综合模拟题：2017年重庆高考化学：电化学及其应用

2017年重庆高考化学：电化学及其应用

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2017年重庆高考化学：电化学及其应用

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：

⑴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。

⑵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。

⑶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。

⑷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化反应，其正极得电子发生还原反应。

⑸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。

⑹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

⑴题目给定原电池的装置图，未给总反应式：

①首先找出原电池的正、负极，即分别找出氧化剂和还原剂。

②结合介质判断出还原产物和氧化产物。

③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。

⑵题目中给出原电池的总反应式：

①分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况，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。

②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。

③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"个";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0H-或H20;

5.两电极反应、电池总反应的三个方程式，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

⑴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。

⑶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。

⑴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，

在铜一锌一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

4种情况：

①活泼性不同的两种金属。例如，锌铜原电池中，锌作电池的负极，

铜作电池的正极。

②金属和非金属。例如，锌镒干电池中，锌片作电池的负极，石墨

棒作电池的正极。

③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。

④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。

书写电极反应式前，我们应首先明确电池的正负极、电极材料和电解

质溶液的性质，对于二次电池还要注意放电或充电的方向。

⑴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。

①由化合价的升降判断负、正极的反应物

负极：Pb正极：PbO2

②主产物负极：PbS04正极：PbS04

③由化合价升降确定电子得失的数目负极：-2e-正极：+2e-

④电极反应关系式负极：Pb-2e-⇒PbSO4正极：

PbO2+2e-⇒PbSO4

⑤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：Pb-2e-+SO42-=PbSO4

正极：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O

充电时，是总反应式的逆向过程，氧化剂、还原剂都为PbS04

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：PbS04

阳极（发生氧化反应或与外电源正极相连）反应过程：PbS04

充电时电极反应

阴极：PbSO4+2e-=Pb+SO42-

阳极：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-

五、电解质溶液的电解规律（惰性电极）

L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

⑴分析电解质溶液的组成，找出离子，并分为阴、阳两组。

⑵分别对阴、阳离子排出放电顺序，写出两极上的电极反应式。

⑶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

⑴电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐（如NaOH、H2so4、

K2s04等）溶液的电解。如：

阴极：4H++4e-=2H2个，

阳极：4OH--4e-=2H2O+O2个，

总反应：

⑵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HCI、CuCI2等）溶液的电解。如：

阴极：Cu2++2e-=Cu,

阳极：2cI-2e-=CI2个，

⑶放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外，如NaCI、MgCI2

等）溶液的电解。如：

阴极：2H++2e-=H2个，

阳极：2cI-2e-=CI2个,

⑷放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐（如CuS04、AgN03等）溶液的

电解。如：

阴极：2Cu2++4e-=2Cu,

阳极：2H2O-4e-=O2个+4H+,

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成条件①活动性不同的两个电极（连接）;②

电解质溶液（电极插入其中并与电极自发反应）;③形成闭合回路直流

电源；①两个电极接②两个电极插入电解质溶液;③形成闭合回路

电源正极;①镀层金属接

②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：

Zn-2e-=Zn2+

正极：2H++2e-=H2个

总反应：

Zn+2H+Zn2++H2个阳极：2CI--2e-=CI2个

阴极：Cu2++2e-=Cu

总反应:

Cu2++2CI-Cu+CI2个阳极：Zn-2e-=Zn2+

阴极：Zn2++2e-=Zn

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）;精炼铜镀层金属为铭、锌、银、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⑴同一原电池的正、负极发生的电极反

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。

⑶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

考点一原电池原理与化学电源

1.控制适合的条件，将反应2Fe3++2l-2Fe2++l2设计成如图所示的原电

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.电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态

D.电流表读数为零后，在甲中溶入FeCI2固体，乙中的石墨电极为负

极

解析：选D。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12被氧化，所以A、B正确;电流表读数为零

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;在甲中溶入FeCI2固体，平衡2Fe3++2l-2Fe2++l2向左移动，12被

还原为乙中石墨为正极，D不正确。

某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag+CI2===2AgCI。下列说法

正确的是（）

A.正极反应为AgCI+e-===Ag+CI-

B.放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成

C.若用NaCI溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变

D.当电路中转移0.01mole-时一，交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离

子

考点二电解原理及其应用

.某模拟"人工树叶"电化学实验装置如图所示,该装置能将H2O和CO2

转化为02和燃料(C3H80)。下列说法正确的是()

A.该装置将化学能转化为光能和电能

B.该装置工作时，H+从b极区向a极区迁移

C.每生成1mol02,有44gCO2被还原

D.a电极的反应为3CO2+18H+-18e-===C3H8O+5H2O

解析：选B。结合装置图可知该装置为电解装置，模拟"人工树叶〃，

故为电能转化为化学能，A项错误力极连接电源的正极，为阳极，在

电解池中H+向a极（阴极）区移动，B项正确;右侧H20玲02发生的是

氧化反应，每生成1mol02,转移4moi电子，C3H80中碳元素的化

合价是-2,3c02玲C3H80,转移18mol电子，故生成1mol02消耗mol

C02,C项错误；a电极发生的是还原反应：

3co2+18H++18e-===C3H8O+5H2O,D项错误。

H3P02也可用电渗析法制备。“四室电渗析法〃工作原理如下图所示（阳

膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过）：

⑴写出阳极的电极反应式o

⑵分析产品室可得到H3PO2的原因

⑶早期采用“三室电渗析法〃制备H3PO2：将“四室电渗析法〃中阳极室

的稀硫酸用H3P02稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，

从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有杂质。该

杂质产生的原因是

答案：⑴2H2O-4e-===O2个+4H+

(2)阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2P0穿过阴膜扩

散至产品室，二者反应生成H3P02

⑶P0H2P0或H3PO2被氧化

考点三电解的计算

.在1LK2SO4和CuS04的混合溶液中c(SO)=2.0mol-L-1,用石墨电极

电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L(标准状况)气

体，则原溶液中。1<+)为()

A.2.0mol-L-1B.1.5mol-L-1

C.1.0mol-L-1D.0.50mol-L-1

解析：选A。由于两极均可产生气体，所以阳极是阴离子0H-放电得

到02,阴极是Cu2+和H+放电得到Cu和H2,由得失电子守恒可知：

2n(O2)=n(Cu2+)+n(H2),而n(O2)=n(H2)=22.4L/(22.4L-mol-l)=1.0mol,

所以n(Cu2+)=n(O2)=1.0mol,c(Cu2+)=1.0mol-L-1,原溶液中存在电荷

守恒：c(K+)+2c(Cu2+)=2c(SO),c(K+)=2x2.0mol-L-l-2xl.Omol-L-l=

2.0mol-L-lo

在如图所示的装置中，若通直流电5min时.，铜电极质量增加2.16go

试回答下列问题：

⑴电源中X电极为直流电源的极。

（2）pH变化：A：,B：,C：（填

"增大"、"减小"或"不变

⑶通电5min时,B收集224mL（标准状况下）气体,溶液体积为200mL,

则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为（假设电解前后

溶液体积无变化）。

⑷若A中KCI足量且溶液的体积也是200mL,电解后，溶液的pH为

（假设电解前后溶液体积无变化）。

答案：⑴负（2）增大减小不变（3）0.025mol-L-1

（4）13

考点金属的腐蚀与防护

例4.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是

()

A.d为石墨，铁片腐蚀加快

B.d为石墨，石墨上电极反应为：O2+2H2O+4e-===4OH-

C.d为锌块，铁片不易被腐蚀

D.d为锌块，铁片上电极反应为：2H++2e-===H2个

解析：选Do由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成的原

电池中，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02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，A正确。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02得到电子，发生还原反应，电极反应为：

O2+2H2O+4e-===4OH-,B正确。若d为锌块，由于金属活动性:Zn>Fe,

Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn,Fe得到保护,

铁片不易被腐蚀，C正确。d为锌块，由于电解质溶液为中性环境，

发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为：O2+2H2O+4e-===4OH-,D

错误。

利用如图装置进行实验，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（）

A.a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

C.a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小

D.a、b两处具有相同的电极反应式：Fe-2e-===Fe2+

解析：选C。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：Fe-2e-===Fe2+

正极：O2+4e-+2H2O===4OH-

右边负极：Fe-2e-===Fe2+

正极：2H++2e-===H2个

a、b处的pH均增大，C错误。

L【2016年高考卷】用石墨电极完成下列电解实验。

实验一实验二装置现象a、d处试纸变蓝;b处变红，局部褪色;c

处无明显变化两个石墨电极附近有气泡产生;n处有气泡产生;……下

列对实验现象的解释或推测不合理的是()

A.a、d处：2H2O+2e-=H2个+2OH-

B.b处：2CI--2e-=CI2个

C.c处发生了反应：Fe-2e-=Fe2+

D.根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜

【答案】B

2.[2016年高考海南卷】某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH

溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是()

A.Zn为电池的负极

B.正极反应式为2FeO42−+10H++6e−=Fe2O3+5H2O

C.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变

D.电池工作时向负极迁移

【答案】AD

【解析】根据化合价升降判断，Zn化合价只能上升，故为负极材料，

K2FeO4为正极材料，正确;KOH

溶液为电解质溶液，则正极为2FeO42+6e−+8H20

=2Fe(OH)3+10OH−,错误;该电池放电过程中电

解质溶液浓度减小，错误;电池工作时阴离子0H向负极迁移，正确。

32016年高考上海卷】图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示

实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示()

A.铜棒的质量B.c(Zn2+)

C.c(H+)D.c(SO42-)

【答案】C

4.【2016年高考四川卷】某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。

放电时电池的总反应为：Lil-xCoO2+LixC6=LiCoO2+C6(xA.放电时，Li+

在电解质中由负极向正极迁移

B.放电时，负极的电极反应式为LixC6-xe-=xLi++C6

C.充电时,若转移lmole-,石墨C6电极将增重7xg

D.充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-=Lil-xCoO2+Li+

【答案】C

【解析】放电时，阳离子向正极移动，A正确;放电时，负极失去电

子，B正确;充电时、若转移lmol电子，则石墨电极上溶解1/xmolC6,

电极质量减少，C错误;充电时阳极失去电子，为原电池的正极的逆反

应，D正确。

5.[2016年高考新课标I卷】三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的

原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电

场的作用下，两膜中间的Na+和SO42-可通过离子交换膜，而两端隔

室中离子被阻挡不能进入中间隔室。

下列叙述正确的是()

A.通电后中间隔室的SO42-离子向正极迁移，正极区溶液pH增大

B.该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品

C.负极反应为2H2O-4e-=O2+4H+,负极区溶液pH降低

D.当电路中通过lmol电子的电量时，会有0.5mol的02生成

【答案】B

6.【2016年高考新课标II卷】Mg-AgCI电池是一种以海水为电解质溶

液的水激活电池。下列叙述错误的是()

A.负极反应式为Mg-2e-=Mg2+

B.正极反应式为Ag++e-=Ag

C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移

D.负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2个

【答案】B

【解析】根据题意，电池总反应式为：Mg+2Agel=MgCI2+2Ag,正极

反应为：2AgCI+2e-=2CI-+2Ag,负极反应为：Mg-2e=Mg2+,A正确,

B错误;对原电池来说，阴离子由正极移向负极，C正确;由于

镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2个，D正

确。

72016年高考新课标m卷】锌-空气燃料电池可用作电动车动力电源，

电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH-

+2H20===2Zn(0H)o下列说法正确的是()

A.充电时，电解质溶液中K+向阳极移动

B.充电时，电解质溶液中逐渐减小

C.放电时，负极反应为：Zn+4OH-2e-===Zn(OH)

D.放电时，电路中通过2moi电子，消耗氧气22.4L(标准状况)

【答案】C

8.【2016年高考浙江卷】金属(M)-空气电池(如图)具有原料易得、能

量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池

放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n。已知：电池的“理

论比能量''指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列

说法不正确的是()

A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利

于氧气扩散至电极表面

B.比较Mg、Al、Zn三种金属-空气电池，AI-空气电池的理论比能量

最高

C.M-空气电池放电过程的正极反应式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne-

=4M(0H)n

D.在M-空气电池中，为防止负极区沉积Mg(0H)2,宜采用中性电解

质及阳离子交换膜

【答案】C

【解析】多孔电极可以增加氧气与电极的接触，使氧气充分反应，A

正确;24克镁失去2摩尔电子，27克铝失去3摩尔电子，65克锌失去

2摩尔电子，所以铝■■空气电池的理论比能量最高，B正确;根据题给放

电的总反应4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n,氧气在正极得电子，由于有

阴离子交换膜，正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH−,C错误;

负极是金属失去电子生成金属阳离子，因为镁离子或铝离子或锌离子

都可以

和氢氧根离子反应生成氢氧化物沉淀，说明应采用中性电解质或阳离

子交换膜，防止正极产生的氢氧根到

负极区反应，D正确。

9.[2016年高考浙江卷】(15分)催化还原CO2是解决温室效应及能源

问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，C02和

H2可发生两个平衡反应，分别生成CH3OH和COo反应的热化学方

程式如下：

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AHl=-53.7kJ-mol-lI

C02(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AH2II

某实验室控制C02和H2初始投料比为1:2.2,经过相同反应时间测得

如下实验数据：

【备注】Cat.l:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性：转化

的C02中生成甲醛的百分比

已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ-mol-l和-285.8kJ-mol-l

@H20(l)H2O(g)AH3=44.0kJ-mol-l

请回答(不考虑温度对AH的影响)：

⑸研究证实，C02也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲

醇的反应发生在极，该电极反应式是。

【答案】

⑸阴CO2+6H++6e-==CH3OH+H2O

10.[2016年高考天津卷】(14分)氢能是发展中的新能源，它的利用

包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：

⑴与汽油相比，氢气作为燃料的优点是(至少答出两点)。

但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料

电池的负极反应式：。

⑸化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的

Na2FeO4,同时获得氢气：Fe+2H2O+2OH−FeO42−+3H2个,

工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的

FeO42−,银电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电

极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易

被H2还原。

①电解一段时间后，c(OH−)降低的区域在(填"阴极室〃

或"阳极室")。

②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是。

③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一

点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：。

【答案】

⑴污染小;可再生;来源广;资源丰富;燃烧热值高;H2+2OH--2e-=2H2O

⑸①阳极室

②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低

③M点：c(OH-)低,Na2FeO4稳定性差，且反应慢(或N点：c(OH-)

过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低)。

(3)MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)AH

⑷利用太阳能直接分解水制氢，是将光能转化为化学能，故答案为:

光能转化为化学能；

⑸①根据题意镇电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气，铁电极发

生氧化反应，溶液中的氢氧根离子减少，因此电解一段时间后，

c(OH−)降低的区域在阳极室，故答案为：阳极室；

②氢气具有还原性，根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易

被H2还原。电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，防止

Na2FeO4与H2反应使产率降低，故答案为：防止Na2FeO4与H2反

应使产率降低；

③根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，在M点，c(OH-)低，

Na2FeO4稳定性差，且反应慢，在N点：c(OH-)过高，铁电极上有氢

氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低，故答案为：M点：c(OH-)低，

Na2FeO4稳定性差，且反应慢(或N点：c(OH-)过高，铁电极上有氢氧

化铁生成，使Na2FeO4产率降低)。

1.(2015•课标全国卷分)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CO生成

微生物促进了反应中电子的转移

质子通过交换膜从负极区移向正极区

电池总反应为C+6O+6H

答案A

（2015・江苏化学10,2分）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正确的是（）

反应CH+H3H2+CO每消耗1molCH转移12mol电子

电极A上H参与的电极反应为：H+2OH-2e-

C.电池工作时向电极B

D.电极B上发生的电极反应为：O+2CO+4e-

答案D

（2015•浙江理综分）在固态金属氧化物电解池中高温共电解H、CO混

合气体制备H和CO是一种新的能源利用方式基本原理如图所示。下

列说法不正确的是（）

是电源的负极

阴极的电极反应式是：H+2e-+O-、CO+2e-+O-

总反应可表示为：H+C02+C0+0

D.阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1：1

解析由水和二氧化碳生成氢气和一氧化碳发生还原反应此极上得

到电子应为阴极故X极为电源的负极、B项正确;C项根据电极上的反

应物和生成物可知总反应方程式正确;D项因阳极电极反应式为

20-4e-结合电子得失相等2：1,错误。

答案D

（2015•天津理综分）锌铜原电池装置如图所示其中阳离子交换膜只允

许阳离子和水分子通过下列有关叙述正确的是（）

铜电极上发生氧化反应

电池工作一段时间后甲池的（SO）减小

电池工作一段时间后乙池溶液的总质量增加

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

（2015.理综分）在通风厨中进行下列实验：

步骤现象Fe表面产生大量无色气泡液面上方变为红棕色Fe表面产

生少量红棕色气泡后迅速停止Fe、Cu下列说法不正确的是（）

中气体由无色变为红棕色的化学方程式：2NO+O

B.H中的现象说明Fe表面形成致密的氧化膜阻止Fe进一步反应

对比I、II中的现象说明稀HNO的氧化性强于浓HNO

D.针对HI中的现象在Fe、Cu之间连接电流计可判断Fe是否被氧化

解析A项铁与稀硝酸反应生成NO与空气中0反应生成NO+O正

确;B项铁遇浓硝酸钝化阻止铁继续与浓硝酸反应正确;C项对比I、H

说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸错误;D项装置in形成原电池通过电

流计指针偏转的方向可判断铁是否被氧化正确。

答案c

（2015•福建理综分）某模拟"人工树叶"电化学实验装置如图所示该装

置能将H和CO转化为0和燃料（C）。下列说法正确的是（）

该装置将化学能转化为光能和电能

该装置工作时一+从b极区向a极区迁移

每生成1mol0有44gCO被还原

电极3CO2+18H+-18e-+5H

答案B

（2015•四川理综分）用右图所示装置除去含CN-、-废水中的CN-时控制

溶液pH为9〜10阳极产生的CIO-将CN-氧化为两种无污染的气体。

下列说法不正确的是（）

A.用石墨作阳极铁作阴极

阳极的电极反应式：CI-+2OH-2e-+H

C.阴极的电极反应式：2H+2e-+2OH-

除去CN-的反应：2CN-5CIO-+2H++2co+5CI-+H

解析Cl-在阳极发生氧化反应生成CIO-水电离出的H+在阴极发生还

原反应生成H又由于电解质溶液呈碱性故A、B、C项正确;D项溶液

呈碱性离子方程式中不能出现H+正确的离子方程式为

2CN-+5CIO-+H+2co+5CI-+2OH-错误。

答案D

(2015・江苏化学分)下列说法正确的是()

若H2分解产生1mol0理论上转移的电子数约为4x6.02x10

B.室温下=3的CH溶液与pH=U的NaOH溶液等体积混合溶液pH>7

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

一定条件下反应N+3H??2NH3达到平衡时正(H)=2逆(NH)

答案C

L【2014年高考卷第8题】下列电池工作时，02在正极放电的是()

A.锌镒电池B.氢燃料电池C.铅蓄电池D.银镉电池【答案】B

【解析】A.锌镒干电池中电极反应式，负极：Zn-2e-=Zn2+＞正极

2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H2O,所以不符合题意，故A错误;B.

酸性氢氧燃料电池电极反应式为2H2-4e-=4H+、O2+4H++4e-=2H2O,

碱性氢氧燃料电池电极反应式为2H2-4e-+4OH-=4H2O、O2+2H2O+4

e-=4OH-,所以符合题意，故B正确;C.放电时负极电极反应：

Pb-2e-+SO42-=PbSO4,正极电极反应：

PbO2+2e-+4H++2SO42-=PbSO4+2H2O,所以不符合题意，故C错误;D.

放电正极：2NiOOH+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-、负极：

Cd+2OH-2e-=Cd(OH)2,所以不符合题意，故D错误;故选B。

.[2014年高考福建卷第11题】某原电池装置如图所示，电池总反应

为2Ag+CI2=2AgCI。下列说法正确的是

A.正极反应为AgCI+e-=Ag+CI-

B.放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成

C.若用NaCI溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变

D.当电路中转移0.01mole/寸，交换膜左侧溶液中约减少0.02mol离

子

【答案】D

【考点定位】考查原电池知识。

.【2014年高考浙江卷第11题】镇氢电池(NiMH)目前已经成为混合动

力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该

电池在充电过程中的总反应方程式是：Ni(0H)2+M=NiOOH+MH

已知：GNiOOH+NH3+H2O+OH-=6Ni(0H)2+NO2-

下列说法正确的是

A.NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH+H2O+e-=

Ni(0H)2+0H-

B.充电过程中OH-离子从阳极向阴极迁移

C.充电过程中阴极的电极反应式：H2O+M+e-=MH+OH-,H2O中的

H被M还原

D.NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液

【答案】A

【解析】B.充电过程中阴离子0H-离子向阳极迁移，不正确;C.H20+M

+e-=MH+OH-,H2O中的H电离成H+得到电子被还原;D.由已知可知

NiOOH与NH3发生反应。

【考点定位】用NA为阿伏加德罗常数的值来表示微粒数目。

.[2014年高考天津卷第6题】已知：锂离子电池的总反应为：

LixC+Lil-xCoO2C+LiCoO2

锂硫电池的总反应为：有关上述两种电池说法正确的是

2Li+SLi2So

A.锂离子电池放电时，Li+向负极迁移

B.锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应

C.理论上两种电池的比能量相同

D.右图表示用锂离子电池给锂硫电池充电

【答案】B

【考点定位】本题考查电化学原理。

.[2014年高考上海卷第9题】下图是在航天用高压氢银电池基础上

发展起来的一种金属氢化物银电池(MH-Ni电池)。下列有关说法不正

确的是

A.放电时正极反应为：NiOOH+H2O+e-玲Ni(OH)2+OH-

B.电池的电解液可为KOH溶液

C.充电时负极反应为：MH+OH-玲+H2O+M+e-

D.MH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高

【答案】C

【解析】首先确定该电池放电时的总反应为：MH+NiOOH=M+Ni(OH)2,

MH合金中M、H均为0价，MH作负极材料，而NiOOH作正极材

料，正极反应式为NiOOH+H2O+e-玲Ni（OH）2+OH-,负极反应式为

MH+OH-e玲+H20+M（充电时负极反应为其逆反应），则A项正确，C

项错误;电池的电解液可为碱性溶液（KOH溶液），不能为酸性溶液（会

与NiOOH反应），B项正确;MH中氢的密度越大，放电时放出的电量

越多，其电池的能量密度越高，D项正确。

【考点定位】考查电化学原理。

.[2014年高考上海卷第12题】如右图所示，将铁棒和石墨棒插入盛

有饱和NaCI溶液的U型管中。下列分析正确的是

A.K1闭合，铁棒上发生的反应为2H++2e-玲H2个

B.K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高

C.K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法

D.K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生O.OOlmol气

体

【答案】B

【考点定位】考查电化学原理的应用

.【2014年高考江苏卷第11题】下列有关说法正确的是

A.若在海轮外壳上附着一些铜块，则可以减缓海轮外壳的腐蚀

B.2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的

△H>0

C.加热O.lmol/LNa2c03溶液，CO32-的水解程度和溶液的pH均增大

D.对于乙酸与乙醇的酯化反应(△H【答案】C

【考点定位】考查金属腐蚀、反应自发性、外界条件对水解平衡和反

应速率以及平衡常数的影响

.[2014年高考山东卷第30题】(16分)离子液体是一种室温熔融盐,

为非水体系，由有机阳离子、AI2CI7—和AICI4—组成的离子液体作电

解液时，可在钢制品上电镀铝。

⑴钢制品应接电源的极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳

离子不参与电极反应，阴极电极反应式为。若改用AICI3水溶液作电

解液，则阴极产物为。

⑵为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应

转移6moi电子时，所得还原产物的物质的量为moL

⑶用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有。

a.KCIb.KCI03c.MnO2d.Mg

取少量铝热反应所得到的固体混合物，将其溶于足量稀H2s04,滴加

KSCN溶液无明显现象，（填"能"或"不能"）说明固体混合物中无Fe2O3,

理由是（用离子方程式说明）。

［答案］（1）负;4AI2Cl7-+3e‾=AI+7AICI4-;H2

⑵3

（3）b、d;不能；Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+=3Fe2+（或只写

Fe+2Fe3+-3Fe2+）

【解析】（1）钢制品为渡件，电镀时作阴极，连接电源的负极;电镀铝

阴极应生成单质铝，所以阴极电极反应式为：4

AI2CI7-+3e‾=AI+7AICI4-;若改用AICI3水溶液作电解液，H20

电离产生的H+放电生成H2o

⑵用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层的化学方程式为：

2Al+2NaOH+6H2O=2Na[AI(OH)4]+3H2个还原产物为H2,与转移电子的

对应关系为：H2~2e‾,n(H2)=l/2n(e‾)=l/2x6mol=3molo

⑶铝热反应需要用Mg燃烧提供反应条件，KCIO3提供02,所以b、

d正确;H2s04与Fe2O3反应可生成Fe3+,但铝热反应生成的Fe可将

Fe3+还原为Fe2+,发生反应：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、

Fe+2Fe3+=3Fe2+,加入KSCN,无明显现象。

【考点定位】本题考查电化学原理、氧化还原反应原理、铝热反应、

离子的检验。

.[2014年高考海南卷第16题】(9分)锂镒电池的体积小、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LiCI04。

溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入Mn02晶格中，生成

LiMn02o

回答下列问题:

⑴外电路的电流方向是由极流向极。（填字母）

⑵电池正极反应式为o

⑶是否可用水代替电池中的混合有机溶剂?—（填"是''或“否，原因

是O

（4）MnO2可与KOH和KCI03,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】⑴ba⑵MnO2+e-+Li+=LiMnO2;⑶否电极Li是活泼金属,

能与水反应；

（4）3MnO2+KCIO3+6KOH=3K2MnO4+KCI+3H2O;2:1.

【解析】（1）外电路的电流方向是由正极b流向负极a。（2）在电池正极

b上发生的电极反应式为MnO2+e-+Li+=LiMnO2;（3）由于负极材料Li

是活泼的金属，能够与水发生反应，所以不可用水代替电池中的混合

有机溶剂。⑷根据题意结合原子守恒、电子守恒可得方程式：

3MnO2+KCIO3+6K0H=3K2MnO4+KCI+3H2O;K2MnO4在酸性溶液中歧

化，生成KMnO4和MnO2.根据化合价升降总数等于电子转移的数目

可知：每转移2moi的电子，产生lmol的Mn02、2molKMnO4。所

以生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2:1.

【考点定位】考查原电池电极的判断、电极反应式的书写、反应条件

的选择、化学方程式的书写及氧化产物与含有产物的物质的量的关

系的计算的知识。

1.[2014年高考重庆卷第11题】（14分）氢能是重要的新能源。储氢

作为氢能利用的关键技术，是当前关注的热点之一。

⑴氢气是清洁能源，其燃烧产物为O

（2）NaBH4是一种重要的储氢载体，能与水反应达到NaB02,且反应

前后B的化合价不变，该反应的化学方程式为,反应消

耗lmolNaBH4时转移的电子数目为。

⑶储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱

氢和加氢：。某温度下，向恒容密闭容器中加入环己烷，起始浓度

为amol/L,平衡时苯的浓度为bmol/L,该反应的平衡常数K=。

⑷一定条件下，题11图示装置可实现有机物的电化学储氢（忽略其它

有机物)。

①导线中电子移动方向为。

②生成目标产物的电极反应式为。

③该储氢装置的电流效率=(=xlOO%,计算结果保留小数点后1

位)

【答案】⑴水或H20⑵NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2个;4NA或

2.408x1024

(3)mol3/L3⑷①A玲D@C6H6+6H++6e-=C6H12③.3%

【解析】

⑴氢气的燃烧产物是水。

(2)反应前后B元素的化合价不变，则反应前后B元素的化合价均是

+3价，因此反应前NaBH4中氢元素的化合价是-1价。水中氢元素的

化合价是+1价，因此反应中还有氢气生成，则反应的化学方程式为

NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2个。NaBH4中氢元素的化合价从-1价升高到

0价，因此1molNaBH4在反应中失去4moi电子，其数目是4NA或

2.408xl024o

⑶平衡时苯的浓度是bmol/L,则根据反应的方程式可知消耗环戊烷

的浓度是bmol/L,生成氢气的浓度是3bmol/L,,平衡时环戊烷的浓

度为(a-b)mol/L。由于化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达

到平衡状态时，生成物浓度的事之积和反应物浓度的幕之积的比值,

则该温度下反应的平衡常数为=^1。13人3。

【考点定位】考查氧化还原反应方程式配平和计算、平衡常数计算以

及电化学原理的应用与计算

1.【2014年图考卷第26题】

NH3经一系歹反应可以得至I」HN03,如下图所示。

⑴I中，NH3和02在催化剂作用下反应，其化学方程式是

(2)11中，2NO(g)+O22NO2(g)。在其他条件相同时一，分别测得N0的平

衡转化率在不同压强(Pl、P2)下温度变化的曲线(如右图)。

①比较Pl、P2的大小关系：。

②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是O

⑶III中，降低温度，将N02(g)转化为N2O4。)，再制备浓硝酸。

①已知：2NO2(g)N2O4(g)AHl

2NO2(g)N2O4(I)AH2

下列能量变化示意图中，正确的是(选填字母)O

②N2O4与02、H20化合的化学方程式是。

⑷IV中，电解N0制备NH4NO3,其工作原理如右图所示，为使电解

产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A,A是,说明

理由：。

【答案】(1)4NH3+5O24NO+6H2O;

⑵①Pl

②减小;

(3)0A;

②2N2O4+O2+2H2O=4HNO3;

⑷氨气;根据反应8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,电解产生的HN03多

⑶①

2NO2(g)N2O4(g)AHl①

2NO2(g)N2O4(I)AH2②

根据盖斯定律：①-②得

N2O4(g)N2O4(I)△H3=AHl-AH2,一般来说，物质由气态变为液态,

放出热量，即△H3=AHl-AH2AH2,由降低温度，将N02转化为N2O4,

可知该反应为放热反应，即()>△H1>AH2,即反应物2NO2(g)的总能

量大于生成物N2O4(g)和N2O4(I)的总能量，且前者放出的热量小，故

答案为A;

②N2O4与氧气、水反应生成硝酸，化学方程式为：

2N2O4+O2+2H2O=4HNO3;

⑷电解NO制备硝酸车安，阳极反应为：NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+,阴

极反应为：NO+5e-+6H+=NH4++H2O,从两极反应可看出若要使电子

得失守恒，阳极产生的N03-的量大于阴极产生的NH4+的量，总反应

为8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3,故应补充适量的氨气。

【考点定位】本题考查氨的催化氧化反应、化学平衡、化学反应中的

能量变化、电解知识等内容。

12.[2014年高考安徽卷第28题】（14分）某研究小组为探究弱酸性

条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和

碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞（如图l）o从胶头滴管中滴入几滴醋

酸溶液，同时测量容器中的压强变化。

⑴请完成以下实验设计表（表中不要留空格）：

编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%①为以下实验作参照0.5

2.090.0@醋酸浓度的影响0.536.0③0.22.090.0（2）编号①实验

测得容器中压强随时间变化如图2。t2时,容器中压强明显小于起始

压强，其原因是铁发生了腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀

时电子流动方向;此时，碳粉表面发生了（“氧化"或"还原"）反应，其电

极反应式是。

⑶该小组对图2中0〜tl时压强变大的原因提出了如下假设，请你完

成假设二：

假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；

假设二：；

⑷为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方

案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。

实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)：

【答案】

(1)@2.0③碳粉含量的影响

⑵吸氧腐蚀还原反应2H2O+O2+4e-=4OH-(或4H++O2+4e-=2H2O)

⑶反应放热，温度升高，体积膨胀

⑷实验步骤和结论（不要求写具体操作过程）

①药品用量和操作同编号①实验（多孔橡皮塞增加进、出导管）

②通入筑气排净瓶内空气；

③滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化（也可测温度变化，检验

Fe2+等）。

如果瓶内压强增大，假设一成立。否则假设一不成立。

（本题属于开放性试题，合理答案均给分）

【考点定位】实验设计与探究，影响化学反应速率的因素。

1.[2014年高考福建卷第24题】（15分）铁及其化合物与生产、生活

关系密切。

⑴下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。

①该电化腐蚀称为。

②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是(填字母)。

⑵用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下：

①步骤I若温度过高,将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为。

②步骤H中发生反应：

4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O=2Fe2O3-nH2O+8HNO3,反应产生的HN03

又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2,该反应的化学方程式为。

③上述生产流程中，能体现“绿色化学〃思想的是(任写一项)。

(3)已知t°C时，反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。

①t°C时，反应达到平衡时n(CO)：n(C02)=。

②若在1L密闭容器中加入0.02molFeO(s),并通入xmolCO,t℃时

反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%,则乂=o

【答案】

⑴①吸氧腐蚀②B

⑵①4HNO34NO2个+02个+2H2O

@4Fe+10HNO3=4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O

③氮氧化物排放少(或其他合理答案)

(3)①4：1@0.05

【解析】

⑴①钢铁在海水(中性环境)中发生的应该是吸氧腐蚀。

②在B点的海水中氧气浓度最大，发生的吸氧腐蚀最快，生成的铁

锈最多。

⑵①硝酸受热分解产生NO2、02、H2O,通过氧化还原反应的化合

价升降法将其配平。

②通过示意图分析，确定HNO3与Fe该反应的生成物除了Fe(NO3)2

还有NH4NO3,先根据得失电子守恒有4Fe+10HNO3-4Fe(NO3)2+

NH4NO3,再根据原子守恒得4Fe+10HNO3=4Fe(NO3)2+

NH4N03+3H20o

③该生产流程中生成了NH4NO3,没有产生NO、N02等有毒气体,

减少了氮氧化物的排放量，符号“绿色化学〃思想。

(3)