电化学题型总结.doc

大地学校高二年级化学学案 编号 班次_ 时间2015年 月 日 主编 审核教师 学生姓名_ 第二节化学电源学习目标：了解电化学常见题型及解题思路。学习重点：原电池原理及电解原理的理解与应用。学习方法：课前认真填写学案 ，感悟归纳方法。学习过程：（一）据现象判断电极名称写电极反应现象包括：气泡、增重、变色、移向等判断电极写电极反应。1. 如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的NaCl饱和溶液，C（）、C（）为多孔石墨电极接通S后，C（）附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成下列说法正确的是 （ ）AC（）电极产生可燃性气体BC（）的电极附近溶液呈碱性CC（）电极产生的气体可使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝色电解过程中发生的化学方程式为： 2NaCl 2Na+Cl22.如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的NaCl饱和溶液，c( I)、C()为多孔石墨电极。 断开S2，接通S1后，c( I)附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段时间后（两玻璃管中液面未脱离电极），断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转， 说明此时该装置形成了原电池，关于该原电池的叙述，正确的是 （D）AC(I)的电极名称是阴极BC()的电极名称是负极 CC(I)的电极反应式是2H+2e- = H2 DC()的电极反应式是Cl2+2e-=2Cl-3.（2008年上海化学12）取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圆呈浅红色。则下列说法错误的是 （ D ）Ab电极是阴极Ba电极与电源的正极相连接C电解过程中，水是氧化剂Db电极附近溶液的pH变小4.（2011浙江高考10）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周中心区(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 （ B ）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：O22H2O4e4OHC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：Cu2eCu25.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（B）Aa为正极，d为负极；NaClO和NaClBa为负极，d为阳极；NaClO和NaClCa为阳极，d为阴极；HClO和NaClDa为阴极，d为正极；HClO和NaCl6.有电解装置如下图，图中B装置盛1 L 2 molL-1Na2SO4溶液，A装置中盛1 L 2 molL-1AgNO3溶液，通电后，湿润的淀粉KI试纸的C端变蓝色，电解一段时间后，试完成下列问题：（1）A中发生反应的化学方程式为_。（2）在B中观察到的现象为_。（3）室温下，若从电解开始到时间为t时，A、B装置中共收集到气体0.168 L（标准状况），若电解过程中无其他副反应发生，且溶液体积变化忽略不计，则在t时，A溶液的pH为_。（二）已知充放电总反应 充电放电e-e-放电时，得电子，价降低，被还原放电时，失电子，价升高，被氧化充电时，得电子，价降低，被还原充电时，失电子，价升高，被氧化+- X1.高铁酸钾（K2FeO4）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为_ 。与MnO2-Zn电池类似，K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为_，该电池总反应的离子方程式为_ 。2.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，下列叙述不正确的是 A放电时负极反应为：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 （ C ）B充电时阳极反应为：Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO42-+4H2OC放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化D放电时正极附近溶液的碱性增强3.蓄电池在放电时起原电池作用，在充电时起电解池作用，下列是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时的反应：下列有关爱迪生蓄电池的推断中不正确的是 ( CD)Fe(OH)2+Ni(OH)2 Fe+NiO2+2H2O，A放电时Fe做负极，NiO2做正极 B放电时溶液中的阳离子向正极移动 C充电时的阳极反应是Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH- D该蓄电池既可用KOH溶液又可用稀H2SO4做电解质溶液（三）可逆反应原电池已知反应AsO2I2HAsOI2H2O是可逆反应。设计如图装置(盐桥中的阴、阳离子可以自由移动，盐桥在原电池中不参与反应，只起导体作用)，进行下述操作：()向(B)烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安培表指针偏转：()若改往(B)烧杯中滴加40%NaOH溶液，发现微安培表指针向前述相反方向偏转。(1)两次操作过程中指针偏转方向为什么会相反？试用电极反应和化学平衡移动的原理解释此现象。_。(2)()操作过程中C1棒上发生的电极反应为_。(3)()操作过程中C2棒上发生的电极反应为_。答案：(1)B中反应为AsO2eH2OAsO2H，加盐酸，化学平衡左移，AsO发生还原反应；加入NaOH后，化学平衡右移，AsO发生氧化反应(2)2I2e=I2(3)AsO2eH2O=AsO2H（四）分阶段电解1.用惰性电极电解250mLNaCl和CuSO4的混合溶液,经过一段时间后两极分别得到11.2L（标准状况下）气体.原混合溶液中NaCl的物质的量浓度不可能为 （ D ） A.0.5mol/L B.1mol/L C.1.5mol/L D.4mol/L2.常温下用惰性电极电解200 mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如下图所示（以下气体体积已换算成标准状况下的体积），根据图中信息回答下列问题。通过计算推测：原混合溶液NaCl和CuSO4的物质的量浓度；t2时所得溶液的pH；若用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液200mL，经过一段时间后两极均得到224mL气体，则原混合溶液中的氯离子浓度的取值范围为，铜离子浓度的取值范围为。答案阳极首先逸出的是Cl2n(NaCl)2n(Cl2)0.02 mol，则c(NaCl)0.1mol/L（1分）阳极得到336 mL气体中，含0.01 mol Cl2和0.005 mol O2转移电子的物质的量为：0.01 mol20.005 mol40.04 mol此过程中阴极刚好全部析出铜n(CuSO4)n(Cu)0.04 mol20.02 mol则c(CuSO4)0.1mol/L（2分）t2时溶液中c(Na)0.1 mol/L，c(SO42)0.1 mol/L根据电荷守恒有：c(H)20.1 mol/L0.1 mol/L0.1 mol/L即溶液的pH1（2分）0c(Cl)0.1mol/L（2分）0c(Cu2)0.05mol/L（2分）3.以惰性电极电解NaCl溶液或CuSO4溶液都得到三种产物A、B、C，各物质之间的转化关系如下图所示（图 中参与反应和生成的水都已略去）。已知甲是短周期元素的单质，它是日常生活中常用的包装材料。回答下列问题：(1)甲在元素周期表中位置是_。(2)若电解的是NaCl溶液：A与B反应的离子方程式是_。若电解100mL0. 1molL-1NaCl溶液，阴、阳两极各产生112mL气体（标准状况），则所得溶液的pH为 _（忽略反应前后溶液的体积变化）。(3)若电解的是CuSO4溶液：E的化学式是_；电解时阳极的电极反应式是_ ；加热时，A的浓溶液可与B发生反应，A的浓度随时间变化的图像正确是_。答案(1)第3周期第A族(2)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O ；13(3)SO2；4OH-4e-=O2+2H2O；A；Cu（五）先电解后放电1.在下图所示装置中，试管A、B中的电极为多孔的惰性电极；C、D为两个铂夹夹在被Na2SO4溶液浸湿的滤纸条上，滤纸条的中部滴有KMnO4液滴；电源有a、b两极。若在A、B中充满KOH溶液后倒立于盛KOH溶液的水槽中，断开K1，闭合K2、K3，通直流电，实验现象如图所示，请回答下列问题：标出电源的正、负极：a为 极，b为 极。在湿的Na2SO4滤纸条的中部KMnO4液滴处发生的现象为 。若电解一段时间后，A、B中均有气体包围电极。此时切断K2、K3，闭合K1，则电流表的指针_（填是或否）偏转，其理由是_。若电流表的指针发生偏转，请写出有关的电极反应式：A中_ ；B中_（若指针不发生偏转，则此题不需要回答）。若指针不发生偏转，请说明理由_（若指针发生偏转，则此题不需要回答）。答案负极 正极；紫红色的KMnO4液滴向D极移动；是 切断K2、K3，闭合K1，则由B中的H2与电极，A中的O2与电极，和KOH溶液组成氢氧燃料电池，将化学转化为电能，所以，电流表的指针发生偏转；O2 + 2H2O + 4 4 H22OH 2H2O2e。电解KOH溶液实质是电解水，所得的产物是H2和O2，因为B中的气体的体积是A中气体体积的2倍，所以B中为H2，A中为O2，即A为阳极，B为阴极， 所以a为负极，b为正极。a为负极，b为正极，D为阳极，C为阴极，湿的Na2SO4滤纸条相当于电解池，阴离子向阳极移动，故紫红色的KMnO4液滴向D极移动；切断K2、K3，闭合K1，则由B中的H2，A中的O2，与KOH溶液组成氢氧燃料电池，将化学转化为电能，所以，电流表的指针发生偏转；组成原电池A为正极，电极反应式：O2 + 2H2O + 4 4，B为负极，电极反应式：H22OH 2H2O2e。（六）多池串联一个作原电池1.如图是一个化学过程的示意图，回答下列问题：（1）甲电池是_装置，乙池是_装置（2）通入CH3OH的电极名称是_，B电极的名称是_；（3）写出甲池中的电极反应式_，_；（4）乙池中反应的化学方程式为_（5）当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2 _mL（标准状况下） （已知Fe：56 Ag：108）答案（1）原电池（化学能转变为电能）；电解池（电能转变为化学能）（2负极；阳极（3）（-）CH3OH-6e-+8OH-CO32-+6H2O；（+）O2+2H2O+4e-=4OH-（4）（5）2802.有下图所示装置：（1）装置A中b为极，电极反应式为，a极反应式为；（2）装置B中C为极，电极反应式为。（3）当铁电极的质量变化为12.8g时，a极上消耗O2在标准状况下的体积为L。（4）若将装置B中的CuSO4溶液更换为100mL滴有酚酞的饱和NaCl溶液，电解一段时间后极附近颜色变红，当装置A中消耗0.05mol氢气时，装置B中溶液的pH为。（5）若将装置B改为电解精炼铜，则粗铜作极，另一极反应为。（1）负 2H2-4e-+4OH-=4H2O。O2+4e-+2H2O =4OH-。 （2）阳 4OH-4e-= O2+2H2O（3） 2.24L。 （4） 阴 14 ( 5) 阳 Cu2+2e-=Cu。3某同学组装了如图所示的电化学装置，则下列说法正确的是A图中甲池为原电池装置，Cu电极发生还原反应B实验过程中，甲池左侧烧杯中NO3的浓度不变C若甲池中Ag电极质量增加5.4g时，乙池某电极析出1.6g金属，则乙中的某盐溶液可能是AgNO3溶液D若用铜制U形物代替“盐桥”，工作一段时间后取出U形物称量，质量会减小4.某同学组装了如图所示的电化学装置电极I为Al，其他电极均为Cu，则A电流方向：电极IV 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-=Cu5.如图所示，将两烧杯用导线如图相连，Pt、Cu、Zn、C分别为四个电极，当闭合开关后，以下叙述正确的是 （ ）ACu极附近OH浓度增大 BCu极为原电池负极 C电子流向是由C极流向Pt极 D当C极上有4 mol电子转移时，Pt极上有1 mol O2生成.按照下图接通线路，反应一段时间后，回答下列问题(假设所提供的电能可以保证电解反应的顺利进行)(1)U型管内发生什么现象？ _。(2)写出有关反应的化学方程式：A： _， a：_，B：_。(3)在a、b两烧杯中发生的现象： _。 (4)如果小烧杯中有0.508 g碘析出，则大烧杯中负极减轻_g(1)左侧管内有黄绿色气体逸出，右侧管内有无色气体逸出，右侧溶液由无色变为红色(2)A：ZnH2SO4=ZnSO4H2；a：2KICl2=2KClI2；B：2KCl2H2OH2Cl22KOH(3)a烧杯中溶液变蓝，b烧杯中有无色气体逸出，溶液无明显变化(4)0.13（七）有交换膜的电解池，不同室得到了不同性质的产品1.右图所示装置是一种可充电电池，装置为电解池。离子交换膜只允许Na+通过，充放电的化学方程式为2Na2S2+NaBr3Na2S4+3NaBr。闭合开关K时，b极附近先变红色。下列说法正确的是 （ B )A当有0.01 mol Na+通过离子交换膜时，b电极上析出标准状况下的气体112 mLB负极反应为4Na4e-=4Na+C闭合K后，b电极附近的pH变小D闭合K后，a电极上有产生氢气2.碱工业中常用离子交换膜法电解制碱（如图1所示）（1）写出图1中阴极的电极反应式_（2）已知阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过工业上若用图2装置电解饱和Na2SO4溶液来生产纯净的NaOH和H2SO4，则该装置最主要的缺陷是_3.现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极，请用氯碱工业中的膜技术原理，回答下列问题。（1）写出氯碱工业中电解饱和食盐水的反应式_，阳离子交换膜在氯碱工业中的作用是_。写出用惰性电极电解硫酸钠水溶液的总反应式：_。（2）请利用交换膜技术，根据上图框架，设计一个电解硫酸钠溶液制氢氧化钠溶液和硫酸溶液的装置，标出进出物质的名称。A_；B_；C_；D_；E_；F_；G_。膜b为_（填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”）。4.现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极和如下图所示的电解槽，用氯碱工业中的离子交换膜技术原理，可电解 溶液生产 溶液和 溶液。（1）阳极反应式为_；（2）从A口出来的是_溶液；（3）是阳离子交换膜，允许_通过;（4）D溶液从_口加入。5.次磷酸(H3PO2)也可以通过电解的方法制备。工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：写出阳极的电极反应式_；分析产品室可得到H3PO2的原因 _早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2，将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室，其缺点是杂质。该杂质产生的原因是：_。6.全钒液流储能电池是利用不同价态离子对氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如下图所示（已知V2+呈紫色，V3+呈绿色；VO2+呈蓝色，VO2+呈黄色溶液中c（H+）=2.0mol/L，阴离子为SO42-）（1）电池放电时，左槽溶液由黄色变为蓝色左槽的电极反应式为_外加负载为浸有KI淀粉试液的滤纸，则滤纸的_点先变蓝（“A”或“B”）（2）电池充电时，外加电源的_（填“A”或“B”）为正极，右槽溶液的颜色变化为：_（3）放电过程中，H+的作用为_和_（4）充电时，若转移的电子数为3.011023个，左槽溶液中n（H+）的变化量为_7.直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。（1）用化学方程式表示S形成硫酸酸雨的反应方程式，。（2）在钠碱循环法中，Na2SO3溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO2制得，该反应的离子方程式是。（3）吸收液吸收SO2的过程中，pH随n(SO3)，n(HSO3)变化关系如下表:n(SO3):，n(HSO3)91：91：11：91PH.7.26.2上表判断NaHSO3溶液显性，用化学平衡原理解释:当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母):（4）当吸收液的pH降至约为6时，送至电解槽再生。再生示意图如下:HSO3-在阳极放电的电极反应式是。当阴极室中溶液PH升至8以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理:。8.实验室中，以一定浓度的乙醛Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的处理过程，其装置如图所示。若以甲烷碱性燃料电池为直流电源，则燃料电池中b极应通入_（填化学式），电极反应式为_。电解过程中，阴极区Na2SO4的物质的量_（填“增大”、“减小”或“不变”）。在实际工艺处理中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛含量为3 000 mgL1的废水，可得到乙醇_kg（计算结果保留小数点后一位）。（八）电化学计算解题思路：cmNVc找关系（找已知量与未知量的关系）据守恒：电子守恒法，关系式法，方程式法1.电极产物间的关系如电解硫酸铜溶液，2Cu-O2-2H2SO4电解氯化钠溶液，2NaCl-H2-Cl2-2NaOH.电极产物与溶液中某种离子浓度间的关系（包括pH）如电解氯化钠溶液，2NaCl-H2-Cl2-2NaOH-2OH-解硫酸铜溶液，2Cu-O2-2H2SO4 -4H+电解硝酸银溶液，4Ag-O2-2H2SO4 -4H+3.溶液中离子浓度的变化生成的或消耗的，加上或减去迁移的（移来、移走）如电解氯化钠溶液，通过电路0.1mol电子，阴极Na+为，原来的+移来的。以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如图：下列说法不正确（）A在阴极式，发生的电极反应为：2H2O2e2OHH2 B在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H+浓度增大，使平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O向右移动C该制备过程总反应的化学方程式为：4K2CrO44H2O2K2Cr2O74KOH2H2O29 W D- b) T1 O+ b D测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比为d，则此时铬酸钾的转化率为1-d24.与物理电学关系(1)电量q=It=n(e-)NAe-NAe-=法拉第常数NA=6.021023一般认为此值是96485.33830.0083C/mol(2)电功（消耗的电能）W=IU= qt Ut=qU（2013年）二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kwhkg1)。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的负极反应为_，一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生_个电子的电量；该电池的理论输出电压为1.20 V，能量密度E = _(列式计算。能量密度 = 电池输出电能燃料质量，lkWh = 3.6106J)。(九).电解池串联如图乙所示是根据图甲的电解池进行电解时，某个量(纵坐标x)随时间变化的函数图象(各电解池都用石墨作电极，不考虑电解过程中溶液浓度变化对电极反应的影响)，这个量x表示 （ C ) A各电解池析出气体的体积B各电解池阳极质量的增加量 C各电解池阴极质量的增加量D各电极上放电的离子总数（十 ）活泼电极与惰性电极电解的比较1.在25C时，将两个铜电极插入一定量的饱和Na2SO4溶液中进行电解，通电一段时间后在阴极上逸出amol气体，同时析出w克Na2SO410H2O晶体，若保持温度不变，此时剩余溶液的质量分数是 （ ）A.7100161 B.100ww+36a C.7100w161（w+18a) D.7100w161(w+36a)2.两种电解装置：以铜为电极电解Na2SO4溶液；以铂为电极电解Na2SO4溶液。当两装置中产生的氢气质量相同时，两装置消耗的水的质量之比为（） A1：1 B12 C21 D有一装置不消耗水，无法比较3.电解是最强有力的氧化还原手段，在化工生产中有着重要的应用。请回答下列问题：（1）以铜为阳极，以石墨为阴极，用NaCl溶液作电解液进行电解，得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源，则阳极反应式为_，阴极反应式为_。（2）某同学设计如图所示的装置探究金属的腐蚀情况。下列判断合理的是_（填序号）。a区铜片上有气泡产生b区铁片的电极反应式为2Cl2e=Cl2c最先观察到变成红色的