高三化学一轮复习：电化学原理及其应用

电化学原理及其应用1．家蝇的雌性信息素可用芥酸(来自菜籽油)与羧酸X在浓NaOH溶液中进行阳极氧化得到。

电解总反应式为：则下列说法正确的是( )A．X为C2H5COOHB．电解的阳极反应式为：C21H41COOH＋X－2e－＋2H2O―→C23H46＋2CO2－3＋6H＋C．电解过程中，每转移a mol电子，则生成0.5a mol雌性信息素D．阴极的还原产物为H2和OH－解析：A项根据原子守恒可判断X为C2H5COOH；B项由于电解质溶液为浓NaOH，因此阳极反应式应为C21H41COOH＋X－2e－＋60H－―→C23H46＋2CO2－3＋4H2O；C项根据电解总反应可知每生成1 mol雌性信息素转移2 mol电子，则C项正确；D项阴极的还原产物为H2，OH－并非氧化还原产物．答案：AC2．下列关于铜电极的叙述正确的是( )A．铜锌原电池中铜是负极B．用电解法精炼粗铜时，粗铜作阴极C．在镀件上电镀铜时可用金属铜做阳极D．电解稀硫酸制H2和O2时铜做阳极解析：铜锌原电池中锌活泼，锌做负极；电解精炼铜时，粗铜中的铜失去电子，做阳极；电镀铜时，应选用铜片做阳极，镀件做阴极，含有铜离子的溶液做电镀液。

电解稀硫酸时，铜做阳极，失电子的是铜而不是溶液中的OH－，因而得不到氧气。

答案：C3．普通水泥在固化过程中自由水分子减少并产生Ca(OH)2，溶液呈碱性。

根据这一特点，科学家发明了电动势(E)法测水泥初凝时间，此法的原理如图所示，反应的总方程式为：2Cu ＋Ag2O===Cu2O＋2Ag。

下列有关说法不正确的是( )A．工业上制备普通水泥的主要原料是黏土和石灰石B ．测量原理装置图中，Ag 2O/Ag 极发生氧化反应C ．负极的电极反应式为：2Cu ＋2OH －－2e －===Cu 2O ＋H 2OD ．在水泥固化过程中，由于自由水分子的减少，溶液中各离子浓度的变化导致电动势变化解析：A 项工业上制备普通水泥的主要原料正确；B 项测量原理装置图中，Ag 2O/Ag 极发生还原反应；C 项负极材料Cu 失电子，该电极反应式正确；D 项在溶液中通过离子移动来传递电荷，因此各离子浓度的变化导致电动势变化。

答案：B4． LiFePO 4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。

电池反应为：FePO 4＋Li 放电充电LiFePO 4，电池的正极材料是LiFePO 4，负极材料是石墨，含Li ＋导电固体为电解质。

下列有关LiFePO 4电池说法正确的是( )A ．可加入硫酸以提高电解质的导电性B ．放电时电池内部Li ＋向负极移动C ．充电过程中，电池正极材料的质量减少D ．放电时电池正极反应为：FePO 4＋Li ＋＋e －===LiFePO 4解析：加入的硫酸会和金属锂反应，A 项错误；放电时，发生原电池反应，Li ＋(在负极生成，带正电荷)在电池内部向正极移动，B 项错误；放电时，负极：Li －e －===Li ＋，正极：FePO 4＋Li ＋＋e －===LiFePO 4；充电时，阳极：LiFePO 4－e －===FePO 4＋Li ＋，阴极：Li ＋＋e －===Li ，C 、D 两项正确。

答案：CD5．天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。

锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO 2)，充电时LiCoO 2中Li 被氧化，Li ＋迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C 6)中，以LiC 6表示。

电池反应为LiCoO 2＋C 6放电充电CoO 2＋LiC 6，下列说法正确的是( )A ．充电时，电池的负极反应为LiC 6－e －===Li ＋＋C 6B ．放电时，电池的正极反应为CoO 2＋Li ＋＋e －===LiCoO 2C ．羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质D ．锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低解析：A 项充电时，发生电解池反应，电池负极即为电解池阴极，发生还原反应：Li＋＋C 6＋e －===LiC 6；B 项放电时，发生原电池反应，电池正极发生还原反应；C 项含活泼锂离子电氢的有机物作电解质易得电子；D项锂相对原子质量小、密度最小，所以锂离子电池的比能量高，故正确选项为B项。

答案：B7．有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。

电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是( )①每消耗1 mol CH4可以向外电路提供8 mol e－②负极上CH4失去电子，电极反应式：CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O③负极上是O2获得电子，电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－④电池放电后，溶液pH不断升高A．①② B．①③ C．①④ D．③④解析：本题是考查原电池原理在燃料电池中的具体应用，首先要判断出电池的正负极，其方法是确定在该电极上发生的是失电子还是得电子反应，若发生的是失电子反应则是原电池的负极，反之是正极。

CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2中的燃烧反应，即CH4→CO2，严格讲生成的CO2还与KOH反应生成K2CO3，化合价升高，失去电子，是电池的负极，电极反应式为CH4－8e－＋10OH－===CO2－3＋7H2O，1 mol CH4参加反应有8 mol e －发生转移，O－===2在正极上发生反应，获得电子，电极反应为O2＋2H2O＋4e 4OH－。

虽然正极产生OH－，负极消耗OH－，但从总反应CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O可看出是消耗KOH，所以电池放电时溶液的pH不断下降，故①②正确，③④错误。

答案：A8．如图装置中，A、B中电极为多孔的惰性电极；C、D为夹在湿的Na2SO4滤纸条上的铂夹，a、b为电源两极。

在A、B中充满KOH溶液后使其倒立于盛有KOH溶液的水槽中。

切断K1，闭合K2、K3，通直流电，电解一段时间后A、B中均有气体产生，如图所示。

(1)电源的a极为________(填“正极”或“负极”)。

(2)在湿的Na2SO4滤纸条中心滴KMnO4溶液，现象是________________________________________________________________________。

(3)写出A中电极反应式：_________________________________________________。

(4)若电解一段时间后A、B中均有气体包围电极。

此时切断K2、K3，闭合K1，电流表的指针发生偏转，此时B 极的电极反应式为_____________________________________。

解析：(1)由图示得电解时B 中产生气体的体积是A 中的2倍，而电解KOH 溶液的本质是电解水，故A 中生成的是氧气，A 为阳极，B 为阴极；a 为负极、b 为正极；C 作阴极、D 作阳极。

(2)MnO －4向阳极移动，故紫色移向D 铂夹。

(3)A 中是OH －放电。

(4)中构成了氢氧燃料电池，KOH 溶液作电解质溶液，B 作负极，H 2失去电子后与OH －结合生成水。

答案：(1)负极 (2)紫色向D 铂夹靠近 (3)4OH －－4e －===O 2↑＋2H 2O (4)H 2－2e －＋2OH －===2H 2O9．(1)今有2H 2＋O 2=====KOH 2H 2O 反应，构成燃料电池，则负极通的应是________，正极通的应是________，电极反应式为________________、________________。

(2)如把KOH 改为稀H 2SO 4作电解质溶液，则电极反应式为____________________、____________________。

(1)和(2)的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH 各有何变化？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)如把H 2改为甲烷、KOH 作导电物质，则电极反应式为：____________________、____________________。

解析：根据电池反应式可知H 2在反应中被氧化，O 2被还原，因此H 2应在负极上反应，O 2应在正极上反应。

又因为是碱性溶液，此时应考虑不可能有H ＋参加或生成，故负极反应为：2H 2＋4OH －－4e －===4H 2O ，正极反应为：O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －。

若将导电物质换成酸性溶液，此时应考虑不可能有OH －参加或生成，故负极：2H 2－4e －===4H ＋，正极：O 2＋4H ＋＋4e －===2H 2O 。

由于前者在碱性条件下反应KOH 量不变，但工作时H 2O 增多故溶液变稀碱性减弱，pH 将变小。

而后者为酸溶液，H 2SO 4的量不变，水增多，溶液酸性减弱，故pH 将变大。

如把H 2改为甲烷，用KOH 作导电物质，根据反应CH 4＋2O 2===CO 2＋2H 2O ，则负极为发生氧化反应的CH 4，正极为发生还原反应的O 2，由于有KOH 存在，此时不会有CO 2放出。

答案：(1)H 2 O 2 负极：2H 2＋4OH －－4e －===4H 2O正极：O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －(2)负极：2H 2－4e －===4H ＋正极：O 2＋4H ＋＋4e －===2H 2O (1)变小，(2)变大(3)负极：CH 4＋10OH －－8e －===CO 2－3＋7H 2O正极：2O 2＋4H 2O ＋8e －===8OH －。