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高三化学电化学
专题八 电化学【学法导航】1. 某碱性蓄电池在充电和放电时发生的反应为:　　　　Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列说法中正确的是:　　A.放电时，负极上发生反应的物质是Fe.　　B.放电时，正极反应是：NiO2+2e-+2H+=Ni(OH)2　　C.充电时，阴极反应是：Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O　　D.充电时，阳极附近pH值减小.　　【答案】AD　　【方法要领】根据原电池在放电时,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,再根据元素化合价变化,可判断该电池负极发生反应的物质为Fe,正极为NiO2,此电池为碱性电池,在书写电极反应和总电池反应方程式时不能出现H+,故放电时的电极反应是:负极:Fe-2e-+2=Fe(OH)2，正极：NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2。原电池充电时,发生电解反应,此时阴极反应为原电池负极反应的逆反应,阳极反应为原电池正极反应的逆反应,由此可判断正确选项应为A、D。2. 下列说法正确的是
（　　）　　A.钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀　　B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀　　C.钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的 pH不同，引起的正极反应不同　　D.无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化　　【答案】CD　　【方法要领】金属的腐蚀就是金属失电子而被氧化的过程，因此D是正确的。依据电化学腐蚀中析氢腐蚀和吸氧腐蚀的原理可知，C也是正确的。原电池反应既可以加快金属的腐蚀，也可用以防止金属的腐蚀。例如不锈钢，镀锌铁等中的Fe均不易腐蚀，所以A、B是不正确的3. 金属防护的方法不正确的是
）　　A.对健身器材涂油漆以防止生锈　　B.对某些工具的"机械转动部位"选用刷油漆的方法来防锈　　C.用牺牲锌块的方法来保护船身　　D.自行车的钢圈上镀上一层铬防锈　　【答案】B　　【方法要领】机械转动部位应涂油脂防锈，油脂既防水又能防止气体对金属的腐蚀，还能使转动部位灵活4.（09安徽卷12）Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，点解总反应：2Cu+H2O==Cu2O+H2O。下列说法正确的是　　A.石墨电极上产生氢气　　B.铜电极发生还原反应　　C.铜电极接直流电源的负极　　D.当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。　　【答案】A　　【方法要领】由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；石墨作阴极，阴极上是溶液中的H＋反应，电极反应为：2H＋＋2e－=H2↑，A选项正确；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu＋2－2e－=Cu2O＋H2O，当有0.1mol电子转移时，有0.05molCu2O生成，D选项错误5．（09江苏卷12）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气体　　【答案】B　　【方法要领】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6. 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+NiO(OH)Ni(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。　　【方法要领】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+OH-+e-Ni(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CD7．（2009届福建省泉州市俊来中学高三年级月考化学）关于电解NaCl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．若在阳极附近溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色　　C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色　　D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性【答案】B　　方法要领A项中在阴极得到氢气；C项中在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈红色；D项中因为反应生成了NaOH，所以溶液呈碱性8．（2009届福建省泉州市俊来中学高三年级月考化学）下列叙述正确的是
（　　）　　A．在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应　　B．用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1：2　　C．用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子转移，则生成1 molNaOH　　D．镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀【答案】 C　　【方法要领】在原电池的负极和电解池的阳极都发生氧化反应，所以A错；电解Na2SO4实质是电解水，在阴极产生H2，在阳极产生O2，二者体积比为2：1，所以B错；根据电解NaCl的方程式：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑可知，每转移1mol电子，生成1molNaOH，故C对；镀层破损后，镀锌铁板更耐腐蚀，因为锌做负极，铁做正极被保护，所以D说法错误9. 甲、乙两个容器中，分别加入0.1mol/LNaCl溶液与0.1mol/LAgNO3溶液后，以Pt为电极进行电解时，在A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为:_____________　　　　　　　　　　　　　　【答案】2:2:4:1　　【方法要领】此装置相当于两个电解槽串联到一起,在整个电路中电子转移总数相等.首先判断各极是阳极还是阴极，即电极名称，再分析各极发生的反应.A极(阴极)反应:2H++2e-=H2↑，B极(阳极)反应:2Cl--2e-=Cl2↑；C极(阴极)反应：Ag++ e- =Ag；D极(阳极)反应:4-4e-=2H2O+O2↑，根据电子守恒法可知,若整个电路中有4mol电子转移,生成H2、Cl2、Ag、O2的物质的量分别为：2mol、2mol、4mol、1mol因此各电极上生成物的物质的量之比为：2:2:4:110.（2009届福建省泉州市俊来中学高三年级月考）食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料　 （１）粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：　　提供的试剂：饱和Na2CO3溶液
饱和K2CO3溶液
BaCl2溶液　　　　　　　　Ba（NO3）2溶液
四氯化碳①欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-离子，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为
（只填化学式）。　　　　②洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，选用的试剂为
。　 （2）用提纯的NaCl配制500mL4.00 mol?L-1NaCl溶液，所用仪器除药匙、玻璃棒外还有
（填仪器名称）。（3）电解饱和食盐水的装置如图所示，若收集的H2为2L，则同样条件下收集的Cl2
（填"＞"、　　　　"＝"或"＜"＝2L，原因是
。　　　　装置改进后，可用于制备NaOH溶液，若测定溶　　　　液中NaOH的浓度，常用的方法为
。（4）实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：　　　　Zn＋H2SO4====ZnSO4＋H2↑；MnO2＋4HCl　　　　（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置
（填代号）和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置
（填代号）。可选用制备气体的装置：　　　　　　【答案】⑴①BaCl2、NaOH、Na2CO3；②75%乙醇；　　⑵天平、烧杯、500mL容量瓶、胶头滴管；　　⑶＜ ； 电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应 ；出酸碱中和滴定；　　⑷e ； d【方法要领】（1）①用NaOH溶液与Mg2＋、Fe3＋反应生成Mg（OH）2、Fe（OH）3而除去Mg2＋、Fe3＋；用BaCl2溶液与SO42-反应生成BaSO4而除去SO42-，最后用饱和Na2CO3溶液除去Ca2＋及后加入的Ba2+，NaOH溶液和BaCl2溶液的加入顺序可以颠倒，但Na2CO3溶液一定最后加入。②用75％乙醇洗涤NaCl晶体表面附带的少量KCl，是因为KCl能溶于75％乙醇之中，而四氯化碳属于有机溶剂，KCl难溶于四氯化碳之中，故选用试剂为75％乙醇。（2）根据一定物质的量浓度溶液配制实验的步骤，不难得出答案。除了题中所提供的仪器外，还需要托盘天平、烧杯、500mL容量瓶、胶头滴管（3）由电解方程式：2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑及电路中的电量守恒可知，V（H2）=V（Cl2）=2L,但是由于生成的氯气易与电解生成的NaOH发生反应，故V（Cl2）<2L。（4）选择制备并收集H2的装置，要从实验室制备氢气的原理及氢气的物理性质入手。实验室制取氢气，因制取氢气不需要加热，采用制取氢气的简易装置，即e、f的左边装置；收集氢气，因氢气的密度小于空气而难溶于水，故采用排水法收集，即e右边装置；制备并收集干燥、纯净Cl2的装置，要考虑到实验室制取氯气须加热，且装置中须增加干燥装置，除杂装置，收集装置及尾气的吸收装置，故答案选d。【典例精析】一、原电池的工作原理　　例1．（09广东理科基础34）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】锂离子电池可以充用，再次使用，属于二次电池，A项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流为铜流向锌，而电子是由锌流向铜，B项错；电池的实质即是化学能转化成电能，C项正确；Zn失去电子生成Zn2＋，故作为负极，D项正确　　【答案】B　　例2.下列叙述中正确的是　　A．构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属。　　B．由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极。　　C．马口铁（镀锡铁）破损时与电解质溶液接触锡先被腐蚀。　　D．铜锌原电池工作时，若有13克锌被溶解，电路中就有0.4mol电子通过。　　【解析】 两种活动性不同的金属与电解质溶液能够组成原电池，但不能因此说构成原电池电极的材料一定都是金属，例如锌和石墨电极也能跟电解质溶液组成原电池。在原电池中，活动金属中的电子流向不活动的电极，因此活动金属是负极。镀锡铁表皮破损后与电解质溶液组成原电池，铁较锡活泼，铁先失电子被腐蚀。铜锌原电池工作时，锌负极失电子，电极反应为Zn -2e==Zn2+，1molZn失去2mol电子,0.2mol锌（质量为13克）被溶解电路中有0.4mol电子通过。故选D　　【答案】D二、常见的化学电源例3、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。　　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。　　答案：BC例4.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是　　　　　　，在导线中电子流动方向为
　　　　　（用a、b 表示）。（2）负极反应式为　　　　　　　　。（3）电极表面镀铂粉的原因为　　　　　
。（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：　　Ⅰ.2Li+H22LIH
Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2↑①反应Ⅰ中的还原剂是　　　　　，反应Ⅱ中的氧化剂是　　　　　。②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为　　　　　　　　。③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80％，则导线中通过电子的物质的量为　　　　
　mol。【解析】本题考查电化学知识。（1）原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H2 + O2 =2H2O，其中H2从零价升至+1价，失去电子，即电子从a流向b。（2）负极为失去电子的一极，即H2失电子生成H＋，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上OH－。（3）铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。（4）I.Li从零价升至+1价，作还原剂。II.H2O的H从+1降至H2中的零价，作氧化剂。由反应I，当吸收10molH2时，则生成20molLiH，V=m/ρ=20×7.9/0.82 ×10-3L=192.68×10-3L。V(LiH)/v(H2)= 192.68×10-3L/224L=8.71×10-4。20mol LiH可生成20mol H2，实际参加反应的H2为20×80%=1.6mol，1molH2转化成1molH2O，转移2mol电子，所以1.6molH2可转移3.2mol的电子　　【答案】　　　　
③32三、电解原理例5. 如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解。下列说法正确的是 （
）　　　　　　　　A．乙烧杯中d的电极反应为 2Cl--2e- Cl2↑　　B．a、c两极产生气体的物质的量相等　　C．甲、乙两烧杯中溶液的pH均保持不变　　D．乙烧杯中发生的反应为
2NaCl + 2H2O
2NaOH + H2↑+ Cl2↑　　【解析】由图可以看出a、c均为阳极，分别生成O2、Cl2，所以生成的物质的量不相等；b、d均为阴极，所以d极发生的电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；甲、乙两烧杯电解时的pH分别减小、增大。【答案】 D　　　例6. （09年安徽卷）Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，点解总反应：2Cu+H2O==Cu2O+H2O。下列说法正确的是　　A.石墨电极上产生氢气　　B.铜电极发生还原反应　　C.铜电极接直流电源的负极　　D.当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。　　【解析】由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；石墨作阴极，阴极上是溶液中的H＋反应，电极反应为：2H＋＋2e－=H2↑，A选项正确；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O，当有0.1mol电子转移时，有0.05molCu2O生成，D选项错误。　　【答案】A.四、金属的腐蚀及防护　　例7.下列关于金属腐蚀的叙述正确的是
）　　A.金属在潮湿情况下的腐蚀实质是M+nH2O====M(OH)n+H2↑　　B.金属的化学腐蚀实质是M-ne-Mn+，电子直接转移给氧化剂　　C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行　　D.在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀　　【解析】A项金属在潮湿情况下有可能进行析氢腐蚀，也有可能进行吸氧腐蚀，题目只给出了析氢腐蚀实质。C项中，金属铝的化学腐蚀可以在碱性条件下进行，故此选项错。　　【答案】BD　　例8．（09年广东卷）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　　【解析】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。　　【答案】BC　　例10．（09广东理科基础25）钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。下列说法正确的是A．反应①、②中电子转移数目相等B．反应①中氧化剂是氧气和水C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀　　【解析】①②反应中消耗O2的量相等，两个反应也仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确。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　　【答案】A五、电极反应的书写　　例11.银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫化银，有人设计用原电池原理加以除去，其处理方法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑色会褪去而银不会损失。试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应为________；正极发生的反应为_________；反应过程中产生有臭鸡蛋气味的气体，则原电池总反应方程式为___________________________。【解析】要善于抓住题示信息，"黑色褪去而银不会损失"，必然发生变化：Ag2SAg，显然这是原电池的正极反应，Ag2S+2e-2Ag+S2-，负极反应为活泼金属发生氧化反应：Al-3e-Al3+。正极生成的S2-和负极生成的Al3+在溶液中发生双水解：2Al3++3S2-+6H2O2Al(OH)3↓+3H2S↑，与题意产生臭鸡蛋气味的气体相吻合。原电池的总反应为上述三个反应的加合：3Ag2S+2Al+6H2O6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑。　　【答案】Al-3e-Al3+
Ag2S+2e-2Ag+S2-　　3Ag2S+2Al+6H2O6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑例12．钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生电化学腐蚀时，正极的反应式为
（　　）　　A.Fe-2e-Fe2+
B.2H++2e-H2↑　　C. 4
D.Fe-3e-Fe3+　　【解析】钢铁中含有多种杂质，在考虑钢铁的电化学腐蚀时，为了简化问题，主要讨论碳杂质问题。也就是以Fe为负极，C为正极的原电池反应。在中性条件或弱酸性条件下发生的是吸氧腐蚀。原电池的正极为C，发生的是还原反应，即得电子反应，故A、D选项应排除。在B、C选项中，B项是析氢腐蚀的电极反应式　　【答案】C六、电解的有关计算　　例13. 将两个铂电极插入500mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为　　A.4×10-3mol/L　 B.2×10-3mol/L　 C.1×10-3mol/L　 D.1×10-7mol/L　　【解析】根据电解规律可知阴极反应:Cu2++2e-=Cu，增重0.064gCu，应是Cu的质量,根据总反应方程式:　　　　2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4--->4H+　　　　 　　　　　　　　　2×64g　　　　　　4mol　　　　　　　　　　　　 　0.064g　　　　 　　x　　　　　x=0.002mol　　[H+]= =4×10-3mol/L　　【答案】A例14．（2009届福建省泉州市俊来中学高三年级月考化学）电解100mL含c（H+）=0.30mol/L的下列溶液。当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是A．0.10mol/L Ag+ B．0.20mol/L Zn2+
C．0.20mol/L Cu2+ D．0.20mol/L Pb2+　　【解析】电解时阴极上溶液中离子的反应顺序为Ag+ ＞Cu2+ ＞H+ ＞Pb2+ ＞Zn2+ ，A项中Ag+ 先反应，H+后反应，可得到Ag：0.10mol/L×0.1L×108g/mol=1.08g ；H2 ：0.03g 。B项中H+先反应，Zn2+后反应，可得H2：0.03g ；Zn：（0.04mol-0.03mol）÷2×65g/mol=0.325g
。C项中Cu2+先反应，H+后反应，可得到Cu：0.02mol/L×0.1L×64g/mol=1.28g 。D项中H+先反应，Pb 2+后反应，可得到H2：0.03g
；Pb：（0.04mol-0.03mol）÷2×207g/mol=1.05g 。因此理论上析出金属质量最大的是C。　　【答案】C七、原电池原理和电解原理综合运用例15．（09广东化学14）可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是　　A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－＝4　　B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3－3e-＝Al(OH)3↓　　C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变　　D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极　　【解析】电解质溶液显碱性或中性， 该燃料电极的正极发生反应为：O2＋2H2O＋4e－＝4，A对；铝作负极，负极反应应该是铝失去电子变为铝离子，在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成偏铝酸根，因此负极反应为：Al＋4－3e＝+ 2H2O，B错； 该电池在碱性条件下消耗了碱，反应式为4Al＋3O2＋4= 4+ 2H2O溶液PH降低，C错；电池工作时，电子从负极出来经过外电路流到正极，D错高　　【答案】A　　例16.（09年浙江卷）市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为"锂离子电池"。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：
Li+2Li　　下列说法不正确的是　　A．放电时，负极的电极反应式：Li-e=Li　　B．充电时，Li既发生氧化反应又发生还原反应　　C．该电池不能用水溶液作为电解质　　D．放电过程中Li向负极移动　　【解析】A项，Li从零价升至正价，失去电子，作为负极，正确；B项，反应逆向进行时。反应物只有一种，故化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生还原反应，正确；C项，由于Li可以与水反应，故应为非水材料，正确；D项，原电池中阳离子应迁移至正极失电子，故错。　　【答案】D　　例17.（09年山东卷）Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。　　（1）该电池的负极材料是　　　　。电池工作时，电子流向　　　　（填"正极"或"负极"）。　　（2）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是　　　　。欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的　　　　（填代号）。a.NaOH
b.Zn　　　　c.Fe
d.NH3?H2O(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是　　　　。若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为　　　　。　　【解析】(1) 负极上是失电子的一极 Zn失电子有负极经外电路流向正极。（2）锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选Zn将Cu2+ 置换为单质而除去。（3）阴极上得电子，发生还原反应， H+得电子生成氢气。因为MnSO4～MnO2～2 e-,通过2mol电子产生1molMnO2，质量为87g。　　【答案】　　（1）Zn（或锌） 正极 （2）锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀b
（3）2H++2e-→H2 ,87g【专题突破】1．（长春市实验中学2009届高三理科综合）钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应：2Fe+2H2O+O2 2Fe2++4OH-。以下说法正确的是
）A．负极发生的反应为：Fe-2e- Fe2+B．正极发生的反应为：2H2O+O2+2e-4OH-C．原电池是将电能转变为化学能的装置D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀2. 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以循环的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--4e-=2H2O+O2↑D．燃料电池放电时的负极反应：H2－2e-＋2OH-=2H2O3. 用惰性电极电解硫酸铜溶液，当加入0.1mol Cu(OH)2使溶液恢复原来的浓度和pH时，电极上转移电子的物质的量是
)A．0.1mol
B．0.2molC．0.3mol
D．0.4mol4.（2009届湖北省武汉市高中毕业生调研） 以Pt为电极，电解含有0.10mol M+和0.10mol N3+ (M+、N3+均为金属阳离子)的溶液，阴极析出金属单质或气体的总物质的量(y)与导线中通过电子的物质的量(x)的关系如右图。对离子氧化能力的强弱判断正确的是(选项中H+为氢离子)A．M+ > H+ > N3+　　B．M+ >N3+ > H+　　C．N3+ >H+ > M+　　D．条件不足，无法确定5．（天津市汉沽一中2009第五次月考化学）在25oC时，将两根铂电极插入一定量的硫酸钠饱和溶液中进行电解，当电路中有a mol电子转移时，溶液中析出mg Na2SO4 ?10 H2 O晶体。若温度不变，在剩余溶液中溶质的质量分数为（
）　　A．×100%
B．×100%　　C．×100%
D．×100%6．（天津市学年度第四次月考）用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水 (含、、Na＋、Mg2＋)的装置如图所示 (a、b为石墨电极)。下列说法中，正确的是A．电池工作时，正极反应式为：O2 +2 H2O + 4e-=4 OHB．电解时，a 电极周围首先放电的是Br而不是Cl，说明当其它条件相同时前者的还原性强于后者C．电解时，电子流动路径是：负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极D．忽略能量损耗，当电池中消耗0.02g H2 时，b 极周围会产生0.02g H27．（重庆市高2009级学生学业质量调研抽理综）用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂一KNO3的U型管)构成-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
D．③④8.（安徽省白云中学09高三化学综合训练） 进行化学实验，观察实验现象，通过分析推理得出正确的结论是化学学习方法之一。下列对有关实验事实的解释正确的是　　A．溴水中通入SO2后，颜色褪去，说明SO2表现了漂白性B．用惰性电极电解相同浓度的Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液，阴极首先析出的是Ag，说明Ag+的还原性比Cu2+ 强　　C．常温下，将铝片放入浓硫酸中无明显现象，说明铝不和冷的浓硫酸反应　　D．浓硝酸在光照条件下变黄，说明浓硝酸易分解生成有色产物且溶于浓硝酸9．（重庆市瑞山中学2009届高三年级第四次考试）电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发展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10．用惰性电极电解一段时间后（溶质都有剩余），甲、乙两池串联且甲乙两池中溶液的pH变化趋势相同，且两阳极、两阴极的反应产物的物质的量分别相等的是（
）ABCD甲 池H2SO4(aq)CuCl2(aq)HCl(aq)NaOH(aq)乙 池AgNO3(aq)K2SO4(aq)NaCl(aq)CuSO4(aq)11．说明A1的金属活动性比Cu强的事实是
）A．以铝为阳极、铜为阴极电解硫酸铜溶液时，阳极铝溶解B．与氯气反应时，铝失去3个电子，而铜失去2个电子C．常温下，铝在浓硝酸中钝化而铜不发生钝化D．常温下将铝与铜用导线连接放入到稀盐酸中，铝为负极12．下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口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性　　C．标准状况下每生成22.4L Cl2，便产生2mol NaOH　　D．粗盐水中含Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－等离子，精制时先加Na2CO3溶液13.（09届蚌埠二中）如下图所示，烧杯中都盛有稀硫酸。　　（1）中反应的离子方程式为
，　　（2）中的电极反应：Fe：
、Sn极附近溶液的pH
（填"增大""减小"或"不变"）（3）中被腐蚀的金属是
、其电极反应式为
。比较（1）、（2）、（3）中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是　　　　　　　　14.（北京市朝阳区高三年级统一考试） 现有如右图所示的装置，其中E为蘸有Na2SO4溶液（滴加酚酞）的滤纸，滤纸两端分别压有A、B铂片。R、S为电源的两电极，K 、L为开关，M、N为多孔石墨电极。烧杯中盛有KOH浓溶液。将C、D玻璃管装满KOH浓溶液后倒置于烧杯中，接通开关K、L，通电一段时间后，C、D玻璃管中均有气体产生。请回答：（1）S为
极。（2）A极附近溶液的现象是
。　　　N电极上发生的电极反应式为
。（3）当玻璃管C、D中的气体产生到一定量时，切断开关L（K仍接通），在滤纸E的中间滴一滴紫色的KMnO4溶液，滤纸上的紫色点会移向
（填"A" 或" B"） 极。15.（汉江中学2009届高三上学期期末考试）有A、B、C、D、E五种短周期元素，已知：①元素的原子序数按A、B、C、D、E依次增大,原子半径按D、E、B、C、A顺序依次减小；②A、D同主族，A是所有元素中原子半径最小的元素；③通常状况下，A2、B2、C2三种单质均为常见无色气体；④ B、D、E三者的最高价氧化物对应的水化物依次为甲、乙、丙，它们两两之间均可反应生成可溶性盐和水，且所得盐中均含C元素。请填写下列空白：（1）BA3的电子式
。（2）将A2、C2按右图所示通入某燃料电池中，　　　　其中，b电极为
极（填"正"或"负"），　　　　电极反应式为
。（3）E单质与乙的溶液反应生成物质丁和A2气体，　　　　写出反应的离子方程式
。（4）用石墨作电极，电解上述丁的水溶液500mL，两极产生气泡。持续电解一段时间后停止通电，在整个过程中阳极附近的溶液还可观察到的现象是
。解释此现象的离子方程式是
。当电路中通过amol电子时，阴、阳两极共产生气体
L（标准状况）。16.（安徽省六安市08-09年度高三年级第一次调研考）学校研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质：将一置于空气中的铝片投入浓氯化铜溶液中，铝片表面出现一层海绵状暗红色物质，接下来铝片上产生大量气泡，产生的气体，具有可燃性，溶液温度迅速上升。若用同样的铝片投入同浓度的硫酸铜溶液中，在短时间内铝片无明显变化。（1）铝与氯化铜溶液能迅速反应，而与同浓度的硫酸铜溶液在短时间内不反应的原因可能是___________。(填序号)A．铝与Cl-反应，铝与SO42-不反应B．氯化铜溶液酸性比同浓度的硫酸铜溶液酸性强C．硫酸铜水解生成硫酸使铝钝化D．氯离子能破坏氧化铝表面薄膜，而硫酸根离子不能E．生成氯化铝溶于水，而生成硫酸铝不溶于水　（2）铝片表面出现的暗红色物质是
。（3）放出的气体是________，请从有关物质的浓度、能量、是否有电化学作用等分析开始阶段产生气体的速率不断加快的原因是
。　（4）某同学通过其它的实验操作，也能使铝片与硫酸铜溶液反应加快，他采取的措施可能是_____________________。A．用砂纸擦去铝片表面的氧化膜后投入硫酸铜溶液中B．把铝片投入热氢氧化钠溶液中一段时间后，取出洗涤，再投入硫酸铜溶液中C．向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液，再投入铝片D．向硫酸铜溶液中加入氯化钠固体，再投入铝片（5）除去氧化铝的铝片与镁片为电极，在X电解质溶液中构成原电池列表如下：选项铝电极电解质　　　　负极反应　　　正极反应A负极NaOH2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O6H2O+6e-=6OH-+3H2↑B负极稀盐酸2Al-6e-=2Al3+6H++6e-=3H2↑C正极浓硝酸Mg+2e-=Mg2+2NO3-+4H+-4e-=2NO2↑+2H2O其中正确的是__
__(填序号)由此推知金属作电极不仅与本身性质相关而且与_
_有关。答案：123456789101112ABDADBDCBCCDD13. ⑴ Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑　　⑵ Fe - 2e- = Fe2+ ，2H+ + 2e- = H2↑ ，增大　　⑶ Zn ，Zn - 2e- = Zn2+ ，⑵ ⑴ ⑶14. （每空2分，共10分）（1）负极
阳极（2）变红；4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑（3）B15. (1)
（2分 ）(2) 正（1分） ,O2+4e-+2H2O=4
（2分）　(3) 2Al+2H2O+2=2+3H2↑
（2分）　(4) 有白色沉淀产生,又逐渐溶解
（2分）+H+ + H2O=Al(OH) 3↓（2分）Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O （2分）　　16.8aL（2分）16 (1)D(2分)
(2)Cu(1分)(3)H2(1分)；①随着反应进行生成铝离子浓度增大，水解程度增大，产生H+的浓度增大，②该反应放热，升高温度反应加快，③铜与铝构成原电池，加快铝溶解。(3分)　(4)A、B、D (3分)
(5)A(1分)，电解质性质（合理解答同样给分）(1分)【专题综合】1. 可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是　　A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－＝4　　B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3－3e-＝Al(OH)3↓　　C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变　　D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极2.（09年江苏卷）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该电池能够在高温下工作A. 电池的负极反应为:C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+B. 放电过程中,H+从正极区向负极区迁移C. 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3．（2009届长沙一中、雅礼中学联考）右图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH
H2K2CO3+6H2O　　（1）请回答图中甲电池是
装置。　　（2）请回答下列电极的名称：A（石墨）电极的名称是
。　　（3）写出通入CH3OH的电极的电极反应式是
。　　（4）乙池中反应的化学方程式为
。（5）当乙池中B（Ag）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2
mL（标准状况下）；此时丙池某电池析出0.60g某金属，则丙中的某盐溶液可能是
（填序号）　　　　A. MgSO4
D. AgNO34.（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（1） 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
；（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.A
2.B3．（1）原电池（化学能转变为电能）（1分）（2）
阳极（1分）　　（3）CH3OH+8OH－-6 e－
CO32－ +6H2O（1分）（4）4AgNO3+2H2O
4Ag+O2↑+4HNO3（1分）（5）280（1分）
B、D（1分）4.（1）①正极
②4-4e－=2H2O + O2↑。③2.8L
⑤甲增大，因为相当于电解水；乙减小，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