专题02 化学能与电能的转化（期中专项训练）高二化学上学期苏教版

专题02化学能与电能的转化 题型1原电池的工作原理 题型2原电池原理的应用 题型3化学电源（重点） 题型4电解池的工作原理（重点） 题型5电解池原理的应用 题型6金属的腐蚀与防护 题型7 原电池与电解池综合应用（难点） 题型1 原电池的工作原理 易错提醒： （1）电极反应：负极—氧化反应，正极— 还原反应 （2）电子或电流的流向：电子：负极→正极 ；电流：正极 →负极 （3）离子流向：阳离子→ 正极，阴离子→ 负极； 1.【原电池的工作原理的实验】（24-25高二上·河北·阶段练习）化学电源在生活、生产和科研中得到广泛的应用，下列装置能产生电流的是 A． B． C． D． 2.【原电池的工作原理1】（23-24高二上·陕西西安·期中）关于如图所示装阻(盐桥含KCl)的叙述，正确的是 A．该装置中的盐桥起导电作用，可以用石墨代替 B．铜作负极，铜片上有气泡产生 C．电流从锌片经导线流向铜片，再由铜片经电解质溶液流回锌片 D．右侧烧杯中，的物质的量几乎不变，的数目增多 3.【原电池的工作原理2】（24-25高二下·浙江杭州·期中）一种高性能的碱性硼化钒()—空气电池如图所示，电池总反应为：，下列说法不正确的是 A．复合碳电极发生反应： B．电极区溶液的pH降低 C．电子由电极经负载到复合碳电极 D．当电路通过电子时，消耗标准状况下 题型2 原电池原理的应用 易错提醒： 1. 加快化学反应速率 实验室制取H2时，稀H2SO4中滴入几滴CuSO4溶液，从而加快了H2的逸出 2. 比较金属的活泼性 通常溶解（或质量减轻）的为负极，质量增加（或产生气泡）的为正极，据负极活泼性＞正极活泼性，可得出结论 3. 用于金属的防护 将需要保护的金属制品作原电池正极而得到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极 1.【原电池原理的应用1】（24-25高二上·河北保定·期中）采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是 A．Na与水反应时，增加水的用量 B．NaCl溶液与溶液反应时，增大压强 C．Zn与稀盐酸反应制时，滴入4~5滴溶液 D．常温下，Al与稀硝酸反应制NO时，用浓硝酸代替稀硝酸 2.【原电池原理的应用2】（24-25高二上·辽宁锦州·期中）某合金由a、b、c、d四种金属组成，若将该合金置于潮湿的空气中，该合金表面只有b的化合物生成；若将该合金放入盐酸中，只有b、c生成气体；若将该合金进行如图装置实验时，一段时间后，检测出电解质溶液中还存在a、b、c的离子，但惰性电极上只有d析出。则这四种金属的活动性顺序正确的是 A．b>c>a>d B．d>a>c>b C．a>b>d>c D．c>a>d>b 3.【原电池原理的应用3】（24-25高二下·江苏无锡·期中）利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是 A．b电极为电池负极 B．电池工作时，海水中的向b电极移动 C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性 D．每消耗1mol Al，理论需要消耗为33.6L 题型3 化学电源（重点） 解题模板 解答燃料电池题目的几个关键点 ①要注意介质是什么，是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。 ②通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧化剂。 ③通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正、负极，同时分析该离子参与靠近一极的电极反应。 1.【一次电池】（23-24高二上·江苏苏州·期中）下列有关原电池的说法不正确的是 A．图甲所示装置中，盐桥中的向盛有溶液的烧杯中移动 B．图乙所示装置中，正极的电极反应式为 C．图丙所示装置中，使用一段时间后，锌筒会变薄 D．图丁所示装置中，使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降 2.【二次电池】（24-25高二下·江苏扬州·期中）铅蓄电池放电的反应为：，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A．电池工作时，发生氧化反应 B．电池工作时，通过隔膜向负极移动 C．电池工作时，负极的电极反应方程式为 D．反应中每生成1mol，转移电子数为2mol 3.【燃料电池】（23-24高二上·江苏南通·期中）某氢氧燃料电池的结构如图所示，其中可以在固体介质NASICON中自由移动，下列相关说法正确的是 A．氧气由多孔电极b处通入 B．当转移0.4mol电子时，消耗 C．氢气端的电极反应式为： D．在固体介质NASICON中，由多孔电极b向电极a移动 4.【新型电池】（23-24高二上·江苏无锡·期中）以铅蓄电池供电，利用双极膜(双极膜是一种复合膜，在直流电作用下，中间界面内水解离为H＋和OH-，并实现其定向通过)电解制备磷酸和氢氧化钠的原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极a的电极反应式：Pb-2e-=Pb2＋ B．产品室2制备的产品是磷酸 C．当电路中通过4mol电子时，电极c上产生2molO2 D．M膜为阴离子交换膜，N膜为阳离子交换膜 题型4 电解池的工作原理（重点） 易错提醒： 电子和离子移动方向。 电子：从电源负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极。 离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。 1.【电解池的工作原理的实验】（24-25高二上·山东淄博·阶段练习）下列实验装置（夹持装置略）能达到实验目的的是 A．甲装置可测定中和反应的反应热 B．乙装置制备并能较长时间不变色 C．丙装置可实现粗铜提纯 D．丁装置可用于制备消毒液 2.【电解池的工作原理1】（25-26高二上·四川南充·阶段练习）电解法制取同时可获得氢气，反应为，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．阳极反应式为 B．电解过程中阴极区pH不变 C．电解过程中向左室迁移 D．每制备1 mol 交换膜有6 mol阴离子定向移动 3.【电解池的工作原理2】（25-26高二上·江苏南通·阶段练习）下列有关电化学装置或原理说法正确的是 A．装置①的总反应式： B．装置②中Cu电极上有大量气体产生 C．电解精炼铜时，阳极质量变化与阴极质量变化相等 D．在铁质物体表面镀铜时，电解质溶液可使用 题型5 电解池原理的应用 易错提醒： 1.金属材料电镀时，通常以待镀金属制品为阴极，以镀层金属为阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电解质溶液。在直流电的作用下，镀层金属在待镀金属制品表面形成均匀、光亮而致密的镀层。 2.粗铜提纯时，CuSO4溶液，经过精炼，溶液中Cu2＋浓度会减小 1.【氯碱工业】（25-26高二上·江苏南通·阶段练习）通过如图所示的装置制取氯气等物质下列关于下图所示装置说法正确的是 A．电极A可以使用活性铁电极 B．离子交换膜类型应为阴离子交换膜 C．阴极的电极反应式为： D．阳极区出口处的溶液为NaOH溶液 2.【粗铜精炼】（24-25高二下·浙江杭州·期中）装置甲是一种将废水中的氯乙烯转换成对环境无害的微生物电池，连接甲、乙装置进行粗铜精炼，其原理如图所示， 下列说法正确的是 A．电解精炼时，粗铜与X电极相连 B．若N电极消耗11.2L ，粗铜电极质量减少64g C．电解过程中N区溶液的pH减小 D．M电极的电极反应式为 3.【电镀】（25-26高二上·河北秦皇岛·阶段练习）用下列仪器或装置进行相应实验，能达到实验目的的是 A．验证钢铁的析氢腐蚀 B．制作氢氧燃料电池 C．保护铁电极不被腐蚀 D．向镀件上镀银 A．A B．B C．C D．D 4.【电冶金】（24-25高二下·浙江宁波·期末）用惰性电极电解溶液可制金属铅，电解装置如图所示。已知：，下列说法不正确的是 A．电极a附近有气体生成 B．电极b的电极反应为： C．电解一段时间后，在右室加入PbO，可实现右室电解液的再生 D．通过质子交换膜从左室流向右室，左室溶液的pH增大 题型6 金属的腐蚀与防护 易错提醒： 1.只有位于金属活动性顺序中氢前 的金属才可能发生析氢腐蚀 2. 氢前和氢后的金属 可发生吸氧腐蚀 1.【化学腐蚀】（25-26高二上·河北保定·阶段练习）下列关于金属腐蚀与防护，说法不正确的是 A．发生析氢腐蚀 B．外加电流法防护 C．牺牲阳极法实验 D．制成不锈钢防护 A．A B．B C．C D．D 2.【电化学腐蚀】（2025·广东佛山·二模）按如图装置进行实验。预期现象及相应推理均合理的是 A．胶头滴管中水柱上升，说明发生了析氢腐蚀 B．滤纸1变红，说明生成了 C．滤纸2变红，说明生成了 D．一段时间铁钉出现红色物质，说明生成Fe(Ⅲ)化合物 3.【金属的防护】（25-26高二上·四川南充·阶段练习）用下列仪器或装置进行相应实验，能达到实验目的的是 A．验证钢铁的析氢腐蚀 B．验证电解NaCl溶液的产物 C．保护铁电极不被腐蚀 D．向镀件上镀银 题型7 原电池与电解池综合应用（难点） 1．（25-26高二上·江苏南通·阶段练习）下图所示装置可用于制作简易的燃料电池。实验时，先接通开关，一段时间后断开开关，接通开关。下列说法正确的是 A．接通开关时，装置将化学能转化为电能 B．接通开关时，石墨电极b附近溶液碱性增强 C．接通开关时，溶液中从石墨a处向石墨b处移动 D．接通开关足够长时间，溶液最终呈碱性 2．（24-25高二下·江苏徐州·阶段练习）中科院研制出了双碳双离子电池，其反应机理为：充电时，电解液中的K＋运动到MCMB电极表面，同时PF运动到石墨电极Cn中；放电时，K＋从MCMB电极中脱出，同时石墨电极Cn中的PF回到电解液中。下列说法正确的是 A．放电时石墨电极Cn的电势比MCMB电极电势低 B．当转移电子1mol时，参与反应的K＋与PF的物质的量共1mol C．放电时正极反应式是Cn(PF6)x＋xe-=Cn＋xPF D．充电时石墨电极Cn发生还原反应 3．（24-25高二上·江苏苏州·阶段练习）某化学兴趣小组在实验室中设计如图所示装置(a、b、c、d均为惰性电极)，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水。下列分析错误的是 A．乙装置中，d极上发生氧化反应，移向该电极 B．理论上d极消耗的CH4与b极生成的O2物质的量之比为1：2 C．气体X为CO2，c极反应式为：O2+4e +2CO2=2 D．一段时间后，甲装置中生成的O2与消耗的O2物质的量相等 4．（23-24高二上·江苏苏州·阶段练习）铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。 (1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。 为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述 (填装置序号)装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为 。 (2)用甲烷或其他有机物、氧气为原料可设计成原电池，以CH3OH、O2为原料，KOH溶液为电解质设计成燃料电池，则负极的电极反应式为 。 (3)图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是NaBH4/H2O2燃料电池。 ①图2电池负极区的电极反应为 。 ②若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则滤纸出现 色，c位置的电极反应式为 。 ③若用KI-淀粉常液浸湿速纸，用导线将b与A．B电极相连，铅笔芯c点处出现蓝色，则b接的 填”A”或“B”)电极。 1 / 1学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02化学能与电能的转化 题型1原电池的工作原理 题型2原电池原理的应用 题型3化学电源（重点） 题型4电解池的工作原理（重点） 题型5电解池原理的应用 题型6金属的腐蚀与防护 题型7 原电池与电解池综合应用（难点） 题型1 原电池的工作原理 易错提醒： （1）电极反应：负极—氧化反应，正极— 还原反应 （2）电子或电流的流向：电子：负极→正极 ；电流：正极 →负极 （3）离子流向：阳离子→ 正极，阴离子→ 负极； 1.【原电池的工作原理的实验】（24-25高二上·河北·阶段练习）化学电源在生活、生产和科研中得到广泛的应用，下列装置能产生电流的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．无水乙醇为非电解质，不导电，没有电解质溶液，所以不能产生电流，A错误； B．Al能与NaOH溶液反应，但Mg和Al未用导线连接，不能形成闭合的回路，所以不能产生电流，B错误； C．两电极均为石墨电极，没有自发进行的氧化还原反应，不能产生电流，C错误； D．已知Zn比Pb活泼，能与稀盐酸反应，且形成了闭合回路，则能够形成原电池即产生电流，D正确； 答案选D。 2.【原电池的工作原理1】（23-24高二上·陕西西安·期中）关于如图所示装阻(盐桥含KCl)的叙述，正确的是 A．该装置中的盐桥起导电作用，可以用石墨代替 B．铜作负极，铜片上有气泡产生 C．电流从锌片经导线流向铜片，再由铜片经电解质溶液流回锌片 D．右侧烧杯中，的物质的量几乎不变，的数目增多 【答案】D 【分析】该电池中，Zn电极为负极，电极反应式为Zn-2e-=Zn2+，Cu电极为正极，电极反应式为Cu2++2e-=Cu。 【详解】A．石墨可传导电子，但不能传导离子，若装置中的盐桥用石墨代替时，则原电池不能工作，故A错误； B．原电池中Zn作负极，Cu作正极，正极Cu2+得电子生成Cu，无气泡产生，故B错误； C．电流从正极向负极流动，铜片为正极，锌片为负极，所以应是从铜片经导线流向锌片，再由锌片经电解质溶液流回铜片，故C错误； D．反应本质是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，的物质的量几乎不变，原电池中，盐桥中的K+向正极移动，所以右侧烧杯中的K+的数目增多，而硫酸根离子的数目几乎不变，故D正确； 答案选D。 3.【原电池的工作原理2】（24-25高二下·浙江杭州·期中）一种高性能的碱性硼化钒()—空气电池如图所示，电池总反应为：，下列说法不正确的是 A．复合碳电极发生反应： B．电极区溶液的pH降低 C．电子由电极经负载到复合碳电极 D．当电路通过电子时，消耗标准状况下 【答案】A 【分析】由题给信息知VB2电极上发生失电子的氧化反应，则VB2电极为负极，电极反应为VB2＋16OH--11e-=＋2＋4H2O，复合碳电极为正极，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。 【详解】A．根据分析，复合碳电极发生反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，A错误； B．根据分析，VB2电极反应为VB2＋16OH--11e-=＋2＋4H2O，反应消耗OH-，pH降低，B正确； C．电子由负极（VB2电极）流向正极（复合碳电极），C正确； D．电路中通过0.01mol电子时，依据电子得失守恒可知正极有0.0025molO2参加反应，在标准状况下的体积为0.0025mol×22.4L/mol=0.056L=56mL，D正确； 故选A。 题型2 原电池原理的应用 易错提醒： 1. 加快化学反应速率 实验室制取H2时，稀H2SO4中滴入几滴CuSO4溶液，从而加快了H2的逸出 2. 比较金属的活泼性 通常溶解（或质量减轻）的为负极，质量增加（或产生气泡）的为正极，据负极活泼性＞正极活泼性，可得出结论 3. 用于金属的防护 将需要保护的金属制品作原电池正极而得到保护。例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极 1.【原电池原理的应用1】（24-25高二上·河北保定·期中）采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是 A．Na与水反应时，增加水的用量 B．NaCl溶液与溶液反应时，增大压强 C．Zn与稀盐酸反应制时，滴入4~5滴溶液 D．常温下，Al与稀硝酸反应制NO时，用浓硝酸代替稀硝酸 【答案】C 【详解】A．水是浓度为定值的纯液体，因此钠与水反应时，增大水的用量不影响反应速率，A错误； B．NaCl溶液与硝酸银溶液的反应属于没有气体参加或生成的反应，因此增大压强，反应体系中各物质的浓度不变，反应速率不变，B错误； C．滴入4~5滴溶液，Zn与发生置换反应生成铜，锌和铜在稀盐酸中构成原电池，使反应速率明显加快，C正确； D．常温下，Al在浓硝酸中发生钝化，形成致密的钝化膜阻碍反应继续进行，因此用浓硝酸代替稀硝酸不能加快反应速率，D错误； 故选C。 2.【原电池原理的应用2】（24-25高二上·辽宁锦州·期中）某合金由a、b、c、d四种金属组成，若将该合金置于潮湿的空气中，该合金表面只有b的化合物生成；若将该合金放入盐酸中，只有b、c生成气体；若将该合金进行如图装置实验时，一段时间后，检测出电解质溶液中还存在a、b、c的离子，但惰性电极上只有d析出。则这四种金属的活动性顺序正确的是 A．b>c>a>d B．d>a>c>b C．a>b>d>c D．c>a>d>b 【答案】A 【详解】某合金由a、b、c、d四种金属组成，若将该合金置于潮湿的空气中，形成了原电池，该合金表面只有b的化合物生成，说明只有b失去电子，发生了氧化反应，b最活泼；若将该合金放入盐酸中，只有b、c生成气体，则b、c比a、d活泼；若将该合金进行如图装置实验即形成原电池，一段时间后，检测出电解质溶液中还存在a、b、c的离子，即a、b、c均失去电子转化为离子进入电解质溶液中，惰性电极上只有d析出，说明d的离子得电子能力最强，即d金属单质还原性最弱。则这四种金属的活动性顺序正确的是b>c>a>d，故选A。 3.【原电池原理的应用3】（24-25高二下·江苏无锡·期中）利用金属Al、海水及其中的溶解氧可组成电池，如图所示。下列说法正确的是 A．b电极为电池负极 B．电池工作时，海水中的向b电极移动 C．电池工作时，紧邻a电极区域的海水呈强碱性 D．每消耗1mol Al，理论需要消耗为33.6L 【答案】B 【分析】Al和海水构成的原电池中，铝为活泼金属，发生失电子的氧化反应生成Al3+，则a电极为负极，b电极为正极，负极反应式为Al-3e-=Al3+，正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，原电池工作时，阳离子移向正极，阴离子移向负极，据此分析解答。 【详解】A．由分析可知，Al为负极，则b为正极，故A错误； B．原电池工作时，阳离子向正极移动，即海水中的Na+向b电极移动，故B正确； C．原电池工作时，a电极为负极，负极反应式为Al-3e-=Al3+，随后发生反应：，离子净消耗，a电极区域的海水不会呈强碱性，故C错误； D．没有说明标准状况，故不能计算氧气的体积，故D错误； 答案选B。 题型3 化学电源（重点） 解题模板 解答燃料电池题目的几个关键点 ①要注意介质是什么，是电解质溶液还是熔融盐或氧化物。 ②通入负极的物质为燃料，通入正极的物质为氧化剂。 ③通过介质中离子的移动方向，可判断电池的正、负极，同时分析该离子参与靠近一极的电极反应。 1.【一次电池】（23-24高二上·江苏苏州·期中）下列有关原电池的说法不正确的是 A．图甲所示装置中，盐桥中的向盛有溶液的烧杯中移动 B．图乙所示装置中，正极的电极反应式为 C．图丙所示装置中，使用一段时间后，锌筒会变薄 D．图丁所示装置中，使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降 【答案】A 【详解】A．甲装置构成原电池，锌作负极，铜作正极；阳离子钾离子移向正极，即装有硫酸铜溶液的烧杯，A错误； B．氧化银得电子发生还原反应，即，B正确； C．锌筒作负极被消耗，故使用一段时间后，锌筒会变薄，C正确； D．铅蓄电池总反应为，消耗了硫酸同时生成水和难溶的硫酸铅，故电解质溶液的酸性减弱，导电能力下降，D正确； 故选A。 2.【二次电池】（24-25高二下·江苏扬州·期中）铅蓄电池放电的反应为：，电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 A．电池工作时，发生氧化反应 B．电池工作时，通过隔膜向负极移动 C．电池工作时，负极的电极反应方程式为 D．反应中每生成1mol，转移电子数为2mol 【答案】C 【详解】A．电池工作时，Pb是负极、PbO2是正极，PbO2发生还原反应，故A错误； B．电池工作时，通过隔膜向正极移动，故B错误； C．电池工作时，负极Pb失去电子生成硫酸铅，电极反应方程式是，故C正确； D．总反应为Pb+PbO2+4H++2SO=2PbSO4+2H2O，则生成2mol硫酸铅转移2mol电子，故每生成1mol，转移电子数为1mol，故D错误； 选C。 3.【燃料电池】（23-24高二上·江苏南通·期中）某氢氧燃料电池的结构如图所示，其中可以在固体介质NASICON中自由移动，下列相关说法正确的是 A．氧气由多孔电极b处通入 B．当转移0.4mol电子时，消耗 C．氢气端的电极反应式为： D．在固体介质NASICON中，由多孔电极b向电极a移动 【答案】C 【分析】原电池中电子从负极流出经过导线到正极，据此可知多孔电极a为正极，发生的反应式为，多孔电极b为负极，发生的反应式为，据此作答。 【详解】A．氧气在由多孔电极a处通入，发生还原反应，A错误； B．未说明状态，不能计算出具体体积，B错误； C．根据分析可知多孔电极b为负极，发生的反应式为，C正确； D．原电池中阴离子在正极产生，移动到负极，因此由多孔电极a向电极b移动，D错误； 故答案选C。 4.【新型电池】（23-24高二上·江苏无锡·期中）以铅蓄电池供电，利用双极膜(双极膜是一种复合膜，在直流电作用下，中间界面内水解离为H＋和OH-，并实现其定向通过)电解制备磷酸和氢氧化钠的原理如图所示。下列说法正确的是 A．电极a的电极反应式：Pb-2e-=Pb2＋ B．产品室2制备的产品是磷酸 C．当电路中通过4mol电子时，电极c上产生2molO2 D．M膜为阴离子交换膜，N膜为阳离子交换膜 【答案】D 【分析】铅蓄电池中铅为负极，氧化铅为正极。由图可知，与直流电源正极相连的电极c为电解池的阳极，d为阴极，电解池工作时阴离子向阳极迁移，阳离子向阴极迁移，M膜为阴离子交换膜，原料室中通过M膜进入产品室1，与双极膜产生的反应生成，N膜为阳离子交换膜，原料室中钠离子通过N膜进入产品室2得到氢氧化钠。 【详解】A．电极a是铅蓄电池的负极，反应为，A错误； B．根据分析，产品室2得到氢氧化钠，B错误； C．由分析可知，与直流电源正极相连的电极c为电解池的阳极，在阳极失电子发生氧化反应生成氧气，可知电路中通过电子时，电极c上产生氧气的物质的量为，C错误； D．根据分析，M膜为阴离子交换膜，N膜为阳离子交换膜，D正确； 故选D。 题型4 电解池的工作原理（重点） 易错提醒： 电子和离子移动方向。 电子：从电源负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极。 离子：阳离子移向电解池的阴极；阴离子移向电解池的阳极。 1.【电解池的工作原理的实验】（24-25高二上·山东淄博·阶段练习）下列实验装置（夹持装置略）能达到实验目的的是 A．甲装置可测定中和反应的反应热 B．乙装置制备并能较长时间不变色 C．丙装置可实现粗铜提纯 D．丁装置可用于制备消毒液 【答案】B 【详解】A．金属搅拌器会导热，造成热量损失，不可以用甲装置测定中和反应的反应热，A错误； B．Fe与电源正极相连作阳极，失去电子，阴极上水中氢离子得到电子生成氢气和氢氧根离子，煤油可隔绝空气，可制备Fe(OH)2并能较长时间不变色，B正确； C．粗铜为阳极，被氧化，粗铜逐渐溶解，精铜为阴极，会析出铜，但电流是从电源正极流出，C错误； D．应该上侧电极为阴极，水放电生成氢气和氢氧根离子，下侧电极为阳极，氯离子放电生成氯气，氯气上升和氢氧根离子生成次氯酸钠，D错误； 故选B。 2.【电解池的工作原理1】（25-26高二上·四川南充·阶段练习）电解法制取同时可获得氢气，反应为，工作原理如图所示。下列说法错误的是 A．阳极反应式为 B．电解过程中阴极区pH不变 C．电解过程中向左室迁移 D．每制备1 mol 交换膜有6 mol阴离子定向移动 【答案】B 【分析】Fe是阳极，在碱性条件下失去电子生成，电极反应式为，Ni是阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，阴离子交换膜允许OH-从阴极向阳极移动； 【详解】A．根据装置图及总反应方程式可知，Fe为阳极，电极反应式为，A正确； B．阴极区电极反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-，当阴极区产生2个OH-的同时有2个OH-通过阴离子交换膜进入阳极区，但是阴极消耗了水，所以电解过程中阴极区pH增大，B错误； C．根据电解原理可知，电解过程中阴离子向阳极移动，OH-向左室迁移，C正确； D．根据电极反应式可知，每制备1 mol Na2FeO4，外电路需要转移6 mol电子，D正确； 答案选B。 3.【电解池的工作原理2】（25-26高二上·江苏南通·阶段练习）下列有关电化学装置或原理说法正确的是 A．装置①的总反应式： B．装置②中Cu电极上有大量气体产生 C．电解精炼铜时，阳极质量变化与阴极质量变化相等 D．在铁质物体表面镀铜时，电解质溶液可使用 【答案】A 【分析】装置①为原电池，反应中铜失去电子被氧化、为负极，C不活泼作正极，铁离子被还原生成亚铁离子，电池总反应为；装置②为电解池，Cu与电源正极相连作阳极，活性电极Cu优先失电子被氧化为铜离子，C电极作阴极。 【详解】A．据分析，装置①为原电池，总反应为，A正确； B．装置②为电解池，Cu与电源正极相连作阳极，活性电极Cu优先失电子被氧化为铜离子，无气体产生，B错误； C．电解精炼铜时，阳极（粗铜）溶解的金属有Cu及比Cu活泼的杂质（如Zn、Fe等），阴极只析出Cu，因杂质摩尔质量与Cu不同，阳极质量减少量与阴极质量增加量不相等，C错误； D．铁质物体表面镀铜时，电解质溶液需含铜离子，阴极发生反应为： Cu2++2e-=Cu，不能使用硫酸铁，D错误； 故选A。 题型5 电解池原理的应用 易错提醒： 1.金属材料电镀时，通常以待镀金属制品为阴极，以镀层金属为阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电解质溶液。在直流电的作用下，镀层金属在待镀金属制品表面形成均匀、光亮而致密的镀层。 2.粗铜提纯时，CuSO4溶液，经过精炼，溶液中Cu2＋浓度会减小 1.【氯碱工业】（25-26高二上·江苏南通·阶段练习）通过如图所示的装置制取氯气等物质下列关于下图所示装置说法正确的是 A．电极A可以使用活性铁电极 B．离子交换膜类型应为阴离子交换膜 C．阴极的电极反应式为： D．阳极区出口处的溶液为NaOH溶液 【答案】C 【分析】利用电解池制取氯气可判断电极A发生电极反应：，作阳极；电极B为阴极，发生反应：。 【详解】A．电极A为阳极，阳极需发生Cl⁻放电生成Cl2，若使用活性铁电极，Fe会优先失去电子，无法得到Cl2，A错误； B．电解精制食盐水时，为防止阳极生成的Cl2与阴极生成的OH-反应，需用阳离子交换膜允许Na+移向阴极，而非阴离子交换膜，B错误； C．阴极发生还原反应，电极反应式为，C正确； D．阳极区Cl-放电生成Cl2，Na+通过阳离子交换膜移向阴极，阳极区剩余溶液为稀食盐水从阳极区出口处流出，D错误； 故选C。 2.【粗铜精炼】（24-25高二下·浙江杭州·期中）装置甲是一种将废水中的氯乙烯转换成对环境无害的微生物电池，连接甲、乙装置进行粗铜精炼，其原理如图所示， 下列说法正确的是 A．电解精炼时，粗铜与X电极相连 B．若N电极消耗11.2L ，粗铜电极质量减少64g C．电解过程中N区溶液的pH减小 D．M电极的电极反应式为 【答案】D 【分析】根据微生物电池中物质的变化，可判断电极N由转化为，做正极；电极M做负极；电解精炼铜工艺中需将粗铜中的铜单质提纯作阳极与电源正极相连即粗铜连接N极作阳极；精铜端只发生反应作阴极与电极M相连。以此答题。 【详解】A．根据分析，电解精炼时，粗铜与电源正极相连，X电极为负极，A错误； B．若N电极消耗11.2L ，没有说明状态，该选项无法计算，B错误； C．电解过程中N区发生的极反应式为：，溶液的pH增大，C错误； D．M电极为负极，发生失电子的氧化反应，产物无污染，电极反应式为：，D正确； 故选D。 3.【电镀】（25-26高二上·河北秦皇岛·阶段练习）用下列仪器或装置进行相应实验，能达到实验目的的是 A．验证钢铁的析氢腐蚀 B．制作氢氧燃料电池 C．保护铁电极不被腐蚀 D．向镀件上镀银 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．钢铁析氢腐蚀发生在酸性环境，食盐水为中性，此时铁钉发生吸氧腐蚀（正极O2得电子），无法验证析氢腐蚀，故A错误； B．断开K1，连接K2为电解池，电解质溶液为硫酸钠溶液，生成氧气、氢气，断开K2，连接K1为原电池（无外接电源），氢氧燃料电池需燃料（H2）和氧化剂（O2）分别通入两极，故B正确； C．Fe比Cu活泼，在CuSO4溶液中形成原电池时Fe作负极（Fe-2e-=Fe2+）被腐蚀，无法保护铁电极，故C错误； D．电镀时镀层金属（Ag）应该作阳极，镀件作阴极，该装置中Ag接负极（阴极）、镀件接正极（阳极），不符合电镀条件，不可向镀件镀银，故D错误； 答案选B。 4.【电冶金】（24-25高二下·浙江宁波·期末）用惰性电极电解溶液可制金属铅，电解装置如图所示。已知：，下列说法不正确的是 A．电极a附近有气体生成 B．电极b的电极反应为： C．电解一段时间后，在右室加入PbO，可实现右室电解液的再生 D．通过质子交换膜从左室流向右室，左室溶液的pH增大 【答案】D 【分析】用惰性电极电解溶液可制金属铅，则电极b为阴极，电极反应式为，电极a为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+。 【详解】A．电极a附近有氧气生成，A正确； B．电极b为阴极，电极反应式为，B正确； C．右室电极反应式为，加之H+向右移动，电解一段时间后b电极区变为HCl和NaCl混合溶液，加入PbO，发生反应生成，可实现右室电解液的再生，C正确； D．左室电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+，每转移4e-产生4H+，同时有4H+向右移动，即左室H+数目不变，但是水减少，H+浓度增大，pH减小，D错误； 答案选D。 题型6 金属的腐蚀与防护 易错提醒： 1.只有位于金属活动性顺序中氢前 的金属才可能发生析氢腐蚀 2. 氢前和氢后的金属 可发生吸氧腐蚀 1.【化学腐蚀】（25-26高二上·河北保定·阶段练习）下列关于金属腐蚀与防护，说法不正确的是 A．发生析氢腐蚀 B．外加电流法防护 C．牺牲阳极法实验 D．制成不锈钢防护 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．析氢腐蚀发生在酸性较强的水膜环境中，正极反应为；而图中存在O2，水膜通常为中性或弱酸性，此时Fe与Cu形成原电池，Fe作负极失电子生成，正极反应为，属于吸氧腐蚀，并非析氢腐蚀，A错误； B．外加电流法防护中，被保护金属（钢闸门）作阴极，与电源负极相连，辅助阳极（不溶性）作阳极与电源正极相连，电子从电源负极流向钢闸门，防止钢闸门失电子，图中装置符合外加电流法，B正确； C．牺牲阳极法利用原电池原理，将比被保护金属（铁钉）更活泼的金属（锌皮）作负极，锌失电子被腐蚀，铁钉作正极被保护；含酚酞和NaCl的琼脂中，正极（铁钉附近）因O2得电子生成OH⁻使酚酞变红，图中装置可验证牺牲阳极法，C正确； D．不锈钢是铁与Cr、Ni等金属形成的合金，通过改变金属内部结构增强抗腐蚀性，制成不锈钢可有效防护金属腐蚀，D正确； 故选A。 2.【电化学腐蚀】（2025·广东佛山·二模）按如图装置进行实验。预期现象及相应推理均合理的是 A．胶头滴管中水柱上升，说明发生了析氢腐蚀 B．滤纸1变红，说明生成了 C．滤纸2变红，说明生成了 D．一段时间铁钉出现红色物质，说明生成Fe(Ⅲ)化合物 【答案】D 【分析】食盐水浸泡过的铁钉会发生吸氧腐蚀，导致滴管中压强减小，使得胶头滴管中水柱上升；亚铁离子和K3[Fe(CN)6]溶液会生成蓝色沉淀，故滤纸1用于检验亚铁离子，而非铁离子；碱性溶液使得酚酞试液变红，故滤纸2变红，说明生成了氢氧根离子；一段时间铁钉出现红色物质，则亚铁离子被空气中氧气氧化为三价铁的化合物，即说明生成Fe(Ⅲ)化合物； 【详解】A．由分析可知，胶头滴管中水柱上升，说明发生了吸氧腐蚀，A错误； B．滤纸1用于检验亚铁离子，而非铁离子，且颜色不是变红，B错误； C．滤纸2变红，说明生成了氢氧根离子，C错误； D．一段时间铁钉出现红色物质，则亚铁离子被空气中氧气氧化为Fe(Ⅲ)化合物，D正确； 故选D。 3.【金属的防护】（25-26高二上·四川南充·阶段练习）用下列仪器或装置进行相应实验，能达到实验目的的是 A．验证钢铁的析氢腐蚀 B．验证电解NaCl溶液的产物 C．保护铁电极不被腐蚀 D．向镀件上镀银 【答案】B 【详解】A．钢铁在食盐水中发生吸氧腐蚀，故A错误； B．电解饱和食盐水时，阳极Cl⁻放电生成Cl2，Cl2可氧化I⁻生成I2，使淀粉-KI溶液变蓝；阴极H+放电生成H2，同时阴极区生成NaOH，使酚酞溶液变红，故B正确； C．Fe比Cu活泼，在CuSO4溶液中形成原电池时，Fe作负极被腐蚀，无法保护铁电极，故C错误； D．电镀银时，镀件应作阴极，镀层金属作阳极；故镀件应该接负极、Ag接正极，故D错误； 选B。 题型7 原电池与电解池综合应用（难点） 1．（25-26高二上·江苏南通·阶段练习）下图所示装置可用于制作简易的燃料电池。实验时，先接通开关，一段时间后断开开关，接通开关。下列说法正确的是 A．接通开关时，装置将化学能转化为电能 B．接通开关时，石墨电极b附近溶液碱性增强 C．接通开关时，溶液中从石墨a处向石墨b处移动 D．接通开关足够长时间，溶液最终呈碱性 【答案】B 【分析】闭合K1时，装置为电解池，电解质溶液为Na2SO4溶液，则该装置电解水，石墨a(阳极)的电极反应为：4OH--4e-=O2↑+2H2O，石墨b(阴极)的电极反应为：4H++4e-=2H2↑；断开K1、闭合K2时，电流表发生偏转说明该装置内有电流产生，则该装置转变为了原电池，反应是电解池产生的O2和H2，原本O2在石墨a电极上产生，H2在石墨b电极上产生，故石墨a作正极，电极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-，石墨b作负极，电极反应为2H2-4e-=4H+。 【详解】A．接通开关K1时，装置有外接电源，为电解池，将电能转化为化学能，A错误； B．接通开关K1时，装置为电解池，电解Na2SO4溶液实质是电解水，阴极（与电源负极相连）发生反应：2H2O + 2e-= H2↑ + 2OH-，产生OH-使溶液碱性增强。假设石墨b为阴极（电源负极连接），则b附近生成OH-，碱性增强，B正确； C．接通开关K2时，装置为原电池（燃料电池），H2所在电极为负极，O2所在电极为正极。阳离子（Na+）向正极移动，若石墨a为正极，则Na+应从b向a移动，而非a向b，C错误； D．接通开关K2时，燃料电池总反应为2H2+O2= 2H2O，仅生成水，溶液始终为Na2SO4中性溶液，D错误； 故选B。 2．（24-25高二下·江苏徐州·阶段练习）中科院研制出了双碳双离子电池，其反应机理为：充电时，电解液中的K＋运动到MCMB电极表面，同时PF运动到石墨电极Cn中；放电时，K＋从MCMB电极中脱出，同时石墨电极Cn中的PF回到电解液中。下列说法正确的是 A．放电时石墨电极Cn的电势比MCMB电极电势低 B．当转移电子1mol时，参与反应的K＋与PF的物质的量共1mol C．放电时正极反应式是Cn(PF6)x＋xe-=Cn＋xPF D．充电时石墨电极Cn发生还原反应 【答案】C 【分析】由图可知，充电时，与直流电源正极相连的石墨电极是电解池的阳极，阴离子在Cn作用下失去电子发生氧化反应生成Cn(PF6)x，MCMB电极为阴极，钾离子在阴极得到电子发生还原反应生成钾；放电时石墨电极为原电池的正极，Cn(PF6)x在正极得到电子发生还原反应生成Cn、离子，MCMB电极为负极，钾在负极失去电子发生氧化反应生成钾离子，电池放电时的总反应为Cn(PF6)x+xK=Cn+xKPF6。 【详解】A．正极电势比负极高，由分析可知，放电时石墨电极为原电池的正极，MCMB电极为负极，则放电时石墨电极电势比MCMB电极电势高，A错误；    B．由分析可知，当转移电子1mol时，参与反应的K+的物质的量和离子的物质的量各1mol，共2mol，B错误；   C．放电时石墨电极为原电池的正极，Cn(PF6)x在正极得到电子发生还原反应生成Cn、离子，正极反应式是Cn(PF6)x＋xe-=Cn＋xPF，C正确； D．与直流电源正极相连的石墨电极是电解池的阳极，阴离子在Cn作用下失去电子发生氧化反应生成Cn(PF6)x，D错误； 故选C。 3．（24-25高二上·江苏苏州·阶段练习）某化学兴趣小组在实验室中设计如图所示装置(a、b、c、d均为惰性电极)，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水。下列分析错误的是 A．乙装置中，d极上发生氧化反应，移向该电极 B．理论上d极消耗的CH4与b极生成的O2物质的量之比为1：2 C．气体X为CO2，c极反应式为：O2+4e +2CO2=2 D．一段时间后，甲装置中生成的O2与消耗的O2物质的量相等 【答案】D 【分析】在原电池中，阴离子向负极移动，乙装置中，通入甲烷的d极为负极，a电极与负极连接，作阴极，以此分析； 【详解】A．在原电池中，阴离子向负极移动。在乙装置中，通入甲烷的d极为负极，失去电子发生氧化反应，d极上发生氧化反应，则向d极移动，A正确； B．在d电极反应中每有1 mol CH4发生反应转化为CO2，转移8 mol电子；在b电极上每反应产生1 mol O2，转移4 mol电子，在同一闭合回路中电子转移数目相等，所以理论上d极消耗的CH4与b极生成的O2物质的量之比为1∶2，B正确； C．在c电极上电极反应式：，d电极上电极反应式：，则转移8mol电子时，c极通入4molCO2，d极冒出的5molCO2，两者质量不相等，C正确； D．a电极与负极连接，作阴极，发生反应：；b电极与电源正极连接，作阳极，电极反应式为：，由于同一闭合回路中电子转移数目相等，所以a电极消耗的O2与b电极产生的O2的物质的量的比是2：1，生成氧气的量和消耗氧气的量不相等，D错误； 故选：D。 4．（23-24高二上·江苏苏州·阶段练习）铁、铝及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。 (1)某研究性学习小组设计了如图所示装置探究钢铁的腐蚀与防护。 为防止金属Fe被腐蚀，可以采用上述 (填装置序号)装置原理进行防护；装置③中总反应的离子方程式为 。 (2)用甲烷或其他有机物、氧气为原料可设计成原电池，以CH3OH、O2为原料，KOH溶液为电解质设计成燃料电池，则负极的电极反应式为 。 (3)图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是NaBH4/H2O2燃料电池。 ①图2电池负极区的电极反应为 。 ②若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则滤纸出现 色，c位置的电极反应式为 。 ③若用KI-淀粉常液浸湿速纸，用导线将b与A．B电极相连，铅笔芯c点处出现蓝色，则b接的 填”A”或“B”)电极。 【答案】(1) ②③ (2) (3) 红 B 【分析】钢铁的腐蚀常用牺牲阳极的阴极保护法或者外加电流的阴极保护法防护；燃料电池的电极方程式书写要注意电解质溶液，如CH3OH、O2为原料，KOH溶液为电解质设计的燃料电池，负极甲醇失去电子同时结合氢氧根离子生成碳酸盐，结合原电池和电解池原理碱性分析即可。 【详解】（1）为防止金属Fe被腐蚀，可以采用②装置，选择比铁更活泼的金属锌做负极失电子，从而铁作为正极被保护；或者选用③装置，连接外接电源，将被保护的铁和电源负极相连做阴极； ③铁做阴极材料，石墨做阳极材料，相当于电解食盐水，故总反应方程式为：； （2）以CH3OH、O2为原料，KOH溶液为电解质设计成燃料电池，甲醇失去电子同时结合氢氧根离子生成碳酸根离子，则负极的电极反应式为：； （3）据图分析，A为原电池的负极，NaBH4在此电极失去电子；B为原电池的正极，H2O2在正极得到电子。故电池负极区的电极反应为：； 若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线将a、b直接相连，则负极为锌失去电子，正极则为，故溶液呈现碱性，酚酞溶液变红； 若用KI-淀粉常液浸湿速纸，用导线将b与A，B电极相连，铅笔芯c点处出现蓝色，说明c点发生了碘负离子失去电子变成碘单质的反应，则b为阳极，则b接的是电源的正极即B电极。 1 / 1学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $