2015原电池与电解池学案练习题

1高三一轮复习—原电池与电解池2013.12.3【考试说明】1、了解原电池和电解池的工作原理。2、了解常见化学电源的种类及其工作原理。3、能正确书写电极反应和电池反应方程式。4、理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。【考题赏析】1．（2009广东高考·双项）出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是A．锡青铜的熔点比纯铜高B．在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程2．（2010广东高考·双项）铜锌原电池（如图9）工作时，下列叙述正确的是A．正极反应为：Zn-2e-=Zn2+B．电池反应为：Zn+Cu2+=Zn2++CuC．在外电路中，电子从负极流向正极D．盐桥中的K+移向ZnSO4溶液3．（2011广东高考）某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。下列叙述不．正确．．的是A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋+2e-=CuC．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色D．a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动4．（2011广东高考）（4）镀铝电解池中，金属铝为极，熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4―和Al2Cl7―形式存在，铝电极的主要电极反应式为（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是5．（2012广东高考）（4）碘也可用作心脏起捕器电源—锂碘电池的材料，该电池反应为：2Li(s)+I2(s)=2LiI(s)ΔH碘电极为该电池的极。6．（2013广东高考）（2）能量之间可以相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。2限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。①完成原电池的甲装置示意图（见图15），并作相应标注。要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。②以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极。③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是，其原因是。（3）根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在（2）的材料中应选作阳极。【考点归纳】考点一原电池原理及其应用1.工作原理(能转化为能的装置。)以锌铜原电池为例电极名称负极正极电极材料电极反应反应类型电子流向由沿导线流向盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液，移向正极，移向负极2.原电池的判定先分析有无外接电源：有外接电源者为电解池，无外接电源者可能为原电池；然后依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看”。先看电极：两极为导体且活泼性不同；再看溶液：两极插入电解质溶液中；三看回路：形成闭合回路或两极接触。3.原电池的设计方法以氧化还原反应为基础，确定原电池的正负极、电解质溶液及电极反应。如：原理负极材料正极材料电解质溶液电极反应负极：正极：KOH溶液CuSO4溶液3练习：1.在理论上可用于设计原电池的化学反应是()A．2Al(s)十2NaOH(aq)+2H2O(1)＝2NaAlO2(ag)+3H2(g)；△H0B．Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)＝BaCl2(aq)+2NH3·H2O(aq)+8H2O(1)；△H0C．CaC2(s)+2H2O(1)→Ca(OH)2(s)+C2H2(g)；△H0D．FeCl3(aq)十3H2O(1)Fe(OH)3(s)+3HCl(aq)；△H02．有关电化学知识的描述正确的是()A．CaO＋H2O===Ca(OH)2，可放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，将化学能转化为电能B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成D．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池3．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑4.根据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示，其中盐桥内装琼脂­饱和KNO3溶液。请回答下列问题：(1)电极X的材料是__________；电解质溶液Y是________________________________。(2)银电极为电池的______极，写出两电极的电极反应式：银电极：_____________________________________________________________；X电极：_____________________________________________________________。(3)外电路中的电子是从______电极流向________电极。(4)盐桥中向CuSO4溶液中迁移的离子是__________(填序号)。A．K＋B．NO－3C．Ag＋D．SO2－4(5)其中CuSO4溶液能否被Na2SO4溶液代替__________。Ag电极能否被石墨代替________。45．某校化学兴趣小组进行探究性活动，将氧化还原反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑，设计成原电池。试剂、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）若要设计一个电化学装置实现Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑，则应该如何设计？请画出设计的装置图，并标出电极材料，电极名称及电解质溶液。考点二金属腐蚀与防护金属的腐蚀：金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。化学腐蚀与电化学腐蚀两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍。1．析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强（pH＜4.3水膜酸性很弱或中性电极反应负极正极总反应式Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)22．金属防护的几种重要方法①改变金属内部的组成结构，如制成不锈钢。②在金属表面覆盖保护保护层。③电化学保护法：保护法：接上外加直流电源构成，被保护的金属作。保护法：外加负极材料，构成，被保护的金属作。3．金属腐蚀速率大小电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极5练习：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（）A．2012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.下列电化学理论不正确的是()。A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B．纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后速率加快C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀3．钢铁生锈过程发生如下反应：①2Fe＋O2＋2H2O2Fe(OH)2；②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)3；③2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O。下列说法正确的是()A．反应①、②中电子转移数目相等B．反应①中氧化剂是氧气和水C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀4．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在如下图所示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存相同的一段时间，下列实验结束时现象的描述不正确的是A．装置a的左侧液面一定会下降B．左侧液面装置a比装置b的低C．装置b中的铁钉腐蚀最严重D．装置C中的铁钉几乎没被腐蚀5.下列各情况，其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是考点三电解原理及应用：1、电解原理(能转化为能的装置。):使电流通过电解质溶液或熔融电解质，在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。电解质溶液或熔融电解质导电过程就是电解过程。（以电解饱和食盐水为例）↑↑62．电解电极产物的判断：要判断电极反应的产物，必须掌握离子的放电顺序。(不考虑浓度等其他因素)(1)在阳极上：①活性材料作电极：金属放电。②惰性电极(Pt、Au、石墨)：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F-(2)在阴极上：Ag+Fe3+Cu2+H+(酸)Fe2+Zn2+H+(H2O)Al3+Mg2+Na+（无论是惰性电极还是活性电极都不参与阴极反应。）练习：1.下图为直流电源电解稀Na2SO4溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是()。A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色2.Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应：2Cu+H2O==Cu2O+H2。说法正确的是()A.石墨电极上产生氢气B.铜电极发生还原反应C.铜电极接直流电源的负极D.当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。3.右图中，两电极上发生的电极反应如下：a极：Cu2＋＋2e－＝Cu，b极：Fe－2e－＝Fe2＋，则以下说法不正确的是A.该装置可能是电解池B.a极上一定发生还原反应C.a、b可能是同种电极材料D.过程中能量的转换一定是化学能转化为电能4．用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质（小括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是（）A．CuCl2（CuSO4）B．NaOH（NaOH）C．NaCl（HCl）D．CuSO4（Cu（OH）2）5.用惰性电极实现电解，下列说法正确的是()A．电解氢氧化钠稀溶液，溶液浓度增大pH变小B．电解氯化钠溶液，溶液浓度减小pH不变C．电解硝酸银溶液，要消耗OH－-溶液pH变小D．电解稀硫酸，实质是电解水，溶液pH不变6.右图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是()a极板b极板x电极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl27考点四电解原理在工业生产中的应用1．电解精炼(电解精炼铜)阳极(粗铜)：Cu-2e—=Cu2+，阴极(纯铜)：Cu2++2e—=Cu电镀液：含有镀层金属离子的溶液。什么是阳极泥？2．镀铜阳极(纯铜)：Cu-2e—=Cu2+，阴极(镀件)：Cu2++2e—=Cu溶液中的Cu2+浓度保持不变。3．氯碱工业(阳离子交换膜法)阳极：2Cl—-2e—=Cl2↑，阴极：2H++2e—=H2↑2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑4．电冶金（电解熔融盐制活泼金属）练习：1．氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示，下列有关说法你认为不正确的是（）A.溶液A的溶质是氢氧化钠B.电解饱和食盐水的总反应的离子方程式是C.电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,目的是减少氯气的溶解，利于氯气的逸出D.该电解池的左边的电极是阴极，右边的电极是阳极2．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