化学人教版高中选修4 化学反应原理高考化学复习第十一章 电化学训练 文本素材.docx
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2012届高考之电化学训练
1．若某电能与化学能的转化装置（电解池或原电池）中发生的总反应的离子方程式是：
Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，则下列关于该装置的有关说法正确的是（ ）
A．该装置可能是原电池，也可能是电解池
B．该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸
C．该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极
D．该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸
【解析】 不能是原电池，Cu＋H＋不能自发的发生氧化还原反应。
【答案】 C
2．（2009·桂林模拟）根据原电池的有关知识，下列反应不能用于原电池的是（ ）
A．2H2＋O2
2H2O
B．2CH3OH＋3O2
2CO2＋4H2O
C．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
D．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
【解析】 原电池反应必须是一个放热的氧化还原反应，两个因素缺一不可，四个选项均为放热反应，但选项D是非氧化还原反应，故它不可以用于原电池反应。
【答案】 D
3．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确（ ）
A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法
D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
【解析】 银器在空气中久置会被O2所氧化变黑，为化学腐蚀，A正确。
当镀层破损时，Sn－Fe可形成原电池，Fe作负极，不再起到保护作用，B错。
与Zn块形成原电池，Zn作负极（阳极），从而保护Fe正极（阴极），所以C正确；外加电流保护法应该与直流电源的负极相连，故D错。
【答案】 AC
4．据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。
某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。
下列有关电池的叙述不正确的是
（ ）
A．正极反应式为：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变
C．该燃料电池的总反应方程式：
2H2＋O2===2H2O
D．用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24LCl2（标准状况）时，有0.1mol电子转移
【解析】 据题意，氢氧燃料电池的总反应方程式为：
2H2＋O2===2H2O，其电解液为KOH溶液，故其正极反应式为：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－，负极反应式为：
2H2＋4OH－－4e－===4H2O；反应过程中，生成和消耗OH－相等，KOH的物质的量不变；ABC均正确；D中根据电解CuCl2时的放电顺序，可知产生Cl2的电极反应式为：
2Cl－－2e－===Cl2，故产生2.24LCl2时，转移电子0.2mol。
【答案】 D
5．（2009·广州一模）如图所示，在一U形管中装入含有紫色石蕊的Na2SO4试液，通直流电，一段时间后U形管内会形成一个倒立的三色“彩虹”，从左到右颜色的次序是
（ ）
A．蓝、紫、红 B．红、蓝、紫
C．红、紫、蓝 D．紫、红、蓝
【答案】 C
6．（2009·江阴模拟）下图两装置中，溶液体积均为200mL，开始时，电解质溶液的浓度0.1mol/L，工作一段时间后，测得导线上都通过0.02mole－。
若不考虑溶液体积的变化，则下列叙述中正确的是（ ）
A．同条件时产生气体体积：
①＝②
B．电极上析出固体质量：
①<②
C．电极反应式：
①中阳极：
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
②中负极：
2H＋＋2e－===H2↑
D．溶液的pH变化：
①变小②增大
【解析】 图①为电解池，电极反应阴极：
Cu2＋＋2e－===Cu，阳极：
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O。
图②为原电池，电极反应为正极：
2H＋＋2e－===H2↑负极：
Zn－2e－===Zn2＋相同条件下产生气体体积①<②，电极上析出固体质量①>②。
【答案】 D
7．（2009·襄樊质检）用惰性电极电解VmL某二价金属的硫酸盐溶液一段时间，阴极有Wg金属析出，溶液的pH从6.5变为2.0（体积变化可忽略不计）。
析出金属的相对原子质量
（ ）
A.
B.
C．2×105W/VD．1×105W/V
【解析】 据阴、阳两极得失电子守恒，有：
M～2e－～2OH－（放电）～2H＋（生成）
Mrg/mol 2mol
Wg 10－2mol/L×
L
解得Mr＝
。
【答案】 C
8．（2009·南宁一模）用石墨作电极电解3mol/LKCl和0.5mol/LAl2（SO4）3的混合溶液时，下列电解变化的曲线合理的是（ ）
【解析】 石墨为惰性电极，电解时，溶液中的离子在电极上放电，放电能力为：
H＋>Al3＋>K＋，阴离子放电能力：
Cl－>OH－>SO
。
阳极电极反应为：
2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极电极反应为：
2H＋＋2e－===H2↑，溶液中还伴随有如下反应：
Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓，其中H＋和OH－是由H2O电离产生的，故电解总反应为：
2Al3＋＋6Cl－＋6H2O
2Al（OH）3↓＋3H2↑＋3Cl2↑。
由于题目中已知条件显示n（Al3＋）∶n（Cl－）＝1∶3，所以电解至Al3＋和Cl－恰好消耗完时，溶液为K2SO4溶液，这时若继续电解，则实际电解的是水。
由于Al3＋水解，溶液的pH<7，则电解过程中溶液的pH先升高，后保持不变，图A符合题意。
很明显生成Al（OH）3沉淀的量应符合图D。
【答案】 AD
9．（2009·厦门质检）将质量分数为0.052（5.2%）的NaOH溶液1L（密度为1.06g/cm3）用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010（1.0%）时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是（ ）
NaOH的质量分数
阴极析出物
的质量/g
阳极析出物
的质量/g
A
6.2%
19
152
B
6.2%
152
19
C
4.2%
1.2
9.4
D
4.2%
9.4
1.2
【解析】 这是一道电解的简单计算题，电解NaOH溶液，本质上是电解水，阳极产物是O2，阴极产物是H2，溶液浓度不断增大，根据数据分析A选项符合题意。
【答案】 A
10．（2010·河南开封模考）磷酸铁锂电池是一种新型锂电池（如图），是未来锂离子电池的发展方向。
该电池的总反应式为Li＋FePO4
LiFePO4。
生产该电池所用的磷酸亚铁锂可按如下方法生产：
将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。
沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800℃左右、惰性气体氛围中灼烧即得晶态磷酸亚铁锂。
下列有关说法错误的是（ ）
A．在电解制备磷酸亚铁锂的过程中，阳极的电极总反应式为Fe＋H2PO
＋Li＋－2e－===LiFePO4＋2H＋
B．该锂电池放电时正极反应式为FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4
C．该锂电池充电时，阴极反应式为Li＋＋e－===Li
D．图中出现了“Fe”的符号，说明磷酸铁锂电池的负极反应物为Fe
【解析】 该锂电池放电时负极反应为：
Li－e－===Li＋，用电池总反应式减去负极反应式可得正极反应式FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4；充电时，阴极反应是放电时负极反应的逆反应，故阴极反应式为Li＋＋e－===Li。
在电解制备磷酸亚铁锂的过程中，铁作阳极，其为活泼电极，Fe失去电子生成Fe2＋，Fe2＋与溶液中H2PO
、Li＋结合生成磷酸亚铁锂沉淀。
【答案】 D
11．（2009·黄冈模拟）用石墨作电极电解100mLH2SO4和CuSO4的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体（标准状况），则原混合液中Cu2＋的物质的量浓度为
（ ）
A．1mol/LB．2mol/L
C．0.1mol/LD．0.2mol/L
【解析】 阳极产生O20.1mol，对应电子转移0.4mol，阴极首先是Cu2＋放电，然后是H＋放电产生H2，生成H20.1mol，对应得电子0.2mol，另外0.2mol电子被Cu2＋得到，故n（Cu2＋）＝0.1mol，c（Cu2＋）＝1mol/L。
【答案】 A
12．（2010·北京海淀高三模考）电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，如图是电解污水的实验装置示意图，实验用的污水中主要含有可被吸附的悬浮物（不导电）。
下列有关推断明显不合理的是（ ）
A．阴极的电极反应式为：
O2＋4e－＋2H2O===4OH－
B．通电过程中烧杯内产生可以吸附悬浮物的Fe（OH）3
C．通电过程中会产生气泡，把悬浮物带到水面形成浮渣弃去
D．如果实验用的污水导电性不良，可加入少量Na2SO4固体以增强导电性
【解析】 A项中阴极发生的反应应是H2O电离出的H＋得到电子，电极反应式为：
2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑。
【答案】 A
13．（2009·山东青岛质检）将洁净的金属片Fe、Zn、A、B分别与Cu用导线连接浸在合适的电解质溶液里，如图，实验并记录在电压指针的移动方向和电压表的读数如下表所示：
金属
电子流动方向
电压/V
Fe
Fe→Cu
＋0.78
Zn
Zn→Cu
＋1.10
A
Cu→A
－0.15
B
B→Cu
＋0.3
根据以上实验记录，完成以下填空：
（1）构成两电极的金属活动性相差越大，电压表的读数越________（填“大”或“小”）。
（2）Zn、A、B三种金属活动性由强到弱的顺序是________________________________。
（3）Cu与A组成的原电池，________为负极，此电极反应式为______________________。
（4）A、B形成合金，露置在潮湿空气中，________先被腐蚀。
【解析】 根据第一、二组数据可知，两金属活动性相差越大，则电压表的读数越大；由第三组数据可知，电压为负值，说明电流的方向是相反的，即Cu→A构成原电池的，铜为负极，所以金属的活动性顺序为：
Zn>B>A；电极反应为：
Cu－2e－===Cu2＋，由A、B形成合金，露置在潮湿空气中，由于B活泼，所以B先被腐蚀。
【答案】
（1）大
（2）Zn>B>A （3）Cu Cu－2e－===Cu2＋ （4）B
14．（2009·湖南模拟）燃料电池作为一种新型能源，由于其电极材料丰富，电解质多种多样（可以是固态、液态、气态等），将渗透到我们生活的各个领域。
（1）碱性燃料电池（AFC）是采用30%～50%的KOH溶液作电解质溶液，以H2和O2为燃料在一定条件下使发生反应，试表示该电池的电极反应式：
正极________，负极________。
（2）有人将铂丝插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通入CH4和O2，从而设计出一种燃料电池。
该电池通入CH4的铂丝为________极，写出发生的电极反应式：
负极________，正极________，该电池放电时总的反应化学方程式为______________________。
溶液的pH将________（填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）燃料电池的电解质溶液可以是碱性，也可以是酸性，下列物质最适合作实用型氢氧燃料电池的是____。
A．浓盐酸B．98%的硫酸
C．磷酸D．碳酸
（4）燃料电池除了用H2外，还可以用其他气体如CO、CH4等，若用CH3OH作燃料，则它将在________极反应；若使甲醇在电池中的反应顺利进行，在该电池中除了电极材料外，可能还需要的条件是________。
A．点燃B．催化剂
C．很高的压强D．某种电解质
（5）已知燃烧1g氢生成液态水放出热量143kJ，某燃料电池以H2作燃料，假设能量利用率为80%，那么要求产生1度电需标准状况下的H2________L。
写出该反应的热化学方程式______________________。
【答案】
（1）O2＋4e－＋2H2O===4OH－
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
（2）负 CH4＋10OH－－8e－===CO
＋7H2O
2O2＋4H2O＋8e－===8OH－
CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O 减小
（3）C （4）负 BD （5）352.4
H2（g）＋
O2（g）===H2O（l）；ΔH＝－286kJ/mol
15．（2009·宁波质检）据报道，摩托罗拉公司开发了一种以甲醇为原料，以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池，充一次电可连续使用一个月。
下图是一个电化学过程的示意图。
已知甲池的总反应式为：
2CH3OH＋3O2＋4KOH
2K2CO3＋6H2O
请填空：
（1）充电时，①原电池的负极与电源________极相连。
②阳极的电极反应为________________________________________________________________________。
（2）放电时：
负极的电极反应式为____________________________________________。
（3）在此过程中若完全反应，乙池中A极的质量增加648g，则甲池中理论上消耗O2________L（标准状况下）。
（4）若在常温常压下，1gCH3OH燃烧生成CO2和液态H2O时放热22.68kJ，表示该反应的热化学方程式为______________________。
【解析】 根据电子得失守恒，得
4Ag―→O2
4mol 22.4L
mol V（O2）
∴V（O2）＝33.6L。
【答案】
（1）负 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
（2）CH3OH－6e－＋8OH－===CO
＋6H2O
（3）33.6
（4）CH3OH（l）＋
O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）；
ΔH＝－725.76kJ/mol
16．（2009·四川泸州质检）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＋＋2SO
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1mol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______________________。
【解析】 回答本题的关键在于抓住电池总反应式中各反应物和生成物之间质和量的关系。
（1）放电时正极上发生还原反应，并消耗H2SO4，生成PbSO4沉淀。
（2）当完全放电耗尽PbO2和Pb时，按题图连接，进行电解时，A极是电解池的阴极，B极是电解池的阳极。
【答案】
（1）PbO2＋2e－＋4H＋＋SO
===PbSO4＋2H2O 小 48
（2）Pb PbO2 对换
17．（2009·孝感模拟）现有Cu2＋、Cl－、Na＋、SO
、Zn2＋五种离子，两两组成的电解质溶液若干种，可选用铜电极、铂电极、锌电极进行电解实验。
（1）以________作阳极，电解________溶液时，溶液的pH有明显升高，且溶液保持澄清，电解的反应式为______________________。
（2）以________作阳极，电解________溶液时，溶液的pH有明显下降。
（3）为使电解过程中溶液的浓度保持不变，应以铜为阳极，电解________溶液，或以________为阳极，电解________溶液。
（4）以铜为阳极，电解________或________溶液，均可得到氢氧化物沉淀。
（5）要使电解过程中溶质的组成和质量不变，而溶液浓度增大，又无浑浊，应以________为阳极，电解________溶液，化学方程式为______________________。
（6）要使电解过程中溶液浓度改变，而溶剂质量不变，应以铂电极为阳极，电解________溶液，反应的化学方程式是______________________。
（7）使反应Cu＋2H2O===Cu（OH）2＋H2↑得以进行而不发生其他反应，可选用________为阳极，电解________或________溶液。
（8）以铜为阳极，电解ZnSO4溶液，阴极上一般有________逸出，在________极区首先会有________色沉淀，电解时间较长时，会有________色沉淀出现。
【答案】
（1）Pt NaCl 2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
（2）Pt CuSO4
（3）CuSO4 Zn ZnCl2（或ZnSO4）
（4）NaCl Na2SO4
（5）Pt Na2SO4 2H2O
2H2↑＋O2↑
（6）CuCl2 CuCl2
Cu＋Cl2↑
（7）Cu NaCl Na2SO4
（8）H2 阴 白 蓝
18．（2009·青岛一模）氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：
依据上图，完成下列填空：
（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的电极反应式为______________________。
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）工业食盐中含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SO
含量较高，必须添加钡试剂除去SO
，该钡试剂可以是________。
（选填a，b，c）
a．Ba（OH）2 b．Ba（NO3）2 c．BaCl2
（4）为有效除去Ca2＋、Mg2＋、SO
，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。
（6）在用隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极室和阴极室，防止Cl2与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为__________________。
【解析】 解答此题要注意两点：
（1）电解食盐水的化学原理。
（2）工业上制烧碱的工艺原理包括以下三点：
①离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。
它只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过。
这样既能防止产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
②电解前粗盐要精制。
精制食盐时经常加Na2CO3、NaOH、BaCl2以除去Ca2＋、Mg2＋、SO
，使杂质成为沉淀为过滤除去，然后加入盐酸调节盐水的pH。
③原理。
2NaCl＋2H2O
Cl2↑＋H2↑＋2NaOH。
【答案】
（1）2Cl－－2e－===Cl2↑ 升高
（2）Ca2＋＋CO
===CaCO3↓
Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓
（3）ac （4）bc （5）蒸发、结晶 过滤
（6）NaCl＋H2O
NaClO＋H2↑
或2NaCl＋2H2O
2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
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