电化学基础考题分析与解题方法

1、电化学基础考题分析与解题方法1、几类必会的原电池反应方程式及电极方程式（1）碱性锌锰干电池：负极：Zn 2e2OHZn(OH)2正极：2MnO22H2O2e2MnOOH2OH（或2MnO2H2O2eMn2O32OH）电池总反应为：Zn +2MnO2+2H2O Zn(OH)2+2 MnOOH或： Zn +2MnO2 +H2O Zn(OH)2 + Mn2O3（2）铅蓄电池：负极：Pb 2e2SO42 PbSO4正极：PbO2+2e+4H+SO42 PbSO4 +2H2O电池总反应为：PbPbO2+2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O（3）各种二次充电电池：根据“可逆”方程式中的“充电和放电”方

2、向判断原电池的正、负极和电解池的阴、阳极，写出各极方程式。例1. LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：FePO4+LiLiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li+导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是A.可加入硫酸以提高电解质的导电性B放电时电池内部Li+向负极移动.C.充电过程中，电池正极材料的质量减少D.放电时电池正极反应为：FePO4+Li+e-LiFePO4例2.镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd + 2NiO

3、OH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2有关该电池的说法正确的是A充电时阳极反应：Ni(OH)2 e + OH- = NiOOH + H2OB充电过程是化学能转化为电能的过程C放电时负极附近溶液的碱性不变D放电时电解质溶液中的OH-向正极移动（4）各种燃料电池：根据电解质溶液的性质（酸性、碱性、中性或熔融盐）及两极反应物的性质写出电极方程式。例1据报道，我国拥有完全自主知识产权的氢氧燃料电池车已在北京奥运会期间为运动员提供了优质服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关叙述不正确的是A.正极反应式为：O2+2H2O+4e=4OHB.工作一段时间后，电解液中KOH的物质的

4、量不变C.该燃料电池的总反应方程式为：2H2+O2=2H2OD.用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移例2新型的质子交换膜燃料电池甲醇燃料电池，在固定电站、电动车、军用特种电源、载人的公共汽车和奔驰轿车上等方面都有广阔的应用前景。其工作原理如图所示。写出有关电极方程式。【答案】总反应2CH3OH+3O22CO2+4H2O，负极反应式为：2CH3OH+2H2O=2CO2+12H+12e-；正极反应式为：3O2+12e-+12H+6H2O（H+可自由移动）。2、原电池、电解池电极方程式的书写方法确定正、负极或阴、阳极放电微粒（不一定是电极材料，

5、得失电子均可称为“放电”，也可根据题中所给的总方程式判断）。写电极方程式：负、阳极放电微粒失电子，正、阴极放电微粒得电子。如果放电后所得的微粒还可以与电解液发生离子反应，则电极方程式中还要有电解液中的粒子参加反应。正、负极或阴、阳极电极方程式电子数可配成等同的最小公倍数，也可不用等同。也可根据题中所给的总方程式和先写出来一极方程式相减得到另一极方程式（？）。如果由水电离出来的H+或OH在电极上放电，则此电极方程式可以写H+或OH放电，也可写H2O放电。例如：（1）电解饱和食盐水：阴极：2H+2e=H2 或写成 H2O+2e= H2+2OH；（2）电解CuSO4溶液：阳极：4OH 4e=2H2O

6、+O2或写成 2H2O4e=O2+4H+。知道阴或阳离子交换膜的作用与原理：阴（阳）离子交换膜只允许阴（阳）离子自由通过，不允许阳（阴）离子和分子通过。例1（09年江苏化学·12）以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是A该电池能够在高温下工作B电池的负极反应为：C6H12O66H2O24e=6CO224HC放电过程中，H从正极区向负极区迁移D在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标 准状况下CO2气体3、燃料电池的试题类型和解题方法 (1)燃料电池在放电时发生的总反应和燃料燃烧时的总反应实质相同，但反应方程式不一定相同。如：甲烷碱性燃料电池

7、总反应和燃烧反应方程式： CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O（酸性介质时相同）； CH4+2O2CO2+2H2O(2)一般是由O2作氧化剂，可燃物为还原剂。所以可燃物为负极反应物，发生氧化反应，O2为正极反应物，发生还原反应。(3)燃料电池铂电极的作用：吸附燃料气和催化燃料气的反应(4)O2在正极放电的电极方程式写法：酸性介质：O2+4e+4H+=2H2O碱性或中性介质：O2+4e+2H2O =4OH固体氧化物熔融传导O2：O2+4e =2O2熔融碳酸盐：负极 O2+4e+CO2=CO32（O2与CO2反应）例1氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转化为电能，而不经过热能中间形式。

8、以KOH为电解质发生的反应为：2H2+O2=2H2O。电极反应式分别为：负极           ，正极            。 如把KOH改为稀H2SO4作导电物质，则电极反应式为     、    。 如把H2改为甲烷，KOH作导电物质，则电极反应式为    、  

9、; 。如果用稀H2SO4作导电物质，则电极反应式为        、       。答案：碱性介质：负极：2H2+4OH-4e-=4H2O 正极：O2+2H2O+4e-4OH-   酸性介质：负极：2H24e-=4H+ 正极：O2+4H+4e-2H2O。碱性介质：负极：CH4+10OH-8e=CO32-+7H2O 正极：O2+2H2O+ 4e-4OH-。酸性介质：负极：CH4+2H2O8e-=CO2+8H+ 正极：O2+4H+ 4e-2H2O。例

10、2 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）晶体，在熔融状态下能传导O2。下列对该燃料电池说法正确的是A.在熔融电解质中，O2 由负极移向正极B.电池的总反应是：2C4H10 + 13O2 = 8CO2 + 10H2OC.通入空气的一极是正极，电极反应为：O2 + 4e = 2O2D.通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10 + 26e + 13O2= 4CO2 + 5H2O例3（2000年理科高考综合卷26题）熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质,CO为负极燃气，空

11、气与CO2的混和气为正极助燃气，制得在650下工作的燃料电池。完成有关电极及电池方程式负极：2CO+2CO32- 4e= 4CO2正极： 总反应式 答案：负极：2CO2CO32- 4e = 4CO2正极：O24e-2CO22 CO3 2-总电池反应式： 2CO O22CO24、钢铁腐蚀的类型及其原理析氢腐蚀和吸氧腐蚀析氢腐蚀 吸氧腐蚀条件水膜酸性较强水膜呈弱酸性、中性或碱性正极反应2H2O + 2e=H2 + 2OHO2 +2H2O + 4e = 4OH负极反应Fe 2e = Fe2+总式：2Fe + O2 +2H2O =2 Fe(OH)2 4 Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4F

12、e(OH)3P87【科学探究】牺牲阳极的阴极保护法实验中，用K3Fe(CN)6（铁氰化钾）溶液检验Fe2+的有关现象（蓝色沉淀）反应方程式：2Fe(CN)63+3Fe2+=Fe3Fe(CN)62（铁氰化亚铁）。例1（09北京卷6）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：2H2O + O2 +4e = 4OH D工业上电解饱和和食盐水的阳极反应：2Cl2e=Cl25、电解池放电顺序：电解过程中阴、阳两极上离子的放电顺序：当阳极是惰性电极时，几种阴离子的放电顺序可依据常例为：ClOHSO42；当阳极是活性电极（易失电子的金属）时，放

13、电顺序应为：金属（电极）ClOHSO42。在阴极，阳离子的放电顺序一般是：按金属活动顺序，越不活泼金属，其阳离子越容易被还原（Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+）（注意：阳极：Fe2e= Fe2+；阴极：Fe3+ e= Fe2+），而铝以前的金属均不可能在水溶液中被还原。要特别注意：教学中不要把阴、阳离子在电极上的放电顺序绝对化。因为阴、阳离子在两极上的放电情况比较复杂，与离子性质、溶液浓度、电流密度和电极材料等都有关系。2、几个必会和熟记的电解反应方程式及电极方程式电解CuCl2溶液：CuCl2 Cu + Cl2

14、电解熔融MgCl2：MgCl2（熔融）Mg + Cl2电解熔融NaCl：NaCl（熔融） 2Na+ Cl2电解饱和NaCl溶液（饱和食盐水）：2NaCl（饱和）+ 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2电解CuSO4溶液：2CuSO4+2H2O 2Cu + O2 + 2H2SO4电解AgNO3溶液：4 AgNO3+2H2O4 Ag + O2 + 4HNO3电解熔融氧化铝：2Al2O3（熔融）4Al + 3O2例1用两支惰性电极插入CuSO4溶液中，通电电解，当有1×103 mol的OH放电时，溶液显浅蓝色，则下列叙述正确的是 ( )A阳极上析出5.6mLO2(标准状况) B阴极上

15、析出32mgCuC阴极上析出11.2mLH2(标准状况) D阳极和阴极质量都无变化6、电化学有关计算方法紧紧依靠下列两个守恒关系以及pH换算：（1）（溶液中离子）电荷守恒 （2）（两极）电子守恒例1.用惰性电极电解M（NO3）x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生bL氧气（标准状况）：从而可知M的原子量为（ ） A.22.4ax/b B.11.2ax/bC.5.6ax/b D.2.5ax/b例2设NA为阿伏伽德罗常数的值，下列叙述中正确的是（ ）A、lmolO2含有的电子数为17NA B、电解饱和食盐水时，阳极上生成1mol气体时转移的电子数为2NAC、常温常压下，32g 18O2

16、中所含的中子数为20NAD、工业上铜的电解精炼时电解池中每转移1mol电子时阳极上溶解的铜等于0.5NA7、各种电池优、缺点评价：(优点) （1）比能量大（单位体积或质量所能输出电能的多少）：碱性锌锰干电池、锂电池、银锌电池（2）可储存的时间长：碱性锌锰干电池、锂电池、银锌电池、铅蓄电池（3）电压稳定，电流持续：碱性锌锰干电池、锂电池、银锌电池、铅蓄电池（4）废弃电池无污染：燃料电池燃料电池能量转化率高，废弃物污染小，电压稳定，电流持续。四、题型示例【附件1】原电池原理基本原理1（08年广东化学·5）用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3

17、的U型管）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：Ag+e-=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ABCD2.（2007海南·14）依据氧化还原反应：2Ag+（aq） + Cu（s） = Cu2+（aq） + 2Ag（s）设计的原电池如图所示。请回答下列问题：（1）电极X的材料是            ；电解质溶液Y是   

18、0;        ；（2）银电极为电池的            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 &

19、#160;          电极流向            电极。3（07年宁夏理综·26）（14分）（1）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。锌片上发生的电极反应： ；银片上发生的电极反应： 。（2）若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47g，试计算：产生氢气的体积(标准状况)；通过导线的电量。（已知NA6.

20、02×1023/mol，电子电荷为1.60×1019C）4.（07年山东理综·29）铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 。（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。正极反应 负极反应 。1.C;2.（1）Cu AgNO3 （2）正极 Ag+ +eAg Cu2eCu2+ （3）X Ag3.（1）Zn2e=Zn2 2H2e=H2 （2）4.5L 3.8×104C【附件2】【（碱性锌锰电池）、可充电电池（铅蓄电

21、池）】1（08年广东化学·16）LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：FePO4+Li 放电充电 LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是A可加入硫酸以提高电解质的导电性B放电时电池内部Li向负极移动.C充电过程中，电池正极材料的质量减少D放电时电池正极反应为：FePO4+Li+e-=LiFePO42（08年海南化学·7）关于铅蓄电池的说法正确的是A在放电时，正极发生的反应是 Pb(s) +SO42(aq)= PbSO4(s) +2eB在放电时

22、，该电池的负极材料是铅板C在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小D在充电时，阳极发生的反应是 PbSO4(s)+2e= Pb(s)+ SO42(aq)3（08年江苏化学·5）镍镉（NiCd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是A充电时阳极反应：Ni(OH)2 e + OH- = NiOOH + H2OB充电过程是化学能转化为电能的过程C放电时负极附近溶液的碱性不变D放电时电解质溶液中的OH-向正极移动4（浙江理综化学第12题，6分）

23、市场上经常见到的标记为Li-ion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为：Li+2Li0.35NiO2 = 2Li0.85NiO2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，Li0.85NiO2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放电过程中Li向负极移动1.CD 2.B; 3.A 4.D【附件3】【燃料电池】1.（09年广东化学·14）可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为点解液，铝合金为负极

24、，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：O22H2O4e4OHB以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al3OH3eAl(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2（08年宁夏理综·10）一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是ACH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e- BO2(g)+4H(aq)+4e=2H2O(1)CCH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6

25、H(aq)+6e DO2(g)+2H2O(1)+4e=4OH3.（07年广东化学·9）科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为：AH22OH2H2O2e BO24H4e2H2OCH22H2e DO22H2O4e4OH4.（08年山东·29）北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）。以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为 ；放电时，CO32-移向电池的 （填“正”或“负”）极。5.（

26、09年海南·15）Li-SOCl2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+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2。 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 ；(3)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是 。1.A2.C3.C4.C3H85O23CO24H2O；负；5.（1）负极材料为Li（还原剂），Li e- = Li+（2）2SOCl2 + 4 e- = 4Cl- + S + SO2（3）因为构成电池的两个主要成份Li能和氧气水反应，且

27、SOCl2也与水反应【附件4】实物图电池1（09年江苏化学·12）以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是A该电池能够在高温下工作B电池的负极反应为：C6H12O66H2O24e=6CO224HC放电过程中，H从正极区向负极区迁移D在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标 准状况下CO2气体2.（09年福建理综·11）控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如右图所示的原电池。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

28、读数为零后，在甲中溶入FeCl2固定，乙中石墨电 极为负极3（09安徽卷12）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，点解总反应： 2Cu+H2O=Cu2O+H2O。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0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。答案：1.B2.D3.A【附件5】金属的腐蚀和防护1.（09年广东化学·10）出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是A锡青铜的熔点比纯铜高B在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用C锡青铜文物

29、在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程2.（08年广东化学·12）下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是A纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B当镀锡铁制品的镀层破损时，镶层仍能对铁制品起保护作用C在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀3.（07年广东化学·12）为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是A将青铜器放在银质托盘上 B将青铜器保存在干燥的环境中C将青铜器保存在潮湿的空气中 D在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜4（09上海

30、卷13）右图装置中，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：Fe2e = Fe2+Da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀答案：1.BC 2.AC 3.BD 4.B【附件6】电解池原理及其应用1.（07年广东化学·20）三氧化二镍（Ni2O3）可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加入适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO，把二价镍氧化为三价镍。以

31、下说法正确的是A可用铁作阳极材料 B电解过程中阳极附近溶液的pH升高C阳极反应方程式为：2Cl2eCl2D1mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1mol电子。2. （09安徽理综·12）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：2Cu+H2O=Cu2O+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0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。3（09北京卷6）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：2H2

32、O + O2 +4e = 4OH D工业上电解饱和和食盐水的阳极反应：2Cl2e=Cl2答案：1.CD 2.A 3.A【附件7】化工生产题型中电解原理的考查1.（09年江苏化学·16）以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：（4）反应常被用于电解生产(NH4)2S2O8（二硫酸铵）。电解时均用惰性电极，阳极发生地电极反应可表示为 。2.（08年山东理综·30）食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。（1）粗食盐常含有少量K、Ca2、Mg2、Fe3、SO42等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：

33、（3）电解饱和食盐水的装置如图所示，若收集的H2为2 L，则同样条件下收集的Cl2 （填“”、“=”或“”）2 L，原因是 。装置改进后可用于制备NaOH溶液，若测定溶液中NaOH的浓度，常用的方法为 。3（07年山东理综·31）工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如下图所示。(1)电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽。离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是。电解槽中的阳极材料为。4.（09年宁夏·37）请回答氯碱的如下问题：（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、SO42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