电化学经典例题及练习Word文档下载推荐.docx
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X电极上发生的电极反应为____________________________；
（3）外电路中的电子是从_______电极流向________电极。
答案：
（1）铜（或Cu）；
AgNO3溶液。
（2）正，Ag
＋e
=Ag；
Cu－2e
=Cu
。
（3）负（Cu）；
正（Ag）。
【变式3】Li SOCl2电池可用于心脏起搏器。
该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4 SOCl2。
电池的总反应可表示为4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。
（1）电池的负极材料为__________，发生的电极反应为___________________________。
（2）电池正极发生的电极反应为_______________________________________________。
（1）锂Li－e－===Li＋
（2）2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2
考点四、 原电池原理的应用
【典例4】
（2012大纲∙11）①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，①②相连时，外电路电流从②流向①；
①③相连时，③为正极；
②④相连时，②上有气泡逸出；
③④相连时，③的质量减少。
据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是
A．①③②④B．①③④②C．③④②①D．③①②④
B
【变式4】有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：
①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；
②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C；
③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；
④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应。
据此，判断四种金属的活动性顺序是（ B ）
A．A>
B>
C>
DB．A>
D>
BC．C>
A>
DD．B>
A
B解析：
金属与稀硫酸溶液组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H+在正极表面得到电子生成氢气，电子由负极流向正极，电流由正极流向负极。
题中由①知A>
B；
由②知C>
D；
由③知A>
C；
由④知D>
B。
综合以上信息可知金属活动性A>
盐桥原电池的专题突破
1．盐桥的组成和作用
（1）盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的胶冻。
（2）盐桥的作用：
①连接内电路，形成闭合回路；
②平衡电荷，使原电池不断产生电流。
2．单池原电池和盐桥原电池的对比
图1和图2两装置的相同点：
正负极、电极反应、总反应、反应现象。
负极：
Zn－2e－===Zn2＋正极：
Cu2＋＋2e－===Cu总反应：
Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋
不同点：
图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2＋，有一部分Zn与Cu2＋直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。
图2中Zn和CuSO4溶液在两个池子中，Zn与Cu2＋不直接接触，不存在Zn与Cu2＋直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。
关键点：
盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。
【典例5】根据氧化还原反应：
2Ag＋（aq）＋Cu（s）===Cu2＋（aq）＋2Ag（s）设计的原电池如图所示，其中盐桥内装琼脂 饱和KNO3溶液。
（1）电极X的材料是__________；
电解质溶液Y是______________。
（2）银电极为电池的______极，写出两电极的电极反应式：
银电极：
___________________；
X电极：
___________________。
（3）外电路中的电子是从______电极流向________电极。
（4）盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是__________（填序号）。
A．K＋B．NO
C．Ag＋D．SO
（5）其中CuSO4溶液能否被H2SO4（稀）溶液代替________。
Ag电极能否被石墨代替_____。
（1）CuAgNO3溶液
（2）正2Ag＋＋2e－===2AgCu－2e－===Cu2＋
（3）CuAg（4）B（5）能能
【变式5】已知反应AsO
＋2I－＋2H＋
AsO
＋I2＋H2O是可逆反应。
设计如图装置（C1、C2均为石墨电极），分别进行下述操作：
Ⅰ.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸
Ⅱ.向B烧杯中逐滴加入40%NaOH溶液
结果发现电流表指针均发生偏转。
试回答下列问题：
（1）两次操作中指针为什么发生偏转？
（2）两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？
试用化学平衡移动原理解释之。
（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________________________________________。
（5）操作Ⅱ过程中，盐桥中的K+移向烧杯溶液（填“A”或“B”）。
（1）两次操作中均能形成原电池，化学能转变成电能。
（2）（Ⅰ）加酸，c（H＋）增大，平衡向正反应方向移动，AsO43－得电子，I－失电子，所以C1极是负极，C2极是正极。
（Ⅱ）加碱，c（OH－）增大，平衡向逆反应方向移动，AsO33－失电子，I2得电子，此时，C1极是正极，C2极是负极。
故化学平衡向不同方向移动，发生不同方向的反应，电子转移方向不同，即电流表指针偏转方向不同。
（3）2I－－2e－===I2（4）AsO33－＋2OH－－2e－===AsO43－＋H2O
【走出误区】机械地认为活泼金属作负极
判断电池的正负极不仅要考虑两极材料的相原电池中对活泼性，还要根据电解质溶液的性质来综合考虑，无论是什么类型的原电池：
负极始终发生氧化反应，正极始终发生还原反应。
【例】将Al片和Cu片用导线联接，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．Al片、Cu片B．Cu片、Al片C．Al片、Al片D．Cu片、Cu片
【考点突破】
考点一、常见的化学电池
【典例1】可用于电动汽车的铝—空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。
下列说法正确的是
A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：
O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：
Al＋3OH－－3e－＝Al（OH）3↓
C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
【变式】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。
大量安全储氢是关键技术之一。
锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
w.w.w.GkStK.c.o.m
Ⅰ．2Li＋H2
2LiHⅡ．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。
（1）由化学能转变为电能由a到b
（2）
或
（3）增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快电极反应速率
（4）①LiH2O ②1/1148或
③32
考点二、燃料电池电极反应判断及书写
【典例分析2】以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法：
（1）酸性条件
燃料电池总反应式：
CH4＋2O2===CO2＋2H2O①
燃料电池正极反应式：
O2＋4H＋＋4e－===2H2O②
①－②×
2，得燃料电池负极反应式：
_________________________________________。
（2）碱性条件
CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O①
O2＋2H2O＋4e－===4OH－②
________________________________________。
（3）固体电解质（高温下能传导O2－）
O2＋4e－===2O2－②
__________________________________________。
（4）熔融碳酸盐（如：
熔融K2CO3）环境下
电池总反应式：
CH4＋2O2===CO2＋2H2O。
正极电极反应式：
O2＋2CO2＋4e－===2CO
电池总反应式－正极电极反应式得负极电极反应式：
__________________。
【典例分析3】
（2008-北京5）．据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。
某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。
下列有关该电池的叙述不正确的是（D）
A．正极反应式为：
O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
B．工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变
C．该燃料电池的总反应方程式为：
2H2＋O2＝2H2O
D．用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24LCl2（标准状况）时，有0.1mol电子转移
【变式训练3】、（2008-宁夏10）．一种燃料电池中发生的化学反应为：
在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。
该电池负极发生的反应是（C）
A．CH3OH（g）＋O2（g）＝H2O
（1）＋CO2（g）＋2H＋（aq）＋2e－
B．O2（g）＋4H＋（aq）＋4e－＝2H2O
（1）
C．CH3OH（g）＋H2O
（1）＝CO2（g）＋6H＋（aq）＋6e－
D．O2（g）＋2H2O
（1）＋4e－＝4OH－
考点三、可充电电池电极反应式的书写
在书写可充电电池电极的反应式时，要明确电池和电极，放电为原电池，充电为电解池。
①原电池的负极与电解池的阳极发生氧化反应，对应元素化合价升高
②原电池的正极与电解池阴极发生还原反应，对应元素化合价降低
【典例分析4】
（2008-江苏5）．镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。
已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：
（A）
Cd＋2NiOOH＋2H2O
Cd（OH）2＋2Ni（OH）2有关该电池的说法正确的是
A．充电时阳极反应：
Ni（OH）2－e－＋OH－==NiOOH＋H2O
B．充电过程是化学能转化为电能的过程
C．放电时负极附近溶液的碱性不变
D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动
【变式练习4】（2008·
海南，7）关于铅蓄电池的说法正确的是（ ）
A．在放电时，正极发生的反应是Pb（s）＋SO
（aq）－2e－===PbSO4（s）
B．在放电时，该电池的负极材料是铅板
C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
D．在充电时，阳极发生的反应是PbSO4（s）＋2e－===Pb（s）＋SO
（aq）
考点四、新型电池
【典例分析6】．（2011·
福建理综，11）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。
该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。
关于该电池的下列说法不正确的是（ C ）
A．水既是氧化剂又是溶剂B．放电时正极上有氢气生成
C．放电时OH－向正极移动D．总反应为2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
【变式训练6】
（2010·
浙江理综，9）Li Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：
2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe，有关该电池的下列说法中，正确的是（ B ）
A．Li Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为＋1价
B．该电池的电池反应式为2Li＋FeS===Li2S＋Fe
C．负极的电极反应式为Al－3e－===Al3＋
D．充电时，阴极发生的电极反应式为Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS
考点五、原电池与工业流程结合
【典例】
（2011四川∙29）（4）用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料（用MH）表示），NiO（OH）作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。
电池充放电时的总反应为：
NiO（OH）＋MH
Ni（OH）2＋M
①电池放电时，负极的电极反应式为____________。
②充电完成时，Ni（OH）2全部转化为NiO（OH）。
若继续充电将在一个电极产生O2，O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为____________
（1）4FeS2（s）＋11O2（g）
2Fe2O3（s）＋8SO2（g）△H＝－3408kJ/mol
（2）2H2O＋SO2＝H2SO4＋H2（3）减小氢气的浓度，使HI分解平衡正向移动，提供HI的分解率
（4）MH＋OH－－e－＝M＋H2O2H2O＋O2＋4e－＝4OH－
【变式】（2010重庆卷∙29）钒（V）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域．
（2）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，其原理如图所示．
①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，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
1023个，左槽溶液中n（H＋）的变化量为．
（1）①
；
②氨水
（2）①
②绿紫③参与正极反应；
通过交换膜定向移动使电流通过溶液；
0.5mol
【走近高考】
1．（2012四川-11）一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：
CH3CH2OH－4e－＋H2O＝CH3COOH＋4H＋。
下列有关说法正确的是
A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动
B．若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气
C．电池反应的化学方程式为：
CH3CH2OH＋O2＝CH3COOH＋H2O
D．正极上发生的反应是：
O2＋4e－＋2H2O＝4OH－
2．（2010·
安徽理综，11）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（ D ）
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
3、（2010-江苏11）.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（C）
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
4、（2011·
课标全国卷，11）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe（OH）2＋2Ni（OH）2下列有关该电池的说法不正确的是（C ）
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Fe＋2OH－－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）2＋2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O
5．（2011·
山东理综，29）科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。
（1）实验室可用无水乙醇处理少量残留的金属钠，化学反应方程式为_____________。
要清洗附着在试管壁上的硫，可用的试剂是________。
（2）右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 。
与铅蓄电池相比，当消耗相同质量的负极活性物质时，钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的 倍。
（3）Na2S溶液中离子浓度由大到小的顺序为 ，向该溶液中加入少量固体CuSO4，溶液pH （填“增大”、“减少”或“不变”）。
Na2S溶液长期放置有硫析
出，原因为 （用离子方程式表示）。
．
（1）2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑ CS2[或（热）碱溶液]
（2）xS＋2e－===S
（或2Na＋＋xS＋2e－===Na2Sx）
离子导电（导电或电解质）和隔离钠与硫 4.5
（3）c（Na＋）＞c（S2－）＞c（OH－）＞c（HS－）＞c（H＋） 减小2S2－＋O2＋2H2O===2S↓＋4OH－
电化学对应练习
1．（2013海南4）Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为：
2AgCl+Mg=Mg2++2Ag+2Cl-。
有关该电池的说法正确的是
A．Mg为电池的正极B．负极反应为AgCl+e-=Ag+Cl-
C．不能被KCl溶液激活D．可用于海上应急照明供电
2．（2013海南12）下图所示的电解池I和II中，a、b、c和d均为Pt电极。
电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b>
d。
符合上述实验结果的盐溶液是
选项
X
Y
A．
MgSO4
CuSO4
B．
AgNO3
Pb（NO3）2
C．
FeSO4
Al2（SO4）3
D．
3.（2013新课标2,11）“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
4（2013安徽10）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LiCl-KCl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：
PbSO4+2LiCl+Ca=====CaCl2+Li2SO4+Pb。
A．正极反应式：
Ca+2Cl--2e-=====CaCl2
B．放电过程中，Li+向负极移动
C．每转移0.1mol电子，理论上生成20.7gPb
D.常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏转
5．（2013江苏）Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。
该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。
该电池工作时，下列说法正确的是
A．Mg电极是该电池的正极
B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C．石墨电极附近溶液的pH增大
D．溶液中Cl－向正极移动
6．（2013浙江11）电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。
在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。
已知:
3I2+6OH—==IO3—+5I—+3H2O,下列说法不正确的是
A．右侧发生的电极方程式：
2H2O+2e—==H2↑+2OH—
B．电解结束时，右侧溶液中含有IO3—
C．电解槽内发生反应的总化学方程式KI+3H2O======KIO3+3H2↑
D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变
7．（2013全国）锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。
某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO2）、导电剂乙炔黑和铝箔等。
充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi＋+xe－==LixC6。
现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。
（1）LiCoO2中，Co元素的化合价为______。
（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式____________________。
（3）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的
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