優(yōu)化方案（全國(guó)通用）高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 上篇 專題突破方略 專題二 基本理論 第八講 電化學(xué)原理學(xué)案.doc

第八講電化學(xué)原理2016高考導(dǎo)航適用于全國(guó)卷最新考綱高頻考點(diǎn)高考印證命題趨勢(shì)1.了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。2.理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施。原電池原理及其應(yīng)用2015t112013t102013t28電化學(xué)是高考的熱點(diǎn)，題型以傳統(tǒng)題型為主，其中原電池的工作原理、電解產(chǎn)物的判斷與計(jì)算、電極及電池反應(yīng)方程式的書寫都是命題的熱點(diǎn)內(nèi)容，分值約46分；預(yù)計(jì)2016年高考中電化學(xué)考點(diǎn)還有“變熱”的趨勢(shì)，題目也會(huì)更加新穎。要特別注意提高根據(jù)題中所給信息書寫電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式的能力。電解原理及其應(yīng)用2014t27電化學(xué)知識(shí)及其規(guī)律的綜合應(yīng)用2013t27,考點(diǎn)一原電池原理及其應(yīng)用學(xué)生用書p361原電池正、負(fù)極的判斷(1)根據(jù)電極材料。一般是較活潑的金屬為負(fù)極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。(2)根據(jù)電子流動(dòng)方向或電流方向。電子流動(dòng)方向：由負(fù)極正極；電流方向：由正極負(fù)極。(3)根據(jù)原電池電解質(zhì)溶液中離子的移動(dòng)方向。在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，而陰離子向負(fù)極移動(dòng)。(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化。原電池的負(fù)極總是失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；而正極總是得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。2不同介質(zhì)下電極反應(yīng)式的書寫(1)書寫步驟(2)介質(zhì)對(duì)電極反應(yīng)式書寫的影響中性溶液中，反應(yīng)物若是h得電子或oh失電子，則h或oh均來(lái)自于水的電離。酸性溶液中，反應(yīng)物或生成物中均沒有oh。堿性溶液中，反應(yīng)物或生成物中均沒有h。水溶液中不能出現(xiàn)o2。原電池原理的應(yīng)用1(原電池原理應(yīng)用類)(2015高考全國(guó)卷，t11,6分)微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)微生物電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()a正極反應(yīng)中有co2生成b微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移c質(zhì)子通過(guò)交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)d電池總反應(yīng)為c6h12o66o2=6co26h2o破題關(guān)鍵電池內(nèi)部電流方向從負(fù)極到正極，故h從負(fù)極產(chǎn)生，流向正極參加正極反應(yīng)。解析：選a。圖示所給出的是原電池裝置。a.有氧氣反應(yīng)的一極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，因?yàn)橛匈|(zhì)子通過(guò)，故正極電極反應(yīng)式為o24e4h=2h2o；在負(fù)極，c6h12o6在微生物的作用下發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為c6h12o624e6h2o=6co224h，則負(fù)極上有co2產(chǎn)生，故a不正確。b.微生物電池是指在微生物作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，所以微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移，故b正確。c.質(zhì)子是陽(yáng)離子，陽(yáng)離子由負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)，故c正確。d.正極的電極反應(yīng)式為6o224e24h=12h2o，負(fù)極的電極反應(yīng)式為c6h12o624e6h2o=6co224h，兩式相加得電池總反應(yīng)為c6h12o66o2=6co26h2o，故d正確。互動(dòng)拓展(1)任何化學(xué)反應(yīng)都能設(shè)計(jì)成原電池嗎？(2)兩種金屬作電極時(shí)，較活潑的金屬一定作負(fù)極嗎？答案：(1)必須是能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計(jì)成原電池，非氧化還原反應(yīng)沒有電子的轉(zhuǎn)移，必然無(wú)法設(shè)計(jì)成原電池。(2)不一定，如鎂、鋁為電極，naoh作電解質(zhì)溶液時(shí)，由于mg與naoh溶液不反應(yīng)而al能，故鋁作負(fù)極。(2015河南鄭州高三月考)某原電池裝置如圖所示，鹽橋中裝有用飽和氯化鉀溶液浸泡過(guò)的瓊脂。下列敘述正確的是()a原電池工作一段時(shí)間后，fecl2溶液中c(cl)會(huì)增大b此電池工作原理與硅太陽(yáng)能電池工作原理相同cfe為正極，石墨上發(fā)生的反應(yīng)為2h2e=h2d若裝置中的鹽橋用鐵絲代替，電流表指針有偏轉(zhuǎn)解析：選a。a項(xiàng)，在原電池中，陰離子移向負(fù)極(fe)，故a正確；b項(xiàng)，硅太陽(yáng)能電池的原理是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)，故b錯(cuò)誤；c項(xiàng)，在該原電池中，fe為負(fù)極，電極反應(yīng)式為fe2e=fe2；石墨為正極，電極反應(yīng)式為2h2e=h2，故c錯(cuò)誤；d項(xiàng)，若將鹽橋換成鐵絲，電流表指針不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故d錯(cuò)誤。2(2015河北廊坊診斷)某合作學(xué)習(xí)小組的同學(xué)利用下列氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池：2kmno410feso48h2so4=2mnso45fe2(so4)3k2so48h2o。鹽橋中裝有飽和k2so4溶液，下列敘述中正確的是()a乙燒杯中發(fā)生還原反應(yīng)b甲燒杯中溶液的ph逐漸減小c電池工作時(shí)，鹽橋中的so移向甲燒杯d外電路的電流方向是從a到b解析：選d。乙燒杯中發(fā)生氧化反應(yīng)：fe2e=fe3，a項(xiàng)錯(cuò)誤；甲燒杯中發(fā)生還原反應(yīng)：mno8h5e=mn24h2o，c(h)減小，ph增大，b項(xiàng)錯(cuò)誤；電池工作時(shí)，乙燒杯中正電荷增多，鹽橋中的so移向乙燒杯，c項(xiàng)錯(cuò)誤；外電路的電流方向是從正極(a)到負(fù)極(b)，d項(xiàng)正確。電極反應(yīng)式的考查1(2015高考江蘇卷)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意圖如下。下列有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是()a反應(yīng)ch4h2o3h2co，每消耗1 mol ch4轉(zhuǎn)移12 mol電子b電極a上h2參與的電極反應(yīng)為h22oh2e=2h2oc電池工作時(shí)，co向電極b移動(dòng)d電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為o22co24e=2co解析：選d。a選項(xiàng)，甲烷中的c為4價(jià)，一氧化碳中的c為2價(jià)，每個(gè)碳原子失去6個(gè)電子，因此每消耗1 mol甲烷失去6 mol電子，所以錯(cuò)誤；b選項(xiàng)，熔融鹽中沒有氫氧根離子，因此氫氧根離子不能參與電極反應(yīng)，電極反應(yīng)式應(yīng)為h2co2co4e=3co2h2o，所以錯(cuò)誤；c選項(xiàng)，碳酸根離子應(yīng)向負(fù)極移動(dòng)，即向電極a移動(dòng)，所以錯(cuò)誤；d選項(xiàng)，電極b上氧氣和二氧化碳得電子生成碳酸根離子，所以正確。2(2014高考大綱卷)如圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種金屬氫化物鎳電池(mhni電池)。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()a放電時(shí)正極反應(yīng)為nioohh2oe=ni(oh)2ohb電池的電解液可為koh溶液c充電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為mhohe=h2omdmh是一類儲(chǔ)氫材料，其氫密度越大，電池的能量密度越高解析：選c。a.在原電池的負(fù)極發(fā)生的是氧化反應(yīng)，在原電池的正極發(fā)生的是還原反應(yīng)，分析化合價(jià)的升降，可知a選項(xiàng)正確；b.因?yàn)楸倦姵貫榻饘贇浠镦囯姵?，又有ni(oh)2等產(chǎn)生，因此可用堿性溶液作電解質(zhì)溶液，b選項(xiàng)正確；c.該反應(yīng)為放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)，c選項(xiàng)錯(cuò)誤；d.氫密度越大，單位體積內(nèi)放出的電量越多，電池的能量密度越高，d選項(xiàng)正確。燃料電池電極反應(yīng)式書寫技巧和步驟(1)電極反應(yīng)式屬于以離子反應(yīng)表達(dá)的氧化還原半反應(yīng)，要遵循離子方程式的拆分物質(zhì)的規(guī)則。(2)電極反應(yīng)式的主要框架(待配平)酸性電解液負(fù)極：還原劑xe氧化產(chǎn)物h正極：氧化劑xeh還原產(chǎn)物非酸性電解質(zhì)(包括堿溶液、熔融碳酸鹽及氧化物)負(fù)極：還原劑xe陰離子氧化產(chǎn)物正極：氧化劑xe陰離子(3)最后將上述框架填充配平，主要依據(jù)為電荷守恒及元素守恒?？键c(diǎn)二電解原理及其應(yīng)用學(xué)生用書p371分清陰、陽(yáng)極。與電源正極相連的為陽(yáng)極，與電源負(fù)極相連的為陰極，兩極發(fā)生的反應(yīng)為“陽(yáng)氧陰還”。2剖析離子移向。陽(yáng)離子移向陰極，陰離子移向陽(yáng)極。3注意放電順序。4書寫電極反應(yīng)，注意得失電子守恒。5正確判斷產(chǎn)物(1)陽(yáng)極產(chǎn)物的判斷首先看電極，如果是活性電極作陽(yáng)極，則電極材料失電子，電極溶解(注意：鐵作陽(yáng)極溶解生成fe2，而不是fe3)；如果是惰性電極作陽(yáng)極，則需看溶液中陰離子的失電子能力，陰離子放電順序?yàn)閟2ibrcloh(水)含氧酸根f。(2)陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽(yáng)離子的放電順序進(jìn)行判斷：aghg2fe3cu2h(酸)pb2fe2zn2h(水)al3mg2na。6恢復(fù)原態(tài)措施電解后有關(guān)電解質(zhì)溶液恢復(fù)原態(tài)的問(wèn)題應(yīng)該用質(zhì)量守恒法分析。一般是加入陽(yáng)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，可加入cuo或cuco3復(fù)原，而cu2完全放電之后，應(yīng)加入cu(oh)2或cu2(oh)2co3復(fù)原。電解原理的應(yīng)用1(電解原理應(yīng)用類)(2014高考上海卷)如圖所示，將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和nacl溶液的u型管中。下列分析正確的是()ak1閉合，鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為2h2e=h2bk1閉合，石墨棒周圍溶液ph逐漸升高ck2閉合，鐵棒不會(huì)被腐蝕，屬于犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法dk2閉合，電路中通過(guò)0.002na個(gè)電子時(shí)，兩極共產(chǎn)生0.001 mol氣體破題關(guān)鍵正確判斷裝置類型，閉合k1時(shí)，裝置為原電池，反應(yīng)類型相當(dāng)于鐵的吸氧腐蝕；閉合k2時(shí)，裝置為電解池，陽(yáng)極為惰性電極，相當(dāng)于電解食鹽水。解析：選b。a項(xiàng)，k1閉合構(gòu)成原電池，鐵棒是負(fù)極，鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為fe2e=fe2，錯(cuò)誤；b項(xiàng)，k1閉合構(gòu)成原電池，石墨棒是正極，溶液中的氧氣得到電子轉(zhuǎn)化為oh，使石墨棒周圍溶液ph逐漸升高，正確；c項(xiàng)，k2閉合構(gòu)成電解池，鐵棒作陰極不會(huì)被腐蝕，屬于外加電流的陰極電保護(hù)法，錯(cuò)誤；d項(xiàng)，k2閉合構(gòu)成電解池，鐵棒作陰極，電極反應(yīng)式為2h2e=h2，石墨棒作陽(yáng)極，電極反應(yīng)式為2cl2e=cl2，則有2eh2cl2，所以當(dāng)電路中通過(guò)0.002na個(gè)電子時(shí)，兩極均產(chǎn)生0.001 mol氣體，共產(chǎn)生0.002 mol氣體，錯(cuò)誤?；?dòng)拓展(1)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電一定發(fā)生化學(xué)反應(yīng)嗎？金屬導(dǎo)電發(fā)生什么變化？(2)在原電池或電解池中，陰、陽(yáng)離子及電子的運(yùn)動(dòng)情況是怎樣的？答案：(1)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時(shí)一定發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因?yàn)殡娊赓|(zhì)溶液導(dǎo)電的過(guò)程即電解的過(guò)程，電解池的兩極分別發(fā)生氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)，有新物質(zhì)生成。金屬導(dǎo)電是物理變化。(2)原電池和電解池中，陰、陽(yáng)離子一定在電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)中移動(dòng)，電子一定在導(dǎo)線中移動(dòng)?？珊?jiǎn)記為“離子不上岸，電子不下水”。(2014高考廣東卷)某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置，電極為al，其他均為cu，則()a電流方向：電極a電極b電極發(fā)生還原反應(yīng)c電極逐漸溶解d電極的電極反應(yīng)：cu22e=cu解析：選a。當(dāng)多個(gè)池串聯(lián)時(shí)，兩電極材料活潑性相差大的作原電池，其他池作電解池，由此可知圖示中左邊兩池組成原電池，右邊組成電解池。a.電子移動(dòng)方向：電極a電極，電流方向與電子移動(dòng)方向相反，a正確。b.原電池負(fù)極在工作中失去電子，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，b錯(cuò)誤。c.原電池正極得電子，銅離子在電極上得電子，生成銅單質(zhì)，該電極質(zhì)量逐漸增大，c錯(cuò)誤。d.電解池中陽(yáng)極為非惰性電極時(shí)，電極本身失電子，形成離子進(jìn)入溶液中，因?yàn)殡姌O為正極，因此電極為電解池的陽(yáng)極，其電極反應(yīng)式為cu2e=cu2，d錯(cuò)誤。2(2015高考浙江卷)在固態(tài)金屬氧化物電解池中，高溫共電解h2oco2混合氣體制備h2和co是一種新的能源利用方式，基本原理如下圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()ax是電源的負(fù)極b陰極的電極反應(yīng)式是h2o2e=h2o2co22e=coo2c總反應(yīng)可表示為h2oco2h2coo2d陰、陽(yáng)兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是11解析：選d。a項(xiàng)，根據(jù)圖示，x極產(chǎn)物為h2和co，是h2o與co2的還原產(chǎn)物，可判斷在x極上發(fā)生還原反應(yīng)，由此判斷x極為電源的負(fù)極，a項(xiàng)正確；b項(xiàng)，根據(jù)題意，電解質(zhì)為固體金屬氧化物，可以傳導(dǎo)o2，故在陰極上發(fā)生的反應(yīng)為h2o2e=h2o2、co22e=coo2，b項(xiàng)正確；c項(xiàng)，根據(jù)電極產(chǎn)物及b項(xiàng)發(fā)生的電極反應(yīng)可知，該反應(yīng)的總反應(yīng)方程式為h2oco2h2coo2，c項(xiàng)正確；d項(xiàng)，根據(jù)c項(xiàng)的電解總反應(yīng)方程式可知，陰、陽(yáng)兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比為21，d項(xiàng)錯(cuò)誤?？沙潆婋姵?li/so2電池具有輸出功率高和低溫性能好等特點(diǎn)，其電解質(zhì)是libr，溶劑是碳酸丙烯酯和乙腈，電池反應(yīng)式為2li2so2li2s2o4。下列說(shuō)法正確的是()a該電池反應(yīng)為可逆反應(yīng)b放電時(shí)，li向負(fù)極移動(dòng)c充電時(shí)，陰極反應(yīng)式為lie=lid該電池的電解質(zhì)溶液可以換成libr的水溶液解析：選c。本題考查電化學(xué)知識(shí)。電池的放電和充電是在不同的反應(yīng)條件下發(fā)生的，故該電池反應(yīng)不能叫可逆反應(yīng)，a項(xiàng)錯(cuò)誤。放電時(shí)，li向正極移動(dòng)，b項(xiàng)錯(cuò)誤。充電時(shí)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)：lie=li，c項(xiàng)正確。若電解質(zhì)溶液換成libr的水溶液，則堿金屬鋰會(huì)和水發(fā)生反應(yīng)，d項(xiàng)錯(cuò)誤。2(2015河北保定模擬)鎂及其化合物一般無(wú)毒(或低毒)、無(wú)污染，且鎂原電池放電時(shí)電壓高而平穩(wěn)，使鎂原電池越來(lái)越成為人們研制綠色原電池的焦點(diǎn)。其中一種鎂原電池的反應(yīng)為xmgmo3s4mgxmo3s4。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()a放電時(shí)mg2向正極遷移b充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為mo3s2xe=mo3s4c充電時(shí)mo3s4發(fā)生氧化反應(yīng)d放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為xmg2xe=xmg2 解析：選c。a項(xiàng)，放電時(shí)陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，正確；b項(xiàng)，充電時(shí)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，所以mo3s失去電子生成mo3s4，正確；c項(xiàng)，充電時(shí)mo3s4是生成物，錯(cuò)誤；d項(xiàng)，放電時(shí)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，mg失去電子生成mg2，正確。(1)對(duì)于可充電電池，放電時(shí)為原電池，符合原電池工作原理，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；外電路中電子由負(fù)極流向正極，內(nèi)電路中陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)。(2)可充電電池充電時(shí)為電解池，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)；充電時(shí)電池的“”極與外接直流電源的正極相連，電池的“”極與外接直流電源的負(fù)極相連?？键c(diǎn)三電化學(xué)知識(shí)及其規(guī)律的綜合應(yīng)用學(xué)生用書p391電化學(xué)計(jì)算的基本方法和技巧原電池和電解池的計(jì)算包括兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算、溶液ph的計(jì)算、相對(duì)原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算、產(chǎn)物的量與電量關(guān)系的計(jì)算等。通常有下列三種方法：(1)根據(jù)電子守恒計(jì)算用于串聯(lián)電路中陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。(2)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計(jì)算。(3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算根據(jù)得失電子守恒關(guān)系建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計(jì)算所需的關(guān)系式。 如以通過(guò)4 mol e為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式： (式中m為金屬，n為其離子的化合價(jià)數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計(jì)算的作用和價(jià)值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學(xué)計(jì)算問(wèn)題。 2金屬的腐蝕與防護(hù)(1)兩種防護(hù)方法加防護(hù)層 (2)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(xué)腐蝕有防腐措施的腐蝕。(3)防腐措施效果比較外接電源的陰極保護(hù)法犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法有一般防腐條件的防護(hù)未采取任何防護(hù)措施。有關(guān)電化學(xué)的計(jì)算1(電化學(xué)計(jì)算類)如圖所示，通電5 min后，第極增重2.16 g，同時(shí)在a池中收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體224 ml，設(shè)a池中原混合液的體積為200 ml。(1)電源f為_極；第極為_極；b池為_池。(2)a池中第極上的電極反應(yīng)式為_；a池中第極上產(chǎn)生氣體體積為_ ml(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。(3)通電前a池中原混合溶液中cu2的濃度為_。破題關(guān)鍵根據(jù)電極現(xiàn)象判斷電極屬性，在電解池中，增重的必是陰極；串聯(lián)的電解裝置中，每個(gè)電極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。解析：(1)由第極增重2.16 g可知是電解池的陰極，是電解池的陽(yáng)極，e是電源的負(fù)極，f是電源的正極。又因?yàn)閎池的陽(yáng)極是銀，電解質(zhì)溶液是硝酸銀溶液，故該池是電解(鍍)池。(2)a池中，第極只發(fā)生反應(yīng)4oh4e=2h2oo2。因?yàn)榈跇O增重2.16 g是銀的質(zhì)量，即轉(zhuǎn)移電子2.16 g108 gmol10.02 mol，所以a池中產(chǎn)生氧氣0.02 mol422.4 lmol10.112 l，即112 ml，在陰極，發(fā)生電極反應(yīng)cu22e=cu,2h2e=h2，且氫氣的體積是224 ml112 ml112 ml。(3)a池中產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量為0.005 mol，據(jù)電子守恒得cu2的物質(zhì)的量是(0.02 mol0.005 mol2)20.005 mol，故通電前a池中原混合溶液中cu2的濃度為0.005 mol0.2 l0.025 moll1。答案：(1)正陽(yáng)電解(鍍)(2)4oh4e=2h2oo2112(3)0.025 moll1互動(dòng)拓展電解池問(wèn)題中，如何判斷電極區(qū)域的酸堿性變化？有何數(shù)量關(guān)系？答案：若陰極為h放電，則陰極區(qū)c(oh)增大；若陽(yáng)極為oh放電，則陽(yáng)極區(qū)c(h)增大；若陰極上h放電，同時(shí)陽(yáng)極上oh放電，相當(dāng)于電解水。電解過(guò)程中產(chǎn)生的h或oh，其物質(zhì)的量等于轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量。如圖所示，其中甲池的總反應(yīng)式為2ch3oh3o24koh=2k2co36h2o，下列說(shuō)法正確的是()a甲池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，乙、丙池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置b甲池通入ch3oh的電極反應(yīng)式為ch3oh6e2h2o=co8hc反應(yīng)一段時(shí)間后，向乙池中加入一定量cu(oh)2固體能使cuso4溶液恢復(fù)到原濃度d甲池中消耗280 ml(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)o2，此時(shí)丙池中理論上最多產(chǎn)生1.45 g固體解析：選d。a項(xiàng)，甲池為原電池，作為電源，則乙池、丙池為兩個(gè)電解池。根據(jù)原電池的形成條件，通入ch3oh的一極為負(fù)極，通入o2的一極為正極，所以石墨、pt(左)作陽(yáng)極，ag、pt(右)作陰極。b項(xiàng)，負(fù)極反應(yīng)：ch3oh6e8oh=co6h2o。c項(xiàng)，應(yīng)加入cuo。d項(xiàng)，丙池中：mgcl22h2omg(oh)2cl2h2，消耗0.012 5 mol o2，轉(zhuǎn)移 0.05 mol 電子，生成0.025 mol mg(oh)2，其質(zhì)量為1.45 g。2乙醛酸是有機(jī)合成的重要中間體。工業(yè)上用“雙極室成對(duì)電解法”生產(chǎn)乙醛酸，原理如圖所示，該裝置中陰、陽(yáng)兩極為惰性電極，兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸，其中乙二醛與m電極的產(chǎn)物反應(yīng)生成乙醛酸。(1)n電極上的電極反應(yīng)式為_。(2)若有2 mol h通過(guò)質(zhì)子交換膜，并完全參與了反應(yīng)，則該裝置中生成的乙醛酸為_mol。解析：(1)由h的遷移方向可知n為陰極，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，結(jié)合題意“兩極室均可產(chǎn)生乙醛酸”，可知n電極為乙二酸發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成乙醛酸。(2)1 mol乙二酸在陰極得到2 mol電子，與2 mol h反應(yīng)生成1 mol乙醛酸和1 mol h2o，同時(shí)在陽(yáng)極產(chǎn)生的1 mol cl2能將1 mol乙二醛氧化成1 mol乙醛酸，兩極共產(chǎn)生2 mol乙醛酸。答案：(1)hooccooh2e2h=hoocchoh2o(2)2(1)無(wú)明顯“外接電源”的電解池的“串聯(lián)”問(wèn)題，主要是根據(jù)“原電池”的形成條件判斷“電源”的正、負(fù)極，從而判斷陰、陽(yáng)極。(2)有明顯“外接電源”的電解池的“串聯(lián)”問(wèn)題，主要是根據(jù)“電極現(xiàn)象”判斷陰、陽(yáng)極，從而判斷電源的正、負(fù)極，進(jìn)一步判斷其他“電解池”的陰、陽(yáng)極。金屬的腐蝕與防護(hù)1下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護(hù)法的是()a水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極b金屬護(hù)欄表面涂漆c汽車底盤噴涂高分子膜d地下鋼管連接鎂塊解析：選a。a.水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極，即使用了外加電流。b.金屬護(hù)欄表面涂漆，是一種使用外加涂層而使金屬隔絕空氣和水分的保護(hù)方法。c.汽車底盤噴涂高分子膜，也是一種使用外加涂層而使金屬隔絕空氣和水分的保護(hù)方法。d.地下鋼管連接鎂塊，是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。2下列與金屬腐蝕有關(guān)的說(shuō)法，正確的是()a圖1中，鐵釘易被腐蝕b圖2中，滴加少量k3fe(cn)6溶液，沒有藍(lán)色沉淀出現(xiàn)c圖3中，燃?xì)庠畹闹行牟课蝗菀咨P，主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學(xué)腐蝕d圖4中，用犧牲鎂塊的方法來(lái)防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊相當(dāng)于原電池的正極解析：選c。a項(xiàng)，圖1中，鐵釘處于干燥環(huán)境，不易被腐蝕；b項(xiàng)，負(fù)極反應(yīng)為fe2e=fe2，fe2與fe(cn)63反應(yīng)生成fe3fe(cn)62藍(lán)色沉淀；d項(xiàng)，為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，mg塊相當(dāng)于原電池的負(fù)極。電化學(xué)問(wèn)題的常見認(rèn)識(shí)誤區(qū)1誤認(rèn)為原電池中負(fù)極材料一定比正極材料活潑。其實(shí)不一定，如mg和al用導(dǎo)線相連放在naoh溶液中形成原電池時(shí)，鋁作負(fù)極。2誤認(rèn)為原電池質(zhì)量增加的一極一定為原電池的正極。其實(shí)不一定，如鉛蓄電池的負(fù)極，在工作時(shí)，電極由pb轉(zhuǎn)變?yōu)閜bso4，質(zhì)量增加。3誤認(rèn)為原電池的負(fù)極一定參加反應(yīng)。其實(shí)不一定，如氫氧燃料電池的負(fù)極本身不參加反應(yīng)，通入的燃料發(fā)生反應(yīng)。4用惰性電極電解飽和食鹽水后，誤認(rèn)為要想恢復(fù)至原狀需加入適量鹽酸。其實(shí)不然，應(yīng)該通入hcl氣體。5誤認(rèn)為電解熔融的alcl3可以制備al。其實(shí)不然，因?yàn)閍lcl3是共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)不導(dǎo)電，不能被電解，應(yīng)該電解熔融的al2o3制備al。6誤認(rèn)為電解過(guò)程中如果只電解水，溶液的ph一定不變。其實(shí)不一定，如電解naoh溶液，c(oh)變大，ph增大；電解h2so4溶液，c(h)變大，ph減小。1下列有關(guān)電化學(xué)的示意圖中正確的是()解析：選d。選項(xiàng)a，zn應(yīng)為原電池負(fù)極，cu為原電池正極。選項(xiàng)b，鹽橋兩邊的燒杯中盛裝的電解質(zhì)溶液應(yīng)互換。選項(xiàng)c，粗銅應(yīng)連接電源正極。選項(xiàng)d，電解飽和nacl溶液，cl在陽(yáng)極放電產(chǎn)生cl2，h在陰極獲得電子而產(chǎn)生h2，正確。2下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法正確的是()a鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù)b鐵遇冷濃硝酸表現(xiàn)鈍化，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕c鋼管與銅管露天堆放在一起時(shí)，鋼管不易被腐蝕d鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為fe3e=fe3解析：選b。鋼管與電源正極相連，則鋼管作陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕，a項(xiàng)錯(cuò)誤；鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，在表面生成一層致密的氧化膜保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕，b項(xiàng)正確；鋼管與銅管露天堆放在一起，形成原電池時(shí)鋼管作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕，c項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為fe2e=fe2，d項(xiàng)錯(cuò)誤。3(2015浙江麗水二模)下圖是co2電催化還原為ch4的工作原理示意圖。下列說(shuō)法不正確的是()a該過(guò)程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程b銅電極的電極反應(yīng)式為co28h8e=ch42h2oc一段時(shí)間后，池中n(khco3)不變d一段時(shí)間后，池中溶液的ph一定減小解析：選c。分析工作原理示意圖可知此裝置為電解池，銅電極通入co2，還原為ch4，所以銅電極為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)：co28h8e=ch42h2o，鉑電極為陽(yáng)極，oh放電，生成h，導(dǎo)致ph減小，同時(shí)鹽橋中的k向池中移動(dòng)，池中溶有co2，故n(khco3)增大，c項(xiàng)錯(cuò)誤。4(2015高考四川卷)用如圖所示裝置除去含cn、cl廢水中的cn時(shí)，控制溶液ph為910，陽(yáng)極產(chǎn)生的clo將cn氧化為兩種無(wú)污染的氣體，下列說(shuō)法不正確的是()a用石墨作陽(yáng)極，鐵作陰極b陽(yáng)極的電極反應(yīng)式：cl2oh 2e=cloh2oc陰極的電極反應(yīng)式：2h2o2e=h22ohd除去cn的反應(yīng)：2cn5clo2h=n22co25clh2o解析：選d。a.由題干信息可知cl在陽(yáng)極放電生成clo，則陽(yáng)極應(yīng)為惰性電極，a項(xiàng)正確；b.cl在陽(yáng)極放電生成clo，cl的化合價(jià)升高，故在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，又已知該溶液呈堿性，b項(xiàng)正確；c.陽(yáng)離子在電解池的陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，在堿性條件下，h2o提供陽(yáng)離子(h)，c項(xiàng)正確；d.由于溶液是堿性條件，故除去cn發(fā)生的反應(yīng)為2cn5clo h2o=n22co25cl2oh，d項(xiàng)錯(cuò)誤。5(2015高考福建卷)某模擬“人工樹葉”電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示，該裝置能將h2o和co2轉(zhuǎn)化為o2和燃料(c3h8o)。下列說(shuō)法正確的是()a該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和電能b該裝置工作時(shí)，h從b極區(qū)向a極區(qū)遷移c每生成1 mol o2，有44 g co2被還原da電極的反應(yīng)為3co218h18e=c3h8o5h2o解析：選b。該裝置為電解裝置，模擬“人工樹葉”，故為電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，a項(xiàng)錯(cuò)誤；b極連接電源的正極，為陽(yáng)極，h為陽(yáng)離子，在電解池中向a極(陰極)區(qū)移動(dòng)，b項(xiàng)正確；右側(cè)h2oo2 發(fā)生的是氧化反應(yīng)，每生成1 mol o2，轉(zhuǎn)移4 mol電子，c3h8o中碳元素的化合價(jià)是2,3co2c3h8o，轉(zhuǎn)移18 mol電子，故生成1 mol o2消耗 2/3 mol co2，c項(xiàng)錯(cuò)誤；a電極發(fā)生的是還原反應(yīng)：3co218h18e=c3h8o5h2o，d項(xiàng)錯(cuò)誤。6(2015高考天津卷)鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò)，下列有關(guān)敘述正確的是()a銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)b電池工作一段時(shí)間后，甲池的c(so)減小c電池工作一段時(shí)間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加d陰陽(yáng)離子分別通過(guò)交換膜向負(fù)極和正極移動(dòng)，保持溶液中電荷平衡解析：選c。a.cu作正極，電極上發(fā)生還原反應(yīng)，錯(cuò)誤；b.電池工作過(guò)程中，so不參加電極反應(yīng)，故甲池的c(so)基本不變，錯(cuò)誤；c.電池工作時(shí)，甲池反應(yīng)為zn2e=zn2，乙池反應(yīng)為cu22e=cu，甲池中zn2會(huì)通過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入乙池，以維持溶液中電荷平衡，由電極反應(yīng)式可知，乙池中每有64 g cu析出，則進(jìn)入乙池的zn2為65 g，溶液總質(zhì)量略有增加，正確；d.由題干信息可知，陰離子不能通過(guò)陽(yáng)離子交換膜，錯(cuò)誤。7(2014高考福建卷)某原電池裝置如圖所示，電池總反應(yīng)為2agcl2=2agcl。下列說(shuō)法正確的是()a.正極反應(yīng)為agcle=agclb.放電時(shí)，交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成c.若用nacl溶液代替鹽酸，則電池總反應(yīng)隨之改變d.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e時(shí)，交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02 mol離子解析：選d。根據(jù)電池總反應(yīng)可以看出cl2得電子，ag失電子，所以在原電池中cl2在正極上發(fā)生還原反應(yīng)，ag在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)。正極反應(yīng)為cl22e=2cl，a項(xiàng)錯(cuò)誤。因?yàn)殡娊赓|(zhì)溶液為鹽酸，所以負(fù)極上ag失電子生成的ag隨即與附近的cl反應(yīng)，b項(xiàng)錯(cuò)誤。用氯化鈉代替鹽酸后，電極反應(yīng)不發(fā)生改變，c項(xiàng)錯(cuò)誤。當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e時(shí)，負(fù)極生成0.01 mol ag，由于agcl=agcl，所以消耗0.01 mol cl，由于電荷守恒，同時(shí)有0.01 mol h通過(guò)陽(yáng)離子交換膜轉(zhuǎn)移至右側(cè)，d項(xiàng)正確。8利用下圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。(1)若x為zn，開關(guān)k置于m處，x電極為_極，電極反應(yīng)式為_，鐵電極反應(yīng)式為_，此種防護(hù)法稱為_。(2)若x為碳棒，開關(guān)k置于n處，x為_極，電極反應(yīng)為_，此種防護(hù)法稱為_。(3)若x為cu，開關(guān)k置于n處，x電極反應(yīng)式為_，鐵電極反應(yīng)式為_。解析：(1)x為zn，開關(guān)k置于m處，構(gòu)成znfe原電池，zn作負(fù)極被氧化。(2)x為碳棒，開關(guān)k置于n處，構(gòu)成電解池，x作陽(yáng)極，oh放電。(3)x為銅，開關(guān)k置于n處，cu作陽(yáng)極，cu失電子變成cu2，被氧化。答案：(1)負(fù)2zn4e=2zn2o22h2o4e=4oh犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法(2)陽(yáng)4oh4e=o22h2o外接電流的陰極保護(hù)法(3)cu2e=cu22h2e=h29(2015高考重慶卷)我國(guó)古代青銅器工藝精湛，有很高的藝術(shù)價(jià)值和歷史價(jià)值。但出土的青銅器大多受到環(huán)境腐蝕，故對(duì)其進(jìn)行修復(fù)和防護(hù)具有重要意義。(1)原子序數(shù)為29的銅元素位于元素周期表中第_周期。(2)某青銅器中sn、pb的質(zhì)量分別為119 g、20.7 g，則該青銅器中sn和pb原子的數(shù)目之比為_。(3)研究發(fā)現(xiàn)，腐蝕嚴(yán)重的青銅器表面大都存在cucl。關(guān)于cucl在青銅器腐蝕過(guò)程中的催化作用，下列敘述正確的是_。a降低了反應(yīng)的活化能b增大了反應(yīng)的速率c降低了反應(yīng)的焓變d增大了反應(yīng)的平衡常數(shù)(4)采用“局部封閉法”可以防止青銅器進(jìn)一步被腐蝕。如將糊狀ag2o涂在被腐蝕部位，ag2o與有害組分cucl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，該化學(xué)方程式為_。(5)如圖所示為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理示意圖。腐蝕過(guò)程中，負(fù)極是_(填圖中字母“a”或“b”或“c”)；環(huán)境中的cl擴(kuò)散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹cu2(oh)3cl，其離子方程式為_；若生成4.29 g cu2(oh)3cl，則理論上耗氧體積為_l(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。解析：(1)銅位于元素周期表的第四周期。(2)119 g sn的物質(zhì)的量為1 mol,20.7 g pb的物質(zhì)的量為0.1 mol，因此sn和pb原子的數(shù)目之比為101。(3)催化劑能降低反應(yīng)的活化能和加快反應(yīng)速率，但不改變反應(yīng)的平衡常數(shù)和焓變，所以a、b正確。(4)復(fù)分解反應(yīng)為相互交換成分的反應(yīng)，因此該反應(yīng)的化學(xué)方程式為ag2o2cucl=2agclcu2o。(5)負(fù)極發(fā)生失電子的反應(yīng)，銅作負(fù)極失電子，因此負(fù)極為c。負(fù)極反應(yīng)：cu2e=cu2，正極反應(yīng)：o22h2o4e=4oh。正極產(chǎn)物為oh，負(fù)極產(chǎn)物為cu2，兩者與cl反應(yīng)生成cu2(oh)3cl，其離子方程式為2cu23ohcl=cu2(oh)3cl。4.29 g cu2(oh)3cl的物質(zhì)的量為0.02 mol，由cu元素守恒知，發(fā)生電化學(xué)腐蝕失電子的cu單質(zhì)的物質(zhì)的量為0.04 mol，失去電子0.08 mol，根據(jù)電子守恒可得，消耗o2的物質(zhì)的量為0.02 mol，所以理論上消耗氧氣的體積為 0.448 l(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。答案：(1)四(2)101(3)ab(4)ag2o2cucl=2agclcu2o(5)c2cu23ohcl=cu2(oh)3cl0.44810(1)火箭的第一、二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)中，所用的燃料為偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼來(lái)制備。用肼(n2h4)作燃料，四氧化二氮作氧化劑，兩者反應(yīng)生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水。已知：n2(g)2o2(g)=n2o4(g)h10.7 kjmol1n2h4(g)o2(g)=n2(g)2h2o(g)h543 kjmol1寫出氣態(tài)肼和n2o4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_。已知四氧化二氮在大氣中或在較高溫度下很難穩(wěn)定存在，它很容易轉(zhuǎn)化為二氧化氮。試推斷出二氧化氮制取四氧化二氮的反應(yīng)條件(或措施)：_。(2)科學(xué)家制造出一種使用固體電解質(zhì)的燃料電池，其效率更高，可用于航空航天。如圖1所示裝置中，以稀土金屬材料作惰性電極，在兩極上分別通入ch4和空氣，其中固體電解質(zhì)是摻雜了y2o3的zro2固體，它在高溫下能傳導(dǎo)陽(yáng)極生成的o2離子(o24e=2o2)。 c電極的名稱為_，d電極上的電極反應(yīng)式為_。如圖2所示為電解100 ml 0.5 moll1cuso4溶液，a電極上的電極反應(yīng)式為_。若a電極產(chǎn)生56 ml(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體，則所得溶液的ph_(不考慮溶液體積變化)，若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài)，可加入_(填序號(hào))。acuobcu(oh)2ccuco3 dcu2(oh)2co3解析：(1)n2(g)2o2(g)=n2o4(g)h10.7 kjmol1n2h4(g)