高考化学二轮专题复习 (九)电化学原理及其运用定时精练

专题定时精练(九) [专题九电化学原理及其运用]
(时间：40分钟)
1.某同学按如图9－1所示的装置进行实验。

A、B为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水，当S闭合时，在交换膜处SO2－4从右向左移动。

下列说法错误的是()
图9－1
A．电解一段时间后，向Ⅱ装置通入适量的HCl气体可以恢复原来的浓度
B．反应初期，Y电极周围出现白色沉淀
C．B电极质量增加
D．X电极产生气泡，且生成1 mol气体的同时，有1 mol A参与反应
2．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。

下列说法中不正确的是()
A．由Al、Cu、稀硫酸组成的原电池，其负极反应式为：Al－3e－===Al3＋
B．由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，其负极反应式为：Al－3e－＋4OH－===AlO－2＋2H2O
C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，其负极反应式为：Cu－2e－===Cu2＋
D．由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池，其负极反应式为：Cu－2e－===Cu2＋
3．中学阶段介绍的应用电解法制备的物质主要有三种：一是铝的工业制备、二是氯碱工业、三是金属钠或镁的制备。

下列关于这三个工业生产的描述中正确的是() A．电解法制镁时一般是用熔融态的氯化镁进行电解，但也可用其相应的盐，如熔融态的碳酸镁
B．电解法生产铝时，需对铝土矿进行提纯，在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两性
C．在氯碱工业中，电解池中的阴极产生的是H2，NaOH在阳极附近产生
D．氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了NaCl，在电解时它们的阴极都是Cl－失电子
图9－3
5．铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO2－4===2PbSO4＋2H2O。

如图9－3所示，A为PbO2电极，B为Pb电极，E、F均为PbSO4电极。

先闭合S1足够长时间后断开S1。

下列有关说法中不正确的是()
A．1 mol Pb和1 mol PbO2具有的总能量大于2 mol PbSO4具有的总能量
B．若将两U形管中的溶液混合，混合液的质量分数仍为30%
C．两U形管均可单独作为原电池使用，正极分别为A和F
D．若再单独闭合S2，电极A、B的质量会逐渐增加，电极E、F的质量会逐渐减小
6．若用图9－4装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验，则下表中所列各项对应关系均正确的一组是()
周豪慎和日本学术振兴会(JSPS)外籍特别研究员王永刚共同开发出了新构造的大容量锂空气电池。

下列说法不正确的是()
A．放电时的正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．充电时正极附近pH降低
C．若用该电池作电源电解硫酸镁溶液，当电路中有0.02 mol e－转移时，阴极增重0.24 g D．在该电池中，放电反应生成的不是固体的Li2O，而是容易溶解在水性电解液中的LiOH。

因此，氧化锂在空气电极堆积后，不会导致工作停止
8．将质量相等的Ag片和铂片插入硝酸银溶液(足量)中，银片与电源正极相连，铂片与电源负极相连。

以电流1 A通电10 min，然后反接电源，以电流2 A继续通电10 min。

图9－6为表示银电极的质量、铂电极的质量、电解池中产生气体的质量和电解时间的关系图，正确的是()
图9－6
9．用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水(含Cl－、Br－、Na＋、Mg2＋)的装置如图9－7所示(a、b为石墨电极)
A．电池工作时，正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．电解时，a电极周围首先放电的是Br－而不是Cl－，说明当其他条件相同时前者的还原性强于后者
C．电解时，电子流动路径是：负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极
D．忽略能量损耗，当电池中消耗0.02 g H2时，b极周围会产生0.04 g H2
10．铝合金以质轻、稳定性好等优点广泛应用于航空航天事业。

在铝合金表面能形成一层较厚的氧化膜，这是其在空气中稳定存在的关键。

其反应原理是以铝件与另一种材料为电
图9－8
液进行电解，通电后在铝件与电解质溶液的接触面上逐渐形成一层氢氧化铝薄膜，薄膜的某些部位存在着小孔，电流从小孔中通过并产生热量使氢氧化铝分解，从而使铝件表面形成一层较厚的氧化膜。

某校课外兴趣小组的同学根据上述原理，以铝件和铁棒为电极，以一定浓度的碳酸氢钠溶液为电解质溶液进行实验，实验装置如图9－8所示。

(1)铝件放在________(填“X”或“Y”)极。

(2)铝件表面形成氢氧化铝的电极反应式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(3)电解过程中，必须使电解质溶液的pH 保持相对稳定(不能太大也不能太小)的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(4)用碳酸氢钠溶液作电解质溶液，而不用碳酸钠溶液作电解质溶液，其理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

11．如图9－9甲、乙是电化学实验装置。

图9－9
(1)若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl 溶液。

①甲中石墨棒上的电极反应式为________________________________________________________________________；
②乙中总反应的离子方程式为________________________________________________________________________；
③将湿润的淀粉KI 试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl 2氧化了生成的I 2。

若反应中Cl 2和I 2的物质的量之比为5∶1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

(2)若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO 4溶液。

①甲中铁棒上的电极反应式为________________________________________________________________________；
②如果起始时乙中盛有200 mL pH ＝5的CuSO 4溶液(25 ℃)，一段时间后溶液的pH 变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入__________(填写物质的化学式)________g 。

专题定时精练(九)
1．B 【解析】 由于装置Ⅱ中两极材料相同，不符合构成原电池的条件，因此可判断出
装置Ⅰ是原电池，装置Ⅱ是电解装置，根据已知“SO 2－4从右向左移动”可判断出A 是负极，
电极反应式为A －2e －===A 2＋，B 是正极，电极反应式为B 2＋＋2e －===B ，Y 作阳极，X 作阴极，
用惰性电极电解AlCl 3溶液的总反应方程式为2AlCl 3＋6H 2O=====电解2Al(OH)3↓＋3H 2↑＋3Cl 2↑。

根据电解的总反应式和质量守恒可知选项A 正确。

根据得失电子守恒可知选项D 也正确。

2．C 【解析】 由于在碱性条件下镁不与NaOH 溶液反应，而铝可以与NaOH 溶液发生
氧化还原反应，所以B 项正确；C 项中铁的活泼性较强，故应为Fe －2e －===Fe 2＋；D 项中由
于常温下铝遇浓硝酸易发生钝化，所以此时铜更容易失去电子而做负极。

3．B 【解析】 A 中碳酸镁高温分解；C 中NaOH 是在阴极附近产生；D 中在电解时它
们的阳极都是Cl －失电子。

4．D 【解析】 电池中H 2燃烧时，作原电池的负极，A 项正确；负极反应：H 2＋2OH
－－2e －===2H 2O ，负极附近溶液碱性降低，B 项正确；根据图示知，正极NiOOH 发生还原反应，C 项正确；电池反应为2NiOOH ＋H 2===2Ni(OH)2，D 项错误。

5．A 【解析】 能自发进行的氧化还原反应可设计成原电池，由此可知反应Pb ＋PbO 2＋4H ＋＋2SO 2－4===2PbSO 4＋2H 2O 属于放热反应，
即1 mol Pb 、1 mol PbO 2和2 mol H 2SO 4具有
的总能量大于2 mol PbSO 4和2 mol H 2O 具有的总能量，故A 错。

当先闭合S 1，左侧U 形管相当于原电池，电池反应式为Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4===2PbSO 4＋2H 2O ，右侧装置相当于电解装置，电解时总反应式为2PbSO 4＋2H 2O=====电解Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4，由于两装置转移的电子数相等，故选项B 正确。

对于选项C ，左侧U 形管作为原电池没有问题，而电解一段时间后右侧装置可看作形成铅蓄电池，由于F 极产生PbO 2，故也作正极，C 正确。

对于选项D ，两装置相当于串联电解，根据铅蓄电池的工作原理可知选项D 正确。

6．C 【解析】 本题考查电解池原理。

A 项电解Na 2SO 4溶液，a 为阳极，OH －失电子破
坏水的电离平衡，阳极周围呈酸性，不会使酚酞变红；B 项电解硝酸银溶液，a 为阳极，电极
反应式为：4OH －－4e －===2H 2O ＋O 2↑，B 项错误；C 项电解KCl 和CuCl 2的混合溶液，先电
解CuCl 2，再电解KCl ，随着反应的进行，继续电解则为电解水，阳极依次生成Cl 2、O 2，阴极依次生成Cu 和H 2，两极产生气体的总体积可能相等，C 项正确；D 项为电泳，Fe(OH)3胶粒带正电，向阴极移动，a 管颜色加深。

7．C 【解析】 分析图示易知A 、B 项正确；D 项放电反应生成的Li 2O 与水化合生成LiOH ，溶解在水性电解液中，不会在电极上堆积而导致工作停止；C 项之所以错误，是因为镁离子在溶液中不会参加电极反应，即不会有金属镁析出。

8．C 【解析】 前10 min ，阳极(银片)上发生氧化反应：Ag －e －===Ag ＋，银电极质量减
轻，阴极(铂片)发生还原反应：Ag ＋＋e －===Ag ，铂电极质量增加。

当电源反接后，由于电流
是原来的2倍，故先考虑前5 min 的情况，此时附有Ag 的铂片作阳极：电极反应式为Ag －e －===Ag ＋，通电5 min 后，前一过程析出的银全部溶解，阴极反应式为Ag ＋＋e －===Ag ，前一过程溶解的银又复原，银电极又恢复为原来的质量。

通电后5 min ，阳极(铂片)上溶液中的阴离子氢氧根离子放电生成O 2，而阴极(银片)上继续析出银，且析出银的质量和溶解的银的质量相等。

对照图像得只有选项C 符合题意。

9．B 【解析】 A 项，电池工作时，因为电解液为酸，所以正极反应式应为：O 2＋4H
＋＋4e －===2H 2O ，A 错；在阳极先放电的阴离子比后放电的阴离子还原性强，正确；电子不能通过水溶液；根据电子守恒，忽略能量损耗，当电池中消耗0.02 g H 2时，b 极周围会产生0.02 g H 2，所以D 错。

10．(1)X
(2)Al －3e －＋3HCO －3===Al(OH)3↓＋3CO 2↑或Al －3e －===Al 3＋，Al 3＋＋3HCO －3
===Al(OH)3↓＋3CO 2↑
(3)氧化铝和氢氧化铝都是两性化合物，如果溶液的酸性或碱性过强，都会使所形成的氧化铝薄膜溶解
(4)碳酸氢钠的作用之一是中和阴极区溶液中过量的OH －：HCO －3＋OH －===CO 2－3＋H 2O ，
有利于控制溶液的酸碱性，另外，碳酸氢钠的水解程度小于碳酸钠的水解程度，碱性也比碳酸钠溶液的弱
【解析】 (1)要生成氢氧化铝，必须先生成铝离子，所以铝件应放在阳极，发生氧化反应，失电子变成阳离子。

铁棒放在阴极。

电子总是从电源的负极流出，所以装置中的Y 极为阴(铁棒)，X 极(铝件)为阳极。

(2)碳酸氢钠溶液呈碱性，阳极发生反应：Al －3e －===Al 3＋，Al 3＋＋3HCO －3===Al(OH)3↓
＋3CO 2↑；阴极发生反应：2H ＋＋2e －===H 2↑。

(3)要使铝件表面生成一层较厚的氧化膜，则不能使溶液溶解氧化铝和氢氧化铝，从氧化铝和氢氧化铝的两性角度考虑，必须使电解质溶液的pH 保持相对稳定。

(4)等浓度碳酸氢钠溶液比碳酸钠溶液的碱性弱，有利于控制溶液的酸碱性。

11．(1)①O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －
②2Cl －＋2H 2O=====通电2OH －
＋H 2↑＋Cl 2↑
③5Cl 2＋I 2＋6H 2O===10HCl ＋2HIO 3
(2)①Fe －2e －＝Fe 2＋
②CuO(或CuCO 3) 0.8(或1.24)
【解析】 (1)若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl 溶液。

甲装置等效于电化腐蚀中的吸氧腐蚀，乙装置为电解池电解食盐水。

(2)若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO 4溶液。

甲装置为普通原电池，乙装置为电解池电解硫酸铜
溶液。

注意：①原电池中铁做负极时，生成Fe2＋非Fe3＋；②要先判断是常规电解还是深度电解。

从题给数据看，没有浓度，所以只能当常规电解处理，加入CuO即可，需要的量可由pH 变化计算，因为生成n(H＋)＝0.2 L×(10－1－10－5)mol/L＝0.02 mol，则转移电子也为0.02 mol，生成Cu 0.01 mol，据铜守恒，需加入CuO 0.8 g。

(若改为CuCO3则为1.24 g)。