1、2014高考專題復習電化學原理及應用一、原電池和電解池一、原電池和電解池1.1.原電池原電池: :(1)(1)上述裝置中能形成原電池的是上述裝置中能形成原電池的是_,_,該原電池工作時該原電池工作時, ,負極發生負極發生_,_,電極反應式為電極反應式為_;_;正極發生正極發生_,_,電極反應式為電極反應式為_;_;電池總反應式為電池總反應式為_。(2)(2)以以KOHKOH溶液為電解質溶液溶液為電解質溶液, ,構成氫氧燃料電池的反應原理為構成氫氧燃料電池的反應原理為2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O,O,其中負極反應式為其中負極反應式為_;_;正極反應式為正極反應式為_;_;以酸

2、性溶液為電解質溶液以酸性溶液為電解質溶液構成的氫氧燃料電池構成的氫氧燃料電池: :負極反應為負極反應為_;_;正極反應為正極反應為_。氧化反應氧化反應Cu-2eCu-2e- -=Cu=Cu2+2+還原反應還原反應2Ag2Ag+ +2e+2e- -=2Ag=2AgCu+2AgCu+2Ag+ +=Cu=Cu2+2+2Ag+2Ag2H2H2 2+4OH+4OH- -4e-4e- -=4H=4H2 2O O2H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e- -=4OH=4OH- -2H2H2 2-4e-4e- -=4H=4H+ +O O2 2+4H+4H+ +4e+4e- -=2H=2H2 2O OB B

3、2.2.電解池電解池: :(1)(1)電解時電解時,a,a極是極是_極極; ;電極反應式為電極反應式為_;_;b b極發生極發生_反應反應, ,電極反應式為電極反應式為_;_;電解總反應離子方程式為電解總反應離子方程式為_。(2)(2)電解完成后電解完成后, ,若溶液的體積為若溶液的體積為1 L,1 L,整個電解過程中共轉移整個電解過程中共轉移0.1 mol e0.1 mol e- -, ,則溶液的則溶液的pHpH為為_,_,若使電解質溶液復原若使電解質溶液復原, ,需通入氯需通入氯化氫的物質的量為化氫的物質的量為_mol_mol。(3)(3)若用該裝置給鐵釘鍍銅若用該裝置給鐵釘鍍銅, ,則應

4、用銅作則應用銅作_,_,用鐵釘作用鐵釘作_,_,電解質溶液應為電解質溶液應為_溶液。溶液。陰陰2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2氧化氧化2Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 22Cl2Cl- -+2H+2H2 2O 2OHO 2OH- -+H+H2 2+Cl+Cl2 2 電解電解=13130.10.1陽極陽極陰極陰極CuSOCuSO4 4二、金屬的腐蝕與防護二、金屬的腐蝕與防護1.1.電化學腐蝕電化學腐蝕( (以鋼鐵的腐蝕為例以鋼鐵的腐蝕為例):):對比內容對比內容析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕條件條件_負極反應負極反應_正極反應正極反應_總反應總反應_ _表面水膜酸性

5、較強表面水膜酸性較強表面水膜酸性很弱表面水膜酸性很弱, ,呈中性或堿性呈中性或堿性Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+2+2Fe-4e2Fe-4e- -=2Fe=2Fe2+2+2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- -Fe+2HFe+2H+ +=Fe=Fe2+2+H+H2 22Fe+O2Fe+O2 2+2H+2H2 2O=2Fe(OH)O=2Fe(OH)2 22.2.金屬的電化學防護金屬的電化學防護: :(1)(1)犧牲陽極的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護法: :如圖如圖, ,保護鐵保護鐵, ,鐵作鐵作_極極, ,

6、鋅作鋅作_極。極。(2)(2)外加電流的陰極保護法外加電流的陰極保護法: :外加直流電源外加直流電源, ,使被保護金屬與電源的使被保護金屬與電源的_極相連。極相連。正正負負負負(1)(2013(1)(2013北京高考北京高考) )鋼鐵發生吸氧腐蝕時鋼鐵發生吸氧腐蝕時, ,鐵作負極被氧鐵作負極被氧化化:Fe-3e:Fe-3e- -=Fe=Fe3+3+。( )( )分析分析: :鐵被腐蝕時鐵被腐蝕時, ,作負極被氧化作負極被氧化, ,反應為反應為Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+2+。(2)(2013(2)(2013北京高考北京高考) )水中的鋼閘門連接電源的負極水中的鋼閘門連接電源的負極

7、, ,使用的是使用的是外加電流的陰極保護法。外加電流的陰極保護法。( )( )分析分析: :鋼閘門和電源的負極相連鋼閘門和電源的負極相連, ,作電解池的陰極被保護作電解池的陰極被保護, ,稱為稱為外加電流的陰極保護法。外加電流的陰極保護法。(3)(2013(3)(2013江蘇高考江蘇高考) )電解法精煉銅時電解法精煉銅時, ,以粗銅作陰極以粗銅作陰極, ,純銅作純銅作陽極。陽極。( )( )分析分析: :電解精煉銅時電解精煉銅時, ,用純銅作陰極用純銅作陰極, ,電極反應為電極反應為CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu。(4)(2013(4)(2013安徽高考安徽高考) )工業上通過電

8、解氯化鈉溶液制備金屬鈉工業上通過電解氯化鈉溶液制備金屬鈉和氯氣。和氯氣。( )( )分析分析: :工業上通過電解熔融氯化鈉制備鈉和氯氣工業上通過電解熔融氯化鈉制備鈉和氯氣, ,反應為反應為2NaCl(2NaCl(熔融熔融) 2Na+Cl) 2Na+Cl2 2,電解電解NaClNaCl溶液的反應為溶液的反應為2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2。 電解電解= 電解電解=(5)(2012(5)(2012福建高考福建高考)Cu(CuSO)Cu(CuSO4 4)-Zn(ZnSO)-Zn(ZnSO4 4) )通過鹽橋構成的原通過鹽橋構成的原電

9、池裝置中電池裝置中,Cu,Cu電極上發生氧化反應。電極上發生氧化反應。( )( )分析分析: :Cu(CuSOCu(CuSO4 4)-Zn(ZnSO)-Zn(ZnSO4 4) )電池中電池中,Cu,Cu作正極作正極, ,發生還原反應發生還原反應; ;要注意判斷原電池裝置中正、負極及明確兩極發生的反應類要注意判斷原電池裝置中正、負極及明確兩極發生的反應類型。型。(6)(2012(6)(2012四川高考四川高考) )乙醇酸性燃料電池的負極反應式為乙醇酸性燃料電池的負極反應式為CHCH3 3CHCH2 2OH+HOH+H2 2O-4eO-4e- -=CH=CH3 3COOH+4HCOOH+4H+ +

10、, ,電池工作時電池工作時, ,電解質溶液中電解質溶液中的的H H+ +向負極移動。向負極移動。( )( )分析分析: :原電池工作時原電池工作時, ,電解質溶液中的陽離子向正極移動電解質溶液中的陽離子向正極移動, ,陰離陰離子向負極移動。子向負極移動。(7)(2012(7)(2012江蘇高考江蘇高考)Zn)Zn具有還原性和導電性具有還原性和導電性, ,可用作鋅錳干電可用作鋅錳干電池的正極材料。池的正極材料。( )( )分析分析: :鋅錳干電池中鋅錳干電池中, ,鋅失去電子被氧化鋅失去電子被氧化, ,作電池的負極材料。作電池的負極材料。(8)(2012(8)(2012山東高考山東高考) )電解

11、電解NaClNaCl溶液得到溶液得到22.4 L H22.4 L H2 2( (標準狀況標準狀況),),理論上需轉移理論上需轉移NA A個電子。個電子。( )( )分析分析: :電解電解NaClNaCl溶液的陰極反應式為溶液的陰極反應式為2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2,故生成故生成1 mol H1 mol H2 2時轉移時轉移2 2NA A個電子。個電子。(9)(2012(9)(2012山東高考山東高考) )以以CuSOCuSO4 4溶液為電解質溶液進行粗銅溶液為電解質溶液進行粗銅( (含含AlAl、ZnZn、AgAg、PtPt、AuAu等雜質等雜質) )的電解精煉的電解精煉,

12、,溶液中的溶液中的CuCu2+2+向陽極向陽極移動。移動。( )( )分析分析: :電解過程中電解過程中, ,溶液中的陽離子溶液中的陽離子CuCu2+2+向陰極移動向陰極移動, ,陰離子向陰離子向陽極移動。陽極移動。(10)(2012(10)(2012海南高考海南高考) )鋅與稀硫酸反應時鋅與稀硫酸反應時, ,要加大反應速率可要加大反應速率可滴加少量硫酸銅。滴加少量硫酸銅。( )( )分析分析: :鋅與硫酸銅反應生成銅鋅與硫酸銅反應生成銅, ,鋅、銅與稀硫酸形成原電池鋅、銅與稀硫酸形成原電池, ,可可使反應速率加快。使反應速率加快。(11)(2012(11)(2012海南高考海南高考) )肼肼

13、(N(N2 2H H4 4) )空氣燃料電池是一種堿性電空氣燃料電池是一種堿性電池池, ,該電池放電時該電池放電時, ,負極的反應式為負極的反應式為N N2 2H H4 4-4e-4e- -=4H=4H+ +N+N2 2。 ( )( )分析分析: :堿性環境下堿性環境下N N2 2H H4 4在負極上失電子結合在負極上失電子結合OHOH- -生成生成N N2 2和和H H2 2O,O,其其電極反應式為電極反應式為N N2 2H H4 4+4OH+4OH- -4e-4e- -=4H=4H2 2O+NO+N2 2。(12)(2012(12)(2012海南高考海南高考) )下列電解質溶液電解時只生成

14、氫氣和氧下列電解質溶液電解時只生成氫氣和氧氣氣:NaOH:NaOH、H H2 2SOSO4 4、Ba(OH)Ba(OH)2 2。( )( )分析分析: :電解時只生成氧氣和氫氣電解時只生成氧氣和氫氣, ,則電解質所含陽離子在金屬活則電解質所含陽離子在金屬活動順序表中位于銅之前動順序表中位于銅之前, ,陰離子不是簡單離子應是陰離子不是簡單離子應是OHOH- -或含氧酸或含氧酸根離子。根離子。(13)(2012(13)(2012廣東高考廣東高考) )自行車鋼架生銹主要是電化學腐蝕所自行車鋼架生銹主要是電化學腐蝕所致。致。( )( )分析分析: :鋼是鐵碳合金鋼是鐵碳合金, ,鋼架里的鐵、碳與表面一

15、層電解質溶液構鋼架里的鐵、碳與表面一層電解質溶液構成了原電池成了原電池, ,導致鋼架在潮濕空氣中易發生電化學腐蝕而生導致鋼架在潮濕空氣中易發生電化學腐蝕而生銹。銹。(14)(2012(14)(2012江蘇高考江蘇高考) )鍍銅鐵制品鍍層受損后鍍銅鐵制品鍍層受損后, ,鐵制品比受損鐵制品比受損前更不容易生銹。前更不容易生銹。( )( )分析分析: :銅鍍層破損后銅鍍層破損后, ,鐵作原電池的負極鐵作原電池的負極, ,更易發生腐蝕。更易發生腐蝕。(15)(2012(15)(2012海南高考海南高考) )用錫焊接鐵質器件用錫焊接鐵質器件, ,焊接處不易生銹。焊接處不易生銹。 ( )( )分析分析:

16、:鐵比錫活潑鐵比錫活潑, ,焊接處形成的原電池中焊接處形成的原電池中, ,鐵作負極鐵作負極, ,更易生更易生銹。銹。(16)(2011(16)(2011新課標全國卷新課標全國卷) )電解電解58.5 g58.5 g熔融的熔融的NaClNaCl, ,能產生標能產生標準狀況下準狀況下22.4 L22.4 L氯氣氯氣,23.0 g,23.0 g金屬鈉。金屬鈉。( )( )分析分析: :根據氯元素守恒根據氯元素守恒, ,電解電解1 mol1 mol熔融的熔融的NaClNaCl, ,產生產生0.5 mol0.5 mol氯氯氣氣, ,即即11.2 L11.2 L。(17)(2011(17)(2011山東高

17、考山東高考) )電解電解AlClAlCl3 3、FeClFeCl3 3、CuClCuCl2 2的混合溶液時的混合溶液時, ,陰極上依次析出陰極上依次析出CuCu、FeFe、AlAl。( )( )分析分析: :因忽視陽離子在陰極上的放電順序及因忽視陽離子在陰極上的放電順序及FeFe3+3+的放電實質而的放電實質而造成錯誤造成錯誤;Fe;Fe3+3+在陰極上獲得電子生成在陰極上獲得電子生成FeFe2+2+而不是單質而不是單質Fe,Fe,在水在水溶液中溶液中AlAl3+3+的氧化性比的氧化性比H H+ +弱。弱。熱點考向熱點考向 1 1 有關電化學原理的考查有關電化學原理的考查【典例【典例1 1】將

18、如圖所示實驗裝置的將如圖所示實驗裝置的K K閉合閉合, ,下列判斷正確的是下列判斷正確的是 ( () )A.CuA.Cu電極上發生還原反應電極上發生還原反應B.B.電子沿電子沿ZnabCuZnabCu路徑流動路徑流動C.C.片刻后甲池中片刻后甲池中 增大增大D.D.片刻后可觀察到濾紙片刻后可觀察到濾紙b b點變紅色點變紅色24c(SO )【解題探究【解題探究】(1)(1)電解質溶液導電的實質是什么電解質溶液導電的實質是什么? ?電子能通過電解質溶液嗎電子能通過電解質溶液嗎? ?提示提示: :電解質溶液在電極電場的作用下電解質溶液在電極電場的作用下, ,溶液中的陽、陰離子分溶液中的陽、陰離子分別

19、向陰極和陽極移動別向陰極和陽極移動, ,這時就在電解質溶液中產生了電流這時就在電解質溶液中產生了電流, ,所以所以電解質溶液就導電了。電解質溶液就導電了。電解質溶液導電的過程中電子是不能通過電解質溶液的。電解質溶液導電的過程中電子是不能通過電解質溶液的。(2)(2)分析本題中的電解過程分析本題中的電解過程, ,完成下表完成下表: :a ab b電極名稱電極名稱_發生反應發生反應_產生現象產生現象_4H4H+ +4e+4e- -=2H=2H2 24OH4OH- -4e-4e- -=O=O2 2+2H+2H2 2O O產生氣泡產生氣泡; ;電極周圍變紅電極周圍變紅產生氣泡產生氣泡陰極陰極陽極陽極本

20、題答案本題答案: :【解析【解析】選選A A。K K閉合后閉合后, ,甲和乙裝置通過鹽橋形成原電池甲和乙裝置通過鹽橋形成原電池,Zn,Zn是是負極負極, ,發生氧化反應發生氧化反應,Cu,Cu是正極是正極, ,發生還原反應發生還原反應,A,A選項正確選項正確; ;電子電子不經過溶液不經過溶液,B,B選項錯誤選項錯誤; ;在原電池中陰離子由正極移向負極在原電池中陰離子由正極移向負極, ,鹽鹽橋中的橋中的ClCl- -向甲池移動向甲池移動,K,K+ +向乙池移動向乙池移動, ,兩池中的兩池中的 均不均不變變,C,C選項錯誤選項錯誤;a;a是電解池的陰極是電解池的陰極, ,電極反應式為電極反應式為2

21、H2H+ +2e+2e- -=H H2 2,由于由于H H+ +來自于水的電離來自于水的電離, ,所以所以H H+ +放電的同時溶液中產生了放電的同時溶液中產生了OHOH- -, ,所以濾紙的所以濾紙的a a點變紅點變紅,D,D選項錯誤。選項錯誤。24c(SO )【易錯警示【易錯警示】電化學原理中易忽視的問題電化學原理中易忽視的問題(1)(1)錯誤地根據錯誤地根據“異性相吸異性相吸”的電性理論的電性理論, ,認為在原電池中電解認為在原電池中電解質溶液中的陽離子移向負極質溶液中的陽離子移向負極, ,陰離子移向正極。其實在原電池陰離子移向正極。其實在原電池工作時工作時, ,陽離子移向正極陽離子移向

22、正極, ,陰離子移向負極。在電解池中陰離子移向負極。在電解池中, ,電子電子由電源負極流向陰極由電源負極流向陰極, ,由陽極流向電源正極。由陽極流向電源正極。(2)(2)錯誤認為負極材料不與電解質溶液反應就不能構成原電池錯誤認為負極材料不與電解質溶液反應就不能構成原電池, ,如燃料電池中的負極為惰性電極如燃料電池中的負極為惰性電極, ,該電極就不與電解質反應。該電極就不與電解質反應。(3)(3)原電池中的活潑金屬不一定都做負極原電池中的活潑金屬不一定都做負極, ,如如Mg-NaOHMg-NaOH溶液溶液-Al-Al構構成的原電池中成的原電池中,Al,Al能自發地與能自發地與NaOHNaOH溶液

23、發生氧化反應溶液發生氧化反應, ,做負極。做負極。(4)(4)錯誤認為電解質溶液導電的原因是電子通過了電解質溶液錯誤認為電解質溶液導電的原因是電子通過了電解質溶液, ,在原電池內部和電解池內部在原電池內部和電解池內部, ,都沒有電子的流動都沒有電子的流動, ,而是離子的移而是離子的移動。實際上在閉合的電路中電子只走動。實際上在閉合的電路中電子只走“陸路陸路”( (導線或電極導線或電極),),離子只走離子只走“水路水路”( (電解質溶液電解質溶液) )。【變式訓練【變式訓練】(2013(2013新課標全國卷新課標全國卷)銀質器皿日久表面會逐銀質器皿日久表面會逐漸變黑漸變黑, ,這是生成了這是生成

24、了AgAg2 2S S的緣故的緣故, ,根據電化學原理可進行如下處根據電化學原理可進行如下處理理, ,在鋁質容器中加入食鹽溶液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再將變黑的銀器浸入該溶液中, ,一段時間后發現黑色會褪去一段時間后發現黑色會褪去, ,下列說法正確的是下列說法正確的是( () )A.A.處理過程中銀器一直保持恒重處理過程中銀器一直保持恒重B.B.銀器為正極銀器為正極,Ag,Ag2 2S S被還原生成單質銀被還原生成單質銀C.C.該過程中總反應為該過程中總反應為2Al+3Ag2Al+3Ag2 2S=6Ag+AlS=6Ag+Al2 2S S3 3D.D.黑色褪去的原

25、因是黑色黑色褪去的原因是黑色AgAg2 2S S轉化為白色轉化為白色AgClAgCl【解析【解析】選選B B。處理過程。處理過程AgAg2 2S S變為單質銀變為單質銀, ,質量減輕質量減輕,A,A項錯誤。項錯誤。銀器為正極銀器為正極, ,正極發生還原反應正極發生還原反應,B,B項正確。項正確。AlAl2 2S S3 3在溶液中不能在溶液中不能穩定存在穩定存在, ,發生水解相互促進反應生成氫氧化鋁沉淀和硫化氫發生水解相互促進反應生成氫氧化鋁沉淀和硫化氫氣體氣體,C,C項錯誤。黑色褪去的原因是項錯誤。黑色褪去的原因是AgAg2 2S S變為單質銀變為單質銀, ,不能轉化不能轉化為氯化銀沉淀。為氯

26、化銀沉淀。熱點考向熱點考向 2 2 電極反應式的書寫電極反應式的書寫【典例【典例2 2】按照要求完成下列電極反應式按照要求完成下列電極反應式: :(1)MnO(1)MnO2 2的生產方式之一是以石墨為電極的生產方式之一是以石墨為電極, ,電解酸化的電解酸化的MnSOMnSO4 4溶液。溶液。陽極的電極反應式是陽極的電極反應式是。(2)(2013(2)(2013臨沂二模臨沂二模) )已知已知H H2 2O O2 2是一種弱酸是一種弱酸, ,在強堿性溶液中主在強堿性溶液中主要以要以 形式存在。目前研究比較熱門的形式存在。目前研究比較熱門的Al-HAl-H2 2O O2 2燃料電池燃料電池, ,其其

27、原理如圖所示原理如圖所示, ,電池總反應如下電池總反應如下:2Al+ = +OH:2Al+ = +OH- -+H+H2 2O O23HO2HO22AlO正極反應式為正極反應式為。AlAl電極易被電極易被NaOHNaOH溶液腐蝕溶液腐蝕, ,這是該電池目前未能推廣使用的這是該電池目前未能推廣使用的原因之一原因之一, ,電極被腐蝕的離子方程式為電極被腐蝕的離子方程式為。(3)(3)已知反應已知反應:2CO(g)+O:2CO(g)+O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)(g)H0,0,根據原電池根據原電池原理判斷該反應能否設計成燃料電池。若能原理判斷該反應能否設計成燃料電池。若能, ,請寫

28、出當電解質請寫出當電解質溶液為溶液為KOHKOH溶液時的負極反應式溶液時的負極反應式( (若不能若不能, ,該空可不作答該空可不作答):):。(4)(4)資料資料提示提示: :將氨氣通入雙氧水中可發生反應將氨氣通入雙氧水中可發生反應:3H:3H2 2O O2 2+2NH+2NH3 3=N=N2 2+6H+6H2 2O OH0, 原電池的原電池的負極負極 化學腐蝕化學腐蝕 原電池的正極原電池的正極 電解池的陰極。電解池的陰極?！咀兪接柧殹咀兪接柧殹肯铝袑追N常見的金屬防腐方法的描述錯誤的是下列對幾種常見的金屬防腐方法的描述錯誤的是( () )選項選項方法方法對相應方法的描述對相應方法的描述A A

29、改變金屬內部的組改變金屬內部的組成結構成結構此法實際上是將金屬制成合金此法實際上是將金屬制成合金, ,增增強抗腐蝕能力強抗腐蝕能力B B在金屬表面覆蓋保在金屬表面覆蓋保護層護層保護層破損后保護層破損后, ,就完全失去了對金就完全失去了對金屬的保護作用屬的保護作用C C外加電流的陰極保外加電流的陰極保護法護法接外加直流電源構成電解池接外加直流電源構成電解池, ,被保被保護的金屬作陰極護的金屬作陰極D D犧牲陽極的陰極保犧牲陽極的陰極保護法護法構成原電池構成原電池, ,被保護的金屬作正極被保護的金屬作正極【解析【解析】選選B B。如果鍍層金屬比被保護的金屬活潑。如果鍍層金屬比被保護的金屬活潑, ,

30、破損后可構破損后可構成原電池成原電池, ,仍然能在一定程度上保護金屬仍然能在一定程度上保護金屬,B,B錯誤。錯誤。1.1.現用離子交換膜現用離子交換膜( (只允許對應只允許對應的離子通過的離子通過) )和石墨作電極的電和石墨作電極的電解槽電解飽和的解槽電解飽和的NaNa2 2SOSO4 4溶液生產溶液生產NaOHNaOH和和H H2 2SOSO4 4, ,下列說法中正確的下列說法中正確的是是( () )A.A.氣體氣體A A是是H H2 2, ,溶液溶液E E是稀硫酸是稀硫酸B.B.氣體氣體B B是是H H2 2, ,溶液溶液D D是是NaOHNaOH溶液溶液C.NaC.Na2 2SOSO4

31、4溶液由溶液由G G口加入口加入,F,F口通入稀硫酸口通入稀硫酸D.D.靠近陽極室一側的是陽離子交換膜靠近陽極室一側的是陽離子交換膜, ,陰極室導出的是氫氣陰極室導出的是氫氣【解析【解析】選選B B。據題意。據題意, ,電解飽和電解飽和NaNa2 2SOSO4 4溶液時溶液時, ,陽極附近是陽極附近是OHOH- -放電放電, ,生成氧氣生成氧氣, ,陰極附近是陰極附近是H H+ +放電生成氫氣放電生成氫氣, ,由于裝置中放置由于裝置中放置了離子交換膜了離子交換膜, ,在兩極分別生成在兩極分別生成NaOHNaOH和和H H2 2SOSO4 4, ,需在陽極室一側放需在陽極室一側放置陰離子交換膜置

32、陰離子交換膜, ,只允許通過陰離子只允許通過陰離子, ,在陰極室一側放置陽離子在陰極室一側放置陽離子交換膜交換膜, ,只允許通過陽離子只允許通過陽離子,D,D項錯誤項錯誤; ;接電源正極的是陽極接電源正極的是陽極, ,即即A A極放出氧氣極放出氧氣,A,A項錯誤項錯誤,B,B項正確項正確; ;若由若由F F口通入稀硫酸口通入稀硫酸, ,則將則將NaOHNaOH中和掉中和掉, ,得不到產品。得不到產品。2.(20132.(2013濟南一模濟南一模) )如圖所示如圖所示, ,將兩燒杯用導線如圖相連將兩燒杯用導線如圖相連,Pt,Pt、CuCu、ZnZn、C C分別為四個電極分別為四個電極, ,當閉合

33、開關后當閉合開關后, ,則以下敘述正確的則以下敘述正確的是是( () )A.CA.C電極為電解池的陽極電極為電解池的陽極B.CuB.Cu電極附近電極附近OHOH- -濃度增大濃度增大C.NaC.Na+ +移向移向PtPt電極電極D.PtD.Pt電極上有電極上有O O2 2生成生成【解析【解析】選選B B。閉合開關后。閉合開關后, ,碳和鋅及稀硫酸溶液構成原電池碳和鋅及稀硫酸溶液構成原電池, ,鉑和銅及鉑和銅及NaClNaCl溶液構成電解池。原電池中鋅作負極溶液構成電解池。原電池中鋅作負極, ,碳是正極碳是正極, ,在電解池中與鋅相連的銅電極是陰極在電解池中與鋅相連的銅電極是陰極; ;與碳相連的

34、與碳相連的PtPt電極是陽電極是陽極極, ,所以所以A A項錯誤項錯誤; ;閉合開關后閉合開關后NaClNaCl溶液中的溶液中的H H+ +在銅電極上得電在銅電極上得電子生成子生成H H2 2, ,所以銅電極附近的所以銅電極附近的OHOH- -濃度增大濃度增大, ,導致溶液中的導致溶液中的NaNa+ +向向銅電極移動銅電極移動, ,所以所以B B項正確項正確,C,C項錯誤項錯誤;NaCl;NaCl溶液中的溶液中的ClCl- -在在PtPt電極電極上失電子生成上失電子生成ClCl2 2, ,所以所以D D項錯誤。項錯誤。3.(20133.(2013北京高考北京高考) )用石墨電極電解用石墨電極電

35、解CuClCuCl2 2溶液溶液( (見下圖見下圖) )。下。下列分析正確的是列分析正確的是( () )A.aA.a端是直流電源的負極端是直流電源的負極B.B.通電使通電使CuClCuCl2 2發生電離發生電離C.C.陽極上發生的反應陽極上發生的反應:Cu:Cu2+2+2e+2e- -=Cu=CuD.D.通電一段時間后通電一段時間后, ,在陰極附近觀察到在陰極附近觀察到黃綠色氣體黃綠色氣體【解析【解析】選選A A。由電解裝置圖可知。由電解裝置圖可知,Cu,Cu2+2+向陰極移動向陰極移動, ,可知可知a a為電為電源負極源負極,A,A項正確項正確;CuCl;CuCl2 2電解質在水中就能電離成

36、自由移動的電解質在水中就能電離成自由移動的CuCu2+2+和和ClCl- -,B,B項錯誤項錯誤; ;在陽極上發生氧化反應在陽極上發生氧化反應, ,其電極反應為其電極反應為2Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 2,C,C項錯誤項錯誤; ;通電一段時間后通電一段時間后, ,應在陽極附近觀察到應在陽極附近觀察到黃綠色的氣體黃綠色的氣體ClCl2 2,D,D項錯誤。項錯誤。4.(20134.(2013海南高考海南高考)Mg-AgCl)Mg-AgCl電池是一種能被海水激活的一次電池是一種能被海水激活的一次性貯備電池性貯備電池, ,電池反應方程式為電池反應方程式為:2AgCl+Mg=Mg:2

37、AgCl+Mg=Mg2+2+2Ag+2Cl+2Ag+2Cl- -。有關該電池的說法正確的是有關該電池的說法正確的是( () )A.MgA.Mg為電池的正極為電池的正極B.B.負極反應為負極反應為AgCl+eAgCl+e- -=Ag+Cl=Ag+Cl- -C.C.不能被不能被KClKCl溶液激活溶液激活D.D.可用于海上應急照明供電可用于海上應急照明供電【解析【解析】選選D D。MgMg失去電子發生氧化反應失去電子發生氧化反應, ,是電池的負極是電池的負極,A,A項錯項錯誤誤; ;負極反應為負極反應為Mg-2eMg-2e- -=Mg=Mg2+2+,B,B項錯誤項錯誤;Mg-AgCl;Mg-AgC

38、l電池能夠被海電池能夠被海水激活水激活, ,改用改用KClKCl作電解質溶液也能夠激活該電池作電解質溶液也能夠激活該電池,C,C項錯誤項錯誤; ;Mg-AgClMg-AgCl電池可將化學能轉化為電能用于海上應急照明供電電池可將化學能轉化為電能用于海上應急照明供電, ,D D項正確。項正確。5.(1)5.(1)鋼鐵的電化學腐蝕簡單示意圖如下鋼鐵的電化學腐蝕簡單示意圖如下, ,將該圖稍作修改即可將該圖稍作修改即可成為鋼鐵電化學防護的簡單示意圖成為鋼鐵電化學防護的簡單示意圖, ,請在框內作出修改請在框內作出修改, ,并用箭并用箭頭標出電子流動方向。頭標出電子流動方向。(2)(2)寫出修改前的鋼鐵吸氧

39、腐蝕寫出修改前的鋼鐵吸氧腐蝕, ,石墨電極的電極反應式石墨電極的電極反應式。(3)(3)高鐵酸鉀高鐵酸鉀(K(K2 2FeOFeO4 4) )可用作凈水劑可用作凈水劑, ,也可用于制造高鐵電池。也可用于制造高鐵電池。高鐵電池是一種新型可充電電池高鐵電池是一種新型可充電電池, ,與普通高能電池相比與普通高能電池相比, ,該電池該電池能長時間保持穩定的放電電壓。高鐵電池的總反應為能長時間保持穩定的放電電壓。高鐵電池的總反應為3Zn+2K3Zn+2K2 2FeOFeO4 4+8H+8H2 2O 3Zn(OH)O 3Zn(OH)2 2+2Fe(OH)+2Fe(OH)3 3+4KOH+4KOH該電池放電

40、時正極反應式為該電池放電時正極反應式為。用該電池電解用該電池電解100 mL100 mL 1 mol 1 molL L-1-1的的AgNOAgNO3 3溶液溶液, ,當電路中通過當電路中通過0.1 mol0.1 mol電子時電子時, ,被電解溶液的被電解溶液的pHpH為為( (溶液體積溶液體積變化忽略不計變化忽略不計) )。放電放電充電充電(4)(4)氧化亞銅是一種半導體材料氧化亞銅是一種半導體材料, ,常用作制造整流器的材料常用作制造整流器的材料, ,還還可以用于光照條件下水分解的催化劑和農作物的殺菌劑。用如可以用于光照條件下水分解的催化劑和農作物的殺菌劑。用如圖裝置可制得氧化亞銅圖裝置可制

41、得氧化亞銅, ,試寫出陰極的電極反應式試寫出陰極的電極反應式?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)可將兩極之間接入直流電源可將兩極之間接入直流電源, ,并使鐵連接電源的負并使鐵連接電源的負極。極。(2)(2)鋼鐵吸氧腐蝕鋼鐵吸氧腐蝕, ,石墨為正極石墨為正極, ,電極反應式為電極反應式為O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH4OH- -。(3)(3)高鐵電池放電時正極上高鐵電池放電時正極上K K2 2FeOFeO4 4獲得電子獲得電子, ,發生還原反應發生還原反應, ,反反應式為應式為 +4H+4H2 2O+3eO+3e- -=Fe(OH)=Fe(OH)3 3+5OH+5OH- -

42、; ;用該電池電解用該電池電解100 mL100 mL 1 mol 1 molL L-1-1的的AgNOAgNO3 3溶液溶液, ,當電路中通過當電路中通過0.1 mol0.1 mol電子時電子時, ,溶液中溶液中就生成就生成0.1 mol H0.1 mol H+ +,c(H,c(H+ +)=0.1 mol/0.1 L=1 mol)=0.1 mol/0.1 L=1 molL L-1-1,pH=0,pH=0。(4)(4)陰極上只是陰極上只是H H+ +得電子得電子, ,電極反應式為電極反應式為2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2。24FeO答案答案: :(1)(1)(2)O(2)O2 2

43、+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- -(3) +4H(3) +4H2 2O+3eO+3e- -=Fe(OH)=Fe(OH)3 3+ 5OH+ 5OH- -0 0(4)2H(4)2H+ +2e+2e- -=H=H2 224FeO6.6.氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發電裝置。如圖所氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發電裝置。如圖所示為電池示意圖示為電池示意圖, ,該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉, ,鉑吸附氣體的能力強鉑吸附氣體的能力強, ,性質性質穩定穩定, ,請回答請回答: :(1)(1)氫氧燃料電池的能量轉化主要形式是氫氧燃料電池

44、的能量轉化主要形式是, ,在導在導線中電子流動方向為線中電子流動方向為( (用用a a、b b表示表示) )。(2)(2)正極反應式為正極反應式為。(3)(3)電極表面鍍鉑粉的原因為電極表面鍍鉑粉的原因為。(4)(4)該電池工作時該電池工作時,H,H2 2和和O O2 2連續由外部供給連續由外部供給, ,電池可連續不斷提供電池可連續不斷提供電能。因此電能。因此, ,大量安全儲氫是關鍵技術之一。金屬鋰是一種重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要的儲氫材料, ,吸氫和放氫原理如下吸氫和放氫原理如下: :.2Li+H.2Li+H2 2=2LiH=2LiH.LiH+H.LiH+H2

45、 2O=LiOH+HO=LiOH+H2 2反應反應中的氧化劑是中的氧化劑是。如圖所示是一個電化學裝置示意圖如圖所示是一個電化學裝置示意圖, ,用該燃料電池作此裝置用該燃料電池作此裝置的電源。的電源。.若若A A為粗銅為粗銅( (含含FeFe、AgAg、CoCo雜質雜質),B),B為純銅為純銅,C,C為為CuSOCuSO4 4溶液。溶液。通電一段時間后通電一段時間后,B,B極的電極反應式為極的電極反應式為 , ,溶液中溶液中CuCu2+2+的的濃度將濃度將( (填填“增大增大”“”“不變不變”或或“減小減小”) )。.若若A A為鉑電極為鉑電極,B,B是石墨電極是石墨電極,C,C為氯化鈉溶液為氯

46、化鈉溶液, ,電解池的總反電解池的總反應方程式為應方程式為 ?！窘馕觥窘馕觥?1)(1)燃料電池的能量轉化形式均是化學能轉化成電能燃料電池的能量轉化形式均是化學能轉化成電能, ,而通而通H H2 2的一極為電池的負極的一極為電池的負極, ,通通O O2 2的一極為電池的正極的一極為電池的正極, ,而在外而在外電路中電子的流向是由負極流向正極電路中電子的流向是由負極流向正極, ,即從即從a a流向流向b b。(2)(2)氫氧燃料電池的正極反應式為氫氧燃料電池的正極反應式為O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- -。(3)(3)由于是鉑粉由于是鉑粉, ,所以表面積會

47、增大所以表面積會增大, ,加大了對加大了對H H2 2、O O2 2的吸附能力的吸附能力, ,加快了電極反應的反應速率。加快了電極反應的反應速率。(4)(4)在反應在反應中中,LiH,LiH中的中的H H從從-1-1價變到價變到H H2 2的的0 0價價, ,失電子失電子, ,是還是還原劑原劑, ,而而H H2 2O O中的中的H H從從+1+1價變到價變到0 0價價, ,化合價降低化合價降低, ,得電子得電子, ,是氧化是氧化劑。劑。.由圖可知由圖可知,B,B為電解池的陰極為電解池的陰極, ,則陰極電極反應式為則陰極電極反應式為CuCu2+2+2e+2e- -=Cu,=Cu,而而A A為陽極

48、為陽極, ,反應中陽極自身溶解反應中陽極自身溶解, ,會發生會發生Cu-Cu-2e2e- -=Cu=Cu2+2+, ,但在這個過程中由于但在這個過程中由于FeFe失電子能力比銅強失電子能力比銅強, ,故陽極故陽極還會發生還會發生Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+2+的反應的反應, ,所以溶液中所以溶液中CuCu2+2+的濃度會減小。的濃度會減小。.若把電解質溶液改為若把電解質溶液改為NaClNaCl溶液溶液, ,則電解的總反應方程式則電解的總反應方程式為為:2NaCl+2H:2NaCl+2H2 2O=2NaOH+HO=2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2。答案答案: :(1)(1)由化學能轉變為電能由由化學能轉變為電能由a a到到b b(2)O(2)O2 2+4e+4e- -+2H+2H2 2O=4OHO=4OH- -(3)(3)增大電極單位面積吸附增大電極單位面積吸附H H2 2、O O2 2分子數分子數, ,加快電極反應速率加快電極反應速率(4)(4)H H2 2O O.Cu.Cu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu減小減小