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专题四 电化学考题分析（2012）13.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是（ ）A. 图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B. 图b中，开关由M改置于N时，合金的腐蚀速率减小C. 图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D. 图d中，Zn - MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的28.（4）以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是 。a. 电能全部转化为化学能 b.粗铜接电源正极，发生氧化反应c.溶液中Cu2+向阳极移动 d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属（5） 利用反应2Cu+O2+ 2H2SO4 2 CuSO4 + 2H2O可以制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为 。（2011）15、以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是（）A未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定的关系C电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用29.（2）右图为钠硫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+xSNa2Sx，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。（2010）28.（4）以H2为燃料可制成氢氧燃料电池。 已知 2H2（g）+O2（g）=2H2O(I) H=-572KJmol-1 某氢氧燃料电池释放2288KJ电能时，生成1mol液态水，该电池的能量转化率为 。29.（2）镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是_。（3）利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。 若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_处。 若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_。（2009）29.Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。（1）该电池的负极材料是。电池工作时，电子流向（填“正极”或“负极”）。（2）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是。欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的（填代号）。a.NaOH b.Znc.Fe d.NH3H2O(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是。若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为。（2008）（2）以丙烷为燃料制作的新型燃料电池。电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程程式为_；放电时，C032-移向电池的_(填“正”或“负”)极。（2007）29.（15分）铁及铁的化合物应用广泛，如3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。（1）写出3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式。（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。 正极反应，负极反应。1、 原电池原理及其应用（一）原电池的构成条件、工作原理 构成原电池的条件：工作原理：(以锌铜原电池为例) 失电子沿导线传递，有电流产生反 应 电子流出 电子流入 变粗、生成气体阴离子不断溶解原 （氧化反应）负极 铜锌原电池 正极（还原反应）阳离子理 活泼金属 电解质溶液小结：原电池正负极的判断方法电极名称电极材料电极反应电子流向离子流向电极现象负极正极思考1原电池的模型中常用盐桥连接，它的作用是什么？例题1、关于如图所示的原电池，下列说法正确的是()A电子从锌电极通过检流计流向铜电极B盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移C锌电极发生还原反应，铜电极发生氧化反应D铜电极上发生的电极反应是2H2e=H22、在下图所示的装置中，能够发生原电池反应的是（ ） A B C D E F （二）原电池原理的应用1加快氧化还原反应的速率2比较金属活动性强弱3用于金属的防护：根据电解质溶液的酸碱性，可把电化学腐蚀分为： 腐蚀和 腐蚀两种。以钢铁腐蚀为例，吸氧腐蚀发生的条件是 ，并呈 ，反应中O2得电子被还原；其电极反应式分别为：负极(Fe)： ，正极(C)： 析氢腐蚀发生的条件是 ，反应时有H2析出；其电极反应式分别为：负极(Fe)： 正极(C)： 所以被保护金属做 极，叫做 4设计原电池：思路例题2、某学生欲完成Cu2Ag=2AgCu2反应，设计了下列四个实验，可行的是()（三）原电池电极方程式的书写及常见的几种化学电源（1）先写出电池反应（即自发进行的氧化还原反应。复杂的电池反应考试往往是已知的）（2）标出反应前后元素化合价变化（3）找出氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物，确定电极反应的反应物及生成物（4）根据化合价的升降数确定得或失的电子数（5）配平电极反应式（注意考虑电解质溶液的性质，常需考虑H、OH-、H2O）（6）可根据电极反应或电池反应分析两极及电解质溶液的变化等例题3、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- = 4OHB.工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变C.该燃料电池的总反应方程式为：2H2+O2 = 2H2OD.用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24LCl2（标准状况）时，有0.1mol电子转移小结：燃料电池电极方程式的书写技巧：误区一：原电池中较活泼金属一定作负极分析：原电池反应是自发进行的反应，原电池形成电流，是由于两极在电解质溶液中放电能力不同而造成的，其中负极是在反应中失电子的一极，负极材料必然是失电子能力较强，但是电极材料在电解质溶液中的放电能力与金属的活泼性并不完全一致，即金属活动性强的不一定是负极。哪一种金属作负极，不仅与金属的活泼性有关，还与该金属与电解质反应的难易有关，即与电解质的酸碱性、电解质的强氧化性等性质有关。如Mg、Al为两极，NaOH溶液为电解质溶液时，Al能与NaOH溶液反应，而Mg不能与NaOH溶液反应，虽然Al较Mg不活泼，但Al却作该原电池的负极。误区二：原电池中负极材料一定参与电极反应分析：当某种电极材料能直接与电解质溶液（或H2O、O2）反应时，负极本身失去电子而直接参与反应。但当电极材料不能与电解质溶液（或H2O、O2）反应时，应是相应的还原剂在负极上反应，如燃料电池，其两极一般用镍、铂等金属粉末或活性炭压制成透气多孔且具有催化活性的电极，通可燃性气体（H2、CH4、C2H6、CO、甲醇蒸气等）的电极为负极，失去电子，发生氧化反应；通助燃性气体（氧气或空气）的电极为正极，得到电子发生还原反应。但两电极材料本身并不参与化学反应，只起传导电子的作用。误区三：原电池中的电解质一定参与原电池反应分析：一般常见原电池的电解质都是其中的阳离子（或溶在电解质中的分子）在正极上放电，如锌铜原电池正极反应：2H+2e-=H2，在钢铁的吸氧腐蚀中正极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-等，易造成若电解质本身不能得失电子就不能构成原电池的错觉。其实大部分电池中的电解质在充、放电时是没有电子得失的，只是起着内电路导电功能和调节离子浓度的作用。如以KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池，负极：2H2+4OH-4e-=4H2O，正极：O2+2H2O+4e-=4OH-，电池总反应式：2H2+O2=2H2O，KOH没有参加原电池反应，只起增强溶液的导电性作用。【巩固练习】1、下列反应可以设计成原电池的是()CaOH2O=Ca(OH)2FeH2SO4=FeSO4H22H2O=2H2O2NaClAgNO3=AgClNaNO3Cu2AgNO3=2AgCu(NO3)2Fe2FeCl3=3FeCl2A B C D全部2、用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（ ）在外电路中，电流由铜电极流向银电极 正极反应为：Ag+e-=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A BCD3、将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（ ）A两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C两烧杯中溶液的pH均增大 D产生气泡的速度甲比乙慢4、下列关于原电池的叙述正确的是（ ） A：构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属 B：原电池是化学能转变为电能的装置C：在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原 D：原电池放电时，电流的方向是从负极到正极5、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连可以组成几个原电池。若a、b 相连时a为负极；c、d相连时电流由d到c；a、c相连时c极上产生大量气泡；b、d相连时b上 有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱为 A.abcdB.acdb C.cabdD.bdca6、在用Zn、Cu片和稀H2SO4组成的原电池装置中，经过一段时间工作后，下列说法中正确的是（ ）A. 锌片是正极，铜片上有气泡产生 C 电流方向是从锌片流向铜片B. 溶液中H2SO4 的物质的量减少 D 电解液的pH保持不变7、某原电池总反应的离子方程式为：2Fe3+Fe3Fe2，不能实现该反应的原电池是 A：正极为Cu，负极为Fe，电解质为FeCl3溶液B：正极为C，负极为Fe，电解质为Fe（NO3）3溶液C：正极为Fe，负极为Zn，电解质为Fe2(SO4)3溶液D：正极为Ag，负极为Fe，电解质为Fe2(SO4)3 溶液8、一个原电池的总反应的离子方程式是ZnCu2+Zn2+Cu，该反应的原电池的正确组成是 （ ） ABCD正极ZnCuZnFe负极Cu ZnAgZn电解质溶液CuCl2H2SO4CuSO4CuCl29、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：O22H2O4e4OHB以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al3OH3e-Al(OH)3C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10、被称之为“软电池”的纸质电池，采用一个薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰。在纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解液。电池总反应为： Zn + 2 MnO2十H2O = ZnO + 2MnO (OH)2。下列说法正确的是（ ）A该电池的正极为锌 B该电池反应中二氧化锰起催化剂作用 C当 0.l mol Zn 完全溶解时，流经电解液的电子个数为 1.204l023 D电池正极反应式为： 2MnO2 + 2e -2H2O =2MnO (OH)2+2OH-11、一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2。下列对该燃料电池说法正确的是()A在熔融电解质中，O2由负极移向正极B电池的总反应是：2C4H1013O28CO210H2OC通入空气的一极是负极，电极反应为：O24e2O2D通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H1026e13O24CO25H2O12、下列事实不能用电化学理论解释的是 ( )A轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块B镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用C铝片不需要用特殊方法保存D锌跟稀硫酸反应时，滴加少量硫酸铜溶液后，反应速率加快13、右图装置中，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 ( )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：Da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀14、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。请回答下列问题：（1）电极X的材料是_；电解质溶液Y是_；（2）银电极为电池的_极，发生的电极反应为_； X电极上发生的电极反应为_；（3） 外电路中的电子是从_电极流向_电极。2、 电解池原理（一）电解原理电极反应规律：电子流向： 电源 流出沿导线 沿导线流入电源 电解质溶液中离子的移动：阳离子 ，阴离子 【例题1】、如图所示装置连接电解池装置，电解40 min后取出铝片，用水冲洗，放在水蒸气中封闭处理2030 min，即可得到更加致密的氧化膜。下列有关说法正确的是()A电解时电子从电源负极导线铝极，铅极导线电源正极B在电解过程中，H向阳极移动，SO42向阴极移动C电解过程中阳极周围溶液的pH下降D电解的总反应：2Al6H=2Al33H2（二） 、电解反应方程式的书写及电解的基本规律 分析电极和电解质溶液中存在的离子； 分析离子的放电顺序； 确定电极、写出电极反应式；写出以惰性电极电解下列溶液的电极反应式与电池总反应1、NaOH H2SO4 Na2SO42、CuSO43、 NaCl【例题2】、如图所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极，按要求回答下列问题。(1)打开K2，闭合K1时。B为_极，A的电极反应为_，最终可观察到的现象是_，涉及的化学反应方程式有：_。(2)打开K1，闭合K2时。E为_极，F极的电极反应为_，检验F极产生气体的方法是_。(3)若往U形管中滴加酚酞试液，进行(1)(2)操作时，A、B、E、F电极周围能变红的是_。(三） 电解原理的应用: 1、电解饱和食盐水（氯碱工业） 反应原理阳极（石墨）： 阴极（铁）： 总反应： 电解生产主要过程：NaCl从 区加入，H2O从 区加入。阴极 放电，破坏了水的电离平衡，使 -浓度增大。 阳极产物为 阴极产物为 2、电镀镀层金属作 ，镀件作 ，电镀液必须含有 离子。 电镀液的浓度在电镀过程中的变化：3、电解冶炼活泼金属Na、Mg、Al等。4、 电解精炼铜： 作阳极， 作阴极，电解液含有 。电极反应：阳极： 阴极【例3】金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（ ）（已知：氧化性Fe2Ni2Cu2）A阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni22eNiB电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2和Zn2D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt （四）、电化学的计算特点 有关电化学的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积，某元素的化合价以及溶液的pH、物质的量浓度等。解答此类题可以根椐电解方程式或电极反应式，应用阴、阳两极得失电子守恒进行有关计算。【例4】将两个铂电极插入500mL CuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为（ ）A.410-3mol/L B.210-3mol/L C.110-3mol/L D.110-7mol/L （五）铅蓄电池的充电和放电充电过程：电解池放电过程：原电池 PbPbO22H2SO4放电充电 PbSO42H2O，【例5】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(s) +SO42(aq)= PbSO4(s) +2eB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(s)+2e= Pb(s)+ SO42(aq) 【巩固练习】1、化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是（ ）A明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化B在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率CMgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料D电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁 2、关于电解饱和NaCl水溶液，下列叙述正确的是()A电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色 D电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性3、欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极，下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是()AAg和AgCl溶液 BAg和AgNO3溶液CPt和AgNO3溶液 DCu和AgNO3溶液4、取一张用饱和的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b电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是( ) Ab电极是阴极Ba电极与电源的正极相连C电解过程中水是氧化剂Db电极附近溶液的pH变小 5、利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是w w. k#s5_u.c o*m A. 电解时以精铜作阳极 B电解时