電化學(xué)基礎(chǔ)

【專題訓(xùn)練】

1.科學(xué)家設(shè)想以血和乩為反應(yīng)物，以溶有A的稀鹽酸為電解質(zhì)

溶液，可制造出既能提供電源，又能固氮的新型燃料電池，裝置如圖

所示，下列說法不正確的是

濃的A溶液

A.該電池外電路電流從通入慶的電流流向通入用的電極

B.反應(yīng)過程中溶液的pH會變大，故需要加入鹽酸

C.通入用的電極發(fā)生的電極反應(yīng)式為N?+6e-+8H+=2NH。

D.通入H2的電極為負(fù)極，A為NH4cl

解析A.電流從正極流向負(fù)極，即電流從通入用的電流流向通

入上的電極，故A錯誤;B.放電過程中，負(fù)極電極反應(yīng)為H-2e-=2H

+

+,正極電極反應(yīng)Nz+8H++6e-=2NH。，總反應(yīng)式為N2+3H2+2H

=2NHr,消耗氫離子，電解質(zhì)溶液pH升高，故需要加入鹽酸，故B

正確；C.正極發(fā)生還原反應(yīng)，即氮氣被還原生成NHT,電極反應(yīng)式為

-+-

N2+6e+8H=2NHr,故C正確；D.根據(jù)負(fù)極電極反應(yīng)為：H2-2e

=2H+,正極電極反應(yīng)Nz+8H++6e-=2NH；,總反應(yīng)式為弗+3乩+

2H+=2Ntf,則比為負(fù)極，A為NH4cL故D正確。

答案A

2.H2s利用是回收能量并得到單質(zhì)硫。反應(yīng)原理為：2H2s(g)+

02(g)=S2(s)+2H20(l)△層一632kJ*mol，圖為質(zhì)子膜H2S燃

料電池示意圖。下列說法正確的是

II一It'

H2O7^O2

電極b____

A.該電池可實現(xiàn)把化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能

B.電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為：02+2上0+40-=40*

+

C.電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)為：2H2S-4e-=S2+4H

D.標(biāo)況下，當(dāng)有22.4LH2s參與反應(yīng)時，有21noiH+經(jīng)質(zhì)子膜

進入負(fù)極區(qū)

【解析】A、原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，但是化學(xué)

能不能全部轉(zhuǎn)化為電能，有部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能等其他形式的能

量，故A錯誤；B、正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，酸性條件下，氧氣

+

得電子生成水,則電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為:02+4H+4e-=2H20,

故B錯誤；C、a極為負(fù)極，負(fù)極上硫化氫失電子生成S2和氫離子，

+

則電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)為：2H2S-4e~=S2+4H,故C正確；D、

標(biāo)況下，當(dāng)有22.4LH2s即1molH2S參與反應(yīng)，則消耗0.5mol

氧氣，則根據(jù)02+4H++4e-=2H2。，所以有2moif經(jīng)質(zhì)子膜進入

正極區(qū)，故D錯誤。

【答案】C

3.下列金屬保護方案正確且稱為犧牲陽極的陰極保護法的是()

A.在輪船鋼鐵外殼鑲嵌一些銅塊，提高輪船抗腐蝕能力

B,海水中航海燈鐵柱與電源負(fù)極直接相連

C.鋼管表面鍍鋅，能減慢鋼管在空氣或土壤中的腐蝕速率

D.機械中軸承常涂一些黃油

解析：輪船外殼鑲嵌銅塊，在海水中構(gòu)成原電池，銅塊為正極，鋼鐵

外殼為負(fù)極，加快鋼鐵外殼腐蝕，A項不符合題意。海水中航海燈鐵

柱與電源負(fù)極相連，這種保護金屬的方法叫外加電流的陰極保護法，

B項不符合題意。鋅比鐵活潑，鋼管鍍鋅，如在空氣或土壤中構(gòu)成原

電池，鋅為負(fù)極，鋼管為正極，鋼管被保護，能提高抗腐蝕能力，這

種方法叫犧牲陽極的陰極保護法，C項符合題意。金屬表面涂油能隔

離空氣與金屬，從而提高金屬耐腐蝕性，這種方法不屬于電化學(xué)保護

法，D項不符合題意。

答案：C

4.（2019?河南鄭州開封一模卷）某課題組以納米卜七。3作為電極材料

制備鋰離子電池（另一極為金屬鋰和石墨的復(fù)合材料）,通過在室溫條

件下對鋰離子電池進行循環(huán)充放電,成功地實現(xiàn)了對磁性的可逆調(diào)控

（如圖）。下列說法錯誤的是（）

A,放電時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為Li-e—=Li+

B.放電時，電子通過電解質(zhì)從Li流向Fe2（）3

C.充電時，F(xiàn)e作陽極，電池逐漸擺脫磁鐵吸引

D.充電時，陽極的電極反應(yīng)式為2Fe+3Li20—6e-=Fe2（）3+6Li+

放電

解析；由圖可知：該電池在充、放電時的反應(yīng)為6Li+Fe2（）3充電

3Li20+2Fe；放電時負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；充電時

陽極、陰極電極反應(yīng)式與放電時的負(fù)極、正極電極反應(yīng)式正好相反。

放電時Li為負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式是Li—e一

=Li+,A正確；放電時，電子通過外電路從負(fù)極Li流向正極Fe2（）3,

不能經(jīng)過電解質(zhì)，B錯誤；充電時，F(xiàn)e作陽極，失去電子，發(fā)生氧化

反應(yīng)，被氧化變?yōu)镕eB,FezOs不能被磁鐵吸引，故電池逐漸擺脫磁

鐵吸引，C正確；充電時，陽極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，該電極反

應(yīng)式為2Fe—6e-+3Li20=Fe2（）3+6Li+,選項D正確。

答案：B

5.（2019?湖南長沙長郡中學(xué)第五次調(diào)研）用二氧化碳可合成低密度

聚乙烯（LDPE）。常溫常壓下以納米二氧化鈦膜為工作電極，電解CO2,

可制得LDPE,該電極反應(yīng)可能的機理如圖所示。下列說法正確的是

()

4-e

TiTi

之￡八一定條件八八八”「定條件廠化合物X（不含碳元素I

CO，過程［CO,-----------CO+OH」e

,過程u過程m

:一?利、（：一＜：H+

過程1VLDPE

+3

A.含Ti極與電源負(fù)極相連

B.過程I、n中碳元素均被還原，過程m中碳元素被氧化

C.電解過程中co7向陰極遷移

D.工業(yè)上生產(chǎn)1.4X104g的LDPE,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6X103moi

解析：由題可知，CO2中碳元素化合價降低，得電子，在陰極反應(yīng)；Ti

極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)與電源正極相連，A錯誤；過程I?HI

中碳元素化合價均降低，均被還原，B錯誤；電解過程中陰離子（C07）

應(yīng)向陽極遷移，C錯誤；L4X104g的LDPE即5X1021noiLDPE,由

CO2生成LDPE過程中轉(zhuǎn)移電子守恒可知，工業(yè)上生產(chǎn)1.4X104g的

LDPE,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6X10,mol,D正確。

答案：D

充電

<A>

jxoooNa*oooa

DOOCJO放電ooooc

loooo….oooa

，充100000

baxoooooc

電極電解質(zhì)電極

NaMOz碳材料

6.C?NaM02電池是科學(xué)家正在研發(fā)的鈉離子電池，據(jù)悉該電池可以將

傳統(tǒng)鋰電池的續(xù)航能力提升7倍。該電池的電池反應(yīng)式為NaM02+

nCNa(1_x)M02+NaX.,下列有關(guān)該電池的說法正確的是()

A.電池放電時，溶液中鈉離子向負(fù)極移動

+

B.該電池負(fù)極的電極反應(yīng)為NaM02-Ae"=Na(1-x)M02+^a

C.消耗相同質(zhì)量金屬時，用鋰作負(fù)極產(chǎn)生電子的物質(zhì)的量比用鈉時

少

D.電池充電時的陽極反應(yīng)式為M+ANa+—此一=Na￡〃

解析：根據(jù)圖示，放電時電極反應(yīng)式為

+

負(fù)極：NaM02—Jve~=Na(i-x)MO2+^Na；

正極：ANa++xe~+/7C=NaXno

A項，放電時，鈉離子應(yīng)向正極移動；C項，由于鈉的摩爾質(zhì)量大于

鋰的摩爾質(zhì)量，所以消耗相同質(zhì)量的金屬時，用鋰作負(fù)極產(chǎn)生的電子

的物質(zhì)的量多；D項，充電時陽極反應(yīng)式為附￡〃一起一=期3++忒：。

答案：B

7.乙烯催化氧化成乙醛可設(shè)計成如圖所示的燃料電池，已知其總反應(yīng)

方程式為2CH2=CH2+02-2CH3CH0o則下列有關(guān)說法正確的是

()

iIi

~10.

H：0丁口ii

杷/）l卜i紀(jì)

網(wǎng)網(wǎng)

「廠十

含磷酸溶液

的玻璃纖維11.()

A.該裝置能量轉(zhuǎn)化形式是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

B.電子移動方向：電極a-磷酸溶液-電極b

C.每有0.1molO2反應(yīng)，則向負(fù)極遷移的H+的物質(zhì)的量為0.2mol

-+

D.負(fù)極反應(yīng)式為CH2=CH2-2e+H20=CH3CH0+2H

解析：該裝置是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，故A錯誤；通燃料一極為

負(fù)極，通氧氣一極為正極，根據(jù)原電池的工作原理，電子從負(fù)極經(jīng)外

電路流向正極，即從a極經(jīng)負(fù)載流向b極，故B錯誤；根據(jù)原電池的

工作原理，陰離子向負(fù)極移動，陽離子向正極移動，即H十向b極移

動，故C錯誤；根據(jù)裝置圖，負(fù)極反應(yīng)式為CH2=CH2-2e-+

+

H20=CH3CH0+2H,故D正確。

答案：D

8.（2019?高考化學(xué)“985”沖刺卷）第三代混合動力車，可以用電動

機、內(nèi)燃機或二者結(jié)合推動車輪。汽車上坡或加速時，電動機提供推

動力，降低汽油的消耗；在剎車或下坡時，電池處于充電狀態(tài)，原理

如圖1。混合動力車目前一般使用銀氫電池，該電池中銀的化合物為

正極，儲氫金屬（以M表示）為負(fù)極。堿液（主要為KOH）為電解質(zhì)溶液。

銀氫電池充放電原理如圖2所示，其總反應(yīng)式為H2+

放電

2Ni0（0H）充電2Ni（0H）2以下說法正確的是（）

A,混合動力車上坡或加速時，乙電極為負(fù)極

B.混合動力車在剎車或下坡時，乙電極的電極反應(yīng)式為Ni(0H)2+0H

"-e"=NiO(OH)+H20

C.混合動力汽車下坡或剎車時，電子流動的方向：乙電極f發(fā)動機

f甲電極f乙電極

D.混合動力車上坡或加速時，乙電極周圍溶液的pH減小

解析：混合動力車上坡或加速時，電動機提供推動力，所以銀氫電池

放電，乩失電子為負(fù)極，甲電極為負(fù)極，選項A錯誤；混合動力車在

剎車或下坡時，電池處于充電狀態(tài)，為電解池，乙電極為陽極發(fā)生氧

化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Ni(OH)2+OH-—e—=NiO(OH)+H2O,選項B

正確；電解池中是離子定向移動而不是電子，選項C錯誤；乙電極是

正極，反應(yīng)式是Ni0(0H)+H20+e-=Ni(0H)2+0H，所以溶液的pH

增大，選項D錯誤。

答案：B

9.硼化帆(VBO—空氣電池是目前儲電能力最高的電池，電池示

意圖如下，該電池工作時反應(yīng)為：4VB2+1102=4B203+2V205o下列

說法正確的是

負(fù)載

A.電極a為電池負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)

B.每消耗1molVB2轉(zhuǎn)移6mol電子

C.電池工作時，0H-向電極a移動

D.VB2極發(fā)生的電極反應(yīng)為2VB2+22OH--22e-=V2O5+2B2O3+

11H2O

解析根據(jù)電池反應(yīng)式確定該電池的負(fù)極為VB2-e-=V2O5+

2B203,正極為氧氣得到電子。A、a通入氧氣，故該極為正極，錯誤;

B、每消耗1molVB2轉(zhuǎn)移11mol電子，錯誤；C、該電池正極產(chǎn)生

氫氧根離子，負(fù)極消耗氫氧根離子，陰離子向負(fù)極移動，錯誤。

答案D

10.銅是一種紫紅色金屬，被稱作“電器工業(yè)的主角”銅主要是

黃銅礦煉制，焙燒時發(fā)生反應(yīng)2CuFeS2+O2通逞Cu2s+2FeS+S02,其

簡單流程如圖所示，下列說法正確的是

S()2

A.焙燒時硫元素全部轉(zhuǎn)化為二氧化硫

B.在焙燒時氧化劑只有氧氣

C.粗銅精煉時用粗銅做陰極

D.Cu2s可用于火法煉制銅

解析A.焙燒時還生成金屬硫化物，部分硫元素轉(zhuǎn)化為二氧化

硫，故A錯誤；B.焙燒時Cu元素由+2價降低為+1價，S元素由一

2價升高到+4價，氧氣中0元素由0降低為一2價，則氧化劑為氧

氣和CuFeSz,故B錯誤；C.粗銅精煉時用粗銅與電源正極相連，則粗

高溫

銅為陽極，故C錯誤；D.火法煉銅的原理為：CU2S+02=2CU+S02,

則Cu2s可用于火法煉制銅，故D正確。

答案D

11.利用化石燃料開采、加工過程產(chǎn)生的H2s廢氣，通過電化學(xué)

法制取氫氣的工藝如圖，下列說法不正確的是

A.電解池中惰性電極G為陽極

B.該工藝優(yōu)點之一是FeCk溶液可循環(huán)利用

C.反應(yīng)池中的離子方程式：2Fe3++S2"=2Fe2++SI

通電

D.電解池總反應(yīng)的化學(xué)方程式：2FeCl2+2HCl-2FeCl3+H2

t

解析A.電解池中C2上得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，則為陰

極，所以3為陽極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；B.氯化鐵和

硫化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成S和亞鐵離子,亞鐵離子在電解池中發(fā)

生氧化反應(yīng)生成鐵離子，所以FeCL溶液可循環(huán)利用，故B正確；C.

硫化氫是弱電解質(zhì)，寫化學(xué)式，離子方程式為2Fe?++H2s=2Fe?++S

I+2H+,故C錯誤；D.電解池電解鹽酸、氯化亞鐵混合溶液得到氯

化鐵和氫氣，電池反應(yīng)式為：2FeCL+2HCl型里2FeCL+H2t,故D

正確。

答案C

12.用a、b兩個質(zhì)量相等的Pt電極電解A1CL和CuS04的混合

溶液。右時刻a電極得到混合氣體，其中CL在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為224

mL(忽略氣體的溶解)；力2時刻Cu全部在電極上析出。下列判斷正確

的是

A.a電極與電源的負(fù)極相連

B.友時，兩電極的質(zhì)量相差3.84g

C.電解過程中，溶液的pH不斷增大

D.友時，b電極的電極反應(yīng)是2H20—4。一=20『+41

解析A.a電極得到混合氣體，為CL和&的混合物，應(yīng)為電解

0224I

池的陽極，與電源的正極相連，故A錯誤；B.，(Cb)=左

22.4L1.?moll

2

=0.01mol,貝(1/?(A1C13)=7XO.01mol,因Z?(A1C13)I/?(CuSO4)=lI9,

o

則/7(CUS04)=0.06mol,由于陰極只有Cu析出，則2zz(Cu)=0.06mol

X64g?mol