2015电化学习题答案

2015年浙江高考化学电化学部分专项复习 有答案【10-1专练】（2013年绍兴市高三教学质量调测）航天器中常使用可充电电池，构造示意图如右图（氢化物电极为储氢金属，可看做H2直接参加反应）。

白天太阳能帆板发电，将一部分电量储存在镍氢电池里，夜晚镍氢电池供电。

下列说法正确的是（ ）A ．在使用过程中此电池要不断补充水B ．放电时NiOOH 在电极上发生氧化反应C ．充电时阴极区电解质溶液pH 升高D ．充电时阴极反应为Ni(OH)2－e －+OH －= NiOOH+H 2O【10-2专练】（新梦想-新教育-新阵地-联谊学校联考）加碘食盐中含有碘酸钾(KIO 3)，现以电解法制备碘酸钾，实验装置如图所示。

先将一定量的碘溶于过量氢氧化钾溶液，发生反应：3I 2+6KOH=5KI+KIO 3+3H 2O ，将该溶液加入阳极区，另将氢氧化钾溶液加入阴极区，开始电解。

下列说法正确的是（ ）A ．a 极区的KI 将转化为KIO 3B ．电解过程中OH -从a 极区通过离子交换膜c 进入b 极区C ．b 极的电极反应式为：2H 2O-4e -= O 2↑+4H+ D ．理论上电解生成1molKIO 3，转移的电子数为5N A【10-3专练】（2013年浙江理综样卷）设计如下装置探究HCl 溶液中阴、阳离子在电场中的相对迁移速率（已知：Cd 的金属活动性大于Cu ）。

恒温下，在垂直的玻璃细管内，先放CdCl 2溶液及显色剂，然后小心放入HCl 溶液，在aa’处形成清晰的界面。

通电后，可观察到清晰界面缓缓向上移动。

下列说法不正确的是（ ）A ．通电时，H +、Cd 2+向Pt 电极迁移，Cl -向Cd 电极迁移B ．装置中总反应的化学方程式为：Cd + 2HCl 通电CdCl 2 + H 2↑C ．一定时间内，如果通过HCl 溶液某一界面的总电量为5.0 C ，测得H +所迁移的电量为4.1 C ，说明该HCl 溶液中H +的迁移速率约是Cl -的4.6倍D ．若电源正负极反接，则下端产生大量Cl 2，使界面不再清晰，实验失败【10-4专练】（浙江建人高复2012学年高三年级第五次月考）瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害，一种瓦斯分析仪（下图甲）能够在煤矿巷道中的甲烷浓度达到一定浓度时，可以通过传感器显示。

2015电化学专题 （2015新课标2）二氧化氯（ClO 2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂，答下列问題：（1）工业上可用KC1O 3与Na 2SO 3在H 2SO 4存在下制得ClO 2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为（2）实验室用NH 4Cl 、盐酸、NaClO 2(亚氯酸钠）为原料，通过以下过程制备ClO 2：【答案】（3）①2ClO 2＋10I －＋8H ＋＝2Cl －＋5I 2＋4H 2O ②吸收残余的二氧化氯气体（避免碘的逸出）③淀粉溶液；溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变 ④0.02700 （4）d解：（1）KClO 3在H 2SO 4存在下与Na 2SO 3反应制得ClO 2，可知SO 32-被氧化成SO 42-，由电子、电荷守恒可知该离子反应为2ClO 3-+SO 32-+2H +═2ClO 2+SO 42-+H 2O ，氧化剂为KClO 3，还原剂为Na 2SO 3，由离子反应可知该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为2：1，故答案为：2：1；（2）①由生产流程可知氯化铵在盐酸溶液中电解，阴极生成氢气，阳极生成NCl 3，电解方程式为NH 4Cl+2HCl=NCl 3+3H 2↑，故答案为：NH 4Cl+2HCl=NCl 3+3H 2↑；②在NCl 3溶液中加入NaClO 2，可生成ClO 2、NH 3和X ，溶液X 中大量存在的阴离子有Cl -、OH -，故答案为：Cl -、OH -；③a ．ClO 2易溶于水，不能利用饱和食盐水吸收氨气，故错误；b ．碱石灰不能吸收氨气，故错误；c ．浓硫酸可以吸收氨气，且不影响ClO 2，故正确；d ．ClO 2易溶于水，不能利用水吸收氨，故错误；故答案为：c ；（3）①由题目信息可知，ClO 2通入锥形瓶与酸性碘化钾溶液反应，氧化I -为I 2，自身被还原为Cl -，同时生成水，反应离子方程式为2ClO 2+10I -+8H +═2Cl -+5I 2+4H 2O ，故答案为：2ClO 2+10I -+8H +═2Cl -+5I 2+4H 2O ；②玻璃液封装置的作用是吸收残留的ClO 2气体（避免碘的逸出），故答案为：吸收残留的ClO 2气体（避免碘③V 中加入的指示剂通常为淀粉溶液，滴定至终点的现象是溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色，故答案为：淀粉溶液；溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色；④含有Na 2S 2O 3物质的量为0.02 L×0.1mol/L=0.002 mol ，则：根据关系式：2ClO 2～5I 2～10Na 2S 2O 3，2 10n （ClO 2） 0.002mol所以n （ClO 2）=0.0004mol ，所以m （ClO 2）=0.004 mol×67.5g/mol=0.02700g ，故答案为：0.02700；（4）若要除去超标的亚氯酸盐，ac 均不能还原亚氯酸盐，b 中KI 具有还原性但氧化产物不适合饮用水使用，只有d 中Fe 2+将ClO 2-还原成Cl -，Fe 2+ 被氧化为铁离子，且铁离子水解生成胶体可净化饮用水，则最适宜的是d ，故答案为：d ．（2014新课标2）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（ C ）A ．a 为电池的正极B ．电池充电反应为LiMn 2O 4=Li 1-x Mn 2O 4+xLiC ．放电时，a 极锂的化合价发生变化D ．放电时，溶液中Li +从b 向a 迁移【解析】根据题给装置图判断，电极b 是原电池的负极，电极反应式为Li-e - =Li +，电极a 是原电池的正极，电极反应为LiMn 2O 4 +xLi +xe - =Li 1-x Mn 2O 4。

电化学原理试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列关于电化学的说法，错误的是（）A. 电化学反应中有电子的转移B. 电化学反应分为氧化反应和还原反应C. 电化学反应不需要外界提供能量D. 电化学反应中，电极上发生的是氧化还原反应答案：C2. 下列哪个不是电解质（）A. NaClB. H2SO4C. C6H12O6（葡萄糖）D. KOH答案：C3. 下列关于原电池的说法，错误的是（）A. 原电池是一种将化学能转化为电能的装置B. 原电池的两极分别是阳极和阴极C. 原电池中，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应D. 原电池工作时，电子从阳极流向阴极答案：B4. 下列关于电解池的说法，错误的是（）A. 电解池是一种将电能转化为化学能的装置B. 电解池的两极分别是阴极和阳极C. 电解池中，阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应D. 电解池工作时，电子从阴极流向阳极答案：D5. 下列关于电极电位的说法，错误的是（）A. 电极电位是电极与溶液之间电位差的绝对值B. 标准电极电位是指电极在标准状态下的电极电位C. 电池的电动势等于正极电极电位减去负极电极电位D. 电极电位的大小反映了电极得失电子的能力答案：A二、填空题（每题3分，共30分）6. 在原电池中，负极发生______反应，正极发生______反应。

答案：氧化、还原7. 电解质溶液导电的主要载体是______和______。

答案：阳离子、阴离子8. 在电解过程中，阴极附近溶液的______浓度逐渐增大，阳极附近溶液的______浓度逐渐增大。

答案：阳离子、阴离子9. 电池的电动势等于______电极电位减去______电极电位。

答案：正极、负极10. 下列反应在酸性溶液中，氧化剂是______，还原剂是______。

MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O答案：MnO4-、Fe2+11. 在下列反应中，氧化产物是______，还原产物是______。

2016-2021高考电化学真题含解析（原电池、电解池、燃料电池）一、单选题乙醛酸是一种重要的化工中间体，可采用如图所示的电化学装置合成。

图中的双极膜中间层中的H2O解离为H+和OH−，并在直流电场作用下分别向两极迁移。

下列说法正确的是( )A.KBr在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B.阳极上的反应式为：+2H++2e−→+H2OC.制得2mol乙醛酸，理论上外电路中迁移了1mol电子D.双极膜中间层中的H+在外电场作用下向铅电极方向迁移1.沿海电厂采用海水为冷却水，但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率。

为解决这一问题，通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示)，通入一定的电流。

下列叙述错误的是( )A.阳极发生将海水中的Cl−氧化生成Cl2的反应B.管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClOC.阴极生成的H2应及时通风稀释安全地排入大气D.阳极表面形成的Mg(OH)2等积垢需要定期清理2.如图所示电解装置中，通电后石墨电极Ⅱ上有O2生成，Fe2O3逐渐溶解，下列判断错误的是( )A.a是电源的负极B.通电一段时间后，向石墨电极Ⅱ附近滴加石蕊溶液，出现红色C.随着电解的进行，CuCl2溶液浓度变大D.当0.01molFe2O3完全溶解时，至少产生气体336mL(折合成标准状况下)3.某全固态薄膜理离子电池截面结构如图所示，电极A为非晶硅薄膜，充电时Li+得电子成为Li嵌入该薄膜材料中;电极B为LiCoO2薄膜;集流体起导电作用。

下列说法不正确的是()A.充电时，集流体A与外接电源的负极相连B.放电时，外电路通过amol电子时，LiPON薄膜电解质损失C.放电时，电极B为正极，反应可表示为Li1−x CoO2+xLi++xe−=LiCoO2D.电池总反应可表示为Li x Si+Li1−x CoO2Si+LiCoO24.镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如图(L为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。

高考化学试题分类汇编电化学基础1.（北京高考8）结合下图判断，下列叙述正确的是A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护B. Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－＝Fe2＋C. Ⅰ和Ⅱ中正极均被消耗D. Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀2.（福建高考11）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。

该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。

关于该电池的下列说法不正确．．．的是A．水既是氧化剂又是溶剂B．放电时正极上有氢气生成C．放电时OH－向正极移动D．总反应为：2Li＋2H2O=== 2LiOH＋H2↑3.（广东高考12）某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。

下列叙述不正确．．．的是A、a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B、a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋+2e－= CuC、无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色D、a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动4.（山东高考15）以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B.因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C.电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D.镀锌层破损后对铁制品失去保护作用5.（新课标全国）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确．．．的是A. 电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB. 电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2C. 电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D. 电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O6.(海南)一种充电电池放电时的电极反应为H2+2OH--2e-=2H2O；NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是A. H2O的还原B. NiO(OH)的还原C. H2的氧化D. NiO(OH) 2的氧化7（海南）根据下图，下列判断中正确的是A.烧杯a中的溶液pH升高B.烧杯b中发生氧化反应C.烧杯a中发生的反应为2H++2e-=H2D.烧杯b中发生的反应为2Cl--2e-=Cl28．(全国I卷10)用石墨做电极电解CuSO4溶液。

1．【2017新课标1卷】支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。

下列有关表述不正确的是A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整【答案】C【名师点睛】该题难度较大，明确电化学原理是以及金属的防腐蚀原理是解答的关键，钢管桩表面腐蚀电流的理解是难点，注意题干信息的挖掘，即高硅铸铁为惰性辅助阳极，性质不活泼，不会被损耗。

2．【2017新课标2卷】用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为混合溶液。

下列叙述错误的是A．待加工铝质工件为阳极B．可选用不锈钢网作为阴极C．阴极的电极反应式为：D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动【答案】C【解析】A、根据原理可知，Al要形成氧化膜，化合价升高失电子，因此铝为阳极，故A 说法正确；B、不锈钢网接触面积大，能增加电解效率，故B说法正确；C、阴极应为阳离子得电子，根据离子放电顺序应是H＋放电，即2H＋＋2e−=H2↑，故C说法错误；D、根据电解原理，电解时，阴离子移向阳极，故D说法正确。

【名师点睛】本题考查电解原理的应用，如本题得到致密的氧化铝，说明铝作阳极，因此电极方程式应是2Al−6e−＋3H2O=Al2O3＋6H＋，这就要求学生不能照搬课本知识，注意题干信息的挖掘，本题难度不大。

3．【2017新课标3卷】全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+x S8=8Li2S x（2≤x≤8）。

下列说法错误的是A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 gC．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性D．电池充电时间越长，电池中Li2S2的量越多【答案】D【名师点睛】考查二次电池的使用，涉及原电池工作原理，原电池工作时负极发生氧化反应，正极发生还原反应，而电池充电时，原来的负极连接电源的负极为电解池的阴极，发生还原反应，而原来的正极连接电源的正极为电解池的阳极发生氧化反应，解题是通过结合反应原理，根据元素化合价的变化，判断放电时正负极发生的反应，再结合电解质书写电极反应方程式。

专题十一电化学高考试题考点一原电池原理及其应用1.(2013年新课标全国理综Ⅱ,11,6分)“ZEBRA”蓄电池的结构如图所示,电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。

下列关于该电池的叙述错误的是( )A.电池反应中有NaCl生成B.电池的总反应是金属钠还原三价铝离子C.正极反应为:NiCl 2+2e-Ni+2Cl-D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动解析:由该电池的正、负极材料可知,电池反应式为NiCl 2+2Na Ni+2NaCl,因此A正确,B错误;正极为NiCl2,电极反应式为NiCl 2+2e-Ni+2Cl-,C正确;电池工作时,Na+通过钠离子导体由负极移向正极,D正确。

答案:B2. (2013年安徽理综,10,6分)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。

一种热激活电池的基本结构如图所示,其中作为电解质的无水LiCl—KCl混合物受热熔融后,电池即可瞬间输出电能。

该电池总反应为:PbSO 4+2LiCl+Ca CaCl2+Li2SO4+Pb。

下列有关说法正确的是( )A.正极反应式:Ca+2Cl-- 2e-CaCl 2B.放电过程中,Li+向负极移动C.每转移0.1 mol电子,理论上生成20.7 gPbD.常温时,在正负极间接上电流表或检流计,指针不偏转解析:正极上应是PbSO4发生还原反应,生成Pb,A项错误;放电过程中Li+向正极移动,B项错误;由电池总反应式可知,每转移0.1 mol电子,理论上生成0.05 mol Pb,质量为10.35 g,C项错误;常温下,电解质不是熔融态,离子不能自由移动,不能导电,因此连接电流表或检流计,指针不偏转,D项正确。

答案:D3.(2013年江苏化学,1,2分)燃料电池能有效提高能源利用率,具有广泛的应用前景。

下列物质均可用作燃料电池的燃料,其中最环保的是( )A.甲醇B.天然气C.液化石油气D.氢气解析:氢气作为燃料,反应产物只生成水,对环境无任何污染及影响,故D项最环保。

1.（2015新课标Ⅰ）微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。

下列有关微生物电池的说法错误的是 A.正极反应中有CO 2生成 B.微生物促进了反应中电子的转移 C.质子通过交换膜从负极区移向正极区 D.电池总反应为C 6H 12O 6+6O 2=6CO 2+6H 2O 1A2.（2015四川）用右图所示装置除去含CN －、Cl －废水中的CN －时，控制溶液pH 为9~10，阳极产生的ClO －将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确．．．的是 A ．用石墨作阳极，铁作阴极B ．阳极的电极反应式为：Cl －+ 2OH －－2e －= ClO －+ H 2OC ．阴极的电极反应式为：2H 2O + 2e －= H 2↑ + 2OH －D ．除去CN －的反应：2CN －+ 5ClO －+ 2H + = N 2↑ + 2CO 2↑ + 5Cl －+ H 2O2D3.（2015天津）锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是A.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后，甲池的c (SO 42－)减小C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D.阴阳离子离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡 3C4.（2015福建）某模拟“人工树叶”电化学实验装置如右图所示，该装置能将H 2O 和CO 2转化为O 2和燃料(C 3H 8O )。

下列说法正确的是 A ．该装置将化学能转化为光能和电能 B ．该装置工作时，H ＋从b 极区向a 极区迁移 C ．每生成1 mol O 2，有44 g CO 2被还原D ．a 电极的反应为：3C O 2 + 16H ＋-18e －= C 3H 8O+4H 2O 4B5.（2015浙江）在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H 2O —CO 2 混合气体制备H 2和CO 是一种新的能源利用方式， 基本原理如图所示。

第七章 电化学（一）辅导：电化学定义: 研究电能和化学能之间的相互转化及转化过程中有关规律的科学.一 . 基本概念1.导(电)体: 能导电的物质.可分为两类:(1).电子导体(第一类导体): 靠自由电子的定向运动而导电的一类导体.特点: 升高温度,导电能力下降.(2).离子导体(第二类导体): 依靠离子的定向迁移而导电的一类导体.特点: A.发生化学反应.B.升高温度,导电能力增强.2.电极: 与电解质溶液相接触的第一类导体. (电化学中的电极还要包括第一类导体密切接触的电解质溶液)3.电解池: 将接有外电源的两支电极浸入电解质溶液中,迫使两极发生化学反应,将电能转变为化学能的装置.4.原电池: 将两支电极插入电解质溶液中形成的,能自发地在两极发生化学反应,使化学能转化为电能的装置.5.正极: 电势较高的极.6.负极: 电势较低的极.7.阳极: 发生氧化反应的电极. 8.阴极: 发生还原反应的电极.9.电极反应: 在电极上进行的有电子得失的化学反应.10.电极反应规律: 在阳极,电极电势愈负的愈先发生氧化反应,在阴极,电极电势愈正的愈先发生还原反应.11.离子迁移规律: 在电场作用下,阳(正)离子总是向阴极迁移；阴(负)离子总是向阳极迁移.12.电流传导规律: 整个电流在溶液中的传导是由阴阳离子的移动而共同承担的. 13.离子迁移数: 离子j 所运载的电流与总电流之比.14.摩尔电导率: 指把含有1mol 电解质的溶液置于相距为单位距离的电导池的两个平行电极之间时所具有的电导.15.离子强度: 溶液中各种离子的浓度与其价数的平方的乘积之和的一半. 16.可逆电池的必备条件:(1).电池反应可逆. 电池中,在两个电极上分别进行的反应都可以向正、反两个方向可逆的进行.(2).能量的转移可逆. 即通过电池的电流必须十分微小,电极反应是在接近化学平衡的条件下进行的.17.氢标还原电极电势: 规定标准氢电极的电极电势为0V.以标准氢电极为负极,指定电极为正极组成的电池的电动势.18.液体接界电势: 在两种不同溶液或溶液相同但浓度不同的两相界面上存在的电势差.产生的原因: 因溶液中离子的扩散速度不同而引起. 19.可逆电极分类:(1).第一类电极: 将金属置于含该金属元素离子的溶液中构成的电极,又称金属电极.气体电极、卤素电极、汞齐电极及金属-配合物电极也可归入此类.(2).第二类电极: 在金属上覆盖一层该金属的难溶盐后浸入含该难溶盐负离子的溶液中构成的电极.又称难溶盐电极.金属-难溶氧化物电极、难溶氧化物-难溶盐电极均属此类.如:)(|)()(2442m SO s PbSO s PbO -+(3).第三类电极: 将惰性电极插入含有同金属两种不同价态离子的溶液中构成的电极.又称为氧化-还原电极.20.分解电压: 使电解质在两极连续不断地进行分解时所需的最小外加电压. 21.极化: 有电流流过电极时,电极的电极电势偏离平衡电极电势的现象. 22.超电势: 某一电流密度下的电极电势与其平衡电极电势的差值.其值与电极材料、电流密度、电极表面状态、温度、电解质性质和浓度及其中杂质有关.二 . 基本定律1.法拉第第一定律: 通电于电解质溶液后,在电极的两相界面上发生化学变化的物质的物质的量与通入的电量成正比,与一式量该物质发生反应时,参加反应的电子数成反比.2.法拉第第二定律: 通电于串联电解池,在各电极上发生反应的物质的物质的量与其氧化数的变化值的乘积都相同;析出物质的质量与其摩尔质量成正比.3. 离子独立迁移定律: 在无限稀释时,每一种离子都是独立移动的,不受其它离子的影响,每一种离子对∞m Λ都有恒定的贡献. 电解质的∞m Λ是正、负离子的摩尔电导率之和.三 . 常用公式1. Fz Q n j j =和F Qz n z n z n j j ====...2211 任意条件2. dldEu r j j ≡ 3. ∑≡≡≡jj j j j Q Q I I t κκ ∞∞≈mjm j Λt ,λ 强电解质稀溶液 (类元电荷计量单元) mjm j j z t Λ,λ≈ 强电解质稀溶液 (化学计量单元)4. ∞-∞+∞+=,,m m mΛλλ (类元电荷计量单元) ∞--∞++∞+=,,m m m v v Λλλ (化学计量单元)5. -+-++=+=r r r u u u t j j j 单种电解质溶液6. ItVF c z t j j j = 界面移动法7. ∑=221jj z m I 电解质溶液 8. c V Λm m κκ=≡)(12-∙∙mol m S 电解质溶液9. RK GK cell cell==κ10.c A m m -=∞ΛΛ 强电解质稀溶液 11.∞=mma ΛΛ 弱电解质稀溶液 12.vB a a ±=θm m r a BBB = θm m r a ±±±= θmm r a jj j = m v v m vv v )(-+-+±=13.I Az r jj 2lg -= 强电解质稀溶液 I z z A r ||lg -+±-= 强电解质稀溶液IIz z A r +-=-+±1||lg 浓度不太大的电解质溶液14.zFE G m r -=∆ 和 θθzFE G m r -=∆15.p m r T EzF S )(∂∂=∆16.])([E TET zF H p m r -∂∂=∆ 17.p m r R TE zFT S T Q )(∂∂=∆= 18.∏-=j v j a zF RT E E ln θ19.θθa K RT zFE ln =20.阳阳析阳阳ηϕϕϕ+==,,,R I阴阴析阴阴ηϕϕϕ-==,,,R I21.j b a lg +=η例. 在298.15K 时,用铜电极电解铜氨溶液.已知溶液中每1000g 水中含CuSO 4 15.96g,NH 3 17.0g,当有0.01 mol 电子的电量通过以后,在103.66g 阳极部溶液中含有2.091gCuSO 4, 1.571gNH 3,试求: (M NH3=17.01g/mol,M CuSO4=159.6g/mol)(1).[Cu(NH 3)x ]2+中x 的值 (2).该配离子的迁移数 解.(1).阳极上的反应为:e m Cu s Cu 2)()(2+→+,阳极部Cu 2+在通电前后物质的量的变化为:)(01.06.1591000)571.1091.266.103(96.15mol n ≈⨯--⨯=原)(0131.06.159091.2mol n ≈=终)(005.0201.0mol n ≈=电因: 迁电原终n n n n -+=)(0019.00131.0005.001.0mol n n n n =-+=-+=终电原迁对NH 3而言:)(10.001.171000)571.1091.266.103(0.17mol n ≈⨯--⨯=原)(0924.001.17571.1mol n ≈=终 )(00764.00924.0100.0mol n n n =-=-=终原迁则:402.40019.000764.0)Cu ()(NH 23≈==+迁迁n n 即[Cu(NH 3)x ]2+中x 的值为4.(2).0.380.0050.0019243])([===+电迁n n t NH Cu例. 电池:)(|)(|)()(222s Cu m CuCl s Cl Hg l Hg s +298.15K 时的电动势为0.06444伏,电动势的温度系数p TE )(∂∂=3.2081410--⋅⨯K V .已知该温度下,2CuCl 的饱和溶解度为 44.01O gH g 2100/,其摩尔质量为134.45mol g /.及:V HgClCl Hg 2676.0/,22=-θϕ, V CuCu 3370.0/2=+θϕ (1).写出电池反应.(2).求该温度下,饱和2CuCl 溶液的活度及活度系数. (3).在该温度下可逆放电时的热.(4).电池反应在烧杯中进行时与环境交换的热. 解: (1).电池反应如下:)()()(2)(222s Cl Hg s Cu l Hg m CuCl s +===+(2).据能斯特公式得:±+-=--=-+-+a FRTa F RT E HgCl Cl Hg Cu Cu CuCl HgCl Cl Hg Cu Cu ln 231ln2/,//,/2222222θθθθϕϕϕϕ即: ±+-=a ln 96485*215.298*314.8*32676.03370.00922.0所以: =±a 0.8792据题,2CuCl 的饱和溶解度为:kg mol /27.345.13410*01.44≈所以: 13/121196.5)2*1(-±⋅==kg mol m m 由定义: θγm m a ±±±=,得: 1692.0196.51*8792.0===±±±m m a θγ(3).由: p m r R TEzFT S T Q )(∂∂=∆=得: )(10457.1810208.3*15.298*96485*2)(134--⋅⨯=⨯=∂∂=mol J TEzFT Q pR(4).当反应在烧杯中等温等压进行时,其交换的热即等压热p Q ,亦即该反应的焓变,而焓是状态函数,故计算电池反应的焓变即可.由: ])([E TE T zF H p m r -∂∂=∆ 得:)(10022.6)06444.010208.3*15.298(*96485*2134--⋅⨯=-⨯=∆m ol J H m r例2. p83.7-32.电池:)(|)(|)0.1(|||)100,(|2232l Hg s Cl Hg dm mol KCl pH kPa g H Pt -⋅的溶液待测在25℃时测得电动势为0.664伏,试计算待测溶液的pH 值. 解: 据题可得电池反应: )()0.1()()(21)(213222l Hg dm mol Cl a H s Cl Hg p H H +⋅+==+--++θ因摩尔电极电势在25℃下有定值0.2800伏,故电池的电动势为:)ln (2222/,/,++---=-=-+H H PtHH Hg Cl Cl Hg a a F RT E θϕϕϕϕ 得: ++=H a lg 43429.0*9648515.2998*314.82800.0664.0所以: 508.6lg =-=+H pH α例3.已知V AgAg 7994.0/=+θϕ,V Pt Fe Fe 770.0/,32=++θϕ, 计算25℃时反应Ag Fe Ag Fe +==++++32的平衡常数θa K .若将适量银粉加到浓度为0.053/dm mol 的33)(NO Fe 溶液中,试计算平衡时+Ag 的浓度.(设各离子活度系数均为1)解: (1).设计电池:)(|)(||)(),(|32312s Ag m Ag m Fe m Fe Pt +++)(0294.0770.07994.0/,/32V E PtFe Fe Ag Ag =-=-=+++θθθϕϕ 因: θθθa m r K RT zFE G ln -=-=∆所以:140.3)15.298*314.80294.0*96485*1exp()exp(===RT zFE K a θθ(2). 设平衡时+Ag 的浓度为c ,则:Ag Fe Ag Fe +==++++32 c c 0.05-c则有: 140.305.0223=-≈=+++c c a a a K Ag Fe Fe a θ即: 3.1402c +c -0.05=0解之得: c =0.043943/dm mol例4.已知电池: Pt p H m HCl p H Pt ),(|)(|)(,2212中,氢气遵从状态方程: ap RT pV m +=,式中1351048.1--⋅⨯=mol m a ,且与温度无关.当氢气的压力θp p 201=,θp p =1时,试: (1).写出电极反应和电池反应. (2).电池在293.15K 时的电动势.(3).当电池放电时,是吸热还是放热? 为什么? 解: (1).负极反应:e m H p H 2)(2)(12+→+正极反应:)(2)(222p H e m H →++ 电池反应:)()(2212p H p H ==(2).据能斯特公式有:θθθp f p f F RT a a F RT a a F RT E E H H H H //ln2ln 2ln 2212,1,1,2,2222==-= 21ln 2f f F RT=由: f RTd dp V d m ln ==μ得: dp a pRTf RTd )(ln += 积分: ⎰⎰+=1212)(ln pp f f dp a pRT f RTd得: )(ln ln 212121p p a p p RT f f RT -+= 所以:)(03780.096485*2101325*)120(1048.120ln 96485*215.293*314.8)(2ln 252121V p p p p Fap p F RT E =-⨯+=-+=-θθ (2).由前术结果得: 21ln 2)(p p F RT E p =∂∂ 所以:)/(10301.720ln 15.293*314.8ln )(321>⨯===∂∂=∆=m ol J pp p p RT TEzFT S T Q p m r r θθ可见,是吸热的.例5. 将两个电极相同但电解质溶液浓度不同的两个电池反向串联如下: --+)()(|)(|))((1s Ag s AgCl m KCl a Hg K m))((|)(|)()(2m a Hg K m KCl s AgCl s Ag +--试: (1).写出该电池的电池反应.(2).要使该电池反应能自发进行,应满足何种条件?解:(1).显然,该电池是由两个电池反向串联而成,其电池反应即为该二电池反应的总各和. 左侧电池的电池反应为:)()()())((1s Ag m KCl s AgCl a Hg K m +==+ 右侧电池反应为:)())(()()(2s AgCl a Hg K s Ag m KCl m +==+则总反应为: )()(12m KCl m KCl ==(2).要使反应能自发进行,即要求:0ln 12>=a a F RT E ,即必须满足: 12a a >或12m m >.例6.设计合适的电池,以便用电动势法测定其指定的热力学函数(要求写出电池表达式和相应函数的计算式):(1).)()()()(22133m Fe m Ag m Fe s Ag ++++=+(2).(s)Cl Hg 22的溶度积sp K(3).)/1.0(kg mol HBr 溶液的离子平均活度系数±r (4).求)(2s O Ag 的分解压(5).)(2l O H 的标准生成吉布斯自由能 (6).)(2l O H 的离子积常数W K(7).求弱酸HA 的离解常数θa K设计电池:)()(|)(),(),(|)(,2s Ag s AgCl m NaCl m NaA m HA p H Pt Cl A H A +--θ 电池反应为:)()()()(21)(2-+-+++=+Cl H a Cl a H s Ag p H s AgCl θ 设各物质的活度系数均为1,则:θm m a H H ++=,θmm a Cl Cl --= 则: )ln(ln 2/12-+-+-=-=Cl H H Cl H m m F RTE a a aF RT E E θθ式中,-Cl m E E ,,θ均为已知,故+H m 可求.对弱酸HA 有:-++======A H HA+-H HA m m +H m +-+H A m m则: )()(++-+++-+-⨯+⨯=-+⨯=H HA H A H H HA H A H a m m m m m m m m m m m m m m K θθθθθ故θa K 可求.例: 电解池: ⊕⋅=Θ-Pt kg mol m CuSO Pt |)0.1(|104已知在电流密度为1002-⋅m A 时氢在铜上的超电势为0.6V,氧在铂上的超电势为0.85V.试求:(1).当Cu 开始析出时的外加电压(2).当外加电压为2.0V 时,溶液中+2Cu 的浓度(3).当2H 开始析出时,溶液中+2Cu 的浓度及外加电压. 解:(1).据题知其电极反应为:正极反应:e mH p O l O H H 2)(2)(21)(22++→++θ负极反应:)(2)(2s Cu e m Cu →++因正极反应与溶液中+H 浓度有关,若设电解刚开始时溶液为中性,即)(100.117--+⋅⨯≈kg mol H ,由能斯特公式可得:Pt O H PtO H HOa F RT /2/,,2221ln 2ηϕϕθ+-=++阳 )(665.185.0)101(1ln 2229.127V F RT =+⨯-=- )(337.011ln 2337.01ln 222/V F RT a F RT Cu CuCu=-=-=++θϕϕ阴 故其分解电压为:)(328.1337.0665.1V E =-=-=阴阳分解ϕϕ(2).当外加电压为2伏时,已大大高于初始外加电压,故认为溶液中的+2Cu 绝大部分已还原析出.但因硫酸的二级电离是弱酸,其电离度仅为1%,若设其水解消耗的+H 浓度为x ,剩余+2Cu 浓度为1m ,则随着电解反应的进行,同时也进行着下列反应(注: 括号内为该离子的平衡浓度):)(])(2[)(410024x HSO x m m H x m SO -+-⇔--+- 故有: x x m x m m K a /)(])(2[0102-⨯--=因溶液中的+2Cu绝大部分已还原析出, 故可近似地有010m m m ≈-, 所以:02)3(20022=++-m x m K x a将01.02=a K 1-⋅kg mol ,0.10=m 1-⋅kg mol 代入解之可得 )(990.01-⋅=kg mol x 平衡时+H 浓度:)(01.1990.00.2)(2110-⋅=-≈--kg mol x m m 则当外加电压为2.0伏时,有:)1ln 2()1ln 2(0.222222//2/,,++++--+-=Cu Cu Cu Pt O H Pt O H H O a F RT a F RT θθϕηϕ 12101ln 2337.085.0])(2[1ln 2229.1m F RT x m m F RT +-+---=201)2(ln 2742.1x m m F RT --≈ 解之得: )(1089.1191kg mol m ⋅⨯≈-(3).设开始析2H 时, +2Cu 的浓度为2m ,当开始析2H 时,必有: Cu Cu PtH H //,22++=ϕϕ,即:22201ln 2337.060.0])(2[1ln 2m F RT x m m F RT -=----显然,此时+2Cu 的浓度比上节条件下的浓度更小,将: )/(01.1990.00.220kg mol x m m H =-=-≈+代入上式可得: 3221010.2-⨯=m )/(kg mol由于在阳极析出氧气,在阴极析出氢气,故此时的电解池实际上为电解水,相应分解电压应为:)(679.2)60.00()85.0229.1()()(//,//,,22222V E Cu H PtHH Pt O Pt O H H O =--+=--+=-=++ηϕηϕϕϕ阴，析阳，析分解（二）习题及答案：一、思考题1. 原电池和电解池有什么不同？2. 测定一个电池的电动势时，为什么要在通过的电流趋于零的情况下进行？否则会产生什么问题？3. 电化学装置中为什么常用KC1饱和溶液做盐桥？4. 下列反应的计算方程写法不同时其MF E 及m r G ∆值是否相同？为什么？)1(Cu Zn 2=++a ====Cu )1(Zn 2+=+a)1(Cu 21Zn 212=++a ====Cu 21)1(Zn 212+=+a 5. 试说明Zn 、Ag 两电极插入HC1溶液中所构成的原电池是不是可逆可池？ 6. 凡 E 为正数的电极必为原电池的正极， E 为负数的电极必为负极，这种说法对不对？为什么？7. 如果按某化学反应设计的原电池所算出的电动势为负值时，说明什么问题？ 8. 超电势的存在是否都有害？为什么？9. HNO 3、H 2SO 4、NaOH 及KOH 溶液的实际分解电压数据为何很接近？ 10. 试比较和说明化学腐蚀与电化学腐蚀的不同特征。

电化学高考真题1．[2015·江苏高考]一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。

下列有关该电池的说法正确的是( )A ．反应CH 4＋H 2O =====催化剂△3H 2＋CO ，每消耗1 mol CH 4转移12 mol 电子B ．电极A 上H 2参与的电极反应为：H 2＋2OH －－2e －===2H 2OC ．电池工作时，CO 2－3向电极B 移动D ．电极B 上发生的电极反应为：O 2＋2CO 2＋4e －===2CO 2－32．[2015·浙江高考]在固态金属氧化物电解池中，高温电解H 2O －CO 2混合气体制备H 2和CO 是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示。

下列说法不正确的是( ) A ．X 是电源的负极B ．阴极的电极反应式是：H 2O ＋2e －===H 2＋O 2－CO 2＋2e －===CO ＋O 2－C ．总反应可表示为：H 2O ＋CO 2=====通电H 2＋CO ＋O 2D ．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶13．[2015·四川高考]用如图所示装置除去含CN －、Cl －废水中的CN －时，控制溶液pH 为9～10，阳极产生的ClO －将CN －氧化为两种无污染的气体。

下列说法不正确的是( )A ．用石墨作阳极，铁作阴极B ．阳极的电极反应式：Cl －＋2OH －－2e －===ClO －＋H 2OC ．阴极的电极反应式：2H 2O ＋2e －===H 2↑＋2OH －D ．除去CN －的反应：2CN －＋5ClO －＋2H ＋===N 2↑＋2CO 2↑＋5Cl －＋H 2O4.(2018课标Ⅲ,11,6分)一种可充电锂-空气电池如图所示。

当电池放电时，O 2与Li +在多孔碳材料电极处生成Li 2O 2-x （x =0或1）。

下列说法正确的是A ．放电时，多孔碳材料电极为负极B ．放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极C ．充电时，电解质溶液中Li +向多孔碳材料区迁移D ．充电时，电池总反应为Li 2O 2-x =2Li+（1-2x ）O 25.(2018北京理综,12,6分)验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下（烧杯内均为经过酸化的① ② ③在Fe表面生成蓝色沉淀试管内无明显变化试管内生成蓝色沉淀．．．A．对比②③，可以判定Zn保护了FeB．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼6.(2018课标Ⅰ,13,6分)最近我国科学家设计了一种CO2+H2S协同转化装置，实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。