▉題型1 原電池的工作原理
【例1】鋅銅原電池裝置如圖所示，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是
A．電極為該原電池的正極
B．電極是還原劑，又是電子導(dǎo)體
C．氯化鉀鹽橋中將移向溶液
D．一段時(shí)間后有紅色固體沉積在電極表面
【答案】C
【分析】由圖可知，鋅的活潑性比銅強(qiáng)，則鋅電極為銅鋅原電池的負(fù)極，銅電極為正極。
【解析】A．由分析可知，銅電極為原電池的正極，故A正確；
B．由分析可知，能導(dǎo)電的鋅電極為銅鋅原電池的負(fù)極，故B正確；
C．由分析可知，能導(dǎo)電的鋅電極為銅鋅原電池的負(fù)極，銅電極為原電池的正極，氯化鉀鹽橋中氯離子將移向硫酸鋅溶液，故C錯(cuò)誤；
D．由分析可知，銅電極為原電池的正極，銅離子在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銅，故D正確；
故選C。
【變式1-1】按下圖裝置實(shí)驗(yàn)，若x軸表示負(fù)極流出的電子的物質(zhì)的量，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．y可以表示
B．z可以表示溶液質(zhì)量
C．正極的電極反應(yīng)式為
D．電流由b棒經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向a棒
【答案】B
【分析】該裝置為原電池，F(xiàn)e做負(fù)極，失電子生成Fe2+，Ag做正極，Ag+得電子生成Ag。
【解析】A．該反應(yīng)原理是Fe和銀離子發(fā)生反應(yīng)生成Fe2+和Ag，不參與反應(yīng)，則曲線Ⅰ可以表示n()的變化，A正確；
B．反應(yīng)的離子方程式為Fe+2Ag+=Fe2++2Ag，析出銀單質(zhì)的質(zhì)量比鐵溶解進(jìn)入溶液的質(zhì)量多，因此隨著反應(yīng)進(jìn)行，溶液質(zhì)量減小，則曲線Ⅱ不能表示溶液質(zhì)量的變化，B錯(cuò)誤；
C．Ag做正極，Ag+得電子生成Ag，正極的電極反應(yīng)式為，C正確；
D．a(chǎn)是負(fù)極，b是正極，電流由b經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向a棒，D正確；
故選B。
【變式1-2】鋅銅原電池的工作原理示意圖如圖，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．電流從銅片經(jīng)導(dǎo)線流向鋅片
B．氫離子在銅表面被氧化，產(chǎn)生氣泡
C．原電池是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置
D．電池工作一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的質(zhì)量將增大
【答案】B
【分析】由裝置圖可知，該裝置為原電池，金屬性強(qiáng)的鋅做負(fù)極，電極反應(yīng)式為，銅做正極，電極反應(yīng)式為，據(jù)此回答。
【解析】A．由分析知，銅片為正極，鋅片為負(fù)極，電流從銅片經(jīng)導(dǎo)線流向鋅片，A正確；
B．由分析知，銅做正極，電極反應(yīng)式為，氫離子在銅表面的的得電子，被還原，產(chǎn)生氣泡，B錯(cuò)誤；
C．原電池是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，C正確；
D．由分析知，該反應(yīng)的總反應(yīng)方程式為，工作一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液的質(zhì)量將增大，D正確；
故選B。
【變式1-3】如圖為鋅銅原電池，鹽橋中裝有含KCl飽和溶液的瓊脂，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．銅片作正極B．鹽橋中移向溶液
C．鋅片不斷溶解D．電子從銅片經(jīng)外電路流向鋅片
【答案】D
【分析】鋅銅原電池中鋅較活潑失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)是負(fù)極，銅極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)是正極。由于鋅極陽(yáng)離子(Zn2+)越來(lái)越多，為了維持溶液電中性，鹽橋的Cl-會(huì)移向ZnSO4溶液。
【解析】A．據(jù)分析，銅片作正極，A正確；
B．據(jù)分析，鹽橋的Cl-會(huì)移向ZnSO4溶液，鹽橋中移向溶液，B正確；
C．據(jù)分析，鋅片失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，不斷溶解，C正確；
D．據(jù)分析，鋅作負(fù)極，銅作正極，電子從鋅片經(jīng)外電路流向銅片，D錯(cuò)誤；
故選D。
【變式1-4】用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．該裝置的總反應(yīng)為B．從a極經(jīng)陽(yáng)離子交換膜移向b極
C．該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D．工作一段時(shí)間，a極附近溶液堿性會(huì)減小
【答案】A
【分析】該裝置為原電池裝置，氫氣為負(fù)極，氯氣為正極，據(jù)此分析；
【解析】A．電解質(zhì)溶液為堿性溶液，最終生成氯化鉀，而不是氯化氫，該裝置的總反應(yīng)為，A錯(cuò)誤；
B．a(chǎn)為原電池的負(fù)極，b為原電池的正極，故從a極經(jīng)陽(yáng)離子交換膜移向b極，B正確；
C．該裝置為原電池裝置，故該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，C正確；
D．工作一段時(shí)間，a極H2-2e-+2OH-=2H2O，所以附近溶液堿性會(huì)減小，D正確；
故選A。
▉題型2 原電池原理的應(yīng)用
【例2】控制合適的條件，將反應(yīng)2Fe3++2I-2Fe2++I2設(shè)計(jì)成如圖所示原電池，下列判斷不正確的是

A．反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，電流方向是從甲池石墨棒流向乙池石墨棒
B．反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，甲中石墨電極上Fe3+被還原
C．鹽橋中的陽(yáng)離子向甲池移動(dòng)
D．放電時(shí)，乙中石墨電極為正極
【答案】D
【分析】將反應(yīng)2Fe3++2I-2Fe2++I2設(shè)計(jì)成原電池時(shí)，F(xiàn)e3+得電子發(fā)生還原反應(yīng)是正極，甲池為正極，I-離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)是負(fù)極，乙池為負(fù)極。
【解析】A．電流由正極經(jīng)過(guò)外電路流向負(fù)極，甲池石墨為正極，乙池石墨為負(fù)極，因此電流方向是從甲池石墨棒流向乙池石墨棒，故A正確；
B．甲池石墨是正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，F(xiàn)e3+被還原，故B正確；
C．原電池放電時(shí)陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，鹽橋中的陽(yáng)離子向甲池移動(dòng)，故C正確；
D．放電時(shí)乙池I-離子發(fā)生氧化反應(yīng)，乙池中的石墨為負(fù)極，故D錯(cuò)誤；
答案選D。
【變式2-1】A、B、C、D四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。AB相連時(shí)，外電路電流從A流向B；AC相連時(shí)，C為正極；BD相連時(shí)，B上有氣泡逸出，據(jù)此判斷這四種金屬活潑性由大到小的順序是
A．ABCDB．DBACC．BDACD．DBCA
【答案】B
【分析】組成原電池時(shí)，負(fù)極金屬較為活潑，可根據(jù)電子、電流的流向以及反應(yīng)時(shí)正負(fù)極的變化判斷原電池的正負(fù)極，則可判斷金屬的活潑性強(qiáng)弱。
【解析】AB相連時(shí)，外電路電流從A流向B，說(shuō)明B為負(fù)極，則金屬的活潑性：B＞A；AC相連時(shí)，C為正極，則金屬的活潑性：A＞C；BD相連時(shí)，B上有氣泡逸出，應(yīng)為原電池的正極，則金屬的活潑性：D＞B；
綜上分析可知活潑性：D＞B＞A＞C，故本題選B。
【變式2-2】某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)設(shè)計(jì)原電池裝置如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．Cu極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)
B．Zn極質(zhì)量減小，Cu極質(zhì)量增大
C．放電時(shí)，鹽橋中的向盛有溶液的燒杯中移動(dòng)
D．原電池總反應(yīng)的離子方程式為
【答案】C
【分析】該裝置為原電池，Zn為負(fù)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，質(zhì)量減小，電極反應(yīng)式為；Cu為正極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，質(zhì)量增大，電極反應(yīng)式為；
【解析】Ａ．根據(jù)分析可知：Cu極為正極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，A正確；
Ｂ．根據(jù)分析可知：Zn極質(zhì)量減小，Cu極質(zhì)量增大，B正確；
Ｃ．放電時(shí)，鹽橋中的進(jìn)入盛有溶液的燒杯中，向Cu電極(正極)方向移動(dòng)，C錯(cuò)誤；
Ｄ．自發(fā)的氧化還原發(fā)生在Zn與Cu2+之間，則原電池總反應(yīng)的離子方程式為，D正確；
故答案選C。
【變式2-3】A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是
A．裝置甲溶液中的陰離子移向B極
B．裝置乙中C極的電極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2+
C．裝置丙中電流由A→導(dǎo)線→D→電解質(zhì)溶液→A
D．四種金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是B＞A＞D＞C
【答案】C
【解析】A．在裝置甲中金屬A不斷溶解，則A作原電池的負(fù)極，B作原電池的正極，在電解質(zhì)溶液中，陰離子移向正電荷較多的A極，A錯(cuò)誤；
B．在乙中C電極的質(zhì)量增加，則C電極為原電池的正極，B電極為原電池的負(fù)極，C電極為正極，發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Cu2++2e-=Cu，B錯(cuò)誤；
C．在裝置丙中，電極A上有氣體產(chǎn)生，則A為原電池的正極，D為原電池的負(fù)極。負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，外電路中電子定向移動(dòng)，在內(nèi)電路中離子定向移動(dòng)，電流的方向?yàn)檎姾梢苿?dòng)方向。電流由正極經(jīng)導(dǎo)線流向負(fù)極，因此電流方向?yàn)锳→導(dǎo)線→D→電解質(zhì)溶液→A，C正確；
D．在原電池裝置中，負(fù)極金屬活潑性強(qiáng)于正極，根據(jù)裝置甲可知金屬活動(dòng)性：A＞B；根據(jù)裝置乙中現(xiàn)象，可知金屬活動(dòng)性：B＞C；根據(jù)裝置丙的現(xiàn)象可知金屬活動(dòng)性：D＞A，故四種金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是：D＞A＞B＞C，D錯(cuò)誤；
故合理選項(xiàng)是C。
▉題型3 化學(xué)電源
【例3】新能源汽車(chē)是國(guó)家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，LiFePO4電池是能源汽車(chē)關(guān)鍵部件之一，電池工作時(shí)的總反應(yīng)為，其工作原理如圖所示：
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．充電時(shí)，電極a與電源負(fù)極連接，電極b與電源正極連接
B．電池工作時(shí)，負(fù)極材料質(zhì)量減少1.4g，轉(zhuǎn)移0.4ml電子
C．電池工作時(shí)，正極的電極反應(yīng)為
D．電池進(jìn)水后將會(huì)大大降低其使用壽命
【答案】B
【分析】由鋰離子的移動(dòng)方向可知，電極a是原電池的負(fù)極，LixC6在負(fù)極失去電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋰離子和碳，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6—xe—=xLi++6C，電極b為正極，鋰離子作用下Li1－xFePO4在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成LiFePO4，電極反應(yīng)式為，充電時(shí)，電極a與電源負(fù)極連接做陰極，電極b與電源正極連接做陽(yáng)極。
【解析】A．由分析可知，充電時(shí)，電極a與電源負(fù)極連接做陰極，電極b與電源正極連接做陽(yáng)極，故A正確；
B．由分析可知，電極a是原電池的負(fù)極，LixC6在負(fù)極失去電子發(fā)生還原反應(yīng)生成鋰離子和碳，電極反應(yīng)式為L(zhǎng)ixC6—xe—=xLi++6C，則負(fù)極材料質(zhì)量減少1.4g時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為×1=0.2ml，故B錯(cuò)誤；
C．由分析可知，電極b為正極，鋰離子作用下Li1－xFePO4在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成LiFePO4，電極反應(yīng)式為，故C正確；
D．鋰能與水反應(yīng)生成氫氧化鋰和氫氣，則電池進(jìn)水會(huì)使鋰與水反應(yīng)而消耗，將會(huì)大大降低其使用壽命，故D正確；
故選B。
【變式3-1】堿性鋅錳電池的總反應(yīng)為，電池構(gòu)造示意圖如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
A．電池為二次電池
B．電池工作時(shí)，通過(guò)隔膜向Zn極移動(dòng)
C．電池工作時(shí)，發(fā)生氧化反應(yīng)
D．負(fù)極的電極反應(yīng)式為：
【答案】B
【解析】A．堿性鋅錳電池不能充電，是一次電池，故A錯(cuò)誤；
B．電池工作時(shí)，通過(guò)隔膜向負(fù)極（Zn）移動(dòng)，故B正確；
C．電池工作時(shí)，為正極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；
D．電池工作Zn為負(fù)極，堿性環(huán)境下，反應(yīng)式為：，故D錯(cuò)誤；
故選B。
【變式3-2】下列為四個(gè)常用的電化學(xué)裝置，關(guān)于它們的敘述錯(cuò)誤的是
A．圖(a)中，的作用是催化劑
B．圖(b)所示電池放電過(guò)程中，正極板和負(fù)極板的質(zhì)量都會(huì)不斷增加
C．圖(c)所示裝置工作過(guò)程中，電解質(zhì)溶液中濃度將減小
D．圖(d)所示電池放電過(guò)程中，是氧化劑，電池工作過(guò)程中還原為Ag
【答案】A
【解析】A．圖(a)中，MnO2是正極反應(yīng)物，故A錯(cuò)誤；
B．圖(b)所示電池放電的總反應(yīng)式為：，正負(fù)極都在不斷生成硫酸鉛，質(zhì)量均增加，故B正確；
C．圖(c)所示裝置工作過(guò)程中，由于粗銅中含有的雜質(zhì)Fe、Zn等也會(huì)放電，導(dǎo)致負(fù)極產(chǎn)生的Cu2+比正極消耗的Cu2+要少，電解質(zhì)溶液中濃度減小，故C正確；
D．圖(d)所示電池放電過(guò)程中，是正極，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)還原為Ag，作氧化劑，故D正確；
故選A。
【變式3-3】肼-空氣燃料電池是一種堿性電池，無(wú)污染，能量高，有廣泛的應(yīng)用前景，工作原理如圖所示，下列說(shuō)法正確的是
A．電極電勢(shì)
B．電視的電極反應(yīng)式為
C．電極Y附近溶液增大
D．當(dāng)電極Y消耗(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)，理論上電極X消耗肼
【答案】C
【分析】燃料電池中，通入氧氣的是正極，負(fù)極上肼被氧化生成氮?dú)狻?br>【解析】A．燃料電池中，通入的電極為正極，因此電極電勢(shì)：，A項(xiàng)錯(cuò)誤；
B．溶液為堿性，的電極反應(yīng)式為，B項(xiàng)錯(cuò)誤；
C．的電極反應(yīng)式為，生成的通過(guò)陰離子交換膜進(jìn)入X電極區(qū)溶液，但Y電極區(qū)消耗，因此溶液堿性增強(qiáng)，增大，C項(xiàng)正確；
D．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，的物質(zhì)的量是，則轉(zhuǎn)移電子，故電極X消耗肼，質(zhì)量為，D項(xiàng)錯(cuò)誤；
故選C。
【變式3-4】一種微生物電池可用于凈化污水和淡化海水，工作原理如圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A．放電時(shí)電極a上反應(yīng)為：
B．放電時(shí)電極b附近溶液的降低
C．離子交換膜c和d分別為陰離子交換膜和陽(yáng)離子交換膜
D．為加快凈化污水和淡化海水的速率，該電池可在高溫下工作
【答案】C
【解析】A．電極加入含的廢水，產(chǎn)生氮?dú)猓鼗蟽r(jià)降低，得到電子，所以電極是正極；則電極為負(fù)極，并且電極區(qū)內(nèi)溶液不顯堿性，所以電極反應(yīng)式為：，A錯(cuò)誤；
B．電極是正極，電極反應(yīng)式為：，B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引的原則，在放電時(shí)陰離子移向左側(cè)負(fù)極，陽(yáng)離子移向右側(cè)的正極，所以該電池工作時(shí)，離子交換膜和分別為陰離子交換膜和陽(yáng)離子交換膜，C正確；
D．高溫會(huì)導(dǎo)致厭氧菌、反硝化菌蛋白質(zhì)等微生物發(fā)生變性而失去其生理活性，導(dǎo)致電池失效，因此該電池不能在高溫下工作，D錯(cuò)誤；
故選C。
▉題型4 電解池的工作原理
【例4】如圖是電解溶液的裝置，其中c、d均為石墨電極。下列有關(guān)判斷正確的是
A．a(chǎn)為負(fù)極，b為正極B．a(chǎn)為陽(yáng)極，b為陰極
C．電解過(guò)程中，c電極質(zhì)量增加D．電解過(guò)程中，氯離子濃度減小
【答案】D
【解析】A．根據(jù)電流方向可知，a為正極，b為負(fù)極，A錯(cuò)誤，
B．根據(jù)電流方向可知，a為正極，b為負(fù)極，則c為陽(yáng)極，d為陰極，B錯(cuò)誤；
C．電解過(guò)程中，d電極附近銅離子得到電子變?yōu)殂~單質(zhì)，并附著在d電極上，所以d電極質(zhì)量增加，C錯(cuò)誤；
D．電解過(guò)程中，c電極附近氯離子失去電子變?yōu)槁葰?，因此濃度減小，D正確；
故選D。
【變式4-1】一種電化學(xué)裝置如圖所示，濾紙經(jīng)過(guò)飽和溶液（滴加了淀粉溶液）浸濕，將實(shí)驗(yàn)裝置的K閉合后，下列說(shuō)法正確的是
A．a(chǎn)極為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)B．鹽橋中的向極移動(dòng)
C．電流沿路徑流動(dòng)D．一段時(shí)間后，觀察到濾紙b點(diǎn)變藍(lán)
【答案】D
【分析】從裝置圖中看，兩燒杯裝置構(gòu)成原電池，結(jié)合濾紙構(gòu)成電解池。Zn為負(fù)極，則a為陰極，b為陽(yáng)極，Cu為正極。
【解析】A．根據(jù)分析可知，a極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)分析可知，Zn為負(fù)極，陰離子靠近負(fù)極，因此是鹽橋中的向極移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
C．電子沿Zn→a，b→Cu路徑流動(dòng)，在a、b間，通過(guò)離子在電解質(zhì)溶液中的定向移動(dòng)傳導(dǎo)電流，電子不能從溶液中通過(guò)，故C錯(cuò)誤；
D．濾紙b點(diǎn)，發(fā)生反應(yīng)為：，產(chǎn)生的氯氣能將碘離子氧化為碘單質(zhì)，碘單質(zhì)遇到淀粉會(huì)變藍(lán)，故D正確；
故答案選D。
【變式4-2】用石墨電極電解CuCl2溶液如下圖所示，Cu2+向左側(cè)電極遷移。下列分析正確的是
A．通電時(shí)陰極極板增重
B．通電使CuCl2發(fā)生電離
C．a(chǎn)端所連電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
D．常溫下，電路中每轉(zhuǎn)移時(shí)2mle-得到22.4LCl2
【答案】A
【分析】由題干信息Cu2+向左側(cè)電極遷移可知，左側(cè)為陰極，右側(cè)為陽(yáng)極，故a為電源的負(fù)極，b為電源的正極，左側(cè)陰極電極反應(yīng)為：Cu2++2e-=Cu，右側(cè)陽(yáng)極的電極反應(yīng)為：2Cl- -2e-=Cl2↑，據(jù)此分析解題。
【解析】A．由分析可知，通電時(shí)陰極電極反應(yīng)為：Cu2++2e-=Cu，則該電極極板增重，A正確；
B．電解質(zhì)的電離是在水分子或受熱熔融條件下，而不需要通電，B錯(cuò)誤；
C．由分析可知，a為電源的負(fù)極，a端所連電極即陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，C錯(cuò)誤；
D．常溫下不是標(biāo)準(zhǔn)狀況，則電路中每轉(zhuǎn)移時(shí)2mle-得到1mlCl2，但其體積大于22.4L，D錯(cuò)誤；
故答案為：A。
【變式4-3】用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液，實(shí)驗(yàn)裝置如圖①。電解過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖②，橫坐標(biāo)表示電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，縱坐標(biāo)表示電解過(guò)程中產(chǎn)生氣體的總體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。則下列說(shuō)法正確的是
A．電解過(guò)程中，b 電極表面先有紅色物質(zhì)析出，后有氣泡產(chǎn)生
B．a(chǎn)電極上發(fā)生的反應(yīng)方程式為：2H2O +2e-= 2OH-+ H2↑和 2H2O-4e-= 4H+ + O2↑
C．曲線0～P段表示H2和O2混合氣體的體積變化，曲線 P～Q段表示O2的體積變化
D．從開(kāi)始到Q點(diǎn)時(shí)收集到的混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為17g?ml-1
【答案】D
【分析】如圖裝置，電流從正極流向負(fù)極，可以得到， b電極為陽(yáng)極失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，a 電極為陰極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液，陽(yáng)極始終是生成氧氣，陰極先是銅離子生成銅，然后是溶液中的氫離子生成氫氣。
【解析】A．根據(jù)分析可知，b電極為陽(yáng)極，陽(yáng)極始終是生成氧氣，A錯(cuò)誤；
B．a(chǎn) 電極為陰極，先是銅離子生成銅，然后是溶液中的氫離子生成氫氣，離子方程式為：，，B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)分析，曲線0～P段表示O2的體積變化，曲線 P～Q段表示H2和O2混合氣體體積的變化，C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)圖②中P點(diǎn)收集到的是氧氣體積為1.12L，對(duì)應(yīng)物質(zhì)的量為0.05ml，Q點(diǎn)收集到的是氫氣和和氧氣的混合氣，總體積為3.36L，對(duì)應(yīng)混合氣體的物質(zhì)的量為0.15ml，曲線 P～Q段表示H2和O2混合氣體物質(zhì)的量之比為2:1；故曲線0～Q段其中氧氣和氫氣都是0.1ml，則混合氣的平均摩爾質(zhì)量為（2＋32）g/ml÷2＝17g/ml，D正確；
故選D。
▉題型5 電解池原理的應(yīng)用
【例5】利用電解法可將含有Fe、Zn、Ag、Pt等雜質(zhì)的粗銅提純，下列敘述錯(cuò)誤的是
A．電解時(shí)以粗銅作陽(yáng)極
B．電解時(shí)陽(yáng)極上金屬的放電順序?yàn)閆n、Fe、Cu
C．精銅連接電源負(fù)極，其電極反應(yīng)為
D．電解后，電解槽底部會(huì)形成含少量Ag、Pt等金屬的陽(yáng)極泥
【答案】C
【解析】A．將含有Fe、Zn、Ag、Pt等雜質(zhì)的粗銅提純時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，精銅連接電源負(fù)極作陰極，A正確；
B．越活潑的金屬，越易失去電子，陽(yáng)極金屬的放電順序?yàn)閆n、Fe、Cu，B正確；
C．電解精煉時(shí)，精銅連接電源負(fù)極，作陰極，電極反應(yīng)為，C錯(cuò)誤；
D．Ag、Pt等金屬不如銅活潑，沉淀在陽(yáng)極底部成為陽(yáng)極泥，D正確；
故選C。
【變式5-1】利用陽(yáng)離子交換膜和過(guò)濾膜制備高純度Cu的裝置如圖所示，下列敘述錯(cuò)誤的是
A．電極A是粗銅，電極B是純銅
B．電路中通過(guò)1 ml電子，溶解32 g粗銅
C．溶液中向電極A遷移
D．膜A是過(guò)濾膜，阻止陽(yáng)極泥及雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)
【答案】B
【解析】A．精煉銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，根據(jù)裝置圖可知，電極A為粗銅，電極B為純銅，A正確；
B．粗銅中含其他活潑金屬雜質(zhì)，也會(huì)失電子被溶解，當(dāng)電路中通過(guò)1 ml電子時(shí)，溶解的粗銅質(zhì)量不確定，B錯(cuò)誤；
C．根據(jù)電解原理，向陽(yáng)極(電極A)移動(dòng)，C正確；
D．膜A為過(guò)濾膜，阻止陽(yáng)極泥及雜質(zhì)進(jìn)入陰極區(qū)，膜B為陽(yáng)離子交換膜，D正確；
答案選B。
【變式5-2】鐵釘鍍銅的實(shí)驗(yàn)如圖所示，有關(guān)說(shuō)法不正確的是
A．砂紙打磨過(guò)的鐵釘先用堿浸泡以除去油污，再用鹽酸除銹
B．鐵釘與直流電源正極相連，銅與直流電源負(fù)極相連，將兩極平行浸入電鍍液中
C．在以硫酸銅溶液為主的電鍍液中加入一些氨水制成銅氨溶液，可使鍍層光亮
D．電鍍一段時(shí)間后，在鐵釘表面可看到光亮的紫紅色物質(zhì)，銅片逐漸變薄
【答案】B
【分析】鐵釘鍍銅實(shí)驗(yàn)，鍍件鐵釘作為陰極，外接電源負(fù)極，b為負(fù)極；鍍層銅作為陽(yáng)極，外接電源正極，a為正極。
【解析】A．砂紙打磨過(guò)的鐵釘先用堿浸泡以除去油污，再用鹽酸除銹，A正確；
B．據(jù)分析，鐵釘與直流電源負(fù)極相連，銅與直流電源正極相連，將兩極平行浸入電鍍液中，B錯(cuò)誤；
C．在以硫酸銅溶液為主的電鍍液中加入一些氨水制成銅氨溶液，可使鍍層光亮，C正確；
D．電鍍一段時(shí)間后，在鐵釘表面生成銅單質(zhì)，可看到光亮的紫紅色物質(zhì)，陽(yáng)極銅片逐漸氧化成離子進(jìn)入溶液，銅片變薄，D正確；
故選B。
【變式5-3】傳統(tǒng)氯堿工業(yè)能耗大，通過(guò)如圖改進(jìn)的設(shè)計(jì)可大幅度降低能耗，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．與電極A相連的是電源的正極
B．電極B的電極反應(yīng)式為：
C．選用陽(yáng)離子交換膜，右室能獲得濃度較高的NaOH溶液
D．該設(shè)計(jì)可大幅度降低能耗主要因?yàn)殡姌OB上反應(yīng)物的氧化性提高了
【答案】B
【分析】電極A是氯離子變?yōu)槁葰?，化合價(jià)升高，失去電子，是電解池陽(yáng)極，電極B為陰極，據(jù)此解答。
【解析】A．電極A是氯離子變?yōu)槁葰猓蟽r(jià)升高，失去電子，是電解池陽(yáng)極，因此電極A接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A正確；
B．電極B為陰極，通入氧氣，氧氣得到電子，其電極反應(yīng)式為：，故B錯(cuò)誤；
C．右室生成氫氧根，應(yīng)選用陽(yáng)離子交換膜，左邊的鈉離子進(jìn)入到右邊，在右室獲得濃度較高的NaOH溶液，故C正確；
D．改進(jìn)設(shè)計(jì)中增大了氧氣的量，提高了電極B處的氧化性，通過(guò)反應(yīng)物的氧化性來(lái)降低電解電壓，減少能耗，故D正確；
答案選B。
【變式5-4】我國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)如下圖所示的電解池，實(shí)現(xiàn)了海水直接制備氫氣技術(shù)的綠色化。該裝置工作時(shí)陽(yáng)極無(wú)生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為。下列說(shuō)法不正確的是
A．a(chǎn)電極反應(yīng)式為
B．離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜
C．電解時(shí)海水中動(dòng)能高的氣態(tài)水分子可穿過(guò)PTFE膜
D．海水為電解池補(bǔ)水的速率為
【答案】B
【分析】由圖可知，該裝置為電解水制取氫氣的裝置，a電極與電源正極相連，為電解池的陽(yáng)極，b電極與電源負(fù)極相連，為電解池的陰極，陰極反應(yīng)為，陽(yáng)極反應(yīng)為，電池總反應(yīng)為，據(jù)此解答。
【解析】A．a(chǎn)電極與電源的正極相連，故a電極為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為，A正確；
B．該裝置工作時(shí)陽(yáng)極無(wú)Cl2生成且KOH濃度不變，陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)為，為保持離子濃度不變，則陰極產(chǎn)生的離子要通過(guò)離子交換膜進(jìn)入陽(yáng)極室，即離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜，B錯(cuò)誤；
C．電解時(shí)電解槽中不斷有水被消耗，海水中的動(dòng)能高的水可穿過(guò)PTFE膜，為電解池補(bǔ)水，C正確；
D．由電解總反應(yīng)可知，每生成1mlH2要消耗1mlH2O，生成H2的速率為，則補(bǔ)水的速率也應(yīng)是，D正確；
故選B。
▉題型6 金屬的腐蝕與防護(hù)
【例6】下圖是模擬金屬電化學(xué)腐蝕與防護(hù)原理的示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的是
A．若X為食鹽水，K未閉合，F(xiàn)e棒上B點(diǎn)鐵銹最多
B．若X為食鹽水，K與M連接，石墨附近pH最大
C．若X為稀鹽酸，K分別與M、N連接，F(xiàn)e腐蝕情況前者更慢
D．若X為稀鹽酸，K與M連接，石墨上電極反應(yīng)為：
【答案】C
【解析】A．若X為食鹽水，K未閉合，F(xiàn)e棒上B點(diǎn)處水面上鐵與空氣及水蒸氣接觸，最易發(fā)生腐蝕，鐵銹最多，A正確；
B．若X為食鹽水，K與M連接，形成原電池，碳棒為正極，發(fā)生吸氧腐蝕，，氫氧根離子濃度增大，pH最大，B正確；
C．若X為稀鹽酸，K分別與M、N連接，都形成原電池，接M時(shí)鐵為負(fù)極，腐蝕加快，而接N時(shí)鐵為正極，被保護(hù)，F(xiàn)e腐蝕情況前者更快，C錯(cuò)誤；
D．若X為稀鹽酸，K與M連接，石墨上氫離子得電子產(chǎn)生氫氣，電極反應(yīng)為，D正確；
故答案選C。
【變式6-1】某化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用如圖所示裝置探究鋼鐵的腐蝕與防護(hù)，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
【答案】C
【解析】A．海水為中性溶液，一般發(fā)生吸氧腐蝕，A錯(cuò)誤；
B．鋅比鐵活潑，連接鋅，保護(hù)鐵不被腐蝕，B錯(cuò)誤；
C．氯化銨水解呈酸性，形成原電池，銅為正極，析出氫氣，C正確；
D．分別與外接電源的負(fù)極和正極相連，為外加電源保護(hù)法，D錯(cuò)誤；
答案選C。
【變式6-2】下列有關(guān)金屬腐蝕的說(shuō)法不正確的是
A．鍍層破損的白鐵皮(鍍鋅)比馬口鐵(鍍錫)更易被腐蝕
B．電解精煉粗銅時(shí)，陽(yáng)極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量不一樣
C．用氯化鐵溶液腐蝕銅板制作印刷電路板
D．鋁片經(jīng)過(guò)濃硫酸處理后表面生成致密的氧化膜可保護(hù)鋁
【答案】A
【解析】A．鋅比鐵活潑，形成原電池時(shí)，鋅作負(fù)極，能保護(hù)鐵不受腐蝕，錫沒(méi)有鐵活潑，形成原電池時(shí)，錫作正極，能加速鐵腐蝕，所以鍍層破損的白鐵皮(鍍鋅)比馬口鐵(鍍錫)難被腐蝕，A不正確；
B．電解精煉粗銅時(shí)，陽(yáng)極的Cu、Zn、Fe都會(huì)失去電子，Au、Ag等成為陽(yáng)極泥，質(zhì)量減少，陰極只有Cu2+獲得電子，生成的Cu附著在陰極表面，質(zhì)量增加，且二者質(zhì)量變化不一樣，B正確；
C．用氯化鐵溶液腐蝕銅板制作印刷電路板，發(fā)生反應(yīng)2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，C正確；
D．鋁片經(jīng)過(guò)濃硫酸處理后，表面發(fā)生鈍化，生成致密的氧化膜，阻止內(nèi)部鋁被進(jìn)一步腐蝕，可保護(hù)鋁，D正確；
故選A。
【變式6-3】化學(xué)小組研究金屬的電化學(xué)腐蝕，實(shí)驗(yàn)如下：
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．實(shí)驗(yàn)Ⅰ中鐵釘周邊出現(xiàn)藍(lán)色，銅片周邊略顯紅色
B．實(shí)驗(yàn)Ⅱ中鐵釘周邊出現(xiàn)紅色，鋅片周邊未見(jiàn)明顯變化
C．實(shí)驗(yàn)I、Ⅱ均發(fā)生吸氧腐蝕，正極的電極反應(yīng)式為：O2+4H++4e?=2H2O
D．對(duì)比實(shí)驗(yàn)I、Ⅱ可知，生活中鍍鋅鐵板比鍍銅鐵板在鍍層破損后更耐腐蝕
【答案】C
【分析】實(shí)驗(yàn)I中，鐵更活潑，發(fā)生吸氧腐蝕，鐵為負(fù)極，失電子，生成亞鐵離子，銅為正極，發(fā)生電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e?=4OH-；實(shí)驗(yàn)Ⅱ中，Zn更活潑，做負(fù)極，失電子，生成鋅離子，從而保護(hù)了鐵不被腐蝕，鐵做正極，電極反應(yīng)式和實(shí)驗(yàn)I中銅電極相同。
【解析】A．實(shí)驗(yàn)I中，鐵更活潑，為負(fù)極，失電子生成亞鐵離子，遇K3[Fe(CN)6]溶液顯藍(lán)色，銅做正極，電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e?=4OH-，酚酞遇堿變紅，A正確；
B．實(shí)驗(yàn)Ⅱ中，鐵做正極，電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e?=4OH-，酚酞遇堿變紅，而鋅為負(fù)極，失電子生成鋅離子，無(wú)明顯現(xiàn)象，B正確；
C．實(shí)驗(yàn)I發(fā)生吸氧腐蝕，實(shí)驗(yàn)Ⅱ鐵被保護(hù)，正極的電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e?=4OH-，C錯(cuò)誤；
D．對(duì)比實(shí)驗(yàn)I、Ⅱ可知，鍍銅鐵板在鍍層破損后鐵為負(fù)極，更易被腐蝕，D正確；
本題選C。
【變式6-4】下列關(guān)于金屬的腐蝕與防護(hù)說(shuō)法正確的是
A．圖①中往電極區(qū)滴入2滴鐵氰化鉀溶液，溶液中產(chǎn)生藍(lán)色沉淀
B．圖②中鐵絲不易生成
C．圖③中金屬比鐵活潑，防護(hù)過(guò)程中電子流入金屬
D．圖④中鋼鐵閘門(mén)連接電源的正極可減緩其腐蝕速率
【答案】B
【解析】A．因?yàn)殇\比鐵活潑，所以鋅為負(fù)極，失去電子生成Zn2+，鐵為正極，鐵被保護(hù)，故圖①中往Fe電極區(qū)滴入2滴鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]溶液，不能產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，A錯(cuò)誤；
B．圖②試管內(nèi)為干燥的空氣，鐵不易發(fā)生腐蝕，B正確；
C．圖③金屬M(fèi)活潑為負(fù)極，鐵為正極，防護(hù)過(guò)程中電子由金屬M(fèi)流入鐵，C錯(cuò)誤；
D．圖④鋼閘門(mén)連接電源負(fù)極作陰極，可防止鋼閘門(mén)失電子被腐蝕，減緩其腐蝕速率，D錯(cuò)誤；
故選B。
【變式6-5】港珠澳大橋是我國(guó)一項(xiàng)偉大的工程，工程中大量使用先進(jìn)的防腐措施。下列分析錯(cuò)誤的是
A．鋼構(gòu)件表面噴涂環(huán)氧樹(shù)脂涂層隔絕空氣和水
B．主梁鋼板使用的耐候鋼是一種具有抗腐蝕性的合金
C．將橋體與電源負(fù)極相連，利用了外加電流的陰極保護(hù)法
D．水下鋼柱鑲鋁塊作為犧牲陽(yáng)極的材料，利用了電解原理
【答案】D
【解析】A．鋼構(gòu)件表面噴涂環(huán)氧樹(shù)脂涂層，能隔絕空氣和水，從而防止鋼鐵被腐蝕，A正確；
B．耐候鋼是一定量的銅以及磷、鉻、鎳、鈦、釩等耐腐蝕元素制成的，具有普通鋼材的易延展、高強(qiáng)度、抗疲勞等特性，是一種具有抗腐蝕性的合金，B正確；
C．將橋體與電源負(fù)極相連，利用了外加電流的陰極保護(hù)法，使橋體成為陰極，避免鋼鐵失去電子被腐蝕，C正確；
D．水下鋼柱鑲鋁塊，鋁的活潑性比鐵強(qiáng)，鋁作原電池負(fù)極，鐵作原電池正極，從而達(dá)到抗腐蝕目的，其原理為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，利用了原電池原理，D錯(cuò)誤；
故選D。題型1原電池的工作原理
題型2原電池原理的應(yīng)用
題型3化學(xué)電源
題型4電解池的工作原理
題型5電解池原理的應(yīng)用
題型6金屬的腐蝕與防護(hù)
裝置
甲
乙
丙
現(xiàn)象
金屬A不斷溶解
C的質(zhì)量增加
A上有氣體產(chǎn)生
選項(xiàng)
a、b連接方式
X成分
Y成分
結(jié)論
A
直接相連
海水
石墨
鐵發(fā)生析氫腐蝕
B
直接相連
河水
鋅
鐵發(fā)生吸氧腐蝕
C
直接相連
飽和溶液
銅
Y電極上有氣泡產(chǎn)生
D
分別與電源負(fù)極、正極相連
食鹽水
石墨
犧牲陽(yáng)極法
序號(hào)
實(shí)驗(yàn)I
實(shí)驗(yàn)Ⅱ
實(shí)驗(yàn)

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