第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)打印

1、第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)單元知識(shí)總結(jié)一、原電池、電解池、電鍍池三種電化學(xué)裝置的區(qū)別與聯(lián)系 原電池電解池電鍍池定義將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍一層其他金屬的裝置裝置舉例形成條件活潑性不同的兩電極(連接)電解質(zhì)溶液(電極插入其中并與電極自發(fā)反應(yīng))形成閉合回路自發(fā)的氧化還原反應(yīng)兩電極接直流電源兩電極插入電解質(zhì)溶液形成閉合回路鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接電源負(fù)極電鍍液必須含有鍍層金屬的離子裝置特征無(wú)電源，兩極材料不同有電源，兩極材料可同可不同有電源，兩極材料可同可不同電極名稱負(fù)極：較活潑金屬正極：較不活潑金屬(或能導(dǎo)電的非金屬)陽(yáng)極：與電源正極相連的極陰極：

2、與電源負(fù)極相連的極名稱同電解池，但有限制條件陽(yáng)極：必須是鍍層金屬陰極：鍍件電極反應(yīng)負(fù)極：金屬失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)正極：溶液中的陽(yáng)離子得電子，發(fā)生還原反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)、溶液中的陰離子失電子，或電極金屬失電子陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽(yáng)離子得電子陽(yáng)極：金屬電極失電子陰極：電鍍液中鍍層金屬的陽(yáng)離子得電子電子流向負(fù)極正極電源負(fù)極陰極電源正極陽(yáng)極電源負(fù)極陰極電源正極陽(yáng)極帶電粒子的移動(dòng)陽(yáng)離子向正極移動(dòng)陰離子向負(fù)極移動(dòng)陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)是否自發(fā)自發(fā)不自發(fā)不自發(fā)主要應(yīng)用金屬的電化學(xué)腐蝕制造化學(xué)電源氯堿工業(yè)電冶金精煉銅增強(qiáng)金屬抗腐蝕能力增加美觀和表面硬度實(shí)質(zhì)均是發(fā)生

3、氧化還原反應(yīng)，兩電極得失電子數(shù)相等聯(lián)系原電池可以作為電解池、電鍍池的電源二、金屬腐蝕與保護(hù)1吸氧腐蝕和析氫腐蝕的區(qū)別電化腐蝕類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件水膜酸性很弱或呈中性水膜 酸性較強(qiáng) 正極反應(yīng) 負(fù)極反應(yīng) 總反應(yīng)方程式4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 = Fe2O3+3H2OFe + 2H+ = Fe2+ + H2腐蝕作用是主要的腐蝕類型，具有廣泛性發(fā)生在某些局部區(qū)域內(nèi)2金屬的防護(hù)方法：改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。合金鋼中含有合金元素，使組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，耐腐蝕。如：不銹鋼加 。在金屬表面覆蓋保護(hù)層。常見(jiàn)方式有：涂油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧

4、化膜；在表面鍍一層有自我保護(hù)作用的另一種金屬。電化學(xué)保護(hù)法：外加電源的陰極保護(hù)法:接上外加直流電源構(gòu)成電解池，被保護(hù)的金屬作 極。犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法：外加 ，構(gòu)成原電池，被保護(hù)的金屬作 極。三、原電池原理的應(yīng)用(1)利用原電池原理可以制造出各種實(shí)用電池，即化學(xué)電源。(2)原電池原理可用于解決一些實(shí)際問(wèn)題，如 某些化學(xué)反應(yīng)時(shí)的速率（稀硫酸與鋅反應(yīng)時(shí)，常滴入幾滴 溶液）；分析金屬電化學(xué)腐蝕的快慢和防護(hù)方法等。(3)常見(jiàn)電極反應(yīng)式(a)氫、氧燃燒電池（電解質(zhì)溶液為KOH）：負(fù)極: 正極: (b)甲烷燃燒電池（電池負(fù)極甲烷燃燒失去電子，在堿性條件下生成的CO2與OH-反應(yīng)生成CO32-和H2O, 而

5、正極是 O2得到電子而成為OH-。）負(fù)極: 正極: (c)愛(ài)迪生蓄電池：()()負(fù)極: 正極: (d)紐扣電池：n()負(fù)極: 正極: (e)鉛蓄電池： 負(fù)極:正極: 四、電解原理及應(yīng)用電解池是將電轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，在電解池中，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)、陰極發(fā)生還原反應(yīng)，其放電順序一般為：陽(yáng)極：活性電極（銀和銀以前的金屬）> 陰極： (1)電解精煉銅： 作陽(yáng)極， 作陰極， 溶液作電解質(zhì)溶液。電解時(shí)，發(fā)生如下反應(yīng)：陽(yáng)極 ，陰極 。 極泥中存在金、銀等不活潑的貴重金屬， 極得到純銅。(2)電鍍銅： 作陽(yáng)極， 作陰極， 溶液作電解質(zhì)溶液，從理論上講電鍍時(shí)電解質(zhì)溶液組成、濃度和質(zhì)量 變化。電極反應(yīng)：陽(yáng)極

6、 ，陰極 ， (3)氯堿工業(yè)：陽(yáng)極 ， 陰極 ， 總反應(yīng): (4)冶煉金屬：電解熔融電解質(zhì)，可煉得活潑金屬。如：K、Na、Ca、Mg、Al等金屬可通過(guò)電解其熔融的氯化物或氧化物制得。如電解冶煉鋁：陽(yáng)極反應(yīng)6O2-12e-=3O2，陰極反應(yīng)4Al3+12e-=4Al. 五、電化學(xué)計(jì)算的基本方法 1基本方法(1)根據(jù)電子守恒法計(jì)算 用于串聯(lián)電路、陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應(yīng)式中的計(jì)量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算 先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式或直接運(yùn)用總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算 借得失電子守恒定律關(guān)系建立已知

7、量與未知量之間的橋梁，建立所需的關(guān)系式。如關(guān)系式：O24e4H4OH4Ag2Cu。 2解決電解問(wèn)題的基本思路模式 (1)通電前：電解質(zhì)溶液中含有哪些陰、陽(yáng)離子(包括水電離出的H和OH)。 (2)通電時(shí)：陰離子移向陽(yáng)極，陽(yáng)離子移向陰極，結(jié)合放電順序分析誰(shuí)優(yōu)先放電。 (3)寫電極反應(yīng)式，并結(jié)合題目要求分析電解結(jié)果，如兩極現(xiàn)象、水的電離平衡移動(dòng)、離子濃度的變化、pH的變化等。六、強(qiáng)化訓(xùn)練1下列關(guān)于銅電極的敘述，正確的是（ ）A銅鋅原電池中銅是正極 B用電解法精煉粗銅時(shí)銅作陽(yáng)極C在鍍件上電鍍銅時(shí)可用金屬銅作陽(yáng)極 D電解稀硫酸制H2、O2時(shí)銅作陽(yáng)極2在理論上可用于設(shè)計(jì)原電池的化學(xué)反應(yīng)是（ ） A2Al(

8、s)十2NaOH(aq)+2H2O(1)2NaAlO2(aq)+3H2(g)；H <OBBa(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)BaCl2(aq)+2NH3·H2O(aq)+8H2O(1)；H >0CCaC2(s)+2H2O(1)Ca(OH)2(s)+C2H2(g)；H <0DFeCl3(aq)十3H2O(1)Fe(OH)3(s)+3HCl(aq)；H >0 3高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，下列敘述不

9、正確的是 （ ） A. 放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：Zn2e-2OH- Zn(OH)2B. 充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為：Fe(OH)33e-5OH- FeO424H2OC. 放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3 mol電子，正極有1 mol K2FeO4被氧化D. 放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)4下列敘述正確的是（ ）A.在原電池的負(fù)極和電解池的陰極上都是發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)B.用惰性電極電解Na2SO4溶液，陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：2C.用惰性電極電解飽和NaCl溶液，若有1 mol電子轉(zhuǎn)移，則生成1 molNaOHD.鍍層破損后，鍍錫鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕5下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法正確的是（ ）A.純銀器表面在空氣中因化

10、學(xué)腐蝕漸漸變暗生成氧化銀B.當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí)，鑲層仍能對(duì)鐵制品起保護(hù)作用C.在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法D.可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕6關(guān)于鉛蓄電池的說(shuō)法正確的是（ ）A在放電時(shí)，正極發(fā)生的反應(yīng)是 Pb(s) +SO42(aq)= PbSO4(s) +2eB在放電時(shí)，該電池的負(fù)極材料是鉛板C在充電時(shí)，電池中硫酸的濃度不斷變小D在充電時(shí)，陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)是 PbSO4(s)+2e= Pb(s)+ SO42(aq)7鎳鎘（NiCd）可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其充、放電按下式進(jìn)行：C

11、d + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2。有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是（ ）A充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)：Ni(OH)2 e + OH- = NiOOH + H2OB充電過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程C放電時(shí)負(fù)極附近溶液的堿性不變 D放電時(shí)電解質(zhì)溶液中的OH-向正極移動(dòng)8用銅片、銀片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋（裝有瓊脂-KNO3的U型管）構(gòu)成一個(gè)原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是（ ）在外電路中，電流由銅電極流向銀電極 正極反應(yīng)為：Ag+e-=Ag實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同ABCD9天

12、津是我國(guó)研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的重要基地。鋰離子電池正極材料是含鋰的二氧化鈷(LiCoO2)，充電時(shí)LiCoO2中Li被氧化，Li遷移并以原子形式嵌入電池負(fù)極材料碳(C6)中，以LiC6表示。電池反應(yīng)為:LiCoO2C6CoO2LiC6，下列說(shuō)法正確的是（ ）A充電時(shí)，電池的負(fù)極反應(yīng)為L(zhǎng)iC6e = LiC6B放電時(shí)，電池的正極反應(yīng)為CoO2Lie = LiCoO2C羧酸、醇等含活潑氫的有機(jī)物可用作鋰離子電池的電解質(zhì)D鋰離子電池的比能量(單位質(zhì)量釋放的能量)低10右圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加幾滴石蕊溶液。下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是（ ）A逸出氣體的

13、體積，a電極的小于b電極的B一電極逸出無(wú)味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣Ca電極附近呈紅色，b電極附近呈藍(lán)色 Da電極附近呈藍(lán)色，b電極附近呈紅色11將氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)在氧氣中燃燒時(shí)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫燃料電池。燃料電池的基本組成為電極、電解質(zhì)、燃料和氧化劑。此種電池能量利用率可高達(dá)80%（一般柴油發(fā)電機(jī)只有40%左右），產(chǎn)物污染也少。下列有關(guān)燃料電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A上述燃料電池的負(fù)極反應(yīng)材料是氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)B氫氧燃料電池常用于航天飛行器，原因之一是該電池的產(chǎn)物為水，經(jīng)過(guò)處理之后可供宇航員使用C乙醇燃料電池的電解質(zhì)常用KOH，該電池的負(fù)極反應(yīng)為:C2H5OH12e2C

14、O2+3H2OD甲烷燃料電池的正極反應(yīng)為O22H2O4e4OH12固體氧化物燃料電池（SOFC）以固體氧化物作為電解質(zhì)，其工作原理如圖所示。下列關(guān)于固體燃料電池的有關(guān)說(shuō)法正確的是（ ）A.電極b為電池負(fù)極，電極反應(yīng)式為O2+4e =2O2B.固體氧化物的作用是讓電子在電池內(nèi)部通過(guò)C.若H2作為燃料氣，接觸面上發(fā)生的反應(yīng)為： H2+2OH2e=2H2OD.若C2H4作為燃料氣，接觸面上發(fā)生的反應(yīng)為：C2H4+6O212e=2CO2+2H2O13用酸性氫氧燃料電池電解苦鹵水（含Cl、Br、Na+、Mg2+）的裝置如圖所示（a、b為石墨電極），下列說(shuō)法正確的是（ ）A電池工作時(shí)，正極反應(yīng)式為O2 +

15、 2H2O + 4e = 4 OHB電解時(shí)，a電極周圍首先放電的是Br而不是Cl，說(shuō)明當(dāng)其他條件相同時(shí)前者的氧化性強(qiáng)于后者C電解時(shí)，電子流動(dòng)路徑是：負(fù)極外電路陰極溶液陽(yáng)極正極D忽略能量消耗，當(dāng)電池中消耗0.02g H2時(shí)，b極周圍會(huì)產(chǎn)生0.02g H214500mLkNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)6.0mol·L1，用石墨作電極電解此溶液，當(dāng)通電一段時(shí)間后，兩極均收集到22.4 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，假定電解后溶液體積仍為500mL，下列說(shuō)法正確的是()A原混合溶液中c(K)為2mol·L1 B上述電解過(guò)程中共轉(zhuǎn)移2mol電子C電解得到銅的物質(zhì)的量為0.5mo

16、l D電解后溶液中c(H)為2mol·L115如圖所示裝置中都盛有0.1mol/L的NaCl溶液，放置一定時(shí)間后，裝置中的四塊相同鋅片，腐蝕速率由快到慢的正確順序是()A B C D16下圖所示裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，b電極附近溶液呈紅色。下列說(shuō)法正確的是()AX是負(fù)極，Y是正極 BPt是陰極，Cu是陽(yáng)極CCuSO4溶液的pH逐漸減小 DCuSO4溶液的pH不變17下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)燒杯依次分別盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。(1)接通電源，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，測(cè)得丙中

17、K2SO4濃度為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問(wèn)題：電源的N端為_(kāi)極；電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為_(kāi)；列式計(jì)算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積：_；_。電極c的質(zhì)量變化是_g；電解前后各溶液的pH大小是否發(fā)生變化，簡(jiǎn)述其原因：甲溶液_；乙溶液_；丙溶液_。(2)如果電解過(guò)程中銅全部析出，此時(shí)電解能否繼續(xù)進(jìn)行，為什么？18右圖是一個(gè)化學(xué)過(guò)程的示意圖。已知甲池的總反應(yīng)式為：2CH3OH+3O2+4KOH 2K2CO3+6H2O（1）請(qǐng)回答圖中甲、乙兩池的名稱。甲電池是 裝置，乙池是 裝置。（2）請(qǐng)回答下列電極的名稱：通入CH3OH的電極名稱是 ，B（石墨）電極的名稱是 。（3）寫出電極反應(yīng)式： 通入O2的電極的電極反應(yīng)式是:A（Fe）電極的電極反應(yīng)式為:（4）乙池中反應(yīng)的化學(xué)方程式為:（5）當(dāng)乙池中A（Fe）極的質(zhì)量增加