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文檔簡介

1、電化學專題精講精煉【學法導航】1. 某堿性蓄電池在充電和放電時發(fā)生的反應為:Fe+NiO2+2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列說法中正確的是:A.放電時,負極上發(fā)生反應的物質是Fe. B.放電時,正極反應是:NiO2+2e-+2H+=Ni(OH)2C.充電時,陰極反應是:Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O D.充電時,陽極附近pH值減小.【方法要領】根據(jù)原電池在放電時,負極發(fā)生氧化反應,正極發(fā)生還原反應,再根據(jù)元素化合價變化,可判斷該電池負極發(fā)生反應的物質為Fe,正極為NiO2,此電池為堿性電池,在書寫電極反應和總電池反應方程式時不能出現(xiàn)H+,故放電時的電極反應是

2、:負極:Fe-2e-+2OH- =Fe(OH)2,正極:NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-。原電池充電時,發(fā)生電解反應,此時陰極反應為原電池負極反應的逆反應,陽極反應為原電池正極反應的逆反應,由此可判斷正確選項應為A、D?!敬鸢浮緼D2. 下列說法正確的是 () A.鋼鐵因含雜質而容易發(fā)生電化學腐蝕,所以合金都不耐腐蝕 B.原電池反應是導致金屬腐蝕的主要原因,故不能用來減緩金屬的腐蝕 C.鋼鐵電化學腐蝕的兩種類型主要區(qū)別在于水膜的 pH不同,引起的正極反應不同 D.無論哪種類型的腐蝕,其實質都是金屬被氧化 【方法要領】金屬的腐蝕就是金屬失電子而被氧化的過程,因此D是正確的。依

3、據(jù)電化學腐蝕中析氫腐蝕和吸氧腐蝕的原理可知,C也是正確的。原電池反應既可以加快金屬的腐蝕,也可用以防止金屬的腐蝕。例如不銹鋼,鍍鋅鐵等中的Fe均不易腐蝕,所以A、B是不正確的 高【答案】CD考資源網(wǎng)3. 金屬防護的方法不正確的是 ( )A.對健身器材涂油漆以防止生銹 B.對某些工具的“機械轉動部位”選用刷油漆的方法來防銹C.用犧牲鋅塊的方法來保護船身 D.自行車的鋼圈上鍍上一層鉻防銹【方法要領】機械轉動部位應涂油脂防銹,油脂既防水又能防止氣體對金屬的腐蝕,還能使轉動部位靈活 ,而機械轉動部位的油漆是掛不住的,所以刷油漆達不到防銹的目的【答案】B 4.(09安徽卷12)Cu2O是一種半導體材料,

4、基于綠色化學理念設計的制取.Cu2O的電解池示意圖如下,電解總反應:2Cu+H2O=Cu2O+H2 。下列說法正確的是A.石墨電極上產生氫氣 B.銅電極發(fā)生還原反應C.銅電極接直流電源的負極 D.當有0.1mol電子轉移時,有0.1molCu2O生成?!痉椒ㄒI】由電解總反應可知,Cu參加了反應,所以Cu作電解池的陽極,發(fā)生氧化反應,B選項錯誤;石墨作陰極,陰極上是溶液中的H反應,電極反應為:2H2e=H2,A選項正確;陽極與電源的正極相連,C選項錯誤;陽極反應為2Cu2OH2e=Cu2OH2O,當有0.1mol電子轉移時,有0.05molCu2O生成,D選項錯誤 高考資【答案】A源網(wǎng)5(09

5、江蘇卷12)以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結構示意圖如圖所示。關于該電池的敘述正確的是 ( )A該電池能夠在高溫下工作 B電池的負極反應為:C6H12O6+6H2O24e=6CO2+24H+C放電過程中,H+從正極區(qū)向負極區(qū)遷移D在電池反應中,每消耗1mol氧氣,理論上能生成標準狀況下CO2氣體【方法要領】A項,高溫條件下微生物會變性,所以A錯;B項,負極是葡萄糖失電子生成二氧化碳,所以B對;C項,原電池內部陽離子應向正極移動,所以C錯;D項,消耗1mol氧氣生成1mol二氧化碳,標準狀況下體積是22.4L,D錯【答案】B6. 鎳氫電池是近年來開發(fā)出來的可充電電池,它可以取代會產生鎘污染的鎳鎘

6、電池。鎳氫電池的總反應式是: 12H2+NiO(OH) 放電充電 Ni(OH)2。根據(jù)此反應式判斷,下列敘述中正確的是 ( ) A電池放電時,電池負極周圍溶液的pH不斷增大 B電池放電時,鎳元素被氧化 C電池充電時,氫元素被還原 D電池放電時,氫氣是負極【方法要領】本題考查在題目創(chuàng)設的新情景中運用所學電化學知識,解決具體問題的能力。首先是區(qū)別出充電運用的是電解原理,放電則是運用了原電池原理。抓住電解池、原電池各極發(fā)生氧化還原反應的特點,結合題給的信息進行分析判斷:【答案】CD。 A:原電池負極反應式為: H2+2OH-+e- =2H2O,放電時,負極的氫氧根離子濃度減少,pH下降。故A不正確。

7、B:原電池,NiO(OH)Ni(OH)2,鎳被還原。故B也不正確。同理可判斷得:正確答案為CD 7(2009屆福建省泉州市俊來中學高三年級月考化學)關于電解NaCl溶液,下列敘述正確的是( )A電解時在陽極得到氯氣,在陰極得到金屬鈉 B若在陽極附近溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色C若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液,溶液呈無色D電解一段時間后,將全部電解液轉移到燒杯中,充分攪拌后溶液呈中性 方法要領A項中在陰極得到氫氣;B項中陽極產生的氯氣把碘離子氧化成碘單質而使得溶液顯棕色;C項中在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液,溶液呈紅色;D項中因為反應生成了NaOH,所以溶液呈堿性 高【答案】B考資源網(wǎng)8(2

8、009屆福建省泉州市俊來中學高三年級月考化學)下列敘述正確的是 ()A在原電池的負極和電解池的陰極上都發(fā)生失電子的氧化反應B用惰性電極電解Na2SO4溶液,陰陽兩極產物的物質的量之比為1:2C用惰性電極電解飽和NaCl溶液,若有1 mol電子轉移,則生成1 molNaOHD鍍層破損后,鍍錫鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕【方法要領】在原電池的負極和電解池的陽極都發(fā)生氧化反應,所以A錯;電解Na2SO4實質是電解水,在陰極產生H2,在陽極產生O2,二者體積比為2:1,所以B錯;根據(jù)電解NaCl的方程式:2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2可知,每轉移1mol電子,生成1molNaOH,故C對;鍍

9、層破損后,鍍鋅鐵板更耐腐蝕,因為鋅做負極,鐵做正極被保護,所以D說法錯誤 高考【答案】 C資源網(wǎng)9. 甲、乙兩個容器中,分別加入0.1mol/LNaCl溶液與0.1mol/LAgNO3溶液后,以Pt為電極進行電解時,在A、B、C、D各電極上生成物的物質的量之比為:_ 【方法要領】此裝置相當于兩個電解槽串聯(lián)到一起,在整個電路中電子轉移總數(shù)相等.首先判斷各極是陽極還是陰極,即電極名稱,再分析各極發(fā)生的反應.A極(陰極)反應:2H+2e-=H2,B極(陽極)反應:2Cl-2e-=Cl2;C極(陰極)反應:Ag+ e- =Ag;D極(陽極)反應:4OH-4e-=2H2O+O2,根據(jù)電子守恒法可知,若整

10、個電路中有4mol電子轉移,生成H2、Cl2、Ag、O2的物質的量分別為:2mol、2mol、4mol、1mol因此各電極上生成物的物質的量之比為:2:2:4:1 【答案】2:2:4:1一、原電池的工作原理例1(09廣東理科基礎34)下列有關電池的說法不正確的是 A手機上用的鋰離子電池屬于二次電池 B銅鋅原電池工作時,電子沿外電路從銅電極流向鋅電極 C甲醇燃料電池可把化學能轉化為電能 D鋅錳干電池中,鋅電極是負極【解析】鋰離子電池可以充用,再次使用,屬于二次電池,A項正確;銅鋅原電池中銅為正極,故電流為銅流向鋅,而電子是由鋅流向銅,B項錯;電池的實質即是化學能轉化成電能,C項正確;Zn失去電子

11、生成Zn2,故作為負極,D項正確【答案】B例2.下列敘述中正確的是 A構成原電池正極和負極的材料必須是兩種金屬。 B由銅、鋅作電極與硫酸銅溶液組成的原電池中銅是負極。 C馬口鐵(鍍錫鐵)破損時與電解質溶液接觸錫先被腐蝕。 D銅鋅原電池工作時,若有13克鋅被溶解,電路中就有0.4mol電子通過。 【解析】 兩種活動性不同的金屬與電解質溶液能夠組成原電池,但不能因此說構成原電池電極的材料一定都是金屬,例如鋅和石墨電極也能跟電解質溶液組成原電池。在原電池中,活動金屬中的電子流向不活動的電極,因此活動金屬是負極。鍍錫鐵表皮破損后與電解質溶液組成原電池,鐵較錫活潑,鐵先失電子被腐蝕。銅鋅原電池工作時,鋅

12、負極失電子,電極反應為Zn 2e=Zn2+,1molZn失去2mol電子,0.2mol鋅(質量為13克)被溶解電路中有0.4mol電子通過。故選D 高考【答案】D 二、常見的化學電源例3、電子計算機所用鈕扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀,電解質溶液為KOH溶液,其電極反應是: Zn + 2 OH- -2eZnO + H2O Ag2O +H2O + 2e2Ag +2OH- 下列判斷正確的是 A鋅為正極,Ag2O為負極。 B鋅為負極,Ag2O為正極。 C原電池工作時,負極區(qū)溶液pH減小。 D原電池工作時,負極區(qū)溶液pH增大。 解析:本題考查原電池和pH的概念。原電池中失去電子的極為負極,所以鋅為負極,

13、Ag2O為正極。B是正確答案。因為 Zn + 2 OH- -2eZnO + H2O ,負極區(qū)域溶液中OH- 不斷減少,故pH減小,所以C也正確。故選B、C。 答案:BC例4. (2013春香坊區(qū)校級期末)氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置下圖為電池示意圖,該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉,鉑吸附氣體的能力強,性質穩(wěn)定,請回答:(1)在導線中電子流動方向為 (用a、b表示)(2)負極反應式為 (3)電極表面鍍鉑粉的原因為 (4)該電池工作時,H2和O2連續(xù)由外部供給,電池可連續(xù)不斷提供電能因此,大量安全儲氫是關鍵技術之一金屬鋰是一種重要的儲氫材料,吸氫和放氫原理如下:2Li+H22LiH

14、 LiH+H2O=LiOH+H2已知LiH固體密度為0.8g/cm3用鋰吸收224L(標準狀況)H2,生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為 由生成的LiH與H2O作用,放出的H2用作電池燃料,若能量轉化率為80%,則導線中通過電子的物質的量為 mol解答:解:(1)燃料電池中,通入燃料的電極是負極、通入氧化劑的電極是正極,所以通入氫氣的電極是負極,通入氧氣的電極是正極,電子從負極沿導線流向正極,則電子流向由a到b,故答案為:由a到b;(2)堿性條件下,氫氣失電子和氫氧根離子反應生成水,電極反應式為:H2+2OH2e=2H2O,故答案為:H2+2OH2e=2H2O;(3)反應物接觸面積越大,其

15、反應速率越快,在電極表面鍍鉑粉,增大電極單位面積吸附氫氣、氧氣分子數(shù),加快反應速率,同時也增大了Pt的利用率以降低成本,故答案為:增大電極單位面積吸附氫氣、氧氣分子數(shù),加快反應速率,同時也增大了Pt的利用率以降低成本;(4)根據(jù)2Li+H22LiH得生成LiH的質量=160g,LiH的體積=200cm3,氫氣體積=224L=224000cm3,所以生成的LiH體積與被吸收的H2體積比=200cm3:224000cm3=,故答案為:;由2Li+H22LiH、LiH+H2O=LiOH+H2得若能量轉化率為80%,則轉化的氫氣物質的量=8mol,最終生成氫氣的物質的量是16mol氫氣,則轉移電子的物

16、質的量=16mol×2=32mol,故答案為:32三、電解原理例5. (2013秋東山縣校級期中)如圖所示,a、b、c、d均為石墨電極,通電進行電解下列說法正確的是()A 乙燒杯中d的電極反應為 2Cl2e=Cl2B a、c兩極產生氣體的物質的量相等C 乙燒杯中發(fā)生的反應為2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOHD 甲、乙兩燒杯中溶液的pH均保持不變解析:解:A乙燒杯中d的電極反應為 2H+2e=H2,故A錯誤;Ba電極反應式為4OH4e=2H2O+O2,c電極反應式為2Cl2e=Cl2,a,c兩極產生氣體的物質的量為1:2,不相等,故B錯誤;C乙中發(fā)生2NaCl+2H2O 2N

17、aOH+H2+Cl2,故C正確;D甲中發(fā)生2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4,乙中發(fā)生2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2,所以甲中溶液變?yōu)樗?、乙中溶液變?yōu)閴A,所以二者的pH都改變,故D錯誤;故選C四、金屬的腐蝕及防護例7.下列關于金屬腐蝕的敘述正確的是 ( ) A.金屬在潮濕情況下的腐蝕實質是M+nH2O=M(OH)n+ H2B.金屬的化學腐蝕實質是M-ne= Mn+,電子直接轉移給氧化劑C.金屬的化學腐蝕必須在酸性條件下進行D.在潮濕的中性環(huán)境中,金屬的電化學腐蝕主要是吸氧腐蝕【解析】A項金屬在潮濕情況下有可能進行析氫腐蝕,也有可能進行吸氧腐蝕,題目只給出了析氫腐

18、蝕實質。C項中,金屬鋁的化學腐蝕可以在堿性條件下進行,故此選項錯?!敬鸢浮緽D例8(09年廣東卷)出土的錫青銅(銅錫合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆蓋在其表面。下列說法正確的是( )A. 錫青銅的熔點比純銅高 B在自然環(huán)境中,錫青銅中的錫對銅起保護作用C錫青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中快D生成Cu2(OH)3Cl覆蓋物是電化學腐蝕過程,但不是化學反應過程【解析】錫青銅屬于合金根據(jù)合金的特性,熔點比任何一種純金屬的低判斷A錯;由于錫比銅活潑,故在發(fā)生電化學腐蝕時,錫失電子保護銅,B正確;潮濕的環(huán)境將會加快金屬的腐蝕速率,C正確;電化學腐蝕過程實質是有電子的轉移,屬于化學反應過程,D錯

19、。【答案】BC例10(09廣東理科基礎25)鋼鐵生銹過程發(fā)生如下反應: 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2; 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3; 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。 下列說法正確的是 A反應、中電子轉移數(shù)目相等 B反應中氧化劑是氧氣和水 C與銅質水龍頭連接處的鋼質水管不易發(fā)生腐蝕 D鋼鐵在潮濕的空氣中不能發(fā)生電化學腐蝕【解析】反應中消耗O2的量相等,兩個反應也僅有O2作為氧化劑,故轉移電子數(shù)是相等的,A項正確。中H2O的H、O兩元素的化合價沒有變,故不作氧化劑,B項錯;銅和鋼構成原電池,腐蝕速度加快,C項錯;鋼鐵是鐵和碳的混合物,在潮濕的空氣的中易

20、發(fā)生吸氧腐蝕,屬于電化學腐蝕,故D項錯 高考資源網(wǎng)【答案】A 五、電極反應的書寫例11.銀器皿日久表面逐漸變黑色,這是由于生成硫化銀,有人設計用原電池原理加以除去,其處理方法為:將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中,再將變黑的銀器浸入溶液中,放置一段時間后,黑色會褪去而銀不會損失。試回答:在此原電池反應中,負極發(fā)生的反應為_;正極發(fā)生的反應為_;反應過程中產生有臭雞蛋氣味的氣體,則原電池總反應方程式為_?!窘馕觥恳朴谧プ☆}示信息,“黑色褪去而銀不會損失”,必然發(fā)生變化:Ag2S Ag,顯然這是原電池的正極反應,Ag2S+2e- =2Ag+S2-,負極反應為活潑金屬發(fā)生氧化反應:Al-3e-

21、=Al3+。正極生成的S2-和負極生成的Al3+在溶液中發(fā)生雙水解:2Al3+3S2-+6H2O 2Al(OH)3+3H2S,與題意產生臭雞蛋氣味的氣體相吻合。原電池的總反應為上述三個反應的加合:3Ag2S+2Al+6H2O =6Ag+2Al(OH)3+3H2S?!敬鸢浮緼l-3e- =Al3+ Ag2S+2e- =2Ag+S2-3Ag2S+2Al+6H2O =6Ag+2Al(OH)3+3H2S例12鋼鐵在很弱的酸性或中性條件下發(fā)生電化學腐蝕時,正極的反應式為 () A.Fe-2e- =Fe2+ B.2H+2e-= H2 C. 2H2O+O2+4e-=4OH- D.Fe-3e- =Fe3+ 【

22、解析】鋼鐵中含有多種雜質,在考慮鋼鐵的電化學腐蝕時,為了簡化問題,主要討論碳雜質問題。也就是以Fe為負極,C為正極的原電池反應。在中性條件或弱酸性條件下發(fā)生的是吸氧腐蝕。原電池的正極為C,發(fā)生的是還原反應,即得電子反應,故A、D選項應排除。在B、C選項中,B項是析氫腐蝕的電極反應式 高考資源網(wǎng) 【答案】C 六、電解的有關計算例13. 將兩個鉑電極插入500mL CuSO4溶液中進行電解,通電一定時間后,某一電極增重0.064g(設電解時該電極無氫氣析出,且不考慮水解和溶液體積變化),此時溶液中氫離子濃度約為A.4×10-3mol/L B.2×10-3mol/L C.1

23、15;10-3mol/L D.1×10-7mol/L 【解析】根據(jù)電解規(guī)律可知陰極反應:Cu2+2e-=Cu,增重0.064gCu,應是Cu的質量,根據(jù)總反應方程式: 2CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4->4H+ 2×64g4mol 0.064g xx=0.002molH+= =4×10-3mol/L【答案】A例14(2009屆福建省泉州市俊來中學高三年級月考化學)電解100mL含c(H+)=0.30mol/L的下列溶液。當電路中通過0.04mol電子時,理論上析出金屬質量最大的是 A0.10mol/L Ag+B0.20mol/L Zn2+

24、C0.20mol/L Cu2+ D0.20mol/L Pb2+ 【解析】電解時陰極上溶液中離子的反應順序為Ag+ Cu2+ H+ Pb2+ Zn2+ ,A項中Ag+ 先反應,H+后反應,可得到Ag:0.10mol/L×0.1L×108g/mol=1.08g ;H2 :0.03g 。B項中H+先反應,Zn2+后反應,可得H2:0.03g ;Zn:(0.04mol-0.03mol)÷2×65g/mol=0.325g 。C項中Cu2+先反應,H+后反應,可得到Cu:0.20mol/L×0.1L×64g/mol=1.28g 。D項中H+先反應

25、,Pb 2+后反應,可得到H2:0.03g ;Pb:(0.04mol-0.03mol)÷2×207g/mol=1.05g 。因此理論上析出金屬質量最大的是C?!敬鸢浮緾七、原電池原理和電解原理綜合運用例15(09廣東化學14)可用于電動汽車的鋁-空氣燃料電池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液,鋁合金為負極,空氣電極為正極。下列說法正確的是A以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時,正極反應都為:O22H2O4e4OH-B以NaOH溶液為電解液時,負極反應為:Al3OH-3e-Al(OH)3C以NaOH溶液為電解液時,電池在工作過程中電解液的pH保持不變D電池工作時,電

26、子通過外電路從正極流向負極【解析】電解質溶液顯堿性或中性, 該燃料電極的正極發(fā)生反應為:O22H2O4e4 ,A對;鋁作負極,負極反應應該是鋁失去電子變?yōu)殇X離子,在氫氧化鈉的溶液中鋁離子繼續(xù)與過量的堿反應生成偏鋁酸根,因此負極反應為:Al4OH-3e-AlO2- + 2H2O,B錯; 該電池在堿性條件下消耗了堿,反應式為4Al3O24 OH- = 4 AlO2- + 2H2O溶液PH降低,C錯;電池工作時,電子從負極出來經過外電路流到正極,D錯高【答案】A例16. (2009浙江)市場上經常見到的標記為Liion的電池稱為“鋰離子電池”它的負極材料是金屬鋰和碳的復合材料(碳作為金屬鋰的載體),

27、電解質為一種能傳導Li+的高分子材料這種鋰離子電池的電池反應式為:Li+2Li0.35NiO22Li0.85NiO2下列說法不正確的是()A 放電時,負極的電極反應式:Lie=Li+B 充電時,Li0.85NiO2既發(fā)生氧化反應又發(fā)生還原反應C 該電池不能用水溶液作為電解質D 放電過程中Li+向負極移動【解析】A項,Li從零價升至正價,失去電子,作為負極,正確;B項,反應逆向進行時。反應物只有一種,故化合價既有升,又有降,所以既發(fā)生氧化反應又發(fā)生還原反應,正確;C項,由于Li可以與水反應,故應為非水材料,正確;D項,原電池中陽離子應遷移至正極失電子,故錯?!敬鸢浮緿例17.(09年山東卷)Zn

28、MnO2干電池應用廣泛,其電解質溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液(1)該電池的負極材料是 電池工作時,電子流向 (填“正極”或“負極”)(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有雜質Cu2+,會加速某電極的腐蝕其主要原因是 欲除去Cu2+,最好選用下列試劑中的 (填代號)aNaOH bZncFe dNH3H2O(3)MnO2的生產方法之一是以石墨為電極,電解酸化的MnSO4溶液陰極的電極反應式是: 若電解電路中通過2mol電子,MnO2的理論產量為 分析:(1)鋅錳原電池中負極材料為活潑金屬Zn,MnO2為正極,電池工作時電子從負極經外電路流向正極;(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有

29、雜質Cu2+,鋅與還原出來的Cu構成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕除雜時不能引入新雜質,應選Zn將Cu2+ 置換為單質而除去;(3)電解酸化的MnSO4溶液時,根據(jù)離子的放電順序,陰極上首先放電的是H+,電極反應式為:2H+2e=H2,陽極反應式為:MnSO42e+2H2OMnO2+SO42+4H+,若電路中通過2mol電子產生1molMnO2,質量為87g解答:解:(1)負極上是失電子的,則Zn失電子為負極,電子由負極流向正極,故答案為:Zn(或鋅); 正極;(2)電化學腐蝕較化學腐蝕更快,鋅與還原出來的Cu構成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕題目中a和d選項不能除去雜質離子,c項會引入新雜質,所以應選Z

30、n將Cu2+ 置換為單質而除去故答案為:鋅與還原出來的Cu構成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕;b;(3)陰極上得電子,發(fā)生還原反應,H+得電子生成氫氣因為MnSO4MnO22 e,通過2mol電子產生1molMnO2,其質量為87g故答案為:2H+2eH2;87g【專題突破】1、(2012江蘇校級學業(yè)考試)鋼鐵在潮濕的空氣中會被腐蝕,發(fā)生的原電池反應為:2Fe+2H2O+O22Fe2+4OH以下說法正確的是()A負極發(fā)生的反應為:Fe2e=Fe2+B正極發(fā)生的反應為:2H2O+O2+2e=4OHC原電池是將電能轉變?yōu)榛瘜W能的裝置D鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕解答:解:鋼鐵中含有鐵和碳,

31、在潮濕的環(huán)境中構成原電池,鐵作負極,碳作正極A、根據(jù)反應方程式知,負極反應式為Fe2eFe2+,故A正確B、反應式前后原子、電荷不守恒,故B錯誤C、原電池是將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置,故C錯誤D、氧氣在水中的溶解度較小,在水下部分比在空氣與水交界處更難腐蝕,故D錯誤故選A2(2008秋啟東市期末)如圖是某空間站能量轉化系統(tǒng)的局部示意圖,其中燃料電池采用KOH為電解液,下列有關說法中不正確的是()A該能量轉化系統(tǒng)中的水也是可以循環(huán)的B燃料電池系統(tǒng)產生的能量實際上來自于水C水電解系統(tǒng)中的陰極反應:O2+2H2O+4e=4OHD燃料電池放電時的負極反應:H22e+2OH=2H2O解答:解:A、由轉化系

32、統(tǒng)可知,水分解后還可再生成,則水是循環(huán)使用的,說法正確,故A錯誤B、燃料電池系統(tǒng)產生的能量來源于化學反應產生的化學能,屬于化學能轉變?yōu)殡娔?,不是來源于水,說法錯誤,故B正確;C、水電解系統(tǒng)中的陰極上水得電子生成氫氣和氫氧根離子,所以電極反應式為:2H2O+2e=H2+2OH,說法錯誤,故C正確D、該燃料電池放電時的負極發(fā)生氧化反應,在堿性環(huán)境下,2OH+H22e=2H2O,說法正確,故D錯誤故選BC3(2013歷下區(qū)校級三模)用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液,通電一段時間后,向所得溶液中加入0.1mol Cu(OH)2后恰好恢復到電解前的濃度和pH則電解過程中轉移的電子數(shù)為()A0.1mol

33、B0.2molC0.3molD0.4mol分析:根據(jù)電解池的工作原理,要想讓電解后的電解質復原,則遵循的原則是:出什么加什么,加入 Cu(OH)2后溶液與電解前相同,則銅離子和氫氧根放電解答:解:Cu(OH)2從組成上可看成CuOH2O,加入0.1 mol Cu(OH)2 ,相當于加入了0.1molCuO和0.1mol H2O;即電解生成了0.1 mol H2SO4,并電解了0.1 mol H2O,由電解的總反應式:2H2O+2CuSO42Cu+O2+2H2SO4 轉移電子2mol 4mol0.1mol 0.2mol 2H2O2H2+O2轉移電子2mol 4mol0.1mol 0.2mol所以

34、電解過程中共轉移電子為0.4 mol 故選:D4(2010桂林一模)以Pt為電極,電解含有金屬離子M+、N3+各0.10mol的溶液,陰極析出的金屬單質或氣體的總物質的量(y)與導線中通過電子的物質的量(x)的關系如圖所示對離子氧化能力的強弱判斷正確的是(選項中H+為氫離子)()AN3+H+M+BM+N3+H+CM+H+N3+D條件不足,無法確定解答:解:通電后就有固體生成,當通過電子為0.1mol時,析出固體或氣體的物質的量為0.1mol,證明此時析出的固體,而不是氫氣(若是氫氣,那么氫氣的物質的量應該為0.05mol),第二階段,失去電子0.2mol,對應物質0.1mol,可知該物質是氫氣

35、,后面失電子數(shù)和物質的量比例保持不變,說明X3+不放電,M+離子先于H+放電,故氧化能力為M+H+N3+故選C5(2014廣東)某同學組裝了如圖所示的電化學裝置,電極為Al,其它均為Cu,則()A電流方向:電極A電極B電極發(fā)生還原反應C電極逐漸溶解D電極的電極反應:Cu2+2eCu分析:電極為Al,其它均為Cu,Al易失電子作負極,所以是負極、是陰極,是陽極、是正極,電流方向從正極流向負極,負極上失電子發(fā)生氧化反應,正極上得電子發(fā)生還原反應,據(jù)此分析解答解答:解:電極為Al,其它均為Cu,Al易失電子作負極,所以是負極、是陰極,是陽極、是正極,A電流從正極沿導線流向負極,即電極A電極,故A正確

36、;B電極上電極反應式為Al3e=Al3+,發(fā)生氧化反應,故B錯誤;C電極是正極,正極上發(fā)生反應為Cu 2+2e=Cu,所以電極質量逐漸增大,故C錯誤;D電極為陽極,電極反應式為Cu2eCu 2+,故D錯誤;故選A6(2014江西校級模擬)如圖:X為鐵棒,Y為銅棒,當K閉合后,下列有關分析不正確的是()A當a為電流表,b為濃硝酸時:Y為負極B當a為電流表,b為稀硫酸時:X電極反應為:Fe2eFe2+C 當a為直流電源,b為CuSO4溶液時:X、Y兩電極附近的SO42濃度相等D當a為直流電源,b為NaOH溶液,X極附近產生白色沉淀時:電子從X極流入a解答:解:A、當電解質溶液為濃硝酸時,常溫下,鐵

37、能與濃硝酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象而阻止了鐵與濃硝酸進一步的反應,銅與濃硝酸能自發(fā)的進行氧化還原反應,所以銅作負極,鐵作正極,即Y為負極,故A正確B、當電解質溶液為稀硫酸時,鐵能與稀硫酸自發(fā)的進行氧化還原反應,銅不與稀硫酸反應,所以鐵作負極,銅作正極,負極上失電子發(fā)生氧化反應,X電極上發(fā)生的電極反應式為Fe2eFe2+,故B正確C、當a為直流電源,b為CuSO4溶液時,電解池工作時,電解質溶液中陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動,所以兩極附近的SO42濃度不相等,故C錯誤D、電解池工作時,b為NaOH溶液,X極附近產生白色沉淀時,說明X極鐵失電子生成二價鐵離子進入溶液,鐵作陽極,銅作陰極,電子從X極流入a

38、即電子從陽極流向正極,故D正確故選C原電池電極反應式書寫的一般步驟1 原電池正、負極的確定 由兩極的相對活潑性確定:相對活潑性較強(針對電解質溶液而言)的金屬為負極(一般地,負極材料與電解質溶液要發(fā)生反應),相對活潑性較差的金屬或導電的非金屬等為正極。如:MgAlHCl溶液構成的原電池中,負極為Mg;但MgAlNaOH溶液構成的原電池中,負極為Al。(思考:AlCuHCl溶液、AlCu濃HNO3溶液構成的原電池中的負極分別為什么?) 由電極變化情況確定:某一電極若不斷溶解或質量不斷減少,該電極發(fā)生氧化反應,則此電極為負極;若某一電極上有氣體產生、電極的質量不斷增加或不變,該電極發(fā)生還原反應,則

39、此電極為正極。如:ZnCCuSO4溶液構成的原電池中,C電極上會析出紫紅色固體物質,則C為此原電池的正極。 根據(jù)實驗現(xiàn)象確定:一般可以根據(jù)電極附近指示劑(石蕊、酚酞、濕潤的KI淀粉等)的顯色情況來分析推斷該電極發(fā)生的反應情況,是氧化反應還是還原反應,是H+還是OH或I等放電,從而確定正、負極。如用酚酞作指示劑,則溶液變紅色的那一極附近溶液的性質為堿性,是H+放電導致c(OH)c(H+),H+放電是還原反應,故這一極為正極。 如兩極都是惰性電極(一般用于燃料電池),則可以通過定義和總反應式來分析,發(fā)生氧化反應的氣體(或對應物質)所對應的一極為負極。如堿性溶液中的甲醇燃料電池,其總反應式為:2CH

40、3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,CH3OH被氧化,則通入甲醇的一極為負極,通入氧氣的一極為正極。 如果題目給定的是圖示裝置,可根據(jù)電子流動方向或其它提示來分析正、負極。2 書寫電極反應式原電池的電極名稱一旦確定,則相應電極的電極反應式也隨之確定。但書寫電極反應式時還需注意以下幾點:正負電極反應式中的電子得失數(shù)目保持相等。例如Al-Cu-CuSO4構成的原電池的正極反應可表示為:3Cu2+6e-=3Cu,負極反應式為:2Al-6e-=2Al3+ 看負極反應生成的陽離子與電解質溶液中的陰離子能否共存,若不能共存,則該電解質溶液中的陰離子也要寫入負極的電極反應式中。如AlCuNaH

41、CO3溶液構成的原電池中,因Al失去電子生成的Al3+能與HCO3反應:Al3+3HCO3=Al(OH)3+3CO2,故鋁件(負極)上發(fā)生的反應為:Al3e+3HCO3=Al(OH)3+3CO2,而不是僅僅寫為:Al3e=Al3+。 當正極上的反應物質為O2時(吸氧腐蝕),要注意電解質溶液的性質。溶液為堿性時,電極反應式中不能出現(xiàn)H+,電極反應式只能為O2+2H2O+4e-=4OH;溶液為酸性時,電極反應式中不能出現(xiàn)OH,電極反應式為:O2+4H+4e-=2H2O。電解池的電極反應和總反應式的書寫方法三、電解池的電極反應和總反應式的書寫方法方法為:第一步:根據(jù)與正極相連為陽極與負極相連為陰極;

42、第二步:離子移動,陽離子移向陰極,陰離子移向陽極。第三步:根據(jù)溶液中的離子判斷電極反應;(電解時,應如何判斷確定電極(陽極、陰極)產物?提示:(1)陽極產物判斷首先看電極,如果是活性電極(金屬活動順序表Ag以前),則電極材料失電子,電極被溶解,溶液中的陰離子不能失電子。如果是惰性電極(Pt、Au、石墨),則要再看溶液中的離子的失電子能力。此時根據(jù)陰離子放電順序加以判斷,陰離子放電順序:S2IBrClOH含氧酸根F(2)陰極產物的判斷直接根據(jù)陽離子放電順序進行判斷,陽離子放電順序:Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+例1: 陽(粗銅

43、):Cu-2e-= Cu2+陰(精銅):Cu2+2e-=Cu例1中將兩個銅電極改為兩個惰性電極(Pt或C)陰:2Cu2+4e-=2Cu陽:4OH-4e-=O2+2H2O電解總反應式為:2CuSO4 + 2H2O = O2 + 2Cu + 2H2SO4若AB為惰性電極C為NaCl 陽極:2Cl-2e-=Cl2陰極:2H+2e-=H2 電解總反應:2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2 + H2若AB為惰性電極C為NaOH,陽極:4OH-4e-=O2+2H2O陰極:2H+2e-=H2總反應:2H2O=2H2 + O2若AB為惰性電極C為HCl,陽極:2Cl-2e-=Cl2陰極:2H+2e-=H2

44、 電解總反應:2HCl= Cl2 +H2電解池電極方程式的書寫方法 1 、明原理 電解:使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極上引起氧化還原反應的過程。這可以理解為,電解池是通過外接電流的作用,強迫陰極得到電子,陽極失去電子。 2 、列離子,判運動 分析溶液中存在哪些離子,判斷離子的遷移。比如說氯化鈉溶液,由于具有電解質氯化鈉和水,所以溶液中會存在: H+ 、 Cl - 、 Na + 、 OH - 。根據(jù)物理學知識,在電場的作用下,陽離子( H+ 、 Na + )會向陰極移動,陰離子( Cl - 、 OH - )會向陽極移動。 3 、定得失 依照經驗判定兩極得失電子的物質。 陰極放電順序: Ag+

45、 Fe3+ Cu2+ H+ Pb2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ Al3+ Mg2+ Na+ Ca2+ K+ ;我們如果細看一下,就會發(fā)現(xiàn)這個放電順序,即是我們所講的氧化性強弱的順序,這是為什么呢?其實很簡單,所謂的電解池反應只是一個外加電流強迫發(fā)生的氧化還原反應而已,它還是氧化還原反應,當然適合氧化還原反應的知識 因為: H+ Na+ ,所以陰極的電極反應式為: 2H+ + 2e = H2 陽極放電順序: M (活性電極、即除金、鉑以外的金屬。) X- ( S2- I- Br- Cl- ) OH 含氧酸根。我們細看一下,會發(fā)現(xiàn)這里同樣是氧化還原反應知識:先強后弱規(guī)律,還原性強的物質先失去電

46、子。 因為石墨電解為惰性電極,且 Cl- OH ,所以陽極的電極反應式為: 2Cl - 2e = Cl2 4 、思源頭、巧修正 保證得失電子相等前提下,將陰陽兩極的電極反應式相加: 2H+ + 2Cl= H2+ Cl2 ,這樣我們得到的還不是電解氯化鈉溶液的離子方程式,因為這里的氫離子是來自于水。水屬于弱電解質,在離子方程式中是不能拆開的。所以最后,我們需要把氫離子改寫成水,這樣才能反應客觀事實,說明氫離子來自于水,得到真正的總反應:2H2O+ 2Cl=H2+ Cl2+2OH - 。 電化學反應方程式的書寫方法二. 電化學反應方程式的書寫方法1. 正確判定兩個電極和電極反應物,電極反應式要符合守恒規(guī)律。例1. 電解原理在化學中有廣泛應用。下圖表示一個電解池,a為電解液;X、Y是兩塊電極板,通過導線與直流電源相連。請回答以下問題:(1)若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,實驗開始時,同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液,則電解池中X極上的電極反應式為_,在X極附近觀察到的現(xiàn)象是_;Y電極上的電極反應式為_,檢驗該電極反應產物的方法是

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