电化学试题的分析与技巧

电化学试题的分析与技巧

金点子：

本专题的试题包括：新型电池，溶液中离子的放电顺序，电解后溶液pH的求算，原电池、电解池、电镀池的比较分析等。在解题时，所涉及到的方法有正逆判析、电荷守恒、电子守恒等。其主体内容如下：

1．原电池、电解池、电镀池的比较

2．用惰性电极对电解质溶液进行电解时的各种变化情况比较

注：电解CuCl2 溶液，从理论上讲，其浓度减小，水解产生的ｃ(H)减小，pH增大。但实际上，阳极产生的Cl2不可能全部析出，而有一部分溶于阳极区溶液中，且与H2O反应生成HCl 和HClO ，故 pH减小。

经典题：

例题1 ：（1993年上海高考题） ：有a、b、c、d 四种金属。将a与b用导线连接起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀。将a、d分别投入等浓度盐酸中，d 比a反应剧烈。将铜浸入b的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是 （ ）

A．a c d b B．d a b c C．d b a c D．b a d c

方法：金属越活泼，越易失电子，通常情况下腐蚀也越快。当两种金属相连浸入电解质溶液后，根据得失优先法，对金属活动性与腐蚀快慢可互换判析。

捷径：根据得失优先法：活泼金属作负极，被腐蚀，所以a、b中活泼性a > b ；a、d与等浓度盐酸反应d 比a 激烈，即 d > a ；Cu与b 盐溶液不反应，而能与c盐溶液反应置换出c，说明活泼性 b > c ，以此得答案为B。

总结：金属越活泼，越易失电子，其腐蚀也越快。部分考生由于未及考虑金属活动性与失电子能力及腐蚀快慢的关系，而误选C。

例题2 ：（1991年全国高考题） ：用两支惰性电极插入500mL AgNO3溶液中，通电电解，当电解液的pH值从6.0变为3.0时（设阴极没有H2放出，且电解液体积不变），电极上应析出银的质量是 （ ）

A．27mg B．54mg C．108mg D．216mg

方法：无论是原电池，还是电解池，在放电过程中，正负极和阴阳极转移电子的物质的量均相等。此题可根据电子转移守恒求解。

+

捷径：题中pH= 6可理解成由于Ag 的水解而使溶液显弱酸性，当pH变为3 时，

+-3-1-4

n（H）= 1×10 mol·L×0.5 L= 5×10 mol ，

+

根据有1mol 电子转移可产生1mol H或1mol Ag 知，n（Ag）= n（H）=5×10 mol，

-4 -1-2

m（Ag）=5×10mol ×108g·mol=5.4×10g=54mg ， 以此得答案B。

+

总结：电子守恒是解答出此题的关键。部分考生由于对该题中pH=6 及H 浓度的变化与转移电子和析出Ag 的关系不理解，而出现解题错误。此类试题也可扩展至多种溶液的混合物进行电解（注意混合时各物质间的反应）的情况，也可扩展至原电池与电解池共存及电解池的串联问题。请记住：电子守恒。

例题3 ：（1998年全国高考）下列关于铜电极的叙述正确的是 （ ）

A．铜锌原电池中铜是正极 B．用电解法精炼粗铜时铜作阳极 C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极 D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极

方法：结合电极反应进行判断。

捷径：铜锌原电池中，由于铜的金属活动性比锌弱，所以锌作负极，铜作正极。在精炼铜时，粗铜作阳极，镀件作阴极，CuSO4溶液作电解液，电解稀H2SO4时，惰性电极作阳极（铂电极或石墨电极），铜可以作阴极。以此得答案为AC。

总结：在原电池中，活泼金属作负极，不活泼金属作正极。在电解池中，金属作阳极(Pt、Au除外)金属失电子。金属作阴极，金属不会失电子。

例题4 ：（1996年全国高考）实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如下反应：

+ +-4

今若制得Cl20.050 mol, 这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是 ( )

A．0.025mol B．0.050mol C．0.10mol D．0.20mol 方法：根据转移电子守恒求解。

捷径：铅蓄电池中总的反应式为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，有2个电子发生转移，即若产生2mol电子，必然消耗2 mol H2SO4。电解食盐水中，总反应式为：2NaCl+

电解

2H2O == 2NaOH+H2↑+Cl2↑，当有1 mol Cl2生成时，有2 mol电子发生转移。上述反应可用关系式2H2SO4→2mol电子→1 mol Cl2，所以要制取0.05 mol Cl2就消耗0.10 mol H2SO4。选C。

+

总结：如果套用电解AgNO3溶液时产生1 mol H就通过1 mol 电子的公式解本题时就会发生错误，原因是应用公式的范围不对。题中是在原电池中，而公式适用于电解。

例题5 ：（1994年全国高考）银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可以表示为：

在此电池放电时,负极上发生反应的物质是（ ） A．Ag B．Zn(OH)2 C．Ag2O D．Zn 方法：从得失电子分析。

捷径：从得失电子的情况判断，失去电子的物质为负极，其化合价在反应中会升高。所以由上式可知在负极上发生反应的物质是Zn 。故选D。

总结：解答该题，首先必须看清反应式中充电与放电的方向，然后才能分析。部分考生常因没有注意充电和放电的方向，而出现误选A现象。

本题为新情境试题，解答此类试题要善于理解题示的信息，并将此信息和已学的知识以及要解决的问题联系起来，进行分析和判断。依据原电池工作原理，在负极上发生氧化反应，负极材料一般是较为活泼的金属，在电极反应中失去电子，被氧化。

例题6 ：（1993年全国高考）下图中x、y分别是直流电源的两极, 通电后发现a极板质量增加, b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是 ( )

方法：采用淘汰法解题。

捷径：a极板质量增加，说明X为负极，排除C。且该电解质溶液中含有不活泼金属离子，

—

又排除B。b极有无色无臭气体放出，溶液中无Cl，排除D。以此得答案为A。

总结：这是一个综合性很强的电化学问题。首先从电解产物或现象或电极反应式判断电源的正负极（或极板的阴阳极），然后再确定极板的材料是惰性电极还是金属材料。最后确定电解质溶液的溶质成分。若需计算，应放在题目的最后。这是一般的解题程序。

例题7 ：（2000年苏、浙、吉高考理科综合） ：熔融盐燃烧电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：

2-－

阳极反应式：2CO+2CO3→4CO2+4e

阴极反应式： ，总电池反应式： 。 方法：电极放电情况决定于电极材料、电解质溶液及电子流向。确定电极反应时可将题中材料进行拆分，根据放电规律以获得电极反应式与总反应式。

捷径：根据课本中“牺牲阳极的阴极保护法”知，阳极也即负极，阴极也即正极。将原

2-电池中材料进行拆分，负极（阳极）为CO燃气和CO3，正极（阴极）为空气中的O2和CO2，故

－2-正极（阴极）反应式为O2+2CO2+4e = 2CO3 ，合并正、负极电极反应式得总电池反应式为：

2CO+O2 = 2CO2 。

总结：该题出错主要原因有：阴阳极与正负极的联系未掌握、正负极材料未拆分清、熔融碳酸盐的作用未理解。以此造成不能正确书写出反应式。

例题8 ：（1998年上海高考）氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下： 粗盐 H2O NaOH Na2CO3 Cl2 H2 电解 10%NaOH、16%NaCl溶液 脱盐 精制 化盐 沉渣 NaCl晶体 50%NaOH溶液 依据上图，完成下列填空：

（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式

为 。与电源负极相连的电极附近，溶液pH （选填：不变、升高或下降）

（2）工业食盐含Ca、Mg等杂质。精制过程发生反应的离子方程式

为 ， 。

2—2—

（3）如果粗盐中SO4含量较高，必须添加钡试剂除去SO4，该钡试剂可以是 （选填a，b。c多选扣分）

a．Ba（OH）2 b．Ba（NO3）2 c．BaCl2

2+2+2—

（4）为有效除去Ca、Mg、SO4，加入试剂的合理顺序为 （选填a，b，c多选扣分）

a．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂 b．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3 c．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3

（5）脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过 、冷却、 （填写操作名称）除去NaCl。

（6）在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2与NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为 。

方法：理清图示过程，再根据要求逐一分析。

——

捷径：（1）电解食盐水，与电源正极相连的电极发生的反应是2Cl—2e = Cl2↑，与

++—

电源负极相连的电极上发生的反应是2H+2e = H2↑，消耗H，即产生OH，所以溶液的pH升高。

2+2+2—2+2+—

（2）除去Ca：Ca+CO3=CaCO3↓，除去Mg：Mg+2OH=Mg（OH）2↓。由于Mg（OH）2

2+—2—

的溶解度小于MgCO3，所以Mg与OH，与CO3混合时，总是生成Mg（OH）2沉淀。

2—2+—

（3）除去SO4应选择Ba，如果加入Ba（NO3）2溶液中会引进杂质NO3，而加入Ba（OH）2，BaCl2就不会增加新的杂质。

2+—2—

（4）除杂质时加入Ba和OH无先后之分，但Na2CO3一定在BaCl2之后加入，因为CO3还

2+

要除去多余的Ba，过滤沉淀后即认为NaCl被提纯。

（5）脱盐工序实际上是分离NaOH和NaCl，由于NaCl溶解度小，因而NaCl首先析出，其操作过程是蒸发（减少溶剂便于溶液浓缩）、冷却、结晶，经过滤得NaCl晶体。

（6）如无隔膜会发生：Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O，因电解食盐水反应式为

电解 电解

2NaCl+2H2O==2NaOH+H2+Cl2，两反应式相加得NaCl+H2O == NaClO+H2↑。

——2+2—2+

以此得该题的答案为：（1）2Cl—2e= Cl2 ↑升高（2）Ca+CO3=CaCO3↓，Mg+2OH—

= Mg（OH）2↓ （3）a c （4）b c （5）蒸发 过滤 （6）NaCl+H2O

电解 电解

===NaClO+H2↑或2NaCl+2H2O ==== H2↑+2NaOH Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O。

总结：该题为一学科内的综合题，解答时，要求考生从多方考虑题设要求。

金钥匙：

+ 2+

例题1 ：常见锌锰干电池在放电时的总反应可表示为：Zn（s）+2MnO（+2NH4= Zn+Mn2O32s）（s）+2NH3+2H2O，该电池放电时，正极区发生反应的物质是 ( )

+2+

A．Zn B．只有MnO2 C．MnO2和NH4 D．Zn和NH3 方法：根据题示放电反应分析。

+－

捷径：根据题中总反应可知，必有NH4参与电极反应，其正确的电极反应式为2MnO2+2e+

+2NH4 = Mn2O3+H2O+2NH3，以此得正确答案为C 。

2+2+

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/kcqv.html