1、微型专题重点突破微型专题重点突破(五五) 核心素养发展目标 1.创新意识：能从多角度理解原电池的原理，认识化学能转化为电能 方式的多样性，学会新型电池原理的分析方法，增强创新意识。2.模型认知：进一步理解电 解的原理，构建电解应用与计算的相关思维模型，并能应用其模型解决实际问题。 一、原电池原理的多角度考查 例 1 热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其 中作为电解质的无水 LiClKCl 混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应 为 PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。下列有关说法正确的是( ) A正极反应式：Ca2Cl 2e
2、=CaCl 2 B放电过程中，Li 向负极移动 C每转移 0.1 mol 电子，理论上生成 20.7 g Pb D常温下，在正、负极间接上电流表，指针不偏转 答案 D 解析 正极发生还原反应，故为 PbSO42e =PbSO2 4，A 项错误；放电过程为原电池， 故阳离子向正极移动，B 项错误；每转移 0.1 mol 电子，生成 0.05 mol Pb 为 10.35 g，C 项错 误；常温下，电解质不能熔化，不能形成原电池，故指针不偏转，D 项正确。 考点 原电池的相关综合 题点 原电池原理的多角度考查 常从以下几方面考查原电池的原理： (1)判断原电池正极和负极，或确定其电极材料； (2)
3、判断电极反应类型，负极发生氧化反应，正极发生还原反应； (3)判断离子迁移方向，电解质溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极； (4)判断电子流向，电子从负极流出经外电路流向正极； (5)电极反应式的正误判断，要特别注意电极产物是否与电解质溶液反应。 变式 1 水泥在固化过程中自由水分子减少并形成碱性溶液。根据这一物理化学特点，科学 家发明了电动势法测水泥的初凝时间。此法的原理如图所示，反应的总方程式为 2Cu Ag2O=Cu2O2Ag。下列说法正确的是( ) A负极材料是银 B负极的电极反应式为 2Cu2OH 2e=Cu 2OH2O C测量原理示意图中，电流从 Cu 经过导线流向 Ag2O D
4、电池工作时，溶液中 OH 向正极移动 答案 B 解析 在该氧化还原反应中还原剂是铜，铜作负极，A 错误；铜为负极、Ag2O 为正极，负极 的电极反应式为 2Cu2OH 2e=Cu 2OH2O，电流从 Ag2O 经过导线流向铜，B 正确， C 错误；电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，D 错误。 相关链接 多角度认识原电池 原电池是将化学能转化为电能的装置。可以从以下几个角度来认识原电池： (1)反应角度 当原电池工作时，负极失电子，发生氧化反应；正极得电子，发生还原反应。从这个角度 我们可以知道，只有氧化还原反应才能被设计成原电池。但需要注意：与正常的氧化还原反 应不同，原电池中存
5、在的氧化反应与还原反应是分开进行的。 原电池中的氧化还原反应必须是自发的。若不能自发发生反应，则不能形成原电池。必须 注意，这里所说的自发发生氧化还原反应不一定是电极与电解质溶液反应，也可能是电极与 溶液中溶解的氧气等发生反应，如将铁与石墨相连插入食盐水中。 (2)能量角度 氧化还原反应有放热反应也有吸热反应， 一般放热反应才能将化学能转化为电能， 产生电流。 (3)组成角度 要有两个电极。这两个电极的活泼性一般是不同的。一般情况下，负极是活泼性较强的金 属，正极是活泼性较弱的金属或能导电的材料(包括非金属或某些氧化物，如石墨、PbO2)， 但要求负极能与电解质溶液自发发生氧化还原反应。 两电
6、极必须插入电解质溶液中。非电解质由于不导电，不能参与形成原电池。 必须形成闭合回路。闭合回路的形式是多种多样的，最常见的就是通过导线将正、负极相 连，也可以将两种金属材料相接触再插入电解质溶液中，日常生活中的合金则是两种材料相 互熔合在一起形成正、负极的，因此在判断是否形成闭合回路时，不能只看是否有导线。常 见闭合回路的形式如下图所示： (4)转移角度 原电池工作时，能够发生电子、离子的定向移动，能够形成外电路与内电路。在原电池中， 外电路通过电子的定向移动形成电流，电子从负极流出，从正极流入，电流的方向与此相反； 内电路中的电流通过离子的定向移动来形成(阳离子移向正极，而阴离子移向负极)。因
7、此， 电子的流向仅限于外电路，电解质溶液中没有电子流过，而电流则在内、外电路同时形成。 (5)形式角度 任何原电池从本质上都属于如下两种形式中的一种： 二、新型二次电池的分析 例 2 用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池原理如图所示，下列说法正确的是 ( ) A充电时，阴极的电极反应为 Ni(OH)2OH e=NiO(OH)H 2O B放电时，负极的电极反应为 H22e 2OH=2H 2O C放电时，OH 移向镍电极 D充电时，将电池的碳电极与外电源的正极相连 答案 B 解析 放电时相当于原电池，负极失去电子，氢气在负极放电，B 项正确；放电时 OH 等阴 离子向负极移动， 结合图示电子
8、流向可确定碳电极为负极， 即 OH 向碳电极移动， C 项错误； 充电时相当于电解池，阴极发生还原反应，A 项错误；充电时电池的碳电极与外电源的负极 相连，D 项错误。 考点 原电池与电解池的综合 题点 新型二次电池的分析 新型电池“放电”“充电”时电极反应式正误判断方法 (1)新型电池放电 若给出新型电池的装置图：先找出电池的正、负极，即找出氧化剂和还原剂；再结合电解 质确定出还原产物和氧化产物；最后判断相应的电极反应式的正误。 若给出新型电池的总反应式：分析总反应式中各元素化合价的变化情况，找出氧化剂及其 对应的还原产物，还原剂及其对应的氧化产物，最后考虑电解质是否参加反应，判断电极反 应
9、式的正误。 (2)新型电池充电 充电时阴极的电极反应式是该电池放电时的负极反应式的“逆反应”。 充电时阳极的电极反应式是该电池放电时的正极反应式的“逆反应”。 变式 2 铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：FeNi2O33H2O=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 Fe2OH 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)22OH 2e=Ni 2O33H2O 答案 C 解析 该充电电池中活泼金属 Fe
10、 失去电子，为负极，得电子的 Ni2O3为正极，因为放电时电 极产物为氢氧化物，可以判断电解液为碱性溶液，选项 A 正确；放电时，负极铁失去电子生 成 Fe2 ， 因为电解液为碱性溶液， 所以负极反应为 Fe2OH2e=Fe(OH) 2， 选项 B 正确； 充电时，阴极发生还原反应：Fe(OH)22e =Fe2OH，所以阴极附近溶液的 pH 增大， 选项 C 错误；电池充电时，阳极发生氧化反应，Ni(OH)2转化为 Ni2O3，电极反应为 2Ni(OH)2 2OH 2e=Ni 2O33H2O，选项 D 正确。 三、电解问题的分析方法 例 3 近年来，加“碘”食盐中添加较多的是碘酸钾(KIO3)
11、，碘酸钾在工业上可用电解法制 取。以石墨和不锈钢为电极材料，以 KI 溶液为电解液，在一定条件下进行电解，反应的化 学方程式为 KI3H2O= 电解 KIO33H2。下列有关说法不正确的是( ) A转移 3 mol 电子，理论上可制得 107 g KIO3 B电解时，石墨作阳极，不锈钢作阴极 C阳极的电极反应式为 I 3H 2O6e =IO 36H D电解过程中，电解液的 pH 减小 答案 D 解析 根据电解的总反应方程式可知，转移 6 mol 电子，生成 1 mol 碘酸钾，则转移 3 mol 电子，理论上可得到 0.5 mol(即 107 g)KIO3，A 项正确；根据电解的总反应方程式可
12、知，阳 极应为惰性电极，所以电解时石墨作阳极，不锈钢作阴极，B 项正确；电解时，阳极发生氧 化反应，电极反应式为 I 3H 2O6e =IO 36H ，C 项正确；根据电解的总反应方程式 可知，电解过程中电解液的 pH 基本不变，D 项错误。 考点 酸、碱、盐溶液的电解规律 题点 电解问题的分析与判断 解答电解问题的五步分析法 第一步：看。先看清楚电极材料，对于惰性电极如石墨、铂等，不参与阳极的氧化反应；对 于铜、银等活泼电极，阳极参与电极反应。 第二步：离。写出溶液中所有的电离方程式，包括水的电离方程式。 第三步：分。将离子分成阳离子组、阴离子组，阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移。 第四步
13、：写。按发生还原反应、氧化反应的顺序写出电极反应式。阳极发生氧化反应，阴极 发生还原反应。 第五步：判。根据电极反应式分析判断电解结果：电极产物、两极现象、离子浓度、溶液酸 碱性及 pH 变化等。 变式 3 用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫，将所得的混合液进行电解循环再生，其中阴阳膜组 合循环再生机理如图所示，下列有关说法不正确的是( ) A阳极区酸性增强 B阴极的电极反应为 2H 2e=H 2 C该过程中的副产品主要为 H2SO4 D电解时两个电极都只能用惰性电极 答案 D 解析 电解池中，阳极不是活性电极时，放电的是阴离子，因 HSO 3、SO 2 3的放电能力比 OH 强， 故阳极的电极反应为
14、 HSO 3H2O2e =SO2 43H ， SO2 3H2O2e =SO2 42H ， 故阴极区 H 浓度增大，酸性增强，A 项正确；电解池中，阴极区是溶液中的 H放电，产生 H2，电极反应为 2H 2e=H 2，B 项正确；该过程中的副产品主要为 H2SO4，C 项正确； 阴极区阳离子的放电顺序与电极材料无关，故阴极区电极可以为活性电极，D 项错误。 四、电解池中电极反应式的书写与判断 例 4 如图所示， a、b 为石墨电极，通电一段时间后，b 极附近显红色。下列说法不正确 的是( ) Ab 电极反应式为 2H 2e=H 2 Ba 电极反应式为 2Cl 2e=Cl 2 C铜电极反应式为 4
15、OH 4e=O 22H2O D铁电极反应式为 Cu2 2e=Cu 答案 C 解析 由题意可知，b 电极为阴极， a 电极为阳极，则铁为阴极，铜为阳极，铜电极反应式 为 Cu2e =Cu2。 考点 电解及其装置(电解池) 题点 电解池电极反应式的书写与正误判断 “三看”法快速书写电极反应式 (1)一看电极材料，若是金属(金、铂除外)作阳极，金属一定被氧化(注意：一般情况下，铁失 去电子被氧化为 Fe2 )。 (2)二看电解质是否参与电极反应。对于碱性电解质，常用 OH 和 H 2O 来配平电荷与原子数； 对于酸性电解质，常用 H 和 H 2O 来配平电荷与原子数。 (3)三看电解物质状态，若是熔
16、融金属氧化物或盐，一般就是金属冶炼。 变式 4 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( ) Aa、d 处：2H2O2e =H 22OH Bb 处：2Cl 2e=Cl 2 Cc 处发生了反应：Fe2e =Fe2 D根据实验一的原理，实验二中 m 处能析出铜 答案 B 解析 根据实验一的实验现象可判断出 c 为阳极，d 为阴极，a、d 处的电极反应均为 2H2O 2e =H 22OH ，c 处的电极反应为 Fe2e=Fe2，由于 F
17、e2的颜色较浅，短时间观察 不到明显的现象。“b 处变红”，说明有 H 生成，则发生了电极反应 2H 2O4e =4H O2；“局部褪色”说明在该电极上 Cl 放电生成了 Cl 2，电极反应为 2Cl 2e=Cl 2。 实验二中每个铜珠的左侧为阳极，右侧为阴极，其中铜珠的左侧铜放电变成铜离子，铜离子 移动到 m 处，在 m 处放电变成铜析出。 相关链接 电解池中电极反应式的书写 特别提示 (1)阳极：首先看阳极材料是否为活性电极，若为活性电极，则阳极材料放电；若为惰性电极， 则依据阴离子的放电顺序判断谁先放电。 (2)阴极：不论阴极材料是什么，均按照阳离子的放电顺序判断谁先放电。 五、关于电解
18、的计算 例 5 将含有 0.4 mol Cu(NO3)2和 0.4 mol KCl 的水溶液 1 L，用惰性电极电解一段时间后， 在一电极上析出 19.2 g Cu； 此时， 在另一电极上放出气体的体积在标准状况下为(不考虑产生 的气体在水中的溶解)( ) A3.36 L B5.6 L C6.72 L D13.44 L 答案 B 解析 根据电解原理， 阴极的电极反应为 Cu2 2e=Cu， 由题意知， 在阴极上析出 0.3 mol Cu，则转移 0.6 mol 电子；阳极的电极反应为 2Cl 2e=Cl 2，Cl 完全放电时，转移的 电子数为 0.4 mol，生成 Cl2 0.2 mol，故根
19、据得失电子守恒分析，阳极上 Cl 放电完全后，OH 放电， 即 4OH 4e=2H 2OO2， 转移的电子的物质的量为 0.2 mol 时， 生成 O2 0.05 mol， 故阳极放出气体的体积为(0.2 mol0.05 mol)22.4 L mol 15.6 L。 关系式法在电解计算中的应用 (1)先明确各电极产物： 确定电解池的阴极和阳极，写出其电极反应式，明确电极产物(要注意阳极材料对电解结果的 影响)。 (2)再建立关系式求解： 根据得失电子守恒，在已知量与未知量之间建立计算关系式，如： 4e 4H2H 22Cu 22Cu4OHO 22Cl2 变式 5 以等质量的铂棒和铜棒作电极，电解
20、硫酸铜溶液，通电一段时间后，其中一极增加 质量为 a g，此时两极的质量差为( ) a g 2a g a 2 g 无法判断 A B C D 答案 B 解析 题中只是给出“以等质量的铂棒和铜棒作电极”，应有两种可能：如果 Cu 作阴极， Pt 作阳极，本实验为电解硫酸铜溶液，Cu 棒增重，而 Pt 棒的质量不变，因此二者的质量差 为 a g。如果 Cu 作阳极，Cu 是活泼电极，Cu 棒本身参与反应，即 Cu2e =Cu2，因此 Cu 极减重；Pt 作阴极，此时溶液中的 Cu2 被还原而使阴极增重，即 Cu22e=Cu，综合 两极情况后， 可得出阴极增加质量的数值应等于阳极铜棒失重的数值， 因此
21、两极质量相差 2a g。 考点 电解的相关综合 题点 阳极材料对电解结果的影响 六、串联电化学装置的分析方法 例 6 按图所示装置进行实验，并回答下列问题。 (1)判断装置的名称：A 池为_，B 池为_。 (2)锌极为_极，电极反应为_； 铜极为_极，电极反应为_； 石墨棒 C1为_极，电极反应为_； 石墨棒 C2附近的实验现象为_ _。 (3)当 C2极析出 224 mL 气体(标准状况)时，锌的质量_(填“增加”或“减 少”)_ g，CuSO4溶液的质量_(填“增加”或“减少”)_g。 答案 (1)原电池 电解池 (2)负 Zn2e =Zn2 正 Cu22e=Cu 阳 2Cl2e=Cl 2
22、 有无色气体产 生，电极附近溶液变红 (3)减少 0.65 增加 0.01 解析 A 池中，Zn、Cu 放入 CuSO4溶液中构成原电池，B 池中，两个电极均为石墨电极， 在以 A 为电源的情况下构成电解池。A 池中 Zn 为负极，Cu 为正极，B 池中 C1为阳极，C2 为阴极，阴极析出 H2，周围溶液中 OH 浓度增大，阴极附近溶液变红，且 n(H 2)0.01 mol， 故电路中转移电子的物质的量为 0.01 mol20.02 mol， 根据得失电子守恒， 锌极有 0.01 mol Zn 溶解，即 Zn 极质量减少 0.01 mol65 g mol 10.65 g；铜极上有 0.01 m
23、ol Cu 析出，即 CuSO4溶液增加 0.01 mol(65 g mol 164 g mol1)0.01 g。 串联电化学装置分析方法思路 (1)根据题中所给的串联电路或电极材料等判断电池类型； (2)根据电池类型和电极材料、电解质溶液、离子放电顺序等写出电极反应； (3)根据电极反应分析实验现象或完成计算等。 变式 6 如图为相互串联的甲、乙两电解池，其中甲池为电解精炼铜的装置。 试回答下列问题： (1)A 是_极，材料是_，电极反应为_，B 是_极，材料是_，主要电极反应为_， 电解质溶液为_。 (2)乙池中若滴入少量酚酞溶液，电解一段时间后 Fe 极附近溶液呈_色。 (3)常温下，若
24、甲池中阴极增重 12.8 g，则乙池中阳极放出的气体在标准状况下的体积为 _。若此时乙池剩余液体为 400 mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为 _，pH 为_。 答案 (1)阴 纯铜 Cu2 2e=Cu 阳 粗铜 Cu2e=Cu2 CuSO 4溶液(其他合理 答案也可) (2)红 (3)4.48 L 1.0 mol L 1 14 解析 (1)甲为粗铜精炼装置，A 是阴极，材料为纯铜，电极反应为 Cu2 2e=Cu，B 是 阳极，材料为粗铜，主要电极反应为 Cu2e =Cu2，电解质溶液为 CuSO 4溶液等。(2)乙 池为电解 NaCl 溶液的装置，其中铁作阴极，H 放电，破坏了水的电离平
25、衡，使水的电离平 衡向右移动，阴极区溶液中 OH 的浓度增大而呈碱性，使酚酞溶液变红色。(3)若甲池中阴极 增重 12.8 g，即生成了 0.2 mol 纯铜，转移 0.4 mol 电子，根据串联电路中转移电子数相等， 并由乙池中阳极上的电极反应 2Cl 2e=Cl 2知，产生 0.2 mol Cl2，标准状况下的体积为 4.48 L； 由阴极上的电极反应2H 2e=H 2知， 放电的H 为0.4 mol， 则溶液中生成0.4 mol OH ，若乙池中剩余液体为 400 mL，则电解后得到的 OH的物质的量浓度为 1.0 mol L1， c(H )1.010 14 1.0 mol L 11.0
26、1014 mol L1，故溶液的 pH 为 14。 相关链接 (1)多池串联装置中电池类型的判断 直接判断 非常直观明显的装置，如燃料电池、铅蓄电池等在电路中存在时，则其他装置为电解池。如 下图，A 为原电池，B 为电解池。 根据电池中的电极材料和电解质溶液判断 原电池一般是两种不同的金属电极或一个为金属电极，另一个以碳棒作电极；而电解池则一 般都是两个惰性电极，如两个铂电极或两个碳棒。原电池中的电极材料和电解质溶液之间能 发生自发的氧化还原反应，电解池的电极材料一般不能和电解质溶液自发反应。如下图中， B 为原电池，A 为电解池。 根据电极反应现象判断 在某些装置中根据电极反应或反应现象可判
27、断电极，并由此判断电池类型，如图。 若 C 极溶解，D 极上析出 Cu，B 极附近溶液变红，A 极上放出黄绿色气体，则可知乙是原电 池，D 是正极，C 是负极；甲是电解池，A 是阳极，B 是阴极。B、D 极发生还原反应，A、 C 极发生氧化反应。 (2)多池串联装置中的数据处理 原电池和电解池综合装置的有关计算的根本依据就是电子转移的守恒，分析时要注意两点： 串联电路中各支路电流相等；并联电路中总电流等于各支路电流之和。在此基础上分析 处理其他各种数据。 上图中， 装置甲是原电池， 装置乙是电解池， 若电路中有 0.2 mol 电子转移， 则 Zn 溶解 6.5 g， Cu 电极上析出 H2
28、2.24 L(标准状况)，Pt 电极上析出 Cl2 0.1 mol，C 电极上析出 Cu 6.4 g。甲 池中 H 被还原，产生 H 2，负极 Zn 被氧化生成 ZnSO4，pH 变大；乙池中是电解 CuCl2溶液， 电解后再加入适量 CuCl2固体可使电解质复原。 1(2018 成都摸底测试)下列有关电化学在生产、生活中的应用分析正确的是( ) A图 1：铁钉发生析氢腐蚀 B图 2：可以在铁件上镀铜 C图 3：溶液中 c(Cu2 )保持不变 D图 4：将输油管与电源负极相连可以防止腐蚀 答案 D 2(2018 淮北一中期中)下图是某课外活动小组设计的用化学电池使 LED 灯发光的装置，下 列
29、说法错误的是( ) A铜片表面有气泡产生 B装置中存在“化学能电能光能”的转换 C如果将铜片换成铁片，电路中的电流方向将改变 D如果将铜片换成银片，LED 灯仍正常发光 答案 C 解析 根据原电池的构成条件，锌比铜活泼，锌片作负极，铜片作正极，其电极反应式为 2H 2e =H 2，A 说法正确；原电池装置是化学能转化为电能，LED 发光，说明电能转化成 光能，B 说法正确；锌比铁活泼，锌仍作负极，电流方向不变，C 说法错误；银作正极，构 成原电池，D 说法正确。 3(2018 南京调研)如图所示原电池的总反应为 Cu(s)2Ag (aq)=Cu2(aq)2Ag(s)，下列 叙述正确的是( )
30、A电子从银电极经导线流向铜电极 B工作一段时间后，右烧杯中溶液的 pH 变小 C电池工作时，Cu2 向铜电极移动 D将 AgNO3溶液更换为 Fe(NO3)3溶液，电流表指针反向偏转 答案 B 解析 Cu 为负极，Ag 为正极，电子从负极 Cu 经导线流向正极 Ag，故 A 错误；硝酸铜水解 显酸性，Cu 为负极，其失电子生成铜离子，导致铜离子浓度增大，溶液的酸性增强，pH 减 小，故 B 正确；原电池中阳离子移向正极，故 C 错误；将 AgNO3溶液更换为 Fe(NO3)3溶液， Cu 仍为负极，电流表指针偏转方向不变，故 D 错误。 4(2018 邢台期末)直接煤空气燃料电池原理如图所示，
31、下列说法错误的是( ) A随着反应的进行，氧化物电解质的量不断减少 B负极的电极反应式为 C2CO2 34e =3CO 2 C电极 X 为负极，O2 向 X 极迁移 D直接煤空气燃料电池的能量效率比煤燃烧发电的能量效率高 答案 A 解析 随着反应的进行，氧化物电解质的量不会减少，故 A 错误；由原理图分析可知，其负 极反应式为 C2CO2 34e =3CO 2，故 B 正确；原电池内部的阴离子向负极移动，所以 C 正确；直接煤空气燃料电池是把化学能直接转化为电能，而煤燃烧发电是把化学能转化 为热能，再转化为电能，所以 D 正确。 5 (2018 茂名第一次联考)钠离子电池开始成为下一轮电池研究
32、的重点， 下图是一种可充电钠 离子电池(电解质溶液为 Na2SO3溶液)工作时的示意图。下列说法正确的是( ) A电池放电时，Na 从 a 极区移到 b 极区 B电池充电时，b 极区发生的反应是 NaNiFe (CN) 6e Na=Na 2NiFe (CN) 6 C金属钠可以作为该电池的负极材料 D.若用该电池电解饱和食盐水，理论上每生成 1 mol Cl2，电池内有 1 mol Na 通过离子交换膜 答案 B 解析 分析元素化合价的变化可知，a 为正极，b 为负极，放电时 Na 应从 b 极区移动到 a 极 区，故 A 错误；充电时，b 为阴极，得到电子发生还原反应，所以电极反应为 NaNi
33、Fe (CN) 6 e Na=Na 2NiFe (CN) 6，故 B 正确；电解质溶液为 Na2SO3溶液，金属钠可与水反应， 因此不能作为电极材料，故C 错误；电解饱和食盐水时理论上每生成 1 mol Cl2，转移2 mol e ， 在电池内应有 2 mol Na 通过离子交换膜，故 D 错误。 6(2018 黔南州期末)化学用语是学习化学的重要工具。下列描述正确的是( ) A电解氯化钠溶液可制备金属钠 B氢氧燃料(碱性)电池的正极反应式是：O22H2O4e =4OH C粗铜精炼时，纯铜应与电源正极相连，其电极反应式是：Cu2e =Cu2 D钢铁发生电化学腐蚀时，正极反应式是：Fe2e =F
34、e2 答案 B 解析 得电子能力：H Na，所以电解氯化钠溶液不能制得金属钠，故 A 错误；氢氧燃料 (碱性)电池的正极反应式是 O22H2O4e =4OH，故 B 正确；粗铜精炼时，纯铜作阴极， 应与电源负极相连，故 C 错误；钢铁发生电化学腐蚀时，负极反应式是 Fe2e =Fe2，正 极反应式是 O22H2O4e =4OH或 2H2e=H 2，故 D 错误。 7(2018 烟台期末)次磷酸(H3PO2)为一元中强酸，具有较强的还原性，可用电渗析法制备， “四室电渗析法”工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列 叙述不正确的是( ) A阳极反应为 2H2O4e =O
35、 24H B产品室中发生反应 H H 2PO 2=H3PO2，该法还可得副产品 NaOH C原料室中 H2PO 2向左移动，Na 向右移动，该室 pH 升高 D阳膜 1 的主要作用是防止 H2PO 2进入阳极室被氧化并允许 H 通过 答案 C 解析 阳极反应为 2H2O4e =O 24H ，故 A 正确；阳极室的 H通过阳膜 1 移向产品 室，原料室的 H2PO 2通过阴膜移向产品室，所以产品室中发生反应 H H 2PO 2=H3PO2， 阴极产生 OH ，原料室的 Na通过阳膜 2 移向阴极室，所以该法还可得副产品 NaOH，故 B 正确；原料室中 H2PO 2水解使溶液呈碱性，H2PO 2
36、向左移动，该室 pH 降低，故 C 不正确； 阳膜 1 的主要作用是防止 H2PO 2进入阳极室被氧化并允许 H 通过，故 D 正确。 8(2018 十堰元月调研)用铁和石墨作电极电解酸性废水，可将废水中的 PO3 4以 FePO4(不溶 于水)的形式除去，其装置如图所示。 下列说法正确的是( ) A若 X、Y 电极材料连接反了，则仍可将废水中的 PO3 4除去 BX 极为石墨，该电极上发生氧化反应 C电解过程中 Y 极周围溶液的 pH 减小 D电解时废水中会发生反应：4Fe2 O 24H 4PO3 4=4FePO42H2O 答案 D 解析 根据题意分析可知，X 电极材料为铁，Y 电极材料为石
37、墨。若 X、Y 电极材料连接反 了，铁就不能失电子变为离子，也就不能生成 FePO4，A 错误；Y 极为石墨，该电极上发生 还原反应，B 错误；电解过程中 Y 极发生反应：2H 2e=H 2，氢离子浓度减小，溶液 的 pH 变大， C 错误； 铁在阳极失电子变为 Fe2 ， 通入的氧气把 Fe2氧化为 Fe3， Fe3与 PO3 4 反应生成 FePO4，D 正确。 9 (2018 安阳一模)为了减少钢管因锈蚀造成的损失， 某城市拟用如图所示的方法保护埋在酸 性土壤中的钢管。下列有关说法错误的是( ) A在潮湿的酸性土壤中钢管主要发生析氢腐蚀 B在潮湿的酸性土壤中电子由金属棒 M 通过导线流向
38、钢管 C在潮湿的酸性土壤中 H 向金属棒 M 移动，抑制 H与铁的反应 D金属棒 M 与钢管用导线连接后可使钢管表面的腐蚀电流接近于零 答案 C 解析 该方法为牺牲阳极的阴极保护法，金属棒 M 作负极，钢管作正极。在潮湿的酸性土壤 中 H 向正极钢管移动，选项 C 错误。 10(2018 福州期中)如图所示装置，C、D、E、F 都是惰性电极，A、B 为外接直流电源的两 极。将直流电源接通后，F 极附近呈红色。请回答： (1)电源电极 A 名称为_。 (2)写出 C 和 F 的电极名称，以及电极反应式。 C：_， F：_。 (3)若装置中通过 0.02 mol 电子时，通电后甲池溶液体积为 20
39、0 mL，则通电后所得的 H2SO4 溶液的物质的量浓度为_ mol L 1。 (4)若装置中通过 0.02 mol 电子时，丁池中电解足量 R(NO3)x溶液时，某一电极析出了 a g 金 属 R，则金属 R 的相对原子质量的计算公式为_(用含 a、x 的代数式表示)。 (5)现用丙池给铜件镀银，则 H 应该是_(填“铜件”或“银”)。 答案 (1)正极 (2)阳极，4OH 4e=O 22H2O 阴极，2H 2e=H 2 (3)0.05 (4)50ax (5)铜件 解析 (1)C、D、E、F 都是惰性电极，A、B 为外接直流电源的两极，将直流电源接通后，F 电极附近呈红色，说明 F 电极附近
40、OH 浓度增大，溶液呈碱性，则 F 为阴极，所以C、E、G、 I 为阳极，D、F、H、J 为阴极，A 为正极、B 为负极，C 电极上 OH 放电、D 电极上 Cu2 放电、E 电极上 Cl 放电、F 电极上 H放电。(2)C 为阳极，F 为阴极，根据放电顺序书写电 极反应式。(3)根据电解方程式：2CuSO42H2O= 电解 O22Cu2H2SO4，结合 cn V计算即 可。(4)由得失电子守恒可知，电解 R(NO3)x溶液时，某一极析出了 a g 金属 R，结合 Rx xe =R 进行计算。(5)电镀装置中，镀层金属必须作阳极，镀件作阴极，电镀液含有镀层金属 阳离子。 题组一 原电池原理及其
41、应用 1将铝片和铜片用导线连接，一组插入浓硝酸中，一组插入稀氢氧化钠溶液中，分别形成原 电池，在这两个原电池中，负极分别为 ( ) A铝片、铜片 B铜片、铝片 C铝片、铝片 D铜片、铜片 答案 B 解析 将 Al 片和 Cu 片用导线连接和浓硝酸组成的原电池中，Al 遇浓硝酸发生钝化，而 Cu 可以和浓硝酸反应失去电子，即在浓硝酸中 Cu 活泼，所以负极应是 Cu；而将 Al 片和 Cu 片 用导线连接和稀氢氧化钠溶液组成的原电池中，Al 与氢氧化钠溶液反应，而 Cu 不反应，所 以 Al 是负极。 考点 原电池的工作原理 题点 原电池正极和负极判断 2科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，
42、利用细菌将有机物转化为甲烷，然后将甲烷 通入以 KOH 为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为( ) ACH48e 8OH=CO 26H2O BO24H 4e=2H 2O CCH410OH 8e=CO2 37H2O DO22H2O4e =4OH 答案 C 解析 甲烷燃料电池的总反应：CH42O22KOH=K2CO33H2O，根据负极发生氧化反 应，正极发生还原反应，判断出负极通入甲烷，正极通入氧气，故 B、D 错误。然后根据甲 烷中碳元素的化合价变化，C 4 H4 C 4 O2 3，写出 1 mol 甲烷转移的电子数，最后根据电荷守 恒、原子守恒，配平即可得负极反应：CH410OH 8e=CO
43、2 37H2O，故 A 错误，C 正 确。 考点 原电池的工作原理 题点 电极反应式的书写及正误判断 3锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述 正确的是( ) A铜电极上发生氧化反应 B电池工作一段时间后，甲池的 c(SO2 4)减小 C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加 D阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 答案 C 解析 A 项，由锌的活泼性大于铜，可知铜电极为正极，在正极上 Cu2 得电子发生还原反应 生成 Cu，错误；B 项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的 c(SO2 4)不 变，错误；C 项，
44、在乙池中 Cu2 2e=Cu，同时甲池中的 Zn2通过阳离子交换膜进入乙 池中，由于 M(Zn)M(Cu)，故乙池溶液的总质量增加，正确；D 项，阳离子交换膜只允许阳 离子和水分子通过，电解过程中 Zn2 通过阳离子交换膜移向正极，保持溶液中电荷平衡，阴 离子不能通过阳离子交换膜，错误。 考点 原电池的相关综合 题点 原电池原理的多角度考查 4.已知：2Fe3 SO2 3H2O 2Fe2 SO2 42H 。如图所示是一套电化学实验装置，U 为 盐桥，A 是灵敏电流表，其指针总是偏向电源负极。以下关于该装置的说法错误的是( ) AA 的指针向右偏转 BU 中阳离子向左烧杯移动 C一段时间后，化学
45、反应达到平衡状态，导线中无电流通过 D一段时间后，右烧杯中溶液 pH 增大 答案 D 解析 SO2 3被氧化，应为原电池负极反应，A 是灵敏电流表，其指针总是偏向电源负极，则 A 的指针向右偏转； Pt(左)电极为正极， 原电池工作时， 阳离子向正极移动； 反应为可逆反应， 正、逆反应进行的程度相同，反应达到平衡状态，导线中无电流通过；Pt(右)为负极，电极反 应式为 SO2 32e H 2O=SO 2 42H ，则 pH 减小。 题组二 电解原理及其应用 5.如图所示，用铂电极电解 1 L 浓度均为 0.1 mol L 1 盐酸、硫酸铜的混合溶液。下列说法正 确的是( ) A电解开始时阴极有
46、 H2放出 B电解开始时阳极上发生反应 Cu2 2e=Cu C当电路中通过电子的量超过 0.1 mol 时，此时阴极放电的离子发生了变化 D整个电解过程中，SO2 4不参与电极反应 答案 D 解析 依据放电顺序阴极先放电的是 Cu2 ，故阴极开始析出的是 Cu，阳极先放电的是 Cl， 故阳极开始产生的是 Cl2，故 A、B 错；阴极反应 Cu2 2e=Cu，n(Cu2)0.1 mol，当电 路中通过电子的量达到 0.2 mol 时，此时 Cu2 消耗完毕，阴极放电离子变为 H，所以 C 错； 阳极先是 Cl 放电，当 Cl消耗完毕，此时 H 2O 电离产生的 OH 开始在阳极放电，SO2 4不参 与电极反应。 考点 酸、碱、盐溶液的电解规律
