高中化學(xué)專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化微型專題重點突破三選修4

化學(xué)反應(yīng)與能量變化

［核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)］1.創(chuàng)新意識：能從多角度理解原電池的原理，認(rèn)識化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能

方式的多樣性，學(xué)會新型電池原理的分析方法，增強創(chuàng)新意識。2.模型認(rèn)知：進(jìn)一步理解電

解的原理，構(gòu)建電解應(yīng)用與計算的相關(guān)思維模型，并能應(yīng)用其模型解決實際問題。

|微型專題克難解疑精準(zhǔn)高效

一、原電池原理的多角度考查

【例1】熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其

中作為電解質(zhì)的無水LiCl—KC1混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)

為PbS04+2LiCl+Ca=CaC12+Li2S04+Pbo下列有關(guān)說法正確的是()

硫酸鉛電極

無水LiCl-KCl

鈣電極

電池殼

--

A.正極反應(yīng)式：Ca+2C1-2e^CaCl2

B.放電過程中，Li卡向負(fù)極移動

C.每轉(zhuǎn)移0.Imol電子，理論上生成20.7gPb

D.常溫下，在正、負(fù)極間接上電流計，指針不偏轉(zhuǎn)

答案D

解析正極發(fā)生還原反應(yīng)，故為PbS04+2e-=Pb+S07，A項錯誤；放電過程為原電池，故

陽離子向正極移動，B項錯誤；每轉(zhuǎn)移0.Imol電子，生成0.05molPb為10.35g,C項錯誤；

常溫下，電解質(zhì)不能熔化，不能形成原電池，故指針不偏轉(zhuǎn)，D項正確。

【考點】原電池的相關(guān)綜合

【題點】原電池原理的多角度考查

r—歸納總結(jié)----------------------------------,

常從如下方面考查原電池的原理：

(1)判斷原電池正極和負(fù)極，或確定其電極材料；

(2)判斷電極反應(yīng)類型，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；

(3)判斷離子遷移方向，電解質(zhì)溶液中陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極；

(4)判斷電子流向，電子從負(fù)極流出經(jīng)外電路流向正極；

(5)電極反應(yīng)式的正誤判斷，要特別注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液反應(yīng)。

變式1水泥在固化過程中自由水分子減少并形成堿性溶液。根據(jù)這一物理化學(xué)特點，科學(xué)

家發(fā)明了電動勢法測水泥的初凝時間。此法的原理如圖所示，反應(yīng)的總方程式為2Cu+

Ag20=Cu20+2Ago下列說法正確的是()

Cu

-Ag2O/Ag

A.負(fù)極材料是銀

B.負(fù)極的電極反應(yīng)式為2Cu+201r—2葭=CuQ+H2

C.測量原理示意圖中，電流從Cu經(jīng)過導(dǎo)線流向AgzO

D.電池工作時，溶液中向正極移動

答案B

解析在該氧化還原反應(yīng)中還原劑是銅，銅作負(fù)極，A錯誤；銅為負(fù)極、Ag2O為正極，負(fù)極

的電極反應(yīng)式為2Cu+201r—2e-=Cu20+H。電流從Ag2經(jīng)過導(dǎo)線流向銅，B正確，C錯誤;

電池工作時，陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動，D錯誤。

【相關(guān)鏈接】

多角度認(rèn)識原電池

原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置?？梢詮囊韵聨讉€角度來認(rèn)識原電池：

(1)反應(yīng)角度

①當(dāng)原電池工作時，負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；正極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。從這個角度

我們可以知道，只有氧化還原反應(yīng)才能被設(shè)計成原電池。但需要注意：與正常的氧化還原反

應(yīng)不同，原電池中存在的氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)是分開進(jìn)行的。

②原電池中的氧化還原反應(yīng)必須是自發(fā)的。若不能自發(fā)發(fā)生反應(yīng)，則不能形成原電池。必須

注意，這里所說的自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)不一定是電極與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，也可能是電極與

溶液中溶解的氧氣等發(fā)生反應(yīng)，如將鐵與石墨相連插入食鹽水中。

⑵能量角度

氧化還原反應(yīng)有放熱反應(yīng)也有吸熱反應(yīng)，一般放熱反應(yīng)才能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生電流。

(3)組成角度

①要有兩個電極。這兩個電極的活潑性一般是不同的。一般情況下，負(fù)極是活潑性較強的金

屬，正極是活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的材料(包括非金屬或某些氧化物，如石墨、PbO2),

但要求負(fù)極能與電解質(zhì)溶液自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

②兩電極必須插入電解質(zhì)溶液中。非電解質(zhì)由于不導(dǎo)電，不能參與形成原電池。

③必須形成閉合回路。閉合回路的形式是多種多樣的，最常見的就是通過導(dǎo)線將正、負(fù)極相

連，也可以將兩種金屬材料相接觸再插入電解質(zhì)溶液中，日常生活中的合金則是兩種材料相

互熔合在一起形成正、負(fù)極的，因此在判斷是否形成閉合回路時，不能只看是否有導(dǎo)線。常

見閉合回路的形式如下圖所示:

稀硫酸稀硫酸稀硫酸

(4)轉(zhuǎn)移角度

原電池工作時，能夠發(fā)生電子、離子的定向移動，能夠形成外電路與內(nèi)電路。在原電池中，

外電路通過電子的定向移動形成電流，電子從負(fù)極流出，從正極流入，電流的方向與此相反;

內(nèi)電路中的電流通過離子的定向移動來形成(陽離子移向正極，而陰離子移向負(fù)極)。因此，

電子的流向僅限于外電路，電解質(zhì)溶液中沒有電子流過，而電流則在內(nèi)、外電路同時形成。

(5)形式角度

任何原電池從本質(zhì)上都屬于如下兩種形式中的一種：

二、新型二次電池的分析

【例21用吸附了氫氣的納米碳管等材料制作的二次電池原理如圖所示，下列說法正確的是

A.充電時，陰極的電極反應(yīng)為Ni(0H)2+0『一e-=NiO(OH)+H2。

B.放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)為壓一2院+20IT=2上0

C.放電時，移向保電極

D.充電時，將電池的碳電極與外電源的正極相連

答案B

解析放電時相當(dāng)于原電池，負(fù)極失去電子，氫氣在負(fù)極放電，B項正確；放電時OIT等陰

離子向負(fù)極移動，結(jié)合圖示電子流向可確定碳電極為負(fù)極，即向碳電極移動，C項錯誤;

充電時相當(dāng)于電解池，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，A項錯誤；充電時電池的碳電極與外電源的負(fù)極

相連，D項錯誤。

【考點】原電池與電解池的綜合

【題點】新型二次電池的分析

規(guī)律方法?

新型電池“放電”“充電”時電極反應(yīng)式正誤判斷方法

(1)新型電池放電

①若給出新型電池的裝置圖：先找出電池的正、負(fù)極，即找出氧化劑和還原劑；再結(jié)合電解

質(zhì)確定出還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物；最后判斷相應(yīng)的電極反應(yīng)式的正誤。

②若給出新型電池的總反應(yīng)式：分析總反應(yīng)式中各元素化合價的變化情況，找出氧化劑及其

對應(yīng)的還原產(chǎn)物，還原劑及其對應(yīng)的氧化產(chǎn)物，最后考慮電解質(zhì)是否參加反應(yīng)，判斷電極反

應(yīng)式的正誤。

(2)新型電池充電

①充電時陰極的電極反應(yīng)式是該電池放電時的負(fù)極反應(yīng)式的“逆反應(yīng)”。

②充電時陽極的電極反應(yīng)式是該電池放電時的正極反應(yīng)式的“逆反應(yīng)”。

變式2鐵銀蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應(yīng)為：Fe+Ni2O3+3H20=Fe(OH)2+

2Ni(OH)2o

下列有關(guān)該電池的說法不正確的是()

A.電池的電解液為堿性溶液，正極為NizC)3,負(fù)極為Fe

B.電池放電時，負(fù)極反應(yīng)為Fe+201r—2葭=Fe(0H)2

C.電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低

D.電池充電時，陽極反應(yīng)為2Ni(0H)2+20IT—2e-=Ni203+3Ha

答案C

解析該充電電池中活潑金屬Fe失去電子，為負(fù)極，得到電子的NiQs為正極，因為放電時

電極產(chǎn)物為氫氧化物，可以判斷電解液為堿性溶液，選項A正確；放電時，負(fù)極鐵失去電子

生成Fe^,因為電解液為堿性溶液，所以負(fù)極反應(yīng)為Fe+20IT—2院=Fe(OH)z,選項B正確;

充電時，陰極發(fā)生還原反應(yīng)：Fe(0H)z+2e-=Fe+20H,所以陰極附近溶液的pH增大，選

項C錯誤；電池充電時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，Ni(OH),轉(zhuǎn)化為NizOs,電極反應(yīng)為2Ni(0H)?+

--

20H-2e=Ni203+3H20,選項D正確。

三、電解問題的分析方法

【例3】近年來，加“碘”食鹽中添加較多的是碘酸鉀(KIOJ,碘酸鉀在工業(yè)上可用電解法制

取。以石墨和不銹鋼為電極材料，以KI溶液為電解液，在一定條件下進(jìn)行電解，反應(yīng)的化學(xué)

方程式為KI+3HzO續(xù)KKh+3壓t。下列有關(guān)說法不正確的是()

A.轉(zhuǎn)移3mol電子，理論上可制得107gKI03

B.電解時，石墨作陽極，不銹鋼作陰極

C.陽極的電極反應(yīng)式為廠+3比0—6屋=I0「+6H+

D.電解過程中，電解液的pH減小

答案D

解析根據(jù)電解的總反應(yīng)方程式可知，轉(zhuǎn)移6mol電子，生成Imol碘酸鉀，則轉(zhuǎn)移3mol電子,

理論上可得到0.5mol（即107g）KI03,A項正確；根據(jù)電解的總反應(yīng)方程式可知，陽極應(yīng)為惰

性電極，所以電解時石墨作陽極，不銹鋼作陰極，B項正確；電解時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，

電極反應(yīng)式為廠+3壓0—6葭==IO1+6H+,C項正確；根據(jù)電解的總反應(yīng)方程式可知，電解

過程中電解液的pH基本不變，D項錯誤。

【考點】酸、堿、鹽溶液的電解規(guī)律

【題點】電解問題的分析與判斷

■規(guī)律方法■----------------------------------'

解答電解問題的五步分析法

第一步：看。先看清楚電極材料，對于惰性電極如石墨、伯等，不參與陽極的氧化反應(yīng)；對

于銅、銀等活潑電極，陽極參與電極反應(yīng)。

第二步：離。寫出溶液中所有的電離方程式，包括水的電離方程式。

第三步：分。將離子分成陽離子組、陰離子組，陽離子向陰極遷移，陰離子向陽極遷移。

第四步：寫。按發(fā)生還原反應(yīng)、氧化反應(yīng)的順序?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式。陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極

發(fā)生還原反應(yīng)。

第五步：判。根據(jù)電極反應(yīng)式分析判斷電解結(jié)果：電極產(chǎn)物、兩極現(xiàn)象、離子濃度、溶液酸

堿性及pH變化等。

變式3氨是生產(chǎn)氮肥、尿素等物質(zhì)的重要原料。電化學(xué)法是合成氨的一種新方法，其原理

如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是（）

A.反應(yīng)過程中左邊區(qū)域溶液pH逐漸增大

B.壓參與的電極反應(yīng)為H?+2e-=2H+

C.通入N2的一端為陽極

D.當(dāng)有3gH+通過質(zhì)子交換膜時，NHs的體積為22.4L

答案A

解析由原理圖知，通入山的一端為陽極：H2—2e-=2H+,H+移向陰極；通入此的一端為陰

+

極：N2+6e-+6H=2NH3；沒有給出標(biāo)準(zhǔn)狀況，無法計算NL的體積。

四、電解池中電極反應(yīng)式的書寫與判斷

【例4】如圖所示，a、b為石墨電極，通電一段時間后，b極附近顯紅色。下列說法不正確的

是（）

XY

----------------------------------

電源

CunnFeab

ajfl

硫酸銅溶液滴有酚猷的氯化鈉溶液

A.b電極反應(yīng)式為2H++2e-=H?f

B.a電極反應(yīng)式為2C1'—2e-=Cl2t

C.銅電極反應(yīng)式為40IT—41=。2t+2H20

D.鐵電極反應(yīng)式為Cu"+2e-=Cu

答案C

解析由題意可知，b電極為陰極，a電極為陽極，則鐵為陰極，銅為陽極，銅電極反應(yīng)式為

-2+

Cu—2e^Cuo

【考點】電解及其裝置（電解池）

【題點】電解池電極反應(yīng)式的書寫與正誤判斷

廠■規(guī)律方法■-----------------------------------、

“三看”法快速書寫電極反應(yīng)式

（1）一看電極材料，若是金屬（金、伯除外）作陽極，金屬一定被氧化（注意：一般情況下，鐵

失去電子被氧化為Fe2+）o

（2）二看電解質(zhì)是否參與電極反應(yīng)。對于堿性電解質(zhì)，常用OIT和HQ來配平電荷與原子數(shù)；

對于酸性電解質(zhì)，常用尸和H2來配平電荷與原子數(shù)。

（3）三看電解物質(zhì)狀態(tài)，若是熔融金屬氧化物或鹽，一般就是金屬冶煉。

變式4以石墨為電極分別電解水和飽和食鹽水，關(guān)于兩個電解池反應(yīng)的說法正確的是

（）

A.陽極反應(yīng)式相同

B.電解結(jié)束后所得液體的pH相同

C.陰極反應(yīng)式相同

D.通過相同電量時生成的氣體總體積相等（同溫同壓）

答案c

解析A項，以石墨為電極電解水，陽極：40H—4e^=2H20+02t,以石墨為電極電解飽和

-

食鹽水，陽極：2CF—2e=Cl2t,二者陽極電極反應(yīng)式不同，錯誤；B項，電解水pH不變,

電解飽和氯化鈉溶液生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣，pH變大，錯誤；C項，以石墨為電極分別

電解水和飽和食鹽水陰極上都是2H++2e-=H?t,所以陰極電極反應(yīng)式相同，正確；D項，

誦由

設(shè)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4%則依據(jù)電解方程式：2H2H?f+02f?4e,電解水生成3mol氣

i甬由

體，依據(jù)電解方程式2NaCl+2H2。三坦2NaOH+Ckt+H2f?2葭，電解飽和食鹽水生成4mol

氣體，錯誤。

【相關(guān)鏈接】

電解池中電極反應(yīng)式的書寫

特別提示

(1)陽極：首先看陽極材料是否為活性電極，若為活性電極，則陽極材料放電；若為惰性電極,

則依據(jù)陰離子的放電順序判斷誰先放電。

(2)陰極：不論陰極材料是什么，均按照陽離子的放電順序判斷誰先放電。

五、關(guān)于電解的計算

【例51將含有0.4moicu(N()3)2和0.4molKCl的水溶液1L,用惰性電極電解一段時間后，在一

電極上析出19.2gCu；此時，在另一電極上放出氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為(不考慮產(chǎn)生的氣

體在水中的溶解)()

A.3.36LB.5.6LC.6.72LD.13.44L

答案B

解析根據(jù)電解原理，陰極的電極反應(yīng)為0/++2葭=Cu,由題意知，在陰極上析出0.3mol

Cu,則轉(zhuǎn)移0.6mol電子；陽極的電極反應(yīng)為2C「一2e「=C12t,C廠完全放電時，轉(zhuǎn)移的

電子數(shù)為0.4mol,生成CbO.Zmol,故根據(jù)得失電子守恒分析，陽極上口一放電完全后，0IT

放電，即40『一41=2%0+。2t,轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.2mol時，生成OzO.OSmol,

故陽極放出氣體的體積為(0.2mol+0.05mol)X22.4L,mol-1=5.6L?

規(guī)律方法*

關(guān)系式法在電解計算中的應(yīng)用

(1)先明確各電極產(chǎn)物：

確定電解池的陰極和陽極，寫出其電極反應(yīng)式，明確電極產(chǎn)物(要注意陽極材料對電解結(jié)果的

影響)。

(2)再建立關(guān)系式求解：

根據(jù)得失電子守恒，在已知量與未知量之間建立計算關(guān)系式，如：

41?4H+?2H2?2Cu"?2Cu?401r?Oz?2c

變式5如圖裝置中X和Y均為石墨電極，電解液為500mL某藍(lán)色溶液，電解一段時間，觀

察到X電極表面有紅色的固態(tài)物質(zhì)生成，Y電極有無色氣體生成；溶液中原有溶質(zhì)完全電解

后，停止電解，取出X電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重1.6g。下列有關(guān)說法中不正確的

是()

A.X電極是陰極

B.Y電極產(chǎn)生氣體的體積為0.224L

C.電解后溶液的c(H+)=0.Imol?L-1

D.要使電解后溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，需加入一定量的CuO或CuCOs

答案B

解析藍(lán)色溶液中可能含有Cu",并且在電解過程中析出紅色固體，進(jìn)一步驗證析出的是銅,

X電極是陰極，A正確；Y電極上析出無色氣體是電解的離子方程式：2Cu"+2HzO遐曳2Cu

+0?t+4H+。根據(jù)電解離子方程式得，/j(02)=1x/2(Cu)=0.0125mol,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積

2X]6g

1

m)=22,4L.morX0.0125mol=0.28L,B錯誤；成此=2〃(Cu)=藤=尸=。.05m〃

故溶液中c(H+)=*=0.1m°l.LT,C正確；要恢復(fù)到電解前溶液,可以加入Cu?；?/p>

CuCO3,D正確。

六、串聯(lián)電化學(xué)裝置的分析方法

【例6】按圖所示裝置進(jìn)行實驗，并回答下列問題。

ZnAJjcup)GAC2

CuSCh溶液滴有酚酰的KC1溶液

AB

⑴判斷裝置的名稱：A池為,B池為。

（2）鋅極為極，電極反應(yīng)為；

銅極為極，電極反應(yīng)為;

石墨棒Q為極，電極反應(yīng)為；

石墨棒C2附近的實驗現(xiàn)象為O

⑶當(dāng)G極析出224mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時，鋅的質(zhì)量________（填“增加”或“減

少"）g,CUSO4溶液的質(zhì)量________（填“增加”或“減少”）go

答案（1）原電池電解池（2）負(fù)Zn-2e-===Zn2+正Cu++2e-===Cu陽2Cr-2e-

=C12f有無色氣體產(chǎn)生，電極附近溶液變紅（3）減少0.65增加0.01

解析A池中，Zn、Cu放入CuSOa溶液中構(gòu)成原電池，B池中，兩個電極均為石墨電極，在以

A為電源的情況下構(gòu)成電解池。A池中Zn為負(fù)極，Cu為正極，B池中Q為陽極，G為陰極，

陰極析出壓，周圍溶液中0匹濃度增大，陰極附近溶液變紅，且〃（員）=0.01mol,故電路中

轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.01molX2=0.02mol,根據(jù)得失電子守恒，鋅極有0.01molZn

溶解，即Zn極質(zhì)量減少0.01molX65g,mol_1=0.65g；銅極上有0.01molCu析出，即

CuSOa溶液增加0.01molX（65g,mol-1-64g,mol-1）=0.01g。

r—歸納總結(jié)---------------------------------,

串聯(lián)電化學(xué)裝置分析方法思路

（1）根據(jù)題中所給的串聯(lián)電路或電極材料等判斷電池類型；

（2）根據(jù)電池類型和電極材料、電解質(zhì)溶液、離子放電順序等寫出電極反應(yīng)；

（3）根據(jù)電極反應(yīng)分析實驗現(xiàn)象或完成計算等。

變式6關(guān)于如圖所示的裝置的說法正確的是（）

A.A池、C池是原電池，B池是電解池

B.A池、B池、C池都是原電池

C.A池、B池是原電池，C池是電解池

D.A池是原電池，B池是電解池，C池是電鍍池

答案D

解析由圖可知，A池中Zn為負(fù)極，Cu為正極；B池中G為陽極，G為陰極；C池中Ag為

陽極，Cu為陰極，即在Cu上鍍Ag。故整個裝置是用一個原電池串聯(lián)一個電解池和一個電鍍

池。

【考點】原電池與電解池的綜合

【題點】原電池和電解池串聯(lián)裝置的分析與判斷

【相關(guān)鏈接】

(1)多池串聯(lián)裝置中電池類型的判斷

①直接判斷

非常直觀明顯的裝置，如燃料電池、鉛蓄電池等在電路中存在時，則其他裝置為電解池。如

下圖，A為原電池,

②根據(jù)電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液判斷

原電池一般是兩種不同的金屬電極或一個為金屬電極，另一個以碳棒作電極；而電解池則一

般都是兩個惰性電極，如兩個鉆電極或兩個碳棒。原電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液之間能

發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，電解池的電極材料一般不能和電解質(zhì)溶液自發(fā)反應(yīng)。如下圖中，B

為原電池，A為電解池。

NaCl溶液

A

③根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷

在某些裝置中根據(jù)電極反應(yīng)或反應(yīng)現(xiàn)象可判斷電極，并由此判斷電池類型，如圖。

NaCl（酚眠;）溶液CuSO,溶液

甲乙

若C極溶解，D極上析出Cu,B極附近溶液變紅，A極上放出黃綠色氣體，則可知乙是原電池,

D是正極，C是負(fù)極；甲是電解池，A是陽極，B是陰極。B、D極發(fā)生還原反應(yīng)，A、C極發(fā)生

氧化反應(yīng)。

（2）多池串聯(lián)裝置中的數(shù)據(jù)處理

原電池和電解池綜合裝置的有關(guān)計算的根本依據(jù)就是電子轉(zhuǎn)移的守恒，分析時要注意兩點：

①串聯(lián)電路中各支路電流相等；②并聯(lián)電路中總電流等于各支路電流之和。在此基礎(chǔ)上分析

處理其他各種數(shù)據(jù)。

ZnCuPtC

一三〒三三m號三〒三三二

稀硫酸CuCl,溶液

甲乙

上圖中，裝置甲是原電池，裝置乙是電解池，若電路中有0.2mol電子轉(zhuǎn)移，則Zn溶解6.5g,

Cu電極上析出出2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），Pt電極上析出CLO.ImoLC電極上析出Cu6.4go甲池

中酎被還原，產(chǎn)生Hz,負(fù)極Zn被氧化生成ZnSO”pH變大；乙池中是電解CuCL溶液，電解

后再加入適量CuCk固體可使電解質(zhì)復(fù)原。

|考題精選精練深思觸類旁通

1.（2018?成都摸底測試）下列有關(guān)電化學(xué)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用分析正確的是（)

沾有電解質(zhì)工

溶液的鐵釘一再水

A.圖1：鐵釘發(fā)生析氫腐蝕

B.圖2：可以在鐵件上鍍銅

C.圖3：溶液中c(C/+)保持不變

D.圖4：將輸油管與電源負(fù)極相連可以防止腐蝕

答案D

2.(2018?淮北一中期中)如圖是某課外活動小組設(shè)計的用化學(xué)電池使LED燈發(fā)光的裝置，下

列說法錯誤的是()

A.銅片表面有氣泡產(chǎn)生

B.裝置中存在“化學(xué)能一電能一光能”的轉(zhuǎn)換

C.如果將銅片換成鐵片，電路中的電流方向?qū)⒏淖?/p>

D.如果將銅片換成銀片，LED燈仍正常發(fā)光

答案C

解析根據(jù)原電池的構(gòu)成條件，鋅比銅活潑，鋅片作負(fù)極，銅片作正極，銅電極反應(yīng)式為2H++

2e-=H2t,A說法正確；原電池裝置是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，LED發(fā)光，說明電能轉(zhuǎn)化成光能,

B說法正確；鋅比鐵活潑，鋅仍作負(fù)極，電流方向不變，C說法錯誤；銀作正極，構(gòu)成原電池,

D說法正確。

3.(2018?南京質(zhì)檢)如圖所示原電池的總反應(yīng)為Cu+2Ag+=C/++2Ag,下列敘述正確的是

()

AgNO.3溶液Cu(NC)3)J容液

A.電子從銀電極經(jīng)導(dǎo)線流向銅電極

B.工作一段時間后，右燒杯中溶液的pH變小

C.電池工作時，Cu"向銅電極移動

D.將AgNOs溶液更換為Fe(NO3)3溶液，電流計指針反向偏轉(zhuǎn)

答案B

解析Cu為負(fù)極，Ag為正極，電子從負(fù)極Cu經(jīng)導(dǎo)線流向正極Ag,故A錯誤；銅離子水解顯

酸性，Cu為負(fù)極，其失電子生成銅離子，導(dǎo)致銅離子濃度增大，溶液的酸性增強，pH減小,

故B正確；將AgNOs溶液更換為Fe（N03”溶液，Cu仍為負(fù)極，電流計指針偏轉(zhuǎn)方向不變，故

D錯誤。

4.（2019?臺州市書生中學(xué)月考）下列有關(guān)電化學(xué)裝置的說法正確的是（）

圖3圖4

A.用圖1裝置處理銀器表面的黑斑（Ag?S）,銀器表面發(fā)生的反應(yīng)為Ag2s+2r=2Ag+S~

B.用圖2裝置電解一段時間后，銅電極部分溶解，溶液中銅離子的濃度基本不變

C.圖3裝置中若直流電源的X極為負(fù)極，則該裝置可實現(xiàn)粗銅的電解精煉

D.圖4裝置中若M是銅，則該裝置能防止鐵被腐蝕

答案A

解析圖1中形成原電池，A1為負(fù)極，被氧化，Ag2s為正極，被還原，正極方程式為Ag￡

+2e-=2Ag+S2-,故A正確；圖2中銅為陰極有銅析出，石墨電極上生成氧氣，溶液中銅

離子濃度減小，故B錯誤；圖3中的X極若為負(fù)極，粗銅為陰極，不能進(jìn)行粗銅的精煉，故

C錯誤；圖4中若M是銅，鐵比銅活潑，鐵作原電池負(fù)極被腐蝕，故D錯誤。

5.（2018?福州八縣一中期中）有關(guān)電化學(xué)知識的描述正確的是（）

A.Cu+H2S04=CUS04+H2f這個反應(yīng)可設(shè)計成原電池

B.利用Cu+2FeC13=CuCL+2FeCl2,可設(shè)計如圖所示原電池裝置，鹽橋內(nèi)K卡向FeCL溶液

移動

C.因為鐵的活潑性強于銅，所以將鐵、銅用導(dǎo)線連接后放入濃硝酸中組成原電池，鐵作負(fù)極,

銅作正極，其負(fù)極反應(yīng)式為Fe—2葭=Fe,+

D.由Al、Mg與氫氧化鈉溶液組成的原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為Mg—2e-+20IT=Mg（0H）2

答案B

解析Fe遇到濃硝酸會鈍化，所以Cu作負(fù)極，F(xiàn)e作正極，其負(fù)極反應(yīng)式為Cu—2e-===Ci/+,

故C錯誤；原電池中失電子的一極為負(fù)極，A1在負(fù)極失電子生成偏鋁酸根離子，崛作正極,

故D錯誤。

6.（2018?黔南州期末）化學(xué)用語是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具。下列描述正確的是（）

A.電解氯化鈉溶液可制備金屬鈉

-

B.氫氧燃料（堿性）電池的正極反應(yīng)式是：02+2H20+4e=40H-

C.粗銅精煉時，純銅應(yīng)與電源正極相連，其電極反應(yīng)式是：Cu-2e-=Cu2+

D.鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，正極反應(yīng)式是：Fe—2院=Fe?+

答案B

解析得電子能力：H+>Na+,所以電解氯化鈉溶液不能制得金屬鈉，故A錯誤；氫氧燃料（堿

性）電池的正極反應(yīng)式是G+2壓0+4屋=40『，故B正確；粗銅精煉時，純銅作陰極，應(yīng)與

電源負(fù)極相連，故C錯誤；鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，負(fù)極反應(yīng)式是Fe—2葭=Fe?+,正極反

應(yīng)式是。2+2m0+41=40『或2H++2葭=比t,故D錯誤。

7.（2018?永安市第一中學(xué)期中）下列敘述正確的是（）

A.在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陰極

B.將水庫中的水閘（鋼板）與直流電源的負(fù)極相連接，可防止水閘被腐蝕

C.電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極

D.銅板上的鐵鉀釘在潮濕的空氣中直接發(fā)生反應(yīng)：Fe—3屋=F/+,繼而形成鐵銹

答案B

解析電鍍中，待鍍金屬作陰極，鍍層金屬作陽極，鍍件上電鍍鋅，鋅作陽極，故A錯誤；

根據(jù)電解原理，鐵作陽極，鐵失去電子，F(xiàn)/+得電子能力強于Al",F/+先放電，故C錯誤;

D中構(gòu)成原電池，F(xiàn)e作負(fù)極，失去電子，生成Fe?+,電極反應(yīng)式為Fe—2e-=Fe?+,故D錯

誤。

8.用鐵和石墨作電極電解酸性廢水，可將廢水中的PO「以FePOK不溶于水）的形式除去，其

裝置如圖所示。

下列說法正確的是（）

A.若X、Y電極材料連接反了，則仍可將廢水中的P0廠除去

B.X極為石墨，該電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

C.電解過程中Y極周圍溶液的pH減小

2++

D.電解時廢水中會發(fā)生反應(yīng)：4Fe+02+4H+4P0r=4FeP04；+2壓0

答案D

解析根據(jù)題意分析可知，X電極材料為鐵，Y電極材料為石墨。若X、Y電極材料連接反了，

鐵就不能失電子變?yōu)殡x子，也就不能生成FePO",A錯誤；Y極為石墨，該電極上發(fā)生還原反

應(yīng)，B錯誤；電解過程中Y極發(fā)生反應(yīng)：2H++2e-=Hzt,氫離子濃度減小，溶液的pH變大，

C錯誤;鐵在陽極失電子變?yōu)镕e",通入的氧氣把F/+氧化為Fl+.Fe"與P0丁反應(yīng)生成FePOa,

D正確。

9.(2018?安陽調(diào)研)為了減少鋼管因銹蝕造成的損失，某城市擬用如圖所示的方法保護(hù)埋在

酸性土壤中的鋼管。下列有關(guān)說法錯誤的是()

A.在潮濕的酸性土壤中鋼管主要發(fā)生析氫腐蝕

B.在潮濕的酸性土壤中電子由金屬棒M通過導(dǎo)線流向鋼管

C.在潮濕的酸性土壤中射向金屬棒M移動，抑制H+與鐵的反應(yīng)

D.金屬棒M與鋼管用導(dǎo)線連接后可使鋼管表面的腐蝕電流接近于零

答案C

解析該方法為犧牲陽極的陰極保護(hù)法，金屬棒M作負(fù)極，鋼管作正極，被保護(hù)。在潮濕的

酸性土壤中H+向正極鋼管移動，選項C錯誤。

10.(2018?寧波市咸祥中學(xué)期中)(1)事實證明，能設(shè)計成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，下

列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計成原電池的是o

A.C(s)+H20(g)=C0(g)+H2(g)XH>Q

B.2H2(g)+02(g)=2H20(l)AKO

C.NaOH(aq)+HC1(aq)=NaCl(aq)+H20(1)A樂0

(2)以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，依據(jù)題(1)所選反應(yīng)設(shè)計一個原電池，其負(fù)極的電極反應(yīng)式為

(3)電解原理在化學(xué)工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)將你設(shè)計的原電池通過導(dǎo)線與如圖中電解池相

連，其中a為電解液，X和Y均為惰性電極，則:

①若a為CuS04溶液，則電解時的化學(xué)反應(yīng)方程式為。

②若電解含有0.04moicuSO,和0.04molNaCl的混合溶液400mL,當(dāng)陽極產(chǎn)生的氣體672mL(標(biāo)

準(zhǔn)狀況下)時，溶液的c(H+)=(假設(shè)電解后溶液體積不變)。

答案⑴B(2)比一2葭+20『=2出0

(3)?2CUS04+2H20^^2CU+02t+2H2SO4

②0.Imol?L-1

解析(1)能設(shè)計成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，且必須是能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，故

選B。

(2)將反應(yīng)2H2(g)+02(g)=2lM)(l)A^O,設(shè)計成原電池，以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，其

負(fù)極電極反應(yīng)式為：出一2屋+201r=2比0。

(3)②電解含有0.04moicuSO&和0.04molNaCl的混合溶液400mL,陽極首先是0.04mol氯離子

生成氯氣0.02mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是448mL。說明陽極還有224mL即0.Olmol的氧氣生成，

則反應(yīng)中共轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.08molo陰極首先是銅離子放電，其次是溶液中的氫離

子放電。0.04mol銅離子恰好得到0.08mol電子生成0.04mol單質(zhì)銅，所以電解后溶液中的

溶質(zhì)是0.02mol硫酸鈉和0.02mol硫酸,則c(H+)=0.Imol?L。

|微型專題練-----------------對點突破強化提高

g對點訓(xùn)練

題組一原電池原理及其應(yīng)用

1.將鋁片和銅片用導(dǎo)線連接，一組插入濃硝酸中，一組插入稀氫氧化鈉溶液中，分別形成原

電池，在這兩個原電池中，負(fù)極分別為()

A.鋁片、銅片B.銅片、鋁片

C.鋁片、鋁片D.銅片、銅片

答案B

解析將A1片和Cu片用導(dǎo)線連接和濃硝酸組成的原電池中，A1遇濃硝酸發(fā)生鈍化，而Cu

可以和濃硝酸反應(yīng)失去電子，即在濃硝酸中Cu活潑，所以負(fù)極應(yīng)是Cu；而將Al片和Cu片

用導(dǎo)線連接和稀氫氧化鈉溶液組成的原電池中，A1與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，而Cu不反應(yīng)，所

以A1是負(fù)極。

【考點】原電池的工作原理

【題點】原電池正極和負(fù)極判斷

2.科學(xué)家近年來研制出一種新型細(xì)菌燃料電池，利用細(xì)菌將有機物轉(zhuǎn)化為甲烷，然后將甲烷

通入以KOH為電解質(zhì)的燃料電池發(fā)電。電池負(fù)極反應(yīng)為()

A.CH4-8e-+80H-=C02+6H20

+-

B.02+4H+4e=2H20

--

C.CH4+100H-8e=COt+7H=O

--

D.02+2H20+4e=40H

答案C

解析甲烷燃料電池的總反應(yīng)：CHi+202+2KOH=K2CO3+3H20,根據(jù)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正

極發(fā)生還原反應(yīng)，判斷出負(fù)極通入甲烷，正極通入氧氣，故B、D錯誤。然后根據(jù)甲烷中碳元

-4+4

素的化合價變化，CH4-COT,寫出Imol甲烷轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，最后根據(jù)電荷守恒、原子守

恒，配平即可得負(fù)極反應(yīng)：（：也+100『一8屋=C0「+7H?0,故A錯誤，C正確。

【考點】原電池的工作原理

【題點】電極反應(yīng)式的書寫及正誤判斷

3.鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，下列有關(guān)敘述

正確的是（）

A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

B.電池工作一段時間后，甲池的c（SO『）減小

C.電池工作一段時間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加

D.陰、陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動，保持溶液中電荷平衡

答案C

解析A項，由鋅的活潑性大于銅，可知銅電極為正極，在正極上Cu?+得電子發(fā)生還原反應(yīng)

生成Cu,錯誤；B項，由于陽離子交換膜只允許陽離子和水分子通過，故甲池的c（SOT）不

變，錯誤；C項，在乙池中Cu"+2e-=Cu,同時甲池中的Zn"通過陽離子交換膜進(jìn)入乙池

中，由于〃（Zn）＞欣Cu）,故乙池溶液的總質(zhì)量增加，正確；D項，陽離子交換膜只允許陽離子

和水分子通過，電解過程中Zr?+通過陽離子交換膜移向正極，保持溶液中電荷平衡，陰離子

不能通過陽離子交換膜，錯誤。

【考點】原電池的相關(guān)綜合

【題點】原電池原理的多角度考查

4.（2018?寧波市咸祥中學(xué)期中）一種新型燃料電池，以銀板為電極插入K0H溶液中，分別向

_7

--

兩極通乙烷和氧氣，電極反應(yīng)為：C2HO+180H-14e===2cor+12H20；7H20+^02+14e-=140H

■?有關(guān)此電池的推斷錯誤的是（）

A.通氧氣的電極為正極

B.參加反應(yīng)的0?與C2H6的物質(zhì)的量之比為7:2

C.放電一段時間后，K0H的物質(zhì)的量濃度將下降

D.在電解質(zhì)溶液中C07向正極移動

答案D

解析在燃料電池中，通入氧氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應(yīng)，故A正確；原電池

中兩極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等，當(dāng)有28mol電子轉(zhuǎn)移時，正極上消耗7mol02,負(fù)極上消耗

2moic2H6,正極與負(fù)極上參加反應(yīng)的氣體的物質(zhì)的量之比為7：2,故B正確；電池工作過程

中，電池總反應(yīng)為2aH6+80『+702=4C0『+10H2。，反應(yīng)消耗OH,KOH的物質(zhì)的量濃度將

下降，故C正確；電解質(zhì)中的陰離子移向原電池的負(fù)極，故D錯誤。

題組二電解原理及其應(yīng)用

5.如圖所示，用鋁電極電解1L濃度均為0.Imol鹽酸、硫酸銅的混合溶液。下列說法正

確的是（）

「看

.電契］憚電極

HCl,CuSQ扇混合溶液

A.電解開始時陰極有員放出

B.電解開始時陽極上發(fā)生反應(yīng)Cu"+2e-=Cu

C.當(dāng)電路中通過電子的量超過0.Imol時，此時陰極放電的離子發(fā)生了變化

D.整個電解過程中，S0廠不參與電極反應(yīng)

答案D

解析依據(jù)放電順序陰極先放電的是Cu",故陰極開始析出的是Cu,陽極先放電的是Cl,

故陽極開始產(chǎn)生的是CL,故A、B錯；陰極反應(yīng)Cu"+2e-=Cu,7?（CU2+）=0.Imol,當(dāng)電路

中通過電子的量達(dá)到0.2mol時，此時Cu"消耗完畢，陰極放電離子變?yōu)镠+,所以C錯；陽

極先是口一放電，當(dāng)消耗完畢，此時HQ電離產(chǎn)生的開始在陽極放電，S0『不參與電

極反應(yīng)。

【考點】酸、堿、鹽溶液的電解規(guī)律

【題點】電解問題的分析與判斷

6.（2018?北京海淀期末）電解NazCOs溶液制取NaHCOs溶液和NaOH溶液的裝置如下圖所示。

下列說法中，不正確的是（）

02A

陽極（石墨）由].極（石墨）

NaHCC）3溶液1fNaOH溶液

~三三三三三三三三f三^—

NazCOs溶液一_||差|莖||||||4-乩0（含少量B）

F----------------------------1

陽離子交換膜

A.陰極產(chǎn)生的物質(zhì)A是比

B.溶液中Na+由陽極室向陰極室遷移

C.陽極0『放電，H+濃度增大，C07轉(zhuǎn)化為HCOJ

D.物質(zhì)B是NaCl,其作用是增強溶液導(dǎo)電性

答案D

解析在陰極上氫離子得電子生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H++2屋==Hzt,故A正確；鈉離子

是陽離子，在電解池中由陽極室通過陽離子交換膜向陰極室遷移，故B正確；陽極發(fā)生的電

-++

極反應(yīng)式為2H20-4e=4H+02t,濃度增大，酎和C0「發(fā)生反應(yīng)COr+H=HCOr,使

COW轉(zhuǎn)化為HCO7,故C正確；據(jù)圖可知，在陰極室生成的是NaOH,若物質(zhì)B為NaCL則會

引入雜質(zhì)C1,故D錯誤。

【考點】酸、堿、鹽溶液的電解規(guī)律

【題點】電解問題的分析與判斷

7.若用如圖所示實驗裝置則可制得白色純凈的氫氧化亞鐵沉淀，兩極材料分別為石墨和鐵。

下列關(guān)于該實驗的說法正確的是（）

A.a電極材料為石墨，b電極材料為鐵

B.a電極為負(fù)極，其反應(yīng)式為Fe—3e-=Fe"

C.若白色沉淀在電極周圍生成，則d是氯化鈉溶液

D.液體c為苯，其作用是隔絕空氣，防止白色沉淀被氧化

答案D

解析在該電解池中，b電極為陰極，電極材料為石墨；a電極為陽極，電極材料為鐵，電極

反應(yīng)為Fe—2鼠=Fe"；若在a電極周圍生成白色沉淀，則d可選用氫氧化鈉溶液，若在兩

極之間的溶液中生成白色沉淀，則d可選用氯化鈉溶液。

【考點】電解的相關(guān)綜合

【題點】陽極材料對電解結(jié)果的影響

題組三原電池與電解池的綜合

8.某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置，電極I為Zn,其他電極均為Cu。下列說法錯誤的

是（）

A.電極I發(fā)生氧化反應(yīng)

B.相同時間內(nèi)，電極II與電極IV的質(zhì)量變化值相同

-

C.電極III的電極反應(yīng)：40H~-4e=02t+2H20

D.電流方向：電極IV-電流計電極I

答案C

解析電極I為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Zn-2e-=Zn2+,A項正確；電極U為原電池

的正極，發(fā)生還原反應(yīng)：Cu"+2e===Cu,電極IV為電解池的陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：Cu2++2e

一二Cu,由電子守恒可知，相同時間內(nèi)兩電極的質(zhì)量變化值相同，B項正確；電極ni為電解

池的陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)：Cu—2鼠=Cu",C項錯誤；電流方向與電子流向相反，電流方向

應(yīng)為電極IV-電流計一電極I,D項正確。

【考點】原電池與電解池的綜合

【題點】原電池和電解池串聯(lián)裝置的分析與判斷

9.由化學(xué)能轉(zhuǎn)變的熱能或電能仍然是人類使用的主要能源。根據(jù)如圖所示裝置，判斷下列說

法不正確的是（）

KOH溶液CuSO4溶液

A.該裝置中Cu極為陽極

B.當(dāng)銅片的質(zhì)量變化了12.8g時，a極上消耗的&在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.24L

C.該裝置中b極的電極反應(yīng)式是慶+20『一2e-=2H?0

D.該裝置中a極為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)

答案D

解析左池為燃料電池，通入氧氣的a電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為02+2H20

+4e「二40『；b電極為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為壓一2"+20『=2HQ。右池為

電解池，銅為陽極，電極反應(yīng)式為Cu—2院=Cu",當(dāng)銅片溶解12.8g轉(zhuǎn)移0.4mol電子時，

a電極則消耗0.Imol氧氣，其標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為2.24L。

【考點】原電池與電解池的綜合

【題點】原電池和電解池串聯(lián)裝置的分析與判斷

10.全鋼電池以惰性材料作電極，在電解質(zhì)溶液中發(fā)生的總反應(yīng)為V02+（藍(lán)色）+H2+V"（紫

色）V0。（黃色）+產(chǎn)+（綠色）+2H+,下列說法正確的是（）

A.當(dāng)電池放電時，VO/被氧化

B.放電時，負(fù)極反應(yīng)式為VO廣+2酎+“=丫（）2++壓0

C.充電時，陽極附近溶液由綠色逐漸變?yōu)樽仙?/p>

D.放電過程中，正極附近溶液的pH變大

答案D

解析當(dāng)電池放電時，V02-V（）2+,V元素的化合價由+5變?yōu)?4,V0"被還原，故A錯誤;

放電時，負(fù)極失電子，負(fù)極反應(yīng)式為丫②+一鼠=V'+,故B錯誤；充電時，陽極發(fā)生氧化反應(yīng),

V0?+-V0：,陽極附近溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)辄S色，故C錯誤；放電過程中，正極反應(yīng)式為V0：

+2H++e=丫0",+叢0,正極附近溶液的pH變大，故D正確。

【考點】原電池與電解池的綜合

【題點】新型二次電池的分析

%綜合強化

11.（2018?溫州市“十五校聯(lián)合體”聯(lián)考）某小組同學(xué)利用原電池裝置探究物質(zhì)的性質(zhì)。

資料顯示：原電池裝置中，負(fù)極反應(yīng)物的還原性越強，則正極反應(yīng)物的氧化性越強，原電池

的電壓越大。

（1）同學(xué)們利用下表中裝置進(jìn)行實驗并記錄。

裝置編號電極A溶液B操作及現(xiàn)象

連接裝置后，石墨表

IFepH=2的H2SO4面產(chǎn)生無色氣泡；電

電極A石墨壓表指針偏轉(zhuǎn)

連接裝置后，石墨表

溶液以E面無明顯現(xiàn)象；電壓

IICupH=2的H2sO4

表指針偏轉(zhuǎn)，記錄讀

數(shù)為a

①同學(xué)們認(rèn)為實驗I中鐵主要發(fā)生了析氫腐蝕，其正極反應(yīng)式是O

②針對實驗II現(xiàn)象：甲同學(xué)認(rèn)為不可能發(fā)生析氫腐蝕，其判斷依據(jù)是;

乙同學(xué)認(rèn)為實驗II中應(yīng)發(fā)生吸氧腐蝕，其正極的電極反應(yīng)式是o

（2）同學(xué)們?nèi)杂蒙鲜鲅b置并用C