專題八電化學

1、專題八 電化學 【自查自糾】 化學能電能 正、負極電解質溶液 閉合回路氧化還原反應陰、陽極熔融鹽 1抓原電池正負極的判斷 (1)根據(jù)電極材料。一般是較活潑的金屬為負極，活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極。 (2)根據(jù)電子流動方向或電流方向。電子流動方向：由負極正極；電流方向：由正極負極。 考點一、抓“兩點”突破原電池(3)根據(jù)原電池里電解質溶液中離子的移動方向。在原電池的電解質溶液內，陽離子向正極移動，而陰離子向負極移動。(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化。原電池的負極總是失電子，發(fā)生氧化反應；而正極總是得電子，發(fā)生還原反應。 2抓不同介質下電極反應式的書寫 (1)原電池電極反應式及總反應式書

2、寫的三個步驟(2)不同介質下電極反應式的書寫以 CH3OH、O2燃料電池為例。酸性介質，如 H2SO4。CH3OH 在負極上失去電子生成 CO2氣體，O2在正極上得到電子，在 H作用下生成 H2O。電極反應式為負極：CH3OH6eH2O=CO26H堿性介質，如 KOH 溶液。CH3OH 在負極上失去電子，在堿性條件下生成 CO23，1mol CH3OH 失去 6 mol e，O2在正極上得到電子生成 OH，電極反應式為負極：CH3OH6e8OH=CO326H2O 正極：2/3O26e3H2O=6OH熔融鹽介質，如 K2CO3。在電池工作時，CO23移向負極。CH3OH 在負極上失去電子，在 C

3、O23的作用下生成 CO2氣體，O2在正極上得到電子，在 CO2的作用下生成CO23，其電極反應式為負極：CH3OH6e3CO32=4CO22H2O 正極：2/3O26e3CO2=3CO32摻雜 Y2O3的 ZrO3固體電解質，在高溫下能傳導正極生成的 O2。根據(jù) O2移向負極，在負極上 CH3OH 失電子生成 CO2氣體，而 O2在正極上得電子生成 O2，電極反應式為負極：CH3OH6e3O2=CO22H2O 正極：2/3O26e=3O2 以KOH溶液為電解質溶液，構成氫氧燃料電池的反應原理為：2H2O2=2H2O，其中： 負極反應式為_； 正極反應式為_。 答案：2H24OH4e=4H2O

4、 O22H2O4e=4OH1階階知識回顧知識回顧 高考印證 1.(2013江蘇化學，9)MgH2O2電池可用于驅動無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質溶液，示意圖如右。該電池工作時，下列說法正確的是()。AMg電極是該電池的正極BH2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應 C石墨電極附近溶液的pH增大D溶液中Cl向正極移動解析MgH2O2海水電池，活潑金屬(Mg)作負極，發(fā)生氧化反應：Mg2e=Mg2，H2O2在正極(石墨電極)發(fā)生還原反應：H2O22e=2OH(由于電解質為中性溶液，則生成OH)，A項、B項錯誤，C項正確。由于負極陽離子(Mg2)增多，則Cl向負極移動平衡電荷，D錯誤。答案C 1(2

5、013新課標全國卷11)“ZEBRA”蓄電池的結構如圖所示，電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導體制作的陶瓷管相隔。下列關于該電池的敘述錯誤的是 ()2階階考題領悟考題領悟 A電池反應中有NaCl生成B電池的總反應是金屬鈉還原三價鋁離子C正極反應為：NiCl22e=Ni2ClD鈉離子通過鈉離子導體在兩電極間移動答案：B 2(2013新課標全國卷10)銀質器皿日久表面會逐漸變黑，這是生成了 Ag2S的緣故。根據(jù)電化學原理可進行如下處理：在鋁質容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液中，一段時間后發(fā)現(xiàn)黑色會褪去。下列說法正確的是()A處理過程中銀器一直保持恒重B銀器為正極，Ag2

6、S被還原生成單質銀C該過程中總反應為2Al3Ag2S=6AgAl2S3D黑色褪去的原因是黑色Ag2S轉化為白色AgCl 解析：根據(jù)信息可知在銀器處理過程中運用了原電池原理，鋁質容器作負極，電極反應為2Al6e=2Al3；銀器作正極，電極反應為3Ag2S6e=6Ag3S2；繼而Al3和S2發(fā)生互相促進的水解反應：2Al33S26H2O= 2Al(OH)33H2S，故原電池的總反應為3Ag2S2Al6H2O =6Ag2Al(OH)33H2S，故C錯誤。黑色褪去的原因是Ag2S被還原為Ag，此過程中銀器質量逐漸減小，故A、D錯誤，B正確。 答案：B 3(2013江蘇化學9)MgH2O2電池可用于驅動

7、無人駕駛的潛航器。該電池以海水為電解質溶液，示意圖如圖。該電池工作時，下列說法正確的是()AMg電極是該電池的正極BH2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應C石墨電極附近溶液的pH增大D溶液中Cl向正極移動答案：C 42012新課標全國卷26(4)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強氧化劑，可作為水處理劑和高容量電池材料。 (1)FeCl3與KClO在強堿性條件下反應可制取K2FeO4，其反應的離子方程式為_ 。 (2)與MnO2Zn電池類似，K2FeO4Zn也可以組成堿性電池，K2FeO4在電池中作為正極材料，其電極反應為_，該電池總反應的離子方程式為_。 52012江蘇化學20(3)鋁電池性能優(yōu)越，A

8、lAgO電池可用作水下動力電源，其原理如圖所示。該電池反應的化學方程式為_。 解析：鋁作負極，失電子被氧化，在堿性溶液中生成NaAlO2。AgO/Ag電極作正極，得電子被還原為Ag，電解質溶液為NaOH溶液，由此可寫出總反應方程式。 答案：2Al3AgO2NaOH=2NaAlO23AgH2O1分清陰、陽極，與電源正極相連的為陽極，與電源負極相連的為陰極，兩極的反應為“陽氧陰還”。2剖析離子移向，陽離子移向陰極，陰離子移向陽極。3注意放電順序。4書寫電極反應，注意得失電子守恒。考點二、抓“六點”突破電解池 5正確判斷產(chǎn)物。 (1)陽極產(chǎn)物的判斷首先看電極，如果是活性電極作陽極，則電極材料失電子，

9、電極溶解(注意：鐵作陽極溶解生成Fe2，而不是Fe3)；如果是惰性電極，則需看溶液中陰離子的失電子能力，陰離子放電順序為 (2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子的放電順序進行判斷：S2IBrClOH(水)含氧酸根F。AgHg2Fe3Cu2HPb2Fe2Zn2H(水)Al3Mg2Na 6恢復原態(tài)措施。 電解后有關電解質溶液恢復原態(tài)的問題應該用質量守恒法分析。一般是加入陽極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物的化合物，但也有特殊情況，如用惰性電極電解CuSO4溶液，Cu2完全放電之前， 復原，而Cu2完全放電之后，應加入 復原?？杉尤隒uO或CuCO3Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 (1)電解時，a極是_極，電極反

10、應式為_；b極發(fā)生_反應，電極反應式_；電解總反應離子方程式為_。1階階知識回顧知識回顧 (2)電解完成后，若溶液的體積為 1 L，整個電解過程中共轉移 0.1 mol 電子，則溶液的 pH 為_，若使電解質溶液復原，需通入氯化氫的物質的量為_mol。 1(2013浙江理綜11)電解裝置如圖所示，電解槽內裝有KI及淀粉溶液，中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓下通電，發(fā)現(xiàn)左側溶液變藍色，一段時間后，藍色逐漸變淺。2階階考題領悟考題領悟 解析：裝置圖中左側電極為陽極，I失去電子生成I2，右側電極為陰極，H2O得到電子生成H2，A、C項正確；分析可知，B項正確；D項，如果將陰離子交換膜換為陽離子交

11、換膜，那么陰極產(chǎn)生的OH不會與I2發(fā)生反應，故電解槽內發(fā)生的總化學反應要變化，D項錯誤。 答案：D2 2013重慶理綜11(2)電化學降解NO3的原理如圖所示。 (1)電源正極為_(填“A”或“B”)，陰極反應式為_。 (2)若電解過程中轉移了2 mol電子，則膜兩側電解液的質量變化差(m左m右)為_g。 1(2013北京理綜9)用石墨電極電解CuCl2溶液(如圖所示)。下列分析正確的是()3階階熱點專練熱點專練 Aa端是直流電源的負極B通電使CuCl2發(fā)生電離C陽極上發(fā)生的反應：Cu22e=CuD通電一段時間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體 解析：通過圖中離子的運動狀態(tài)可判斷連接a的為陰極，連

12、接b的為陽極，故a端為直流電源的負極，b端為直流電源的正極，A項正確；CuCl2在水溶液中就能發(fā)生電離，而不是通電的結果，B項錯誤；陽極發(fā)生氧化反應，即2Cl2e=Cl2，C項錯誤；陰極發(fā)生還原反應，析出Cu，陽極發(fā)生氧化反應，在陽極附近可觀察到黃綠色氣體，D項錯誤。 答案：A 答案：B 3(2013北京順義二模)一種碳納米管能夠吸附氫氣，可作二次電池(如下圖所示)的碳電極。該電池的電解質溶液為6 molL1的KOH溶液，下列說法中正確的是()A充電時陰極發(fā)生氧化反應B充電時將碳電極與電源的正極相連C放電時碳電極反應為：H22e=2HD放電時鎳電極反應為：NiO(OH)H2Oe=Ni(OH)2

13、OH 解析：A項，充電時陰極發(fā)生還原反應，陽極發(fā)生氧化反應；B項，充電時碳電極作陰極，應與電源的負極相連；C項，電解質溶液是堿性溶液，放電時碳電極反應為：H22OH2e=2H2O。 答案：D 放電時，電池的正極反應式為_；充電時，_(寫物質名稱)電極接電源的負極；該電池的電解質為_。 解析：Na與FeCl2形成的可充電電池在放電時為原電池，正極發(fā)生的反應為Fe22e=Fe。 根據(jù)可充電電池裝置可知，放電時熔融Na電極作負極，熔融FeCl2電極作正極；充電時，原電池的負極接電源負極作電解池陰極，原電池的正極接電源正極作電解池陽極，故充電時鈉接電源的負極。因為該電池中電極材料為熔融Na電極和熔融F

14、eCl2電極，所以電解質為Al2O3。 答案：Fe22e=Fe鈉Al2O3 1金屬腐蝕的快慢規(guī)律 電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕一般化學腐蝕有防腐措施的腐蝕。 2防腐措施效果比較 外接電源的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護法有一般防腐條件的防護未采取任何防護措施。 考點三、電化學原理的應用 1電化學腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例) (1)析氫腐蝕： 條件：_。 電極反應： 負極：_。 正極：_。 總反應：_。1階階知識回顧知識回顧 (2)吸氧腐蝕： 條件：鋼鐵表面水膜酸性很弱，或呈中性。 電極反應： 負極：_。 正極：_。 總反應：_。 答案：(1)鋼鐵表面水膜酸性較強Fe2e=Fe22H2e=H

15、2Fe2H=Fe2H2 (2)2Fe4e=2Fe22H2OO24e=4OH2FeO22H2O=2Fe(OH)2 2給鐵釘鍍銅，則應用銅作_，用鐵釘作_，電解質溶液應為_溶液。 答案：陽極陰極CuSO4或Cu(NO3)2等 1(2013北京理綜7)下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護法的是() A水中的鋼閘門連接電源的負極 B金屬護欄表面涂漆 C汽車底盤噴涂高分子膜 D地下鋼管連接鎂塊2階階考題領悟考題領悟 解析：水中的鋼閘門連接電源的負極，鋼閘門為陰極，從而得以保護，A項正確；金屬護欄表面涂漆的原理是隔絕金屬護欄與空氣接觸，從而減緩金屬護欄的腐蝕，B項錯誤；汽車底盤噴涂高分子膜的原理也

16、是隔絕與空氣的接觸，C項錯誤；地下鋼管連接鎂塊，形成了原電池，屬于犧牲陽極的陰極保護法，D項錯誤。 答案：A 2(2012山東理綜13)下列與金屬腐蝕有關的說法正確的是()A圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴重B圖b中，開關由M改置于N時，CuZn合金的腐蝕速率減小C圖c中，接通開關時Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大D圖d中，ZnMnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的 解析：A項：插入海水中的鐵棒靠近液面的位置與氧氣接觸，易發(fā)生吸氧腐蝕；B項：開關由M改置于N時，Zn作負極，CuZn合金作正極，合金受到保護；C項：接通開關形成原電池，Zn作負極，Zn的腐

17、蝕速率增大，但氣體是在Pt電極上生成；D項：ZnMnO2中自放電腐蝕主要是Zn發(fā)生氧化反應而自放電。 答案：B 1(2012安徽江南十校聯(lián)考)如圖裝置中，小試管內為紅墨水，帶有支管的U形管中盛有pH4的雨水和生鐵片。經(jīng)觀察，裝置中有如下現(xiàn)象：開始時插在小試管中的導管內的液面下降，一段時間后導管內的液面回升，略高于U形管中的液面。以下有關解釋合理的是 ()3階階熱點專練熱點專練 A生鐵片中的碳是原電池的負極，發(fā)生還原反應B雨水酸性較強，生鐵片始終發(fā)生析氫腐蝕C墨水液面回升時，正極反應式為：O22H2O4e=4OHDU形管中溶液pH逐漸減小 解析：本題主要考查了鋼鐵腐蝕中的析氫腐蝕和吸氧腐蝕。生鐵

18、片中的碳是正極，A錯誤；生鐵片先發(fā)生析氫腐蝕，后發(fā)生吸氧腐蝕，B錯誤；墨水液面回升時，裝置內壓強減小，發(fā)生吸氧腐蝕，C正確；隨著生鐵片的腐蝕，U形管中溶液的pH變大，D錯誤。 答案：C 2(2013北京通州摸底)原電池與電解池在生活和生產(chǎn)中有著廣泛應用。下列有關判斷中錯誤的是() A裝置研究的是金屬的吸氧腐蝕，F(xiàn)e上的反應為Fe2e=Fe2 B裝置研究的是電解CuCl2溶液，它將電能轉化為化學能 C裝置研究的是電解飽和食鹽水，電解過程中，B極上發(fā)生氧化反應 D三個裝置中涉及的主要反應都是氧化還原反應 解析：裝置B極為陰極，發(fā)生的是還原反應。 答案：C 3(2013湖南長沙四縣一市一模)關于如圖

19、所示各裝置的敘述中，正確的是() A裝置是原電池，總反應是：Cu2Fe3=Cu22Fe2 B裝置中，鐵作負極，電極反應式為：Fe3e=Fe2 C裝置通電一段時間后石墨電極附近溶液紅褐色加深 D若用裝置精煉銅，則d極為粗銅，c極為純銅，電解質溶液為CuSO4溶液 解析：裝置中Fe比Cu活潑，F(xiàn)e為負極，電極方程式為：Fe2e=Fe2，總反應為：2Fe3Fe=3Fe2。裝置為膠體的電泳實驗，F(xiàn)e(OH)3膠體粒子帶正電，在電場中向陰極移動，石墨是陰極，C項正確。裝置由電流方向可知c為陽極、d為陰極，精煉銅時陽極為粗銅、陰極為純銅，電解液含Cu2，D項錯誤。 答案：C 一、涉及原電池的易錯點 1誤認

20、為兩極材料均不與電解質溶液反應，不能構成原電池。其實不一定，如氫氧燃料電池兩極均采用惰性電極。 2誤認為活潑金屬一定做負極。也不一定，如在MgAlNaOH溶液構成的原電池中，由于相對于NaOH溶液來說鋁比鎂活潑，故鋁做負極，鎂做正極。 3在書寫電極反應式時，只關注得失電子的微粒，而忽略電解質溶液中的某些微粒也有可能參加反應。如：酸性氫氧燃料電池中的正極反應式易錯寫成O24e=2O2或O22H2O4e=4OH，正確的電極反應式應為：O24e4H=2H2O。 1判斷下列說法是否正確(正確的打“”，錯誤的打“”)。 (1)在濃硝酸中插入用導線連接的鋁板和銅板，鋁板為負極(2013安徽皖南八校模擬)() (2)Cu(CuSO4)Zn(ZnSO4)通過鹽橋構成的原電池裝置中，Cu電極上發(fā)生氧化反應(2012福建高考)() (3)乙醇酸性燃料電池的負極反應式為：CH3CH2OHH2O4e=CH3COOH4H，電池工作時，電解質溶液中的H向負極移動(2012四川高考