【考前三个月】2015届高考化学(安徽专用)考前专题复习学案:专题3 电化学基础
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学案7 电化学基础最新考纲展示 1.理解原电池和电解池的工作原理,能写出电极反应式和电池反应方程式; 了解常见化学电源的种类及其工作原理。
2.理解金属发生电化学腐蚀的原因及金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。
基础回扣1.按如图所示装置进行实验,并回答下列问题。
(1)判断装置的名称:A 池为________,B 池为________。
(2)锌极为____极,Cu 2+在溶液中向________(填“Zn ”或“Cu ”)极运动。
(3)电极反应式正极________________________________________________________________________, 负极________________________________________________________________________。
(4)若溶液X 为滴有酚酞的KCl 溶液①石墨棒C 1的电极反应式为______________________,石墨棒C 2附近发生的实验现象为__________________________,溶液中的K +向__________(填“C 1”或“C 2”)电极移动; ②当C 2极析出224 mL 气体(标准状况时),锌的质量变化________(填“增加”或“减少”)________g ,此时B 中的溶液的体积为200 mL ,则pH 为________。
(5)若溶液X 为CuSO 4溶液(足量)①B 池中总反应的离子方程式为______________________________________________; ②反应一段时间后,A 池中Cu 电极增重3.2 g ,要使B 池溶液恢复到起始状态,向溶液中加入适量的________,其质量为________g 。
答案 (1)原电池 电解池 (2)负 Cu (3)Cu 2++2e -===Cu Zn -2e -===Zn 2+(4)①2Cl --2e -===Cl 2↑ 产生无色气泡,溶液变红 C 2 ②减少 0.65 13 (5)①2Cu 2++2H 2O=====电解2Cu +O 2↑+4H +②CuO 4(或CuCO 3 6.2)2.如图所示水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天后观察:(1)铁钉在逐渐生锈,则铁钉的腐蚀属于____(填“化学”或“电化学”)腐蚀。
(2)若试管内液面上升,则原溶液呈__________性,发生__________腐蚀,正极反应式为________________________________________________________________________。
(3)若试管内液面下降,则原溶液呈____性,发生__________腐蚀,正极反应式为________________________。
答案(1)电化学(2)弱酸或中吸氧O2+2H2O+4e-===4OH-(3)较强的酸析氢2H++2e-===H2↑3.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”(1)电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化()(2)电解法精炼铜时,用纯铜作阳极()(3)在镀件上镀铜时,电镀液中c(Cu2+)几乎不变()(4)电解法精炼铜时,电解质溶液中各离子浓度基本不变()(5)金属作原电池的负极时被保护()(6)生活、生产中钢铁被腐蚀的原理主要是负极发生反应:Fe-3e-===Fe3+()(7)电解饱和食盐水时,电子的流向由负极→外电路→阴极→食盐水溶液→阳极→正极()(8)在浓硝酸中插入用导线连接的铝板和铜板,铝板为负极()(9)电镀时只能用镀层金属作阳极()(10)工业上可用电解MgCl2、AlCl3溶液的方法制取Mg和Al()答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×(9)×(10)×题型1电化学原理的核心——电极判断与方程式的书写1.(2014·广东理综,11)某同学组装了如图所示的电化学装置,电极Ⅰ为Al,其他均为Cu,则()A.电流方向:电极Ⅳ→A→电极ⅠB.电极Ⅰ发生还原反应C.电极Ⅱ逐渐溶解D.电极Ⅲ的电极反应:Cu2++2e-===Cu答案 A解析当多个池串联时,两电极材料活泼性相差大的作原电池,其他池作电解池,由此可知图示中左边两池组成原电池,右边组成电解池。
A项,电子移动方向:电极Ⅰ→A→电极Ⅳ,电流方向与电子移动方向相反,正确;B项,原电池负极在工作中失电子,被氧化,发生氧化反应,错误;C项,原电池正极为得电子一极,铜离子在电极Ⅱ上得电子,生成铜单质,该电极质量逐渐增大,错误;D项,电解池中阳极为非惰性电极时,电极本身失电子,形成离子进入溶液中,因为电极Ⅱ为正极,因此电极Ⅲ为电解池的阳极,其电极反应式为Cu-2e-===Cu2+,错误。
2.(2014·浙江理综,11)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。
NiMH 中的M表示储氢金属或合金。
该电池在充电过程中的总反应方程式是:Ni(OH)2+M===NiOOH +MH已知:6NiOOH+NH3+H2O+OH-===6Ni(OH)2+NO-2下列说法正确的是()A.NiMH电池放电过程中,正极的电极反应式为NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-B.充电过程中OH-离子从阳极向阴极迁移C.充电过程中阴极的电极反应式:H2O+M+e-===MH+OH-,H2O中的H被M还原D.NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液答案 A解析A项,放电过程中,NiOOH得电子,化合价降低,发生还原反应,该项正确;B项,充电过程中发生电解池反应,OH-从阴极向阳极迁移,该项错误;C项,充电过程中,阴极M得到电子,M被还原,H2O中的H化合价没有发生变化,该项错误;D项,NiMH在KOH溶液、氨水中会发生氧化还原反应,该项错误。
3.[2014·四川理综,11(4)]MnO2可作超级电容器材料。
用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2,其阳极的电极反应式是______________________________________________。
答案Mn2++2H2O-2e-===MnO2+4H+解析用惰性电极电解MnSO4溶液制取MnO2时,在阳极上Mn2+失电子后生成MnO2,根据电荷守恒和原子守恒可得电极反应式Mn2++2H2O-2e-===MnO2+4H+。
4.[2014·江苏,20(1)]将烧碱吸收H2S后的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。
电解过程中阳极区发生如下反应:S2--2e-===S(n-1)S+S2-===S2-n①写出电解时阴极的电极反应式:________________________________________________________________________;②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成________________________________________________________________________。
答案①2H2O+2e-===H2↑+2OH-②S2-n+2H+===(n-1)S↓+H2S↑解析①在阴极电解质溶液是NaOH,同时图示显示产生了H2,因此阴极发生的电极反应为2H2O +2e-===H2↑+2OH-;②加入H2SO4后,H+与S2-n反应生成S和H2S。
1.原电池电极反应式的书写(1)一般电极反应式的书写(2)复杂电极反应式的书写复杂的电极反应式=总反应式-较简单一极的电极反应式如CH4碱性燃料电池负极反应式的书写:CH4+2O2+2OH-===CO2-3+3H2O……总反应式2O2+4H2O+8e-===8OH-……正极反应式CH4+10OH--8e-===7H2O+CO2-3……负极反应式2.电解池电极反应式的书写步骤(一)原电池中电极的判断及反应式的书写 1小明同学在查阅资料时发现了一种电池结构如图所示,当光照在表面涂有氯化银的银片上时:AgCl(s)――→光Ag(s)+Cl(AgCl)[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面],接着Cl(AgCl)+e-―→Cl -(aq),若将光源移除,电池会立即恢复至初始状态。
下列说法中不正确的是( )A .Ag 电极是电池的正极B .光照时,Pt 电极发生的反应为Cu +-e -===Cu 2+C .光照时,Cl -向Ag 电极移动D .光照时,电池总反应为AgCl(s)+Cu +(aq)=====光Ag(s)+Cu 2+(aq)+Cl -(aq)答案 C解析 光照时AgCl 得电子最终生成Ag 和Cl -,所以Ag 电极是正极;Pt 电极为负极发生失电子的反应,依据还原性强弱可知Cu +-e -===Cu 2+,两式相加可知D 选项正确;由阴离子由负极移动可知C 选项错误。
2.固体氧化燃料电池(SOFC)的工作原理如图所示,已知电池中电解质为熔融固体氧化物,O 2-可以在其中自由移动。
下列有关说法合理的是( )A .电极b 为电池负极,电极反应式为O 2+4e -===2O 2-B .固体氧化物的作用是让电子在电池内通过C .若H 2作为燃料气,接触面上发生的反应为H 2+OH --2e -===H ++H 2OD .若C 2H 4作为燃料气,接触面上发生的反应为C 2H 4+6O 2--12e -===2CO 2+2H 2O答案 D解析 负极应该发生氧化反应,b 极应为电池正极,A 错;电子在外电路中通过,O 2-通过固体氧化物定向移动,B 错;燃料在接触面上与O 2-反应,失去电子,C 错、D 正确。
3.如图是某同学设计的一个简易的原电池装置,回答下列问题。
(1)若a为镁、b为CuCl2,则正极材料为________________,负极上的电极反应式为__________。
(2)若a为镁、b为NaOH,则Mg极上发生________(填“氧化”或“还原”)反应,负极上的电极反应式为______________。
(3)若a为铜、b为浓硝酸,则电流的方向为__________,正极上的电极反应式为______________。
(4)上述事实表明,确定原电池中电极的类型时,不仅要考虑电极材料本身的性质,还要考虑________________。
答案(1)Al Mg-2e-===Mg2+(2)还原Al-3e-+4OH-===AlO-2+2H2O(3)铝―→铜2H++NO-3+e-===H2O+NO2↑(4)电解质的性质解析(1)镁、铝均能与CuCl2溶液反应,但镁比铝活泼,故镁失去电子作负极。