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第九章 电化学基础
第28讲 原电池
一、选择题
1.用铜片、银片、Cu（NO3）2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂—KNO3的U形管）构成—个原电池（如图）。
以下有关该原电池的叙述正确的是（ ）
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极
②正极反应为：
Ag＋＋e－===Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A．①②B．②③
C．②④D．③④
2.有关下图所示原电池的叙述不正确的是（ ）
A．电子沿导线由Cu片流向Ag片
B．正极的电极反应是Ag＋＋e－===Ag
C．Cu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应
D．用该电池电解饱和食盐水，3.2gCu溶解时生成1.12LCl2
3.小明利用家中废旧材料制作了一个可使玩具扬声器发出声音的电池，装置如图。
下列有关该电池工作时的说法错误的是（ ）
A．铝罐将逐渐被腐蚀
B．电子流向为铝质汽水罐→导线→扬声器→导线→炭棒
C．食盐水中的Na＋向炭棒移动
D．炭棒上发生的反应为：
2H＋＋2e－===H2↑
4.下列反应不可用于设计原电池的是（ ）
A．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
B．2CH3OH＋3O2―→2CO2＋4H2O
C．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
D．4Al＋3O2＋6H2O===4Al（OH）3
5.原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。
下列说法中不正确的是（ ）
A．由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：
Al－3e－===Al3＋
B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：
Al－3e－＋4OH－===AlO
＋2H2O
C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：
Cu－2e－===Cu2＋
D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：
Cu－2e－===Cu2＋
6.（2013辽宁铁岭一中期中卷）某原电池装置如图所示。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．Fe作正极，发生氧化反应
B．负极反应：
2H＋＋2e－===H2↑
C．工作一段时间后，NaCl溶液中c（Cl－）增大
D．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变
7.（2012·安徽）某兴趣小组设计如下微型实验装置。
实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。
下列有关描述正确的是（ ）
A．断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：
2H＋＋2Cl－
Cl2↑＋H2↑
B．断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红
C．断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应为：
Cl2＋2e－===2Cl－
D．断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极
二、非选择题
8.在由铜片、锌片和200mL一定浓度的稀硫酸组成的原电池中，若锌片只发生电化学腐蚀，当在铜片上放出3.36L（标准状况）的H2时，硫酸恰好用完，请填空：
（1）正极的电极反应式为________________________________________________________________________；
负极的电极反应式为________________________________________________________________________；
（2）通过导线的电子的物质的量为 0.3mol ；
（3）原稀硫酸的物质的量浓度为 0.75mol/L 。
9.有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol/LH2SO4溶液中，乙同学将电极放入6mol/L的NaOH溶液中，如图所示。
请回答：
（1）写出甲池中正极的电极反应式：
________________________________________________________________________。
（2）写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式：
负极________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
总反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
（3）如果甲、乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出 Mg 活动性更强，而乙会判断出 Al 活动性更强（填写元素符号）。
10.为节省药品和时间，甲、乙、丙三位同学用铜片、锌片、稀硫酸、硫酸铜溶液、直流电源、石墨电极、导线、烧杯、试管等中学化学常见的药品和仪器，进行巧妙构思，以“接力”的方式，设计了比较铜与锌金属活动性相对强弱的系列实验。
试填写下列空白：
（1）甲同学分别将一小片铜片、锌片置于烧杯底部（铜、锌不接触），小心向烧杯中加入稀硫酸，观察到的现象是 锌片表面有气泡产生，铜片表面没有气泡 ；甲同学设计思路是 在金属活动性顺序表中，锌排在氢前面，可以和稀硫酸反应，铜排在氢后面，不可以和稀硫酸反应 。
（2）乙同学接着甲的实验，向烧杯中滴加 CuSO4 溶液，进而观察到的现象是， 。
乙同学判断锌、铜金属活动性相对强弱所依据的原理是 在金属活动性顺序表中，锌排在铜的前面，可将铜从其盐溶液中置换出来，锌表面产生的铜与锌构成原电池的两极，使锌与稀硫酸的反应加快 。
（3）丙同学使用直流电源和石墨电极组装电解装置，向乙同学实验后的溶液中补充了必要的试剂（作电解液）。
电解过程中所发生的化学方程式为 2CuSO4＋2H2O 2Cu＋O2↑＋2H2SO4 。
观察到的实验现象主要有 阳极产生无色气泡，阴极表面产生红色固体 。
（4）请你再单独设计一个简单的实验（仪器、试剂任选），探究和证实铜、锌元素金属活动性相对强弱（简要说明操作） 取两块相同的铁片，分别放入盛有ZnSO4和CuSO4溶液的两支试管中，观察铁片表面的变化（其他合理答案也可以） 。
11.Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：
在KOH溶液中加入适量AgNO3溶液，生成Ag2O沉淀，保持反应温度为80℃，边搅拌边将一定量K2S2O8溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得到固体样品。
反应方程式为2AgNO3＋4KOH＋K2S2O8
Ag2O2↓＋2KNO3＋2K2SO4＋2H2O。
回答下列问题：
（1）上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是 取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2滴Ba（NO3）2溶液，若不出现白色浑浊，表示已洗涤完全（或取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2滴酚酞溶液，若溶液不显红色，表示已洗涤完全） 。
（2）银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn（OH）4，写出该电池反应方程式：
Ag2O2＋2Zn＋4KOH＋2H2O 2K2Zn（OH）4＋2Ag 。
（3）准确称取上述制备的样品（设仅含Ag2O2和Ag2O）2.588g，在一定的条件下完全分解为Ag和O2，得到224.0mLO2（标准状况下）。
计算样品中Ag2O2的质量分数（计算结果精确到小数点后两位）。
第29讲 化学电源
一、选择题
1.电瓶车所用电池一般为铅蓄电池，这是一种典型的可充电电池，电池总反应式为：
Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO
2PbSO4＋2H2O，则下列说法正确的是（ ）
A．电子流动方向由A到B
B．放电时：
正极反应是Pb－2e－＋SO
===PbSO4
C．充电时：
铅蓄电池的负极应与充电器电源的正极相连
D．充电时：
阳极反应是PbSO4－2e－＋2H2O===PbO2＋SO
＋4H＋
2.以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示，关于该电池的叙述正确的是（ ）
A．该电池的a极为负极
B．电池的负极反应为：
C6H12O6－24e－＋6H2O===6CO2↑＋24H＋
C．放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移
D．在电池反应中，每消耗1molO2，理论上能生成CO2气体33.6L（标准状况下）
3.（2013绍兴一模）航天器中常使用可充电电池，构造示意图如图（氢化物电极为储氢金属，可看做H2直接参加反应）。
白天太阳能帆板发电，将一部分电量储存在镍氢电池里，夜晚镍氢电池供电。
下列说法正确的是（ ）
A．在使用过程中此电池要不断补充水
B．放电时NiOOH在电极上发生氧化反应
C．充电时阴极区电解质溶液pH升高
D．充电时阴极反应为Ni（OH）2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O
4.燃料电池能量利用率可高达80%，下列有关的说法错误的是（ ）
A．燃料电池的负极反应物是氢气、甲烷、乙醇等物质
B．氢氧燃料电池常用于航天飞行器，产物为水经过处理之后可供宇航员使用
C．乙醇燃料电池的电解质常用KOH，负极反应为C2H5OH－12e－===2CO2↑＋3H2O
D．H2SO4作电解质，甲烷燃料电池的正极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
5.LiFePO4新型锂离子动力电池以其独特的优势成为绿色能源的新宠。
已知该电池放电时的电极反应式为：
正极FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4，负极Li－e－===Li＋。
下列说法中正确的是（ ）
A.充电时的总反应为FePO4＋Li===LiFePO4
B．充电时，与外接电源的正极相连的电极发生氧化反应
C．放电时电池内部Li＋向负极移动
D．放电时，在正极上是Li＋得电子被还原
6.工业上利用氢气在氯气中燃烧，所得产物再溶于水的方法制得盐酸，流程复杂且造成能量浪费。
有人设想利用原电池原理直接制备盐酸的同时，获取电能，假设这种想法可行，下列说法肯定错误的是（ ）
A．两极材料都用石墨，用稀盐酸做电解质溶液
B．通入氢气的电极为原电池的阴极
C．电解质溶液中的阳离子向通氯气的电极移动
D．通氯气的电极反应为Cl2＋2e－===2Cl－
7.目前市场上主流手机所配的电池基本上都是锂离子电池。
它的负极材料是金属锂和碳的复合材料，组成为C6Li，其中碳作为金属锂的载体，电解质为一种能传导Li＋的有机导体或高分子材料。
这种锂离子电池的电池反应式为：
0.45Li＋Li0.55CoO2
LiCoO2。
下列说法不正确的是（ ）
A．放电时电池内部Li＋向负极移动
B．该电池不能选用水做溶剂
C．放电时，正极的电极反应式：
0.45Li＋＋Li0.55CoO2＋0.45e－===LiCoO2
D．充电时，外接电源的正极与电池上标注“＋”的电极连接
二、非选择题
8.下图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，工作时M、N两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：
（1）M电极的材料是 铁 ，电极名称是 阴极 ，N的电极反应式为________________________________________________________________________，
加入乙醇的铂电极的电极反应式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）在此过程中，乙池中某一电极析出金属银10.8g时，甲池中理论上消耗氧气为 5.6 L（标准状况下）。
9.已知反应AsO
＋2I－＋H＋AsO
＋I2＋H2O是可逆反应，设计如图装置，进行下述操作：
（Ⅰ）向（B）烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安培表指针偏转；
（Ⅱ）若改往（B）烧杯中滴加40%NaOH溶液，发现微安培表指针向前述相反方向偏转。
试回答：
（1）两次操作过程中指针为什么会发生偏转？
答：
两次操作均发生原电池反应，所以微安表指针会发生偏转 。
（2）两次操作过程中指针偏转方向为什么会相反？
试用平衡移动原理解释此现象。
答：
两次操作，电极相反，电子流向相反，因而指针偏转方向相反 。
（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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
10.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 锂 ，发生的电极反应为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
（2）电池正极发生的电极反应为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
（3）SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。
如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是 出现白雾，有刺激性气体生成 ，反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
（4）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是 锂是活泼金属，易与H2O、O2反应，SOCl2也可与水反应 。
11.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 化学能转化为电能 ，在导线中电子流动方向为由 a到b （用a、b表示）。
（2）负极反应式为________________________________________________________________________。
（3）电极表面镀铂粉的原因为 增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加速电极反应速率 。
（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。
因此，大量安全储氢是关键技术之一。
金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ.2Li＋H2===2LiH
Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是 Li ，反应Ⅱ中的氧化剂是 H2O 。
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 8.71×10－4 。
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 32 mol。
第30讲 电解池
一、选择题
1.在水中加入等物质的量的Ag＋、Ba2＋、SO
、NO
、Cl－、Na＋，用惰性材料作电极进行电解，通电片刻后停止，下列说法不正确的是（ ）
A．电解的实质是：
阳极：
2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极：
Ag＋＋e－===Ag
B．电解的实质是：
阳极：
4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；阴极：
2H＋＋2e－===H2↑
C．要恢复成电解前的溶液可以加水
D．电解产物中氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2
2.（2013·北京）用石墨电极电解CuCl2溶液（如图）。
下列分析正确的是（ ）
A．a端是直流电源的负极
B．通电使CuCl2发生电离
C．阳极上发生的反应：
Cu2＋＋2e－===Cu
D．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体
3.如下图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。
将电源接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。
则以下说法正确的是（ ）
A．电源B极是正极
B．（甲）、（乙）装置的C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量之比为1∶2∶3∶2
C．欲用（丙）装置给铜镀银，G应该是Ag，电镀液是AgNO3溶液
D．装置（丁）中X极附近红褐色变浅，说明氢氧化铁胶粒带负电荷
4.（2013·天津）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。
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
5.科学家发现，一种将电解池与燃料电池相结合的氯碱工业新工艺（如下图）可以节能30%以上。
其中电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。
下列说法不正确的是（ ）
A．图中X、Y分别是Cl2、H2
B．燃料电池B中正极发生的电极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
C．图中氢氧化钠溶液质量分数a%>b%
D．该工艺的节能原因之一是利用了氯碱工业的副产品H2
二、非选择题
6.（2013·潮州高三模拟）如图为相互串联的甲、乙两个电解池，试回答：
（1）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A极是______，材料是 精铜 ，电极反应为 Cu2＋＋2e－ Cu ；B极是 阳极 ，材料是 粗铜 ，主要电极反应为 Cu－2e－ Cu2＋ ，电解质溶液为 CuSO4溶液 。
（2）乙池中若滴入少量酚酞试液，开始一段时间后， 极附近呈红色。
（3）若此时甲槽阴极增重12.8g，则乙槽阳极放出气体在标准状况下的体积为 4.48L 。
（4）常温下若乙槽剩余液体为400mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为 1mol/L 。
第31讲 金属的腐蚀与防护
一、选择题
1.（2014房山区一模）下列说法正确的是（ ）
A．纯银器表面在空气中主要因电化学腐蚀渐渐变暗
B．将海水中钢铁闸门与电源的负极相连，可防止闸门被腐蚀
C．铝制品的耐腐蚀性强，说明铝的化学性质不活泼
D．铁门上的铜铆钉处在潮湿的空气中直接发生反应：
Fe－3e－===Fe3＋
2.铜板上的铁铆钉的腐蚀原理如图所示，下列有关说法中，不正确的是（ ）
A．此过程中电子从Fe移向Cu
B．负极的电极反应式为：
Fe－3e－===Fe3＋
C．此过程中铜并不被腐蚀
D．此过程还涉及反应：
4Fe（OH）2＋2H2O＋O2===4Fe（OH）3
3.（2014奉贤区二模）某课外活动小组，为研究金属腐蚀和防护的原理，做了以下实验：
剪下一块镀锌铁片，放入锥形瓶中，并滴入少量食盐水将其浸湿，再加数滴酚酞试液，按如图所示装置进行实验，过一段时间后观察。
下列现象不可能出现的是（ ）
A．金属片截口变红
B．B中导气管里形成一段水柱
C．B中导气管产生气泡
D．锌被腐蚀
4.下图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。
下列有关描述错误的是（ ）
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是Fe－2e－===Fe2＋
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
5.下列装置或操作能达到实验目的的是（ ）
A．①防止铁钉生锈
B．②构成铜锌原电池
C．③构成铜银原电池
D．④验证NaCl溶液（含酚酞）电解产物
6.（2013·枣庄二模）下列关于电化学知识说法正确的是（ ）
A．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液，在阴极上依次析出Cu、Fe、Al
B．电解CuSO4溶液一段时间后，加入适量Cu（OH）2可以使溶液恢复至原状态
C．铅蓄电池在充电时，连接电源正极发生的电极反应为：
PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋SO
＋4H＋
D．因为二氧化碳普遍存在，所以钢铁的腐蚀以析氢腐蚀为主
二、非选择题
7.镁、铝、铁是重要的金属，在工业生产中用途广泛。
（1）镁与稀硫酸反应的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
（2）铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
（3）在潮湿的空气里，钢铁表面有一层水膜，很容易发生电化学腐蚀。
其中正极的电极反应为________________________________________________________________________
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