专题09 电化学基础-备战2022届高考化学二轮复习题型专练

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一、原电池原理和化学电池
1．构建原电池模型，类比分析原电池工作原理
构建Zn—Cu—H2SO4原电池模型，通过类比模型，结合氧化还原反应知识(如：化合价的变化、得失电子情况等)，能迅速判断原电池的正、负极，弄清楚外电路中电子的移动情况和内电路中离子的移动情况，准确书写电极反应式和电池总反应式，掌握原电池的工作原理。
2．化学电源中电极反应式书写的思维模板
(1)明确直接产物：根据负极氧化、正极还原，明确两极的直接产物。
(2)确定最终产物：根据介质环境和共存原则，找出参与的介质粒子，确定最终产物。
(3)配平：根据电荷守恒、原子守恒配平电极反应式。
注意：①H+在碱性环境中不存在；②O2−在水溶液中不存在，在酸性环境中结合H+，生成H2O，在中性或碱性环境中结合H2O，生成OH−；③若已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得较难写出的另一极的电极反应式。
二、电解原理及应用
1．构建电解池模型，类比分析电解基本原理
构建电解CuCl2溶液模型，通过类比模型，结合氧化还原反应知识(如：化合价的变化、得失电子情况等)，能迅速判断电解池的阴、阳极，弄清楚外电路中电子的移动情况和内电路中离子的移动情况，准确判断离子的放电顺序并书写电极反应式和电解总反应式，掌握电解基本原理。
2．“六点”突破电解应用题
(1)分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极的反应为“阳氧阴还”。
(2)剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。
(3)注意放电顺序。
(4)书写电极反应式，注意得失电子守恒。
(5)正确判断产物
①阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解(注意：铁作阳极溶解生成Fe2+，而不是Fe3+)；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S2−>
I−>Br−>Cl−>OH−(水)>含氧酸根>F−。
②阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+> Fe2+>Zn2+>H+ (水)>Al3+>Mg2+>Na+。
(6)恢复原态措施
电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2+完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2+完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。
3．有关原电池解题的思维路径

三、电化学原理的综合判断
1．金属腐蚀原理及防护方法总结
(1)常见的电化学腐蚀有两类：
①形成原电池时，金属作负极，大多数是吸氧腐蚀；
②形成电解池时，金属作阳极。
(2)金属防腐的电化学方法：
①原电池原理——牺牲阳极的阴极保护法：与较活泼的金属相连，较活泼的金属作负极被腐蚀，被保护的金属作正极。
注意：此处是原电池，牺牲了负极保护了正极，但习惯上叫做牺牲阳极的阴极保护法。
②电解池原理——外加电流的阴极保护法：被保护的金属与电池负极相连，形成电解池，作阴极。
2．可充电电池的反应规律
(1)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。
(2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应、放电时的正极反应和充电时的阳极反应互为逆反应。将负(正)极反应式变换方向并将电子移项即可得出阴(阳)极反应式。
(3)可充电电池充电时原负极必然要发生还原反应(生成原来消耗的物质)，即作阴极，连接电源的负极；同理，原正极连接电源的正极，作阳极。简记为负连负，正连正。


考向一 原电池工作原理

典例1 如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下：在卡片上，描述合理的是
实验后的记录：
①Zn为正极，Cu为负极。
②H+向负极移动。
③电子流动方向：从Zn经外电路流向Cu。
④Cu极上有H2产生。
⑤若有1mol电子流过导线，则产生H2为0.5mol。
⑥正极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+。
A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④
【答案】B
【详解】
①Zn可与硫酸发生氧化还原反应，而Cu不行，则Zn为负极，Cu为正极，①描述错误。
②H+向正极移动，②描述错误。
③电子流动方向为由负极流向正极：从Zn经外电路流向Cu，③描述正确。
④Cu极上氢离子得电子生成氢气，则有H2产生，④描述正确。
⑤若有1mol电子流过导线，则2mol氢离子得电子产生0.5mol H2，⑤描述正确。
⑥负极的电极反应式为Zn-2e-===Zn2+，⑥描述错误。
综上所述，答案为B。

判断原电池正、负极的五种方法

注意：原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定式。
考向二 盐桥原电池

典例2 下列关于原电池的叙述正确的是（　　）
A．在外电路中，电流由铜电极流向银电极
B．正极反应为Cu2＋＋2e－=Cu
C．实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
D．将铜片直接浸入硝酸银溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
【答案】D
【分析】由示意图可知，Cu为原电池的负极，电极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，Ag为正极，电极反应式为2Ag＋＋2e－=2Ag。
【详解】
A.电子是由负极流向正极，电流的移动方向和电子的移动方向相反，电流由正极流向负极，则电流由银电极流向铜电极，故A错误；
B.Ag为正极，电极反应式为2Ag＋＋2e－=2Ag，故B错误；
C.盐桥起到了传导离子、形成闭合回路的作用，若实验过程中取出盐桥，原电池不能形成闭合回路，不能继续工作故C错误；
D.将铜片直接浸入硝酸银溶液和原电池反应均为铜与银离子发生置换反应生成银，发生的化学反应相同，故D正确；故选D。

考向三 判断金属的活泼性及反应速率

典例3 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极质量增大
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． B． C． D．
【答案】D
【分析】
装置一：发生电化学腐蚀，活泼金属作负极，不活泼金属作正极，负极发生氧化反应，负极质量减少；
装置二：发生化学腐蚀，活泼金属与酸反应放出氢气，不活泼金属与酸不反应；
装置三：发生电化学腐蚀，正极有气泡；
装置四：发生电化学腐蚀，氢离子的正极上得电子发生还原反应生成氢气。
【详解】
装置一：a极质量减小，则a为负极，失电子被氧化；b极质量增大，则得电子析出，故金属活动性：。
装置二：金属b、c未用导线连接，不能形成闭合回路，不是原电池，b极有气体产生，c极无变化，故金属活动性：。
装置三：d极溶解，则d为负极；c极有氢气产生，则c为正极，故金属活动性：。
装置四：电流从a极流向d极，则d为负极、a为正极，故金属活动性：。综上，金属活动性：，故选D。
考向四 设计原电池

典例4 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________(填序号，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_____________________________________________。
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
【答案】b　O2＋4e－＋2H2O===4OH－　d
【解析】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－。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，盐桥中的向负极移动，因此左侧烧杯中的浓度将增大，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：Cu－2e－===Cu2＋，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。
原电池设计的思维模板
（1）正、负极材料的选择：根据氧化还原关系找出正、负极材料，一般选择活泼性较强的金属作为负极；活泼性较弱的金属或可导电的非金属（如石墨等）作为正极。
（2）电解质溶液的选择：电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应（如溶解于溶液中的空气）。但如果氧化反应和还原反应分别在两个容器中进行（中间连接盐桥），则两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子。
（3）画装置图：注明电极材料与电解质溶液。但应注意盐桥不能画成导线，要形成闭合回路。

考向五 燃料电池

典例5 直接碳固体氧化物燃料电池作为全固态的能量转换装置，采用固体碳作为燃料，以多孔Pt作电极、氧化锆为电解质，其工作原理如下图。下列说法不正确的是

已知：CO2(g)+C=2CO(g) △H=+172.5kJ•mol-1 CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283kJ•mol-1
A．电极a为正极，电子由b经过导线到a
B．电极b发生的电极反应为：CO+O2--2e-=CO2
C．依据装置原理可推测，该条件下CO放电比固体C更容易
D．若1molC(s)充分燃烧，理论上放出的热量为110.5kJ
【答案】D
【分析】分析电池的工作原理示意图，电池在工作时，氧化锆电解质中的O2-由a电极向b电极迁移，因此a为正极，b为负极；电池在工作时，固体碳首先转化为CO，再扩散到b电极上发生电化学反应，相比于直接利用固体碳，这种方式更容易反应。
【详解】A．通过分析可知，a电极为正极，b电极为负极；所以电子通过导线，由b电极向a电极迁移，A项正确；
B．由电池的工作原理示意图可知，b电极上发生的是CO的氧化反应，因此电极反应式为：，B项正确；
C．通过分析可知，电池在工作时，是将固体碳转变为CO后再利用CO发生的电化学反应，这种方式相比于直接利用固体碳，更容易放电，C项正确；
D．由题可知，C完全燃烧的热化学方程式为： ，所以1molC(s)充分燃烧理论上放出的热量为393.5kJ，D项错误；答案选D。

燃料电池电极反应书写的注意事项
（1）燃料电池的负极是可燃性气体，失去电子发生氧化反应；正极多为氧气或空气，得到电子发生还原反应，可根据电荷守恒来配平。
（2）燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用。
（3）燃料电池的电极反应中，酸性溶液中不能生成OH−，碱性溶液中不能生成H+；水溶液中不能生成O2−，而熔融电解质中O2被还原为O2−。
（4）正负两极的电极反应在得失电子守恒的前提下，相加后的电池反应必然是燃料燃烧反应和燃烧产物与电解质溶液反应的叠加反应。
考向六 新型电池

典例6 某新型电池以NaBH4(B的化合价为＋3价)和H2O2作原料，负极材料采用Pt，正极材料采用MnO2(既作电极材料又对该极的电极反应具有催化作用)，该电池可用作卫星、深水勘探等无空气环境电源，其工作原理如图所示。下列说法不正确的是

A．每消耗3 mol H2O2，转移6 mol e－
B．电池工作时Na＋从b极区移向a极区
C．a极上的电极反应式为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O
D．b极材料是MnO2，该电池总反应方程式：NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O
【答案】B
【解析】正极电极反应式为H2O2＋2e－===2OH－，每消耗3 mol H2O2，转移的电子为6 mol，故A正确；原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则Na＋从a极区移向b极区，故B错误；负极发生氧化反应生成BO，电极反应式为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O，故C正确；电极b采用MnO2为正极，H2O2发生还原反应，得到电子被还原生成OH－，负极发生氧化反应生成BO，该电池总反应方程式为NaBH4＋4H2O2===NaBO2＋6H2O，故D正确。

考向七 电解规律的考查

典例7 用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液，在电解的过程中，溶液的pH依次为升高、不变、降低的是
A．AgNO3　CuCl2　Cu(NO3)2
B．KCl　Na2SO4　CuSO4
C．CaCl2　KOH　NaNO3
D．HCl　HNO3　K2SO4
【解析】由电解规律可得
类型
化学物质
pH变化
放O2生酸型
CuSO4、AgNO3、Cu(NO3)2
降低
放H2生碱型
KCl、CaCl2
升高
电解电解质型
CuCl2
升高
HCl
升高
电解H2O型
NaNO3、Na2SO4、K2SO4
不变
KOH
升高
HNO3
降低
【答案】B

用惰性电极电解电解质溶液的规律
类型
电解质特点
实例
电极反应
电解方程式
电解
对象
电解质溶液的变化
电解质溶液复原的方法
阴极
阳极
电解
水型
含氧酸
H2SO4
4H++4e− 2H2↑
4OH−−4e− 　　2H2O+O2↑
2H2O
2H2↑+O2↑
水
浓度增大
加水
可溶性强碱
NaOH
活泼金属含氧酸盐
KNO3
电解电
解质型
无氧酸
HCl
2H++2e− H2↑
2Cl−−2e− Cl2↑
2HCl
H2↑+Cl2↑
电解质
浓度减小
加HCl
不活泼金属无氧酸盐
CuCl2
Cu2++2e− Cu
2Cl−−2e−
Cl2↑
CuCl2
Cu+Cl2↑
加CuCl2
放H2
生碱型
活泼金属无氧酸盐
NaCl
2H++2e− H2↑
2Cl−−2e− Cl2↑
2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
电解质
和水
生成新
电解质
加HCl
放O2
生酸型
不活泼金属含氧酸盐
CuSO4
Cu2++2e− Cu
4OH−−4e−
2H2O+O2↑
2CuSO4+2H2O2Cu+
2H2SO4+O2↑
电解质
和水
生成新
电解质
加CuO

考向八 电解原理的“常规”应用

典例8 高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4)的装置如图所示。下列说法正确的是

A．铁是阳极，电极反应为Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2
B．电解一段时间后，镍电极附近溶液的pH减小
C．若离子交换膜为阴离子交换膜，则电解结束后左侧溶液中含有FeO
D．每制得1 mol Na2FeO4，理论上可以产生67.2 L气体
【解析】A．用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4)，铁失电子生成高铁酸钠，则铁作阳极，镍作阴极，电极反应式为Fe＋8OH－－6e－===FeO＋4H2O，故A错误；B．镍电极上氢离子放电生成氢气，氢离子浓度减小，所以溶液的pH增大，故B错误；C．若离子交换膜为阴离子交换膜，则电解结束后由于浓度差左侧溶液中会含有FeO，故C正确；D．温度和压强未知，所以无法计算生成气体体积，故D错误。
【答案】C
离子交换膜的作用
阳离子交换膜(以电解NaCl溶液为例)，只允许阳离子(Na+)通过，而阻止阴离子(Cl−、OH−)和分子(Cl2)通过，这样既能防止H2和Cl2混合爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO影响烧碱质量，由此可推知，阴离子交换膜只允许阴离子通过，质子(H+)交换膜只允许质子(H+)通过。

考向九 电解原理的“创新”应用

典例9．硼酸为一元弱酸，已知与足量溶液反应的离子方程式为可以通过电解的方法制备。其工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列说法正确的是

A．当电路中通过电子时，可得到
B．将电源的正、负极反接，工作原理不变
C．阴极室的电极反应式为
D．穿过阴膜进入阴极室，穿过阳膜进入产品室
【答案】A
【分析】
由装置图可知，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，阳极氢氧根失电子发生氧化反应，电极反应式为2H2O-4e-═O2↑+4H+，则氢离子穿过阳膜进入产品H3BO3室；阴极氢离子得电子发生还原反应，电极反应式为4H2O+4e-═2H2↑+4OH-，Na+穿过阳膜进入阴极室，所以阴极室NaOH溶液浓度增大，穿过阴膜进入产品H3BO3室，与氢离子结合生成H3BO3，据此分析解答。
【详解】
A．阳极发生失去电子的氧化反应，电极反应式为，电路中通过电子时有生成，硼酸为一元弱酸，生成硼酸需要，所以电路中通过电子时，可得到，故A正确；
B．根据以上分析可知，如果将电源的正、负极反接，工作原理将发生变化，故B错误；
C．电解时阴极发生得电子的还原反应，电极反应式为，故C错误；
D．阳极电极反应式为，阴极电极反应式为，阳极室中的氢离子穿过阳膜进入产品室，原料室中的穿过阴膜进入产品室，发生反应：，原料室中的穿过阳膜进入阴极室，故D错误；答案选A。
考向十 根据电子守恒计算

典例10 500 mL NaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)＝0.3 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到气体1.12 L(标准状况下)，假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是
A．原混合溶液中c(Na＋)＝0.2 mol·L－1
B．电解后溶液中c(H＋)＝0.2 mol·L－1
C．上述电解过程中共转移0.4 mol电子
D．电解后溶液复原时需加入4 g CuO
【解析】两极均收集1.12 L气体(标准状况下)―→―→转移电子为0.2 mol⇒n(Cu2＋)＝0.05 mol，n(H＋)＝0.1 moln(Na＋)＝0.05 mol。复原时需加CuO：0.05×80 g＝4 g和H2O：0.05×18 g＝0.9 g　或加Cu(OH)2 4.9 g。
【答案】B电化学定量计算的三种方法
（1）根据电子守恒
用于串联电路中电解池阴阳两极产物、原电池正负两极产物、通过的电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。
（2）根据总反应式
先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。
（3）根据关系式
根据得失电子守恒关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。
考向十一 电化学组合装置的问题

典例11 如图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极，将电源接通后，向(乙)中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色，则以下说法正确的是

A．电源B极是正极
B．(甲)、(乙)装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量比为1∶2∶2∶2
C．欲用(丙)装置给铜镀银，H应该是Ag，电镀液是AgNO3溶液
D．装置(丁)中X极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带负电荷
【解析】根据图知，该装置是电解池，将电源接通后，向(乙)中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色，说明F极附近有大量氢氧根离子，由此得出F极上氢离子放电生成氢气，所以F极是阴极，则电源B极是负极，A极是正极，A错误；甲装置中C电极上氢氧根离子放电生成氧气，D电极上铜离子放电生成铜单质，E电极上氯离子放电生成氯气，F电极上氢离子放电生成氢气，所以(甲)、(乙)装置的C、D、E、F电极均有单质生成；生成1 mol氧气需要4 mol电子，生成1 mol铜时需要2 mol电子，生成1 mol氯气时需要2 mol电子，生成1 mol氢气时需要2 mol电子，所以转移相同物质的量的电子时生成单质的物质的量之比为1∶2∶2∶2，B正确；若用(丙)装置给铜镀银，G应该是Ag，H是铜，电镀液是AgNO3溶液，C错误；丁装置中Y电极是阴极，如果Y极附近红褐色变深，说明氢氧化铁胶粒带正电荷，D错误。
【答案】B

串联装置图比较

图甲中无外接电源，两者必有一个装置是原电池(相当于发电装置)，为电解池装置提供电能，其中两个电极活动性差异大者为原电池装置，即左图为原电池装置，右图为电解池装置。图乙中有外接电源，两烧杯均作电解池，且串联电解，通过的电流相等。

考向十二 金属的腐蚀快慢与防护方法的比较

典例12 将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后，置于如图所示装置中，进行铁电化学腐蚀实验。下列有关该说法正确的是

A．铁被氧化的电极反应式为Fe-3e- ==Fe3+
B．电化学腐蚀过程中铁粉的电势比活性炭电势高
C．活性炭的存在会加速铁的腐蚀
D．以水代替NaCl溶液，铁不能发生吸氧腐蚀
【答案】C
【分析】
将铁粉和活性炭与NaCl溶液构成原电池，其中铁粉作负极，活性炭作正极，在电解质溶液中，溶解在溶液中氧气的得电子产物与水反应，生成氢氧根离子。
【详解】
A．由以上分析知，铁粉作原电池的负极，则铁被氧化的电极反应式为Fe-2e- ==Fe2+，A不正确；
B．电化学腐蚀属于原电池反应，在原电池中，正极的电势比负极高，所以铁粉的电势比活性炭电势低，B不正确；
C．活性炭的存在，与铁粉构成原电池，促进铁失电子，加速铁的腐蚀，C正确；
D．以水代替NaCl溶液，液体的导电能力弱，但铁仍能发生吸氧腐蚀，D不正确；
故选C。
过关秘籍
（1）判断金属腐蚀快慢的规律
①对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。
②对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。
③活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。
④对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。
（2）两种保护方法的比较
外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法。
考向十三 析氢腐蚀和吸氧腐蚀

典例13 如图各容器中盛有海水，铁会发生锈蚀，其中铁锈蚀的速度最快的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】
根据图知，A、B、C装置是原电池，在A中，铁做正极，被保护，腐蚀速率变慢；在B和C中，金属铁做负极，负极的腐蚀速率均变快，但B中Ag和铁的活泼性差距较C中的大，故B的腐蚀速率大于C；D装置不能形成原电池，反应速率没被加快，所以腐蚀速率是最快的是B，故答案选B。


一、单选题
1．下列有关原电池的说法中正确的是( )
A．在外电路中，电子由负极经导线流向正极
B．在内电路中，电子由正极经电解质溶液流向负极
C．原电池工作时，正极表面一定有气泡产生
D．原电池工作时，一定不会伴随着热能变化
【答案】A
【详解】
A．外电路中电子由负极流向正极，A正确，
B．在内电路中,是阴、阳离子移动，B错误；
C．原电池工作时，正极上一般是溶液中的阳离子得电子，则正极表面可能有气泡产生，也可能生成金属单质，C错误；
D．原电池工作时，化学能转化为电能，同时可能会伴随着热能变化，D错误。
故选A。
2．火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金、银等)，其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时下列说法不正确的是
A．粗铜接电源正极 B．纯铜作阳极
C．从阳极泥中可以提炼贵重金属 D．若纯铜片增重6.4 g，则电路通过电子为0.2 mol
【答案】B
【详解】
A．在电解精炼粗铜时，粗铜接电源正极作阳极，A正确；
B．精铜连接电源负极，作阴极，B错误；
C．粗铜作阳极，Cu及活动性比Cu强的金属原子失去电子，发生氧化反应变为金属阳离子进入溶液中，活动性比Cu弱的金属就沉积在阳极底部，俗称阳极泥，其中含有Au、Pt等金属，因此可以从阳极泥中可以提炼贵重金属，C正确；
D．在阴极上Cu2+得到电子变为Cu单质附着在阴极上，若纯铜片增重6.4 g，则产生Cu的物质的量是0.1 mol，由于Cu是+2价金属，因此电路通过电子为0.2 mol，D正确；
故合理选项是B。
3．下列关于电解池工作原理的说法中，错误的是
A．电解池是一种将电能转变成化学能的装置
B．电解池中使用的液体不一定是电解质溶液，也可以是融熔态的电解质
C．电解池工作时，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应
D．与原电池不同，电解池放电时，电极本身不会参加电极反应
【答案】D
【详解】
A．根据电解池的含义可知电解池能够将电能转变成化学能，A正确；
B．电解池中使用的液体不一定是电解质溶液，也可以是融熔态的电解质，只要其中含有自由移动的离子即可，B正确；
C．电解池工作时，阳极失去电子发生氧化反应，阴极得到电子发生还原反应，C正确；
D．电解池放电时，若阳极是活性电极，则电极失去电子发生氧化反应；若阳极为惰性电极，则电极本身不参加电极反应，而阴极无论是活性电极还是惰性电极，电极都不参加反应，D错误；
故合理选项是D。
4．燃料电池是目前电池研究的热点之一、现有某课外小组自制的氢氧燃料电池，如下图所示，、均为惰性电极。下列叙述不正确的是( )

A．极是负极，该电极上发生氧化反应
B．电池总反应为
C．极电极反应式为
D．氢氧燃料电池是一种具有广阔应用前景的绿色电源
【答案】C
【分析】
该装置为氢氧燃料电池，总反应为，通氢气的一极为负极，发生氧化反应，通氧气的一极为正极，发生还原反应，考虑到碱性环境，正极反应式为，氢氧燃料电池能量转化率高，对环境友好，是一种具有广阔应用前景的绿色电源，据此解题。
【详解】
A．通氢气的一极为负极，发生氧化反应，故A正确；
B．该装置为氢氧燃料电池，总反应为，故B正确；
C．b电极反应式中得到电子写成失去电子，应为：，故C错误；
D．氢氧燃料电池能量转化率高，对环境友好，是一种具有广阔应用前景的绿色电源，故D正确；
故选C。
5．某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池总反应为Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+C6(x＜1)。下列关于该电池的说法不正确的是
A．放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移
B．放电时，负极的电极反应式为LixC6-xe-=xLi++C6
C．充电时，若转移1 mol e-，石墨(C6)电极将增重7x g
D．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+
【答案】C
【详解】
A．放电时，阳离子向原电池的正极移动，A选项正确；
B．Li1-xCoO2中Li显+1价，氧显-2价，则Co显+(3+x)价，LixC6中Li和C均显0价。负极发生氧化反应，其电极反应式为LixC6-xe-=xLi++C6，B选项正确；
C．充电时，C6为电解池的阴极，电极反应式为xLi++C6+xe-=Lix C6，若转移1 mol电子，石墨电极质量增加7 g，C选项错误；
D．正极发生还原反应，其电极反应式为Li1-xCoO2+xLi++xe-=LiCoO2，则充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+xLi+，D选项正确。
故选C。
6．如图是一套电化学实验装置，图中C、D均为铂电极，U为盐桥，G是灵敏电流计，其指针总是偏向电源正极；总反应为AsO+2I-+2H+⇌AsO+I2+H2O，下列判断正确的是

A．当指针偏向右侧时，C电极上的反应式为I2+2e-=2I-
B．当指针偏向右侧时，D电极上的电极反应式为AsO+2H++2e-=AsO+H2O
C．向Q中加入一定量的NaOH后，C电极上的电极反应式为2I--2e-=I2
D．若D是铁，C是铜，U用银片代替，则D上的电极反应式为Fe-3e-=Fe3+
【答案】B
【详解】
A．指针偏向右侧表明D电极是正极，发生得到电子的还原反应，C电极是负极，发生失电子的氧化反应：2I--2e-=I2，A错误；
B．D电极是正极，电极反应式为AsO+2H++2e-=AsO+H2O，B正确；
C．向Q中加NaOH时，总反应向左移动，D电极上发生失电子的氧化反应，C电极上发生得电子的还原反应：I2+2e-=2I-，C错误；
D．若D是铁，C是铜，U用银片代替，则装置相当于P是电解池，Q是原电池，铁是负极，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，D错误；
答案选B。



一、单选题
1．金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量、、、等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性)
A．电解后，电解槽底部的阳极泥中含有和
B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C．阳极发生还原反应，其电极反应式：
D．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有和
【答案】A
【详解】
A．已知：氧化性，则金属性，电解时，粗镍中镍及比它活泼的金属都溶解了，电解槽底部的阳极泥中含有和，A正确；
B． 电解过程中，在阳极，粗镍中镍及比它活泼的金属都溶解了，阴极上只有金属镍析出，得失电子数相等，则阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等，B错误；
C． 阴极发生还原反应，其电极反应式：，C错误；
D． 电解后，溶液中存在的金属阳离子只有 、和，D错误；
答案选A。
2．以CH4、O2、熔融Na2CO3组成的燃料电池电解制备N2O5，装置如图所示，右侧池中隔膜仅允许H+通过。下列说法错误的是

A．石墨1上的电极反应式为CH4+4-8e-=5CO2+2H2O
B．右侧池中H+由Pt1极通过隔膜移向Pt2极
C．Pt1极上的电极反应式为N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+
D．每制得1 mol N2O5，理论上消耗O2 11.2 L(标准状况下)
【答案】D
【分析】
图中左侧装置为燃料电池，通入CH4的一极为原电池的负极，发生氧化反应，通入氧气气体一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2CO2=2，N2O5中氮元素的化合价是+5价，而硝酸中氮元素也是+5价。因此应该在左侧生成N2O5，即在阳极区域生成，据电极反应离子放电顺序可知：阴极发生2H++2e-=H2↑的反应，则阳极为N2O4+2 -2e-═2N2O5.
【详解】
A．石墨1为电池负极，发生氧化反应，电极反应式为：CH4+4-8e-=5CO2+2H2O，故A正确；
B．右侧池为电解质，溶液中H+向阴极移动，即由Pt1极通过隔膜移向Pt2极，故B正确；
C．Pt1极为阳极，电极反应式为N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+，故C正确；
D．根据得失电子守恒可知：O2～4e-～4N2O5，所以每制得1molN2O5，理论上消耗标况下×22.4=5.6L，故D错误；
故选：D。
3．研究电化学腐蚀及防护的装置如下图所示。下列有关说法错误的是( )

A．d为石墨，铁片腐蚀加快 B．d为石墨，石墨上电极反应为O2＋2H2O＋4e‒＝4OH‒
C．d为锌块，铁片不易被腐蚀 D．d为锌块，锌块上电极反应为2H＋＋2e‒＝H2↑
【答案】D
【详解】
A．由于活动性：铁＞石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化，Fe变为Fe2+进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，A项正确；
B．d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为：O2＋2H2O＋4e‒＝4OH‒，B项正确；
C．若d为锌块，则由于金属活动性：Zn＞Fe，Zn作为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，C项正确；
D．d为锌块，金属活动性：锌＞铁，锌块、铁片和海水构成原电池，锌块作原电池的负极，发生氧化反应，电极反应为：Zn-2e‒＝Zn2+，D项错误；
答案选D。
4．关于铜电极，下列说法正确的是
A．在铜锌原电池中，铜作负极 B．在电解精炼铜中，精铜作阴极
C．在电解氧化铝制备金属铝中，铜做阳极 D．向钥匙上镀铜时，钥匙作阳极
【答案】B
【详解】
A．在铜锌原电池中，锌为负极，电极反应式为：Zn-2e-=Zn2+，铜为正极，故A错误；
B．电解精炼铜时，应用粗铜作阳极，阳极上金属失电子变成离子进入溶液，Cu-2e-=Cu2+，比金属铜活泼的金属锌、铁、镍会先于金属铜失电子，比金属铜活泼性差的Pt、Ag等固体会沉积下来形成阳极泥，精铜作阴极，可溶性铜盐作电解质溶液，阴极发生的反应为：Cu2++2e-=Cu，故B正确；
C．电解熔融的氧化铝制取金属铝，若用铜作阳极则阳极放电的是金属铜，电极被损耗，不符合生产实际，故C错误；
D．在铁制钥匙上镀铜时，镀件钥匙为阴极，铜盐为电镀液，故D错误；
故选：B。
5．X、Y、Z、M代表四种金属元素。金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解、Z极上有氢气放出；若电解Y2+和Z2+离子共存的溶液时，Y先析出；又知M、Y相连时电子由Y到M。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为( )
A．X＞Z＞Y＞M B．X＞Y＞Z＞M C．M＞Z＞X＞Y D．X＞Z＞M＞Y
【答案】A
【详解】
金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有H2放出，说明X为负极，Z为正极，则金属活动性X＞Z；若电解Y2+和Z2+共存的溶液时，Y先析出，说明得到电子的能力：Z2+＜Y2+，所以金属活动性：Z＞Y；又知M、Y相连时电子由Y到M，则金属活动性：Y＞M；则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为X＞Z＞Y＞M，A项正确；
答案选A。
6．有关电化学的说法中正确的是( )
A．原电池和电解池的阴极金属都不会腐蚀
B．不锈钢难生锈是因为合金中铁受保护
C．原电池的负极一定比正极金属活泼
D．原电池的负极质量一定减少，正极质量一定不变或增加
【答案】A
【详解】
A．原电池的正极即阴极，不容易被腐蚀，电解池的阴极金属不容易被腐蚀，故A正确；
B．不锈钢难生锈是因为内部结构发生改变而受保护，故B错误；
C．原电池如果是燃料电池，铂电极惰性电极，两极的金属活泼性相同，所以原电池负极金属不一定比正极金属的金属性活泼，故C错误；
D．原电池的负极可能只起导电作用，不一定参与反应，如燃料电池，故D错误。
答案选A。
7．圣路易斯大学研制的新型乙醇燃料电池，用能传递质子()的介质作溶剂，电池总反应为，如图是该电池的示意图，下列说法正确的是


A．b极为电池的负极
B．电池正极的电极反应为：
C．电池工作时电子由b极沿导线经灯泡再到a极
D．电池工作时，1mol乙醇被氧化时就有6mol电子转移
【答案】B
【分析】
通入氧气的一极为正极，则b为正极，发生还原反应；a为负极，发生还原反应。
【详解】
A．经过分析，氧气在b极得电子，作正极，故A错误；
B．氧气在正极得电子生成水，其电极反应式为，故B正确；
C．a为负极，b为正极，电子经外电路从负极流向正极，故C错误；
D。负极反应式为，电池工作时，1mol乙醇被氧化时有12mol电子转移，故D错误；
故选B。
8．甲烷燃料电池常以熔融氢氧化钠为电解质。下列叙述不正确的是
A．每反应1mol甲烷就有8mol电子通过电路
B．随着反应进行负极附近pH值会减小
C．负极反应为CH4+10OH-=CO+7H2O+8e-
D．电池总反应为CH4+2O2=CO2+2H2O
【答案】D
【详解】
A.甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极为电池的负极，在熔融氢氧化钠作用下，甲烷失去电子发生氧化反应生成碳酸钠，放电时1mol甲烷失去8mol电子，故A正确；
B.甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极为电池的负极，在熔融氢氧化钠作用下，甲烷失去电子发生氧化反应生成碳酸钠，电极反应式为CH4+10OH-=CO+7H2O+8e-，放电时消耗氢氧根离子，则负极附近pH值会减小，故B错误；
C.甲烷燃料电池中，通入甲烷的一极为电池的负极，在熔融氢氧化钠作用下，甲烷失去电子发生氧化反应生成碳酸钠，电极反应式为CH4+10OH-=CO+7H2O+8e-，故C正确；
D.由题意可知，甲烷燃料电池的总反应为在熔融氢氧化钠作用下，甲烷与氧气反应生成碳酸钠和水，总反应方程式为CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O，故D错误；
故选D。
二、填空题
9．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CuCl2溶液，则Y电极上的电极反应式为_______；
(2)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，则电解池中X极上的电极反应式为_______；
(3)如要往铁件上镀铜，电解液a选用CuSO4溶液，则X电极的材料是_______，Y电极的材料是_______；
(4)若X、Y都是惰性电极，a是AgNO3溶液，则X电极的电极反应式为_______；
(5)若X、Y都是惰性电极，a是H2SO4溶液，则电解后溶液的pH___(填“增大”“不变”或“减小”)
【答案】(1)2Cl--2e-=Cl2↑ (2) 2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=H2↑+OH-) (3) 铁件 铜 (4)Ag++e-=Ag (5) 减小
【分析】
X电极连接电源负极，作阴极，阴极上得到电子发生还原反应；Y电极连接电源正极，作阳极，阳极失去电子，发生氧化反应。
【详解】
(1)若X、Y都是惰性电极，a是CuCl2溶液，X电极连接电源的负极为阴极，Cu2+在X电极上得到电子变为单质Cu；Y电极连接电源的正极，作阳极，阳极上Cl-失去电子发生氧化反应变为Cl2，则Y电极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑；
(2)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，在电解时，阴极X极上H2O电离产生的H+得到电子，发生还原反应，所以X电极的电极反应式为：2H++2e-=H2↑(或2H2O+2e-=H2↑+OH-)；
(3)如要往铁件上镀铜，则Fe件应该连接电源的负极作阴极，阳极为Cu电极，电解液a选用CuSO4溶液，所以X电极的材料是铁件；Y电极的材料是铜；
(4)若X、Y都是惰性电极，a是AgNO3溶液，则在阴极X电极上Ag+得到电子变为Ag单质，所以X电极的电极反应式为：Ag++e-=Ag；
(5)若X、Y都是惰性电极，a是H2SO4溶液，在阴极X上水电离产生的H+得到电子变为H2；在阳极Y上，水电离产生的OH-失去电子变为O2逸出，因此电解稀硫酸实质上是电解H2O，则电解后硫酸溶液浓度增大，溶液中c(H+)增大，故电解后溶液的pH会减小。
10．依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示(盐桥为盛有KNO3琼脂的U形管)。

请回答下列问题：
(1)电极X的材料是________；电解质溶液Y是________(填化学式)；
(2)银电极为电池的________极，其电极反应为________________________；
(3)盐桥中的移向________溶液；
(4)正极增重21.6g，转移电子数________。
【答案】(1)Cu AgNO3 (2) 正 Ag＋＋e－＝Ag (3) Cu(NO3)2 0.2NA
【分析】
根据题意，Cu化合价升高，失去电子，是原电池的负极，银离子在正极得到电子，电解液为硝酸银。
【详解】
(1)左边为负极，因此电极X的材料是Cu；电解质溶液Y是AgNO3；故答案为：Cu；AgNO3。
(2)根据题意分析得到银电极为电池的正极，其电极反应为Ag＋＋e－＝Ag；故答案为：正；Ag＋＋e－＝Ag
(3)根据原电池离子移动方向是“同性相吸”原理，盐桥中的移向负极移动即向Cu(NO3)2溶液；故答案为：Cu(NO3)2。
(4)根据正极Ag＋＋e－＝Ag，正极增重21.6g即物质的量为，转移电子数0.2NA；故答案为：0.2NA。
11．电解原理在化学工业中有广泛的应用。如图表示一个电解池，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_______。电解液中向X极方向移动的离子是_______。
②Y电极上的电极反应式为_______。
(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则：
①X电极的材料是_______，电极反应式为_______。
②Y电极的材料是_______，电极反应式为_______。
(3)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放电时负极反应式为_______；
②充电时Fe(OH)3发生_______反应；(填“氧化”或“还原”)
③放电时1 mol K2FeO4发生反应，转移电子数是_______。
【答案(1)】2H2O+2e-=2OH-+H2↑或2H++2e-=H2↑ 溶液变红 Na+、H+ 2Cl--2e-=Cl2↑ (2) 精铜 Cu2++2e- =Cu 粗铜 Zn-2e- =Zn2+、Ni-2e- =Ni2+、Cu-2e- =Cu2+ (3) Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 氧化 1.806×1024
【详解】
(1)X、Y都是惰性电极，X电极与电源的负极相连，则X极为阴极，Y极为阳极。
①电解池中，在X极上H2O得电子生成OH-和H2，电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑或2H++2e-=H2↑；在X极附近，溶液呈碱性，所以观察到的现象是溶液变红。电解液中向X极方向移动的离子为阳离子，则是Na+、H+。
②在Y电极上，Cl-失电子生成Cl2，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑。答案为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑或2H++2e-=H2↑；溶液变红；Na+、H+；2Cl--2e-=Cl2↑；
(2)①X电极为阴极，材料是精铜，电极反应式为Cu2++2e- =Cu。
②Y电极为阳极，材料是粗铜，粗铜中含有的Fe、Ni、Cu都会失电子生成相应的离子，电极反应式为Zn-2e- =Zn2+、Ni-2e- =Ni2+、Cu-2e- =Cu2+。答案为：精铜；Cu2++2e- =Cu；粗铜；Zn-2e- =Zn2+、Ni-2e- =Ni2+、Cu-2e- =Cu2+；
(2)①放电时，在负极Zn失电子产物与OH-反应生成Zn(OH)2，负极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2；
②充电时Fe(OH)3所在电极为阳极，Fe(OH)3失电子转化为K2FeO4，发生氧化反应；
③放电时K2FeO4转化为Fe(OH)3，Fe由+6价降低为+3价，则1 mol K2FeO4转移电子数是3mol×6.02×1023mol-1=1.806×1024。答案为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2；氧化；1.806×1024。