電化學(xué)基礎(chǔ)訓(xùn)練學(xué)生版

1、 教師輔導(dǎo)講義年 級(jí)：高三 輔導(dǎo)科目：化學(xué) 課時(shí)數(shù)：3課 題電化學(xué)基礎(chǔ)訓(xùn)練教學(xué)目的1、 梳理本專題知識(shí)要點(diǎn)。2、 通過專題綜合訓(xùn)練，鞏固知識(shí)，并提高解題技巧，逐漸培養(yǎng)綜合思維能力。教學(xué)內(nèi)容一、專題內(nèi)容提要1、原電池(1)定義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。(2)形成條件： a活潑性不同的兩個(gè)電極(正極、負(fù)極) b電解質(zhì)溶液 c構(gòu)成閉合回路(3)化學(xué)原理： 一般說來，能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，在理論上都可組成原電池。原電池的工作原理實(shí)質(zhì)上是氧化還原反應(yīng)。 a電極的名稱及判斷 負(fù)極：較活潑的金屬電極或電子流出的電極或發(fā)生氧化反應(yīng)的電極。 正極：較不活潑的金屬或非金屬電極或電子流入的電極或發(fā)生還原反應(yīng)的

2、電極。 b電子移動(dòng)方向：電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極。 c電流方向：電流的方向與電子移動(dòng)方向相反，即由正極經(jīng)外電路流向負(fù)極。 d電極的反應(yīng)：得失電子守恒（電量守恒）2、金屬的腐蝕與防護(hù)(1)金屬腐蝕的定義：金屬單質(zhì)失去電子生成金屬陽離子而被損耗的過程，即金屬由游離態(tài)變成化合態(tài)的過程。(2)分類化學(xué)腐蝕：金屬或合金與外界化學(xué)物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。 電化腐蝕：金屬(含雜質(zhì))接觸電解質(zhì)溶液(有時(shí)為水膜)，發(fā)生原電池反應(yīng)而使金屬被氧化的腐蝕。(3)鋼鐵電化腐蝕的分類 生鐵和鋼均是鐵和碳的合金，在潮濕的空氣中，往往會(huì)發(fā)生電化腐蝕，根據(jù)鋼鐵表面的水膜的酸堿性，可發(fā)生兩種電化腐蝕析氫腐蝕和吸氧腐蝕

3、。析氫腐蝕：負(fù)極（Fe）：Fe-2e-Fe2+ 正極（C）：在酸性較強(qiáng)的條件下，2H+2eH2吸氧腐蝕：負(fù)極（Fe）：Fe-2e-Fe2+正極（C）：在弱酸性、中性或堿性條件下，O2+2H2O+4e4OH- 在日常工作中，鋼鐵的吸氧腐蝕更普遍(因?yàn)槲覀兯畹目諝獬手行?，鐵銹的形成過程中，主要涉及到以下幾個(gè)反應(yīng)原理： Fe-2e-Fe2+ O2+2H2O+4e4OH- Fe2+2OH-Fe(OH)2 4 Fe(OH)2+ O2+2 H2O4Fe(OH)3 Fe(OH)3Fe2O3·n H2O(4)金屬的防護(hù) a涂保護(hù)層。如涂油漆、涂油脂、電鍍、搪瓷、表面處理等。 b保持干燥。 c改

4、變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。如：不銹鋼。 d犧牲陽極的陰極保護(hù)法。即用一種更為活潑的金屬與要保護(hù)的金屬構(gòu)成原電池，如：白鐵(鍍鋅的鐵)。 e外接電源的陰極保護(hù)法。將被保護(hù)的金屬與電源的負(fù)極相連接。如：攔水大壩的鐵閘門與電源負(fù)極相連，以防閘門生銹?！咀⒁狻恳话阏f來，電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護(hù)措施的腐蝕。3、電解池(1)電解池：將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。(2)電解：電解是使電流通過電解質(zhì)溶液(或熔化的電解質(zhì))而在陰陽兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程。(3)構(gòu)成電解池的條件：a兩極陰極和陽極 b電解質(zhì)溶液(或熔化的電解質(zhì)) c由電源、導(dǎo)線等構(gòu)成閉合回路(4)電解

5、池反應(yīng)原理 由框圖可知，電解池的陰陽極是由它們所連的電源的正、負(fù)極所決定的，與電源負(fù)極相連的電極是陰極，與電源正極相連的電極是陽極。電子流向：電子由陽極經(jīng)導(dǎo)線流向陰極。電流方向：由陰極經(jīng)導(dǎo)線流向陽極。(5)電解時(shí)電極產(chǎn)物的判斷 a陽極產(chǎn)物的判斷 首先看電極本身，若是活性電極(指金屬活動(dòng)性順序表Ag以前的金屬)，則是電極材料本身失電子，電極被溶解，溶液中的陰離子不能失電子。若是惰性電極(指Pt、Au、石墨)，則要看溶液中陰離子的失電子能力。 常見的陰離子放電順序(陰離子還原性)：SO42-(含氧酸根離子)< OH-<Cl-< Br-<I-<S2-。 b陰極產(chǎn)物的判斷

6、 直接根據(jù)陽離子放電順序進(jìn)行判斷。常見的陽離子放電順序(陽離子氧化性)：K+<Ca2+<Na+<Mg2+<Al3+<Zn2+<Fe2+<Sn2+<Pb2+<H+<Cu2+<Fe3+<Hg2+<Ag+?！咀⒁狻?在惰性電極的條件下，電解電解質(zhì)溶液有三種類型。 電解水。電解質(zhì)所提供的陰、陽離子的放電能力均比H+或OH-弱(如H2SO4、KNO3等)，實(shí)質(zhì)上是電解水。 電解溶質(zhì)。電解質(zhì)所提供的陰、陽離子的放電能力均比H+或OH-強(qiáng)(如CuCl2溶液等)，實(shí)質(zhì)上是電解溶質(zhì)。 混合電解。像NaCl、CuSO4、AgNO3等水溶

7、液中，組成電解質(zhì)的陰、陽離子一個(gè)比H+強(qiáng)或弱，另一個(gè)比OH-弱或強(qiáng)，則電解時(shí)，水和溶質(zhì)均部分參加電解，因此被稱為混合電解。4、電解原理的應(yīng)用(1)電鍍 利用電解原理在金屬(或非金屬)制品表面沉積一薄層其他金屬的過程叫電鍍。電鍍的條件：a鍍件作陰極。 b鍍層金屬作陽極。 c含鍍層金屬陽離子的電解質(zhì)溶液作電鍍液。 如：在Fe片上鍍Cu。Fe陰極，Cu陽極，含Cu2+的電解液電鍍液。(2)電解飽和食鹽水(氯堿工業(yè))、電解制鋁、電解精煉銅等。 a電解飽和食鹽水制取氯氣和燒堿 陽極(石墨)：2 Cl-2e-Cl2 陰極(鐵)：2H+2e-H2 總反應(yīng)：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2 b電

8、解制鋁 總反應(yīng)：2 A12O3(熔融) 4A1+3O2 c電解精煉銅 陽極粗銅 陰極純銅 電解質(zhì)溶液含Cu2+的溶液(如CuSO4、CuCl2等)。二、典型例題與疑難解析【例題1】銅片和鋅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，鋅片是( 1 (A)陰極 (B)正極 (C)陽極 (D)負(fù)極【例題2】銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源，它是一種可充電電池，它的充放電過程可以表示為：2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O。在此電池放電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是( ) (A)Ag (B) Zn(OH)2 (C) Ag2O (D)Zn【例題3】某學(xué)生設(shè)計(jì)了一個(gè)“黑筆寫紅字”的趣味實(shí)驗(yàn)。濾紙先用氯化鈉、無色酚

9、酞的混合液浸濕，然后平鋪在一塊鉑片上，接通電源后，用鉛筆在濾紙上寫字，會(huì)出現(xiàn)紅色字跡。據(jù)此，下列敘述正確的是( )(A)鉛筆端作陽極，發(fā)生還原反應(yīng)(B)鉑片端作陰極，發(fā)生氧化反應(yīng)(C)鉛筆端有少量的氯氣產(chǎn)生 (D)a點(diǎn)是負(fù)極，6點(diǎn)是正極【例題4】關(guān)于如圖所示裝置的敘述，正確的是( ) (A)銅是陽極，銅片上有氣泡產(chǎn)生 (B)銅片質(zhì)量逐漸減少 (C)電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片 (D)氫離子在銅片表面被還原三、課堂練習(xí)1下列燒杯中盛放的都是稀硫酸，在銅電極上能產(chǎn)生氣泡的是( )。2右圖所示裝置中，觀察到電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，M棒變粗，N棒變細(xì)。由此判斷下表中所列M、N、P物質(zhì)，其中可成立的是( )。 M

10、N P (A) Zn Cu 稀H2SO4 (B) Cu Fe 稀鹽酸 (C) Ag Zn AgNO3溶液 (D) Zn Fe Fe(NO3)3溶液3如圖所示各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)，由快到慢的順序是( )。 (A)(4)>(2)>(1)>(3) (B)(2)>(1)>(3)>(4) (C)(4)>(2)>(3)>(1) (D)(3)>(2)>(4)>(114為防止輪船船體的腐蝕，應(yīng)在船殼水線以下位置嵌上一定數(shù)量的( )。(A)銅塊 (B)鉛塊 (C)鋅塊 (D)鈉塊 5下列敘述中不正確的是( )。 (A)金屬的電

11、化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍 (B)鋼鐵在干燥的空氣里不易腐蝕 (C)用鋁質(zhì)鉚釘鉚接鐵板，鐵板易被腐蝕 (D)原電池中電子由正極流入負(fù)極6下列變化中，屬于原電池反應(yīng)的是( )。 (A)在空氣中鋁表面迅速氧化形成保護(hù)層 (B)白鐵表面有破損時(shí)，也能阻止鐵被氧化 (C)紅熱的鐵絲與水接觸，表面形成藍(lán)黑色的保護(hù)層 (D)鐵與稀H2SO4反應(yīng)時(shí)，加入少量CuSO4溶液可使反應(yīng)加速7隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，廢電池必須進(jìn)行集中處理的辦法必須要實(shí)行，其首要原因是( )。 (A)利用電池外殼的金屬材料 (B)防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對(duì)水源、土壤的污染 (c)電池中滲泄的電解液會(huì)腐蝕其他物品 (D)回收其

12、中的石墨電極8電解CuCl2和NaCl的混合溶液，陰極和陽極上分別析出的物質(zhì)是( )。 (A)H2和Cl2 (B)Cu和C12 (C)H2和O2 (D)Cu和O29用惰性電極電解M(NO3)x的水溶液，當(dāng)陰極上增重n g時(shí)，在陽極上同時(shí)產(chǎn)生6 L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，從而可知M的相對(duì)原子質(zhì)量為( )。(A)ax (B) ax (c) ax (D)ax10將兩個(gè)惰性電極插入500 mL AgNO3溶液中，通電電解，當(dāng)電解液的pH從6.0變?yōu)?.0時(shí)(設(shè)陰極沒有H2放出，且電解液體積不變)，電極上析出銀的質(zhì)量是( )。 (A)27 mg (B)54 mg (C)108 mg (D)216 mg11下列

13、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)，粗銅作陰極(C)在鍍件上電鍍銅時(shí)，可用金屬銅作陽極 (D)電解稀硫酸制H2、O2時(shí)，銅作陽極12在外界提供相同電量的條件下，Cu2+ 或Ag+分別按Cu2+2e-Cu或Ag+e-Ag在電極上放電，若析出銅的質(zhì)量為1.92 g，則析出銀的質(zhì)量為( )。 (A)1.62 g (B)6.48 g (C)3.24 g (D)12.96 g13將分別盛有熔融的KCl、MgCl2、A1C13的3個(gè)電解槽串聯(lián)，在一定條件下通電一段時(shí)間后，析出鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比是( )。 (A)1：2：3 (B)3：2：1 (C)6：3

14、：1 (D)6：3：214在U形管中電解有酚酞的飽和食鹽水，有一電極附近的溶液先變紅色，與該極相連的是電源的( )。 (A)正極 (B)負(fù)極 (C)陽極 (D)陰極15將含有1 mol Cu(NO3)2和1 mol NaCl的水溶液1 L，用惰性電極電解一段時(shí)間后，在一電極上析出19.2 g Cu，此時(shí)在另一電極上放出氣體的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為(不考慮產(chǎn)生的氣體在水中的溶解)( )。 (A)3.36L (B)5.6L (C)6.72L (D)13.44L16根據(jù)下圖回答問題，并寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式和電極反應(yīng)式： (1)此裝置為_池，其中Fe為_極。 (2)Fe棒上的電極反應(yīng)式為：_。 (3)

15、Pt極上的電極反應(yīng)式為：_。17我國首創(chuàng)的以鋁一空氣一海水為能源的新型海水標(biāo)志燈已研制成功。這種燈以取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流，只要把該燈放入海水中數(shù)分鐘，就會(huì)發(fā)出耀眼的閃光，其能量比干電池高2050倍。試推測(cè)這種新型電池可能的基本結(jié)構(gòu)：_是負(fù)極，_是正極。負(fù)極電極反應(yīng)為：_，正極電極反應(yīng)為：_。18鋅板和銅板用導(dǎo)線相連后浸入稀硫酸中，形成的原電池工作一段時(shí)間后，鋅板質(zhì)量減少6.5克，試求： (1)可收集氫氣于標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積是多少毫升?(2)此時(shí)通過導(dǎo)線的電量為多少庫侖?(e-=1.6×10-19庫侖)19工業(yè)上為了處置含有Cr2O72-的酸性工業(yè)

16、廢水，采用如下處理方法：往工業(yè)廢水中加入適量的食鹽( NaCl)，然后以鐵為電極通直流電進(jìn)行電解，經(jīng)過一段時(shí)間，有Cr(OH)3和Fe(OH)3生成，廢水可達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)。簡(jiǎn)要回答下列問題： (1)分別寫出兩極上的電極方程式： 陽極：_；陰極：_。 (2)寫出Cr2O72-變?yōu)镃r3+的離子方程式：_。 (3)能否用石墨代替鐵電極_，原因是_。 (4)工業(yè)廢水由酸性變?yōu)閴A性的原因是_。20如下圖所示的裝置，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。接通電源后，向乙中滴入酚酞溶液，在F極附近顯紅色。試回答下列問題：(1)A是外加電源的_極，B是_極。(2)甲是什么裝置？寫出甲中的電極反應(yīng)式和電解反應(yīng)的總反

17、應(yīng)方程式：_。(3)收集乙裝置中產(chǎn)生的氣體，則陰極和陽極產(chǎn)生的氣體在相同狀況下體積比為：_。(4)欲用丙裝置給銅件鍍銀，銅件應(yīng)是_（填“G”或“H”）極，電鍍液是_溶液。(5)裝置丁是什么裝置？可以觀察到什么現(xiàn)象？可以說明什么問題？_21氯堿廠電解飽和食鹽水制取NaOH的工藝流程示意圖如下： 依據(jù)上圖，完成下列填空：(1)在電解過程中，與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：_。與電源負(fù)極相連的電極附近，溶液pH_ (選填“不變”、“升高”或“降低”)。(2)工業(yè)食鹽含Ca2+、Mg2+等雜質(zhì)，精制過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：_。(3)如果粗鹽中SO42-含量較高，必須添加鋇試劑除去S

18、O42-，該鋇試劑可以是_。(A)Ba(OH)2 (B)Ba(NO3)2 (C)BaCl2(4)為有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，加入試劑的合理順序?yàn)開。(A)先加NaOH，后加Na2CO3，再加鋇試劑(B)先加NaOH，后加鋇試劑，再加Na2CO3(C)先加鋇試劑，后加NaOH，再加Na2CO3(5)脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過_、冷卻、_ (填寫操作名稱)除去NaCl。(6)在隔膜法電解食鹽水時(shí)，電解池分隔為陽極區(qū)和陰極區(qū)，以防止Cl2與NaOH反應(yīng)；采用無隔膜電解冷的食鹽水時(shí)，C12與NaOH充分接觸，產(chǎn)物僅是NaClO和H2，相應(yīng)的化學(xué)方程式為：_。四

19、、課后作業(yè)1下列敘述中正確的是( )。(A)原電池的負(fù)極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)(B)原電池中較活潑的金屬做正極(C)原電池中的電極一定要由兩種不同的金屬組成(D)原電池中發(fā)生氧化反應(yīng)的電極是負(fù)極2某原電池的總反應(yīng)離子方程式是Zn+Cu2+Zn2+Cu，該原電池的組成可以是下列中的：( )。電解質(zhì)溶液 正極 負(fù)極(A)CuCl2 Zn Cu(B)CuCl2 Cu Zn(C)ZnCl2 Zn Cu(D)ZnCl2 Cu Zn3氫氧燃料電池的燃料為H2，氧化劑為O2，電極是多孔的鎳板，電解液是30的KOH溶液，有關(guān)敘述不正確的是( )。 (A)負(fù)極反應(yīng)：2H2+4 OH-4e-4 H2O (B)電池工

20、作時(shí)，OH-向正極移動(dòng)(C)正極反應(yīng)：O2+2H2O+4e-4OH- (D)原電池中一定量H2完全反應(yīng)產(chǎn)生的能量理論上等于等量H2在O2中燃燒放出的熱量4把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸泡在稀H2SO4中，用導(dǎo)線兩兩相連，可以組成各種原電池。若a、b相連，a為負(fù)極；c、d相連，c為負(fù)極；a、c相連，c為正極；b、d相連，b為正極。則這四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)? )。 (A)a>b>c>d (B)a>c>d>b (C)c>a>b>d (D)b>d>c>a5某原電池總反應(yīng)為2Fe3+Fe3Fe2+，不能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是

21、( )。 (A)正極為銅，負(fù)極為鐵，電解液為FeCl3溶液 (B)正極為石墨，負(fù)極為鐵，電解液為Fe(NO3)3溶液 (C)正極為鐵，負(fù)極為鋅，電解液為Fe2(SO4)3溶液 (D)正極為銀，負(fù)極為鐵，電解液為硫酸銅溶液6關(guān)于右圖裝置的有關(guān)敘述正確的是( )。 (A)這是電解NaOH溶液的裝置 (B)這是一個(gè)原電池的裝置 (C)Pt為正極，其電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e4OH- (D)Zn為陽極，其電極反應(yīng)為：Zn2e+2OH-Zn(OH)27下列敘述中正確的是( )。 (A)用鋁鉚釘來鉚接鐵板，鐵板更易生銹 (B)馬口鐵(鍍錫鐵皮)鍍層破損后，電化腐蝕時(shí)鐵是正極 (C)白鐵皮(鍍鋅鐵皮)

22、比馬口鐵不耐腐蝕 (D)為了不讓鋼閘門在水中受腐蝕，可將其連在直流電源的負(fù)極上8用惰性電極電解下列溶液，一段時(shí)間后，再加入一定質(zhì)量的另一種物質(zhì)(中括號(hào)內(nèi))，溶液能與原來溶液完全一樣的是( )。 (A)CuCl2CuSO4 (B)NaOHNa2O (C)NaClHCl (D)CuSO4 Cu(OH)29如圖所示的裝置，工作一段時(shí)間后溶液濃度減小，pH也減小的是( )。(A) (B) (C)只有 (D)只有10右圖x、y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)a極質(zhì)量增加，b極處有無色無氣味的氣體放出，符合這一情況的是（ ）。a極b極x電極Z溶液(A)鋅石墨負(fù)極CuSO4(B)石墨石墨負(fù)極NaOH(C)銀鐵正極AgNO3(D)銅石墨正極CuCl211用石墨電極電解含少量NaOH的500 mL食鹽水，當(dāng)陰極產(chǎn)生5600 mL(標(biāo)況)氣體時(shí)，停止通電，此時(shí)溶液中尚剩余NaCl，若電解前溶液pH=8，則電解后溶液的pH值最接近于(設(shè)電解前后溶液體積不變)( )。 (A)11 (B)12 (C)13 (D)1412在鐵制品上鍍以一