1、课时提能演练(二十一)(45分钟100分) 一、选择题(本题包括10小题，每小题6分，共60分)1.(2011海南高考)一种充电电池放电时的电极反应为：H22OH2e=2H2ONiO(OH)H2Oe=Ni(OH)2OH当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是()A.H2O的还原B.NiO(OH)的还原C.H2的氧化D.Ni(OH)2的氧化2.(2011福建高考)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源。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
2、OH向正极移动D.总反应为：2Li2H2O=2LiOHH23.如图所示，铜片、锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里，电流计中有电流通过，则下列说法正确的是() A.锌片是负极B.两个铜片上都发生氧化反应C.石墨是阴极D.两个番茄都形成原电池4.(2011广东高考)某小组为研究电化学原理，设计装置。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：Cu22e=CuC.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分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2向铜电极移动5.(2011新课标全国卷)铁镍蓄电池又称爱迪生电池
3、，放电时的总反应为：FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(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FeB.电池放电时，负极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2C.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)22OH2e=Ni2O33H2O6.(2011浙江高考)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圈中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(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
4、B.液滴边缘是正极区，发生的电极反应为O22H2O4e=4OHC.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Cu2e=Cu27.下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是()A.纯银器表面在空气中会因化学腐蚀渐渐变暗B.当镀锡铁制品的镀层破损时，镶层仍能对铁制品起保护作用C.海轮外壳连接锌块是采用牺牲阳极保护法保护外壳不受腐蚀D.地下输油钢管与外加直流电源的负极相连可保护其不受腐蚀8.(易错题)依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)
5、=Cu2(aq)2Ag(s)，设计的原电池如图所示。下列有关说法中错误的是()A.电解质溶液Y是CuSO4溶液B.电极X的材料是CuC.银电极为电池的正极，其电极反应为Age=AgD.外电路中的电子是从X电极流向Ag电极9.小军利用家中的废旧材料制作了一个可使玩具扬声器发出声音的电池，装置如图所示。下列有关该电池工作时的说法错误的是()A.铝质汽水罐将逐渐被腐蚀B.电子流向为铝质汽水罐导线扬声器导线木炭棒C.食盐水中的Na向木炭棒移动D.木炭棒上发生的反应为2H2e=H210.一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
6、。电池的总反应方程式为2Al3ClO2OH=3Cl2AlOH2O。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3ClO3H2O6e=3Cl6OHD.当有0.1 mol Al完全溶解时，流经电解液的电子个数为1.8061023二、非选择题(本题包括3小题，共40分)11.(10分)铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极是惰性材料，电池总反应式为：PbPbO24H2SO2PbSO42H2O请回答下列问题：(1)放电时：正极的电极反应式是_；正极区pH将(填“变大”、“变小”或“不变”)；电解液中H2SO4的浓度将变；当
7、外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加g。(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成，B电极上生成，此时铅蓄电池的正负极的极性将。(3)某同学用碳棒、铜棒和稀硫酸为原材料，实现了在通常条件下不能发生的反应：CuH2SO4(稀)=CuSO4H2。请在方框中画出能够实现这一反应的装置图。12.(14分)(探究题)某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应：(用离子方程式表示)_设计的原电池装置，反应前，电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12 g，导线中通过mol电子。(2)其他条件不变，若将CuC
8、l2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为_，这是由于NH4Cl溶液显(填“酸性”、“碱性”或“中性”)，用离子方程式表示溶液显此性的原因_，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式_，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色退去，同学们对此做了多种假设，某同学的假设是：“溶液中的3价铁被氧化为更高的价态。”如果3价铁被氧化为FeO，试写出该反应的离子方程式_。(3)如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图所示，一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，现象是_，电极反应为；乙装置中石墨(1)为极
9、(填“正”、“负”、“阴”或“阳”)，乙装置中与铜丝相连石墨电极上发生的反应式为，产物常用检验，反应的离子方程式为_。13.(16分)(预测题)若以如图装置，用电化学原理制备硫酸，并电解AgNO3溶液。(1)通入SO2的电极为极，电极反应式为。(2)Fe电极为极，电极反应式为。(3)当乙池中析出5.4 g Ag时，甲池中通入O2在标准状况下的体积为mL，转移电子数为mol。(4)为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则通入SO2与水的质量比为。答案解析1.【解题指南】解答本题要注意以下两点：(1)与正极相连的电极是电解池的阳极；(2)化合价升高的物质发生氧化反应。【解析】选D。由题意知，电
10、池总反应为H22NiO(OH)2Ni(OH)2。可充电电池在充电时，实际上起一个电解池的作用，与外电源正极连接的电极是阳极，发生氧化反应，与放电时的正极反应相反，可知Ni(OH)2在反应中失电子被氧化，发生氧化反应。【方法技巧】可充电电池的反应规律(1)可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池，充电时是电解池。(2)放电时的负极反应和充电时的阴极反应，放电时的正极反应和充电时的阳极反应在形式上可逆。即将正(负)极反应改变方向即得阳(阴)极反应式。(3)原电池充电时，负极作电解池的阴极，跟外接电源负极相连，正极作电解池的阳极，跟外接电源正极相连。(4)放电总反应和充电总反应在形式上互逆，但
11、不是可逆反应。2.【解题指南】解答本题要注意以下两点：(1)原电池电解质溶液中的阳离子移向正极得到电子，发生还原反应；(2)金属锂是一种活泼的碱金属，容易和水反应放出氢气。【解析】选C。金属锂比铁活泼，作原电池的负极，电极反应式为：Lie=Li，LiOH溶液中的阳离子有Li和H，由于氧化性HLi，所以正极反应是：2H2e=H2，由于H来自于水的电离，所以H放电的同时溶液中产生了OH，即该反应的总反应为：2Li2H2O=2LiOHH2，水既是氧化剂又是溶剂。在原电池的放电过程中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，所以OH向负极移动，C选项错误。3. 【解析】选A。由构成原电池的条件知，Cu、Z
12、n和番茄可以构成原电池，Cu、C和番茄不能构成原电池，所以，两个番茄中一个形成原电池，一个形成电解池；锌片作原电池的负极；石墨作电解池的阳极；两个铜片上都发生还原反应，故选A项。4. 【解析】选D。a和b不连接时，铁比铜活泼，从溶液中置换出铜，A项正确；a和b连接时，形成原电池，铁作为负极而溶解，铜作为正极，溶液中的Cu2得到电子被还原成铜单质，所以B项正确；无论a和b是否连接，装置中都发生FeCu2=CuFe2的反应，溶液会由蓝色逐渐变为浅绿色，C项正确；如果a和b分别连接直流电源正、负极，该装置为电解池，Cu为阳极，Fe为阴极，则溶液中的阳离子向阴极移动，即Cu2向铁电极移动，D项不正确，
13、故选D。5.【解析】选C。A项，可充电电池中活泼金属失去电子，为负极，得到电子的Ni2O3为正极，因为放电时电极产物为氢氧化物，可以判断电解液为碱性溶液，A正确；B项，放电时，负极铁失去2个电子，生成Fe2，因为电解液为碱性溶液，所以电极反应为：Fe2OH2e=Fe(OH)2，B正确；C项，充电时，阴极发生还原反应：Fe(OH)22e=Fe2OH，所以电极附近pH增大，C错误；D项，电池充电时，阳极发生氧化反应，由Ni(OH)2转化为Ni2O3，电极反应为：2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O，D正确。6. 【解析】选B。液滴边缘O2多，发生正极反应O22H2O4e=4OH。液滴下的
14、Fe发生负极反应Fe2e=Fe2，为腐蚀区(a)。A项错误，Cl由b区向a区迁移；C项错误，液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀；D项错误，Cu不如Fe活泼，作正极，负极反应为Fe2e=Fe2。【误区警示】液滴下的铁发生的是氧化反应而不是还原反应，容易误判。在液滴中溶氧量不同，边缘溶氧要多于液滴内部。故液滴边缘是正极区。7. 【解析】选B。镀锡铁制品镀层破损时，在潮湿的空气中形成原电池时铁作负极，不能被保护。8. 【解题指南】解答本题时应注意以下两点：(1)由氧化还原反应拆成两个半反应可知，Cu作原电池负极；(2)根据得电子的离子选取电解质溶液。【解析】选A。由电极反应可知，电解质溶液须为AgN
15、O3溶液而不是CuSO4溶液。9.【解析】选D。该原电池发生的是铝的吸氧腐蚀，铝为负极，木炭棒为正极，木炭棒上发生的反应是O22H2O4e=4OH。原电池中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。10.【解析】选D。该电池所用材料都是生活中常见的，电极材料和电解质用完后可以更换，A项正确；金属铝是原电池的负极发生氧化反应，B正确；在正极上，发生还原反应，电极反应为：3ClO3H2O6e=3Cl6OH，C正确；电子只能流经导线，不能流经电解液，D不正确。11. 【解析】(1)放电时正极发生还原反应，PbO22e4HSO=PbSO42H2O，消耗H，正极区pH将变大，H2SO4的浓度将变小，当外电路通
16、过1 mol电子时，负极0.5 mol Pb反应生成0.5 mol PbSO4，理论上负极板的质量增加0.5 mol SO的质量，即48 g。(2)A极，PbO2在完全放电耗尽时全部变成PbSO4，按图连接，电解时，A极是阴极发生还原反应：PbSO4生成Pb，B极生成PbO2，铅蓄电池的正负极的极性将对换。(3)CuH2SO4(稀)=CuSO4H2不能自发进行，应设计成电解池。答案：(1)PbO22e4HSO=PbSO42H2O变大小48(2)PbPbO2对换(3) 12.【解题指南】解答本题要注意以下三点：(1)由质量差计算消耗铁的物质的量。(2)Fe2易被Cl2氧化。(3)若将盐桥改为铜丝
17、和石墨就成为了两种装置，一个是原电池，一个是电解池。【解析】(1)若一段时间后，两电极质量相差12 g，消耗负极0.1 mol Fe，同时正极生成0.1 mol Cu，导线中通过0.2 mol电子。(2)其他条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，由于NH水解，NH H2ONH3H2O H，所以NH4Cl溶液显酸性，石墨电极上H得到电子，电极反应式为2H 2e=H2；铁电极反应为Fe2e=Fe2，用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，发生反应的离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，由于存在Fe3，所以溶液变红，继续滴加过量新制
18、饱和氯水，颜色退去，如果原因是3价铁被氧化为FeO，则该反应的离子方程式为2Fe33Cl28H2O=2FeO6Cl16H。(3)如图其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，则甲池为原电池，铁电极反应为Fe2e=Fe2，铜电极反应为O22H2O4e=4OH；乙池为电解池，石墨电极为阳极，电极反应为2Cl2e=Cl2，石墨(1)电极为阴极，电极反应为Cu22e=Cu；所以一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，溶液变红，乙装置中石墨电极产物可以用湿润淀粉碘化钾试纸检验，反应的离子方程式为Cl2 2I=2ClI2 ，反应后试纸变蓝。答案：(1)Fe Cu2=Fe2Cu0.2(2)2H2
19、e=H2酸性NH H2ONH3H2O H 2Fe2Cl2=2Fe32Cl2Fe33Cl28H2O=2FeO6Cl16H(3)溶液变红O22H2O4e=4OH阴2Cl2e=Cl2湿润淀粉碘化钾试纸Cl2 2I =2ClI213. 【解析】(1)SO2化合价升高，失去电子，所以为负极，电极反应式为：SO22H2O2e=SO4H(2)Fe电极连接原电池负极，所以为阴极，电极反应式为：Age=Ag(3)根据Age=Ag，n(e)n(Ag)0.05 mol根据O24e4H=2H2O，n(O2)0.05 mol0.012 5 mol，V(O2)0.012 5 mol22.4 Lmol10.28 L280 mL(4)原电池总反应为：2SO2O22H2O=2H2SO4，设通入的SO2的物质的量为x，通入的水的物质的量为y，则有100%50%所以，答案：(1)负SO22H2O2e=SO4H(2)阴Age=Ag(3)2800.05(4)1629