2019-2020年高三化学上学期期末专题汇编 原电池和电解池的工作原理.doc

2019-2020年高三化学上学期期末专题汇编 原电池和电解池的工作原理一、选择题(每题分，计分)1.(xx届山东烟台莱州一中)关于下列各装置图的叙述中，正确的是( ) A. 装置阳极有红色物质析出B. 装置的总反应为Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+C. 装置中a为负极，发生的电极反应式为H2+2OH2e=2H2OD. 用装置精炼铜，则a极为纯铜，电解质溶液可为CuSO4溶液2.(xx届山东淄博)与下列装置相关的说法中不正确的是( ) A. 图a中，接通开关时，插入海水中的铁棒，腐蚀速率加快B. 图b中，开关由N改置于M时，CuZn合金的腐蚀速率加快C. 图c中装置用作精炼铜时，x极为粗铜D. 图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的3.(xx届山东临沂)下列有关电化学装置的叙述正确的是( ) A. Zn、MnO2干电池放电时MnO2被氧化B. 电解精炼铜时，阳极减少的质量与阴极增加的质量一定相等C. K分别于M、N连接，均可保护Fe电极，且都称为“牺牲阳极的阴极保护法”D. 在钢材上电镀铝，熔融盐中Al和Cl元素只以AlCl4、Al2Cl3，形式存在，则阳极反应式为：Al3e+7AlCl4=4Al2Cl34.(xx届山东枣庄滕州二中)汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应如下：PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O，根据此反应判断下列叙述中正确的是( ) A. PbO2是电池的负极B. 负极的电极反应式为：Pb+SO422ePbSO4C. PbO2得电子，被氧化D. 电池放电时，溶液酸性增强5.(xx届山东莱芜)下列有关电化学装置完全正确的是( ) A. 铁片镀锌B. 模拟吸氧腐蚀C. 铜锌原电池D. 电解法制氯气6.(xx届山东潍坊b卷)下列叙述错误的是( ) A. 如图所示通电一段时间后，石墨电极上会有铜析出B. 在原电池的负极和电解池的阴极上都发生氧化反应C. 电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小D. 用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为2：17.(xx届山东烟台)如图装置模拟人工肾脏的工作原理，电解生成的Cl2将尿素CO(NH2)2氧化成N2排出，则下列说法错误的是( ) A. 电源的正极为bB. 尿素被氧化的化学方程式为CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HClC. 电解结束后，阴极室溶液与电解前相比pH增大D. 阳极收集到气体4.48L(标准状况)时，被氧化的尿素为6.0g8.(xx届山东枣庄五中)汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应如下：PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O，根据此反应判断下列叙述中正确的是( ) A. PbO2是电池的负极B. 负极的电极反应式为：Pb+SO422ePbSO4C. PbO2得电子，被氧化D. 电池放电时，溶液酸性增强9.(xx届山东德州)对下列装置的叙述错误的是( ) A. X如果是HCl，则不论a和b用导线连接还是a和b分别连接直流电源正、负极时，H+的移动方向均相同B. X如果是硫酸铜，a和b分别连接直流电源正、负极，一段时间后铁片质量增加C. X如果是硫酸铁，则不论a和b是否用导线连接，铁片均发生氧化反应D. X如果是NaCl，则a和b连接时，该装置可模拟生铁在食盐水中被腐蚀的过程10.(xx届山东济南)空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充放电池图为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是( ) A. 当有0.1mol电子转移时，a极产生1.12L O2(标准状况下)B. b极上发生的电极反应是：4H2O+4e=2H2+4OHC. d极上发生的电极反应是：O2+4H+4e=2H2OD. c极上进行还原反应，B中的H+可以通过隔膜进入A11.(xx届山东德州)第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态其电路工作原理如图所示下列说法中正确的是( ) A. 电池充电时，OH由甲侧向乙侧移动B. 甲放电时为正极，充电时为阳极C. 放电时正极的电极反应式为MHnneM+nH+D. 汽车下坡时发生图中实线所示的过程12.(xx届山东潍坊a卷)下列叙述错误的是( ) A. 如图所示通电一段时间后，石墨电极上会有铜析出B. 在原电池的负极和电解池的阴极上都发生氧化反应C. 电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小D. 用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为2：113.(xx届山东青岛二中)食品保鲜所用的“双吸剂”，是由还原铁粉、生石灰、氯化钠、炭粉等按一定比例组成的混合物，可吸收氧气和水下列分析不正确的是( ) A. “双吸剂”中的生石灰有吸水作用B. “双吸剂”吸收氧气时，发生了原电池反应C. 吸收氧气的过程中，铁作原电池的负极D. 炭粉上发生的反应为：O2+4e+4H+=2H2O二、解答题(每题分，计分)14.(xx届山东烟台)某蓄电池反应为NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2(1)该蓄电池充电时，发生还原反应的物质是(填下列字母)，放电时生成Fe(OH)2的质量18g，则外电路中转移的电子数是A. NiO2B. Fe C. Fe(OH)2D. Ni(OH)2(2)为防止远洋轮船的钢铁船体在海水中发生电化学腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与该蓄电池这样的直流电源的极(填“正”或“负”)相连(3)以该蓄电池做电源，用图1所示装置，在实验室模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原因是(用相关的电极反应式和离子方程式表示)(4)精炼铜时，粗铜应与直流电源的极(填“正”或“负”)相连，精炼过程中，电解质溶液中c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐增大而影响进一步电解，甲同学设计如图2除杂方案：已知：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2开始沉淀时的pH2.37.55.66.2完全沉淀时的pH3.99.76.48.0则加入H2O2的目的是，乙同学认为应将方案中的pH调节到8，你认为此观点(填“正确”或“不正确”)，理由是15.(xx届山东枣庄)氧化还原反应与生产、生活、科技密切相关，请回答下列问题：(1)银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故，该现象属于腐蚀，如果加入一定浓度硝酸将发生反应3Ag2S+8HNO36AgNO3+3S+2NO+4H2O，同时Ag与硝酸反应生成AgNO3、NO、H2O，当生成22.4mL的气体时，参加反应硝酸的物质的量为(2)如图1所示的原电池装置中，负极的电极反应为H+的移动方向为电池总反应方程式为当电路中转移0.1mole时，交换膜左侧溶液中离子减少的物质的量为(3)电解NO制备NH4+NO3原理如图2所示，接电源正极的电极为(填X或Y)，X电极反应式为为使电解产物完全转化为NH4NO3，需要补充的物质A的化学式为16.(xx届山东青岛二中)(1)为了证明一水合氨是弱碱，甲、乙、丙三同学分别设计以下实验进行探究甲同学用pH试纸测得室温下0.10molL1氨水pH为，若a13(填“”、“=”或“”)，则一水合氨是弱电解质乙同学取10mL 0.10molL1氨水，用pH试纸测出其pH为a，然后用蒸馏水稀释至1000mL，再用pH试纸测出其pH为b，若要确认一水合氨是弱电解质，则a、b应满足的关系是(用等式或不等式表示)丙同学取出10mL 0.10molL1氨水，滴入2滴酚酞试液，显粉红色，再加入NH4Cl晶体少量，观察到的现象是，则证明一水合氨是弱电解质(2)向25mL 0.10molLl的盐酸中滴加氨水至过量，该过程中离子浓度大小关系可能正确的是ac(C1)=c(NH4+)c(H+)=c(OH)bc(C1)c(NH4+)=c(H+)c(OH)cc(NH4+)c(OH)c(C1)c(H+)dc(OH)c(NH4+)c(H+)c(C1)(3)常温下，0.10molLl的NH4Cl溶液pH为5，则一水合氨的电离常数Kb=(4)用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染写出氨气消除NO污染的化学方程式若还原产物比氧化产物多0.5mol，则反应转移电子数为NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理如图所示该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应式为该电池放电时NO3向侧迁移(填“左”或“右”)，相同条件下，放电过程中消耗的NO2和O2的体积比为17.(xx届山东潍坊a卷)xx年12月我国首艘新型磷酸铁锂电池动力船在上海顺利下水，我国的船舶动力已进入一个崭新的时代可见，研究化学反应原理有非常重要的意义(1)磷酸铁锂电池以磷酸铁锂(LiFePO4)为正极材料的锂离子电池已知该锂离子电池的总反应为Li1xFePO4+LixC66C+LiFePO4(Li1xFePO4、LixC6中Li为单质状态)，则该电池放电时正极的电极反应式为以该电池为电源，以铜为阳极，以石墨为阴极，用NaCl溶液作电解液进行电解，得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源，则阳极反应式为(2)25时，几种电解质的电离平衡常数如下表所示： 电解质 电离常数(molL1) H3PO4 Ka1=7.1103，Ka2=6.2108，Ka3=4.51013 HF Ka=6.4104 CH3COOH Ka=1.7105 NH3H2O Kb=1.710525，0.1molL1HF溶液的H+浓度为molL1，100mL 0.1molL1NaF溶液中阴阳离子总数(填“”“”或“=”)100mL 0.1molL1CH3COONa溶液中阴阳离子总数向10mL0.1molL1CH3COOH溶液中逐滴滴加0.1molL1的氨水，当消耗氨水10mL时溶液中各离子浓度的大小关系是已知NaH2PO4溶液显酸性而Na2HPO4溶液显碱性，25，浓度均为0.1molL1NaH2PO4与Na2HPO4溶液中水的电离程度(填“前者大”、“后者大”或“相等”)参考答案：一、选择题(每题分，计分)1.(xx届山东烟台莱州一中)关键字:山东期末关于下列各装置图的叙述中，正确的是( ) A. 装置阳极有红色物质析出B. 装置的总反应为Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+C. 装置中a为负极，发生的电极反应式为H2+2OH2e=2H2OD. 用装置精炼铜，则a极为纯铜，电解质溶液可为CuSO4溶液【考点】原电池和电解池的工作原理【专题】电化学专题【分析】A. 阳极是氯离子发生氧化反应，生成氯气；B. 铁比铜活泼，所以铁是负极；C. 燃料为负极发生氧化反应；D. 电解精炼铜时，阳极上是金属锌、铁、镍、铜失电子的过程，阴极上是铜离子得电子的过程，根据其原理知识来回答【解答】解：A. 阳极是氯离子发生氧化反应，生成氯气，故A错误；B. 铁比铜活泼，所以铁是负极，所以总反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，故B错误；C. 燃料为负极发生氧化反应，所以电极反应式为：H2+2OH2e=2H2O，故C正确；D. 电流方向是从正极到负极，所以a是阳极，电解精炼铜时，阳极a粗铜，电解质是含有铜离子的可溶性的盐，如硫酸铜溶液，故D错误；故选C. 【点评】本题是一道综合知识的考查题，主要考查电化学知识，增加了难度，注意平时知识的积累是解题的关键，难度不大2.(xx届山东淄博)关键字:山东期末与下列装置相关的说法中不正确的是( ) A. 图a中，接通开关时，插入海水中的铁棒，腐蚀速率加快B. 图b中，开关由N改置于M时，CuZn合金的腐蚀速率加快C. 图c中装置用作精炼铜时，x极为粗铜D. 图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的【考点】原电池和电解池的工作原理【专题】电化学专题【分析】A. 接通开关时形成原电池，铁做负极被腐蚀；B. 开关在N处是电解池，CuZn合金被保护，开关由N改置于M时，形成原电池反应，CuZn合金做负极被腐蚀；C. 依据粗铜精炼原理是粗铜做阳极，纯铜做阴极，含铜离子的盐溶液做电解质溶液；D. ZnMnO2干电池自放电腐蚀过程中锌失电子被氧化发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，体现还原性【解答】解：A. 图a中，铁棒中含有铁和碳，在海水与空气交接处铁、碳在海水中形成原电池，发生吸氧腐蚀，铁作负极加速腐蚀，故A正确；B. 图b中开关在N处是电解池，CuZn合金在阴极被保护，开关由N改置于M时，形成原电池反应，CuZn合金做负极被腐蚀，故B正确；C. 粗铜精炼原理是粗铜做阳极，纯铜做阴极，含铜离子的盐溶液做电解质溶液，x极为阳极粗铜，图中符合粗铜精炼原理，故C正确；D. 图d中，该原电池中锌作负极，二氧化锰作正极，正极上得电子发生还原反应，所以ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由Zn的还原作用引起的，故D错误故选D. 【点评】本题以金属的腐蚀为载体考查了原电池原理，难度不大，原电池中负极上金属容易被腐蚀，正极上金属被保护3.(xx届山东临沂)关键字:山东期末下列有关电化学装置的叙述正确的是( ) A. Zn、MnO2干电池放电时MnO2被氧化B. 电解精炼铜时，阳极减少的质量与阴极增加的质量一定相等C. K分别于M、N连接，均可保护Fe电极，且都称为“牺牲阳极的阴极保护法”D. 在钢材上电镀铝，熔融盐中Al和Cl元素只以AlCl4、Al2Cl3，形式存在，则阳极反应式为：Al3e+7AlCl4=4Al2Cl3【考点】原电池和电解池的工作原理【分析】A. 锌作原电池的负极，发生氧化反应；B. 电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，而粗铜中有比铜活泼的金属首先放电；C. K与M相连接，铁作阴极，受保护；而K与N相连接，构成原电池，铁在的电极叫正极，受保护，称为“牺牲阳极的阴极保护法”；D. 铝与电源的正极相连，叫阳极，而阳极发生氧化反应【解答】解：A. 锌作原电池的负极，发生氧化反应，而不是MnO2被氧化，故A错误；B. 电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，而粗铜中有比铜活泼的金属首先放电，所以阳极减少的质量与阴极增加的质量不相等，故B错误；C. K与M相连接，铁作阴极，受保护；而K与N相连接，构成原电池，铁在的电极叫正极，受保护，称为“牺牲阳极的阴极保护法”，所以前者不是“牺牲阳极的阴极保护法”，故C错误；D. 铝与电源的正极相连，叫阳极，而阳极发生氧化反应，所以电极反应式为：Al3e+7AlCl4=4Al2Cl3，故D正确；故选D. 【点评】本题考查原电池和电解池原理，根据金属的腐蚀及保护、粗铜的精炼、电解原理等知识来分析解答，难度不大4.(xx届山东枣庄滕州二中)关键字:山东期末汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应如下：PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O，根据此反应判断下列叙述中正确的是( ) A. PbO2是电池的负极B. 负极的电极反应式为：Pb+SO422ePbSO4C. PbO2得电子，被氧化D. 电池放电时，溶液酸性增强【考点】原电池和电解池的工作原理【专题】电化学专题【分析】放电时，该装置是原电池，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，据此分析解答【解答】解：A. 根据电池反应式知，二氧化铅得电子发生还原反应，所以二氧化铅是正极，故A错误；B. 负极上铅失电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，电极反应式为：Pb(s)+SO42(aq)2e=PbSO4(s)，故B正确；C. 二氧化铅得电子被还原，故C错误；D. 电池放电时，硫酸参加反应生成水，所以溶质的质量减少，溶剂的质量增加，所以溶液酸性减弱，故D错误；故选B. 【点评】本题考查了二次电池的有关知识，难度不大，注意根据反应方程式判断电解池和原电池，特别是电极反应式的书写，学习中注意体会书写方法5.(xx届山东莱芜)关键字:山东期末下列有关电化学装置完全正确的是( ) A. 铁片镀锌B. 模拟吸氧腐蚀C. 铜锌原电池D. 电解法制氯气【考点】原电池和电解池的工作原理【专题】电化学专题【分析】A. 电镀时，镀层金属为阳极，镀件金属为阴极，电解质溶液应含有镀层金属；B. 当电解质溶液呈中性、碱性时，发生吸氧腐蚀；C. 不能进行自发的氧化还原反应；D. 不能用铁作阳极，应用惰性电极【解答】解：A. 电镀时，电解质溶液应为硫酸锌，故A错误；B. 当电解质溶液呈中性、碱性时，发生吸氧腐蚀，题中装置为吸氧腐蚀，故B正确；C. 硫酸锌和锌不反应，不能进行自发的氧化还原反应，应用硫酸铜或硫酸溶液，故C错误；D. 用铁作阳极，阳极上铁被氧化，不能在阳极上生成氯气，应用惰性电极，故D错误故选B. 【点评】本题综合考查原电池和电解池知识，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，注意把握电镀、金属的腐蚀以及原电池、电解池的工作原理，注意相关基础知识的积累，难度不大6.(xx届山东潍坊b卷)关键字:山东期末下列叙述错误的是( ) A. 如图所示通电一段时间后，石墨电极上会有铜析出B. 在原电池的负极和电解池的阴极上都发生氧化反应C. 电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小D. 用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为2：1【考点】原电池和电解池的工作原理【分析】A. 根据石墨电极为阴极发生还原反应及其离子放电顺序分析判断；B. 工作时，原电池的负极上失电子，电解池的阳极上失去电子；C. 根据阳极材料组成以及电极反应分析判断；D. 惰性电极电解Na2SO4溶液，阳极是氢氧根离子失电子生成氧气，阴极是氢离子得到电子生成氢气【解答】解：A. 电解一定时间后，溶液中铜离子达到一定程度后，石墨电极上铜离子放电生成铜，故A正确；B. 工作时，原电池的负极上失电子发生氧化反应，电解池的阳极上得电子发生氧化反应，故B错误；C. 电解精炼铜时，因为粗铜含有杂质，所以开始通电一段时间后，阳极溶解的铜的质量比阴极析出的铜的质量少，故C正确；D. 惰性电极电解Na2SO4溶液，实质是电解水，阳极是氢氧根离子失电子生成氧气，阴极是氢离子得到电子生成氢气，阴阳两极产物的物质的量之比为2：1，故D正确故选B. 【点评】本题考查了电解原理，知道阴阳极上发生的反应是解本题关键，注意活泼金属作阳极时，阳极上金属失电子而不是溶液中阴离子失电子，为易错点7.(xx届山东烟台)关键字:山东期末如图装置模拟人工肾脏的工作原理，电解生成的Cl2将尿素CO(NH2)2氧化成N2排出，则下列说法错误的是( ) A. 电源的正极为bB. 尿素被氧化的化学方程式为CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HClC. 电解结束后，阴极室溶液与电解前相比pH增大D. 阳极收集到气体4.48L(标准状况)时，被氧化的尿素为6.0g【考点】电解原理【专题】电化学专题【分析】A. 根据电解池中阴离子在阳极放电和阳离子在阴极放电的规律，结合本题图中的电极产物CO2和N2可以判断出a为电源的负极，b为电源的正极；B. 由图可知，阳极室首先是氯离子放电生成氯气，氯气再氧化尿素生成氮气、二氧化碳，同时会生成HCl；C. 阴极反应为：6H2O+6e6OH+3H2(或6H+6e3H2)阳极反应为：6Cl6e3Cl2，CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl，根据上述反应式可以看出在阴、阳极上产生的OH、H+的数目相等，阳极室中反应产生的H+通过质子交换膜进入阴极室与OH恰好反应生成水，所以阴极室中电解前后溶液的pH不变；D. 根据n=计算两极产生的气体的物质的量，利用气体中各组分的比例关系，计算n(N2)=n(CO2)，再根据方程式计算尿素的物质的量，根据m=nM计算尿素的质量【解答】解：A. 由图可知，右室电极产物为CO2和N2，发生氧化反应，故b为电源的正极，左室电解产物为H2，发生还原反应，故a为电源的负极，故A正确；B. 由图可知，阳极室首先是氯离子放电生成氯气，氯气再氧化尿素生成氮气、二氧化碳，同时会生成HCl，阳极室中发生的反应依次为：2Cl2eCl2，CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl，故B正确；C. 阴极反应为6H2O+6e6OH+3H2(或6H+6e3H2)，阳极反应为6Cl6e3Cl2，CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl，根据上述反应式可以看出在阴、阳极上产生的OH、H+的数目相等，阳极室中反应产生的H+通过质子交换膜进入阴极室与OH恰好反应生成水，所以阴极室中电解前后溶液的pH不变，故C错误；D. 电解收集到的4.48L气体，物质的量为=0.2mol，由反应CO(NH2)2+3Cl2+H2ON2+CO2+6HCl可知n(N2)=n(CO2)=0.2mol=0.1mol，可知生成0.1mol N2所消耗的CO(NH2)2的物质的量也为0.1mol，其质量为：mCO(NH2)2=0.1mol60gmol1=6g，故D正确；故选C. 【点评】本题考查电解池原理与有关计算，难度较大，关键注意观察电极产物，判断发生的反应，注意根据电极反应式判断左室中pH值的变化8.(xx届山东枣庄五中)关键字:山东期末汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应如下：PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O，根据此反应判断下列叙述中正确的是( ) A. PbO2是电池的负极B. 负极的电极反应式为：Pb+SO422ePbSO4C. PbO2得电子，被氧化D. 电池放电时，溶液酸性增强【考点】原电池和电解池的工作原理 【专题】电化学专题【分析】放电时，该装置是原电池，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，据此分析解答【解答】解：A. 根据电池反应式知，二氧化铅得电子发生还原反应，所以二氧化铅是正极，故A错误；B. 负极上铅失电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，电极反应式为：Pb(s)+SO42(aq)2e=PbSO4(s)，故B正确；C. 二氧化铅得电子被还原，故C错误；D. 电池放电时，硫酸参加反应生成水，所以溶质的质量减少，溶剂的质量增加，所以溶液酸性减弱，故D错误；故选B. 【点评】本题考查了二次电池的有关知识，难度不大，注意根据反应方程式判断电解池和原电池，特别是电极反应式的书写，学习中注意体会书写方法9.(xx届山东德州)关键字:山东期末对下列装置的叙述错误的是( ) A. X如果是HCl，则不论a和b用导线连接还是a和b分别连接直流电源正、负极时，H+的移动方向均相同B. X如果是硫酸铜，a和b分别连接直流电源正、负极，一段时间后铁片质量增加C. X如果是硫酸铁，则不论a和b是否用导线连接，铁片均发生氧化反应D. X如果是NaCl，则a和b连接时，该装置可模拟生铁在食盐水中被腐蚀的过程【考点】原电池和电解池的工作原理【专题】电化学专题【分析】A. 如果X是HCl，如果导线连接a和b，该装置形成原电池，阳离子向正极移动，如果a和b分别连接直流电源正、负极时，氢离子向阴极移动；B. 如果X是硫酸铜，a和b分别连接直流电源正、负极，该装置形成电解池，阴极上铜离子放电；C. 如果X是硫酸铁，如果导线连接a和b，该装置形成原电池，如果a、b不连接，铁和铁离子发生氧化还原反应；D. 如果X是氯化钠，a和b连接时，该装置属于原电池，铁易发生吸氧腐蚀【解答】解：A. 如果X是HCl，如果导线连接a和b，该装置形成原电池，阳离子向正极碳移动，如果a和b分别连接直流电源正、负极时，该装置形成电解池，氢离子向阴极铁方向移动，故A错误；B. 如果X是硫酸铜，a和b分别连接直流电源正、负极，该装置形成电解池，铁作阴极，阴极上铜离子放电生成铜单质，单质铁电极质量增加，故B正确；C. 如果X是硫酸铁，如果导线连接a和b，该装置形成原电池，电池反应式为铁和铁离子的氧化还原反应，如果a、b不连接，铁和铁离子发生氧化还原反应，故C正确；D. 如果X是氯化钠，a和b连接时，该装置属于原电池，电解质溶液为中性，铁易发生吸氧腐蚀，故D正确；故选A. 【点评】本题考查了原电池和电解池原理，明确原电池、电解池各个电极上得失电子及电极反应是解本题关键，知道电解池和原电池中阴阳离子的移动方向，为易错点10.(xx届山东济南)关键字:山东期末空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池(RFC)，RFC是一种将水电解技术与氢氧燃料电池技术相结合的可充放电池图为RFC工作原理示意图，有关说法正确的是( ) A. 当有0.1mol电子转移时，a极产生1.12L O2(标准状况下)B. b极上发生的电极反应是：4H2O+4e=2H2+4OHC. d极上发生的电极反应是：O2+4H+4e=2H2OD. c极上进行还原反应，B中的H+可以通过隔膜进入A【考点】原电池和电解池的工作原理【专题】电化学专题【分析】依据图示知左边装置是电解池，右边装置是原电池，ab电极是电解池的电极，由电源判断a为阴极产生的气体是氢气，b为阳极产生的气体是氧气；cd电极是原电池的正负极，c是正极，d是负极；电解池中的电极反应为：b电极为阳极失电子发生氧化反应：4OH4e=2H2O+O2；a电极为阴极得到电子发生还原反应：4H+4e=2H2；原电池中是酸性溶液，电极反应为：d为负极失电子发生氧化反应：2H24e=4H+；c电极为正极得到电子发生还原反应：O2+4H+4e=2H2O，结合电极上的电子守恒分析计算【解答】解：A. 当有0.1mol电子转移时，a电极为电解池阴极，电极反应为4H+4e=2H2，产生1.12LH2，故A错误；B. b电极为阳极失电子发生氧化反应：4OH4e=2H2O+O2，故B错误；C. d为负极失电子发生氧化反应：2H24e=4H+，故C错误；D. c电极上氧气得到发生还原反应，B池中的H+可以通过隔膜进入A池，故D正确；故选D. 【点评】本题考查了化学电源新型电池，主要考查原电池和电解池的工作原理、电极判断、电极反应，注意原电池中电解质溶液是酸而不是碱，电极反应式的书写是易错点11.(xx届山东德州)关键字:山东期末第三代混合动力车，可以用电动机、内燃机或二者结合推动车辆汽车上坡或加速时，电动机提供推动力，降低汽油的消耗；在刹车或下坡时，电池处于充电状态其电路工作原理如图所示下列说法中正确的是( ) A. 电池充电时，OH由甲侧向乙侧移动B. 甲放电时为正极，充电时为阳极C. 放电时正极的电极反应式为MHnneM+nH+D. 汽车下坡时发生图中实线所示的过程【考点】原电池和电解池的工作原理【专题】电化学专题【分析】A. 电池充电时是电解池的工作原理，电解池中的甲电极是阴极，阴极发生氢离子得电子的还原反应，乙是阳极，根据阳离子移向阴极，阴离子移向阳极判断；B. 电解池的工作原理，甲电极是阴极，原电池是负极；C. 放电时负极发生氧化反应，电极反应式为Mne+nH+=MHn；D. 汽车下坡时发动机在工作，发生图中虚线所示的过程【解答】解：A. 电池充电时是电解池的工作原理，电解池中的甲电极是阴极，阴极发生氢离子得电子的还原反应，乙是阳极，所以OH由甲侧向乙侧移动，故A正确；B. 电解池的工作原理，甲电极是阴极，原电池是负极，故B错误；C. 放电时负极发生氧化反应，电极反应式为Mne+nH+=MHn，故C错误；D. 汽车下坡时发动机在工作，发生图中虚线所示的过程，故D错误；故选A. 【点评】本题考查学生原电池和电解池的工作原理知识，注意平时知识的积累以及基础知识的掌握，难度中等12.(xx届山东潍坊a卷)关键字:山东期末下列叙述错误的是( ) A. 如图所示通电一段时间后，石墨电极上会有铜析出B. 在原电池的负极和电解池的阴极上都发生氧化反应C. 电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小D. 用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为2：1【考点】原电池和电解池的工作原理【分析】A. 根据石墨电极为阴极发生还原反应及其离子放电顺序分析判断；B. 工作时，原电池的负极上失电子，电解池的阳极上失去电子；C. 根据阳极材料组成以及电极反应分析判断；D. 惰性电极电解Na2SO4溶液，阳极是氢氧根离子失电子生成氧气，阴极是氢离子得到电子生成氢气【解答】解：A. 电解一定时间后，溶液中铜离子达到一定程度后，石墨电极上铜离子放电生成铜，故A正确；B. 工作时，原电池的负极上失电子发生氧化反应，电解池的阳极上得电子发生氧化反应，故B错误；C. 电解精炼铜时，因为粗铜含有杂质，所以开始通电一段时间后，阳极溶解的铜的质量比阴极析出的铜的质量少，故C正确；D. 惰性电极电解Na2SO4溶液，实质是电解水，阳极是氢氧根离子失电子生成氧气，阴极是氢离子得到电子生成氢气，阴阳两极产物的物质的量之比为2：1，故D正确故选B. 【点评】本题考查了电解原理，知道阴阳极上发生的反应是解本题关键，注意活泼金属作阳极时，阳极上金属失电子而不是溶液中阴离子失电子，为易错点13.(xx届山东青岛二中)关键字:山东期末食品保鲜所用的“双吸剂”，是由还原铁粉、生石灰、氯化钠、炭粉等按一定比例组成的混合物，可吸收氧气和水下列分析不正确的是( ) A. “双吸剂”中的生石灰有吸水作用B. “双吸剂”吸收氧气时，发生了原电池反应C. 吸收氧气的过程中，铁作原电池的负极D. 炭粉上发生的反应为：O2+4e+4H+=2H2O【考点】原电池和电解池的工作原理【专题】电化学专题【分析】A. 氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，从而可以作干燥剂；B. 在食品包装中加入铁粉，与碳粉、氯化钠溶液可构成原电池；C. Fe为活泼金属，易失去电子；D. 正极上氧气得到电子【解答】解：A. 氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，具有吸水性，从而可以作干燥剂，则“双吸剂”中的生石灰有吸水作用，故A正确；B. 在食品包装中加入铁粉，与碳粉、氯化钠溶液可构成原电池，正极上氧气得到电子，发生了原电池反应，故B正确；C. Fe为活泼金属，易失去电子，铁作原电池的负极，故C正确；D. 由选项BC可知，正极上氧气得到电子，电极反应为O2+4e+2H2O=4OH，故D错误；故选D. 【点评】本题考查原电池原理，为高频考查，把握习题中的信息及电化学腐蚀中的吸氧腐蚀原理为解答的关键，注意中性溶液中正极上氧气得到电子，题目难度不大二、解答题(每题分，计分)14.(xx届山东烟台)关键字:山东期末某蓄电池反应为NiO2+Fe+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2(1)该蓄电池充电时，发生还原反应的物质是C(填下列字母)，放电时生成Fe(OH)2的质量18g，则外电路中转移的电子数是0.4NA或2.4081023A. NiO2B. Fe C. Fe(OH)2D. Ni(OH)2(2)为防止远洋轮船的钢铁船体在海水中发生电化学腐蚀，通常把船体与浸在海水里的Zn块相连，或与该蓄电池这样的直流电源的负极(填“正”或“负”)相连(3)以该蓄电池做电源，用图1所示装置，在实验室模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原因是(用相关的电极反应式和离子方程式表示)Al=Al3+3e、Al3+3HCO3=Al(OH)3+3CO2(4)精炼铜时，粗铜应与直流电源的正极(填“正”或“负”)相连，精炼过程中，电解质溶液中c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐增大而影响进一步电解，甲同学设计如图2除杂方案：已知：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2开始沉淀时的pH2.37.55.66.2完全沉淀时的pH3.99.76.48.0则加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，乙同学认为应将方案中的pH调节到8，你认为此观点不正确(填“正确”或“不正确”)，理由是同时会使Cu2+生成沉淀而除去【考点】原电池和电解池的工作原理【专题】电化学专题【分析】(1)充电时阴极上得电子发生还原反应；根据氢氧化亚铁和转移电子之间的关系式计算；(2)作原电池正极或电解池阴极的金属被保护；(3)阳极上铝失电子生成铝离子，铝离子和碳酸氢根离子发生双水解反应；(4)精炼粗铜时，粗铜作阳极、纯铜作阴极，双氧水具有强氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子；根据其沉淀的pH确定正误【解答】解：(1)充电时，阴极上Fe(OH)2得电子生成Fe而发生还原反应，放电时生成Fe(OH)2的质量18g，转移电子数=0.4NA 或2.4081023，故答案为：C；0.4NA 或2.4081023；(2)作原电池正极或电解池阴极的金属被保护，作电解池阴极金属应该与电源负极相连，故答案为：负；(3)铝作阳极，阳极上电极反应式为Al=Al3+3e；阳极上生成的铝离子和碳酸氢根离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，所以溶液变浑浊Al3+3HCO3=Al(OH)3+3CO2，故答案为：Al=Al3+3e、Al3+3HCO3=Al(OH)3+3CO2；(4)精炼粗铜时，粗铜作阳极、纯铜作阴极，所以粗铜与电源正极相连；双氧水具有强氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子；当溶液的pH=8时，铜离子能生成沉淀而被除去，故答案为：正；将Fe2+氧化为Fe3+；不正确；同时会使Cu2+生成沉淀而除去【点评】本题考查了原电池和电解池原理，明确各个电极上发生的电极反应是解本题关键，再结合pH与物质的溶解性分析解答，难点是铝离子和碳酸氢根离子发生双水解的反应，题目难度不大15.(xx届山东枣庄)关键字:山东期末氧化还原反应与生产、生活、科技密切相关，请回答下列问题：(1)银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故，该现象属于化学腐蚀，如果加入一定浓度硝酸将发生反应3Ag2S+8HNO36AgNO3+3S+2NO+4H2O，同时Ag与硝酸反应生成AgNO3、NO、H2O，当生成22.4mL的气体时，参加反应硝酸的物质的量为0.004mol(2)如图1所示的原电池装置中，负极的电极反应为Age=Ag+H+的移动方向为从左向右电池总反应方程式为2Ag+Cl2=2AgCl当电路中转移0.1mole时，交换膜左侧溶液中离子减少的物质的量为0.2mol(3)电解NO制备NH4+NO3原理如图2所示，接电源正极的电极为Y(填X或Y)，X电极反应式为NO+5e+6H+=NH4+H2O为使电解产物完全转化为NH4NO3，需要补充的物质A的化学式为NH3【考点】原电池和电解池的工作原理；电解原理【分析】(1)Ag和硫化氢反应生成Ag2S，属于化学腐蚀；Ag、Ag2S分别和硝酸反应方程式为：6Ag+8HNO36AgNO3+2NO+4H2O、3Ag2S+8HNO36AgNO3+3S+2NO+4H2O，两个方程式中消耗硝酸和生成NO的计量数之比相等，根据NO的体积计算消耗硝酸的物质的量；(2)该原电池中，Ag易失电子作负极、通入氯气的电极为正极，电解质溶液中氢离子向正极方向移动，该原电池相当于氯气和Ag的反应生成AgCl；放电时，左侧装置中Ag失电子和氯离子反应生成AgCl沉淀，且溶液中氢离子向正极移动；(3)根据图片知，左侧NO得电子生成铵根离子，由此NO失电子生成硝酸根离子，最终得到硝酸铵，该电解池中失电子的电极为阳极、得电子的电极为阴极，阳极接电源正极；根据转移电子相等时，生成一个铵根离子需要得到5个电子、生成一个硝酸根离子需要失去3个电子，根据转移电子相等知，生成铵根离子浓度小于硝酸根离子浓度，所以加入的A为氨气【解答】解：(1)Ag和硫化氢反应生成Ag2S，属于化学腐蚀；Ag、Ag2S分别和硝酸反应方程式为：6Ag+8HNO36AgNO3+2NO+4H2O、3Ag2S+8HNO36AgNO3+3S+2NO+4H2O，两个方程式中消耗硝酸和生成NO的计量数之比相等，n(NO)=0.001mol，根据方程式知，n(HNO3)=4n(NO)=40.001mol=0.004mol，故答案为：化学；0.004mol；(2)该原电池中，Ag易失电子作负极、通入氯气的电极为正极，负极反应式为Age=Ag+；电解质溶液中氢离子向正极Pt电极方向移动，该原电池相当于氯气和Ag的反应生成AgCl，电池反应式为2Ag+Cl2=2AgCl；放电时，左侧装置中Ag失电子和氯离子反应生成AgCl沉淀，且溶液中氢离子向正极移动，当电路中转移0.1mole时，生成1mol银离子，1mol银离子生成AgCl需要1molCl，向正极方向移动1molH+，所以交换膜左侧溶液中离子减少的物质的量为0.2mol，故答案为：Age=Ag+；从左向右；2Ag+Cl2=2AgCl；0.2mol；(3)根据图片知，左侧NO得电子生成铵根离子，由此NO失电子生成硝酸根离子，最终得到硝酸铵，该电解池中失电子的电极为阳极、得电子的电极为阴极，所以X为阴极、Y为阳极，阳极接电源正极，所以Y接正极，X电极反应式为NO+5e+6H+=NH4+H2O；根据转移电子相等时，生成一个铵根离子需要得到5个电子、生成一个硝酸根离子需要失去3个电子，根据转移电子相等知，生成铵根离子浓度小于硝酸根离子浓度，要使硝酸根离子完全转化为硝酸铵，应该加入氨气，所以加入的A为NH3，故答案为：Y；NO+5e+6H+=NH4+H2O；NH3【点评】本题考查原电池和电解池原理及氧化还原反应的计算，侧重考查分析计算能力，注意(1)中找出NO和硝酸的关系式即可解答，(2)中左侧中不仅氯离子参加反应而且氢原子通过离子交换膜进入右侧装置，(3)中电极反应式的书写是难点，这些都是高考高频点，也是学习难点16.(xx届山东青岛二中)关键字:山东期末(1)为了证明一水合氨是弱碱，甲、乙、丙三同学分别设计以下实验进行探究甲同学用pH试纸测得室温下0.10molL1氨水pH为，若a13(填“”、“=”或“”)，则一水合氨是弱电解质乙同学取10mL 0.10molL1氨水，用pH试纸测出其pH为a，然后用蒸馏水稀释至1000mL，再用pH试纸测出其pH为b，若要确认一水合氨是弱电解质，则a、b应满足的关系是(a2)ba(用等式或不等式表示)丙同学取出10mL 0.10molL1氨水，滴入2滴酚酞试液，显粉红色，再加入NH4Cl晶体少量，观察到的现象是溶液颜色变浅，则证明一水合氨是弱电解质(2)向25mL 0.10molLl的盐酸中滴加氨水至过量，该过程中离子浓度大小关系可能正确的是abcac(C1)=c(NH4+)c(H+)=c(OH)bc(C1)c(NH4+)=c(H+)c(OH)cc(NH4+)c(OH)c(C1)c(H+)dc(OH)c(NH4+)c(H+)c(C1)(3)常温下，0.10molLl的NH4Cl溶液pH为5，则一水合氨的电离常数Kb=105(4)用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染写出氨气消除NO污染的化学方程式4NH3+6NO5N2+6H2O若还原产物比氧化产物多0.5mol，则反应转移电子数为6NANO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理如图所示该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应式为NO2+NO3e=N2O5该电池放电时NO3向左侧迁移(填“左”或“右”)，相同条件下，放电过程中消耗的NO2和O2的体积比为4：1【考点】比较强弱电解质的实验；原电池和电解池的工作原理；离子浓度大小的比较【分析】(1)根据一定物质的量浓度的溶液的pH大小，确定电解质的电离程度，进而确定强弱电解质；利用假设法分析，假设是强碱，稀释100倍后，溶液的pH减小2个单位，如果是弱碱，稀释100倍后，溶液的pH减小的小于2个单位；如果氨水是弱碱，则存在电离平衡，加入含有相同离子的盐能改变平衡的移动，则溶液的颜色发生变化，如果不变化，则证明是强碱；(2)a、根据电荷守恒，如溶液呈中性，c(H+)=c(OH)，则有c (C1)=c(NH4+)，此时氨水应过量少许；b、盐酸稍稍过量时：c(Cl)c(NH4+)=c(H+)c(OH)；c、体系为NH4Cl溶液和NH3H2O，氨水过量较多时，溶液呈碱性：c(NH4+)c(OH)c(Cl)c(H+)；d、盐酸是1：1的电离氢离子，氢离子被氨水中和一部分，所以c(H+)不可能大于c(Cl)；(3)因为NH4+H2ONH3H2O+H+，PH=5，=105(4)根据反应物和生成物写出化学方程式；判断出氧化产物和还原产物，计算得到答案；据题意，根据通入气体判断两极，书写电极反应式；阴离子向负极移动；根据电池的总反应判断【解答】解：(1)如果氨水是强碱，0.10molL1氨水C(H+)=，pH为13，当溶液的pH13时，NH3H2O部分电离，为弱电解质，故答案为：；若是强碱，稀释100倍，pH减小2个单位，由于是弱碱，稀释的过程中，会部分电离，即C(OH)变化的幅度变小，pH减小幅度小于2个单位，则有a2b，且ba；故答案为：(a2)ba；向氨水中加入氯化铵后，如果氨水是弱电解质，则抑制氨水的电离，溶液中氢氧根离子浓度降低，溶液的碱性减弱，则溶液的颜色变浅，则说明氨水存在电离平衡；故答案为：溶液颜色变浅；(2)a根据电荷守恒，如溶液呈中性，c(H+)=c(OH)，则有c (C1)=c(NH4+)，此时氨水应过量少许，故a正确；b、盐酸稍稍过量时：c(Cl)c(NH4+)=c(H+)c(OH)，故b正确；c、体系为NH4Cl溶液和NH3H2O，氨水过量较多时，溶液呈碱性：c(NH4+)c(OH)c(Cl)c(H+)，故c正确；d、盐酸是1：1的电离氢离子，氢离子被氨水中和一部分，所以c(H+)不可能大于c(Cl)，故d错误；故选abc；(3)因为NH4+H2ONH3H2O+H+，pH=5，=105，则Kb=105，故答案为：105；(4)反应物为NH3和NO，发生氧化还原反应，可得到产物为：N2和H2O，化学方程式为：4NH3+6NO5N2+6H2O；氧化产物和还原产物均为N2，还原产物比氧化产物多0.5mol，即NH3和NO物质的量之差为：1mol，且NH3和NO物质的量之比为4：6，可知NH3和NO物质的量分别为：2mol和3mol，则反应转移电子数为：2mol3=6mol，故答案为：4NH3+6NO5N2+6H2O；6NA；据题意，通O2一极为正极，电极反应式为O2+2N2O5+4e=4NO3；通NO2一极为负极，电极反应为：NO2+NO3e=N2O5，阴离子向负极移动，则NO3向I极移动，即向左侧移动；电池的正负极的电极方程式相加得到总方程为：O2+4NO2=2N2O5，则放电过程中消耗的NO2和O2的体积比为4：1；故答案为：NO2+NO3e=N2O5；左；4：1【点评】本题考查较综合，涉及弱电解质的电离、电离平衡移动、离子浓度大小比较、电离常数的计算、氧化还原反应、原原电池原理的应用等，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力、计算能力、以及对基础知识的综合应用能力17.(xx届山东潍坊a卷)关键字:山东期末xx年12月我国首艘新型磷酸铁锂电池动力船在上海顺利下水，我国的船舶动力已进入一个崭新的时代可见，研究化学反应原理有非常重要的意义(1)磷酸铁锂电池以磷酸铁锂(LiFePO4)为正极材料的锂离子电池已知该锂离子电池的总反应为Li1xFePO4+LixC66C+LiFePO4(Li1xFePO4、LixC6中Li为单质状态)，则该电池放电时正极的电极反应式为FePO4+Li+eLiFePO4以该电池为电源，以铜为阳极，以石墨为