人教版高中化學(xué)選修四第四章電化學(xué)基礎(chǔ)(知識梳理+綜合復(fù)習試題)學(xué)生版

人教版高中化學(xué)選修四第四章電化學(xué)基礎(chǔ)(知識梳理+綜合復(fù)習試題)學(xué)生版第四章《電化學(xué)基礎(chǔ)》復(fù)習知識梳理復(fù)習知識要點：1、原電池2、化學(xué)電源3、電解池4、金屬的電化學(xué)腐蝕與防護復(fù)習目標：通過知識點內(nèi)容梳理及例題練習，回憶并鞏固本章所有知識點內(nèi)容及其應(yīng)用，掌握原電池、電解池的概念及原理，了解電解食鹽水、電鍍、電冶煉的原理；掌握電極的判斷及能正確書寫電極反應(yīng)；牢記常見離子放電規(guī)律。知識點一、原電池1．概念：將轉(zhuǎn)化為的裝置叫做。2．組成條件①兩個活潑性不同的電極金屬為負極，非金屬為正極。（2）從電子的流動方向（3）從電流方向（4）根據(jù)電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的移動方向陽離子流向正極，陰離子流向負極（5）根據(jù)實驗現(xiàn)象①溶解的一極為負極②增重或有氣泡一極為正極【例題1】下列關(guān)于原電池的敘述正確的是（）A.構(gòu)成原電池的正極和負極必須是兩種不同的金屬B.原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置C.在原電池中，電子流出的一極是負極，該電極被還原D.原電池放電時，電流的方向是從負極到正極【例題2】原電池的電極名稱不僅與電極的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)，下列說法中不正確的是（）A．有Al、Cu、稀H2SO4組成原電池，其負極反應(yīng)式為：Al-3e-==Al3+ B．Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，其負極反應(yīng)式為：Al-3e-==Al3+ C．由Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池，其負極反應(yīng)式為：Cu-2e-==Cu2+D．由Al、Cu、濃硝酸組成原電池，其負極反應(yīng)式為：Cu-2e-==Cu2+知識點二、化學(xué)電源1．電池的分類：化學(xué)電池、太陽能電池、原子能電池2．化學(xué)電池：借助于化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置3．化學(xué)電池的分類：、、（1）一次電池常見一次電池：堿性鋅錳電池、鋅銀電池、鋰電池等（2）二次電池①二次電池：放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生，可以多次重復(fù)使用，又叫充電電池或蓄電池。②電極反應(yīng)（鉛蓄電池）：放電：負極（鉛）：正極（氧化鉛）：___充電：陰極陽極：兩式可以寫成一個可逆反應(yīng)：____③目前已開發(fā)出新型蓄電池：銀鋅電池、鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子電池（3）燃料電池①燃料電池：是使燃料與氧化劑反應(yīng)直接產(chǎn)生電流的一種原電池②電極反應(yīng)：一般燃料電池發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)的最終產(chǎn)物與燃燒產(chǎn)物相同，可根據(jù)燃燒反應(yīng)寫出總的電池反應(yīng)，但不注明反應(yīng)的條件。負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，不過要注意一般電解質(zhì)溶液要參與電極反應(yīng)。以氫氧燃料電池為例，鉑為正、負極，介質(zhì)分為酸性、堿性和中性。

a.當電解質(zhì)溶液呈酸性時：負極：正極：b.當電解質(zhì)溶液呈堿性時：負極：正極：另一種燃料電池是用金屬鉑片插入KOH溶液作電極，又在兩極上分別通甲烷（燃料）和氧氣（氧化劑）。電極反應(yīng)式為：負極：正極：電池總反應(yīng)式為：CH4＋2O2＋2OH-＝CO32-＋3H2O③燃料電池的優(yōu)點：能量轉(zhuǎn)換率高、廢棄物少、運行噪音低。【例題3】科學(xué)家近年來研制出一種新型細菌燃料電池，利用細菌將有機酸轉(zhuǎn)化為氫氣，氫氣進入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池發(fā)電。該電池負極反應(yīng)為（）A．H2+2OH-==2H2O+2e- B．O2+4H++4e-==2H2OC．H2==2H++2e- D．O2+2H2O+4e-==4OH-【例題4】某可充電的鋰離子電池以LiMn2O4為正極，嵌入鋰的碳材料為負極，含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。放電時的電池反應(yīng)為：Li+LiMn2O4==Li2Mn2O4。下列說法正確的是（）A．放電時，LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng) B．放電時，正極反應(yīng)為：Li++LiMn2O4+e-==Li2Mn2O4 C．充電時，LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng) D．充電時，陽極反應(yīng)為：Li++e-==Li【例題5】據(jù)報道，摩托羅拉公司開發(fā)的一種以甲醇為原料，以KOH為電解質(zhì)的用于手機的可充電的高效燃料電池，充一次電可持續(xù)使用一個月。（1）關(guān)于該電池的敘述正確的是（）A放電時，正極反應(yīng)為式：O2＋4e-+4H+==2H2OB.放電時，負極反應(yīng)為式：CH3OH－6e-+8OH-==CO32-+6H2OC.充電時，原電池的負極與電源的正極相連接D.充電時，陰極反應(yīng)式為：4OH-－4e-==2H2O+O2↑（2）若以熔融的K2CO3為電解質(zhì)，正極充入CO2與O2的混合氣體。試寫出該燃料電池的電極反應(yīng)式：負極______________________，正極___________________________。知識點三、電解池1．電解原理（1）電解池：____也叫電解池。（2）電解：____（3）放電：當離子到達電極時，失去或獲得電子，發(fā)生氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)的過程。（4）電子流向：（電源）負極—（電解池）陰極—（離子定向運動）電解質(zhì)溶液—（電解池）陽極—（電源）正極（5）電極名稱及反應(yīng)：陽極：與直流電源的___相連的電極，發(fā)生____反應(yīng)陰極：與直流電源的___相連的電極，發(fā)生____反應(yīng)（1）電解CuCl2溶液的電極反應(yīng)：陽極：___(氧化)陰極：____(還原)，總反應(yīng)式：（7）電解本質(zhì)：電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程，就是電解質(zhì)溶液的電解過程。[【規(guī)律總結(jié)】放電順序①陽離子放電順序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸電離的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+②陰離子的放電順序：a.惰性電極時：S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根離子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)b.活性電極時：電極本身溶解放電注意:先要看電極材料，是惰性電極還是活性電極，若陽極材料為活性電極（Fe、Cu)等金屬，則陽極反應(yīng)為電極材料失去電子，變成離子進入溶液；若陽極為惰性材料，則根據(jù)陰陽離子的放電順序，依據(jù)陽氧陰還的規(guī)律來書寫電極反應(yīng)式。電解質(zhì)水溶液電解產(chǎn)物的規(guī)律類型電極反應(yīng)特點實例電解對象電解質(zhì)濃度pH電解質(zhì)溶液復(fù)原分解電解質(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰陽離子分別在兩極放電HCl電解質(zhì)減小增大HClCuCl2---CuCl2放H2生成堿型陰極：水放H2生堿陽極：電解質(zhì)陰離子放電NaCl電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)增大HCl放氧生酸型陰極：電解質(zhì)陽離子放電陽極：水放O2生酸CuSO4電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)減小CuO電解水型陰極：4H++4e-==2H2↑陽極：4OH--4e-=O2↑+2H2ONaOH水增大增大水H2SO4減小Na2SO4不變上述四種類型電解質(zhì)分類：（1）電解水型：含氧酸，強堿，活潑金屬含氧酸鹽（2）電解電解質(zhì)型：無氧酸，不活潑金屬的無氧酸鹽（氟化物除外）（3）放氫生堿型：活潑金屬的無氧酸鹽（4）放氧生酸型：不活潑金屬的含氧酸鹽2．電解原理的應(yīng)用（1）電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣電解飽和食鹽水的工業(yè)生產(chǎn)叫做__在食鹽溶液中，通電時，在陽極Cl-比OH-容易失去電子，氧化生產(chǎn)氯氣；在陰極，H+比Na+容易得到電子，還原生產(chǎn)氫氣。陽極：（氧化反應(yīng)）陰極:（還原反應(yīng)）總反應(yīng):2NaCl+2H2O==電解==2NaOH+H2↑+Cl2↑（2）電鍍①電鍍應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法。②電極、電解質(zhì)溶液的選擇：陽極：鍍層金屬，失去電子，成為離子進入溶液M—ne—==Mn+陰極：待鍍金屬（鍍件）：溶液中的金屬離子得到電子，成為金屬原子，附著在金屬表面Mn++ne—=M電解質(zhì)溶液：含有鍍層金屬離子的溶液做電鍍液。③鍍銅反應(yīng)原理：陽極(純銅)：Cu-2e-=Cu2+，陰極(鍍件)：Cu2++2e-=Cu，電解液：可溶性銅鹽溶液，如CuSO4溶液④電鍍應(yīng)用之一：銅的精煉陽極：；陰極：；電解質(zhì)溶液：（3）電冶金①電冶金：使礦石中的金屬陽離子獲得電子，從它們的化合物中還原出來用于冶煉活潑金屬，如鈉、鎂、鈣、鋁②電解熔融氯化鈉通電前，氯化鈉高溫下熔融：NaCl==Na++Cl—通直流電后：陽極：2Na++2e—==2Na；陰極：2Cl——2e—==Cl2↑【例題6】下列有關(guān)電解池的說法不正確的是（）A.電解池是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置B.電解池中陰離子向陰極移動，陽離子向陽極移動C.電解池中與電源正極相連的一極是陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)D.電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就是電解質(zhì)溶液的電解過程【例題7】右圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極，則下列有關(guān)的判斷正確的是（）A.a為負極，b為正極B.a為陽極，b為陰極C.電解過程中，d電極質(zhì)量增加D.電解過程中，氯離子濃度不變【例題8】課題式研究性學(xué)習是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維的良好方法，某研究性學(xué)習小組將下列裝置如圖連接，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極。將電源接通后，向乙中滴入酚酞試液，在F極附近顯紅色。試回答下列問題:（1）電源A極的名稱是___________。（2）甲裝置中電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式是___________________________________________。（3）如果收集乙裝置中產(chǎn)生的氣體，兩種氣體的體積比是__________。（4）欲用丙裝置給銅鍍銀，G應(yīng)該是__________（填“銅”或“銀”），電鍍液的主要成分是__________（填化學(xué)式）。（5）裝置丁中的現(xiàn)象是________________________________________。知識點四、原電池，電解池，電鍍池的比較類別性質(zhì)原電池電解池電鍍池定義(裝置特點)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上一側(cè)層其他金屬反應(yīng)特征自發(fā)反應(yīng)非自發(fā)反應(yīng)非自發(fā)反應(yīng)裝置特征無電源，兩級材料不同有電源，兩級材料可同可不同有電源形成條件活動性不同的兩極電解質(zhì)溶液形成閉合回路兩電極連接直流電源兩電極插入電解質(zhì)溶液形成閉合回路①鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接負極；②電鍍液必須含有鍍層金屬的離子電極名稱負極：較活潑金屬正極：較不活潑金屬（能導(dǎo)電非金屬）陽極：與電源正極相連陰極：與電源負極相連名稱同電解，但有限制條件陽極：必須是鍍層金屬陰極：鍍件電極反應(yīng)負極：氧化反應(yīng)，金屬失去電子正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子的電子或者氧氣得電子（吸氧腐蝕）陽極：氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失去電子，或電極金屬失電子陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得到電子陽極：金屬電極失去電子陰極：電鍍液中陽離子得到電子電子流向負極→正極電源負極→陰極電源正極→陽極同電解池溶液中帶電粒子的移動陽離子向正極移動陰離子向負極移動陽離子向陰極移動陰離子向陽極移動同電解池聯(lián)系在兩極上都發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)知識點五、金屬的電化學(xué)腐蝕和防護1．金屬的電化學(xué)腐蝕（1）金屬腐蝕內(nèi)容：（2）金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬原子電子而被氧化的過程（3）金屬腐蝕的分類：化學(xué)腐蝕:_電化學(xué)腐蝕:__化學(xué)腐蝕與電化腐蝕的比較電化腐蝕化學(xué)腐蝕條件不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸金屬與非電解質(zhì)直接接觸現(xiàn)象有微弱的電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生本質(zhì)較活潑的金屬被氧化的過程金屬被氧化的過程關(guān)系化學(xué)腐蝕與電化腐蝕往往同時發(fā)生，但電化腐蝕更加普遍，危害更嚴重（4）鋼鐵電化學(xué)腐蝕的分類：析氫腐蝕——腐蝕過程中不斷有氫氣放出①條件：潮濕空氣中形成的水膜,酸性較強（水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等氣體）②電極反應(yīng)：負極:正極:總式：吸氧腐蝕——反應(yīng)過程吸收氧氣①條件：中性或弱酸性溶液②電極反應(yīng)：負極:正極:總式：生成的Fe(OH)2被空氣中的O2氧化，生成Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3Fe(OH)3脫去一部分水就生成Fe2O3·xH2O（鐵銹主要成分）【規(guī)律總結(jié)】在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防腐措施的腐蝕防腐措施由好到壞的順序如下：外接電源的陰極保護法＞犧牲負極的正極保護法＞有一般防腐條件的腐蝕＞無防腐條件的腐蝕2．金屬的電化學(xué)防護（1）利用原電池原理進行金屬的電化學(xué)防護①犧牲陽極的陰極保護法原理：原電池反應(yīng)中，負極被腐蝕，正極不變化應(yīng)用：在被保護的鋼鐵設(shè)備上裝上若干鋅塊，腐蝕鋅塊保護鋼鐵設(shè)備負極：鋅塊被腐蝕；正極：鋼鐵設(shè)備被保護②外加電流的陰極保護法原理：通電，使鋼鐵設(shè)備上積累大量電子，使金屬原電池反應(yīng)產(chǎn)生的電流不能輸送，從而防止金屬被腐蝕應(yīng)用：把被保護的鋼鐵設(shè)備作為陰極，惰性電極作為輔助陽極，均存在于電解質(zhì)溶液中，接上外加直流電源。通電后電子大量在鋼鐵設(shè)備上積累，抑制了鋼鐵失去電子的反應(yīng)。（2）改變金屬結(jié)構(gòu)：把金屬制成防腐的合金（3）把金屬與腐蝕性試劑隔開：電鍍、油漆、涂油脂、表面鈍化等?！纠}9】下列有關(guān)金屬腐蝕與防護的說法正確的是（）A.純銀器表面在空氣中因電化學(xué)腐蝕漸漸變暗B.當鍍錫鐵制品的鍍層破損時，鍍層仍能對鐵制品起保護作用C.在海輪外殼連接鋅塊保護外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護法D.可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護它不受腐蝕【例題10】為了使埋在地下的鋼管不易生銹，設(shè)計了如下幾種方案，將鋼管①用導(dǎo)線與鉛板連接②用導(dǎo)線與鋅板連接③用導(dǎo)線與碳棒連接④與直流電源負極連接⑤直流電源正極連接，其中可采取的方法是（）A.②④B.①④C.②③D.①⑤【例題11】將金屬A和金屬B分別放入稀H2SO4中有氫氣生成。若將金屬A和金屬B相連后投入稀H2SO4中發(fā)現(xiàn)A被腐蝕，B未被腐蝕。關(guān)于A、B的敘述正確的是（）A.金屬活動性A>BB.還原性B>AC.在后者裝置中金屬A發(fā)生還原反應(yīng)，金屬B發(fā)生氧化反應(yīng)D.金屬A表面有明顯氣泡產(chǎn)生，金屬B表面無明顯現(xiàn)象第四章《電化學(xué)基礎(chǔ)》綜合復(fù)習題一、選擇題1．廢電池的污染引起人們的廣泛重視，廢電池中對環(huán)境形成污染的主要物質(zhì)是（）A．鋅B．汞C．石墨D．二氧化錳充電放電2．鎳鎘（Ni—Cd）可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，它的充放電反應(yīng)按下式進行：Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O充電放電A．Cd(OH)2B．Ni(OH)2C．CdD．NiO(OH)3．將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是A．兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生B．甲中銅片是正極，乙中銅片是負極C．兩燒杯中溶液的pH均增大D．產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢4．下列各變化中屬于原電池反應(yīng)的是（）A．在空氣中金屬鋁表面迅速氧化形成保護層B．鍍鋅鐵表面有劃損時，也能阻止鐵被氧化C．紅熱的鐵絲與冷水接觸，表面形成藍黑色保護層D．濃硝酸比稀硝酸更能氧化金屬銅5．已知蓄電池在充電時作電解池，放電時作原電池。鉛蓄電池上有兩個接線柱，一個接線柱旁標有“+”，另一個接線柱旁標有“—”。關(guān)于標有“+”的接線柱，下列說法中正確的是（）A．充電時作陽極，放電時作負極B．充電時作陰極，放電時作正極C．充電時作陰極，放電時作負極D．充電時作陽極，放電時作正極6．用石墨作電極，電解1mol·L－1下列物質(zhì)的溶液，溶液的pH變大的是（）A．HCl B．H2SO4 C．NaCl D．Na2SO47．關(guān)于電解NaCl水溶液，下列敘述正確的是A．若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液，溶液呈無色B．若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C．電解時在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉D．電解一段時間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分攪拌后溶液呈中性8．用惰性電極電解＋n價金屬的硝酸鹽溶液，當陰極上析出mg金屬時，陽極上產(chǎn)生560mL（標準狀況）氣體，此金屬的相對原子質(zhì)量應(yīng)為（）A．10mn B．10m C．10n D．40mn9．鎂鋁合金在堿性溶液中開始反應(yīng)緩慢,后反應(yīng)加速,經(jīng)分析是氧化膜及微電池作用的結(jié)果.下列敘述正確的是（）A．微電池負極為MgB．微電池負極為AlC．鋁的電極反應(yīng)式為2H++2e-＝H2↑D．鎂的電極反應(yīng)式為Mg－2e-＝Mg2+10．有一合金由X、Y、Z、W四種金屬組成，若將合金放入鹽酸中只有Z、Y能溶解；若將合金置于潮濕空氣中，表面只出現(xiàn)Z的化合物；若將該合金做陽極，用X鹽溶液作電解液，通電時四種金屬都以離子形式進入溶液中，但在陰極上只析出X。這四種金屬的活動性順序是（）A．Z＞Y＞W(wǎng)＞XB．Y＞Z＞W(wǎng)＞XC．W＞Z＞Y＞XD．X＞Y＞Z＞W(wǎng)11．用鉑電極電解CuSO4和KNO3的混合液500mL,經(jīng)過一段時間后,兩極均得到標況下11.2L氣體,則原混合液中CuSO4的物質(zhì)的量濃度為（）A．1.0mol·L-1B．0.8mol·L-1C．0.5mol·L-1D．1.5mol·L-112．一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化釔Y2O3的氧化鋯ZrO2晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2。下列對該燃料電池說法正確的是A．在熔融電解質(zhì)中，O2由負極移向正極B．通入丁烷的一極是正極，電極反應(yīng)為：2C4H10＋26e＋13O2＝4CO2＋5H2OC．通入空氣的一極是負極，電極反應(yīng)為：O2＋4e＝2O2D．電池的總反應(yīng)是：2C4H10＋13O28CO2＋10H2O13．火法煉銅得到的粗銅中含多種雜質(zhì)(如鋅、金、銀等),其性能遠不能達到電氣工業(yè)的要求,工業(yè)上常使用電解精煉法將粗銅提純。在電解精煉時（）A．精煉時粗銅接電源負極B．精煉時純銅做陽極C．雜質(zhì)都將以單質(zhì)形式沉淀到池底D．純銅片增重2.56g，電路通過電子為0.08mol14．某同學(xué)為了使反應(yīng)2HCl+2Ag2AgCl+H2↑能進行，設(shè)計了下列四個實驗，如下圖所示，你認為可行的方案是（C）15．近年來，加“碘”食鹽較多使用了碘酸鉀，KIO3在工業(yè)上可用電解法制取，以石墨和鐵為電極，以KI溶液為電解液在一定條件下電解，反應(yīng)式為KI+H2O→KIO3+H2↑（未配平）。下列有關(guān)說法中，正確的是()A．電解時，石墨做陰極，鐵作陽極B．電解時，在陽極上產(chǎn)生氫氣C．電解中，每轉(zhuǎn)移0.6mol電子，理論上可得到0.1mol無水KIO3晶體D．電解后得到KIO3產(chǎn)品的步驟有：過濾→濃縮→結(jié)晶→灼燒16．某混合溶液中只含有兩種溶質(zhì)NaCl和H2SO4，且n(NaCl)︰n(H2SO4)=3︰1。若以石墨電極電解該溶液，下列推斷中不正確的是（）A．陰極產(chǎn)物為H2B．陽極先析出Cl2，后析出O2C．電解液的pH不斷增大，最終大于7D．整個電解的過程實質(zhì)是電解水二、非選擇題17．按要求對下圖中兩極進行必要的連接并填空：（1）在A圖中，使銅片上冒H2氣泡。請加以必要連接，則連接后的裝置叫_________。電極反應(yīng)式：鋅板：___________________；銅板：________________。（2）在B圖中，使a極析出銅，則b析出：______。加以必要的連接后，該裝置叫_________。電極反應(yīng)式，a極：______________________；b極：__________________________。經(jīng)過一段時間后，停止反應(yīng)并攪均溶液，溶液的pH值_________（升高、降低、不變），加入一定量的__