高考化学考前知识专题电化学基础复习题.docx

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高考化学考前知识专题电化学基础复习题

20XX届高考化学考前知识专题电化学基础复习题

[高考关键词]　1.闭合回路、电子、离子运动。

2.电极名称、电极反应式、总反应式的书写。

3.原理的创新运用、新型电源、实现特殊反应。

4.计算（电极质量变化、pH——电子数相关）。

1．按如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，cu2＋在溶液中向________（填“Zn”或“cu”）极运动。

（3）电极反应式

正极________________________________________________________________________，

负极________________________________________________________________________。

（4）若溶液X为滴有酚酞的kcl溶液

①石墨棒c1的电极反应式为____________________，石墨棒c2附近发生的实验现象为__________________________________，溶液中的k＋向__________（填“c1”或“c2”）电极移动；

②当c2极析出224mL气体（标准状况时），锌的质量变化________（填“增加”或“减少”）________g，此时B中溶液的体积为200mL，则pH为________。

（5）若溶液X为cuSo4溶液（足量）

①B池中总反应的离子方程式为__________________________________________________

________________________________________________________________________；

②反应一段时间后，A池中cu电极增重3.2g，要使B池溶液恢复到起始状态，向溶液中加入适量的______，其质量为________g。

答案　

（1）原电池　电解池　

（2）负　cu

（3）cu2＋＋2e－===cu　Zn－2e－===Zn2＋

（4）①2cl－－2e－===cl2↑　产生无色气泡，溶液变红　c2

②减少　0.65　13　（5）①2cu2＋＋2H2o=====电解2cu＋o2↑＋4H＋　②cuo　4（或cuco3　6.2）

2.如图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：

（1）铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于________（填“化学”或“电化学”）腐蚀。

（2）若试管内液面上升，则原溶液呈__________性，发生__________腐蚀，正极反应式为________________________________________________________________________。

（3）若试管内液面下降，则原溶液呈________________性，发生__________腐蚀，正极反应式为________________________。

答案　

（1）电化学

（2）弱酸或中　吸氧　o2＋2H2o＋4e－===4oH－

（3）较强的酸　析氢　2H＋＋2e－===H2↑

高考题型1　原电池原理　新型化学电源

1．（2016•全国卷Ⅱ，11）mg－Agcl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。

下列叙述错误的是（　　）

A．负极反应式为mg－2e－===mg2＋

B．正极反应式为Ag＋＋e－===Ag

c．电池放电时cl－由正极向负极迁移

D．负极会发生副反应mg＋2H2o===mg（oH）2＋H2↑

答案　B

解析　根据题意，mg－海水－Agcl电池总反应式为mg＋2Agcl===mgcl2＋2Ag。

A项，负极反应式为mg－2e－===mg2＋，正确；B项，正极反应式为2Agcl＋2e－===2cl－＋2Ag，错误；c项，对原电池来说，阴离子由正极移向负极，正确；D项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应mg＋2H2o===mg（oH）2＋H2↑，正确。

2．（2016•浙江理综，11）金属（m）－空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。

该类电池放电的总反应方程式为4m＋no2＋2nH2o===4m（oH）n。

已知：

电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。

下列说法不正确的是（　　）

A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面

B．比较mg、Al、Zn三种金属­空气电池，Al­空气电池的理论比能量最高

c．m­空气电池放电过程的正极反应式：

4mn＋＋no2＋2nH2o＋4ne－===4m（oH）n

D．在mg－空气电池中，为防止负极区沉积mg（oH）2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜

答案　c

解析　A项，采用多孔电极可以增大电极与电解质溶液的接触面积，且有利于氧气扩散至电极的表面，正确；B项，单位质量的mg、Al、Zn释放的电子分别为112mol、19mol、265mol，显然铝的比能量比mg、Zn高，正确；c项，电池放电过程正极o2得电子生成oH－，但负极生成的金属阳离子不能透过阴离子交换膜移至正极，故正极不能生成m（oH）n，反应式应为o2＋2H2o＋4e－===4oH－，错误；D项，为避免oH－移至负极而生成m（oH）n，可采用中性电解质及阳离子交换膜阻止oH－，正确。

1．原电池原理

（1）只有放热的氧化还原反应才能设计成原电池将化学能转化为电能。

典型的原电池装置如图所示：

（2）外电路：

电子从负极流出，经导线流向正极。

内电路：

可简记作“正向正，负向负”。

注意：

电子不能通过溶液

外电路和内电路共同构成闭合回路，完成自发的氧化还原反应，使化学能自主地转化为电能。

（3）原电池工作原理示意图

2．电极反应式的书写方法

（1）一般电极反应式的书写

（2）复杂电池反应的电极反应式书写

复杂的电极反应式＝总反应式－较简单一极的电极反应式

如cH4碱性燃料电池负极反应式的书写：

cH4＋2o2＋2oH－===co2－3＋3H2o……总反应式

2o2＋4H2o＋8e－===8oH－……正极反应式

cH4＋10oH－－8e－===7H2o＋co2－3……负极反应式

考向1　原电池工作原理

1．（2015•天津理综，4）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，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（Zn2＋）>m（cu2＋），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＋通过交换膜移向正极保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过交换膜的，错误。

2．银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag2o和Zn，电解质溶液为koH溶液，总反应式为Ag2o＋Zn＋H2o===2Ag＋Zn（oH）2。

下列说法中不正确的是（　　）

A．原电池放电时，负极上发生反应的物质是Zn

B．负极发生的反应是Zn＋2oH－－2e－===Zn（oH）2

c．工作时，负极区溶液碱性减弱，正极区溶液碱性增强

D．溶液中的oH－向正极移动，k＋、H＋向负极移动

答案　D

解析　根据总反应Ag2o＋Zn＋H2o===2Ag＋Zn（oH）2，分析各物质化合价发生的变化可知，Zn在负极上反应，Ag2o在正极上反应，电解质溶液为koH溶液，所以负极反应式为Zn＋2oH－－2e－===Zn（oH）2，正极反应式为Ag2o＋2e－＋H2o===2Ag＋2oH－，在负极区oH－被消耗，碱性减弱，pH减小，正极区生成oH－，碱性增强，pH增大，溶液中oH－定向移动到负极。

考向2　“盐桥”及“变态盐桥”电池

3．下列有关铜锌原电池（下图）的叙述正确的是（　　）

A．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋

B．取下盐桥，原电池仍可工作

c．在外电路中，电子从正极流向负极

D．电池反应为Zn＋cu2＋===Zn2＋＋cu

答案　D

解析　锌比铜活泼，锌是负极，失去电子，A错误；取下盐桥，不能形成闭合回路，原电池不能再工作，B错误；在外电路中，电子从负极流向正极，c错误；正极是铜，溶液中的铜离子放电，总反应式为Zn＋cu2＋===Zn2＋＋cu，D正确。

4．“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/Nicl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。

下列关于该电池的叙述错误的是（　　）

A．电池反应中有Nacl生成

B．电池的总反应是金属钠还原三价铝离子

c．正极反应为Nicl2＋2e－===Ni＋2cl－

D．钠离子通过钠离子导体在两电极间移动

答案　B

解析　结合蓄电池装置图，利用原电池原理分析相关问题。

A项，负极反应式为Na－e－===Na＋，正极反应式为Nicl2＋2e－===Ni＋2cl－，故电池反应中有Nacl生成；B项，电池的总反应是金属钠还原二价镍离子；c项，正极上Nicl2发生还原反应，电极反应式为Nicl2＋2e－===Ni＋2cl－；D项，钠在负极失电子，被氧化生成Na＋，Na＋通过钠离子导体在两电极间移动。

5．如图为钠硫高能电池的结构示意图，该电池的工作温度为320℃左右，电池反应为2Na＋xS===Na2Sx，正极的电极反应式为__________________________________________；

m（由Na2o和Al2o3制得）的两个作用是__________________________________。

答案　xS＋2e－===S2－x　导电和隔绝Na、S的作用

解析　由方程式可知反应中Na被氧化，应为原电池负极，电极方程式为Na－e－===Na＋，正极上硫得电子发生还原反应，所以正极电极反应式为xS＋2e－===S2－x；在该装置中m起到盐桥的作用，有导电和隔绝Na、S的作用。

考向3　“介质”多变的燃料电池

6．如图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是（　　）

A．a电极是负极

B．b电极的电极反应为4oH－－4e－===2H2o＋o2↑

c．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源

D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置

答案　B

解析　氢氧燃料电池的总反应式为2H2＋o2===2H2o，因此a电极上发生反应：

2H2－4e－===4H＋，是负极；b电极上发生反应：

o2＋2H2o＋4e－===4oH－，是正极；氢氧燃料电池的能量转化率较高，且产物H2o是一种无污染物质，故该电池是一种具有应用前景的绿色电源。

氢氧燃料电池中只要通入H2、o2就能工作，无需将H2、o2储藏在电池内部。

7．科学家设想，N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

A．通入N2的电极发生的电极反应式为N2＋6e－＋8H＋===2NH＋4

B．反应过程中溶液的pH会变大，故需要加入盐酸

c．该电池外电路电流从通入H2的电极流向通入N2的电极

D．通入H2的电极为负极，A为NH4cl

答案　c

解析　A项，该电池的原理是合成氨，所以正极是氮气发生还原反应，电极反应式为N2＋6e－＋8H＋===2NH＋4，正确；B项，反应过程中，H＋不断被消耗，pH变大，需要加入盐酸，正确；c项，该装置是原电池装置，电流由正极通过外电路流向负极，即由通入氮气的电极沿外电路流向通入氢气的电极，错误；D项，通入H2的电极为负极，A为NH4cl，正确。

8．固体氧化物燃料电池（SoFc）的工作原理如图所示，已知电池中电解质为熔融固体氧化物，o2－可以在其中自由移动。

下列有关说法合理的是（　　）

A．电极b为电池负极，电极反应式为o2＋4e－===2o2－

B．固体氧化物的作用是让电子在电池内通过

c．若H2作为燃料气，接触面上发生的反应为H2＋oH－－2e－===H＋＋H2o

D．若c2H4作为燃料气，接触面上发生的反应为c2H4＋6o2－－12e－===2co2＋2H2o

答案　D

解析　负极应该发生氧化反应，b极应为电池正极，A错；电子在外电路中通过，o2－通过固体氧化物定向移动，B错；燃料在接触面上与o2－反应，失去电子，c错，D正确。

9．（2015•江苏，10）一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。

下列有关该电池的说法正确的是（　　）

A．反应cH4＋H2o=====催化剂△3H2＋co，每消耗1molcH4转移12mol电子

B．电极A上H2参与的电极反应为H2＋2oH－－2e－===2H2o

c．电池工作时，co2－3向电极B移动

D．电极B上发生的电极反应为o2＋2co2＋4e－===2co2－3

答案　D

解析　A项，c－4H4→c＋2o，则该反应中每消耗1molcH4转移6mol电子，错误；该电池的传导介质为熔融的碳酸盐，所以A电极即负极上H2参与的电极反应为H2－2e－＋co2－3===co2＋H2o，错误；c项，原电池工作时，阴离子移向负极，而B极是正极，错误；D项，B电极即正极上o2参与的电极反应为o2＋4e－＋2co2===2co2－3，正确。

考向4　其他新电池

10．锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。

该电池反应原理如图所示，其中电解质Liclo4溶于混合有机溶剂中，Li＋通过电解质迁移入mno2晶格中，生成Limno2。

下列有关说法正确的是（　　）

A．外电路的电流方向是由a极流向b极

B．电池正极反应式为mno2＋e－＋Li＋===Limno2

c．可用水代替电池中的混合有机溶剂

D．每转移0.1mol电子，理论上消耗Li的质量为3.5g

答案　B

解析　Li是负极，mno2是正极，且Li是活泼金属，能与水直接反应。

11．研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池，充放电时Alcl－4和Al2cl－7两种离子在Al电极上相互转化，其他离子不参与电极反应，其放电工作原理如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．放电时，有机阳离子向铝电极方向移动

B．充电时，铝电极连接外加电源的正极，石墨电极连接外加电源的负极

c．放电时负极的电极反应：

Al－3e－＋7Alcl－4===4Al2cl－7

D．该电池的工作原理：

3cn＋4Al2cl－7放电充电3cnAlcl4＋Al＋Alcl－4

答案　c

高考题型2　电解原理及应用

1．（2016•北京理综，12）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（　　）

A．a、d处：

2H2o＋2e－===H2↑＋2oH－

B．b处：

2cl－－2e－===cl2↑

c．c处发生了反应：

Fe－2e－===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　A项，a、d处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，氢氧根离子剩余造成的，正确；B项，b处变红，局部褪色，说明是溶液中的氯离子放电生成氯气同时与H2o反应生成Hclo和H＋，cl－－2e－＋H2o===Hclo＋H＋，错误；c项，c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，正确；D项，实验一中ac形成电解池，bd形成电解池，所以实验二中形成3个电解池，n（右面）有气泡生成，为阴极产生氢气，n的另一面（左面）为阳极产生cu2＋，cu2＋在m的右面得电子析出铜，正确。

2．（2016•全国卷Ⅰ，11）三室式电渗析法处理含Na2So4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和So2－4可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。

下列叙述正确的是（　　）

A．通电后中间隔室的So2－4离子向正极迁移，正极区溶液pH增大

B．该法在处理含Na2So4废水时可以得到NaoH和H2So4产品

c．负极反应为2H2o－4e－===o2＋4H＋，负极区溶液pH降低

D．当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的o2生成

答案　B

解析　电解池中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动，即So2－4离子向正极区移动，Na＋向负极区移动，正极区水电离的oH－发生氧化反应生成氧气，H＋留在正极区，该极得到H2So4产品，溶液pH减小，负极区水电离的H＋发生还原反应生成氢气，oH－留在负极区，该极得到NaoH产品，溶液pH增大，故A、c项错误，B正确；该电解池相当于电解水，根据电解水的方程式可计算出当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.25mol的o2生成，错误。

1．电解池工作原理（阳极为惰性电极）示意图

2．电解池中电极反应式的书写步骤

3．“六点”突破电解应用题

（1）分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极的反应为“阳氧阴还”。

（2）剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。

（3）注意放电顺序。

（4）书写电极反应式，注意得失电子守恒。

（5）正确判断产物

①阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解（注意：

铁作阳极溶解生成Fe2＋，而不是Fe3＋）；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S2－>I－>Br－>cl－>oH－（水）>含氧酸根>F－。

②阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：

Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>cu2＋>H＋>Pb2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋（水）>Al3＋>mg2＋>Na＋。

（6）恢复原态措施

电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。

一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解cuSo4溶液，cu2＋完全放电之前，可加入cuo或cuco3复原，而cu2＋完全放电之后，应加入cu（oH）2或cu2（oH）2co3复原。

考向1　电解原理及通常应用

1．根据如图判断，下列说法正确的是（　　）

A．甲电极附近溶液pH会升高

B．甲极生成氢气，乙极生成氧气

c．当有0.1mol电子转移时，乙电极产生1.12L气体

D．图中b为阴离子交换膜、c为阳离子交换膜，利用该装置可以制硫酸和氢氧化钠

答案　D

解析　甲为阳极，放氧生酸，电极附近H＋浓度增大；乙为阴极，产生H2；c项未指明标准状况，错。

2．观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是（　　）

A．装置①中阳极上析出红色固体

B．装置②的待镀铁制品应与电源正极相连

c．装置③中外电路电子由a极流向b极

D．装置④中所连的X是外接电源的正极

答案　c

解析　电解cucl2溶液时，阳极产生氯气，阴极析出红色的铜，A项错误；电镀时，镀层金属作阳极，连电源的正极，待镀铁制品作阴极，连电源的负极，B项错误；装置③中，通入氢气的a极是负极，通入氧气的b极是正极，在外电路中，电子由a极经电流表流向b极，c项正确；装置④是利用电解原理防腐，钢闸门应是被保护的电极，为阴极，所连的X电极是外接电源的负极，D项错误。

3．碘盐中添加的碘酸钾在工业上可用电解kI溶液制取，电极材料是石墨和不锈钢，化学方程式是kI＋3H2o=====电解kIo3＋3H2↑。

有关说法不正确的是（　　）

A．石墨作阳极，不锈钢作阴极

B．I－在阳极放电，H＋在阴极放电

c．电解过程中电解质溶液的pH变小

D．电解过程中转移3mole－时，理论上可制得kIo3107g

答案　c

解析　A项，根据方程式可知碘离子失去电子，水电离出的氢离子得到电子转化为氢气。

电解池中阳极反应失去电子，阴极反应得到电子，所以该电解池中阳极是惰性电极，则石墨作阳极，不锈钢作阴极，正确；B项，I－在阳极放电，H＋在阴极放电，正确；c项，电解时氢离子放电，溶液中剩余氢氧根离子，因此溶液的碱性增强，则pH变大，错误；D项，根据方程式可知生成1mol碘酸钾转移6mol电子，则电解过程中转移3mole－时，理论上可制得kIo3的质量是3mol6×214g•mol－1＝107g，正确。

考向2　电解原理的不寻常应用

4．将铝件与另一种材料作电极，以某种溶液作电解液进行电解，通电后在铝件与电解液的接触面上逐渐形成一层Al（oH）3薄膜，薄膜的某些部位存在着小孔，电流从小孔通过并产生热量使Al（oH）3分解，从而在铝件表面形成一层较厚的氧化膜。

某校课外兴趣小组根据上述原理，以铝件和铁棒为电极，一定浓度的NaHco3溶液为电解液进行实验。

（1）铝件表面形成Al（oH）3的电极反应式是_________________________________

________________________________________________________________________。

（2）电解过程中，必须使电解液pH保持相对稳定（不能太大，也不能太小）的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）用NaHco3溶液作电解液，会减缓阴极区溶液pH的增大，能说明这一原理的离子方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）Al－3e－＋3Hco－3===Al（oH）3↓＋3co2↑

（2）Al（oH）3、Al2o3具有两性，电解液的酸性或碱性过强，都会使所形成的Al2o3薄膜溶解　（3）Hco－3＋oH－===co2－3＋H2o

解析　因为铝要生成Al（oH）3，铝件应作阳极，铁棒作阴极，NaHco3溶液为电解液。

由于Al（oH）3、Al2o3具有两性，电解液的酸性或碱性过强，都会使所形成的Al（oH）3或Al2o3薄膜溶解。

碳酸氢钠能与碱反应：

Hco－3＋oH－===co2－3＋H2o，所以会减缓阴极区溶液pH的增大。

5．甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：

通电后，将co2＋氧化成co3＋，然后以co3＋作氧化剂把水中的甲醇氧化成co2而净化。

实验室用下图装置模拟上述过程：

（1）写出阳极的电极反应式____________________。

（2）写出除去甲醇的离子方程式_______________________