专题九 电化学原理
1.(2012·高考福建卷)将如图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是( )
A．Cu电极上发生还原反应
B．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动
C．片刻后甲池中c(SO2－
4)增大
D．片刻后可观察到滤纸b点变红色 2.(2012·高考大纲全国卷)①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池．①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少．据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( )
A．①③②④ B．①③④② C．③④②① D．③①②④ 3.(2012·高考安徽卷)某兴趣小组设计如下微型实验装置．实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转．下列有关描述正确的是( )
A．断开K＋
－通电
2，闭合K1时，总反应的离子方程式为：2H＋2Cl= ===Cl2↑＋H2↑
B．断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红
C．断开K－－
1，闭合K2时，铜电极上的电极反应式为：Cl2＋2e====2Cl D．断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极 4.(2012·高考四川卷)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH－4e－＋H＋
2O====CH3COOH＋4H.下列有关说法正确的是( )
A．检测时，电解质溶液中的H＋
向负极移动
B．若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气
C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH＋O2====CH3COOH＋H2O
D．正极上发生的反应为：O－－
2＋4e＋2H2O====4OH
5.(2012·高考浙江卷)以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：
下列说法不正确的是( )
A．在阴极室，发生的电极反应为：
2H－=2OH－
2O＋2e===＋H2↑
B．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H＋浓度增大，使平衡2CrO2－
4＋2H
＋
Cr－
2O27＋H2O向右移动 C．该制备过程总反应的化学方程式为：4K通电
2CrO4＋4H2O ==== Ｆ2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑ D．测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比(nK/nCr)为d，则此时铬酸钾的转化率为1－d
2
6.(2012·高考山东卷)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是( )
A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重
B．图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小
C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大
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 7.(2012·高考课标全国卷)铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物．
(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和滴定的方法．实验中称取0.54 g的FeClx
样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH－的阴离子交换柱，使Cl－和OH－
发生交换．交
换完成后，流出溶液的OH－用0.40 mol·L－1
的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0 mL.计算该样品中
氯的物质的量，并求出FeClx中x值：
________________________________________________________________________(列出计算过程)；
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe)∶n(Cl)＝1∶2.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为______．在实验室中，FeCl2可用铁粉和______反应制备，FeCl3可用铁粉和______反应制备；
(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为
________________________________________________________________________；
(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料．FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为
________________________________________________________________________，
与MnO2－Zn电池类似，K2FeO4－Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为________________________________________________________________________，
该电池总反应的离子方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________. 8.(2012·高考山东卷)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的________吸收． a．浓H2SO4 b．稀HNO3 c．NaOH溶液 d．氨水 (2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在________(填
离子符号)，检验溶液中还存在Fe2＋
的方法是________________________(注明试剂、现象)．
(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________．
a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2＋
向阳极移动
d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
(5)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4====2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为______________________．
9.(2012·高考重庆卷)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物．
(1)工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式为______________________． (2)当氨碳比n（NH3）
n（CO）
＝4时，CO22的转化率随时间的变化关系如图所示．
①A点的逆反应速率v逆(CO2)________B点的正反应速率v正(CO2)(填“大于”、“小于”或“等于”)．
②NH3的平衡转化率为________．
(3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图．
①电源的负极为________(填“A”或“B”)． ②阳极室中发生的反应依次为
________________________________________________________________________、
__________________．
③电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将________；若两极共收集到气体13.44 L(标准状况)，则除去的尿素为________g(忽略气体的溶解)．
专题九 电化学原理
1.【解析】选A.该题装置为铜锌原电池电解硫酸钠溶液，其中Cu极为正极，该电极上发生还原反应，A项正确；电子流向应为Zn→a，b→Cu，但电子没有通过Na2SO4溶液，B项错误；因有盐桥存在，
SO2－4不会移到甲池中，甲池中c(SO2－
项错误；b点为电解池阳极，Na－4)不变，C2SO4溶液中OH在该极
上放电生成O＋
2同时产生H而显酸性，该点不变红，D项错误．
2.【解析】选B.本题关键点在于理清原电池的正负极材料与金属性强弱的关系，首先要能正确判断电极．金属性：负极＞正极．
因为①与②相连，电流由②流向①，说明电子由①流向②；根据电子由负极流向正极，所以金属性①＞②.①③相连时，③为正极，则金属性①>③.②与④相连，②冒气泡，根据冒气泡的一极为正极，发
生反应2H＋＋2e－
====H2↑，所以②为正极，则金属性④＞②.③与④相连，③的质量减小，根据质量减小的为负极，所以金属性③＞④，由以上得出金属性①＞③＞④＞②，故选B.
3.【解析】选D.A项，断开K电解
2，闭合K1，为电解池，电解饱和食盐水总反应式为：2H2O＋2Cl－== ==
H－
2↑＋Cl2↑＋2OH.
B项，断开K2，闭合K1，为电解池，根据题意：两极均有气泡产生，则铜为阴极，不能为阳极，
若铜作阳极，则发生：Cu－2e－====Cu2＋，产生不了气体，故铜为阴极，电极反应为：2H＋＋2e－
====H2↑，
剩余OH－，故铜极附近变红．石墨电极为阴极：2Cl－－2e－
====Cl2↑.
C项，断开K1，闭合K2形成原电池，电极反应为：
正极：Cl－－
2＋2e====2Cl
负极：H－－
2－2e＋2OH====2H2O
因为电解时，铜极产生H2，故铜为负极，石墨为正极，则D对．
4.【解析】选C.A.检测仪利用的是原电池原理，故H＋应向正极移动，A项错误．
B．正极反应为O＋4e－＋4H＋
2====2H2O可知转移0.4 mol电子，消耗0.1 mol O2即为2.24 L，B项错误．
C．正负极两电极反应相加，得出总反应，正确．
D．由于是酸性环境，故正极不可能生成OH－
.
5.【解析】选D.A项：阴极发生还原反应2H2O＋2e－====2OH－＋H2↑.
B项：阳极发生氧化反应．由题意可知，由4OH－－4e－====2H＋＋
2O＋O2↑，产生大量H，使c(H)增大，增大反应物的浓度，平衡右移．
C项：电极总反应为：4K通电
2CrO4＋4H2O====2K2Cr2O7＋4KOH＋2H2↑＋O2↑.
D项：转化率为2－d.
6.【解析】选B.图a中，铁棒底端氧气较少，腐蚀程度较轻，A项错误；图b中开关置于N时，合金作电池的正极，被保护，腐蚀的较慢，B项正确；图c中，Pt作正极，氢气应从Pt极上放出，C项错误．Zn—MnO2中自放电腐蚀主要是Zn发生氧化反应而自放电．
7.【解析】(1)n(Cl－)＝n(OH－)
＝0.40 mol/L×0.0250 L＝0.010 mol m(Fe)＝m(FeClx)－m(Cl)
＝0.54 g－0.010 mol×35.5 g/mol＝0.19 g n(Fe)＝
m（Fe）0.19 g
M（Fe）＝56 g/mol
＝0.0034 mol
n(Fe)∶n(Cl)＝0.0034∶0.010＝1∶3 x＝3.
(2)设n(FeCl2)＝x mol，n(FeCl3)＝y mol n（Fe）x＋yn（Cl）＝2x＋3y＝1
2.1
x＝9y
FeCly
3的物质的量分数为：x＋y＝0.1
实验中制取FeCl2：Fe＋2HCl====FeCl2＋H2↑ 制备FeCl点燃
3用Fe与Cl2反应：2Fe＋3Cl2====2FeCl3.
(3)Fe3＋
具有氧化性，I－
具有还原性，Fe3＋
与I－
发生氧化还原反应：2Fe3＋
＋2I－
====2Fe2＋
＋I2.
(4)KFeO元素化合价为＋6价，FeCl－
24中Fe3中Fe为＋3价，故需要氧化剂，而ClO具有强氧化性
可作氧化剂，在强碱性条件下，Fe3＋以Fe(OH)－－2FeO2－
3沉淀形式存在，2Fe(OH)3＋3ClO＋4OH====4＋3Cl－
＋5H2O.
KZn碱性电池中，K＋
2FeO4－2FeO4作正极，发生还原反应，Fe由＋6价被还原为＋3价，Fe3与OH－
反应生成Fe(OH)3.
Zn作负极，被氧化，Zn－2e－＋2OH－
====Zn(OH)2. 该电极反应为：
正极：2FeO2－－4＋6e＋8H2O=
===2Fe(OH)－
3＋10OH 负极：3Zn－6e－＋6OH－
====3Zn(OH)2
总反应：2FeO2－－
4＋8H2O＋3Zn=
===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH. 【答案】(1)n(Cl)＝0.0250 L×0.40 mol·L－
1＝0.010 mol
m(Fe)＝m(FeCl)－m(Cl)＝0.54 g－0.010 mol×35.5 g·mol－
x1＝0.19 g
n(Fe)＝0.19 g/56 g·mol－
1＝0.0034 mol
n(Fe)∶n(Cl)＝0.0034∶0.010≈1∶3，x＝3 (2)0.10 盐酸 氯气
(3)2Fe3＋＋2I－====2Fe2＋＋I＋－＋－
2(或2Fe3＋3I====2Fe2＋I3)
(4)2Fe(OH)3ClO－＋4OH－====2FeO2－－
3＋4＋5H2O＋3Cl
FeO2－－4＋3e＋4H2O=
===Fe(OH)－
3＋5OH 2FeO2－4＋8H2O＋3Zn=
===2Fe(OH)－
3＋3Zn(OH)2＋4OH 8.【解析】(1)气体A的成分有二氧化硫为酸性气体，应用碱液吸收．(2)KSCN溶液显红色，可检验Fe3＋的存在；Fe2＋与Fe3＋共存且具有还原性，Fe2＋
能使酸性高锰酸钾溶液褪色．(3)由流程图中的转化条件可知，发生的反应为氧化亚铜与铝发生铝热反应，生成铜单质．(4)各种形式的能转化时，转化效率不
可能完全，a错；粗铜精炼时，需要先溶解粗铜，故粗铜应连电源正极作阳极，发生氧化反应，b对；
＋
阳离子Cu2应移向阴极，c错；不如铜活泼的金属会沉积在阳极附近形成阳极泥，d对．(5)正极上发生还原反应，分析所给方程式即可写出反应式．
＋
【答案】(1)c、d (2)Fe3 取少量溶液，滴加酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色
(3)3Cu2O＋2Al====Al2O3＋6Cu (4)b、d (5)4H＋O2＋4e====2H2O
9.【解析】(1)合成尿素根据原子守恒，还生成H2O，即2NH3＋CO2
一定条件
＋
－
高温
CO(NH2)2＋H2O.
(2)①A点未达到平衡，此过程中正反应速率减小，逆反应速率增大，B点达到平衡正逆反应速率相等，对CO2来说逆反应速率达到最大，故为小于．
②根据2NH3＋CO22NH3＋CO2
一定条件
一定条件
CO(NH2)2＋H2O可设起始CO2为x mol，则NH3为4x mol，
CO(NH2)2＋H2O
4x x 0 0 x×60%
2x×60%
则转化的NH3为2x×60%，所以转化率＝＝30%.
4x
(3)①生成氢气的极为阴极，则B为负极．②阳极室中Cl失电子产生Cl2.③阴极减少的H，可通
－
过质子交换膜补充，而使pH不变．气体物质的量为13.44 L/22.4 L·mol1＝0.6 mol，由电子守恒及原子守恒CO(NH2)2～3Cl2～N2～CO2～3H2，则CO(NH2)2的物质的量为0.6 mol/5＝0.12 mol，质量为0.12
－
mol×60 g·mol1＝7.2 g.
【答案】(1)2NH3＋CO2
一定条件
－
＋
CO(NH2)2＋H2O
(2)①小于 ②30%
－－
(3)①B ②2Cl－2e====Cl2↑ CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O====N2＋CO2＋6HCl ③不变 7.2