电化学原理及其应用.ppt

第9讲 电化学原理及其应用,一、原电池工作原理 1.原电池原理 把 能转化为 能，负极发生 反应，正极 发生 反应。,化学,电,氧化,还原,2.组成原电池的条件 （1）有两种 作电极。 （2）电极材料均插入 中，两种不同 的电解质溶液可通过 进行连接。 （3）两极相连形成 。,活泼性不同的导电材料,电解质溶液,盐桥,闭合电路,3.电极反应式的书写和电荷移动的方向 （1）电极反应式的书写 负极： ,电极反应式： 。 正极： ,电极反应式： 。 电池反应： 。 （2）电荷移动方向,Zn,Zn-2e- Zn2+,Cu,Cu2+2e- Cu,Zn+Cu2+ Zn2+Cu,电子由 释放，经 沿导线流入 ， 电解质溶液中的 移向正极，在其表面得 电子被 ，形成一个闭合回路。,负极,外电路,正极,阳离子,还原,二、常见化学电源 1.碱性锌锰电池一次电池 负极反应： ; 正极反应： ; 总反应： 。,Zn+2OH-2e- Zn(OH)2,2MnO2+2H2O+2e- 2MnOOH+2OH-,Zn+2MnO2+2H2O 2MnOOH+Zn(OH)2,2.锌银电池一次电池 负极反应：Zn+2OH-2e- ZnO+H2O; 正极反应：Ag2O+H2O+2e- 2Ag+2OH-; 总反应： 。,Zn+Ag2O ZnO+2Ag,3.铅蓄电池二次电池 负极反应： 。 正极反应：PbO2+4H+SO +2e- PbSO4+2H2O; 总反应： Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。,Pb+SO -2e- PbSO4,2- 4,2- 4,4.氢氧燃料电池（酸性介质中） 负极反应： ; 正极反应： ; 总反应： 。,H2-2e- 2H+,O2+2H+2e- H2O,2H2+O2 2H2O,三、电解原理 1.电解原理 使电流通过 （或熔融的电解质）, 在阴、阳两极发生 反应。阳极发生 反应，阴极发生 反应。,电解质溶液,氧化还原,氧化,还原,2.电解原理的应用 （1）电解饱和食盐水,电极反应： 阳极： ; 阴极： ; 总反应方程式： 。 （2）电镀铜或电解精炼铜 两极材料：待镀金属或精铜做 ，镀层金属或粗铜做 。 电极反应： 阳极： ; 阴极： 。,2Cl-2e- Cl2,2H+2e- H2,2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2,阴极,阳极,Cu-2e- Cu2+,Cu2+2e- Cu,通电,（3）电解冶炼Na、Al等活泼金属 冶炼Na的化学反应方程式： ; 冶炼Al的化学反应方程式： 。,2NaCl(熔融) 2Na+Cl2,通电,2Al2O3(熔融) 4Al+3O2,通电,四、金属的腐蚀与防护 1.金属的腐蚀 （1）概念：金属表面与周围的 或 发生 而遭到破坏。 （2）实质：金属原子（M）失去电子而被氧化： M Mn+ne-。 （3）分类：一般分为 和 。,干燥气体、非电,电解质溶液,氧化,化学腐蚀,电化学腐蚀,解质,2.电化学腐蚀 (1)概念:两种金属相接触且又同时暴露在潮湿空 气里或与电解质溶液接触时，由于形成 而 发生的腐蚀。 （2）分类（以钢铁为例） 吸氧腐蚀：在金属表面的水膜 不强或呈 ，溶解一定的 ，金属生成含氧化合物。 负极： 。 正极： 。 电池总反应： 。,原电池,酸性,中性,氧气,2Fe-4e- 2Fe2+,O2+2H2O+4e- 4OH-,2Fe+O2+2H2O 2Fe(OH)2,析氢腐蚀：在金属表面的水膜 较高时，H+ 被还原而析出H2。 负极： ； 正极： 。 电池总反应： 。,酸性,Fe-2e- Fe2+,2H+2e- H2,Fe+2H+ Fe2+H2,五、金属的防护方法 1.牺牲阳极的阴极保护法原电池原理 在被保护的钢铁设备上装上若干较活泼金属如锌 块，让被保护的金属作原电池的 。,正极,2.外加电流的阴极保护法电解池原理 用被保护的钢铁设备作 ，惰性电极作 ， 外接直流电源。 3.其他方法 改变金属内部结构，如 ；加 涂防护层如 、 、 等方法。,阴极,阳极,不锈钢,喷油漆,涂油脂,喷镀,考点一 原电池及原电池工作原理,【例1】 根据反应：2Ag+Cu Cu2+2Ag,设计如右图所示原 电池，下列说法错误的是 ( ) A.X可以是银或石墨 B.Y是硫酸铜溶液 C.电子从铜电极经外电路流向X电极 D.X极上的电极反应式为：Ag+e- Ag,解析 据题意，铜应为负极，X为正极，则X应为活 泼性比铜弱的金属或导电的非金属，A项正确；电 解质溶液应含Ag+，B项错；在原电池中，电子从 负极经外电路流向正极，Ag+在正极X上得电子： Ag+e- Ag,故C、D项正确。 答案 B,有关原电池问题的解题思路 解决原电池问题时，一般的思维程序是：根据电极材料的活泼性判断出正、负极 电极反应的类型（氧化反应、还原反应） 电极反应方程式 原电池反应方程式 现象、计算,(2009福建理综，11)控制合适的条件，将反应 2Fe3+2I- 2Fe2+I2设计成如下图所示的原电 池。下列判断不正确的是 （ ）,A.反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B.反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原 C.电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D.电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中 石墨电极为负极,解析 反应开始后，乙中石墨电极上发生的反应为2I-2e- I2,为氧化反应，A说法正确；甲中石墨电极上发生的反应为2Fe3+2e- 2Fe2+，Fe3+被还原，B正确；电流计读数为零时，电极上得到和失去的电子数相等，反应达到化学平衡状态，C正确；电流计读数为零（反应达到化学平衡状态）后，在甲中溶入FeCl2固体，则平衡向逆反应方向移动,I2被还原,乙中的石墨电极为正极,D错误。,答案 D,【例2】 据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃 料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。 某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有 关该电池的叙述不正确的是 （ ） A.正极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH- B.工作一段时间后，电解液中的KOH的物质的量 不变 C.该燃料电池的总反应方程式为2H2+O2 2H2O D.用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2（标 准状况）时，有0.1 mol电子转移,考点二 电极反应式的书写,解析 碱性氢氧燃料电池总反应式是2H2+O2 2H2O，不消耗和生成KOH，O2为正极反应物，故A、B、C都正确;由Cl-生成0.1 mol Cl2转移0.2 mol电子,D错误。,答案 D,1.燃料电池的电极反应式和总反应方程式的书写步骤： （1）写出燃烧反应正确的化学方程式； （2）根据电解质溶液的酸碱性改写燃料电池总反应； （3）写出正极的电极反应式(一般较简单);,（4）由燃料电池总反应方程式减去正极的电 极反应式得到负极的电极反应式。 2.原电池电极反应式的书写除注意正确判断正、 负极外，还应充分考虑介质的影响。一般而言，中 性溶液中反应物不可出现H+和OH-；酸性溶液中反 应物、生成物不会有OH-；碱性溶液中反应物、生 成物不会有H+；水溶液中不会出现O2-。特别要注 意的是介质还能影响正、负极的改变，如MgAl NaOH原电池中，Mg为正极，Al为负极。,(2009广东，14)可用于电动汽车的铝空气燃料 电池通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液,铝合 金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是 （ ） A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应 都为O2+2H2O+4e- 4OH- B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为Al+3OH- 3e- Al(OH)3 C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电 解液的pH保持不变 D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极,解析 电池工作时，正极上O2得到电子被还原，电极反应为O2+2H2O+4e- 4OH-,A正确；电解液为NaOH溶液时，在负极上产生的是NaAlO2而不是l(OH)3，B错误；电池的总反应为4Al+3O2+4NaOH 4NaAlO2+ 2H2O,消耗NaOH，pH减小，C错误；电池工作时，电子通过外电路由负极流向正极。,答案 A,【例3】 (2009安徽理综,12)Cu2O是一种半导体材 料，基于绿色化学理念设计的一制取Cu2O的电解 池示意图如下，电解总反应为2Cu+H2O Cu2O +H2。下列说法正确的是 （ ）,考点三 电解原理及其应用,通电,A.石墨电极上产生氢气 B.铜电极发生还原反应 C.铜电极接直流电源的负极 D.当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成,解析 由总反应知失电子的为Cu，得电子的是H2O中的氢无素。因此Cu极为电解池的阳极，接电源的正极，石墨为阴极，接电源的负极。当有0.1 mol电子转移时，应有0.05 mol Cu2O生成。,答案 A,1.电解时电极产物的判断 （1）阳极产物的判断 如果是活泼电极（金属活动性顺序表Ag以前），则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子； 如果是惰性电极（Pt、Au、石墨），则要看溶液中离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序加以判断，常见阴离子放电顺序：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根。 （2）阴极产物的判断,直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电 顺序与金属活动性顺序相反，其中Ag+Fe2+ Cu2+H+。 2.电解池的电极反应和总反应式的书写方法 第一步：先检查阳极电极材料和确定溶液中 的离子种类；第二步：由放电顺序确定放电产物 和电极反应；第三步：将电极反应相加得总反应 式。,下图为相互串联的甲乙两个电解池，请回答： （1）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A极是 ，材料是 ，电极反应为 ；,B极是 ，材料是 ，电极反应为 ， 电解质溶液为 。 （2）乙池中若滴入少量酚酞试液，开始一段时间 后， 极附近呈红色。 （3）若甲槽阴极增重12.8 g，则乙槽阳极放出气体在标准状况下的体积为 。 （4）若乙槽剩余液体为400 mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为 ，pH为 。,答案 （1）阴极 精铜 Cu2+2e- Cu 阳极 粗铜 Cu-2e- Cu2+ CuSO4溶液 （2）Fe （3）4.48 L (4)1 mol/L 14,【例4】 (2009上海，13) 如图装置中，U型管内为 红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶 液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描 述错误的是 （ ） ,考点四 金属的腐蚀与防护,A.生铁块中的碳是原电池的正极,B.红墨水柱两边的液面变为左低右高 C.两试管中相同的电极反应式是Fe-2e- Fe2+ D.a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐 蚀,解析 a、b试管中均发生铁的电化学腐蚀，在食盐水中的Fe发生吸氧腐蚀，正极为碳：2H2O+O2+4e- 4OH-，负极为铁：2Fe-4e- 2Fe2+，由于吸收O2,a管中气压降低；b管中的电解质溶液是酸性较强的NH4Cl溶液，故发生析氢腐蚀，正极：2H+2e- H2，负极：Fe-2e- Fe2+。由于放出氢气，b管中气压增大，故U型管中的红墨水应是左高右低，B选项错误。,答案 B,金属腐蚀的本质 金属腐蚀的本质就是金属失电子被氧化。金属 腐蚀有化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。若金属与 接触到的物质直接发生氧化还原反应而引起腐蚀， 则是化学腐蚀，此类腐蚀无电流产生；若合金或不 纯金属接触到电解质溶液构成原电池，其中活泼金 属作负极失去电子被腐蚀，称为电化学腐蚀，此类 腐蚀伴随电流产生，且腐蚀速率比化学腐蚀快。电 化学腐蚀又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，水膜酸性较 强时发生析氢腐蚀，水膜酸性很弱或非酸性时发生 吸氧腐蚀。,下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是 （ ） 纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗 当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品 起保护作用 海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺 牲阳极的阴极保护法 可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以 保护它不受腐蚀 A. B. C. D.,解析 纯银器表面在空气中易生成硫化物失去光泽；当镀锡铁制品镀层破损时，由于铁比锡活泼，形成原电池时，铁作原电池的负极，加快铁的腐蚀；锌比铁活泼，当在海轮外壳上连接锌块后，锌失电子而海轮外壳被保护；要采用电解原理保护金属，应将金属与电源的负极相连，即作电解池的阴极。综合上述分析，可知、正确。,答案 C,高考失分警示 1.同一个原电池反应在不同的介质中其电极反应式有可能是不相同的，如氢氧燃料电池，其总反应的化学方程式都是2H2+O2 2H2O，但在碱性介质、中性介质和酸性介质中其电极反应式是不同的。另外由相同的电极材料组成的原电池，在不同的介质中其电池反应、电极名称、电流方向也有可能不同，如：由镁、铝作电极组成的原电池，在氢氧化钠溶液中，铝作负极，镁作正极；而在稀盐酸中则铝作正极，镁作负极，因此在解电化学题时要特别关注介质的成分，慎重思考介质所起的作用。,2.只有氧化还原反应才有电子的得失，只有氧化还原反应才可能被设计成原电池，复分解反应永远不可能被设计成原电池。 3.无论什么样的电极材料、电解质溶液（或熔融状态的电解质）构成原电池，只要是原电池就永远遵守电极的规定：电子流出的电极是负极，电子流入的电极是正极。 4.在化学反应中，失去电子的反应（电子流出的反应）是氧化反应，得到电子的反应（电子流入的反应）是还原反应，所以在原电池中，负极永远发生氧化反应，正极永远发生还原反应。 5.在电解池中分析阳极上的电极反应，应首先看阳极材料，因为活泼电极作阳极会先放电。,1. 右图为直流电源电解稀Na2SO4 水溶液的装置。通电后在石墨电 极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶 液。下列实验现象中正确的是（ ） ,A.逸出气体的体积，a电极的小于b电极的 B.一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气 味气体 C.a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色,D.a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色,解析 用惰性电极电解Na2SO4水溶液时，阴、阳两极发生的电极反应分别为： 阴极（a）：4H+4e- 2H2 阳极（b）：4OH-4e- 2H2O+O2 由于H+和OH-都来自H2O的电离，因此在阴极有OH-生成，在阳极有H+生成，故遇到石蕊溶液，a极显碱性，呈蓝色，而b极附近显酸性，呈红色。,答案 D,2.(2009北京理综，6)下列叙述不正确的是（ ） A.铁表面镀锌，铁作阳极 B.船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀 C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2+2H2O+4e- 4OH- D. 工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl-2e- Cl2,解析 铁表面镀锌，铁应作阴极而锌作阳极，A错误；锌比铁活泼，在船底镶嵌锌块，可有效防护船体被腐蚀；钢铁的吸氧腐蚀中正极上O2得到e-被还原；工业电解食盐水的反应中阳极上Cl-失去e-被氧化，故B、C、D均正确。,A,3.一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中 甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发 生的反应是 （ ） A.CH3OH+O2-2e- H2O+CO2+2H+ B.O2+4H+4e- 2H2O C.CH3OH+H2O-6e- CO2+6H+ D.O2+2H2O+4e- 4OH-,解析 在酸性条件下，甲醇与氧作用生成水和二氧化碳，总反应方程式为2CH3OH+3O2 2CO2+4H2O，因此负极反应为CH3OH+H2O-6e- CO2+6H+。,C,4.关于铅蓄电池的说法正确的是 （ ） A.在放电时，正极发生的反应是 Pb+SO PbSO4+2e- B.在放电时，该电池的负极材料是铅板 C.在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小 D.在充电时，阳极发生的反应是 PbSO4+2e- Pb+SO,2- 4,2- 4,解析 铅蓄电池放电时正极反应为PbO2+4H+SO +2e- PbSO4+2H2O;负极材料为铅板；充电时阳极反应是PbSO4+2H2O-2e- PbO2+4H+SO ；充电时，电池中硫酸的浓度增大。,2- 4,2- 4,B,5.关于下图的说法正确的是 （ ） ,A.装置中阴极处产生的气体能够使湿润淀粉KI试 纸变蓝 B.装置中待镀铁制品应与电源正极相连 C.装置中电子由b极流向a极 D.装置中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与 NaOH溶液反应,解析 A项中应是阳极产生Cl2;B项中电镀池中，待镀制品应作阴极，与电源负极相连；C项中原电池外电路电子是由负极流向正极。,答案 D,6.在一个U形管里盛有氯化铜溶液，并插入两块锌片 作电极，按下图连接。 （1）如果把电键K接A，该装置应是 ， Zn极是 极，电极反应为 ； Zn极是 极，电极反应为 。,（2）上述反应进行5 min后，转换电键K到C，则这一装置是 ，Zn极是 极，电极反应式是 ，Zn极是 极，电极反应式是 。 （3）若装置（1）中反应进行2 min后，再转换电键K到B，则Zn极发生的化学反应为 ；Zn极发生的化学反应为 。,解析 当电键K接触A点时，构成一个有外接直流电源的电解装置，与电源正极相连的Zn极是阳极，与电源负极相连的Zn极是阴极。,当工作5 min后Zn极上析出了Cu，此时，将电键K接触C点，构成一个原电池装置，表面覆盖铜的Zn极是原电池的正极，Zn极是原电池的负极。当把电键K接触B点时，形成断路，Zn极发生Zn与CuCl2的置换反应，Zn极由于在锌的表面有铜，又浸在CuCl2溶液中，构成一个原电池，发生电化学腐蚀。,答案 （1）电解池 阳 Zn-2e- Zn2+ 阴 Cu2+2e- Cu （2）原电池 负 Zn-2e- Zn2+ 正 Cu2+2e- Cu （3）Zn+Cu2+ Zn2+CuZn+Cu2+ Zn2+Cu,1.(2009广东理基，34)下列有关电池的说法不正确 的是 （ ） A.手机上用的锂离子电池属于二次电池 B.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向 锌电极 C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D.锌锰干电池中，锌电极是负极,解析 锂离子电池可以充电再次使用，属于二次电池，A项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流由铜流向锌，而电子是由锌流向铜，B项错；电池的实质即是化学能转化成电能，C项正确；Zn失去电子生成Zn2+，故作为负极，D项正确。,B,2.LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等 优点，可用于电动汽车。电池反应为FePO4+Li LiFePO4,电池的正极材料是LiFePO4，负 极材料是石墨，含Li+导电固体为电解质。下列有 关LiFePO4电池说法正确的是 （ ） A.可加入硫酸以提高电解质的导电性 B.放电时电池内部Li+向负极移动 C.充电过程中，电池正极材料的质量减少 D.放电时电池正极反应为FePO4+Li+e- LiFePO4,放电,充电,解析 由于Li能和稀H2SO4、H2O反应，因此电解质不能用硫酸；放电过程为原电池原理，在原电池中，阴离子向着负极移动，阳离子向着正极移动；充电过程是电解的过程，电解池的阳极失电子，即LiFePO4-e- Li+FePO4，因此阳极材料（LiFePO4）质量会减少；将电解池阳极反应倒过来就是原电池的正极反应。综合上述分析可知C、D正确。,答案 CD,3.下列叙述正确的是 （ ） A.在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子 的氧化反应 B.用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴、阳两极产物的 物质的量之比为12 C.用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子转 移，则生成1 mol NaOH D.镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀,解析 A项中电解池的阴极发生的是还原反应；B项中用惰性电极电解Na2SO4溶液，实质是电解水，在阴、阳两极上析出的是H2和O2，其物质的量之比为21；D项中锡的活动性比铁弱，构成原电池时铁作负极，故镀锡铁板比镀锌铁板易腐蚀。,C,4.锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴 （LiCoO2），充电时LiCoO2中Li被氧化，Li+迁移 并以原子形式嵌入电池负极材料碳（C6）中，以 LiC6表示。电池反应为LiCoO2+C6 CoO2+ LiC6,下列说法正确的是 （ ） A.充电时，电池的负极反应为LiC6-e- Li+C6 B.放电时，电池的正极反应为CoO2+Li+e- LiCoO2 C.羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池 的电解质 D.锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低,充电,放电,解析 充电时，Li被氧化，电池负极反应为Li+C6+ e- LiC6,故A项错误；由于Li为活泼金属，可与羧酸、醇等物质反应，故C项错误；由于Li的摩尔质量较小，所以锂电池的比能量应较高，故D项错误。,答案 B,5.如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养 皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶 液，冷却后形成琼胶（离子在琼胶内可以移 动），下列叙述正确的是（ ）,解析 依据原电池原理分析可知:a中铁钉作负极，发生氧化反应，铜丝作正极发生O2+2H2O+4e- 4OH-的还原反应，可知A、C错误；b中铁钉作正极，发生O2+2H2O+4e- 4OH-的还原反应，而铝条发生氧化反应不会冒气泡，D错误。,A.a中铁钉附近呈现红色 B.b中铁钉上发生还原反应 C.a中铜丝上发生氧化反应 D.b中铝条附近有气泡产生,答案 B,6.用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段 时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后 恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转 移的电子为 （ ） A.0.1 mol B.0.2 mol C.0.3 mol D.0.4 mol,解析 没有真正理解电解后的溶液要想复原，应满足“少什么，加什么”的原则,只根据0.1 mol铜元素转移电子0.2 mol，而错选B。电解硫酸铜溶液的反应方程式为2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4，要恢复到电解前的浓度和pH，则需要加入CuO。现加入的是0.1 mol的Cu(OH)2，说明电解完0.1 mol CuSO4后，又继续电解了0.1 mol H2O。据电极反应和元素守恒,电解,可知：阴极产物为0.1 mol Cu和0.1 mol H2,阳 极产物为0.1 mol O2，可得转移电子的物质的量 为0.4 mol,选D。,7.下列关于金属腐蚀叙述正确的是 （ ） A.金属在潮湿空气中腐蚀的实质是： M+nH2O M(OH)n+ H2 B.金属的化学腐蚀的实质是M-ne- Mn+,电子直接 转移给氧化剂 C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D.在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是 吸氧腐蚀,答案 D,解析 金属可发生析氢腐蚀，也可能发生吸氧腐 蚀，所以A、C不对。,答案 BD,8.某同学按下图所示的装置进行电解实验。下列说 法正确的是 （ ）,A.电解过程中，铜电极上有H2产生 B.电解初期，主反应方程式为Cu+H2SO4 CuSO4+H2,C.电解一定时间后，石墨电极上有铜析出 D.整个电解过程中，H+的浓度不断增大,解析 从装置图可以看出铜接电源正极作阳极，石墨作阴极，应在阴极区产生H2，且H+浓度应逐渐减小，故A、D错；电解初期主要是电解H2SO4，而随着电解进行，溶液中CuSO4浓度逐渐增大，Cu2+参与电极反应，在石墨电极上析出Cu，故B、C正确。,答案 BC,9.500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c（NO ）=0.6 mol/L,用石墨作电极电解此溶液，当通电一 段时间后，两极均收集到2.24 L气体（标准状况 下），假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说 法正确的是 （ ） A.原混合溶液中c（K+）为0.2 mol/L B.上述电解过程中共转移0.2 mol电子 C.电解得到的Cu的物质的量为0.05 mol D.电解后溶液中c（H+）为0.2 mol/L,- 3,解析 石墨作电极电解KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液，阳极反应式为4OH-4e- 2H2O+O2,阴极先后发生两个反应：Cu2+2e- Cu，2H+2e- H2。从收集到O2为2.24 L这个事实可推知上述电解过程中共转移0.4 mol电子，而在生成2.24 L H2的过程中转移0.2 mol电子，所以Cu2+共得到0.4 mol-0.2 mol= 0.2 mol电子，电解前Cu2+的物质的量和电解得到的Cu的物质的量都为0.1 mol。电解前后分别有以下守恒关系：c（K+）+2c（Cu2+)=c(NO ),c(K+)+c(H+)= c(NO ),不难算出：电解前c（K+）=0.2 mol/L，电解后c（H+）=0.4 mol/L。,- 3,- 3,答案 A,10.铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答： （1）工业冶炼铝的化学方程式是 。 （2）铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是 。 （3）工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根 杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有 阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理 如图所示。,该电解槽的阳极反应式是 。 通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因： 。 除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口 （填 写“A”或“B”）导出。,解析 根据电解原理，阳极应是OH-失电子，所以电极式为4OH-4e- 2H2O+O2，而阴极为H+放电，促进水的电离，使OH-浓度增大，所以pH增大，根据阳离子交换膜的特点，K+可从阳极区进入阴极区和OH-组成KOH，从而可在阴极区得纯的KOH，故液体应从B口导出。,答案 （1）2Al2O3（熔融） 4Al+3O2 （2）2Al+2OH-+2H2O 2AlO +3H2 （3）4OH-4e- 2H2O+O2 H+放电，促进水的电离，OH-浓度增大 B,- 2,通电,11.一种新型的熔融盐燃料电池因具有高发电效率而 倍受重视。现用Li2CO3和a2CO3的熔融盐混合 物做电解质，一极通入CO气体，另一极通入空气 与CO2的混合气体，制得燃料电池。 该电