逍遥学能 2013-03-21 19:42
【命题规律】
电化学内容是高考试卷中的常客，对原电池和电解池的考查往往以选择题的形式考查两电极反应式的书写、两电极附近溶液性质的变化、电子的转移或电流方向的判断等。在第Ⅱ卷中会以应用性和综合性进行命题，如与生产生活(如金属的腐蚀和防护等)相联系，与无机推断、实验及化学计算等学科内知识综合，尤其特别注意燃料电池和新型电池的正、负极材料分析和电极反应式的书写。题型新颖，但不偏不怪，只要注意基础知识的落实，以及能力的训练便可以从容应对。
【知识网络】
【重点知识梳理】
一、 原电池电极的判断以及电极方程式的书写
1.原电池正、负极的判断方法：
(1)由组成原电池的两极材料判断。
一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
(2)根据电流方向或电子流动方向判断。
电流由正极流向负极；电子由负极流向正极。
(3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断。
在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
(4)根据原电池两极发生的变化判断。
原电池的负极失电子发生氧化反应，其正极得电子发生还原反应。
(5)电极增重或减轻。
工作后，电极质量增加，说明溶液中的阳离子在电极(正极)放电，电极活动性弱；反之，电极质量减小，说明电极金属溶解，电极为负极，活动性强。
(6)有气泡冒出。
电极上有气泡冒出，是因为发生了析出H2的电极反应，说明电极为正极，活动性弱。
2．原电池电极反应式和总反应式的书写
(1)题目给定原电池的装置图，未给总反应式：
①首先找出原电池的正、负极，即分别找出氧化剂和还原剂。
②结合介质判断出还原产物和氧化产物。
③写出电极反应式(注意两极得失电子数相等)，将两电极反应式相加可得总反应式。
(2)题目中给出原电池的总反应式：
①分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂发生的反应即为正极反应；找出还原剂及其对应的氧化产物，还原剂参加的反应即为负极反应。
②当氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物由多种元素组成时，还应注意介质的反应。
③若有一电极反应较难写出，可先写出较易写出的电极反应，然后再利用总反应式减去该电极反应即得到另一电极反应。
说明：在书写电极反应式时要注意哪些方面？
1．两极得失电子数目相等；
2．电极反应式常用“＝”不用“→”表示；
3．电极反应式中若有气体生成，需加“↑”；而弱电解质或难溶物均以分子式表示，其余以离子符号表示；
4．写电极反应式时要保证电荷守恒、元素守恒，可在电极反应式一端根据需要添加H＋或OH－或H2O；
5．两电极反应、电池总反应的三个方程式，若已知其中两个，可由方程式的加减得到第三个。
二 原电池工作原理的应用
1．依据原电池原理比较金属活动性强弱
(1)电子由负极流向正极，由活泼金属流向不活泼金属，而电流方向是由正极流向负极，二者是相反的。
(2)在原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应；不活泼金属作正极，发生还原反应。
(3)原电池的正极通常具备特定的现象：有气体生成，或电极质量增加或不变等；负极通常不断溶解，质量减少。
2．根据原电池原理，把各种氧化还原反应设计成电池
从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。关键是选择合适的电解质溶液和两个电极。
(1)电解质溶液的选择
电解质是使负极放电的物质。因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应。或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则左右两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子。如，在铜—锌—硫酸构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有Zn2＋的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu2＋的溶液中。
(2)电极材料的选择
电池的电极必须导电。电池中的负极必须能够与电解质溶液反应，容易失去电子，因此负极一般是活泼的金属材料。正极和负极之间只有产生电势差，电子才能定向移动，所以正极和负极不用同一种材料。一般情况下，两个电极的构成分为4种情况：
①活泼性不同的两种金属。例如，锌铜原电池中，锌作电池的负极，铜作电池的正极。
②金属和非金属。例如，锌锰干电池中，锌片作电池的负极，石墨棒作电池的正极。
③金属和化合物。例如，铅蓄电池中，铅板作电池的负极，二氧化铅作电池的正极。
④惰性电极。例如，氢氧燃料电池中，两根电极均可用Pt。
三、原电池正负极判断的方法
1．由组成原电池的两极材料判断
较活泼的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。
2．根据电流方向或电子流向判断
外电路中，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。
3．根据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断
在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
4．根据原电池中两极发生的反应判断
原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。若给出一个总方程式，则可根据化合价升降判断。
5．根据电极质量的变化判断
原电池工作后，某一电极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极上放电，该极为正极，活泼性较弱；反之，如果某一电极质量减轻，则该电极溶解，为负极，活泼性较强。
6．根据电极上有气泡产生判断
原电池工作后，如果某一电极上有气体产生，通常是因为该电极发生了析出H2的反应，说明该电极为正极，活泼性较弱。
7．根据某电极(X)附近pH的变化判断
析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，X极附近的pH增大了，说明X极为正极，金属活动性较强。
四 电池电极反应式的书写方法
书写电极反应式前，我们应首先明确电池的正负极、电极材料和电解质溶液的性质，对于二次电池还要注意放电或充电的方向。
(1)电极的判断
对于普通电池，我们通常比较两个电极的金属活动性，通常金属活动性强的电极为电池的负极，金属活动性弱的电极或非金属(通常为石墨)为电池的正极。
对于燃料电池，两个电极的材料通常相同，所以从电极材料上很难判断电池的正负极。判断电池正负极的方法，通常是利用电池总反应式，含化合价升高元素的反应物为电池的负极反应物，此电极为负极；含化合价降低元素的反应物通常为电池的正极反应物，此电极为电池的正极。
(2)电极反应书写步骤
例如，铅蓄电池其总反应式为：
PbO2(s)＋Pb(s)＋2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)＋2H2O(l)
其电极反应式的书写步骤为：放电时，为原电池原理，总反应式中已指明放电方向从左向右的过程，即可逆符号左边为反应物，右边为生成物。
①由化合价的升降判断负、正极的反应物
负极：Pb 正极： PbO2
②主产物 负极：PbSO4 正极：PbSO4
③由化合价升降确定电子得失的数目 负极：－2e－ 正极：＋2e－
④电极反应关系式 负极：Pb－2e－⇒PbSO4 正极：PbO2＋2e－⇒PbSO4
⑤考虑电解质溶液，再利用电荷守恒、质量守恒调整反应式
负极：Pb－2e－＋SO42-＝PbSO4
正极：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO42-＝PbSO4＋2H2O
充电时，是总反应式的逆向过程，氧化剂、还原剂都为PbSO4
分析反应过程
阴极(发生还原反应或与外电负极相连)反应过程：PbSO4
阳极(发生氧化反应或与外电正极相连)反应过程：PbSO4
充电时电极反应
阴极：PbSO4＋2e－＝Pb＋SO42-
阳极：PbSO4＋2H2O－2e－＝PbO2＋4H＋＋SO42-
五 电解质溶液的电解规律（惰性电极）
1.以惰性电极电解电解质溶液，分析电解反应的一般方法和步骤
(1)分析电解质溶液的组成，找出离子，并分为阴、阳两组。
(2)分别对阴、阳离子排出放电顺序，写出两极上的电极反应式。
(3)合并两个电极反应式，得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。
2．反应类型
(1)电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐(如NaOH、H2SO4、2SO4等)溶液的电解。如：
阴极：4H＋＋4e－＝2H2↑，
阳极：4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑，
总反应：
(2)自身分解型：无氧酸(除HF外)、不活泼金属的无氧酸盐(除氟化物外，如HCl 、CuCl2等)溶液的电解。如：
阴极：Cu2＋＋2e－＝Cu，
阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑，
(3)放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外，如NaCl、gCl2等)溶液的电解。如：
阴极：2H＋＋2e－＝H2↑，
阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑，
(4)放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4、AgNO3等)溶液的电解。如：
阴极：2Cu2＋＋4e－＝2Cu，
阳极：2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋，
六 原电池、电解池和电镀池的比较
原电池电解池电镀池
定义将化学能转化成电能的装置将电能转变成化学
能的装置应用电解原理，在某些金属表面镀上一层其他金属的装置
装置举例
形成条①活动性不同的两个电极(连接)；②电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)；③形成闭合回路直流电；①两个电极接②两个电极插入电解质溶液；③形成闭合回路电正极；①镀层金属接
②电镀液必须含有镀层金属的离子
电极名称负极：较活泼金属；
正极：较不活泼金属(或能导电的非金属)阳极：与电正极相连的极；
阴极：与电负极相连的极(由外加电决定)阳极：镀层金属；阴极：镀(同电解池)
电极反应负极：氧化反应，金属失电子；
正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子，或电极金属失电子；
阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：金属电极失电子；
阴极：电镀液中阳离子得电子
电子流向负极??→导线正极
电负极??→导线阴极
电正极??→导线阳极电负极??→导线阴极电正极??→导线阳极
反应原理举例负极：Zn－2e－＝Zn2＋
正极：2H＋＋2e－＝H2↑
总反应：
Zn＋2H＋ Zn2＋＋H2↑阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑
阴极：Cu2＋＋2e－＝Cu
总反应：
Cu2＋＋2Cl－ Cu＋Cl2↑阳极：Zn－2e－＝Zn2＋
阴极：Zn2＋＋2e－＝Zn
溶液中
Zn2＋浓度不变
主要应用金属的电化学腐蚀分析；
牺牲阳极的阴极保护法；
制造多种新的化学电电解食盐水(氯碱工业)；电冶金(冶炼Na、g、Al)；精炼铜镀层金属为铬、锌、镍、银等，使被保护的金属抗腐蚀能力增强，增加美观和表面硬度
实质使氧化还原反应中的电子通过导线定向转移，形成电流使电流通过电解质溶液，而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程
联系(1)同一原电池的正、负极发生的电极反应得、失电子数相等。
(2)同一电解池的阴极、阳极发生的电极反应中得、失电子数相等。
(3)串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。上述三种情况下，在写电极反
应式时，得、失电子数要相等，在计算电解产物的量时，应按得、失电子数相等计算
【考点突破】
考点一 原电池原理及应用
例1控制合适的条，将反应2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是 ( )
A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原
C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态
D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极
试回答：
(1)乙池中若换为Fe电极和FeCl2溶液，则原电池是怎样工作的？
(2)电流计读数为零后，若在乙中溶入I固体，则原电池反应能继续发生吗？若向甲中加入固体Fe呢？
解析 反应开始后，乙中石墨电极上发生的反应为2I－－2e－===I2，为氧化反应，A说法正确；甲中石墨电极上发生的反应为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，Fe3＋被还原，B正确；电流计读数为零时，电极上得到和失去的电子数相等，反应达到化学平衡状态，C正确；电流计读数为零(反应达到化学平衡状态)后，在甲中溶入FeCl2固体，则平衡向逆反应方向移动，I2被还原，乙中的石墨电极为正极，D错误。
答案 D
(1)原电池反应变为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，乙中Fe作负极，甲中石墨作正极，电极反应分别为Fe－2e－===Fe2＋、Fe3＋＋e－===Fe2＋。
(2)乙中加入I－后，导致平衡正向移动，原电池按原方向继续进行；若向甲中加入固体Fe，会消耗Fe3＋，同时增大c(Fe2＋)，导致平衡逆向移动，则乙中石墨电极作正极，电极反应为I2＋2e－===2I－。
【名师点拨】有关原电池问题的解题思路
解决原电池问题时，一般的思维程序是：根据电极材料的活泼性判断出正、负极?→电极反应的类型(氧化反应、还原反应)
变式探究1 铜锌原电池(如下图)工作时，下列叙述正确的是 ( )
A．正极反应为：Zn－2e－===Zn2＋
B．电池反应为：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
C．在外电路中，电子从正极流向负极
D．盐桥中的＋移向ZnSO4溶液
解析 铜锌原电池工作时，负极反应为：Zn－2e－===Zn2＋，正极反应为：Cu2＋＋2e－===Cu，电池总反应为：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，故A项错误，B项正确。原电池工作时，电子从负极由外电路流向正极，由于左池阳离子增多、右池阳离子减少，为平衡电荷，则盐桥中的＋移向CuSO4溶液，而Cl－则移向ZnSO4溶液，故C、D项错误。
答案：B
考点二 电解原理及其应用
例2Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的一制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应为：2Cu＋H2O=====通电Cu2O＋H2↑。下列说法正确的是( )
A．石墨电极上产生氢气
B．铜电极发生还原反应
C．铜电极接直流电的负极
D．当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成
解析 由总反应知失电子的为Cu，得电子的是H2O中的氢元素。因此Cu极为电解池的阳极，接电的正极，石墨为阴极，接电的负极。当有0.1 mol电子转移时，应有0.05 mol Cu2O生成。
答案：A
【规律总结】
1.电解时电极产物的判断
(1)阳极产物的判断
①如果是活泼电极(金属活动性顺序表Ag以前)，则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子；
②如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要看溶液中阴离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序加以判断，常见阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根。
(2)阴极产物的判断
直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序与金属活动性顺序相反，其中Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋。
2．电解池的电极反应和总反应式的书写方法
第一步：先检查阳极电极材料和确定溶液中的离子种类；第二步：由放电顺序确定放电产物和电极反应；第三步：将电极反应相加得总反应式。
变式探究2下图为相互串联的甲乙两个电解池，请回答：
(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A极是___，材料是____，电极反应为___________________；B极是_________，材料是__________，主要电极反应为___________，电解质溶液为_____________。
答案 (1)阴极 精铜 Cu2＋＋2e－===Cu 阳极 粗铜 Cu－2e－===Cu2＋ CuSO4溶液
(2)Fe (3)4.48 L (4)1 mol/L 14
考点三 金属的腐蚀与防护
例3 如图装置中，U型管内为红墨水，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
解析 a、b试管中均发生铁的电化学腐蚀，在食盐水中的Fe发生吸氧腐蚀，正极为碳：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，负极为铁：2Fe－4e－===2Fe2＋，由于吸收O2，a管中气压降低；b管中的电解质溶液是酸性较强的NH4Cl溶液，故发生析氢腐蚀，正极：2H＋＋2e－===H2↑，负极：Fe－2e－===Fe2＋，由于放出氢气，b管中气压增大，故U型管中的红墨水应是左高右低，B选项错误。
答案：B
【名师点拨】
1.金属腐蚀的本质
金属腐蚀的本质就是金属失电子被氧化。金属腐蚀有化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。若金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而引起腐蚀，则是化学腐蚀，此类腐蚀无电流产生；若合金或不纯金属接触到电解质溶液构成原电池，其中活泼金属作负极失去电子被腐蚀，称为电化学腐蚀，此类腐蚀伴随电流产生，且腐蚀速率比化学腐蚀快。电化学腐蚀又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，水膜酸性较强时发生析氢腐蚀，水膜酸性很弱或非酸性时发生吸氧腐蚀。
2．判断金属腐蚀快慢的规律
(1)电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀(电解原理的防护>原电池原理的防护)。
(2)对同一种金属说，腐蚀的快慢：
强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(3)活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。
(4)对同一种电解质溶液说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。
变式探究3下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是 ( )
①纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗 ②当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保
护作用 ③海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法 ④可将地下输油钢管与外加直流电的正极相连以保护它不受腐蚀
A．①② B．②③ C．①③ D．①④
解析 纯银器表面在空气中易生成硫化物失去光泽；当镀锡铁制品镀层破损时，由于铁比锡活泼，形成原电池时，铁作原电池的负极，加快铁的腐蚀；锌比铁活泼，当在海轮外壳上连接锌块后，锌失电子而海轮外壳被保护；要采用电解原理保护金属，应将金属与电的负极相连，即作电解池的阴极。综合上述分析，可知①、③正确。
答案：C
【高考失分警示】
1．只有氧化还原反应才有电子的得失，只有自发的氧化还原反应才可能被设计成原电池如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu，非自发氧化还原反应可能被设计成电解池如Cu＋2H2O=====电解Cu(OH)2＋H2↑。
2．无论什么样的电极材料、电解质溶液(或熔融状态的电解质)构成原电池，只要是原电池就永远遵守电极的规定：电子流出的电极是负极，电子流入的电极是正极。
3.在化学反应中，失去电子的反应(电子流出的反应)是氧化反应，得到电子的反应(电子流入的反应)是还原反应，所以在原电池中，负极永远发生氧化反应，正极永远发生还原反应。
4.在电解池中分析阳极上的电极反应，应首先看阳极材料，因为活泼电极作阳极会先放电。
5.在原电池中两种金属电极的活动性是相对的，即相对活泼的金属作负极，而相对不活泼的金属作正极，在不同的电解质溶液中，它们活动性的相对强弱可能会改变。如g和Al，在以稀硫酸为电解质溶液的原电池中，g比Al金属性强，所以g作负极，Al作正极；将电解质溶液换为NaOH溶液，由于g不能与NaOH溶液发生反应，而Al易与NaOH溶液发生反应，所以在NaOH溶液中Al比g活泼，Al作负极，而g作正极。由此可见，在判断原电池的正负极时，不仅要比较两种金属的金属活动性，还要注意电解质溶液的性质。
【高考真题精解精析】
【2011高考试题】
1．（上海）用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是
A．用铜片连接电的正极，另一电极用铂片
B．用碳棒连接电的正极，另一电极用铜片
C．用氢氧化钠溶液吸收阴极产物
D．用带火星的木条检验阳极产物
解析：用电解法提取氯化铜废液中的铜时，铜必需作阴极，阳极是铜或惰性电极，阴极的反应式为：Cu2++2e－＝Cu。
答案：B
2.（浙江）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)
已被腐蚀而变暗，在液滴外沿棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是
A．液滴中的Cl?由a区向b区迁移
B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－ 4OH－
C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH?形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈
D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu－2e－ Cu2＋
【答案】B
【解析】本题考察电化学内容中金属吸氧腐蚀的原理的分析。液滴边缘O2多，在C粒上发生正极反应O2＋2H2O＋4e－ 4OH－。液滴下的Fe发生负极反应，Fe－2e－ Fe2＋，为腐蚀区(a)。A．错误。Cl－由b区向a区迁移。B．正确。C．错误。液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀。D．错误。Cu更稳定，作正极，反应为O2＋2H2O＋4e－ 4OH－。
3.（大纲版）用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的．
A. CuSO4 B.H2O C. CuO D. CuS04•5H2O
【解析】从电解反应入手,2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑,消耗了CuSO4+H2O,复原则要生成它们，复原的反应是CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,故选C
【答案】C
4.（东）以Cl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是
A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程
B.因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C.电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率
D.镀锌层破损后对铁制品失去保护作用
【答案】C
【解析】A选项直接用导线连起构成图（1）所示装置，是个原电池，是锌的吸氧腐蚀，而不是锌置换出铁或铁置换出锌，当接上电时无论锌或铁做阳极，都不可能与原的吸氧腐蚀构成可逆电池，更不是原的充电过程，故A错误；B选项电解的电量与电流强度和时间有关：Q=It,只要保持恒定电流，则据法拉第电解定律可知，通过的电量与析出的锌成正比，因而B选项错误；电解（电镀）时通常是阴、阳离子分别同时在阳极和阴极放电，放电的速率与电流强度成正比，温度对离子的放电几乎无影响（若不是离子就另当别论了），故C正确；D选项中镀锌铁我们也称之为白口铁，镀层破损后，构成原电池，锌做活泼做负极被腐蚀，铁受保护（与轮船底的牺牲阳极的阴极保护法一样），如果镀锡铁（马口铁）破损，则由于铁比锡活泼，则铁被腐蚀，故D选项表述错误。
5.（全国新标）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
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
解析：由放电时的反应可以得出铁做还原剂失去电子，Ni2O3做氧化剂得到电子，因此选项AB均正确；充电可以看作是放电的逆过程，即阴极为原的负极，所以电池放电时，负极反应为：Fe+2OH--2e-= Fe(OH)2，所以电池充电过程时阴极反应为Fe(OH)2+2e-= Fe+2OH-，因此电池充电过程中，阴极附近溶液的pH会升高，C不正确；同理分析选项D正确。
答案：C
6.（江苏）下列说法正确的是
A.一定温度下，反应gCl2(1)＝g(1)＋ Cl2(g)的 △H＞0 △S＞0
B.水解反应NH4＋＋H2O NH3•H2O＋H＋达到平衡后，升高温度平衡逆向移动
C.铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应
D.对于反应2H2O2＝2H2O＋O2↑, 加入nO2或升高温度都能加快O2的生成速率
【答案】AD
【解析】本题是化学反应与热效应、电化学等的简单综合题，着力考查学生对熵变、焓变，水解反应、原电池电解池、化学反应速率的影响因素等方面的能力。
A.分解反应是吸热反应，熵变、焓变都大于零，内容于选修四化学方向的判断。
B.水解反应是吸热反应，温度越高越水解，有利于向水解方向移动。
C.铅蓄电池放电时的负极失电子，发生氧化反应。
D.升高温度和加入正催化剂一般都能加快反应速率。
7、（广东）某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。下列叙述不正确的是
A、a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
B、a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋+2e-= Cu
C、无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
D、a和b分别连接直流电正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动
答案：D
解析：此题考查了电化学知识。分析图2所示的装置，由于金属铁的活泼性强于铜，当a、b不连接时，金属铁置换溶液中的铜，铁片上析出铜，A对；ab用导线连接时，形成原电池，铁片为负极，铜片为正极，铜片上发生反应：Cu2＋+2e-= Cu，B对；根据上述两选项分析，溶液中的铜离子析出，铁片溶解生成亚铁离子，故溶液颜色从蓝色逐渐变成浅绿色，C对；a和b分别连接直流电正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铁电极移动，D错。
8.（安徽）研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5nO2＋2Ag＋2NaCl=Na2n5O10＋2AgCl，下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是：
A.正极反应式：Ag＋Cl－－e－=AgCl
B.每生成1 mol Na2n5O10转移2 mol电子
C.Na＋不断向“水”电池的负极移动
D. AgCl是还原产物
解析：由电池总反应可知银失去电子被氧化得氧化产物，即银做负极，产物AgCl是氧化产物，A、D都不正确；在原电池中阳离子在正极得电子发生还原反应，所以阳离子向电池的正极移动，C错误；化合物Na2n5O10中n元素的化合价是+18/5价，所以每生成1 mol Na2n5O10转移电子的物质的量为（4－18/5）×5＝2mol，因此选项B正确。
答案：B
9.（北京）结合下图判断，下列叙述正确的是
A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护
B. Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－＝Fe2＋
C. Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
D. Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀
解析：锌比铁活泼，装置Ⅰ中锌作负极，方程式为Zn－2e－=Zn2＋。铁作正极，但溶液显中性，所以发生锌的吸氧腐蚀，正极反应是O2＋2H2O＋4e－＝4OH－；铁比铜活泼，装置Ⅱ中铁作负极，负极反应为Fe－2e－＝Fe2＋。铜作正极，但溶液显酸性，所以正极是溶液中的氢离子得电子，方程式为2H++2e－=H2↑。因为装置Ⅰ中没有Fe2＋生成，所以装置Ⅰ中加入少量3Fe(CN)6溶液时，没有蓝色沉淀产生。综上所叙，只有选项A是正确的。
答案：A
10.（福建）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。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
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：
【答案】C
【解析】根据题给信息锂水电池的反应方程式为：2Li＋2H2O=2LiOH＋H2↑，D正确；在反应中氢元素化合价降低，因此H2O做氧化剂，同时又起到溶剂的作用，A正确；放电时正极反应为：2H2O+2e－=2OH－+H2↑,B正确；正极周围聚集大量OH－，因此溶液中的阳离子Li+向正极移动；负极周围聚集大量Li+，因此溶液中的阴离子OH－向负极移动，C错误。
11.（江苏）(12分) 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OH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2S2O8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＋4OH＋2S2O8 Ag2O2↓＋2NO3＋2SO4＋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
。
(2)银锌碱性电池的电解质溶液为OH溶液，电池放电时正极的Ag2O2 转化为Ag，负极的Zn转化为
2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式： 。
(3)准确称取上述制备的样品（设Ag2O2仅含和Ag2O）2.558g，在一定的条下完全分解为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）。
【答案】 (1)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（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)Ag2O2＋2Zn＋4OH＋2H2O＝22Zn(OH)4＋2Ag
(3)n(O2)＝224mL/22.4L•mL－1•1000mL• L－1＝1.000×10－2 mol
设样品中Ag2O2的物质的量为x, Ag2O的物质的量量为y
248g•mol－1 × x ＋ 232 g•mol－1 × y ＝2.588 g
x＋1/2 y ＝1.000×10－2 mol
x＝9.500×10－3 mol
y＝1.000×10－3 mol
w(Ag2O2)＝
＝0.91
【解析】本题以银锌碱性电池正极活性物质Ag2O2制备、制备过程检验洗洗涤是否完全的实验方法、电池反应、以及成分分析与相关计算为背景，试图引导学生关注化学与社会生活，考查学生用化学的思维方式解决一些现实生活中的一些具体问题的能力。
12.（江苏）(14分)氢气是一种清洁能，氢气的制取与储存是氢能利用领域的研究热点。
已知： CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g) △H＝206.2kJ•mol－1
CH4(g)＋CO2(g)＝2CO(g)＋2H2(g) △H＝247.4 kJ•mol－1
2H2S(g)＝2H2(g)＋S2(g) △H＝169.8 kJ•mol－1
(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(2)H2S热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分H2S燃烧，其目的是
。燃烧生成的SO2与H2S进一步反应，生成物在常温下均非气体，写出该反应的化学方程式： 。
(3)H2O的热分解也可得到H2，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图11所示。图中A、B表示的物质依次是 。
(4)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图12（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为 。
(5)g2Cu是一种储氢合金。350℃时，g2Cu与H2反应，生成gCu2和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数为0.077）。g2Cu与H2反应的化学方程式为 。
【答案】 (1)CH¬¬4(g)＋2H2O(g) ＝CO¬2(g) ＋4H2(g) △H＝165.0 kJ•mol－1
(2)为H2S热分解反应提供热量
2H2S＋SO2 ＝2H2O＋3S (或4H2S＋2SO2＝4H2O＋3S¬2)
(3)H、O（或氢原子、氧原子）
(4)CO(NH2)2＋8OH－－6e－＝CO32－＋N2↑＋6H2O
(5)2g2Cu＋3H2 gCu2＋3gH2
【解析】本题以新能为背景涉及元素化合物性质、热化学方程式和电极反应方程式的书写、读图读表的综合题，是以化学知识具体运用的典型试题。
13、（广东）（15分）由熔盐电解法获得粗铝含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于刚才镀铝，工艺流程如下：
（注：NaCl熔点为801℃；AlCl3在181℃升华）
（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为① 和②
（2）将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有 ；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在
（3）在用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为
（4）镀铝电解池中，金属铝为 极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4? 和Al2Cl7?形式存在，铝电极的主要电极反应式为
（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是
解析：此题综合考查元素化合物、化学实验、离子方程式和电化学知识。（1）石英砂的主要成分是二氧化硅，铝和氧化铁、石英砂反应的方程式分别为：2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe，4Al+3SiO2 2Al2O3+3Si；（2）粗铝中含一定量的金属钠和氢气，向坩埚中的粗铝熔体通入Cl2时，氯气和氢气反应生成的氯化氢为气体，铝和氯气反应生成的氯化铝（AlCl3在181℃升华为气体）其存在于气泡中；固态杂质中含钠和氯气反应生成的氯化钠；（3）尾气的主要成分包括Cl2和HCl，其中气体A用废碱液吸收的离子方程式为：2OH—＋Cl2=Cl—＋ClO—＋H2O、H++OH-=H2O；（4）镀铝电解池中，镀层金属作阳极，故金属铝为阳极，其得失电子时造成AlCl4? 和Al2Cl7?相互转化，方程式可表示为：Al—3e—+7AlCl4?=4Al2Cl7?；（5）镀铝的钢材表面有致密的氧化铝薄膜，该薄膜隔绝钢材与空气中的O2、CO2和H2O等接触，阻止电化学腐蚀和化学腐蚀发生。
答案：（1）2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe，4Al+3SiO2 2Al2O3+3Si；（2）HCl、AlCl3，NaCl；（3）2OH—＋Cl2=Cl—＋ClO—＋H2O，H++OH-=H2O；（4）阳，Al—3e—+7AlCl4?=4Al2Cl7?；（5）致密的氧化铝薄膜隔绝钢材与空气中的O2、CO2和H2O等接触，使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生。
14.（北京）（14分）
氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示：
（1）溶液A的溶质是 ；
（2）电解饱和食盐水的离子方程式是 ；
（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的PH在2～3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用 ；
（4）电解所用的盐水需精制。去除有影响的Ca2＋、g2＋、NH4＋、SO42－[c(SO42－)＞c(Ca2＋)]。
精致流程如下（淡盐水和溶液A电解池）：
①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是 。
②过程Ⅰ中将NH4+转化为N2的离子方程式是
③BaSO4的溶解度比BaCO3的小，过程Ⅱ中除去的离子有
④经过程Ⅲ处理，要求盐水中c 中剩余Na2SO3的含量小于5mg /L,若盐水b中NaClO的含量是7.45 mg /L ，则处理10m3 盐水b ，至多添加10% Na2SO3溶液 kg（溶液体积变化忽略不计）。
解析：（1）电解时在电极的作用下，溶液中的阳离子向阴极作定向运动，阴离子向阳极作定向运动，所以电解饱和食盐水时Na＋和H＋向阴极运动并放电，但H＋比Na＋易得电子，所以H＋首先放电，方程式为2H＋＋2e－=H2↑。由于H＋是水电离出的，所以随着H＋的不断放电，就破坏了阴极周围水的电离平衡，OH－的浓度就逐渐增大，因此溶液A的溶质是NaOH。由于Cl－比OH－易失电子，所以在阳极上CI－首先放电，方程式为2Cl－－2e－=Cl2↑。因此电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl－＋2H2O 2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
（2）见解析（1）
（3）由于阳极上生成氯气，而氯气可溶于水，并发生下列反应Cl2＋H2O HCl＋HClO，根据平衡移动原理可知增大盐酸的浓度可使平衡向逆反应方向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的溢出。
（4）由于溶液中含有g2＋，所以用溶液A（即NaOH）调节溶液的PH时，会产生g(OH)2沉淀，即盐泥a中还含有g(OH)2；淡盐水中含有氯气，氯气具有强氧化性，可将NH4+氧化为N2，而氯气被还原成Cl－，方程式为2NH4＋＋3Cl2＋8OH－=8H2O＋6Cl－＋N2↑；沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动，一般说，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。由于BaSO4的溶解度比BaCO3的小，所以加入BaCO3后，溶液中的SO42－就结合Ba2+生成更难溶的BaSO4沉淀，同时溶液中还存在Ca2+而CaCO3也属于难溶性物质，因此还会生成CaCO3沉淀；NaClO具有强氧化性，可将Na2SO3氧化成Na2SO4，方程式为Na2SO3+NaClO＝Na2SO4+NaCl。10m3 盐水b中含NaClO的物质的量为 ，由方程式可知消耗Na2SO3的质量为1mol×126g/mol＝126g。若设需要10% Na2SO3溶液的质量为X，则有 ，解得x＝1760g，即至多添加10% Na2SO3溶液1.76kg。
答案：（1）NaOH
（2）2Cl－＋2H2O 2OH－＋H2↑＋Cl2↑
（3）氯气与水反应：Cl2＋H2O HCl＋HClO，增大HCl的浓度可使平衡逆向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的溢出。
（4）①g(OH)2
②2NH4＋＋3Cl2＋8OH－=8H2O＋6Cl－＋N2↑
③SO42－、Ca2＋
④1.76
15.（四川）(14分)
开发氢能是实现社会可持续发展的需要。硫铁矿(FeS2)燃烧产生的SO2通过下列碘循环工艺过程既能制H2SO4，又能制H2。
请回答下列问题：
(1)已知1 g FeS2完全燃烧放出7.1 kJ热量，FeS2燃烧反应的热化学方程式为______________。
(2)该循环工艺过程的总反应方程式为_____________。
(3)用化学平衡移动的原理分析，在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是____________。
(4)用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用H)表示)，NiO(OH)作为电池正极材料，OH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)+H Ni(OH)2+
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______________
【解析】(1)反应方程式：4FeS2＋11O2=2Fe2O3＋8SO2，标出各物质的聚集状态；在反应中4 mol FeS2的质量为m(FeS2)=4 mol×120 g•mol－1=480 g，放热Q=480 g×7.1 kJ/g=3408 kJ，对应的热化学方程式为：
4FeS2(s)＋11O2(g)=2Fe2O3(s)＋8SO2(g) H=－3408 kJ•mol－1。
(2)在反应器中发生反应：SO2＋I2＋2H2O=2HI＋H2SO4，在膜反应器中的反应为：2HI I2＋H2，将两个方程式相加得：SO2＋2H2O=H2SO4＋H2。
(3)在膜分离器中发生反应：2HI I2＋H2，将H2分离出有利于平衡向右移动，利于I2和H2的生成。
(4)①负极反应物H失去电子，生成的H＋在碱性条下生成H2O，电解反应式为：H－e－＋OH－=H2O＋。
②O2与H发生反应，生成H2O和，电极反应式为：4H＋O2＋4e－=2H2O＋4。
.【答案】(1)4FeS2(s)＋11O2(g)=2Fe2O3(s)＋8SO2(g) H=－3408 kJ•mol－1
(2)SO2＋2H2O=H2SO4＋H2
(3)促使平衡向右移动，有利于碘和氢气的生成
(4)①H－e－＋OH－=H2O＋ ②4H＋O2＋4e－=2H2O＋4
16.（四川）(15分)甲、乙、丙、丁、戊为原子序数依次增大的短周期元素。甲、丙处于同一主族，丙、丁、戊处于同一周期，戊原子的最外层电子数是甲、乙、丙原子最外层电子数之和。甲、乙组成的成见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；戊的单质与X反应能生成乙的单质，同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物Y和Z，0.1 mol/L的Y溶液pH＞1；丁的单质既能与丙元素最高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐L也能与Z的水溶液反应生成盐；丙、戊可组成化合物。
请回答下列问题：
⑴戊离子的结构示意图为_______。
⑵写出乙的单质的电子式：_______。
⑶戊的单质与X反应生成的Y和Z的物质的量之比为2:4，反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为________。
⑷写出少量Z的稀溶液滴入过量L的稀溶液中发生反应的离子方程式：_________。
⑸按右图电解的饱和溶液，写出该电解池中发生反应的总反应方程式：_______。将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中，观察到得现象是__________。
【解析】甲、乙组成的常见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则X是NH3，甲是H，乙是N。甲、丙处于同一主族，并且丙的原子序数大于N，则丙是Na。根据戊原子的最外层电子数是甲、乙、丙原子的最外层电子数之和，则戊原子最外层电子数=1＋1＋5=7，则戊是Cl。戊的单质是Cl2，与NH3反应生成乙的单质N2和NH4Cl、HCl；并且0.1 mol•L－1的Y溶液的pH＞1，则Y是NH4Cl，Z是HCl。
丁的单质能与NaOH溶液反应，也能与HCl水溶液反应，则丁是Na，生成的盐L是NaAlO2。丙、戊组成的化合物为NaCl。
(1)Cl－的结构示意图为： 。(2)乙单质N2的电子式为：
(3)NH3与Cl2反应的化学方程式：4NH3＋3Cl2=N2＋2NH4Cl＋4HCl，在反应中氨气做还原剂，氯气做氧化剂，被氧化的物质与被还原的物质之比为：2:3。
(4)将少量的盐酸滴入过量NaAlO2溶液中发生反应的离子方程式为：AlO2－ ＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓。
(5)按右图电解饱和氯化钠溶液，反应的方程式为：2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。电解后得到NaOH溶液，滴入酚酞溶液中，观察到溶液变红。
【答案】(1) (2) (3)2:3 ⑷AlO2－ ＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓
(5)2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ 酚酞溶液溶液变红
17.（天津）（14分）工业废水中常含有一定量的Cr2O72—和CrO42—，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，必须进行处理。常用的处理方法有两种。
方法1：还原沉淀法
该法的工艺流程为
其中第①步存在平衡：2CrO42—（黄色）+2H+ Cr2O72—（橙色）+H2O
（1）若平衡体系的pH=2，则溶液显 色.
（2）能说明第①步反应达平衡状态的是 。
a．Cr2O72—和CrO42—的浓度相同
b．2v (Cr2O72—) =v (CrO42—)
c．溶液的颜色不变
（3）第②步中，还原1mol Cr2O72—离子，需要________mol的FeSO4•7H2O。
（4）第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s) Cr3+(aq)+3OH—(aq)
常温下，Cr(OH)3的溶度积sp＝c(Cr3+)•c3(OH—)＝10-32，要使c(Cr3+)降至10-5mol/L，溶液的pH应调至 。
方法2：电解法
该法用Fe做电极电解含Cr2O72—的酸性废水，随着电解进行，在阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)3沉淀。
（5）用Fe做电极的原因为 。
（6）在阴极附近溶液pH升高的原因是（用电极反应解释） 。
溶液中同时生成的沉淀还有 。
解析：（1）pH=2说明溶液显酸性，平衡向正反应方向移动，Cr2O72—的浓度会增大，所以溶液显橙色；
（2）在一定条下的可逆反应里，当正反应速率和逆反应速率相等，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变时，该可逆反应就到达化学平衡状态，因此选项a不正确；在任何情况下Cr2O72—和CrO42—的反应速率之比总是满足1：2，因此选项b也不正确；溶液颜色不再改变，这说明Cr2O72—和CrO42—的浓度不再发生改变，因此可以说明反应已经达到化学平衡状态，c正确。
（3）Cr2O72—中Cr的化合价是+6价，所以1mol Cr2O72—被还原转移2×（6－3）＝6mol电子；Fe2+被氧化生成Fe3+，转移1个电子，因此根据得失电子守恒可知需要FeSO4•7H2O的物质的量为6mol；
（4）由溶度积常数的表达式sp＝c(Cr3+)•c3(OH—)＝10-32可知，当c(Cr3+)＝10-5mol/L时，c(OH—)＝10-9mol/L，所以pH＝5。
（5） Cr2O72—要生成Cr(OH)3沉淀，必需有还原剂，而铁做电极时，在阳极上可以失去电子产生Fe2+，方程式为Fe－2e－＝Fe2+。
（6）在电解池中阳离子在阴极得到电子，在溶液中由于H+得电子得能力强于Fe2+的，因此阴极是H+放电，方程式为2H++2e－＝H2↑，随着电解的进行，溶液中的H+浓度逐渐降低，水的电离被促进，OH－浓度逐渐升高。由于Fe2+被Cr2O72—氧化生成Fe3+，当溶液碱性达到一定程度时就会产生Fe(OH)3沉淀。
答案：（1）橙
（2）c
（3）6
（4）5
（5）阳极反应为Fe－2e－＝Fe2+，提供还原剂Fe2+
（6）2H++2e－＝H2↑ Fe(OH)3
18.（重庆）（14分）臭氧是一种强氧化剂，常用于消毒、灭菌等。
（1）O3与I溶液反应生成的两种单质是___________和_________。（填分子式）
（2）O3在水中易分解，一定条下，O3的浓度减少一半所需的时间（t）如题29表所示。已知：O3的起始浓度为0.0216 mol/L。
①pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是___________.
②在30°C、pH=4.0条下，O3的分解速率为__________ mol/(L•min)。
③据表中的递变规律，推测O3在下列条下分解速率依次增大的顺序为______.（填字母代号）
a. 40°C、pH=3.0 b. 10°C、pH=4.0 c. 30°C、pH=7.0
（3）O3 可由臭氧发生器（原理如题29图）电解稀硫酸制得。
①图中阴极为_____(填“A”或“B”)，其电极反应式为_____。
②若C处通入O 2 ，则A极的电极反应式为_____.
③若C处不通入O 2 ，D、E处分别收集到xL和有yL气体(标准情况)，则E处收集的气体中O 3 所占的体积分数为_____。(忽略 O 3 的分解)。
答案：（1）O2 I2
（2）①OH－；
②1.00×10－4
③b、a、c
（3）①2H＋＋2e－=H2↑
②O2＋4H＋＋4e－＝2H2O；
【解析】（1）臭氧具有强氧化性，能够将I中的I－氧化为碘单质，此反应中共有三种元素，其中单质具有强还原性，因此不可能得到此单质，所以确定为得到氧气。
（2）①pH越大，OH－浓度越大，判断起催化作用的离子为OH－。
②由表格可知，题目给定条下所用时间为108min，而臭氧浓度减少为原的一半，即有 臭氧分解，速率为 ③所用时间越短，说明反应速率越快，因此确定温度越高，pH越大，反应速率越快，且温度对速率的影响较大些。
（3）①电解硫酸时，溶液中的OH－发生氧化反应生成氧气和臭氧，因此产生氧气和臭氧的一极为阳极，根据装置中电极B处产生臭氧，则说明电极B为阳极，则A为阴极，硫酸溶液中的H＋在阴极放电生成氢气。②若C处通入氧气，则A极上产生的氢气与氧气反应生成水。③D处得到氢气，E处生成氧气和臭氧，每生成1molH2，可得到2mol电子，生成xL氢气时，得到电子的物质的量为 ，每生成1molO2，可失去4mol电子，每生成1molO3，可失去6mol电子，根据得失电子守恒得 ，生成氧气和臭氧的体积共yL，则 ，因此 。 ③
【2010高考试题】
1．（2010全国卷1）右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个点极由有机光敏燃料（S）涂覆在 纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：
（激发态）
下列关于该电池叙述错误的是：
A．电池工作时，是将太阳能转化为电能
B．电池工作时， 离子在镀铂导电玻璃电极上放电
C．电池中镀铂导电玻璃为正极
D．电池的电解质溶液中I-和I3-的浓度不会减少
【解析】B选项错误，从示意图可看在外电路中电子由负极流向正极，也即镀铂电极做正极，发生还原反应：I3-+2e-=3I-；A选项正确，这是个太阳能电池，从装置示意图可看出是个原电池，最终是将光能转化为化学能，应为把上面四个反应加起可知，化学物质并没有减少；C正确，见B选项的解析；D正确，此太阳能电池中总的反应一部分实质就是：I3- 3I-的转化（还有I2+I- I3-），另一部分就是光敏有机物从激发态与基态的相互转化而已，所有化学物质最终均不被损耗！
【答案】B
2.（2010浙江卷）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 有关该电池的下列中，正确的是
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：
解析：本题涵盖电解池与原电池的主体内容，涉及电极判断与电极反应式书写等问题。根据给出的正极得电子的反应，原电池的电极材料Li-Al/FeS可以判断放电时（原电池）负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+。A、Li和Al分别是两极材料。B、应有Al的参加。D、应当是阳极失电子反应。
答案：C
3.（2010广东理综卷）23.铜锌原电池（如图9）工作时，下列叙述正确的是
A 正极反应为：Zn—2e-=Zn2+
B电池反应为：Zn+Cu2+=Zn2+ +CU
C 在外电路中，电子从负极流向正极
D 盐桥中的+移向ZnSO4溶液
解析：Zn是负极，故A错；电池总反应和没有形成原电池的氧化还原反应相同，故B正确；根据闭合回路的电流方向，在外电路中，电子由负极流向正极，故C正确；在溶液中，阳离子往正极移动，故D错误。
答案：BC
4.（2010安徽卷）11.某固体酸燃料电池以CaHSO4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
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0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2
D.H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
答案：D
解析：首先明确a为负极，这样电子应该是通过外电路由a极流向b，A错；B选项反应应为O2+4e-+4H+=2H2O ; C没有告知标准状况。
5.（2010福建卷）11．铅蓄电池的工作原理为： 研读 右图，下列判断不正确的是
A． 闭合时，d电极反应式：
B．当电路中转移0．2mol电子时，I中消耗的 为0．2 mol
C．闭合时，II中 向c电极迁移
D．闭合一段时间后，II可单独作为原电池，d电极为正极
【解析】闭合时Ⅰ为电解池，Ⅱ为电解池，Ⅱ中发生充电反应，d电极为阳极发生氧化反应，其反应式为PbSO4 + 2H2O -2e- = PbO2 + 4H+ + SO42- 所以A正确。在上述总反应式中，得失电子总数为2e-，当电路中转移0．2mol电子时，可以计算出Ⅰ中消耗的硫酸的量为0．2mol，所以B对。闭合一段时间，也就是充电一段时间后Ⅱ可以作为原电池，由于c表面生成Pb，放电时做电的负极，d表面生成PbO2，做电的正极，所以D也正确。闭合时d是阳极，阴离子向阳极移动，所以C错。
答案：C
6.（2010江苏卷）8．下列说法不正确的是
A．铅蓄电池在放电过程中，负极质量减小，正极质量增加
B．常温下，反应 不能自发进行，则该反应的
C．一定条下，使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率
D．相同条下，溶液中 、 、 的氧化性依次减弱
【答案】AC
【解析】本题主要考查的是相关的反应原理。A项，铅蓄电池在放电过程中，负极反应为 其质量在增加；B项，该反应是典型的吸热反应，在常温下不能自发进行；C项，催化剂能改变反应速率，不一定加快，同时它不能改变转化率；D项， 可知 的氧化性大于 ，综上分析可知，本题选AC项。
7.（2010江苏卷）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
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
【答案】C
【解析】本题主要考查的是电化学知识。A项，在该装置系统中，有四种能量转化的关系，即太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化；B项，装置Y为氢氧燃料电池，负极电极反应为H2 -2e- + 2OH- = 2H2O；C项，相当于用光能电解水，产生H2和O2，实现燃料（H2）和氧化剂（O2）的再生；D项，在反应过程中，有能力的损耗和热效应的产生，不可能实现化学能和电能的完全转化。综上分析可知，本题选C项。
8.（2010天津卷）7．（14分）X、Y、Z、L、五种元素的原子序数依次增大。X、Y、Z、L是组成蛋白质的基础元素，是地壳中含量最高的金属元素。
回答下列问题：
⑴ L的元素符号为________ ；在元素周期表中的位置为________________；五种元素的原子半径从大到小的顺序是____________________（用元素符号表示）。
⑵ Z、X两元素按原子数目比l∶3和2∶4构成分子A和B，A的电子式为___，B的结构式为____________。
⑶ 硒（se）是人体必需的微量元素，与L同一主族，Se原子比L原子多两个电子层，则Se的原子序数为_______，其最高价氧化物对应的水化物化学式为_______。该族2 ~ 5周期元素单质分别与H2反应生成l mol气态氢化物的反应热如下，表示生成1 mol硒化氢反应热的是__________（填字母代号）。
a．+99.7 mol•L－1 b．+29.7 mol•L－1 c．－20.6 mol•L－1 d．－241.8 kJ•mol－1
⑷ 用单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q 。写出阳极生成R的电极反应式：______________；由R生成Q的化学方程式：_______________________________________________。
解析：(1)X、Y、Z、L是组成蛋白质的四种元素且原子序数依次增大，故分别为：H、C、N、O元素；是地壳中含量最高的元素，为Al，其在周期表的位置为第3周第ⅢA族；再根据五种元素在周期表的位置，可知半径由大到小的顺序是：Al＞C＞N＞O＞H。
(2) N和H 1：3构成的分子为NH3，电子式为 ；2：4构成的分子为N2H4，其结构式为 。
(3)Se比O多两个电子层，共4个电子层，1→4电子层上的电子数分别为：2、8 、18、6，故其原子序数为34；其最高价氧化物对应的水化物的化学式类似H2SO4，为H2SeO4。
非金属性越强，与氢气反应放出的热量越多，故2→5周期放出的热量依次是：d、c、b、a，则第四周期的Se对应的是b。
(4)Al作阳极失去电子生成Al3+，Al3++3HCO3-==Al(OH)3+3CO2，2Al(OH)3 Al2O3+3H2O。
答案：
(1)O 第三周第ⅢA族 Al＞C＞N＞O＞H
(2)
(3) 34 H2SeO4 b
(4) Al-3e- Al3+ Al3++3HCO3-==Al(OH)3+3CO2 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O。
命题立意：本题以元素的推断为背景，综合考查了元素符号的书写、元素位置的判断和原子半径大小的比较；考查了电子式、结构式的书写，元素周期律，和电极反应式、化学方程式的书写，是典型的学科内综合试题。
9.（2010东卷）29．（12分）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
（1）以下为铝材表面处理的一种方法：
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是______（用离子方程式表示）。为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的______．。
a．NH3 b．CO2 c．NaOH d．HNO3
②以铝材为阳极，在H2SO4 溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为____。取少量废电解液，加入NaHCO，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是_____。
（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是______。
（3）利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关应置于______处。
若X为锌，开关置于处，该电化学防护法称为_______。
解析：(1) ①冒气泡的原因是Al与NaOH反应了，方程式为：2Al+2OH-+4H2O==2Al(OH)4-+3H2；
使Al(OH)4-生成沉淀，最好是通入CO2，加HNO3的话，沉淀容易溶解。
②阳极是Al发生氧化反应，要生成氧化膜还必须有H2O参加，故电极反应式为：2Al+3H2O-6e - Al2O3+6H+；加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，是由于废电解液中含有Al3+，和HCO3-发生了互促水解。
(2)电镀时，阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+。
(3)铁被保护，可以是做原电池的负极，或者电解池的阴极，故若X为碳棒，开关应置于N处，Fe做阴极受到保护；若X为锌，开关置于处，铁是做负极，称为牺牲阳极保护法。
答案：
（1）①2Al+2OH-+4H2O==2Al(OH)4-+3H2；c
②2Al+3H2O-6e - Al2O3+6H+；因为 Al3+和HCO3-发生了互促水解；
Al3++3HCO3-== Al(OH)3↓+CO2↑
(2)阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+
(3)N 牺牲阳极保护法。
10.（2010安徽卷）27.（14分）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货成为重要题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（Lin2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资回收研究，设计实验流程如下：
（1）第②步反应得到的沉淀X的化学式为 。
（2）第③步反应的离子方程式是 。
（3）第④步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有 。
若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：
、 。
（4）若废旧锂离子电池正极材料含LiNB2O4的质量为18.1 g第③步反应中加入20.0mL3.0mol•L-1的H2SO4溶液。定正极材料中的锂经反应③和④完全为Li2CO3,剩至少有 Na2CO3参加了反应。
答案：（1）Al(OH)3
(2)4 Lin2O4+O2+4H+=4Li++8nO2+2H2O
(3) 漏斗 玻璃棒 烧杯 ； 滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等
（4）5.3
解析：第一步就是铝溶解在氢氧化钠溶液中 第二步就是偏铝酸钠与二氧化碳生成氢氧化铝，第三步是氧化还原反应，注意根据第一步反应Lin2O4不溶于水。
第（4）小题计算时要通过计算判断出硫酸过量。
11.（2010四川理综卷）27．(16分)
碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。
碘酸钾(IO3)是国家规定的食盐加碘剂，它的晶体为白色，可溶
于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质
碘。以碘为原料，通过电解制备碘酸钾的实验装置如右图所示。
请回答下列问题：
(1)碘是 (填颜色)固体物质，实验室常用
方法分离提纯含有少量杂质的固体碘。
(2)电解前，先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液，溶解时发生反应：
3I2+6OH=5I+IO3+3H2O，将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区，电解槽用水冷却。
电解时，阳极上发生反应的电极反应式为 ；阴极上观察到的实验现象是 。
(3)电解过程中，为确定电解是否完成，需检验电解液中是否有I—。请设计一个检验电解液中是否有I—的实验方案，并按要求填写下表。
要求：所需药品只能从下列试剂中选择，实验仪器及相关用品自选。
试剂：淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。
实验方法实验现象及结论
(4)电解完毕，从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下：
步骤②的操作名称是 ，步骤⑤的操作名称是 。步骤④洗涤晶体的目的是
。
答案：（1）紫黑色 升华
（2）
有气泡产生
（3）
实验方法实验现象及结论
取少量阳极区电解液于试管中，加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉试液，观察是否变蓝。如果不变蓝，说明无 。（如果
变蓝，说明有 。）
（4）冷却结晶 干燥 洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质
解析：（1）考查物质的物理性质，较容易。（2）阳极发生氧化反应失电子 。阴极区加入氢氧化钾溶液，电解氢氧化钾实质是电解水。（3）考查I-的检验此题借助与碘单质遇淀粉变蓝色这一特性，要设法将碘离子转化为碘单质。（4）考查实验的基本操作。要求考生对整个流程分析透彻。
12.（2010重庆卷）29．（14分）钒（V）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能等领域．
（1）V2O5是接触法制硫酸的催化剂．
①一定条下， 与空气反映t min后， 和 物质的量浓度分别为a mol/L和b mol/L, 则 起始物质的量浓度为 mol/L ；生成 的化学反应速率为 mol/(L•min) ．
②工业制硫酸，尾气 用_______吸收．
（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实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如题29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 ．
答案：
（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
【解析】本题考查以钒为材料的化学原理题，涉及化学反应速率和电化学知识。
由S守恒可得， 的起始浓度为（a+b）mol/L。 的速率为单位时间内 浓度的变化，即b/tmol/(L?min)。 可以用碱性的氨水吸收。
①左槽中，黄变蓝即为 生成 ，V的化合价从+5降低为+4，得一个电子，0原子减少，从图中知，其中 发生了移动，参与反应，由此写成电极反应式。②作为原电池，左槽得电子，而右槽失电子。充电作为电解池处理，有槽中则为得电子，对应化合价降低，即为 生成 ，颜色由绿生成紫。③由电极反应式知， 参与了反应。溶液中离子的定向移动可形成电流。n=N/NA=3.01× /6.02× =0.5mol。
【2009高考试题】
1、（上海）13．右图装置中，U型管内为红墨水，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：
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
【答案】B
【解析】生铁块在食盐水和氯化铵溶液中均能形成原电池，生铁块中的碳为正极，铁为负极，电极反应式为 ，所以A、C对。其中氯化铵溶液显酸性，发生析氢腐蚀，而食盐水显中性，发生吸氧腐蚀，所以相同条下，析氢腐蚀的速率币吸氧腐蚀的快，所以红墨水两边液面左高右低，所以B错D对。
2、（海南）15．(9分)
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 ；
(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 ，反应的化学方程式为 ；
(4)组装该电池必须在无水、无氧的条下进行，原因是 。
【答案】
【答案】(1)锂 Li—e—=Li+；
(2)2 SOCl2+4 e—=4Cl—+S+SO2
(3) 出现白雾，有剌激性气味的气体生成 SOCl2+H2O=2HCl↑+ SO2↑
(4)锂是活泼金属，易与水、氧等反应，SOCl2也可与水反应
【解析】(1)Li在电池反应中失电子,根据电子流出的一极是负极,故Li是负极,发生的电极反应式为Li—e—=Li+；(2)SOCl2电池反应中得电子为正极反应物，其电极反应式为
2 SOCl2+4 e—=4Cl—+S+SO2
(3) SOCl2与水强烈水解生成二氧化硫和HCl，HCl与水形成大量的白雾，故出现白雾同时闻到剌激性气味的气体生成。反应的化学方程式为SOCl2+H2O=2HCl↑+ SO2↑
(4)由于锂是活泼的金属与水、氧等反应，SOCl2能与水反应，所以组装该电池必须在无水、无氧的条下进行。
3、（广东）10．出土的锡青铜（铜锡合金）物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是
A．锡青铜的熔点比纯铜高
B．在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用
C．锡青铜物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程
【答案】BC
【解析】锡青铜合金具有合金的特性，熔点比任何一种纯金属的低，A错；由于锡的活泼性强于铜，故在形成电化学腐蚀时，锡对铜起到了保护作用，B正确；潮湿的环境更利于金属的电化学腐蚀，C正确；电化学腐蚀过程中涉及电子的转移，又有新物质生成，属于化学反应过程，D错。
4、（福建）11. 控制适合的条，将反应
设计成如右图所示的原电池。下列判断不正确的是
A. 反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
B. 反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原
C. 电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态
D. 电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固定，乙中石墨电极为负极
【答案】D
【解析】乙中I－失去电子放电，故为氧化反应，A项正确；由总反应方程式知，Fe3＋被还原成Fe2＋，B项正确；当电流计为零时，即说明没有电子发生转移，可证明反应达平衡，C项正确。加入Fe2＋，导致平衡逆向移动，则Fe2＋失去电子生成Fe3＋，而作为负极，D项错。
5、（浙江）12.市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：Li+2Li
下列说法不正确的是
A．放电时，负极的电极反应式：Li-e=Li
B．充电时，Li 既发生氧化反应又发生还原反应
C．该电池不能用水溶液作为电解质
D．放电过程中Li向负极移动
【答案】D
【解析】A项，Li从零价升至正价，失去电子，作为负极，正确；B项，反应逆向进行时。反应物只有一种，故化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生还原反应，正确；C项，由于Li可以与水反应，故应为非水材料，正确；D项，原电池中阳离子应迁移至正极失电子，故错。
6.（广东理基）25．钢铁生锈过程发生如下反应：
①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；
②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；
③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。
6、下列说法正确的是
A．反应①、②中电子转移数目相等
B．反应①中氧化剂是氧气和水
C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
【答案】A
【解析】①②反应中消耗O2的量相等，两个反应也仅有O2作为氧化剂，转移电子数相等，A正确。①中H2O的H、O两元素的化合价没有变，不作氧化剂，B错误；铜和钢形成原电池，腐蚀速度加快，C错误；钢铁在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀， D错误。
7、（广东理基）34．下列有关电池的说法不正确的是
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
【答案】B
【解析】锂离子电池可以反复充电使用，属于二次电池，A正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流为铜流向锌，而电子是由锌流向铜，B错误；电池的实质是化学能转化成电能，C项正确；Zn失去电子生成Zn2＋，作为负极，D项正确。
8、（广东）14．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
【答案】A
【解析】由于电解质溶液显碱性，所以该燃料电极的正极反应为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，A对；铝作负极，负极反应应该是铝失去电子变为铝离子，在氢氧化钠的溶液中铝离子会跟过量的碱反应生成偏铝酸跟，因此负极反应为：Al＋4OH－－3e＝AlO2——+ 2H2O，B错；
该电池的总反应为：4Al＋3O2＋4OH－= 4AlO2——+ 2H2O，反应过程中消耗了碱，溶液PH降低，C错；电池工作时，电子从负极出经过外电路流到正极，D错.
9、（上海）11．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中
①铝合金是阳极 ②铝合金是负极
③海水是电解液 ④铝合金电极发生还原反应
A．②③ B．②④
C．①③ D．①④
【答案】A
【解析】铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池中，铝作负极，Pt-Fe合金作正极，海水是电解液，答案为A。
10、（天津）10.（14分）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，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。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 ，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 。
【答案 】
（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 、 分子数，加快电极反应速率
（4）①
② 或
③32
解析：（1）原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H2 + O2 =2H2O，其中H2从零价升至+1价，失去电子，即电子从a流向b。
（2）负极为失去电子的一极，即H2失电子生成H＋，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上OH－。
（3）铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。
（4）由题意可知，此装置为原电池，为化学能转化为电能的装置。在原电池中氢气失去电子，发生氧化反应，因此电子由氢气电极流向氧气电极。氢气发生氧化反应，为电的负极，电解质溶液为碱性，阴离子OH—向负极移动，在负极消耗。所有的金属没有氟价，所以在LiH中，Li的化合价为+1，H的化合价为-1，所以还原剂为Li，而氧化剂则为H2O（H元素的化合价降低）。
由方程式得，2LiH~H2，所以生成LiH的物质的量为 ，因此LiH的体积为 ，因此生成LiH的体积与吸收氢气的体积比为 。
LiH~H2，所以生成氢气的物质的量为20mol，若转化率为80%，则原电池消耗氢气为16mol，1molH2可失去2mole—，因此转移电子的物质的量为32mol。
11、（安徽）12.Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，点解总反应：2Cu+H2O==Cu2O+H2O 。下列说法正确的是
A.石墨电极上产生氢气
B.铜电极发生还原反应
C.铜电极接直流电的负极
D.当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。
【答案】A
【解析】由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；石墨作阴极，阴极上是溶液中的H＋反应，电极反应为：2H＋＋2e－=H2↑，A选项正确；阳极与电的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O，当有0.1mol电子转移时，有0.05molCu2O生成，D选项错误。
12、（全国1）28．(15分)
下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 5.00％的 溶液、足量的 溶液和l00 10.00％的 溶液．电极均为石墨电极。
(1)接通电，经过一段时间后，测得丙中 浓度为10.47％，乙中c电极质量增加。据此回答问题：
①电的N端为 极；
②电极b上发生的电极反应为 ；
③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：
;
④电极c的质量变化是 ；
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：
甲溶液 ；
乙溶液 ；
丙溶液 ；
(2)如果电解过程中铜全部析出．此时电解能否继续进行，为什么?
。
答案：
（1）①正极 ②4OH－-4e－=2H2O + O2↑。③2.8L ④16g ⑤甲增大，因为相当于电解水；乙减小，OH－放电， H＋增多。丙不变，相当于电解水。
(2)可以 因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应
解析：
（1）①乙中C电极质量增加，则c处发生的反应为：Cu2＋+2e－=Cu，即C处为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，为负极，N为正极。丙中为2SO4，相当于电解水，设电解的水的质量为xg。由电解前后溶质质量相等有，100×10%=（100-x）×10.47%，得x=4.5g，故为0.25mol。由方程式2H2+O2 2H2O可知，生成2molH2O，转移4mol电子，所以整个反应中转化0.5mol电子，而整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。②甲中为NaOH，相当于电解H2O，阳极b处为阴离子OH－放电，即4OH－-4e－=2H2O + O2↑。③转移0.5mol电子，则生成O2为0.5/4=0.125mol，标况下的体积为0.125×22.4=2.8L。④Cu2＋+2e－=Cu，转移0.5mol电子，则生成的m(Cu)=0.5/2 ×64 =16g。⑤甲中相当于电解水，故NaOH的浓度增大，pH变大。乙中阴极为Cu2＋放电，阳极为OH－放电，所以H＋增多，故pH减小。丙中为电解水，对于2SO4而言，其pH几乎不变。（2）铜全部析出，可以继续电解H2SO4，有电解液即可电解。
13、（重庆）26.（14分）工业上电解饱和食盐能制取多种化工原料，其中部分原料可用于制备多晶硅。
（1）题26图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图，电解槽阳极产生的气体是 ；NaOH溶液的出口为 （填字母）；精制饱和食盐水的进口为 （填字母）；干燥塔中应使用的液体是 。
（2）多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产，其副产物SiCl4的综合利用收到广泛关注。
①SiCl4可制气相白炭黑（与光导纤维主要原料相同），方法为高温下SiCl4与H2和O2反应，产物有两种，化学方程式为 。
②SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用。一定条下，在20L恒容密闭容器中的反应：
3 SiCl4（g）+2 H2（g）+Si（g） 4 SiHCl3（g）
达平衡后，H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L，若H2全部于离子交换膜法的电解产物，理论上需消耗纯NaCl的质量为 kg。
（3）采用无膜电解槽电解饱和食盐水，可制取氯酸钠，同时生成氢气，现制得氯酸钠213.0kg，则生成氢气 （标准状况）。
【答案】⑴①氯气；a；d；浓硫酸 ⑵①SiCl4+2H2+O2 SiO2+4HCl ②0.35 ⑶134.4
【解析】电解饱和氯化钠溶液时，溶液中的阳离子Na+和H+ 向阴极移动，且氧化性较强的H+首先放电发生还原反应，生成氢气，阴极附近的溶液因消耗氢离子使溶液显碱性，与Na+形成NaOH溶液，阴离子Cl—和OH—向阳极移动，还原性较强的阴离子Cl—首先放电，发生氧化反应生成氯气。
根据方程式可得：H2~2SiHCl3，生成的SiHCl的物质的量浓度为0.020mol/L，所以参加反应的氢气的物质的量浓度为0.01mol。剩余氢气的物质的量为0.14mol/L，则共需要氢气的物质的量浓度为0.15mol/L，物质的量为3mol。由电解饱和NaCl的方程式可知，2NaCl~H2，则消耗NaCl的物质的量为6mol，质量为6mol×58.5g/mol=351g=0.35kg。根据化合价的变化可知，由Cl—生成1molNaClO3失去6mol电子，生成 NaClO3转移电子的物质的量为12×103 mol电子，因此生成氢气的物质的量为6×103 mol，在标况下气体体积为134.4m3。
14、（东）29.（12分）Zn-nO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。
（1）该电池的负极材料是 。电池工作时，电子流向 （填“正极”或“负极”）。
（2）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀.其主要原因是 。欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的 （填代号）。
a.NaOH b.Zn c.Fe d.NH3•H2O
(3)nO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的nSO4溶液。阴极的电极反应式是
。若电解电路中通过2mol电子，nO2的理论产量为 。
【答案】（1）Zn（或锌） 正极 （2）锌与还原出的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀
b （3）2H++2e-→H2 ,87g
【解析】(1) 负极上是物质失电子的一极，从所提供物质看应是Zn，Zn失电子经外电路流向正极。（2）锌与还原出的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂不要引入新杂质，所以应选用Zn将Cu2+置换为沉淀而除去。（3）阴极上发生得电子还原反应，从溶液中的成分看应是H+得电子。由nSO4～nO2～2 e-,知通过2mol电子产生1molnO2，质量为87g。
15、（北京）6．下列叙述不正确的是
A．铁表面镀锌，铁作阳极
B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：
D．工业上电解饱和和食盐水的阳极反应：
【答案】A
【解析】锌比铁活泼，故锌为负极，铁为正极，锌失电子从而可防船体被腐蚀，故A项错误，B正确；C、D项均正确。
【2012高考押题】
1．家蝇的雌性信息素可用芥酸(自菜籽油)与羧酸X在浓NaOH溶液中进行阳极氧化得到。电解总反应式为：
则下列说法正确的是( )
A．X为C2H5COOH
B．电解的阳极反应式为：C21H41COOH＋X－2e－＋2H2O?→C23H46＋2CO2－3＋6H＋
C．电解过程中，每转移a mol电子，则生成0.5a mol雌性信息素
D．阴极的还原产物为H2和OH－
解析：A项根据原子守恒可判断X为C2H5COOH；B项由于电解质溶液为浓NaOH，因此阳极反应式应为C21H41COOH＋X－2e－＋60H－?→C23H46＋2CO2－3＋4H2O；C项根据电解总反应可知每生成1 mol雌性信息素转移2 mol电子，则C项正确；D项阴极的还原产物为H2，OH－并非氧化还原产物．
答案：AC
2．下列关于铜电极的叙述正确的是( )
A．铜锌原电池中铜是负极
B．用电解法精炼粗铜时，粗铜作阴极
C．在镀上电镀铜时可用金属铜做阳极
D．电解稀硫酸制H2和O2时铜做阳极
解析：铜锌原电池中锌活泼，锌做负极；电解精炼铜时，粗铜中的铜失去电子，做阳极；电镀铜时，应选用铜片做阳极，镀做阴极，含有铜离子的溶液做电镀液。电解稀硫酸时，铜做阳极，失电子的是铜而不是溶液中的OH－，因而得不到氧气。
答案：C
3．普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2，溶液呈碱性。根据这一特点，科学家发明了电动势(E)法测水泥初凝时间，此法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag。
下列有关说法不正确的是( )
A．工业上制备普通水泥的主要原料是黏土和石灰石
B．测量原理装置图中，Ag2O/Ag极发生氧化反应
C．负极的电极反应式为：2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O
D．在水泥固化过程中，由于自由水分子的减少，溶液中各离子浓度的变化导致电动势变化
解析：A项工业上制备普通水泥的主要原料正确；B项测量原理装置图中，Ag2O/Ag极发生还原反应；C项负极材料Cu失电子，该电极反应式正确；D项在溶液中通过离子移动传递电荷，因此各离子浓度的变化导致电动势变化。
答案：B
4． LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：FePO4＋Li????放电充电LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li＋导电固体为电解质。
下列有关LiFePO4电池说法正确的是( )
A．可加入硫酸以提高电解质的导电性
B．放电时电池内部Li＋向负极移动
C．充电过程中，电池正极材料的质量减少
D．放电时电池正极反应为：FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4
解析：加入的硫酸会和金属锂反应，A项错误；放电时，发生原电池反应，Li＋(在负极生成，带正电荷)在电池内部向正极移动，B项错误；放电时，负极：Li－e－===Li＋，正极：FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4；充电时，阳极：LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋，阴极：Li＋＋e－===Li，C、D两项正确。
答案：CD
5．天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极 材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时LiCoO2中Li被氧化，Li＋迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中，以LiC6表示。电池反应
为LiCoO2＋C6????放电充电CoO2＋LiC6，下列说法正确的是( )
A．充电时，电池的负极反应为LiC6－e－===Li＋＋C6
B．放电时，电池的正极反应为CoO2＋Li＋＋e－===LiCoO2
C．羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质
D．锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低
解析：A项充电时，发生电解池反应，电池负极即为电解池阴极，发生还原反应：Li＋＋C6＋e－===LiC6；B项放电时，发生原电池反应，电池正极发生还原反应；C项含活泼氢的有机物作电解质易得电子；D项锂相对原子质量小、密度最小，所以锂离子电池的比能量高，故正确选项为B项。
答案：B
6．有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在OH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是( )
①每消耗1 mol CH4可以向外电路提供8 mol e－
②负极上CH4失去电子，电极反应式：CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O
③负极上是O2获得电子，电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
④电池放电后，溶液pH不断升高
A．①② B．①③ C．①④ D．③④
解析：本题是考查原电池原理在燃料电池中的具体应用，首先要判断出电池的正负极，其方法是确定在该电极上发生的是失电子还是得电子反应，若发生的是失电子反应则是原电池的负极，反之是正极。CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2中的燃烧反应，即CH4→CO2，严格讲生成的CO2还与OH反应生成2CO3，化合价升高，失去电子，是电池的负极，电极反应式为CH4－8e－＋10OH－===CO2－3＋7H2O，1 mol CH4参加反应有8 mol e－发生转移，O2在正极上发生反应，获得电子，电极反应为O2＋2H2O＋4e－===
4OH－。虽然正极产生OH－，负极消耗OH－，但从总反应CH4＋2O2＋2OH===2CO3＋3H2O可看出是消耗OH，所以电池放电时溶液的pH不断下降，故①②正确，③④错误。
答案：A
7．如图装置中，A、B中电极为多孔的惰性电极；C、D为夹在湿的Na2SO4滤纸条上的铂夹，a、b为电两极。在A、B中充满OH溶液后使其倒立于盛有OH溶液的水槽中。切断1，闭合2、3，通直流电，电解一段时间后A、B中均有气体产生，如图所示。
(1)电的a极为________(填“正极”或“负极”)。
(2)在湿的Na2SO4滤纸条中心滴nO4溶液，现象是
________________________________________________________________________。
(3)写出A中电极反应式：_________________________________________________。
(4)若电解一段时间后A、B中均有气体包围电极。此时切断2、3，闭合1，电流表的指针发生偏转，此时B极的电极反应式为_____________________________________。
解析：(1)由图示得电解时B中产生气体的体积是A中的2倍，而电解OH溶液的本质是电解水，故A中生成的是氧气，A为阳极，B为阴极；a为负极、b为正极；C作阴极、D作阳极。(2)nO－4向阳极移动，故紫色移向D铂夹。(3)A中是OH－放电。(4)中构成了氢氧燃料电池，OH溶液作电解质溶液，B作负极，H2失去电子后与OH－结合生成水。
答案：(1)负极 (2)紫色向D铂夹靠近 (3)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O (4)H2－2e－＋2OH－===2H2O
8．(1)今有2H2＋O2=====OH2H2O反应，构成燃料电池，则负极通的应是________，正极通的应是________，电极反应式为________________、________________。
(2)如把OH改为稀H2SO4作电解质溶液，则电极反应式为____________________、____________________。
(1)和(2)的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH各有何变化？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如把H2改为甲烷、OH作导电物质，则电极反应式为：
____________________、____________________。
解析：根据电池反应式可知H2在反应中被氧化，O2被还原，因此H2应在负极上反应，O2应在正极上反应。又因为是碱性溶液，此时应考虑不可能有H＋参加或生成，故负极反应为：2H2＋4OH－－4e－===4H2O，正极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。若将导电物质换成酸性溶液，此时应考虑不可能有OH－参加或生成，故负极：2H2－4e－===4H＋，正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。由于前者在碱性条下反应OH量不变，但工作时H2O增多故溶液变稀碱性减弱，pH将变小。而后者为酸溶液，H2SO4的量不变，水增多，溶液酸性减弱，故pH将变大。如把H2改为甲烷，用OH作导电物质，根据反应CH4＋2O2===CO2＋2H2O，则负极为发生氧化反应的CH4，正极为发生还原反应的O2，由于有OH存在，此时不会有CO2放出。
答案：(1)H2 O2 负极：2H2＋4OH－－4e－===4H2O
正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)负极：2H2－4e－===4H＋
正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O (1)变小，(2)变大
(3)负极：CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O
正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－