- 电化学基础
- 共22819题
（11分）
（1）海水中的钠盐、镁盐等都是重要的化工原料，从海水中提取铀、重水对一个国家来说具有战略意义。
①写出氯化镁的电子式__________________________
②重水的摩尔质量为____________________________
③写出金属镁的工业冶炼方程式__________________________________________
④海水淡化的常见方法有电渗析法、离子交换法、_________________
（2）比赛中，当运动员肌肉挫伤或扭伤时，随队医生即对准受伤部位喷射氯乙烷（沸点12.27℃）进行局部冷冻麻醉应急处理。
①乙烯和氯化氢在一定条件下反应的化学方程式是____________________________
②决定氯乙烷能用于冷冻麻醉应急处理的具体性质是________（填选项）
③甲烷与氯气光照下反应生成产物共________种
（3）“可燃冰”是天然气与水相互作用形成的晶体物质，若把“可燃冰”（用甲烷表示）燃烧在一定条件下改装成原电池，则在原电池的负极发生反应的物质是
正确答案
（1）① 
② 20 g/mol （单位不写不给分） （1分）
③ MgCl2（融熔）
④ 蒸馏法 （1分）
（2） ① CH2=CH2+HCl
② A C （2分）
③ 5 （1分）
（3） CH4 （写名称也可） （1分）
试题分析：
（1）② 分子式D2O
③ 电解熔融氯化镁，电能转化为化学能。 熔融氯化镁, 电解熔融状态下的氯化镁生成物是氯气和金属镁。
② 沸点低，蒸发时需吸收大量的热，可使受伤部位的温度迅速降低，从而达到局部冷冻麻醉的目的。
③甲烷与氯气反应生成一氯甲烷，二氯甲烷，三氯甲烷，四氯甲烷（即四氯化碳）和氯化氢，只有一氯甲烷和氯化氢是气态产物
电化学原理在工业生产中有着重要的作用，请利用所学知识回答有关问题。
（1）用电解的方法将硫化钠溶液氧化为多硫化物的研究具有重要的实际意义，将硫化物转变为多硫化物是电解法处理硫化氢废气的一个重要内容。如图，是电解产生多硫化物的实验装置：
①已知阳极的反应为（x＋1）S2－=Sx＋S2－＋2xe－，则阴极的电极反应式是________________________________________________________________________。
当反应转移x mol电子时，产生的气体体积为____________（标准状况下）。
②将Na2S·9H2O溶于水中配制硫化物溶液时，通常是在氮气气氛下溶解。其原因是（用离子反应方程式表示）：___________________________________________________。
（2）MnO2是一种重要的无机功能材料，制备MnO2的方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液，阳极的电极反应式为______________________。现以铅蓄电池为电源电解酸化的MnSO4溶液，如图所示，铅蓄电池的总反应方程式为_______________________________________________，当蓄电池中有4 mol H＋被消耗时，则电路中通过的电子的物质的量为________，MnO2的理论产量为________g。
（3）用图电解装置可制得具有净水作用的FeO42-。实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐生成FeO42-。
①电解过程中，X极区溶液的pH________（填“增大”“减小”或“不变”）。
②电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe－6e－＋8OH－=FeO42-＋4H2O和________________________________________________________________________，
若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体（均已折算为标准状况时气体体积），则Y电极（铁电极）质量减少________g。
正确答案
（1）①2H2O＋2e－=2OH－＋H2↑（或2H＋＋2e－=H2↑） 11.2x L
②2S2－＋O2＋2H2O=2S↓＋4OH－
（2）Mn2＋－2e－＋2H2O=MnO2＋4H＋
Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O
2 mol 87
（3）增大 4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 0.28
（1）电解时，水电离的H＋在阴极发生得电子还原反应，生成H2。根据电子守恒可知有x mol电子转移，产生H2 0.5x mol。S2－具有较强还原性，易被空气中的氧气氧化，故配制溶液时需要氮气作保护气。
（2）根据题意Mn2＋失电子生成MnO2，产物中的氧元素来源于水，生成H＋，再将电极方程式配平即可。
（3）图中X极的电极反应为2H＋＋2e－=H2↑（或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－），所以X极区的pH增大，由生成氢气672 mL，可知得电子数为0.06 mol，Y极生成氧气为168 mL，失电子数0.03 mol，由得失电子守恒可知铁失电子数为0.03 mol，由电极反应可知铁溶解为0.005 mol，即0.28 g。
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 。负极的电极反应为
（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.NH3·H2O
正确答案
（6分）（1）Zn（或锌）（1分） Zn-2e-＝ Zn2+（2分）
（2）锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀（2分） b （1分）
试题分析：（1）原电池中负极失去电子，锌是活泼的金属，所以锌是负极，电极反应式是Zn-2e-＝ Zn2+。
（2）锌的活泼性强于铜，所以锌可以置换出铜。锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。欲除去Cu2+，且不能再引入新的杂质，所以最好选用锌，答案选b。
点评：该题是基础性试题的考查，试题以Zn-MnO2干电池为载体，重点考查了原电池的原理、电极反应式的书写以及物质的除杂等，有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性，也有助于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。该题的关键是明确原电池的工作原理，然后灵活运用即可。
如图所示的装置中，甲为铜锌原电池，A、B均为石墨电极，请回答下列问题：
（1）Zn电极为 极，B电极上的产物是 （写化学式）
（2）写出乙装置中发生反应的化学方程式
正确答案
（1）负 Cu （2）CuCl2
试题分析：（1）锌比铜活泼，且锌能和稀硫酸反应，所以甲装置是原电池，乙装置是电解池。其中锌是负极，B电极是阴极，溶液中的铜离子在阴极放电，生成单质铜。
（2）惰性电极电解氯化铜溶液的方程式是CuCl2
点评：该题是高考中的常见题型，属于基础性试题的考查。试题紧扣教材，有利于调动学生的学习兴趣，激发学生的学习积极性。该题的关键是明确原电池和电解池的工作原理，然后结合题意和装置图灵活运用即可。
（17分）化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。
（1）在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。
①下列收集Cl2的正确装置是 。
②将Cl2通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是 。
③设计实验比较Cl2和Br2的氧化性，操作与现象是：取少量新制氯水和CCl4于试管中， 。
（2）能量之间可以相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。
限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图，并作相应标注。
要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。
②铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极 。
③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是 ，其原因是 。
（3）根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在（2）的材料中应选
作阳极。
正确答案
（1）①C（2分）
②Cl2、HClO、ClO－（3分）
③滴加NaBr溶液，振荡后静置，下层溶液呈红棕（或棕黄）色（3分，其他合理说法也给分）
（2）①（3分，下列三种图像或其他合理画法均给分）
②有红色固体析出，负极被腐蚀（1分，其他合理答案也给分）
③甲（1分） 电池乙的负极可与CuSO4溶液直接发生反应，导致部分化学能转化为热能；电池甲的负极不与所接触的电解质溶液反应，化学能在转化为电能时损耗较小（3分，其他合理解释也可得分）
（3）锌片（1分）
（1）①集气瓶中使用单孔橡胶塞紧，只能进气，不能排气，则瓶内气体压强增大到一定程度，可能爆炸等，A项错误；倒立的集气瓶中有双孔橡胶塞，由于氯气的密度比空气大，氯气从长导管中进，不会排出瓶内上部的空气，而是直接沉底，从短导气管中逸出，因此不能排出空气收集氯气，B项错误；正立的集气瓶中有双孔橡胶塞，由于氯气的密度比空气大，氯气从长导管中进，先沉底并将底部空气排出，短导气管排出的气体通过倒扣漏斗、NaOH溶液吸收处理，既防止倒吸又防止污染空气，C项正确；氯气与NaOH溶液能反应，即Cl2+2NaOH==NaClO+NaCl+H2O，因此不能用排NaOH溶液的方法收集氯气，D项错误；②氯气与水发生可逆反应，生成盐酸和次氯酸，即Cl2+H2O
本题以元素化合物性质和实验知识为载体，考查考生对常见元素的单质和重要化合物的主要性质的掌握程度；考查考生气体收集方法、尾气处理装置的掌握情况；考查考生基本的实验操作技能和初步设计实验的能力以及分析、解决问题的能力；考查考生的创新能力和思维方法；考查考生对原电池构成条件和工作原理的理解程度，以及用图形正确表达分析结果的能力；考查考生对原电池负极反应现象的观察能力及其实验现象的表达能力；考查考生对有无盐桥对原电池中化学能转化为电能效率的评价及分析能力；考查考生对金属电化学防护的的理解；考查考生对元素化合物知识的综合应用能力；
近几年开发的甲醇燃料电池采用铂作电极催化剂，电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下：
请回答下列问题：
(1)Pt(a)电极是电池的 极，电极反应式为 ；Pt(b)电极发生 反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式为 。
(2)电池的总反应方程式为 。
(3)如果该电池工作时电路中通过2 mol电子，则消耗的CH3OH有 mol。
正确答案
(1)负 2CH3OH＋2H2O－12e－＝2CO2↑＋12H＋ 3O2＋12H＋＋12e－=6H2O
(2)2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O
(3)
从示意图中可以看出电极Pt(a)原料是CH3OH和水，反应后产物为CO2和H＋，CH3OH中碳元素化合价为－2，CO2中碳元素化合价为＋4，说明Pt(a)电极上CH3OH失去电子，电极Pt(a)是负极，则电极Pt(b)是正极，Pt(b)电极原料是O2和H＋，反应后的产物为H2O，氧元素化合价由0→－2，发生还原反应，因为电解质溶液是稀H2SO4，可以写出电池总反应式为2CH3OH＋3O2=2CO2＋4H2O，再写出较为简单的正极反应式：3O2＋12e－＋12H＋=6H2O，用总反应式减去正极反应式即可得到负极反应式为：2CH3OH＋2H2O－12e－=2CO2↑＋12H＋。
如图所示，甲、乙两池电极材料都是铁棒和碳棒，请回答下列问题：
（1）若两池中均为CuSO4溶液，反应一段时间后：
①有红色物质析出的是甲池中的______棒。
②乙池中阳极的电极反应式是_______________________。
（2）若两池中均为饱和NaCl溶液：
①甲池中碳极上电极反应式是________________________，乙池碳极上电极反应属于____________(填“氧化反应”或“还原反应”)。
②将湿润的KI淀粉试纸放在乙池碳极附近，发现试纸变蓝，反应的化学方程式为_________。
③若乙池转移0.02 mol e－后停止实验，池中溶液体积是200 mL，则溶液混合匀后的pH＝___。
正确答案
（1）①碳
②4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑
（2）①2H2O＋O2＋4e－＝4OH－ 氧化反应
②Cl2＋2KI＝I2＋2KCl
③ 13
试题分析：（1）①甲池为原电池，原电池中活泼金属做负极，发生氧化反应，碳棒做正极，有Cu析出；②乙池中，惰性电极为阳极，电解硫酸铜溶液，阳极氢氧根离子放电生成氧气，电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑；（2）①若电解质溶液为饱和氯化钠溶液，则乙池就是用惰性电极为阳极电解氯化钠溶液，方程式为：②甲池中碳棒为正极，发生还原反应，氧气得到电子生成氢氧根，与吸氧腐蚀的电极反应相同，2H2O＋O2＋4e－＝4OH－，乙装置中，碳棒是阳极，发生失电子的氧化反应,将湿润的KI淀粉试纸放在乙池碳极附近，发现试纸变蓝，反应的化学方程式为Cl2＋2KI＝I2＋2KCl；③电解氯化钠溶液的方程式为：2NaCl+2H2O＝Cl2↑+H2↑+2NaOH，乙池转移0.02mole-后，会生成0.02mol的氢氧化钠，所以所得NaOH溶液的物质的量浓度c=n/V=0.02mol/0.2L=0.1mol/L,故PH等于13。
A、B、C三个烧杯中分别盛有物质的量浓度相同的足量稀硫酸。
⑴A中反应的离子方程式为____________________________________________________
⑵B中Fe电极所发生反应的电极反应式为______________________________________，
Cu电极附近溶液的pH_____________(填“增大”、“减小”或“不变”)
⑶C中若正极产生112mL气体(标准状况)，则负极金属质量减少_____________g。
⑷比较A、B、C中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是__________________________(填字母)。
正确答案
（1）Fe+2H+＝Fe2++H2↑ （2分）
（2）Fe－2e－＝Fe2+（1分） 增大 （1分）0.12g （2分） （3）B A C （2分）
试题分析：（1）根据装置图可知，A是铁和稀硫酸的化学反应，离子方程式是Fe+2H+＝Fe2++H2↑。
（2）B中构成原电池，铁的金属性强于铜，铁是负极，失去电子，电极反应式是Fe－2e－＝Fe2+。铜是正极，溶液中的氢离子在正极得到电子析出氢气，所以Cu电极附近溶液的pH增大。
（3）C中也是原电池，其中镁的金属性强于铁的，镁是负极失去电子，电极反应式是Mg－2e－＝Mg2+。正极是铁，溶液中的氢离子得到电子，电极反应式是2H＋＋2e－＝H2↑。氢气的物质的量是0.112L÷22.4L/mol＝0.005mol，则负极镁失去电子的物质的量是0.005mol×2，所以消耗镁的物质的量是0.005mol，质量是0.005mol×24g/mol＝0.12g。
（4）根据以上分析可知，C中铁被保护，则A、B、C中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是B＞A＞C。
点评：该题的关键是明确原电池的工作原理以及组成特点，然后结合题意和装置图灵活运用即可。在进行有关计算时利用好电子的得失守恒，有利于培养学生的逻辑推理能力 和规范的答题能力。
(1)有一部分化学反应的反应热测定起来很困难，我们可以根据盖斯定律计算获得。如同素异形体之间的转化反应热数值小且转化慢，测定较困难。已知：
①4
②
写出白磷转化为红磷的热化学方程式：__________________________。则对应下列化学反应过程中的能量变化图，能正确反映出由白磷转化为红磷的是_______。
(2)(6分)有右图装置：回答下列问题：
①装置A是_______池，B是_______池。
②装置A中的Zn极是_______极，Cu极上的电极反应方程式为：___。
③锌与铁组成的合金在潮湿的空气中，锌被腐蚀而另一种金属被保护，这种保护方法称为
正确答案
(1) P(S,白)= P(S,红) △H=-7.3KJ/mol；B
(2)①原电池，电解池
②2H++2e-=H2↑ ③牺牲阳极的阴极保护法
试题分析：(1)中，白磷转化为红磷的热化学方程式为：①-②
P(S,白)= P(S,红) △H=-7.3KJ/mol，这说明了白磷转化为红磷为放热反应，生成物的能量比反应物的能量底，故选B；
(2)中，装置A为原电池，装置B为电解池，对于A来说，Zn极是负极，Cu为正极，Cu极上的电极反应方程式为，2H++2e-=H2↑，当锌与铁组成的合金在潮湿的空气中，锌被腐蚀而另一种金属被保护，由于Zn较Fe活泼，所以Zn为阳极，该方法称为牺牲阳极的阴极保护法。
点评：该题综合考查了热力学方程，原电池，电解池的相关知识，是高考的常考题型，但是该题比较基础。
如图所示，烧杯内盛有浓HNO3，在烧杯中放入用导线相连的铁、铅两个电极，已知原电池停止工作时，Fe、Pb都有剩余。试依次写出Fe电极上可能发生的电极反应式：____________、___________（可不填满，也可补充）
正确答案
4H＋＋2NO3—＋2e－＝2NO2↑＋2H2O、Fe－2e－＝Fe2＋
由于浓硝酸能使铁方式钝化，所以开始阶段，铁电极是正极，铅是负极；随着反应的进行，硝酸的浓度逐渐降低，而稀硝酸能溶解铁，所以后阶段，铁又是负极，铅是正极。有关的方程式是4H＋＋2NO3—＋2e－＝2NO2↑＋2H2O、Fe－2e－＝Fe2＋。
(1)如图所示装置，回答下列问题
盐桥中阴离子移向 溶液，正极电极反应式为 ，该装置中发生的总反应的离子方程式为 。
(2)氨气若在纯氧中燃烧，则发生反应为4NH3+3O2点燃 2N2+6H2O，科学家利用此原理，设计成氨气-氧气燃料电池，则通入氨气的电极是______（填“正极”或“负极”）；碱性条件下，该电极发生反应的电极反应式为 。
正确答案
(1)AgNO3 Fe3＋+e－=Fe2＋ Fe3＋+Ag==Fe2＋+Ag＋（2）负极 2NH3 + 6OH-－6e- =N2 +6H2O
（1）原电池中阴离子向负极移动，根据电子的流向可知，银电极是负极，石墨是正极，所以盐桥中的阴离子向硝酸银溶液中移动；正极得到电子，因此是溶液中的铁离子得到电子，方程式是Fe3＋+e－=Fe2＋；负极是银失去电子，所以总的方程式是Fe3＋+Ag==Fe2＋+Ag＋。
（2）原电池中负极失去电子，正极得到电子。所以根据反应的方程式可知，氧气在正极通入，氨气在负极通入。由于电解质是碱性溶液，所以负极反应式是2NH3 + 6OH-－6e- =N2 +6H2O。
燃料电池是目前正在探索的一种新型电池。它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能，目前已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是
x极：O2(气)＋2H2O(液)＋4e－=4OH－
y极：H2(气)＋2OH－－2e－=2H2O(液)
回答下列问题：
(1)x是________极，发生________反应。(填“氧化”或“还原”，下同)
(2)y是________极，发生________反应。
总反应方程式为______________________。
(3)若反应后得到5.4 g液态水，此时氢氧燃料电池转移的电子数为________。
正确答案
(1)正 还原 (2)负 氧化 2H2＋O2=2H2O (3)0.6 NA
(1)x极：O2得电子发生还原反应，所以为正极。(2)y极：H2失电子发生氧化反应，所以为负极。x极，y极得失电子应相同，故x极电极方程式与y极电极方程式乘以2相加得总反应方程式为2H2＋O2=2H2O。
(3)4 mol e－～2H2O
4 mol 2×18 g
n(e－) 5.4 g
n(e－)＝0.6 mol。
ZnMnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl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“负极”)。
(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速其电极的腐蚀，其主要原因是______________________________________________。
欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的________(填代号)。
正确答案
(1)Zn(或锌) 正极 (2)锌与还原出的铜形成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 B
(1)负极是失电子的一极，Zn失电子由负极经外电路流向正极。(2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选Zn将Cu2＋置换为单质而除去。
（8分）．设计总反应为：2Fe3++Fe==3Fe2+原电池，在框内画出图示。并写出两极反应式。
正极：_______________________负极：_______________________
正确答案
（8分，图4分，电极反应各2分，设计合理就给分）
正极2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋、负极Fe－2e－=Fe2＋。
试题分析：根据离子方程式可知，铁离子得到电子，单质铁失去电子，所以原电池中负极材料是铁，正极材料是比铁不活泼的金属或石墨等，而电解质溶液中必须含有铁离子，例如氯化铁等，装置图如图所示（见答案）。其中电极反应式是正极2Fe3＋＋2e－=2Fe2＋、负极Fe－2e－=Fe2＋。
点评：构成原电池的条件是活泼性不同的金属或金属和非金属，导线相连并插入到电解质溶液中，据此可以进行有关的判断。
如下图所示，可形成氢氧燃料电池。通常氢氧燃料电池有酸式(当电解质溶液为硫酸时)和碱式〔当电解质溶液为NaOH(aq)或KOH(aq)时〕两种。试回答下列问题：
(1)酸式电池的电极反应：负极_______________，正极______________；电池总反应：________________；
电解质溶液pH的变化________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)碱式电池的电极反应：负极_________________，正极_________________；电池总反应：______________；电解质溶液pH的变化________(填“变大”“变小”或“不变”)。
正确答案
(1)2H2－4e－=4H＋ O2＋4e－＋4H＋=2H2O 2H2＋O2=2H2O 变大
(2)2H2－4e－＋4OH－=4H2O O2＋4e－＋2H2O=4OH－ 2H2＋O2=2H2O 变小
(1)正极上，O2得电子变为O2－，溶液中O2－不能单独存在；酸性条件下与H＋结合生成H2O。负极上，H2失电子变为H＋，H＋进入电解质溶液。电池总反应为H2和O2生成水的反应，由于有水生成，溶液将逐渐变稀，故pH增大。
(2)正极上，O2得电子变为O2－，溶液中O2－不能单独存在，碱性条件下与H2O分子结合生成OH－；负极上，H2失去电子变为H＋，碱性条件下H＋不能大量存在，与OH－结合生成水。电池总反应也是H2和O2生成水的反应。同样，由于有水生成，c(OH－)变小，pH变小。
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