高考电化学练习题及详解

高考电化学练习题及详解 The pony was revised in January 2021

高考电化学部分练习题及详解

一、选择题(共8小题，每小题4分，共32分) 1．有关电化学知识的描述正确的是( )。

A．CaO＋H

2O===Ca(OH)

2

，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学

能转化为电能

B．某原电池反应为Cu＋2AgNO

3===Cu(NO

3

)

2

＋2Ag，装置中的盐桥内可以是含琼胶的KCl饱

和溶液

C．因为铁的活泼性强于铜，所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中，若能组成原电池，必是铁做负极、铜做正极

D．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池

解析A项中不是氧化还原反应，不能设计成原电池。B项中会发生反应：KCl＋

AgNO

3===AgCl↓＋KNO

3

，生成的AgCl会使盐桥的导电性减弱，所以不能使用KCl，可换成

KNO

3

。C项中由于铁遇到浓硝酸会发生钝化，而铜可与之发生反应：Cu＋

4HNO

3(浓)===Cu(NO

3

)

2

＋2NO

2

↑＋2H

2

O，Cu失电子被氧化，做原电池的负极，所以选项C错

误。D正确。

答案D

2．下列各装置中，在铜电极上不能产生气泡的是( )。

解析装置A和C中无外接电源，且符合构成原电池的条件，是原电池装置，铜作正极，

放出H

2

。装置B是电解池装置，铜作阳极，失去电子逐渐溶解，无气体生成。装置D也是

电解池装置，铜作阴极，阴极H＋得到电子生成H

2

。

答案B

3．天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化

钴(LiCoO

2)，充电时LiCoO

2

中Li被氧化，Li＋迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C

6

)

中，以LiC

6表示，电池反应为LiCoO

2

＋C

6

充电

放电CoO2＋LiC6。下列说法正确的是

( )。

锂离子电池

A．充电时，电池的负极反应为LiC

6－e－===Li＋＋C

6

B．放电时，电池的正极反应为CoO

2＋Li＋＋e－===LiCoO

2

C．羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质

D．锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低

解析A项，充电时，发生电解池反应，电池负极即为电解池阴极，发生还原反应：Li＋

＋C

6＋e－===LiC

6

；B项，放电时，发生原电池反应，电池正极发生还原反应；C项中，含

活泼氢的有机物作电解质易得电子；D项中，锂相对原子质量小、密度最小，所以锂离子电池的比能量高，故正确选项为B项。

答案B

4．(2010·安徽理综，11)某固体酸燃料电池以CsHSO

4

固体为电解质传递H＋，其基本结构

见下图，电池总反应可表示为：2H

2＋O

2

===2H

2

O，下列有关说法正确的是( )。

A．电子通过外电路从b极流向a极

B．b极上的电极反应式为：O

2＋2H

2

O＋4e－===4OH－

C．每转移 mol电子，消耗1.12 L的H

2

D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极

解析在原电池中电子通过外电路从负极流向正极，A错；b电极上发生的电极反应式应

为：O

2＋4H＋＋4e－===2H

2

O，B错；C选项中未说明标准状况下是1.12 L；在原电池中阳离

子向正极移动，而阴离子向负极移动，故只有D正确。

答案D

5．(2010·全国Ⅰ，10)下图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个电极由有

机光敏染料(S)涂覆在TiO

2

纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：

TiO

2/S――→

hν

TiO

2

/S*(激发态)

TiO

2/S*―→TiO

2

/S＋＋e－

I－

3

＋2e－―→3I－

2TiO

2/S＋＋3I－―→2TiO

2

/S＋I－

3

下列关于该电池叙述错误的是( )。

A．电池工作时，I－在镀铂导电玻璃电极上放电

B．电池工作时，是将太阳能转化为电能

C．电池的电解质溶液中I－和I－

3

的浓度不会减少

D．电池中镀铂导电玻璃为正极

解析本题考查原电池的工作原理，意在考查化学基本原理的分析和应用能力。根据电池

反应，TiO

2电极流出电子，镀铂导电玻璃电极流入电子，故镀铂导电玻璃作正极，I－

3

在镀

铂导电玻璃电极上发生还原反应I－

3

＋2e－===3I－，A项错误，D项正确；电池工作时，有机光敏染料吸收太阳能，最终转化为电能，B项正确；根据电池反应，电池工作时，在负极

消耗的I－和正极生成的I－物质的量相等，而在正极消耗的I－

3和在负极生成的I－

3

物质的量

也相等，故两者在电解质溶液中的浓度不变，C项正确。

答案A

6．(2011·福建理综)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＋2H

2O===2LiOH＋H

2

↑

解析根据题给信息知锂水电池的总反应为：2Li＋2H

2O===2LiOH＋H

2

↑，D正确；在反应

中氢元素的化合价降低，因此H

2

O做氧化剂，同时又起到溶剂的作用，A正确；放电时正

极反应为：2H

2O＋2e－===2OH－＋H

2

↑，B正确；正极周围聚集大量OH－，因此溶液中的阳离

子Li＋向正极移动，负极周围聚集大量Li＋，因此溶液中的阴离子OH－向负极移动，C错

误。

答案C

7．(2010·浙江理综)Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极

反应式为：2Li＋＋FeS＋2e－===Li

2

S＋Fe，有关该电池的下列说法中，正确的是( )。A．Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为＋1价

B．该电池的电池反应式为：2Li＋FeS===Li

2

S＋Fe

C．负极的电极反应式为：Al－3e－===Al3＋

D．充电时，阴极发生的电极反应式为：Li

2

S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS

解析由Li-Al/FeS电池中正极的电极反应式可知，Li作负极，Al作正极，负极的电极

反应式为Li－e－===Li＋，故A、C两项错误；该电池的电池反应式为2Li＋FeS===Li

2

S＋Fe，B项正确；充电时，阴极得电子，发生还原反应，故D项错误。

答案B

8．(2011·北京)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中正极反应均是O

2＋2H

2

O＋4e－===4OH－

D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K

3[Fe(CN)

6

]溶液，均有蓝色沉淀

解析A项两个装置都是原电池，负极都是活泼金属，根据原电池原理可知，原电池对正

极起到了保护作用，故A正确；B项I中的负极反应为Zn－2e－===Zn2＋，故B错误；C项

Ⅱ中的正极反应为2H＋＋2e－===H

2

↑，故C错误；D项Ⅰ中不能生成蓝色沉淀。

答案A

二、非选择题(共4小题，28分)

9．(5分)(福建高考理综，11改编)控制合适的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I

2

设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是________。

A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应

B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原

C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态

D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl

2

固体，乙中石墨电极为负极

试回答：

(1)乙池中若换为Fe电极和FeCl

2

溶液，则原电池是怎样工作的

(2)电流计读数为零后，若在乙中溶入KI固体，则原电池反应能继续发生吗若向甲中加入固体Fe呢

解析反应开始后，乙中石墨电极上发生的反应为2I－－2e－===I

2

，为氧化反应，A说法正确；甲中石墨电极上发生的反应为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，Fe3＋被还原，B正确；电流计读数为零时，电极上得到和失去的电子数相等，反应达到化学平衡状态，C正确；电流计读数

为零(反应达到化学平衡状态)后，在甲中溶入FeCl

2固体，则平衡向逆反应方向移动，I

2

被还原，乙中的石墨电极为正极，D错误。

答案 D (1)原电池反应变为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，乙中Fe作负极，甲中石墨作正极，电极反应分别为Fe－2e－===Fe2＋、2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。

(2)乙中加入I－后，导致平衡正向移动，原电池按原方向继续进行；若向甲中加入固体Fe，会消耗Fe3＋，同时增大c(Fe2＋)，导致平衡逆向移动，则乙中石墨电极作正极，电极

反应为I

2

＋2e－===2I－。

10．(9分)下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100 g %的NaOH溶液、足

量的CuSO

4溶液和100 g %的K

2

SO

4

溶液，电极均为石墨电极。

(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K

2SO

4

质量分数为%，乙中c电极质量增加。据

此回答问题：

①电源的N端为________极；

②电极b上发生的电极反应为__________________；

③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积；

④电极c的质量变化是________g；

⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：

甲溶液________________________________；

乙溶液________________________________；

丙溶液________________________________。

(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么

解析(1)①乙中c电极质量增加，则c处发生的反应为：Cu2＋＋2e－===Cu，即c处为阴

极，由此可推出b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极。丙中为K

2SO

4

溶液，相当于电

解水，设电解的水的质量为x g。由电解前后溶质质量相等，有：100×10%＝(100－

x)×%，得x＝4.5 g，故为 mol。由反应式2H

2＋O

2

===2H

2

O可知，生成2 mol H

2

O，转移4

mol电子，所以整个反应中转移 mol电子，而整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上

转移电子数是相等的。②甲中为NaOH，相当于电解H

2

O，阳极b处为阴离子OH－放电，即

4OH－－4e－===2H

2O＋O

2

↑。③转移 mol电子，则生成O

2

为错误!＝ mol，标准状况下的体

积为×＝2.8 L。④Cu2＋＋2e－===Cu，转移 mol电子，则生成的m(Cu)＝错误!×64＝16 g。⑤甲中相当于电解水，故NaOH的浓度增大，pH变大。乙中阴极为Cu2＋放电，阳极为

OH－放电，所以H＋增多，故pH减小。丙中为电解水，对于K

2SO

4

而言，其pH几乎不变。(2)

铜全部析出，可以继续电解H

2SO

4

，有电解液即可电解。

答案(1)①正②4OH－－4e－===2H

2O＋O

2

↑

③丙中水减少的质量：100 g×错误!＝4.5 g，生成O2的体积：错误!×错误!×22.4 L·mol－1＝2.8 L ④16⑤碱性增大，因为相当于电解水酸性增大，因OH－放电，H＋增多酸碱性不变，相当于电解水

(2)能继续进行，因为CuSO

4溶液已转变为H

2

SO

4

溶液，反应也就变为水的电解反应。

11．(8分)(2010·全国Ⅱ)下图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO

4

溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色(指示剂的pH变色范围：～，酸色—红色，碱色—黄色)。回答下列问题：

(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是________(填编号)。

①A管溶液由红变黄；②B管溶液由红变黄；③A管溶液不变色；④B管溶液不变色

(2)写出A管中发生反应的反应式：_________________________；

(3)写出B管中发生反应的反应式：____________________________；

(4)检验a管中气体的方法是__________________________________________；

(5)检验b管中气体的方法是___________________________________________________；

(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内，可观察到的现象是______。

解析(1)由于MgSO

4是强酸弱碱盐，在水溶液中存在Mg2＋＋2H

2

O Mg(OH)

2

＋2H＋水解平

衡，因此水溶液呈酸性，电解前A、B管均显红色。铂丝是惰性电极，电解池中阴离子在阳极发生氧化反应，阳离子在阴极发生还原反应。在A管溶液中，铂丝作阴极，由于H＋

的氧化性大于Mg2＋的氧化性，H＋先得电子被还原为H

2，Mg2＋与OH－生成Mg(OH)

2

沉淀，酸性

减弱，随着水的电解，OH－浓度增大，颜色由红变黄。而在B管溶液中铂丝作阳极，OH－的

还原性大于SO2－

4

，OH－失电子，随着电解的进行，酸性增大，溶液不变色(始终为红色)。

(2)(3)由(1)可知，在A管中发生：

2H＋＋2e－===H

2↑(或2H

2

O＋2e－===2OH－＋H

2

↑)

Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)

2

↓

在B管中：4OH－－4e－===2H

2O＋O

2

↑(或2H

2

O－4e－===4H＋＋O

2

↑)

(4)(5)H

2

的常用检验方法是“爆鸣”法，即用拇指按住管口，取出试管a，靠近火焰，放

开拇指，有爆鸣声，管口有淡蓝色火焰；O

2

的常用检验方法是木条复燃法，用拇指按住管口，取出试管b，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内，木条复燃。

(6)电解一段时间后，将电解液倒入烧杯时，由于两极产生的H＋和OH－[后生成Mg(OH)

2

]恰

好中和，故溶液基本恢复电解前状态(MgSO

4

浓度增大)，故溶液仍显红色，同时白色的

Mg(OH)

2

沉淀溶解。

答案(1)①④

(2)2H＋＋2e－===H

2↑(或2H

2

O＋2e－===2OH－＋H

2

↑) Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)

2

↓

(3)4OH－－4e－===2H

2O＋O

2

↑(写2H

2

O－4e－===4H＋＋O

2

↑也可)

(4)用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有淡蓝色火焰

(5)用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃

(6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)

12．(6分)(2010·重庆理综，改编)全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原

反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如下图所示。

①当左槽溶液逐渐由黄变蓝时，其电极反应式为________________________。

②充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由________色变为________色。

③放电过程中氢离子的作用是________________________和______________；充电时若转移的电子数为×1023个，左槽溶液中n(H＋)的变化量为________。

解析本题是考查以钒为材料的化学原理题，涉及电化学知识。①左槽中，黄变蓝即为

VO＋

2

生成VO2＋，V的化合价从＋5降低为＋4，得一个电子，O原子减少，从图中知，其中H ＋发生了移动，参与反应，由此写出电极反应式。②放电作为原电池，左槽得电子，而右槽失电子。充电作为电解池处理，右槽中则为得电子，对应化合价降低，即为V3＋生成V2＋，颜色由绿变成紫。③由电极反应式知，H＋参与了反应。溶液中离子的定向移动可形成电流。n＝N/N A＝错误!＝ mol。

答案①VO＋

2＋2H＋＋e－===VO2＋＋H

2

O

②绿紫③参与正极反应通过交换膜定向移动使电流通过溶液 mol