电池是以丁烷的燃烧设计成的燃料电池,反应总式就是丁烷的燃烧方程式。在燃料电池中可燃物一般是还原剂，在电池中作负极。首先写出丁烷的燃烧方程式,然后写出O2得电子的电极方程式,总式与正极式相减即得负极方程式。
在原电池中阴离子向负极运动，所以A错。在该氧化还原反应中丁烷是燃料，应该发生氧化反应，是负极，所以D错，燃料电池电池总反应实质是一个燃烧反应；而正极空气中氧气发生还原反应变为电解质的阴离子，故B、C正确。
3、 已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、NaOH溶液、盐酸.按要求回答:
(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.说明原因 .
(2)若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铜溶液,外加导线,能否构成原电池 ,若能,请写出电极反应式,负极 ,正极 .(若不能,后面两空不填)
(3)通常说的燃料电池都以铂为电极,将燃烧反应的化学能转化为电能,在燃料电池中,可燃物在 极反应, 在另一极反应。
【答案】铜铝接触在潮湿的环境中形成原电池反应，加快了铝腐蚀的速率，易造成电路断路。(2)能、负极反应式为2Cu－4e－=2Cu2+ ；正极反应式为O2+4H++4e－=2H2O (3)负、助燃物
【解析】(2)铜虽然是活泼性弱的金属，但不是惰性电极，铜与石墨导线连接在盐溶液中可以构成原电池装置，铜作负极。正极反应是溶解在溶液中的氧气得电子，酸性溶液中的电极反应为：O2+4H++4e－=2H2O，中性或弱碱性溶液中的电极反应式为：O2+2H2O+4e－=4OH－。
4、 熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混和气为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式：
负极反应式：2CO+2CO32-－4e－＝ 4CO2
正极反应式：
总电池反应式：
【答案】正极反应式：O2+2CO2+4e－=2CO32-
总电池反应式：2CO+O2=2CO2
【解析】本题属于源于教材又高于教材的题型，从通常原电池的电解质溶液，一下过渡到熔融盐，学生无法适应。其实，我们只要从最基本的一点－燃料电池分析，其总电池反应式应为：2CO+O2=2CO2，然后逆向思考正极反应式－应为总反应式减去负极反应式(2CO+2CO32- - 4e－=4CO2)，就可得出结果： O2+2CO2+4e－=2CO32-。
5、某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2＋O2＝2H2O，下列有关说法正确的是（ ）
A.电子通过外电路从b极流向a极
B.b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
C.每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2
D.H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
【答案】D
【解析】首先明确a为负极，这样电子应该是通过外电路由a极流向b，A错；B选项反应应为O2+4e-+4H+=2H2O ; C没有告知标准状况。
6、 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：
C．放电过程中，从正极区向负极区迁移
D．在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体22.4L/6。
【答案】B
【解析】A项，高温条件下微生物会变性，所以A错；B项，负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳，所以B对；C项，原电池内部阳离子应向正极移动，所以C错；D项，消耗1mol氧气生成1mol二氧化碳，标准状况下体积是22.4L，D错
7、用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如下图所示。下列说法正确的是
A．燃料电池工作时，正极反应为：O2 + 2H2O + 4e－＝ 4OH－
B．a极是铁，b极是铜时，b极逐渐溶解，a极上有铜析出
C．a、b两极若是石墨，在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等
D．a极是粗铜，b极是纯铜时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出
【答案】D
【解析】选项A，因该燃料电池是在酸性电解质中工作，所以正极反应为：O2 ＋4e－ ＋ 4H＋＝2H2O。选项B，a与电池正极相连，a为电解池阳极，b与电池的负极相连，b为电解池正极，所以应该是a极的Fe溶解，b极上析出Cu。选项C，电解CuSO4溶液时，a极产生的气体为O2，产生1mol O2需4mol电子，所以需要燃料电池的2mol H2，二者的体积并不相等。选项D，根据精炼铜原理可知正确。
8、把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若A、B相连时，A为负极；C、D相连，D上有气泡逸出；A、C相连时A极减轻；B、D相连，B为正极。则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为 （ ）
A．A＞B＞C＞D B．A＞C＞B＞D C．A＞C＞D＞B D．B＞D＞C＞A
【答案】B
【解析】金属组成原电池，相对活泼金属失 去电子作负极，相对不活泼金属作正极。负极被氧化质量减轻，正极上发生还原反应，有物质析出，由题意得活泼性 A＞B、A＞C、C＞D 、D＞B，故正确答案为B。
9、如图所示各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序是（ ）
A． ④＞②＞①＞③ B． ②＞①＞③＞④
C． ④＞②＞③＞① D． ③＞②＞④＞①
【答案】A
【解析】金属腐蚀在此条件下主要是电化学腐蚀,通常从原电池原理以及电解的原理进行分析。当铁与比它不活泼的金属连在一起构成原电池时，铁为负极，被腐蚀的速度增大，②＞①；当铁与比它活泼的金属连接，构成原电池时，铁是正极，铁被保护，被腐蚀的速度减小，③＜①；在电解装置中，铁接电源的正极，铁被腐蚀的速度加快，因此，腐蚀速度 ④＞②＞①＞③ 。
10、消毒、杀菌，是抗“非典”消毒剂。一种家用环保消毒液产生装置。其原理中用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，制得有较强杀菌能力的消毒液，该仪器的原理如图所示，
试回答：（1）“84”消毒液在日常生活中被广泛使用。该消毒液无色，
pH大于7，对某些有色物质有漂白作用。你认为它可能的有效成分
是 A．SO2 B．Na2CO3 C．KMnO4 D．NaClO
（2）写出电极名称 a极 ，b极 。
（3）消毒液的有效成分是 。
（4）写出有关离子方程式 。
（5）若在电解过程中因温度上升，生成了少量的NaClO3，即发生了反应：3Cl2 + 6 NaOH =5 NaCl + NaClO3 + 3H2O 测量得n (NaClO):n(NaClO3) = 5∶1，则整个过程中，氧化产物与还原产物的物质的量之比是 。
【答案】（1）D（2）a极为负极，b极为正极。（3）有效成分为：NaClO
（4）2Cl- + H2O=2 OH- + H2↑ + Cl2↑ Cl2 + 2OH-= Cl- + ClO- + H2O（5）3：4
【解析】
（1）SO2的水溶液显酸性，KMnO4 溶液是紫色的，Na2CO3溶液不能起漂泊作用。 （2）由"为使氯气完全被吸收"应在电解槽下部产生氯气，故a极为负极，b极为正极。（3）由方程式：Cl2 + 2 NaOH = NaCl + NaClO + H2O有效成分为：NaClO。
（4）2Cl- + H2O=2 OH- + H2↑ + Cl2↑ Cl2 + 2OH-= Cl- + ClO- + H2O（5）由于整个过程氯气完全被吸收，氯化钠、水为原料，所以H2、 NaClO与NaClO3为产物；其中H2为还原产物，和为氧化产物，由：1mol Cl→1mol ClO-失电子2 mol，1mol Cl→1mol ClO3-失电子6 mol，若设NaClO为5 mol则NaClO3为1mol，氧化产物为6mol，共失电子：5 mol×2 + 6 mol = 16mol，而生成1mol H2需转移电子2mol，则：n(H2)= 16mol／2 = 8 mol，故氧化产物与还原产物的物质的量之比是： 6：8=3：4
11、工业上+6价 的Cr含量不能大于0.5mg·L-1，为了达到废水排放标准，工业上处理含
①往工业废水中加入适量的NaCl（1～2g·L-1）；②以铁电极进行电解，经过一段时间后有Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀生成；③过滤回收沉淀，废水达到排放标准。试回答：
（1）写出电解时的电极反应，阳极______阴极______。
（3）电解过程中Cr（OH）3，Fe（OH）3沉淀是怎样产生的？______。
（4）能否将电极改为石墨电极？为什么？______。
【答案】
（1）阳极Fe-2e＝Fe2+，阴极2H++2e＝H2↑。
（3）因H+放电，破坏了水的电离平衡，产生的OH-与溶液中的Fe3+，Cr3+生成Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀。
（4）不能，因用石墨电极，阳极Cl-放电，不能产生还原剂Fe2+，
【解析】 本题是一道电解实际应用题。电解阳极阴离子的放电顺序是：硫离子、碘离子、溴离子、氯离子……，由于忽略了非惰性金属电极放电先于溶液中阴离子放电，因此将阳极反应写为：2Cl--2e＝Cl2↑。另一种误解是认为，既然是铁电极放电，其电极反应为：Fe-3e＝Fe3+，忽略了电极铁是过量的，因此阳极的电极反应应为：Fe-2e＝Fe2+。溶液中的阳离子流向阴极，其放电反应应是：2H++2e＝H2↑，而重铬酸根离子应流向阳极，不在阴极放电。
溶液中存在具有氧化性的重铬酸根离子和具有还原性的亚铁离子，重铬酸根离子在酸性条件下氧化能力更强，本身在该条件下还原成铬离 子。
电极反应和氧化还原反应大量消耗氢离子，使水进一步电离，溶液中氢氧根离子浓度大大增大，与Fe3+，Cr3+生成Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀。
若改用石墨电极，溶液中没有还原性物质，重铬酸根离子不能被还原，因此也无法排除回收而达到解污净化作用。
12、在如图所示的实验装置中，E为一张淀粉、碘化钾和酚酞混合溶液润湿的滤纸，C、D为 夹在滤纸两端的铂夹，X、Y分别为直流电源的两极。 在A、B中充满KOH溶液后倒立于盛有KOH溶液的水槽中，再分别插入铂电极。切断电源开关S1，闭合开关S2，通直流电一段时间后，请回答下列问题：
(1)标出电源的正、负极：X为 极，Y为 极。
(2)在滤纸的C端附近，观察到的现象是 ，在滤纸的D端附近，观察到的现象是 。
（3)写出电极反应式：A中 ；B中 ；C中 ；D中 。
(4)若电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极，此时切断开关S2，闭合开关S1，则电流计的指针是否发生偏转 （填“偏转”或“不偏转”）。
(5)若电流计指针偏转，写出有关的电极反应式（若指针不偏转，此题不必回答）：A中 ；B中 。若电流计指针不偏转，请说明理由（若指针不偏转，此题不必回答）
指针偏转。(5)A中2H2+4OH--4e-=4H2O；B中2H2O+O2+4e-=4OH- 。
13、电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
①电解池中X极上的电极反应式为_________________________________________。在X极附近观察到的现象是__________________。
②Ｙ电极上的电极反应式为_________________________________________，检验该电极反应产物的方法是___________________________。
(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
①X电极的材料是__________________，电极反应式为__________________。
②Y电极的材料是__________________，电极反应式为__________________。（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
【答案】(1)①2H++2e－=H2↑ 放出气体，溶液变红。②2Cl－－2e－=Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近观察试纸是否变蓝色。(2)①纯铜 Cu2++2e－=Cu
②粗铜 Cu－2e－====Cu2+
【解析】与电源正极相连的电极为阳极，发生氧化反应。与电源负极相连的电极为阴极，发生还原反应；分析题意，X作阴极，溶液中的H+在X极放电，产生H2，电极反应为2H++2e－=H2↑，由于H+减少，破坏水的电离平衡，使X极附近存在大量OH－使滴有酚酞的溶液变红色。Y作阳极，发生的反应为2Cl－－2e－=Cl2↑，利用湿润的KI—淀粉试纸变蓝色，可以检验Cl2的存在。
(2)若用电解方法，精炼粗铜，即得到纯度更高的铜单质；电解质溶液中必须含有Cu2+，发生Cu2++2e－=Cu，还原反应；要求电极材料，X极为纯铜，Y极材料为粗铜，电极反应式：Cu－2e－=Cu2+，氧化反应。
14、原电池PH值的变化
在原电池工作时，由于负极金属失去电子进入电解溶液，正极附近的阳离子得到电子从溶液中析出,可能会引起溶液PH值的变化。
(1)当负极产生的金属离子结合溶液中的ＯH－时,电极附近的溶液PH值降低。当正极O2得电子时结合溶液中的水时，生成OH－使溶液中的PH值增大。
(2)电池工作时整个溶液PH值的变化必须从总反应式来分析。当电解液中酸被消耗时，溶液PH值增大，当电解质溶液中碱被消耗时，溶液PH值减小。
15、电子计算机所用钮扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应是： Zn + 2 OH- -2e＝ZnO + H2O Ag2O +H2O + 2e＝2Ag +2 OH-
下列判断正确的是 （ ）
A．锌为正极，Ag2O为负极。 B．锌为负极，Ag2O为正极。
C．原电池工作时，负极区溶液PH减小。 D．原电池工作时，负极区溶液PH增大。
【答案】BC
【解析】本题考查原电池和PH的概念。
原电池中失去电子的极为负极，所以锌为负极，Ag2O为正极。B是正确答案。因为 Zn + 2 OH- -2e＝ZnO + H2O ，负极区域溶液中[OH-] 不断减少，故PH减小，所以C也正确。故选B、C。
16、(09全国卷Ⅰ28）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。
接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：
①电源的N端为 极；
②电极b上发生的电极反应为 ；
③列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积： ；
④电极c的质量变化是 g；
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：
甲溶液 ；
乙溶液 ；
丙溶液 ；
（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？
【答案】（1）①正极 ②4OH－-4e－=2H2O + O2↑。③2.8L ④16g ⑤甲增大，因为相当于电解水；乙减小，OH－放电， H＋增多。丙不变，相当于电解水。
(2)可以 因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应
【解析】
（1）①乙中C电极质量增加，则c处发生的反应为：Cu2＋+2e－=Cu，即C处为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极。丙中为K2SO4，相当于电解水，设电解的水的质量为xg。由电解前后溶质质量相等有，100×10%=（100-x）×10.47%，得x=4.5g，故为0.25mol。由方程式2H2+O2 2H2O可知，生成2molH2O，转移4mol电子，所以整个反应中转化0.5mol电子，而整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。②甲中为NaOH，相当于电解H2O，阳极b处为阴离子OH－放电，即4OH－-4e－=2H2O + O2↑。③转移0.5mol电子，则生成O2为0.5/4=0.125mol，标况下的体积为0.125×22.4=2.8L。④Cu2＋+2e－=Cu，转移0.5mol电子，则生成的m(Cu)=0.5/2 ×64 =16g。⑤甲中相当于电解水，故NaOH的浓度增大，pH变大。乙中阴极为Cu2＋放电，阳极为OH－放电，所以H＋增多，故pH减小。丙中为电解水，对于K2SO4而言，其pH几乎不变。（2）铜全部析出，可以继续电解H2SO4，有电解液即可电解。
17、（ 07，广东,20）三氧化二镍（Ni2O3）可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO－，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是 ( )
A 可用铁作阳极材料
B 电解过程中阳极附近溶液的pH升高
C 阳极反应方程式为：2Cl－－2e－＝Cl2
D 1mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1mol电子
【答案】CD
【解析】本题考查电解的基本原理，包括电极附近酸碱性的变化。根据“用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5”，则电解液中含有Ni2+、H+、Na+、Cl－、OH－，电解时阳极产生Cl2，电极反应为2Cl－－2e－＝Cl2，，故C对，阳极不可能是活泼性电极如铁，故A错。阳极产生Cl2与碱反应，故pH值降低，故B错。由Ni2+－e－= Ni3+，则1mol二价镍全部转化为三价镍时，失去1mol电子，所以D正确。
18、 右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置，通电后在石墨电极a和b附近分别滴加石蕊溶液，下列实验现象正确的是( )
A．逸出气体的体积：a电极的小于b电极的
B．电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
【答案】D
【解析】Na2SO4===2Na＋＋SO42－，H2OH＋＋OH－，SO42－和OH－移向b电极，Na＋和H＋移向a电极，在b电极 上：4OH－-4e－ ===2H2O＋O2↑，在a电极上：2H＋＋2e－ ===H2↑，所以产生的气体体积a电极的大于b电极的；两种气体均为无色无味的气体；由于a电极上H＋放电，所以a电极附近的c(OH－)＞c(H＋)，滴加石蕊试液a电极附近变蓝色，同理，b电极附近变红色。
19、如下图所示，若电解5min时铜电极质量增加2.16g，试回答：
（1）电源电极X名称为_____________。
（2）pH变化：A___________, B__________, C__________。
（3）通电5min时，B中共收集224mL气体（标况），溶液体积为200mL。（设电解前后无体积变化）则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为__________。
（4）若A中KCl溶液的体积也是200mL，电解后，溶液的pH是___________（设前后体积无变化）。
【答案】（1）负极（2）增大；减小；不变（3）0.025mol/L（4）13。
（4）A中阴极2H++2e-=H2↑，H+减少n(H+)=0.02mol，
c(OH-) = ,pH=13。
20、用Pt电极电解含有各0.1mol Cu2+和X3+的溶液，阴极析出固体物质的质量m（g）与溶液中通过电子的物质的量n（mol）关系见下图，则离子的氧化能力由大到小排列正确的是 （ ）
A．Cu2+＞X3+＞H+ B．H+＞X3+＞Cu2+
C．X3+＞H+＞Cu2+ D．Cu2+＞H+＞X3+
【答案】C
【解析】由图象可知，溶液中通入电子的物质的量为0.2mol时，得到的沉淀最多，而且通过的电子继续增加时，沉淀的质量不再增加，Cu2+在水溶液中中一定是先于H+而得电子的，溶液中共有0.1molCu2+恰好得到0.2mol电子，说明继续通入电子时，X3+没有得电子，阴极得电子的离子为H+。所以答案C正确。
21、将质量相等的铜片和铂片插入硫酸铜溶液中，铜片与电源正极相连，铂片与电源负极相连，以电流强度1A通电10min，然后反接电源，以电流强度2A继续通电10min。下列表示铜电极、铂电极、电解池中产生气体的质量和电解时间的关系图正确的是（ ）
【答案】BC
【解析】前10分钟，Cu为阳极，发生反应Cu-2e-=Cu2+,Pt为阴极，发生反应Cu2++2e-=Cu,溶液浓度不变; 后10分钟，Pt为阳极Cu先反应，Cu反应完后，溶液中OH—才放电产生O2，故反应为Cu2+-2e-=Cu, 2H2O－4e-=4H++O2↑，Cu为阴极，发生Cu2++2e-=Cu，最后Cu极质量增加。
22、如下图（a）为持续电解饱和CaCl2水溶液的装置（以铂为电极，A为电流表），电解1小时后 Cl-放电完毕，图（b）从1小时起将CO2连续通入电解液中，请在图（b）中完成实验（a）中电流对时间的变化关系图，并回答有关问题。
（1）完成实验（a）中电流对时间的变化关系图。
（2）电解时F极发生 反应，电极反应式为 ；
通CO2前电解的总化学方程式为 _______________________ 。
（3）通CO2前电解池中产生的现象：①
② ③ 。
【答案】（1）如右图
（2）氧化．2Cl－+2e－=Cl2↑；
CaCl2+2H2O=Ca(OH)2+Cl2↑+H2↑；
（3）①F极有气泡产生且能闻到剌激性气味；②E极附近溶液呈红色且有气泡冒出；③连续通CO2，溶液中先出现白色沉淀，而后沉淀又逐渐消失。
【解析】电解CaCl2时，阳极Cl－放电产生Cl2，阴极H＋放电产生H2，总电极反应为CaCl2+2H2O=Ca(OH)2+Cl2↑+H2↑；溶液最后变为Ca(OH)2溶液，通入CO2，会变浑浊。而溶液由CaCl2变为Ca(OH)2（溶解度很小）再变为CaCO3过程中，导电性不断减弱，通入过量CO2时，CaCO3溶解变为Ca（HCO3）2，溶液的导电性增强。
23、将洁净的金属片A、B 、C、D 分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧(如图所示)。在每次实验时，记录电压指针的移动方向和电压表的读数如右表所示：
已知构成原电池两电极的金属活动性相差越大，电压表读数越大。请判断：
(1)A、B、C、D四种金属中活泼性最强的是_____________(用字母表示)
(2)若滤纸改用NaOH溶液浸润一段时间后，则在滤纸上能看到有白色物质析出，后迅速变为灰绿色，最后变成褐色。则滤纸上方的金属片为___________(用字母表示)，此时对应的电极反应式为：负极____________________________________
正极___________________________________________
【答案】(1)C (2)B 负极：2Fe – 4e- = 2Fe2+ 正极：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
【解析】由电子流动方向可判断金属的相对活泼性，可知A、C、D的活泼性比Fe强，由电压大小判断出C最强。由题可知有Fe(OH)2生成说明Fe作负极生成Fe+则可知金属片比B，负极反应：2Fe – 4e- = 2Fe2+ 正极发生类似于吸氧腐蚀的反应：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-。
24、请回答氯碱工业的如下问题：
（1）氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k（质量比）生成的产品。理论上k＝_______（要求计算表达式和结果）;
（2）原料粗盐中常含有泥沙和Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－等杂质，必须精制后才能供电解使用。精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl（盐酸）③BaCl2，这3种试剂添加的合理顺序是______________（填序号）
（3）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30％以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。
图中X、Y分别是_____、_______（填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数a％与b％的大小_________;
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：______; 负极：_____;
这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处）
________________________________、________________________________。
【答案】（1）k=M(Cl2)/2 M(NaOH)=71/80=1:1.13或0.89（2）③①②
（3）①Cl2 H2 a％小于b％ ②O2+4e-+2H2O＝4OH- H2－2e-+2OH-＝2H2O
③燃料电池可以补充电解池消耗的电能；提高产出碱液的浓度；降低能耗。
【解析】（1）只要了解电解饱和食盐水的化学方程式2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑即可得到，k=M(Cl2)/2 M(NaOH)=71/80=1:1.13或0.89；
（2）只要抓住除钡离子要放在除碳酸根离子前即可得到顺序关系：③①②；
（3）本题突破口在于B燃料电池这边，通空气一边为正极（还原反应），那么左边必然通H2，这样Y即为H2 ；再转到左边依据电解饱和食盐水的化学方程式可知唯一未知的就是X，必然为Cl2了；A中的NaOH进入燃料电池正极再出来，依据O2+4e-+2H2O＝4OH- 可知NaOH+浓度增大。
25、某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数值，其实验方案的要点为：
①用直流电电解氯化铜溶液，所用仪器如图。
②强度为I A，通电时间为t s后，精确测得某电极上析出的铜的质量为m g。
图
试回答：
(1)这些仪器的正确连接顺序为(用图中标注仪器接线柱的英文字母表示，下同)
E接____________，C接____________，____________接F。
实验线路中的电流方向为________→_______→________→C→________→________
(2)写出B电极上发生反应的离子方程式____________，G试管中淀粉KI溶液变化的现象为____________，相应的离子方程式是____________。
(3)为精确测定电极上析出铜的质量，所必需的实验步骤的先后顺序是____________。
①称量电解前电极质量 ②刮下电解后电极上的铜并清洗 ③用蒸馏水清洗电解后电极 ④低温烘干电极后称量 ⑤低温烘干刮下的铜后称量 ⑥再次低温烘干后称量至恒重
(4)已知电子的电量为1.6×10－19 C。试列出阿伏加德罗常数的计算表达式：NA=____________。
【答案】(1)D A B F B A D E
(2)2Cl－－2e－====Cl2↑ 变蓝色 Cl2＋2I－====2Cl－＋I2↓
(3)①③④⑥
(4)NA=mol－1
【解析】(1)B电极上应产生Cl2：
2Cl－－2e－====Cl2↑
B极上流出电子，电子进入直流电源的正极，即F极，由此可得仪器连接顺序及电流方向。
(2)B中产生Cl2，Cl2进入G中与KI反应，有I2生成，I2使淀粉变蓝色。
(3)镀在A电极上的Cu是没必要刮下的，也无法刮干净，还能将A电极材料刮下，故②⑤两步须排除在外。
(4)由电学知识，可求电量Q：
Q=I A×t s=It C
由此可求出通过的电子个数：
N(e－)=
其物质的量为：
n(e－)=
而电子个数与Cu的关系为：
Cu2＋＋2e－====Cu
根据生成Cu m g得：
=×
NA可求。
26、如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：
序号 内容 实验现象
1 常温下将铁丝放在干燥空气中一个月 干燥的铁丝表面依然光亮
2 常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时 铁丝表面依然光亮
3 常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月 铁丝表面已变得灰暗
4 将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时 铁丝表面略显灰暗
5 将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面已变得灰暗
6 将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面灰暗程度比实验5严重
回答以下问题：
(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号) __________; 在电化学腐 蚀中，负极反应是________________; 正极反应是_______________________；
(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是___________________________； (3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是______________(答两种方法)
【答案】(1)3、4、5、6 负极：Fe-2e→Fe2+ 正极：O2+2H2O+4e→4OH-
(2) 温度、湿度、电解质存在、O2的浓度
(3) ①外加保护层如：涂漆、搪瓷、电镀、表面钝化、油脂等。
②改变钢铁的内部结构，冶炼不锈钢。
【解析】工业上铁的锈蚀主要是电化学腐蚀，发生电化学腐蚀的条件是：活性不同的两极材料，电解质溶液，形成闭合回路。影响锈蚀速度的因素有：环境的温度、湿度、电解质存在、O2的浓度等。实验条件为有氧，为吸氧腐蚀：
负极：Fe-2e→Fe2+ 正极：O2+2H2O+4e→4OH-
保护钢铁不被腐蚀的措施
①外加保护层如：涂漆、搪瓷、电镀、表面钝化、油脂等。
②改变钢铁的内部结构，冶炼不锈钢。
③在钢铁的表面镶嵌比铁活泼的金属如锌，使活泼金属被氧化，而钢铁被保护。
27、（05北京）X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。已知：① X可分别与Y、W形成X2Y、X2Y2、XW等共价化合物；② Z可分别与Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等离子化合物。
请回答：（1）Z2Y的化学式是 ；
（2）Z2Y2与X2Y反应的化学方程式是 ；
（3）如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞的溶液的ZW饱和溶液，C（Ⅰ）、C（Ⅱ）为多孔石墨电极。
接通S1后，C(Ⅰ)附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段时间后（两玻璃管中液面未脱离电极），断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转。此时：C(Ⅰ)的电极名称是 （填写正极或负极）；C(Ⅱ)的电极反应式是 。
（4）铜屑放入稀硫酸不发生反应，若在稀硫酸中加入X2Y2，铜屑可逐渐溶解，该反应的离子方程式是： 。
【答案】（1）Na2O （2）2Na2O2 +2H2O = 4NaOH + O2↑（3）负极 Cl2 + 2e—= 2Cl—（4） Cu + H2O2 + 2H+ = Cu2+ + 2H2O
【解析】本题以元素推断为载体考查元素周期律、物质结构及电化学等知识，解答关键是根据题干知识推出X、Y、Z、W代表的元素。在本题中尽管只有1个问题是电化学内容，但它几乎把电解、原电池的基本原理知识都考查到，体现了高考命题越来越注重知识的综合考查，利于考查学生思维的敏捷性、深刻性。（3）中接通S1时电解氯化钠饱和溶液，断开S1、接通S2则是氢气、氯气、氢氧化钠溶液形成的燃料电池。
28、二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：
某软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu（0.86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：
沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 Cu(OH)2 Zn(OH)2 CuS ZnS MnS FeS
pH 5.2 3.2 9.7 10.4 6.7 8.0 ≥–0.42 ≥2.5 ≥7 ≥7
（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为 。
（2）滤渣A的主要成分是 。
（3）加入MnS的目的是除去 杂质。
（4）碱性锌锰电池中，MnO2参与的电极反应方程式为 。
（5）从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有 （写两种）。
【答案】（1）MnO2＋2FeSO4＋2H2SO4＝MnSO4＋Fe2(SO4)3＋2H2O
（2）Fe(OH)3 Al(OH)3
（3）Cu2＋ Zn2＋
（4）MnO2＋H2O＋e－＝MnOOH＋OH－（或2MnO2＋H2O＋2e－＝Mn2O3＋2OH－）
（5）锌、二氧化锰
【解析】考查学生对元素化合物的主要性质的掌握、书写电极反应方程形式的能力以及学生能够从试题提供的新信息中，准确地提取实质内容，并与已有知识模块整合，重组为新知识模块的能力。由反应流程可知：在酸性条件下二氧化锰将Fe2+氧化为Fe3+,将Cu氧化成Cu2+，此外溶液中的还有Zn2+和Al3+，当调pH至5.4时，只有Al(OH)3 和Fe(OH)3会完全沉淀，故滤渣A的主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3。加入MnS后因为酸性条件下CuS 、ZnS更难溶所以会转化为CuS 、ZnS沉淀而除去Cu2＋ Zn2＋。
29、 铁及铁的化合物应用广泛，如ＦｅＣｌ3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
（1）写出ＦｅＣｌ3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 。
（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。
正极反应 ，负极反应 。
（3）腐蚀铜板后的混合溶液中，若Ｃｕ2＋、Ｆｅ3＋和Ｆｅ2＋的浓度均为0.10 mol·Ｌ－1，请参照下表给出的数据和药品，简述除去ＣｕＣｌ2溶液中Ｆｅ3＋和Ｆｅ2＋的实验步骤：
。
氢氧化物开始沉淀时的ｐＨ 氢氧化物沉淀完全时的ｐＨ
Ｆｅ3＋Ｆｅ2＋Ｃｕ2＋ 1.97.04.7 3.29.06.7
提供的药品：Ｃｌ2 浓Ｈ2ＳＯ4 ＮａＯＨ溶液 ＣｕＯ Ｃｕ
（4）某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种（水可任选），设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。
有关反应的化学方程式 、
劣质不锈钢腐蚀的实验现象： 。
【答案】（1）2Fe3+＋Cu＝2Fe2+＋Cu2+
(2)装置图
正极反应：Ｆｅ3＋＋ｅ－＝Ｆｅ2＋（或2Ｆｅ3＋＋2ｅ－＝2Ｆｅ2＋）
负极反应：Ｃｕ＝Ｃｕ2＋＋2ｅ－（或Ｃｕ－2ｅ－＝Ｃｕ2＋）
（3）①通入足量氯气将Ｆｅ2＋氧化成Ｆｅ3＋；②加入ＣｕＯ调节溶液的ｐＨ至3.2～4.7；
③过滤[除去Fe(OH)3] （4）ＣｕＯ＋Ｈ2ＳＯ4＝ＣｕＳＯ4＋Ｈ2Ｏ
ＣｕＳＯ4＋Ｆｅ＝ＦｅＳＯ4＋Ｃｕ，不锈钢表面有紫红色物质生成。
【解析】（2）在原电池中，负极失去电子，正极得到电子，结合化学反应式可知，该反应中是铜失去电子，所以用铜作负极材料；Fe3+得到电子，所以用FeCl3作为电解质溶液，石墨作为负极材料。
（3）根据题目所给的沉淀时的pH，要想将溶液中的Fe2+完全沉淀，需要调解到pH=9.0，而此时Cu2+早已经沉淀完全，达不到提纯的目的，所以必须将Fe2+氧化为Fe3+，并且将pH调节到3.2——4.7之间，才可以达到题目要求，所以先向溶液中通入氯气，再用CuO调节pH.
(4)钢铁的腐蚀是单质铁变为阳离子，所以在能够发生置换反应的盐溶液中容易被腐蚀，即盐中的阳离子所对应金属活动性比铁弱，由题目所提供的药品可知应该用铜盐，利用CuO与稀硫酸反应来制取。
30、将羧酸的碱金属盐电解可得烃类化合物。例如：
2CH3COOK＋H2OCH3—CH3↑＋2CO2↑＋H2↑＋2KOH
(阳) (阳) (阴) (阴)
据下列衍变关系回答问题：
ClCH2COOK(aq)A(混合物)
(1)写出电极反应式
阳极 ，阴极 。
(2)写出下列反应方程式
A→B： ，B→C： 。
(3)D和B在不同条件下反应会生成三种不同的E，试写出它们的结构简式 、 、 。
【答案】(1)2ClCH2COO－－2e－CH2Cl－CH2Cl＋2CO2↑ 2H＋＋2e－====H2↑
(2)CH2Cl－CH2Cl＋2KOHCH2(OH)－CH2(OH)＋2KCl
CH2(OH)－CH2(OH)＋O2OHC－CHO＋2H2O
【解析】准确理解题给信息是解决问题的关键。电解CH3COOK(aq)时，阳极吸引阴离子：CH3COO－和OH－，事实上放电的是CH3COO－，2CH3COO－－2e－2CO2↑＋CH3－CH3↑，阴极吸引阳离子：H＋和K＋，放电的是H＋，2H＋＋2e－====2H2↑
（三）终结性测试卷
一、选择题（共18小题，每小题3分，共54分，每小题只有一个选项符合题意）
1. 下列各变化中属于原电池反应的是（ ）
A．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层
B．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化
C．红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层
D．浓硝酸比稀硝酸更能氧化金属铜
2. 铁棒与石墨棒用导线连接后浸入0.01mol L-1的食盐溶液中，可能出现的现象是（ ）
A. 铁棒附近产生OH- B. 铁棒逐渐被腐蚀
C. 石墨棒上放出Cl2 D. 石墨棒上放出O2
3. 化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是（ ）
A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl - －2e -==Cl2 ↑
B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH -
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu－2e- == Cu2+
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe－2e - == Fe2+
4. 用惰性电极电解100mL饱和食盐水，一段时间后，在阴极得到112mL H2（标准状况），此时电解质溶液（体积变化忽略不计）的pH为 ( )
A. 13 B. 12 C. 8 D. 1
5. 用两根铂丝作电极插入KOH溶液中，再分别向两极通入甲烷气体和氧气，可形成燃料电池，该电池放电时的总反应为：CH4+2KOH+2O2==K2CO3+3H2O，下列说法错误的是（ ）
A. 通甲烷的一极为负极，通氧气的一极为正极
B. 放电时通入氧气的一极附近溶液的pH升高
C. 放电一段时间后，KOH的物质的量不发生变化
D. 通甲烷的电极反应式是：CH4+10OH -－8e-==CO32-+7H2O
6. 用两支惰性电极插入500mL AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时（电解时阴极没有氢气放出，且电解液在前后体积变化可以忽略），电极上析出的质量大约是（ ）
A. 27mg B. 54 mg C. 108 mg D. 216 mg
7. 下图是某空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用KOH为电解液，下列有关说法中不正确的是（ ）
A．该能量转化系统中的水也是可能循环的
B．燃料电池系统产生的能量实际上来自于水
C．水电解系统中的阳极反应：4OH-2H2O+O2↑+4e -
D．燃料电池放电时的负极反应：H2+2OH-2H2O+2e -
8. 对外加电流的保护中，下列叙述正确的是（ ）
A. 被保护的金属与电源的正极相连
B. 被保护的金属与电源的负极相连
C. 在被保护的金属表面上发生氧化反应
D. 被保护的金属表面上不发生氧化反应，也不发生还原反应
9. 如下图所示，下列叙述正确的是（ ）
A. Y为阴极，发生还原反应 B. X为正极，发生氧化反应
C. Y与滤纸接触处有氧气生成 D. X为滤纸接触处变红
10. 下面有关电化学的图示，完全正确的是（ ）
11. 将等物质的量的K2SO4、NaCl、Ba(NO3)2、AgNO3混合均匀后，置于指定容器中，加入足量的水，搅拌、静置、过滤。取滤液，用铂电极电解一段时间。则两极区析出的氧化产物与还原产物的质量比约为（ ）
A. 35.5:108 B. 108:35.5 C. 8:1 D. 1:2
12. 用惰性电极电解饱和Na2CO3溶液，若保持温度不变，则一段时间后（ ）
A．溶液的pH变大 B．c(Na+)与c (CO32-)的比值变大
C．溶液浓度变大，有晶体析出 D．溶液浓度不变，有晶体析出
13. 电解含下列离子的水溶液，若阴极析出相等质量的金属，则消耗的电量最多的是 （ ）
A．Ag+ B．Cu2+ C．Na+ D．Mg2+
14. （2008江苏，5）镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd + 2NiOOH + 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
15. 已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“+”，另一个接线柱旁标有“—”。关于标有“+”的接线柱，下列说法中正确的是（ ）
A．充电时作阳极，放电时作负极 B．充电时作阳极，放电时作正极
C．充电时作阴极，放电时作负极 D．充电时作阴极，放电时作正极
16. 在1LK2SO4和CuSO4的混合溶液中，c(SO42-)=2.0 mol·L-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L（标准状况）气体，则原溶液中K+的物质的量浓度为（ ）
A. 2.0 mol·L-1 B. 1.5 mol·L-1 C. 1.0 mol·L-1 D. 0.5 mol·L-1
17. 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都是石墨电极 D. M是阴极，N是阳极
18.（2008宁夏理综，10）一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是（ ）
A. CH3OH(g)+O2(g) ==H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e -
B. O2(g)+4H+(aq)+4e -==2H2O(1)
C. CH3OH(g) (1) ==CO2(g)+6H+(aq)+6 e -
D. O2(g)+2H2O(1)+4 e -==4OH-
二、填空（本题包括5个小题，共46分）
19.（8分）右图为以惰性电极进行电解：
（1）写出B、C、D各电极上的电极反应式和总反应方程式：
A：________________________________，
B：________________________________，
总反应方程式：________________________；
C：________________________________，
D：________________________________，
总反应方程式：___________________________；
（2）在A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量比为__________________。
20.（10分）氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH溶液的工艺流程示意图如下所示，完成下列填空：
（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上电极反应为__________________，与电源负极相连的电极附近，溶液pH_________（选填“不变”、“升高”或“下降”）。
（2）工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为____ _____
_______________________________________________________________。
（3）如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO42-，该钡试剂可以是_________。
a. Ba(OH)2 b. Ba(NO3)2 c. BaCl2
（4）为了有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，加入试剂的合理顺序为_________（选填a、b、c）
a. 先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂
b. 先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3
c. 先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3
（5）脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过_________、冷却、_________（填写操作名称）除去NaCl。
21. （8分）如图A 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锌，接通K点，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______________________________，槽中放的镀液可以是________或________（只要求填两种电解质溶液）。
22.（8分）电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a ；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，则电解池中X极上的电极反应为___________________________，在X极附近观察到的现象是 ：__________________。
（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）如果用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则X电极的材料是_________，电极反应式是__________________，Y电极的材料是_________，电极反应式是__________________。
23.（12分）铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：
Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O
请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：
（1）放电时：正极的电极反应式是________________；电解液中H2SO4的浓度将变________；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加________g。
（2）在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成________、B电极上生成________，此时铅蓄电池的正负极的极性将________。
终结性测试卷参考答案
1. B 2. B 3. A 4. A 5. C 6. B 7. B 8. B 9. A 10. D 11. C 12. D 13. B 14. A 15. B 16. A 17. B 18. C
19.（1）Cu2++2e-== Cu 2Cl-2e-＝Cl2↑ CuCl2 Cu+ Cl2↑
4Ag++4e-== 4Ag 4OH--4e-== 2H2O+O2↑ 4AgNO3+2H2O== 4Ag+O2↑+4HNO3
（2）2：2：4：1
20.（1）2Cl--2e-== Cl2↑ 升高 （2）Ca2++CO32-== CaCO3 ↓Mg2++2OH-== Mg(OH)2↓
（3）ac（4）bc（5）加热蒸发 过滤
21.（1）正 （2）2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH
（3）Zn—2e-===Zn2+ Zn2++2e-===Zn ZnSO4溶液或ZnCl2溶液
22.（1）2H++2e-==H2↑ 有气泡，溶液变红
（2）2Cl-—2e-==Cl2↑ 把湿润的淀粉KI试纸放在Y极附近，试纸变蓝，说明Y极产物为Cl2 （3）纯铜 Cu2++2e-==Cu 粗铜 Cu-2e-==Cu2+
23.（1）PbO2 +2e－+ 4H+ +2SO42-== PbSO4 + 2H2O ；小；48 （2）Pb； PbO2 ；对换
【问题2】 元素金属性强弱的比较方法有哪些？
答：元素的金属性越强，单质越易失电子，其还原性越强；阳离子得电子能力越弱，阳离子的氧化性越弱。
(1)根据元素在周期表中的位置进行比较。
原子的最外层电子数越少，电子层数就越多，原于核对最外层电子的引力越小，原子越易失电子，其元素的金属性越强，而原子结构可以根据该元素在周期表中的位置反映出来
(2)根据不同单质与同一氧化剂的反应进行比较。
(3)根据最高价氧化物的水化物的碱性强弱进行比较。
元素的最高价氧化物的水化物的碱性越强，元素的金属性越强。
(4)根据置换反应进行比较
(5)根据原电池电极进行比较：原电池正极的金属性较负极弱。
(6)根据电解时阳离子放电的先后进行比较。
电解时越易放电(得电子)的阳离子，对应元素的金属性越弱。
【问题3】电池如何分类？
电池按照其使用性质可分为：干电池、蓄电池、燃料电池。
按电池中电解质性质分为：碱性电池、酸性电池、中性电池。
①干电池也称一次电池，即电池中的反应物质在进行一次电化学反应放电之后就不能再次使用了。现在所用的一次电池主要有：锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银扣式电池。
②蓄电池是可以反复使用、放电后可以充电使活性物质复原、以便再重新放电的电池，也称二次电池。该类电池主要有：铅蓄电池、碱式镍镉电池、氢镍电池。
③燃料电池在工作时不断从外界输入氧化剂和还原剂，同时将电极反应产物不断排出电池。燃料电池是直接将燃烧反应的化学能转化为电能的装置，能量转化率高，具有节约燃料、减小污染的特点。
④新型高能电池。随着科技发展，在原有原始电池基础上，发展了一些新型高性能电池并已在社会生产生活各方面广泛应用，如：锂－二氧化锰非水电解质电池、钠－硫电池、海洋电池。
【问题4】为什么在纽扣式银锌电池中的负极活性材料用的不是单纯的锌而是含汞量很少的锌汞合金
答：这是因为如果用了单纯的锌，电池在未工作时(即空置时)就会被电池中的电解质溶液腐蚀而放出氢气,以致影响电池的使用寿命，而改用含汞虽然很少的锌汞合金的话，可以使电池在未工作时锌极被腐蚀的过程被阻止到最小的程度。不仅银锌电池是这样，在其它某些电池中也采取同样的措施。如在制造锌锰干电池的传统工艺中，锌皮用氯化汞溶液处理，部分锌发生了反应：Zn+ Hg2+=Zn2++Hg生成的汞与未起反应的锌形成锌汞合金。制造过程中控制HgCl2的用量，使生成的合金中含汞仅约0.25％。汞太多则使锌变脆。近年来正在研究干池等中不用汞的工艺以避免汞污染的危害。
【问题5】实用电池一般具有哪些特点？
答：实用电池一般具有以下的特点：
（1）能产生比较稳定而且较高电压的电流；
（2）安全、耐用且便于携带,易于维护；
（3）能够适用于各种环境；
（4）便于回收处理,不污染环境或对环境的污染影响较小；
（5）能量转换率高。
【问题6】如何判断原电池的正、负极？
答：（1）由组成原电池的两极的电极材料判断。一般是活泼的金属是负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属是正极。
注意：如Mg、Al与NaOH溶液形成原电池；Fe、Cu与浓硝酸形成原电池。都是相对不活泼金属作负极。
（2）根据电流方向或电子流动方向判断。电流是由正极流向负极，电子流动方向是由负极流向正极。
（3）根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是正极，阴离子流向的极为负极。
（4）根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。
【问题7】 ( " \o "转贴并收藏 )书写燃料电池电极反应式必须遵循哪些原则？
答：（1）电池的负极一定是可燃性气体（如H2、CO、CH4）在失
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一、监测目标：
（一）学业基本目标：
●理解原电池的形成条件、基本原理。
●了解日常生活中常用的化学电源和新型化学电池
●理解阳极、阴极、电解的电极反应等跟电解有关的基础知识。掌握电解反应的基本原理和电解池的基本特征。
●能区分原电池和电解池，能判断原电池中的正、负极和电解池中的阴、阳极，能分析原电池和电解池中的电极反应。
●能分析跟电解有关的一些实际问题。能结合离子的氧化性和还原性强弱顺序，判断电极反应。
（二）学业成就水平分类：
等级 知识与技能 过程与方法 情感态度与价值观
优秀 理解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。并能加以运用 运用多种方法收集电化学与生活生产的联系，并用多种方式整理、表达信息，能在学习过程中灵活运用信息。 对新能源开发前景的探究和学习积极性高，兴趣浓厚，有强烈的环保意识。
良好 基本理解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 从生活与生产实际出发，理解电化学的运用，有一定的整理运用信息能力
合格 了解原电池和电解池的工作原理，了解常见化学电源的种类及其工作原理。 知道如何收集运用信息
二、监测内容
（一）智能框架结构：
1．原电池
2．金属的腐蚀（以钢铁腐蚀为例）
3．金属的防护
4．电解池
（二）重难点诠释
1：原电池的判定
要点：(1)组成条件：
①两个活泼性不同的电极。通常用活泼金属做负极，用不活泼金属或可以导电的非金属做正极。
②电解质溶液：一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应或做氧气的载体。
③通过导线连接电极（或电极相互接触），形成闭合回路。
(2) 原电池电极的四种判断方法
①根据构成原电池的电极材料判断：活泼金属作负极，较不活泼金属或导电的非金属及金属氧化物作正极。
②根据电子流向或电流流向判断：电子流出或电流流入的电极为负极，反之为正极。
③ 根据电极反应进行判断：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。也可依据电极附近指示剂（石蕊、酚酞、淀粉试液等）的显色情况判断该电极是OH-、H+或I-等放电，从而确定正、负极。如用酚酞作指示剂，若电极附近溶液变红色，说明该电极附近溶液显碱性，H+在该电极附近得电子被还原，该电极为正极。
④ 根据两极现象判断：通常溶解或质量减少的一极为负极；质量增加或有气泡产生的一极为正极。
2：原电池的工作原理及电极方程式的书写
要点：(1)电极反应的书写方法：
①首先确定氧化还原反应的总化学方程式；
②根据化学反应确定原电池的正、负极，发生氧化反应的一极为负极。
③由反应物和生成物结合电解质溶液写出负极的电极反应。
④用总反应方程式减去负极反应，根据得失电子数目相同的原理写出正极反应的电极反应。
(2)书写电极反应的四原则
①加减原则：根据得失电子守恒，总反应式为两个电极反应式之和。若已知一个电极反应式，可用总反应式减去已知的反应式，得另一电极反应式。
② 共存原则：因为物质得失电子后在不同介质中的存在形式不同，所以电极反应式的书写必须考虑介质环境。碱性溶液中不可能存在，也不可能有参加反应；当电解质溶液呈酸性时，不可能有参加反应。如甲烷燃料电池以KOH为电解质溶液时：负极反应式：；正极反应式：。
③ 得氧失氧原则：得氧时，在反应物中加（电解质为酸性时）或（电解质溶液为碱性或中性时）；失氧时，在反应物中加（电解质为碱性或中性时）或（电解质为酸性时）。如“钮扣”电池以KOH为电解质溶液，其电池总反应式为：，负极，根据得氧原则，负极反应式为：；正极，根据失氧原则，正极反应式为：。
④中性吸氧反应成碱原则：在中性电解质溶液中，通过金属吸氧所建立起来的原电池反应，其反应的最后产物是碱。如银锌电池、铁的吸氧腐蚀、以铝、空气、海水为材料组成的海水电池等。
3： 电解池的构成和电解的基本原理
要点：电解池是一种把电能转化成化学能的装置电解池的构成包括外接电源、导线、两个电极(金属或非金属导体)、电解质溶液(或熔融的电解质)。电解是在电流通过装置时，阴、阳两极发生氧化还原反应。导线上(外电路)电子从电源的负极流出经导线流向电解池的阴极，电解池的阳极上产生电子经导线流入电源的正极。溶液中(内电路)阴离子移向阳极，失去电子，阳离子移向阴极，得到电子。
4： 电化学中的相关计算
要点：原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算、根据电荷量求产物的量与根据产物的量求电荷量等的计算。不论哪类计算，均可概括为下列三种方法：
①守恒法：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。
②总反应法：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。
③关系式法算：借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。
三、监测工具：
（一）、考点诊断性检测及其解析：
1．下图有关电化学的示意图正确的是
A. B. C. D.
【答案】 D
【思路分析】 选项A，Zn原电池负极，Cu为原电池正极。选项B，盐桥两边的烧杯中均应该为CuSO4溶液才能形成原电池。选项C，粗铜应连接电源正极。选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl―在阳极放电而产生Cl2，溶液中的H＋在阴极获得获得电子而产生H2，正确。
2．将Al片和Cu片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入稀NaOH溶液中，分别形成了原电池。
（1）在这两个原电池中，负极分别是
A Al片、Cu片 B Cu片、Al片 C Al片、Al片 D Cu片、Cu片
（2）写出插入浓硝酸中形成原电池的电极反应式
（3）插入稀NaOH溶液中形成原电池的电极反应式 。
【答案】（1）B （2）负极：Cu→Cu2++2e— 正极：2NO3—+2e—+4H+→2NO2↑+2H2O
（3）负极：2Al+8OH—→2[Al(HO)4]- +6e— 正极：6H2O+6e—→3H2↑+6OH—
或 负极：2Al+8OH—→2AlO2—+4H2O+6e— 正极：6H2O+6e—→3H2↑+6OH—
【思路分析】将Al片和Cu片用导线相连插入浓硝酸中，由于Al被浓硝酸钝化，不能持续反应，而Cu却能与浓硝酸持续反应，所以Cu为负极；插入稀NaOH溶液中，Al与NaOH溶液反应，Al失去电子，所以Al作为负极。
（2）Al～Cu～浓HNO3组成的原电池的电极反应方程式为：
负极：Cu→Cu2++2e—
正极：2NO3—+2e—+4H+→2NO2↑+2H2O
总电极方程式：Cu +2NO3—+4H+==Cu2++2NO2↑+2H2O
（3）Al～Cu～NaOH组成的原电池的电极反应方程式为：
负极：2Al+8OH—→2AlO2—+4H2O+6e—或2Al+8OH—→2[Al(HO)4]- +6e—
正极：6H2O+6e—→3H2↑+6OH—或6H2O+6e—→3H2↑+6OH—
总电极方程式：2Al+2OH—+2H2O ==2AlO2—+3H2↑或2Al+2OH—+6H2O ==2[Al(HO)4]-+3H2↑
3.有一种原电池，它的一个电极材料是Ni02(在碱中NiO2氧化性比O2更强，还原产物是+2价的镍的化合物，另一电极是铁，电解质溶液是21％的氢氧化钾溶液。下列对电池的叙述和有关反应正确的是 （ ）
A．此电池必须密封，防止空气进入
B．铁是负极，放电时，铁失电子成能自由移动的Fe2+，负极反应是：Fe-2e-→Fe2+
C．放电时，正极反应是：2H++2e-→H2↑
D．放电时，正极反应为：Ni02+2e-→Ni2++202-
E．放电时的总反应为：Fe+NiO2+2H20=Fe(OH)2+Ni(OH)2
【答案】AE
【思路分析】 因电池的电解质是KOH溶液，应防止与空气接触，否则KOH会与空气中的CO2发生反应生成K2C03，所以A正确。书写电池电极反应时，也要遵循离子反应书写原则，能溶于水的强电解质才能写成离子。此外还要注意电解质溶液的酸碱性。在酸溶液中，可能发生消耗H+和产生H+的反应，不可能发生消耗 OH-和生成OH-的反应；在碱溶液中，一般可能发生消耗OH-和生成OH-的反应，不发生消耗 H+或生成H+弱碱金属离子的反应。因此B、C、 D选项是错误的。在KOH溶液中，负极反应的产物是Fe(OH)2：
Fe-2e-+2OH-→Fe(OH)2
正极反应为：NiO2+2e-+2H20→Ni(OH)2+20H-
从正负电极反应可判断选项E是正确的。
4. 右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个电极由有机光敏燃料（S）涂覆在TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：
（激发态）
下列关于该电池叙述错误的是： （ ）
A．电池工作时，是将太阳能转化为电能
B．电池工作时，离子在镀铂导电玻璃电极上放电
C．电池中镀铂导电玻璃为正极
D．电池的电解质溶液中I-和I3-的浓度不会减少
【答案】B
【思路分析】本题考查新型原电池，原电池的两电极反应式，电子流向与电流流向，太阳能电池的工作原理，原电池的总反应式等。A选项正确，这是个太阳能电池，从装置示意图可看出是个原电池，最终是将光能转化为化学能，应为把上面四个反应加起来可知，化学物质并没有减少；B选项错误，从示意图可看在外电路中电子由负极流向正极，也即镀铂电极做正极，发生还原反应：I3-+2e-=3I-； 所以，C正确；D正确，此太阳能电池中总的反应一部分实质就是：I3-3I-的转化（还有I2+I-I3-），另一部分就是光敏有机物从激发态与基态的相互转化，理论上物质不被损耗。
5.有关右图装置的叙述不正确的是( )。
A．这是一个原电池装置
B．该装置中Pt为正极，电极反应为：O2 ＋ 2H2O ＋ 4e－4OH－
C．该装置中Fe为阴极，电极反应为：Fe－2e－＋ 2OH－Fe(OH)2
D．溶液中会出现红褐色的沉淀。
【答案】 C
【思路分析】铁和铂两种活动性不同的金属，放在电解质溶液NaOH溶液中，组成原电池，A正确；通入O2，发生类似于吸氧腐蚀的变化。Fe作负极，电极反应为：Fe－2e－＋ 2OH－Fe(OH)2，Pt为正极，电极反应为：O2 ＋ 2H2O ＋ 4e－4OH－，所以B正确C不正确；Fe(OH)2会和空气中的O2继续反应生成Fe(OH)3：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3，出现白色沉淀变为灰绿色最终变成红褐色的现象，所以D正确。
6.（2010浙江卷）Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为： 2Li++FeS+2e-＝Li2S+Fe 有关该电池的下列中，正确的是
Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价
该电池的电池反应式为：2Li+FeS＝Li2S+Fe
负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+
充电时，阴极发生的电极反应式为：
【答案】C
【思路分析】本题涵盖电解池与原电池的主体内容，涉及电极判断与电极反应式书写等问题。根据给出的正极得电子的反应，原电池的电极材料Li-Al/FeS可以判断放电时（原电池）负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+。A、Li和Al分别是两极材料。B、应有Al的参加。D、应当是阳极失电子反应。原电池的教学可以从原电池反应的总反应式：可以自发进行的氧化还原反应，负极反应（因负极就是参加反应的电极）开始。电解池的 要从外加电源的正负极，分析阳极（活性电极时本身参加反应）开始，去分析所进行的氧化还原反应。
7.实验是化学的最高法庭。以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液构成的原电池，人们普遍认为铝是负极。某研究性学习小组为探究该原电池究竟谁是负极，发生怎样的电极反应，进行了如下实验：
如图，剪取约8cm的镁条及大小相近的铝片，用砂纸去膜，使镁条与铝片分别与量程为500μA的教学演示电表的“－”、“＋”端相连接，迅速将两电极插入盛有1mol/LNaOH溶液的烧杯中。开始，电表指针向右偏移约500μA，铝片表面有许多气泡，很快电流逐渐减小至0；随后，指针向左偏移，且电流逐渐增大至约400μA，此时，铝片表面气泡有所减少，但镁条表面只有极少量的气泡产生。根据以上实验现象，回答下列问题：
(1)开始阶段，原电池的正极是_______（填“Mg”或“Al”）片；铝片表面产生的气泡是__________；负极发生的反应是 。
(2)随后阶段，铝片发生的电极反应式是______________________________；镁条表面只有极少量的气泡产生，其原因是：2H2O+2e-=H2↑+2OH-（极少），试判断此电极发生的主要反应是_________________________；铝片表面气泡有所减少，但未消失，产生这一现象的可能原因是 。
【答案】 （1）Al H2 Mg+2OH--2e-=Mg(OH)2 (2)Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O O2+2H2O+4e-=4OH- 铝片中含有杂质，构成原电池。
【思路分析】本题的关健是解读题目所给信息。(1)开始是铝片有很多气泡，说明H+在铝片上得电子，铝作正极，镁作负极结合电解质溶液可知发生反应Mg+2OH--2e-=Mg(OH)2，(2)由指针发生不同方向偏转可知铝作负极，碱性溶液中发生反应Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O。
8. 根据报道，摩托罗拉公司的一种以甲醇为原料，以KOH为电解质的用于手机可充电的高效燃料电池，充一次电可持续使用一个月。
(1)关于该电池的叙述错误的是（ ）
①放电时，正极反应为：4H++O2+4e－=2H2O；
②放电时，负极反应式为：CH3OH—6e—+8OH—=CO32—+6H2O；
③充电时，原电池的负极与电源的正极连接
④充电时，阴极反应为：4OH——4e—=2H2O+O2↑
(2)若以熔融的碳酸钾为电解质，阳极充入二氧化碳和氧气的混合气体，试写出该燃料电池的电极反应式，负极： 正极： 。
【答案】（1）①③④（2）CH3OH—6e—+ 3CO32—=4CO2 ↑+2H2O；O2+4e－+2CO2=2CO32—。
【思路分析】 (1)放电时，为原电池，甲醇发生氧化反应，应该在负极上放电，电极反应式为：CH3OH—6e—+8OH—=CO32—+6H2O所以②正确；氧气发生还原反应，在正极上放电，电极反应式为： O2+4e－+2H2O =4OH—；所以①错，充电时，装置为电解池，根据电子转移守恒理论，原电池的负极应该和电源的负极相连，做电解池的阴极，得到电子，电极反应式为：CO32—+6H2O+6e—=CH3OH+8OH—所以③④错。
(2)原电池的反应原理利用的是氧化还原反应中的电子转移，本题负极仍然是甲醇，电极反应式：CH3OH—6e—+ 3CO32—=4CO2 +2H2O，正极是氧气和二氧化碳的混合气体，且电解质是熔融的碳酸钾，所以电极反应式为：O2+4e－+2CO2=2CO32—。
9.铅蓄电池的工作原理为：研读下图，下列判断不正确的是 （ ）
A．K 闭合时，d电极反应式：
B．当电路中转移0．2mol电子时，I中消耗的为0．2 mol
C．K闭合时，II中向c电极迁移
D．K闭合一段时间后，II可单独作为原电池，d电极为正极
【答案】 C
【思路分析】K闭合时Ⅰ为电解池，Ⅱ为电解池，Ⅱ中发生充电反应，d电极为阳极发生氧化反应，其反应式为PbSO4 + 2H2O -2e- = PbO2 + 4H+ + SO42- 所以A正确。在上述总反应式中，得失电子总数为2e-，当电路中转移0．2mol电子时，可以计算出Ⅰ中消耗的硫酸的量为0．2mol，所以B对。K闭合一段时间，也就是充电一段时间后Ⅱ可以作为原电池，由于c表面生成Pb，放电时做电源的负极，d表面生成PbO2，做电源的正极，所以D也正确。K闭合时d是阳极，阴离子向阳极移动，所以C错。
10.（2010江苏卷） 右图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是 ( )
A．该系统中只存在3种形式的能量转化
B．装置Y中负极的电极反应式为：
C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
【答案】C
【思路分析】A项，在该装置系统中，有四种能量转化的关系，即太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化；B项，装置Y为氢氧燃料电池，负极电极反应为H2 -2e- + 2OH- = 2H2O；C项，相当于用光能电解水，产生H2和O2，实现燃料（H2）和氧化剂（O2）的再生；D项，在反应过程中，有能力的损耗和热效应的产生，不可能实现化学能和电能的完全转化。综上分析可知，本题选C项。
11. 靠一组镍氢电池驱动，一台试运行的混合动力公交车两年内跑了10万公里。大功率镍氢动力电池及其管理模块，是国家“十五”863计划电动汽车重大专项中一项重要课题。我国镍氢电池居世界先进水平，我军潜艇将装备国产大功率镍氢动力电池。常见镍氢电池的某极是储氢合金LaNi5H6 (LaNi5H6中各元素化合价均为零)，电池反应通常表示为
LaNi5H6 + 6NiO(OH) LaNi5 + 6Ni(OH)2
12. 钒（V）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域．
（1）V2O5是接触法制硫酸的催化剂．
①一定条件下，与空气反映t min后，和物质的量浓度分别为a mol/L和b mol/L, 则起始物质的量浓度为 mol/L ；生成的化学反应速率为 mol/(L·min) ．
②工业制硫酸，尾气用_______吸收．
（2）全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如题29图所示．
①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为 ．
②充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由 色变为 色．
③放电过程中氢离子的作用是 和 ；充电时若转移的电子数为3.011023个，左槽溶液中n(H+)的变化量为 ．
【答案】 （1）①；
②氨水
（2）①
②绿 紫
③参与正极反应; 通过交换膜定向移动使电流通过溶液；0.5mol
【思路分析】（1）由S守恒可得，的起始浓度为（a+b）mol/L。的速率为单位时间内浓度的变化，即b/tmol/(L﹒min)。可以用碱性的氨水吸收。
（2）①左槽中，黄变蓝即为生成，V的化合价从+5降低为+4，得一个电子，0原子减少，从图中知，其中发生了移动，参与反应，由此写成电极反应式。②作为原电池，左槽得电子，而右槽失电子。充电作为电解池处理，有槽中则为得电子，对应化合价降低，即为生成，颜色由绿生成紫。③由电极反应式知，参与了反应。溶液中离子的定向移动可形成电流。n=N/NA=3.01×/6.02×=0.5mol。
13.在盛有稀碳酸钠溶液的烧杯中，插入惰性电极，电解一段时间后，溶液中无晶体析出，则下列说法错误的是( )
A．溶液的浓度增大 B．溶液的pH增大
C．溶液中钠离子与碳酸根离子的比变大 D．溶液的质量分数不变。
【答案】 C
【思路分析】电解碳酸钠溶液，实际是电解水，因此，溶液的浓度变大，质量分数增大，碱性增强，碳酸根离子的水解程度减小，所以钠离子与碳酸根离子的比变小， 所以C错。本题考察的是电解过程中，电解质溶液的变化情况，在运用时，要分析好两极的放电离子，掌握好电解的类型：如电解水型（强酸、强碱 、活泼金属的含氧酸盐）、电解电解质型（无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐）、电解水和电解质型（活泼金属的无氧酸盐、不活泼金属的含氧酸盐，）才能分析好电解质溶液的PH变化情况及电解质溶液的复原等问题。但在进行解答时，应看清溶液的饱和与不饱和问题，题中如果碳酸钠溶液是饱和的，则电解后，溶液还是饱和的，溶液的性质是不变的。
14.右图装置（X、Y是直流电源的两极）分别进行下列各组实验，则下表中所列各项对应关系均正确的一组是：
选项 电源X极 实验前U形 管中液体 通电后现象及结论
A 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞后，a管中呈红色
B 正极 AgNO3溶液 b管中电极反应式是 4OH— -4e-=2H2O+O2↑
C 负极 KCl和CuCl2混合溶液 相同条件下，a、b两管中产生的气体总体积可能相等
D 负极 Fe(OH)3胶体和导电液 b管中液体颜色加深
【答案】 C
【思路分析】本题考查电化学知识；电解硫酸钠溶液的实质是电解水，H+在阴极区放电，OH-在阳极区放电，促进了水的电离，故在阴极区有大量的OH-,滴入酚酞后，b管中呈红色，A项错误；电解硝酸银，Ag+在阴极放电，电极反应式为： 4Ag+ +4e- ==4Ag，OH-在阳极反应：4OH- +4e- ==2H2O+O2↑，B项错误；氢氧化铁胶体带正电荷，在A管中液体颜色加深，D项错误。
15.电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
①电解池中X极上的电极反应式为_______________________________________。在X极附近观察到的现象是__________________。
②Ｙ电极上的电极反应式为_________________________________________，检验该电极反应产物的方法是___________________________。
(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
①X电极的材料是__________________，电极反应式为__________________。
②Y电极的材料是__________________，电极反应式为__________________。（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
【答案】(1)①2H++2e－=H2↑ 放出气体，溶液变红。②2Cl－－2e－=Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近观察试纸是否变蓝色。(2)①纯铜 Cu2++2e－=Cu
②粗铜 Cu－2e－====Cu2+
【思路分析】与电源正极相连的电极为阳极，发生氧化反应。与电源负极相连的电极为阴极，发生还原反应；分析题意，X作阴极，溶液中的H+在X极放电，产生H2，电极反应为2H++2e－=H2↑，由于H+减少，破坏水的电离平衡，使X极附近存在大量OH－使滴有酚酞的溶液变红色。Y作阳极，发生的反应为2Cl－－2e－=Cl2↑，利用湿润的KI—淀粉试纸变蓝色，可以检验Cl2的存在。
(2)若用电解方法，精炼粗铜，即得到纯度更高的铜单质；电解质溶液中必须含有Cu2+，发生Cu2++2e－=Cu，还原反应；要求电极材料，X极为纯铜，Y极材料为粗铜，电极反应式：Cu－2e－=Cu2+，氧化反应。
16.碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如右图所示。
请回答下列问题：
(1)碘是 (填颜色)固体物质，实验室常用 方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。
(2)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：
3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。电解时，阳极上发生反应的电极反应式为 ；阴极上观察到的实验现象是 。
(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I—。请设计一个检验电解液中是否有I—的实验方案，并按要求填写下表。
要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。
试剂：淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。
实验方法 实验现象及结论
(4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：
步骤②的操作名称是 ，步骤⑤的操作名称是 。步骤④洗涤晶体的目的是
。
【答案】
（1）紫黑色 升华
（2）
有气泡产生
（3）
实验方法 实验现象及结论
取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉试液，观察是否变蓝。 如果不变蓝，说明无。（如果变蓝，说明有。）
（4）冷却结晶 干燥 洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质
【思路分析】（1）考查物质的物理性质，较容易。（2）阳极发生氧化反应失电子。阴极区加入氢氧化钾溶液，电解氢氧化钾实质是电解水。（3）考查I-的检验此题借助与碘单质遇淀粉变蓝色这一特性，要设法将碘离子转化为碘单质。（4）考查实验的基本操作。要求考生对整个流程分析透彻。
17.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) ( http: / / www.21cnjy.com )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，氢元素被还原
D．电池放电时，氢气是负极
【答案】CD。
【思路分析】本题考查在题目创设的新情景中运用所学电化学知识，解决具体问题的能力。首先是区别出充电运用的是电解原理，放电则是运用了原电池原理。抓住电解池、原电池各极发生氧化还原反应的特点，结合题给的信息进行分析判断：
A：原电池负极反应式为： H2+2OH-+2e-2Ni(OH)2，pH下降。故A不正确。
B：原电池，NiO(OH)→Ni(OH)2，镍被还原。故B也不正确。同理可判断得：正确答案为CD
17.（08江苏卷）镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd + 2NiOOH +2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是（ ）
A．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
【答案】A
【思路分析】 本题是考查常见的镍镉（Ni-Cd）可充电电池的工作原理。由充电时方程式中的Cd和Ni的化合价的变化可知，充电时Ni(OH)2作阳极，电解质溶液为KOH，所以电极反应式为：Ni(OH)2－e－ ＋OH-===NiOOH＋H2O；Cd(OH)2作阴极，Cd(OH)2＋2e－ ===Cd＋2OH－；充电的过程是将电能转化为化学能，放电时，Cd作负极，Cd－2e－＋2OH－ ===Cd(OH)2，Cd周围的c(OH－)下降，OH－向负极移动。
19.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH ，下列叙述不正确的是 （ ）
A．放电时负极反应为：Zn－2e－＋2OH－＝Zn(OH)2
B．充电时阳极反应为：Fe(OH)3－3e－＋5OH－＝FeO42－＋4H2O
C．放电时每转移3mol电子，正极有1mol K2FeO4被还原
D．放电时正极附近溶液的pH不变
【答案】D
【思路分析】 本题考查电池知识，包括电极方程式的书写，反应中反应物与电子量的关系。正极得到电子，生成氢氧化铁和氢氧化钾，PH增大，所以D错。。
20.下图装置(Ⅰ)为一种可充电电池的示意图，其中的离子交换膜只允许K＋通过，该电池充、放电的化学方程式为：2K2S2＋KI3K2S4＋3KI。装置(Ⅱ)为电解池的示意图。当闭合开关K时，X附近溶液先变红。则下列说法正确的是( )
A.闭合K时，K＋从右到左通过离子交换膜
B.闭合K时，A的电极反应式为：3I－－2e－===I
C.闭合K时，X的电极反应式为：2Cl－－2e－===Cl2↑
D.闭合K时，当有0.1 mol K＋通过离子交换膜，X电极上产生标准状况下气体1.12 L
【答案】D
【思路分析】电化学知识历来是高考考查的难点问题，本题涉及到电解池种类的判断、电极反应的书写等。由图可知，当闭合K时，X极发生电极反应为2H＋＋2e－===H2，当生成0.05 mol H2时，必定有0.1 mol K＋通过交换膜；此时图Ⅰ装置为放电过程的原电池反应，电极A、B分别为原电池的负、正极；A的电极反应为2S－2e－=== S。
21．出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是 ( )
A. 锡青铜的熔点比纯铜高
B．在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用
C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程
【答案】BC
【思路分析】
锡青铜属于合金根据合金的特性，熔点比任何一种纯金属的低判断A错；由于锡比铜活泼，故在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜，B正确；潮湿的环境将会加快金属的腐蚀速率，C正确；电化学腐蚀过程实质是有电子的转移，属于化学反应过程，D错。
22.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
【答案】A
【思路分析】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。①中H2O的H、O两元素的化合价没有变，故不作氧化剂，B项错；铜和钢构成原电池，腐蚀速度加快，C项错；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错
23.对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
（1）以下为铝材表面处理的一种方法：
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是______（用离子方程式表示）。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的______。
a．NH3 b．CO2 c．NaOH d．HNO3
②以铝材为阳极，在H2SO4 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为____。取少量废电解液，加入NaHCO，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是_____。
（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是______。
（3）利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于______处。
若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_______。
【答案】(1) ①冒气泡的原因是Al与NaOH反应了;b。
② 2Al+3H2O-6e -Al2O3+6H+；加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，是由于废电解液中含有Al3+，和HCO3-发生了互促水解。
(2)电镀时，阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+。
(3 N处 ； 牺牲阳极保护法。
【思路分析】
(1) ①冒气泡的原因是Al与NaOH反应了，方程式为：2Al+2OH-+4H2O==2Al(OH)4-+3H2；
使Al(OH)4-生成沉淀，最好是通入CO2，加HNO3的话，沉淀容易溶解。
②阳极是Al发生氧化反应，要生成氧化膜还必须有H2O参加，故电极反应式为：2Al+3H2O-6e -Al2O3+6H+；加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，是由于废电解液中含有Al3+，和HCO3-发生了互促水解。
(2)电镀时，阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+。
(3)铁被保护，可以是做原电池的负极，或者电解池的阴极，故若X为碳棒，开关K应置于N处，Fe做阴极受到保护；若X为锌，开关K置于M处，铁是做负极，称为牺牲阳极保护法。
24.为了探究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用不同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内，并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是 ( )
A．实验结束时，装置Ⅰ左侧的液面一定会下降
B．实验结束时，装置Ⅰ一定比装置Ⅱ左侧液面低
C．实验结束时，装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D．实验结束时，装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
【答案】 B
【思路分析】这是一道原电池原理应用于金属腐蚀的选择题，主要考查的是如何分析铁钉所处的环境，对铁钉的腐蚀起到促进还是保护作用，同时考查了盐酸具有挥发性，浓硫酸具有吸水性等知识点。装置Ⅰ中铁钉处于盐酸的蒸气中，被侵蚀而释放出H2，使左侧液面下降右铡液面上升；装置Ⅱ中铁钉同样处于盐酸的蒸气中，所不同的是悬挂铁氧体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被侵蚀而放出更多的H2，使左铡液面下降更多，右铡液面上升得更多；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，使铁钉处于一种较为干燥的空气中，因而在短时间内几乎没有被侵蚀。
25.某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3︰1，用石墨电极电解该混合液。下列叙述不正确的是 ( )
A．阴极自始至终均析出H2。B．阳极先析出Cl2，后析出O2。
C．电解最后阶段为电解水。D．溶液pH不断增大，最后为7。
【答案】D
【思路分析】电解质溶液中n(Na+):n(Cl-):n(H+):n(SO42-)=3:3:2:1，电解过程明显分为三个阶段：
第一阶段相当于电解盐酸：
第二阶段相当于电解氯化钠溶液：
第三阶段相当于电解水：
可见只有D不正确。
26. 在100mlH2SO4与CuSO4的混合液中，用石墨作电极电解一段时间，两极上均收集到2.24L气体（标准状况），则原溶液中Cu2+物质的量浓度为（ ）
A．1molL-1 B．2molL-1 C．3molL-1 D．4molL-1
【答案】 A
【思路分析】
阳极电极反应式为：4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑
阴极电极反应式为：（开始）Cu2+ + 2e- = Cu （最后）2H+ + 2e- = H2↑
根据电子得失守恒：
。所以选A。
27.（1）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。
锌片上发生的电极反应： ；
银片上发生的电极反应： 。
（2）若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47g，试计算：
①产生氢气的体积(标准状况)；
②通过导线的电量。（已知NA＝6.02×1023/mol，电子电荷为1.60×10－19C）
【答案】
（1）Zn—2e—=Zn2+
2H++2e—=H2↑
（2）①锌片与银片的质量等于生成氢气所消耗的质量，设产生的氢气体积为x。则
Zn+2H+= Zn2+ +H2↑
65g 22.4L
60g—47g=13g x
x=13g×22.4÷65g=4.5L
②反应消耗的锌为：13g÷65g/mol=0.20mol
1molZn变为Zn2+时，转移2mole—，则通过的电量为：
0.20mol×2×6.02×1023mol-×1.6×10-19C=3.9×104C
【思路分析】（1）由锌片、银片、稀硫酸组成的原电池中很显然锌片为负极，电极反应式为Zn—2e—=Zn2+；银片为正极，电极反应式为2H++2e—=H2↑
（2）两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出洗净干燥称重为47g说明锌片反应掉13g，根据总反应式消耗的Zn和产生的H2的物质的量比为1：1，①V(H2)=(13g/65g·mol-1)×22.4L·mol-1=44.5L
②通过导线的总电量=(13g/65g·mol-1) ×2×6.02×1023mol-×1.6×10-19C=3.9×104C
28. 某粗铜中各成分的质量分数分别为：Cu：64%，Fe：5.6%，Zn：6.5%，Ni：5.9%，其余为Ag和Au，利用该粗铜电解精炼铜，电解液选择1L 1mol/L的硫酸铜溶液，当通电30min（电流强度5.36A）(1oml电子的电量为96500库仑)，问：
（1）阴极质量增重多少克？
（2）阳极质量减轻多少克？
（3）此时溶液中铜离子的物质的量浓度为__________mol/L。（假设电解前后溶液体积相同）
（4）此时溶液中Fe2+的物质的量浓度为____________mol/L。（假设电解前后溶液体积相同）
【答案】（1）3.2g; （2）3.84g （3）0.988 mol/L （4）0.00384 mol/L
【思路分析】阳极：Zn - 2e- = Zn2+，Ni - 2e- =Ni2+，Cu - 2e- = Cu2+
阴极：Cu2+ + 2e- = Cu
（1）
阴极质量增重：
（2）粗铜中
阳极上溶解的铜的质量：
阳极质量减少：
（3）
（4）阳极上溶解铁的物质的量：
（一）形成性测试题及其解析：
1、有人设计一种燃料电池，是利用乙烷与氧气反应的化学能转化成电能。用吸咐在多孔镍板上的乙烷作负极材料，用吸附在多孔镍板上的空气作正极材料，30％的氢氧化钾溶液为电解质。试写出这种燃料电池放电时正负电极反应和总反应的离子方程式。
【答案】负极：2C2H6+360H--28e→4CO32-+24H20
正极：7O2+28e-+14H20→28OH-
总反应：2C2H6+702+80H-→CO32-+10H20
【解析】乙烷在O2中燃烧的反应式为：
2C2H6+702→4CO2+6H20
在电池的碱性环境下负极乙烷缓氧化产物之一是K2CO3以，2mol乙烷共失电子28mol，乙烷中+1价的氢变成水和生成CO32-都要消耗 OH-，方程式各物质的系数可根据元素守恒和电荷守恒进行配平。正极上是O2得电子首先生成02-，02-在溶液中不能存在而与水电离出的H+结合生成OH-。有关反应为：
负极：2C2H6+360H--28e→4CO32-+24H20
正极：7O2+28e-+14H20→28OH-
总反应：2C2H6+702+80H-→CO32-+10H20
2、 一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2－。下列对该项燃料电池说法正确的是 ( )
A.在熔融电解质中，Ｏ２－移向正极 B.电池总反应式是：2C4H10+13O2→8CO2+10H2O
C.通入空气的一极是正极，电极反应为：O2+4e－=2O2－
D.通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10+26e-+13O2－==4CO2+5H2O
【答案】BC
【解析】本题考查的新型燃料电池用的电解质为熔融的氧化物，要根据其电池反应的本质是一个燃烧反应，同时电解质的阴离子为O2－来解题。该电池是以丁烷的燃烧设计成的燃料电池,反应总式就是丁烷的燃烧方程式。在燃料电池中可燃物一般是还原剂，在电池中作负极。首先写出丁烷的燃烧方程式,然后写出O2得电子的电极方程式,总式与正极式相减即得负极方程式。
在原电池中阴离子向负极运动，所以A错。在该氧化还原反应中丁烷是燃料，应该发生氧化反应，是负极，所以D错，燃料电池电池总反应实质是一个燃烧反应；而正极空气中氧气发生还原反应变为电解质的阴离子，故B、C正确。
3、 已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、NaOH溶液、盐酸.按要求回答:
(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.说明原因 .
(2)若电极材料选铜和石墨,电解质溶液选硫酸铜溶液,外加导线,能否构成原电池 ,若能,请写出电极反应式,负极 ,正极 .(若不能,后面两空不填)
(3)通常说的燃料电池都以铂为电极,将燃烧反应的化学能转化为电能,在燃料电池中,可燃物在 极反应, 在另一极反应。
【答案】铜铝接触在潮湿的环境中形成原电池反应，加快了铝腐蚀的速率，易造成电路断路。(2)能、负极反应式为2Cu－4e－=2Cu2+ ；正极反应式为O2+4H++4e－=2H2O (3)负、助燃物
【解析】(2)铜虽然是活泼性弱的金属，但不是惰性电极，铜与石墨导线连接在盐溶液中可以构成原电池装置，铜作负极。正极反应是溶解在溶液中的氧气得电子，酸性溶液中的电极反应为：O2+4H++4e－=2H2O，中性或弱碱性溶液中的电极反应式为：O2+2H2O+4e－=4OH－。
4、 熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混和气为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式：
负极反应式：2CO+2CO32-－4e－＝ 4CO2
正极反应式：
总电池反应式：
【答案】正极反应式：O2+2CO2+4e－=2CO32-
总电池反应式：2CO+O2=2CO2
【解析】本题属于源于教材又高于教材的题型，从通常原电池的电解质溶液，一下过渡到熔融盐，学生无法适应。其实，我们只要从最基本的一点－燃料电池分析，其总电池反应式应为：2CO+O2=2CO2，然后逆向思考正极反应式－应为总反应式减去负极反应式(2CO+2CO32- - 4e－=4CO2)，就可得出结果： O2+2CO2+4e－=2CO32-。
5、某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2＋O2＝2H2O，下列有关说法正确的是（ ）
A.电子通过外电路从b极流向a极
B.b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
C.每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2
D.H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
【答案】D
【解析】首先明确a为负极，这样电子应该是通过外电路由a极流向b，A错；B选项反应应为O2+4e-+4H+=2H2O ; C没有告知标准状况。
6、 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：
C．放电过程中，从正极区向负极区迁移
D．在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体22.4L/6。
【答案】B
【解析】A项，高温条件下微生物会变性，所以A错；B项，负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳，所以B对；C项，原电池内部阳离子应向正极移动，所以C错；D项，消耗1mol氧气生成1mol二氧化碳，标准状况下体积是22.4L，D错
7、用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如下图所示。下列说法正确的是
A．燃料电池工作时，正极反应为：O2 + 2H2O + 4e－＝ 4OH－
B．a极是铁，b极是铜时，b极逐渐溶解，a极上有铜析出
C．a、b两极若是石墨，在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等
D．a极是粗铜，b极是纯铜时，a极逐渐溶解，b极上有铜析出
【答案】D
【解析】选项A，因该燃料电池是在酸性电解质中工作，所以正极反应为：O2 ＋4e－ ＋ 4H＋＝2H2O。选项B，a与电池正极相连，a为电解池阳极，b与电池的负极相连，b为电解池正极，所以应该是a极的Fe溶解，b极上析出Cu。选项C，电解CuSO4溶液时，a极产生的气体为O2，产生1mol O2需4mol电子，所以需要燃料电池的2mol H2，二者的体积并不相等。选项D，根据精炼铜原理可知正确。
8、把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若A、B相连时，A为负极；C、D相连，D上有气泡逸出；A、C相连时A极减轻；B、D相连，B为正极。则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为 （ ）
A．A＞B＞C＞D B．A＞C＞B＞D C．A＞C＞D＞B D．B＞D＞C＞A
【答案】B
【解析】金属组成原电池，相对活泼金属失 去电子作负极，相对不活泼金属作正极。负极被氧化质量减轻，正极上发生还原反应，有物质析出，由题意得活泼性 A＞B、A＞C、C＞D 、D＞B，故正确答案为B。
9、如图所示各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序是（ ）
A． ④＞②＞①＞③ B． ②＞①＞③＞④
C． ④＞②＞③＞① D． ③＞②＞④＞①
【答案】A
【解析】金属腐蚀在此条件下主要是电化学腐蚀,通常从原电池原理以及电解的原理进行分析。当铁与比它不活泼的金属连在一起构成原电池时，铁为负极，被腐蚀的速度增大，②＞①；当铁与比它活泼的金属连接，构成原电池时，铁是正极，铁被保护，被腐蚀的速度减小，③＜①；在电解装置中，铁接电源的正极，铁被腐蚀的速度加快，因此，腐蚀速度 ④＞②＞①＞③ 。
10、消毒、杀菌，是抗“非典”消毒剂。一种家用环保消毒液产生装置。其原理中用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，制得有较强杀菌能力的消毒液，该仪器的原理如图所示，
试回答：（1）“84”消毒液在日常生活中被广泛使用。该消毒液无色，
pH大于7，对某些有色物质有漂白作用。你认为它可能的有效成分
是 A．SO2 B．Na2CO3 C．KMnO4 D．NaClO
（2）写出电极名称 a极 ，b极 。
（3）消毒液的有效成分是 。
（4）写出有关离子方程式 。
（5）若在电解过程中因温度上升，生成了少量的NaClO3，即发生了反应：3Cl2 + 6 NaOH =5 NaCl + NaClO3 + 3H2O 测量得n (NaClO):n(NaClO3) = 5∶1，则整个过程中，氧化产物与还原产物的物质的量之比是 。
【答案】（1）D（2）a极为负极，b极为正极。（3）有效成分为：NaClO
（4）2Cl- + H2O=2 OH- + H2↑ + Cl2↑ Cl2 + 2OH-= Cl- + ClO- + H2O（5）3：4
【解析】
（1）SO2的水溶液显酸性，KMnO4 溶液是紫色的，Na2CO3溶液不能起漂泊作用。 （2）由"为使氯气完全被吸收"应在电解槽下部产生氯气，故a极为负极，b极为正极。（3）由方程式：Cl2 + 2 NaOH = NaCl + NaClO + H2O有效成分为：NaClO。
（4）2Cl- + H2O=2 OH- + H2↑ + Cl2↑ Cl2 + 2OH-= Cl- + ClO- + H2O（5）由于整个过程氯气完全被吸收，氯化钠、水为原料，所以H2、 NaClO与NaClO3为产物；其中H2为还原产物，和为氧化产物，由：1mol Cl→1mol ClO-失电子2 mol，1mol Cl→1mol ClO3-失电子6 mol，若设NaClO为5 mol则NaClO3为1mol，氧化产物为6mol，共失电子：5 mol×2 + 6 mol = 16mol，而生成1mol H2需转移电子2mol，则：n(H2)= 16mol／2 = 8 mol，故氧化产物与还原产物的物质的量之比是： 6：8=3：4
11、工业上+6价 的Cr含量不能大于0.5mg·L-1，为了达到废水排放标准，工业上处理含
①往工业废水中加入适量的NaCl（1～2g·L-1）；②以铁电极进行电解，经过一段时间后有Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀生成；③过滤回收沉淀，废水达到排放标准。试回答：
（1）写出电解时的电极反应，阳极______阴极______。
（3）电解过程中Cr（OH）3，Fe（OH）3沉淀是怎样产生的？______。
（4）能否将电极改为石墨电极？为什么？______。
【答案】
（1）阳极Fe-2e＝Fe2+，阴极2H++2e＝H2↑。
（3）因H+放电，破坏了水的电离平衡，产生的OH-与溶液中的Fe3+，Cr3+生成Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀。
（4）不能，因用石墨电极，阳极Cl-放电，不能产生还原剂Fe2+，
【解析】 本题是一道电解实际应用题。电解阳极阴离子的放电顺序是：硫离子、碘离子、溴离子、氯离子……，由于忽略了非惰性金属电极放电先于溶液中阴离子放电，因此将阳极反应写为：2Cl--2e＝Cl2↑。另一种误解是认为，既然是铁电极放电，其电极反应为：Fe-3e＝Fe3+，忽略了电极铁是过量的，因此阳极的电极反应应为：Fe-2e＝Fe2+。溶液中的阳离子流向阴极，其放电反应应是：2H++2e＝H2↑，而重铬酸根离子应流向阳极，不在阴极放电。
溶液中存在具有氧化性的重铬酸根离子和具有还原性的亚铁离子，重铬酸根离子在酸性条件下氧化能力更强，本身在该条件下还原成铬离 子。
电极反应和氧化还原反应大量消耗氢离子，使水进一步电离，溶液中氢氧根离子浓度大大增大，与Fe3+，Cr3+生成Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀。
若改用石墨电极，溶液中没有还原性物质，重铬酸根离子不能被还原，因此也无法排除回收而达到解污净化作用。
12、在如图所示的实验装置中，E为一张淀粉、碘化钾和酚酞混合溶液润湿的滤纸，C、D为 夹在滤纸两端的铂夹，X、Y分别为直流电源的两极。 在A、B中充满KOH溶液后倒立于盛有KOH溶液的水槽中，再分别插入铂电极。切断电源开关S1，闭合开关S2，通直流电一段时间后，请回答下列问题：
(1)标出电源的正、负极：X为 极，Y为 极。
(2)在滤纸的C端附近，观察到的现象是 ，在滤纸的D端附近，观察到的现象是 。
（3)写出电极反应式：A中 ；B中 ；C中 ；D中 。
(4)若电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极，此时切断开关S2，闭合开关S1，则电流计的指针是否发生偏转 （填“偏转”或“不偏转”）。
(5)若电流计指针偏转，写出有关的电极反应式（若指针不偏转，此题不必回答）：A中 ；B中 。若电流计指针不偏转，请说明理由（若指针不偏转，此题不必回答）
指针偏转。(5)A中2H2+4OH--4e-=4H2O；B中2H2O+O2+4e-=4OH- 。
13、电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则：
①电解池中X极上的电极反应式为_________________________________________。在X极附近观察到的现象是__________________。
②Ｙ电极上的电极反应式为_________________________________________，检验该电极反应产物的方法是___________________________。
(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
①X电极的材料是__________________，电极反应式为__________________。
②Y电极的材料是__________________，电极反应式为__________________。（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
【答案】(1)①2H++2e－=H2↑ 放出气体，溶液变红。②2Cl－－2e－=Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近观察试纸是否变蓝色。(2)①纯铜 Cu2++2e－=Cu
②粗铜 Cu－2e－====Cu2+
【解析】与电源正极相连的电极为阳极，发生氧化反应。与电源负极相连的电极为阴极，发生还原反应；分析题意，X作阴极，溶液中的H+在X极放电，产生H2，电极反应为2H++2e－=H2↑，由于H+减少，破坏水的电离平衡，使X极附近存在大量OH－使滴有酚酞的溶液变红色。Y作阳极，发生的反应为2Cl－－2e－=Cl2↑，利用湿润的KI—淀粉试纸变蓝色，可以检验Cl2的存在。
(2)若用电解方法，精炼粗铜，即得到纯度更高的铜单质；电解质溶液中必须含有Cu2+，发生Cu2++2e－=Cu，还原反应；要求电极材料，X极为纯铜，Y极材料为粗铜，电极反应式：Cu－2e－=Cu2+，氧化反应。
14、原电池PH值的变化
在原电池工作时，由于负极金属失去电子进入电解溶液，正极附近的阳离子得到电子从溶液中析出,可能会引起溶液PH值的变化。
(1)当负极产生的金属离子结合溶液中的ＯH－时,电极附近的溶液PH值降低。当正极O2得电子时结合溶液中的水时，生成OH－使溶液中的PH值增大。
(2)电池工作时整个溶液PH值的变化必须从总反应式来分析。当电解液中酸被消耗时，溶液PH值增大，当电解质溶液中碱被消耗时，溶液PH值减小。
15、电子计算机所用钮扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应是： Zn + 2 OH- -2e＝ZnO + H2O Ag2O +H2O + 2e＝2Ag +2 OH-
下列判断正确的是 （ ）
A．锌为正极，Ag2O为负极。 B．锌为负极，Ag2O为正极。
C．原电池工作时，负极区溶液PH减小。 D．原电池工作时，负极区溶液PH增大。
【答案】BC
【解析】本题考查原电池和PH的概念。
原电池中失去电子的极为负极，所以锌为负极，Ag2O为正极。B是正确答案。因为 Zn + 2 OH- -2e＝ZnO + H2O ，负极区域溶液中[OH-] 不断减少，故PH减小，所以C也正确。故选B、C。
16、(09全国卷Ⅰ28）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。
接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：
①电源的N端为 极；
②电极b上发生的电极反应为 ；
③列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积： ；
④电极c的质量变化是 g；
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：
甲溶液 ；
乙溶液 ；
丙溶液 ；
（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？
【答案】（1）①正极 ②4OH－-4e－=2H2O + O2↑。③2.8L ④16g ⑤甲增大，因为相当于电解水；乙减小，OH－放电， H＋增多。丙不变，相当于电解水。
(2)可以 因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应
【解析】
（1）①乙中C电极质量增加，则c处发生的反应为：Cu2＋+2e－=Cu，即C处为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极。丙中为K2SO4，相当于电解水，设电解的水的质量为xg。由电解前后溶质质量相等有，100×10%=（100-x）×10.47%，得x=4.5g，故为0.25mol。由方程式2H2+O2 2H2O可知，生成2molH2O，转移4mol电子，所以整个反应中转化0.5mol电子，而整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。②甲中为NaOH，相当于电解H2O，阳极b处为阴离子OH－放电，即4OH－-4e－=2H2O + O2↑。③转移0.5mol电子，则生成O2为0.5/4=0.125mol，标况下的体积为0.125×22.4=2.8L。④Cu2＋+2e－=Cu，转移0.5mol电子，则生成的m(Cu)=0.5/2 ×64 =16g。⑤甲中相当于电解水，故NaOH的浓度增大，pH变大。乙中阴极为Cu2＋放电，阳极为OH－放电，所以H＋增多，故pH减小。丙中为电解水，对于K2SO4而言，其pH几乎不变。（2）铜全部析出，可以继续电解H2SO4，有电解液即可电解。
17、（ 07，广东,20）三氧化二镍（Ni2O3）可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO－，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是 ( )
A 可用铁作阳极材料
B 电解过程中阳极附近溶液的pH升高
C 阳极反应方程式为：2Cl－－2e－＝Cl2
D 1mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1mol电子
【答案】CD
【解析】本题考查电解的基本原理，包括电极附近酸碱性的变化。根据“用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5”，则电解液中含有Ni2+、H+、Na+、Cl－、OH－，电解时阳极产生Cl2，电极反应为2Cl－－2e－＝Cl2，，故C对，阳极不可能是活泼性电极如铁，故A错。阳极产生Cl2与碱反应，故pH值降低，故B错。由Ni2+－e－= Ni3+，则1mol二价镍全部转化为三价镍时，失去1mol电子，所以D正确。
18、 右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置，通电后在石墨电极a和b附近分别滴加石蕊溶液，下列实验现象正确的是( )
A．逸出气体的体积：a电极的小于b电极的
B．电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
【答案】D
【解析】Na2SO4===2Na＋＋SO42－，H2OH＋＋OH－，SO42－和OH－移向b电极，Na＋和H＋移向a电极，在b电极 上：4OH－-4e－ ===2H2O＋O2↑，在a电极上：2H＋＋2e－ ===H2↑，所以产生的气体体积a电极的大于b电极的；两种气体均为无色无味的气体；由于a电极上H＋放电，所以a电极附近的c(OH－)＞c(H＋)，滴加石蕊试液a电极附近变蓝色，同理，b电极附近变红色。
19、如下图所示，若电解5min时铜电极质量增加2.16g，试回答：
（1）电源电极X名称为_____________。
（2）pH变化：A___________, B__________, C__________。
（3）通电5min时，B中共收集224mL气体（标况），溶液体积为200mL。（设电解前后无体积变化）则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为__________。
（4）若A中KCl溶液的体积也是200mL，电解后，溶液的pH是___________（设前后体积无变化）。
【答案】（1）负极（2）增大；减小；不变（3）0.025mol/L（4）13。
（4）A中阴极2H++2e-=H2↑，H+减少n(H+)=0.02mol，
c(OH-) = ,pH=13。
20、用Pt电极电解含有各0.1mol Cu2+和X3+的溶液，阴极析出固体物质的质量m（g）与溶液中通过电子的物质的量n（mol）关系见下图，则离子的氧化能力由大到小排列正确的是 （ ）
A．Cu2+＞X3+＞H+ B．H+＞X3+＞Cu2+
C．X3+＞H+＞Cu2+ D．Cu2+＞H+＞X3+
【答案】C
【解析】由图象可知，溶液中通入电子的物质的量为0.2mol时，得到的沉淀最多，而且通过的电子继续增加时，沉淀的质量不再增加，Cu2+在水溶液中中一定是先于H+而得电子的，溶液中共有0.1molCu2+恰好得到0.2mol电子，说明继续通入电子时，X3+没有得电子，阴极得电子的离子为H+。所以答案C正确。
21、将质量相等的铜片和铂片插入硫酸铜溶液中，铜片与电源正极相连，铂片与电源负极相连，以电流强度1A通电10min，然后反接电源，以电流强度2A继续通电10min。下列表示铜电极、铂电极、电解池中产生气体的质量和电解时间的关系图正确的是（ ）
【答案】BC
【解析】前10分钟，Cu为阳极，发生反应Cu-2e-=Cu2+,Pt为阴极，发生反应Cu2++2e-=Cu,溶液浓度不变; 后10分钟，Pt为阳极Cu先反应，Cu反应完后，溶液中OH—才放电产生O2，故反应为Cu2+-2e-=Cu, 2H2O－4e-=4H++O2↑，Cu为阴极，发生Cu2++2e-=Cu，最后Cu极质量增加。
22、如下图（a）为持续电解饱和CaCl2水溶液的装置（以铂为电极，A为电流表），电解1小时后 Cl-放电完毕，图（b）从1小时起将CO2连续通入电解液中，请在图（b）中完成实验（a）中电流对时间的变化关系图，并回答有关问题。
（1）完成实验（a）中电流对时间的变化关系图。
（2）电解时F极发生 反应，电极反应式为 ；
通CO2前电解的总化学方程式为 _______________________ 。
（3）通CO2前电解池中产生的现象：①
② ③ 。
【答案】（1）如右图
（2）氧化．2Cl－+2e－=Cl2↑；
CaCl2+2H2O=Ca(OH)2+Cl2↑+H2↑；
（3）①F极有气泡产生且能闻到剌激性气味；②E极附近溶液呈红色且有气泡冒出；③连续通CO2，溶液中先出现白色沉淀，而后沉淀又逐渐消失。
【解析】电解CaCl2时，阳极Cl－放电产生Cl2，阴极H＋放电产生H2，总电极反应为CaCl2+2H2O=Ca(OH)2+Cl2↑+H2↑；溶液最后变为Ca(OH)2溶液，通入CO2，会变浑浊。而溶液由CaCl2变为Ca(OH)2（溶解度很小）再变为CaCO3过程中，导电性不断减弱，通入过量CO2时，CaCO3溶解变为Ca（HCO3）2，溶液的导电性增强。
23、将洁净的金属片A、B 、C、D 分别放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧(如图所示)。在每次实验时，记录电压指针的移动方向和电压表的读数如右表所示：
已知构成原电池两电极的金属活动性相差越大，电压表读数越大。请判断：
(1)A、B、C、D四种金属中活泼性最强的是_____________(用字母表示)
(2)若滤纸改用NaOH溶液浸润一段时间后，则在滤纸上能看到有白色物质析出，后迅速变为灰绿色，最后变成褐色。则滤纸上方的金属片为___________(用字母表示)，此时对应的电极反应式为：负极____________________________________
正极___________________________________________
【答案】(1)C (2)B 负极：2Fe – 4e- = 2Fe2+ 正极：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
【解析】由电子流动方向可判断金属的相对活泼性，可知A、C、D的活泼性比Fe强，由电压大小判断出C最强。由题可知有Fe(OH)2生成说明Fe作负极生成Fe+则可知金属片比B，负极反应：2Fe – 4e- = 2Fe2+ 正极发生类似于吸氧腐蚀的反应：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-。
24、请回答氯碱工业的如下问题：
（1）氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k（质量比）生成的产品。理论上k＝_______（要求计算表达式和结果）;
（2）原料粗盐中常含有泥沙和Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－等杂质，必须精制后才能供电解使用。精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl（盐酸）③BaCl2，这3种试剂添加的合理顺序是______________（填序号）
（3）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30％以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。
图中X、Y分别是_____、_______（填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数a％与b％的大小_________;
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：______; 负极：_____;
这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处）
________________________________、________________________________。
【答案】（1）k=M(Cl2)/2 M(NaOH)=71/80=1:1.13或0.89（2）③①②
（3）①Cl2 H2 a％小于b％ ②O2+4e-+2H2O＝4OH- H2－2e-+2OH-＝2H2O
③燃料电池可以补充电解池消耗的电能；提高产出碱液的浓度；降低能耗。
【解析】（1）只要了解电解饱和食盐水的化学方程式2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑即可得到，k=M(Cl2)/2 M(NaOH)=71/80=1:1.13或0.89；
（2）只要抓住除钡离子要放在除碳酸根离子前即可得到顺序关系：③①②；
（3）本题突破口在于B燃料电池这边，通空气一边为正极（还原反应），那么左边必然通H2，这样Y即为H2 ；再转到左边依据电解饱和食盐水的化学方程式可知唯一未知的就是X，必然为Cl2了；A中的NaOH进入燃料电池正极再出来，依据O2+4e-+2H2O＝4OH- 可知NaOH+浓度增大。
25、某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数值，其实验方案的要点为：
①用直流电电解氯化铜溶液，所用仪器如图。
②强度为I A，通电时间为t s后，精确测得某电极上析出的铜的质量为m g。
图
试回答：
(1)这些仪器的正确连接顺序为(用图中标注仪器接线柱的英文字母表示，下同)
E接____________，C接____________，____________接F。
实验线路中的电流方向为________→_______→________→C→________→________
(2)写出B电极上发生反应的离子方程式____________，G试管中淀粉KI溶液变化的现象为____________，相应的离子方程式是____________。
(3)为精确测定电极上析出铜的质量，所必需的实验步骤的先后顺序是____________。
①称量电解前电极质量 ②刮下电解后电极上的铜并清洗 ③用蒸馏水清洗电解后电极 ④低温烘干电极后称量 ⑤低温烘干刮下的铜后称量 ⑥再次低温烘干后称量至恒重
(4)已知电子的电量为1.6×10－19 C。试列出阿伏加德罗常数的计算表达式：NA=____________。
【答案】(1)D A B F B A D E
(2)2Cl－－2e－====Cl2↑ 变蓝色 Cl2＋2I－====2Cl－＋I2↓
(3)①③④⑥
(4)NA=mol－1
【解析】(1)B电极上应产生Cl2：
2Cl－－2e－====Cl2↑
B极上流出电子，电子进入直流电源的正极，即F极，由此可得仪器连接顺序及电流方向。
(2)B中产生Cl2，Cl2进入G中与KI反应，有I2生成，I2使淀粉变蓝色。
(3)镀在A电极上的Cu是没必要刮下的，也无法刮干净，还能将A电极材料刮下，故②⑤两步须排除在外。
(4)由电学知识，可求电量Q：
Q=I A×t s=It C
由此可求出通过的电子个数：
N(e－)=
其物质的量为：
n(e－)=
而电子个数与Cu的关系为：
Cu2＋＋2e－====Cu
根据生成Cu m g得：
=×
NA可求。
26、如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：
序号 内容 实验现象
1 常温下将铁丝放在干燥空气中一个月 干燥的铁丝表面依然光亮
2 常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时 铁丝表面依然光亮
3 常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月 铁丝表面已变得灰暗
4 将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时 铁丝表面略显灰暗
5 将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面已变得灰暗
6 将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面灰暗程度比实验5严重
回答以下问题：
(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号) __________; 在电化学腐 蚀中，负极反应是________________; 正极反应是_______________________；
(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是___________________________； (3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是______________(答两种方法)
【答案】(1)3、4、5、6 负极：Fe-2e→Fe2+ 正极：O2+2H2O+4e→4OH-
(2) 温度、湿度、电解质存在、O2的浓度
(3) ①外加保护层如：涂漆、搪瓷、电镀、表面钝化、油脂等。
②改变钢铁的内部结构，冶炼不锈钢。
【解析】工业上铁的锈蚀主要是电化学腐蚀，发生电化学腐蚀的条件是：活性不同的两极材料，电解质溶液，形成闭合回路。影响锈蚀速度的因素有：环境的温度、湿度、电解质存在、O2的浓度等。实验条件为有氧，为吸氧腐蚀：
负极：Fe-2e→Fe2+ 正极：O2+2H2O+4e→4OH-
保护钢铁不被腐蚀的措施
①外加保护层如：涂漆、搪瓷、电镀、表面钝化、油脂等。
②改变钢铁的内部结构，冶炼不锈钢。
③在钢铁的表面镶嵌比铁活泼的金属如锌，使活泼金属被氧化，而钢铁被保护。
27、（05北京）X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。已知：① X可分别与Y、W形成X2Y、X2Y2、XW等共价化合物；② Z可分别与Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等离子化合物。
请回答：（1）Z2Y的化学式是 ；
（2）Z2Y2与X2Y反应的化学方程式是 ；
（3）如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞的溶液的ZW饱和溶液，C（Ⅰ）、C（Ⅱ）为多孔石墨电极。
接通S1后，C(Ⅰ)附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段时间后（两玻璃管中液面未脱离电极），断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转。此时：C(Ⅰ)的电极名称是 （填写正极或负极）；C(Ⅱ)的电极反应式是 。
（4）铜屑放入稀硫酸不发生反应，若在稀硫酸中加入X2Y2，铜屑可逐渐溶解，该反应的离子方程式是： 。
【答案】（1）Na2O （2）2Na2O2 +2H2O = 4NaOH + O2↑（3）负极 Cl2 + 2e—= 2Cl—（4） Cu + H2O2 + 2H+ = Cu2+ + 2H2O
【解析】本题以元素推断为载体考查元素周期律、物质结构及电化学等知识，解答关键是根据题干知识推出X、Y、Z、W代表的元素。在本题中尽管只有1个问题是电化学内容，但它几乎把电解、原电池的基本原理知识都考查到，体现了高考命题越来越注重知识的综合考查，利于考查学生思维的敏捷性、深刻性。（3）中接通S1时电解氯化钠饱和溶液，断开S1、接通S2则是氢气、氯气、氢氧化钠溶液形成的燃料电池。
28、二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：
某软锰矿的主要成分为MnO2，还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu（0.86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：
沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 Cu(OH)2 Zn(OH)2 CuS ZnS MnS FeS
pH 5.2 3.2 9.7 10.4 6.7 8.0 ≥–0.42 ≥2.5 ≥7 ≥7
（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为 。
（2）滤渣A的主要成分是 。
（3）加入MnS的目的是除去 杂质。
（4）碱性锌锰电池中，MnO2参与的电极反应方程式为 。
（5）从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有 （写两种）。
【答案】（1）MnO2＋2FeSO4＋2H2SO4＝MnSO4＋Fe2(SO4)3＋2H2O
（2）Fe(OH)3 Al(OH)3
（3）Cu2＋ Zn2＋
（4）MnO2＋H2O＋e－＝MnOOH＋OH－（或2MnO2＋H2O＋2e－＝Mn2O3＋2OH－）
（5）锌、二氧化锰
【解析】考查学生对元素化合物的主要性质的掌握、书写电极反应方程形式的能力以及学生能够从试题提供的新信息中，准确地提取实质内容，并与已有知识模块整合，重组为新知识模块的能力。由反应流程可知：在酸性条件下二氧化锰将Fe2+氧化为Fe3+,将Cu氧化成Cu2+，此外溶液中的还有Zn2+和Al3+，当调pH至5.4时，只有Al(OH)3 和Fe(OH)3会完全沉淀，故滤渣A的主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3。加入MnS后因为酸性条件下CuS 、ZnS更难溶所以会转化为CuS 、ZnS沉淀而除去Cu2＋ Zn2＋。
29、 铁及铁的化合物应用广泛，如ＦｅＣｌ3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
（1）写出ＦｅＣｌ3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 。
（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。
正极反应 ，负极反应 。
（3）腐蚀铜板后的混合溶液中，若Ｃｕ2＋、Ｆｅ3＋和Ｆｅ2＋的浓度均为0.10 mol·Ｌ－1，请参照下表给出的数据和药品，简述除去ＣｕＣｌ2溶液中Ｆｅ3＋和Ｆｅ2＋的实验步骤：
。
氢氧化物开始沉淀时的ｐＨ 氢氧化物沉淀完全时的ｐＨ
Ｆｅ3＋Ｆｅ2＋Ｃｕ2＋ 1.97.04.7 3.29.06.7
提供的药品：Ｃｌ2 浓Ｈ2ＳＯ4 ＮａＯＨ溶液 ＣｕＯ Ｃｕ
（4）某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种（水可任选），设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。
有关反应的化学方程式 、
劣质不锈钢腐蚀的实验现象： 。
【答案】（1）2Fe3+＋Cu＝2Fe2+＋Cu2+
(2)装置图
正极反应：Ｆｅ3＋＋ｅ－＝Ｆｅ2＋（或2Ｆｅ3＋＋2ｅ－＝2Ｆｅ2＋）
负极反应：Ｃｕ＝Ｃｕ2＋＋2ｅ－（或Ｃｕ－2ｅ－＝Ｃｕ2＋）
（3）①通入足量氯气将Ｆｅ2＋氧化成Ｆｅ3＋；②加入ＣｕＯ调节溶液的ｐＨ至3.2～4.7；
③过滤[除去Fe(OH)3] （4）ＣｕＯ＋Ｈ2ＳＯ4＝ＣｕＳＯ4＋Ｈ2Ｏ
ＣｕＳＯ4＋Ｆｅ＝ＦｅＳＯ4＋Ｃｕ，不锈钢表面有紫红色物质生成。
【解析】（2）在原电池中，负极失去电子，正极得到电子，结合化学反应式可知，该反应中是铜失去电子，所以用铜作负极材料；Fe3+得到电子，所以用FeCl3作为电解质溶液，石墨作为负极材料。
（3）根据题目所给的沉淀时的pH，要想将溶液中的Fe2+完全沉淀，需要调解到pH=9.0，而此时Cu2+早已经沉淀完全，达不到提纯的目的，所以必须将Fe2+氧化为Fe3+，并且将pH调节到3.2——4.7之间，才可以达到题目要求，所以先向溶液中通入氯气，再用CuO调节pH.
(4)钢铁的腐蚀是单质铁变为阳离子，所以在能够发生置换反应的盐溶液中容易被腐蚀，即盐中的阳离子所对应金属活动性比铁弱，由题目所提供的药品可知应该用铜盐，利用CuO与稀硫酸反应来制取。
30、将羧酸的碱金属盐电解可得烃类化合物。例如：
2CH3COOK＋H2OCH3—CH3↑＋2CO2↑＋H2↑＋2KOH
(阳) (阳) (阴) (阴)
据下列衍变关系回答问题：
ClCH2COOK(aq)A(混合物)
(1)写出电极反应式
阳极 ，阴极 。
(2)写出下列反应方程式
A→B： ，B→C： 。
(3)D和B在不同条件下反应会生成三种不同的E，试写出它们的结构简式 、 、 。
【答案】(1)2ClCH2COO－－2e－CH2Cl－CH2Cl＋2CO2↑ 2H＋＋2e－====H2↑
(2)CH2Cl－CH2Cl＋2KOHCH2(OH)－CH2(OH)＋2KCl
CH2(OH)－CH2(OH)＋O2OHC－CHO＋2H2O
【解析】准确理解题给信息是解决问题的关键。电解CH3COOK(aq)时，阳极吸引阴离子：CH3COO－和OH－，事实上放电的是CH3COO－，2CH3COO－－2e－2CO2↑＋CH3－CH3↑，阴极吸引阳离子：H＋和K＋，放电的是H＋，2H＋＋2e－====2H2↑
（三）终结性测试卷
一、选择题（共18小题，每小题3分，共54分，每小题只有一个选项符合题意）
1. 下列各变化中属于原电池反应的是（ ）
A．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层
B．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化
C．红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层
D．浓硝酸比稀硝酸更能氧化金属铜
2. 铁棒与石墨棒用导线连接后浸入0.01mol L-1的食盐溶液中，可能出现的现象是（ ）
A. 铁棒附近产生OH- B. 铁棒逐渐被腐蚀
C. 石墨棒上放出Cl2 D. 石墨棒上放出O2
3. 化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是（ ）
A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl - －2e -==Cl2 ↑
B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH -
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu－2e- == Cu2+
D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe－2e - == Fe2+
4. 用惰性电极电解100mL饱和食盐水，一段时间后，在阴极得到112mL H2（标准状况），此时电解质溶液（体积变化忽略不计）的pH为 ( )
A. 13 B. 12 C. 8 D. 1
5. 用两根铂丝作电极插入KOH溶液中，再分别向两极通入甲烷气体和氧气，可形成燃料电池，该电池放电时的总反应为：CH4+2KOH+2O2==K2CO3+3H2O，下列说法错误的是（ ）
A. 通甲烷的一极为负极，通氧气的一极为正极
B. 放电时通入氧气的一极附近溶液的pH升高
C. 放电一段时间后，KOH的物质的量不发生变化
D. 通甲烷的电极反应式是：CH4+10OH -－8e-==CO32-+7H2O
6. 用两支惰性电极插入500mL AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时（电解时阴极没有氢气放出，且电解液在前后体积变化可以忽略），电极上析出的质量大约是（ ）
A. 27mg B. 54 mg C. 108 mg D. 216 mg
7. 下图是某空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用KOH为电解液，下列有关说法中不正确的是（ ）
A．该能量转化系统中的水也是可能循环的
B．燃料电池系统产生的能量实际上来自于水
C．水电解系统中的阳极反应：4OH-2H2O+O2↑+4e -
D．燃料电池放电时的负极反应：H2+2OH-2H2O+2e -
8. 对外加电流的保护中，下列叙述正确的是（ ）
A. 被保护的金属与电源的正极相连
B. 被保护的金属与电源的负极相连
C. 在被保护的金属表面上发生氧化反应
D. 被保护的金属表面上不发生氧化反应，也不发生还原反应
9. 如下图所示，下列叙述正确的是（ ）
A. Y为阴极，发生还原反应 B. X为正极，发生氧化反应
C. Y与滤纸接触处有氧气生成 D. X为滤纸接触处变红
10. 下面有关电化学的图示，完全正确的是（ ）
11. 将等物质的量的K2SO4、NaCl、Ba(NO3)2、AgNO3混合均匀后，置于指定容器中，加入足量的水，搅拌、静置、过滤。取滤液，用铂电极电解一段时间。则两极区析出的氧化产物与还原产物的质量比约为（ ）
A. 35.5:108 B. 108:35.5 C. 8:1 D. 1:2
12. 用惰性电极电解饱和Na2CO3溶液，若保持温度不变，则一段时间后（ ）
A．溶液的pH变大 B．c(Na+)与c (CO32-)的比值变大
C．溶液浓度变大，有晶体析出 D．溶液浓度不变，有晶体析出
13. 电解含下列离子的水溶液，若阴极析出相等质量的金属，则消耗的电量最多的是 （ ）
A．Ag+ B．Cu2+ C．Na+ D．Mg2+
14. （2008江苏，5）镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd + 2NiOOH + 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
15. 已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“+”，另一个接线柱旁标有“—”。关于标有“+”的接线柱，下列说法中正确的是（ ）
A．充电时作阳极，放电时作负极 B．充电时作阳极，放电时作正极
C．充电时作阴极，放电时作负极 D．充电时作阴极，放电时作正极
16. 在1LK2SO4和CuSO4的混合溶液中，c(SO42-)=2.0 mol·L-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L（标准状况）气体，则原溶液中K+的物质的量浓度为（ ）
A. 2.0 mol·L-1 B. 1.5 mol·L-1 C. 1.0 mol·L-1 D. 0.5 mol·L-1
17. 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都是石墨电极 D. M是阴极，N是阳极
18.（2008宁夏理综，10）一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是（ ）
A. CH3OH(g)+O2(g) ==H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e -
B. O2(g)+4H+(aq)+4e -==2H2O(1)
C. CH3OH(g) (1) ==CO2(g)+6H+(aq)+6 e -
D. O2(g)+2H2O(1)+4 e -==4OH-
二、填空（本题包括5个小题，共46分）
19.（8分）右图为以惰性电极进行电解：
（1）写出B、C、D各电极上的电极反应式和总反应方程式：
A：________________________________，
B：________________________________，
总反应方程式：________________________；
C：________________________________，
D：________________________________，
总反应方程式：___________________________；
（2）在A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量比为__________________。
20.（10分）氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH溶液的工艺流程示意图如下所示，完成下列填空：
（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上电极反应为__________________，与电源负极相连的电极附近，溶液pH_________（选填“不变”、“升高”或“下降”）。
（2）工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为____ _____
_______________________________________________________________。
（3）如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO42-，该钡试剂可以是_________。
a. Ba(OH)2 b. Ba(NO3)2 c. BaCl2
（4）为了有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，加入试剂的合理顺序为_________（选填a、b、c）
a. 先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂
b. 先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3
c. 先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3
（5）脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过_________、冷却、_________（填写操作名称）除去NaCl。
21. （8分）如图A 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锌，接通K点，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______________________________，槽中放的镀液可以是________或________（只要求填两种电解质溶液）。
22.（8分）电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a ；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞溶液，则电解池中X极上的电极反应为___________________________，在X极附近观察到的现象是 ：__________________。
（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）如果用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则X电极的材料是_________，电极反应式是__________________，Y电极的材料是_________，电极反应式是__________________。
23.（12分）铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：
Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O
请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：
（1）放电时：正极的电极反应式是________________；电解液中H2SO4的浓度将变________；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加________g。
（2）在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成________、B电极上生成________，此时铅蓄电池的正负极的极性将________。
终结性测试卷参考答案
1. B 2. B 3. A 4. A 5. C 6. B 7. B 8. B 9. A 10. D 11. C 12. D 13. B 14. A 15. B 16. A 17. B 18. C
19.（1）Cu2++2e-== Cu 2Cl-2e-＝Cl2↑ CuCl2 Cu+ Cl2↑
4Ag++4e-== 4Ag 4OH--4e-== 2H2O+O2↑ 4AgNO3+2H2O== 4Ag+O2↑+4HNO3
（2）2：2：4：1
20.（1）2Cl--2e-== Cl2↑ 升高 （2）Ca2++CO32-== CaCO3 ↓Mg2++2OH-== Mg(OH)2↓
（3）ac（4）bc（5）加热蒸发 过滤
21.（1）正 （2）2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH
（3）Zn—2e-===Zn2+ Zn2++2e-===Zn ZnSO4溶液或ZnCl2溶液
22.（1）2H++2e-==H2↑ 有气泡，溶液变红
（2）2Cl-—2e-==Cl2↑ 把湿润的淀粉KI试纸放在Y极附近，试纸变蓝，说明Y极产物为Cl2 （3）纯铜 Cu2++2e-==Cu 粗铜 Cu-2e-==Cu2+
23.（1）PbO2 +2e－+ 4H+ +2SO42-== PbSO4 + 2H2O ；小；48 （2）Pb； PbO2 ；对换
【问题2】 元素金属性强弱的比较方法有哪些？
答：元素的金属性越强，单质越易失电子，其还原性越强；阳离子得电子能力越弱，阳离子的氧化性越弱。
(1)根据元素在周期表中的位置进行比较。
原子的最外层电子数越少，电子层数就越多，原于核对最外层电子的引力越小，原子越易失电子，其元素的金属性越强，而原子结构可以根据该元素在周期表中的位置反映出来
(2)根据不同单质与同一氧化剂的反应进行比较。
(3)根据最高价氧化物的水化物的碱性强弱进行比较。
元素的最高价氧化物的水化物的碱性越强，元素的金属性越强。
(4)根据置换反应进行比较
(5)根据原电池电极进行比较：原电池正极的金属性较负极弱。
(6)根据电解时阳离子放电的先后进行比较。
电解时越易放电(得电子)的阳离子，对应元素的金属性越弱。
【问题3】电池如何分类？
电池按照其使用性质可分为：干电池、蓄电池、燃料电池。
按电池中电解质性质分为：碱性电池、酸性电池、中性电池。
①干电池也称一次电池，即电池中的反应物质在进行一次电化学反应放电之后就不能再次使用了。现在所用的一次电池主要有：锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银扣式电池。
②蓄电池是可以反复使用、放电后可以充电使活性物质复原、以便再重新放电的电池，也称二次电池。该类电池主要有：铅蓄电池、碱式镍镉电池、氢镍电池。
③燃料电池在工作时不断从外界输入氧化剂和还原剂，同时将电极反应产物不断排出电池。燃料电池是直接将燃烧反应的化学能转化为电能的装置，能量转化率高，具有节约燃料、减小污染的特点。
④新型高能电池。随着科技发展，在原有原始电池基础上，发展了一些新型高性能电池并已在社会生产生活各方面广泛应用，如：锂－二氧化锰非水电解质电池、钠－硫电池、海洋电池。
【问题4】为什么在纽扣式银锌电池中的负极活性材料用的不是单纯的锌而是含汞量很少的锌汞合金
答：这是因为如果用了单纯的锌，电池在未工作时(即空置时)就会被电池中的电解质溶液腐蚀而放出氢气,以致影响电池的使用寿命，而改用含汞虽然很少的锌汞合金的话，可以使电池在未工作时锌极被腐蚀的过程被阻止到最小的程度。不仅银锌电池是这样，在其它某些电池中也采取同样的措施。如在制造锌锰干电池的传统工艺中，锌皮用氯化汞溶液处理，部分锌发生了反应：Zn+ Hg2+=Zn2++Hg生成的汞与未起反应的锌形成锌汞合金。制造过程中控制HgCl2的用量，使生成的合金中含汞仅约0.25％。汞太多则使锌变脆。近年来正在研究干池等中不用汞的工艺以避免汞污染的危害。
【问题5】实用电池一般具有哪些特点？
答：实用电池一般具有以下的特点：
（1）能产生比较稳定而且较高电压的电流；
（2）安全、耐用且便于携带,易于维护；
（3）能够适用于各种环境；
（4）便于回收处理,不污染环境或对环境的污染影响较小；
（5）能量转换率高。
【问题6】如何判断原电池的正、负极？
答：（1）由组成原电池的两极的电极材料判断。一般是活泼的金属是负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属是正极。
注意：如Mg、Al与NaOH溶液形成原电池；Fe、Cu与浓硝酸形成原电池。都是相对不活泼金属作负极。
（2）根据电流方向或电子流动方向判断。电流是由正极流向负极，电子流动方向是由负极流向正极。
（3）根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是正极，阴离子流向的极为负极。
（4）根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。
【问题7】 ( " \o "转贴并收藏 )书写燃料电池电极反应式必须遵循哪些原则？
答：（1）电池的负极一定是可燃性气体（如H2、CO、CH4）在失