专题08 电化学(期中真题汇编,上海专用)高二化学上学期
2026-09-29
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内容正文:
专题08 电化学
3大高频考点
考点01 原电池和化学电源
考点02 电解池
考点03 金属的电化学腐蚀与防护
考点01 原电池和化学电源
1.(2025-2026高二上·上海市吴迅中学·期中)如图所示,锌片和铜片紧贴着稀硫酸浸湿的滤纸。下列说法不正确的是
A.该装置中锌片作负极
B.该装置能将化学能转化为电能
C.电流由锌片经外电路流向铜片
D.电池总反应方程式:
【答案】C
【详解】A.锌的金属活动性强于铜,在原电池中活泼金属作负极,锌片发生氧化反应,A正确;
B.该装置为原电池,能将化学能转化为电能,电流表指针偏转可证明有电流产生,B正确;
C.电流方向与电子流向相反,电子从负极(锌片)经外电路流向正极(铜片),则电流应由铜片经外电路流向锌片,C错误;
D.电池总反应为锌与稀硫酸的置换反应,方程式为,D正确;
故答案选C。
2.(2025-2026高二上·上海市吴迅中学·期中)铜锌原电池的装置如图所示,下列说法正确的是
A.锌为正极 B.铜片上发生氧化反应
C.电子从铜片经溶液流向锌片 D.该装置能将化学能转化为电能
【答案】D
【分析】在铜锌原电池中,锌的金属活动性强于铜,锌易失去电子发生氧化反应,因此锌作负极,铜作正极。
【详解】A.根据分析,锌作负极,A错误;
B.铜片为正极,溶液中的铜离子在铜片上得到电子发生还原反应生成铜单质,B错误;
C.电子从负极经导线流向正极,电子不能在溶液中移动,因此电子从锌片经导线流向铜片,C错误;
D.原电池是将化学能转化为电能的装置,D正确;
答案选D。
3.(2025-2026高二上·上海市吴迅中学·期中)某同学在化学课上受到启发,制作了如图的“柠檬电池”。下列说法正确的是
A.Cu为负极,Zn为正极 B.电子由锌片通过柠檬流向铜片
C.负极的电极反应式: D.将铜片换成锌片,LED灯也会发光
【答案】C
【分析】Zn比Cu活泼,Zn作负极,Cu作正极,果汁作电解质溶液,据此分析解答。
【详解】A.根据分析, Zn为负极,Cu为正极,A错误;
B.电子不能进入溶液,电子从锌电极经导线流向铜电极,B错误;
C.锌做负极,负极失去电子发生氧化反应,电极反应式:,C正确;
D.将铜片换成锌片,两电极均为锌,活泼性相同,不能构成原电池,因此LED灯不会发光,D错误;
故选C。
4.(2025-2026高二上·上海市杨浦高级中学·期中)燃料电池的能量利用率较高,CH4酸性燃料电池工作原理如图所示:
(1)电极b为燃料电池的___________极。
A.正 B.负
(2)电极a的电极反应式为___________。
(3)当离子交换膜中有1molH+转移时,消耗O2的物质的量为___________。
【答案】(1)A
(2)CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+
(3)0.25mol
【分析】由题干图示信息可知,CH4酸性燃料电池中,CH4在负极失电子,电极反应为:CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+,O2在正极得电子,电极b通入O2,为正极,正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,据此分析解题。
【详解】(1)CH4酸性燃料电池中,CH4在负极失电子,O2在正极得电子,电极b通入O2,为正极,故答案为:A;
(2)电极a为负极,CH4在酸性条件下失电子生成CO2和H+,配平得:CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+;
(3)正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,转移4mol H+时正极得4mol电子,则消耗1mol O2,故转移1mol H+时,消耗O2的物质的量为0.25mol。
5.(2025-2026高二上·上海市吴迅中学·期中)原电池的概念:把①_______能转化为②_______能的装置,其本质是发生③_______反应。
【答案】 化学 电 氧化还原
【详解】原电池是通过自发氧化还原反应,将物质内部的化学能转化为电能的装置。例如,锌铜原电池中,锌失去电子(氧化)和铜离子获得电子(还原)的过程,原电池的本质是发生氧化还原反应。
(2025-2026高二上·上海市陆行中学·期中)人类利用化学反应不仅可以创造新物质,还可以获取能量或实现不同形式能量之间的转化。化学反应中的能量变化主要有热能、电能、光能等多种形式,一般人类利用较多的是反应产生的热能和电能。
6.下列过程属于放热反应的是____________。
A.灼热的碳与二氧化碳反应 B.石灰石的高温分解
C.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合搅拌 D.铝片与稀盐酸反应
7.铝热反应也是一个放热反应,铝热反应的发生需要铝粉和合适的金属氧化物组成的铝热剂。下列四组物质中,在引燃条件下不能发生铝热反应的是____________。
A.Al 和 MgO B.Al 和 MnO2 C.Al 和 Cr2O3 D.Al 和 Fe₂O₃
8.写出Al和Fe2O3发生铝热反应的化学方程式:____________________________;该反应可应用于______________等场合。
9.(双选)以下符合铝热反应过程中能量变化的图是____________。
A. B. C. D.
从常见的锌锰干电池到先进的氢氧燃料电池,原电池在现代生活中有着广泛的应用。不同电池的电极材料、电解质溶液和反应原理各不相同,但其基本构成和工作原理一致。
10.下列装置中,能将化学能直接转化为电能的是____________。
A.普通干电池 B.电解水装置 C.太阳能电池板 D.充电宝在充电时
如图所示,将锌片和铜片用导线连接后分别插入稀硫酸中,观察到锌片溶解,铜片上有气泡产生,电流表指针发生偏转。
11.铜片作_____极(单选),该电极上发生_____反应。
A.负极 B. 正极 C. 阳极 D. 阴极
12.导线中电子流向____片,溶液中负离子流向_____片。
A.Zn B.Cu
13.反应一段时间后,溶液的pH将______(填“上升”、“下降”或“不变”);若将铜片换成铁片,铁片上发生的电极反应式为:_______________;若将稀硫酸换成乙醇,电流表_______(填“会”或“不会”)发生偏转。
14.下表中给出了四个实验装置和对应的部分实验现象,其中a、b、c、d为金属电极,由此可判断四种金属的活动性顺序是____________。
a表面出现气泡,b无变化
溶液中Fe3+向c极移动
d极溶解,c极有气体产生
电流从a极流向d极
A.b>c>d>a B.d>a>b>c C.a>b>c>d D.a>b>d>c
【答案】6.D 7.A 8. 焊接钢轨(或冶炼难熔金属) 9.AC 10.A 11.B 还原 12. B A 12. 上升 不会 14.B
【详解】6.灼热的碳与二氧化碳反应、石灰石的高温分解、氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合搅拌均属于吸热反应;铝片与稀盐酸反应属于放热反应,选D;
7.铝热反应是利用铝的还原性将活动性比铝弱的金属从其氧化物中置换出来。镁的金属活动性比铝强,因此在引燃条件下铝不能与氧化镁发生铝热反应,选A;
8.铝与氧化铁在高温条件下发生铝热反应,生成铁和氧化铝,化学方程式为,该反应放出大量的热,生成的铁为液态,常用于焊接钢轨或冶炼钒、铬、锰等难熔金属;
9.铝热反应为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量。图A表示反应物总能量高于生成物总能量,符合题意;图C直接表示了反应物总能量高于生成物总能量,也符合放热反应的特征。图B和图D均表示生成物总能量高于反应物总能量,属于吸热反应,选AC;
10.普通干电池是原电池,能将化学能直接转化为电能;电解水装置和充电宝在充电时相当于电解池,将电能转化为化学能;太阳能电池板将光能转化为电能,故选A;
11.在锌铜原电池中,锌比铜活泼,锌失去电子作负极,发生氧化反应;铜作正极,故选B,溶液中的氢离子在铜极上得到电子生成氢气,发生还原反应;
12.原电池工作时,电子从负极(锌片)经外电路导线流向正极(铜片);在电解质溶液中,阴离子(负离子)向负极(锌片)移动,阳离子向正极(铜片)移动;
13.原电池反应不断消耗溶液中的氢离子,导致氢离子浓度减小,溶液的上升。若将铜片换成铁片,由于锌比铁活泼,锌仍为负极,铁为正极,正极上氢离子得电子生成氢气,电极反应式为,若将稀硫酸换成乙醇,乙醇是非电解质,不能导电,无法构成闭合回路,因此电流表不会发生偏转;
14.第一个装置中,a表面出现气泡而b无变化,说明金属活动性;第二个装置中,向c极移动,说明c极为正极,b极为负极,金属活动性;第三个装置中,d极溶解,c极有气体产生,说明d极为负极,c极为正极,金属活动性;第四个装置中,电流从a极流向d极,说明a极为正极,d极为负极,金属活动性,综上所述,四种金属的活动性顺序为。
(2025-2026高二上·上海市嘉定区第一中学·期中)氨气在化工生产中有着广泛应用。
实验室用的HCl溶液滴定的氨水,所得滴定曲线如图1所示。
15.a、b、c、d点中水的电离程度最大的是___________。图2表示滴定过程中的某一时刻,此时混合溶液中各离子的物质的量浓度关系图(其中柱体高度两两相等),则此时混合溶液的___________。
16.氨气燃料电池在实现能源转型和减少碳排放方面具有巨大的发展潜力。一种液氨—液氧燃料电池工作原理如图3所示(均为惰性电极)。
溶液中向___________(填“a”或“b”)电极迁移。b电极上发生的电极反应式为___________。
【答案】15. d 7 16.a O2+4e-+2H2O=4OH-
【详解】15.a为氨水,一水合氨抑制水电离,d点氨水和盐酸恰好反应生成氯化铵,氯化铵水解促进水电离,a→d点随加盐酸体积增大,氨水浓度降低,氯化铵浓度增大,所以水的电离程度增大,a、b、c、d点中水的电离程度最大的是d。所得溶液中的离子有 、Cl-、H+、OH-,根据电荷守恒以及柱体高度两两相等,柱体高的两个分别表示c()、c(Cl-),柱体低的两个表示c(H+)、c(OH-),可知c(H+)=c(OH-),则此时混合溶液的7。
16.根据电子移动方向,可知a是负极、b是正极。原电池中阳离子移向正极、阴离子移向负极,溶液中向a电极迁移。b电极是正极,氧气在正极得电子生成氢氧根离子,正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
(2025-2026高二上·上海市浦东中学·期中)人类的活动都离不开能量。蒸汽机、内燃机和电动机的发明极大提高了人类利用能量的效率和质量。提高能源利用率,减少环境污染是贯彻新发展理念、推动高质量发展的内在要求。
17.化学反应伴随着能量变化,下列反应中,属于吸热反应的是__________。
A.Na2O与水反应 B.铝和氧化铁反应 C.CaCO3受热分解 D.锌与盐酸反应
18.NH3还原法可将NOx还原为N2脱除,反应原理为4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g),已知该反应为放热反应,请在下图中画出该反应的能量变化示意图________________。
化学电池的发明,是贮能和供能技术的巨大进步。
Ⅰ.某实验小组准备设计原电池,根据实验室材料做了如下实验:
19.将纯锌片和纯铜片按图中方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题:
(1)下列说法正确的是__________。
A.甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B.乙中铜片上有气泡产生
C.甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少 D.两烧杯中溶液的pH均增大
(2)在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速度:甲_______乙。
A.> B.= C.< D.无法判断
Ⅱ.某同学在学习原电池原理后,在家通过自制水果电池(装置如下图所示),探究影响电池效果的因素。
20.在柠檬电池中,柠檬的作用是__________________________________________________。
21.锌做__________极(填“正”或“负”),发生的电极反应方程式是____________________,若转移了0.4mol电子,则消耗锌的质量是_______________g。
22.为探究水果电池电流大小的影响因素,利用上述所选装置设计实验,得到的实验数据如下表所示:
序号
电极间距(cm)
插入深度(cm)
水果种类
电流(A)
①
1.0
3.0
柠檬
122
②
2.0
3.0
柠檬
80
③
2.0
1.5
柠檬
58
④
2.0
1.5
土豆
90
通过上述实验得出的结论是_______________________________________(写出一条即可)。
【答案】17.C 18. 19.D A 20.传导离子、参与正极反应 21.负 Zn-2e-=Zn2+ 13 22.其他条件相同时,增大电极间距,电池电流越小;其他条件相同时,增大电极插入深度,电池电流越大(合理即可)
【详解】17.A.与水反应是放热反应,A不符合题意;
B.铝和氧化铁发生的铝热反应是放热反应,B不符合题意;
C.受热分解是吸热反应,C符合题意;
D.锌与盐酸反应是放热反应,D不符合题意;
故选C。
18. 该反应为放热反应,说明反应物的总能量大于生成物的总能量,因此在能量变化示意图中,上方较高的横线代表反应物总能量,下方较低的横线代表生成物总能量;能量变化示意图为;
19.(1) A.甲装置形成原电池,将化学能转化为电能;乙装置未形成闭合回路,不能构成原电池,A错误;
B.乙中铜不与稀硫酸反应,铜片无气泡产生,B错误;
C.甲中锌作负极质量减少,铜作正极质量不变,乙中锌片与稀硫酸反应质量减少,C错误;
D.两烧杯中均消耗,溶液的pH均增大,D正确;
故选D。
(2) 甲形成原电池,原电池能加快反应速率,因此产生气泡的速度甲大于乙,故选A。
20.柠檬中含有果酸等电解质,在柠檬电池中起到提供电解质溶液的作用;柠檬酸中的氢离子在正极得电子生成氢气,所以柠檬的作用是传导离子、正极反应;
21.锌比铜活泼,在原电池中作负极,失去电子发生氧化反应,电极反应式为。根据电极反应式可知,每消耗转移电子,若转移了电子,则消耗锌的物质的量为,其质量为;
22.对比实验①和②可知,在水果种类和插入深度相同时,电极间距越小,电流越大;对比实验②和③可知,在水果种类和电极间距相同时,电极插入深度越深,电流越大;对比实验③和④可知,在电极间距和插入深度相同时,水果种类不同,电流大小不同。
考点02 电解池
1.(2025-2026高二上·上海市吴迅中学·期中)完成下列问题。
(1)下列关于金属冶炼的说法正确的是__________。
A.金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态,冶炼方法由金属的活动性决定
B.铜的湿法冶炼是将金属钠投入到CuSO4溶液中,从而置换出铜
C.铁通常采用高温还原法冶炼,加入石灰石的目的是除去过量的碳
D.用海水为原料制得精盐,再电解纯净的NaCl溶液可制得金属钠
(2)下列冶炼金属的原理正确的是___________。
A.工业上电解制备金属 B.加入溶液制备金属
C.加热分解制备金属 D.电解溶液制备金属钠
(3)金属元素的原子结构决定了金属元素的性质、在自然界中的存在形式及冶炼方法。金属在自然界中大多以化合物的形式存在,在这些金属化合物中,金属元素大都显_____(填“正”或“负”)价。
(4)金属的冶炼方法有--热还原法、焙烧法和电解法。请从三种方法中选择相应的填入下表。
高炉炼铁
工业上冶炼钠
冶炼汞
_____
_____
_____
(5)写出工业冶炼Na反应的化学方程式:_______________。
(6)写出高炉炼铁的化学方程式:_____________________。
【答案】(1)A
(2)C
(3)正
(4) 热还原法 电解法 焙烧法
(5)
(6)
【详解】(1)A.金属冶炼本质是将化合态金属还原为游离态,冶炼方法由金属活动性决定,正确;
B.湿法炼铜用铁与溶液反应置换铜,钠投入溶液优先与水反应,无法置换铜,错误;
C.炼铁加石灰石目的是除去脉石,不是除过量碳,错误;
D.电解溶液得到、和,需电解熔融制钠,错误。
故选A。
(2)A.是共价化合物,熔融不导电,工业电解熔融制铝,错误;
B.钠加入溶液优先与水反应,需熔融状态下置换,错误;
C.银是不活泼金属,加热分解可制得银,正确;
D.电解溶液无法得到金属钠,错误
故选C。
(3)金属元素原子最外层电子数少,反应中易失电子,因此在化合物中大多显正价;
(4)高炉炼铁用高温还原铁的氧化物,属于热还原法;钠是极活泼金属,用电解熔融冶炼,属于电解法;汞是不活泼金属,加热分解其氧化物即可冶炼,属于焙烧法;
(5)工业用电解熔融氯化钠的方法冶炼钠,反应生成钠单质和氯气,化学方程式为;
(6)高炉炼铁中,还原剂在高温下还原,生成铁单质和二氧化碳,化学方程式为。
(2025-2026高二上·上海市嘉定区第一中学·期中)阿伏加德罗常数是一座“桥梁”,连接了宏观世界和微观世界的数量关系。通过电解法可测得的数值。
已知:1个电子所带电量为库仑。
【实验一】用铜片和铂丝为电极,电解硫酸酸化的溶液。测得通过电路的电量为库仑。电解完成后,取出铜片,洗净晾干,铜片质量增加了。
2.铜片应连接电源的___________。
A.正极 B.负极 C.阳极 D.阴极
3.铂丝尖端产生气泡,其电极反应式为___________。理论上,产生气体与析出铜的物质的量之比为___________。
A. B. C. D.
4.本实验测得___________(列出计算式)。
【实验二】为减少含重金属电解液的使用,更换电解液,同时更换电极与电源的连接方式。电解完成后,取出铜片,洗净晾干,铜片质量减小。
实验
电解液
实验现象
①
溶液
铜片表面为灰蓝色
②
和混合液()
铜片表面仍为红色
5.实验①和②中各配制电解液500 mL,使用的主要仪器有电子天平、__________。
6.经检验,实验①中的灰蓝色成分主要是。从平衡移动角度解释EDTA-2Na在测定的数值中的作用:___________。
7.电解过程中,若观察到铜片上有小气泡产生,利用铜片质量减小计算的数值___________。
A.偏大 B.偏小 C.不变
8.实验结束后处理电解液:将取出的电解液加入过量硫酸,过滤,得到白色固体EDTA和滤液a;向滤液a中先加入NaOH调,再加入,解释不直接加入的原因及的作用:___________。
【答案】2.B 3. B 4. 5.烧杯、玻璃棒、胶头滴管和500mL容量瓶 6.Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),EDTA-2Na与Cu2+形成可溶含铜配离子,c(Cu2+)下降,平衡向溶解方向移动,铜片表面的Cu(OH)2消失,铜片的质量变化数据准确,可准确测得 7.A 8.若直接加入Na2S,可能产生有毒气体H2S;调pH后,加Na2S可进一步降低溶液中铜离子浓度,同时Cu(OH)2沉淀转化为CuS
【分析】用铜片和铂丝为电极,电解硫酸酸化的溶液。测得通过电路的电量为x库仑,电解完成后,得到铜片质量增加了。为减少含重金属电解液的使用,更换电解液,同时更换电极与电源的连接方式,铜作阳极,利用电解铜消耗的质量来测定。
【详解】2.电解硫酸铜溶液,取出铜片,洗净晾干,铜片质量增加了,则铜片应连接电源的负极,铜离子在阴极出得到电子变为铜单质;故选B;
3.铂丝尖端产生气泡,铂丝为阳极,气泡为氧气,其电极反应式为2H2O−4e-=4H++O2↑。根据4e-~2Cu~O2,理论上,产生气体与析出铜的物质的量之比为1:2,故选B;
4.铜片质量增加了,根据电子转移建立等式,因此本实验测得;
5.实验①和②中各配制电解液,使用的主要仪器有电子天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和500mL容量瓶(需要配制500mL电解液);
6.从平衡移动角度解释EDTA-2Na在测定的数值中的作用:实验①中的灰蓝色成分主要是, Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),EDTA-2Na与Cu2+形成可溶含铜配离子,c(Cu2+)下降,平衡向溶解方向移动,铜片表面的Cu(OH)2消失,铜片的质量变化数据准确,可准确测得;
7.电解过程中,若观察到铜片上有小气泡产生,说明还有一部分生成氧气,则铜片质量减小量偏低,根据得到的数值偏大,故选A;
8.实验结束后处理电解液:将取出的电解液加入过量硫酸,过滤,得到白色固体EDTA和滤液a;直接加入硫化钠,溶液显强酸性,酸与硫化钠反应会生成硫化氢污染性气体,污染环境,而先向滤液a中先加入NaOH调,再加入, CuS溶解度更小,将生成的氢氧化铜沉淀转化为更难溶的CuS沉淀来除掉铜离子;故答案为:若直接加入Na2S,可能产生有毒气体H2S;调pH后,加Na2S可进一步降低溶液中铜离子浓度,同时Cu(OH)2沉淀转化为CuS。
考点03 金属的电化学腐蚀与防护
(2025-2026高二上·上海市上海中学东校·期中)新建沪杭高铁将连接上海东站和杭州西站,项目预计2029年建成。通行时间将缩短至40分钟,整个杭州湾北岸将纳入浦东国际机场“一小时航空都市圈”。
1.高铁轨道建设铺设的铁轨属于_______(填“铁合金”或“单质铁”)。雨后的铁轨表面易产生少量的锈迹,因为发生了_______(填“电化学腐蚀”或“化学腐蚀”),负极的电极反应式是_______________。
2.金属防腐是铁路建设的重要课题,下列做法的目的不是为了防腐的是_______。
A.将钢轨打磨 B.将钢轨涂刷沥青
C.将钢轨与铝连接 D.将钢铁进行电镀
3.四块相同的锌片分别放置在下列装置中,烧杯中均盛有稀硫酸,其中锌片腐蚀最慢的是_______,该方法称为_______________。
4.锂锰电池的体积小、性能优良,是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示,其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。
电子由_______极流向_______极(填“a”或“b”),电池正极反应式为_______________。不能用水代替电池中的混合有机溶剂,原因是_______________。
【答案】1.铁合金 电化学腐蚀 2.A 3.D 外加电流的阴极保护法 4.a b 金属Li很活泼,能与水反应
【详解】1.铁轨在实际建设中使用的是钢材,钢属于铁碳合金,故答案为铁合金;雨水溶解了空气中的氧气、二氧化碳等气体,在铁轨表面形成一层电解质溶液水膜,铁合金中的铁和碳构成原电池,发生电化学腐蚀(主要是吸氧腐蚀);在原电池中,活泼金属铁作负极,失去电子发生氧化反应,电极反应式为 。
2.A.将钢轨打磨是为了去除表面的铁锈或使其表面平整,这会暴露内部的金属,不能起到防腐作用,故A符合题意;
B.将钢轨涂刷沥青可以隔绝空气和水,属于物理隔离防腐,故B不符合题意;
C.铝比铁活泼,将钢轨与铝连接构成原电池时,铝作负极被腐蚀,铁作正极被保护,这属于牺牲阳极的阴极保护法,故C不符合题意;
D.将钢铁进行电镀可以在其表面覆盖一层耐腐蚀的金属层,属于防腐措施,故D不符合题意。
故选A。
3.A装置中锌直接与稀硫酸反应,发生化学腐蚀;B装置中镁比锌活泼,镁作负极,锌作正极被保护,属于牺牲阳极的阴极保护法;C装置中锌比铂活泼,锌作负极被氧化,腐蚀速率加快;D装置中锌连接在直流电源的负极,作电解池的阴极被保护,属于外加电流阴极保护法。由于外加电流阴极保护法的保护效果通常优于牺牲阳极的阴极保护法,因此锌片腐蚀最慢的是D装置,该方法称为外加电流阴极保护法。
4.在锂锰电池中,活泼金属Li作负极(a极),发生氧化反应;作正极(b极),发生还原反应。原电池中电子由负极经外电路流向正极,即由a极流向b极。正极上得到电子,且通过电解质迁移入晶格中生成,故正极的电极反应式为 ;因为单质锂是非常活泼的碱金属,极易与水发生反应生成氢氧化锂和氢气,从而导致电池失效甚至发生危险,绝对不能用水代替电池中的混合有机溶剂。
试卷第1页,共3页
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专题08 电化学
考点01 原电池和化学电源
1.C
2.D
3.C
4.(1)A
(2)CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+
(3)0.25mol
5.化学 电 氧化还原
6.D 7.A 8. 焊接钢轨(或冶炼难熔金属) 9.AC 10.A 11.B 还原 12. B A 12. 上升 不会 14.B
15. d 7 16.a O2+4e-+2H2O=4OH-
【详解】15.a为氨水,一水合氨抑制水电离,d点氨水和盐酸恰好反应生成氯化铵,氯化铵水解促进17.C 18. 19.D A 20.传导离子、参与正极反应 21.负 Zn-2e-=Zn2+ 13 22.其他条件相同时,增大电极间距,电池电流越小;其他条件相同时,增大电极插入深度,电池电流越大(合理即可)
考点02 电解池
1.(1)A
(2)C
(3)正
(4) 热还原法 电解法 焙烧法
(5)
(6)
2.B 3. B 4. 5.烧杯、玻璃棒、胶头滴管和500mL容量瓶 6.Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq),EDTA-2Na与Cu2+形成可溶含铜配离子,c(Cu2+)下降,平衡向溶解方向移动,铜片表面的Cu(OH)2消失,铜片的质量变化数据准确,可准确测得 7.A 8.若直接加入Na2S,可能产生有毒气体H2S;调pH后,加Na2S可进一步降低溶液中铜离子浓度,同时Cu(OH)2沉淀转化为CuS
考点03 金属的电化学腐蚀与防护
1.铁合金 电化学腐蚀 2.A 3.D 外加电流的阴极保护法 4.a b 金属Li很活泼,能与水反应
试卷第1页,共3页
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专题08 电化学
3大高频考点
考点01 原电池和化学电源
考点02 电解池
考点03 金属的电化学腐蚀与防护
考点01 原电池和化学电源
1.(2025-2026高二上·上海市吴迅中学·期中)如图所示,锌片和铜片紧贴着稀硫酸浸湿的滤纸。下列说法不正确的是
A.该装置中锌片作负极
B.该装置能将化学能转化为电能
C.电流由锌片经外电路流向铜片
D.电池总反应方程式:
2.(2025-2026高二上·上海市吴迅中学·期中)铜锌原电池的装置如图所示,下列说法正确的是
A.锌为正极 B.铜片上发生氧化反应
C.电子从铜片经溶液流向锌片 D.该装置能将化学能转化为电能
3.(2025-2026高二上·上海市吴迅中学·期中)某同学在化学课上受到启发,制作了如图的“柠檬电池”。下列说法正确的是
A.Cu为负极,Zn为正极 B.电子由锌片通过柠檬流向铜片
C.负极的电极反应式: D.将铜片换成锌片,LED灯也会发光
4.(2025-2026高二上·上海市杨浦高级中学·期中)燃料电池的能量利用率较高,CH4酸性燃料电池工作原理如图所示:
(1)电极b为燃料电池的___________极。
A.正 B.负
(2)电极a的电极反应式为___________。
(3)当离子交换膜中有1molH+转移时,消耗O2的物质的量为___________。
【答案】(1)A
(2)CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+
(3)0.25mol
【分析】由题干图示信息可知,CH4酸性燃料电池中,CH4在负极失电子,电极反应为:CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+,O2在正极得电子,电极b通入O2,为正极,正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,据此分析解题。
【详解】(1)CH4酸性燃料电池中,CH4在负极失电子,O2在正极得电子,电极b通入O2,为正极,故答案为:A;
(2)电极a为负极,CH4在酸性条件下失电子生成CO2和H+,配平得:CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+;
(3)正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,转移4mol H+时正极得4mol电子,则消耗1mol O2,故转移1mol H+时,消耗O2的物质的量为0.25mol。
5.(2025-2026高二上·上海市吴迅中学·期中)原电池的概念:把①_______能转化为②_______能的装置,其本质是发生③_______反应。
(2025-2026高二上·上海市陆行中学·期中)人类利用化学反应不仅可以创造新物质,还可以获取能量或实现不同形式能量之间的转化。化学反应中的能量变化主要有热能、电能、光能等多种形式,一般人类利用较多的是反应产生的热能和电能。
6.下列过程属于放热反应的是____________。
A.灼热的碳与二氧化碳反应 B.石灰石的高温分解
C.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合搅拌 D.铝片与稀盐酸反应
7.铝热反应也是一个放热反应,铝热反应的发生需要铝粉和合适的金属氧化物组成的铝热剂。下列四组物质中,在引燃条件下不能发生铝热反应的是____________。
A.Al 和 MgO B.Al 和 MnO2 C.Al 和 Cr2O3 D.Al 和 Fe₂O₃
8.写出Al和Fe2O3发生铝热反应的化学方程式:____________________________;该反应可应用于______________等场合。
9.(双选)以下符合铝热反应过程中能量变化的图是____________。
A. B. C. D.
从常见的锌锰干电池到先进的氢氧燃料电池,原电池在现代生活中有着广泛的应用。不同电池的电极材料、电解质溶液和反应原理各不相同,但其基本构成和工作原理一致。
10.下列装置中,能将化学能直接转化为电能的是____________。
A.普通干电池 B.电解水装置 C.太阳能电池板 D.充电宝在充电时
如图所示,将锌片和铜片用导线连接后分别插入稀硫酸中,观察到锌片溶解,铜片上有气泡产生,电流表指针发生偏转。
11.铜片作_____极(单选),该电极上发生_____反应。
A.负极 B. 正极 C. 阳极 D. 阴极
12.导线中电子流向____片,溶液中负离子流向_____片。
A.Zn B.Cu
13.反应一段时间后,溶液的pH将______(填“上升”、“下降”或“不变”);若将铜片换成铁片,铁片上发生的电极反应式为:_______________;若将稀硫酸换成乙醇,电流表_______(填“会”或“不会”)发生偏转。
14.下表中给出了四个实验装置和对应的部分实验现象,其中a、b、c、d为金属电极,由此可判断四种金属的活动性顺序是____________。
a表面出现气泡,b无变化
溶液中Fe3+向c极移动
d极溶解,c极有气体产生
电流从a极流向d极
A.b>c>d>a B.d>a>b>c C.a>b>c>d D.a>b>d>c
(2025-2026高二上·上海市嘉定区第一中学·期中)氨气在化工生产中有着广泛应用。
实验室用的HCl溶液滴定的氨水,所得滴定曲线如图1所示。
15.a、b、c、d点中水的电离程度最大的是___________。图2表示滴定过程中的某一时刻,此时混合溶液中各离子的物质的量浓度关系图(其中柱体高度两两相等),则此时混合溶液的___________。
16.氨气燃料电池在实现能源转型和减少碳排放方面具有巨大的发展潜力。一种液氨—液氧燃料电池工作原理如图3所示(均为惰性电极)。
溶液中向___________(填“a”或“b”)电极迁移。b电极上发生的电极反应式为___________。
(2025-2026高二上·上海市浦东中学·期中)人类的活动都离不开能量。蒸汽机、内燃机和电动机的发明极大提高了人类利用能量的效率和质量。提高能源利用率,减少环境污染是贯彻新发展理念、推动高质量发展的内在要求。
17.化学反应伴随着能量变化,下列反应中,属于吸热反应的是__________。
A.Na2O与水反应 B.铝和氧化铁反应 C.CaCO3受热分解 D.锌与盐酸反应
18.NH3还原法可将NOx还原为N2脱除,反应原理为4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g),已知该反应为放热反应,请在下图中画出该反应的能量变化示意图________________。
化学电池的发明,是贮能和供能技术的巨大进步。
Ⅰ.某实验小组准备设计原电池,根据实验室材料做了如下实验:
19.将纯锌片和纯铜片按图中方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间,回答下列问题:
(1)下列说法正确的是__________。
A.甲、乙均为化学能转变为电能的装置 B.乙中铜片上有气泡产生
C.甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少 D.两烧杯中溶液的pH均增大
(2)在相同时间内,两烧杯中产生气泡的速度:甲_______乙。
A.> B.= C.< D.无法判断
Ⅱ.某同学在学习原电池原理后,在家通过自制水果电池(装置如下图所示),探究影响电池效果的因素。
20.在柠檬电池中,柠檬的作用是__________________________________________________。
21.锌做__________极(填“正”或“负”),发生的电极反应方程式是____________________,若转移了0.4mol电子,则消耗锌的质量是_______________g。
22.为探究水果电池电流大小的影响因素,利用上述所选装置设计实验,得到的实验数据如下表所示:
序号
电极间距(cm)
插入深度(cm)
水果种类
电流(A)
①
1.0
3.0
柠檬
122
②
2.0
3.0
柠檬
80
③
2.0
1.5
柠檬
58
④
2.0
1.5
土豆
90
通过上述实验得出的结论是_______________________________________(写出一条即可)。
考点02 电解池
1.(2025-2026高二上·上海市吴迅中学·期中)完成下列问题。
(1)下列关于金属冶炼的说法正确的是__________。
A.金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态,冶炼方法由金属的活动性决定
B.铜的湿法冶炼是将金属钠投入到CuSO4溶液中,从而置换出铜
C.铁通常采用高温还原法冶炼,加入石灰石的目的是除去过量的碳
D.用海水为原料制得精盐,再电解纯净的NaCl溶液可制得金属钠
(2)下列冶炼金属的原理正确的是___________。
A.工业上电解制备金属 B.加入溶液制备金属
C.加热分解制备金属 D.电解溶液制备金属钠
(3)金属元素的原子结构决定了金属元素的性质、在自然界中的存在形式及冶炼方法。金属在自然界中大多以化合物的形式存在,在这些金属化合物中,金属元素大都显_____(填“正”或“负”)价。
(4)金属的冶炼方法有--热还原法、焙烧法和电解法。请从三种方法中选择相应的填入下表。
高炉炼铁
工业上冶炼钠
冶炼汞
_____
_____
_____
(5)写出工业冶炼Na反应的化学方程式:_______________。
(6)写出高炉炼铁的化学方程式:_____________________。
(2025-2026高二上·上海市嘉定区第一中学·期中)阿伏加德罗常数是一座“桥梁”,连接了宏观世界和微观世界的数量关系。通过电解法可测得的数值。
已知:1个电子所带电量为库仑。
【实验一】用铜片和铂丝为电极,电解硫酸酸化的溶液。测得通过电路的电量为库仑。电解完成后,取出铜片,洗净晾干,铜片质量增加了。
2.铜片应连接电源的___________。
A.正极 B.负极 C.阳极 D.阴极
3.铂丝尖端产生气泡,其电极反应式为___________。理论上,产生气体与析出铜的物质的量之比为___________。
A. B. C. D.
4.本实验测得___________(列出计算式)。
【实验二】为减少含重金属电解液的使用,更换电解液,同时更换电极与电源的连接方式。电解完成后,取出铜片,洗净晾干,铜片质量减小。
实验
电解液
实验现象
①
溶液
铜片表面为灰蓝色
②
和混合液()
铜片表面仍为红色
5.实验①和②中各配制电解液500 mL,使用的主要仪器有电子天平、__________。
6.经检验,实验①中的灰蓝色成分主要是。从平衡移动角度解释EDTA-2Na在测定的数值中的作用:___________。
7.电解过程中,若观察到铜片上有小气泡产生,利用铜片质量减小计算的数值___________。
A.偏大 B.偏小 C.不变
8.实验结束后处理电解液:将取出的电解液加入过量硫酸,过滤,得到白色固体EDTA和滤液a;向滤液a中先加入NaOH调,再加入,解释不直接加入的原因及的作用:___________。
考点03 金属的电化学腐蚀与防护
(2025-2026高二上·上海市上海中学东校·期中)新建沪杭高铁将连接上海东站和杭州西站,项目预计2029年建成。通行时间将缩短至40分钟,整个杭州湾北岸将纳入浦东国际机场“一小时航空都市圈”。
1.高铁轨道建设铺设的铁轨属于_______(填“铁合金”或“单质铁”)。雨后的铁轨表面易产生少量的锈迹,因为发生了_______(填“电化学腐蚀”或“化学腐蚀”),负极的电极反应式是_______________。
2.金属防腐是铁路建设的重要课题,下列做法的目的不是为了防腐的是_______。
A.将钢轨打磨 B.将钢轨涂刷沥青
C.将钢轨与铝连接 D.将钢铁进行电镀
3.四块相同的锌片分别放置在下列装置中,烧杯中均盛有稀硫酸,其中锌片腐蚀最慢的是_______,该方法称为_______________。
4.锂锰电池的体积小、性能优良,是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示,其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中,Li+通过电解质迁移入MnO2晶格中,生成LiMnO2。
电子由_______极流向_______极(填“a”或“b”),电池正极反应式为_______________。不能用水代替电池中的混合有机溶剂,原因是_______________。
试卷第1页,共3页
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