资源简介

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
蚌埠市第三中学高三化学专题学案
原电池、电解池
【考纲要求】
1．了解原电池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应式。
2.了解常见的化学电源的种类及工作原理。
3.了解金属发生电化学腐蚀的原理和防护措施。
4.了解电解池的工作原理。
5.能写出电极反应式和总反应式。
【基础再现】
一、记住模版图形（烧杯电极图），注意迁移
1．原电池模版图形
（1）构成：正、负极，导线、电解液
（2）条件：形成闭合电路
（3）特点：自发的氧化还原反应
（4）粒子流向：电子负极流出，负极带正电；正极流入，正极带负电；阳离子流向正极；阴离子流向负极。
（5）负极反应：活泼金属-ne- +（或溶液中的阴离子）→金属阳离子（或盐）
（6）正极反应：溶液中的阳离子+ne- → 单质（阳离子的放电顺序：H+（7）书写原则：电荷守恒、元素守恒。
（8）总反应：负极+电解液=氧化产物+还原产物
（9）燃料电池：燃料+电解液+氧气=氧化产物+还原产物
（10）应用：拿到题后，要把复杂的图形转换为模版图形，再根据以上知识加以解决。
例1（10年安徽卷11题）.某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2+O2=2H2O，下列有关说法正确的是
A．电子通过外电路从b极流向a极
B．b极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e--=4OH--
C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2
D．H+由a极通过固体酸电解质传递到b极
解析：本题考察学生对原电池的综合理解，解题时首先把给出的图形转换成学习时出现的最模版图形，即烧杯电极图，就不难看出A电子流向错误，B电极反应式错误，C没有标准状错误，故D对。
例2.（10年全国1卷 10题）右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个由有机光敏染料（S）涂覆TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂制成，电池中发生的反应为：
2TiO2/S*+32TiO2/S + I3-
下列关于该电池叙述错误的是
A.电池工作时，离子在镀铂导电玻璃电极上放电
B.电池工作时，是将太阳能转化为电能
C.电池的电解质溶液中和3浓度不会减少
D.电池中镀铂导电玻璃为正极
解析：本题同例1相似，解题时首先把图形转化成烧杯电极图，就可以判断导电玻璃电极是正极，只能的电子故A错误。
2.电解池模版图形（烧杯电极图）
（1）构成：阴、阳极，导线，外接电源，电解液
（2）形成条件：构成闭合电路
（3）特点：非自发的氧化还原反应
（4）粒子流向：电子由阳极流出，阴极流入；电解液中，阳离子流向阴极，阴离子流向阳极。
(5)阳极反应①活性电极（金属中除铂、金以外）：R(金属)-ne-=Rn+②惰性电极（铂、金、石墨）：阴离子-ne-=单质（或+化合物）
③溶液中的阴离子放电顺序：S2->I->Br->Cl->OH-……
(6)阴极反应：阳离子+ne-=单质
阳离子放电顺序：……(7)电解池的四种类型
电解质 阳极反应式 阴极反应式 总反应式 本质 PH变化 恢复方法
HCl
H2SO4
NaOH
Na2SO4
CuSO4
CuCl2
3.电镀
（1）定义：利用电解的方法在一种金属的表面镀上其他的金属
（2）特点：“一大一小一不变”。是指阴极增大阳极变小电解液浓度不变
（3）阳极反应：镀层金属-ne-=阳离子
（4）阴极反应：阳离子+ne-=镀层金属
4.铜的精炼
（1）利用电解原理精炼铜的方法
（2）阳极材料：粗铜，其中含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等
（3）阴极及电解液：纯铜做阴极，硫酸铜做电解液
（4）电极反应
阳极：Zn-2e-=Zn2+ Fe-2e-=Fe2+ Ni-2e-=Ni2+ Cu-2e-=Cu2+
阳极泥：金、银等不活泼金属不放电，沉积在阳极区，称为阳极泥。
阴极反应：Cu2+ +2e-=Cu
因阳极反应有几个，而阴极反应只有一个，故电解液浓度变小。
例3（2011皖南八校一模）．用惰性电极电解NaHSO3溶液可以得到硫酸，
装置如右图所示。电解过程中①、②、③、④处的生
成物依次是（ ）
A．硫酸、氧气和二氧化硫、氢气、亚硫酸钠
B．硫酸、氢气、氧气和二氧化硫、亚硫酸钠
C．亚硫酸钠、氧气和二氧化硫、氢气、硫酸
D．亚硫酸钠、氢气、氧气和二氧化硫、硫酸
解析：本题2010年四川卷改编题，根据烧杯电极图，阴极反应是阳离子得电子，故阴极反应为：HSO32-?H+ + SO32- 2H+ +2e-→H2
所以①流出的是亚硫酸钠溶液，其中一半的亚硫酸根离子透过阴离子交换膜进入阳极区②是氢气；阳极阴离子失电子，图中只能是OH-失电子，产生氧气。同时，一部分亚硫酸根离子和酸反应，产生二氧化硫；一部分亚硫酸根离子被氧气氧化成硫酸根离子。故③中有氧气，二氧化硫④中是较浓的硫酸。故选D。
答案D
例4（2009安徽卷改编题）.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，点解总反应：2Cu+H2O==Cu2O+H2O。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0.1molCu2O生成。
答案：A
解析：由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；石墨作阴极，阴极上是溶液中的H＋反应，电极反应为：2H＋＋2e－=H2↑，A选项正确；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O，当有0.1mol电子转移时，有0.05molCu2O生成，D选项错误。
二.四个电极
1.正负极是根据物理学上的电极电势高低而规定的，多用于原电池。
正极电极电势高，是电子 （外电路）的电极；
负极电极电势低，是电子 （外电路）的电极。
2.阴阳极是针对电解池或电镀池来命名的。
阳极是指与电 相连，发生 反应，电子 的电极；
阴极是指与电源 相连，发生 反应电子 的电极。
三.原电池与电解池的分类
1. 原电池
（1）定义： 能转化为 能的装置。
（2）分类
①普通电池：，一般由活泼金属作负极（Al-NaOH溶液-Mg电池除外）。发生的反应为 （填“自发”或“非自发”）的氧化还原反应。
②燃料电池：惰性材料做电极，燃料在 （填“正”或“负”）极反应，失电子；正极相当于 腐蚀，反应式为
③ 可充电电池：
放电时，为普通的原电池，发生的反应为 （填“自发”或“非自发”）的氧化还原反应。充电时，为电解池，发生的反应为 （填“自发”或“非自发”）的氧化还原反应。故电池总反应 （填“是”或“不是”）可逆反应。
两个电极对应关系：
活泼金属电极 金属化合物电极
电极名称 得失电子情况 电极名称 得失电子情况
放电（原电池） 负极 失电子 正极 得电子
充电（电解池） 阴极 得电子 阳极 失电子
2. 电解池
（1）定义： 能转化为 能的装置。
（2）分类
①电解池：一般惰性电极做电极。发生的反应均为 （填“自发”或“非自发”） 氧化还原反应。
② 电镀池：应用 原理在某些金属表面镀上一层新金属的装置。通常镀层金属接电源 ，待镀金属的物件接电源 ，含有镀层金属离子的溶液作电镀液。特点：“一大、一小、一不变”是指 。
③电解精炼池：应用电解原理提纯某些金属的装置，通常提纯的金属接电源 ，该金属的纯净固体接电源 ，电解液含有待提纯金属的阳离子。
例5（10年福建卷11题）．铅蓄电池的工作原理为：====
研读右图，下列判断不正确的是
A．闭合时，d电极反应式：
====
B．当电路中转移0．2 mol电子时，Ⅰ中消耗的为0．2mol
C．闭合时，Ⅱ中向c电极迁移
D.K闭合一段时间，II可单独作为原电池。
解析：本题是原电池和电解池的综合题，K闭合左边是原电池，右边是电解池，故A正确，B电子守恒正确，D正确，C错误。
例6（2011南京调研卷） 如图装置（I）为一种可充电电池的示意图，其中的离子交换膜只允许K+通过，该电池放电、充电的化学方程式为：2K2S2+KI3 K2S4+3KI。装置（II）为电解池的示意图。当闭合开关K时，电极X附近溶液先变红。则闭合K时，下列说法正确的是
A．K+从右到左通过离子交换膜
B．电极A上发生的反应为：3I--2e-=I3-
C．电极X上发生的反应为：2Cl--2e-=C12↑
D．当有0．1 mol K+通过离子交换膜，
X电极上产生1．12 L气体（标准状况）
解析：本题考查二次电池的相关知识。闭合K时，Ⅰ是原电池，Ⅱ是电解池。X极附近溶液先变红色，说明X极是阴极。则A是负极，B是正极，Y是阳极。故K+从右到左通过离子交换膜，流向正极，A对；根据总反应A极上的反应为2K2S2 -2e-= K2S4 +2K+故B正确。X是阴极，“析氢生碱”C错；当有0．1 mol K+通过离子交换膜，根据A极反应式，X电极上产生1．12 L气体（标准状况），故D正确。
答案：AD
四. 电极判断方法
1.负极：活泼金属、电子流出、电流流入、失去电子、化合价升高、氧化反应、碱性减弱或酸性增强、溶解或质量减少、阴离子流向。
2.正极：较弱金属、电子流入或电流流出、得到电子、化合价降低、还原反应、碱性增强或酸性减弱、质量增加或有气体放出、阳离子流入。
3.阳极：与电源正极相连，其他判断同负极。
4.阴极：与电源负极相连，其他判断同正极。
例7（2011皖北四市调研卷）．把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中（如图所示，该图为平面透视图），经过一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是 （ ）
A．Ⅰ和Ⅱ附近　　 B．Ⅰ和Ⅳ附近　　 C．Ⅱ和Ⅲ附近　 D．Ⅱ和Ⅳ附近
解析：Ⅰ是电解池的阴极，反应过程碱性增强，溶液变红色；Ⅱ是阳极，反应过程质量减少。Ⅲ是原电池负极，反应过程质量减少；Ⅳ是原电池的正极，反应过程碱性增强，溶液程红色。故选B
五. 书写电极反应的四原则和方法
（一）书写原则
1. 加减原则：根据得失电子守恒，总反应式为两个电极反应式之和。若已知一个电极反应式，可用总反应式减去已知的反应式，得另一电极反应式。
2. 共存原则：因为物质得失电子后在不同介质中的存在形式不同，所以电极反应式的书写必须考虑介质环境。碱性溶液中不可能存在，也不可能有参加反应；当电解质溶液呈酸性时，不可能有参加反应。如甲烷燃料电池以KOH为电解质溶液时：负极反应式：；正极反应式：。
3. “得氧失氧”原则：得氧，电解质为酸性时，在反应物中加，电解质溶液为碱性或中性时，在反应物中加；失氧，电解质为碱性或中性时，在反应物中加，电解质为酸性时在反应物中加。如“钮扣”电池以KOH为电解质溶液，其电池总反应式为：，负极，根据得氧原则，负极反应式为：；正极，根据失氧原则，正极反应式为：。
4. 中性吸氧反应成碱原则：在中性电解质溶液中，通过金属吸氧所建立起来的原电池反应，其反应的最后产物是碱。如银锌电池、铁的吸氧腐蚀、以铝、空气、海水为材料组成的海水电池等。
（二）电极反应式书写方法
遵守元素守恒，遵守电荷守恒。
1.原电池
酸性电解质时，负极：R-ne-=Rn+ 正极：2H++2e-=H2(Mn++ne-=M)
中性或碱性电解质时，负极：R+nOH— + ne-=R(OH)n正极：O2+2H2O+4e-=4OH-
酸性燃料电池，负极：燃料+水-电子=氧化物+氢离子，
正极：氢离子+氧气+电子=水
碱性燃料电池，负极：燃料+氢氧根离子-电子=酸根离子（单质）+水
正极：O2+2H2O+4e-=4OH-
2.电解池
惰性电极，酸性电解质时，阳极：Rn— -ne-=单质；阴极：Am+ + ne- =单质
放电顺序：S2->SO2-3>I->Br->Cl->OH->最高价含氧酸根离子>F-；Ag+>Fe3+>Cu2+>H+……（不再考虑）
阳极为活性电极，阳极：阳极材料-电子=阳离子；
阴极：溶液中的阳离子+电子=单质（阳离子放电顺序同上）
例8（10广东卷22题）铜锌原电池（如图9）工作时，下列叙述正确的是
A 正极反应为：Zn—2e-=Zn2+
B电池反应为：Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu
C 在外电路中，电子从负极流向正极
D 盐桥中的K+移向ZnSO4溶液移动
解析：本题考查电极反应式书写，A错，因锌是负极，D错，阳离子向负极移动。故选BC.
例9（2010山东高考题改编）利用如图装置，以铝材为电极，铝材表面形成氧化膜，可制得耐腐铝材；同时利用该装置，可以模拟铁的电化学防护，则下列说法正确的是
A．制耐腐铝材时，铝材作为阳极，仅发生：2Al+3H2O-6e-=Al2O3 +6H+
B．制耐腐铝材时，取费电解液，加碳酸氢钠会产生气泡和沉淀
C．模拟铁的电化学防护时，若X为碳棒，Y为铁，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于M处。
D． 模拟铁的电化学防护时，若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为牺牲阳极保护法。
解析：
六．电化学相关计算及其他题型
万能守恒公式：2Cu2+-4Ag+-4H+-4Cl--4OH--2Cu-4Ag-2H2-2Cl2-O2-4e-
1.其他题型
（1）废旧电池的处理方法
例10. 随着人们生活水平的不断提高，废旧电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是（ ）
A. 利用电池外壳的金属材料
B. 防止电池中的汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水体造成污染
C. 不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品
D. 回收其中的石墨电极
解析：本题考查化学与生活，选B
（2）电化学基础知识应用
① 判断金属的活动性强弱
例11（10年全国新课标卷12题）根据右图，可判断出下列离子方程式中错误的是
A．
B．
C．
D．
解析：本题考查根据电极判断金属活性强弱。故A错
②金属的腐蚀
例12. 家用炒菜铁锅用水清洗放置后，常出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是（ ）
A.
B.
C. D.
解析：本题考查铁的电化学腐蚀，铁的电化学腐蚀中不产生正三价，故D错。
（3）电化学与能源问题
例13（10年江苏化学11题）. 右图是一种航天器能量储存系统原理示意图。
下列说法正确的是
A. 该系统中只存在3种形式的能量转化
B. 装置Y中负极的电极反应式为：
C. 装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D. 装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，
并能实现化学能与电能间的完全转化
解析：A错误，4种形式的能量，分别是太阳能，电能，化学能，机械能；B错，Y装置是原电池，电极反应应是氢气参与，D错，任何形式的能量间的转化都不可能完全。故选C
2．利用得失电子守恒进行计算
例14（10年重庆卷29 ②题）全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如题29所示。
①当左槽溶液颜色逐渐由黄变蓝，其电极反应式为 。
②充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由 色变为 色。
③放电过程中氢离子的作用是 和 ；充电时若转移的电子数为3.01×10个，左槽溶液中的变化量为 。
解析：本题是原电池、电解池综合题，①和③的第一问是原电池，②是电解池故答案为：VO2++2H++e-=VO2++H2O;绿、紫；参与反应、调节电荷守恒；0.5mol
3.根据总反应方程式，判断电极反应和其他
例15（2011南京市二模试卷）Ⅰ.电解高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。我国科学家设计出用镍（Ni）、铁作为电极电解NaOH浓溶液制备高铁酸盐（Na2FeO4）的方案，装置如图丙所示。已知电解总反应的反常方程式为Fe + 2H2O + 2NaOH = Na2FeO4 + 3H2↑。
①Fe电极作 （填“阴极”或“阳极”）。
②Ni电极的电极反应式为 。
Ⅱ.近年来科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多品薄膜做电极，实现了高转化率的电解法合成氨（电解装置如右图）。钯电极A上发生的电极反应式是 。
解析：Ⅰ电解池总反应为：阳极（还原剂）+电解液（氧化剂）=氧化产物+还原产物，故Fe失电子，化合价升高，为阳极；Ni一极发生氧化反应，得电子，故反应式为：2H2O-2e-=H2+2OH-
Ⅱ为2011年高考题，总反应为：N2+3H2=2NH3 ,根据氢离子流向可以判断A为阴极，得电子发生还原反应。故电极反应为N2+6H++6e-=2NH3 .
答案：阳极 ； 2H2O-2e-=H2+2OH- ；N2+6H++6e-=2NH3 .
例16（2011皖南八校模考）．Li—SO2电池具有输出功率高和低温性能好等特点，其电解质是LiBr，溶剂是碳酸丙烯酯和乙睛，电池反应为2Li+2SO2 Li2S2O4。下列说法正确的是 （ ）
A．该电池反应为可逆反应
B．放电时，Li+向负极移动
C．充电时，阴极反应式为Li++e-=Li
D．该电池的电解质溶液可以换成LiBr的水溶液
解析：放电时，电池为原电池，阳离子向正极移动，故B错；充电时，电池为电解池，反应条件不同，不是可逆反应，故A错。根据总反应方程式，放电时，负极发生氧化反应，反应式为：Li-e-=Li+ ,充电时，阴极反应对应原负极反应的还原反应，故C对。电解液不能用水溶液。防止二氧化硫被氧化，故D错。
答案：C
【冲刺高考】
一、选择题(本题包括16小题，每小题只有一个选项符合题意)
1（2011蚌埠九中第二次月考卷）．废电池的污染引起人们的广泛重视，废电池中对环境形成污染的主要物质是
A．锌 B．汞 C．石墨 D．二氧化锰
2（2011宿州八中11月份检测卷）．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯中溶液的pH均增大
D．产生气泡的速度甲比乙慢
3(2011江苏宿迁摸底卷)．下列各变化中属于原电池反应的是
A．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层
B．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化
C．红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层
D．浓硝酸比稀硝酸更能氧化金属铜
4（2011皖南八校高二检测卷）．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是
A. 2H+＋2e－＝H2 B. Fe2+＋2e－＝Fe
B. 2H2O＋O2＋4e－＝4OH－ D. Fe3+＋e－＝Fe2+
5（2011宁夏一中高三月考卷）．已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“+”，另一个接线柱旁标有“—”。关于标有“+”的接线柱，下列说法中正确的是
A．充电时作阳极，放电时作负极 B．充电时作阳极，放电时作正极
C．充电时作阴极，放电时作负极 D．充电时作阴极，放电时作正极
6．pH＝a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH ＞ a,则该电解质可能是
A．NaOH B．H2SO4 C．AgNO3 D．Na2SO4
7．下列关于实验现象的描述不正确的是
A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B．用锌片做阳极，铁片做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌
C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快
8．把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为
A．1︰2︰3 B．3︰2︰1 C．6︰3︰1 D．6︰3︰2
9．下列描述中，不符合生产实际的是
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
10．某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为：Li+LiMn2O4==Li2Mn2O4。下列说法正确的是
A．放电时，LiMn2O4发生还原反应 B．放电时，负极反应为：Li++LiMn2O4+e-==Li2Mn2O4
C．充电时，LiMn2O4发生氧化反应 D．充电时，阳极反应为：Li++e-==Li
11．有一合金由X、Y、Z、W四种金属组成，若将合金放入盐酸中只有Z、Y能溶解；若将合金置于潮湿空气中，表面只出现Z的化合物；若将该合金做阳极，用X盐溶液作电解液，通电时四种金属都以离子形式进入溶液中，但在阴极上只析出X。这四种金属的活动性顺序是
A．Y＞Z＞W＞X B．Z＞Y＞W＞X
C．W＞Z＞Y＞X D．X＞Y＞Z＞W
12．镍镉（Ni—Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，该电池放电时的负极材料是
A．Cd(OH)2 B．Ni(OH)2 C．Cd D．NiO(OH)
13．据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。其电池反应为：2CH3OH + 3O2 + 4OH— 2CO32— + 6H2O，则下列说法错误的是
Ａ．放电时CH3OH参与反应的电极为正极 Ｂ．充电时电解质溶液的pH逐渐增大
Ｃ．放电时负极的电极反应为：CH3OH－6e－＋8OH－ ＝ CO32— + 6H2O
Ｄ．充电时每生成1 mol CH3OH转移6 mol电子
14．下图为直流电源，为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，为电镀槽．接通电路后发现上的c点显红色．为实现铁上镀锌，接通后，使c、d两点短路．下列叙述正确的是
A．a为直流电源的负极
B．c极发生的反应为2H＋＋2e－＝H2↑
C．f电极为锌板
D．e极发生还原反应
15(2011全国名校示范卷Ⅰ). 零排放燃料电池曾被美国《时代》杂志列为21世纪改变人类生活的十大新科技之首。其中最具代表意义的质子交换膜燃料电池的工作原理如图所示，其中电极a、b均为多孔活性铂电极。下列说法中不正确的是
A. a极为该电池的负极
B. 该电池的正极反应式为O2 + 4H+ + 4e－ ＝2H2O
C. 该电池的能量转化主要形式是化学能转化为电能
D. H+（质子）由正极定向正移动至负极
16（2011全国名校示范卷Ⅱ）. 右图装置中，在U形管底部盛有CCl4，分别在U形管两端小心倒入饱和食盐水和饱和硫酸铵溶液，并使a、b两处液面相平，然后分别塞上插有生铁丝的塞子，密封好，放置一段时间后，下列有关叙述错误的是（ ）
A. 铁丝在两处的腐蚀速率：aB. a、b两处相同的电极反应式为Fe—2e—＝Fe2+
C. 一段时间后，a处液面高于b处液面
D. 生铁丝中的碳在a、b两处分别作原电池的负极和正极
第二部分 非选择题（共52分）
二、非选择题（本大题包括5小题。）
17．为省药品和时间，甲、乙、丙三位同学用铜片、锌片、稀硫酸、CuSO4溶液；直流电源、石墨电极、导线、烧杯、试管等中学化学常见的药品和仪器（用品），以巧妙的构思，“接力”的方式，设计了比较铜与锌金属活动性相对强弱的系列实验。试填写下列空白：
（1）甲同学分别将一小片铜片、锌片置于烧杯底部（铜与锌不接触），小心向烧杯中加入稀硫酸，观察到的现象是 。甲同学的设计思路是 。
（2）乙同学接着甲的实验，向烧杯中滴加 溶液，进而观察到的现象是 ， 。乙同学作出锌、铜金属活动性相对强弱所依据的原理是 ， 。
（3）请你再单独设计一个简单的实验（试剂、仪器自选），探究和证实锌和铜的金属活动性的相对强弱（简要说明操作和现象） 。
18（10年四川卷、江苏卷改编）．碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如右图所示。请回答下列问题：
(1)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：
3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。
电解时，阳极上发生反应的电极反应式为 ；阴极上观察到的实验现象是 。
（2）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30％以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。
①图中X、Y分别是_____、_______（填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数a％与b％的大小_________;
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：______; 负极：_____;
③这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处）____________、____________。
19.（全国卷Ⅰ）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。
（1） 接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：
①电源的N端为 极；
②电极b上发生的电极反应为 ；
③列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积： ；
④电极c的质量变化是 g；
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：
甲溶液 ；
乙溶液 ；
丙溶液 ；
（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？
20.（09天津卷）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：
（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是　　　　　　，在导线中电子流动方向为
　　　　　（用a、b 表示）。
（2）负极反应式为　　　　　　　　。
（3）电极表面镀铂粉的原因为　　　　　 。
（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
Ⅰ.2Li+H22LIH
Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是　　　　　，反应Ⅱ中的氧化剂是　　　　　。
②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为　　　　　　　　。
③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80％，则导线中通过电子的物质的量为　　　　 　mol。
21．已知反应AsO43－+2I－+2H+ AsO３3－+I2+H2O是可逆反应．设计如图装置，进行下述操作：
（Ⅰ）向（B）烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安培表
指针偏转；
（Ⅱ）若改往（B）烧杯中滴加40％NaOH溶液，发现
微安培表指针向前述相反方向偏转．试回答：
（1）两次操作过程中指针为什么会发生偏转
答： 。
（2）两次操作过程中指针偏转方向为什么会相反 试用平衡移动原理解释此现象．
答： 。
（3）（Ⅰ）操作过程中C1棒上发生的反应为 。
（4）（Ⅱ）操作过程中C2棒上发生的反应为 。
参考答案
一、选择题(本题包括16小题，每小题只有一个选项符合题意)
1.B 2.C 3.B 4.B 5.B 6.A 7.C 8.C 9.A 10.A
11.B 12.C 13.A 14.B 15.D 16.D
17.（1）Zn的表面有气泡冒出,Cu的表面无现象；比较Zn与Cu的活性大小（2）硫酸铜；Zn的表面有红色固体析出，冒出气泡速率增大；Zn能置换出Cu,Zn、Cu能形成原电池Zn做负极（3）答案合理即可
18.(1) 2I--2e-=I2 或 I- +6OH- -6e- =IO3-+3H2O
（2）①Cl2 H2 a％小于b％ ②O2+4e-+2H2O＝4OH- H2－2e-+2OH-＝2H2O ③燃料电池可以补充电解池消耗的电能；提高产出碱液的浓度；降低能耗（其他合理答案也给分）
19.
（1）①负极
②4OH- -2e- = 2H2O +O2 ↑
③5.6L
④16g
⑤甲：碱性增强，甲中盛放的是氢氧化钠溶液，电解时，相当于电解水，水减少，氢氧化钠溶液的浓度增高，碱性增强。
乙：酸性增强，乙中的硫酸铜溶液电解时，铜离子减少，氢离子增多，酸性增强。
丙：酸碱性不变，电解硫酸钾溶液相当于电解水，浓度增大，酸碱性不变。
（2）能，因为铜全部析出后，所得溶液是硫酸溶液，能导电，故还能继续电解。
20.
（1）有化学能转化为电能；由a到b
（2）2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O
(3)增大电极的单位面积吸附氢、氧分子，加快反应速率。
（4）①Li H2O
②1/1148或8.71×10-4
③ 32
21.（1）两次滴加都形成原电池（2）第一次滴加平衡正移，A是负极；第二次滴加平衡逆移，B是负极，故两次电流表指针偏向不同（3）2I--2e-=I2 (4) AsO33- +H2O-2e-=AsO43- +2H+
放电
充电
放电
充电
充电
放电
放电
充电
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网

展开更多......

收起↑