优秀学习资料欢迎下载（二）化学能与电能【1】原电池1. 定义原电池是把 _转化为 _的装置。答案： 1化学能电能2原电池的构成条件(1) 一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生( 一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应 ) 。(2) 二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。(3) 三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：电解质溶液；两电极直接或间接接触；两电极插入电解质溶液。3工作原理 ( 以锌铜原电池为例) 电极名称负极正极电极材料_ _ 电极反应_ _ 反应类型_ _ 电子流向由_沿导线流向 _ 盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl 溶液， _移向正极，_移向负极答案： 3锌片铜片Zn 2e=Zn2Cu22e=Cu 氧化反应还原反应Zn Cu KCl3. 种常见的化学电源电池负极反应正极反应总反应式一次电池( 锌锰干电池 ) 酸性锌锰干电池_ 2NH42e=2NH3 H2碱性锌锰干电池Zn2OH2e=Zn(OH)22MnO2 2H2O2e= 2MnO(OH)2OH_ 二次电池( 铅蓄电池 ) _ _ Pb(s) PbO2(s) 2H2SO4(aq)= 2PbSO4(s) 2H2O(l) 燃料电池( 氢氧酸性氢氧燃料电池_ _ 2H2O2=2H2O 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载燃料电池 ) 碱性氢氧燃料电池_ _ 2H2O2=2H2O 答 案 ： Zn 2e=Zn2Zn 2MnO2 2H2O=2MnO(OH) Zn(OH)2Pb SO24 2e=PbSO4PbO24HSO242e=PbSO42H2O 2H2 4e=4HO2 4e 4H=2H2O 2H2 4e4OH=4H2O O2 4e 2H2O=4OH4. 金属的腐蚀与防护（1）腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀定义金属跟接触到的物质( 如 O2、Cl2、SO2等)_ 发生 _反应而引起的腐蚀不纯金属与电解质溶液接触时，发生_反应，_的金属失电子而被氧化本质_电流产生_电流产生现象金属被 _( 氧化 ) _金属被腐蚀 ( 氧化 ) 实例金属与 Cl2、O2等物质直接发生化学反应钢铁在潮湿的空气中生锈实质与联系实质都是金属原子_电子被 _而损耗；化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍、危害性更大、腐蚀速率更快答案： 1直接化学原电池比较活泼无有微弱腐蚀较活泼失去氧化（2）铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较 _ 水膜酸性 _ 或_ 正极反应_ _ 负极反应_ _ 答案：2 强很弱呈中性2H2e=H2O22H2O 4e=4OHFe2e=Fe22Fe4e=2Fe2（3）金属的防护(1) 改变金属的组成结构。 如铁中加入一定比例的铬炼制得铬钢，具有很高的耐腐蚀性。(2) 在金属表面覆盖一层_层，使金属与周围具有腐蚀性的气体和电解质溶液隔离，便可保护金属， 防止金属腐蚀。 如在金属表面上喷漆、电镀或覆盖搪瓷， 使表面钝化等。(3) 电化学保护法：牺牲阳极保护法：使被保护的金属设备作原电池的_极。外加电流阴极保护法：使被保护的金属设备作电解池_极，与外接电池的负极相连接，用废铁作 _极。答案： 3(2) 保护(3) 正阴阳例 1 ：判断正误 正确的打“”，错误的打“”。1锂水电池以金属锂和钢板为电极材料，以KOH为电解质，使用时加入水即可放电；放电时 OH向正极移动( ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载2镀锌层破损后对铁制品失去保护作用( ) 3铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应( ) 4铜的金属活泼性比铁的差，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀( ) 5碘也可用作心脏起搏器电源锂碘电池的材料。该电池反应为：2Li(s)I2(s)=2LiI(s)，碘电极作为该电池的正极( ) 6浸入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重( ) 7原电池中盐桥的作用是传导电子( ) 8原电池中负极金属的活泼性一定比正极金属的活泼性强( ) 9可逆电池充电时，可逆电池的负极与外接电池的正极相连，其正极与外接电源的负极相连 ( ) 10钢铁在吸氧腐蚀过程中，Fe 最终变成了Fe(OH)2( ) 答案： 12. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 1(2013江苏卷)MgH2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是( ) AMg电极是该电池的正极BH2O2在石墨电极上发生氧化反应C石墨电极附近溶液的pH增大D溶液中Cl向正极移动解析： Mg 电极是该电池的负极，A 错误； H2O2在石墨电极上得电子，发生还原反应，B错误；石墨电极上发生的电极反应式为：H2O22e=2OH，从电极反应式可以判断出，石墨电极附近溶液的pH增大， C正确；溶液中的阴离子移向负极，D错误。答案： C 2下列反应没有涉及原电池的是( ) A生铁投入稀盐酸中B铜片与银片用导线连接后，同时插入FeCl3溶液中C纯锌投入硫酸铜溶液中D含铜的铝片投入浓硫酸中解析： A 项生铁中含碳，投入稀盐酸中时构成原电池。B 项构成原电池。C 项置换出铜后，构成锌铜原电池。D项浓硫酸不导电，不能构成原电池。答案： D 3一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH 4eH2O=CH3COOH4H。下列有关说法正确的是( ) A检测时，电解质溶液中的H向负极移动精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载B若有 0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气C电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH O2=CH3COOH H2O D正极上发生的反应为：O24e2H2O=4OH解析： 本题考查新型燃料电池，意在考查学生能否正确书写电极反应式。结合题意， 该电池总反应即是乙醇的氧化反应，不消耗H，故负极产生的H应向正极移动，A 项错误；酸性溶液中， 正极电极反应式为：O24e4H=2H2O ，D项错误， 结合 D项，转移 0.4 mol电子时，消耗0.1 mol O2，即标况下的体积为2.24 L，B项错误； C项符合题目要求，正确。答案： C 4( 双选 ) 如图所示的原电池，下列说法正确的是( ) A电子从锌电极通过电流表流向铜电极B盐桥中的阴离子向硫酸锌溶液中迁移C锌电极发生还原反应，铜电极发生氧化反应D铜电极上发生的电极反应是：2H2e=H2解析： 由原电池装置图可知，负极为 Zn，发生氧化反应：Zn2e=Zn2；正极为 Cu，发生还原反应： Cu22e=Cu 。盐桥中的阴离子向ZnSO4溶液中迁移； 阳离子向 CuSO4溶液中迁移。故选A、B两项。答案： AB 5(2013广东卷 ) 能量之间可以相互转化：电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。(1) 设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料： ZnSO4(aq) ，FeSO4(aq) ，CuSO4(aq) ；铜片，铁片，锌片和导线。完成原电池的甲装置示意图( 见下图 ) ，并作相应标注。要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。以铜片为电极之一，CuSO4(aq) 为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极_。甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是_，其原因是精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载_ 。(2) 根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在(1) 的材料中应选 _作阳极。解析： (1) 由题给试剂，结合原电池的形成条件可知可以组合的原电池可以是：锌铜、锌铁、铁铜原电池。由图示所给电子移动方向可知左边为负极( 活泼金属 ) 、右边为正极 ( 不活泼金属 )，则组装的原电池可以如下：由所给的电极材料可知，当铜片做电极时，铜片一定是正极，则负极是活泼的金属( 失电子发生氧化反应)，反应的现象是电极逐渐溶解。以Zn 和 Cu做电极为例，如果不用盐桥则 Zn 与 CuSO4反应，置换出的Cu附着在 Zn 表面，阻碍了Zn 与 CuSO4的接触，不能提供稳定电流。(2) 根据牺牲阳极的阴极保护法，可知被保护的金属作阴极，即锌片作为阳极。答案： (1) ( 装置图如下) 电极逐渐溶解甲可以避免活泼金属如Zn 和 CuSO4的接触，从而提供稳定电流(2) 锌片【2】电解池1概念把_能转化为 _能的装置。答案： 1电化学2电解原理(1) 电解：使 _通过电解质溶液( 或熔融的电解质) 而在 _引起 _的过程。(2) 电极名称与电极反应。与电源正极相连的为_，发生 _反应；与电源负极相连的为_，发生_反应。(3) 电极材料精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载惰性电极：如_。活性电极：如_。(4) 工作原理： ( 以石墨为电极电解CuCl2溶液为例 ) 电极反应式阳极： _ 阴极： _ 总式： _ 电子流向电源_导线电解池_ 电解池 _导线电源_ 离子移动方向电解质溶液中的阳离子移向_ 电解质溶液中的阴离子移向_ 答案： 2(1) 电流阴、阳两极氧化还原反应(2) 阳极氧化阴极还原(3)石墨、 铂Cu、Zn、Fe (4)2Cl 2e=Cl2Cu22e=Cu CuCl2=通电CuCl2负极阴极阳极正极阴极阳极3. 电解池的应用1. 电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气。阴极反应式：_；阳极反应式：_；电解反应总方程式：_ 。答案： 12H2e=H22Cl 2e=Cl22NaCl 2H2O=通电Cl2 H2 2NaOH 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载2电镀电镀时， 阳极是 _，阴极是 _，一般用含有 _的电解质溶液作电镀液；电镀池工作时， 阳极质量 _， 阴极质量 _， 电解质溶液浓度_。以电镀铜为例写出电极反应式：阳极反应： _；阴极反应： _。答案： 2镀层金属镀件镀层金属离子减小增大不变Cu2e=Cu2Cu2 2e=Cu 3铜的精炼 ( 粗铜中通常含有Zn、Fe、Ni 、Ag、Au等杂质 ) 。电极名称电极材料电极反应电解质溶液阳极_铜_， _， _，_，_溶液阴极_铜Cu22e=Cu 粗铜中比较活泼的金属杂质形成阳离子进入溶液，金属活动性弱于铜的金属(Ag 和 Au)沉淀在电解槽底部，形成_。答案： 3粗Zn2e=Zn2Fe2e=Fe2Ni2e=Ni2Cu2e=Cu2纯CuSO4阳极泥4电冶金。金属冶炼： Mnne=M 。(1) 电解熔融的氯化钠冶炼金属钠。阳极反应：_。阴极反应：_。总反应：_。(2) 电解熔融的氯化镁冶炼金属镁。阳极反应：_。阴极反应：_。总反应： MgCl2(l)=通电Mg Cl2 。(3) 电解熔融的氧化铝冶炼金属铝。阳极反应：_。阴极反应：_。总反应： _ 。答案： 4(1) 2Cl2e=Cl22Na2e=2Na 2NaCl(l)=通电2NaCl2(2) 2Cl2e=Cl2Mg22e=Mg (3) 6O2 12e=3O24Al3 12e=4Al 2Al2O3=通电4Al 3O2例题 1 ：判断正误正确的打“”，错误的打“”。1电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率( ) 2电解 58.5 g熔融的 NaCl，能产生22.4 L氯气 ( 标准状况 )、23.0 g金属钠 ( ) 3用惰性电极电解熔融氯化钠的离子方程式为：2Cl 2H2O=通电2OH H2Cl2() 4在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液( ) 5工业上电解熔融状态的Al2O3制备 Al( ) 6电解 NaCl 溶液得到 22.4 L H2( 标准状况 ) ，理论上需要转移NA个电子 (NA表示阿伏加德罗常数 )( ) 7以 CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜( 含 Al 、Zn、Ag、Pt、Au 等杂质 ) 的电解精炼，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载溶液中 Cu2向阳极移动 ( ) 8电解质溶液导电时，一定会发生化学反应( ) 9电解精炼铜时，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等( ) 答案： 12. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的( ) ACuSO4BH2O CCuO DCuSO45H2O 解析：由硫酸铜溶液的电解方程式：2CuSO4 2H2O=通电2CuO2 2H2SO4可知，加入 CuO才可与生成的H2SO4反应生成CuSO4而使电解液恢复到原浓度，故C项正确。答案： C 变式一：双选 ) 用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯物质( 括号内物质 ) ，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是( ) AAgNO3(AgNO3) BNaOH(H2O) CKCl(KCl) DCuSO4(CuCO3) 解析： 分析电解反应的原理，在两极析出什么物质( 固体或气体 ) ，相当于什么物质脱离反应体系，就加入什么物质，即可使溶液完全复原。A4AgNO3 2H2O=通电4AgO2 4HNO3脱离反应体系的物质是4AgO2，相当于2Ag2O ，所以应当加入适量Ag2O才能复原 ( 加入 AgNO3，会使 NO3的量增加 ) 。B2H2O=通电2H2 O2脱离反应体系的是2H2 O2，相当于2H2O，加入适量水可以复原。C2KCl 2H2O=通电2KOH H2 Cl2脱离反应体系的是H2Cl2，相当于 2HCl，应通入适量 HCl 气体才能复原 ( 加入盐酸时，同时也增加了水) 。D2CuSO4 2H2O=通电2H2SO42CuO2脱离反应体系的是2CuO2，相当于 2CuO ，加入适量 CuO可以复原， CuCO3也可以。答案： BD 变式二：用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的pH下降的是 ( ) ACuSO4 BNaOH CBaCl2 DH2SO4解析： 符合该题条件的电解质应为不活泼金属的含氧酸盐。答案： A 2下列关于电解NaNO3溶液的叙述正确的是( ) A随着电解的进行，溶液的pH减小BOH向阳极移动，阳极附近溶液呈碱性CNO3向阳极移动， Na向阴极移动，分别在对应的电极上析出精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载D阴极上H得电子被还原成H2，使得阴极附近的溶液呈碱性解析： 电解 NaNO3溶液，实际上是电解水，故电解后溶液的pH不变；阳极： 4OH4e=2H2OO2，由于OH放电，使阳极附近溶液呈酸性，阴极：2H2e=H2，由于H放电，使阴极附近溶液呈碱性，故选D项。答案： D 3(2014广州一模) 某小组设计电解饱和食盐水的装置如图，通电后两极均有气泡产生，下列叙述正确的是( ) A铜电极附近观察到黄绿色气体B石墨电极附近溶液呈红色C溶液中的Na向石墨电极移动D铜电极上发生还原反应答案： D 4下列对几种常见的金属防腐方法的描述错误的是( ) 选项方法对相应方法的描述A 改变金属内部的组成结构此法实际上是将金属制成合金，增强抗腐蚀能力B 在金属表面覆盖保护层保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用C 外加电流的阴极保护法接外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极D 牺牲阳极的阴极保护法构成原电池，被保护的金属作正极解析： 如果镀层金属比被保护的金属活泼，破损后可构成原电池，仍然能在一定程度上保护金属， B错误。答案： B 5按下图所示装置进行实验，并回答下列问题：(1) 判断装置的名称：A池为 _，B池为 _。(2) 锌极为 _极，电极反应式为_；铜极为 _极，电极反应式为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载_；石墨棒C1为_极，电极反应式为_；石墨棒 C2附近发生的实验现象为_。(3) 当 C2极析出224 mL 气体 ( 标准状况 ) 时，锌的质量_( 填“增加”或“减少”)_g， CuSO4溶液的质量 _( 填“增加”或“减少” )_g。解析： A池中 Zn、Cu放入 CuSO4溶液中构成原电池，B池中两个电极均为石墨电极，在以 A为电源的情况下构成电解池，即 A原电池带动B电解池。 A池中 Zn 为负极， Cu为正极，B池中 C1为阳极，C2为阴极，阴极区析出H2， 周围 OH富集，酚酞变红，且n(H2) 0.224 L22.4 L mol10.01 mol，故电路中转移电子的物质的量为0.01 mol2 0.02 mol，根据得失电子守恒，锌极有 0.01 mol Zn溶解，即Zn 极质量减少0.01 mol 65 gmol1 0.65 g ，铜极上有0.01 mol Cu析出，即CuSO4溶液增加了0.01 mol(65 g mol164 gmol1) 0.01 g 。答案： (1) 原电池电解池(2) 负Zn2e=Zn2正Cu22e=Cu 阳2Cl2e=Cl2有无色气体产生，附近溶液出现红色(3)减少0.65 增加0.01 6如图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4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： 6.8 8.0 ，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 ) ；A 管溶液由红变黄；B管溶液由红变黄；A管溶液不变色；B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_。解析： (1) 由于MgSO4是强酸弱碱盐，在水溶液中存在Mg22H2O=Mg(OH)22H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H2，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 SO24，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：2H2e=H2( 或 2H2O2e=2OHH2)Mg22OH=Mg(OH)2在 B管中： 4OH4e=2H2O O2( 或 2H2O 4e=4H O2)(4)(5)H2的常用检验方法是“爆鸣”法，即用拇指按住管口，取出试管a，管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有淡蓝色火焰；O2的常用检验方法是木条复燃法，用拇指按精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载住管口，取出试管b 正立，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内，木条复燃。答案： (1) (2)2H2e=H2( 或 2H2O2e=2OHH2)Mg22OH=Mg(OH)2(3)4OH4e=2H2O O2( 或 2H2O 4e=4H O2)(4) 用拇指按住管口，取出试管，管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有淡蓝色火焰(5) 用拇指按住管口，取出试管正立，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃2、化学能与电能（1）原电池：将化学能转化为电能的装置。 1、构成原电池的三个主要条件2、如何判断原电池的正负极、电极反应类型3、 常见原电池的电极反应：1、原电池形成条件铜锌原电池（电解质：稀硫酸）负极（） ，电极反应：（反应） ；现象：正极（） ，电极反应：（反应） ；现象：总反应式：。（溶液 PH 值）2、原电池正负极的判断：电极材料电极反应类型电子流方向溶液中离子流动方向两极现象负极活动性反应电子流向该极（不填）正极用作电源3、原电池的应用判断金属的活泼性加快某些反应的反应速率(2) 电解池：电能转化为化学能 1、电解池的阴阳极判断、电极反应类型 2、电解 CuCl2、饱和 NaCl 溶液、熔融NaCl、H2O的电极反应例1：锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池。某种锂电池的总反应式为Li+MnO2=LiMnO2，下列说法正确的是ALi 是 正 极 ，电 极 反 应 为 Li-e-=Li+ BLi 是 负 极 ，电 极 反 应 为 Li-e-=Li+ CLi 是 负 极 ，电 极 反 应 为 MnO2+e-=MnO2-D Li 是 负 极 ，电 极 反 应 为 Li-2e-=Li2+ 例2：由铜、锌片和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH A不变 B先变小后变大电解质溶液两电极以导线连接或，形成精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 12 页优秀学习资料欢迎下载 C逐渐变大 D逐渐变小例 3： 若在铜片上镀银时，下列叙述正确的是将铜片接在电池的正极上，将银片接在电源的正极上，在铜片上发生的反应是：Ag+e-=Ag， 在银片上发生的反应是：4OH-4e-=O2+2H2O ， 需用 CuSO4溶液，需用 AgNO3溶液作电解液 ( ) A B C D例4：把 a、b、c、d四块金属片浸人稀酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极，c、 d相连时，电流由d到 c； a、 c相连时 c极上产生大量气泡，b、 d相连时， b上有大量气泡 产 生 ， 则 四 种 金 属 的 活 动 性 顺 序 由 强 到 弱 的 顺 序 为Aabcd B_acdb Ccabd D. bdca 例 5：.若某电能与化学能的转化装置（电解池或原电池）中发生反应的总反应离子方程式是： Cu+2H+=Cu2+H2，则关于该装置的说法正确的是A该装置可能是原电池，也可能是电解池B该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸C该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极D该装置只能是电解池，电解质溶液不可能是盐酸精选学习资料 - 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