3. 用惰性電極電解硫酸銅溶液，當(dāng)加入0.1mol Cu(OH)2使溶液恢復(fù)原來的濃度和pH時(shí)，電極上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是 ( )
A．0.1mol B．0.2mol
C．0.3mol D．0.4mol
2.
下圖是某空間站能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的局部示意圖，其中燃料電池采用KOH為電解液，下列有關(guān)說法中不正確的是( )
A．該能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中的水也是可以循環(huán)的
B．燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生的能量實(shí)際上來自于水
C．水電解系統(tǒng)中的陽極反應(yīng)：4OH--4e-=2H2O+O2↑
D．燃料電池放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)：H2－2e-+2OH-=2H2O
例15．(09廣東化學(xué)14)可用于電動(dòng)汽車的鋁-空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH
溶液為電解液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。下列說法正確的是
A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時(shí)，正極反應(yīng)都為：O2+2H2O+4e－＝4
B．以NaOH溶液為電解液時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Al+3－3e-＝Al(OH)3↓
C．以NaOH溶液為電解液時(shí)，電池在工作過程中電解液的pH保持不變
D．電池工作時(shí)，電子通過外電路從正極流向負(fù)極
[解析]電解質(zhì)溶液顯堿性或中性， 該燃料電極的正極發(fā)生反應(yīng)為：O2+2H2O+4e－＝4，A對；鋁作負(fù)極，負(fù)極反應(yīng)應(yīng)該是鋁失去電子變?yōu)殇X離子，在氫氧化鈉的溶液中鋁離子繼續(xù)與過量的堿反應(yīng)生成偏鋁酸根，因此負(fù)極反應(yīng)為：Al+4－3e＝
+ 2H2O，B錯(cuò)； 該電池在堿性條件下消耗了堿，反應(yīng)式為4Al+3O2+4= 4+ 2H2O溶液PH降低，C錯(cuò)；電池工作時(shí)，電子從負(fù)極出來經(jīng)過外電路流到正極，D錯(cuò)高
[答案]A
例16.(09年浙江卷)市場上經(jīng)常見到的標(biāo)記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料(碳作為金屬鋰的載體)，電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li
的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)為： Li+2Li
下列說法不正確的是
A．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Li-e
=Li
B．充電時(shí)，Li
既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)
C．該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)
D．放電過程中Li向負(fù)極移動(dòng)
[解析]A項(xiàng)，Li從零價(jià)升至正價(jià)，失去電子，作為負(fù)極，正確；B項(xiàng)，反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)。反應(yīng)物只有一種，故化合價(jià)既有升，又有降，所以既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)，正確；C項(xiàng)，由于Li可以與水反應(yīng)，故應(yīng)為非水材料，正確；D項(xiàng)，原電池中陽離子應(yīng)遷移至正極失電子，故錯(cuò)。
[答案]D
例17.(09年山東卷)Zn-MnO2干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。
(1)該電池的負(fù)極材料是 。電池工作時(shí)，電子流向 (填“正極”或“負(fù)極”)。
(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2+，會(huì)加速某電極的腐蝕，其主要原因是 。欲除去Cu2+，最好選用下列試劑中的 (填代號)。
a.NaOH b.Zn c.Fe d.NH3·H2O
(3)MnO2的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應(yīng)式是 。若電解電路中通過2mol電子，MnO2的理論產(chǎn)量為 。
[解析](1) 負(fù)極上是失電子的一極 Zn失電子有負(fù)極經(jīng)外電路流向正極。(2)鋅與還原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕。除雜的基本要求是不能引入新雜質(zhì)，所以應(yīng)選Zn將Cu2+ 置換為單質(zhì)而除去。(3)陰極上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)， H+得電子生成氫氣。因?yàn)镸nSO4-MnO2-2 e-,通過2mol電子產(chǎn)生1molMnO2，質(zhì)量為87g。
[答案]
(1)Zn(或鋅) 正極 (2)鋅與還原出來的Cu構(gòu)成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕
b (3)2H++2e-→H2 ,87g
[專題突破]
1．(長春市實(shí)驗(yàn)中學(xué)2009屆高三理科綜合)鋼鐵在潮濕的空氣中會(huì)被腐蝕，發(fā)生的原電池反應(yīng)：2Fe+2H2O+O2 
2Fe2++4OH-。以下說法正確的是
( )
A．負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為：Fe-2e- Fe2+
B．正極發(fā)生的反應(yīng)為：2H2O+O2+2e-4OH-
C．原電池是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置
D．鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕
例13. 將兩個(gè)鉑電極插入500mL CuSO4溶液中進(jìn)行電解，通電一定時(shí)間后，某一電極增重0.064g(設(shè)電解時(shí)該電極無氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積變化)，此時(shí)溶液中氫離子濃度約為
A.4×10-3mol/L B.2×10-3mol/L C.1×10-3mol/L D.1×10-7mol/L
[解析]根據(jù)電解規(guī)律可知陰極反應(yīng):Cu2++2e-=Cu，增重0.064gCu，應(yīng)是Cu的質(zhì)量,根據(jù)總反應(yīng)方程式:
2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4--->4H+
2×64g 4mol
0.064g x
x=0.002mol
[H+]=
=4×10-3mol/L
[答案]A
例14．(2009屆福建省泉州市俊來中學(xué)高三年級月考化學(xué))電解100mL含c(H+)=0.30mol/L
的下列溶液。當(dāng)電路中通過0.04mol電子時(shí)，理論上析出金屬質(zhì)量最大的是
A．0.10mol/L Ag+ B．0.20mol/L Zn2+ C．0.20mol/L Cu2+ D．0.20mol/L Pb2+
[解析]電解時(shí)陰極上溶液中離子的反應(yīng)順序?yàn)锳g+ ＞Cu2+ ＞H+ ＞Pb2+ ＞Zn2+ ，
A項(xiàng)中Ag+ 先反應(yīng)，H+后反應(yīng)，可得到Ag：0.10mol/L×0.1L×108g/mol=1.08g ；H2 ：0.03g 。
B項(xiàng)中H+先反應(yīng)，Zn2+后反應(yīng)，可得H2：0.03g ；Zn：(0.04mol-0.03mol)÷2×65g/mol=0.325g 。
C項(xiàng)中Cu2+先反應(yīng)，H+后反應(yīng)，可得到Cu：0.02mol/L×0.1L×64g/mol=1.28g 。D項(xiàng)中H+先反應(yīng)，Pb 2+后反應(yīng)，可得到H2：0.03g ；Pb：(0.04mol-0.03mol)÷2×207g/mol=1.05g 。
因此理論上析出金屬質(zhì)量最大的是C。
[答案]C
例11.銀器皿日久表面逐漸變黑色，這是由于生成硫化銀，有人設(shè)計(jì)用原電池原理加以除去，其處理方法為：將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中，再將變黑的銀器浸入溶液中，放置一段時(shí)間后，黑色會(huì)褪去而銀不會(huì)損失。試回答：在此原電池反應(yīng)中，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為________；正極發(fā)生的反應(yīng)為_________；反應(yīng)過程中產(chǎn)生有臭雞蛋氣味的氣體，則原電池總反應(yīng)方程式為___________________________。
[解析]要善于抓住題示信息，“黑色褪去而銀不會(huì)損失”，必然發(fā)生變化：Ag2S
Ag，
顯然這是原電池的正極反應(yīng)，Ag2S+2e-
2Ag+S2-，負(fù)極反應(yīng)為活潑金屬發(fā)生氧化反應(yīng)：Al-3e-Al3+。正極生成的S2-和負(fù)極生成的Al3+在溶液中發(fā)生雙水解：2Al3++3S2-+6H2O2Al(OH)3↓+3H2S↑，與題意產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體相吻合。原電池的總反應(yīng)為上述三個(gè)反應(yīng)的加合：3Ag2S+2Al+6H2O6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑。
[答案]Al-3e-Al3+ Ag2S+2e-2Ag+S2-
3Ag2S+2Al+6H2O6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑
例12．鋼鐵在很弱的酸性或中性條件下發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，正極的反應(yīng)式為 ( )
A.Fe-2e-
Fe2+
B.2H++2e-H2↑
C.
4
D.Fe-3e-Fe3+
[解析]鋼鐵中含有多種雜質(zhì)，在考慮鋼鐵的電化學(xué)腐蝕時(shí)，為了簡化問題，主要討論碳雜質(zhì)問題。也就是以Fe為負(fù)極，C為正極的原電池反應(yīng)。在中性條件或弱酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕。原電池的正極為C，發(fā)生的是還原反應(yīng)，即得電子反應(yīng)，故A、D選項(xiàng)應(yīng)排除。在B、C選項(xiàng)中，B項(xiàng)是析氫腐蝕的電極反應(yīng)式
[答案]C
例7.下列關(guān)于金屬腐蝕的敘述正確的是 ( )
A.金屬在潮濕情況下的腐蝕實(shí)質(zhì)是M+nH2O====M(OH)n+
H2↑
B.金屬的化學(xué)腐蝕實(shí)質(zhì)是M-ne-
Mn+，電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑
C.金屬的化學(xué)腐蝕必須在酸性條件下進(jìn)行
D.在潮濕的中性環(huán)境中，金屬的電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕
[解析]A項(xiàng)金屬在潮濕情況下有可能進(jìn)行析氫腐蝕，也有可能進(jìn)行吸氧腐蝕，題目只給出了析氫腐蝕實(shí)質(zhì)。C項(xiàng)中，金屬鋁的化學(xué)腐蝕可以在堿性條件下進(jìn)行，故此選項(xiàng)錯(cuò)。
[答案]BD
例8．(09年廣東卷)出土的錫青銅(銅錫合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆蓋在其表面。下列說法正確的是
A. 錫青銅的熔點(diǎn)比純銅高
B．在自然環(huán)境中，錫青銅中的錫對銅起保護(hù)作用
C．錫青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中快
D．生成Cu2(OH)3Cl覆蓋物是電化學(xué)腐蝕過程，但不是化學(xué)反應(yīng)過程
[解析]錫青銅屬于合金根據(jù)合金的特性，熔點(diǎn)比任何一種純金屬的低判斷A錯(cuò)；由于錫比銅活潑，故在發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，錫失電子保護(hù)銅，B正確；潮濕的環(huán)境將會(huì)加快金屬的腐蝕速率，C正確；電化學(xué)腐蝕過程實(shí)質(zhì)是有電子的轉(zhuǎn)移，屬于化學(xué)反應(yīng)過程，D錯(cuò)。
[答案]BC
例10．(09廣東理科基礎(chǔ)25)鋼鐵生銹過程發(fā)生如下反應(yīng)：
①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；
②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；
③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。
下列說法正確的是
A．反應(yīng)①、②中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等
B．反應(yīng)①中氧化劑是氧氣和水
C．與銅質(zhì)水龍頭連接處的鋼質(zhì)水管不易發(fā)生腐蝕
D．鋼鐵在潮濕的空氣中不能發(fā)生電化學(xué)腐蝕
[解析]①②反應(yīng)中消耗O2的量相等，兩個(gè)反應(yīng)也僅有O2作為氧化劑，故轉(zhuǎn)移電子數(shù)是相等的，A項(xiàng)正確。①中H2O的H、O兩元素的化合價(jià)沒有變，故不作氧化劑，B項(xiàng)錯(cuò)；銅和鋼構(gòu)成原電池，腐蝕速度加快，C項(xiàng)錯(cuò)；鋼鐵是鐵和碳的混合物，在潮濕的空氣的中易發(fā)生吸氧腐蝕，屬于電化學(xué)腐蝕，故D項(xiàng)錯(cuò)
[答案]A
例5. 如圖所示，a、b、c、d均為石墨電極，通電進(jìn)行電解。
|
A．乙燒杯中d的電極反應(yīng)為 2Cl––2e–
Cl2↑
B．a(chǎn)、c兩極產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量相等
C．甲、乙兩燒杯中溶液的pH均保持不變
|
2NaOH + H2↑+ Cl2↑
[解析]由圖可以看出a、c均為陽極，分別生成O2、Cl2，所以生成的物質(zhì)的量不相等；b、d均為陰極，所以d極發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H++2e－=H2↑；甲、乙兩燒杯電解時(shí)的pH分別減小、增大。
[答案] D
例6. (09年安徽卷)Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計(jì)的制取.Cu2O的電解池示意圖如下，點(diǎn)解總反應(yīng)：2Cu+H2O==Cu2O+H2O
。下列說法正確的是
A.石墨電極上產(chǎn)生氫氣
B.銅電極發(fā)生還原反應(yīng)
C.銅電極接直流電源的負(fù)極
D.當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.1molCu2O生成。
[解析]由電解總反應(yīng)可知，Cu參加了反應(yīng)，所以Cu作電解池的陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；石墨作陰極，陰極上是溶液中的H+反應(yīng)，電極反應(yīng)為：2H++2e－=H2↑，A選項(xiàng)正確；陽極與電源的正極相連，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；陽極反應(yīng)為2Cu+2OH－－2e－=Cu2O+H2O，當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.05molCu2O生成，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。
[答案]A.
例3、電子計(jì)算機(jī)所用鈕扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其電極反應(yīng)是： Zn + 2 OH- -2e＝ZnO + H2O Ag2O +H2O + 2e＝2Ag +2 OH-
下列判斷正確的是
A．鋅為正極，Ag2O為負(fù)極。
B．鋅為負(fù)極，Ag2O為正極。
C．原電池工作時(shí)，負(fù)極區(qū)溶液PH減小。
D．原電池工作時(shí)，負(fù)極區(qū)溶液PH增大。
解析：本題考查原電池和PH的概念。原電池中失去電子的極為負(fù)極，所以鋅為負(fù)極，Ag2O為正極。B是正確答案。因?yàn)?Zn + 2 OH- -2e＝ZnO + H2O ，負(fù)極區(qū)域溶液中[OH-] 不斷減少，故PH減小，所以C也正確。故選B、C。
答案：BC
例4.氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定，請回答：
(1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是 ，在導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向?yàn)?u> (用a、b 表示)。
(2)負(fù)極反應(yīng)式為 。
(3)電極表面鍍鉑粉的原因?yàn)?u> 。
(4)該電池工作時(shí)，H2和O2連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全儲(chǔ)氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲(chǔ)氫材料，吸氫和放氫原理如下：
Ⅰ.2Li+H2
2LIH Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2↑
①反應(yīng)Ⅰ中的還原劑是 ，反應(yīng)Ⅱ中的氧化劑是 。
②已知LiH固體密度為0.82g/cm3。用鋰吸收224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2，生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為 。
③由②生成的LiH與H2O作用，放出的H2用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為 mol。
[解析]本題考查電化學(xué)知識。(1)原電池的實(shí)質(zhì)為化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能�？偡磻�(yīng)為2H2 + O2 =2H2O，其中H2從零價(jià)升至+1價(jià)，失去電子，即電子從a流向b。(2)負(fù)極為失去電子的一極，即H2失電子生成H+，由于溶液是堿性的，故電極反應(yīng)式左右應(yīng)各加上OH－。(3)鉑粉的接觸面積大，可以加快反應(yīng)速率。(4)I.Li從零價(jià)升至+1價(jià)，作還原劑。II.H2O的H從+1降至H2中的零價(jià)，作氧化劑。由反應(yīng)I，當(dāng)吸收10molH2時(shí)，則生成20molLiH，V=m/ρ=20×7.9/0.82 ×10-3L=192.68×10-3L。V(LiH)/v(H2)= 192.68×10-3L/224L=8.71×10-4。20mol LiH可生成20mol H2，實(shí)際參加反應(yīng)的H2為20×80%=1.6mol，1molH2轉(zhuǎn)化成1molH2O，轉(zhuǎn)移2mol電子，所以1.6molH2可轉(zhuǎn)移3.2mol的電子
[答案]
③32
例1．(09廣東理科基礎(chǔ)34)下列有關(guān)電池的說法不正確的是
A．手機(jī)上用的鋰離子電池屬于二次電池
B．銅鋅原電池工作時(shí)，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極
C．甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
D．鋅錳干電池中，鋅電極是負(fù)極
[解析]鋰離子電池可以充用，再次使用，屬于二次電池，A項(xiàng)正確；銅鋅原電池中銅為正極，故電流為銅流向鋅，而電子是由鋅流向銅，B項(xiàng)錯(cuò)；電池的實(shí)質(zhì)即是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，C項(xiàng)正確；Zn失去電子生成Zn2+，故作為負(fù)極，D項(xiàng)正確
[答案]B
例2.下列敘述中正確的是
A．構(gòu)成原電池正極和負(fù)極的材料必須是兩種金屬。
B．由銅、鋅作電極與硫酸銅溶液組成的原電池中銅是負(fù)極。
C．馬口鐵(鍍錫鐵)破損時(shí)與電解質(zhì)溶液接觸錫先被腐蝕。
D．銅鋅原電池工作時(shí)，若有13克鋅被溶解，電路中就有0.4mol電子通過。
[解析] 兩種活動(dòng)性不同的金屬與電解質(zhì)溶液能夠組成原電池，但不能因此說構(gòu)成原電池電極的材料一定都是金屬，例如鋅和石墨電極也能跟電解質(zhì)溶液組成原電池。在原電池中，活動(dòng)金屬中的電子流向不活動(dòng)的電極，因此活動(dòng)金屬是負(fù)極。鍍錫鐵表皮破損后與電解質(zhì)溶液組成原電池，鐵較錫活潑，鐵先失電子被腐蝕。銅鋅原電池工作時(shí)，鋅負(fù)極失電子，電極反應(yīng)為Zn –2e==Zn2+，1molZn失去2mol電子,0.2mol鋅(質(zhì)量為13克)被溶解電路中有0.4mol電子通過。故選D
[答案]D
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