(全程复习)高考化学课时提能演练十七62原电池金属的腐蚀与防护
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课时作业20 电解池金属的腐蚀与防护一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1.考古发掘出的古代青铜器(含铜、锡等金属)表面经常出现小孔腐蚀,这是一种电化学腐蚀现象。
小孔腐蚀的过程及铜腐蚀产物(铜锈)的成分如图所示。
已知:2CuCl+H2O⇌Cu2O+2HCl。
下列分析不正确的是()A.氧气是正极反应物B.铜锈的成分与氧气浓度、pH有关C.图乙中,Cl-从小孔内向小孔外移动D.青铜中的锡也会发生电化学腐蚀2.工业上采用电解的方法来制备活泼金属铝,原理如图所示。
下列说法正确的是()A.电解过程中阳极反应式为Al3++3e-===AlB.电解过程中每产生6.4gO2,反应所转移电子的物质的量为0.6mole-C.若生产9g铝时,阳极损失3.6g石墨,则石墨被氧化为CO、CO2物质的量之比为1∶2D.加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是增强电解液的导电性3.以铅酸蓄电池为电源,石墨为电极电解CuSO4溶液,装置如图所示。
若一段时间后Y 电极上有6.4g红色物质析出,停止电解。
下列说法正确的是()A.a为铅酸蓄电池的负极B.电解过程中SO2-向右侧移动4C.电解结束时,左侧溶液质量增加8gD.铅酸蓄电池工作时,正极电极反应式为PbSO4+2e-===Pb+SO2-44.钛被誉为第三金属,广泛用于航天航空等领域。
硼化钒(VB2)—空气电池的放电反应为4VB 2+11O 2===4B 2O 3+2V 2O 5,以该电池为电源电解制备钛的装置如图所示。
下列说法不正确的是( )A .电解过程中,OH -由左侧经阴离子交换膜向右侧迁移B .Pt 极反应式为2VB 2+22OH --22e -===V 2O 5+2B 2O 3+11H 2OC .石墨电极可能发生反应:2Cl --2e -===Cl 2↑、2O 2--4e -===O 2↑D .若石墨极只收集到4.48LCl 2,则理论上可制备4.8gTi5.在N羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI )介质中,可实现醇向醛的转化,原理如图。
第四节金属的电化学腐蚀与防护基础知识落实一、金属的腐蚀1.金属的腐蚀(1)概念:金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
其实质是金属原子失去电子变为阳离子,金属发生氧化反应。
(2)根据与金属接触的气体或液体物质不同,金属腐蚀可分为两类:①化学腐蚀:金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
腐蚀的速率随温度升高而加快。
②电化学腐蚀:不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化。
2.钢铁的电化学腐蚀根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同,钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀:(1)析氢腐蚀:当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时,腐蚀过程中有氢气放出。
①负极反应式为Fe-2e-===Fe2+;②正极反应式为2H++2e-===H2↑;③总反应方程式为Fe+2H+===Fe2++H2↑。
(2)吸氧腐蚀:当钢铁表面的电解质溶液呈中性或呈弱酸性并溶有一定量的氧气时,将会发生吸氧腐蚀。
①负极反应式为2Fe-4e-===2Fe2+;②正极反应式为2H2O+O2+4e-===4OH-;③总反应方程式为2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)2。
铁锈(Fe2O3·x H2O)的形成:2Fe(OH)3===Fe2O3·x H2O+(3-x)H2O。
总结归纳:1化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生,只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍,危害更大。
2析氢腐蚀和吸氧腐蚀取决于金属表面电解质溶液的酸碱性,实际情况中以吸氧腐蚀为主。
3钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时,负极都是铁,失电子生成Fe2+,而非Fe3+。
二、金属的防护方法1.电化学保护法(1)牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理如图1所示,在被保护的钢闸门上装上若干的金属锌块(比铁活泼),锌块作原电池的负极;钢闸门作原电池的正极。
图1图2(2)外加电流的阴极保护法——电解原理如图2所示,被保护的钢闸门作阴极,与电源的负极相连;惰性电极作阳极,与电源的正极相连。
第3讲原电池金属的腐蚀与防护【2020·备考】最新考纲:1.理解原电池的构成、工作原理及应用。
2.能书写电极反应和总反应方程式。
3.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
4.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
核心素养:1.变化观念与平衡思想:认识原电池的本质是氧化还原反应,能从多角度、动态地分析原电池中物质的变化及能量的转化。
2.科学精神与社会责任:通过原电池装置的应用,能对与化学有关的热点问题作出正确的价值判断,能参与有关化学问题的社会实践。
考点一原电池的工作原理及其应用(频数:★★☆难度:★☆☆)名师课堂导语电化学是化学能与热能知识的延伸,是氧化还原反应知识的应用,是高考热点,对于本考点的主要考查知识点有:(1)电池的正负极的判断;(2)原电池的原理应用;(3)电极方程式的书写,特别是电极方程式的书写是高考重点,应给予关注。
1.原电池的工作原理(1)概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置,其反应本质是氧化还原反应。
(2)原电池的构成条件一看反应:看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。
三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件:①电解质溶液;②两电极直接或间接接触;③两电极插入电解质溶液中。
(3)工作原理(4)原电池中移动方向及闭合回路形成原理图示1.原电池仍然体现的是反应过程中的能量守恒,是化学能与热能的知识延伸,是化学能与电能的转化。
2.原电池反应必须是氧化还原反应,但自行发生的氧化还原反应并不一定是电极与电解质溶液反应,也可能是电极与溶解的氧气等发生反应,如将铁与石墨相连插入食盐水中。
2.原电池原理的应用(1)加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应,设计成原电池时反应速率增大。
例如,在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。
第17讲电解池金属的腐蚀与防护1.理解电解池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应和总反应方程式。
2.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
【核心素养分析】变化观念与平衡思想:认识化学变化的本质是有新物质生成,并伴有能量的转化;能多角度、动态地分析电解池中发生的反应,并运用电解原理解决实际问题。
证据推理与模型认知:利用电解池装置,分析电解原理,建立解答电解池问题的思维模型,并利用模型揭示其本质及规律。
科学态度与社会责任:肯定电解原理对社会发展的重大贫献,具有可持续发展意识和绿色化学观念,能对与电解有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
知识点一电解的原理1.电解和电解池(1)电解:在电流作用下,电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
(2)电解池:电能转化为化学能的装置。
(3)电解池的构成①有与电源相连的两个电极。
②电解质溶液(或熔融电解质)。
③形成闭合回路。
2.电解池的工作原理(1)电极名称及电极反应式(电解CuCl 2溶液为例)总反应式:CuCl 2=====电解Cu +Cl 2↑(2)电子和离子的移动方向①电子:从电源负极流出后,流向电解池阴极;从电解池的阳极流出后流向电源的正极。
②离子:阳离子移向电解池的阴极,阴离子移向电解池的阳极。
3.阴阳两极上放电顺序(1)阴极:(与电极材料无关)。
氧化性强的先放电,放电顺序:(2)阳极:若是活性电极作阳极,则活性电极首先失电子,发生氧化反应。
若是惰性电极作阳极,放电顺序为注意①阴极不管是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。
②最常用、最重要的放电顺序为阳极:Cl ->OH -;阴极:Ag +>Cu 2+>H +。
③电解水溶液时,K +~Al 3+不可能在阴极放电,即不可能用电解水溶液的方法得到K 、Ca 、Na 、Mg 、Al 等金属。
4.用惰性电极电解电解质溶液的规律4.用惰性电极电解电解质溶液的规律生酸性的含氧酸盐电,阴极电解质的阳离子放电阴极:Ag ++e -===AgO 2知识点二电解原理的应用1.氯碱工业阳极反应式:2Cl --2e -===Cl 2↑(氧化反应)阴极反应式:2H ++2e -===H 2↑(还原反应)总反应方程式:2NaCl +2H 2O=====电解2NaOH +H 2↑+Cl 2↑2.电镀与电解精炼3.电冶金电解冶炼冶炼钠冶炼铝电极反应阳极:2Cl --2e -===Cl 2↑阴极:2Na ++2e -===2Na 阳极:6O 2--12e -===3O 2↑阴极:4Al 3++12e -===4Al 总反应2NaCl(熔融)=====电解2Na +Cl 2↑2Al 2O 3(熔融)=====电解4Al +3O 2↑知识点三金属的腐蚀与防护1.金属腐蚀的本质金属原子失去电子变为金属阳离子,金属发生氧化反应。
高考化学一轮复习原电池金属的腐蚀与防护课时作业17苏教版时间:45分钟满分:100分一、选择题(每小题5分,共60分)1.(2009·广东理基)钢铁生锈过程发生如下反应:①2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2;②4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3;③2Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O。
下列说法正确的是( )A.反应①、②中电子转移数目相等B.反应①中氧化剂是氧气和水C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀解析:反应①中的氧化剂只有O2而没有H2O,因为H2O中的氢、氧元素的化合价均未发生变化,B错。
C项中两种活泼性不同的金属相接触,较活泼的易发生腐蚀,故C项错误。
钢铁在潮湿的空气中主要发生的是电化学腐蚀,D错误。
答案:A2.如图所示是Zn和Cu构成的原电池,某实验兴趣小组做完实验后,在读书卡片上做了一些记录。
在卡片上,描述合理的是( )卡片No:28实验后的记录:①Zn为阳极,Cu为阴极②H+向负极移动③电子流动方向为Zn→Cu④Cu极有H2产生⑤若有1 mol电子流过导线,则产生0.5 mol H2⑥正极电极反应式:Zn-2e-===Zn2+A.①②③B.③④⑤C.④⑤⑥ D.②③④解析:Zn为负极,Cu为正极,H+向正极移动。
答案:B3.有一种MCFC型燃料电池,该电池所用燃料为H2和空气,电解质为熔融的K2CO3。
电池的总反应为:2H2+O2===2H2O,负极反应:H2+CO32--2e-===H2O+CO2。
下列说法正确的是( ) A.正极反应为4OH--4e-===2H2O+O2↑B.电池放电时,电池中CO32-的物质的量将逐渐减少C.放电时CO32-向负极移动D.电路中的电子经正极、负极、熔融的K2CO3后再到正极,形成闭合回路解析:A项正极反应为O2+4e-+2CO2===2CO32-;B项中电池放电时,电池中CO32-的物质的量不变,CO32-向负极移动,K+向正极移动;导线中靠电子的定向移动导电,电解质溶液中靠阴、阳离子的定向移动导电。
2021年高考化学一轮复习 6.3电解池金属的电化学腐蚀与防护课时作业1. 下列叙述错误的是( )A.生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱B.用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈C.在铁制品上镀铜时,镀件为阳极,铜盐为电镀液D.铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀解析:选项A,生铁中的碳和铁可以在铁的表面构成无数微小的原电池,能加速铁的锈蚀;选项B,焊接处铁、锡形成无数微小原电池,加速铁的腐蚀;选项C,电镀时,镀层金属铜作阳极,铁制品作阴极,用铜盐溶液作电镀液;选项D,由于Zn比Fe活泼,故镶嵌锌块的铁管不易被腐蚀。
答案: C2.用下列装置能达到预期目的的是( )A.甲图装置可用于电解精炼铝B.乙图装置可得到持续、稳定的电流C.丙图装置可达到保护钢闸门的目的D.丁图装置可达到保护钢闸门的目的解析:AlCl3溶液中存在Al3+、H+,通电时后者先得电子,故阴极得到的不是铝,而是氢气,A不能达到目的;B中的这种原电池中,电流会迅速衰减,乙装置不能达到目的;丙装置是牺牲阳极的阴极保护法,其中阳极材料要为比铁活泼的金属,故C不能达到预期目的。
答案: D3.某小组为研究电化学原理,设计甲、乙、丙三种装置(C1、C2、C3均为石墨)。
下列叙述正确的是( )A.甲、丙中是化学能转化为电能,乙中是电能转化为化学能B.C1、C2分别是阳极、阴极,锌片、铁片上都发生氧化反应C.C1上和C3上放出的气体相同,铜片上和铁片上放出的气体也相同D .甲中溶液的pH 逐渐升高,丙中溶液的pH 逐渐降低解析: 甲为原电池,Zn 作负极,发生氧化反应:Zn -2e -===Zn 2+,Cu 作正极,发生还原反应:2H ++2e -===H 2↑,反应后溶液的pH 升高;乙和丙为电解池,乙中C 1为阳极,电极反应为2Cl --2e -===Cl 2↑,C 2为阴极,电极反应为Cu 2++2e -===Cu ;丙中C 3为阳极,电极反应为2Cl --2e -===Cl 2↑,Fe 为阴极,电极反应为2H ++2e -===H 2↑,电解后溶液pH 升高。
金属的电化学腐蚀与防护知识与技能目标(1)知道金属腐蚀的两种类型(化学腐蚀和电化学腐蚀)。
(2)能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害。
(3)掌握化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 (4)掌握影响金属腐蚀快慢的比较 一、金属的电化学腐蚀 (一)金属腐蚀:1、定义:是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
2、本质:M – ne- → Mn+(氧化反应)3、类型:化学腐蚀——直接反应 电化学腐蚀——原电池反应 (二)化学腐蚀1、定义:金属与接触到的干燥气体(如 、 、 等)或非电解质液体(如 )等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
如:钢管被原油中的 腐蚀,2、影响因素:与接触物质的氧化性越强、温度越高,化学腐蚀越 。
(三)电化学腐蚀:1、定义:不纯的金属跟电解质溶液接触时。
会发生 反应 的金属失去电子而被 。
如 在潮湿的空气中生锈。
[实验探究]:将经过酸洗除锈的铁钉,用饱和食盐水浸泡一下,放入下图具支试管中,观察导管中2、类型:⑴ 吸氧腐蚀:中性或酸性很弱或碱性条件下,易发生 腐蚀。
负极:2Fe - 4e- = 2Fe 2+正极:O 2 + 2H 2O + 4e-= 4OH -电池反应:2Fe+ O 2 +2 H 2O =2Fe(OH)2 进一步反应:4Fe(OH)2 +O 2 + 2H 2O = 4 Fe(OH)32Fe(OH)3+ x H 2O =Fe 2O 3·xH 2O+3 H 2O ⑵析氢腐蚀:当钢铁处于酸性环境中 负极:Fe - 2e - = Fe 2+正极:2H ++ 2e- =H 2↑电池反应:Fe + 2H +=Fe 2++ H 2↑食盐水 浸泡过 的铁钉⑶析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条 件 水膜呈 水膜呈负极(Fe 极)电极反应正极(C 极)总反应联系3、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较:例1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天观察:⑴若液面上升,则溶液呈 性, 发生 腐蚀,电极反应式为:负极: 正极:⑵若液面下降,则溶液呈 性,发生 腐蚀, 电极反应式为:负极: 正极:例2、钢铁在锈蚀过程中,下列5种变化可能发生的是 ( ) ①Fe 由+2价转化为+3价 ②O 2被还原 ③产生H 2 ④F e (O H )3失水形成Fe 2O 3·H 2O ⑤杂质碳被氧化除去A . ①②B . ③④C . ①②③④D . ①②③④⑤ 二、金属的电化学防护 1、牺牲阳极的阴极保护法原电池的负极(阳极)的金属被腐蚀原电池的正极(阴极)的金属被保护⑴原理:形成原电池反应时,让被保护金属做 极,不反应,起到保护作用;而活泼金属反应受到腐蚀。
高考化学总复习第六章第3讲电解池金属的腐蚀与防护教案新人教版第3讲电解池、金属的腐蚀与防护2017级教学指导意见核心素养1.了解电解池的构成,理解电解池的工作原理及应用,并能设计简单的电解池。
2.了解金属发生电化学腐蚀的原因并能解释相关现象,了解金属腐蚀的危害,选择、设计相关防腐措施。
1.变化观念与平衡思想:认识化学变化的本质是有新物质生成,并伴有能量的转化;能多角度、动态地分析电解池中发生的反应,并运用电解池原理解决实际问题。
2.科学态度与社会责任:肯定电解原理对社会发展的重大贡献,能对与电解有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
考点一电解原理[学在课内]1.电解与电解池[名师点拨]在电解池中反应可自发也可不自发,不自发的反应可发生,自发反应进行更快。
2.构成条件(1)电源或一可作电源的原电池。
(2)形成闭合回路—电极用导线与电源相连后插入电解质溶液中或熔融电解质中。
3.电解池工作原理示意图[名师点拨] (1)易错警示内电路中导电微粒为阴、阳离子,导线、电极上导电微粒为电子。
(2)电子和离子的移动方向(惰性电极)4.阴、阳两极上放电顺序(1)阴极:(与电极材料无关)。
氧化性强的先放电,放电顺序:――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――→K +、Ca 2+、Na +、Mg 2+、Al 3+、Zn 2+、Fe 2+、Sn 2+、Pb 2+、H +、Cu 2+、Fe 3+、Ag +放电由难到易注意:①阴极不管是什么材料,电极本身都不反应,一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。
②常用放电顺序阴极:Ag +>Fe 3+>Cu 2+>H +。
(2)阳极:若是活性电极作阳极,则活性电极首先失电子,发生氧化反应。
若是惰性电极作阳极,放电顺序为注意:常用放电顺序阳极:活性电极S 2->I ->Br ->Cl ->OH -5.以惰性电极电解的几种类型注意:电解时溶液酸碱性口诀:氢出碱增,氧出酸增,氢氧失去,“酸”酸、“碱”碱、“中”中。
电解池金属的腐蚀与防护基础巩固1.用惰性电极电解下列各组中的三种电解质溶液,电解后溶液的pH依次为升高、不变、降低的是( )A.AgNO3溶液NaCl溶液Cu(NO3)2溶液B.KCl溶液Na2SO4溶液CuSO4溶液C.CaCl2溶液KOH溶液NaNO3溶液D.HCl溶液HNO3溶液K2SO4溶液2.下列装置的线路接通后,经过一段时间,溶液的pH明显减小的是( )3.金属镍有广泛的用途,粗镍中含有Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制得高纯度的镍。
(已知氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+)下列叙述中正确的是( )A.阳极发生还原反应,其电极反应式为Ni2++2e-NiB.电解过程中,阳极质量的减少量与阴极质量的增加量相等C.电解后,溶液中存在的阳离子只有Fe2+、Zn2+D.电解后,电解槽底部的阳极泥中有Cu和Pt4.(2020湖南H11教育联盟联考)化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语正确的是( )A.以铜为阴极,石墨为阳极,电解饱和食盐水时,阳极的电极反应为2Cl--2e-Cl2↑B.铅蓄电池放电时的正极反应为Pb-2e-+S O42-PbSO4C.粗铜精炼时,与电源正极相连的应是粗铜,该极发生的电极反应只有Cu-2e-Cu2+D.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应为Fe-2e-Fe2+5.炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl),不久便会因被腐蚀而出现红褐色锈斑。
腐蚀原理如图所示,下列说法正确的是( )A.腐蚀过程中,负极是FeB.Fe失去电子经电解质溶液转移给CC.正极的电极反应式为4OH--4e-2H2O+O2↑D.C是正极,O2在C表面上发生氧化反应6.用如图所示装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行下列各组实验,则下表中各项所列对应关系均正确的一项是( )b管中电极反应是4OH--4e-O2↑+2H2O能力提升7.(2020山东模拟)利用小粒径零价铁(ZVI)的电化学腐蚀处理三氯乙烯进行水体修复的过程如图所示。
浙江版化学复习方略课时提能演练(十七) 6.2原电池金属的腐蚀与防护(苏教版)(45分钟 100分)一、选择题(本题包括10小题,每小题6分,共60分)1.电化学在日常生活中有广泛的应用,下列说法或做法正确的是( )A.暴雨后遭洪水浸泡的铁门生锈是因为发生化学腐蚀B.白铁皮(铁镀锌)表面有划损时,不能阻止铁被腐蚀C.废弃的干电池不能随意丢弃,但可以土埋处理D.不能将铁制自来水管与铜制水龙头连接2.两种金属A与B组成原电池时,A是正极。
下列有关推断正确的是( )A.A的金属性强于BB.A电极上发生的电极反应是还原反应C.电子不断由A电极经外电路流向B电极D.A在金属活动性顺序表中一定排在氢前面3.(·广东高考)某小组为研究电化学原理,设计装置。
下列叙述不正确的是( )A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出B.a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为:Cu2++2e-===CuC.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D.a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4.依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)===Cu2+(aq)+2Ag(s),设计的原电池如图所示。
下列有关说法中错误的是( )A.电解质溶液Y是CuSO4溶液B.电极X的材料是CuC.银电极为电池的正极,其电极反应为Ag++e-===AgD.外电路中的电子是从X电极流向Ag电极5.(·福建高考)研究人员研制出一种锂水电池,可作为鱼雷和潜艇的储备电源。
该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH为电解质,使用时加入水即可放电。
关于该电池的下列说法不正确的是( )A.水既是氧化剂又是溶剂B.放电时正极上有氢气生成C.放电时OH-向正极移动D.总反应为:2Li+2H2O===2LiOH+H2↑6.(·温州模拟)最近,科学家研制出一种纸质电池,这种“软电池”采用薄层纸片作为载体和传导体,在一边附着锌,在另一边附着二氧化锰。
电池总反应式为Zn+2MnO2+H2O===ZnO+2MnOOH。
下列说法不正确的是( )A.该电池中Zn为负极,MnO2为正极B.该电池的正极反应式为MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH-C.导电时外电路电子由Zn流向MnO2,内电路电子由MnO2流向ZnD.电池工作时水分子和OH-都能通过薄层纸片7.(·海南高考)一种充电电池放电时的电极反应为:H2+2OH--2e-===2H2ONiO(OH)+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-当为电池充电时,与外电源正极连接的电极上发生的反应是( )A.H2O的还原B.NiO(OH)的还原C.H2的氧化D.Ni(OH)2的氧化8.Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为2Li++FeS+2e-===Li2S+Fe。
有关该电池的下列说法中正确的是( )A.Li-Al在电池中作为负极材料,该材料中Li的化合价为+1价B.该电池的电池反应式为:2Li+FeS===Li2S+FeC.负极的电极反应式为Al-3e-===Al3+D.充电时,阴极发生的电极反应式为:Li2S+Fe-2e-===2Li++FeS9.(易错题)一种新型环保电池是采用低毒的铝合金(丢弃的易拉罐),家庭常用的漂白水,食盐,氢氧化钠(化学药品店常见试剂)等原料制作的。
电池的总反应方程式为2Al+3ClO-+2OH-===3Cl-+2AlO-2+H2O。
下列说法不正确的是A.该电池的优点是电极材料和电解质用完后可以更换B.该电池发生氧化反应的是金属铝C.电极的正极反应式为3ClO-+3H2O+6e-===3Cl-+6OH-D.当有0.1 mol Al完全溶解时,流经电解液的电子个数为1.806×102310.(·浙江高考)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗,在液滴外沿形成棕色铁锈环(b),如图所示。
导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。
下列说法正确的是( )A.液滴中的Cl-由a区向b区迁移B.液滴边缘是正极区,发生的电极反应为O2+2H2O+4e-===4OH-C.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀,生成的Fe2+由a区向b区迁移,与b区的OH-形成Fe(OH)2,进一步氧化、脱水形成铁锈D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板,在铜铁接触处滴加NaCl溶液,则负极发生的电极反应为Cu-2e-===Cu2+二、非选择题(本题包括3小题,共40分)11.(12分)(·山东高考)科研、生产中常涉及钠、硫及其化合物。
(1)实验室可用无水乙醇处理少量残留的金属钠,化学反应方程式为______________________________________________________。
要清洗附着在试管壁上的硫,可用的试剂是____________________。
(2)如图为钠高能电池的结构示意图,该电池的工作温度为320 ℃左右,电池反应为2Na+xS===Na2S x,正极的电极反应式为________________________。
M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是________________________________。
与铅蓄电池相比,当消耗相同质量的负极活性物质时,钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的____倍。
(3)Na2S溶液中离子浓度由大到小的顺序为______________________________,向该溶液中加入少量固体CuSO4,溶液pH(填“增大”、“减小”或“不变”),Na2S溶液长期放置有硫析出,原因为_________________________(用离子方程式表示)。
12.(12分)(·金华模拟)原电池原理广泛应用于科技、生产和生活,请回答以下问题:(1)肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。
肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,产物无污染,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。
肼-空气燃料电池放电时:正极的电极反应式是_;负极的电极反应式是。
(2)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl—NH4Cl为电解质溶液制造新型燃料电池。
试写出该电池的正极反应式_______________________________________。
(3)请运用原电池原理设计实验,验证Cu2+、Fe3+氧化性的强弱。
请画出实验装置图并写出电极反应式。
______________________________________________________________。
13.(16分)(预测题)第三代混合动力车,可以用电动机、内燃机或二者结合推动车轮。
汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低汽油的消耗;在刹车或下坡时,电池处于充电状态。
(1)混合动力车目前一般使用镍氢电池,该电池中镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)为电解质溶液。
镍氢电池充放电原理示意如图,其总反应式为:H2+2NiOOH 放电充电2Ni(OH)2f根据所给信息判断,混合动力车上坡或加速时,乙电极周围溶液的pH(填“增大”、“减小”或“不变”),该电极的电极反应式为______________。
(2)Cu2O是一种半导体材料,可通过如图的电解装置制取,电解总反应为:2Cu+H2O 电解Cu2O+H2↑阴极的电极反应式是_______________________________。
用镍氢电池作为电源进行电解,当蓄电池中有1mol H2被消耗时,Cu2O的理论产量为g。
(3)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的腐蚀。
为防止这种腐蚀,通常把船体与浸在海水里的Zn块相连,或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的极(填“正”或“负”)相连。
答案解析1.【解析】选D。
被洪水浸泡的铁门发生的是电化学腐蚀,A项错;白铁皮表面有划损时,腐蚀的是表面的锌,能阻止铁被腐蚀,B项错;废弃的干电池会对土壤、地下水造成重金属污染,不能土埋处理,C项错;铁和铜是两种活泼性不同的金属,易形成原电池,会加速铁制自来水管的腐蚀,D项正确。
2.【解析】选B。
A项,A是正极,说明A的金属性弱于B,A错误; C项,因B电极为负极,电子由B电极经外电路流向A电极,C错误;D项,A不一定排在氢前,如铜或石墨也可作原电池的正极。
3.【解析】选D。
a和b不连接时,铁比铜活泼,从溶液中置换出铜,A项正确;a和b连接时,形成原电池,铁作为负极而溶解,铜作为正极,溶液中的Cu2+得到电子被还原成铜单质,所以B项正确;无论a和b是否连接,装置中都发生Fe+Cu2+===Cu+Fe2+的反应,溶液会由蓝色逐渐变为浅绿色,C项正确;如果a和b分别连接直流电源正、负极,该装置为电解池,Cu为阳极,Fe为阴极,则溶液中的阳离子向阴极移动,即Cu2+向铁电极移动,D项不正确,故选D。
4.【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)由氧化还原反应拆成两个半反应可知,Cu作原电池负极;(2)根据得电子的离子选取电解质溶液。
【解析】选A。
由电极反应可知,电解质溶液须为AgNO3溶液而不是CuSO4溶液。
5.【解题指南】解答本题要注意以下两点:(1)原电池电解质溶液中的阳离子移向正极得到电子,发生还原反应;(2)金属锂是一种活泼的碱金属,容易和水反应放出氢气。
【解析】选C。
金属锂比铁活泼,作原电池的负极,电极反应式为:Li-e-===Li+,LiOH溶液中的阳离子有Li+和H+,由于氧化性H+>Li+,所以正极反应是:2H++2e-===H2↑,由于H+来自于水的电离,所以H+放电的同时溶液中产生了OH-,即该反应的总反应为:2Li+2H2O===2LiOH+H2↑,水既是氧化剂又是溶剂。
在原电池的放电过程中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,所以OH-向负极移动,C选项错误。
6.【解析】选C。
原电池反应中Zn失电子、MnO2得电子,因此该电池负极为Zn,正极为MnO2。
由电池总反应式减去负极反应式Zn-2e-+2OH-===ZnO+H2O即得正极反应式MnO2+e-+H2O===MnOOH+OH-。
电子只能由Zn经外电路流向MnO2,而不能通过内电路。
7.【解题指南】解答本题要注意以下两点:(1)与正极相连的电极是电解池的阳极;(2)化合价升高的物质发生氧化反应。
【解析】选D。
由题意知,电池总反应为H2+2NiO(OH)放电充电2Ni(OH)2。
可充电电池在充电时,实际上起一个电解池的作用,与外电源正极连接的电极是阳极,发生氧化反应,与放电时的正极反应相反,可知Ni(OH)2在反应中失电子被氧化,发生氧化反应。