【命題規(guī)律】
電化學(xué)內(nèi)容是高考試卷中的常客，對原電池和電解池的考查往往以選擇題的形式考查兩電極反應(yīng)式的書寫、兩電極附近溶液性質(zhì)的變化、電子的轉(zhuǎn)移或電流方向的判斷等。在第Ⅱ卷中會以應(yīng)用性和綜合性進(jìn)行命題，如與生產(chǎn)生活(如金屬的腐蝕和防護(hù)等)相聯(lián)系，與無機(jī)推斷、實(shí)驗(yàn)及化學(xué)計算等學(xué)科內(nèi)知識綜合，尤其特別注意燃料電池和新型電池的正、負(fù)極材料分析和電極反應(yīng)式的書寫。題型新穎，但不偏不怪，只要注意基礎(chǔ)知識的落實(shí)，以及能力的訓(xùn)練便可以從容應(yīng)對。
【知識網(wǎng)絡(luò)】
【重點(diǎn)知識梳理】
一、 原電池電極的判斷以及電極方程式的書寫
1.原電池正、負(fù)極的判斷方法：
(1)由組成原電池的兩極材料判斷。
一般是活潑的金屬為負(fù)極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。
(2)根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷。
電流由正極流向負(fù)極；電子由負(fù)極流向正極。
(3)根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的流動方向判斷。
在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。
(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷。
原電池的負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，其正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)。
(5)電極增重或減輕。
工作后，電極質(zhì)量增加，說明溶液中的陽離子在電極(正極)放電，電極活動性弱；反之，電極質(zhì)量減小，說明電極金屬溶解，電極為負(fù)極，活動性強(qiáng)。
(6)有氣泡冒出。
電極上有氣泡冒出，是因?yàn)榘l(fā)生了析出H2的電極反應(yīng)，說明電極為正極，活動性弱。
2．原電池電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式的書寫
(1)題目給定原電池的裝置圖，未給總反應(yīng)式：
①首先找出原電池的正、負(fù)極，即分別找出氧化劑和還原劑。
②結(jié)合介質(zhì)判斷出還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物。
③寫出電極反應(yīng)式(注意兩極得失電子數(shù)相等)，將兩電極反應(yīng)式相加可得總反應(yīng)式。
(2)題目中給出原電池的總反應(yīng)式：
①分析原電池總反應(yīng)式中各元素的化合價變化情況，找出氧化劑及其對應(yīng)的還原產(chǎn)物，氧化劑發(fā)生的反應(yīng)即為正極反應(yīng)；找出還原劑及其對應(yīng)的氧化產(chǎn)物，還原劑參加的反應(yīng)即為負(fù)極反應(yīng)。
②當(dāng)氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物由多種元素組成時，還應(yīng)注意介質(zhì)的反應(yīng)。
③若有一電極反應(yīng)較難寫出，可先寫出較易寫出的電極反應(yīng)，然后再利用總反應(yīng)式減去該電極反應(yīng)即得到另一電極反應(yīng)。
說明：在書寫電極反應(yīng)式時要注意哪些方面？
1．兩極得失電子數(shù)目相等；
2．電極反應(yīng)式常用“＝”不用“→”表示；
3．電極反應(yīng)式中若有氣體生成，需加“↑”；而弱電解質(zhì)或難溶物均以分子式表示，其余以離子符號表示；
4．寫電極反應(yīng)式時要保證電荷守恒、元素守恒，可在電極反應(yīng)式一端根據(jù)需要添加H＋或OH－或H2O；
5．兩電極反應(yīng)、電池總反應(yīng)的三個方程式，若已知其中兩個，可由方程式的加減得到第三個。
二 原電池工作原理的應(yīng)用
1．依據(jù)原電池原理比較金屬活動性強(qiáng)弱
(1)電子由負(fù)極流向正極，由活潑金屬流向不活潑金屬，而電流方向是由正極流向負(fù)極，二者是相反的。
(2)在原電池中，活潑金屬作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；不活潑金屬作正極，發(fā)生還原反應(yīng)。
(3)原電池的正極通常具備特定的現(xiàn)象：有氣體生成，或電極質(zhì)量增加或不變等；負(fù)極通常不斷溶解，質(zhì)量減少。
2．根據(jù)原電池原理，把各種氧化還原反應(yīng)設(shè)計成電池
從理論上講，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，都可以設(shè)計成原電池。關(guān)鍵是選擇合適的電解質(zhì)溶液和兩個電極。
(1)電解質(zhì)溶液的選擇
電解質(zhì)是使負(fù)極放電的物質(zhì)。因此電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)�；蛘唠娊赓|(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)(如空氣中的氧氣)。但如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中進(jìn)行(中間連接鹽橋)，則左右兩個容器中的電解質(zhì)溶液選擇與電極材料相同的陽離子。如，在銅―鋅―硫酸構(gòu)成的原電池中，負(fù)極金屬鋅浸泡在含有Zn2＋的電解質(zhì)溶液中，而正極銅浸泡在含有Cu2＋的溶液中。
(2)電極材料的選擇
電池的電極必須導(dǎo)電。電池中的負(fù)極必須能夠與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，容易失去電子，因此負(fù)極一般是活潑的金屬材料。正極和負(fù)極之間只有產(chǎn)生電勢差，電子才能定向移動，所以正極和負(fù)極不用同一種材料。一般情況下，兩個電極的構(gòu)成分為4種情況：
①活潑性不同的兩種金屬。例如，鋅銅原電池中，鋅作電池的負(fù)極，銅作電池的正極。
②金屬和非金屬。例如，鋅錳干電池中，鋅片作電池的負(fù)極，石墨棒作電池的正極。
③金屬和化合物。例如，鉛蓄電池中，鉛板作電池的負(fù)極，二氧化鉛作電池的正極。
④惰性電極。例如，氫氧燃料電池中，兩根電極均可用Pt。
三、原電池正負(fù)極判斷的方法
1．由組成原電池的兩極材料判斷
較活潑的金屬為負(fù)極，較不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。
2．根據(jù)電流方向或電子流向判斷
外電路中，電流由正極流向負(fù)極，電子由負(fù)極流向正極。
3．根據(jù)原電池電解質(zhì)溶液中離子的移動方向判斷
在原電池電解質(zhì)溶液中，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。
4．根據(jù)原電池中兩極發(fā)生的反應(yīng)判斷
原電池中，負(fù)極總是發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是發(fā)生還原反應(yīng)。若給出一個總方程式，則可根據(jù)化合價升降來判斷。
5．根據(jù)電極質(zhì)量的變化判斷
原電池工作后，某一電極質(zhì)量增加，說明溶液中的陽離子在該電極上放電，該極為正極，活潑性較弱；反之，如果某一電極質(zhì)量減輕，則該電極溶解，為負(fù)極，活潑性較強(qiáng)。
6．根據(jù)電極上有氣泡產(chǎn)生判斷
原電池工作后，如果某一電極上有氣體產(chǎn)生，通常是因?yàn)樵撾姌O發(fā)生了析出H2的反應(yīng)，說明該電極為正極，活潑性較弱。
7．根據(jù)某電極(X)附近pH的變化判斷
析氫或吸氧的電極反應(yīng)發(fā)生后，均能使該電極附近電解質(zhì)溶液的pH增大，因而原電池工作后，X極附近的pH增大了，說明X極為正極，金屬活動性較強(qiáng)。
四 電池電極反應(yīng)式的書寫方法
書寫電極反應(yīng)式前，我們應(yīng)首先明確電池的正負(fù)極、電極材料和電解質(zhì)溶液的性質(zhì)，對于二次電池還要注意放電或充電的方向。
(1)電極的判斷
對于普通電池，我們通常比較兩個電極的金屬活動性，通常金屬活動性強(qiáng)的電極為電池的負(fù)極，金屬活動性弱的電極或非金屬(通常為石墨)為電池的正極。
對于燃料電池，兩個電極的材料通常相同，所以從電極材料上很難判斷電池的正負(fù)極。判斷電池正負(fù)極的方法，通常是利用電池總反應(yīng)式，含化合價升高元素的反應(yīng)物為電池的負(fù)極反應(yīng)物，此電極為負(fù)極；含化合價降低元素的反應(yīng)物通常為電池的正極反應(yīng)物，此電極為電池的正極。
(2)電極反應(yīng)書寫步驟
例如，鉛蓄電池其總反應(yīng)式為：
PbO2(s)＋Pb(s)＋2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)＋2H2O(l)
其電極反應(yīng)式的書寫步驟為：放電時，為原電池原理，總反應(yīng)式中已指明放電方向從左向右的過程，即可逆符號左邊為反應(yīng)物，右邊為生成物。
①由化合價的升降判斷負(fù)、正極的反應(yīng)物
負(fù)極：Pb 正極： PbO2
②主產(chǎn)物 負(fù)極：PbSO4 正極：PbSO4
③由化合價升降確定電子得失的數(shù)目 負(fù)極：－2e－ 正極：＋2e－
④電極反應(yīng)關(guān)系式 負(fù)極：Pb－2e－?PbSO4 正極：PbO2＋2e－?PbSO4
⑤考慮電解質(zhì)溶液，再利用電荷守恒、質(zhì)量守恒調(diào)整反應(yīng)式
負(fù)極：Pb－2e－＋SO42-＝PbSO4
正極：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO42-＝PbSO4＋2H2O
充電時，是總反應(yīng)式的逆向過程，氧化劑、還原劑都為PbSO4
分析反應(yīng)過程
陰極(發(fā)生還原反應(yīng)或與外電源負(fù)極相連)反應(yīng)過程：PbSO4
陽極(發(fā)生氧化反應(yīng)或與外電源正極相連)反應(yīng)過程：PbSO4
充電時電極反應(yīng)
陰極：PbSO4＋2e－＝Pb＋SO42-
陽極：PbSO4＋2H2O－2e－＝PbO2＋4H＋＋SO42-
五 電解質(zhì)溶液的電解規(guī)律（惰性電極）
1.以惰性電極電解電解質(zhì)溶液，分析電解反應(yīng)的一般方法和步驟
(1)分析電解質(zhì)溶液的組成，找出離子，并分為陰、陽兩組。
(2)分別對陰、陽離子排出放電順序，寫出兩極上的電極反應(yīng)式。
(3)合并兩個電極反應(yīng)式，得出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式。
2．反應(yīng)類型
(1)電解水型：含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧酸鹽(如NaOH、H2SO4、K2SO4等)溶液的電解。如：
陰極：4H＋＋4e－＝2H2↑，
陽極：4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑，
總反應(yīng)：
(2)自身分解型：無氧酸(除HF外)、不活潑金屬的無氧酸鹽(除氟化物外，如HCl 、CuCl2等)溶液的電解。如：
陰極：Cu2＋＋2e－＝Cu，
陽極：2Cl－－2e－＝Cl2↑，
(3)放氫生堿型：活潑金屬的無氧酸鹽(氟化物除外，如NaCl、MgCl2等)溶液的電解。如：
陰極：2H＋＋2e－＝H2↑，
陽極：2Cl－－2e－＝Cl2↑，
(4)放氧生酸型：不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4、AgNO3等)溶液的電解。如：
陰極：2Cu2＋＋4e－＝2Cu，
陽極：2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋，
六 原電池、電解池和電鍍池的比較
原電池電解池電鍍池
定義將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)
能的裝置應(yīng)用電解原理，在某些金屬表面鍍上一層其他金屬的裝置
裝置舉例
形成條件①活動性不同的兩個電極(連接)；②電解質(zhì)溶液(電極插入其中并與電極自發(fā)反應(yīng))；③形成閉合回路直流電源；①兩個電極接②兩個電極插入電解質(zhì)溶液；③形成閉合回路電源正極；①鍍層金屬接
②電鍍液必須含有鍍層金屬的離子
電極名稱負(fù)極：較活潑金屬；
正極：較不活潑金屬(或能導(dǎo)電的非金屬)陽極：與電源正極相連的極；
陰極：與電源負(fù)極相連的極(由外加電源決定)陽極：鍍層金屬；陰極：鍍件(同電解池)
電極反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬失電子；
正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子陽極：氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失電子，或電極金屬失電子；
陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子陽極：金屬電極失電子；
陰極：電鍍液中陽離子得電子
電子流向負(fù)極??→導(dǎo)線正極
電源負(fù)極??→導(dǎo)線陰極
電源正極??→導(dǎo)線陽極電源負(fù)極??→導(dǎo)線陰極電源正極??→導(dǎo)線陽極
反應(yīng)原理舉例負(fù)極：Zn－2e－＝Zn2＋
正極：2H＋＋2e－＝H2↑
總反應(yīng)：
Zn＋2H＋ Zn2＋＋H2↑陽極：2Cl－－2e－＝Cl2↑
陰極：Cu2＋＋2e－＝Cu
總反應(yīng)：
Cu2＋＋2Cl－ Cu＋Cl2↑陽極：Zn－2e－＝Zn2＋
陰極：Zn2＋＋2e－＝Zn
溶液中
Zn2＋濃度不變
主要應(yīng)用金屬的電化學(xué)腐蝕分析；
犧牲陽極的陰極保護(hù)法；
制造多種新的化學(xué)電源電解食鹽水(氯堿工業(yè))；電冶金(冶煉Na、Mg、Al)；精煉銅鍍層金屬為鉻、鋅、鎳、銀等，使被保護(hù)的金屬抗腐蝕能力增強(qiáng)，增加美觀和表面硬度
實(shí)質(zhì)使氧化還原反應(yīng)中的電子通過導(dǎo)線定向轉(zhuǎn)移，形成電流使電流通過電解質(zhì)溶液，而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程
聯(lián)系(1)同一原電池的正、負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。
(2)同一電解池的陰極、陽極發(fā)生的電極反應(yīng)中得、失電子數(shù)相等。
(3)串聯(lián)電路中的各個電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。上述三種情況下，在寫電極反
應(yīng)式時，得、失電子數(shù)要相等，在計算電解產(chǎn)物的量時，應(yīng)按得、失電子數(shù)相等計算
【考點(diǎn)突破】
考點(diǎn)一 原電池原理及應(yīng)用
例1控制合適的條件，將反應(yīng)2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I(xiàn)2設(shè)計成如下圖所示的原電池。下列判斷不正確的是 ( )
A．反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
B．反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上Fe3＋被還原
C．電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)
D．電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固體，乙中石墨電極為負(fù)極
試回答：
(1)乙池中若換為Fe電極和FeCl2溶液，則原電池是怎樣工作的？
(2)電流計讀數(shù)為零后，若在乙中溶入KI固體，則原電池反應(yīng)能繼續(xù)發(fā)生嗎？若向甲中加入固體Fe呢？
解析 反應(yīng)開始后，乙中石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為2I－－2e－===I2，為氧化反應(yīng)，A說法正確；甲中石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，F(xiàn)e3＋被還原，B正確；電流計讀數(shù)為零時，電極上得到和失去的電子數(shù)相等，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，C正確；電流計讀數(shù)為零(反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài))后，在甲中溶入FeCl2固體，則平衡向逆反應(yīng)方向移動，I2被還原，乙中的石墨電極為正極，D錯誤。
答案 D
(1)原電池反應(yīng)變?yōu)?Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，乙中Fe作負(fù)極，甲中石墨作正極，電極反應(yīng)分別為Fe－2e－===Fe2＋、Fe3＋＋e－===Fe2＋。
(2)乙中加入I－后，導(dǎo)致平衡正向移動，原電池按原方向繼續(xù)進(jìn)行；若向甲中加入固體Fe，會消耗Fe3＋，同時增大c(Fe2＋)，導(dǎo)致平衡逆向移動，則乙中石墨電極作正極，電極反應(yīng)為I2＋2e－===2I－。
【名師點(diǎn)撥】有關(guān)原電池問題的解題思路
解決原電池問題時，一般的思維程序是：根據(jù)電極材料的活潑性判斷出正、負(fù)極?→電極反應(yīng)的類型(氧化反應(yīng)、還原反應(yīng))
變式探究1 銅鋅原電池(如下圖)工作時，下列敘述正確的是 ( )
A．正極反應(yīng)為：Zn－2e－===Zn2＋
B．電池反應(yīng)為：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
C．在外電路中，電子從正極流向負(fù)極
D．鹽橋中的K＋移向ZnSO4溶液
解析 銅鋅原電池工作時，負(fù)極反應(yīng)為：Zn－2e－===Zn2＋，正極反應(yīng)為：Cu2＋＋2e－===Cu，電池總反應(yīng)為：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，故A項(xiàng)錯誤，B項(xiàng)正確。原電池工作時，電子從負(fù)極由外電路流向正極，由于左池陽離子增多、右池陽離子減少，為平衡電荷，則鹽橋中的K＋移向CuSO4溶液，而Cl－則移向ZnSO4溶液，故C、D項(xiàng)錯誤。
答案：B
考點(diǎn)二 電解原理及其應(yīng)用
例2Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計的一制取Cu2O的電解池示意圖如下，電解總反應(yīng)為：2Cu＋H2O=====通電Cu2O＋H2↑。下列說法正確的是( )
A．石墨電極上產(chǎn)生氫氣
B．銅電極發(fā)生還原反應(yīng)
C．銅電極接直流電源的負(fù)極
D．當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.1 mol Cu2O生成
解析 由總反應(yīng)知失電子的為Cu，得電子的是H2O中的氫元素。因此Cu極為電解池的陽極，接電源的正極，石墨為陰極，接電源的負(fù)極。當(dāng)有0.1 mol電子轉(zhuǎn)移時，應(yīng)有0.05 mol Cu2O生成。
答案：A
【規(guī)律總結(jié)】
1.電解時電極產(chǎn)物的判斷
(1)陽極產(chǎn)物的判斷
①如果是活潑電極(金屬活動性順序表Ag以前)，則電極材料失電子，電極被溶解，溶液中的陰離子不能失電子；
②如果是惰性電極(Pt、Au、石墨)，則要看溶液中陰離子的失電子能力，此時根據(jù)陰離子放電順序加以判斷，常見陰離子放電順序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根。
(2)陰極產(chǎn)物的判斷
直接根據(jù)陽離子放電順序進(jìn)行判斷，陽離子放電順序與金屬活動性順序相反，其中Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋。
2．電解池的電極反應(yīng)和總反應(yīng)式的書寫方法
第一步：先檢查陽極電極材料和確定溶液中的離子種類；第二步：由放電順序確定放電產(chǎn)物和電極反應(yīng)；第三步：將電極反應(yīng)相加得總反應(yīng)式。
變式探究2下圖為相互串聯(lián)的甲乙兩個電解池，請回答：
(1)甲池若為用電解原理精煉銅的裝置，A極是___，材料是____，電極反應(yīng)為___________________；B極是_________，材料是__________，主要電極反應(yīng)為___________，電解質(zhì)溶液為_____________。
答案 (1)陰極 精銅 Cu2＋＋2e－===Cu 陽極 粗銅 Cu－2e－===Cu2＋ CuSO4溶液
(2)Fe (3)4.48 L (4)1 mol/L 14
考點(diǎn)三 金屬的腐蝕與防護(hù)
例3 如圖裝置中，U型管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時間。下列有關(guān)描述錯誤的是 ( )
A．生鐵塊中的碳是原電池的正極
B．紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋?br>C．兩試管中相同的電極反應(yīng)式是Fe－2e－===Fe2＋
D．a(chǎn)試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕
解析 a、b試管中均發(fā)生鐵的電化學(xué)腐蝕，在食鹽水中的Fe發(fā)生吸氧腐蝕，正極為碳：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，負(fù)極為鐵：2Fe－4e－===2Fe2＋，由于吸收O2，a管中氣壓降低；b管中的電解質(zhì)溶液是酸性較強(qiáng)的NH4Cl溶液，故發(fā)生析氫腐蝕，正極：2H＋＋2e－===H2↑，負(fù)極：Fe－2e－===Fe2＋，由于放出氫氣，b管中氣壓增大，故U型管中的紅墨水應(yīng)是左高右低，B選項(xiàng)錯誤。
答案：B
【名師點(diǎn)撥】
1.金屬腐蝕的本質(zhì)
金屬腐蝕的本質(zhì)就是金屬失電子被氧化。金屬腐蝕有化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種類型。若金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起腐蝕，則是化學(xué)腐蝕，此類腐蝕無電流產(chǎn)生；若合金或不純金屬接觸到電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池，其中活潑金屬作負(fù)極失去電子被腐蝕，稱為電化學(xué)腐蝕，此類腐蝕伴隨電流產(chǎn)生，且腐蝕速率比化學(xué)腐蝕快。電化學(xué)腐蝕又分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕，水膜酸性較強(qiáng)時發(fā)生析氫腐蝕，水膜酸性很弱或非酸性時發(fā)生吸氧腐蝕。
2．判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律
(1)電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護(hù)腐蝕措施的腐蝕(電解原理的防護(hù)>原電池原理的防護(hù))。
(2)對同一種金屬來說，腐蝕的快慢：
強(qiáng)電解質(zhì)溶液>弱電解質(zhì)溶液>非電解質(zhì)溶液。
(3)活潑性不同的兩金屬，活潑性差別越大，腐蝕越快。
(4)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快。
變式探究3下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法正確的是 ( )
①純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗 ②當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時，鍍層仍能對鐵制品起保
護(hù)作用 ③海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護(hù)法 ④可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕
A．①② B．②③ C．①③ D．①④
解析 純銀器表面在空氣中易生成硫化物失去光澤；當(dāng)鍍錫鐵制品鍍層破損時，由于鐵比錫活潑，形成原電池時，鐵作原電池的負(fù)極，加快鐵的腐蝕；鋅比鐵活潑，當(dāng)在海輪外殼上連接鋅塊后，鋅失電子而海輪外殼被保護(hù)；要采用電解原理保護(hù)金屬，應(yīng)將金屬與電源的負(fù)極相連，即作電解池的陰極。綜合上述分析，可知①、③正確。
答案：C
【高考失分警示】
1．只有氧化還原反應(yīng)才有電子的得失，只有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)才可能被設(shè)計成原電池如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu，非自發(fā)氧化還原反應(yīng)可能被設(shè)計成電解池如Cu＋2H2O=====電解Cu(OH)2＋H2↑。
2．無論什么樣的電極材料、電解質(zhì)溶液(或熔融狀態(tài)的電解質(zhì))構(gòu)成原電池，只要是原電池就永遠(yuǎn)遵守電極的規(guī)定：電子流出的電極是負(fù)極，電子流入的電極是正極。
3.在化學(xué)反應(yīng)中，失去電子的反應(yīng)(電子流出的反應(yīng))是氧化反應(yīng)，得到電子的反應(yīng)(電子流入的反應(yīng))是還原反應(yīng)，所以在原電池中，負(fù)極永遠(yuǎn)發(fā)生氧化反應(yīng)，正極永遠(yuǎn)發(fā)生還原反應(yīng)。
4.在電解池中分析陽極上的電極反應(yīng)，應(yīng)首先看陽極材料，因?yàn)榛顫婋姌O作陽極會先放電。
5.在原電池中兩種金屬電極的活動性是相對的，即相對活潑的金屬作負(fù)極，而相對不活潑的金屬作正極，在不同的電解質(zhì)溶液中，它們活動性的相對強(qiáng)弱可能會改變。如Mg和Al，在以稀硫酸為電解質(zhì)溶液的原電池中，Mg比Al金屬性強(qiáng)，所以Mg作負(fù)極，Al作正極；將電解質(zhì)溶液換為NaOH溶液，由于Mg不能與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)，而Al易與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)，所以在NaOH溶液中Al比Mg活潑，Al作負(fù)極，而Mg作正極。由此可見，在判斷原電池的正負(fù)極時，不僅要比較兩種金屬的金屬活動性，還要注意電解質(zhì)溶液的性質(zhì)。
【高考真題精解精析】
【2011高考試題】
1．（上海）用電解法提取氯化銅廢液中的銅，方案正確的是
A．用銅片連接電源的正極，另一電極用鉑片
B．用碳棒連接電源的正極，另一電極用銅片
C．用氫氧化鈉溶液吸收陰極產(chǎn)物
D．用帶火星的木條檢驗(yàn)陽極產(chǎn)物
解析：用電解法提取氯化銅廢液中的銅時，銅必需作陰極，陽極是銅或惰性電極，陰極的反應(yīng)式為：Cu2++2e－＝Cu。
答案：B
2.（浙江）將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)
已被腐蝕而變暗，在液滴外沿棕色鐵銹環(huán)(b)，如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣少。下列說法正確的是
A．液滴中的Cl?由a區(qū)向b區(qū)遷移
B．液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－ 4OH－
C．液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕，生成的Fe2＋由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的OH?形成Fe(OH)2，進(jìn)一步氧化、脫水形成鐵銹
D．若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu－2e－ Cu2＋
【答案】B
【解析】本題考察電化學(xué)內(nèi)容中金屬吸氧腐蝕的原理的分析。液滴邊緣O2多，在C粒上發(fā)生正極反應(yīng)O2＋2H2O＋4e－ 4OH－。液滴下的Fe發(fā)生負(fù)極反應(yīng)，F(xiàn)e－2e－ Fe2＋，為腐蝕區(qū)(a)。A．錯誤。Cl－由b區(qū)向a區(qū)遷移。B．正確。C．錯誤。液滴下的Fe因發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕。D．錯誤。Cu更穩(wěn)定，作正極，反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－ 4OH－。
3.（大綱版）用石墨作電極電解CuSO4溶液。通電一段時間后，欲使電解液恢復(fù)到起始狀態(tài)，應(yīng)向溶液中加入適量的．
A. CuSO4 B.H2O C. CuO D. CuS04?5H2O
【解析】從電解反應(yīng)入手,2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑,消耗了CuSO4+H2O,復(fù)原則要生成它們，復(fù)原的反應(yīng)是CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,故選C
【答案】C
4.（山東）以KCl和ZnCl2混合液為電鍍液在鐵制品上鍍鋅，下列說法正確的是
A.未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過程是該原電池的充電過程
B.因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系
C.電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率
D.鍍鋅層破損后對鐵制品失去保護(hù)作用
【答案】C
【解析】A選項(xiàng)直接用導(dǎo)線連起來構(gòu)成圖（1）所示裝置，是個原電池，是鋅的吸氧腐蝕，而不是鋅置換出鐵或鐵置換出鋅，當(dāng)接上電源時無論鋅或鐵做陽極，都不可能與原來的吸氧腐蝕構(gòu)成可逆電池，更不是原來的充電過程，故A錯誤；B選項(xiàng)電解的電量與電流強(qiáng)度和時間有關(guān)：Q=It,只要保持恒定電流，則據(jù)法拉第電解定律可知，通過的電量與析出的鋅成正比，因而B選項(xiàng)錯誤；電解（電鍍）時通常是陰、陽離子分別同時在陽極和陰極放電，放電的速率與電流強(qiáng)度成正比，溫度對離子的放電幾乎無影響（若不是離子就另當(dāng)別論了），故C正確；D選項(xiàng)中鍍鋅鐵我們也稱之為白口鐵，鍍層破損后，構(gòu)成原電池，鋅做活潑做負(fù)極被腐蝕，鐵受保護(hù)（與輪船底的犧牲陽極的陰極保護(hù)法一樣），如果鍍錫鐵（馬口鐵）破損，則由于鐵比錫活潑，則鐵被腐蝕，故D選項(xiàng)表述錯誤。
5.（全國新課標(biāo)）鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應(yīng)為：Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2
下列有關(guān)該電池的說法不正確的是
A. 電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負(fù)極為Fe
B. 電池放電時，負(fù)極反應(yīng)為Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2
C. 電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低
D. 電池充電時，陽極反應(yīng)為2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O
解析：由放電時的反應(yīng)可以得出鐵做還原劑失去電子，Ni2O3做氧化劑得到電子，因此選項(xiàng)AB均正確；充電可以看作是放電的逆過程，即陰極為原來的負(fù)極，所以電池放電時，負(fù)極反應(yīng)為：Fe+2OH--2e-= Fe(OH)2，所以電池充電過程時陰極反應(yīng)為Fe(OH)2+2e-= Fe+2OH-，因此電池充電過程中，陰極附近溶液的pH會升高，C不正確；同理分析選項(xiàng)D正確。
答案：C
6.（江蘇）下列說法正確的是
A.一定溫度下，反應(yīng)MgCl2(1)＝Mg(1)＋ Cl2(g)的 △H＞0 △S＞0
B.水解反應(yīng)NH4＋＋H2O NH3?H2O＋H＋達(dá)到平衡后，升高溫度平衡逆向移動
C.鉛蓄電池放電時的負(fù)極和充電時的陽極均發(fā)生還原反應(yīng)
D.對于反應(yīng)2H2O2＝2H2O＋O2↑, 加入MnO2或升高溫度都能加快O2的生成速率
【答案】AD
【解析】本題是化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)、電化學(xué)等的簡單綜合題，著力考查學(xué)生對熵變、焓變，水解反應(yīng)、原電池電解池、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素等方面的能力。
A.分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，熵變、焓變都大于零，內(nèi)容來源于選修四化學(xué)方向的判斷。
B.水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度越高越水解，有利于向水解方向移動。
C.鉛蓄電池放電時的負(fù)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。
D.升高溫度和加入正催化劑一般都能加快反應(yīng)速率。
7、（廣東）某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計如圖2裝置。下列敘述不正確的是
A、a和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出
B、a和b用導(dǎo)線連接時，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為：Cu2＋+2e-= Cu
C、無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色
D、a和b分別連接直流電源正、負(fù)極，電壓足夠大時，Cu2＋向銅電極移動
答案：D
解析：此題考查了電化學(xué)知識。分析圖2所示的裝置，由于金屬鐵的活潑性強(qiáng)于銅，當(dāng)a、b不連接時，金屬鐵置換溶液中的銅，鐵片上析出銅，A對；ab用導(dǎo)線連接時，形成原電池，鐵片為負(fù)極，銅片為正極，銅片上發(fā)生反應(yīng)：Cu2＋+2e-= Cu，B對；根據(jù)上述兩選項(xiàng)分析，溶液中的銅離子析出，鐵片溶解生成亞鐵離子，故溶液顏色從藍(lán)色逐漸變成淺綠色，C對；a和b分別連接直流電源正、負(fù)極，電壓足夠大時，Cu2＋向鐵電極移動，D錯。
8.（安徽）研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進(jìn)行發(fā)電，在海水中電池總反應(yīng)可表示為：5MnO2＋2Ag＋2NaCl=Na2Mn5O10＋2AgCl，下列“水” 電池在海水中放電時的有關(guān)說法正確的是：
A.正極反應(yīng)式：Ag＋Cl－－e－=AgCl
B.每生成1 mol Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移2 mol電子
C.Na＋不斷向“水”電池的負(fù)極移動
D. AgCl是還原產(chǎn)物
解析：由電池總反應(yīng)可知銀失去電子被氧化得氧化產(chǎn)物，即銀做負(fù)極，產(chǎn)物AgCl是氧化產(chǎn)物，A、D都不正確；在原電池中陽離子在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以陽離子向電池的正極移動，C錯誤；化合物Na2Mn5O10中Mn元素的化合價是+18/5價，所以每生成1 mol Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為（4－18/5）×5＝2mol，因此選項(xiàng)B正確。
答案：B
9.（北京）結(jié)合下圖判斷，下列敘述正確的是
A．Ⅰ和Ⅱ中正極均被保護(hù)
B. Ⅰ和Ⅱ中負(fù)極反應(yīng)均是Fe－2e－＝Fe2＋
C. Ⅰ和Ⅱ中正極反應(yīng)均是O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
D. Ⅰ和Ⅱ中分別加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有藍(lán)色沉淀
解析：鋅比鐵活潑，裝置Ⅰ中鋅作負(fù)極，方程式為Zn－2e－=Zn2＋。鐵作正極，但溶液顯中性，所以發(fā)生鋅的吸氧腐蝕，正極反應(yīng)是O2＋2H2O＋4e－＝4OH－；鐵比銅活潑，裝置Ⅱ中鐵作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)為Fe－2e－＝Fe2＋。銅作正極，但溶液顯酸性，所以正極是溶液中的氫離子得電子，方程式為2H++2e－=H2↑。因?yàn)檠b置Ⅰ中沒有Fe2＋生成，所以裝置Ⅰ中加入少量K3Fe(CN)6溶液時，沒有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生。綜上所敘，只有選項(xiàng)A是正確的。
答案：A
10.（福建）研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說法不正確的是
A.水既是氧化劑又是溶劑 B.放電時正極上有氫氣生成
C.放電時OH-向正極移動 D.總反應(yīng)為：
【答案】C
【解析】根據(jù)題給信息鋰水電池的反應(yīng)方程式為：2Li＋2H2O=2LiOH＋H2↑，D正確；在反應(yīng)中氫元素化合價降低，因此H2O做氧化劑，同時又起到溶劑的作用，A正確；放電時正極反應(yīng)為：2H2O+2e－=2OH－+H2↑,B正確；正極周圍聚集大量OH－，因此溶液中的陽離子Li+向正極移動；負(fù)極周圍聚集大量Li+，因此溶液中的陰離子OH－向負(fù)極移動，C錯誤。
11.（江蘇）(12分) Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì)，可通過下列方法制備：在KOH加入適量AgNO3 溶液,生成Ag2O沉淀，保持反應(yīng)溫度為80，邊攪拌邊將一定量K2S2O8溶液緩慢加到上述混合物中，反應(yīng)完全后，過濾、洗滌、真空干燥得到固體樣品。反應(yīng)方程式為2AgNO3＋4KOH＋K2S2O8 Ag2O2↓＋2KNO3＋K2SO4＋2H2O
回答下列問題：
（1）上述制備過程中，檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是
。
(2)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電池放電時正極的Ag2O2 轉(zhuǎn)化為Ag，負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為
K2Zn(OH)4，寫出該電池反應(yīng)方程式： 。
(3)準(zhǔn)確稱取上述制備的樣品（設(shè)Ag2O2僅含和Ag2O）2.558g，在一定的條件下完全分解為Ag 和O2 ，得到224.0mLO2（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。計算樣品中Ag2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（計算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位）。
【答案】 (1)取少許最后一次洗滌濾液，滴入1～2滴Ba(NO3)2溶液，若不出現(xiàn)白色渾濁，表示已洗滌完全（取少許最后一次洗滌濾液，滴入1～2滴酚酞溶液，若溶液不顯紅色，表示已洗滌完全）
(2)Ag2O2＋2Zn＋4KOH＋2H2O＝2K2Zn(OH)4＋2Ag
(3)n(O2)＝224mL/22.4L?mL－1?1000mL? L－1＝1.000×10－2 mol
設(shè)樣品中Ag2O2的物質(zhì)的量為x, Ag2O的物質(zhì)的量量為y
248g?mol－1 × x ＋ 232 g?mol－1 × y ＝2.588 g
x＋1/2 y ＝1.000×10－2 mol
x＝9.500×10－3 mol
y＝1.000×10－3 mol
w(Ag2O2)＝
＝0.91
【解析】本題以銀鋅堿性電池正極活性物質(zhì)Ag2O2制備、制備過程檢驗(yàn)洗洗滌是否完全的實(shí)驗(yàn)方法、電池反應(yīng)、以及成分分析與相關(guān)計算為背景，試圖引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注化學(xué)與社會生活，考查學(xué)生用化學(xué)的思維方式來解決一些現(xiàn)實(shí)生活中的一些具體問題的能力。
12.（江蘇）(14分)氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
已知： CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g) △H＝206.2kJ?mol－1
CH4(g)＋CO2(g)＝2CO(g)＋2H2(g) △H＝247.4 kJ?mol－1
2H2S(g)＝2H2(g)＋S2(g) △H＝169.8 kJ?mol－1
(1)以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為 。
(2)H2S熱分解制氫時，常向反應(yīng)器中通入一定比例空氣，使部分H2S燃燒，其目的是
。燃燒生成的SO2與H2S進(jìn)一步反應(yīng)，生成物在常溫下均非氣體，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。
(3)H2O的熱分解也可得到H2，高溫下水分解體系中主要?dú)怏w的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖11所示。圖中A、B表示的物質(zhì)依次是 。
(4)電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫的裝置示意圖見圖12（電解池中隔膜僅阻止氣體通過，陰、陽極均為惰性電極）。電解時，陽極的電極反應(yīng)式為 。
(5)Mg2Cu是一種儲氫合金。350℃時，Mg2Cu與H2反應(yīng)，生成MgCu2和僅含一種金屬元素的氫化物（其中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.077）。Mg2Cu與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
【答案】 (1)CH4(g)＋2H2O(g) ＝CO2(g) ＋4H2(g) △H＝165.0 kJ?mol－1
(2)為H2S熱分解反應(yīng)提供熱量
2H2S＋SO2 ＝2H2O＋3S (或4H2S＋2SO2＝4H2O＋3S2)
(3)H、O（或氫原子、氧原子）
(4)CO(NH2)2＋8OH－－6e－＝CO32－＋N2↑＋6H2O
(5)2Mg2Cu＋3H2 MgCu2＋3MgH2
【解析】本題以新能源為背景涉及元素化合物性質(zhì)、熱化學(xué)方程式和電極反應(yīng)方程式的書寫、讀圖讀表的綜合題，是以化學(xué)知識具體運(yùn)用的典型試題。
13、（廣東）（15分）由熔鹽電解法獲得粗鋁含一定量的金屬鈉和氫氣，這些雜質(zhì)可采用吹氣精煉法除去，產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后可用于剛才鍍鋁，工藝流程如下：
（注：NaCl熔點(diǎn)為801℃；AlCl3在181℃升華）
（1）精煉前，需清除坩堝表面的氧化鐵和石英砂，防止精煉時它們分別與鋁發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生新的雜質(zhì)，相關(guān)的化學(xué)方程式為① 和②
（2）將Cl2連續(xù)通入坩堝中的粗鋁熔體，雜質(zhì)隨氣泡上浮除去。氣泡的主要成分除Cl2外還含有 ；固態(tài)雜質(zhì)粘附于氣泡上，在熔體表面形成浮渣，浮渣中肯定存在
（3）在用廢堿液處理A的過程中，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
（4）鍍鋁電解池中，金屬鋁為 極，熔融鹽電鍍中鋁元素和氯元素主要以AlCl4? 和Al2Cl7?形式存在，鋁電極的主要電極反應(yīng)式為
（5）鋼材鍍鋁后，表面形成的致密氧化鋁膜能防止鋼材腐蝕，其原因是
解析：此題綜合考查元素化合物、化學(xué)實(shí)驗(yàn)、離子方程式和電化學(xué)知識。（1）石英砂的主要成分是二氧化硅，鋁和氧化鐵、石英砂反應(yīng)的方程式分別為：2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe，4Al+3SiO2 2Al2O3+3Si；（2）粗鋁中含一定量的金屬鈉和氫氣，向坩堝中的粗鋁熔體通入Cl2時，氯氣和氫氣反應(yīng)生成的氯化氫為氣體，鋁和氯氣反應(yīng)生成的氯化鋁（AlCl3在181℃升華為氣體）其存在于氣泡中；固態(tài)雜質(zhì)中含鈉和氯氣反應(yīng)生成的氯化鈉；（3）尾氣的主要成分包括Cl2和HCl，其中氣體A用廢堿液吸收的離子方程式為：2OH―＋Cl2=Cl―＋ClO―＋H2O、H++OH-=H2O；（4）鍍鋁電解池中，鍍層金屬作陽極，故金屬鋁為陽極，其得失電子時造成AlCl4? 和Al2Cl7?相互轉(zhuǎn)化，方程式可表示為：Al―3e―+7AlCl4?=4Al2Cl7?；（5）鍍鋁的鋼材表面有致密的氧化鋁薄膜，該薄膜隔絕鋼材與空氣中的O2、CO2和H2O等接觸，阻止電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕發(fā)生。
答案：（1）2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe，4Al+3SiO2 2Al2O3+3Si；（2）HCl、AlCl3，NaCl；（3）2OH―＋Cl2=Cl―＋ClO―＋H2O，H++OH-=H2O；（4）陽，Al―3e―+7AlCl4?=4Al2Cl7?；（5）致密的氧化鋁薄膜隔絕鋼材與空氣中的O2、CO2和H2O等接觸，使電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕不能發(fā)生。
14.（北京）（14分）
氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理示意圖如下圖所示：
（1）溶液A的溶質(zhì)是 ；
（2）電解飽和食鹽水的離子方程式是 ；
（3）電解時用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的PH在2～3，用化學(xué)平衡移動原理解釋鹽酸的作用 ；
（4）電解所用的鹽水需精制。去除有影響的Ca2＋、Mg2＋、NH4＋、SO42－[c(SO42－)＞c(Ca2＋)]。
精致流程如下（淡鹽水和溶液A來電解池）：
①鹽泥a除泥沙外，還含有的物質(zhì)是 。
②過程Ⅰ中將NH4+轉(zhuǎn)化為N2的離子方程式是
③BaSO4的溶解度比BaCO3的小，過程Ⅱ中除去的離子有
④經(jīng)過程Ⅲ處理，要求鹽水中c 中剩余Na2SO3的含量小于5mg /L,若鹽水b中NaClO的含量是7.45 mg /L ，則處理10m3 鹽水b ，至多添加10% Na2SO3溶液 kg（溶液體積變化忽略不計）。
解析：（1）電解時在電極的作用下，溶液中的陽離子向陰極作定向運(yùn)動，陰離子向陽極作定向運(yùn)動，所以電解飽和食鹽水時Na＋和H＋向陰極運(yùn)動并放電，但H＋比Na＋易得電子，所以H＋首先放電，方程式為2H＋＋2e－=H2↑。由于H＋是水電離出的，所以隨著H＋的不斷放電，就破壞了陰極周圍水的電離平衡，OH－的濃度就逐漸增大，因此溶液A的溶質(zhì)是NaOH。由于Cl－比OH－易失電子，所以在陽極上CI－首先放電，方程式為2Cl－－2e－=Cl2↑。因此電解飽和食鹽水的離子方程式為2Cl－＋2H2O 2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
（2）見解析（1）
（3）由于陽極上生成氯氣，而氯氣可溶于水，并發(fā)生下列反應(yīng)Cl2＋H2O HCl＋HClO，根據(jù)平衡移動原理可知增大鹽酸的濃度可使平衡向逆反應(yīng)方向移動，減少氯氣在水中的溶解，有利于氯氣的溢出。
（4）由于溶液中含有Mg2＋，所以用溶液A（即NaOH）調(diào)節(jié)溶液的PH時，會產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀，即鹽泥a中還含有Mg(OH)2；淡鹽水中含有氯氣，氯氣具有強(qiáng)氧化性，可將NH4+氧化為N2，而氯氣被還原成Cl－，方程式為2NH4＋＋3Cl2＋8OH－=8H2O＋6Cl－＋N2↑；沉淀轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)就是沉淀溶解平衡的移動，一般說來，溶解度小的沉淀轉(zhuǎn)化成溶解度更小的沉淀容易實(shí)現(xiàn)。由于BaSO4的溶解度比BaCO3的小，所以加入BaCO3后，溶液中的SO42－就結(jié)合Ba2+生成更難溶的BaSO4沉淀，同時溶液中還存在Ca2+而CaCO3也屬于難溶性物質(zhì)，因此還會生成CaCO3沉淀；NaClO具有強(qiáng)氧化性，可將Na2SO3氧化成Na2SO4，方程式為Na2SO3+NaClO＝Na2SO4+NaCl。10m3 鹽水b中含NaClO的物質(zhì)的量為 ，由方程式可知消耗Na2SO3的質(zhì)量為1mol×126g/mol＝126g。若設(shè)需要10% Na2SO3溶液的質(zhì)量為X，則有 ，解得x＝1760g，即至多添加10% Na2SO3溶液1.76kg。
答案：（1）NaOH
（2）2Cl－＋2H2O 2OH－＋H2↑＋Cl2↑
（3）氯氣與水反應(yīng)：Cl2＋H2O HCl＋HClO，增大HCl的濃度可使平衡逆向移動，減少氯氣在水中的溶解，有利于氯氣的溢出。
（4）①M(fèi)g(OH)2
②2NH4＋＋3Cl2＋8OH－=8H2O＋6Cl－＋N2↑
③SO42－、Ca2＋
④1.76
15.（四川）(14分)
開發(fā)氫能是實(shí)現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的需要。硫鐵礦(FeS2)燃燒產(chǎn)生的SO2通過下列碘循環(huán)工藝過程既能制H2SO4，又能制H2。
請回答下列問題：
(1)已知1 g FeS2完全燃燒放出7.1 kJ熱量，F(xiàn)eS2燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______________。
(2)該循環(huán)工藝過程的總反應(yīng)方程式為_____________。
(3)用化學(xué)平衡移動的原理分析，在HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是____________。
(4)用吸收H2后的稀土儲氫合金作為電池負(fù)極材料(用MH)表示)，NiO(OH)作為電池正極材料，KOH溶液作為電解質(zhì)溶液，可制得高容量，長壽命的鎳氫電池。電池充放電時的總反應(yīng)為：
NiO(OH)+MH Ni(OH)2+M
①電池放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為____________。
②充電完成時，Ni(OH)2全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)。若繼續(xù)充電將在一個電極產(chǎn)生O2，O2擴(kuò)散到另一個電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗，從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸，此時，陰極的電極反應(yīng)式為______________
【解析】(1)反應(yīng)方程式：4FeS2＋11O2=2Fe2O3＋8SO2，標(biāo)出各物質(zhì)的聚集狀態(tài)；在反應(yīng)中4 mol FeS2的質(zhì)量為m(FeS2)=4 mol×120 g?mol－1=480 g，放熱Q=480 g×7.1 kJ/g=3408 kJ，對應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
4FeS2(s)＋11O2(g)=2Fe2O3(s)＋8SO2(g) ?H=－3408 kJ?mol－1。
(2)在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)：SO2＋I(xiàn)2＋2H2O=2HI＋H2SO4，在膜反應(yīng)器中的反應(yīng)為：2HI I2＋H2，將兩個方程式相加得：SO2＋2H2O=H2SO4＋H2。
(3)在膜分離器中發(fā)生反應(yīng)：2HI I2＋H2，將H2分離出來有利于平衡向右移動，利于I2和H2的生成。
(4)①負(fù)極反應(yīng)物MH失去電子，生成的H＋在堿性條件下生成H2O，電解反應(yīng)式為：MH－e－＋OH－=H2O＋M。
②O2與MH發(fā)生反應(yīng)，生成H2O和M，電極反應(yīng)式為：4MH＋O2＋4e－=2H2O＋4M。
.【答案】(1)4FeS2(s)＋11O2(g)=2Fe2O3(s)＋8SO2(g) ?H=－3408 kJ?mol－1
(2)SO2＋2H2O=H2SO4＋H2
(3)促使平衡向右移動，有利于碘和氫氣的生成
(4)①M(fèi)H－e－＋OH－=H2O＋M ②4MH＋O2＋4e－=2H2O＋4M
16.（四川）(15分)甲、乙、丙、丁、戊為原子序數(shù)依次增大的短周期元素。甲、丙處于同一主族，丙、丁、戊處于同一周期，戊原子的最外層電子數(shù)是甲、乙、丙原子最外層電子數(shù)之和。甲、乙組成的成見氣體X能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)；戊的單質(zhì)與X反應(yīng)能生成乙的單質(zhì)，同時生成兩種溶于水均呈酸性的化合物Y和Z，0.1 mol/L的Y溶液pH＞1；丁的單質(zhì)既能與丙元素最高價氧化物的水化物的溶液反應(yīng)生成鹽L也能與Z的水溶液反應(yīng)生成鹽；丙、戊可組成化合物M。
請回答下列問題：
⑴戊離子的結(jié)構(gòu)示意圖為_______。
⑵寫出乙的單質(zhì)的電子式：_______。
⑶戊的單質(zhì)與X反應(yīng)生成的Y和Z的物質(zhì)的量之比為2:4，反應(yīng)中被氧化的物質(zhì)與被還原的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為________。
⑷寫出少量Z的稀溶液滴入過量L的稀溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_________。
⑸按右圖電解M的飽和溶液，寫出該電解池中發(fā)生反應(yīng)的總反應(yīng)方程式：_______。將充分電解后所得溶液逐滴加入到酚酞試液中，觀察到得現(xiàn)象是__________。
【解析】甲、乙組成的常見氣體X能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)，則X是NH3，甲是H，乙是N。甲、丙處于同一主族，并且丙的原子序數(shù)大于N，則丙是Na。根據(jù)戊原子的最外層電子數(shù)是甲、乙、丙原子的最外層電子數(shù)之和，則戊原子最外層電子數(shù)=1＋1＋5=7，則戊是Cl。戊的單質(zhì)是Cl2，與NH3反應(yīng)生成乙的單質(zhì)N2和NH4Cl、HCl；并且0.1 mol?L－1的Y溶液的pH＞1，則Y是NH4Cl，Z是HCl。
丁的單質(zhì)能與NaOH溶液反應(yīng)，也能與HCl水溶液反應(yīng)，則丁是Na，生成的鹽L是NaAlO2。丙、戊組成的化合物M為NaCl。
(1)Cl－的結(jié)構(gòu)示意圖為： 。(2)乙單質(zhì)N2的電子式為：
(3)NH3與Cl2反應(yīng)的化學(xué)方程式：4NH3＋3Cl2=N2＋2NH4Cl＋4HCl，在反應(yīng)中氨氣做還原劑，氯氣做氧化劑，被氧化的物質(zhì)與被還原的物質(zhì)之比為：2:3。
(4)將少量的鹽酸滴入過量NaAlO2溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：AlO2－ ＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓。
(5)按右圖電解飽和氯化鈉溶液，反應(yīng)的方程式為：2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。電解后得到NaOH溶液，滴入酚酞溶液中，觀察到溶液變紅。
【答案】(1) (2) (3)2:3 ⑷AlO2－ ＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓
(5)2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ 酚酞溶液溶液變紅
17.（天津）（14分）工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O72―和CrO42―，它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的傷害，必須進(jìn)行處理。常用的處理方法有兩種。
方法1：還原沉淀法
該法的工藝流程為
其中第①步存在平衡：2CrO42―（黃色）+2H+ Cr2O72―（橙色）+H2O
（1）若平衡體系的pH=2，則溶液顯 色.
（2）能說明第①步反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是 。
a．Cr2O72―和CrO42―的濃度相同
b．2v (Cr2O72―) =v (CrO42―)
c．溶液的顏色不變
（3）第②步中，還原1mol Cr2O72―離子，需要________mol的FeSO4?7H2O。
（4）第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s) Cr3+(aq)+3OH―(aq)
常溫下，Cr(OH)3的溶度積Ksp＝c(Cr3+)?c3(OH―)＝10-32，要使c(Cr3+)降至10-5mol/L，溶液的pH應(yīng)調(diào)至 。
方法2：電解法
該法用Fe做電極電解含Cr2O72―的酸性廢水，隨著電解進(jìn)行，在陰極附近溶液pH升高，產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀。
（5）用Fe做電極的原因?yàn)?。
（6）在陰極附近溶液pH升高的原因是（用電極反應(yīng)解釋） 。
溶液中同時生成的沉淀還有 。
解析：（1）pH=2說明溶液顯酸性，平衡向正反應(yīng)方向移動，Cr2O72―的濃度會增大，所以溶液顯橙色；
（2）在一定條件下的可逆反應(yīng)里，當(dāng)正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物的濃度與生成物的濃度不再改變時，該可逆反應(yīng)就到達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)，因此選項(xiàng)a不正確；在任何情況下Cr2O72―和CrO42―的反應(yīng)速率之比總是滿足1：2，因此選項(xiàng)b也不正確；溶液顏色不再改變，這說明Cr2O72―和CrO42―的濃度不再發(fā)生改變，因此可以說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，c正確。
（3）Cr2O72―中Cr的化合價是+6價，所以1mol Cr2O72―被還原轉(zhuǎn)移2×（6－3）＝6mol電子；Fe2+被氧化生成Fe3+，轉(zhuǎn)移1個電子，因此根據(jù)得失電子守恒可知需要FeSO4?7H2O的物質(zhì)的量為6mol；
（4）由溶度積常數(shù)的表達(dá)式Ksp＝c(Cr3+)?c3(OH―)＝10-32可知，當(dāng)c(Cr3+)＝10-5mol/L時，c(OH―)＝10-9mol/L，所以pH＝5。
（5） Cr2O72―要生成Cr(OH)3沉淀，必需有還原劑，而鐵做電極時，在陽極上可以失去電子產(chǎn)生Fe2+，方程式為Fe－2e－＝Fe2+。
（6）在電解池中陽離子在陰極得到電子，在溶液中由于H+得電子得能力強(qiáng)于Fe2+的，因此陰極是H+放電，方程式為2H++2e－＝H2↑，隨著電解的進(jìn)行，溶液中的H+濃度逐漸降低，水的電離被促進(jìn)，OH－濃度逐漸升高。由于Fe2+被Cr2O72―氧化生成Fe3+，當(dāng)溶液堿性達(dá)到一定程度時就會產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀。
答案：（1）橙
（2）c
（3）6
（4）5
（5）陽極反應(yīng)為Fe－2e－＝Fe2+，提供還原劑Fe2+
（6）2H++2e－＝H2↑ Fe(OH)3
18.（重慶）（14分）臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，常用于消毒、滅菌等。
（1）O3與KI溶液反應(yīng)生成的兩種單質(zhì)是___________和_________。（填分子式）
（2）O3在水中易分解，一定條件下，O3的濃度減少一半所需的時間（t）如題29表所示。已知：O3的起始濃度為0.0216 mol/L。
①pH增大能加速O3分解，表明對O3分解起催化作用的是___________.
②在30°C、pH=4.0條件下，O3的分解速率為__________ mol/(L?min)。
③據(jù)表中的遞變規(guī)律，推測O3在下列條件下分解速率依次增大的順序?yàn)開_____.（填字母代號）
a. 40°C、pH=3.0 b. 10°C、pH=4.0 c. 30°C、pH=7.0
（3）O3 可由臭氧發(fā)生器（原理如題29圖）電解稀硫酸制得。
①圖中陰極為_____(填“A”或“B”)，其電極反應(yīng)式為_____。
②若C處通入O 2 ，則A極的電極反應(yīng)式為_____.
③若C處不通入O 2 ，D、E處分別收集到xL和有yL氣體(標(biāo)準(zhǔn)情況)，則E處收集的氣體中O 3 所占的體積分?jǐn)?shù)為_____。(忽略 O 3 的分解)。
答案：（1）O2 I2
（2）①OH－；
②1.00×10－4
③b、a、c
（3）①2H＋＋2e－=H2↑
②O2＋4H＋＋4e－＝2H2O；
【解析】（1）臭氧具有強(qiáng)氧化性，能夠?qū)I中的I－氧化為碘單質(zhì)，此反應(yīng)中共有三種元素，其中K單質(zhì)具有強(qiáng)還原性，因此不可能得到此單質(zhì)，所以確定為得到氧氣。
（2）①pH越大，OH－濃度越大，判斷起催化作用的離子為OH－。
②由表格可知，題目給定條件下所用時間為108min，而臭氧濃度減少為原來的一半，即有 臭氧分解，速率為 ③所用時間越短，說明反應(yīng)速率越快，因此確定溫度越高，pH越大，反應(yīng)速率越快，且溫度對速率的影響較大些。
（3）①電解硫酸時，溶液中的OH－發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣和臭氧，因此產(chǎn)生氧氣和臭氧的一極為陽極，根據(jù)裝置中電極B處產(chǎn)生臭氧，則說明電極B為陽極，則A為陰極，硫酸溶液中的H＋在陰極放電生成氫氣。②若C處通入氧氣，則A極上產(chǎn)生的氫氣與氧氣反應(yīng)生成水。③D處得到氫氣，E處生成氧氣和臭氧，每生成1molH2，可得到2mol電子，生成xL氫氣時，得到電子的物質(zhì)的量為 ，每生成1molO2，可失去4mol電子，每生成1molO3，可失去6mol電子，根據(jù)得失電子守恒得 ，生成氧氣和臭氧的體積共yL，則 ，因此 。 ③
【2010高考試題】
1．（2010全國卷1）右圖是一種染料敏化太陽能電池的示意圖。電池的一個點(diǎn)極由有機(jī)光敏燃料（S）涂覆在 納米晶體表面制成，另一電極由導(dǎo)電玻璃鍍鉑構(gòu)成，電池中發(fā)生的反應(yīng)為：
（激發(fā)態(tài)）
下列關(guān)于該電池敘述錯誤的是：
A．電池工作時，是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能
B．電池工作時， 離子在鍍鉑導(dǎo)電玻璃電極上放電
C．電池中鍍鉑導(dǎo)電玻璃為正極
D．電池的電解質(zhì)溶液中I-和I3-的濃度不會減少
【解析】B選項(xiàng)錯誤，從示意圖可看在外電路中電子由負(fù)極流向正極，也即鍍鉑電極做正極，發(fā)生還原反應(yīng)：I3-+2e-=3I-；A選項(xiàng)正確，這是個太陽能電池，從裝置示意圖可看出是個原電池，最終是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，應(yīng)為把上面四個反應(yīng)加起來可知，化學(xué)物質(zhì)并沒有減少；C正確，見B選項(xiàng)的解析；D正確，此太陽能電池中總的反應(yīng)一部分實(shí)質(zhì)就是：I3- 3I-的轉(zhuǎn)化（還有I2+I- I3-），另一部分就是光敏有機(jī)物從激發(fā)態(tài)與基態(tài)的相互轉(zhuǎn)化而已，所有化學(xué)物質(zhì)最終均不被損耗！
【答案】B
2.（2010浙江卷）Li-Al/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應(yīng)式為： 2Li++FeS+2e-＝Li2S+Fe 有關(guān)該電池的下列中，正確的是
A.Li-Al在電池中作為負(fù)極材料，該材料中Li的化合價為+1價
B.該電池的電池反應(yīng)式為：2Li+FeS＝Li2S+Fe
C.負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al-3e-=Al3+
D.充電時，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：
解析：本題涵蓋電解池與原電池的主體內(nèi)容，涉及電極判斷與電極反應(yīng)式書寫等問題。根據(jù)給出的正極得電子的反應(yīng)，原電池的電極材料Li-Al/FeS可以判斷放電時（原電池）負(fù)極的電極反應(yīng)式為Al-3e-=Al3+。A、Li和Al分別是兩極材料。B、應(yīng)有Al的參加。D、應(yīng)當(dāng)是陽極失電子反應(yīng)。
答案：C
3.（2010廣東理綜卷）23.銅鋅原電池（如圖9）工作時，下列敘述正確的是
A 正極反應(yīng)為：Zn―2e-=Zn2+
B電池反應(yīng)為：Zn+Cu2+=Zn2+ +CU
C 在外電路中，電子從負(fù)極流向正極
D 鹽橋中的K+移向ZnSO4溶液
解析：Zn是負(fù)極，故A錯；電池總反應(yīng)和沒有形成原電池的氧化還原反應(yīng)相同，故B正確；根據(jù)閉合回路的電流方向，在外電路中，電子由負(fù)極流向正極，故C正確；在溶液中，陽離子往正極移動，故D錯誤。
答案：BC
4.（2010安徽卷）11.某固體酸燃料電池以CaHSO4固體為電解質(zhì)傳遞H＋，其基本結(jié)構(gòu)見下圖，電池總反應(yīng)可表示為：2H2＋O2＝2H2O，下列有關(guān)說法正確的是
A.電子通過外電路從b極流向a極
B.b極上的電極反應(yīng)式為：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
C.每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，消耗1.12 L的H2
D.H＋由a極通過固體酸電解質(zhì)傳遞到b極
答案：D
解析：首先明確a為負(fù)極，這樣電子應(yīng)該是通過外電路由a極流向b，A錯；B選項(xiàng)反應(yīng)應(yīng)為O2+4e-+4H+=2H2O ; C沒有告知標(biāo)準(zhǔn)狀況。
5.（2010福建卷）11．鉛蓄電池的工作原理為： 研讀 右圖，下列判斷不正確的是
A．K 閉合時，d電極反應(yīng)式：
B．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0．2mol電子時，I中消耗的 為0．2 mol
C．K閉合時，II中 向c電極遷移
D．K閉合一段時間后，II可單獨(dú)作為原電池，d電極為正極
【解析】K閉合時Ⅰ為電解池，Ⅱ?yàn)殡娊獬�，Ⅱ中發(fā)生充電反應(yīng)，d電極為陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，其反應(yīng)式為PbSO4 + 2H2O -2e- = PbO2 + 4H+ + SO42- 所以A正確。在上述總反應(yīng)式中，得失電子總數(shù)為2e-，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0．2mol電子時，可以計算出Ⅰ中消耗的硫酸的量為0．2mol，所以B對。K閉合一段時間，也就是充電一段時間后Ⅱ可以作為原電池，由于c表面生成Pb，放電時做電源的負(fù)極，d表面生成PbO2，做電源的正極，所以D也正確。K閉合時d是陽極，陰離子向陽極移動，所以C錯。
答案：C
6.（2010江蘇卷）8．下列說法不正確的是
A．鉛蓄電池在放電過程中，負(fù)極質(zhì)量減小，正極質(zhì)量增加
B．常溫下，反應(yīng) 不能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的
C．一定條件下，使用催化劑能加快反應(yīng)速率并提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率
D．相同條件下，溶液中 、 、 的氧化性依次減弱
【答案】AC
【解析】本題主要考查的是相關(guān)的反應(yīng)原理。A項(xiàng)，鉛蓄電池在放電過程中，負(fù)極反應(yīng)為 其質(zhì)量在增加；B項(xiàng)，該反應(yīng)是典型的吸熱反應(yīng)，在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行；C項(xiàng)，催化劑能改變反應(yīng)速率，不一定加快，同時它不能改變轉(zhuǎn)化率；D項(xiàng)， 可知 的氧化性大于 ，綜上分析可知，本題選AC項(xiàng)。
7.（2010江蘇卷）11．右圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖。下列說法正確的是
A．該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉(zhuǎn)化
B．裝置Y中負(fù)極的電極反應(yīng)式為：
C．裝置X能實(shí)現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生
D．裝置X、Y形成的子系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的零排放，并能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能間的完全轉(zhuǎn)化
【答案】C
【解析】本題主要考查的是電化學(xué)知識。A項(xiàng)，在該裝置系統(tǒng)中，有四種能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系，即太陽能、電能、化學(xué)能和機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)化；B項(xiàng)，裝置Y為氫氧燃料電池，負(fù)極電極反應(yīng)為H2 -2e- + 2OH- = 2H2O；C項(xiàng)，相當(dāng)于用光能電解水，產(chǎn)生H2和O2，實(shí)現(xiàn)燃料（H2）和氧化劑（O2）的再生；D項(xiàng)，在反應(yīng)過程中，有能力的損耗和熱效應(yīng)的產(chǎn)生，不可能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能的完全轉(zhuǎn)化。綜上分析可知，本題選C項(xiàng)。
8.（2010天津卷）7．（14分）X、Y、Z、L、M五種元素的原子序數(shù)依次增大。X、Y、Z、L是組成蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)元素，M是地殼中含量最高的金屬元素。
回答下列問題：
⑴ L的元素符號為________ ；M在元素周期表中的位置為________________；五種元素的原子半徑從大到小的順序是____________________（用元素符號表示）。
⑵ Z、X兩元素按原子數(shù)目比l∶3和2∶4構(gòu)成分子A和B，A的電子式為___，B的結(jié)構(gòu)式為____________。
⑶ 硒（se）是人體必需的微量元素，與L同一主族，Se原子比L原子多兩個電子層，則Se的原子序數(shù)為_______，其最高價氧化物對應(yīng)的水化物化學(xué)式為_______。該族2 ~ 5周期元素單質(zhì)分別與H2反應(yīng)生成l mol氣態(tài)氫化物的反應(yīng)熱如下，表示生成1 mol硒化氫反應(yīng)熱的是__________（填字母代號）。
a．+99.7 mol?L－1 b．+29.7 mol?L－1 c．－20.6 mol?L－1 d．－241.8 kJ?mol－1
⑷ 用M單質(zhì)作陽極，石墨作陰極，NaHCO3溶液作電解液進(jìn)行電解，生成難溶物R，R受熱分解生成化合物Q 。寫出陽極生成R的電極反應(yīng)式：______________；由R生成Q的化學(xué)方程式：_______________________________________________。
解析：(1)X、Y、Z、L是組成蛋白質(zhì)的四種元素且原子序數(shù)依次增大，故分別為：H、C、N、O元素；M是地殼中含量最高的元素，為Al，其在周期表的位置為第3周第ⅢA族；再根據(jù)五種元素在周期表的位置，可知半徑由大到小的順序是：Al＞C＞N＞O＞H。
(2) N和H 1：3構(gòu)成的分子為NH3，電子式為 ；2：4構(gòu)成的分子為N2H4，其結(jié)構(gòu)式為 。
(3)Se比O多兩個電子層，共4個電子層，1→4電子層上的電子數(shù)分別為：2、8 、18、6，故其原子序數(shù)為34；其最高價氧化物對應(yīng)的水化物的化學(xué)式類似H2SO4，為H2SeO4。
非金屬性越強(qiáng)，與氫氣反應(yīng)放出的熱量越多，故2→5周期放出的熱量依次是：d、c、b、a，則第四周期的Se對應(yīng)的是b。
(4)Al作陽極失去電子生成Al3+，Al3++3HCO3-==Al(OH)3+3CO2，2Al(OH)3 Al2O3+3H2O。
答案：
(1)O 第三周第ⅢA族 Al＞C＞N＞O＞H
(2)
(3) 34 H2SeO4 b
(4) Al-3e- Al3+ Al3++3HCO3-==Al(OH)3+3CO2 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O。
命題立意：本題以元素的推斷為背景，綜合考查了元素符號的書寫、元素位置的判斷和原子半徑大小的比較；考查了電子式、結(jié)構(gòu)式的書寫，元素周期律，和電極反應(yīng)式、化學(xué)方程式的書寫，是典型的學(xué)科內(nèi)綜合試題。
9.（2010山東卷）29．（12分）對金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命。
（1）以下為鋁材表面處理的一種方法：
①堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時常有氣泡冒出，原因是______（用離子方程式表示）。為將堿洗槽液中鋁以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列試劑中的______．。
a．NH3 b．CO2 c．NaOH d．HNO3
②以鋁材為陽極，在H2SO4 溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應(yīng)為____。取少量廢電解液，加入NaHCO，溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，產(chǎn)生沉淀的原因是_____。
（2）鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時用銅而不用石墨作陽極的原因是______。
（3）利用右圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。
若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于______處。
若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為_______。
解析：(1) ①冒氣泡的原因是Al與NaOH反應(yīng)了，方程式為：2Al+2OH-+4H2O==2Al(OH)4-+3H2；
使Al(OH)4-生成沉淀，最好是通入CO2，加HNO3的話，沉淀容易溶解。
②陽極是Al發(fā)生氧化反應(yīng)，要生成氧化膜還必須有H2O參加，故電極反應(yīng)式為：2Al+3H2O-6e - Al2O3+6H+；加入NaHCO3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，是由于廢電解液中含有Al3+，和HCO3-發(fā)生了互促水解。
(2)電鍍時，陽極Cu可以發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cu2+。
(3)鐵被保護(hù)，可以是做原電池的負(fù)極，或者電解池的陰極，故若X為碳棒，開關(guān)K應(yīng)置于N處，F(xiàn)e做陰極受到保護(hù)；若X為鋅，開關(guān)K置于M處，鐵是做負(fù)極，稱為犧牲陽極保護(hù)法。
答案：
（1）①2Al+2OH-+4H2O==2Al(OH)4-+3H2；c
②2Al+3H2O-6e - Al2O3+6H+；因?yàn)?Al3+和HCO3-發(fā)生了互促水解；
Al3++3HCO3-== Al(OH)3↓+CO2↑
(2)陽極Cu可以發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cu2+
(3)N 犧牲陽極保護(hù)法。
10.（2010安徽卷）27.（14分）鋰離子電池的廣泛應(yīng)用使回收利用鋰貨源成為重要課題：某研究性學(xué)習(xí)小組對廢舊鋰離子電池正極材料（LiMn2O4、碳粉等涂覆在鋁箔上）進(jìn)行資源回收研究，設(shè)計實(shí)驗(yàn)流程如下：
（1）第②步反應(yīng)得到的沉淀X的化學(xué)式為 。
（2）第③步反應(yīng)的離子方程式是 。
（3）第④步反應(yīng)后，過濾Li2CO3所需的玻璃儀器有 。
若過濾時發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁，從實(shí)驗(yàn)操作的角度給出兩種可能的原因：
、 。
（4）若廢舊鋰離子電池正極材料含LiNB2O4的質(zhì)量為18.1 g第③步反應(yīng)中加入20.0mL3.0mol?L-1的H2SO4溶液。定正極材料中的鋰經(jīng)反應(yīng)③和④完全為Li2CO3,剩至少有 Na2CO3參加了反應(yīng)。
答案：（1）Al(OH)3
(2)4 LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O
(3) 漏斗 玻璃棒 燒杯 ； 濾紙破損、濾液超過濾紙邊緣等
（4）5.3
解析：第一步就是鋁溶解在氫氧化鈉溶液中 第二步就是偏鋁酸鈉與二氧化碳生成氫氧化鋁，第三步是氧化還原反應(yīng)，注意根據(jù)第一步反應(yīng)LiMn2O4不溶于水。
第（4）小題計算時要通過計算判斷出硫酸過量。
11.（2010四川理綜卷）27．(16分)
碘被稱為“智力元素”，科學(xué)合理地補(bǔ)充碘可防止碘缺乏病。
碘酸鉀(KIO3)是國家規(guī)定的食鹽加碘劑，它的晶體為白色，可溶
于水。碘酸鉀在酸性介質(zhì)中與過氧化氫或碘化物作用均生成單質(zhì)
碘。以碘為原料，通過電解制備碘酸鉀的實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示。
請回答下列問題：
(1)碘是 (填顏色)固體物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室常用
方法來分離提純含有少量雜質(zhì)的固體碘。
(2)電解前，先將一定量的精制碘溶于過量氫氧化鉀溶液，溶解時發(fā)生反應(yīng)：
3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O，將該溶液加入陽極區(qū)。另將氫氧化鉀溶液加入陰極區(qū)，電解槽用水冷卻。
電解時，陽極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為 ；陰極上觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 。
(3)電解過程中，為確定電解是否完成，需檢驗(yàn)電解液中是否有I―。請設(shè)計一個檢驗(yàn)電解液中是否有I―的實(shí)驗(yàn)方案，并按要求填寫下表。
要求：所需藥品只能從下列試劑中選擇，實(shí)驗(yàn)儀器及相關(guān)用品自選。
試劑：淀粉溶液、碘化鉀淀粉試紙、過氧化氫溶液、稀硫酸。
實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論
(4)電解完畢，從電解液中得到碘酸鉀晶體的實(shí)驗(yàn)過程如下：
步驟②的操作名稱是 ，步驟⑤的操作名稱是 。步驟④洗滌晶體的目的是
。
答案：（1）紫黑色 升華
（2）
有氣泡產(chǎn)生
（3）
實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論
取少量陽極區(qū)電解液于試管中，加稀硫酸酸化后加入幾滴淀粉試液，觀察是否變藍(lán)。如果不變藍(lán)，說明無 。（如果
變藍(lán)，說明有 。）
（4）冷卻結(jié)晶 干燥 洗去吸附在碘酸鉀晶體上的氫氧化鉀等雜質(zhì)
解析：（1）考查物質(zhì)的物理性質(zhì)，較容易。（2）陽極發(fā)生氧化反應(yīng)失電子 。陰極區(qū)加入氫氧化鉀溶液，電解氫氧化鉀實(shí)質(zhì)是電解水。（3）考查I-的檢驗(yàn)此題借助與碘單質(zhì)遇淀粉變藍(lán)色這一特性，要設(shè)法將碘離子轉(zhuǎn)化為碘單質(zhì)。（4）考查實(shí)驗(yàn)的基本操作。要求考生對整個流程分析透徹。
12.（2010重慶卷）29．（14分）釩（V）及其化合物廣泛應(yīng)用于工業(yè)催化、新材料和新能源等領(lǐng)域．
（1）V2O5是接觸法制硫酸的催化劑．
①一定條件下， 與空氣反映t min后， 和 物質(zhì)的量濃度分別為a mol/L和b mol/L, 則 起始物質(zhì)的量濃度為 mol/L ；生成 的化學(xué)反應(yīng)速率為 mol/(L?min) ．
②工業(yè)制硫酸，尾氣 用_______吸收．
（2）全釩液流儲能電池是利用不同價態(tài)離子對的氧化還原反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置，其原理如題29圖所示．
①當(dāng)左槽溶液逐漸由黃變藍(lán)，其電極反應(yīng)式為 ．
②充電過程中，右槽溶液顏色逐漸由 色變?yōu)?色．
③放電過程中氫離子的作用是 和 ；充電時若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3.01 1023個，左槽溶液中n(H+)的變化量為 ．
答案：
（1）① ； ②氨水
（2）①
②綠 紫
③參與正極反應(yīng); 通過交換膜定向移動使電流通過溶液；0.5mol
【解析】本題考查以釩為材料的化學(xué)原理題，涉及化學(xué)反應(yīng)速率和電化學(xué)知識。
由S守恒可得， 的起始濃度為（a+b）mol/L。 的速率為單位時間內(nèi) 濃度的變化，即b/tmol/(L?min)。 可以用堿性的氨水吸收。
①左槽中，黃變藍(lán)即為 生成 ，V的化合價從+5降低為+4，得一個電子，0原子減少，從圖中知，其中 發(fā)生了移動，參與反應(yīng)，由此寫成電極反應(yīng)式。②作為原電池，左槽得電子，而右槽失電子。充電作為電解池處理，有槽中則為得電子，對應(yīng)化合價降低，即為 生成 ，顏色由綠生成紫。③由電極反應(yīng)式知， 參與了反應(yīng)。溶液中離子的定向移動可形成電流。n=N/NA=3.01× /6.02× =0.5mol。
【2009高考試題】
1、（上海）13．右圖裝置中，U型管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時間。下列有關(guān)描述錯誤的是
A．生鐵塊中的碳是原電池的正極
B．紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋?br>C．兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：
D．a(chǎn)試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕
【答案】B
【解析】生鐵塊在食鹽水和氯化銨溶液中均能形成原電池，生鐵塊中的碳為正極，鐵為負(fù)極，電極反應(yīng)式為 ，所以A、C對。其中氯化銨溶液顯酸性，發(fā)生析氫腐蝕，而食鹽水顯中性，發(fā)生吸氧腐蝕，所以相同條件下，析氫腐蝕的速率幣吸氧腐蝕的快，所以紅墨水兩邊液面左高右低，所以B錯D對。
2、（海南）15．(9分)
Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4―SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為：4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2。
請回答下列問題：
(1)電池的負(fù)極材料為 ，發(fā)生的電極反應(yīng)為 ；
(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為 ；
(3)SOCl2易揮發(fā)，實(shí)驗(yàn)室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 ，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；
(4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進(jìn)行，原因是 。
【答案】
【答案】(1)鋰 Li―e―=Li+；
(2)2 SOCl2+4 e―=4Cl―+S+SO2
(3) 出現(xiàn)白霧，有剌激性氣味的氣體生成 SOCl2+H2O=2HCl↑+ SO2↑
(4)鋰是活潑金屬，易與水、氧等反應(yīng)，SOCl2也可與水反應(yīng)
【解析】(1)Li在電池反應(yīng)中失電子,根據(jù)電子流出的一極是負(fù)極,故Li是負(fù)極,發(fā)生的電極反應(yīng)式為Li―e―=Li+；(2)SOCl2電池反應(yīng)中得電子為正極反應(yīng)物，其電極反應(yīng)式為
2 SOCl2+4 e―=4Cl―+S+SO2
(3) SOCl2與水強(qiáng)烈水解生成二氧化硫和HCl，HCl與水形成大量的白霧，故出現(xiàn)白霧同時聞到剌激性氣味的氣體生成。反應(yīng)的化學(xué)方程式為SOCl2+H2O=2HCl↑+ SO2↑
(4)由于鋰是活潑的金屬與水、氧等反應(yīng)，SOCl2能與水反應(yīng)，所以組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進(jìn)行。
3、（廣東）10．出土的錫青銅（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．錫青銅的熔點(diǎn)比純銅高
B．在自然環(huán)境中，錫青銅中的錫對銅起保護(hù)作用
C．錫青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中快
D．生成Cu2(OH)3Cl覆蓋物是電化學(xué)腐蝕過程，但不是化學(xué)反應(yīng)過程
【答案】BC
【解析】錫青銅合金具有合金的特性，熔點(diǎn)比任何一種純金屬的低，A錯；由于錫的活潑性強(qiáng)于銅，故在形成電化學(xué)腐蝕時，錫對銅起到了保護(hù)作用，B正確；潮濕的環(huán)境更利于金屬的電化學(xué)腐蝕，C正確；電化學(xué)腐蝕過程中涉及電子的轉(zhuǎn)移，又有新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)反應(yīng)過程，D錯。
4、（福建）11. 控制適合的條件，將反應(yīng)
設(shè)計成如右圖所示的原電池。下列判斷不正確的是
A. 反應(yīng)開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
B. 反應(yīng)開始時，甲中石墨電極上Fe3+被還原
C. 電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)
D. 電流計讀數(shù)為零后，在甲中溶入FeCl2固定，乙中石墨電極為負(fù)極
【答案】D
【解析】乙中I－失去電子放電，故為氧化反應(yīng)，A項(xiàng)正確；由總反應(yīng)方程式知，F(xiàn)e3＋被還原成Fe2＋，B項(xiàng)正確；當(dāng)電流計為零時，即說明沒有電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，可證明反應(yīng)達(dá)平衡，C項(xiàng)正確。加入Fe2＋，導(dǎo)致平衡逆向移動，則Fe2＋失去電子生成Fe3＋，而作為負(fù)極，D項(xiàng)錯。
5、（浙江）12.市場上經(jīng)常見到的標(biāo)記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料（碳作為金屬鋰的載體），電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)為：Li+2Li
下列說法不正確的是
A．放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Li-e=Li
B．充電時，Li 既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)
C．該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)
D．放電過程中Li向負(fù)極移動
【答案】D
【解析】A項(xiàng)，Li從零價升至正價，失去電子，作為負(fù)極，正確；B項(xiàng)，反應(yīng)逆向進(jìn)行時。反應(yīng)物只有一種，故化合價既有升，又有降，所以既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)，正確；C項(xiàng)，由于Li可以與水反應(yīng)，故應(yīng)為非水材料，正確；D項(xiàng)，原電池中陽離子應(yīng)遷移至正極失電子，故錯。
6.（廣東理基）25．鋼鐵生銹過程發(fā)生如下反應(yīng)：
①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；
②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；
③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。
6、下列說法正確的是
A．反應(yīng)①、②中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等
B．反應(yīng)①中氧化劑是氧氣和水
C．與銅質(zhì)水龍頭連接處的鋼質(zhì)水管不易發(fā)生腐蝕
D．鋼鐵在潮濕的空氣中不能發(fā)生電化學(xué)腐蝕
【答案】A
【解析】①②反應(yīng)中消耗O2的量相等，兩個反應(yīng)也僅有O2作為氧化劑，轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等，A正確。①中H2O的H、O兩元素的化合價沒有變，不作氧化劑，B錯誤；銅和鋼形成原電池，腐蝕速度加快，C錯誤；鋼鐵在潮濕的空氣的中易發(fā)生吸氧腐蝕，屬于電化學(xué)腐蝕， D錯誤。
7、（廣東理基）34．下列有關(guān)電池的說法不正確的是
A．手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池
B．銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極
C．甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
D．鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極
【答案】B
【解析】鋰離子電池可以反復(fù)充電使用，屬于二次電池，A正確；銅鋅原電池中銅為正極，故電流為銅流向鋅，而電子是由鋅流向銅，B錯誤；電池的實(shí)質(zhì)是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，C項(xiàng)正確；Zn失去電子生成Zn2＋，作為負(fù)極，D項(xiàng)正確。
8、（廣東）14．可用于電動汽車的鋁-空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。下列說法正確的是
A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時，正極反應(yīng)都為：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
B．以NaOH溶液為電解液時，負(fù)極反應(yīng)為：Al＋3OH－－3e＝Al(OH)3
C．以NaOH溶液為電解液時，電池在工作過程中電解液的pH保持不變
D．電池工作時，電子通過外電路從正極流向負(fù)極
【答案】A
【解析】由于電解質(zhì)溶液顯堿性，所以該燃料電極的正極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，A對；鋁作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)應(yīng)該是鋁失去電子變?yōu)殇X離子，在氫氧化鈉的溶液中鋁離子會跟過量的堿反應(yīng)生成偏鋁酸跟，因此負(fù)極反應(yīng)為：Al＋4OH－－3e＝AlO2――+ 2H2O，B錯；
該電池的總反應(yīng)為：4Al＋3O2＋4OH－= 4AlO2――+ 2H2O，反應(yīng)過程中消耗了堿，溶液PH降低，C錯；電池工作時，電子從負(fù)極出來經(jīng)過外電路流到正極，D錯.
9、（上海）11．茫茫黑夜中，航標(biāo)燈為航海員指明了方向。航標(biāo)燈的電源必須長效、穩(wěn)定。我國科技工作者研制出以鋁合金、Pt-Fe合金網(wǎng)為電極材料的海水電池。在這種電池中
①鋁合金是陽極 ②鋁合金是負(fù)極
③海水是電解液 ④鋁合金電極發(fā)生還原反應(yīng)
A．②③ B．②④
C．①③ D．①④
【答案】A
【解析】鋁合金、Pt-Fe合金網(wǎng)為電極材料的海水電池中，鋁作負(fù)極，Pt-Fe合金作正極，海水是電解液，答案為A。
10、（天津）10.（14分）氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定，請回答：
（1）氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是 ，在導(dǎo)線中電子流動方向?yàn)椤 。ㄓ胊、b 表示）。
（2）負(fù)極反應(yīng)式為 。
（3）電極表面鍍鉑粉的原因?yàn)椤 ?br>（4）該電池工作時，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下：
Ⅰ.2Li+H2 2LiH
Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2↑
①反應(yīng)Ⅰ中的還原劑是 ，反應(yīng)Ⅱ中的氧化劑是 。
②已知LiH固體密度為0.82g/cm3。用鋰吸收224L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為 。
③由②生成的LiH與H2O作用放出的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80％，則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為 。
【答案 】
（1）由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?由a到b
（2） 或
（3）增大電極單位面積吸附 、 分子數(shù)，加快電極反應(yīng)速率
（4）①
② 或
③32
解析：（1）原電池的實(shí)質(zhì)為化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。總反應(yīng)為2H2 + O2 =2H2O，其中H2從零價升至+1價，失去電子，即電子從a流向b。
（2）負(fù)極為失去電子的一極，即H2失電子生成H＋，由于溶液是堿性的，故電極反應(yīng)式左右應(yīng)各加上OH－。
（3）鉑粉的接觸面積大，可以加快反應(yīng)速率。
（4）由題意可知，此裝置為原電池，為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。在原電池中氫氣失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，因此電子由氫氣電極流向氧氣電極。氫氣發(fā)生氧化反應(yīng)，為電源的負(fù)極，電解質(zhì)溶液為堿性，陰離子OH―向負(fù)極移動，在負(fù)極消耗。所有的金屬沒有氟價，所以在LiH中，Li的化合價為+1，H的化合價為-1，所以還原劑為Li，而氧化劑則為H2O（H元素的化合價降低）。
由方程式得，2LiH~H2，所以生成LiH的物質(zhì)的量為 ，因此LiH的體積為 ，因此生成LiH的體積與吸收氫氣的體積比為 。
LiH~H2，所以生成氫氣的物質(zhì)的量為20mol，若轉(zhuǎn)化率為80%，則原電池消耗氫氣為16mol，1molH2可失去2mole―，因此轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為32mol。
11、（安徽）12.Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計的制取.Cu2O的電解池示意圖如下，點(diǎn)解總反應(yīng)：2Cu+H2O==Cu2O+H2O 。下列說法正確的是
A.石墨電極上產(chǎn)生氫氣
B.銅電極發(fā)生還原反應(yīng)
C.銅電極接直流電源的負(fù)極
D.當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.1molCu2O生成。
【答案】A
【解析】由電解總反應(yīng)可知，Cu參加了反應(yīng)，所以Cu作電解池的陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B選項(xiàng)錯誤；石墨作陰極，陰極上是溶液中的H＋反應(yīng)，電極反應(yīng)為：2H＋＋2e－=H2↑，A選項(xiàng)正確；陽極與電源的正極相連，C選項(xiàng)錯誤；陽極反應(yīng)為2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O，當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.05molCu2O生成，D選項(xiàng)錯誤。
12、（全國1）28．(15分)
下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100 5.00％的 溶液、足量的 溶液和l00 10.00％的 溶液．電極均為石墨電極。
(1)接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得丙中 濃度為10.47％，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題：
①電源的N端為 極；
②電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為 ；
③列式計算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積：
;
④電極c的質(zhì)量變化是 ；
⑤電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡述其原因：
甲溶液 ；
乙溶液 ；
丙溶液 ；
(2)如果電解過程中銅全部析出．此時電解能否繼續(xù)進(jìn)行，為什么?
。
答案：
（1）①正極 ②4OH－-4e－=2H2O + O2↑。③2.8L ④16g ⑤甲增大，因?yàn)橄喈?dāng)于電解水；乙減小，OH－放電， H＋增多。丙不變，相當(dāng)于電解水。
(2)可以 因?yàn)镃uSO4溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)镠2SO4溶液，反應(yīng)也就變?yōu)樗碾娊夥磻?yīng)
解析：
（1）①乙中C電極質(zhì)量增加，則c處發(fā)生的反應(yīng)為：Cu2＋+2e－=Cu，即C處為陰極，由此可推出b為陽極，a為陰極，M為負(fù)極，N為正極。丙中為K2SO4，相當(dāng)于電解水，設(shè)電解的水的質(zhì)量為xg。由電解前后溶質(zhì)質(zhì)量相等有，100×10%=（100-x）×10.47%，得x=4.5g，故為0.25mol。由方程式2H2+O2 2H2O可知，生成2molH2O，轉(zhuǎn)移4mol電子，所以整個反應(yīng)中轉(zhuǎn)化0.5mol電子，而整個電路是串聯(lián)的，故每個燒杯中的電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)是相等的。②甲中為NaOH，相當(dāng)于電解H2O，陽極b處為陰離子OH－放電，即4OH－-4e－=2H2O + O2↑。③轉(zhuǎn)移0.5mol電子，則生成O2為0.5/4=0.125mol，標(biāo)況下的體積為0.125×22.4=2.8L。④Cu2＋+2e－=Cu，轉(zhuǎn)移0.5mol電子，則生成的m(Cu)=0.5/2 ×64 =16g。⑤甲中相當(dāng)于電解水，故NaOH的濃度增大，pH變大。乙中陰極為Cu2＋放電，陽極為OH－放電，所以H＋增多，故pH減小。丙中為電解水，對于K2SO4而言，其pH幾乎不變。（2）銅全部析出，可以繼續(xù)電解H2SO4，有電解液即可電解。
13、（重慶）26.（14分）工業(yè)上電解飽和食鹽能制取多種化工原料，其中部分原料可用于制備多晶硅。
（1）題26圖是離子交換膜法電解飽和食鹽水示意圖，電解槽陽極產(chǎn)生的氣體是 ；NaOH溶液的出口為 （填字母）；精制飽和食鹽水的進(jìn)口為 （填字母）；干燥塔中應(yīng)使用的液體是 。
（2）多晶硅主要采用SiHCl3還原工藝生產(chǎn)，其副產(chǎn)物SiCl4的綜合利用收到廣泛關(guān)注。
①SiCl4可制氣相白炭黑（與光導(dǎo)纖維主要原料相同），方法為高溫下SiCl4與H2和O2反應(yīng)，產(chǎn)物有兩種，化學(xué)方程式為 。
②SiCl4可轉(zhuǎn)化為SiHCl3而循環(huán)使用。一定條件下，在20L恒容密閉容器中的反應(yīng)：
3 SiCl4（g）+2 H2（g）+Si（g） 4 SiHCl3（g）
達(dá)平衡后，H2與SiHCl3物質(zhì)的量濃度分別為0.140mol/L和0.020mol/L，若H2全部來源于離子交換膜法的電解產(chǎn)物，理論上需消耗純NaCl的質(zhì)量為 kg。
（3）采用無膜電解槽電解飽和食鹽水，可制取氯酸鈉，同時生成氫氣，現(xiàn)制得氯酸鈉213.0kg，則生成氫氣 （標(biāo)準(zhǔn)狀況）。
【答案】⑴①氯氣；a；d；濃硫酸 ⑵①SiCl4+2H2+O2 SiO2+4HCl ②0.35 ⑶134.4
【解析】電解飽和氯化鈉溶液時，溶液中的陽離子Na+和H+ 向陰極移動，且氧化性較強(qiáng)的H+首先放電發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣，陰極附近的溶液因消耗氫離子使溶液顯堿性，與Na+形成NaOH溶液，陰離子Cl―和OH―向陽極移動，還原性較強(qiáng)的陰離子Cl―首先放電，發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣。
根據(jù)方程式可得：H2~2SiHCl3，生成的SiHCl的物質(zhì)的量濃度為0.020mol/L，所以參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量濃度為0.01mol。剩余氫氣的物質(zhì)的量為0.14mol/L，則共需要?dú)錃獾奈镔|(zhì)的量濃度為0.15mol/L，物質(zhì)的量為3mol。由電解飽和NaCl的方程式可知，2NaCl~H2，則消耗NaCl的物質(zhì)的量為6mol，質(zhì)量為6mol×58.5g/mol=351g=0.35kg。根據(jù)化合價的變化可知，由Cl―生成1molNaClO3失去6mol電子，生成 NaClO3轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為12×103 mol電子，因此生成氫氣的物質(zhì)的量為6×103 mol，在標(biāo)況下氣體體積為134.4m3。
14、（山東）29.（12分）Zn-MnO2干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。
（1）該電池的負(fù)極材料是 。電池工作時，電子流向 （填“正極”或“負(fù)極”）。
（2）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2+，會加速某電極的腐蝕.其主要原因是 。欲除去Cu2+,最好選用下列試劑中的 （填代號）。
a.NaOH b.Zn c.Fe d.NH3?H2O
(3)MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應(yīng)式是
。若電解電路中通過2mol電子，MnO2的理論產(chǎn)量為 。
【答案】（1）Zn（或鋅） 正極 （2）鋅與還原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕
b （3）2H++2e-→H2 ,87g
【解析】(1) 負(fù)極上是物質(zhì)失電子的一極，從所提供物質(zhì)來看應(yīng)是Zn，Zn失電子經(jīng)外電路流向正極。（2）鋅與還原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕。除雜不要引入新雜質(zhì)，所以應(yīng)選用Zn將Cu2+置換為沉淀而除去。（3）陰極上發(fā)生得電子還原反應(yīng)，從溶液中的成分來看應(yīng)是H+得電子。由MnSO4～MnO2～2 e-,知通過2mol電子產(chǎn)生1molMnO2，質(zhì)量為87g。
15、（北京）6．下列敘述不正確的是
A．鐵表面鍍鋅，鐵作陽極
B．船底鑲嵌鋅塊，鋅作負(fù)極，以防船體被腐蝕
C．鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應(yīng)：
D．工業(yè)上電解飽和和食鹽水的陽極反應(yīng)：
【答案】A
【解析】鋅比鐵活潑，故鋅為負(fù)極，鐵為正極，鋅失電子從而可防船體被腐蝕，故A項(xiàng)錯誤，B正確；C、D項(xiàng)均正確。
【2012高考押題】
1．家蠅的雌性信息素可用芥酸(來自菜籽油)與羧酸X在濃NaOH溶液中進(jìn)行陽極氧化得到。電解總反應(yīng)式為：
則下列說法正確的是( )
A．X為C2H5COOH
B．電解的陽極反應(yīng)式為：C21H41COOH＋X－2e－＋2H2O?→C23H46＋2CO2－3＋6H＋
C．電解過程中，每轉(zhuǎn)移a mol電子，則生成0.5a mol雌性信息素
D．陰極的還原產(chǎn)物為H2和OH－
解析：A項(xiàng)根據(jù)原子守恒可判斷X為C2H5COOH；B項(xiàng)由于電解質(zhì)溶液為濃NaOH，因此陽極反應(yīng)式應(yīng)為C21H41COOH＋X－2e－＋60H－?→C23H46＋2CO2－3＋4H2O；C項(xiàng)根據(jù)電解總反應(yīng)可知每生成1 mol雌性信息素轉(zhuǎn)移2 mol電子，則C項(xiàng)正確；D項(xiàng)陰極的還原產(chǎn)物為H2，OH－并非氧化還原產(chǎn)物．
答案：AC
2．下列關(guān)于銅電極的敘述正確的是( )
A．銅鋅原電池中銅是負(fù)極
B．用電解法精煉粗銅時，粗銅作陰極
C．在鍍件上電鍍銅時可用金屬銅做陽極
D．電解稀硫酸制H2和O2時銅做陽極
解析：銅鋅原電池中鋅活潑，鋅做負(fù)極；電解精煉銅時，粗銅中的銅失去電子，做陽極；電鍍銅時，應(yīng)選用銅片做陽極，鍍件做陰極，含有銅離子的溶液做電鍍液。電解稀硫酸時，銅做陽極，失電子的是銅而不是溶液中的OH－，因而得不到氧氣。
答案：C
3．普通水泥在固化過程中自由水分子減少并產(chǎn)生Ca(OH)2，溶液呈堿性。根據(jù)這一特點(diǎn)，科學(xué)家發(fā)明了電動勢(E)法測水泥初凝時間，此法的原理如圖所示，反應(yīng)的總方程式為：2Cu＋Ag2O===Cu2O＋2Ag。
下列有關(guān)說法不正確的是( )
A．工業(yè)上制備普通水泥的主要原料是黏土和石灰石
B．測量原理裝置圖中，Ag2O/Ag極發(fā)生氧化反應(yīng)
C．負(fù)極的電極反應(yīng)式為：2Cu＋2OH－－2e－===Cu2O＋H2O
D．在水泥固化過程中，由于自由水分子的減少，溶液中各離子濃度的變化導(dǎo)致電動勢變化
解析：A項(xiàng)工業(yè)上制備普通水泥的主要原料正確；B項(xiàng)測量原理裝置圖中，Ag2O/Ag極發(fā)生還原反應(yīng)；C項(xiàng)負(fù)極材料Cu失電子，該電極反應(yīng)式正確；D項(xiàng)在溶液中通過離子移動來傳遞電荷，因此各離子濃度的變化導(dǎo)致電動勢變化。
答案：B
4． LiFePO4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，可用于電動汽車。電池反應(yīng)為：FePO4＋Li????放電充電LiFePO4，電池的正極材料是LiFePO4，負(fù)極材料是石墨，含Li＋導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。
下列有關(guān)LiFePO4電池說法正確的是( )
A．可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導(dǎo)電性
B．放電時電池內(nèi)部Li＋向負(fù)極移動
C．充電過程中，電池正極材料的質(zhì)量減少
D．放電時電池正極反應(yīng)為：FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4
解析：加入的硫酸會和金屬鋰反應(yīng)，A項(xiàng)錯誤；放電時，發(fā)生原電池反應(yīng)，Li＋(在負(fù)極生成，帶正電荷)在電池內(nèi)部向正極移動，B項(xiàng)錯誤；放電時，負(fù)極：Li－e－===Li＋，正極：FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4；充電時，陽極：LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋，陰極：Li＋＋e－===Li，C、D兩項(xiàng)正確。
答案：CD
5．天津是我國研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的重要基地。鋰離子電池正極 材料是含鋰的二氧化鈷(LiCoO2)，充電時LiCoO2中Li被氧化，Li＋遷移并以原子形式嵌入電池負(fù)極材料碳(C6)中，以LiC6表示。電池反應(yīng)
為LiCoO2＋C6????放電充電CoO2＋LiC6，下列說法正確的是( )
A．充電時，電池的負(fù)極反應(yīng)為LiC6－e－===Li＋＋C6
B．放電時，電池的正極反應(yīng)為CoO2＋Li＋＋e－===LiCoO2
C．羧酸、醇等含活潑氫的有機(jī)物可用作鋰離子電池的電解質(zhì)
D．鋰離子電池的比能量(單位質(zhì)量釋放的能量)低
解析：A項(xiàng)充電時，發(fā)生電解池反應(yīng)，電池負(fù)極即為電解池陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：Li＋＋C6＋e－===LiC6；B項(xiàng)放電時，發(fā)生原電池反應(yīng)，電池正極發(fā)生還原反應(yīng)；C項(xiàng)含活潑氫的有機(jī)物作電解質(zhì)易得電子；D項(xiàng)鋰相對原子質(zhì)量小、密度最小，所以鋰離子電池的比能量高，故正確選項(xiàng)為B項(xiàng)。
答案：B
6．有人設(shè)計出利用CH4和O2的反應(yīng)，用鉑電極在KOH溶液中構(gòu)成原電池。電池的總反應(yīng)類似于CH4在O2中燃燒，則下列說法正確的是( )
①每消耗1 mol CH4可以向外電路提供8 mol e－
②負(fù)極上CH4失去電子，電極反應(yīng)式：CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O
③負(fù)極上是O2獲得電子，電極反應(yīng)式為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
④電池放電后，溶液pH不斷升高
A．①② B．①③ C．①④ D．③④
解析：本題是考查原電池原理在燃料電池中的具體應(yīng)用，首先要判斷出電池的正負(fù)極，其方法是確定在該電極上發(fā)生的是失電子還是得電子反應(yīng)，若發(fā)生的是失電子反應(yīng)則是原電池的負(fù)極，反之是正極。CH4在鉑電極上發(fā)生類似于CH4在O2中的燃燒反應(yīng)，即CH4→CO2，嚴(yán)格講生成的CO2還與KOH反應(yīng)生成K2CO3，化合價升高，失去電子，是電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為CH4－8e－＋10OH－===CO2－3＋7H2O，1 mol CH4參加反應(yīng)有8 mol e－發(fā)生轉(zhuǎn)移，O2在正極上發(fā)生反應(yīng)，獲得電子，電極反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===
4OH－。雖然正極產(chǎn)生OH－，負(fù)極消耗OH－，但從總反應(yīng)CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O可看出是消耗KOH，所以電池放電時溶液的pH不斷下降，故①②正確，③④錯誤。
答案：A
7．如圖裝置中，A、B中電極為多孔的惰性電極；C、D為夾在濕的Na2SO4濾紙條上的鉑夾，a、b為電源兩極。在A、B中充滿KOH溶液后使其倒立于盛有KOH溶液的水槽中。切斷K1，閉合K2、K3，通直流電，電解一段時間后A、B中均有氣體產(chǎn)生，如圖所示。
(1)電源的a極為________(填“正極”或“負(fù)極”)。
(2)在濕的Na2SO4濾紙條中心滴KMnO4溶液，現(xiàn)象是
________________________________________________________________________。
(3)寫出A中電極反應(yīng)式：_________________________________________________。
(4)若電解一段時間后A、B中均有氣體包圍電極。此時切斷K2、K3，閉合K1，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，此時B極的電極反應(yīng)式為_____________________________________。
解析：(1)由圖示得電解時B中產(chǎn)生氣體的體積是A中的2倍，而電解KOH溶液的本質(zhì)是電解水，故A中生成的是氧氣，A為陽極，B為陰極；a為負(fù)極、b為正極；C作陰極、D作陽極。(2)MnO－4向陽極移動，故紫色移向D鉑夾。(3)A中是OH－放電。(4)中構(gòu)成了氫氧燃料電池，KOH溶液作電解質(zhì)溶液，B作負(fù)極，H2失去電子后與OH－結(jié)合生成水。
答案：(1)負(fù)極 (2)紫色向D鉑夾靠近 (3)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O (4)H2－2e－＋2OH－===2H2O
8．(1)今有2H2＋O2=====KOH2H2O反應(yīng)，構(gòu)成燃料電池，則負(fù)極通的應(yīng)是________，正極通的應(yīng)是________，電極反應(yīng)式為________________、________________。
(2)如把KOH改為稀H2SO4作電解質(zhì)溶液，則電極反應(yīng)式為____________________、____________________。
(1)和(2)的電解液不同，反應(yīng)進(jìn)行后，其溶液的pH各有何變化？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如把H2改為甲烷、KOH作導(dǎo)電物質(zhì)，則電極反應(yīng)式為：
____________________、____________________。
解析：根據(jù)電池反應(yīng)式可知H2在反應(yīng)中被氧化，O2被還原，因此H2應(yīng)在負(fù)極上反應(yīng)，O2應(yīng)在正極上反應(yīng)。又因?yàn)槭菈A性溶液，此時應(yīng)考慮不可能有H＋參加或生成，故負(fù)極反應(yīng)為：2H2＋4OH－－4e－===4H2O，正極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。若將導(dǎo)電物質(zhì)換成酸性溶液，此時應(yīng)考慮不可能有OH－參加或生成，故負(fù)極：2H2－4e－===4H＋，正極：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。由于前者在堿性條件下反應(yīng)KOH量不變，但工作時H2O增多故溶液變稀堿性減弱，pH將變小。而后者為酸溶液，H2SO4的量不變，水增多，溶液酸性減弱，故pH將變大。如把H2改為甲烷，用KOH作導(dǎo)電物質(zhì)，根據(jù)反應(yīng)CH4＋2O2===CO2＋2H2O，則負(fù)極為發(fā)生氧化反應(yīng)的CH4，正極為發(fā)生還原反應(yīng)的O2，由于有KOH存在，此時不會有CO2放出。
答案：(1)H2 O2 負(fù)極：2H2＋4OH－－4e－===4H2O
正極：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)負(fù)極：2H2－4e－===4H＋
正極：O2＋4H＋＋4e－===2H2O (1)變小，(2)變大
(3)負(fù)極：CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O
正極：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－
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