1、2013高考化学二轮复习精品资料专题10 电化学及其应用 （教师版）1.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。3.理解金属发生电化学腐蚀的原因。了解金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸，是历年高考的热点内容。考查的主要知识点：原电池和电解池的工作原理、电极反应式的书写和判断、电解产物的判断、金属的腐蚀和防护。对本部分知识的考查仍以选择题为主，在非选择题中电化学知识可能与工业生产、环境保护、新科技、新能源知识相结合进行命题。复习时，应注意：1对基础知识扎实掌握，如电极反应式的书写、燃料电池的分析等
2、。2电化学问题的探究设计、实物图分析及新型电池的分析是近年来高考中的热点，通过在练习中总结和反思，提高在新情境下运用电化学原理分析解决实际问题的能力。【知识网络构建】 【重点知识整合】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来判断。原电池的负极失电子发生氧
3、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：首先找出原电池的正、负极，即分别找出氧化剂和还原剂。结合介质判断出还原产物和氧化产物。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：分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况，
4、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。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。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
5、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
6、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：活泼性不同的两种金属。例如，锌铜原电池中，锌作电池的
7、负极，铜作电池的正极。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。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。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
8、总方程式，则可根据化合价升降来判断。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
9、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
10、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。由化合价的升降判断负、正极的反应物负极：Pb正极： PbO2主产物负极：PbSO4正极：PbSO4由化合价升降确定电子得失的数目负极：2e正极：2e电极反应关系式负极：Pb2ePbSO4正极：PbO22ePbSO4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：Pb2eSO42-PbSO4正极：PbO22e4HSO42-PbSO42H2O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源负极相连)反应过程：PbSO4 阳极
11、(发生氧化反应或与外电源正极相连)反应过程：PbSO4 充电时电极反应阴极：PbSO42ePbSO42-阳极：PbSO42H2O2ePbO24HSO42-五 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、K2SO4等)溶液的电解。如：阴极：4H4e2H2，阳极：4OH4e2H2OO2，总反
12、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：Cu22eCu，阳极：2Cl2eCl2，(3)放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外，如NaCl、MgCl2等)溶液的电解。如：阴极：2H2eH2，阳极：2Cl2eCl2，(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：2Cu24e2Cu，阳极：2H2O4eO24H，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
13、成条件活动性不同的两个电极(连接)；电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)；形成闭合回路直流电源；两个电极接两个电极插入电解质溶液；形成闭合回路电源正极；镀层金属接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：与电源正极相连的极；阴极：与电源负极相连的极(由外加电源决定)阳极：镀层金属；阴极：镀件(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正极电源负
14、极阴极电源正极阳极电源负极阴极电源正极阳极反应原理举例负极：Zn2eZn2正极：2H2eH2总反应：Zn2HZn2H2阳极：2Cl2eCl2阴极：Cu22eCu总反应：Cu22ClCuCl2阳极：Zn2eZn2阴极：Zn22eZn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源电解食盐水(氯碱工业)；电冶金(冶炼Na、Mg、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
15、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【高频考点突破】考点一“盐桥”问题面面观1电化学装置中都有两个电极，分别发生氧化反应与还原反应。若两个电极插在同一电解质溶液的容器内，则由于阴阳离子的移动速率不同而导致两极之间出现浓度差，以及因电极本身直接与离子反应而导致两极之间电势差变小，影响了电流的稳定。为解决这个问题，人们使用了盐桥。盐桥主要出现在原电池中，有时也可在电解池中出现，其主要作用就是构建
16、闭合的内电路，但不影响反应的实质。盐桥内常为饱和氯化钾、硝酸钾等溶液。2盐桥是新课改教材中出现的新名词，因而围绕盐桥的电化学知识已成为新课改地区命题的一个热点，所以有必要分析研究盐桥问题的考查思路。常从以下四方面命题。(1)考查盐桥的作用(2)考查含盐桥的电化学总反应式的书写(3)考查盐桥内溶液离子的移动方向(4)考查含盐桥的电化学装置的设计例1、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【变式探究】铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是 ()A正极反应为Zn2e=Zn2B电池反
17、应为ZnCu2=Zn2CuC在外电路中，电子从正极流向负极D盐桥中的K移向ZnSO4溶液【拓展】原电池正、负极的判断（1）负极：为较活泼金属，电极本身失电子，发生氧化反应，是电子流出的一极。（2）正极：为较不活泼金属、非金属单质或金属氧化物，电解质溶液中的阳离子或金属氧化物得电子，发生还原反应，是电子流入的一极。【特别提醒】把氧化剂、还原剂均为溶液状态的氧化还原反应设计成原电池时，必须使用盐桥才能实现氧化剂与还原剂的分离，否则不会有明显的电流出现。该题若不用盐桥，就不能把原电池知识与化学平衡知识融合在一起。总之，盐桥知识尽管比较简单，也没有改变反应的实质，但由于盐桥的引入，才能对电化学的实际应
18、用有更好的感悟，故只要把握好盐桥的组成及作用，就较易解答好盐桥问题。【变式探究2】用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO3的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 ()在外电路中，电流由铜电极流向银电极正极反应为Age=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同(提示：盐桥中K、NO可自由移动)A B C D【变式探究3】依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如下图所示。请回答下列问题：(1)电极X的材料是_；电解质溶液Y是_；(2)银电极
19、为电池的_极，发生的电极反应为_；X电极上发生的电极反应为_；(3)外电路中的电子是从_电极流向_电极。【技巧点拨】首先根据离子方程式判断出氧化剂、还原剂，明确电极反应。然后再分析两剂状态确定电极材料，若为固态时可作电极，若为溶液时则只能作电解液。然后补充缺少的电极材料及电解液。电极材料一般添加与电解质溶液中阳离子相同的金属作电极(使用惰性电极也可)，电解液则是一般含有与电极材料形成的阳离子相同的物质。最后再插入盐桥即可。考点二不同“介质”下燃料电池电极反应式的书写不同“介质”下燃料电池电极反应式的书写，大多数考生感到较难。主要集中在：一是得失电子数目的判断，二是电极产物的判断。下面以CH3O
20、H、O2燃料电池为例，分析电极反应式的书写。(1)酸性介质，如H2SO4。CH3OH在负极上失去电子生成CO2气体，O2在正极上得到电子，在H作用下生成H2O。电极反应式为负极：CH3OH6eH2O=CO26H正极：O26e6H=3H2O(2)碱性介质，如KOH溶液。CH3OH在负极上失去电子，在碱性条件下生成CO，1 mol CH3OH失去6 mol e，O2在正极上得到电子生成OH，电极反应式为负极：CH3OH6e8OH=CO6H2O正极：O26e3H2O=6OH(3)熔融盐介质，如K2CO3。在电池工作时，CO移向负极。CH3OH在负极上失去电子，在CO的作用下生成CO2气体，O2在正极
21、上得到电子，在CO2的作用下生成CO，其电极反应式为负极：CH3OH6e3CO=4CO22H2O正极：O26e3CO2=3CO(4)掺杂Y2O3的ZrO3固体电解质，在高温下能传导正极生成的O2。根据O2移向负极，在负极上CH3OH失电子生成CO2气体，而O2在正极上得电子生成O2，电极反应式为负极：CH3OH6e3O2=CO22H2O正极：O26e=3O2例2、一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH 4e + H2O = CH3COOH + 4H+。下列有关说法正确的是（ ） A检测时，电解质溶液中的H+向负极移动 B若有0.4mol电子转移，则在标准状况
22、下消耗4.48L氧气 C电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH + O2 = CH3COOH + H2O D正极上发生的反应为：O2 + 4e+ 2H2O = 4OH【拓展】原电池电极反应式的书写技巧（1）根据给出的化学方程式或题意，确定原电池的正、负极，弄清正、负极上发生的反应的具体物质（2）弱电解质、气体、难溶物均用化学式表示，其余均以离子符号表示【变式探究】科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如下图所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO3固体，它在高温下能传导正极生成的O2。(1)c电
23、极的名称为_。(2)d电极上的电极反应式为_。解析：根据电流的流向，可判断c为正极，d为负极。在正极通入空气，电极反应式为2O28e=4O2，在负极上通入CH4，电极反应式为CH44O28e=CO22H2O。答案：(1)正极 (2)CH44O28e=CO22H2O考点三“六点”突破电解池1分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极的反应为“阳氧阴还”。2剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。3注意放电顺序。4书写电极反应，注意得失电子守恒。5正确判断产物。(1)阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解(注意：铁作阳极溶解生成Fe
24、2，而不是Fe3)；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力,阴离子放电顺序为S2IBrClOH(水)。(2)阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：AgHg2Fe3Cu2HPb2Fe2H(水)6恢复原态措施。电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。例3某同学按下图所示的装置用甲醇燃料电池(装置)进行电解的相关操作，以测定铜的相对原子质量，其中c电极为铜棒，d
25、电极为石墨，X溶液为500 mL 0.4 molL1硫酸铜溶液。当装置中某电极上收集到标准状况下的气体V1 mL时，另一电极增重m g(m原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。对同一金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液中弱电解质溶液中非电解质溶液中。活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀的速率越快。2两种保护方法(1)加防护层，如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属。(2)电化学防护牺牲阳极保护法原电池原理：正极为被保护的金属；负极为比被保护
26、的金属活泼的金属；外加电流阴极保护法电解原理：阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。例4、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，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的【拓展】构成原电池，当作负极时会加快金属的腐蚀。一般来说，金属腐蚀快慢的顺序是：电解原理引起的腐蚀（作阳极）原电池原理引起的腐蚀（作负极）一般的化学腐蚀；当金属受保护时，保护效果排序是：电解原理保护（作阴极）原电池原理保护（作正极）一般
27、的保护措施 。【变式探究】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()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难点一原电池的工作原理及其应用1原电池正负极的判断2原电池电极反应式的书写如果题目给定的是图示装置，先要分析正、负极，再根据反应规律去写电极反应式；如果题目给定的是总反应式，可先分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)，再选择一个简单变化情况去写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或将各反应
28、式看作是数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得结果。【特别提醒】 (1)对于可充电电池的反应，需要看清楚“充电、放电”的方向，放电过程应用原电池原理，充电过程应用电解池原理。(2)对于电解质溶液中有离子参与的反应，要特别注意将参与反应的离子写入电极反应式中。例1、结合图101判断，下列叙述正确的是()图10-1A和中正极均被保护B和中负极反应均是Fe2e=Fe2 C和中正极反应均是O22H2O4e=4OH D和中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀【答案】A【解析】 解答本题的关键是理解原电池原理。在原电池中，活泼金属作负极，失电子被氧化，不活泼金属做正极而被保护，
29、A项正确；I中锌为负极，失电子被氧化：Zn2e=Zn2，B项错误；中电解液为酸性，不可能生成OH，正极反应为：2H2e=H2，C项错误；Fe2与六氰合铁离子生成蓝色沉淀，但I中无Fe2生成，故无蓝色沉淀，D项错误。【点评】 书写原电池电极反应式要特别注意介质与电极生成物的反应：(1)负极生成的金属离子与电解质溶液中的某些阴离子如OH、Cl或SO反应生成难溶物；(2)在碱性条件下负极生成的CO2或H等与OH反应生成CO或H2O；在酸性条件下正极生成的OH与H反应生成H2O。 【变式探究】设计新型燃料电池是本世纪最富有挑战性的课题之一。(1)有人制造了一种燃料电池，一个电极通入O2(含有少量CO2
30、)，另一个电极通入CH4，电池的电解质是熔融的K2CO3。该电池的负极反应式为_，电池工作时，电解质里的CO(向_极移动(填“正”或“负”)。(2)某科研小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图103所示的原电池装置。该电池的负极反应式为_，用该电池电解CuCl2溶液，当产生33.6 L Cl2(标准状况下)时，消耗甲醇的质量为_g。 难点二 电解原理及其应用 1电解池中阴、阳极的确定及电极反应式的书写分析问题的一般程序为：找电源(或现象)阴、阳极电极反应式总反应式。连接电源正极的一极为阳极，阳极发生氧化反应；连接电源负极的一极为阴极，阴极发生还原反应。【特别注意】 书写电解池电极反应式时，要以实
31、际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，要找出实际放电离子的来源，如果为弱电解质(如水)要写出分子式。 2电解时电极产物的判断(1)阳极产物的判断如果是活泼电极(金属活动性顺序表Ag以前包括Ag)，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；如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中阴离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序进行判断，常见阴离子放电顺序：S2IBrClOH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AgFe3Cu2H。 3电化学计算的基本方法(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正
32、负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中通过的电子数相等。(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。(3)根据关系式计算：借助得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。【特别注意】混合溶液的电解要分清阶段，理清两极电解过程中的电子守恒。如电解CuSO4溶液开始发生反应2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2，后来发生反应2H2O2H2O2。 例2、臭氧(O3)是一种强氧化剂，常用于消毒、灭菌等，可由臭氧发生器(原理如图104所示)电解稀硫酸制得。 图10-4(1)图中阴极为_(填“A”或“B”)，其电极反应式为
33、_。(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O2，D、E处分别收集到x L和y L气体(标准状况)，则E处收集的气体中O3所占的体积分数为_。(忽略O3的分解)【解析】 (1)E口产生O2、O3，是由于OH失电子发生了氧化反应，则B为阳极，与电源正极相连，A为阴极，电极反应式为2H2e=H2。(2)因O2参与反应，电极反应式为O24H4e=2H2O。(3)D处为H2，E处为O2、O3，设生成O3的体积为V1，则O2为(yV1)，根据得失电子相【点评】 解答此类题目一般先要通过外接电源的正负极、电子的流动方向、电极反应类型或反应现象确定电解池的阴阳极，再进而分析电极反
34、应式的书写、电解过程中的电子得失相等关系等。【变式探究】中学阶段介绍的应用电解法制备的物质主要有三种：一是铝的工业制备、二是氯碱工业、三是金属钠的制备。下列关于这三个工业生产的描述中正确的是()A电解法制金属钠时，负极反应式：Nae=NaB电解法生产铝时，需对铝土矿进行提纯，在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两性C在氯碱工业中，电解池中的阴极产生的是H2，NaOH在阳极附近产生D氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了NaCl，在电解时它们的阴极都是Cl失电子【变式探究2】如图105所示，若反应5 min时，银电极质量增加2.16 g。图105试回答：(1)C池为_池，Cu极反应式为_，Cu电极减轻_
35、g。(2)B中阳极的电极反应式为_；若反应5 min时B中共收集224 mL气体(标准状况)，溶液体积为200 mL，则通电前硫酸铜溶液的物质的量浓度约为_。(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后溶液的pH_。【答案】(1)原电Cu2e=Cu20.64(2)4OH4e=2H2OO20.025 molL1(3)13难点三 电解规律(2)含氧酸的溶液电解时，实际上是水的电解。例如：(3)可溶性碱的溶液电解，实际上是水的电解。例如：(4)活泼金属的含氧酸盐溶液的电解，也是水的电解。例如：(6)不活泼的金属无氧酸盐水溶液电解时，其结果是该盐的电解。例如电解氯化铜溶液：(7)比氢不活泼的金
36、属或中等活泼性的金属含氧酸盐溶液电解时，则阴极析出金属，阳极得到氧气，阳极区酸性增强。例如：以上的规律都是以惰性电极为例的，如改用金属(除Au、Pt等外)作电极时，则是阳极金属溶解。2电解质溶液电解时(均为惰性电极)，pH变化情况，电解液复原所需加入物质及电解类型(1)分解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐(如NaOH、H2SO4、K2SO4等)的电解。阴极：4H4e2H2阳极：4OH4eO22H2O总反应：2H2O2H2O2阴极产物：H2；阳极产物：O2。电解质溶液复原加入物质：H2O。pH变化情况：原来酸性的溶液pH变小，原来碱性的溶液pH变大，强酸(含氧酸)强碱的正盐溶液pH不变。(
37、3)放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)溶液的电解，如NaCl、MgBr2等。阴极：2H2eH2阳极：2Cl2eCl2总反应：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2阴极产物：碱和H2；阳极产物：卤素等非金属单质。电解饱和食盐水的产物分别为NaOH和H2以及Cl2。电解液复原通入物质为卤化氢。电解饱和食盐水，要使电解质溶液复原需通入HCl。pH变化情况：电解液pH显著变大。(4)放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐溶液的电解，如CuSO4、AgNO3等。阴极：2Cu24eCu阳极：4OH4eO22H2O总反应：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4阴极产物：析出不活泼金属单质；阳极产物是
38、该盐对应的含氧酸和氧气，本例中分别是Cu以及H2SO4、O2。电解液复原加入物质为不活泼金属的氧化物(金属价态与原盐中相同)。如电解CuSO4溶液，复原需加入CuO。pH变化情况：溶液pH显著变小。例3、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()ACuSO4 BH2O CCuO DCuSO45H2O【答案】C【解析】 电解CuSO4溶液的方程式为：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，离开溶液的物质为Cu和O2，其中铜和氧的原子个数比为11，因此需要加入CuO。【变式探究】按如图107所示装置进行实验，并回答下列问题。图107(1)
39、判断装置的名称：A池为_，B池为_。(2)锌极为_极，电极反应式为_，铜极为_极，电极反应式为_，石墨棒C1为_极，电极反应式为_，石墨棒C2附近发生的实验现象为_。(3)当C2极析出224 mL气体(标准状态时，锌的质量变化(增加或减少)_g，CuSO4溶液的质量变化了(增加或减少了)_g。【历届高考真题】【2012高考】（2012福建）9.将右图所示实验装置的 K 闭合，下列判断正确的是 A.Cu 电极上发生还原反应 B.电子沿 ZnabCu 路径流动 C.片刻后甲池中c(SO42-)增大 D.片刻后可观察到滤纸b点变红色（2012四川）11.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极
40、上的反应为：CH3CH2OH 4e- + H2O = CH3COOH + 4H+。下列有关说法正确的是 A检测时，电解质溶液中的H+向负极移动 B若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气 C电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH + O2 = CH3COOH + H2O D正极上发生的反应为：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-（2012大纲版）11 四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池 ，相连时，外电路电流从流向 ；相连时，为正极，相连时，有气泡逸出 ； 相连时， 的质量减少 ，据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是A B C D 【答案】B【解析】电流
41、从正极流向负极，而负极活泼，则金属活泼性；同理，；H2在正极放出，则；质量减少的一极为负极，则。综上可推得，金属活泼性顺序为，B项正确。【考点定位】原电池原理（2012山东）13.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，Cu-Zn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，Zn - MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的（2012浙江）10以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：下列说法不正确的是A在阴极式，发生的电极反应为：2H2O2e2O
42、HH2B在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H浓度增大，使平衡22HH2O向右移动C该制备过程总反应的化学方程式为：4K2CrO44H2O2K2Cr2O74KOH2H22O2D测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比为d，则此时铬酸钾的转化率为（2012安徽）11某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，现断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表指针偏转，下列有关描述正确的是 含酚酞的饱和食盐水K1K2石墨直流电源A铜A断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：2H+2ClCl2+H2B断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变
43、红C断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应为：Cl2+2e2ClD断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极【答案】D 【解析】断开K2，闭合K1时，装置为电解池，两极均有气泡产生，表明石墨为阳极，铜为阴极，（若铜为阳极，则铜溶解），反应为2Cl2H2O H22OHCl2，因此石墨电极处产生Cl2，在铜电极处产生H2，附近水的电离平衡被破坏使c(OH)c(H)，溶液变红，（两极产生的气体收集在装置中可作断开K1、闭合K2时的反应的物质),故A、B两项均错误；断开K1、闭合K2时，为原电池反应，铜电极为负极，发生氧化反应为H22e2OH=2H2O，而石墨为正极，发生还原反应，电极反应为Cl22e=2
44、Cl，故C项错误，D项正确。【考点定位】本题是对书本知识的改编，考查原电池及电解池工作原理，旨在考查考生对知识的综合应用能力。（2012北京）12人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是A该过程是将太阳能转化为化学能的过程B催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生C催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强D催化剂b表面的反应是CO2 +2H+2e一=HCOOH（2012海南）10下列叙述错误的是A生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱 B用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈C在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液D铁
45、管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀（2012上海）14右图装置中发生反应的离子方程式为：Zn+2H=Zn2+H2，下列说法错误的是Aa、b不可能是同种材料的电板B该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸C该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸D该装置可看作是铜一锌原电池，电解质溶液是稀硫酸（2012全国新课标卷）26.（14分）铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。（1）要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱，使Cl-和OH-发生交换。交
46、换完成后，流出溶液的OH-用0.40mol.L-1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x值： （列出计算过程）；（2）现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n（Fe）：n（Cl）=1:2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为 。在实验室中，FeCl2可用铁粉和 盐酸反应制备，FeCl3可用铁粉和 反应制备；（3）FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为 （4）高铁酸钾（K2FeO4）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的
47、离子方程式为 。 与MnO2-Zn电池类似，K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为 ，该电池总反应的离子方程式为 。【答案】 （1）3 （2）10% （0.10也可以） 盐酸 氯气（3）2Fe3+2I-=2Fe2+I2或2Fe3+3I-=2Fe2+I3- (1)真空碳热还原-氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下： Al2O3(s)+AlC13(g)+3C(s) =3AlCl(g)+3CO(g) H=a kJmol1 3AlCl(g)=2Al(l)+AlC13(g) H=b kJmol1 反应Al2O3(s)+3C(s)=2
48、Al(l)+3CO(g)的H= kJmol1(用含a、b 的代数式表示)。 Al4C3是反应过程中的中间产物。Al4C3 与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃) 的化学方程式为 。(2)镁铝合金(Mg17Al12 )是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al 单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al122+17H2=17MgH2+12Al。得到的混合物Y(17MgH2 +12Al)在一定条件下可释放出氢气。 熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是 。 在6. 0 molL-1 HCl 溶液中，混合物Y 能完全释放出H
49、2。1 mol Mg17 Al12 完全吸氢后得到的混合物Y 与上述盐酸完全反应，释放出H2 的物质的量为 。 在0. 5 molL-1 NaOH 和1. 0 molL-1 MgCl2溶液中， 混合物Y 均只能部分放出氢气，反应后残留固体物质的X射线衍射谱图如图8 所示(X射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。在上述NaOH 溶液中，混合物Y 中产生氢气的主要物质是 (填化学式)。 (3)铝电池性能优越，Al-AgO 电池可用作水下动力电源，其原理如图9所示。该电池反应的化学方程式为 。 （2012海南）13(8分)氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建
50、设中都有广泛应用，回答下列问题：(1)氮元素原子的L层电子数为 ；(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4)，该反应的化学方程式为 ；(3)肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。已知：N2(g)+2O2(g)= N2O4 (1) H1= -19.5kJmol-1 N2H4 (1) + O2(g)= N2(g) + 2 H2O(g) H2= -534.2kJmol-1写出肼和N2O4 反应的热化学方程式 ；(4)肼一空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为 。 电子的反应，结合电解质溶液为碱性条件，故写为：N2H4+ 4OH-4e- =4H2O +
51、N2。【考点定位】此题以氮元素为载体，综合考查了电子层排布、化学方程式书写、盖斯定律的应用、原电池中电极反应式的书写等知识。（2012海南）16.(9分)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2 ，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。回答下列问题：(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为 、 。(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生其中b电极上得到的是 ，电解氯化钠溶液的总反应方程式为 ；(3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为 （法拉第常数F=
52、9.65l04C.mol-1，列式计算)，最多能产生的氯气体积为 L(标准状况)。【考点定位】此题以燃料电池的使用为载体，考查了原电池的电极反应式书写、电极的判断和电解知识。（2012北京）25.(13分)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2，（1）用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应: 。（2）在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是 （3）吸收液吸收SO2的过程中，pH随n(SO3):n(HSO3)变化关系如下表:n(SO3):n(HSO3)91：91：11：91pH.7.26.2上表判
53、断NaHSO3溶液显性，用化学平衡原理解释:当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母):ac（Na）=2c（SO32-）c（HSO3），bc（Na） c（HSO3） c（SO32-）c（H）=c（OH）cc（Na）+c（H）= c（SO32-）+ c（HSO3）+c（OH）(4)当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生。再生示意图如下: HSO3-在阳极放电的电极反应式是。当阴极室中溶液p升至8以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理:SO2+H2OH2SO3，2 H2SO3+O22H2SO4；（2）二氧化硫被氢氧化钠溶液吸收制备亚硫酸钠溶液时：SO2+2OH- =SO32
54、-+H2O；（3）根据表中数据，可知，n(SO3):n(HSO3)=1:91时，溶液的pH值为酸性，故NaHSO3溶液显酸性，在亚硫酸氢钠溶液中HSO3存在：HSO3SO32-+H和HSO3+H2O=H2SO3+OH，HSO3的电离程度强于水解程度，故溶液呈酸性。当吸收液呈中性时，溶液中的c（H）=c（OH），由于溶液中存在着电荷守恒，故c请回答下列问题： Y在元素周期表中的位置为_。 上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是_（写化学式），非金属气态氢化物还原性最强的是_（写化学式）。 Y、G的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有_（写出其中两种物质的化学式）。 X2M的燃烧热
55、H a kJmol1 ，写出X2M燃烧反应的热化学方程式：_。ZX的电子式为_；ZX与水反应放出气体的化学方程式为_。 熔融状态下，Z的单质和FeG2能组成可充电电池（装置示意图如下），反应原理为：2Z + FeG2 Fe + 2ZG 放电时，电池的正极反应式为_：充电时，_（写物质名称）电极接电源的负极；该电池的电解质为_。（2012山东）28（12分）工业上由黄铜矿（主要成分CuFeS2）冶炼铜的主要流程如下：（1）气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的 吸收。a浓H2SO4 b浓HNO3 cNaOH溶液 d氨水（2）用稀H2SO4 浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说
56、明溶液中存在 （填离子符号），检验溶液中还存在Fe2+的方法是 （注明试剂、现象）。（3）由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为 。（4）以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是 。a电能全部转化为化学能 b粗铜接电源正极，发生氧化反应c溶液中Cu2向阳极移动 d利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属（5）利用反应2CuO22H2SO42CuSO42H2O可以制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为 。（2012福建）24. (16分)(1)电镀时，镀件与电源的 极连接。(2)化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积
57、在镀件表面形成镀层。 若用铜盐进行化学镀铜，应选用（填“氧化剂”或“还原剂”）与之反应。 某化学镀铜的反应速率随镀液pH 变化如右图所示。该镀铜过程中，镀液pH 控制在12.5左右。据图中信息，给出使反应停止的方法： 。 (3)酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下 步骤（i）中Cu2(OH) 2CO3 发生反应的化学方程式为 。 步骤（ii）所加试剂起调节pH 作用的离子是 （填离子符号）。 在步骤（iii）发生的反应中，1 mol MnO2转移2 mol 电子，该反应的离子方程式为 。 步骤（iv）除去杂质的化学方程式可表示为3Fe3+ + NH4+2SO42-+6H2O= NH4Fe3 (SO
58、4)2(OH)66H + 过滤后母液的pH = 2.0 , c (Fe3+) =a molL-1，, c ( NH4+）=b molL-1，, c ( SO42-）= d molL-1，该反应的平衡常数K= （用含a 、b 、d 的代数式表示）。1.（2011浙江卷）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B液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O22H2O4e4OHC液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀
59、，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：Cu2eCu2（2011安徽卷）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：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，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：AgCle=AgClB.每生成1 mol Na2Mn5O10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（2011北京卷）结合下图
60、判断，下列叙述正确的是中的氢离子得电子，方程式为2H+2e=H2。因为装置中没有Fe2生成，所以装置中加入少量K3Fe(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（2011福建卷）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OH向正极移动D总反应为：2Li2H2O= 2LiOHH2（2011广东卷）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
61、B、a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2+2e= 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（2011山东卷）以KCl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（2011新课标全国卷）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(O
62、H)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FeB. 电池放电时，负极反应为Fe+2OH-2e-=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）2+2OH-2e-=Ni2O3+3H2O (2011海南卷)一种充电电池放电时的电极反应为H2+2OH-2e-=2H2O； NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-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. NiO(OH) 2的氧化（2011海南
63、卷）根据下图，下列判断中正确的是A.烧杯a中的溶液pH升高B.烧杯b中发生氧化反应C.烧杯a中发生的反应为2H+2e-=H2D.烧杯b中发生的反应为2Cl-2e-=Cl2【 (2011全国II卷)用石墨做电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使用电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的ACuSO4BH2OCCuODCuSO45H2O【解析】用石墨做电极电解CuSO4溶液的电解方程式是2CuSO42H2O2H2SO42CuO2，根据缺什么补什么的，选项C正确。【答案】C（2011上海卷）用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是A用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片 B用碳棒连接电源的正极
64、，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+2eCu。【答案】B(2011江苏高考卷)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KOH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K2S2O8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2AgNO34KOHK2S2O8 Ag2O22KNO3K2SO42H2O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
65、锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2 转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(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，在一定的条件下完全分解为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）。（2011北京卷）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23，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
66、Ca2、Mg2、NH4、SO42c(SO42)c(Ca2)。精致流程如下（淡盐水和溶液A来电解池）：盐泥a除泥沙外，还含有的物质是 。过程中将NH4+转化为N2的离子方程式是 BaSO4的溶解度比BaCO3的小，过程中除去的离子有 经过程处理，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）。，由方程式可知消耗Na2SO3的质量为1mol126g/mol126g。若设需要10% Na2SO3溶液的质量为X，则有，解得x1760g，即至多添加10%
67、Na2SO3溶液1.76kg。（2011四川卷）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1g FeS2完全燃烧放出7.1kJ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MH）表示），NiO（OH）作为电池正极材料，KOH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)MHNi(
68、OH)2M电池放电时，负极的电极反应式为_。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_（2010全国卷）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I3-氧化还原3I-的转化
69、（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（2010浙江卷）9. 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Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价该电池的电池反应式为：2Li+FeSLi2S+Fe负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+充电时，阴极发生的电极反应式为：（2010广东卷）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：Zn2e-=Zn2+ B电池反应为：Zn+Cu2
70、+=Zn2+ +CU C 在外电路中，电子从负极流向正极 D 盐桥中的K+移向ZnSO4溶液 （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：2H2O22H2O，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：O22H2O4e4OHC.每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2D.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。（2010福建卷）11铅蓄电池的工
71、作原理为：研读 右图，下列判断不正确的是AK 闭合时，d电极反应式：B当电路中转移02mol电子时，I中消耗的为02 molCK闭合时，II中向c电极迁移DK闭合一段时间后，II可单独作为原电池，d电极为正极（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一定条件下，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相同条件下，溶液中、的氧化性依次减弱 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
72、学能与电能间的完全转化（2010天津卷）7（14分）X、Y、Z、L、M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，M是地壳中含量最高的金属元素。回答下列问题： L的元素符号为_ ；M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）。 Z、X两元素按原子数目比l3和24构成分子A和B，A的电子式为_，B的结构式为_。 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
73、硒化氢反应热的是_（填字母代号）。a+99.7 molL1 b+29.7 molL1 c20.6 molL1 d241.8 kJmol1 用M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：_。 (2) (3) 34 H2SeO4 b(4) Al-3e-Al3+ Al3+3HCO3-=Al(OH)3+3CO2 2Al(OH)3Al2O3+3H2O。（2010山东卷）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：碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧
74、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_。aNH3 bCO2 cNaOH dHNO3 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K应置于_处。 若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_。（2010安徽卷）27.（14分）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂货源成
75、为重要课题：某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：（1）第步反应得到的沉淀X的化学式为 。（2）第步反应的离子方程式是 。（3）第步反应后，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第步反应中加入20.0mL3.0molL-1的H2SO4溶液。定正极材料中的锂经反应和完全为Li2CO3,剩至少有 Na2CO3参加了反应。（2010四川）碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病
76、。碘酸钾(KIO3)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 方法来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+6KOH=5KI+KIO3+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
77、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：步骤的操作名称是 ，步骤的操作名称是 。步骤洗涤晶体的目的是 。（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，
78、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。（2010重庆卷）29（14分）钒（V）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域（1）V2O5是接触法制硫酸的催化剂 一定条件下，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/(Lmin) 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来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如题29图所示当
79、左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为 充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由 色变为 色放电过程中氢离子的作用是 和 ；充电时若转移的电子数为3.011023个，左槽溶液中n(H+)的变化量为 【答案】（1）；氨水（2） 绿 紫 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。（1） 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（2）（3）（2009北京卷）下列叙述正确的是（ ） A.将CO2通入BaCl2溶液中至饱和，无沉淀产生；再通入SO2，产生沉淀B.在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入C
80、u（NO3）2固体，铜粉仍不溶解C.向AlCl3溶液中滴加氨水，产生白色沉淀；再加入过量NaHSO4溶液，沉淀消失D.纯锌与稀硫酸反应产生氢气的速率较慢；再加入少量CuSO4固体，速率不改变（2009上海卷）茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、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（ ） 铝合金是阳极 铝合金是负极 海水是电解液 铝合金电极发生还原反应A. B. C. D.【答案】A 【解析】铝合金、PtFe合金与海水电解液构成原电池，其中铝合金较PtFe合金活泼而作原电池的负极，失电子被氧化而发生氧化反应，故正确。（20
81、09广东卷）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）3C.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（2009江苏卷）以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如下图所示。关于该电池的叙述正确的是( ) （2009广东卷）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
82、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】本题考查实用电池的有关知识。手机用电池是可充电电池,A对。铜锌原电池,Cu为正极,Zn为负极,外电路中电子由负极流向正极,B错。燃料电池将化学能转化为电能,C对。锌锰干电池,Zn为负极,D对。（2009广东卷）钢铁生锈过程发生如下反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2；4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；2Fe（OH）3=Fe2O3+3H2O。下列说法正确的是（ ） A.反应、中电子转移数目相等B.反应中氧化剂是氧气和水C.
83、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（2009北京卷）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：O2+2H2O +4e-=4OH-D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl-2e-=Cl2（2009福建卷）控制适合的条件，将反应2Fe3+2I-2Fe2+I2设计成右图所示的原电池。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
84、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。电流计读数为零时Fe3+得电子速率等于Fe2+失电子速率，反（2009上海卷）茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、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（ ） 铝合金是阳极 铝合金是负极 海水是电解液 铝合金电极发生还原反应A.B.C. D.（2009上海卷）下图装置中,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
85、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（2009浙江卷）市场上经常见到的标记为Liion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式为：Li+2Li0.35NiO22Li0.85NiO2 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，Li0.35NiO2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.
86、放电过程中Li+向负极移动【答案】D 【解析】放电过程中，负极发生氧化反应，Li失电子，阴离子要向负极移动，阳离子要向正极移动，由题干信息电解质为高分子材料，所以不能用水溶液作电解质。（2009安徽卷）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,电解总反应为:2Cu+H2OCu2O+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.铜电极接直流电源的负极D.当有0.1 mol电子转移时,有0.1 mol Cu2O生成（2009全国卷）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
87、溶液和100 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况下的体积:_;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？_。（2009山东卷）Zn-MnO2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“
88、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.NH3H2O（3）MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是_。若电解电路中通过2 mol电子，MnO2的理论产量为_ g。（2009四川卷）新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位，可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂（LiFePO4）是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下： 方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁（CH3COO）2Fe、磷酸二氢铵按一定比
89、例混合、充分研磨后，在800 左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其它产物均以气体逸出。方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800 左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。在锂离子电池中，需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子迁移的介质，该有机聚合物的单体之一（用M表示）的结构简式如下：请回答下列问题：（1）上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是_。（2）在方法一所发生的反应中，除生成磷酸亚铁锂、乙酸外，还有_、_、_（填化学式）生成。（3
90、）在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为_。（4）写出M与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式：_。（5）已知该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为_。（2009宁夏、辽宁卷）请从给出的3道化学题中任选一题做答1.化学选修化学与技术 请回答氯碱工业中的如下问题：(1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k(质量比)生成的产品。理论上k_(要求计算表达式和结果)；(2)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、等杂质，必须精制后才能供电解使用。精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为Na2CO3、HCl(盐酸)、BaCl2，这3
91、种试剂添加的合理顺序是_(填序号)；(3)氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。图中X、Y分别是_、_(填化学式)，分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小_；分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：_；负极：_；这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处)_、_。（2009天津卷）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，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答： （1）氢氧燃
92、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：.2Li+H22LiH.LiH+H2O=LiOH+H2反应中的还原剂是_，反应中的氧化剂是_。已知LiH固体密度为0.82 g/cm3，用锂吸收224 L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为_。由生成的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_mol。（4）2Li+H22LiH 22.4 L 16 g吸收224 L H2时，生成的LiH的质量为160 g，LiH体积与被吸收的H2体积比为：
