电化学经典例题及练习

Y CuSO 4溶液 【考点直击】考点一、原电池原理该考点经常以选择题题型出现。

判断一个装置是否构成原电池的关键就是抓好“一看二标”，即看是否有自发的氧化还原反应存在，以构成原电池的三个条件为标准：两个活泼性不同的电极、插入电解质溶液、形成闭合回路。

形成闭合回路的方式有多种，可以是用导线连接两个电极，也可以是两电极直接接触。

【典例1】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：Cu 2＋＋2e －＝ Cu C ．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，Cu 2＋向铜电极移动 【变式1】如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl 的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶（离子在琼胶内可以移动）。

下列叙述正确的是 ( B)A ．a 中铁钉附近呈现红色B ．b 中铁钉上发生还原反应C ．a 中铜丝上发生氧化反应D ．b 中铝条附近有气泡产生考点二 原电池正负极的判断方法该考点经常以选择题题型出现。

【典例2】 (2011·北京理综，8)结合下图判断，下列叙述正确的是 ( A )A ．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护B ．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe －2e －===Fe 2＋C ．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －D ．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K 3[Fe(CN)6]溶液，均有蓝色沉淀【变式训练2】如图所示，杠杆AB 两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向水槽中滴入浓CuSO 4 液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是 ( C )A ．杠杆为导体或绝缘体时，均为A 端高B 端低B ．杠杆为导体或绝缘体时，均为A 端低B 端高C ．当杠杆为导体时，A 端低B 端高；杠杆为绝缘体时，A 端高B 端低D ．当杠杆为导体时，A 端高B 端低；杠杆为绝缘体时，A 端低B 端高考点三 电极反应式的书写【典例3】依据氧化还原反应：2Ag + (aq)＋Cu(s) = Cu 2+ (aq)＋2Ag(s)池如图所示。

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，发生的电极反应为______________；X 电极上发生的电极反应为____________________________；(3)外电路中的电子是从_______电极流向________电极。

答案：(1)铜(或Cu)；AgNO 3溶液。

(2)正， Ag +＋e - = Ag ； Cu －2e -= Cu +2。

(3)负(Cu)；正(Ag)。

【变式3】Li-SOCl 2电池可用于心脏起搏器。

该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl 4-SOCl 2。

电池的总反应可表示为4Li ＋2SOCl 2===4LiCl ＋S ＋SO 2。

请回答下列问题：(1)电池的负极材料为__________，发生的电极反应为___________________________。

(2)电池正极发生的电极反应为_______________________________________________。

(1)锂 Li －e －===Li ＋ (2)2SOCl 2＋4e －===4Cl －＋S ＋SO 2考点四、 原电池原理的应用【典例4】(2012大纲∙11)①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。

据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是A ．①③②④B ．①③④②C ．③④②①D ．③①②④答案：B【变式4】有A 、B 、C 、D 四块金属片，进行如下实验：①A、B 用导线相连后，同时浸入稀H 2SO 4溶液中，A 极为负极；②C、D 用导线相连后，同时浸入稀H 2SO 4溶液中，电流由D→导线→C；③A、C 相连后，同时浸入稀H 2SO 4溶液中，C 极产生大量气泡；④B、D 相连后，同时浸入稀H 2SO 4溶液中，D 极发生氧化反应。

据此，判断四种金属的活动性顺序是( B )A ．A>B>C>DB ．A>C>D>BC ． C>A>B>D D ．B>D>C>A答案： B 解析：金属与稀硫酸溶液组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H +在正极表面得到电子生成氢气，电子由负极流向正极，电流由正极流向负极。

题中由①知A>B ；由②知C>D ；由③知A>C ；由④知D>B 。

综合以上信息可知金属活动性A>C>D>B 。

盐桥原电池的专题突破1．盐桥的组成和作用(1)盐桥中装有饱和的KCl 、KNO 3等溶液和琼脂制成的胶冻。

(2)盐桥的作用：①连接内电路，形成闭合回路；②平衡电荷，使原电池不断产生电流。

2．单池原电池和盐桥原电池的对比图1和图2两装置的相同点：正负极、电极反应、总反应、反应现象。

负极：Zn －2e －===Zn 2＋ 正极：Cu 2＋＋2e －===Cu 总反应：Zn ＋Cu 2＋===Cu ＋Zn 2＋ 不同点：图1中Zn 在CuSO 4溶液中直接接触Cu 2＋，有一部分Zn 与Cu 2＋直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高。

图2中Zn 和CuSO 4溶液在两个池子中，Zn 与Cu 2＋不直接接触，不存在Zn 与Cu 2＋直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。

关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。

【典例5】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H2SO4(稀)溶液代替________。

Ag电极能否被石墨代替_____。

(1)Cu AgNO3溶液(2)正2Ag＋＋2e－===2Ag Cu－2e－===Cu2＋(3)Cu Ag (4)B (5)能能【变式5】已知反应AsO3－4＋2I－＋2H＋AsO3－3＋I2＋H2O是可逆反应。

设计如图装置(C1、C2均为石墨电极)，分别进行下述操作：Ⅰ.向B烧杯中逐滴加入浓盐酸Ⅱ.向B烧杯中逐滴加入40% NaOH溶液结果发现电流表指针均发生偏转。

试回答下列问题：(1)两次操作中指针为什么发生偏转？(2)两次操作过程中指针偏转方向为什么相反？试用化学平衡移动原理解释之。

(3)(Ⅰ)操作过程中C1棒上发生的反应为_______________________________________；(4)(Ⅱ)操作过程中C2棒上发生的反应为________________________________________。

(5)操作Ⅱ过程中，盐桥中的K+移向烧杯溶液(填“A”或“B”)。

(1)两次操作中均能形成原电池，化学能转变成电能。

(2)(Ⅰ)加酸，c(H＋)增大，平衡向正反应方向移动，AsO43－得电子，I－失电子，所以C1极是负极，C2极是正极。

(Ⅱ)加碱，c(OH－)增大，平衡向逆反应方向移动，AsO33－失电子，I2得电子，此时，C1极是正极，C2极是负极。

故化学平衡向不同方向移动，发生不同方向的反应，电子转移方向不同，即电流表指针偏转方向不同。

(3)2I－－2e－===I2(4)AsO33－＋2OH－－2e－===AsO43－＋H2O【走出误区】机械地认为活泼金属作负极判断电池的正负极不仅要考虑两极材料的相原电池中对活泼性，还要根据电解质溶液的性质来综合考虑，无论是什么类型的原电池：负极始终发生氧化反应，正极始终发生还原反应。

【例】将Al片和Cu片用导线联接，一组插入浓硝酸中，一组插入稀氢氧化钠溶液中，分别形成原电池，在这两个原电池中，负极分别为（）A．Al片、Cu片 B．Cu片、Al片 C．Al片、Al片 D．Cu片、Cu片【考点突破】考点一、常见的化学电池【典例1】可用于电动汽车的铝—空气燃料电池，通常以NaCl 溶液或NaOH 溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。

下列说法正确的是A ．以NaCl 溶液或NaOH 溶液为电解液时，正极反应都为：O 2＋2H 2O ＋4e －＝4OH －B ．以NaOH 溶液为电解液时，负极反应为：Al ＋3OH －－3e －＝Al(OH)3↓C ．以NaOH 溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH 保持不变D ．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极答案：A【变式】氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。

下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ，在导线中电子流动方向为 (用a 、b 表示)。

(2)负极反应式为 。

(3)电极表面镀铂粉的原因为 。

(4)该电池工作时，H 2和O 2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。

大量安全储氢是关键技术之一。

锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：Ⅰ．2Li ＋H 22LiH Ⅱ．LiH ＋H 2O LiOH ＋H 2↑ ①反应Ⅰ中的还原剂是 ，反应Ⅱ中的氧化剂是 。

②已知LiH 固体密度为0.82g/cm 3。

用锂吸收224L(标准状况)H 2，生成的LiH 体积与被吸收的H 2体积比为 。

③由②生成的LiH 与H 2O 作用，放出的H 2用作电池燃料，若能量转化率为80％，则导线中通过电子的物质的量为 mol 。

答案： (1)由化学能转变为电能 由a 到 b (2)222444HOH e H O --+-=或22222H OH e H O --+-= (3)增大电极单位面积吸附H 2、O 2分子数，加快电极反应速率(4)①Li H 2O ②1/1148或-48.7110⨯ ③32考点二、燃料电池电极反应判断及书写【典例分析2】以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法：(1)酸性条件燃料电池总反应式：CH 4＋2O 2===CO 2＋2H 2O ①燃料电池正极反应式：O 2＋4H ＋＋4e －===2H 2O ②①－②×2，得燃料电池负极反应式：_________________________________________。