燃料电池高考题,燃料电池的题目

1.高中化学燃料电池正负极怎么判断如题，再

2.高考化学 固体氧化物燃料电池

3.高中电化学知识

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问题描述:

麻烦为我介绍一下燃料电池的工作原理，以及怎样书写正负电极反应式。谢谢！

解析:

燃料电池工作原理：

当今能以工业规模生产的电力有火电、水电、核电等三种。而被誉为第四种电力的燃料电池发电，也正在美、日等发达国家崛起，以急起直追的势头快步进入能以工业规模发电的行列。 燃料电池的工作原理 燃料电池是一种化学电池，它利用物质发生化学反应时释出的能量，直接将其变换为电能。从这一点看，它和其他化学电池如锰干电池、铅蓄电池等是类似的。但是，它工作时需要连续地向其供给活物质（起反应的物质）--燃料和氧化剂，这又和其他普通化学电池不大一样。由于它是把燃料通过化学反应释出的能量变为电能输出，所以被称为燃料电池。

具体地说，燃料电池是利用水的电解的逆反应的"发电机"。它由正极、负极和夹在正负极中间的电解质板所组成。最初，电解质板是利用电解质渗入多孔的板而形成，现在正发展为直接使用固体的电解质。

工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（空气）。氢在负极分解成正离子H+和电子e-。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程。

利用这个原理，燃料电池便可在工作时源源不断地向外部输电，所以也可称它为一种"发电机"。

电极反应式的书写

书写电极反应式是学习电化学的基本功，也是高考和竞赛所必须掌握的知识点。一般来讲，书写原电池的电极反应式应注意如下四点：

1、准确判断原电池的正负极

如果电池的正负极判断失误，则电极反应式必然写错，这是正确书写电极反应式的前提。一般而言，较活泼的金属成为原电池的负极，但不是绝对的。如将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时，铜却是原电池的负极被氧化，因为铝在浓硝酸中表面产生了钝化。此时，其电极反应式为：

负极：Cu-2e- ==Cu2+ 正极：2NO3-+4H++2e-==2NO2+2H2O

又如将镁铝合金放入6mol/L的NaOH溶液中构成原电池时，尽管镁比铝活泼，但镁不和NaOH溶液反应，所以铝成为负极，其电极反应式为：

负极：2Al+8OH—6e-==2AlO2-+4H2O 正极：6H2O+6e-==3H2+6OH-

2、高度注意电解质的酸碱性

在正、负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。如氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种，在酸溶液中负极反应式为：2H2-4e-==4H+ 正极反应式为：O2+4H++4e-==2H2O;如是在碱溶液中，则不可能有H+出现，在酸溶液中，也不可能出现OH-。又于CH4、CH3OH等燃料电池，在碱溶液中C元素以CO32-离子形式存在，而不是放出CO2。

3、牢牢抓住总的反应方程式

从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。而两个电极反应相加即得总的反应方程式。所以，对于一个陌生的原电池，只要知道总反应方程式和其中的一个电极反应式，即可迅速写出另一个电极反应式。

4、不能忽视电子转移数相等

在同一个原电池中，负极失去的电子数必等于正极得到的电子数，所以在书写电极反应式时，要注意电荷守恒。这样可以避免由电极反应式写总反应方程式，或由总反应方程式改写成电极反应式所带来的失误，同时，也可避免在有关计算中产生误差。

高中化学燃料电池正负极怎么判断如题，再

酸性

正极：O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O

负极：2H2 - 4e-→ 4H+

总反应式：2H2 + O2 == 2H2O

碱性

正极：O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-

负极：2H2 - 4e- + 4OH- → 4H2O

总反应式：2H2 + O2 == 2H2O

高考化学 固体氧化物燃料电池

没有图啊。。。。。

不过如果你要是做题做的多了的话，应该能知道，普通的燃料电池（假如是氢氧燃料电池），那么正极就是氧气进入的那端，氢气就是负极。

总结来说，判断正负极就是看电子的得失，有些题目根据电子的转移来判断，这个是因题而异。

记住得电子一方为负极，失电子一方为正极，就行。但是别和电解池弄混，电解池正好和这个相反，但是里面有易判断的装置来判断哪一个是电解池，哪一个是原电池。

在这里多说一点，有电源的是电解池，没电源的是原电池。

其实这类题型在高考中不难得分，多仔细的做几道题就能掌握规律了。

加油↖(^ω^)↗！

高中电化学知识

1 B极通空气或氧气

则B极发生O2+4e=2O2- 应为正极

2 不是

上一问B极生成了O2- ，况且又是固体氧化物，应该含有O2-，故应该是让O2-通过

3 H2-2e+O2-=H2O

4 C2H4+3O2-6e=2CO2+2H2O

（后两问应该能根据前两问答出来）

专题八 电化学

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1. 某碱性蓄电池在充电和放电时发生的反应为:

Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列说法中正确的是:

A.放电时，负极上发生反应的物质是Fe. B.放电时，正极反应是：NiO2+2e-+2H+=Ni(OH)2

C.充电时，阴极反应是：Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O D.充电时，阳极附近pH值减小.

方法要领根据原电池在放电时,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,再根据元素化合价变化,可判断该电池负极发生反应的物质为Fe,正极为NiO2,此电池为碱性电池,在书写电极反应和总电池反应方程式时不能出现H+,故放电时的电极反应是:负极:Fe-2e-+2 =Fe(OH)2，正极：NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2 。原电池充电时,发生电解反应,此时阴极反应为原电池负极反应的逆反应,阳极反应为原电池正极反应的逆反应,由此可判断正确选项应为A、D。答案AD

2. 下列说法正确的是 （　　）

A.钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀

B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀

C.钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的 pH不同，引起的正极反应不同

D.无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化

方法要领金属的腐蚀就是金属失电子而被氧化的过程，因此D是正确的。依据电化学腐蚀中析氢腐蚀和吸氧腐蚀的原理可知，C也是正确的。原电池反应既可以加快金属的腐蚀，也可用以防止金属的腐蚀。例如不锈钢，镀锌铁等中的Fe均不易腐蚀，所以A、B是不正确的 高答案CD考资源网

3. 金属防护的方法不正确的是 （ ）

A.对健身器材涂油漆以防止生锈 B.对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈

C.用牺牲锌块的方法来保护船身 D.自行车的钢圈上镀上一层铬防锈

方法要领机械转动部位应涂油脂防锈，油脂既防水又能防止气体对金属的腐蚀，还能使转动部位灵活 高答案B考资源网

4.（09安徽卷12）Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示

意图如下，点解总反应：2Cu+H2O==Cu2O+H2O 。下列说法正确的是

A.石墨电极上产生氢气 B.铜电极发生还原反应

C.铜电极接直流电源的负极

D.当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。

方法要领由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；石墨作阴极，阴极上是溶液中的H＋反应，电极反应为：2H＋＋2e－=H2↑，A选项正确；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu＋2 －2e－=Cu2O＋H2O，当有0.1mol电子转移时，有0.05molCu2O生成，D选项错误 高考资答案A源网

5．（09江苏卷12）以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是 （ ）

A．该电池能够在高温下工作 B．电池的负极反应为：

C．放电过程中， 从正极区向负极区迁移

D．在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下 气体

方法要领A项，高温条件下微生物会变性，所以A错；B项，负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳，所以B对；C项，原电池内部阳离子应向正极移动，所以C错；D项，消耗1mol氧气生成1mol二氧化碳，标准状况下体积是22.4L，D错答案B

6. 镍氢电池是近年来开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镍镉电池。镍氢电池的总反应式是： H2+NiO(OH) Ni(OH)2。根据此反应式判断，下列叙述中正确的是 （ ）

A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大 B．电池放电时，镍元素被氧化

C．电池充电时，氢元素被还原 D．电池放电时，氢气是负极

方法要领本题考查在题目创设的新情景中运用所学电化学知识，解决具体问题的能力。首先是区别出充电运用的是电解原理，放电则是运用了原电池原理。抓住电解池、原电池各极发生氧化还原反应的特点，结合题给的信息进行分析判断：答案CD。

A：原电池负极反应式为： H2+OH-+e- Ni(OH)2，pH下降。故A不正确。

B：原电池，NiO(OH)→Ni(OH)2，镍被还原。故B也不正确。同理可判断得：正确答案为CD 高考资7．（2009届福建省泉州市俊来中学高三年级月考化学）关于电解NaCl溶液，下列叙述正确的是 （ ）

A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B．若在阳极附近溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色

C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色

D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性

[方法要领]A项中在阴极得到氢气；C项中在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈红色；D项中因为反应生成了NaOH，所以溶液呈碱性 高答案B考资源网

8．（2009届福建省泉州市俊来中学高三年级月考化学）下列叙述正确的是 （　　）

A．在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应

B．用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1：2

　C．用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子转移，则生成1 molNaOH

　D．镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀

方法要领在原电池的负极和电解池的阳极都发生氧化反应，所以A错；电解Na2SO4实质是电解水，在阴极产生H2，在阳极产生O2，二者体积比为2：1，所以B错；根据电解NaCl的方程式：2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑可知，每转移1mol电子，生成1molNaOH，故C对；镀层破损后，镀锌铁板更耐腐蚀，因为锌做负极，铁做正极被保护，所以D说法错误 高考答案 C资源网

9. 甲、乙两个容器中，分别加入0.1mol/LNaCl溶液与0.1mol/LAgNO3溶液后，以Pt为电极进行电解时，在A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为:_____________

方法要领此装置相当于两个电解槽串联到一起,在整个电路中电子转移总数相等.首先判断各极是阳极还是阴极，即电极名称，再分析各极发生的反应.A极(阴极)反应:2H++2e-=H2↑，B极(阳极)反应:2Cl--2e-=Cl2↑；C极(阴极)反应：Ag++ e- =Ag；D极(阳极)反应:4 -4e-=2H2O+O2↑，根据电子守恒法可知,若整个电路中有4mol电子转移,生成H2、Cl2、Ag、O2的物质的量分别为：2mol、2mol、4mol、1mol因此各电极上生成物的物质的量之比为：2:2:4:1 答案2:2:4:1

10.（2009届福建省泉州市俊来中学高三年级月考）食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料 高

（1）粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：

提供的试剂：饱和Na2CO3溶液 饱和K2CO3溶液 NaOH溶液 BaCl2溶液

Ba（NO3）2溶液 75%乙醇 四氯化碳

①欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-离子，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为 （只填化学式）。

②洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，选用的试剂为 。

（2）用提纯的NaCl配制500mL4.00 mol?L-1NaCl溶液，所用仪器除药匙、玻璃棒外还有 （填仪器名称）。（3）电解饱和食盐水的装置如图所示，若收集的H2为2L，则同样条件下收集的Cl2 （填“＞”、“＝”或“＜”＝2L，原因是 。

装置改进后，可用于制备NaOH溶液，若测定溶液中NaOH的浓度，常用的方法为 。

（4）实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：

Zn＋H2SO4====ZnSO4＋H2↑；MnO2＋4HCl浓） MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置 （填代号）和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置 （填代号）。可选用制备气体的装置：

答案⑴①BaCl2、NaOH、Na2CO3；②75%乙醇；

⑵天平、烧杯、500mL容量瓶、胶头滴管；

⑶＜ ； 电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应 ；出酸碱中和滴定；⑷e ； d

方法要领（1）①用NaOH溶液与Mg2＋、Fe3＋反应生成Mg（OH）2、Fe（OH）3而除去Mg2＋、Fe3＋；用BaCl2溶液与SO42-反应生成BaSO4而除去SO42-，最后用饱和Na2CO3溶液除去Ca2＋及后加入的Ba2+，NaOH溶液和BaCl2溶液的加入顺序可以颠倒，但Na2CO3溶液一定最后加入。

②用75％乙醇洗涤NaCl晶体表面附带的少量KCl，是因为KCl能溶于75％乙醇之中，而四氯化碳属于有机溶剂，KCl难溶于四氯化碳之中，故选用试剂为75％乙醇。

（2）根据一定物质的量浓度溶液配制实验的步骤，不难得出答案。除了题中所提供的仪

器外，还需要托盘天平、烧杯、500mL容量瓶、胶头滴管 高考资源网

（3）由电解方程式：2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑及电路中的电量守恒可知，

V（H2）=V（Cl2）=2L,但是由于生成的氯气易与电解生成的NaOH发生反应，故V（Cl2）<2L。

（4）选择制备并收集H2的装置，要从实验室制备氢气的原理及氢气的物理性质入手。实

验室制取氢气，因制取氢气不需要加热，采用制取氢气的简易装置，即e、f的左边装置；收

集氢气，因氢气的密度小于空气而难溶于水，故采用排水法收集，即e右边装置；制备并收

集干燥、纯净Cl2的装置，要考虑到实验室制取氯气须加热，且装置中须增加干燥装置，除杂

装置，收集装置及尾气的吸收装置，故答案选d。

典例精析

一、原电池的工作原理

例1．（09广东理科基础34）下列有关电池的说法不正确的是

A．手机上用的锂离子电池属于二次电池 B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极

C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D．锌锰干电池中，锌电极是负极

解析锂离子电池可以充用，再次使用，属于二次电池，A项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流为铜流向锌，而电子是由锌流向铜，B项错；电池的实质即是化学能转化成电能，C项正确；Zn失去电子生成Zn2＋，故作为负极，D项正确答案B

例2.下列叙述中正确的是

A．构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属。

B．由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极。

C．马口铁（镀锡铁）破损时与电解质溶液接触锡先被腐蚀。

D．铜锌原电池工作时，若有13克锌被溶解，电路中就有0.4mol电子通过。

解析 两种活动性不同的金属与电解质溶液能够组成原电池，但不能因此说构成原电池电极的材料一定都是金属，例如锌和石墨电极也能跟电解质溶液组成原电池。在原电池中，活动金属中的电子流向不活动的电极，因此活动金属是负极。镀锡铁表皮破损后与电解质溶液组成原电池，铁较锡活泼，铁先失电子被腐蚀。铜锌原电池工作时，锌负极失电子，电极反应为Zn –2e==Zn2+，1molZn失去2mol电子,0.2mol锌（质量为13克）被溶解电路中有0.4mol电子通过。故选D 高考答案D

二、常见的化学电源

例3、电子计算机所用钮扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应是： Zn + 2 OH- -2e＝ZnO + H2O Ag2O +H2O + 2e＝2Ag +2 OH- 下列判断正确的是

A．锌为正极，Ag2O为负极。 B．锌为负极，Ag2O为正极。

C．原电池工作时，负极区溶液PH减小。 D．原电池工作时，负极区溶液PH增大。

解析：本题考查原电池和PH的概念。原电池中失去电子的极为负极，所以锌为负极，Ag2O为正极。B是正确答案。因为 Zn + 2 OH- -2e＝ZnO + H2O ，负极区域溶液中[OH-] 不断减少，故PH减小，所以C也正确。故选B、C。 答案：BC

例4.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：

（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是　　　　，在导线中电子流动方向为　　　（用a、b 表示）。

（2）负极反应式为　　　　　　　　。

（3）电极表面镀铂粉的原因为　　　　　 。

（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：

Ⅰ.2Li+H2 2LIH Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2↑

①反应Ⅰ中的还原剂是　　　　　，反应Ⅱ中的氧化剂是　　　　　。

②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为　　　　　　　　。

③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80％，则导线中通过电子的物质的量为　　　　 mol。

解析本题考查电化学知识。（1）原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H2 + O2 =2H2O，其中H2从零价升至+1价，失去电子，即电子从a流向b。（2）负极为失去电子的一极，即H2失电子生成H＋，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上OH－。（3）铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。（4）I.Li从零价升至+1价，作还原剂。II.H2O的H从+1降至H2中的零价，作氧化剂。由反应I，当吸收10molH2时，则生成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，实际参加反应的H2为20×80%=1.6mol，1molH2转化成1molH2O，转移2mol电子，所以1.6molH2可转移3.2mol的电子 高考资源网

答案 ③32

三、电解原理

例5. 如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解。

下列说法正确的是 （ ）

A．乙烧杯中d的电极反应为 2Cl––2e– Cl2↑

B．a、c两极产生气体的物质的量相等

C．甲、乙两烧杯中溶液的pH均保持不变

D．乙烧杯中发生的反应为 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑+ Cl2↑

解析由图可以看出a、c均为阳极，分别生成O2、Cl2，所以生成的物质的量不相等；b、d均为阴极，所以d极发生的电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；甲、乙两烧杯电解时的pH分别减小、增大。答案 D　

例6. （09年安徽卷）Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，点解总反应：2Cu+H2O==Cu2O+H2O 。下列说法正确的是

A.石墨电极上产生氢气 B.铜电极发生还原反应

C.铜电极接直流电源的负极

D.当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。

解析由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；石墨作阴极，阴极上是溶液中的H＋反应，电极反应为：2H＋＋2e－=H2↑，A选项正确；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O，当有0.1mol电子转移时，有0.05molCu2O生成，D选项错误。答案A.

四、金属的腐蚀及防护

例7.下列关于金属腐蚀的叙述正确的是 （ ）

A.金属在潮湿情况下的腐蚀实质是M+nH2O====M(OH)n+ H2↑

B.金属的化学腐蚀实质是M-ne- Mn+，电子直接转移给氧化剂

C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行

D.在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀

解析A项金属在潮湿情况下有可能进行析氢腐蚀，也有可能进行吸氧腐蚀，题目只给出了析氢腐蚀实质。C项中，金属铝的化学腐蚀可以在碱性条件下进行，故此选项错。答案BD

例8．（09年广东卷）出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是

A. 锡青铜的熔点比纯铜高 B．在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用

C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快

D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程

解析锡青铜属于合金根据合金的特性，熔点比任何一种纯金属的低判断A错；由于锡比铜活泼，故在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜，B正确；潮湿的环境将会加快金属的腐蚀速率，C正确；电化学腐蚀过程实质是有电子的转移，属于化学反应过程，D错。答案BC

例10．（09广东理科基础25）钢铁生锈过程发生如下反应：

①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2； ②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3； ③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。

下列说法正确的是

A．反应①、②中电子转移数目相等 B．反应①中氧化剂是氧气和水

C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀 D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀

解析①②反应中消耗O2的量相等，两个反应也仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确。①中H2O的H、O两元素的化合价没有变，故不作氧化剂，B项错；铜和钢构成原电池，腐蚀速度加快，C项错；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错 高考资源网答案A

五、电极反应的书写

例11.银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫化银，有人设计用原电池原理加以除去，其处理方法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑色会褪去而银不会损失。试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应为________；正极发生的反应为_________；反应过程中产生有臭鸡蛋气味的气体，则原电池总反应方程式为___________________。

解析要善于抓住题示信息，“黑色褪去而银不会损失”，必然发生变化：Ag2S Ag，

显然这是原电池的正极反应，Ag2S+2e- 2Ag+S2-，负极反应为活泼金属发生氧化反应：Al-3e- Al3+。正极生成的S2-和负极生成的Al3+在溶液中发生双水解：2Al3++3S2-+6H2O 2Al(OH)3↓+3H2S↑，与题意产生臭鸡蛋气味的气体相吻合。原电池的总反应为上述三个反应的加合：3Ag2S+2Al+6H2O 6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑。

答案Al-3e- Al3+ Ag2S+2e- 2Ag+S2-

3Ag2S+2Al+6H2O 6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑

例12．钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生电化学腐蚀时，正极的反应式为 （　　）

A.Fe-2e- Fe2+ B.2H++2e- H2↑

C. 4 D.Fe-3e- Fe3+

解析钢铁中含有多种杂质，在考虑钢铁的电化学腐蚀时，为了简化问题，主要讨论碳杂质问题。也就是以Fe为负极，C为正极的原电池反应。在中性条件或弱酸性条件下发生的是吸氧腐蚀。原电池的正极为C，发生的是还原反应，即得电子反应，故A、D选项应排除。在B、C选项中，B项是析氢腐蚀的电极反应式 高考资源网 答案C

六、电解的有关计算

例13. 将两个铂电极插入500mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为

A.4×10-3mol/L　 B.2×10-3mol/L　 C.1×10-3mol/L　 D.1×10-7mol/L

解析根据电解规律可知阴极反应:Cu2++2e-=Cu，增重0.064gCu，应是Cu的质量,根据总反应方程式:

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届福建省泉州市俊来中学高三年级月考化学）电解100mL含c（H+）=0.30mol/L

的下列溶液。当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是

A．0.10mol/L Ag+ B．0.20mol/L Zn2+ C．0.20mol/L Cu2+ D．0.20mol/L Pb2+

解析电解时阴极上溶液中离子的反应顺序为Ag+ ＞Cu2+ ＞H+ ＞Pb2+ ＞Zn2+ ，

A项中Ag+ 先反应，H+后反应，可得到Ag：0.10mol/L×0.1L×108g/mol=1.08g ；H2 ：0.03g 。

B项中H+先反应，Zn2+后反应，可得H2：0.03g ；Zn：（0.04mol-0.03mol）÷2×65g/mol=0.325g 。

C项中Cu2+先反应，H+后反应，可得到Cu：0.02mol/L×0.1L×64g/mol=1.28g 。D项中H+先反应，Pb 2+后反应，可得到H2：0.03g ；Pb：（0.04mol-0.03mol）÷2×207g/mol=1.05g 。

因此理论上析出金属质量最大的是C。答案C

七、原电池原理和电解原理综合运用

例15．（09广东化学14）可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH

溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是

A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－＝4

B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3 －3e-＝Al(OH)3↓

C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变

D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极

解析电解质溶液显碱性或中性， 该燃料电极的正极发生反应为：O2＋2H2O＋4e－＝4 ，A对；铝作负极，负极反应应该是铝失去电子变为铝离子，在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成偏铝酸根，因此负极反应为：Al＋4 －3e＝ + 2H2O，B错； 该电池在碱性条件下消耗了碱，反应式为4Al＋3O2＋4 = 4 + 2H2O溶液PH降低，C错；电池工作时，电子从负极出来经过外电路流到正极，D错高答案A

例16.（09年浙江卷）市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li 的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为： Li+2Li

下列说法不正确的是

A．放电时，负极的电极反应式：Li-e =Li B．充电时，Li 既发生氧化反应又发生还原反应

C．该电池不能用水溶液作为电解质 D．放电过程中Li 向负极移动

解析A项，Li从零价升至正价，失去电子，作为负极，正确；B项，反应逆向进行时。反应物只有一种，故化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生还原反应，正确；C项，由于Li可以与水反应，故应为非水材料，正确；D项，原电池中阳离子应迁移至正极失电子，故错。答案D

例17.（09年山东卷）Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。

（1）该电池的负极材料是　　　　。电池工作时，电子流向　　　　（填“正极”或“负极”）。

（2）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是　　　　。欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的　　　　（填代号）。

a.NaOH b.Zn　　　　c.Fe d.NH3?H2O

(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是　　　　。若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为　　　　。

解析(1) 负极上是失电子的一极 Zn失电子有负极经外电路流向正极。（2）锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选Zn将Cu2+ 置换为单质而除去。（3）阴极上得电子，发生还原反应， H+得电子生成氢气。因为MnSO4～MnO2～2 e-,通过2mol电子产生1molMnO2，质量为87g。

答案（1）Zn（或锌） 正极 （2）锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b

（3）2H++2e-→H2 ,87g

专题突破

1．（长春市实验中学2009届高三理科综合）钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应：2Fe+2H2O+O2 2Fe2++4OH-。以下说法正确的是 （ ）

A．负极发生的反应为：Fe-2e- Fe2+ B．正极发生的反应为：2H2O+O2+2e- 4OH-

C．原电池是将电能转变为化学能的装置 D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀

2. 下图是某空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用KOH为电解液，下列有关说法中不正确的是（ ）

A．该能量转化系统中的水也是可以循环的

B．燃料电池系统产生的能量实际上来自于水 C．水电解系统中的阳极反应：4OH--4e-=2H2O+O2↑

D．燃料电池放电时的负极反应：H2－2e-＋2OH-=2H2O

3. 用惰性电极电解硫酸铜溶液，当加入0.1mol Cu(OH)2使溶液恢复原来的浓度和pH时，电极上转移电子的物质的量是 ( )

A．0.1mol B．0.2mol C．0.3mol D．0.4mol

4.（2009届湖北省武汉市高中毕业生调研） 以Pt为电极，电解含有0.10mol M+和0.10mol N3+ (M+、N3+均为金属阳离子)的溶液，阴极析出金属单质或气体的总物质的量(y)与导线中通过电子的物质的量(x)的关系如右图。对离子氧化能力的强弱判断正确的是(选项中H+为氢离子)

A．M+ > H+ > N3+ B．M+ >N3+ > H+ C．N3+ >H+ > M+ D