3. 用惰性電極電解硫酸銅溶液，當加入0.1mol Cu(OH)₂使溶液恢復(fù)原來的濃度和pH時，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．燃料電池放電時的負極反應(yīng)：H₂－2e^-+2OH^-=2H₂O

例15．(09廣東化學(xué)14)可用于電動汽車的鋁-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，正極反應(yīng)都為：O₂+2H₂O+4e^－＝4

B．以NaOH溶液為電解液時，負極反應(yīng)為：Al+3－3e^-＝Al(OH)₃↓

C．以NaOH溶液為電解液時，電池在工作過程中電解液的pH保持不變

D．電池工作時，電子通過外電路從正極流向負極

[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；鋁作負極，負極反應(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，因此負極反應(yīng)為：Al+4－3e＝+ 2H₂O，B錯； 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；電池工作時，電子從負極出來經(jīng)過外電路流到正極，D錯高

[答案]A

例16.(09年浙江卷)市場上經(jīng)常見到的標記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負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，負極的電極反應(yīng)式：Li-e=Li

B．充電時，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向負極移動

[解析]A項，Li從零價升至正價，失去電子，作為負極，正確；B項，反應(yīng)逆向進行時。反應(yīng)物只有一種，故化合價既有升，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，由于Li可以與水反應(yīng)，故應(yīng)為非水材料，正確；D項，原電池中陽離子應(yīng)遷移至正極失電子，故錯。

[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)該電池的負極材料是　　。電池工作時，電子流向　　(填“正極”或“負極”)。

(2)若ZnCl₂-NH₄Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu²⁺，會加速某電極的腐蝕，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) 負極上是失電子的一極 Zn失電子有負極經(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。因為MnSO₄-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．(長春市實驗中學(xué)2009屆高三理科綜合)鋼鐵在潮濕的空氣中會被腐蝕，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. 將兩個鉑電極插入500mL CuSO₄溶液中進行電解，通電一定時間后，某一電極增重0.064g(設(shè)電解時該電極無氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積變化)，此時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。當電路中通過0.04mol電子時，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]電解時陰極上溶液中離子的反應(yīng)順序為Ag⁺ ＞Cu²⁺ ＞H⁺ ＞Pb²⁺ ＞Zn²⁺ ，

A項中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，放置一段時間后，黑色會褪去而銀不會損失。試回答：在此原電池反應(yīng)中，負極發(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，“黑色褪去而銀不會損失”，必然發(fā)生變化：Ag₂SAg，

顯然這是原電池的正極反應(yīng)，Ag₂S+2e^-2Ag+S^2-，負極反應(yīng)為活潑金屬發(fā)生氧化反應(yīng)：Al-3e^-Al³⁺。正極生成的S^2-和負極生成的Al³⁺在溶液中發(fā)生雙水解：2Al³⁺+3S^2-+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)為上述三個反應(yīng)的加合：3Ag₂S+2Al+6H₂O6Ag+2Al(OH)₃↓+3H₂S↑。

[答案]Al-3e^-Al³⁺　　 Ag₂S+2e^-2Ag+S^2-

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，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，為了簡化問題，主要討論碳雜質(zhì)問題。也就是以Fe為負極，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選項應(yīng)排除。在B、C選項中，B項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質(zhì)是M+nH₂O====M(OH)_n+H₂↑

B.金屬的化學(xué)腐蝕實質(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項金屬在潮濕情況下有可能進行析氫腐蝕，也有可能進行吸氧腐蝕，題目只給出了析氫腐蝕實質(zhì)。C項中，金屬鋁的化學(xué)腐蝕可以在堿性條件下進行，故此選項錯。

[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. 錫青銅的熔點比純銅高

　　 B．在自然環(huán)境中，錫青銅中的錫對銅起保護作用

　　 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，熔點比任何一種純金屬的低判斷A錯；由于錫比銅活潑，故在發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，錫失電子保護銅，B正確；潮濕的環(huán)境將會加快金屬的腐蝕速率，C正確；電化學(xué)腐蝕過程實質(zhì)是有電子的轉(zhuǎn)移，屬于化學(xué)反應(yīng)過程，D錯。

[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項正確。①中H₂O的H、O兩元素的化合價沒有變，故不作氧化劑，B項錯；銅和鋼構(gòu)成原電池，腐蝕速度加快，C項錯；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項錯

[答案]A

例5. 如圖所示，a、b、c、d均為石墨電極，通電進行電解。

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 　　　　　　　

[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)計的制取.Cu₂O的電解池示意圖如下，點解總反應(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極

D.當有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，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選項錯誤；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選項正確；陽極與電源的正極相連，C選項錯誤；陽極反應(yīng)為2Cu+2OH^－－2e^－=Cu₂O+H₂O，當有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時，有0.05molCu₂O生成，D選項錯誤。

[答案]A.

例3、電子計算機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為負極。

B．鋅為負極，Ag₂O為正極。

C．原電池工作時，負極區(qū)溶液PH減小。

D．原電池工作時，負極區(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極，所以鋅為負極，Ag₂O為正極。B是正確答案。因為 Zn + 2 OH^- -2e＝ZnO + H₂O ，負極區(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小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強，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)線中電子流動方向為　　　 　　　(用a、b 表示)。

(2)負極反應(yīng)式為　　　　。

(3)電極表面鍍鉑粉的原因為　　　　　　　　　　　　　　 。

(4)該電池工作時，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，大量安全儲氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下：

Ⅰ.2Li+H₂2LIH　　 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(標準狀況)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從零價升至+1價，失去電子，即電子從a流向b。(2)負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從零價升至+1價，作還原劑。II.H₂O的H從+1降至H₂中的零價，作氧化劑。由反應(yīng)I，當吸收10molH₂時，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．手機上用的鋰離子電池屬于二次電池

　　 B．銅鋅原電池工作時，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，鋅電極是負極

[解析]鋰離子電池可以充用，再次使用，屬于二次電池，A項正確；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項錯；電池的實質(zhì)即是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，C項正確；Zn失去電子生成Zn²⁺，故作為負極，D項正確

[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極。

C．馬口鐵(鍍錫鐵)破損時與電解質(zhì)溶液接觸錫先被腐蝕。

D．銅鋅原電池工作時，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，活動金屬中的電子流向不活動的電極，因此活動金屬是負極。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，鋅負極失電子，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