电化学基础及习题专练.docx
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电化学基础及习题专练
电化学基础
一、真题试做
1．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：
Fe＋Ni2O3＋3H2O→Fe（OH）2＋2Ni（OH）2，下列有
关该电池的说法不正确的是（ ）A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe
B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e→Fe（OH）2C．电池充电过程中，阴极附近溶液的
pH降低D．电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2＋2OH－－2e→Ni2O3＋3H2O
2．根据下图可判断下列离子方程式中错误的是
（ ）A．2Ag（s）＋Cd2＋（aq）→2Ag＋（aq）＋
Cd（s）B．Co2＋（aq）＋Cd（s）→Co（s）＋Cd2＋
（aq）C．2Ag＋（aq）＋Cd（s）→2Ag（s）＋Cd2＋（aq）
D．2Ag＋（aq）＋Co（s）→2Ag（s）＋Co2＋（aq）
3．与MnO2Zn电池类似，K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应
式为_________________________，该电池总反应的
离子方程式为_____________________________。
4．已知CH3OH（l）的燃烧热为－726.5kJ·mol－1，在直接以甲醇为燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极
的反应式为____________________、正极的反应式为____________________。
理想状态下，该燃料电
池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ，则该燃料电池的理论效率为____________（燃料
电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比）
二、考向分析
近几年所考查的热点：
①原电池的工作原理；②电极反应式及电池反应式的书写；③有关电化
学的计算。
三、热点例析
热点一、原电池的工作原理及电极反应式的书写
【例1】某科研单位利用电化学原理用SO2来制备硫酸，装置如下图，
含有某种催化剂。
电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气
体与电解质溶液充分接触。
（1）通入SO2的电极为________极，其电极反应式为______________________，此电极区pH______
（填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）电解质溶液中的H＋通过质子膜________（填
“向左”“向右”或“不”）移动，通入氧气的电极
反应式为_____________________
___________。
（3）电池总反应式为____________________。
思路点拨：
有关原电池解题的一般思路：
1．确定正负极方法
（1）根据电极材料判断：
①活泼金属是负极、不活泼金属（或
非金属）是正极；
②燃料电池，燃料是负极，氧气为正极。
（2）由反应类型判断：
失电子发生氧化反应的是负极；得电子发生还原反应的是正极。
（3）依据电子流向、阴阳离子流向、电流流向判断：
电子流出、电流流入、阴离子流向、阳离子流
出的电极为负极；电子流入、电流流出、阴离子流出、阳离子流向的电极为正极。
2．电极反应式的书写
（1）电极反应式的书写是关键，常见的步骤及方法。
例如：
碱性CH3OH燃料电池电极反应式的书写步骤：
步骤1，确定得失电子数目：
负极为CH3OH－6e→，正极为O2＋4e→；
步骤2，依据电解质溶液确定产物：
负极为CH3OH－6e→CO
，正极为O2＋4e→4OH－；
步骤3，配平：
负极为CH3OH－6e＋8OH－→CO
＋6H2O，正极为O2＋4e＋2H2O→4OH－，依据
得失电子守恒：
负极×2＋正极×3即得电池总反应式。
（2）书写电极反应式应充分注意介质影响。
①中性溶液反应物中若是H＋得电子或OH－失电子，H＋和OH－均来自于水的电离；
②酸性溶液反应物、生成物中均无OH－；③碱性溶液反应物、生成物中均无H＋；
④水溶液中不能出现O2－。
即时训练1：
实验发现，298K时，在FeCl3酸性溶液中加入少量锌粒后，
Fe3＋立即被还原成Fe2＋。
某化学兴趣小组根据该实验事实设计了如
右图所示的原电池装置。
下列有关说法中正确的是（ ）
A．该原电池的正极反应是：
Zn－2e→Zn2＋
B．左烧杯中溶液的红色逐渐褪去C．该电池铂电极上有气泡出现
D．该电池总反应为：
3Zn＋2Fe3＋→2Fe＋3Zn2＋
热点二、电解池电极反应式及总反应式的书写
【例2】用电解法也可制备Cu2O。
原理如右图所示，
（1）则电极反应可以表
示为，阳极_____________________，阴极_____________________。
电解过程中，石墨电极附近的pH________（填“增大”“不变”“减
小”或“无法确定”），如果不考虑溶液体积变化外，整个电解质溶液的pH______（填“增大”“不变”
“减小”或“无法确定”）。
（2）假设电解质溶液换成硫酸溶液，若仍能制得Cu2O，则电极反应可以
表示为，阳极________________________，阴极________________________________。
思路点拨：
有关电解池解题的一般思路：
1．确定阴阳极的方法
原电池和电解池电极的判断是解题的关键，为了方便记忆，我们可采取口诀或谐音的方法记忆。
原电池，正负极；电解池，阴阳极；失去电子负（原电池）阳（电解池）极；发生氧化定无疑。
还可以用谐音帮助记忆：
阴得（阴德）阳失；阳氧（阳）阴还。
2．电极反应式的书写步骤及方法
步骤：
电极反应式的书写首先根据题干要求及信息大胆写出反应物和生成物，然后根据“阴得阳失”加
上得失电子数目，最后根据电解质溶液酸碱性补上H＋、OH－或H2O，最后依据电荷守恒配平。
注意：
电解池电极方程式中，如果是H＋、OH－放电，不论溶液酸碱性，则一定写H＋、OH－得、失电
子，其他情况下酸性溶液中一定不能存在OH－，同理在碱性溶液中一定不能存在H＋。
3．分析实验现象
分析电极及电极区的pH及实验现象时，要从电极反应式入手；分析电解质溶液中的pH及实
验现象时，要从电池反应式入手。
即时训练2：
蝇类昆虫的雌性信息素可用芥酸（来自白芥）与羧酸X在浓NaOH溶液中进行阳极氧化得
到。
电解总反应式为：
C21H41COOH＋X＋4NaOH→C23H46＋2Na2CO3＋2H2O＋H2↑
则下列说法正确的是（ ）A．X为C3H7COOHB．电解的阳极反应式为：
C21H41COOH
＋X－2e＋2H2O→C23H46＋CO
＋6H＋C．电解过程中阴极区pH增大，Na＋向阴极移动
D．阴极的还原产物为H2和OH－
热点三、电化学知识的有关计算
【例3】下列有关电解实验的说法中不正确的是（ ）A．使用肼—空气碱性燃料电池作为电解精炼铜
的电源，阴极的质量变化128g，则肼—空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气为112L（假
设空气中氧气体积分数为20%）B．若在水中加入少量的硫酸钠，电解水结束后溶液的pH
将会保持不变C．电解硫酸铜溶液一段时间后，为了使电解质溶液复原，可以加入适量的
Cu（OH）2D．电解硫酸铜溶液产生氧气1.12L（标准状况）时，转移的电子总数为0.2mol
方法归纳：
1．首先分析化合价及得失电子情况，并写出电极反应式，依据电极反应式进行分析，如
（1）电解质溶
液复原：
加入的物质应该是阴阳两极生成的单质化合而得到的物质。
（2）求消耗某物质的质量或物
质的量：
最好用电池反应式求算。
2．在串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算时，要注意运用电子守恒
法计算。
热点四、金属的腐蚀与防护
【例4】海水的进水钢闸门易被腐蚀，对此的下列说法不正确的是（ ）A．钢闸门腐蚀的本质是Fe
－2e→Fe2＋B．钢闸门腐蚀主要是发生电化学吸氧腐蚀，其正极反应是O2＋2H2O＋4e→
4OH－C．将钢闸门与浸入海水的锌块用
导线相连，可防止钢闸门腐蚀D．将钢闸
门与直流电源的正极相连，可防止钢闸门腐蚀
规律总结：
抓住金属腐蚀的本质，依据金属活动性顺序进行判断。
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：
被保护的金属与原电池负极相连，形成电解池，作阴极。
即时训练3：
将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后
发现液滴覆盖的圆圈中心区（a）已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕
色铁锈环（b），如图所示。
导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含
量比边缘处少。
下列说法正确的是（ ）A．液滴中的Cl－由a区
向b区迁移B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：
O2＋2H2O＋4e→4OH－
C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH－形成
Fe（OH）2，进一步氧化、脱水形成铁锈D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处
滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：
Cu－2e→Cu2＋
四、误区警示
1．精炼铜时忽视粗铜中的杂质
如在铜的电解精炼中，因为作为阳极的粗铜中含有多种杂质（锌、铁、镍、银、金等），所以阴
极增加的质量与阳极减小的质量不一定相等，但得失电子数一定相等。
随着精炼的进行，溶液中的
Cu2＋浓度逐渐减小。
2．混淆原电池电解质溶液中的电流方向
原电池形成的重要条件之一——形成闭合回路，在外电路（导线）中电流由正极流向负极，而
在（内电路）电解质溶液中，电流却由负极流向正极（即阳离子移向正极，阴离子移向负极），这样
才能形成闭合回路。
3．忽视电解质溶液与金属导电的机理
电解质溶液导电的原因是自由离子（阴阳离子）的定向移动，电子不能通过溶液，而金属导电
的原因是自由电子的定向移动，离子不能通过金属。
4．忽视电解质溶液对电极反应式
的影响
在书写电极反应及分析两极区的实验现象时，要特别注意电解质与电极生成物的反应：
（1）负
极生成的金属离子在碱性溶液中能与OH－反应生成难溶性碱，如钢铁腐蚀中负极生成的Fe2＋与正极
生成的OH－结合生成Fe（OH）2。
（2）电极反应若有CO2生成，在碱性条件下不会有气泡放出，而是与
OH－反应生成CO
，在酸性条件下，则有气泡放出。
5．忽视金属腐蚀时正极有氧气参加反应
如右图所示装置，导线中有电流产生，写出碳棒上的电极反应式。
铁不与氯化钠溶液反应，从能量的角度分析此装置不能形成原电池，但
同学们如果考虑到吸氧腐蚀，问题就能迎刃而解，空气中的氧气在正极
得电子，即O2＋4e－＋2H2O→4OH－。
5、跟踪练习
1．判断正误：
（正确的打“v”号，错误的打“×”号）
（1）在Cu—CuSO4—Zn原电池中，Cu2＋向负极移动。
（ ）
（2）电解精炼铜时，若阴极得到的电子数为2NA个，则阳极质量减少64g（ ）
（3）铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应。
（ ）
（4）电解饱和食盐水时，电子的流向由负极?
外电路?
阴极?
食盐水溶液?
阳极?
正极。
（ ）
（5）碱性甲醇燃料电池的负极反应式为：
CH3OH－6e－＋H2O?
CO2＋6H＋（ ）
2．根据下图回答，下列说法不正确的是（ ）A．此装置用
于电镀铜时，电解一段时间，硫酸铜溶液的浓度不变
B．燃料电池中正极反应为O2＋4e－＋4H＋?
2H2O
C．若a为粗铜，b为纯铜，该装置可用于粗铜的精炼
D．电子经导线流入a电极
3．将洁净的金属片甲、乙、丙、丁分别放置在浸有某种盐溶液
的滤纸上面并压紧（如右图所示）。
在每次实验时，记录电压
表指针的移动方向和电压表的读数如下表：
（已知构成两电极
金属
电子流动方向
电压/V
甲
甲?
Cu
＋0.78
乙
Cu?
乙
－0.15
丙
丙?
Cu
＋1.35
丁
丁?
Cu
＋0.30
的金属其金属活动性相差越大，电压表的读数越大）依据记录
数据判断，下列结论中正确的是（ ）
A．金属乙能从硫酸铜溶液中置换出铜
B．甲、乙形成合金时，将该合金露置在空气中，甲先被腐蚀
C．在四种金属中，乙的还原性最强
D．甲、丁若形成原电池时，甲为正极
4．将质量相等的银片和铂片分别作为阳极和阴极用来电
解硝酸银溶液：
?
.以电流强度为1A通电10min；
?
.10min后，反接电源，以电流强度为2A继续通电
10min；下列图像分别表示：
银电极质量，铂电极质
量及电解池产生气体质量与电解时间的关系图，正确
的是（ ）A．?
?
B．?
?
C．?
?
?
D．?
?
?
?
5．某课外活动小组同学用如下图装置进行实验，
试回答下列问题：
（1）若开始时开关K与a连接，则
B极的电极反应式为________
__________________________
（2）若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应式为______________，总反
应的离子方程式为________________。
有关上述实验，下列说法正确的是（填序号）________。
?
溶液中Na＋向A极移动 ?
从A极处逸出的气体能使湿润KI淀粉试纸变蓝 ?
反应一段时间后
加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度 ?
若标准状况下B极产生2.24L气体，则溶液中转移0.2
mol电子
（3）该小组同学模拟工业上用离子交换膜法制烧碱的方法，那
么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、
硫酸和氢氧化钾。
?
该电解槽的阳极反应式为____________________
_____。
此时通过阴离子交换膜的离子数____________（填“大
于”“小于”或“等于”）通过阳离子交换膜的离子数。
?
通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因______________________________。
?
若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池正极的电极反应式为
__________________________________________。
6．
（1）第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推
动车轮。
汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽
油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态。
混合动
力车目前一般使用镍氢电池，该电池中镍的化合物为正
极，储氢金属（以M表示）为负极，碱液（主要为KOH）为
电
解质溶液。
镍氢电池充放电原理示意如下图，其总反应式
为：
H2＋2NiOOH
2Ni（OH）2。
根据所给信息判断，混合动力车上坡或加速时，乙电极周围溶液的pH______（填“增大”、
“减小”或“不变”），该电极的电极反应式__________________________________。
（2）氨气在纯氧中燃烧，生成一种单质和水，试写出该反应的化学方程___________________________，
科学家利用此原理，设计成氨气—氧气燃料电池，则通入氨气的电极是________（填“正极”或
“负极”），碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为___
_______________________________。
电化学基础参考答案
一、真题试做
1．C 2．A
3．答案：
FeO
＋3e－＋4H2O?
Fe（OH）3＋5OH－
2FeO
＋8H2O＋3Zn?
2Fe（OH）3＋3Zn（OH）2＋4OH－
4．答案：
（1）CH3OH－6e＋H2O?
CO2＋6H＋ 3/2O2＋6H＋＋6e?
3H2O 96.6%
三、热点例析
【例1】答案：
（1）负 SO2－2
e＋2H2O?
SO
＋4H＋ 减小
（2）向右 O2＋4e＋4H＋?
2H2O
（3）2SO2＋2H2O＋O2?
H2SO4
【即时训练1】B
【例2】答案：
（1）2Cu－2e＋2OH－?
Cu2O＋H2O 2H2O＋2e?
H2?
＋2OH－ 增大 不变
（2）2Cu－2e＋H2O?
Cu2O＋2H＋ 2H＋＋2e?
H2?
【即时训练2】C 【例3】C 【例4】D 【即时训练3】B
5、跟踪练习
1．答案：
×、×、×、×、×
电解
2．D 3．B 4．A
5．答案：
（1）Fe－2e?
Fe2＋
（2）2H＋＋2e?
H2?
2Cl－
＋2H2O2OH－＋H2?
＋Cl2?
?
（3）?
4OH－－4e?
2H2O＋O2?
小于?
H＋放电，促进水的电离，OH－浓度增大
?
O2＋2H2O＋4e?
4OH－
6．答案：
（1）增大 NiOOH＋e＋H＋?
Ni（OH）2
（2）4NH3＋3O2?
2N2＋6H2O 负极 2NH3－6e＋6OH－?
N2＋6H2O
电化学专练
1．一种充电电池放电时的电极反应为：
H2＋2OH－－2e→2H2O；NiO（OH）＋H2O＋e→Ni（OH）2＋OH－
当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是（）A．H2O的还原B．NiO（OH）
的还原C．H2的氧化D．Ni（OH）2的氧化
3．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，电解总反应为2Cu＋H2O
Cu2O＋H2¡ü。
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0.1mol
Cu2O生成
4．下列叙述不正确的是（）A．铁表面镀锌，铁作阳极B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体
被腐蚀C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：
O2＋2H2O＋4e→4OH－D．工业上电解饱和食盐水的
阳极反应：
2Cl－－2e→Cl2¡ü
5．研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。
该电池以金属锂和钢板为电极材料，
以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。
关于该电池的下列说法不正确的是（）
A．水既是氧化剂又是溶剂B．放电时正极上有氢气生成C．放电时OH－向正极移动
D．总反应为：
2Li＋2H2O→2LiOH＋H2¡ü
5．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式为Li＋
2Li0.35NiO2
2Li0.85NiO2，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，Li0.85NiO2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
6．下图为一原电池装置，下列叙述中正确的是（）A．铜离
子在铜片表面被还原B．盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
C．电流从锌片经导线流向铜片D．铜是阳极，铜片上有气
泡产生
7．电解法精炼含有Fe、Zn、Ag等杂质的粗铜。
下列叙述正确的是（）A．电解时以硫酸铜溶液作电
解液，精铜作阳极B．粗铜与电源负极相连，发生氧化反应C．阴极上发生的反应是Cu2＋
＋2e→CuD．电解后Fe、Zn、Ag等杂质会沉积在电解槽底部形成阳极泥
8．有一种燃料电池，所用燃料为H2和空气，电解质为熔融的K2CO3。
电池的总反应式为2H2＋O2→2H2O，
负极反应为H2＋CO
－2e→H2O＋CO2。
该电池放电时，下列说法中正确的是（）A．正极反应为
2H2O＋O2＋4e→4OH－B．CO
向负极移动C．电子由正极经外电路流向负极
D．电池中CO
的物质的量将逐渐减少
9．一种甲醇、氧气和强碱溶液为电解质的新型手机电池，可连续使用一个月。
该电池反应为2CH3OH＋
3O2＋4OH－
2CO
＋6H2O，则有关说法正确的是（）A．充电时阴极发生氧化反应
B．放电时负极的电极反应为CH3OH＋8OH－－6e→CO
＋6H2O
C．通入0.25mol氧气并完全反应后，有0.5mole转移
D．放电一段时间后，通入氧气的电极附近溶液的pH降低
10．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FeB．放电时，正极反应是NiO2＋2e＋
2H＋→Ni（OH）2C．充电时，阴极反应是Ni（OH）2－2e＋2OH－→NiO2＋2H2O
D．充电时，阳极附近pH增大
11．已知反应AsO
＋2I－＋2H＋
AsO
＋I2＋H2O是可逆反应。
设
计如图装置（C1、C2均为石墨电极），分别进行下述操作：
¢ñ.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸
¢ò.向B烧杯中逐滴加入40%NaOH溶液
结果发现电流计指针均发生偏转。
据此，下列判断正确的是（）
A．操作¢ñ过程中，C1为正极B．操作¢ò过程中，盐桥中的K＋移向B烧杯溶液C．¢ñ操作
过程中，C2棒上发生的反应为：
AsO
＋2H＋＋2e→AsO
＋H2OD．¢ò操作过程中，C1棒
上发生的反应为：
2I－－2e→I2
12．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是（）A．电解时以精
铜作阳极B．电解时阴极发生氧化反应C．粗铜连接电源负极，其电极反应
是Cu－2e→Cu2＋D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥
13．镁电池毒性低、污染小，电压高而平稳，它逐渐成为人们研制绿色电池的关注焦点。
该电池的反应原
理为：
xMg＋Mo3S4
MgxMo3S4。
下列说法不正确的是（）A．放电时，Mo3S4发生氧化反应
B．放电时，正极反应式：
Mo3S4＋2xe→Mo3S
C．充电时，Mg2＋向阴极迁移
D．充电时，阴极反应式：
xMg2＋＋2xe→xMg
14．一种碳纳米管能够吸附氢气，用这种材料制备的二次电池原理如下图
所示，该电池的电解质为6mol·L－1KOH溶液，下列说法中正确的
（）A．放电时K＋移向负极B．放电时电池负极的电极
反应为H2－2e→2H＋C．放电时电池正极的电极反应为
NiO（OH）＋H2O＋e→Ni（OH）
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