- 电化学基础
- 共22819题
（2015秋•湛江校级期中）如图是一个化学过程的示意图．已知甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O．请回答：
（1）甲池是______池，通入O2的电极作为______极，电极反应式为______．
（2）乙池是______池，A电极名称为______极，电极反应式为______，乙池中的Ag+将向______极（填“A”或“B”）移动，乙池中的总反应离子方程式为______，工作一段时间后溶液的pH______（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）当乙池中B（Ag）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2______mL（标准状况下）．
（4）印刷电路板的原理为：Cu+2FeCl3═CuCl2+2FeCl2，若利用该原理设计成原电池，请画出装置图并注明电极材料和电解质溶液．（限选仪器和试剂为：碳棒、铜片、铁片、导线、盐桥、烧杯，FeCl3溶液、CuCl2溶液、FeCl2溶液）
正确答案
解：（1）甲为原电池，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极方程式为O2+2H2O+4e-═4OH-，
故答案为：原电；正；O2+2H2O+4e-═4OH-；
（2）乙为电解池，A与原电池正极相连，为电解池的阳极，发生氧化反应，电极方程式为4OH--4e-═O2↑+2H2O，乙池中的Ag+将向B极移动，电解硝酸银溶液，阳极生成氧气，阴极生成银，电解总反应式为4Ag++2H2O
故答案为：电解；阳；4OH--4e-═O2↑+2H2O；B；4Ag++2H2O
（3）乙池中B极发生还原反应，电极方程式为Ag++e-=Ag，n（Ag）=
由电极方程式O2+2H2O+4e-═4OH-可知消耗
故答案为：280；
（4）根据电池反应式知，Cu失电子发生氧化反应作负极、不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极，FeCl3溶液为电解质溶液，则该原电池为
解析
解：（1）甲为原电池，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极方程式为O2+2H2O+4e-═4OH-，
故答案为：原电；正；O2+2H2O+4e-═4OH-；
（2）乙为电解池，A与原电池正极相连，为电解池的阳极，发生氧化反应，电极方程式为4OH--4e-═O2↑+2H2O，乙池中的Ag+将向B极移动，电解硝酸银溶液，阳极生成氧气，阴极生成银，电解总反应式为4Ag++2H2O
故答案为：电解；阳；4OH--4e-═O2↑+2H2O；B；4Ag++2H2O
（3）乙池中B极发生还原反应，电极方程式为Ag++e-=Ag，n（Ag）=
由电极方程式O2+2H2O+4e-═4OH-可知消耗
故答案为：280；
（4）根据电池反应式知，Cu失电子发生氧化反应作负极、不如Cu活泼的金属或导电的非金属作正极，FeCl3溶液为电解质溶液，则该原电池为
关于下列四个图象的说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．该反应中，反应物的能量大于生成物能量，所以反应过程中要放出能量，即△H＜0，故A错误；
B．氢氧燃料电池的反应方程式为：2H2+O2=2H2O，正极上通入氧气，负极上通入氢气，根据方程式知正、负极通入的气体体积之比为1：2，故B错误；
C．从图象可以看出，A物质的溶解度随着温度的降低而降低，并且降低非常明显，B的溶解度虽然也随温度的降低而降低，但是降低非常小，因此对于A物质和B物质的混合溶液来说，随着温度的降低，A就会大量的析出，所以可以采用重结晶的方法分离，故C正确；
D．根据图象知，乙的压强度大于甲，增大压强，平衡向气体体积减小的正反应方向移动，则达到平衡时，反应物的百分含量减小，故D错误；
故选C．
①在Cu-Zn原电池中，Zn极发生______反应（填“氧化”或“还原”）．写出电极反应式______．Cu极为______极；发生的电极反应为______．
②外电路中，电子流向______极；内电路溶液中，SO42-移向______极．
正确答案
解：①在Cu-Zn原电池中，活泼金属Zn做负极；负极上Zn失电子发生氧化反应生成锌离子，其电极反应为：Zn-2e-=Zn2+；正极上溶液中的铜离子得电子生成Cu，其电极反应式为：2H++2e-=2H2↑；
故答案为：氧化；Zn-2e-=Zn2+；正； 2H++2e-=2H2↑；
②原电池中电子从负极流向正极，所以外电路中，电子流向正极；原电池中阴离子移向原电池的负极，则内电路溶液中，SO42-移向负极；
故答案为：正；负．
解析
解：①在Cu-Zn原电池中，活泼金属Zn做负极；负极上Zn失电子发生氧化反应生成锌离子，其电极反应为：Zn-2e-=Zn2+；正极上溶液中的铜离子得电子生成Cu，其电极反应式为：2H++2e-=2H2↑；
故答案为：氧化；Zn-2e-=Zn2+；正； 2H++2e-=2H2↑；
②原电池中电子从负极流向正极，所以外电路中，电子流向正极；原电池中阴离子移向原电池的负极，则内电路溶液中，SO42-移向负极；
故答案为：正；负．
正确答案
解：A能自发的进行氧化还原反应而作原电池，B连接外接电源属于电解池，
M作阳极，N作阴极，电解氯化钠和硫酸铜混合溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上铜离子放电生成铜，串联电路中转移电子数相等，所以当装置A中Zn棒质量减少6.5g时，
当装置A中Zn棒质量减少6.5g时，装置中转移的电子数为：
A装置原电池中，易失电子的金属锌作负极，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应而生成氢气，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，生成的氢气的物质的量为0.1mol，
B装置中阳极上氯离子放电生成氯气2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=O2↑+2H2O，生成氯气0.025mol，根据得失电子守恒，生成氧气
所以生成气体总的物质的量为：0.1mol+0.025mol+0.0375mol+0.05mol=0.2125mol，总体积为v=n×vm=0.2125mol×22.4L/mol=4.76L，
故答案为：3.2；4.76；
解析
解：A能自发的进行氧化还原反应而作原电池，B连接外接电源属于电解池，
M作阳极，N作阴极，电解氯化钠和硫酸铜混合溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上铜离子放电生成铜，串联电路中转移电子数相等，所以当装置A中Zn棒质量减少6.5g时，
当装置A中Zn棒质量减少6.5g时，装置中转移的电子数为：
A装置原电池中，易失电子的金属锌作负极，铜作正极，正极上氢离子得电子发生还原反应而生成氢气，电极反应式为：2H++2e-=H2↑，生成的氢气的物质的量为0.1mol，
B装置中阳极上氯离子放电生成氯气2Cl--2e-=Cl2↑、4OH--4e-=O2↑+2H2O，生成氯气0.025mol，根据得失电子守恒，生成氧气
所以生成气体总的物质的量为：0.1mol+0.025mol+0.0375mol+0.05mol=0.2125mol，总体积为v=n×vm=0.2125mol×22.4L/mol=4.76L，
故答案为：3.2；4.76；
我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车已经在北京奥运会期间为运动员服务．某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，氢氧根离子浓度减小，PH值减小，故A错误；
B．工作一段时间后，电池中生成水，溶液体积增大，电解液中KOH的物质的量浓度减小，依据电极反应可知，物质的量不变，故B正确；
C．正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，负极反应为H2-2e-+2OH-=2H2O，则总反应式为：2H2+O2=2H2O，故C正确；
D．n（Cl2）=0.1mol，根据化合价可知转移电子0.2mol，故D错误；
故选AD．
（1）电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用．请说明原因______
（2）若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池______
（填“能”、“否”），若能，请写出正极电极反应式______．（若不能，此空不填）
（3）某原电池的两个电极都是石墨电极，电解质溶液为稀H2SO4，分别向一个电极通入H2S，向另一个电极通入Cl2，电池总反应为H2S+Cl2=S+2HCl．写出负极电极反应______；一段时间后电解质溶液酸性的变化______．（填“增强”“减弱”或“不变”）
正确答案
二者连接在一起时，接头处在潮湿的空气中形成原电池而腐蚀
能
2Fe3++2e-=2Fe2+
H2S-2e-=S+2H+
增强
解析
解：（1）铜、铝、潮湿空气会形成原电池，金属铝做负极，加速了金属铝的腐蚀速度，所以不能把铜导线和铝导线连接在一起使用，
故答案为：二者连接在一起时，接头处在潮湿的空气中形成原电池而腐蚀；
（2）铜和硫酸铁之间的反应是自发的氧化还原反应，能设计成原电池，该原电池的正极发生三价铁离子得电子的还原反应，即2Fe3++2e-=2Fe2+，
故答案为：能；2Fe3++2e-=2Fe2+；
（3）原电池的负极发生失电子的氧化反应，根据电池总反应为H2S+Cl2=S+2HCl，所以负极是H2S放电，即H2S-2e-=S+2H+，所以电解质中氢离子的浓度增加，酸性增强，
故答案为：H2S-2e-=S+2H+；增强．
关于如图所示装置的判断，叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．左边是原电池，右边的电解池，故A错误；
B．左边是原电池，投放氢气的电极是负极，投放氧气的电极是正极，则锌是阴极，铜是阳极，故B错误；
C．根据转移电子守恒得，当铜片的质量变化为12.8g时，a极上消耗的O2在标况下体积为=
D．左边是原电池，投放氢气的电极是负极，投放氧气的电极是正极，则锌是阴极，铜是阳极，装置中电子的流向量b→Zn，Cu→a，故D错误；
故选C．
正确答案
解析
解：A、锌片、铜片和稀硫酸溶液构成的原电池中，铜作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，故A错误；
B、原电池是将化学能转变为电能的装置，故B错误；
C、锌失电子通过导线流向铜，所以电子流向为由Zn经导线流入Cu片，即从负极通过导线流向正极，故C正确；
D、铜作正极，正极上氢离子得电子生成氢气，发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2↑，故D错误．
故选C．
与下列装置相关的说法中不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．该原电池中，锌作负极，铜作正极，原电池放电时，盐桥中的钾离子向硫酸铜溶液移动，故A正确；
B．该串联电解池中，b极、d极都是阴极，b极上析出铜，d极上析出氢气，根据转移电子数相等知，铜和氢气的关系式是Cu～H2，析出6.4g铜时，生成0.1mol氢气，但温度和压强未知，所以气体摩尔未知，无法确定氢气体积大小，故B错误；
C．电解精炼时，粗铜作阳极，所以f极为粗铜，故C正确；
D．该装置是原电池，锌作负极，铁作正极，放电时，电子从锌极沿导线流向铁极，故D正确；
故选：B．
若用锌板和铜板作电极，稀硫酸为电解质溶液，制成一个原电池．试回答：
（1）Zn板作电池的______ 极．
（2）锌片上发生的电极反应：______．
正确答案
解：（1）该原电池中，Zn易失电子作负极，Cu作正极，故答案为：负；
（2）锌上失电子生成锌离子进入溶液，发生氧化反应，电极反应：Zn-2e-=Zn2+，故答案为：Zn-2e-=Zn2+．
解析
解：（1）该原电池中，Zn易失电子作负极，Cu作正极，故答案为：负；
（2）锌上失电子生成锌离子进入溶液，发生氧化反应，电极反应：Zn-2e-=Zn2+，故答案为：Zn-2e-=Zn2+．
正确答案
解析
解：A．在燃料电池中，燃料乙醇在负极发生失电子的反应，氧气是在正极上发生得电子的反应，则a为负极，故A正确；
B．电池工作时，电流由正极经外电路流向负极，在该电池中由b极流向a极，故B正确；
C．在燃料电池中，正极上是氧气得电子的还原反应，在酸性电解质环境下，正极的电极反应为：4H++O2+4e-=2H2O，故C正确；
D．根据电池反应：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O，乙醇被氧化电极反应式为C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+，则1mol乙醇被氧化失去12mol电子，所以1mol乙醇被氧化电路中转移12NA的电子，故D错误；
故选D．
（2014春•惠来县校级期中）下列有关原电池说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、原电池中电子流出的一端电极为负极，发生氧化反应，被氧化，故A错误；
B、在燃料电池的负极上是燃料发生失电子的氧化反应，故B正确；
C、废电池的黑色糊状物中含有NH4Cl，还含有MnO2及有毒的重金属元素，直接用作化肥会使土壤受到污染，故C错误；
D、电极材料可由金属构成，也可由能导电的非金属和金属材料构成，故D错误；
故选B．
如图所示3套实验装置，分别回答下列问题．
（1）装置1为铁的吸氧腐蚀实验．向插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，可观察到碳棒附近的溶液变红，该电极反应为______．
（2）装置2中的石墨是______极（填“正”或“负”），该装置发生的总反应的离子方程式为______．
（3）装置3中甲烧杯盛放100mL 0.2mol/L的NaCl溶液，乙烧杯盛放100mL 0.5mol/L的CuSO4溶液．反应一段时间后，停止通电．向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红．
①电源的M端为______极；甲烧杯中铁电极的电极反应为______．
②乙烧杯中电解反应的离子方程式为______．
③停止电解，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g，甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为______mL．
正确答案
解：（1）装置1为铁的吸氧腐蚀实验，发生电化学腐蚀，铁为负极，碳为正极，观察到碳棒附近的溶液变红，说明在碳极上氧气得电子生成OH-离子，反应的电极反应式为
O2+4e-+2H2O═4OH-，故答案为：O2+4e-+2H2O═4OH-；
（2）装置2为原电池，负极为Cu，电极反应为：Cu-2e-═Cu2+，正极为石墨，电极反应为2Fe+2e-═2Fe2+，反应的总方程式为2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，
故答案为：正；2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；
（3）①反应一段时间后，停止通电．向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红，说明在石墨电极上生成OH-离子，电极反应为：2H2O+2e-═2OH-+H2↑，
发生还原反应，为电解池的阴极，连接电源的负极，即M端为正极，N端为负极，阳极反应为Fe-2e-═Fe2+，故答案为：正；Fe-2e-═Fe2+；
②乙烧杯电解硫酸铜溶液，石墨为阳极，电极反应为4OH--4e-═O2↑+H2O，Cu为阴极，电极反应为Cu2++2e-═Cu，电解的总反应为2Cu2++2H2O
故答案为：2Cu2++2H2O
③取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g，则生成Cu的物质的量为
根据甲烧杯产生气体的电极反应计算生成气体的体积，
2H2O+2e-═2OH-+H2↑，
2mol 22.4L
0.02mol V
V=
解析
解：（1）装置1为铁的吸氧腐蚀实验，发生电化学腐蚀，铁为负极，碳为正极，观察到碳棒附近的溶液变红，说明在碳极上氧气得电子生成OH-离子，反应的电极反应式为
O2+4e-+2H2O═4OH-，故答案为：O2+4e-+2H2O═4OH-；
（2）装置2为原电池，负极为Cu，电极反应为：Cu-2e-═Cu2+，正极为石墨，电极反应为2Fe+2e-═2Fe2+，反应的总方程式为2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，
故答案为：正；2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；
（3）①反应一段时间后，停止通电．向甲烧杯中滴入几滴酚酞，观察到石墨电极附近首先变红，说明在石墨电极上生成OH-离子，电极反应为：2H2O+2e-═2OH-+H2↑，
发生还原反应，为电解池的阴极，连接电源的负极，即M端为正极，N端为负极，阳极反应为Fe-2e-═Fe2+，故答案为：正；Fe-2e-═Fe2+；
②乙烧杯电解硫酸铜溶液，石墨为阳极，电极反应为4OH--4e-═O2↑+H2O，Cu为阴极，电极反应为Cu2++2e-═Cu，电解的总反应为2Cu2++2H2O
故答案为：2Cu2++2H2O
③取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重0.64g，则生成Cu的物质的量为
根据甲烧杯产生气体的电极反应计算生成气体的体积，
2H2O+2e-═2OH-+H2↑，
2mol 22.4L
0.02mol V
V=
（1）X、Y均用石墨作电极，电解质溶液为500mL CuSO4溶液，电解一段时间，观察到x电极表面有红色的固态物质生成．当电解质溶液中的Cu2+全部析出时断开电源，Y电极有280mL（标准状况）无色气体生成（假设电解前后溶液体积不变）．
①x与电源的______极相连，写出电解总反应的离子方程式：______．
②电解后溶液的pH=______；
③要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的______（填加入物质的化学式）．
（2）用该装置精炼粗铜，电解质溶液仍为CuSO4溶液．
①与电源正极相连的X电极是用______制成的；
②粗铜中含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质，其中有些杂质会在电极上放电，列举其中一个电极反应式：______，阳极泥的主要成分是______．
（3）X、Y均用铜作电极，电解质溶液为NaOH溶液，电解一段时间，同学们惊奇地发现，阳极附近不是生成蓝色沉淀，而是生成红色沉淀，经过查阅资料，得知该红色沉淀是Cu2O，写出阳极上的电极反应式：______，电解总反应的化学方程式______．
正确答案
解：①x电极表面有红色的固态物质生成，所以X电极是阴极，与阴极相连的电极为电源的负极；负极上铜离子得电子发生还原反应，正极上氢离子得电子生成氢气发生还原反应，
所以电池反应式为：2Cu2++2H2O
故答案为：2Cu2++2H2O
②2Cu2++2H2O
22.4L 4mol
0.28L 0.05mol
设氢离子的浓度为
故答案为：1．
③阴极上有铜生成，阳极上有氧气生成，所以要使电解后溶液恢复到电解前的状态需加入的物质是氧化铜；碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜和二氧化碳，所以也可加人碳酸铜．
故答案为：氧化铜和碳酸铜．
（2）①电镀时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，所以与电源正极相连的X电极是用纯铜制成的．
故答案为：粗铜．
②粗铜中含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质，其中有些杂质会在电极上放电生成阳离子进入溶液，所以电极反应式：
Zn-2e-=Zn2+；阳极泥的主要成分是Ag、Au．
故答案为：Zn-2e-=Zn2+；Ag、Au．
（3）X、Y均用铜作电极，电解质溶液为NaOH溶液，阳极上铜失电子和氢氧根离子生成氧化亚铜和水，阴极上氢离子得电子生成氢气，所以阳极上的电极离子反应式为：2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O；
电池反应式为2Cu+H2O
故答案为：2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O；2Cu+H2O
解析
解：①x电极表面有红色的固态物质生成，所以X电极是阴极，与阴极相连的电极为电源的负极；负极上铜离子得电子发生还原反应，正极上氢离子得电子生成氢气发生还原反应，
所以电池反应式为：2Cu2++2H2O
故答案为：2Cu2++2H2O
②2Cu2++2H2O
22.4L 4mol
0.28L 0.05mol
设氢离子的浓度为
故答案为：1．
③阴极上有铜生成，阳极上有氧气生成，所以要使电解后溶液恢复到电解前的状态需加入的物质是氧化铜；碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜和二氧化碳，所以也可加人碳酸铜．
故答案为：氧化铜和碳酸铜．
（2）①电镀时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，所以与电源正极相连的X电极是用纯铜制成的．
故答案为：粗铜．
②粗铜中含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质，其中有些杂质会在电极上放电生成阳离子进入溶液，所以电极反应式：
Zn-2e-=Zn2+；阳极泥的主要成分是Ag、Au．
故答案为：Zn-2e-=Zn2+；Ag、Au．
（3）X、Y均用铜作电极，电解质溶液为NaOH溶液，阳极上铜失电子和氢氧根离子生成氧化亚铜和水，阴极上氢离子得电子生成氢气，所以阳极上的电极离子反应式为：2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O；
电池反应式为2Cu+H2O
故答案为：2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O；2Cu+H2O
（1）高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气（CO和H2）还原氧化铁，有关反应为：
CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）△H=260kJ•mol-1
已知：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566kJ•mol-1则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为：______．
（2）如图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液），通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜．
①a处应通入______（填“CH4”或“O2”），a处电极上发生的电极反应式是______；
②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH______（填写“变大”“变小”或“不变”，下同），装置Ⅱ中Cu2+的物质的量浓度______；
③电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH-以外还含有______（忽略水解）；
④在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12.8g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷______L（标准状况下）．
正确答案
2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g）△H=-46kJ•mol-1
CH4
CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
变小
不变
CO32-
1.12
解析
解：（1）CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）△H=260kJ•mol-1①
2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566kJ•mol-1②，
将方程式2①+②得 2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g）△H=-46kJ•mol-1 ，
故答案为：2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g）△H=-46kJ•mol-1 ；
（2）①II中首先镀铜，则Cu作阳极、Fe作阴极，I中a处电极为负极、b处电极为正极，负极上通入燃料、正极上通入氧化剂，所以a处通入的气体是甲烷；甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，
故答案为：CH4；CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O；
②根据I中电池反应为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O，KOH参加反应导致溶液中KOH浓度降低，则溶液的pH减小；
II中发生电镀，阳极上溶解的铜质量等于阴极上析出铜的质量，则溶液中铜离子浓度不变，
故答案为：变小；不变；
③I中负极反应为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，所以还有碳酸根离子生成，故答案为：CO32-；
④串联电路中转移电子相等，所以消耗甲烷的体积=
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