归纳与整理优秀完整教案

必考部分

第六章

第17讲

题组一

原电池正、负极判断及电极反应式的书写

1．(2013新课标Ⅰ卷)银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是(

) A．处理过程中银器一直保持恒重

B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银

C．该过程中总反应为2Al＋3Ag2S===6Ag＋Al2S3

D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl 【答案】B 【解析】负极反应为2Al－6e===2Al；正极反应为3Ag2S＋6e===6Ag＋3S。溶液中的Al与S进一步发生反应2Al＋3S＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，故总反应为3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑，C项错误；由总反应式可知Ag2S转化为Ag，银器质量减轻，A项错误；黑色褪去说明Ag2S转化为Ag，D项错误；银器为正极，Ag2S被还原为Ag，B项正确。

2．(2014福建卷)某原电池装置如下图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2===2AgCl。下列说法正确的是(

) 3＋2－3＋2－－3＋－2－

A．正极反应为AgCl＋e===Ag ＋Cl B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成

C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变

D．当电路中转移0.01 mol e时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子

【答案】D 【解析】A项正确的正极反应式为Cl2＋2e===2Cl，错误；B项由于阳离子交换膜只允许阳离子通过，故在左侧溶液中才会有大量白色沉淀生成，错误；C项若用NaCl溶液代替盐酸，但电池总反应不变，错误；D项当电路中转移0.01 mol e时，交换膜左侧产生0.01 mol Ag与盐酸反应产生AgCl沉淀，同时约有0.01 mol H通过阳离子交换膜转移到右侧溶液中，故左侧溶液共约0.02 mol离子减少，正确。

3．某同学组装了下图所示的电化学装置Ⅰ和Ⅱ，下列叙述正确的是(

) ＋＋－－－－－－ 版权所有：中华资源库

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A．装置Ⅰ：铁极会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色

B．装置Ⅰ：电流方向由铁极→→铜极 C．装置Ⅱ：碳极上有无色气体产生

D．装置Ⅱ：铁极发生还原反应

【答案】A 【解析】装置Ⅰ：Cu－Fe原电池，铁作负极，失电子发生反应生成浅绿色的Fe，铜作正极，电解质溶液中的铜离子得到电子发生还原反应，电流方向为正极→○A→负极，故A对B错；装置Ⅱ：金属铁发生吸氧腐蚀，碳极上是氧气得电子，发生还原反应，铁极失电子发生氧化反应，故C、D均错误。

4．有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A物质的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如下图所示。

2＋

(1)电池正极的电极反应式是___________________________________。 (2)电解质溶液的pH________(填写“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)A物质是______________________(写化学式)。

【答案】(1)N2＋8H＋6e===2NH4

(2)增大

(3)NH4Cl 题组二

原电池工作原理的综合分析与应用

5．(2014新课标Ⅱ卷)2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是(

) ．．＋－＋

A．a为电池的正极

B．电池充电反应为LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi 版权所有：中华资源库

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C．放电时，a极锂的化合价发生变化

D．放电时，溶液中的Li从b向a迁移

【答案】C 【解析】根据题给装置图判断，b的电极材料中含有活泼金属Li，反应中易失电子，发生氧化反应，作原电池的负极，电极反应式为Li－e===Li，电极a是原电池的正极，电极反应式为Li1－xMn2O4＋xLi＋xe===LiMn2O4，电池反应为Li1－xMn2O4＋xLi===LiMn2O4。综上所述，a是原电池的正极，A正确；电池充电反应为原电池反应的逆反应，即LiMn2O4===Li1－x＋－－＋＋Mn2O4＋xLi，B正确；放电时，a极锰的化合价发生变化，Li的化合价没有变化，C错误；＋放电时，溶液中的Li从b向a迁移，D正确。

6．(2013广东卷节选)(1)能量之间可以相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。

限选材料：ZnSO4(aq)、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)；铜片、铁片、锌片和导线。

①完成原电池甲的装置示意图(见下图)，并作相应标注。

甲

要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。

②以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极________。

③甲、乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是______，其原因是________________________________________________________________________。

(2)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在(1)的材料中应选__________作阳极。

【答案】(1)①装置图如下

②电极逐渐溶解

③甲

可以避免活泼金属与电解质溶液(如Zn和CuSO4)接触，从而提供稳定电流

(2)Zn 【解析】(1)由题给试剂，结合原电池的形成条件，可知可以组合的原电池有锌铜、锌 版权所有：中华资源库

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铁、铁铜原电池。由图示所给电子移动方向，可知左边为负极(活泼金属)、右边为正极(不活泼金属)，则组装的原电池可以如下：

由所给的电极材料可知，当铜片作电极时，铜片一定是正极，则负极是活泼的金属(失电子发生氧化反应)，反应的现象是电极逐渐溶解。以Zn和Cu作电极为例，如果不用盐桥则Zn与CuSO4反应，置换出的XCu附着在Zn表面，阻碍Zn与CuSO4的接触，不能提供稳定电流。

(2)根据牺牲阳极的阴极保护法可知，被保护的金属作阴极，即Zn作为阳极。

7．铜在工农业生产中有着广泛的用途。

(1)配制CuSO4溶液时需加入少量稀H2SO4，其原因是________________________ ________________________________________________(只写离子方程式)。 (2)某同学利用制得的CuSO4溶液，进行以下实验探究。

①图甲是根据反应Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4设计成铁铜原电池，请图甲中的横线上完成标注。

②图乙中，Ⅰ是甲烷燃料电池的示意图，该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜，则应在a处通入______ (填“CH4”或“O2”)，b处电极上发生的电极反应式为______________===4OH；

若把Ⅱ中电极均换为惰性电极，电解液换为含有0.1 mol NaCl溶液400 mL，当阳极产生的气体为448 mL(标准状况下)时，溶液的pH为________(假设溶液体积变化忽略不计)。

【答案】(1)Cu＋2H22＋2－＋2H

＋(2)①②CH4

O2＋4e＋2H2O 13 －

(2)②n(Cl2)＝448÷22 400＝0.02 mol 版权所有：中华资源库

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由2NaCl＋2H2O===Cl2↑＋H2↑＋2NaOH

1

2 电解产生n(OH)＝0.02 mol×2＝0.04 mol c(OH)＝0.04 mol÷(400 mL /1 000 mL·L)＝0.1 mol·L

pOH＝－lg 0.1＝1，故pH＝14－1＝13。

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