挑战高考高三化学难点突破典型例题错误分析专题化学能与电能

挑战高考高三化学难点突破典型例题错误分析专题化学能与电能

‎【挑战高考】2013届高三化学 难点突破+典型例题错误分析 专题05 化学能与电能 ‎【2013高考预测】‎ ‎1．理解原电池原理和电解原理。电化学是氧化还原反应知识的应用，分析和判断电极反应，正确书写电极反应式，是掌握电化学基础的重点。‎ ‎2．了解化学腐蚀与电化学腐蚀，联系生产、生活中的金属腐蚀现象，会分析和区别化学腐蚀和电化学腐蚀，了解一般防腐蚀方法。用原电池的原理解释简单的防腐蚀和影响化学反应速率的实际问题，常用作高考选择题的选项。‎ ‎3．铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业等是电解原理的具体应用。近几年高考题把氯碱工业作为无机推断题中的已知条件，考查氯碱工业的原料和产物。要求了解和熟悉这些反应原理。‎ ‎【难点突破】‎ 难点一、原电池电极反应式的书写：‎ ‎1．如果题目给定的是图示装置，先分析正、负极和溶液中的电解质离子，再根据正、负极反应规律和离子放电规律书写电极反应式，由两电极反应式相加得总反应方程式。‎ ‎2．如果题目给定的是总反应方程式，可分析此反应中的氧化或还原反应(即从化合价变化分析)，再选择一个简单的电极反应进行书写，然后用总反应减去此电极反应，即可得另一电极反应式。‎ ‎ 3．对于二次电池反应，需要看清“充电、放电”的方向，放电的过程为原电池，充电的过程为电解池。‎ ‎4．电解质溶液中的离子(如H+、OH-)，若电极反应的产物能与之反应，则要写在反应式中。‎ 难点二、电解池电极反应式的书写 ‎1．根据与电源的正、负极相连识别出阳、阴极。‎ ‎2．阳极电极式，首先看电极材料，若为非惰性电极，则自身先反应；若为惰性电极，则为溶液中的阴离子放电，且按放电顺序依次进行。‎ ‎3．阴极反应式，根据溶液中阳离子的放电顺序依次进行。‎ ‎4．两池电极关系：原电池正极颠倒即为电解池的阳极；负极颠倒即为阴极 难点三、原电池、电解池、电镀池对比：‎ ‎ ‎ 原电池 电解池 电镀池 定义 将化学能转化为电能的装置 将电能转化为化学能的装置 应用电解池为某些金属表面镀上一层其他金属的装置 形成 条件 ‎①活动性不同的两电极(燃料电池除外)②两电极插入电解质溶液③形成闭合回路 ‎①两电极与直流电源正负极相连②两电极插入电解质溶液③形成闭合回路 ‎①镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极②电镀液必须含有镀层金属离子 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：与电源正极相连的电极 阴极：与电源负极相连的电极 阳极：必须是镀层金属阴极：镀件 电极 反应 负极：氧化反应，金属失电子(或燃料电池中燃料失电子)‎ 正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子 ‎ 阳极：氧化反应，溶液中的阴离子或金属电极失电子 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：电镀液中镀层金属离子得电子 ‎【特别提醒】‎ ‎1．原电池电极反应 正极得电子，发生还原反应；负极失电子，发生氧化反应。一般相对活泼的金属为负极，相对不活泼的金属(有时是被钝化的金属)或碳棒作正极。燃料电池通氧气的一极为正极，因为氧气总被还原；通燃料的一极为负极，因燃料总被氧化。‎ ‎2．电解池电极反应规律 ‎(1)阳极反应(氧化反应)与电极材料有关。活性电极：金属失去电子生成金属阳离子；惰性电极(石墨、铂)：电解质溶液中的阴离子放电，通常放电顺序为：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。‎ ‎(2)阴极反应(还原反应)：与电极材料无关，电解质溶液中的阳离子放电，通常放电顺序为：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋。‎ ‎(3)溶液pH的变化：放出氢气时，电极区溶液的pH升高；放出氧气时，电极区pH降低，如果同时放出氢气和氧气，实质是电解水，溶液的pH要根据溶质类型来判断。‎ ‎3．阴、阳离子的移动方向 在原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极；在电解池中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。‎ ‎4．可充电电池 可充电电池在放电时是原电池，遵循原电池工作原理，在充电时是电解池，遵循电解原理。给可充电电池充电时，外加电源的负极连接电池的负极。‎ ‎5．电解原理的应用 ‎(1)电镀：一般是镀层金属作阳极，镀件作阴极，含镀层金属阳离子的溶液作电镀液，电镀一段时间后，溶液中镀层金属离子浓度不变；若用惰性电极作阳极，电镀一段时间后，镀层金属离子浓度减小。‎ ‎(2)电解冶炼：电解熔融氯化钠、氯化镁、氧化铝制钠、镁和铝等。‎ ‎(3)电解精炼铜：粗铜作阳极，精铜作阴极，硫酸铜溶液作电解质溶液。‎ ‎6．金属的电化学腐蚀 电化学腐蚀的两大类型是：(1)析氢腐蚀：在酸性条件下，正极发生反应为2H＋＋2e－===H2↑。(2)吸氧腐蚀：在极弱酸性或中性条件下，正极发生反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－。‎ ‎7．电极反应式的书写方法 ‎(1)根据反应总式，找出发生氧化反应的物质和发生还原反应的物质，确定正、负极或阴、阳极的反应物和生成物。‎ ‎(2)要兼顾电极反应的产物能否与电解质溶液继续反应，若能反应，需要写出最终产物。‎ ‎8．有关电极产物的计算 解答有关电极产物的计算时，应根据在相同时间内，通过串联电路中各电极的电量相等来找关系。还要注意电解过程中溶液中的某一种离子不足，电极反应改变等特殊情况，根据电极反应实际和各物质的用量进行计算。‎ ‎【易错易混】‎ ‎1．原电池的两个电极中，相对较活泼的金属一定作负极。‎ 分析:判断原电池的电极要根据电极材料和电解质溶液的具体反应分析，发生氧化反应的是负极，发生还原反应的是正极。‎ 如在MgAl稀H2SO4组成的原电池中，Mg为负极，而在MgAlNaOH溶液组成的原电池中，是Al作负极，因为Al可与NaOH溶液反应，Mg不与NaOH溶液反应。‎ ‎2．书写燃料电池的电极反应式时，易忽视电解质溶液的酸碱性。‎ 分析：燃料电池中，燃料在负极上发生氧化反应，氧气在正极上发生还原反应。书写电极反应式时，要考虑溶液的酸碱性。一般在酸性介质中有H＋参加反应，碱性介质中有OH－参加反应。如CH4、O2组成的燃料电池：在KOH溶液中，正极反应为2O2＋8e－＋4H2O===8OH－，负极反应为CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O；在稀H2SO4中，正极反应为2O2＋8e－＋8H＋===4H2O，负极反应为CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。‎ ‎3．原电池、电解池的名称易混淆。‎ 分析：原电池一般称为正极和负极，正极发生还原反应、负极发生氧化反应，电解池一般称阴极和阳极，接电源负极的为阴极，发生还原反应，接电源正极的为阳极，发生氧化反应。‎ ‎4．在电解食盐水的装置中认为阳极区显碱性。‎ 分析电解食盐水时，阴极H＋放电生成H2，使水的电离平衡正向移动，OH－浓度增大，阴极区显碱性。‎ ‎【易错点点睛】‎ ‎【1】取一张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是( ) ‎ A．b电极是阴极 ‎ B．a电极与电源的正极相连 C．电解过程中水是氧化剂 ‎ D．b电极附近溶液的pH变小 ‎【2】右图所示装置I是一种可充电电池，装置II为电解池。离子交换膜只允许Na通过，充 放电的化学方程式为 ‎2Na2S2+NaBr3 Na2S4+3NaBr。闭合开关K时，b极附近先变红色。下列说法正确的是 A．负极反应为4Na4e=4Na B．当有0．01 mol Na通过离子交换膜时，‎ b电极上析出标准状况下的气体112 mL C．闭合K后，b电极附近的pH变小 D．闭合K后，a电极上有气体产生 ‎【答案】B ‎【易错点点睛】本题信息新颖，多数同学被所给的电池反应很不熟悉，习惯写出电极式的同学会因为写不出电极反应式而做不出来。电源的正极：Br3-+2 e－=3Br- 电源的负极2 S22--2 e－= S42-，内电路为Na+移动导电。由题意可知b极（阴极）：2H2O－2e－===H2↑＋2OH－，a 极（阳极）：Cu-2 e－= Cu2+，所以C，D均错误。对于B项当有0．01 mol Na通过离子交换膜时，说明有内电路通过了0.01 mol的电荷，外电路转移的电子也就为0.01 mol。结合b极反应，产生的气体就为0.005 mol，体积为112 mL。只有B正确。‎ ‎ 【3】 燃料电池是燃料（如CO，H2，CH4等）跟氧气（或空气）起反应将化学能转变为电能的装置，电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是 A．负极反应式：O2+2H2O+4e==4OH-‎ B．负极反应式：CH4+8OH--8e==CO2+6H2O C．随着放电的进行，溶液的pH值不变 D．放电时溶液中的阴离子向负极移动 ‎【答案】D ‎ 以上还应归纳的：①在碱性溶液中：缺氧，应由氢氧根离子提供，剩下转化为水；氧多，应和水结合生成氢氧根离子。②在中性溶液中：缺氧，应由水提供，剩下转化为氢离子；氧多，应和水结合生成氢氧根离子。③在酸性溶液中：缺氧，应由水提供，剩下转化为氢离子；氧多，应和氢离子结合生成水。总之，溶液的酸碱性变化应是由酸性→中性→碱性或碱性→中性→酸性。‎ ‎【易错点点睛】 不考虑介质环境、离子方程式书写错误 ‎【4】熔融碳酸盐燃料电池的电解质为Li2CO3和Na2CO3的混合物，燃料为CO，氧化剂是含CO2的O2，在工作过程中，电解质熔融液的组成、浓度都不变。①负极反应为：______，②正极反应为：______，③工作时熔融体中的______向负极移动。‎ ‎【5】在盛有稀H2SO4的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是（ ）‎ A．正极附近的SO42-离子浓度逐渐增大 B．电子通过导线由铜片流向锌片 C．正极有O2逸出 D．铜片上有H2逸出 ‎【易错点点睛】原电池工作时，电子由负极流向正极（电流由正极流向负极）。不参与电极反应的离子不能定向移动，这种离子在溶液的各个区域浓度基本不变。‎ ‎【6】如图所示各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序是（ ）‎ A． ④＞②＞①＞③ 　　 B． ②＞①＞③＞④‎ C． ④＞②＞③＞① 　　 D． ③＞②＞④＞①‎ ‎【答案】 A ‎【易错点点睛】金属腐蚀快慢的判断：‎ 电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐蚀措施的腐蚀；‎ ‎【7】 X、Y、Z、M代表四种金属元素，金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有氢气放出；若电解Y2＋和Z2＋共存的溶液时，Y先析出；又知M2＋的氧化性强于Y2＋。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ）‎ A.X>Z>Y>M B.X>Y>Z>M C.M>Z>X>Y D.X>Z>M>Y ‎【答案】A ‎ ‎【易错点点睛】 根据原电池原理和电解池原理综合判断，熟悉金属活动顺序表 ‎【8】某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是( )‎ 铂片 滤纸 铅笔 祝你成功 a b 直流电源 A．铅笔端作阳极，发生还原反应 ‎ B．铂片端作阴极，发生氧化反应 C．铅笔端有少量的氯气产生 ‎ D．a点是负极，b点是正极 ‎【答案】D ‎ ‎【易错点点睛】不熟悉电解原理和电极反应，对反应原理和实验现象不能正确判断。‎ ‎ 【9】金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（ ）（已知：氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋）‎ A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2＋＋2e－＝Ni B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋‎ D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt ‎【答案】D ‎ ‎【易错点点睛】 对离子的氧化性强弱与放电顺序不能正确一一对应，对电解原理认识模糊。‎ ‎【10】 500 mL KNO3和Cu(N03)2的混合溶液中c(NO3－)＝6.0 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22．‎4 L气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是( )‎ A．原混合溶液中c(K＋)为4 mol·L－1 ‎ B．上述电解过程中共转移4 mol电子 C．电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol ‎ ‎ D．电解后溶液中c(H＋)为2 mol·L－1‎ ‎【答案】 B ‎【易错点点睛】原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算、根据电荷量求产物的量与根据产物的量求电荷量等的计算。不论哪类计算，均可概括为下列三种方法：‎ ‎ 【11】如下图,四种装置中所盛有的溶液体积均为200ml，浓度均为0.6mol/L，工作一段时间后，测得测得导线上均通过了0.2mol电子，此时溶液中的pH由大到小的顺序是（ ）‎ A．④②①③ 　 B．④③①② C．④③②① 　　D．①③②④‎ ‎【答案】 C ‎【11】实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极Pb＋SO===PbSO4＋2e－，正极PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O 。若制得Cl2 物质的量为0.050mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是（ ）‎ A.0.025‎‎ mol B.0.050 mol C.0.10 mol D.0.20 mol ‎【答案】 C ‎【易错点点睛】有关电解的计算通常是求电解后某产物质量、气体的体积、某元素的化合价以及溶液的pH、物质的量浓度等。解答此类题的方法有两种：一是根据电解方程式或电极反应式列比例式求解；二是利用各电极、线路中转移的电子数目守恒列等式求解。以电子守恒较为简便，注意运用。由于电化学常常涉及到物理学中的串联电路、并联电路以及相关物理量如电流强度、电压、电阻、时间、电量等，无疑有关电化学知识也必然是物理学和化学的交汇点。‎ ‎【12】 用指定材料做电极来电解一定浓度的溶液甲，然后加入物质乙能使溶液恢复为甲溶液原来的浓度，则合适的组是：‎ ‎ ‎ 阳极 阴极 溶液甲 物质乙 A．‎ Pt Pt NaOH NaOH固体 B．‎ Pt Pt H2SO4‎ H2O C．‎ C Fe NaCl 盐酸 D．‎ 粗铜 精铜 CuSO4‎ Cu(OH)2‎ ‎【答案】 B ‎【13】 将含有0.400molCuSO4和0.200molKCl的水溶液‎1L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上析出19.2gCu，此时在另一电极上放出的气体在标准状况下的体积为（ ）‎ A．‎5.60L B．‎6.72L C．‎4.48L D．‎‎3.36L ‎【答案】C ‎ ‎ 【14】 用铂电极电解2价过渡元素硝酸盐溶液600mL，若某极产生672mL气体（标准状况），另一极增重‎3.81g，假设溶液体积不变，且原溶液pH值为6，正确的判断是：‎ ‎①电解后溶液的pH值为0.9，②电解后溶液pH值的为0.7，③该金属的相对原子量为65，④该金属的相对原子量为63.5，⑤该金属的相对原子量为24。‎ A．①④ B．②④ C．①⑤ D．②③‎ ‎【答案】 B ‎【15】 在蒸馏水中按物质的量之比为1∶1∶1∶2加入AgNO3，Ba（NO3）2，Na2SO4，NaCl，使之完全溶解，以铂电极电解该混合物至溶质完全反应，则所得氧化产物与还原产物的质量比为（ ）‎ A．35.5∶108 B．71∶‎2 C．108∶35.5 D．71∶109‎ ‎【答案】 B ‎【16】在如右图所示的实验装置中，E为一张淀 粉、碘化钾和酚酞混合溶液润湿的滤纸，C、D为 夹在滤纸两端的铂夹，X、Y分别为直流电源的两 极。在A、B中充满KOH溶液后倒立于盛有KOH 溶液的水槽中，再分别插入铂电极。切断电源开关 S1，闭合开关S2，通直流电一段时间后，请回答下列问题：‎ ‎(1)标出电源的正、负极：X为极，Y为极。‎ ‎(2)在滤纸的C端附近，观察到的现象是，在滤纸的D端附近，观察到的现象是。‎ ‎（3)写出电极反应式：A中；B中；C中；D中。‎ ‎(4)若电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极，此时切断开关S2，闭合开关S1，则电流计的指针是否发生偏转（填“偏转”或“不偏转”）。‎ ‎(5)若电流计指针偏转，写出有关的电极反应式（若指针不偏转，此题不必回答）：A中；B中。若电流计指针不偏转，请说明理由（若指针不偏转，此题不必回答）‎ ‎【答案】 ⑴正极　　　负极　⑵试纸变蓝　　试纸变红　⑶　4H++4e-=2H2↑　　4OH--4e-=2H2O+O2↑　　4I--4e-=2I2　4H++4e-=2H2↑　⑷偏转　　⑸2H2+4OH--4e-=4H2O　　　　2H2O+O2+4e-=4OH-‎ ‎ 【17】 下列装置中能组成原电池的是（ ）‎ ‎【答案】 B ‎【18】X，Y，Z，M为金属活动顺序表中常见的四种金属元素，在常温下都不和冷水反应。金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有气体放出；若电解Y2+离子和Z2+离子共存的溶液时，Y先析出；又知在X和M的阳离子溶液中，加入过量的氢氧化钾溶液，M生成相应的氢氧化物的沉淀，试写出四种金属的活泼性由强到弱的顺序______。 ‎ ‎【答案】 X＞M＞Z＞Y，X＞Z＞M＞Y或M＞X＞Z＞Y。‎ ‎【2013高考突破】‎ ‎1．下面各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是 ‎(　　)‎ A．④>②>①>③ B．②>①>③>④‎ C．④>②>③>① D．③>②>④>①‎ ‎2．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)＋SO(aq)―→PbSO4(s)＋2e－‎ B．在放电时，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)＋SO(aq)‎ ‎3．下图装置中，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：Fe―→Fe2＋＋2e－‎ D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀 ‎4．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是 ‎(　　)‎ A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细 B．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能 C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化 D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 ‎5．将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是 ‎(　　)‎ A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 C．两烧杯中溶液的pH均增大 D．产生气泡的速度甲比乙慢 ‎6．我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为：4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，下列说法不正确的是 ‎(　　)‎ A．正极反应为：O2＋2H2O＋4e－―→4OH－‎ B．电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极 C．以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积 D．该电池通常只需更换铝板就可继续使用 ‎7．将两个铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即可产生电流，称为燃料电池，下列叙述正确的是 ‎(　　)‎ ‎①通入CH4的电极为正极；②正极的电极反应是O2＋2H2O＋4e－―→4OH－；③通入CH4‎ 的电极反应式是CH4＋2O2＋4e－―→CO2＋2H2O；④负极的电极反应式是CH4＋10OH－―→CO＋7H2O＋8e－；⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动；⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动。‎ A．①③⑤ B．②④⑥‎ C．④⑤⑥ D．①②③‎ 负极移动。‎ ‎【答案】　B ‎8．碱性锌锰电池工作时的化学方程式为：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。关于碱性锌锰电池的说法正确的是 ‎(　　)‎ A．碱性锌锰电池是二次电池 B．正极反应式为：MnO2＋H2O＋e－―→MnOOH＋OH－‎ C．连续工作后的碱性锌锰电池中电解液的pH将减小 D．工作中，每转移0.2 mol电子时，负极质量减轻‎6.5 g ‎9．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中正确的是 ‎(　　)‎ A．(1)(2)中Mg作负极，(3)(4)中Fe作负极 B．(2)中Mg作正极，电极反应式为：6H2O＋6e－―→6OH－＋3H2↑‎ C．(3)中Fe作负极，电极反应式为：Fe―→Fe2＋＋2e－‎ D．(4)中Cu作正极，电极反应式为：2H＋＋2e－―→H2↑‎ ‎10． 铜板上铁柳钉处的吸氧腐蚀原理如下图所示，下列有关说法中，不正确的是 ‎(　　)‎ A．正极电极反应式为2H＋＋2e－―→H2↑‎ B．此过种中还涉及到反应：4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3‎ C．此过程中铜并不被腐蚀 D．此过程中电子从Fe移向Cu ‎11．下列描述中，不符合生产实际的是 ‎(　　)‎ A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极 C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极 ‎12．下图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是 ‎(　　)‎ A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的 B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体 C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色 ‎13．某电解池内盛有CuSO4溶液，插入两根电极，接通直流电源后，欲达到如下要求：①阳极质量不变；②阴极质量增加；③电解液pH减小，则应选用的电极是(多选)(　　)‎ A．阴阳两极都是石墨　　　 B．铜作阳极，铁作阴极 C．铁作阳极，铜作阴极 D．铂作阳极，铜作阴极 ‎14．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是 ‎(　　)‎ A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变 B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小 C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2‎ D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1‎ ‎15．如下图所示，x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极极板质量增加，b极极板处有无色无味的气体放出，符合这一情况的是 ‎(　　)‎ a极板 b极板 x电极 z溶液 A 锌 石墨 负极 CuSO4‎ B 石墨 石墨 负极 NaOH C 银 铁 正极 AgNO3‎ D 铜 石墨 负极 CuCl2‎ ‎16．如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解。下列说法正确的是 ‎(　　)‎ A．乙池中d的电极反应为：2Cl－―→Cl2↑＋2e－‎ B．a、c两极产生气体的物质的量相等 C．甲、乙两池中溶液的pH均保持不变 D．乙池中发生的反应为：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑‎ ‎【答案】　D ‎17．将AsO＋2I－＋2H＋AsO＋I2＋H2O设计成如下图所示的电化学装置，其中C1‎ ‎、C2均为碳棒。甲、乙两组同学分别进行下述操作：‎ 甲组：向B烧杯中逐滴加入浓盐酸 乙组：向B烧杯中逐滴加入40%NaOH溶液 请回答：‎ ‎(1)甲组操作装置为________，乙组操作装置为________。‎ ‎(2)两次操作过程中，微安表(G)的指针偏转方向相反，原因是______________________。‎ ‎(3)甲组操作过程中，C2作______极，电极反应式为_______________________________，乙组操作过程中，C1作________极，电极反应式为________________。‎ ‎18．有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L－1 H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 mol·L－1NaOH溶液中，如图所示：‎ 请回答：‎ ‎(1)写出甲池中正极的电极反应式：____________________。‎ ‎(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式。负极：‎ ‎___________________；总反应的离子方程式：____________________________。‎ ‎(3)如果甲、乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出________活动性更强。(填写元素符号)‎ ‎(4)由此实验，可得到如下哪些正确结论？________(填写字母序号)。‎ a．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质 b．镁的金属性不一定比铝的金属性强 c．该实验说明金属活动顺序表已过时，已没有应用价值 d．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件的影响较大，因此应具体问题具体分析 ‎19．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：‎ ‎(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是__________________，‎ 在导线中电子流动方向为__________________________(用a、b表示)。‎ ‎(2)负极反应式为_____________________________________________________。‎ ‎(3)电极表面镀铂粉的原因为___________________________________________。‎ ‎(4)该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：‎ Ⅰ.2Li＋H22LiH Ⅱ.LiH＋H2O===LiOH＋H2↑‎ ‎①反应Ⅰ中的还原剂是__________，反应Ⅱ中的氧化剂是____________。‎ ‎②已知LiH固体密度为‎0.82 g/cm3，用锂吸收‎224 L(标准状况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为________。‎ ‎③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为______mol。‎ ‎【答案】　(1)由化学能转变为电能　由a到b ‎(2)H2＋2OH－―→2H2O＋2e－‎ ‎(3)增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快电极反应速率 ‎(4)①Li　H2O　②1/1 148或8.71×10－4　③32‎ ‎20．在50 mL 2 mol·L－1硫酸铜溶液中插入两个电极，通电电解(不考虑水分蒸发)。则：‎ ‎(1)若两极均为铜片，试说明电解过程中浓度将怎样变化__________________。‎ ‎(2)若阳极为纯锌，阴极为铜片，阳极反应式是____________________。‎ ‎(3)如果不考虑H＋在阴极上放电，当电路中有0.04 mol电子通过时，阴极增重________g，阴极上的电极反应式是__________________。‎ ‎【答案】　(1)不变　(2)Zn―→Zn2＋＋2e－　(3)1.28　Cu2＋＋2e－―→Cu ‎21．如下图所示，p、q为直流电源两极，A为＋2价金属单质X制成，B、C、D为铂电极，接通电源，金属X沉积于B极，同时C、D产生气泡。试回答：‎ ‎(1)p为____极，A极发生了________反应。‎ ‎(2)C为______极，试管里收集到________；D为______极，试管里收集到________。‎ ‎(3)C极的电极方程式是______________________________。‎ ‎(4)在电解过程中，测得了C、D两极上产生的气体的实验数据如下：‎ 时间(min)‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ 阴极生成气体体积(cm3)‎ ‎6‎ ‎12‎ ‎20‎ ‎29‎ ‎39‎ 阳极生成气体体积(cm3)‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎7‎ ‎11‎ ‎16‎ 时间(min)‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ 阴极生成气体体积(cm3)‎ ‎49‎ ‎59‎ ‎69‎ ‎79‎ ‎89‎ 阳极生成气体体积(cm3)‎ ‎21‎ ‎26‎ ‎31‎ ‎36‎ ‎41‎ 仔细分析以上实验数据，请说出可能的原因是____________。‎ ‎(5)当反应进行一段时间后，A、B电极附近溶液的pH______(填“增大”“减小”或“不变”)。‎ ‎(6)当电路中通过0.004 mol电子时，B电极上沉积金属X为‎0.128 g，则此金属的摩尔质量为________。‎ ‎22‎ ‎．铝合金以质轻、稳定性好等优点广泛应用于航空航天事业。在铝合金表面能形成一层较厚的氧化膜，这是其在空气中稳定存在的关键。其反应原理是以铝件与另一种材料为电极，以某种溶液作电解质溶 图9－8‎ 液进行电解，通电后在铝件与电解质溶液的接触面上逐渐形成一层氢氧化铝薄膜，薄膜的某些部位存在着小孔，电流从小孔中通过并产生热量使氢氧化铝分解，从而使铝件表面形成一层较厚的氧化膜。某校课外兴趣小组的同学根据上述原理，以铝件和铁棒为电极，以一定浓度的碳酸氢钠溶液为电解质溶液进行实验，实验装置如图9－8所示。‎ ‎(1)铝件放在________(填“X”或“Y”)极。‎ ‎(2)铝件表面形成氢氧化铝的电极反应式是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)电解过程中，必须使电解质溶液的pH保持相对稳定(不能太大也不能太小)的原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)用碳酸氢钠溶液作电解质溶液，而不用碳酸钠溶液作电解质溶液，其理由是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎【答案】(1)X ‎(2)Al－3e－＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑或Al－3e－===Al3＋，Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑‎ ‎(3)氧化铝和氢氧化铝都是两性化合物，如果溶液的酸性或碱性过强，都会使所形成的氧化铝薄膜溶解 ‎(4)碳酸氢钠的作用之一是中和阴极区溶液中过量的OH－：HCO＋OH－===CO＋H2O，有利于控制溶液的酸碱性，另外，碳酸氢钠的水解程度小于碳酸钠的水解程度，碱性也比碳酸钠溶液的弱 ‎23．如图9－9甲、乙是电化学实验装置。‎ 图9－9‎ ‎(1)若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液。‎ ‎①甲中石墨棒上的电极反应式为_____________________________________；‎ ‎②乙中总反应的离子方程式为__________________________________________；‎ ‎③将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2。若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5∶1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为____________________________________________________________。‎ ‎(2)若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO4溶液。‎ ‎①甲中铁棒上的电极反应式为________________________________________；‎ ‎②如果起始时乙中盛有200 mL pH＝5的CuSO4溶液(‎25 ℃‎)，一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入__________(填写物质的化学式)________g。‎