2023年电化学易错题.pdf

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1、学习必备 欢迎下载 电化学易错题（六）原电池及其运用 例 1 下列（图 1-14-2）装置中能组成原电池的是 【错解】A，D。【评析】组成原电池装置的条件是两种活泼性不同的金属，用导线连接插入电解质溶液中。当活泼金属和电解质溶液能发生氧化还原化学反应，将转移的电子导出，形成电流。其必要条件是发生化学反应，使化学能转化为电能。在装置 A 中，锌和氯化锌溶液不发生反应，因此不能组成电源装置。另有误解锌能发生吸氧腐蚀，但由于吸氧腐蚀进行缓慢，而且产生电流很小，所以不将其视为电源装置。在装置 D 中，由于知识的欠缺，对原电池以及电解质溶液的导电原理认识不清，因此产生判断的错误。在原电池导电过程中，分为

2、内电路和外电路两部分。内电路为电源的负极（活泼金属）失电子，电子流出，溶液中阴离子定向流向负极；溶液中的阳离子定向流向正极，在正极放电（得电子），生成相应的新物质。外电路电子由负极、导线、用电器和导线流向正极，这样电路才是一个完整的闭合回路，电子能稳定地流动。另外溶液中移动的离子应在同一容器中，否则就会出现一个容器中的阴离子放电而溶液带正电，另一个容器中的阳离子放电而溶液带负电的结果。假若要分在两个容器中，必须用一个“盐桥”（常用装有盐溶液的 U 形管，反扣到上两容器上）将两个装置中的溶液连通，离子流动，使整个电路成为闭合回路。【正确答案】B。例 2 X，Y，Z，M 为金属活动顺序表中常见的四

3、种金属元素，在常温下都不和冷水反应。金属 X 和 Z 用导线连接放入稀硫酸中时，X 溶解，Z 极上有气体放出；若电解 Y2+离子和 Z2+离子共存的溶液时，Y 先析出；又知在 X 和 M 的阳离子溶液中，加入过量的氢氧化钾溶液，M 生成相应的氢氧化物的沉淀，试写出四种金属的活泼性由强到弱的顺序_。【错解】漏写答案较多。【评析】运用原电池原理和电解电极放电顺序可以判断金属的活泼性强弱。在原电池中是活泼金属失电子，所以 X 的活泼性强于 Z；在电解中不活泼的金属离子氧化性强，先得电子，所以 Z 的活泼性强于 Y。根据题目给的另一信息，加入过量的氢氧化钾溶液，M生成相应的氢氧化物的沉淀。在已学的金属

4、活动顺序中，镁以后的较多金属的氢氧化物都是难溶沉淀物，如氢氧化镁、氢氧化亚铁等等，因此该沉淀可以是多种氢氧化物。另一方面加入过量的氢氧化钾溶液，不生成沉淀的原因有：比镁活泼的金属，如钠离子等不发生反应（不适合本题）；溶于过量强碱溶液的金属离子有铝离子和锌离子，而铝锌的活泼性恰在镁铁之间，因此 X 的活泼性可能强于 M，即 X 为铝或锌，M 为铁，其顺序为 XMZY或 XZMY（当 X 为铝时，Z 还有可能为锌）；也可能弱于 M，即 M 为镁，X 为铝或锌，其顺序为 MXZY。【正确答案】XMZY，XZMY 或 MXZY。学习必备 欢迎下载 例 3 燃料电池是燃料（如 CO，H2，CH4等）跟氧

5、气（或空气）起反应将化学能转变为电能的装置，电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是 A负极反应式：O2+2H2O+4e=4OH-B负极反应式：CH4+8OH-8e=CO2+6H2O C随着放电的进行，溶液的 pH 不变 D放电时溶液中的阴离子向负极移动【错解】B，C。【评析】燃料电池有其节能、高效和少污染等优点，有待于大力推广的一类新型电源。由于思维定势，在原电池的组成中活泼金属失电子，发生氧化反应，为电源的负极。而燃料电池中未提电极材料，书写电极反应往往无从入手。实际上其原理应和原电池一样，利用氧化还原反应，将电子转移导出，由化学能转变为电能。燃料在反应中失电子被氧化，其组

6、成中的碳元素和氧结合生成二氧化碳，氢元素和氧结合生成水，上述燃料的反应为其负极反应。余下的问题是谁提供氧？若直接由氧气，反应将电子直接转移给氧气，电子导不出，形成不了电流，不能成为电源。若从溶液中寻找，溶液中有水分子和氢氧根离子。如果由水提供氧元素，溶液中剩下的氢元素只能以氢离子形式存在，溶液由碱性直接跳到酸性，实际上是不存在的。另一种考虑是氢氧根离子提供氧元素，两个氢氧根离子提供一个氧原子，剩下的转化成水，负极反应的主反应为甲烷和氢氧根失电子发生氧化反应。负极反应的另一误区是，不考虑介质环境，反应产物与实际不符。如燃料氧化生成的二氧化碳不可能从强碱溶液中逸出，它将进一步反应转化成碳酸根。所以

7、负极反应式为：由于部分碱液和二氧化碳反应，所以溶液的 pH 值将减小。选项 C 为错误结论。类似铅蓄电池在放电时，介质为硫酸溶液，所以负极反应式为：以上还应归纳的：在碱性溶液中：缺氧，应由氢氧根离子提供，剩下转化为水；氧多，应和水结合生成氢氧根离子。在中性溶液中：缺氧，应由水提供，剩下转化为氢离子；氧多，应和水结合生成氢氧根离子。在酸性溶液中：缺氧，应由水提供，剩下转化为氢离子；氧多，应和氢离子结合生成水。总之，溶液的酸碱性变化应是由酸性中性碱性或碱性中性酸性。【正确答案】D。例 4 熔融碳酸盐燃料电池的电解质为 Li2CO3和 Na2CO3的混合物，燃料为 CO，氧化剂是含 CO2的 O2，

8、在工作过程中，电解质熔融液的组成、浓度都不变。负极反应为：_，正极反应为：_，工作时熔融体中的_向负极移动。【错解】负极反应为：2CO+O2=2CO2，正极反应为：Li+e=Li，工作时锂离子流向负极。【评析】本题是全新信息给予题，燃料电池用熔融的碳酸盐作电解质，由于思维定势，正极的反应应为溶液中的阳离子得电子，根据同主族元素性质递变，锂离子应比钠离子易得电子，所以得出正极反应：Li+e=Li，错误结论。实际上题目给了很重要的信息，即电解质熔融液的组成和浓度都不变。电解水时，水中的氢氧根离子，在负极参加反应被消耗，而在正极反应又生成，保持其浓度不变。将其迁移到本题，在负极：一氧化碳和碳酸根离子

9、失电子转化为二氧化碳；在正极：二氧化碳和氧气得电子转化为碳酸根离子。移的电子导出形成电流其必要条件是发生化学反应使化学能转化为电能装置中由于知识的欠缺对原电池以及电解质溶液的导电原理认识不清因向正极在正极放电得电子生成相应的新物质外电路电子由负极导线用电学习必备 欢迎下载 本题的另一误区是，在原电池中不知阴、阳离子流向哪一极。也是由于思维定势，往往认为负极电子多，应该阳离子流向负极。实际上负极是活泼金属失电子，但电子不是停留在负极，而是由外电路很快流向正极（产生电流，释放电能），阳离子流向正极，在正极放电，生成新物质；相反阴离子将流向阴极。（七）电解及其运用 例 1 用指定材料做电极来电解一定

10、浓度的溶液甲，然后加入物质乙能使溶液恢复为甲溶液原来的浓度，则合适的组是：阳极 阴极 溶液甲 物质乙 A Pt Pt NaOH NaOH 固体 B Pt Pt H2SO4 H2O C C Fe NaCl 盐酸 D 粗铜 精铜 CuSO4 Cu(OH)2【错解】B，C。【评析】选项 B 中电解硫酸，阴极出氢气；阳极出氧气，实质是电解水。因此补充一些水，可以恢复硫酸溶液原来的浓度。本题误区是多选了选项 C，从表面上看，电解氯化钠水溶液，阴极出氢气；阳极出氯气。两极产生的气体物质的量相等，转化为氯化氢，用相当量的盐酸补充，应该能恢复氯化钠溶液原来的浓度。但是这里忽略了盐酸溶液中的水，氯化钠溶液的浓度

11、必然变稀，不可恢复。若改为通入氯化氢气体，应是正确选项。【正确答案】B。例 2 将含有 0.400molCuSO4和 0.200molKCl 的水溶液 1L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上析出 19.2gCu，此时在另一电极上放出的气体在标准状况下的体积为 A5.60L B6.72L C4.48L D3.36L【错解】B。【评析】电解产物的有关计算，不仅要考虑溶液中离子的放电顺序，由此来决定电解的产物，还要考虑离子的物质的量多少，当某种离子消耗完，一定会引起产物的变化。本题的思维定势是阴极产物为 0.300mol 铜，转移了 0.600mol 的电子，阳极产物必然是 0.300mol的

12、氯气，标况下的体积为 6.72L，得出选项 B 的错误结论。电路中的确转移了 0.600mol 的电子，但溶液中仅有 0.200mol 的氯离子，其放电析出0.100mol 的氯气。阳极放电的下一个产物应是氢氧根离子失电子转化成氧气，其量为0.400mol 的电子转移，产生 0.100mol 的氧气。因此在阳极最终生成 0.200mol 的气体，在标况下的体积为 4.48L。【正确答案】C。例 3 用铂电极电解 2 价过渡元素硝酸盐溶液 600mL，若某极产生 672mL 气体（标准状况），另一极增重 3.81g，假设溶液体积不变，且原溶液 pH 值为 6，正确的判断是：电解后溶液的 pH 值

13、为 0.9，电解后溶液 pH 值的为 0.7，该金属的相对原子量为65，该金属的相对原子量为 63.5，该金属的相对原子量为 24。A B C D【错解】A。移的电子导出形成电流其必要条件是发生化学反应使化学能转化为电能装置中由于知识的欠缺对原电池以及电解质溶液的导电原理认识不清因向正极在正极放电得电子生成相应的新物质外电路电子由负极导线用电学习必备 欢迎下载【评析】电解计算实为关系式计算。以转移电子的物质的量为依据，找出相应的计算关系。如设电路中转移 4mole，相应电解的产物为：2mol 金属、1mol 氧气和溶液中产生 4mol氢离子。计算的误区常是，计算出的是氢离子的物质的量，误将其视

14、为物质的量浓度，进而计算溶液的 pH 值为 0.9。误区的另一方面是，考虑原溶液 pH 值为 6，该值对电解后溶液的pH 值计算可忽略不计，（若是由于盐类水解引起 pH 值小于 7，当电解生成氢离子将抑制盐水解，也不需考虑）。计算过程如下：关系式：2MO24H+解得：A63.5；x0.12 H+0.2mol L-1，pH0.7 正确答案为：选项 B。电解 n 价金属的含氧酸盐的计算可假设电路中转移 4nmole，相应电解的产物可能有：4mol 金属、nmol 氧气和溶液中产生 4nmol 氢离子（若电解生成 2nmol 氢气，则溶液中产生4nmol 氢氧根离子）等。【正确答案】B。例 4 在蒸

15、馏水中按物质的量之比为 1112 加入 AgNO3，Ba（NO3）2，Na2SO4，NaCl，使之完全溶解，以铂电极电解该混合物至溶质完全反应，则所得氧化产物与还原产物的质量比为：A35.5108 B712 C10835.5 D71109【错解】A，D。【评析】四种物质按一定物质的量之比混合、溶解，用惰性电极进行电解。由于只是片面考虑溶液中阳离子放电顺序是：银离子、氢离子等；阴离子放电顺序是：氯离子、氢氧根离子等。对题目要求溶质完全反应认可有分歧，因此产生以下两种结论。当电路中转移了 1mol 电子，银离子完全反应，还原产物为 1mol 银，氧化产物为 1mol 氯原子（未电解完），氧化产物与

16、还原产物的质量比为 35.5108（选项 A）。当电路中转移了 2mol电子，氯离子完全反应，氧化产物为 2mol 氯原子，还原产物为 1mol 银和 1mol 氢原子（水提供），氧化产物与还原产物的质量比为 71109（选项 D）。实际上当四种物质混合时，相互间有反应发生，硝酸银和氯化钠、硝酸钡和硫酸钠以等物质的量发生反应，生成难溶的氯化银、硫酸钡和硝酸钠。电解质溶液转化为按物质的量之比为 31 的 NaNO3，NaCl，电解时只有氯离子和氢离子参加电极反应，氧化产物与还原产物的质量比为 712。【正确答案】B。的含量不能大于 0.5mg L-1，为了达到废水排放标准，工业上处理含 往工业废

17、水中加入适量的 NaCl（12g L-1）；以铁电极进行电解，经过一段时间后有 Cr（OH）3和 Fe（OH）3沉淀生成；过滤回收沉淀，废水达到排放标准。试回答：（1）写出电解时的电极反应，阳极_阴极_。移的电子导出形成电流其必要条件是发生化学反应使化学能转化为电能装置中由于知识的欠缺对原电池以及电解质溶液的导电原理认识不清因向正极在正极放电得电子生成相应的新物质外电路电子由负极导线用电学习必备 欢迎下载 （3）电解过程中 Cr（OH）3，Fe（OH）3沉淀是怎样产生的？_。（4）能否将电极改为石墨电极？为什么？_。【错解】（1）阳极 2Cl-2e Cl2 或 Fe-3e Fe3+【评析】本题

18、是一道电解实际应用题。电解阳极阴离子的放电顺序是：硫离子、碘离子、溴离子、氯离子，由于忽略了非惰性金属电极放电先于溶液中阴离子放电，因此将阳极反应写为：2Cl-2e Cl2。另一种误解是认为，既然是铁电极放电，其电极反应为：Fe-3eFe3+，忽略了电极铁是过量的，因此阳极的电极反应应为：Fe-2e Fe2+。溶液中的阳离子流向阴极，其放电反应应是：2H+2eH2，而重铬酸根离子应流向阳极，不在阴极放电。溶液中存在具有氧化性的重铬酸根离子和具有还原性的亚铁离子，重铬酸根离子在酸性 条 件 下 氧 化 能 力 更 强，本 身 在 该 条 件 下 还 原 成 铬 离 电极反应和氧化还原反应大量消耗

19、氢离子，使水进一步电离，溶液中氢氧根离子浓度大大增大，与 Fe3+，Cr3+生成 Cr（OH）3和 Fe（OH）3沉淀。若改用石墨电极，溶液中没有还原性物质，重铬酸根离子不能被还原，因此也无法排除回收而达到解污净化作用。【正确答案】（1）阳极 Fe-2e Fe2+，阴极 2H+2eH2。（3）因 H+放电，破坏了水的电离平衡，产生的 OH-与溶液中的 Fe3+，Cr3+生成 Cr（OH）3和 Fe（OH）3沉淀。（4）不能，因用石墨电极，阳极 Cl-放电，不能产生还原剂 Fe2+，移的电子导出形成电流其必要条件是发生化学反应使化学能转化为电能装置中由于知识的欠缺对原电池以及电解质溶液的导电原理

20、认识不清因向正极在正极放电得电子生成相应的新物质外电路电子由负极导线用电学习必备 欢迎下载 五、有关电化学计算 例 5甲、乙两个电解池均以铂为电极，且互相串联，甲池中盛有硝酸银溶液，乙池中盛有一定量的某盐溶液。通电一段时间后，测得甲池中电极质量增加 2.16g，乙池中电极上析出金属 0.24g，则乙池中的溶质可能是（）A.CuSO4 B.MgSO4 C.Al(NO3)3 D.Na2SO4 移的电子导出形成电流其必要条件是发生化学反应使化学能转化为电能装置中由于知识的欠缺对原电池以及电解质溶液的导电原理认识不清因向正极在正极放电得电子生成相应的新物质外电路电子由负极导线用电学习必备 欢迎下载 典

21、型错解：根据电子转移数为 0.02mol，计算出析出金属的质量为 0.24g，根据 Mg2+2e=Mg，错选 B。错误原因是，未考虑到离子的放电顺序。正确解答：四个选项中，只有电解 CuSO4溶液时，电极上会有金属单质析出，因此答案只能是 A。如果 CuSO4溶液中 Cu2+足量，析出的 Cu 的质量应为 0.64g。本题中电极上只析出了 0.24gCu，显然是 Cu2+的量不足，多余的电子被 H+得到。答案：A。移的电子导出形成电流其必要条件是发生化学反应使化学能转化为电能装置中由于知识的欠缺对原电池以及电解质溶液的导电原理认识不清因向正极在正极放电得电子生成相应的新物质外电路电子由负极导线用电