江苏省无锡新领航教育咨询有限公司高考化学一轮复习 化学能与电能寒假提优辅导.doc

学生姓名： 年级：高三任教学科：化学 教学次数：教学时间： 指导教师： 教学模式： 教学地点：上次课程学生存在的问题：对离子浓度大小比较及ksp的计算还不太熟学生问题的解决方案： 多加练习巩固江苏省无锡新领航教育咨询有限公司2014年高考化学一轮复习 化学能与电能寒假提优辅导【考点分析】近五年来，本省对原电池和电解池原理考查了4次，例如2012年江苏第10题。考查题型以选择题形式出现三次，每题分值约为3-4分。高考试题对本专题能力点的考查以接受、吸收、整合化学信息的能力为主，试题难度中等以上。将电化学知识与图表相结合进行考查，也与氧化还原反应的知识结合考查，还可与生产生活、新科技及新技术等联系进行考查。考点要求为：1理解原电池原理和电解原理。电化学是氧化还原反应知识的应用，分析和判断电极反应，正确书写电极反应式，是掌握电化学基础的重点。2了解化学腐蚀与电化学腐蚀，联系生产、生活中的金属腐蚀现象，会分析和区别化学腐蚀和电化学腐蚀，了解一般防腐蚀方法。用原电池的原理解释简单的防腐蚀和影响化学反应速率的实际问题，常用作高考选择题的选项。3铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业等是电解原理的具体应用。近几年高考题把氯碱工业作为无机推断题中的已知条件，考查氯碱工业的原料和产物。要求了解和熟悉这些反应原理。【知识梳理】考点1构成原电池的条件 1要有活动性不同的两个电极（一种金属与另一种金属或石墨或不溶性的金属氧化物）； 2要有电解质溶液；3两电极浸入电解质溶液且用导线连接或直接接触。考点2 原电池、电解（镀）池电极名称的确定 1确定原电池电极名称的方法 方法一：根据电极材料的性质确定。通常是 （1）对于金属金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极； （2）对于金属非金属电极，金属是负极，非金属是正极，如干电池等；（3）对于金属化合物电极，金属是负极，化合物是正极。 方法二：根据电极反应的本身确定。失电子的反应氧化反应负极；得电子的反应还原反应正极。 2确定电解（镀）池电极名称的方法 方法一：与外电源正极连接的一极是阳极、与负极连接的一极是阴极。方法二：电极上发生氧化反应的是阳极，发生还原反应的是阴极。考点3 原电池和电解池的比较电池原电池电解池 （电能化学能）以惰性材料作阳极以活泼材料作阳极电镀铜电解精炼铜装置举例形成条件活动性不同的两个电极电极插入电解质溶液中形成闭合回路两极有自发的氧化还原反应两电极与直流电源相连。两电极插入电解质溶液中。形成闭合回路。电极名称负级：较活泼的金属或还原剂正极：较不活泼的金属或氧化剂阳极：连电源正极阴极：连电源负极阳极：镀层金属阴极：镀件溶液：含镀层金属离子阳极：不纯金属阴极：纯金属溶液：含纯金属离子电极反应负极：氧化反应，金属失电子正极：还原反应，阳离子得电子阳极：氧化反应，先活泼电极失电子，后溶液中阴离子失电子。阴极：还原反应，溶液中阳离子得电子。电子流向负极(经导线)正极阳极(经导线)电源正极，电源负极(经导线)阴极溶液中离子流向：阴离子移动方向与电子相同。考点4 根据总反应式设计原电池1、可设计成原电池的反应一般应满足如下条件：（1）反应放热；（2）属于氧化还原反应2、步骤首先标明电子转移方向，根据电子转移方向判断正负极材料失电子的为负极，得电子的为正极，其次选择相应的物质构成两个半电池失电子金属和对应的产物构成一个半电池、得电子的离子和一较不活泼的金属或石墨构成另一半电池，最后用盐桥和导线组成闭合回路。例如将fe+2fecl33fecl2设计成原电池装置考点5 金属的腐蚀 1金属腐蚀的实质：金属原子失去电子被氧化而消耗的过程。2金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。3化学腐蚀实质：金属和非电解质或其它物质相接触直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀。其腐蚀过程没有电流产生。4电化学腐蚀实质：不纯金属或合金在电解质溶液中发生原电池反应。电化学腐蚀过程有电流产生。 5腐蚀的常见类型 （1）析氢腐蚀 在酸性条件下，正极发生2h+2e-=h2反应。 （2）吸氧腐蚀 在极弱酸或中性条件下，正极发生2h2o+o2+4e-=4oh-反应。若负极金属不与电解质溶液发生直接的反应，则形成吸氧腐蚀的原电池反应。如生铁浸入食盐水中，会形成许多微小的原电池。6在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢可用下列原则判断：电解原理引起的腐蚀原电池引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。考点6 分析电极反应及其产物 原电池：负极：m-ne-=mn+ 正极：（1）酸性溶液中2h+2e-=h2 （2）不活泼金属盐溶液mn+ne-=m （3）中性、弱酸性条件下2h2o+o2+4e-=4oh- 电解（镀）池： 阳极：（1）若阳极是由活性材料（除c、pt、au等以外的其它金属）做成，阳极反应是阳极金属失去电子而被氧化成阳离子；（2）若阳极是由c、pt、au等惰性材料做成，阳极反应则是电解液中阴离子在阳极失去电子被氧化。阴离子失去电子能力大小顺序为：i-br-cl-oh-含氧酸根f-。阴极：阴极反应一般是溶液中的阳离子得电子的还原反应，阳离子得电子能力大小顺序为：ag+hg2+fe3+cu2+h+pb2+fe2+zn2+al3+mg2+na+ca2+k+。必须注意的是，电镀时通过控制条件，fe2+和zn2+得电子的能力强于h+。考点7 电解实例及规律电解液溶质类别电解总反应式相当于电解溶液phnaoh溶液强碱2h2o2h2+o2水升高h2so4溶液含氧酸降低na2so4溶液活泼金属的含氧酸盐不 变(两极混合液)cucl2溶液不活泼金属的无氧酸盐cucl2cu+cl2电解质本身接近7hcl溶液无氧酸2hclh2+cl2升高nacl溶液活泼金属的无氧酸盐2nacl+2h2oh2+2naoh+cl2电解质与水升高cuso4溶液不活泼金属的含氧酸盐2cuso4+2h2o2cu+o2+2h2so4降低nacl(熔融)离子化合物2nacl2na+cl2电解质本身al2o3(熔融)2al2o34al+3o2【典例分析】例1 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：o22h2o4e-4ohc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cu2e- = cu2【答案】b【解析】nacl溶液滴到一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后在液滴覆盖的圆周中心区(a)被腐蚀变暗，实际上是发生了吸氧腐蚀，这时，负极电极反应为：fe - 2e- = fe2 （发生氧化反应）正极电极反应为：o2 + 2h2o + 4e-= 4oh （发生还原反应）在液滴外沿，由于fe2+ 2oh = fe(oh)2 ， 4fe(oh)2 +o2 +2h2o = 4fe(oh)3 形成了棕色铁锈环（b）.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加nacl溶液，由于fe的金属活动性比铜强，fe 仍为负极，负极发生的电极反应为：fe2e-=fe2。又根据在原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极的规律，cl应由b区向a区迁移。所以a、c、d选项均错误，b选项正确。例2 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：2li2h2o= 2liohh2【答案】c【解析】可迅速选出c项是错误，因为原电池放电时oh是向负极移动的。这种电池名称叫锂水电池。可推测其总反应为：2li2h2o= 2liohh2。再写出其电极反应如下：（）2li2e2li+ （+）2h2o+2e2ohh2结合选项分析a、b、d都是正确的。例3 结合右图判断，下列叙述正确的是a.i和ii中正极均被保护b. i和ii中负极反应均是fe-2e-=fe2c. i和ii中正极反应均是o2+2h2o+4e-=4ohd. i和ii中分别加入少量k3fe(cn)6溶液，均有蓝色沉淀【答案】a 【解析】题给装置i、ii都是原电池，活泼金属作负极，首先被腐蚀，不活泼金属作正极，被保护；a对；i中负极反应式为：zn-2e-=zn2，b错；ii中正极反应式为：2h+-2e-=h2，c错；i中没有fe2，d错；选a。例 4 某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。下列叙述不正确的是aa和b不连接时，铁片上会有金属铜析出ba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da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【答案】d【解析】a、发生置换反应，正确。b、形成原电池，铜片作正极，溶液中cu2发生还原而析出，正确；铁片作负极失去电子形成fe2+，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色，所以c、正确。d、a和b分别连接直流电源正、负极，a作阳极，铜片失去电子形成为cu2。cu2向铁电极移动。错误例5 根据下图，下列判断中正确的是a.烧杯a中的溶液ph升高b.烧杯b中发生氧化反应c.烧杯a中发生的反应为2h+2e-=h2d.烧杯b中发生的反应为2cl-2e-=cl2【答案】ab命题立意：原电池相关知识的考查【解析】题中给出的物质表明，该电池的总反应是2zn + o2 + 2h2o = 2zn(oh)2，a烧杯中电极反应为o2 + 2h2o +4e- =4oh-， b中zn-2e- = zn2+，所以正确项为ab。【技巧点拨】原电池的题是历届常考点，本题可视为由前年高考中的铝空电池变化而来。主要是先要找到电池的总反应，反应中各电极反应、电极周围酸碱性变化、离子浓度变化及计算才能有据可依。例6 甲、乙、丙、丁、戊为原子序数依次增大的短周期元素。甲、丙处于同一主族，丙、丁、戊处于同一周期，戊原子的最外层电子数是甲、乙、丙原子最外层电子数之和。甲、乙组成的常见气体x能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；戊的单质与x反应能生成乙的单质，同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物y和z，0.1 mol/l的y溶液ph1；丁的单质既能与丙元素最高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐l，也能与z的水溶液反应生成盐；丙、戊可组成化合物m。请回答下列问题：(1) 戊离子的结构示意图为_。(2) 写出乙的单质的电子式：_。(3) 戊的单质与x反应生成的y和z的物质的量之比为24，反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为_。(4) 写出少量z的稀溶液滴入过量l的稀溶液中发生反应的离子方程式：_。(5) 按右图电解m的饱和溶液，写出该电解池中发生反应的总反应方程式：_。将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中，观察到的现象是_。【答案】(1) (2) (3)2:3 alo2 hh2o=al(oh)3(5)2nacl2h2o2naohcl2h2 酚酞溶液溶液变红 【解析】甲、乙组成的常见气体x能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则x是nh3，甲是h，乙是n。甲、丙处于同一主族，并且丙的原子序数大于n，则丙是na。根据戊原子的最外层电子数是甲、乙、丙原子的最外层电子数之和，则戊原子最外层电子数=115=7，则戊是cl。戊的单质是cl2，与nh3反应生成乙的单质n2和nh4cl、hcl；并且0.1 moll1的y溶液的ph1，则y是nh4cl，z是hcl。丁的单质能与naoh溶液反应，也能与hcl水溶液反应，则丁是na，生成的盐l是naalo2。丙、戊组成的化合物m为nacl。(1)cl的结构示意图为：。(2)乙单质n2的电子式为：(3)nh3与cl2反应的化学方程式：4nh33cl2=n22nh4cl4hcl，在反应中氨气做还原剂，氯气做氧化剂，被氧化的物质与被还原的物质之比为：2:3。(4)将少量的盐酸滴入过量naalo2溶液中发生反应的离子方程式为：alo2 hh2o=al(oh)3。(5)按右图电解饱和氯化钠溶液，反应的方程式为：2nacl2h2o2naohcl2h2。电解后得到naoh溶液，滴入酚酞溶液中，观察到溶液变红。例7 氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示。溶液a的溶质是 。电解饱和食盐水的离子方程式是 。电解时用盐酸控制阳极区溶液的ph在23。用化学平衡移动原理解释盐酸的作用： 。电解所用的盐水需精制，去除有影响的ca2、mg2、nh4、so42c(so42)c(ca2)。精制流程如下（淡盐水和溶液a来自电解池）：盐泥a除泥沙外，还含有的物质是 。过程i中将nh4转化为n2的离子方程式是 。baso4的溶解度比baco3的小。过程ii中除去的离子有 。经过程iii处理，要求盐水c中剩余na2so3的含量小于5mg/l。若盐水b中naclo的含量是7.45mg/l，则处理10m3盐水b，至多添加10% na2so3溶液 kg（溶液体积变化忽略不计）。【答案】naoh 2cl+2h2oh2+cl2+2oh cl2与水反应：cl2+h2ohcl+hclo，增大hcl的浓度使平衡逆向移动。减少cl2在水中的溶解，有利于cl2的逸出 mg(oh)2 2nh4+3cl2+8ohn2+6cl+8h2o so42、ca2 1.76【解析】电解饱和食盐水时，阴极产物为naoh和h2，阳极产物是cl2，反应的离子方程式是2cl+2h2oh2+cl2+2oh，据此可以确定溶液a的溶质是naoh；电解时用盐酸控制阳极区溶液的ph在23的作用是促使化学平衡cl2+h2ohcl+hclo向左移动，减少cl2在水中的溶解，有利于cl2的逸出；根据粗盐水和淡盐水的化学成分，代入题给精制盐水的流程进行分析，可知过程i是将mg2转化为mg(oh)2沉淀除去，即盐泥a除泥沙外，还含有的物质是mg(oh)2；将nh4转化为n2的氧化剂是cl2，对应的离子方程式是2nh4+3cl2+8ohn2+6cl+8h2o；过程ii是利用沉淀溶解平衡原理，将溶液中的ca2和so42分别转化为caco3和baso4沉淀除去；naclo与na2so3溶液反应的化学方程式为：naclo+na2so3nacl+na2so4，若盐水b中naclo的含量是7.45mg/l，则处理10m3盐水b时至少需要10% na2so3溶液，若盐水c中剩余na2so3的含量为5mg/l，则还需添加10% na2so3溶液50g10%=0.5kg，因此至多添加10% na2so3溶液的质量为1.26kg+0.5kg=1.76kg。【难点突破】难点一、原电池电极反应式的书写：1如果题目给定的是图示装置，先分析正、负极和溶液中的电解质离子，再根据正、负极反应规律和离子放电规律书写电极反应式，由两电极反应式相加得总反应方程式。2如果题目给定的是总反应方程式，可分析此反应中的氧化或还原反应(即从化合价变化分析)，再选择一个简单的电极反应进行书写，然后用总反应减去此电极反应，即可得另一电极反应式。3对于二次电池反应，需要看清“充电、放电”的方向，放电的过程为原电池，充电的过程为电解池。4电解质溶液中的离子(如h+、oh-)，若电极反应的产物能与之反应，则要写在反应式中。难点二、电解池电极反应式的书写1根据与电源的正、负极相连识别出阳、阴极。2阳极电极式，首先看电极材料，若为非惰性电极，则自身先反应；若为惰性电极，则为溶液中的阴离子放电，且按放电顺序依次进行。3阴极反应式，根据溶液中阳离子的放电顺序依次进行。4两池电极关系：原电池正极颠倒即为电解池的阳极；负极颠倒即为阴极难点三、原电池、电解池、电镀池对比： 原电池电解池电镀池定义将化学能转化为电能的装置将电能转化为化学能的装置应用电解池为某些金属表面镀上一层其他金属的装置形成条件活动性不同的两电极(燃料电池除外)两电极插入电解质溶液形成闭合回路两电极与直流电源正负极相连两电极插入电解质溶液形成闭合回路镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极电镀液必须含有镀层金属离子电极名称负极：较活泼金属正极：较不活泼金属(或能导电的非金属)阳极：与电源正极相连的电极阴极：与电源负极相连的电极阳极：必须是镀层金属阴极：镀件电极反应负极：氧化反应，金属失电子(或燃料电池中燃料失电子)正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子 阳极：氧化反应，溶液中的阴离子或金属电极失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：金属电极 失电子阴极：电镀液中镀层金属离子得电子【特别提醒】1原电池电极反应正极得电子，发生还原反应；负极失电子，发生氧化反应。一般相对活泼的金属为负极，相对不活泼的金属(有时是被钝化的金属)或碳棒作正极。燃料电池通氧气的一极为正极，因为氧气总被还原；通燃料的一极为负极，因燃料总被氧化。2电解池电极反应规律(1)阳极反应(氧化反应)与电极材料有关。活性电极：金属失去电子生成金属阳离子；惰性电极(石墨、铂)：电解质溶液中的阴离子放电，通常放电顺序为：s2ibrcloh含氧酸根离子。(2)阴极反应(还原反应)：与电极材料无关，电解质溶液中的阳离子放电，通常放电顺序为：aghg2fe3cu2h。(3)溶液ph的变化：放出氢气时，电极区溶液的ph升高；放出氧气时，电极区ph降低，如果同时放出氢气和氧气，实质是电解水，溶液的ph要根据溶质类型来判断。3阴、阳离子的移动方向在原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极；在电解池中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。4可充电电池可充电电池在放电时是原电池，遵循原电池工作原理，在充电时是电解池，遵循电解原理。给可充电电池充电时，外加电源的负极连接电池的负极。5电解原理的应用(1)电镀：一般是镀层金属作阳极，镀件作阴极，含镀层金属阳离子的溶液作电镀液，电镀一段时间后，溶液中镀层金属离子浓度不变；若用惰性电极作阳极，电镀一段时间后，镀层金属离子浓度减小。(2)电解冶炼：电解熔融氯化钠、氯化镁、氧化铝制钠、镁和铝等。(3)电解精炼铜：粗铜作阳极，精铜作阴极，硫酸铜溶液作电解质溶液。6金属的电化学腐蚀电化学腐蚀的两大类型是：(1)析氢腐蚀：在酸性条件下，正极发生反应为2h2e=h2。(2)吸氧腐蚀：在极弱酸性或中性条件下，正极发生反应为2h2oo24e=4oh。7电极反应式的书写方法(1)根据反应总式，找出发生氧化反应的物质和发生还原反应的物质，确定正、负极或阴、阳极的反应物和生成物。(2)要兼顾电极反应的产物能否与电解质溶液继续反应，若能反应，需要写出最终产物。8有关电极产物的计算解答有关电极产物的计算时，应根据在相同时间内，通过串联电路中各电极的电量相等来找关系。还要注意电解过程中溶液中的某一种离子不足，电极反应改变等特殊情况，根据电极反应实际和各物质的用量进行计算。【易错易混】1原电池的两个电极中，相对较活泼的金属一定作负极。分析:判断原电池的电极要根据电极材料和电解质溶液的具体反应分析，发生氧化反应的是负极，发生还原反应的是正极。如在mgal稀h2so4组成的原电池中，mg为负极，而在mgalnaoh溶液组成的原电池中，是al作负极，因为al可与naoh溶液反应，mg不与naoh溶液反应。2书写燃料电池的电极反应式时，易忽视电解质溶液的酸碱性。分析：燃料电池中，燃料在负极上发生氧化反应，氧气在正极上发生还原反应。书写电极反应式时，要考虑溶液的酸碱性。一般在酸性介质中有h参加反应，碱性介质中有oh参加反应。如ch4、o2组成的燃料电池：在koh溶液中，正极反应为2o28e4h2o=8oh，负极反应为ch48e10oh=co3(2)7h2o；在稀h2so4中，正极反应为2o28e8h=4h2o，负极反应为ch48e2h2o=co28h。3原电池、电解池的名称易混淆。分析：原电池一般称为正极和负极，正极发生还原反应、负极发生氧化反应，电解池一般称阴极和阳极，接电源负极的为阴极，发生还原反应，接电源正极的为阳极，发生氧化反应。4在电解食盐水的装置中认为阳极区显碱性。分析电解食盐水时，阴极h放电生成h2，使水的电离平衡正向移动，oh浓度增大，阴极区显碱性。【高考在线】1( 2011海南，12改编)根据下图，下列判断中正确的是()a烧杯a中的溶液ph升高b烧杯b中发生还原反应c烧杯a中发生的反应为2h2e=h2d烧杯b中发生的反应为2cl2e=cl2答案a解析由题给原电池装置可知，电子经过导线，由zn电极流向fe电极，则o2在fe电极发生还原反应：o22h2o4e=4oh，烧杯a中c(oh)增大，溶液的ph升高。烧杯b中，zn发生氧化反应：zn2e=zn2。(2011福建理综，11)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2li2h2o=2liohh2答案c解析根据题给信息知锂水电池的总反应为2li2h2o=2liohh2，d正确；在反应中氢元素的化合价降低，因此h2o作氧化剂，同时又起到溶剂的作用，a正确；放电时正极反应为2h2o2e=2ohh2，b正确；正极周围聚集大量oh，因此溶液中的阳离子li向正极移动，负极周围聚集大量li，因此溶液中的阴离子oh向负极移动，c错误。3(2011新课标全国卷，11)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为feni2o33h2o=fe(oh)22ni(oh)2 下列有关该电池的说法不正确的是()a电池的电解液为碱性溶液，正极为ni2o3、负极为feb电池放电时，负极反应为fe2oh2e=fe(oh)2c电池充电过程中，阴极附近溶液的ph降低d电池充电时，阳极反应为2ni(oh)22oh2e=ni2o33h2o答案c解析由铁镍蓄电池放电时的产物全部是碱可知，电解液为碱性溶液，放电时负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故fe为负极，ni2o3为正极，a正确；放电时，fe失电子被氧化，负极反应式为fe2oh2e=fe(oh)2，b正确；充电时，阴极发生还原反应，电极反应式为fe(oh)22e=fe2oh，ph增大，c错误；充电时，阳极发生氧化反应，电极反应式为2ni(oh)22oh2e=ni2o33h2o，d正确。4(2012福建理综，9)将下图所示实验装置的k闭合，下列判断正确的是()acu电极上发生还原反应b电子沿 znabcu 路径流动c片刻后甲池中c(so4(2)增大d片刻后可观察到滤纸b点变红色答案a解析将装置中k闭合，该装置构成原电池，其中zn电极上发生氧化反应，cu电极上发生还原反应，故a正确；电子沿zna，在a上溶液中的h得到电子，在b上溶液中的oh失去电子，电子不能直接由ab，故b错误；该装置工作过程中，甲、乙两烧杯中的so4(2)的浓度都不改变，只是盐桥中的cl和k分别向甲、乙两烧杯中移动，故c错误；在b处溶液中的oh失去电子，c(oh)减小，c(h)增大，b处滤纸不可能变红色，故d错误。5(2012山东理综，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，cuzn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，znmno2干电池自放电腐蚀主要是由mno2的氧化作用引起的答案b解析a项，插入海水中的铁棒靠近液面的位置与氧气接触，易发生吸氧腐蚀；b项，开关由m改置于n时，zn作负极，cuzn合金作正极，合金受到保护；c项，接通开关形成原电池，zn作负极，zn的腐蚀速率增大，但气体是在pt电极上生成；d项，znmno2干电池自放电腐蚀主要是zn发生氧化反应而自放电。6(2012海南，10)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，铁管不易被腐蚀答案c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。7.(2012上海，14)右图装置中发生反应的离子方程式为zn2hzn2h2，下列说法错误的是aa、b不可能是同种材料的电极b该装置可能是电解池，电解质溶液为稀盐酸c该装置可能是原电池，电解质溶液为稀盐酸d该装置可看作是铜锌原电池，电解质溶液是稀硫酸答案a解析若该装置为电解池，则a、b两电极的材料可以都为zn，选项a错误；在保证阳极为zn时，该电解池的电解质溶液可以为稀盐酸，选项b正确；在保证其中一电极的材料为zn，另一电极的材料的活动性比zn弱的情况下，该原电池的电解质溶液为稀盐酸或稀硫酸都可以，选项c、d正确。8(2012浙江理综，10)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下：下列说法不正确的是()a在阴极室，发生的电极反应为2h2o2e=2ohh2b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2cro4(2)2hcr2o7(2)h2o向右移动c该制备过程中总反应的化学方程式为4k2cro44h2o通电(=)2k2cr2o74koh2h2o2d测定阳极液中k和cr的含量，若k与cr的物质的量之比(nk/ncr)为d，则此时铬酸钾的转化率为12(d)答案d解析本题应结合电解的原理来具体分析、解决问题。根据阴、阳离子的放电顺序可知，该电解池中的反应如下：阴极：4h2o4e=2h24oh、阳极：2h2o4e=o24h，阳极区k2cro4溶液中存在平衡：2cro4(2)2hcr2o7(2)h2o，h浓度增大，使该平衡右移生成cr2o7(2)。故电解池中的总反应式可写成4k2cro44h2o通电(=)2k2cr2o74koh2h2o2。故a、b、c项均正确。d项，设k2cro4转化为k2cr2o7的转化率为，则：2k2cro4k2cr2o7初始量 2 0转化量 2 最终量 22 则有ncr(nk)222(2(22)2)d解得2d，d项错误。9(2012安徽理综，11)某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开k2，闭合k1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开k1，闭合k2，发现电流表a指针偏转。下列有关描述正确的是a断开k2，闭合k1时，总反应的离子方程式为2h2cl通电(=)cl2h2b断开k2，闭合k1时，石墨电极附近溶液变红c断开k1，闭合k2时，铜电极上的电极反应式为cl22e=2cld断开k1，闭合k2时，石墨电极作正极答案d解析解答本题时应特别注意，金属cu在电解池和原电池中作何种电极。当断开k2，闭合k1时为电解池，由于两极都有气泡冒出，故相当于惰性电极电解饱和食盐水，故铜作阴极而石墨作阳极，阳极反应为2cl2e=cl2，电池总反应的离子方程式为2cl2h2o通电(=)h2cl22oh，a、b都错；当断开k1，闭合k2时组成原电池，铜作负极而石墨作正极，铜电极的电极反应式为cu2e=cu2，故c错而d正确。102012海南，13(4)肼空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为 _。 答案n2h44oh4e=4h2on2解析该燃料电池中n2h4在负极发生氧化反应，其电极反应式为n2h44oh4e=4h2on2。11. 2012新课标全国卷，26(4)节选与mno2zn电池类似，k2feo4zn也可以组成碱性电池，k2feo4在电池中作为正极材料，其电极反应为_，该电池总反应的离子方程式为_。答案feo4(2)3e4h2o=fe(oh)35oh 2feo4(2)3zn8h2o=2fe(oh)33zn(oh)24oh解析正极发生还原反应，k2feo4被还原为fe3，由于是碱性环境，故生成fe(oh)3，电极反应式为feo4(2)3e4h2o=fe(oh)35oh；负极发生氧化反应，由于是碱性环境，zn被氧化生成zn(oh)2，电极反应式为zn2e2oh=zn(oh)2，两电极反应式相加得2feo4(2)3zn8h2o=2fe(oh)33zn(oh)24oh72011新课标全国卷，27(5)在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为_、正极的反应式为_。理想状态下，该燃料电池消耗1 mol甲醇所能产生的最大电能为702.1 kj，则该燃料电池的理论效率为_(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比，甲醇的燃烧热h726.5 kjmol1)。答案ch3ohh2o6e=co26h3/2o26e6h=3h2o96.6%解析负极上甲醇失电子，在酸性条件下与水结合生成氢离子：ch3ohh2o6e=co26h。正极电极反应式为o24e4h=2h2o。该电池的理论效率为726.5 kj(702.1 kj)100%96.6%。122011山东理综，29(2)如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2naxs=na2sx，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。答案xs2e=sx(2)(或2naxs2e=na2sx)离子导电(导电或电解质)和隔离钠与硫4.5解析正极上硫得电子被还原：xs2e=sx(2)；m的两个作用：作固体电解质和隔膜(隔离钠与硫)；钠硫电池和铅蓄电池的负极分别为na和pb，则消耗等质量的na和pb时，钠硫电池的放电量(转移电子数)是铅蓄电池的2(1)4.5倍。132012江苏，20(3)铝电池性能优越，alago电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为_。答案2al3ago2naoh=2naalo23agh2o解析由铝电池原理图可知，al作负极，ago/ag作正极，电池反应式为2al3ago2naoh=2naalo23agh2o。142012重庆理综，29(3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如下图。电源的负极为_(填“a”或“b”)。阳极室中发生的反应依次为_、_。电解结束后，阴极室溶液的ph与电解前相比将_；若两极共收集到气体13.44 l(标准状况)，则除去的尿素为_g(忽略气体的溶解)。答案b2cl2e=cl2co(nh2)23cl2h2o=n2co26hcl 不变7.2解析由图中产生cl2极为阳极知a为正极，b为负极。阳极室发生反应2cl2e=cl2。由产物co2、n2知co(nh2)2在此室反应被氧化，co(nh2)2co2n2，发生还原反应的为cl2。故方程式为co(nh2)23cl2h2o=n2co26hcl。阴极室2h2e=h2。阳极室产生的h通过质子交换膜进入阴极室，从而使阴极室h浓度保持不变。ph与电解前相比不变。两极共收集到的气体n(气体)22.4 lmol1(13.44 l)0.6 molmco(nh2)25 mol(60 g0.6 mol)7.2 g152012新课标全国卷，36(3)粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极_(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为_；若粗铜中还含有au、ag、fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为_。答案ccu22e=cuau、ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，fe以fe2的形式进入电解液解析电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，cuso4溶液作电解液，比铜活泼的金属失电子生成离子进入溶液，不如铜活泼的金属形成阳极泥沉积下来。162011四川理综，26(5)按右图电解nacl的饱和溶液，写出该电解池中发生反应的总反应方程式：_。将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中，观察到的现象是_。答案naclh2onacloh2酚酞试液先变红后褪色解析由于阳极是惰性电极，则电解饱和氯化钠溶液的方程式为2nacl2h2o电解(=)2naohh2cl2，生成的cl2与naoh溶液发生反应：cl22naoh=naclnacloh2o，故总反应方程式为naclh2o电解(=)nacloh2，酚酞试液遇naoh显红色后被hclo氧化褪色。17(2012海南，16)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入ch4和o2 ，电解质为koh溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。 回答下列问题：(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为_、_。(2)闭合k开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是_，电解氯化钠溶液的总反应方程式为_；(3)若每个电池甲烷通入量为1 l(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为_(法拉第常数f9.65104 c mol1列式计算)，最多能产生的氯气体积为_l(标准状况)。答案(1)o22h2o4e=4oh ch410oh8e=co3(2)7h2o(2)h22nacl2h2o电解(=)2naohh2cl2(3)22.4 lmol1(1 l)89.65104 cmol13.45104 c4解析(1)甲烷燃料电池中正极为o2被还原，负极为ch4被氧化，在碱性条件下生成co3(2)，其电极反应分别为o22h2o4e=4oh、ch410oh8e=co3(2)7h2o。(2)闭合k后构成闭合回路，此时a、b分别为电解池的阳极和阴极，阴极为h得电子被还原，同时得到h2和naoh，阳极为cl被氧化得到cl2，该电解池中的总反应为2nacl2h2o电解(=)2naohh2cl2。(3)每个电池通入1 l ch4，电路中通过的电量为22.4 lmol1(1 l)89.65104 cmol13.45104 c。【巩固提高】1某学生设计一水果电池：他把一铁钉和碳棒用导线连接好，然后将铁钉和碳棒平行插入一新鲜西红柿中，再在导线中接一个灵敏电流计据此下列叙述正确的是 a电流计指针不会发生偏转b金属铁会被腐蚀c碳棒作负极d铁表面有气体逸出解析：该水果电池中，铁钉为负极，碳棒为正极，电流计指针会发生偏转，碳棒表面产生气泡答案：b2以硫酸铜溶液作电解液，对含有杂质fe、zn、ag的粗铜进行电解精炼下列叙述正确的是 粗铜与直流电源负极相连阴极发生的反应为cu22e=cu电路中每通过3.011023个电子，得到的精铜质量为16 g杂质ag以ag2so4的形式沉入电解槽形成阳极泥abc d解析：粗铜作阳极，与电源正极相连；杂质ag以单质的形式形成阳极泥答案：d3下列图示中关于铜电极的连接错误的是 )解析：镀件上镀铜时，铜应做阳极，与电源正极相连，镀件做阴极，与电源负极相连答案：c4如图所示，下列关于实验现象的描述正确的是 ()a电极b电极x溶液实验现象a石墨石墨cucl2a电极质量增加，b电极放出无色气体bfe石墨kno3a电极质量增加，b电极放出