1、考点一原电池的工作原理1概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。2原电池的构成条件(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：电解质溶液；两电极直接或间接接触；两电极插入电解质溶液中。3工作原理以锌铜原电池为例(1)反应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn2e=Zn2Cu22e=Cu反应类型氧化反应还原反应电子流向由Zn片沿导线流向Cu片盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，K移向正极，Cl移向负极(2)盐
2、桥的组成和作用盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。盐桥的作用：连接内电路，形成闭合回路；平衡电荷，使原电池不断产生电流。(3)图中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2，会有一部分Zn与Cu2直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。图中Zn和CuSO4溶液分别在两个池子中，Zn与Cu2不直接接触，不存在Zn与Cu2直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。深度思考1正误判断，正确的划“”，错误的划“”(1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极
3、()(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强()(3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应()(4)其他条件均相同，带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长()(5)在锌铜原电池中，因为有电子通过电解质溶液形成闭合回路，所以有电流产生()答案(1)(2)(3)(4)(5)2能用金属代替盐桥吗？答案不可以，在电路接通的情况下，这个盐桥只是整个回路的一部分，随时要保持电中性，琼胶作为盐桥因其中含有两种离子，可以与溶液中的离子交换，从而达到传导电流的目的，而且琼胶本身可以容纳离子在其中运动；若用金属代替盐桥，电子流向一极后不能直接从另一极得到补
4、充，必然结果就是向另一极释放金属阳离子或者溶液中的金属阳离子在电子流出的那一极得电子析出金属，从而降低了整个电池的电势。所以，只有自由电子是不够的，应该有一个离子的通道即“盐桥”。题组一原电池的形成条件及正、负极的判断1有关电化学知识的描述正确的是()ACaOH2O=Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能B某原电池反应为Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液C原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成D从理论上讲，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池答案D解析CaOH2O=Ca(OH)2不
5、是氧化还原反应；KCl和AgNO3反应生成AgCl沉淀易阻止原电池反应的发生；作电极的不一定是金属，如石墨棒也可作电极。2下列有关原电池的说法中正确的是()A在内电路中，电子由正极流向负极B在原电池中，相对较活泼的金属作负极，不活泼的金属作正极C原电池工作时，正极表面一定有气泡产生D原电池工作时，可能会伴随着热能变化答案D解析A项，内电路中不存在电子的移动；B项，若是由铝、镁、氢氧化钠溶液构成的原电池，则负极是铝；C项，若是由锌、铜、硫酸铜溶液构成的原电池，则正极表面析出铜，没有气泡产生。3分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()A中Mg作负极，中Fe作负极B中Mg作正极，电极反应式
6、为6H2O6e=6OH3H2C中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D中Cu作正极，电极反应式为2H2e=H2答案B解析中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；中Fe在浓硝酸中钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A、C错；中电池总反应为2Al2NaOH6H2O=2NaAl(OH)43H2，负极反应式为2Al8OH6e=2Al(OH)4，二者相减得到正极反应式为6H2O6e=6OH3H2，B正确；中Cu是正极，电极反应式为O22H2O4e=4OH，D错。题组二有关盐桥电池原理的考查4根据下图，下列判断中正确的是()A烧杯a中的溶液pH降低B烧杯b中
7、发生氧化反应C烧杯a中发生的反应为2H2e=H2D烧杯b中发生的反应为2Cl2e=Cl2答案B解析由题给原电池装置可知，电子经过导线，由Zn电极流向Fe电极，则O2在Fe电极发生还原反应：O22H2O4e=4OH，烧杯a中c(OH)增大，溶液的pH升高；烧杯b中，Zn发生氧化反应：Zn2e=Zn2。5. 2013广东理综，33(2)(3)(2)能量之间可相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。完成原电池甲的装置示意图(
8、见右图)，并作相应标注，要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极_。甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是_，其原因是_。(3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在上述的材料中应选_作阳极。答案(2)(或其他合理答案)电极逐渐溶解，表面有红色固体析出甲在甲装置中，负极不和Cu2接触，避免了Cu2直接与负极发生反应而使化学能转化为热能(3)锌片解析(2)根据题给条件和原电池的构成条件可得：a若用Zn、Cu、CuSO4(aq)、ZnSO4(aq)组成原
9、电池，Zn作负极，Cu作正极，Zn插入到ZnSO4(aq)中，Cu插入到CuSO4(aq)中。b若用Fe、Cu、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)组成原电池，Fe作负极，Cu作正极，Fe插入到FeSO4(aq)中，Cu插入到CuSO4(aq)中。c注意，画图时要注意电极名称，电极材料，电解质溶液名称(或化学式)，并形成闭合回路。由于金属活动性ZnFeCu，锌片或铁片作负极，由于Zn或Fe直接与CuSO4溶液接触，工作一段时间后，负极逐渐溶解，表面有红色固体析出。带有盐桥的甲原电池中负极没有和CuSO4溶液直接接触，二者不会直接发生置换反应，化学能不会转化为热能，而是几乎全部转化为电能；而原
10、电池乙中的负极与CuSO4溶液直接接触，两者会发生置换反应，部分化学能转化为热能，化学能不可能全部转化为电能。(3)由牺牲阳极的阴极保护法可得，铁片作正极(阴极)时被保护，作负极(阳极)时被腐蚀，所以应选择比铁片更活泼的锌作负极(阳极)才能有效地保护铁不被腐蚀。题组三平衡移动与“盐桥”作用6控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2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检流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D检流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极答案D解析由图示结合原电池原
11、理分析可知，Fe3得电子变成Fe2被还原，I失去电子变成I2被氧化，所以A、B正确；检流计读数为零时，Fe3得电子速率等于Fe2失电子速率，反应达到平衡状态，C正确；D项在甲中溶入FeCl2固体，平衡2Fe32I2Fe2I2向左移动，I2被还原为I，乙中石墨为正极，D不正确。7下图、分别是甲、乙两组同学将反应“AsO2I2HAsOI2H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图烧杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图B烧杯中逐滴加入适量40% NaOH溶液。下列叙述中正确的是()A甲组操作时，检流计(G)指针发生偏转B甲组操作时，溶液颜色变浅C乙组操作时，C2作正极D乙组操作时，C1
12、上发生的电极反应为I22e=2I答案D解析装置中的反应，AsO2I2HAsOI2H2O，当加入适量浓盐酸时，平衡向右移动，有电子转移，但电子不会沿导线通过，所以甲组操作时，检流计(G)指针不会发生偏转，但由于I2浓度增大，所以溶液颜色变深；向装置B烧杯中加入NaOH溶液中，C2上发生：AsO2e2OH=AsOH2O，电子沿导线到C1棒，I22e=2I，所以C2为负极，C1为正极。1.原电池正、负极判断方法说明原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成“活泼电极一定作负极”的思维定势。2当氧化剂得电子速率与还原剂失电子速率相等时，可逆反应达到化学平衡状态，检流计指针示数
13、为零；当检流计指针往相反方向偏转，暗示电路中电子流向相反，说明化学平衡移动方向相反。考点二原电池原理的“四”个基本应用1用于金属的防护使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。2设计制作化学电源(1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。(2)根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。3比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。4加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入
14、少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。深度思考1电工经常说的一句口头禅：“铝接铜，瞎糊弄”，所以电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，试说明原因：_。答案铜、铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝的腐蚀，易造成电路断路2将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液。请画出产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系图像。答案一思两变1将过量的两份锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，请画出产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系图像。答案2将深度思考第2题中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液，
15、其他条件不变，请画出产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系图像。答案反思归纳改变Zn与H反应速率的方法(1)加入Cu或CuSO4，形成原电池，加快反应速率，加入Cu不影响Zn的量，但加入CuSO4，Zn的量减少，是否影响产生H2的量，应根据Zn、H的相对量多少判断。(2)加入强碱弱酸盐，由于弱酸根与H反应，使c(H)减小，反应速率减小，但不影响生成H2的量。题组一判断金属的活泼性1有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：(1)A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极，活动性_。(2)C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D导线C，活动性_。(3)
16、A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡，活动性_。(4)B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应，活动性_。(5)用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出，活动性_。综上所述，这五种金属的活动性从强到弱的顺序为_。答案(1)AB(2)CD(3)AC(4)DB(5)BEACDBE2有A、B、C、D四种金属，做如下实验：将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀；将A、D分别投入等物质的量浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化，如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是()AABCD B
17、CDABCDABC DABDC答案C解析A与B用导线连接后浸入电解质溶液中会构成原电池，B不易腐蚀，说明B为原电池的正极，说明金属活动性：AB；A、D与等物质的量浓度的盐酸反应，D比A反应剧烈，说明金属活动性：DA；根据置换反应规律，Cu不能置换出B，说明金属活动性：BCu；Cu能置换出C，说明金属活动性：CuC。则四种金属活动性的排列顺序是DABC。题组二设计原电池，画出装置图3请运用原电池原理设计实验，验证Cu2、Fe3氧化性的强弱。请写出电极反应式，负极：_，正极：_，并在方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥，并标出外电路电子流向。答案Cu2e=Cu22Fe32e=2Fe2“装置图”常
18、见失分点提示1不注明电极材料名称或元素符号。2不画出电解质溶液(或画出但不标注)。3误把盐桥画成导线。4不能连成闭合回路。考点三化学电源的工作原理1日常生活中的三种电池(1)碱性锌锰干电池一次电池正极反应：2MnO22H2O2e=2MnOOH2OH；负极反应：Zn2OH2e=Zn(OH)2；总反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。(2)锌银电池一次电池负极反应：Zn2OH2e=Zn(OH)2；正极反应：Ag2OH2O2e=2Ag2OH；总反应：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。(3)二次电池(可充电电池)铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2
19、。放电时的反应a负极反应：PbSO2e=PbSO4；b正极反应：PbO24HSO2e=PbSO42H2O；c总反应：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。充电时的反应a阴极反应：PbSO42e=PbSO；b阳极反应：PbSO42H2O2e=PbO24HSO；c总反应：2PbSO42H2O=PbPbO22H2SO4。注：可逆电池的充、放电不能理解为可逆反应。2“高效、环境友好”的燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。种类酸性碱性负极反应式2H24e=4H2H24OH4e=4H2O正极反应式O24e4H=2H2OO22H2O4e=4OH电池总反应式2H2O2=2
20、H2O备注燃料电池的电极不参与反应，有很强的催化活性，起导电作用深度思考1可充电电池充电时电极与外接电源的正、负极如何连接？答案2(1)氢氧燃料电池以KOH溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将_，溶液的pH_。(填“减小”、“增大”或“不变”)(2)氢氧燃料电池以H2SO4溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将_，溶液的pH_。(填“减小”、“增大”或“不变”)答案(1)减小减小(2)减小增大题组一判断正、负极，书写化学电源电极反应式1LiSOCl2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LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为4Li
21、2SOCl2=4LiClSSO2。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_。答案(1)锂4Li4e=4Li(2)2SOCl24e=4ClSSO2解析分析反应的化合价变化，可知Li失电子，被氧化，为还原剂，SOCl2得电子，被还原，为氧化剂。(1)负极材料为Li(还原剂)，4Li4e=4Li。(2)正极反应式可由总反应式减去负极反应式得到：2SOCl24e=4ClSSO2。2MgAgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池，电池反应方程式为2AgClMg=Mg22Ag2Cl试书写该电池的正、负极电极反应式。答案负极：Mg2e=Mg2正极：2
22、AgCl2e=2Ag2Cl3铝空气海水电池：以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为4Al3O26H2O=4Al(OH)3；负极：_；正极：_。答案4Al12e=4Al33O26H2O12e=12OH题组二“一池多变”的燃料电池4以甲烷燃料电池为例来分析不同的环境下电极反应式的书写。(1)酸性介质(如H2SO4)负极：_；正极：_；总反应式：_。答案CH48e2H2O=CO28H2O28e8H=4H2OCH42O2=CO22H2O(2)碱性介质(如KOH)负极：_；正极：_；总反应式：_。答案CH48e10OH=CO7H2O2O28e4H2O=8O
23、HCH42O22OH=CO3H2O(3)固体电解质(高温下能传导O2)负极：_；正极：_；总反应式：_。答案CH48e4O2=CO22H2O2O28e=4O2CH42O2=CO22H2O(4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下负极：_；正极：_；总反应式：_。答案CH48e4CO=5CO22H2O2O28e4CO2=4COCH42O2=CO22H2O题组三“久考不衰”的可逆电池5一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池(如下图所示)的碳电极。该电池的电解质溶液为6 molL1的KOH溶液。(1)写出放电时的正、负极电极反应式。答案负极：H22e2OH=2H2O；正极：2NiO(OH)2H2O2
24、e=2Ni(OH)22OH。(2)写出充电时的阴、阳极电极反应式。答案阴极：2H2O2e=H22OH；阳极：2Ni(OH)22OH2e=2NiO(OH)2H2O。技巧点拨负极与阴极颠倒，正极与阳极颠倒，即得各自电极反应式。6(2014新课标全国卷，12)2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是()Aa为电池的正极B电池充电反应为LiMn2O4=Li1xMn2O4xLiC放电时，a极锂的化合价发生变化D放电时，溶液中Li从b向a迁移答案C解析图示所给出的是原电池装置。A项，由图示分析，金属锂易失电子，由原电池原理可知，含有锂的一端为原电池的负极，即b为负极，
25、a为正极，故正确；B项，电池充电时为电解池，反应式为原电池反应的逆反应，故正确；C项，放电时，a极为原电池的正极，发生还原反应的是锰元素，锂元素的化合价没有变化，故不正确；D项，放电时为原电池，锂离子应向正极(a极)迁移，故正确。1化学电源中电极反应式书写的一般步骤“加减法”书写电极反应式(1)先确定原电池的正、负极，列出正、负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。(2)注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且O2生成OH，若电解质溶液为酸性，
26、则H必须写入正极反应式中，O2生成水。(3)正、负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。(4)燃料电池的电极反应中，酸性溶液中不能出现OH，碱性溶液中不能出现H，水溶液中不能出现O2，而熔融电解质中O2被还原为O2。2锂离子电池充放电分析常见的锂离子电极材料正极材料：LiMO2(M：Co、Ni、Mn等)LiM2O4(M：Co、Ni、Mn等)LiMPO4(M：Fe等)负极材料：石墨(能吸附锂原子)负极反应：LixCnxe=xLinC正极反
27、应：Li1xMO2xLixe=LiMO2总反应：Li1xMO2LixCnnCLiMO2。考点四金属的腐蚀和防护1金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。2金属腐蚀的类型(1)化学腐蚀与电化学腐蚀类型化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析：类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强(pH4.3)水膜酸性很弱或呈中性电极反应负极Fe2e=Fe2正极2H2e=H2O22H2O4e=4OH总反应式Fe2H
28、=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2联系吸氧腐蚀更普遍3.金属的防护(1)电化学防护牺牲阳极保护法原电池原理a负极：比被保护金属活泼的金属；b正极：被保护的金属设备。外加电流阴极保护法电解原理a阴极：被保护的金属设备；b阳极：惰性金属或石墨。(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。深度思考1正误判断，正确的划“”，错误的划“”(1)所有金属纯度越大，越不易被腐蚀()(2)纯银器表面变黑和钢铁表面生锈腐蚀原理一样()(3)干燥环境下金属不被腐蚀()(4)Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物()(
29、5)钢铁发生电化学腐蚀时，负极铁失去电子生成Fe3()(6)在金属表面覆盖保护层，若保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用()(7)外加电流的阴极保护法，构成了电解池；牺牲阳极的阴极保护法构成了原电池。二者均能有效地保护金属不容易被腐蚀()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2写出钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀生成铁锈的原理。答案铁锈的形成负极：2Fe4e=2Fe2正极：O24e2H2O=4OH2FeO22H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(铁锈)(3x)H2O题组一腐蚀快慢与防护方法的比较1如图所示，各烧杯
30、中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为()A BC D答案C解析是Fe为负极，杂质碳为正极的原电池腐蚀，是铁的吸氧腐蚀，腐蚀较慢；其电极反应式：负极2Fe4e=2Fe2，正极2H2OO24e=4OH。均为原电池，中Fe为正极，被保护；中Fe为负极，均被腐蚀，但Fe和Cu的金属活动性差别大于Fe和Sn的，故FeCu原电池中Fe被腐蚀的较快。是Fe接电源正极作阳极，Cu接电源负极作阴极的电解腐蚀，加快了Fe的腐蚀。是Fe接电源负极作阴极，Cu接电源正极作阳极的电解腐蚀，防止了Fe的腐蚀。根据以上分析可知铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为。2下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是()A图1中，铁钉
31、易被腐蚀B图2中，滴加少量K3Fe(CN)6溶液，没有蓝色沉淀出现C图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极答案C解析A项，图1中，铁钉处于干燥环境，不易被腐蚀；B项，负极反应为Fe2e=Fe2，Fe2与K3Fe(CN)6反应生成KFeFe(CN)6蓝色沉淀；D项，为牺牲阳极的阴极保护法，镁块相当于原电池的负极。题组二正确判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀3一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下表。pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2Fe3O4Fe2O3FeO下列说法错误的是()A
32、当pH4时，碳钢主要发生析氢腐蚀B当pH6时，碳钢主要发生吸氧腐蚀C当pH14时，正极反应为O2 4H 4e=2H2OD在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓答案C解析C项应改为O24e2H2O=4OH。4利用右图装置进行实验，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()Aa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=Fe2答案C解析根据装置图判断，左边铁丝发生吸氧腐蚀，右边铁丝发生析氢腐蚀，其电极反应为左边负极：Fe2e=Fe2正极：O24e2H2O=
33、4OH右边负极：Fe2e=Fe2正极：2H2e=H2a、b处的pH均增大，C错误。1判断金属腐蚀快慢的规律(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：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腐措施的腐蚀。(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中弱电解质溶液中非电解质溶液中。(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。2两种保护方法的比较外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法。3根据介质判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空
34、气、酸性很弱或中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。1正误判断，正确的划“”，错误的划“”(1)验证铁的吸氧腐蚀，可以将铁钉放入试管中，用盐酸浸没()(2015福建理综，8D)(2)钢铁水闸可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法防止其腐蚀()(2015江苏，11C)(3)()(2015四川理综，3C)2(2015上海，14)研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。下列有关说法错误的是()Ad为石墨，铁片腐蚀加快Bd为石墨，石墨上电极反应为O22H2O4e4OHCd为锌块，铁片不易被腐蚀Dd为锌块，铁片上电极反应为2H2eH2答案D解析A项，由于活动性：Fe石墨，所
35、以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，正确；B项，d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O22H2O4e4OH，正确；C项，若d为锌块，则由于金属活动性：ZnFe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确；D项，d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O22H2O4e4OH，错误。3(2015江苏，10)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法
36、正确的是()A反应CH4H2O3H2CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子B电极A上H2参与的电极反应为H22OH2e=2H2OC电池工作时，CO向电极B移动D电极B上发生的电极反应为O22CO24e=2CO答案D解析A项，H4O，则该反应中每消耗1 mol CH4转移6 mol电子，错误；B项，该电池的传导介质为熔融的碳酸盐，所以A电极即负极上H2参与的电极反应为H22eCO=CO2H2O，错误；C项，原电池工作时，阴离子移向负极，而B极是正极，错误；D项，B电极即正极上O2参与的电极反应为O24e2CO2=2CO，正确。4(2015天津理综，4)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离
37、子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()A铜电极上发生氧化反应B电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡答案C解析A项，由锌的活泼性大于铜，可知铜电极为正极，在正极上Cu2得电子发生还原反应生成Cu，错误；B项，由于阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，故甲池的c(SO)不变，错误；C项，在乙池中Cu22e=Cu，同时甲池中的Zn2通过阳离子交换膜进入乙池中，由于M(Zn2)M(Cu2)，故乙池溶液的总质量增加，正确；D项，阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn
38、2通过阳离子交换膜移向正极，保持溶液中电荷平衡，阴离子是不能通过交换膜的，错误。5(2015全国卷，11)微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()A正极反应中有CO2生成B微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O答案A解析由题意可知，微生物电池的原理是在微生物的作用下，O2与C6H12O6发生氧化还原反应，将化学能转化为电能，B项正确；氧气在正极反应，由于质子交换膜只允许H离子通过，则正极反应为O24e4H=2H2O，没有CO2生成，A项错误；负极发
39、生反应：C6H12O624e6H2O=6CO224H，H离子在负极区生成，移向正极区，在正极被消耗，C项正确；总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O，D项正确。62015全国卷，26(1)(2)酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。(1)该电池的正极反应式为_，电池反应的离子方程式为_。(2)维持电流强度为0.5 A，电池工作5分钟，理论上消耗锌_g。(已知F96 500 Cmol1)答案(1)MnO2eH=MnOOHZn2MnO22H=Zn22MnOOH(2)0.05
40、解析(1)根据酸性锌锰干电池的构造可知，放电时，负极Zn失去电子生成Zn2，正极MnO2得到电子生成MnOOH，从而可写出正极和负极的电极反应式，然后在遵循电子守恒的前提下，将两极反应式加合可得电池反应的离子方程式。(2)电池工作5分钟，通过的电量Q0.5 A5 min60 smin1150 C，因此通过电子的物质的量n(e)1.554103 mol，则理论消耗Zn的质量是m(Zn)65 gmol10.05 g。72015重庆理综，11(5)如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。(1)腐蚀过程中，负极是_(填图中字母“a”或“b”或“c”)；(2)环境中的Cl扩散到孔口，并与正极
41、反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为_；(3)若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为_L(标准状况)。答案(1)c(2)2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl(3)0.448解析(1)“青铜器的腐蚀”，如图铜为负极被腐蚀生成Cu2，正极氧气生成OH。(2)正极反应产物为OH，负极反应产物为Cu2，与Cl作用生成Cu2(OH)3Cl。(3)nCu2(OH)3Cl0.02 mol，所以有0.04 mol Cu被氧化，根据电子得失守恒n(O2)0.02 mol，标准状况下V(O2)0.02 mol22.4 Lmol10.448 L。练出
42、高分1下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是()A水中的钢闸门连接电源的负极B金属护栏表面涂漆C枪炮的表面涂上一层机油D地下钢管连接镁块答案A2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，钢铁轮船外壳连接一块金属A(铜块)可以减缓船体外壳腐蚀速度答案B解析A项，插入海水中的铁棒，和空气接界处腐蚀最严重；C项，接通开关时，Zn作负极，腐蚀速率增大，Pt上放出H2；D项，连接的金属A应比铁的活泼性大，如Zn。3某合作学
43、习小组的同学利用下列氧化还原反应设计原电池：2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO4 5Fe2(SO4)3K2SO48H2O，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是()A乙烧杯中发生还原反应B甲烧杯中溶液的pH逐渐减小C电池工作时，盐桥中的SO移向甲烧杯D外电路的电流方向是从a到b答案D解析由2KMnO410FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O可知，Mn元素的化合价降低，得到电子，Fe元素的化合价升高，失去电子，则b为负极，a为正极。A项，b为负极，则乙烧杯中发生氧化反应，故A错误；B项，甲烧杯中发生还原反应，Mn元素的化合价降低，电
44、极反应为MnO8H5e=Mn24H2O，则pH逐渐增大，故B错误；C项，阴离子向负极移动，则盐桥中的SO移向乙烧杯中，故C错误；D项，由上述分析可知，a为正极，外电路中电流由正极流向负极，即从a流向b，故D正确。4甲醇、氧气和强碱溶液作电解质的手机电池中的反应为2CH3OH3O24OH2CO6H2O。有关说法正确的是()A放电时，CH3OH参与反应的电极为正极B放电时，负极电极反应：CH3OH8OH6e =CO6H2OC标况下，通入11.2 L O2完全反应有1 mol电子转移D充电时电解质溶液的pH逐渐减小答案B解析A项放电时，CH3OH发生氧化反应，所以CH3OH参与反应的电极为负极，错误
45、；B项放电时，负极为甲醇的氧化反应，结合电解质溶液，反应式为CH3OH8OH6e =CO6H2O，正确；C项标况下，11.2 L O2的物质的量为0.5 mol，所以11.2 L O2完全反应有0.5 mol42 mol电子转移，错误；D项充电时，反应从右向左进行，OH离子浓度增大，溶液pH逐渐升高，错误。5甲醇燃料电池容易携带、容易存储等优点，目前被认为将会替代传统的电池成为携带型设备的主要电源。如图是甲醇的质子交换膜型燃料电池模型，下列有关说法正确的是()AY极为电池的负极BX极的电极反应式：CH3OHH2O6e=CO26HC若常温下用该电池电解100 mL KCl溶液至pH12时，电池质
46、子交换膜迁移的A为0.01 molD空气以20%为氧气计算，X极每消耗1 mol甲醇，Y极必消耗168 L空气中的氧气答案B解析根据X极、Y极所通入的物质，可以判断，X极为负极，Y极为正极，其电极反应式为X极(负极)：CH3OHH2O6e=CO26H；Y极(正极)：O26e6H=3H2O。C项，2KCl2H2O2KOHH2Cl2，n(OH)0.01 molL10.1 L103 mol，所以电池质子交换膜迁移的A(H)应为0.001 mol；D项，没有给出氧气所处的条件，不能求出氧气的体积。6一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶
47、体，在熔融状态下能传导O2。下列说法不正确的是()A在熔融电解质中，O2向负极定向移动B电池的总反应为2C4H1013O2=8CO210H2OC通入空气的一极是正极，电极反应为O24e=2O2D通入丁烷的一极是负极，电极反应为C4H10 26e13O2=4CO25H2O答案D解析A项，原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，所以在熔融电解质中，O2移向负极，故A正确； B项，电池的总反应与丁烷燃烧的化学方程式相同，为2C4H1013O2=8CO210H2O，故B正确； C项，通入空气的一极是正极，在该极上是氧气发生得电子的还原反应，电极反应为O24e=2O2，故C正确； D项，通入丁烷一极
48、是负极，该极上发生失电子的氧化反应，正确的电极反应式为C4H1013O226e=4CO25H2O，故D错误。7人工光合作用能够借助太阳能用CO2和水制备化学原料，如图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法中正确的是()A催化剂a处通CO2气体，催化剂b处加水B催化剂a处发生的反应为2H2O4e=O24HC该电池的电解质溶液可采用HCOOH溶液D在合成HCOOH的过程中，电池内部的H的物质的量浓度不发生改变答案C解析根据电子流向，左边为负极，右边为正极，电极反应式为负极：2H2O4e=4HO2；正极：2CO24e4H=2HCOOH。A项，a处加入H2O，b处通CO2，错误；D项，
49、电池总反应式为2CO22H2O=2HCOOHO2，HCOOH电离出H，所以H浓度应增大。8瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害，一种瓦斯分析仪能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时，可以通过传感器显示。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图所示，其中的固体电解质是Y2O3Na2O，O2可以在其中自由移动。下列有关叙述正确的是()A瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极a B电极b是正极，O2由电极a流向电极bC电极a的反应式为CH44O28e=CO22H2OD当固体电解质中有1 mol O2通过时，电子转移4 mol答案C解析A项，电子不能在电池内电路流动，只能在外电路
50、中流动，故A错误；B项，氧气在正极(电极b)得电子发生还原反应，生成的O2流向负极(电极a)与甲烷发生反应，故B错误；C项，甲烷失去电子，在负极发生氧化反应，电极反应为CH44O28e=CO22H2O，故C正确；D项，1 mol O2得4 mol电子生成2 mol O2，故当固体电解质中有1 mol O2通过时，转移2 mol电子，故D错误。9钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点，特别适合于固定式大规模储能应用的需求。一种以Na2SO4水溶液为电解液的钠离子电池总反应为NaTi2(PO4)3 2Na2NiFe (CN)6Na3Ti2(PO4)3 2NaNiFe(CN)6(
51、注：其中P的化合价为5，Fe的上标、代表其价态)。下列说法不正确的是()A放电时，NaTi2(PO4)3在正极发生还原反应B放电时，负极材料中的Na脱离电极进入溶液，同时溶液中的Na嵌入到正极材料中C充电过程中阳极反应式为2NaNiFe(CN)62Na2e=2Na2NiFe (CN)6D该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na的浓度基本保持不变答案C解析A项，放电时，NaTi2(PO4)3Na3Ti2(PO4)3，Ti的化合价由43价，发生还原反应；C项，阳极反应式为Na3Ti2(PO4)32e=NaTi2(PO4)32Na，阴极反应式为2NaNiFe(CN)62e2Na=2Na2NiFe
52、(CN)6。10寻找新能源是解决温室效应的一条重要思路。磷酸亚铁锂LiFePO4是一种新型汽车锂离子电池，总反应为FePO4LiLiFePO4，电池中的固体电解质可传导离子，下列说法错误的是()A放电时，正极材料是磷酸亚铁锂(LiFePO4)B放电时，正极反应为FePO4Lie=LiFePO4C充电时，Li 和Fe2向阴极移动，PO向阳极移动D充电时，阴极反应为Li e=Li答案C解析放电时，电极反应式为负极：Lie=Li，正极：FePO4eLi=LiFePO4；充电时，电极反应式为阴极：Lie=Li，阳极：LiFePO4e=LiFePO4。C项，充电时，Li在阳极生成，移向阴极得e生成Li，
53、Fe2失去电子生成Fe3和PO结合生成FePO4。11随着各地“限牌”政策的推出，电动汽车成为汽车届的“新宠”。特斯拉全电动汽车使用的是钴酸锂(LiCoO2)电池，其工作原理如图，A 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，隔膜只允许 Li通过，电池反应式为LixC6Li1xCoO2C6LiCoO2。下列说法不正确的是()A充电时Li从右边流向左边B放电时，正极锂的化合价未发生改变C充电时B作阳极，该电极放电时的电极反应式为Li1x CoO2xLixe=LiCoO2D废旧钴酸锂(LiCoO2)电池进行“放电处理”让Li进入石墨中而有利于回收答案D
54、解析根据电池反应式知，负极反应式为LixC6xe=C6xLi，正极反应式为Li1xCoO2xLixe=LiCoO2，充电时，阴极、阳极反应式与负极、正极反应式正好相反，所以放电时A是负极、B是正极，充电时，A是阴极、B是阳极，锂离子向阴极移动，则Li从右边流向左边，故A正确；无论放电还是充电，Li元素化合价都是1价，所以化合价不变，故B正确；充电时，B电极是阳极，放电时是正极，正极上得电子发生还原反应，电极反应式为Li1x CoO2xLixe=LiCoO2，故C正确；根据电池反应式知，充电时锂离子进入石墨中，故D错误。12 MgAgCl电池是一种用海水激活的一次电池，在军事上用作电动鱼雷的电池
55、，电池的总反应可表示为Mg2AgCl=MgCl22Ag。下列关于该电池的说法错误的是()A该电池工作时，正极反应为2AgCl2e=2Cl2AgB该电池的负极材料可以用金属铝代替C有24 g Mg被氧化时，可还原得到108 g AgD装有该电池的鱼雷在水中进行时，海水作为电解质溶液答案C解析A项，由电池反应方程式看出，Mg是还原剂、AgCl是氧化剂，故金属Mg作负极，正极反应为2AgCl2e=2Cl2Ag，故A正确；B项，该电池的负极材料可以用金属铝代替，故B正确；C项，电极反应式：Mg2e=Mg2，24 g Mg即1 mol被氧化时，转移电子是2 mol，正极反应为2AgCl2e=2Cl2Ag
56、，可还原得到216 g Ag，故C错误；D项，因为该电池能被海水激活，海水可以作为电解质溶液，故D正确。故答案选C。13铁、铜及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题：(1)黄铁矿(FeS2，其中S为1价)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为3FeS28O26SO2Fe3O4，氧化产物为_，若有3 mol FeS2参加反应，转移电子的物质的量为_。(2)钢铁的电化学腐蚀简单示意图如下，将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图，请在下图虚线框内作出修改，并用箭头标出电子流动方向。写出修改前的钢铁吸氧腐蚀时石墨电极的电极反应式：_。(3)高铁酸钾(K2FeO4)可作净水
57、剂，也可用于制造高铁电池。高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，该电池放电时正极反应式为_。用该电池电解100 mL 1 molL1的AgNO3溶液，当电路中通过0.1 mol电子时，被电解溶液的pH为_(溶液体积变化忽略不计)。答案(1)SO2、Fe3O432 mol(2)如图所示O22H2O4e=4OH(3)FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH0解析(1) ，化合价升高的元素为Fe、S，所以氧化产物为SO2、Fe3O4，若有3 mol FeS2参加反应，
58、则有8 mol O2参加反应，化合价降低48 mol32 mol。(2)碳是惰性电极，所以只能形成电解池才能防止铁腐蚀。(3)正极是得电子的，FeO得电子，铁的化合价由6降到3，FeO3e=Fe(OH)3，由电池反应式可知电解质溶液为碱性溶液，用OH配平电荷：FeO3e=Fe(OH)35OH，最后用水配平得：FeO4H2O3e=Fe(OH)35OH；根据阳极：4OH4e=O22H2O，所以参加反应的n(OH)0.1 mol，生成n(H)0.1 mol，c(H)1 molL1，pH0。14(2014海南，16)锂锰电池的体积小、性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiC
59、lO4溶于混合有机溶剂中，Li 通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：(1)外电路的电流方向是由_极流向_极。(填字母)(2)电池正极反应式为_。(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？_(填“是”或“否”)，原因是_。(4)MnO2可与KOH和KClO3在高温下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为_。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为_。答案(1)ba(2)MnO2eLi=LiMnO2(3)否电极Li是活泼金属，能与水反应(4)3MnO2KClO36KOH3K2MnO4KCl3H2O21解析(1)结合所给装置图以及原电池反
60、应原理，可知Li作负极材料，MnO2作正极材料，所以电子流向是从ab，那么电流方向则是ba。(2)根据题目中的信息“电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li 通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2”，所以正极的电极反应式为MnO2eLi=LiMnO2。(3)因为负极的电极材料Li是活泼的金属，能够与水发生反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂。(4)由题目中的信息“MnO2可与KOH和KClO3在高温条件下反应，生成K2MnO4”，可知该反应属于氧化还原反应，Mn元素化合价升高()，则Cl元素的化合价降低()，所以化学方程式为3MnO2KClO36KOH3K2MnO4KCl3H2O；根据“K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4(K2nO4KMO4)和MnO2(K2nO4MO2)”，根据得失电子守恒，可知生成的KMnO4和MnO2的物质的量之比为21。
