高三电化学复习含答案.docx
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高三电化学复习含答案
“电化学基础”的命题规律及其备考策略
电化学知识在高考试题中出现的频率很高，与生产生活、新材料、新科技等问题紧密相连。
常以新型电池为背景，考查原电池的相关知识；以电解原理的最新应用为背景，考查电解池的相关知识。
主要题型是根据题目所给的信息正确书写电极反应式及电池反应式，新颖性和综合性比较强。
1．原电池——明确工作原理，学会两个判断
（1）原电池的工作原理
Zn－2e－===Zn2＋
2H＋＋2e－===H2↑
（2）原电池正、负极的判断方法
①根据电极材料：
一般活泼金属为负极，不活泼金属或非金属为正极；燃料电池中通燃料的为负极，通氧气的为正极。
②根据反应类型：
失电子发生氧化反应的是负极，得电子发生还原反应的是正极。
③根据相关流向：
电子流出、电流流入、阴离子移向的电极为负极；反之则为正极。
（3）原电池的判断
①依据形成条件：
有两个活泼程度不同的电极，且与电解质溶液形成闭合回路的装置。
②铅蓄电池等二次电池：
充电时为电解池，放电时为原电池。
【例1】 铜锌原电池（如图）工作时，下列叙述正确的是（ ）
A．一段时间后，铜棒上有红色物质析出
B．正极反应为：
Zn－2e－===Zn2＋
C．在外电路中，电流从负极流向正极
D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
2．电解池——理解原理，重在应用
（1）电解原理
阳极放电顺序：
Cl－>OH－
电极反应：
2Cl－－2e－===Cl2↑
阴极放电顺序：
Cu2＋>H＋
电极反应：
Cu2＋＋2e－===Cu
（2）氯碱工业：
阳极：
阴极：
总反应式：
（3）电解硫酸铜溶液：
①惰性电极作电极：
阳极：
阴极：
总反应式：
②电解精炼粗铜时：
阳极（粗铜）：
阴极（纯铜）：
【例2】 （2016·课标全国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SO
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SO
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
3．新型电池——掌握分析方法，正确书写反应式
（1）分析新型电池的方法
根据信息判断装置类型——确定电极名称——依据原理分析有关变化——写出答案。
（2）信息型电极反应式的书写方法
①根据题干要求和信息写出反应物和生成物；
②根据化合价的变化确定得失电子的数目；
③根据电解质溶液的酸碱性和电荷守恒或原子守恒补充H2O、H＋或OH－；
④根据守恒配平电极反应式。
【例3】 某科研单位用SO2来制备硫酸，装置如下图1。
电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。
（1）通入SO2的电极为______极，其电极反应式为____________________________；此电极区溶液的pH________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）电解质溶液中的H＋通过质子交换膜向__________（填“左”或“右”）移动，通入O2的电极反应式为__________________________________________________
____________________________________________________________________。
（3）电池的总反应式_______________________________________________。
图1
图2
（4）用上述反应产生的电能电解尿素[CO（NH2）2]的碱性溶液制氢气，装置如图2所示：
（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳两极均为惰性电极）。
a极为________，电极反应式________________________________________
_________________________________________________________________；
b极为________，电极反应式_______________________________________
________________________________________________________________。
4．电化学计算
（1）根据电子守恒法计算：
用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物等的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。
（2）根据总反应式计算：
根据总反应式列比例式计算。
（3）根据关系式计算：
利用得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，列出计算所需的关系式。
【例4】
（1）用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如图①，电解过程中的实验数据如图②，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积（标准状况）。
下列说法正确的是（ ）
A．电解过程中，b电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生
B．a电极上发生的反应方程式为2H＋＋2e－===H2↑和4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
C．从P到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为12g·mol－1
D．曲线0～P段表示H2和O2混合气体的体积变化，曲线P～Q段表示O2的体积变化
（2）如果要使溶液恢复到电解前的状态，向溶液中加入0.8gCuO即可，则电解后溶液的氢离子的物质的量为________mol。
（3）如果向所得溶液中加入0.1molCu（OH）2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为________mol。
（4）如果向所得溶液中加入0.1molCu2（OH）2CO3后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为________mol。
一、原电池的工作原理及应用
1．有关电化学知识的描述正确的是（ ）
A．CaO＋H2O===Ca（OH）2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能
B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu（NO3）2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液
C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成
D．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池
2．如图所示甲、乙两个装置，所盛溶液体积和浓度均相同且足量，电极铝和镁都已除去表面氧化膜。
当两装置电路中通过的电子都是1mol时，下列说法不正确的是（ ）
A．溶液的质量减小程度：
乙<甲
B．溶液的导电能力变化：
甲<乙
C．甲中阴极和乙中铝电极上析出物质质量：
甲＝乙
D．电极反应式：
甲中阳极：
2Cl－－2e－===Cl2↑
乙中正极：
Cu2＋＋2e－===Cu
3．一种微生物燃料电池如图所示。
下列关于该电池说法正确的是（ ）
A．a电极发生还原反应
B．H＋由右室通过质子交换膜进入左室
C．b电极的电极反应式为：
2NO
＋10e－＋12H＋===N2↑＋6H2O
D．电池工作时，电流由a电极沿导线流向b电极
二、电解池的工作原理及应用、金属的腐蚀和防护
4．在世界海运史上曾发生过这样一个悲剧：
一艘名叫“阿那吉纳”号的货轮满载着精选铜矿砂，在向日本海岸行驶时突然发生大面积漏水，最终沉没。
坚硬的钢制船体为什么会突然漏水呢？
事后的事故调查结果表明导致沉船的原因与船上的精选铜矿砂密切相关。
下列对此调查结论的理解正确的是（ ）
A．精铜矿砂装载过多导致沉船
B．运输途中铜与空气中的氧气发生氧化反应导致质量增大，超过船的承载能力
C．在潮湿的环境中，船体与铜构成了原电池，加速了作为负极的船体的腐蚀
D．在潮湿的环境中，船体与铜构成了电解池，钢制船体作阳极而被氧化腐蚀
5.自来水管道经历了从铸铁管→镀锌管→PVC管→PPR热熔管等阶段，铸铁管、镀锌管被弃用的原因之一，可以用原电池原理来解释，示意图如图所示。
下列有关说法不正确的是（ ）
A．如果是镀锌管，则a端为Zn，是负极，产生Zn2＋，不但会造成管道锈蚀，Zn2＋溶于自来水也对人体有害
B．b端发生的电极反应为ClO－＋H2O－2e－===Cl－＋2OH－
C．由于该原电池原理的存在，一定程度上减弱了自来水中余氯的杀菌消毒功能
D．从自来水厂到用户，经过该类管道的长期接触，自来水的酸碱性发生了变化
6．某工厂采用电解法处理含铬废水，耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，原理示意图如下，下列说法不正确的是（ ）
A．A为电源正极
B．阳极区溶液中发生的氧化还原反应为
Cr2O
＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
C．阴极区附近溶液pH降低
D．若不考虑气体的溶解，当收集到H213.44L（标准状况）时，有0.1molCr2O
被还原
三、电极反应式和总反应式的书写
7．一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
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，CO
向电极B移动
D．电极B上发生的电极反应为：
O2＋2CO2＋4e－===2CO
8．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↑。
请回答下列问题：
（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______________________________________
________________________。
9．为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，使铝表面的氧化膜增厚。
其反应原理如下：
电池：
Pb（s）＋PbO2（s）＋2H2SO4（aq）===2PbSO4（s）＋2H2O（l）
电解池：
2Al＋3H2O
Al2O3＋3H2↑
电解过程中，以下判断正确的是（ ）
电池
电解池
A
H＋移向Pb电极
H＋移向Pb电极
B
每消耗3molPb
生成2molAl2O3
C
正极：
PbO2＋4H＋＋2e－
===Pb2＋＋2H2O
阳极：
2Al＋3H2O－6e－
===Al2O3＋6H＋
D
10.以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：
下列说法不正确的是（ ）
A．在阴极室，发生的电极反应为2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑
B．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H＋浓度增大，使平衡2CrO
＋2H＋
Cr2O
＋H2O向右移动
C．该制备过程中总反应的化学方程式为4K2CrO4＋4H2O
2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑
D．测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比（nK/nCr）为d，则此时铬酸钾的转化率为1－
11.研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2 CaO作电解质，利用右图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛。
下列说法中正确的是（ ）
A．由TiO2制得1mol金属Ti，理论上外电路转移2mol电子
B．阳极的电极反应式为C＋2O2－－4e－===CO2↑
C．在制备金属钛前后，整套装置中CaO的总量减少
D．若用铅蓄电池作该装置的供电电源，“＋”接线柱应连接Pb电极
四、电化学计算
12．500mLKNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中c（NO
）＝0.6mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到2.24L气体（标准状况下），假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是（ ）
A．原混合溶液中c（K＋）为0.2mol·L－1
B．上述电解过程中共转移0.2mol电子
C．电解得到的Cu的物质的量为0.05mol
D．电解后溶液中c（H＋）为0.2mol·L－1
13．在如图所示的装置中，若通直流电5min时，铜电极质量增加2.16g。
试回答下列问题。
（1）电源中X电极为直流电源的________极。
（2）pH变化：
A：
________，B：
________，C：
________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）通电5min时，B中共收集224mL（标准状况下）气体，溶液体积为200mL，则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为______________（设电解前后溶液体积无变化）。
（4）若A中KCl足量且溶液的体积也是200mL，电解后，溶液的pH为__________（设电解前后溶液体积无变化）。
五、综合提升
14.右图装置中发生反应的离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，下列说法错误的是（ ）
A．a、b不可能是同种材料的电极
B．该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸
C．该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸
D．该装置可看作是铜锌原电池，电解质溶液是稀硫酸
15.化学家正在研究尿素动力燃料电池，尿液也能发电。
用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电。
尿素燃料电池结构如图所示，下列有关描述正确的是（ ）
A．电池工作时H＋移向负极
B．该电池用的电解质溶液是KOH溶液
C．甲电极反应式为：
CO（NH2）2＋H2O－6e－===CO2↑＋N2↑＋6H＋
D．电池工作时，理论每净化1molCO（NH2）2，消耗33.6LO2
16.某课外活动小组的同学在学习了电化学相关知识后，用如图装置进行实验，请回答下列问题：
（1）实验一：
将开关K与a连接，则乙为________极，电极反应式为___________
___________________________________________________________________。
（2）实验一结束后，该研究小组的同学决定在乙电极表面上镀下列金属中的一种以防止铁被腐蚀，正确的选择是________（填字母编号）。
A．CuB．ZnC．SnD．Ag
（3）实验二：
开关K与b连接，则乙________极，总反应的离子方程式为_________________________________________________________________。
（4）对于实验二，下列说法正确的是________（填字母编号）。
A．溶液中Na＋向甲极移动
B．从甲极处逸出的气体能使湿润的淀粉 KI试纸变蓝
C．反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
D．反应在结束后，甲电极和乙电极上收集到的气体体积一定相等
（5）该研究小组的同学在进行实验二结束的溶液中滴加酚酞溶液，发现________（填“甲”或“乙”）极附近变红。
若标准状况下乙电极产生22.4mL气体，转移电子的物质的量为________mol；若剩余溶液体积为200mL，则该溶液的pH为________。
第9讲 “电化学基础”的命题规律及其备考策略
备考指导
例1 A [Cu为正极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，铜棒上有红色物质析出，A项正确，B项错误；在外电路中，电流从正极流向负极，C项错误；CuSO4溶液中c（Cu2＋）降低，故盐桥中的K＋移向CuSO4溶液，D项错误。
]
例2 B [电解池中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动，即SO
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。
]
例3
（1）负 SO2－2e－＋2H2O===SO
＋4H＋ 减小
（2）右 O2＋4e－＋4H＋===2H2O
（3）2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4
（4）阳极 CO（NH2）2＋8OH－－6e－===CO
＋N2↑＋6H2O 阴极 2H＋＋2e－===H2↑或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
解析
（1）用SO2制备硫酸，SO2被氧化，应为负极，S的化合价升高2，即SO2－2e－→SO
，因溶液显酸性，用H2O、H＋配平得SO2－2e－＋2H2O===SO
＋4H＋，依据该反应式可知负极区溶液的酸性增强。
（2）在原电池中阳离子向正极移动，O2得4个电子，因溶液显酸性，用H2O、H＋配平得O2＋4e－＋4H＋===2H2O。
（3）两极电极反应式相加得总反应式为2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4。
（4）该电池反应时，氮元素化合价由－3价变为0价，H元素化合价由＋1价变为0价，则氮元素被氧化，氢元素被还原，所以生成氮气的电极a是阳极，电极反应式为CO（NH2）2＋8OH－－6e－===CO
＋N2↑＋6H2O；生成氢气的电极b是阴极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。
例4
（1）C
（2）0.02 （3）0.4 （4）0.6
解析
（1）由图可知，电流由正极流向负极，则b为阳极，a为阴极，惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，发生2CuSO4＋2H2O
2Cu＋O2↑＋2H2SO4，结合图②可知，通过0.2mol电子时先电解硫酸铜溶液，然后电解硫酸溶液，发生2H2O
2H2↑＋O2↑。
A项b为阳极，溶液中的氢氧根离子放电，则不会有红色物质析出，故A错误；B项a为阴极，先发生Cu2＋＋2e－===Cu，后发生2H＋＋2e－===H2↑，故B错误；C项从P点到Q点时收集到的混合气体为氢气和氧气，由电解水反应可知0.2mol电子通过时生成0.1molH2、0.05molO2，则混合气体的平均摩尔质量为
＝12g·mol－1，故C正确；D项由上述分析可知，曲线0～P段表示O2的体积变化，曲线P～Q段表示H2和O2混合气体的体积变化，故D错误。
（2）加入0.8gCuO即可，说明发生的反应是2CuSO4＋2H2O
2Cu＋O2↑＋2H2SO4，即生成铜0.01mol，n（H＋）＝0.01mol×2＝0.02mol。
（3）加入0.1molCu（OH）2后可使溶液恢复到原状态，说明电解过程中不仅有硫酸铜被电解，水也被电解。
0.1molCu（OH）2可看作是0.1molCuO和0.1molH2O，则转移的电子为0.4mol。
（4）0.1molCu2（OH）2CO3可看作是0.2molCuO、0.1molH2O和0.1molCO2，相当于0.2molCuSO4和0.1molH2O被电解，则转移的电子为0.6mol。
考点突破
1．D [CaO＋H2O===Ca（OH）2不是氧化还原反应；KCl和AgNO3反应生成AgCl沉淀阻止原电池反应的发生；作电极的不一定是金属，如石墨棒也可作电极。
]
2．B [甲：
CuCl2
Cu＋Cl2↑，乙：
Mg＋Cu2＋===Cu＋Mg2＋；A项，当通过1mol电子时，甲减少67.5g，乙减小
＝20g；B项，甲中离子浓度减少，而乙中保持不变，所以导电能力变化甲>乙；C项，甲中阴极：
Cu2＋＋2e－===Cu，乙中铝电极：
Cu2＋＋2e－===Cu，析出的质量应相等；D项正确。
]
3．C [a极通入苯酚，生成CO2，碳元素化合价升高，a极为负极，发生氧化反应，b极通入NO
，生成N2，氮元素化合价降低，b极为正极，发生还原反应，故A错误，C正确；B项，根据阳离子向正极移动，可知H＋应向b极移动，故错误；D项，根据电流流向与电子移动方向相反，可知电流应由b电极沿导线流向a电极，故错误。
]
4．C [即使在潮湿的环境中精铜与空气（O2）的反应也很慢，但当它与钢（船体）、水膜（溶解有O2）形成原电池时会加速钢（船体）的腐蚀。
]
5．B [根据ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－，可以判断b为正极，a为负极，B项错误。
]
6．C [根据图示，A作阳极，B作阴极，电极反应式为
阳极：
Fe－2e－===Fe2＋
阴极：
2H＋＋2e－===H2↑
然后，Cr2O
＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
由于在阴极区c（H＋）减小，所以pH增大。
根据6H2～6Fe2＋～Cr2O
得，当有13.44L（标准状况）H2放出时，应有0.1molCr2O
被还原。
]
7．D [A项，
H4→
O，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－＋CO
===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－＋CO2===2CO
，正确。
]
8．
（1）Li Li－e－===Li＋
（2）2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑
解析 分析反应的化合价变化，可知Li失电子，被氧化，为还原剂，SOCl2得电子，被还原，为氧化剂。
（1）负极材料为Li（还原剂），Li－e－===Li＋；
（2）正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到：
2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2↑。
9．D [在电池中阳离子移向正极PbO2，在电解池中阳离子移向阴极Pb电极，A错误；当消耗3molPb时，转移6mole－，由转移电子守恒可知生成1molAl2O3，B错误；电池正极反应应为PbO2＋4H＋＋SO
＋2e－===PbSO4＋2H2O，C错误；在电池中，由于Pb电极反应为Pb－2e－＋SO
===PbSO4，析出的PbSO4附在电极上，电极质量增大，而在电解池中Pb为阴极不参与电极反应，故质量不发生改变，D正确。
]
10．D [本题应结合电解的原理来具体分析、解决问题。
根据阴、阳离子的放电顺序可知，该电解池中的反应如下：
阴极：
4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－、阳极：
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，阳极区K2CrO4溶液中存在平衡：
2CrO
＋2H＋
Cr2O
＋H2O，H＋浓度增大，使该平衡右移生成Cr2O
。
故电解池中的总反应式可写成4K2CrO4＋4H2O
2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑。
故A、B、C项均正确。
D项，设K2CrO4转化为K2Cr2O7的转化率为α，则：
2K2CrO4～K2Cr2O7
初始量20
转化量2αα
最终量2－2αα
则有
＝
＝d
解得α＝2－d，D项错误。
]
11．B [根据图中信息，电极反应为
阳极：
C＋2O2－－4e－===CO2↑
阴极：
2Ca2
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