届高考化学专题十一电化学全国通用.docx

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届高考化学专题十一电化学全国通用

专题十一电化学

A组　专项基础训练

一、选择题

1．（2015·沈阳质检）关于右图装置说法正确的是（　　）

A．装置中电子移动的途径是：

负极→Fe→M溶液→石墨→

正极

B．若M为NaCl溶液，通电一段时间后，溶液中可能生成

NaClO

C．若M为FeCl2溶液，可以实现石墨上镀铁

D．若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使

铁不被腐蚀

解析　电子移动的途径是：

负极→Fe，石墨→正极，溶液中通过离子导电而不是电子，A错误；石墨为阳极，铁为阴极，若M为NaCl溶液，电解NaCl溶液属于“放氢生碱”型，阳极产生的

氯气与阴

极产生的氢氧化钠可能发生反应生成NaClO，B正确；若M为FeCl2溶液，铁电极（阴极）：

Fe2＋＋2e－===Fe；石墨电极（阳极）：

2Cl－－2e－===Cl2↑，C错误；若M是海水，该装置属于“外加电源的阴极保护法”，D错误。

答案　B

2．（2015·岳阳质检，11）全世界每年钢铁因锈蚀造成大量的损失。

某城市拟用如

图方法保护埋在酸性土壤中的钢质管道，使其免受腐蚀。

关于此方法，下列说

法不正确的是（　　）

A．土壤中的钢铁易被腐蚀是因为在潮湿的土壤中形成了原电池

B．金属棒M的材料应该是比镁活泼的金属

C．金属棒M上发生反应：

M－ne－―→Mn＋

D．这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法

解析　钢铁中的铁、碳（原电池的两极）在潮湿的环境（电解质溶液）中构成原电池，铁作负极，易被腐蚀，A项正确；如图所示，利用原电池原理保护钢质管道，说明管道作正极，金属棒M作负极，要比铁活泼，不一定比镁活泼，发生反应：

M－ne－===Mn＋，这叫牺牲阳极的阴极保护法，B错误，C、D正确。

答案　B

3．（2015·洛阳统考，9）下列装置的线路接通后，经过一段时间，溶液的pH明显

下降的是（　　）

解析　A项，发生反应：

Zn＋H2SO4==

=ZnSO4＋H2↑，c（H＋）减小，pH增大；B项，阳极：

Cu－2e－＋2OH－===Cu（OH）2↓，阴极：

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，总反应为：

Cu＋2H2O

Cu（OH）2↓＋H2↑，pH变化不明显；C项，总反应为：

2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，pH增大；D项，总反应为：

2CuSO4＋2H2O

2Cu＋O2↑＋2H2SO4，pH减小。

答案　D

4．（2015·保定期末，15）两个装置中，液体体积均为200mL，开始工作前电解质

溶液的浓度均为0.5mol/L，工作一段时间后，测得有0.2mol电子通过，若忽

略溶液体积的变化，下列叙述正确的是（　　）

A．产生气体体积①＝②

B．①中阴极质量增加，②中正极质量减小

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减小，②增大

解析　①发生电解反应，阳极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，阴极反应为2Cu2＋＋4e－===2Cu；②中发生原电池反应，负极反应为：

Zn

－2e－===Zn2＋，正极反应为：

2H＋＋2e－===H2↑。

两个电池中的CuSO4和H2SO4的物质的量都是0.1mol，当通过

0.2mol电子时两种物质正好完全反应，①生成0.05molO2，②生成0.1molH2，由此可知只有D正确。

答案　D

5．（2015·豫南九校质检，8）近年来AIST报告正在研制一种“高容量、低成本”

锂铜空气燃料电池。

该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力，其中

放电过程为2Li＋Cu2O＋H2O===2Cu＋2Li＋＋2OH－，下列说法不正确的是

（　　）

A．放电时，Li＋透过固体电解质向Cu极移动

B．放电时，负极的电极反应式为Cu2O＋H2O＋2e－===Cu＋2OH－

C．通空气时，铜被腐蚀，表面产生Cu2O

D．整个反应过程中，铜相当于催化剂

解析　放电时，负极反应为：

Li－e－===Li＋，Li＋透过固体电解质向Cu极移动，A项正确；正极反应为：

Cu2O＋2e－＋H2O===2Cu＋2OH－，B项错误；通空气时，铜被氧化为Cu2O：

4Cu＋O2===2Cu2O，总反应为：

4Li＋O2＋2H2O===4LiOH，铜相当于催化剂，C、D正确。

答案　B

6．（2014·湖北孝感统考，13）气体的自动化检测中常常应用原电池原理的传感器。

下图为电池的工作示意图：

气体扩散进入传感器，在敏感电极上发生反应，传

感器就会接收到电信号。

下表列出了待测气体及敏感电极上部分反应产物。

待测气体

部分电极反应产物

NO2

NO

Cl2

HCl

CO

CO2

H2S

H2SO4

则下列说法中正确的是（　　）

A，上述气体检测时，敏感电极均作电池正极

B．检测Cl2气体时，敏感电极的电极反应式为Cl2＋2e－===2Cl－

C．检测H2S气体时，对电极充入空气，对电极上的电极反应式为O2＋2H2O

＋4e－===4OH－

D．检测H2S和CO体积分数相同的两份空气样本时，传感器上产生的电流大

小相同

解析　由待测气体及产物的化合价可知NO2，Cl2作正极，CO、H2S作负极，A选项错误；由H2S氧化后产物为H2SO4可知，电解质溶液为酸性，电极中不能有OH－，C选项错误；D选项，H2S中1个S的化合价升高8、而CO中1个C的化合价只升高2，错误。

答案　B

二、非选择题

7．（2015·贵阳期末，20）某化学兴趣小组同学利用电化学原理对某一氧化还原反

应设计了如图装置，并进行一系列探究活动。

请回答下列问题：

（1）写出该氧化还原反应的离子方程式：

_________________________________

_

_________________________________________________________________；

（2）已知该原电池装置在反应前，两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12.1g，此时导线中通过________mol电子；

（3）在其他条件不变的情况下，若将（NH4）2SO4溶液替换FeSO4溶液，石墨电极的反应式为________________________，其原因是（NH4）2SO4溶液显________（填“酸性”、“碱性”或“中性”），用离子方程式表示溶液显此性的原因___________________________________________________________

_________________________________________________________________；

（4）若以上述原电池作电源，用石墨作电极电解某金属氯化物（XCl2）溶液，则与该原电池中石墨电极相连的是电解池的________（填“正”、“负”、“阴”或“阳”）极，该电极的反应式为______________________________________；

一段时间后，电解池的一极收集到448mL气体（已换算成标准状况），另一极增重1.28g，则X的相对原子质量为________。

解析　

（1）如图构成原电池，锌为负极发生反应：

Zn－2e－===Zn2＋，石墨为正极，溶液的Fe2＋得电子被还原：

Fe2＋＋2e－===Fe，总反应为：

Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。

（2）设导线中转移xmol电子，则负极质量减少：

65×

g，正极质量增加56×

g，有65×

＋56×

＝12.1g，得x＝0.2mol。

（3）因为NH

水解使溶液呈酸性：

NH

＋H2O

NH3·H2O＋H＋，溶液中的H＋在正极得电子。

（4）和正极（石墨）的相连的极为阳极，溶液的阴离子（Cl－）放电：

2Cl－－2e－===Cl2↑。

收集到448mL氯气，n（Cl2）＝0.02mol，由XCl2

X＋Cl2↑，得生成X0.02mol，则X的摩尔质量为

＝64g·mol－1。

答案　

（1）Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe

（2）0.2

（3）2H＋＋2e－===H2↑　酸性　NH

＋H2ONH3·H2O＋H＋

（4）阳　2Cl－－2e－===Cl2↑　64

B组　专项能力训练

一、选择题

1．（2015·日照质检，14）纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。

采用离子交换膜控制电解液中OH－的浓度制备纳米级Cu2O的装置如图所示，发生的反应为：

2Cu＋H2O

Cu2O＋H2↑。

下列说法正确的是（　　）

A．钛电极发生氧化反应

B．阳极附近溶液的pH逐渐增大

C．离子交换膜应采用阳离子交换膜

D．阳极反应式是：

2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O

解析　A项，钛电极是阴极，发生还原反应，错误；阳极反应为2Cu－2e－＋2OH－===Cu2O＋H2O，溶液的pH逐渐减小，B项错误，D项正确；C项，采用离子交换膜控制电解液中OH－的浓度，所以离子交换膜应采用阴离子交换膜，错误。

答案　D

2．（2015·广州检测）一种碳纳米管能够吸附氢气，可做充电电池（如图所示）的碳电极，该电池的电解质溶液为6mol·L－1KOH溶液，下列说法中正确的是（　　）

A．充电时将碳电极与电源的正极相连

B．充电时阴极发生氧化反应

C．放电时镍电极反应为：

NiO（OH）＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－

D.放电时碳电极反应为：

2H＋－2e－===H2↑

解析　A项，碳纳米管能够吸附氢气，可做充电电池的负极，放电时氢气发生氧化反应，故充电时该电极与外接电源的负极相连，错误；B项，充电时阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，错误；C项，放电时镍电极为正极，得到电子，发生还原反应，其电极反应为：

NiO（OH）＋H2O＋e－===Ni（OH）2＋OH－，正确；D项，放电时碳电极反应为：

H2－2e－＋2OH－===2H2O，错误。

答案　C

3．（2015·郑州质检，15）某可充电电池的原理如图所示，已知a、b为惰性电极，溶液呈酸性。

充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色。

下列叙述正确的是（　　）

A.充电时，b极接直流电源正极，a极接直流电源负极

B.充电过程中，a极的电极反应式为：

VO

＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O

C.放电时，H＋从左槽迁移进右槽

D.放电过程中，左槽溶液颜色由黄色变为蓝色

解析　由题“充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色”，说明充电时右槽发生反应：

V3＋＋e－===V2＋，为还原反应，因此右槽为阴极区，b接电源负极，A项错误；充电时左槽发生氧化反应：

VO2＋－e－＋H2O===VO

＋2H＋，B项错误；由B项分析可知，放电时，左槽反应为VO

＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O，溶液颜色由黄色变蓝色，H＋从右槽进入左槽，C项错误，D项正确。

答案　D

4．（2014·广东六校模拟，10）利用如图装置，可完成很多电化

学实验。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．若X为锌棒，开关K置于A处，可减缓铁的腐蚀，

这种方法称为牺牲阴极的阳极保护法

B．若X为铜棒，开关K置于A处，装置中发生的总反应为2NaCl＋2H2O

2NaOH＋Cl2↑＋H2↑

C．若X为碳棒，开关K置于B处，在铁棒附近滴入硫氰化钾溶液可看到溶液变红色

D．若X为碳棒，开关K置于B处，向食盐水中滴入酚酞溶液可看到碳棒附近先变红

解析　若X为锌棒，开关K置于A处，则构成电解池，铁作阴极，可减缓铁的腐蚀，这种方法称为外加电流的阴极保护法，A项不正确；若X为铜棒，开关K置于A处，则构成电解池，铜作阳极，失去电子，铁作阴极，B项不正确；若X为碳棒，开关K置于B处，则构成原电池，铁

作负极，失去电子生成亚铁离子，因此在铁棒附近滴入硫氰化钾溶液看不到溶液变红色，C项不正确；若X为碳棒，开关K置于B处，则构成原电池，铁作负极，碳棒作正极，因此向食盐水中滴

入酚酞溶液可看到碳棒附近先变红，D项正确。

答案　D

5．（2014·湖南十三校一联，18）某种聚合物锂离子电池放电时的反应为Li1－xCoO2＋LixC6===6C＋LiCoO2，其电池如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

A．放电时，LixC6发生氧化反应

B．充电时，Li＋通过阳离子交换膜从左向右移动

C．充电时，将电池的负极与外接电源的负极相连

D．放电时，电池的正极反应为Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2

解析　由电子流向可知LixC6作负极，发生氧化反应，Li1－xCoO2作正极发生还原反应，Co的化合价降低x，A，D选项正确；充电时，原电池的负极接电源的负极，作电解池的阴极，阳离子向阴极移动，B选项错误。

答案　B

6．（2013·湖南十二校一模）空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池（RFC），RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充电电池。

下图为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是（　　）

A．当有0.1mol电子转移时，a极产生标准状况下1.12LO2

B．b极上发生的电极反应是：

4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－

C．c极上发生还原反应，B中的H＋可以通过隔膜进入A

D．d极上发生的电极反应是：

O2＋4H＋＋4e－===2H2O

解析　由图可知a为阴极、b为阳极、气体X为H2、气体Y为O2、c为正极、d为负极。

正极、阴极发生还原反应，负极、阳极发生氧化反应，A项、B项、D项错误；在原电池中阳离子移向正极，C项正确。

答案　C

二、非选择题

7．（2015·豫南九校质检，18）对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。

（1）微生物电池可以除去废水中的乙酸钠和对氯酚（

），其原理如图所示。

①B是电池的________（填“正”或“负”）极。

②A极的电极反应式为______________________________________________。

（2）电渗析法处理厨房垃圾发酵液，同时得到乳酸的原理如图所示（图中HA表示乳酸分子，A－表示乳酸根离子）。

①阳极的电极反应式为______________________________________________。

②简述浓缩室中得到浓乳酸的原理：

___________________________________。

解析　

（1）由图B极CH3COO－（碳平均显0价）→HCO

（碳显＋4价），发生氧化反应，B极为负极。

A为正极发生还原反应：

中6个碳显－2价）＋2e－→

（C6H6O中6个碳显－4价），质子交换膜，利用H＋、H2O配平。

（2）①阳极，溶液中的阴离子（OH－）放电。

答案　

（1）①负

②

（2）①4OH—4e－===2H2O＋O2↑（或2H2O－4e－===O2↑＋4H＋）

②阳极OH－放电，c（H＋）增大，H＋从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室；A－从阴极通过阴离子交换膜进入浓缩室，发生反应：

H＋＋A－===HA，从而使乳酸的浓度增大

热点一　原电池（2014·课标Ⅱ12，2014·北京理综8，2013·课标Ⅰ10，2013·课标Ⅱ11，2013·安徽理综10，2013·江苏化学9）

【演练1】原电池电极反应式和电池反应式的书写

（1）[2013·北京理综，26（4）]通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：

①Pt电极上发生的是________反应（填“氧化”或“还原”）

②写出NiO电极的电极反应式：

_______________________________________。

（2）（2012·海南，13，4）肼—空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为___________________________________________________。

（3）[2012·新课标全国卷，26（4）节选]与MnO2－Zn电池类似，K2FeO4－Zn也可以组成碱性电池，K2Fe

O4在电池中作为正极材料，其电极反应为__________________________________________________________________，

该电池总反应的离子方程式为________________________________________。

（4）[2012·江苏，20，（3）]铝电池性能优越，Al－Ag2O电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。

该电池反应的化学方程式为________________________。

解析　

（1）根据氧离子的移动方向可得Pt电极为正极，应发生还原反应；NiO电极上NO失电子，与O2－结

合为NO2，根据原子守恒和电荷守恒可写出其电极反应式。

该燃料电池中N2H4在负极发生氧化反应，其电极反应式为N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑。

（2）正极发生还原反应，K2FeO4被还原为Fe3＋，由于是碱性环境，故生成Fe（OH）3，电极反应式为2FeO

＋6e－＋8H2O===2Fe（OH）3＋10OH－；负极发生氧化反应，由于是碱性环境，Zn被氧化生成Zn（OH）2，电极反应式为3Zn－6e－＋6OH－===3Zn（OH）2，两电极反应式相加得2FeO

＋3Zn＋8H2O===2Fe（OH）3＋3Zn（OH）2＋4OH－。

（3）由铝电池原理图可知，Al作负极，Ag2O/Ag作正极，电池反应式为2Al＋3Ag2O＋2NaOH===2NaAlO2＋6Ag＋H2O。

答案　

（1）①还原　②NO＋O2－－2e－===NO2

（2）N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑

（3）FeO

＋3e－＋4H2O===Fe（OH）3＋5OH－

3Zn＋2FeO

＋8H2O===3Zn（OH）2＋2Fe（OH）3＋4OH－

（4）2Al＋3Ag2O＋2NaOH===2NaAlO2＋6Ag＋H2O

【演练2】原电池工作原理的应用

把适合题意的图像填在横线上（用A、B、C、D表示）

（1）将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V（L）与时间t（min）的关系是________。

（2）将过量的两份锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，产生H2的体积V（L）与时间t（min）的关系是________。

（3）将

（1）中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，其他条件不变，则图像是________。

解析　加入CuSO4溶液，Zn置换出Cu，形成原电池，加快反应速率，

（1）a中Zn减少，H2体积减小；

（2）中由于H2SO4定量，产生H2的体积一样多；（3）当把CuSO4溶液改成CH3COONa溶液时，由于CH3COO－＋H＋CH3COOH，a中c（H＋）减少，反应速率减小，但产生H2的体积不变，所以C项正确。

答案　

（1）A　

（2）B　（3）C

热点二　电解池（2014·广东理综11，2013·北京理综9，2013·天津理综6，2013·浙江理综11）

【演练3】

如图中，甲烧杯中盛有100mL0.50mol·L－1AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100mL0.25mol·L

－1CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9g，则

（1）电源E为________极，F为________极。

（2）A极的电极反应式为_____________________________________________，

析出的物质________mol。

（3）B极的电极反应式为______________________________________________，

析出气体________mL（标准状况）。

（4）C极的电极反应式为______________________________________________，

析出的物质________mol。

（5）D极的电极反应式为______________________________________________，

析出气体________mL（标准状况）。

（6）甲烧杯中滴入石蕊试液，________极附近变红，如果继续电解，在甲烧杯中最终得到________溶液。

解析　由电解一段时间后A极比C极重，可知A极上有Ag析出，C极上有Cu析出，若A极上析出银的物质的量为n（Ag），则C极上析出Cu的物质的量为

n（Ag），有关系式108g·mol－1·n（Ag）－64g·mol－1·n（Ag）×

＝1.9g，n（Ag）＝0.025mol。

由此可知，两电解池内的电解质均是足量的，故两池电极反应式分别为：

A极：

4Ag＋＋4e－===4Ag；B极：

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；C极：

Cu2＋＋2e－===Cu；D极：

2Cl－－2e－===Cl2↑。

A、C两极析出物质的物质的量分别为0.025mol和0.0125mol；B极析出O2的体积为：

0.00625mol×22.4L·mol－1＝0.14L＝140mL；D极析出Cl2的体积为0.0125mol×22.4L·mol－1＝0.28L＝280mL。

答案　

（1）负　正

（2）Ag＋＋e－===Ag　0.025

（3）4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　140

（4）Cu2＋＋2e－===Cu　0.0125

（5）2Cl－－2e－===Cl2↑　280

（6）B　HNO3

热点三　金属的腐蚀与防护（2014·天津理综1，2013·北京理综7，2012·山东理综13）

【演练4】利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护。

若X为碳棒，为减缓铁

的腐蚀，开关K应置于________处。

若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为______。

解析　铁被保护，可以是作原电池的正极，或者电解池的阴极，故若X为碳棒，开关K应置于N处，Fe作阴极受到保护；若X为锌，开关K置于M处，铁作正极，锌作负极，称为牺牲阳极的阴极保护法。

答案　N　牺牲阳极的阴极保护法

热点四　有关电化学的计算[2012·海南化学，16，2013·重庆理综，11

（2），2012·重庆理综，29（3）]

【演练5】下图是一个化学过程的示意图。

（1）图中甲池是________装置（填“电解池”或“原电池”），其中OH－移向________极（填“CH3OH”或“O2”）。

（2）写出通入CH3OH的电极的电极反应式：

_____________________________

__________________________________________________________________。

（3）向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液，附近变红的电极为________极（填“A”或“B”），并写出此电极的反应式：

______________________________

__。

（4）乙池中总反应的离子方程式：

_______________________________________。

（5）当乙池中B（Ag）极的质量增加5.40g时，乙池的pH是________（若此时乙池中溶液的体积为500mL）；此时丙池某电极析出1.60g某金属，则丙中的某盐溶液可能是__