1、1专题 9 电化学一、选择题1有关下列装置的叙述不正确的是( )A图铝片发生的电极反应式是 Al4OH 3e AlO 2H 2OB图发生析氢腐蚀，离子反应方程式为 Fe2H Fe2 H 2C图溶液中发生了变化 4Fe(OH)2O 22H 2O Fe(OH)3D图充电时，阳极反应是 PbSO42H 2O2e PbO2SO 4H 解析：图中铝片作负极，铁片作正极，铝被氧化；图发生析氢腐蚀，但醋酸为弱电解质，不能拆分；图发生吸氧腐蚀，空气中的氧气又把氢氧化亚铁氧化；图充电时，硫酸铅被氧化为二氧化铅。答案：B2科学家 PTatapudi 等人首先使用在空气中电解水(酸性条件下)的方法，阳极制得臭氧，阴
2、极制得过氧化氢。电解总方程式为：3H 2O3O 2 3H2O2O 3，下列说法正确的是( ) 电 解 A阴极反应：3O 26H 2O6e 3H 2O26OH B阳极反应：3H 2O6e O 36H C每生成标准状况下 22.4 L O3转移电子数为 3 mol D电解一段时间后，溶液 pH 不变解析：结合电池反应，电池的阴极是 O2得到电子与溶液中 H 结合成 H2O2，A 选项错误；阳极是 H2O 中2价氧失去电子形成 O3并同时产生一定量的 H ，B 选项正确；由 B 知，每生成标准状况下 22.4 L O3转移电子数为 6 mol，C 选项错误；电解一段时间后，溶液中得到具有弱酸性的物质
3、 H2O2，溶液 pH 略有下降，D选项错误。答案：B23(2018肇庆市质量评估)关于下列装置说法正确的是 A装置中，盐桥中的 K 移向 ZnSO4溶液B装置工作一段时间后，a 极附近溶液的 pH 增大C用装置精炼铜时，c 极为粗铜D装置中电子由 Zn 流向 Sn，Sn 为正极有气泡生成答案：BD4(2018八桂区联考)查处酒后驾驶采用的便携式乙醇测量仪以燃料电池为工作原理，在酸性环境中，理论上乙醇可以被完全氧化为 CO2，但实际乙醇被氧化为 X，其中一个电极的反应式为：CH 3CH2OH2e X2H 。下列说法中不正确的是AX 是 CH3CHOB电池内部 H 由负极向正极移动C另一极的电极
4、反应式为：O 24e 2H 2O4OH D若负极上有 2 mol 物质被氧化，正极上就有 1 mol 物质被还原解析：A 项，根据原子守恒、电荷守恒，可以推断 X 为 CH3CHO；B 项，电池内部阳离子由负极向正极移动；C 项，在酸性环境下，另一极电极反应为：O 24e 4H 2H 2O；D 项，负极上 2 mol CH3CH2OH 被氧化，失 4 mol 电子，而正极上 1 mol O2被还原得 4 mol 电子，故被还原的 O2为 1 mol。答案：C5(2018长春调研)下图为一原电池装置，下列叙述中正确的是( )3A铜离子在铜片表面被还原B盐桥中的 K 移向 ZnSO4溶液C电流从锌
5、片经导线流向铜片D铜是阳极，铜片上有气泡产生解析：该原电池装置中 Zn 片作负极：Zn2e = Zn2 ，Cu 作正极：Cu 2 2e = Cu，盐桥中的 K 移向正极、Cl 移向负极，电子从 Zn 片流向 Cu 片，电流从 Cu 片流向 Zn 片。答案：A6(2018南昌模拟)用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液，一段时间后，向剩余电解质溶液中加入适量水能使溶液恢复到电解前的浓度的是( )AAgNO 3 BNa 2SO4CCuCl 2 DHCl答案：B7(2018山东理综)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )A图 a 中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图 b 中，开关由 M 改置
6、于 N 时，CuZn 合金的腐蚀速率减小 C图 c 中，接通开关时 Zn 腐蚀速率增大，Zn 上放出气体的速率也增大D图 d 中，ZnMnO 2干电池自放电腐蚀主要是由 MnO2的氧化作用引起的解析：A 项：插入海水中的铁棒靠近液面的位置与氧气接触，易发生吸氧腐蚀；B 项：开关由 M 改置于 N时，Zn 作负极，CuZn 合金作正极，合金受到保护；C 项：接通开关形成原电池，Zn 作负极，Zn 的腐蚀速率增大，但气体是在 Pt 电极上生成；D 项：ZnMnO 2中自放电腐蚀主要是 Zn 发生氧化反应而自放电。答案：B48 “ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔 Ni/NiCl2和金属
7、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个铝离子C.正极反应为：NiCl 22e =Ni2Cl D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动解析：考察原电池原理。负极是液体金属 Na，电极反应式为：Nae = Na ；正极是 Ni，电极反应式为NiCl22e =Ni2Cl ；总反应是 2NaNiCl 2=2NaClNi。所以 A、C、D 正确，B 错误，选择 B。答案：B9一种新型环保电池是采用低毒的铝合金(丢弃的易拉罐)，家庭常用的漂白水、食盐、氢氧化钠(化学药品店常见试剂)等原料制作的。电池的总反应方程式为 2
8、Al3ClO 2OH 3H2O = 3Cl 2Al(OH) 4 。下列说法不正确的是( )A该电池的优点是电极材料和电解质用完后可以更换B该电池发生氧化反应的是金属铝C电极的正极反应式为 3ClO 3H 2O6e = 3Cl 6OH D当有 0.1 mol Al 完全溶解时，流经电解液的电子个数为 1.8061023答案：D10(2018宁波模拟) 近年来，加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾(KIO 3)，碘酸钾在工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极，以 KI 溶液为电解液，在一定条件下电解，反应的化学方程式为：KI3H 2OKIO33H 2。下列有关说法不正确的是A电解时，石墨作阳极，不锈
9、钢作阴极B电解时的阳极电极反应式：I 6e 3H 2OIO 6H C当电解过程中转移 3 mol e 时，理论上可制得 KIO3 107 gD电解一段时间后，电解质溶液的 pH 变小解析：A 项，电解时阳极为 I放电，则阳极为惰性电极(石墨)，阴极为不锈钢；B 项，阳极上 I 发生氧化反应；C 项，该反应中转移电子数为 6 e ，电解过程中转移 3 mol e 时，理论上可制得 0.5 mol KIO3，质量为 214 g/mol0.5 mol107 g；D 项，根据电解总反应， 电解一段时间后，电解质溶液的 pH5不变。答案：D11(2018长沙模拟)世博会中国馆、主题馆等建筑使用光伏并网发
10、电，总功率达 4 兆瓦，是历届世博会之最。通过并网，上海市使用半导体照明(LED)。已知发出白光的 LED 是由氮化镓 GaN 芯片与钇铝石榴石(YAG，化学式：Y 3Al5O12)芯片封装在一起做成的。下列有关叙述正确的是A光伏电池实现了太阳能和电能的相互转化B图中 N 型半导体为正极，P 型半导体为负极C电流从 a 流向 bDLED 中的 Ga 和 Y 都显3 价答案：D12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:3I 26OH = IO35I 3H 2O下列说法不正确的是A右侧发生的
11、电极方程式：2H 2O2e = H22OH B电解结束时，右侧溶液中含有 IO36C电解槽内发生反应的总化学方程式 KI3H 2O = =KIO33H 2D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答案：D13(2018长沙质检)1 L 某溶液中含有的离子如下表：离子 Cu2 Al3 NO 3 Cl物质的量浓度(mol/L) 1 1 a 1用惰性电极电解该溶液，当电路中有 3 mol e 通过时(忽略电解时溶液体积变化及电极产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是( )A电解后溶液呈酸性B a3C阳极生成 1.5 mol Cl2D阴极析出的金属是铜与铝解析：1 mol
12、 Cu2 放电的过程中，另一极 Cl 和 OH 各放电 1 mol，故溶液显酸性，A 正确；根据电荷守恒可推知 a4，B 不正确；Cl 的物质的量为 1 mol，阳极不会产生 1.5 mol Cl2，C 不正确；铝较活泼，在溶液中 Al3 不会放电，D 不正确。答案： A14用石墨电极电解 CuCl2溶液(见下图)。下列分析正确的是7A.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：Cu 2 2e =CuD.通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体答案：A15(2018南昌一模)如下图所示，用铁棒和石墨棒作电极电解 1 L 1 mol/L 的食盐水，下列有关说法正
13、确的是A电键 K 与 N 连接，铁棒被保护而免受腐蚀B电键 K 与 N 连接，正极反应式为：4OH 4e 2H 2OO 2C电键 K 与 M 连接，当两极共产生标准状况下气体 33.6 L 时，理论上生成 lmol NaOHD电键 K 与 M 连接，将石墨棒换成铜棒，就可实现在铁棒上镀铜解析：A 项，电键 K 与 N 连接，为原电池，铁棒作负极，发生氧化反应：Fe2e Fe 2 而被腐蚀；B 项，电键 K 与 N 连接，为原电池，铁棒发生吸氧腐蚀，正极反应为：2H 2OO 24e 4OH ；C 项，电键 K 与 M连接，为电解池，根据 2NaCl2H 2O 2NaOHH 2Cl 2，当 NaC
14、l 溶液全部电解时，两极共产生 1 mol 气体，现产生 33.6 L 气体，说明还发生了电解水， 因此 理论上生成 1 mol NaOH；D 项，电键 K 与 M 连接，将石墨棒换成铜棒，要实现铁棒上镀铜，电解质溶液应换为可溶性铜盐。答案：C16(2018揭阳联考)控制适当的条件，将反应 2Fe3 2I 2Fe2 I 2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是8A反应开始时，乙中电极反应为 2I 2e I 2B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平衡时甲中溶入 FeCl2固体后，电流计读数为零答案：D17(2018湖北武汉调研)新型 NaBH
15、4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如右图所示，该电池总反应方程式：NaBH44H 2O2NaBO 26H 2O，有关的说法不正确是( )A电极 b 为正极B放电过程中，Na 从正极区向负极区迁移C电池负极的电极反应为：BH 8OH 8e BO 6H 2OD在电池反应中，每消耗 1 L 6 mol/L H2O2溶液，理论上流过电路中的电子为 12NA解析：A 项，电极 b 上 H2O2得电子转化为 OH ，为正极；B 项，放电过程中阳离子从负极移向正极；C 项，负极上 BH 失电子转化为 BO ；D 项，根据 H2O22e 2OH ，每消耗 1 L 6 mol/L H2O2溶液，转移的电子为
16、 12NA。答案：B18(2018银川一中月考)利用下图装置进行实验，开始时，a、b 两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是9Aa 管发生吸氧腐蚀，b 管发生析氢腐蚀B一段时间后，a 管液面高于 b 管液面Ca 处溶液的 pH 增大，b 处溶液的 pH 减小Da、b 两处具有相同的电极反应式：Fe2e Fe 2答案：C19【2018 新课标 1 卷】最近我国科学家设计了一种 CO2+H2S 协同转化装置，实现对天然气中 CO2和 H2S的高效去除。示意图如图所示，其中电极分别为 ZnO 石墨烯（石墨烯包裹的 ZnO）和石墨烯，石墨烯电极区发生反应为：EDTA-Fe 2+-e-E
17、DTA-Fe 3+2EDTA-Fe 3+H2S2H +S+2EDTA-Fe2+该装置工作时，下列叙述错误的是A阴极的电极反应：CO 2+2H+2e-CO+H 2O10B协同转化总反应：CO 2+H2SCO+H 2O+SC石墨烯上的电势比 ZnO 石墨烯上的低D若采用 Fe3+/Fe2+取代 EDTA-Fe3+/EDTA-Fe2+，溶液需为酸性【答案】CC、石墨烯电极为阳极，与电源的正极相连，因此石墨烯上的电势比 ZnO 石墨烯电极上的高，C 错误；D、由于铁离子、亚铁离子均易水解，所以如果采用 Fe3 /Fe2 取代 EDTA-Fe3 /EDTA-Fe2 ，溶液需要酸性，D 正确。答案选 C。
18、二、非选择题20按照要求完成下列电极反应式：(1)MnO2的生产方式之一是以石墨为电极，电解酸化的 NnSO4溶液。阳极的电极反应式是 。(2)已知 H2O2是一种弱酸，在强碱性溶液中主要以 HO 形式存在。目前研究比较热门的 Al-H2O2燃料电池，其原理如图所示，电池总反应 如下：2Al3HO 2AlO OH H 2O正极反应式为 。Al 电极易被 NaOH 溶液腐蚀，这是该电池目前未能推广使用的原因之一，电极被腐蚀的离子方程式为 。(3)已知反应：2CO(g)O 2(g) 2CO2(g) H0，根据原电池原理判断该反应能否设计成燃料电池。若能，请写出当电解质溶液为 KOH 溶液时的负极反
19、应式(若不能，该空可不作答)： 11。(4)资料提示：将氨气通入双氧水中可发生反应：3H 2O22NH 3 N26H 2O H0，此反应可设计成原电池。用如图所示装置电解尿素CO(NH 2)2的碱性溶液可以制取 N2、H 2(注：电解池中隔膜仅阻止气体通过)。上述原电池的正极反应式为 ；上述电解池的阳极反应式为 。解析：(2)可以根据铝的性质，先写出负极铝极的电极反应式为：2Al6e 8OH 2AlO 4H 2O，用已知的总反应式 2Al3HO 2AlO OH H 2O 减去负极电极反应式，然后化简可得：HO 2e H 2O 3OH 。(3)放热的氧化还原反应可设计成原电池。因为在碱性条件下，
20、CO 要转化为 CO ：CO2e OH CO H 2O，根据电荷守恒和元素守恒配平为 CO2e 4OH CO 2H 2O。(4)正极是 H2O2得到电子发生还原反应，联想到氢氧燃料电池的正极反应，其电极反应式为H2O22e 2OH ；由图可知，阳极是尿素CO(NH 2)2失去电子生成 N2和 K2CO3，电极反应式为 CO(NH2)26e OH CO N 2H 2O，由电荷守恒得 CO(NH2)26e 8OH CO N2H 2O，由元素守恒得CO(NH2)26e 8OH CO 2N 26H 2O。答案：(1)Mn 2 2H 2O2e MnO24H (2)HO 2e H 2O 3OH2Al2OH
21、 2H 2O 2AlO 3H 2(3)CO2e 4OH CO 2H 2O(4)正极：H 2O22e 2OH阳极：CO(NH 2)26e 8OH CO 2N 26H 2O21(2018上饶模拟)用惰性电极电解 NaCl 与 NaHCO3混合溶液，测得溶液 pH 变化如图所示。(1)在 O t1时间内，两个电极上的电极反应式为：12阳极： ；阴极：_。(2)用离子方程式表示 O t1时间内，溶液 pH 升高比较缓慢的原因：_。(3)将等物质的量的 KI 和 CuCl2溶于水，用惰性电极电解，该电解反应可分为 个阶段(填表不一定填满)。阶段 相当于电解液 离子方程式画出过程中溶液 pH 值随时间变化
22、的曲线(假定生成的 Cl2全部逸出)。解析：(1)由于 HCO 、Na 均不易放电，故阳极反应式为：2Cl 2e = Cl2； 3阴极反应式为：2H 2e = H2(2)随着反应的进行 c(OH )增大， HCO OH = CO H 2O，故而开始 pH 变化缓慢，当 HCO 完全反应 3 23 3后，pH 增幅加大。答案：(1)2Cl 2e = Cl2 2H 2e = H2(2)HCO OH = CO H 2O 3 23(3)4 CuI 2 Cu 2 2I CuI 2= = = = =通 电 CuCl 2 Cu 2 2Cl CuCl 2= = = = =通 电 KCl 2Cl 2H 2O C
23、l2H 22OH = = = = =通 电 KOH 2H 2O 2H2O 2= = = = =通 电 22 A、B、C 三种强电解质，它们在水中电离出的离子如表所示：13阳离子 Ag Na阴离子 NO SO Cl如图 1 所示的装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的 A、 B、 C 三种溶液。电极均为石墨电极。接通电源，经过一段时间后，测得乙中 c 电极质量增加了 27 克。常温下各烧杯中溶液的 pH 与电解时间 t的关系图如图 2 所示。据此回答下列问题：(1)M 为电源的_极(填写“正”或“负”)，甲为_(填写化学式)。(2)计算电极 f 上生成的气体在标准状况下的体积_。(3)写出
24、乙烧杯中的电解池反应_。(4)若电解后甲溶液的体积为 25 L，则该溶液的 pH 为_。(5)要使丙恢复到原来的状态，应加入_ g _。(填写化学式)(3)乙烧杯中为硝酸银，电解硝酸银溶液生成银单质、硝酸和氧气；(4)甲中的反应为：2NaCl2H 2O 电 解 2NaOHH 2Cl 2，转移 0.25 mol 电子可以生成 NaOH 为 0.25 mol，则 c(OH )=0.01 molL1 ，则 pH=12；(5)丙溶液中实质为电解水，由上述可知，加入 2.25 g 的水可以恢复到原来的状态。答案： (1)负 NaCl (2)1.4 L(3)4AgNO32H 2O 电 解 4AgO 24H
25、NO 3(4)12 (5)2.25 H2O23 下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放 100 g 5.00%的 NaOH 溶液、足量的 CuSO4溶液和14100 g 10.00%的 K2SO4溶液，电极均为石墨电极。(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中 K2SO4浓度为 10.47%，乙中 c 电极质量增加。据此回答问题：电源的 N 端为 极；电极 b 上发生的电极反应为 ；列式计算电极 b 上生成的气体在标准状态下的体积： ；电极 c 的质量变化是 g；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？丙中为电解水，对于 K2SO4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。答案：(1)正极 4OH 4e 2H 2OO 2。2.8 L 16 g 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15也就变为水的电解反应。
