电化学基础题组1.docx

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电化学基础题组1

电化学基础题组1

．（2013·新课标Ⅰ，10，6分）银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。

根据电化学原理可进行如下处理：

在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。

下列说法正确的是（　　）

A．处理过程中银器一直保持恒重

B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银

C．该过程中总反应为：

2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3

D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl

解题策略　本题以处理银器表面的黑色Ag2S为例，考查了考生综合运用原电池原理解决实际问题的能力，题目难度较大。

要想顺利解答本题，首要的是通过阅读题目，能迅速意识到本题中所提到的“电化学原理”就是原电池原理，即本题对银器进行处理的过程，就是原电池的工作过程。

【解析】　由“原电池原理”可知正极反应式为Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－，负极反应式为Al－3e－===Al3＋；电解质溶液中发生反应Al3＋＋3H3O

Al（OH）3＋3H＋，S2－与H＋结合生成H2S，使Al3＋＋3H2O

Al（OH）3＋3H＋的平衡右移，最终生成Al（OH）3沉淀，只有B选项正确。

【答案】　B

．

（1）（2014·新课标Ⅱ，12，6分）2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。

下列叙述错误的是（　　）

A．a为电池的正极

B．电池充电反应为LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi

C．放电时，a极锂的化合价发生变化

D．放电时，溶液中Li＋从b向a迁移

答案:

C

．（2012·四川，11，6分）一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。

下列有关说法正确的是（　　）

A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动

B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气

C．电池反应的化学方程式为：

CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O

D．正极上发生的反应为：

O2＋4e－＋2H2O===4OH－

【答案】C

．（2011·新课标全国，11，6分）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）2

C．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

解题策略　

（1）一般来说，由于新型化学电源的工作原理有时较复杂，所以造成考题中所设计的，需要考生回答的问题尽管难度不大，但给考生的感觉往往较难，因为从某种意义上讲，新情境本身就是一种难度，这样的题目要求考生在平时备考复习时，养成良好的心态，以应对这种高起点，低落点现象；

（2）燃料电池一直是高考考题的高频考点，新型燃料电池将成为新的考查热点；（3）解答新型化学电源的题目，正确的思路是：

首先大致浏览一下题目和题目所配的原理图（此时不要过多地纠结于化学电源的工作原理）；然后，重点关注需要回答的问题，看是否属于考查原电池一般原理的题目[如

（1）题中的D选项、

（2）题中的A选项以及C选项]；最后，解决必须借助化学电源工作原理解决的题目[如

（1）题中的B选项、（3）题的D选项]，此时，带着问题去研究题目或题目所提供的原理图。

【解析】　

（1）根据题给装置图判断，b电极为原电池的负极，电极反应式为

Li－e－===Li＋，a电极为原电池的正极，A正确；电池充电反应为

LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi，B正确；放电时，a极锰的化合价发生变化，C错误；放电时，溶液中Li＋从b向a迁移，D正确。

（2）A项，在原电池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故H＋应向正极移动；B项，当转移0.4mol电子时消耗0.1molO2，标准状况下是2.24L；D项，酸性燃料电池的正极反应是：

O2＋4H＋＋4e－===2H2O。

（3）在铁镍蓄电池中，Fe是负极，Ni2O3是正极，由于生成Fe（OH）2，则电解液为碱性溶液，故A正确；电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe（OH）2，故B正确；电池充电时，阴极反应式为

Fe（OH）2＋2e－===Fe＋2OH－，阴极附近溶液pH升高，故C错误；由充电时的总反应式减去阴极反应式，可得到阳极反应式，故D正确。

【答案】C

．（2016·山东日照一中质检，15）利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验，下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池示意图。

当电池工作时，有关说法正确的是（　　）

A．铝罐将逐渐被腐蚀

B．该电池驱动电动玩具时，石墨棒应与玩具电机的负极相连

C．石墨棒上发生的反应为：

O2－4e－＋2H2O===4OH－

D．该电池工作一段时间后石墨棒的质量会减轻

答案:

A

　原电池中较活泼的金属是负极，失去电子，发生氧化反应，电子经导线传递到正极，溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。

铝是活泼的金属，作负极，失去电子，石墨棒是正极，氧气在正极得到电子，即相当于是铝的吸氧腐蚀，电极反应式是

O2＋4e－＋2H2O===4OH－，A正确，C错误；石墨棒应与玩具电机的正极相连，B错误；该电池工作一段时间后石墨棒的质量不变，D错误。

．（2016·湖北武汉2月调研，13）如图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中滴入CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是（　　）

A．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端高B端低

B．杠杆为导体或绝缘体时，均为A端低B端高

C．当杠杆为导体时，A端低B端高；杠杆为绝缘体时，A端高B端低

D．当杠杆为导体时，A端高B端低；杠杆为绝缘体时，A端低B端高

答案:

C

　当杠杆为绝缘体时，A端铜球无变化，B端铁球与溶液反应Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋，生成的铜附着在铁球上使铁球质量增加，导致A端高，B端低；当杠杆为导体时，形成原电池，铁球是负极：

Fe－2e－===Fe2＋，铜球是正极：

Cu2＋＋

2e－===Cu，所以A端低，B端高。

．（2015·广东四校联考，11）一种新型的乙醇电池，它用磺酸类质子溶剂。

电池总反应为：

C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，电池示意如图，下列说法正确的是（　　）

A．a极为电池的正极

B．电池工作时电流由a极沿导线经灯泡再到b极

C．电池负极的电极反应：

4H＋＋O2＋4e－===2H2O

D．电池工作时，1mol乙醇被氧化时有12mol电子转移

答案:

D

　燃料电池中，燃料在负极失电子，所以通入乙醇的电极即a极是负极，故A错误；电池工作时外电路电子由a→b极，而电流由b→a极，B错误；正极氧气得到电子被还原，电极反应式为:

4H＋＋O2＋4e－===2H2O，C错误；负极反应为:

CH3CH2OH－12e－＋3H2O===2CO2↑＋12H＋，显然1mol乙醇被氧化时，有12mol电子转移，D正确。

．（2015·陕西西工大附中四模，10）常用的电池是一个液体电解质将两个固体电极隔开。

而钠－硫（Na/S8）电池相反，它是由固体电解质将两个液体电极隔开（如图），一个由钠－β－氧化铝固体电解质做成的中心管，将内室的熔融钠（熔点98℃）和外室的熔融硫（熔点119℃）隔开，并允许Na＋通过。

下列有关说法不正确的是（　　）

A．a为电池的正极

B．充电时b接电源的正极

C．正极反应：

nS8＋16ne－===8S

D．Na＋可以穿过固体电解质和硫反应从而传递电流

答案:

B

　Na失电子，为负极，即b为电池的负极，a为电池的正极；电极反应式：

负极：

16nNa－16ne－===16nNa＋，正极：

nS8＋16ne－===8S

，A、C正确；充电时b接电源的负极，B错误；Na＋向正极移动，固体电解质除了用来隔离Na和S，还用来传导离子，D正确。

．（2015·浙江六校联考，11）将反应IO

＋5I－＋6H＋

3I2＋3H2O设计成如下图所示的原电池。

开始时向甲烧杯中加入少量浓硫酸，电流计指针发生偏转，一段时间后，电流计指针回到零，再向甲烧杯中滴入几滴浓NaOH溶液，电流计指针再次发生偏转。

下列判断不正确的是（　　）

A．开始加入少量浓硫酸时，乙中石墨电极上发生氧化反应

B．开始加入少量浓硫酸时，同时在甲、乙烧杯中都加入淀粉溶液，只有乙烧杯中溶液变蓝

C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态

D．两次电流计指针偏转方向相反

答案:

B

　开始加入少量浓硫酸时，电池反应正向进行，乙中石墨电极上反应：

2I－－2e－===I2，发生氧化反应，A正确；甲中石墨电极上发生还原反应：

2IO

＋12H＋＋10e－===I2＋6H2O，在甲、乙烧杯中都加入淀粉溶液，甲、乙烧杯中溶液均变蓝，B错误；电流强度代数和为零，反应达到化学平衡状态，C正确；酸性与碱性条件下，反应按正向和逆向进行，两次电流计指针偏转方向相反，D正确。

．（2015·甘肃3月联考，15）液体燃料电池相对于气体燃料电池具有体积小等优点。

一种以液态肼（N2H4）为燃料的电池装置如图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。

下列关于该电池的叙述正确的是（　　）

A．b极发生氧化反应

B．a极的反应式：

N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O

C．放电时，电流从a极经过负载流向b极

D．其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜

答案:

B

　电极b极发生的反应：

O2＋4e－＋2H2O===4OH－，发生还原反应，A错误；在碱性环境中，有氢氧根离子参加电极反应，产物是N2和H2O，B正确；电流是由正极流向负极，由b极经外电路流向a极，C错误；左侧消耗OH－，故为使电池持续放电，离子交换膜需选用阴离子交换膜，D错误。

．（2016·课标Ⅰ，11，6分）三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO

可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。

下列叙述正确的是（　　）

A．通电后中间隔室的SO

离子向正极迁移，正极区溶液pH增大

B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品

C．负极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低

D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成

答案:

B

　通电后中间隔室的SO

向正极区迁移，正极区溶液中OH－放电，pH降低，Na＋向负极区迁移，负极区溶液中H＋放电，pH增大，A、C项错误；电路中通过1mol电子的电量，有0.25molO2生成，D项错误。

．（2016·北京，12，6分）用石墨电极完成下列电解实验。

实验一

实验二

装置

现象

a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化

两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生……

下列对实验现象的解释或推测不合理的是（　　）

A．a、d处：

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

B．b处：

2Cl－－2e－===Cl2↑

C．c处发生了反应：

Fe－2e－===Fe2＋

D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜

答案:

B

　a、d处试纸变蓝，说明溶液显碱性，溶液中的H＋得到电子生成氢气和

OH－，故A正确；b处变红，局部褪色，说明溶液中的OH－和Cl－同时放电，故B错误；c处为阳极，Fe失去电子生成Fe2＋，故C正确；实验一中a、c形成电解池，d、b形成电解池，所以实验二中也相当于形成电解池（一个球两面为不同的两极），m为电解池的阴极，另一球朝m的一面为阳极（n的背面），故相当于电镀，即m上有铜析出，故D正确。

．（2015·浙江，11，6分）在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O—CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

A．X是电源的负极

B．阴极的反应式是：

H2O＋2e－===H2＋O2－

CO2＋2e－===CO＋O2－

C．总反应可表示为：

H2O＋CO2

H2＋CO＋O2

D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1

答案:

D

　电解H2O—CO2混合气体，在阴极得到电子变为H2和CO，因此X是电源的负极，A正确；阴极的反应式是：

H2O＋2e－===H2＋O2－，CO2＋2e－===CO＋O2－；阳极反应：

2O2－－4e－===O2↑，因此总反应为：

H2O＋CO2

H2＋CO＋O2，B、C正确；根据以上分析可知，阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是2∶1，D错误。

．（2015·四川，4，6分）用如图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体。

下列说法不正确的是（　　）

A．用石墨作阳极、铁作阴极

B．阳极的电极反应式：

Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O

C．阴极的电极反应式：

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

D．除去CN－的反应：

2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O

答案:

D

　根据题意，阳极Cl－失去电子产生ClO－，可知石墨作阳极，A项正确；阳极的电极反应式：

Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O，阴极的电极反应式：

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，B、C正确；弱碱性环境中，除去CN－的反应：

2CN－＋5ClO－＋H2O===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋2OH－，D错误。

．（2013·浙江，11，5分）电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。

在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。

已知：

3I2＋6OH－===IO

＋5I－＋3H2O

下列说法不正确的是（　　）

A．右侧发生的电极反应式：

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－

B．电解结束时，右侧溶液中含有IO

C．电解槽内发生反应的总化学方程式：

KI＋3H2O

KIO3＋3H2↑

D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变

答案:

D

　由题意知，左侧Pt为阳极，右侧Pt为阴极，电极反应为

总反应为KI＋3H2O

KIO3＋3H2↑，由以上分析知A、C正确；电解结束IO

会通过阴离子交换膜进入右侧，B正确；D项中阴极产生的OH－不会移动到阳极，不会发生题中所给的反应，D错误。

．（2012·上海，14，3分）右图装置中发生反应的离子方程式为：

Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，下列说法错误的是（　　）

A．a、b不可能是同种材料的电极

B．该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸

C．该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸

D．该装置可看作是铜—锌原电池，电解质溶液是稀硫酸

答案:

A

　A项，若以Zn作两电极，电解酸化的饱和NaCl溶液等即可发生该反应；B项，以Zn作阳极即可；C项，以Zn作负极，不活泼金属或惰性电极作正极即可；D项，Zn为负极，Cu为正极，Cu电极不发生反应。

．（2012·福建，9，6分）将下图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是（　　）

A．Cu电极上发生还原反应

B．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动

C．片刻后甲池中c（SO

）增大

D．片刻后可观察到滤纸b点变红色

答案:

A

　K闭合后，Zn电极作负极，铜电极作正极构成原电池，使得a为阴极，b为阳极，电解饱和硫酸钠溶液，实质是电解水。

B项，电子只在电极与导线上流动，不会进入电解质溶液，电子沿Zn→a，b→Cu路径流动，错误；C项，甲池中硫酸根离子浓度不变，错误；D项，b为阳极，OH－放电，使得b附近溶液显酸性，不能使酚酞变红，错误。

．（2012·浙江，10，6分）以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：

下列说法不正确的是（　　）

A．在阴极室，发生的电极反应为：

2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑

B．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H＋浓度增大，使平衡

2CrO

＋2H＋

Cr2O

＋H2O向右移动

C．该制备过程总反应的化学方程式为：

4K2CrO4＋4H2O

2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑

D．测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比（

）为d，则此时铬酸钾的转化率为1－

答案:

D

　观察实验装置，阴极反应为：

4H2O＋4e－===4OH－＋2H2↑，阳极反应为：

2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阳极室H＋浓度增大，使平衡2CrO

＋2H＋

Cr2O

＋H2O右移，从而在阳极区得到K2Cr2O7，故A、B、C正确；D项，设最初阳极室中的K2CrO4为1mol，通电后转化的K2CrO4为xmol，依题意有2（1－x）＋

×2＝d×1，x＝2－d，K2CrO4的转化率为：

×100%，故D错误。

．（2016·天津，10，14分）氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。

回答下列问题：

（1）与汽油相比，氢气作为燃料的优点是____________________________________（至少答出两点）。

但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：

_______________________________________________________________。

（2）氢气可用于制备H2O2。

已知：

H2（g）＋A（l）===B（l）　ΔH1

O2（g）＋B（l）===A（l）＋H2O2（l）　ΔH2

其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则H2（g）＋O2（g）===H2O2（l）的ΔH________0（填“>”“<”或“＝”）。

（3）在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：

MHx（s）＋yH2（g）

MHx＋2y（s）　ΔH<0达到化学平衡。

下列有关叙述正确的是________。

a．容器内气体压强保持不变

b．吸收ymolH2只需1molMHx

c．若降温，该反应的平衡常数增大

d．若向容器内通入少量氢气，则v（放氢）>v（吸氢）

（4）利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为

_________________________________________________________________。

（5）化工生产的副产氢也是氢气的来源。

电解法制取有广泛用途的Na2FeO4。

同时获得氢气：

Fe＋2H2O＋2OH－

FeO

＋3H2↑，工作原理如图1所示。

装置通电后，铁电极附近生成紫红色FeO

，镍电极有气泡产生，若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。

已知：

Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。

①电解一段时间后，c（OH－）降低的区域在________（填“阴极室”或“阳极室”）。

②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因为

____________________________________________________________________。

③c（Na2FeO4）随初始c（NaOH）的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c（Na2FeO4）低于最高值的原因：

____________________________________________________________________。

【解析】　

（1）与汽油相比，氢气作为燃料的优点有污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高等。

碱性氢氧燃料电池的负极反应式为H2＋2OH－－2e－===2H2O。

（2）①H2（g）＋A（l）===B（l）　ΔH1，②O2（g）＋B（l）===A（l）＋H2O2（l）　ΔH2，两反应的ΔS＜0，根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0，因此ΔH均小于0，将①＋②得：

H2（g）＋O2（g）===H2O2（l）　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＜0。

（3）MHx（s）＋yH2（g）MHx＋2y（s）　ΔH<0，该反应属于气体的物质的量发生变化的反应。

平衡时气体的物质的量不变，压强不变，a正确；该反应为可逆反应，吸收ymolH2需要大于1mol的MHx，b错误；降低温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，c正确；向容器内通入少量氢气，相当于增大压强，平衡正向移动，v（放氢）

（4）利用太阳能直接分解水制氢，是将光能转化为化学能。

（5）①根据题意，镍电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气，铁电极发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子减少，因此电解一段时间后，c（OH－）降低的区域在阳极室。

②氢气具有还原性，Na2FeO4易被H2还原，故电解过程中须将阴极产生的气体及时排出。

③Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，在M点，c（OH－）低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢，在N点，

c（OH－）过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低。

【答案】　

（1）污染小　可再生　来源广　资源丰富　燃烧热值高（任写其中2个）　

H2＋2OH－－2e－===2H2O

（2）<　（3）ac　（4）光能转化为化学能

（5）①阳极室

②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低

③M点：

c（OH－）低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢

N点：

c（OH－）过高，铁电极上有Fe（OH）3（或Fe2O3）生成，使Na2FeO4产率降低

．（2015·广东，32，16分）七铝十二钙（12CaO·7Al2O3）是新型的超导材料和发光材料，用白云石（主要含CaCO3和MgCO3）和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下：

（1）煅粉主要含MgO和________，用适量NH4NO3溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶，若滤液Ⅰ中c（Mg2＋）小于5×10－6mol·L－1，则溶液pH大于__________[Mg（OH）2的

Ksp＝5×10－12]；该工艺中不能用（NH4）2SO4代替NH4NO3，原因是

___________________________________________________________。

（2）滤液Ⅰ中的阴离子有________（忽略杂质成分的影响）；若滤液Ⅰ中仅通入CO2，会生成________，从而导致CaCO3产率降低。

（3）用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜，反应的离子方程式为

__________________________________________________________________。

（4）电解制备Al（OH）3时，电极分别为Al片和石墨，电解总反应方程式为

__________________________________________________________________。

（5）一种可超快充电的新型铝电池，充放电时AlCl

和Al2Cl

两种离子在Al电极上相互转化，其他离子不参与电极反应，放电时负极Al的电极反应式为

_______________________________________________________________。

【解析】