電化學及其應(yīng)用

1、,,,高三大二輪總復習,化 學,,,專題二　基本理論,第一編　專題教學案,第7講　電化學原理及應(yīng)用,[最新考綱]1．了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。2．了解常見化學電源的種類及其工作原理。3．理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施。,欄目導航,欄目導航,課 時 作 業(yè),1．原電池的結(jié)構(gòu)及工作原理,考點一　原電池的工作原理及新型化學電源的分析(合作探究),重難突破,,2．一般

2、電極反應(yīng)式的書寫,題組一　原電池的工作原理的分析與判斷1．(2016·新課標全國卷Ⅱ)Mg－AgCl電池是一種以海水為電解質(zhì)溶液的水激活電池。下列敘述錯誤的是(　　)A．負極反應(yīng)式為Me－2e－===Mg2＋B．正極反應(yīng)式為Ag＋＋e－===AgC．電池放電時Cl－由正極向負極遷移D．負極會發(fā)生副反應(yīng)Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑解析：Mg－AgCl電池中，Mg為負極，AgCl為正極，故正極反應(yīng)式應(yīng)為A

3、gCl＋e－===Ag＋Cl－，B項錯誤。答案：B,題組訓練,2．如圖鋅銅原電池裝置，鹽橋中裝有瓊脂的KCl飽和溶液。下列說法正確的是(　　)A．裝置中鋅為負極、發(fā)生還原反應(yīng)B．銅為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)C．裝置中鹽橋的作用是使反應(yīng)過程中ZnSO4溶液和CuSO4溶液保持電中性D．鹽橋中Cl－移向右燒杯中,,解析：該裝置為原電池，Zn為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A、B錯誤；為了保證兩個燒杯中溶液呈電中

4、性，鹽橋中的Cl－移向負極，K＋移向正極，C正確，D項錯誤。答案：C,題組二　新型化學電源3．氣體的自動化檢測中常常應(yīng)用原電池原理的傳感器。如圖為電池的工作示意圖：氣體擴散進入傳感器，在敏感電極上發(fā)生反應(yīng)，傳感器就會接收到電信號。下表列出了待測氣體及敏感電極上部分反應(yīng)產(chǎn)物。則下列說法中正確的是(　　),,A.上述氣體檢測時，敏感電極均作原電池正極B．檢測Cl2氣體時，敏感電極的電極反應(yīng)為Cl2＋2e－===2Cl－C．檢測H2S

5、氣體時，對電極充入空氣，對電極上電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．檢測H2S和CO體積分數(shù)相同的兩份空氣樣本時，傳感器上產(chǎn)生的電流大小相同解析：A項，NO2―→NO，得電子，作正極，Cl2―→HCl，得電子，作正極，CO―→CO2，失電子，作負極，H2S―→H2SO4，失電子，作負極；B項，根據(jù)產(chǎn)物可以判斷Cl2得電子，生成Cl－，正確；C項，應(yīng)為O2＋4e－＋4H＋===2H2O；D項，H2S生成H2SO4失去8

6、e－，而CO生成CO2失去2e－，所以檢測體積分數(shù)相同的兩氣體時傳感器上產(chǎn)生的電流大小不相同。答案：B,4．(2015·江蘇高考)一種熔融碳酸鹽燃料電池原理示意如圖所示。下列有關(guān)該電池的說法正確的是(　　),,答案：D,5．甲醇－空氣燃料電池(DMFC)是一種高效能、輕污染的車載電池，其工作原理如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)A．H＋從正極區(qū)通過交換膜移向負極區(qū)B．負極的電極反應(yīng)為CH3OH(l)＋H2O

7、(l)－6e－===CO2(g)＋6H＋C．d導出的是CO2D．圖中b、c加入的分別是O2、甲醇,,解析：H＋為陽離子，應(yīng)該從負極區(qū)通過交換膜移向正極區(qū)，A項錯誤；甲醇－空氣燃料電池中，甲醇是還原劑，在負極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，B項正確；根據(jù)H＋的移動方向可知甲電極為負極，因此a導出的是CO2，C項錯誤；由上述分析可知b、c加入的分別為甲醇、O2，D項錯誤。答案：B,1．有關(guān)電解池的分析思路。,考點二　電解規(guī)律及其應(yīng)用(合作探究)

8、,重難突破,,2．電解池中電極反應(yīng)式的書寫步驟。,題組一　電解原理的分析與判斷1．(2015·南京模擬)以石墨為電極，電解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列說法錯誤的是(　　)A．陰極附近溶液呈紅色　　B．陰極逸出氣體C．陽極附近溶液呈藍色 D．溶液的pH變小,題組訓練,答案：D,2．(2015·福建高考)某模擬“人工樹葉”電化學實驗裝置如圖所示，該裝置能將H2O和CO2轉(zhuǎn)化為O2和燃料(C3H8O)

9、。下列說法正確的是(　　)A．該裝置將化學能轉(zhuǎn)化為光能和電能B．該裝置工作時，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D．a(chǎn) 電極的反應(yīng)為：3CO2＋18H＋－18e－===C3H8O＋5H2O,,答案：B,3.鋁陽極氧化處理后形成的氧化膜比鋁的天然氧化膜耐磨性、耐腐蝕性及裝飾性有明顯提高，工業(yè)中以鋁為陽極，置于硫酸溶液中電解，裝置如圖所示，下列說法正確的是(　　)A．陽極

10、電極反應(yīng)式為：2Al－－6e－＋6OH－===Al2O3＋3H2OB．隨著電解的進行，溶液的pH逐漸增大C．當陰極生成氣體3.36 L(標準狀況)時，陽極增重2.4 gD．電解過程中H＋移向Al電極,,答案：C,題組二　電解原理的應(yīng)用4.(2016·山西質(zhì)檢)采用電化學法還原CO2是一種使CO2負源化的方法。右圖是利用此法制備ZnC2O4的示意圖(電解液不參與反應(yīng))。下列說法中正確的是(　　),,答案：C,,答案：B,

11、答案： A,7．在如圖所示的裝置中，若通直流電5 min時，銅電極質(zhì)量增加2.16 g。試回答下列問題。,,(1)電源中X電極為直流電源的________極。(2)pH變化：A：________，B：________，C：________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)通電5 min時，B中共收集224 mL(標準狀況下)氣體，溶液體積為200 mL，則通電前CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為________(假設(shè)電解前后溶液

12、體積無變化)。(4)若A中KCl足量且溶液的體積也是200 mL，電解后，溶液的pH為________(假設(shè)電解前后溶液體積無變化)。,解析：(1)三個裝置是串聯(lián)的電解池。電解AgNO3溶液時，Ag＋在陰極發(fā)生還原反應(yīng)變?yōu)锳g，所以質(zhì)量增加的銅電極是陰極，則銀電極是陽極，Y是正極，X是負極。(2)電解KCl溶液生成KOH，溶液pH增大；電解CuSO4溶液生成H2SO4，溶液pH減小；電解AgNO3溶液，銀為陽極，不斷溶解，Ag＋濃度基

13、本不變，pH不變。(3)通電5 min時，C中析出0.02 mol Ag，電路中通過0.02 mol電子。B中共收集0.01 mol氣體，若該氣體全為氧氣，則電路中需通過0.04 mol電子，電子轉(zhuǎn)移不守恒。因此，B中電解分為兩個階段，先電解CuSO4溶液，生成O2，后電解水，生成O2和H2，B中收集到的氣體是O2和H2的混合物。,答案：(1)負　(2)增大　減小　不變　(3)0.025 mol·L－1　(4)13,【規(guī)律方

14、法】 (1)根據(jù)電子守恒計算用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，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)式列出比例式計算。,,1．金屬腐蝕快慢程度的判斷方法,考點三　金屬的腐蝕與防護(合作探究),重難突破,2．金屬電化學保護的兩種方法,題組一　金屬的腐蝕與防護1．利用如圖裝置進行實驗，開始時，a、b兩處液面相平，密封好，放置一段時間。下列

15、說法不正確的是(　　)A．a(chǎn)管發(fā)生吸氧腐蝕，b管發(fā)生析氫腐蝕B．一段時間后，a管液面高于b管液面C．a(chǎn)處溶液的pH增大，b處溶液的pH減小D．a(chǎn)、b兩處具有相同的電極反應(yīng)式：Fe－2e－===Fe2＋,題組訓練,,解析：根據(jù)裝置圖判斷，左邊鐵絲發(fā)生吸氧腐蝕，右邊鐵絲發(fā)生析氫腐蝕，其電極反應(yīng)為左邊　負極：Fe－2e－===Fe2＋正極：O2＋4e－＋2H2O===4OH－右邊　負極：Fe－2e－===Fe2＋正極：2

16、H＋＋2e－===H2↑a、b處的pH均增大，C錯誤。答案：C,2．為了探究金屬腐蝕的條件和速率，某課外小組學生用不同金屬絲將三根大小相同的鐵釘分別固定在圖示的三個裝置內(nèi)，并將這些裝置在相同的環(huán)境中放置相同的一段時間，下列對實驗結(jié)束時現(xiàn)象的描述不正確的是(　　),,A．實驗結(jié)束時，裝置Ⅰ左側(cè)的液面一定會下降B．實驗結(jié)束時，裝置Ⅰ一定比裝置Ⅱ左側(cè)液面低C．實驗結(jié)束時，裝置Ⅱ中的鐵釘腐蝕最嚴重D．實驗結(jié)束時，裝置Ⅲ中的鐵釘幾乎沒被

17、腐蝕解析：裝置Ⅰ中鐵釘處于鹽酸的蒸氣中，被腐蝕而釋放出H2，使左側(cè)液面下降右側(cè)液面上升；裝置Ⅱ中鐵釘處于鹽酸的蒸氣中，所不同的是懸掛鐵釘?shù)慕饘俳z由鐵絲換成了銅絲，由于Fe比Cu活潑，在這種氛圍中構(gòu)成的原電池會加速鐵釘?shù)母g而放出更多的H2，使左側(cè)液面下降更多，右側(cè)液面上升更多；裝置Ⅲ中雖然懸掛鐵釘?shù)倪€是銅絲，但由于濃硫酸有吸水性使鐵釘處于一種較為干燥的空氣中，因而在短時間內(nèi)幾乎沒有被腐蝕。答案：B,,A．鋰離子電池放電時，Li＋向負

18、極遷移B．鋰硫電池充電時，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)C．理論上兩種電池的比能量相同D．如圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電解析：鋰離子電池放電時Li＋(陽離子)向正極遷移，A項錯誤；鋰硫電池放電時負極反應(yīng)為鋰失去電子變?yōu)殇囯x子，發(fā)生氧化反應(yīng)，則充電時，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)，B項正確；比能量是指參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小，二者的比能量不同，C項錯誤；題中裝置是鋰硫電池給鋰離子電池充電，D項錯誤。答案：B,,答案：B,,(

19、1)A是鉛蓄電池的________極，鉛蓄電池正極反應(yīng)式為________________________放電過程中電解液的密度________(填“減小”“增大”或“不變”)。(2)Ag電極的電極反應(yīng)式是________，該電極的電極產(chǎn)物共________g。(3)Cu電極的電極反應(yīng)式是________，CuSO4溶液的濃度________(填“減小”“增大”或“不變”)。,(4)如圖表示電解進行過程中某個量(縱坐標x)隨時間的變

20、化曲線，則x表示________。a．各U形管中產(chǎn)生的氣體的體積b．各U形管中陽極質(zhì)量的減少量c．各U形管中陰極質(zhì)量的增加量,,解析：根據(jù)在電解過程中鐵電極質(zhì)量的減少可判斷A是電源的負極，B是電源的正極，電解時Ag極作陰極，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，F(xiàn)e作陽極，電極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，左則U形管中總反應(yīng)式為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。右側(cè)U形管相當于電裝置，Zn電極作陰極，電極反應(yīng)式