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高三化学最后冲刺 电化学【考纲要求】了解原电池和电解池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。理解金属发生电化学腐蚀的原因,金属腐蚀的危害,防止金属腐蚀的措施。【典例精析】1.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 2.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=LiB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。【随堂训练】1-8为单选,9-10为双选1.下图有关电化学的示意图正确的是A. B. C. D.2.关于下列装置说法正确的是A装置中,盐桥中的K+移向ZnSO4溶液B装置工作一段时间后,a极附近溶液的pH增大C用装置精炼铜时,c极为粗铜D装置中电子由Zn流向Fe,装置中有Fe2+生成3.下列叙述中正确的是A氯碱工业中,阳极放出氢气、阴极放出氯气 B将钢铁与电源的正极相连可以起到保护钢铁的作用C用电解法精炼粗铜时,粗铜作阴极,纯铜作阳极D电镀时,应把镀件置于电解槽的阴极,电镀液应含有镀层金属的阳离子4工业上利用氢气在氯气中燃烧,所得产物再溶于水的方法制得盐酸,流程复杂且造成能量浪费。有人设想利用原电池原理直接制盐酸的同时,获取电能,假设这种想法可行,下列说法肯定错误的是A.两极材料都用石墨,用稀盐酸做电解质溶液B.通入氢气的电极为原电池的正极C.电解质溶液中的阳离子向通氯气的电极移动D.通氯气的电极反应式为Cl2+2e-=2Cl H2CuSO4溶液含金属催化剂的多孔电极酸性电解质O2H2O5用酸性氢氧燃料电池为电源进行电解的实验装置示意图如下图所示。下列说法中,正确的是A燃料电池工作时,正极反应为:O2 + 2H2O + 4e 4OH Ba极是铁,b极是铜时,b极逐渐溶解,a极上有铜析出 Ca极是粗铜,b极是纯铜时,a极逐渐溶解,b极上有铜析出Da、b两极均是石墨时,在相同条件下a极产生的气体与电池中消耗的H2体积相等 6. 高功率Ni/MH(M表示储氢合金)电池已经用于混合动力汽车。总反应方程式如下:充电放电Ni(OH)2 + M NiOOH + MH,下列叙述正确的是A放电时正极附近溶液的碱性增强B放电时负极反应为:M + H2O eMH + OHC充电时阳极反应为:NiOOH+ H2O eNi(OH)2 + OH D放电时每转移1mol电子,正极有1mol NiOOH 被氧化7.用反应:2Ag+(aq) + Fe(s) = Fe2+(aq) +2Ag(s) 设计原电池并用它作电源进行电解 的装置如图所示。NaCl溶液的体积为200mL,假设反应产生的气体全部放出,且反应前后溶液体积的变化忽略不计。下列有关叙述中错误的是 A电极A应该用Fe作材料, B是AgNO3溶液,电极C周围溶液变红w.w.w.k.s.5*u.c.#omBA、C两极都发生氧化反应,C电极反应式为:2H+2e=H2C银电极变粗,为电源的正极,A电极反应式为:Fe2e= Fe2+D当析出Ag21.6g时,NaCl溶液的pH是反应前的2倍8. 如下图所示的装置,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后,向乙中滴入酚酞溶液,在F极附近显示红色。则以下说法正确的是A电源B极是正极B甲、乙装置的C、D、E、F电极均有单质生成,其物质的量之比为1211C欲用丙装置给铜镀银,H应该是Ag,电镀液是AgNO3溶液D装置丁中Y极附近红褐色变深,说明氢氧化铁胶粒带正电荷9.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 10.用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水 (含、Na、Mg2)的装置如图所示 (a、b为石墨电极)。下列说法中,正确的是A电池工作时,正极反应式为:O2 +2 H2O + 4e=4 OH B电解时,a 电极周围首先放电的是Br而不是Cl,说明当其它条件相同时前者的还原性强于后者C电解时,电子流动路径是:负极外电路阴极溶液阳极正极D忽略能量损耗,当电池中消耗0.02g H2 时,b 极周围会产生0.02g H211. 燃料电池具有广阔的发展前途,科学家近年研制出一种微型的燃料电池,采用甲醇取代氢气做燃料可以简化电池设计,该电池有望取代传统电池。某学生在实验室利用碱性甲醇燃料电池电解Na2SO4溶液。(1)图中a电极是 (填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”)。该电极上发生的电极反应式为 。(2)碱性条件下,通入甲醇的一极发生的电极反应式为 。(3)当消耗3.36 L 氧气时(已折合为标准状况),理论上电解Na2SO4溶液生成气体的总物质的量是 。(4)25、101kPa时,燃烧16g甲醇生成CO2和H2O(l),放出的热量为363.26kJ,写出甲醇燃烧的热化学方程式: 。12.(1)事实证明,能设计成原电池的反应通常是放热反应,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是 。AC(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H0BNaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O(1) H0C2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) H0(2)以KOH溶液为电解质溶液,依据所选反应设计一个原电池,其负极的电极反应式为 。(3)电解原理在化学工业中有着广泛的应用。现将你设计的原电池通过导线与右图中电解池相连,其中a为电解液,X和Y均为惰性电极,则:若a为CuSO4溶液,则电解时的化学反应方程式为 。通过一段时间后,向所得溶液中加入0.2molCuO粉末,恰好恢复电解前的浓度和pH,则电解过程中转移的电子的物质的量为 。若电解含有0.04molCuSO4和0.04molNaCl的混合溶液400ml,当阳极产生的气体672 mL(标准状况下)时,溶液的pH = (假设电解后溶液体积不变)。 【课后训练】 学海导航p99-100附参考答案:1-10 D、B、D、B、C、A、B、D、CD、BD11.1)阳极 4 OH4 e=O2+2H2O(2)CH3OH6e +8OH= CO32 + 6H2O(3)0.45(4)CH3OH(l)+ 3/2O2(g ) CO2(g )+ 2H2O(l) H1 726.52 kJ/mol12.(1)C(2)H2+2OH -2e2H2O(3)2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4; 0.4mol 1
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