2011级期末复习（A）
C．该电池含有的金属元素中毒性最大的是Hg
原电池、电解池原理及应用
考试范围：原电池、电解池原理及应用
相对原子质量：H：1 O：16 Na：23 Cl：35.5 Cu：64
一、选择题（本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）
D．此电池工作时，外电路中每通过0.2mol e-，锌的质量理论上减小3.25g
6．关于下（ ）
图所示①
、②两个
叙述 装置的评
价正确
的是
选择 A 装置名称：①电解池，②原电池 1．电化学在日常生活中有广泛的应用，下列说法或做法正确的是 评 价 错误 （ ）
A．2011年5月13日，广西桂林因局部暴雨遭遇洪水，洪水浸泡的铁门生锈是因为发生化学腐蚀
B．白铁皮（铁镀锌）表面有划损时，不能阻止铁被腐蚀 C．废弃的干电池不能随意丢弃，但可以土埋处理 D．不能将铁制自来水管与铜制水龙头连接 2．中国人民银行定于2011年4月15日发行中国京剧脸谱彩色金银纪念币，其中银纪念币材料为铜芯镀银，依据你所掌握的电镀原理，你认为银纪念币制作时，铜芯应做 （ ） A．阴极 B．阳极 C．正极 D．负极
3．某同学利用苹果可以制作水果原电池，如右图所示。下列说法正确的是 （ ）
A．电流计指针偏转时，说明发生了氧化还原反应 B．苹果汁中无电解质 C．两个电极的材料可以相同
D．水果电池工作时氧化反应和还原反应在同一处进行
4．锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池。某种锂离子电池的结构示意图如下图，其中两极区间的隔膜只允许Li+通过。电池充电时的总反应化学方程式为：LiCoO2 === Li1-xCoO2+xLi。关于该电池的推论错误的是 （ ）
A．放电时，Li+主要从负极区通过隔膜移向正极区 B．放电时，负极反应xLi-xe-= xLi+ C．充电时，有电能转化为化学能 D．充电时，负极（C）上锂元素被氧化
5．张明在超市看到一种电池外壳的纸层包装，印有如右图的文字。有关说法错误的是 （ ） A．该电池是一次电池
B．电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极
B 硫酸浓度变化：①增大，②减小 正确 C 电极反应式：①阳极：4OH--4e-=2H2O+O2↑ ②正极：Zn-2e-=Zn2+ 正确 D 离子移动方向：①H+向阴极移动 ②H+向正极移动 错误 7.下列实验装置符合实验目的的是 （ ） 目的 粗铜的精炼 验证NaCl溶液（含酚酞）的产物 在铁制品上镀铜 构成原电池 装置 选项 A B C D 8.有如下3个实验： 实验1 将金属X与金属Y用导线连接，浸入电解质溶液中，Y不易腐蚀 实验2 将片状的金属X、W分别投入等浓度盐酸中都有气体产生，W比X反应剧烈 实验3 用惰性电极电解等物质的量浓度的Y和金属Z的硝酸盐混合溶液，在阴极上首先析出单质Z 依据上述实验现象，下列推测正确的是 （ ）
A．金属的活动性顺序：Y>Z>X>W B．实验1中，Y作正极
C．Z放入CuSO4溶液中一定有Cu析出
D．用X、Z和稀硫酸可构成原电池，X作正极
9．某校活动小组为探究金属腐蚀的相关原理，设计了如下图a所示装置，图a的铁棒末段分别连上一块Zn片和Cu片，并静置于含有K3Fe(CN)6及酚酞的混合凝胶上。一段时间后发现凝胶的某些区域（如下图b示）发生了变化，已知Fe2+可用K3Fe(CN)6来检验（呈蓝色）。则下列说法不正确的是 （ ）
A．甲区发生的电极反应式：Fe-2e-= Fe2+ B．乙区产生Zn C．丙区呈现红色 D．丁区呈现蓝色
10．已知反应Cu(s)＋2Ag+(aq)===Cu2+(aq)＋2Ag(s)为一自发进行的氧化还原反应，将其设计成如
下
图
所
示
原
电
池
2+
验数据如下图乙，横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量，纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积（标准状况）。则下列说法不正确的是 （ ）
。
下列说法中正确的是
（ ）
A．电极X是正极，其电极反应为Cu-2e-= Cu2+
B．银电极质量逐渐减小，Y溶液中c(Ag+
)增大
C．当X电极质量减少0.64g时，电解质溶液中有0.02mol电子转移
D．外电路中电流计的指针有偏转
11．2011年3月18日至19日，受“吃碘盐能防止核辐射”等谣言的影响，我国部分地区出现
抢购食盐现象。已知碘盐的主要成分是KIO3和NaCl，KIO3在工业上可用电解法制取，以石墨和铁为电极，电解KI溶液，反应方程式为KI＋H2O→KIO3＋H2↑（未配平）。下列有关说法中不正确的是 （ ） A．电解时，石墨作阳极，铁作阴极 B．电解时，在阴极上产生氢气 C．电解前后电解质溶液pH变大
D．电解中，每转移0.6mole-，理论上可得到0.1mol无水KIO3晶体
12．丰田PRIUS汽车采用Ni-MH电池作为车载电源，Ni-MH电池的充放电原理如下图所示，下列说法正确的是（ ）
A．放电时负极反应为：M+H--2O+e=== MH+OH
B．充电时阳极反应为：Ni(OH)--2+OH-e=== NiOOH+H2O C．放电时正极附近溶液酸性增强 D．充电时阴极上M转化为M+
13．右图装置中X和Y均为石墨电极，电解液为500mL某蓝色溶液，电解一段时间，观察到X电极表面有红色的固态物质生成，Y电极有无色气体生成；溶液中原有溶质完全电解后，停
止电解，取出X电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6g。下列有关说法中不正确的是 （ ）
A．X电极是阴极 B．Y电极产生气体的体积为0.224L C．电解后溶液的pH=1
D．要使电解后溶液恢复到电解前的状态，需加入一定量的CuO或CuCO3 14．用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，实验装置如下图甲。电解过程中的实
A．电解过程中，a电极表面先有红色物质析出，后有气泡产生 B．b电极上发生的反应方程式为：4OH--4e-= 2H2O+O2↑
C．曲线0~P段表示O2的体积变化
D．从开始到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为12g·mol-1
二、非选择题（本题共7小题，共58分。） 15．（8分）某校化学兴趣小组进行探究性活动：将氧化还原反应：2Fe3++2I-2Fe2++I2，设计
成盐桥原电池。提供的试剂：FeCl3溶液，KI溶液；其它用品任选。请回答下列问题： （1）请画出设计的原电池装置图，并标出电极材料，电极名称及电解质溶液。
（2）发生氧化反应的电极其电极反应式为 。 （3）反应达到平衡时，外电路导线中 （填“有”或“无”）电流通过。 （4）平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体，当固体全部溶解后，则此时该溶液中电极变为 （填“正”或“负”）极。 16．（9分）（1）某课外活动小组同学用下图甲装置进行实验，试答下列问题： ①若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的 腐蚀。
②若开始时开关K与b连接，则总反应的离子方程式为 。
（2）芒硝化学式Na2SO4·l0H2O，无色晶体，易溶于水，是一种分布很广泛的硫酸盐矿物。该小组同学设想，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，用图乙所示装置电解硫酸钠溶
液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，无论从节省能源还是提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念。
①此时通过阴离子交换膜的离子数 （填“大于”“小于”或“等于”）通过阳离子交换膜的离子数。
②制得的氢氧化钠溶液从出口 （填“A”“B”“C”或“D”）导出。
③通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因 。
④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钠溶液组合为氢氧燃料电池，则电池负极的电极反应式为 。 17．（8分）有一种节能的氯碱工业新工艺，将电解池与燃料电池相组合，相关流程如下图所示
（电极未标出）：
回答下列有关问题：
（1）电解池的阴极反应式为 。
（2）通入空气的电极为 ，燃料电池中阳离子的移动方向 （“从左向右”或“从右向左”）。
（3）电解池中产生2mol Cl2，理论上燃料电池中消耗 molO2。 （4）a、b、c的大小关系为： 。 18．（8分）高铁酸盐（Na2FeO4、BaFeO4等），既可作为新型净水剂，又可作为高铁电池的正极材
料。已知：4FeO2-4＋10H2O4Fe(OH)3＋8OH-＋3O2。 （1）实验室可以采用次氯酸盐氧化法制备高铁酸钠：质量分数为8%的次氯酸钠溶液中加入氢氧化钠和硫酸铁，写出反应发生的离子方程式： 。
（2）某化学兴趣小组在实验室模拟工业上电解法制备高铁酸钠：向U型管左端注入2mol/LNaOH溶液，右端注入14mol/LNaOH溶液，中部塞入用滤纸做成的小球；将铜电极插入U型管左端；铁电极插入U型管右端。
①实验前要充分打磨铁电极表面，主要目的是 。 ②在上图方框中标出电源的正负极。
③接通电源后，铜电极上的现象为不断产生大量细小气泡，电极反应为 ；铁电极周围溶液碱性 ，电极反应为 。
（3）高铁酸钠（Na2FeO4）作为水处理剂兼具絮凝剂和消毒杀菌剂的作用，被科学家们公认为
绿色消毒剂。请简述高铁酸钠消毒、净水的原理： 。
19．（7分）电解铜箔是覆铜板（CCL）及印制电路板（PCB）制造的重要的材料，目前已经成为在电子整机产品中起到支撑、互连元器件作用的PCB的关键材料。电解铜箔制造的基本工艺过程如下图所示：
（1）制备电解液是将预处理好的铜料投入到溶铜罐中，在硫酸溶液中，通入氧气，经过一系列氧化反应过程，最终形成硫酸铜溶液，写出制备硫酸铜溶液的化学方程式 。 （2）制备铜箔是采用由专用铁材制作的铁质表面辐筒作为阴极辘，以含银1%优质铅银合金（或者采用特殊涂层铁板）作为阳极，电解硫酸铜溶液。 ①在上图方框中标出电源的正负极。
②写出电解硫酸铜水溶液阳极的电极反应方程式 。
（3）镀异种金属是在铜箔粗化层面上再镀一层其他金属，使铜表面不与基材直接接触，避免问题出现。目前所镀金属一般有锌，颜色为灰色，称为灰化处理。其主要过程为： ①铜箔镀锌前，先将铜片用砂纸磨光，再将铜片浸入氢氧化钠溶液中，最后以蒸馏水沖洗备用。用砂纸磨光的目的是 ，浸入氢氧化钠溶液的目的是 。 ②请画出以硫酸锌溶液为电解质溶液在铜片镀锌的装置图。
20．（9分）某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。
请回答下列问题：
（1）甲池为 （填“原电池”、“电解池”或“电镀池”），通入CH3OH电极的电极反应为 。 （2）乙池中A（石墨）电极的名称为 （填“正极”、“负极”或“阴极”、“阳极”），总反应式为 。
（3）当乙池中B极质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2的体积为 mL（标准状况），丙池中 极析出 g铜。
（4）若丙中电极不变，将其溶液换成NaCl溶液，电键闭合一段时间后，甲中溶液的pH将 （填“增大”、“减小”或“不变”）；丙中溶液的pH将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。 21．（9分）某化学兴趣小组按如下图所示的装置进行实验，玻璃管内装有滴有不同溶液的白色棉球。实验过程中，两极均有气体生成。
（1）碳棒的电极反应式为 。 （2）②处白色棉球变为 色，③处白色棉球变为 色。
（3）④处棉球的作用是 。
（4）如上图X、Y两条线分别表示常见的非金属单质和金属单质（用M表示）与碳棒电解产物单质E在点燃条件下进行化合反应的物质的量之间的关系。写出符合Y线反应的化学方式 。
（5）在20℃时饱和食盐水的质量分数为26%，当阳极析出1.12L（标准状况下）气体时，Cl-完全放电。试计算要使溶液恢复原状态，需加入物质的化学式为 ，其质量为 g。
答案与解析
1．【命题立意】本题以日常生活为例，考查电化学的应用。
【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点：（1）化学腐蚀与电化学腐蚀的区别；（2）电化学腐蚀时，被腐蚀？被保护的电极？（3）废弃的干电池对环境是否有污染？ 【答案】D【解析】洪水浸泡的铁门发生的是电化学腐蚀，A项错；白铁表面有划损时，腐蚀的表面的锌，能阻止铁被腐蚀，所以B项不正确；废弃的干电池可对土壤、地下水造成重金属污染，不能土埋处理，故而C项是错误的；铁和铜是两种活泼性不同的金属，易形成原电池，会加速铁制自来水管，故D项是正确做法。
2．【命题立意】本题以银纪念币制作为背景，考查电镀原理。
【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点：（1）电镀时阳极，阴极？（2）分析题银纪念币中镀层金属是什么？待镀金属是什么？
【答案】A【解析】镀时，待镀金属制品做阴极，把镀层金属做阳极。本题在铜上镀银，故铜芯应做阴极。答案为A项。
3．【命题立意】本题从生活入手，考查原电池原理。
【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点：（1）原电池的组成条件；（2）原电池的工作原理。
【答案】A【解析】水果电池工作时发生氧化还原反应，所以A正确；据原电池的构成条件知B、C错误；原电池工作原理是氧化还原反应，但氧化反应和还原反应分别在两极上进行，故而D错误。 4．【命题立意】本题考查锂电池工作原理。
【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点：（1）锂电池放电时，正负极的判断。（2）锂电池充电时，电极的反应。
【答案】D【解析】由题知放电时的反应为：Li1-xCoO2+xLi=== LiCoO2，则正极反应为：Li-+
-+
+
1-xCoO2+xe+xLi=== LiCoO2，负极反应为：xLi-xe= xLi，Li主要从负极区通过隔膜移向正极区，A、B正确；充电过程是电能转化为化学能的过程，C正确；充电时负极(C)接的是外接电源的负极，此时C为阴极，电极反应应该是xLi++xe-= xLi，锂元素被还原，D错误。 5．【命题立意】本题以电池外壳的纸层包装为例，综合考查原电池知识。
【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点：（1）一次电池与二次电池的区别；（2）原电池工作时电子流向问题；（3）电极质量的改变与转移的电子的物质的量的关系。
【答案】D【解析】电池工作时，锌失去电子，电极反应式为Zn= Zn2++2e-，所以外电路中每通过0.2 mol电子，锌的质量理论上应减少6.5g，所以D项错。
6．【命题立意】本题以电化学装置为背景，考查原电池与电解池的基础知识。
【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点：（1）原电池与电解池的装置区别；（2）原电池与电解池中离子移动方向；（3）原电池与电解池的电极反应。
【答案】B【解析】从装置图辨别原电池与电解池最根本的区别是有无外加电源，①中有外加电源，故①是电解池；②中没有外加电源，故②是原电池，A的叙述是正确的，评价错误；①中实际上是电解水，水减少，硫酸浓度增大，②中反应为Zn＋H2SO4 === ZnSO4＋H2↑，硫酸被消耗，浓度减小，B的叙述是正确的，评价正确；①中阳极聚集阴离子SO2---
4和OH，OH优先放电，②中正极反应为2H+＋2e-= H2↑，C的叙述是错误的，评价错误；①中H+向阴极方向移动，②中H+向正极方向移动，D的叙述正确，评价错误。
7．【命题立意】本题以实验装置为背景，综合考查电化学知识。
【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点：（1）粗铜的精炼和电镀原理；（2）构成盐桥电池的条件。
【答案】B【解析】A项中粗铜精炼时，应让粗铜作阳极与电源正极相连，A错；C项中在铁制品上镀铜，待镀铁制品应放在阴极，C错；D中右边烧杯中电解质溶液应放FeCl3溶液，左边放FeCl2溶液，D项不正确。碳棒作阳极（接电源的正极），产生氯气，用淀粉碘化钾溶液检验，铁棒作阴极，产生氢气，收集用爆鸣实验检验之，B对。
（1）【命题立意】本题以3个小实验为背景，综合考查电化学知识。
【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点：（1）如何通过电化学现象判断金属活性？（2）电解时阳离子得电子顺序情况。
【答案】B【解析】由实验1，2，3分别得到金属的活泼性为：X>Y，W>X，Y>Z，综合可得W>X>Y>Z，故选项A错误；实验1中，Y作正极，故选项B正确；用X、Z和稀硫酸可构成原电池，X作负极，故选项D错误；Z和Cu的活泼性无法比较，选项C错误。 9．【命题立意】本题以图示装置为背景，主要考查金属的腐蚀相关原理。
【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点：（1）分析图a装置正负极材料；（2）正负电极反应式。
【答案】A【解析】铁棒末段连上Zn片时，Zn片端（乙区）作负极，乙区发生的电极反应式：Zn-2e-= Zn2+；铁棒另一端（甲区）作正极，甲区发生的电极反应式：O-2＋2H2O＋4e= 4OH-。铁棒末段连上Cu片时，Cu片端（丙区）作正极，丙区发生的电极反应式：O2＋2H2O＋4e-= 4OH-，