第八专题-电化学

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1、第八专题 电化学,1(2011年广东)某小组为研究电化学原理，设计如下图所 示的装置。下列叙述不正确的是( )。 Aa 和 b 不连接时，铁片上会有金属铜析出 Ba 和 b 用导线连接时，铜片上发生的反应 为：Cu22e=Cu C无论 a 和 b 是否连接，铁片均会溶解，溶 液从蓝色逐渐变成浅绿色 Da 和 b 分别连接直流电源正、负极，电压足够大时， Cu2向铜电极移动,解析：若a和b不连接，则不能构成原电池，单质铁直接 与Cu2发生氧化还原反应而置换出铜，A正确；若a和b用导 线连接，则构成原电池，此时铁作负极，铜作正极，电极反应 式分别为Fe2e=Fe2、Cu22e=Cu，B正确；由A、

2、 B分析可知，C正确；若a和b分别连接直流电源正、负极，则 构成电解池，此时铜作阳极失去电子被氧化，铁作阴极，在 电解池中阳离子向阴极运动，D错误。 答案：D,2(2010 年广东，双选)铜锌原电池(如下图)工作时，下列,叙述正确的是(,)。,A正极反应为：Zn2e=Zn2 B电池反应为：ZnCu2=Zn2Cu C在外电路中，电子从负极流向正极 D盐桥中的 K移向 ZnSO4 溶液,解析：该电池中Zn为负极，电极反应为Zn2e=Zn2， Cu为正极，电极反应为Cu22e=Cu，A项错误；电池总 反应为ZnCu2=Zn2Cu，B项正确；原电池工作时，外 电路中电子由负极流出经导线流向正极，C项正

3、确；负极上由 于Zn放电，ZnSO4溶液中Zn2的浓度增大，故盐桥中的Cl移 向ZnSO4溶液，D项错误。 答案：BC,3(2009年广东)可用于电动汽车的铝空气燃料电池，通 常以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液，铝合金为负极，空气 电极为正极。下列说法正确的是( )。 A以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液时，正极反应都为： O22H2O4e=4OH B以 NaOH 溶液为电解液时，负极反应为：Al3OH 3e=Al(OH)3 C以 NaOH 溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液 的pH保持不变 D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极,解析：无论是 NaOH 还是 N

4、aCl，在正极上都是O2得到电 子被还原，A正确；生成的 Al(OH)3 是两性氢氧化物，还能与 NaOH 发生反应生成 ，使pH减小，B、C错误；原电池中， 电子在外电路是由负极流向正极，D错误。 答案：A,4(2009 年广东，双选)出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有,Cu2(OH)3Cl 覆盖在其表面。下列说法正确的是(,)。,A锡青铜的熔点比纯铜高 B在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用 C锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快 D生成 Cu2(OH)3Cl 覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化 学反应过程,解析：合金的两大特性是硬度大，熔点低于成分金属的熔 点，A 错；由于金属锡

5、比铜活泼，因此锡对铜具有保护作用， 其原理相当于牺牲阳极的阴极保护法，B 正确；根据电化学腐 蚀的原理可知 C 正确；在电化学腐蚀过程中有新物质生成，属 于化学变化，D 错。,答案：BC,5(2012 年广东改编)碘也可用作心脏起搏器电源锂碘电,池的材料，该电池反应为：2Li(s)I2 (s)=2LiI(s)。,碘电极作为该电池的_极。,解析：I2(s)在反应中碘元素化合价降低，发生还原反应，,作正极。,正,电化学知识是高考的必考内容，主要考查电极反应式的书 写，电极名称、电子流向及离子迁移方向的判断，利用原电池 与电解池的工作原理解答金属腐蚀与防护问题。预测 2013 年高 考电化学知识仍会

6、以判断电极名称和书写电池的电极反应式为 主要出题方向。,1原电池与电解池的电极名称、电极反应与电子流向的判,断,(1)原电池：把化学能转化为电能的装置(无外接电源)。,(2)电解池：把电能转化为化学能的装置(有外接电源)。,2完成下列几种常见化学电池的电极与电池反应 例如：(1)碱性锌锰干电池。,负极反应：_； 正极反应：_； 总反应：Zn2MnO22H2O=Zn(OH)22MnOOH。 (2)铅蓄电池。,负极材料：_，正极材料：_。,总反应：_。,Zn2OH2e=Zn(OH)2,Pb,PbO2,PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O,(3)氢氧燃料电池。,2H24e= 4H,2H24

7、OH4e = 4H2O,O24H4e= 2H2O,O22H2O4e = 4OH,3.金属的腐蚀与防护(以钢铁为例) (1)钢铁发生电化学腐蚀(微型原电池反应)。 负极(Fe)电极反应式：Fe2e= Fe2。 吸氧腐蚀的电池反应： 2FeO22H2O = Fe(OH)2。 影响铁锈蚀速率的主要因素有：_、_、 _等。 (2)工业上防止钢铁锈蚀的方法。 加一层_，如_、_、_等保护 膜材料。 制成铁合金，如_。 牺牲_的保护法、外加电源(接负极)_的 保护法等。,氧气,水,温度,保护膜,油漆,塑料,金属,不锈钢,阳极,阴极,原电池及其原理应用,例1(2012年福建)将下图所示实验装置的K闭合，下列

8、判 断正确的是( )。 ACu电极上发生还原反应 B电子沿ZnabCu路 径流动 C片刻后甲池中c(SO42-)增大 D片刻后可观察到滤纸b点 变红色,解析：K闭合时，Zn作负极，Cu作正极构成原电池，则a 为阴极，b为阳极，电解饱和硫酸钠溶液。B项，在电解池中 电子不能流入电解质溶液中，错误；C项，甲池中硫酸根离子 没有放电，所以浓度不变，错误；D项，b为阳极，OH放电， 使得b附近溶液显酸性，不能使酚酞变红，错误。 答案：A,【触类旁通】 1下列实验中均使用了铜电极，根据实验内容指出铜电极 的名称： (1)铜锌原电池中铜作_； (2)在镀件上电镀铜时用金属铜作_； (3)用电解法精炼粗铜时

9、粗铜作_； (4)电解稀硫酸制 H2、O2时铜作_。,正极,阳极,阳极,阴极,2(1)(2012年全国改编)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化 剂，可作为高容量电池材料，与MnO2Zn电池类似，K2FeO4 Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其 电极反应式为：_，该电池总反应的离子方程 式为：_。(提示：生成物中的Fe显3价) (2)(2012年江苏节选)铝电池性能优 越，AlAgO 电池可用作水下动力电源， 其原理如下图所示。该电池反应的化学 方程式为：_。,1有关原电池问题的一般解题思路是根据电极材料的活泼 性判断出正、负极电极反应的类型(氧化反应、还原反应) 电

10、极反应式原电池反应方程式。 2有关原电池的判断方法：只有自发的氧化还原反应才可 能被设计成原电池。 (1)依据原电池的形成条件判断装置，主要是“四看”： 看电极两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电 极一般为惰性电极)； 看溶液两极插入电解质溶液中； 看回路形成闭合回路或两极直接接触； 看本质有无自发的氧化还原反应。 (2)多池相连，但无外接电源时，两极活泼性差异最大的一 池为原电池，其他各池可看作电解池。,3原电池正、负极的确定。,(1)由两极的相对活泼性确定：活泼性相对较强的金属为负 极。一般地，负极材料与电解质溶液要能发生反应。 (2)由电极变化情况确定：某一电极若不断溶解或质量不断

11、减少，该电极发生氧化反应，则此电极为负极；若某一电极上 有气体产生、电极的质量不断增加或不变，该电极发生还原反 应，则此电极为正极；燃料电池除外。,4书写电极反应式的有关注意事项。,(1)若有题给反应式时，先分析反应中的氧化反应或还原反 应，再简单变化写出其中一个电极反应式，另一电极反应式可 以直接写或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去 已写出的电极反应式，即得出结果。,(2)考虑产物在不同酸、碱性环境下的稳定性，如碱性条件,下生成的 H、Cu2等能与 OH反应。,(3)注意“充电、放电”的方向，放电的过程应用原电池原,理，充电的过程应用电解池原理。,电解原理及其应用,例 2(201

12、2 年重庆节选)人工肾脏可用间接电化学方法除去,代谢产物中的尿素，原理如下图所示。,(1)电源的负极为_(填“A”或“B”)。,(2)阳极室中发生的反应依次为_、 _。,解析：(1)根据电极产物H2、 Cl2可知A为电源正极，B为 电源负极。 (2)阴极：2H2e= H2，阳极：2Cl2e=Cl2； 阳极生成的Cl2与尿素进一步反应：CO(NH2)23Cl2H2O= N2CO26HCl，CO(NH2)2 最终转变为CO2、N2，达到除去代 谢产物 CO(NH2)2 的目的。,答案： (1)B (2)2Cl2e=Cl2 CO(NH2)23Cl2H2O=N2CO26HCl,【触类旁通】,3(201

13、2年天津节选)X、Y、Z、M、G五种元素分属三个 短周期，且原子序数依次增大。X、Z同主族，可形成离子化合 物ZX；Y、M同主族，可形成MY2、MY3两种分子。请回答 下列问题： 熔融状态下，Z的单质和 FeG2能组 成可充电电池(装置示意图如下)，反应 原理为：,2ZFeG2 Fe2ZG,放电时，电池的正极反应式为： _； 充电时，_(写物质名称)电极接电源的负极； 该电池的电解质为_。,解析：根据题给条件易推断出：X、Y、Z、M、G元素和 ZX、MY2、MY3分别是H、O、Na、S、Cl、NaH、SO2、SO3。 答案：Fe22e=Fe 钠 Al2O3,1有关电解池的判断方法：非自发的氧化

14、还原反应在有外,接电源时可能被设计为电解池。,(1)电解池装置常由直流电源、两个电极、导线及电解质溶,液(或熔融电解质) 形成闭合回路构成。,(2)多池相连无外接电源时，两极活泼性差异小的池为电解,池。,2电极产物的判断。,(1)阴极产物的判断：直接根据溶液中阳离子放电顺序判 断，电解金属活动顺序表中铝前金属的盐溶液(或碱溶液)时， 水电离出来的氢离子在阴极上放电。阳离子放电顺序：Ag Hg2 Fe3Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2H(水)Al3 Mg2 NaCa2K。 (2)阳极产物的判断：金属(Pt、Au除外)电极比阴离子易失 去电子，形成阳离子进入溶液。用惰性电极作阳极时，阴离子 放电顺序： S2IBrClOH含氧酸F。,(3)电解后溶液pH的变化判断。 如果只产生H2不产生O2，则pH变大。 如果只产生O2不产生H2，则pH变小。 如果既产生O2又产生H2：a.若原溶液呈酸性，则pH减 如果既无O2产