1、专题06 电化学,一、不能正确理解原电池的工作原理,原电池工作原理示意图,【易错典例1】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电子由Zn电极流出，经KOH溶液流向正极 B正极反应式为2FeO42-10H6e=Fe2O35H2O C该电池放电过程中电解质溶液浓度不变 D电池工作时OH向负极迁移,【答案】D 【解析】A项，电子由负极(Zn)流出，经导线流向正极，错误；B项，电解液为KOH溶液，故正极电极反应式为：2FeO42-6e5H2O=Fe2O310OH，错误；C项，该电池的总反应为：3Zn2FeO42-5H2O=Fe2O33Zn(OH)24
2、OH，由方程式可知KOH浓度增大，错误；D项，电池工作时阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，正确。,二、对原电池结构、电极反应认识不清,1误认为原电池中负极材料一定比正极材料活泼。其实不一定，如Mg和Al用导线相连放在NaOH溶液中形成原电池时，铝作负极。 2误认为原电池质量增加的一极一定为原电池的正极。其实不一定，如铅蓄电池的负极，在工作时，电极由Pb转变为PbSO4，质量增加。 3误认为原电池的负极一定参加反应。其实不一定，如氢氧燃料电池的负极本身不参加反应，通入的燃料发生反应。,【易错典例2】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
3、量 Bc(Zn2) Cc(H) Dc(SO42-),三、不能正确区分原电池和电解池,图1中无外接电源，其中必有一个装置是原电池装置(相当于发电装置)，为电解池装置提供电能，其中两个电极活泼性差异大者为原电池装置，如图1中左边为原电池装置，右边为电解池装置。图2中有外接电源，两烧杯均作电解池，且串联电解，通过两池的电子数目相等。,四、不能正确理解电解池的工作原理,电解池工作原理(阳极为惰性电极)示意图,【易错典例1】以石墨为电极，电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是( ) A阴极附近溶液呈红色 B阴极逸出气体 C阳极附近溶液呈蓝色 D溶液的pH变小,五、不能准确判断电解前后p
4、H变化,电解前后电解质溶液酸碱性变化可概括为“有氢无氧增碱性，有氧无氢增酸性；有氢有氧增原性，无氢无氧减原性”。,【易错典例2】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2H2O4e=O24H，负极区溶液pH降低 D当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生
5、成,【答案】B 【解析】电解池中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动，即SO离子向正极区移动，Na 向负极区移动，正极区水电离的OH发生氧化反应生成氧气，H留在正极区，该极得到H2SO4产品，溶液pH减小，负极区水电离的H发生还原反应生成氢气，OH留在负极区，该极得到NaOH产品，溶液pH增大，故A、C项错误，B正确；该电解池相当于电解水，根据电解水的方程式可计算出当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.25 mol的O2生成，错误。,六、电解过程中常出现的理解误区,1铁作电解池的阳极时，铁失去电子生成Fe2而不是Fe3。 2电解时的氧化产物或还原产物能与电解质溶液中的微粒发生反应时，要将该
6、微粒写入电极反应式中，否则会造成错误。如用Al作阳极电解NaOH溶液时的阳极反应式为Al3e4OH=AlO2H2O。 3用惰性电极电解饱和食盐水后，误认为要想恢复至原状需加入适量盐酸，其实不然，应该通入HCl气体。 4误认为电解熔融的AlCl3可以制备Al，其实不然，因为AlCl3是共价化合物，熔融状态不导电，不能被电解，应该电解熔融的氧化铝制备铝。 5不清楚多池串联情况，多池串联时若有外加电源则整套装置都是电解池；若无外加电源，则一般含最活泼金属的装置为原电池，其余为电解池；但当其中两池的最活泼金属相同时则两极间金属性差别大的为原电池，其余为电解池。,【易错典例3】某同学组装了如图所示的电化
7、学装置，电极为Al，其他电极均为Cu，则 ( )A. 电流方向：电极电极 B. 电极发生还原反应 C. 电极逐渐溶解 D. 电极的电极反应：Cu22e=Cu,【答案】A 【解析】电极为Al，其他电极均为Cu，可判断，是原电池的负极，是原电池的正极，是电解池的阳极，是电解池的阴极，A项，外电路电流方向是从正极流向负极，即电极电极，正确；B项，负极发生氧化反应，错误；C项，正极上的电极反应为Cu22e=Cu，电极有Cu析出逐渐加重，错误；D项，阳极的电极反应为Cu2e=Cu2，错误。,七、不会正确判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀,判断析氢腐蚀与吸氧腐蚀的依据 正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧
8、腐蚀的关键。潮湿的空气、中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。,【易错典例4】铁及其化合物与生产、生活关系密切。 图中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）该电化学腐蚀称为_。 （2）图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是_(填字母)。,【答案】（1）吸氧腐蚀 （2）B 【解析】（1）铁闸门在海水中主要发生吸氧腐蚀。（2）B点既满足与电解质溶液接触，同时含氧量较大，因此发生腐蚀速率最快。,1分析下图所示的四个装置，其中结论正确的是( )A中Mg作负极，)中Fe作负极 B中Mg作正极，电极反应为6H2O6e=6OH3H2 C中Fe作负
9、极，电极反应为Fe2e=Fe2 D中Fe作负极，电极反应为Fe2e=Fe2,【答案】B 【解析】A、中Mg、Al均能与H2SO4发生自发的氧化还原反应，Mg比Al活泼，Mg作负极；中Al与NaOH发生自发的氧化还原反应，而Mg不反应，故负极为Al；中Fe在浓硝酸中发生钝化，反应不能持续进行，Cu与浓硝酸能自发发生氧化还原反应，故Cu作负极；中酒精为非电解质，不能构成原电池，A错误。B、中Al与NaOH发生自发的氧化还原反应，而Mg不反应，故负极为Al，Mg作正极，水中的H+得到电子生成氢气，电极方程式为6H2O6e=6OH3H2，B正确。C、中Fe在浓硝酸中发生钝化，反应不能持续进行，Cu与浓
10、硝酸能自发发生氧化还原反应，故Cu作负极，Fe为正极，HNO3在正极上得电子生成NO2，电极方程式为：2H+NO3-+ e=NO2+H2O，C错误。D、中酒精为非电解质，不能构成原电池，D错误。正确答案为B。,2相同材质的铁在图中四种情况下最不易被腐蚀的是,【答案】C 【解析】在A中，能构成原电池，铁作负极，易被腐蚀；在B中，食盐水提供电解质溶液环境，铁炒锅和铁铲都是铁碳合金，符合原电池形成的条件，铁作负极，碳作正极，铁易被腐蚀；在C中，铜镀层将铁球覆盖，使铁被保护，所以铁不易被腐蚀；在D中，酸雨提供电解质溶液环境，铁铆钉和铜板分别作负、正极，形成原电池，铁易被腐蚀。答案选C。,3右图为模拟铁
11、生锈的实验。铁粉中均匀混有少量碳粉，撒入在内壁已分别用氯化钠溶液和稀醋酸润湿过的甲、乙两支具支试管。打开止水 夹片刻后，以下有关该实验的说法合理的是 ( ) A甲装置中红墨水倒吸量比乙装置多 B甲装置中发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀 C乙装置中发生的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀 D乙装置开始导管口有气泡冒出，接着红墨水又较快倒流,【答案】BD 【解析】甲装置中发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀，乙装置开始导管口有气泡冒出，接着红墨水又较快倒流，主要是压强差造成的。,4微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。如图是一种微生物燃料电池的工作原理示意图，下列有关说法不正确的是
12、AB电极是正极 B电池内H+从左侧向右侧迁移 CA电极的电极反应式： CH3COOH + 8e-+ 2H2O=2CO2 +8H+ D该电池可利用有机废水等有机废弃物作为燃料,【答案】C 【解析】CH3COOH中C元素平均价态为0，转变为CO2，化合价升高，故CH3COOH失电子，A为负极， B为正极，故A正确；B、电池中阳离子向正极移动，故B正确；C、A电极为负极，失电子，电极反应应为CH3COOH8e+2H2O2CO2+8H+，故C错误；该电池可将废水中的有机物作为燃料，制成燃料电池，D正确。故选C。,5有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是（ ）A图I所示电池中，MnO2的作用是催化
13、剂 B图所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大 C图所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2+浓度始终不变 D图IV所示电池中，Ag2O是氧化剂，电池工作过程中还原为Ag,【答案】D 【解析】A该电池反应中二氧化锰得到电子被还原，为原电池的正极，A错误；B铅蓄电池放电时电池反应为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，该反应中浓硫酸参加反应，所以浓度降低，B错误；C粗铜中不仅含有铜还含有其它金属，电解时，粗铜中有铜和其它金属失电子，纯铜上只有铜离子得电子，所以阴极上析出的铜大于阳极上减少的铜，所以溶液中铜离子浓度降低，C错误；D该原电池中，正极上氧化银得电子生成银，所以氧化剂作氧化
14、剂发生还原反应，D正确；答案选D。,6三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2H2O4e=O2+4H+，负极区溶液pH降低 D当电路中通过1mol电子的电量时，会有0.5mol的O2生成,【答案】B 【解析】A根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，在电解池中阴离子会向正电荷
15、较多的阳极区定向移动，因此通电后中间隔室的SO42离子向正极迁移；在正极区带负电荷的OH失去电子，发生氧化反应而放电，由于破坏了附近的水的电离平衡，使溶液中c(H)c(OH)，所以正极区溶液酸性增强，溶液的pH减小，故A错误；B阳极区氢氧根放电，溶液中产生硫酸，阴极区氢离子获得电子，发生还原反应而放电，破坏了附近的水的电离平衡，使溶液中c(OH)c(H)，所以产生氢氧化钠，因此该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品，故B正确；C负极区氢离子得到电子，使溶液中c(H)增大，所以负极区溶液pH升高，故C错误；D当电路中通过1mol电子的电量时，根据整个闭合回路中电子转移数目
16、相等可知反应产生氧气的物质的量是n(O2)=1mol4=0.25mol，故D错误。故选B。,【答案】B 【解析】A、a、d处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，破坏了水的电离平衡，氢氧根离子浓度增大造成的，A正确；B、b处变红，局部褪色，说明是溶液中的氢氧根和氯离子同时放电，分别产生氧气和氯气，氢离子浓度增大，酸性增强，氯气与水反应生成的次氯酸具有漂白性，B错误；C、c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，C正确；D、实验一中ac形成电解池，db形成电解池，所以实验二中也相当于形成三个电解池（一个球两面为不同的两极），m为电解池的阴极，另一球朝m的一面为阳极（n的背面），故
17、相当于电镀，即m上有铜析出，D正确。答案选B。,8一种驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池原理示意如图，下列有关该电池说法正确的是（ ）A电流由电极A经外电路流向电极B B电池工作时，OH向电极B移动 C该电池工作时，每消耗22.4L NH3转移3mol电子 D电极A上发生的电极反应为：2NH36e+ 6OHN2 + 6H2O,【答案】D 【解析】A、由图可知，NH3被氧化为N2，发生氧化反应，所以该电池中A是负极，B是正极，电流由正极（B）流向负极（A），故A错误；B、原电池中，阴离子向负极移动，则OH向负极A移动，故B错误；C、气体的体积必须标明温度和压强，否则没有意义，故C错误；D、碱性条件下，
18、A电极发生NH3转化为N2，故电极反应为： 4NH3+3O2=2N2+6H2O，故D正确。故选D。 点睛：燃料电池规律：负极上是燃料失电子的氧化反应，在正极上氧气发生得电子的还原反应。易错点：气体的体积一定要标温度和压强，否则数据无意义，选项可直接排除。,9电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如下图所示，其中阴极和阳极均为惰性气体电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1：2，以下说法正确的是Aa 极与电源的负极相连 B产物丁为硫酸溶液 C离子交换膜d 为阴离子交换膜(允许阴离子通过) Db 电极反立式为2H2O+2e-=2OH-+H2,【答案】D 【解析】A、惰性电极电解硫酸钠
19、溶液，阴极生成氢气、阳极产生氧气，气体甲与气体乙的体积比约为1:2，所以甲为氧气、乙为氢气，a是阳极，b是阴极。a极与电源的正极相连，A错误；B、乙是氢气，氢离子放电，水的电离平衡被破坏，产生氢氧化钠，因此丁是氢氧化钠溶液，B错误；C、丁是氢氧化钠，离子交换膜d为阳离子交换膜，C错误；D、b电极是阴极，氢离子放电，电极反应式：2H2O+2e=H2+2OH，D正确。答案选D。,10己知在pH为45的溶液中，Cu2+几乎不水解，而Fe3+几乎完全水解。某学生拟用电解CuSO4溶液的方法测定铜的相对原子质量。该同学向pH=3.8酸化的、含有Fe2(SO4)3杂质的CuSO4溶液中加入过量的黑色粉末X，充分搅拌后将滤液用下图所示装置电解，其中某电极增重ag，另一电极上产生标准状况下的气体VmL。下列说法正确的是 A铜电极连接电源正极 B铜的相对原子质量的计算式是 C黑色粉末X是铁粉 D石墨电极上发生的反应是4OH-4e-=O2+2H2O,
