考点一　原电池原理与化学电源

1.控制适合的条件，将反应2Fe3++2I-2Fe2++I2设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是(　　)

A.反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应

B.反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原

C.电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态

D.电流表读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极

解析：选D。由图示结合原电池原理分析可知，Fe3+得电子变成Fe2+被还原，I-失去电子变成I2被氧化，所以A、B正确;电流表读数为零时，Fe3+得电子速率等于Fe2+失电子速率，反应达到平衡状态，C正确;在甲中溶入FeCl2固体，平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2向左移动，I2被还原为I-，乙中石墨为正极，D不正确。

某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag+Cl2===2AgCl。下列说法正确的是(　　)

A.正极反应为AgCl+e-===Ag+Cl-

B.放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成

C.若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变

D.当电路中转移0.01 mol e-时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子

考点二　电解原理及其应用

.某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是(　　)

A.该装置将化学能转化为光能和电能

B.该装置工作时，H+从b极区向a极区迁移

C.每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原

D.a电极的反应为3CO2+18H+-18e-===C3H8O+5H2O

解析：选B。结合装置图可知该装置为电解装置，模拟“人工树叶”，故为电能转化为化学能，A项错误;b极连接电源的正极，为阳极，在电解池中H+向a极(阴极)区移动，B项正确;右侧H2O→O2发生的是氧化反应，每生成1 mol O2，转移4 mol电子，C3H8O中碳元素的化合价是-2，3CO2→C3H8O，转移18 mol电子，故生成1 mol O2消耗 mol CO2，C项错误;a电极发生的是还原反应：3CO2+18H++18e-===C3H8O+5H2O，D项错误。

H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：

(1)写出阳极的电极反应式____________________________。

(2)分析产品室可得到H3PO2的原因________________________________________________________。

(3)早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有________杂质。该杂质产生的原因是___________________________________________。

答案：(1)2H2O-4e-===O2↑+4H+

(2)阳极室的H+穿过阳膜扩散至产品室，原料室的H2PO穿过阴膜扩散至产品室，二者反应生成H3PO2

(3)PO　H2PO或H3PO2被氧化

考点三　电解的计算

.在1 L K2SO4和CuSO4的混合溶液中c(SO)=2.0 mol·L-1，用石墨电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L(标准状况)气体，则原溶液中c(K+)为(　　)

A.2.0 mol·L-1 　 B.1.5 mol·L-1

C.1.0 mol·L-1 D.0.50 mol·L-1

解析：选A。由于两极均可产生气体，所以阳极是阴离子 OH-放电得到O2，阴极是Cu2+和H+放电得到Cu和H2，由得失电子守恒可知：2n(O2)=n(Cu2+)+n(H2)，而n(O2)=n(H2)=22.4 L/(22.4 L·mol-1)=1.0 mol，所以n(Cu2+)=n(O2)=1.0 mol，c(Cu2+)=1.0 mol·L-1，原溶液中存在电荷守恒：c(K+)+2c(Cu2+)=2c(SO)，所以c(K+)=2×2.0 mol·L-1-2×1.0 mol·L-1= 2.0 mol·L-1。

在如图所示的装置中，若通直流电5 min时，铜电极质量增加2.16 g。试回答下列问题：

(1)电源中X电极为直流电源的____________极。

(2)pH变化：A：____________，B：____________，C：____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)通电5 min时，B中共收集224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为200 mL，则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为____________(假设电解前后溶液体积无变化)。

(4)若A中KCl足量且溶液的体积也是200 mL，电解后，溶液的pH为____________(假设电解前后溶液体积无变化)。

答案：(1)负　(2)增大　减小　不变　(3)0.025 mol·L-1

(4)13

考点　金属的腐蚀与防护

例4.研究电化学腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法错误的是(　　)

A.d为石墨，铁片腐蚀加快

B.d为石墨，石墨上电极反应为：O2+2H2O+4e-===4OH-

C.d为锌块，铁片不易被腐蚀

D.d为锌块，铁片上电极反应为：2H++2e-===H2↑

解析：选D。由于活动性：Fe>石墨，所以铁、石墨及海水构成的原电池中，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2+进入溶液，溶解在海水中的O2在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，A正确。d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上O2得到电子，发生还原反应，电极反应为：O2+2H2O+4e-===4OH-，B正确。若d为锌块，由于金属活动性：Zn>Fe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，首先被腐蚀的是Zn，Fe得到保护，铁片不易被腐蚀，C正确。d为锌块，由于电解质溶液为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为：O2+2H2O+4e-===4OH-，D错误。

利用如图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是(　　)

A.a管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀

B.一段时间后，a管液面高于b管液面

C.a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小

D.a、b两处具有相同的电极反应式：Fe-2e-===Fe2+

解析：选C。根据装置图判断，左边铁丝发生吸氧腐蚀，右边铁丝发生析氢腐蚀，其电极反应为

左边　负极：Fe-2e-===Fe2+

正极：O2+4e-+2H2O===4OH-

右边　负极：Fe-2e-===Fe2+

正极：2H++2e-===H2↑

a、b处的pH均增大，C错误。

1.【2016年高考北京卷】用石墨电极完成下列电解实验。

实验一 实验二 装置 现象 a、d处试纸变蓝;b处变红，局部褪色;c处无明显变化 两个石墨电极附近有气泡产生;n处有气泡产生;…… 下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )

A.a、d处：2H2O+2e-=H2↑+2OH-

B.b处：2Cl--2e-=Cl2↑

C.c处发生了反应：Fe-2e-=Fe2+

D.根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜

【答案】B

2.【2016年高考海南卷】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.Zn为电池的负极

B.正极反应式为2FeO42−+ 10H++6e−=Fe2O3+5H2O

C.该电池放电过程中电解质溶液浓度不变

D.电池工作时向负极迁移

【答案】AD

【解析】根据化合价升降判断，Zn化合价只能上升，故为负极材料，K2FeO4为正极材料，正确;KOH

溶液为电解质溶液，则正极为2FeO42 +6e−+8H2O =2Fe(OH)3+10OH−，错误;该电池放电过程中电

解质溶液浓度减小，错误;电池工作时阴离子OH向负极迁移，正确。

32016年高考上海卷】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.铜棒的质量 B.c(Zn2+)

C.c(H+) D.c(SO42-)

【答案】C

4.【2016年高考四川卷】某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+ C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是( )

A.放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移

B.放电时，负极的电极反应式为LixC6-xe-= xLi++ C6

C.充电时，若转移1mole-，石墨C6电极将增重7xg

D.充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+Li+

【答案】C

【解析】 放电时，阳离子向正极移动，A正确;放电时，负极失去电子，B正确;充电时，若转移1mol电子，则石墨电极上溶解1/xmol C6，电极质量减少，C错误;充电时阳极失去电子，为原电池的正极的逆反应，D正确。

5.【2016年高考新课标Ⅰ卷】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2 H2O–4e–=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

6.【2016年高考新课标Ⅱ卷】Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是( )

A.负极反应式为Mg-2e-=Mg2+

B.正极反应式为Ag++e-=Ag

C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移

D.负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑

【答案】B

【解析】根据题意，电池总反应式为：Mg+2AgCl=MgCl2+2Ag，正极反应为：2AgCl+2e-= 2Cl-+ 2Ag，负极反应为：Mg-2e=Mg2+，A正确，B错误;对原电池来说，阴离子由正极移向负极，C正确;由于

镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑，D正确。

72016年高考新课标Ⅲ卷】锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是( )

A.充电时，电解质溶液中K+向阳极移动

B.充电时，电解质溶液中逐渐减小

C.放电时，负极反应为：Zn+4OH–-2e–===Zn(OH)

D.放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L(标准状况)

【答案】C

8.【2016年高考浙江卷】金属(M)–空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH) n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是( )

A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面

B.比较Mg、Al、Zn三种金属–空气电池，Al–空气电池的理论比能量最高

C.M–空气电池放电过程的正极反应式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)n

D.在M–空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜

【答案】C

【解析】多孔电极可以增加氧气与电极的接触，使氧气充分反应，A正确;24克镁失去2摩尔电子，27克铝失去3摩尔电子，65克锌失去2摩尔电子，所以铝-空气电池的理论比能量最高，B正确;根据题给放电的总反应4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n，氧气在正极得电子，由于有阴离子交换膜，正极反应式为O2+2H2O+4e–=4OH−，C错误;负极是金属失去电子生成金属阳离子，因为镁离子或铝离子或锌离子都可以

和氢氧根离子反应生成氢氧化物沉淀，说明应采用中性电解质或阳离子交换膜，防止正极产生的氢氧根到

负极区反应，D正确。

9.【2016年高考浙江卷】(15分)催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平衡反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下：

CO2(g)+3 H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-53.7kJ·mol-1 I

CO2(g)+ H2(g) CO(g)+H2O(g)ΔH2 II

某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:2.2，经过相同反应时间测得如下实验数据：

【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醛的百分比

已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1

②H2O(l) H2O(g) ΔH3=44.0kJ·mol-1

请回答(不考虑温度对ΔH的影响)：

(5)研究证实，CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在 极，该电极反应式是 。

【答案】

(5)阴 CO2+6H++6e-==CH3OH+H2O