化學反應與電能-【對點變式題】2022-2023學年高二化學上學期期末必考題精準練（人教版2019選擇性必修第一冊）（解析版）

必考點08化學反應與電能

經(jīng)典必考題

題型一原電池的工作原理

例題1：一種太陽能電化學電池的工作原理如圖所示。下列說法正確的是（）

/H<WO3x

贖wo3

極

A.光照時，a極周圍pH增大B.光照時，光電極（TiOz/WOs）為負極

C.該電池能將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能D.光照時，負極反應式為V3++b=V2+

【答案】B

【詳解】A.原電池中陽離子向正極運動，氫離子移動到a極，導致酸性增強，pH減小，A錯誤；B.由分

析可知，光電極為負極，B正確；C.該電池能在太陽能作用下，通過化學反應轉(zhuǎn)化為電能，

C錯誤；D.光照時，負極發(fā)生失去電子的氧化反應，D錯誤；故選B。

例題2：我國研究的新型Li-NO?電池，為NC\的治理和再利用提供了新的研究思路，其工作原理如圖所示。

電池放電時的總反應為2Li+NC）2=Li2O+NO。下列有關(guān)該電池工作時的說法不正確的是（）

鋒箱at布

A.外電路電流的方向：b極—電流表—a極

+

B.b極的電極反應：NO2+2e+2Li=Li2O+NO

C.當外電路通過Imol電子時，b極質(zhì)量增加15g

D.電解液中Li+向a極附近遷移

【答案】D

【詳解】A.分析可知，a極為負極，b極為正極，電流從正極流向負極，即外電路電流的方向：b極一電

流表-a極，故A正確；B.b極為正極，N元素化合價降低，發(fā)生還原反應，電極反應式為：

+2e

NO2+2e+2LI=LI2O+NO；故B正確；c.也。，當外電路通過imoC時，b極生成O.SmolLi2。,

b極增加的質(zhì)量為0.5molx30g/mol=15g,故C正確；D.電解質(zhì)中陽離子移向正極，則電解液中口十向b極

附近遷移，故D錯誤；故選D。

【解題技巧提煉】

1.原電池工作原理示意圖

電子沿導線由負極向正極傳遞產(chǎn)生電流

發(fā)生氧化反應發(fā)生還原反應

負

陰

離

子

移

向

電解質(zhì)溶液

2.一般電極反應式的書寫方法

(1)判斷原電池的正、負極，即找出氧化劑和還原劑。

(2)結(jié)合介質(zhì)的酸堿性確定還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。

(3)寫出電極反應式，將兩式相加得總反應式。

3.原電池的應用

①加快氧化還原反應的速率：構(gòu)成原電池的反應速率比直接接觸的反應速率快，例如，在鋅與稀H2so4反

應時加入少量CuSCU溶液，CuSO4與鋅發(fā)生置換反應生成Cu,從而形成Cu—Zn微小原電池，加快產(chǎn)生H2

的速率。

②比較金屬活動性強弱：例如，有兩種金屬a和b,用導線連接后插入稀硫酸中，觀察到a極溶解，b極上

有氣泡產(chǎn)生。由此可判斷出a是負極、b是正極，且金屬活動性：a>bo

題型二化學電源

例題3：氟離子電池是一種前景廣闊的新型電池，如圖所示是氟離子電池的工作示意圖，其中充電時F-從

乙電極移向甲電極。已知BiF,和MgF2均難溶于水。下列關(guān)于該電池的說法正確的是(

A.放電時，甲電極的電極反應式為Bi-3e-+3F-=BiE

B.放電時，電子的移動方向是由乙電極經(jīng)電解液到甲電極

C.充電時，外加電源的正極與乙電極相連

D.充電時，導線上每通過Imol電子時，甲電極質(zhì)量增加19g

【答案】D

【詳解】A.放電時，甲電極發(fā)生還原反應，電極反應式為BiF,+3e-=Bi+3F，故A項錯誤；B.放電時,

電子從乙電極經(jīng)導線流向甲電極，電子不進入電解液中，故B項錯誤；C.充電時，乙電極是陰極，與電源

的負極相連，故C項錯誤；D.充電時，甲電極的電極反應式為Bi-3e-+3F-=BiF,,電極增加的質(zhì)量是氟

元素的質(zhì)量，每轉(zhuǎn)移3moi電子，甲電極質(zhì)量增加19gx3=57g,因此線上每通過Imol電子時，甲電極質(zhì)量

增加19g,故D項正確；綜上所述，正確的是D項。

例題4：有一種新型的燃料電池，它以多孔銀板為電極插入KOH溶液中，然后分別向兩極通入乙烷和氧氣,

其總反應為2c2H6+7O2+8KOH=4K2CO3+10H2O,有關(guān)此電池的推斷正確的是（）

A.負極反應為14H2O+7C）2+28e-=28OH「

B.放電過程中KOH的物質(zhì)的量濃度下降

C.每消耗ImolC2H6,則電路中轉(zhuǎn)移的電子為12moi

D.放電一段時間后，負極周圍的pH升高

【答案】B

【詳解】A.在燃料電池中，負極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應，在堿性電解質(zhì)下為

C2H6+18OH-14e=2COt+12H2O,故A錯誤；B.根據(jù)總反應為：2c2H6+7O2+8KOH=4K2co3+IOH2O,可

以知道放電過程中，消耗了氫氧化鉀，KOH的物質(zhì)的量濃度會減小，故B正確；C.根據(jù)電極反應式：

C2H6+180H--14e-=2COt+12H2O,每消耗ImolC2H6則電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為14mo1,故C錯誤；D.根據(jù)

負極反應：C2H6+18OH--14e=2CO^+12H2O,放電一段時間后，該極上消耗氫氧根離子，所以負極周圍的

pH降低，故D錯誤；故答案為：B?

【解題技巧提煉】

(-)一次電池

1.化學電源的分類：

①一次電池：也叫做干電池，放電后不可再充電。

②二次電池：又稱可充電電池或蓄電池，放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生。

③燃料電池：連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學電源。

2.一次電池：鋅鎰干電池

普通鋅鎰干電池堿性鋅鎰干電池

*

---石墨棒鋅粉和KOH

的混合物

示意圖——二氧化鎰、

炭黑、氯化B-MnO

鐵、氯化鋅2

一1金屬夕隆

—鋅筒

負極：鋅負極反應物：鋅粉

構(gòu)造正極：石墨棒正極反應物：二氧化鎰

電解質(zhì)溶液：氯化鐵和氯化鋅電解質(zhì)溶液：氫氧化鉀

負極：Zn+2OH--2e~

-+

負極：Zn-2e+2NHt=Zn(NH3)F+2H=Zn(OH)2

工作正極：2MnO2+2H++2e-=2MnO(OH)正極：2MnC)2+2H2O+2e

=2MnO(OH)+2OH~

原理總反應：Zn+2NH4C1+2MnO2=Zn(NH3)2C12

+2Mn0(0H)總反應：Zn+2MnC)2+

2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2

(二)二次電池

1.鉛蓄電池：鉛蓄電池是常見的二次電池，其放電反應和充電反應表示如下:

放電一

Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O

⑴負極是Pb，正極是PbC)2,電解質(zhì)溶液是H2sO4溶液。

(2)放電反應原理

①負極反應式是Pb+SOr-2e-=PbSO4;

+

②正極反應式是PbO2+4H+SOF+2e^==PbSO4+2H2O；

③放電過程中，負極質(zhì)量的變化是增大，H2s04溶液的濃度減小。

(3)充電反應原理

-

①陰極(還原反應)反應式是PbSO4+2e=Pb+SOF；

-+

②陽極(氧化反應)反應式是PbSO4+2H2O-2e=PbO2+4H+SOF;

③充電時，鉛蓄電池正極與直流電源正極相連，負極與直流電源負極相連。即“負極接負極，正極接正極”。

2.鋰離子電池

Li?

含LiPF(,的碳酸酯溶液(無水)

電極電極反應

+

負極嵌鋰石墨(Li￡y)：LixCy—xe~=xLi+Cy

+

正極鉆酸鋰(LiCoCh)：Lii-xCoO2+xLi+xe^^=LiCoO2

放電、

總反應

LixCy+LiiCoCh'充電LiCoO2+Cv

反應過程：放電時，Li+從石墨中脫嵌移向正極，嵌入鉆酸鋰晶體中，充電時，Li+從鉆酸鋰晶體中脫嵌，由

正極回到負極，嵌入石墨中。這樣在放電、充電時，鋰離子往返于電池的正極、負極之間完成化學能與電

能的相互轉(zhuǎn)化。

3.化學電源電極反應式的書寫

(1)由裝置圖或電池總反應式確定電池的正極、負極及各極反應物。

(2)電解質(zhì)溶液中的其他離子的影響，若陰離子與負極產(chǎn)生的陽離子不共存，該陰離子寫入負極反應式。

(3)原電池的正極材料多數(shù)只起導電作用，而化學電源的正極材料大多數(shù)參與電極反應。

(三)燃料電池

1.基本構(gòu)造

P一t+Pt

正極室-

負極室-

質(zhì)子交換膜-

電解質(zhì)

溶液?

2.工作原理

酸性電解質(zhì)(H2so4)堿性電解質(zhì)(KOH)

負極反應2H2—4e^1H+2H2-4e~+4OH_=1H2O

-+

正極反應O2+4e+4H=2H2OCh+41+2H2O^MOH-

總反應2H2+O2=2H2O

3.燃料電池電極的書寫方法

電極的負極反應物一定是燃料，正極反應物為。2或空氣。

據(jù)氧化還原反應規(guī)律，負極燃料失電子發(fā)生氧化反應，正極氧氣得電子發(fā)生還原反應。

如CH4堿性(KOH溶液)燃料電池負極反應式書寫方法：

O2四。

第一步確定生成物：CH4——jKOH;故CH4的最終產(chǎn)物為CO歹和H2O;

LCO2------>cor+H2O

-

第二步確定價態(tài)變化及電子轉(zhuǎn)移：CH4-8e—>COr+H2O；

第三步依據(jù)電解質(zhì)性質(zhì)，用OH-使電荷守恒：CH4-8e-+10OH-一>COF+H2O；

--

第四步最后據(jù)氫原子守恒配平H2O的化學計量數(shù)：CH4-8e+10OH=COF+7H2O0

4.燃料電池電極反應式書寫的注意事項

(1)燃料電池的總反應相當于燃料的燃燒，書寫總反應方程式時，要注意產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液是否發(fā)生反應，

若能反應，電解質(zhì)溶液要寫在總反應方程式中。

⑵燃料電池正極反應的本質(zhì)是氧氣得電子發(fā)生還原反應，即。2+4/=202一,產(chǎn)生的。2-存在形式與電解

質(zhì)溶液的酸堿性和電解質(zhì)的狀態(tài)有著密切的關(guān)系。

(3)書寫燃料電池的電極反應式，一定要注意電解質(zhì)的酸堿性。堿性溶液電極反應式不能出現(xiàn)H+；酸性溶液

電極反應式不能出現(xiàn)OH,

題型三電解原理

例題5:用惰性電極電解等物質(zhì)的量硫酸銅和氯化鈉的混合溶液，剛開始陰極和陽極上分別析出的物質(zhì)是

()

A.凡和C"B.凡和。2C.Cu和。2D.Cu和5

【答案】D

【詳解】等物質(zhì)的量硫酸銅和氯化鈉的混合溶液，含有離子Cu2+、Na+、H+陰離子ChSO：、OH,用惰性

電極電解，在陰極上陽離子放電順序Cu2+>H+(水)>Na+,在陽極上陰離子放電順序Cl'OH'SOj,所以

剛開始陰極和陽極上分別析出的物質(zhì)是Cu和Cl?,答案選D。

例題6：下列有關(guān)物質(zhì)和反應的敘述正確的是()

A.已知正丁烷(g)f異丁烷(g)A^<0,則異丁烷比正丁烷穩(wěn)定

B.為了增強高鋅酸鉀的氧化性，可用濃鹽酸進行酸化

C.電解飽和氯化鈉溶液制取氯氣，可以用鐵做陽極，石墨做陰極

D.50mLi2moi/L的濃鹽酸與足量Mi!。?共熱反應，生成C"0.15mol

【答案】A

【詳解】A.焰變小于零，為放熱反應，則異丁烷能量較低，比正丁烷穩(wěn)定，故A正確；B.酸性條件下，

高銃酸鉀會氧化氯離子生成氯氣，故B錯誤；C.鐵為活潑金屬，做陽極會失電子溶解，故C錯誤；D.隨

著反應進行，鹽酸濃度減小，會停止反應，導致生成的氣體少于0.15mol,故D錯誤；故選A。

【解題技巧提煉】

1.電解池陰極和陽極的判斷依據(jù)

2.電解池的分析方法與規(guī)律

(1)判斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。

(2)分析電解質(zhì)水溶液的全部離子并分為陰、陽兩組。

(3)根據(jù)放電順序?qū)懗鲭姌O反應式

Ag+>Fe3+>Cu2+>H+酸>Fe2+>Zn2+>AF+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

①陰極(與電極材料無關(guān)):

得到電子由易到難

活潑電極＞$2一＞「＞Fe2+＞BJ＞C「＞OJT＞含氧酸根離子〉F—

②陽極(與電極材料有關(guān)):

失去電子由易到難

(4)總化學方程式或離子方程式

書寫反應的總離子方程式時，要注意：若參與電極反應的H+(或OH］是由水電離出來的，應用水的分子式

表ZKo

3.書寫電極反應式的方法

以電解CU(NO3)2溶液為例:

陰極：與電源負極相連的電極

陽極：與電源正極相連的電極

電解質(zhì)溶液由Cu(NC>3)2和水組成，含有NOw、OH-

兩種陰離子和Cu2+、H+兩種陽離子

判斷離子移動方向：陽離子移向陰極，陰離子移

向陽極

確定在兩極上發(fā)生反應的各是什么微粒，各離子

放電順序為陽極：OH>NO§;陰極:Cu2+>H+

陰極：Cu2++2e-=Cu；陽極：2^0-41=021

+4H+

調(diào)整系數(shù)使兩電極反應得失電子數(shù)相等，然后將

兩電極反應相加：2Cu2++2HzO里呈2Cu+O2t+4H+、

2CU(NO3)2+2H2O^M2CU+O2f+4HNO3

題型四電解池的應用

例題7：有關(guān)下列四個常用電化學裝置的敘述中，正確的是()

金屬外殼

鋅粉和笈

境化鉀的

混合物

-I-二氧化隹

-金屬外殼浸有KOH溶液

的隔板

圖I堿性鋅鎬電池圖II鉛-硫酸蓄電池圖III電解精煉銅圖w銀鋅紐扣電池

A.圖I所示電池中，MnO2的作用是催化劑

B.圖II所示電池放電過程中，溶液pH下降

C.圖III所示裝置工作過程中，電解質(zhì)溶液中C/+濃度始終不變

D.圖IV所示電池中，AgzO是氧化劑，電池工作過程中還原為Ag

【答案】D

【詳解】A.該電池反應中二氧化鎰得到電子被還原，為原電池的正極，為反應物，A錯誤；B.鉛蓄電池

放電時電池反應為：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,該反應中硫酸參加反應，濃度降低，酸性減弱，pH

升高，B錯誤；C.粗銅中不僅含有銅還含有其它金屬，電解時，粗銅中有銅和其它金屬失電子，純銅上只

有銅離子得電子，所以陰極上析出的銅大于陽極上減少的銅，所以溶液中銅離子濃度降低，C錯誤；D.該

原電池中，正極上氧化銀得電子生成銀，所以Ag20是氧化劑，發(fā)生還原反應生成Ag,D正確；綜上所述

答案為D。

例題8：用惰性電極通過陽離子交換膜電解飽和食鹽水時，下列說法錯誤的是（）

A.電解過程中，C1向陽極方向移動，發(fā)生氧化反應

B.電解一段時間后，陰極附近溶液的pH增大

C.電解池中的陽極發(fā)生反應的電極反應式為2C「-2e-=CLT

D.電解過程中，陰極和陽極產(chǎn)生的氫氧化鈉和氯氣會反應生成次氯酸鈉

【答案】D

【詳解】A.電解過程中，陽極發(fā)生氧化反應，陰離子移向陽極，A正確；

B.電解時陰極電極反應式為2H2O+2e-=2OH-+H2個，陰極附近溶液的pH增大，B正確；C.陽極發(fā)生反應

的電極反應式為2C「-2e-=CLT,C正確;

D.陽離子交換膜只允許陽離子通過，可以避免在陰極池生成的氫氧化鈉和在陽極池生成的氯氣反應，D錯

誤；故答案選D。

【解題技巧提煉】

1.電解飽和食鹽水的原理

NaCl溶液

通電前：溶液中的離子是Na+、C「、H+、OH,

通電后：①移向陽極的離子是CP、OH,比OJT容易失去電子，被氧化成氯氣。

陽極：2C「一2e-=CLT（氧化反應）。

②移向陰極的離子是Na+、H+,H+比Na+容易得到電子，被還原成氫氣。其中H卡是由水電離產(chǎn)生的。

陰極：2H2。+2-=112丁+20H一（還原反應）。

③總反應：

化學方程式為2NaCl+2H2。里鰻H2T+Cl2T+2NaOH；

離子方程式為2Cr+2H2。燮呈H2T+CI2T+2OH，

2.氯堿工業(yè)生產(chǎn)流程

工業(yè)生產(chǎn)中，電解飽和食鹽水的反應在離子交換膜電解槽中進行。

①陽離子交換膜電解槽

Cl2

淡鹽水^=^NaOH溶液

豐三二三Na十二

-二;-

4crc＜：-30H-：-^

二二編F產(chǎn)匚,最（含少量NaOH）

精制飽和

NaCl溶液交換膜

②陽離子交換膜的作用：只允許Na+等陽離子通過，不允許C「、OIT等陰離子及氣體分子通過，可以防止

陰極產(chǎn)生的氫氣與陽極產(chǎn)生的氯氣混合發(fā)生爆炸，也能避免氯氣與陰極產(chǎn)生的氫氧化鈉反應而影響氫氧化

鈉的產(chǎn)量。

3.電鍍與電解精煉

電鍍是一種利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的加工工藝。電鍍的主要目的是使金

屬增強抗腐蝕能力，增加表面硬度和美觀。

裝置

CuSO,溶液

精煉

電鍍

陽極材料鍍層金屬Cu粗銅（含鋅、銀、金等雜質(zhì)）

陰極材料鍍件金屬Fe純銅

陽極反應Cu-2e-=Cu2+Zn-2e-=Zn2+\Cu-2e-=Cu2+^

陰極反應Cu2++2e-^=CuCu2++2e-^=Cu

溶液變化硫酸銅溶液濃度保持不變CM+濃度減小，金、銀等金屬沉積形成陽極泥

4.電冶金

（1）金屬冶煉的本質(zhì)：使礦石中的金屬離子獲得電子變成金屬單質(zhì)的過程。如M#+we-=M。

（2）電解法用于冶煉較活潑的金屬（如鉀、鈉、鎂、鋁等），但不能電解其鹽溶液，應電解其熔融態(tài)。

如：電解熔融的氯化鈉可制取金屬鈉的反應式：

-

陽極：2Cr-2e=Cl2T；

陰極：2Na++2e-^=2Na；

總反應：2NaCl（熔融）里昌2Na+Cbb

電解熔融氯化鈉裝置示意圖

題型五金屬的腐蝕與防護

例題9：考古發(fā)掘出的古代青銅器（銅錫合金）文物常有Cu2（OH）3cl覆蓋在其表面。下列說法正確的是（）

A.銅易導電，屬于電解質(zhì)

B.在自然環(huán)境中，青銅器中的錫加快了銅的腐蝕

C.青銅器文物深浸在水中的腐蝕速率比暴露在空氣中的快

D.生成CU2（OH）3Cl覆蓋物的過程可能與電化學腐蝕有關(guān)

【答案】D

【詳解】A.銅是單質(zhì)，既不屬于電解質(zhì)，也不屬于非電解質(zhì)，A錯誤；B.錫比銅活潑，故在發(fā)生電化學

腐蝕時，錫失電子保護銅，B錯誤；C.深浸在水中，隔絕氧氣，不易腐蝕，C錯誤；D.青銅器是銅錫合

金，在潮濕的環(huán)境下會發(fā)生電化學腐蝕，D正確；故選D。

例題10：研究小組利用圖1裝置探鐵粉腐蝕原理。擠壓膠頭滴管將醋酸滴入鐵粉與碳粉的均勻混合物中，

容器中的壓強隨時間的變化曲線如圖2。下列說法正確的是（）

測累壓強儀器

醋酸溶液

鐵粉

）和旗粉

圖2

A.鐵粉發(fā)生反應：Fe-3e-=Fe3+

B.鐵粉先發(fā)生析氫腐蝕，后發(fā)生吸氧腐蝕

C.由G時容器中的壓強可判斷反應后期鐵發(fā)生了吸氧腐蝕

D.為確定0-。時段的腐蝕類型，可用N2代替圖1錐形瓶中的空氣，進行對比實驗

【答案】C

【詳解】A.Fe單質(zhì)發(fā)生腐蝕過程中，生成Fe2+,故A項錯誤；B.將膠頭滴管內(nèi)醋酸滴入鐵粉與碳粉的均

勻混合物中，。?h裝置內(nèi)壓強逐漸增大，說明鐵與醋酸反應產(chǎn)生了H2,可能發(fā)生了化學腐蝕，也可能是析

氫腐蝕，h之后容器內(nèi)壓強減小，說明裝置內(nèi)氣體分子數(shù)目減小，氧氣被消耗，發(fā)生吸氧腐蝕，故B項錯

誤；C.影響定容容器內(nèi)壓強的因素有：氣體的物質(zhì)的量、溫度，由于原電池的反應屬于放熱反應，能引起

壓強增大，因此t2時容器內(nèi)壓強明顯小于起始壓強，說明容器內(nèi)氣體分子數(shù)減小，即鐵發(fā)生了吸氧腐蝕，

故C項正確；D.0?h時間段的腐蝕類型可能是鐵與醋酸直接接觸的化學腐蝕，也可能是醋酸與碳粉接觸

從而引發(fā)的析氫腐蝕，兩種腐蝕均與錐形瓶內(nèi)是否含有空氣無關(guān)，因此使用N2替換圖1錐形瓶中的空氣無

法判斷其腐蝕類型，故D項錯誤；綜上所述，說法正確的是C項。

【解題技巧提煉】

1.金屬腐蝕快慢的判斷方法

⑴在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕由快到慢的順序為：電解池的陽極〉原電池的負極＞化學腐蝕〉原電池

的正極＞電解池的陰極。

(2)同一種金屬在不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序為強電解質(zhì)溶液＞弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液。

(3)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，金屬腐蝕越快。

(4)金屬活潑性差別越大，活潑性強的金屬腐蝕越快。

2.金屬的防護

金屬的防護主要從金屬、與金屬接觸的物質(zhì)及兩者反應的條件等方面來考慮。

(1)改變金屬材料的組成

在金屬中添加其他金屬或非金屬制成性能優(yōu)異的合金。如普通鋼加入鎂、銘制成不銹鋼，鈦合金不僅具有

優(yōu)異的抗腐蝕性能且具有良好的生物相容性。

(2)在金屬表面覆蓋保護層

在金屬表面覆蓋致密的保護層，將金屬制品與周圍物質(zhì)隔開是一種普遍采用的防護方法。如，在鋼鐵制品

表面噴油漆、涂礦物性油脂、覆蓋搪瓷等；電鍍鋅、錫、銘、鎮(zhèn)等，利用化學方法、離子注入法、表面滲

鍍等方式在金屬表面形成穩(wěn)定的鈍化膜。

(3)電化學保護法

金屬在發(fā)生電化學腐蝕時，總是作為原電池負極(陽極)的金屬被腐蝕，作為正極(陰極)的金屬不被腐蝕，如

果能使被保護的金屬成為陰極，就不易被腐蝕。

對點變式練

題型一原電池的工作原理

1.一種用于驅(qū)動潛艇的液氨一液氧燃料電池原理示意如圖，下列有關(guān)該電池說法正確的是（）

負

載

電

電

極

極

AB

NaOH溶液

A.電極A為電池的正極

B.電池工作時，OH-向電極B移動

C.電極A上發(fā)生的電極反應為：2NH3+6OH-6e-=N2+6H2O

D.該電池工作時，每消耗22.4LO2轉(zhuǎn)移4moi電子

【答案】C

【詳解】A.電極A上氨氣失電子產(chǎn)生氮氣，電極A為負極，選項A錯誤；B.原電池中，陰離子向負極

移動，則OH-向負極A移動，選項B錯誤；C.電極A上氨氣失電子產(chǎn)生氮氣，發(fā)生的電極反應為：

2NH3+6OH--6e=N2+6H2O,選項C正確；D.根據(jù)電極反應式02+4U=40日,該電池工作時，每消耗標況下

22.4L°2轉(zhuǎn)移4moi電子，但沒說明標況下，無法用計算氧氣的物質(zhì)的量，選項D錯誤；答案選C。

2.某原電池裝置如圖所示，下列有關(guān)敘述中，正確的是（）

（盆梅中裝右瓊脂的KC1飽和溶液）

A.Fe作正極，發(fā)生氧化反應

B.工作一段時間后，NaCl溶液中c（CT）增大

C.負極反應：2H++2e-H2T

D.工作一段時間后，兩燒杯中溶液pH均不變

【答案】B

【詳解】A.由分析可知，鐵電極為原電池的負極，鐵失去電子發(fā)生氧化反應生成亞鐵離子，故A錯誤；B.由

分析可知，原電池工作時，鹽橋中的鉀離子向正極移動，氯離子向負極移動，則氯化鈉溶液中氯離子濃度

增大，故B正確；C.由分析可知，鐵電極為原電池的負極，鐵失去電子發(fā)生氧化反應生成亞鐵離子，電極

反應式為Fe—2e-=Fe2+,故C錯誤；D.由分析可知，鐵電極為原電池的負極，鐵失去電子發(fā)生氧化反應

生成亞鐵離子，亞鐵離子在溶液中水解使溶液呈酸性，溶液pH減小，石墨電極是正極，氫離子在正極得到

電子發(fā)生還原反應失去氫氣，放電消耗氫離子，溶液中pH增大，故D錯誤；故選B。

題型二化學電源

3.鋅電池具有成本低、安全性強、可循環(huán)使用等優(yōu)點。一種新型鋅電池的工作原理如圖所示（凝膠中允許離

子生成或遷移）。下列說法正確的是（）

B.放電過程中，轉(zhuǎn)移0.4mole-時，b電極消耗0.8molOH

C.充電過程中，b電極接外接電源的正極

D.充電過程中，b電極反應為：Zn2++2e=Zn

【答案】B

【詳解】A.放電時a電極做正極，發(fā)生還原反應，而不是失電子得氧化反應，A錯誤;

B.放電時b電極得反應為Zn-2e-+4OH-=[Zn（OH）J-,則反應轉(zhuǎn)移0.4mol電子時，b電極參與反

應得氫氧根得物質(zhì)的量11（。11-）=0.40101義2=0.811101,B正確;

C.放電時b電極做負極，充電時b電極做陰極，外接電源得負極，C錯誤;D.b電極環(huán)境為

堿性溶液，鋅離子無法穩(wěn)定存在，D錯誤；故選B。

4.下列相關(guān)方程式書寫正確的是（）

+

A.NaHSOj的水解方程式：HSO-+H2OSO|+H3O

B.AgCl的電離方程式：AgCl（s）；Ag+（aq）+Cr（aq）

C.明研可作為凈水劑：A1"+3H2O=A1（OH）3（膠體）+3H+

D.鉛蓄電池放電時負極反應式：Pb-2e+SOt=PbSO4

【答案】D

【詳解】A.水解是結(jié)合水電離產(chǎn)生的H+生成弱酸H2so3：出0；+1120.任503+0匕，選項中是〃50；

的電離方程式，故A錯誤；

B.AgCl雖然難溶于水，但溶于水的部分能完全電離，AgCl是強電解質(zhì)，電離方程式為：AgCl=Ag++Cl-,

故B錯誤；

C.鋁離子水解生成的氫氧化鋁膠體具有吸附性，能吸附水中懸浮的雜質(zhì)沉降凈水，水解是微弱的，用“一?”

表示，水解方程式為:AF++3H2O.?A1（OH）3（膠體）+3H+,故C錯誤;

D.鉛蓄電池的負極是Pb,電解質(zhì)溶液是H2so4,PbSCU不溶于水和酸，負極是Pb失去電子轉(zhuǎn)化為PbSC）4,

故D正確；故選D。

題型三電解原理

5.（多選）電動汽車成為汽車屆的“新寵”，特斯拉全電動汽車使用的是LiCoO?電池，工作原理如圖所示。

下列說法錯誤的是（）

A.放電時電子由電極b通過外電路流向電極a,充電時電極b接電源正極

B.放電時，總反應為LiCoO2+C,=LiC+LiL*CoO2

C.充電時，陽極電極反應式為LiCoO2-xe-=Li-CoC）2+xLi+

D.當電路中通過04moi電子時，有2.8gLi+遷移

【答案】AB

【詳解】A.放電時電子從負極流向正極，由電極a通過外電路流向電極b,充電時電極b接電源正極，A

錯誤；

B.放電時，根據(jù)兩極方程式相加可知，總反應為LixC,+Li|_*CoO2=LiCoC）2+C,,B錯誤；C.據(jù)分析可知

充電時，b為陽極，發(fā)生失電子的氧化反應，陽極電極反應式為LiCoO「xe-=Li-CoO2+xLi+,C正確；D.當

電路中通過04moi電子時，Li卡遷移的質(zhì)量為0.4molx7g/mol=2.8g,D正確；

答案選AB。

6.Co是磁性合金的重要材料，也是維生素重要的組成元素。工業(yè)上可用如下裝置制取單質(zhì)Co并獲得副產(chǎn)

品鹽酸（A、B均為離子交換膜）：

石墨Co

A膜B膜

下列說法正確的是（）

A.若陰極析出5.9gC。，則加入QlmolCo（OH）2可將溶液恢復至原狀態(tài)

B.A為陰離子交換膜，B為陽離子交換膜

C.若產(chǎn)品室Aw（HCl）=0.2mol,則兩電解室溶液的質(zhì)量變化差為Rm陰極富溶液叫日極富溶J=11.2g

D.電解結(jié)束后，陽極室溶液的pH值增大

【答案】C

【詳解】A.由總反應2co2++2H?O暨4H++CO+O2?可知電解過程溶液中H元素質(zhì)量不變，因此電解質(zhì)

復原不能加入CO（OH）2,故A項錯誤；

B.由上述分析可知，A膜為陽離子交換膜，B膜為陰離子交換膜，故B項錯誤；

C.若產(chǎn)品室An（HCl）=0.2mol,則陽極消耗O.lmolH2O,陽極溶液質(zhì)量減少0.1molxl8g/mol=L8g,陰極消

耗O.lmolCoCb,陰極溶液質(zhì)量減少0.1molxl30g/mol=13g,因此兩電解室溶液的質(zhì)量變化差為

1△m陰極室溶液|-|Am陽極富溶液|=13g-1.8g=11.2g,故C項正確;

D.電解結(jié)束后，陽極室中溶劑水減少，硫酸濃度增大，溶液的pH將減小，故D項錯誤；綜上所述，正確

的是C項。

題型四電解池的應用

7.工業(yè)上利用雙極膜電滲析法制取鹽酸和氫氧化鈉的裝置如下圖所示。圖中的雙極膜中間層中的H?O電離

為H+和OH-,并在直流電場作用下分別向兩極遷移。

a%NaCl溶液

1；1

石

石

墨

墨H2OH2O

電

電

極

極1111

NaCl溶液

H+H+

+

丙室H

°H甲室乙室0

H2O雙極膜MMN雙極膜H2O

（少量H+）b°/0NaCl溶液（少量OH]

下列有關(guān)說法錯誤的是（）

A.N表示陰離子交換膜

B.甲室流出的為氫氧化鈉溶液

電解

C.電解總反應：NaCl+H2O=NaOH+HC1

D.相比現(xiàn)有氯堿工業(yè)制取氫氧化鈉，該方法更環(huán)保

【答案】C

【詳解】A.由圖可知，左邊石墨為陰極，右邊石墨為陽極，電流方向由右向左，陽離子方向由右向左，陰

離子方由左向右。氯離子由乙室向丙室遷移，N為陰離子交換膜，A正確；

B.鈉離子由乙室向甲室遷移，OH-由雙極膜向甲室遷移，甲室流出的為氫氧化鈉溶液，B正確；

電解

C.電解總反應為：2H2O=2H2^+O2^,C錯誤;

D.相比現(xiàn)有氯堿工業(yè)制取氫氧化鈉，該方法無氯氣產(chǎn)生，更環(huán)保，D正確；故選C。

8.錫（Sn）是生活中常用的金屬，電解精煉錫精礦（單質(zhì)Sn：70%,單質(zhì)Cu、Pb、Fe、Zn：28%）可獲得Sn,

裝置如下：（已知：H2siF$為強酸）

下列說法正確的是（）

A.a為外加電源的正極B.A是陽極泥，其成分為Cu、Fe、Pb

C.Sn位于周期表第四周期第IVA族D.HzSiR的作用是為了抑制SY+的水解

【答案】D

【詳解】A.由上述分析可知，b為電源正極，a為電源負極，故A項錯誤；B.金屬活潑性：Zn>Fe>Sn>Pb>Cu,

因此陽極泥固體A為Pb、Cu等混合物，故B項錯誤；C.Sn位于第五周期NA族，故c項錯誤；D.Sn（OH）2

為弱堿，因此Si?+在水中會發(fā)生水解，而溶液中H2SiF6電離出的H+能抑制Sn2+水解，故D項正確；綜上所

述，正確的是D項。

題型五金屬的腐蝕與防護

9.如圖將金屬M連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕。下列有關(guān)說法正確的是（）

A.負極的電極反應式為Fe-2e-=Fe"

B.金屬M為犧牲陽極，其活動性比Fe的活動性弱

C.鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護

D.鋼鐵設(shè)施在河水中的腐蝕速率比在海水中的快

【答案】C

【詳解】A.金屬M連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕，M是負極，負極M失電子，故

A錯誤；B.金屬M連接在鋼鐵設(shè)施表面，可減緩水體中鋼鐵設(shè)施的腐蝕，金屬M為犧牲陽極，其活動性

比Fe的活動性強，故B錯誤；C.M作負極、鋼鐵設(shè)施作正極，鋼鐵設(shè)施表面因積累大量電子而被保護，

故C正確；D.海水中電解質(zhì)離子濃度大，鋼鐵設(shè)施在海水中構(gòu)成很多微型原電池，腐蝕速率比在河水中快,

故D錯誤；選C。

10.下列敘述中，正確的個數(shù)為（）

①電解池是將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置；

②金屬導電和電解質(zhì)溶液導電均為物理變化；

③通過電解原理只能實現(xiàn)不能自發(fā)進行的氧化還原反應；

④電鍍過程相當于金屬的“遷移”，可視為物理變化；

⑤純銀質(zhì)物品久置表面變暗，是由于發(fā)生了電化學腐蝕；

⑥為了防止鋼鐵銹蝕，在排放海水的鋼鐵閥門上用導線連接一塊石墨一同浸入海水中；

⑦一般來說，帶有鹽橋的原電池比不帶鹽橋的原電池效率高。

A.1個B.2個C.3個D.4個

【答案】A

【詳解】電解池是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的裝置，①錯誤；金屬導電是物理變化，電解質(zhì)溶液導電四在通電

條件下發(fā)生化學反應，為化學變化，②錯誤；通過電解原理能實現(xiàn)不能自發(fā)進行的氧化還原反應，也可發(fā)

生自發(fā)的氧化還原反應，③錯誤；電鍍過程相當于金屬的“遷移”，由金屬離子得電子生成金屬單質(zhì)，為化學

變化，④錯誤；純銀質(zhì)物品久置表面變暗，是由于發(fā)生了化學腐蝕生成硫化銀等物質(zhì)，⑤錯誤；為了防止

鋼鐵銹蝕，在排放海水的鋼鐵閥門上用導線連接一塊比鐵活潑的金屬作為負極，一同浸入海水中，采用了

犧牲陽極保護陰極的方法，不可用石墨，⑥錯誤；一般來說，帶有鹽橋的原電池不發(fā)生普通的化學腐蝕，

比不帶鹽橋的原電池效率高，⑦正確；綜上，只有⑦正確，故答案選A。

變式綜合練

一、選擇題

1.下列關(guān)于銀鋅鈕扣電池的說法正確的是（內(nèi)部構(gòu)造如圖所示）（）

金屬負極:Zn

外殼

—正極:Ag?。

浸了KOH溶液的隔板

2+-2-

A.負極電極反應為：Zn-2e'=ZnB.正極電極反應為：Ag2O+2e=2Ag+O

C.電池工作時，正極附近pH增大D.為了降低成本，可用鋁制金屬外殼

【答案】C

【詳解】A.負極上Zn被氧化在堿性條件下不能以鋅離子形式存在，生成ZnO或Zn（OH）2,選項A錯誤;

B.正極上Ag2O得電子被還原，發(fā)生的電極反應為AgQ+2e-+H2O=2Ag+2OH-,選項B錯誤；C.電池工

作時，正極反應式為Ag2O+2e-+HQ=2Ag+2OH-,正極附近pH增大，選項C正確；D.鋁與KOH溶液能

反應，不能做為鈕扣電池金屬外殼，選項D錯誤；答案選C。

2.設(shè)NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值，下列敘述正確的是（）

A.常溫常壓下，28gl4co和N2的混合物所含的質(zhì)子數(shù)為14NA

B.常溫下，lL0.1molL"Na2cCh溶液中陰離子總數(shù)大于01NA

C.氯堿工業(yè)中，當整個電解池中產(chǎn)生22.4L（標況下測得）氣體時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA

D.ImolCb分別與足量的鐵或氫氧化鈉溶液反應，轉(zhuǎn)移電子數(shù)均為2NA

【答案】B

【詳解】A.14co和N2的相對分子質(zhì)量不同，不能計算混合氣體的物質(zhì)的量，A錯誤；B.碳酸根水解生

成碳酸氫根和氫氧根，陰離子個數(shù)增加，因此常溫下，ILO