2010年_高三高考化学一轮复习-电化学.doc

第十二章 电化学高考说明 理解原电池原理，初步了解化学电源。了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法理解电解原理。了解铜的精炼、镀铜、氯碱工业反应原理原电池、电解原理的应用考纲解读1. 原电池电解池的构成条件，电极名称与反应类型，电极反应式2. 电解规律及pH变化趋势3. 根据电极反应判断金属活泼性4. 根据原电池原理认识几种新型电池的反应原理5. 有关电解产物的判断和计算6. 原电池、电解原理的应用7. 金属腐蚀原理；8. 金属腐蚀快慢的比较；9. 金属的防护10. 金属腐蚀的电极反应方程式的书写命题预测 展望今后，高考命题会继续在上述几个方面进行考查，同时也会出现涉及新能源、环境保护、工业生产等热点问题 电化学从考查的知识点层面上讲，还是考查正极、负极、阳极、阴极的电极方程式的书写、总电极方程式的书写、电子转移的方向和数目及溶液的酸碱性变化等问题1原电池原电池电极的判断：较活泼金属作负极，较不活泼金属或石墨等电极作正极电极反应负极：发生氧化反应正极：发生还原反应能量转换：化学能转化为电能：电子、离子的移向电子由负极流向正极阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移原电池形成条件有电解质溶液,并能自发地发生氧化还原反应有两个活泼性不同的电极构成闭合回路2金属的腐蚀（以钢铁腐蚀为例）金属的腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀【电极反应】负极（铁原子）：Fe 2e- = Fe2+正极（碳原子）：2H+ + 2e- = H2【环境】酸性较强的溶液的溶液析氢腐蚀吸氧腐蚀【环境】酸性较弱的溶液或中性溶液的溶液【电极反应】负极：Fe 2e- = Fe2+正极：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-3金属的防护加覆盖层牺牲阳极的阴极防护法（原电池原理）外加电源的阴极防护法（电解原理）金属的防护电化学防护改变金属内部结构电解池电极的连接：阴极和外加电源负极相连；阳极和外加电源正极相连电极反应阳极：发生氧化反应阴极：发生还原反应能量转换：电能转化为化学能：电子、离子的移向电子由负极流向阴极，再由阳极流向正极阴离子向阳极迁移，阳离子向阴极迁移影响离子放电的因素离子浓度：当两种离子放电能力相差不大时，离子浓度可能改变它们的放电顺序。例如电解ZnCl2溶液，阴极上的电极反应为：Zn2+ + 2e- Zn电极材料：活泼电极做阳极，电极自身发生氧化反应阳离子的放电顺序： 阳离子的放电能力与金属活动顺序相反电解金属活动顺序表中铝前金属的盐溶液（或碱溶液），水电离出来的氢离子在阴极上放电阴离子的放电顺序：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F-用惰性电极电解含氧酸、含氧酸盐、氟化物，水电离的氢氧根离子在阳极上放电。用惰性电极电解铝离子以后的阳离子和氢氧根离子以后的阴离子所组成的电解质溶液，相当于电解水 4电解池【知识精要】一、原电池原理及应用原电池是一种由化学能转变成电能的装置。其本质是通过自发进行的氧化还原反应，使反应中电子转移而产生电流，反应中的氧化反应和还原反应分别在两个电极上发生，这便形成了带电粒子按一定方向流动的闭合回路 1原电池的判定先分析有无外接电源，有外接电源者为电解池，无外接电源者可能为原电池；再依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看”：一看电极，两极为导体且活泼性不同；二看溶液，两极插入电解质溶液中；三看回路：形成闭合回路或两极接触。2原电池正极和负极的确定（1）由两极的相对活泼性确定：在原电池中，相对活泼性较强的金属为原电池的负极，相对活泼性较差的金属或导电的非金属作原电池的正极。（2）由电极现象确定：通常情况下，在原电池中某一电极若不断溶解或质量不断减少，该电极发生氧化反应，此为原电池的负极；若原电池中某一电极上有气体生成、电极的质量不断增加或电极质量不变，该电极发生还原反应，此为原电池的正极。3原电池原理的应用（1）利用原电池原理可以制造出各种实用电池，即化学电源，如锌锰干电池、铅蓄电池、锂电池、新型燃料电池等。（2）原电池原理可用于解决一些实际问题，如加快某些化学反应时的速率（稀硫酸与锌反应时，常滴入几滴硫酸铜溶液）；分析金属电化学腐蚀的快慢和防护方法等。 重点提醒（1）由电极装置书写电极反应：找出发生氧化反应和还原反应的物质（或离子），确定正负或阴阳极反应的物质（或放电的离子），利用电荷守恒分别写出电极反应式。（2）差值法书写电极反应式：正负（或阴阳）极反应式之和为电池反应的方程式。一般先写出反应的总方程式和较易写出的电极反应式，然后用总方程式减去较易写出的电极反应式得较难写的电极反应式。书写时，无论是总反应式还是电极反应式都既要满足电子转移守恒、电荷守恒，又要满足质量守恒。书写时注意介质通常是定向移动到该电极附近的导电离子如H+、OH-、H2O等等，若氧化(或还原)产物能与之发生复分解反应，则其一般书写在电极方程式中 （3）常见电极反应式（a）氢、氧燃烧电池（电池的产物负极为H2O，正极则有大量的氢氧根生成）：负极: 正极: （b）甲烷燃烧电池（电池负极甲烷燃烧失去电子，在碱性条件下生成的CO2与OH-反应生成CO32-和H2O, 而正极是 O2得到电子而成为OH-。）负极： 正极：（c）爱迪生蓄电池： 负极： 正极： （d）纽扣电池： 负极： 正极： （e）铅蓄电池负极： 正极：二、电解原理及应用电解池是将电能转化为化学能的装置，在电解池中，阳极发生氧化反应、阴极发生还原反应，其放电顺序一般为：阳极：活泼性电极含氧酸根离子阴极：与金属活动顺序表中金属阳离子的氧化顺序一致1（惰性电极）电解电解质溶液的类型类型实例电极反应特点电解对象电解质浓度pH溶液复原电解水NaOH阴：2H+2e-=H2阳：4-4e-=2H2O+O2水增大增大水H2SO4水增大减小水Na2SO4水增大不变水电解电解质HCl电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电电解质减小增大氯化氢CuCl2电解质减小氯化铜放H2生碱NaCl阴极：H2O放H2生碱阳极：电解质阴离子放电电解质和水生成新电解质增大氯化氢放O2生酸CuSO4阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生酸电解质和水生成新电解质减小氧化铜2电解原理的应用（1）电解精炼铜：粗铜作阳极，精铜作阴极，CuSO4溶液作电解质溶液。电解时，发生如下反应：阳极，Cu-2e-=Cu2+，阴极，Cu2+2e-=Cu。阳极泥中存在金、银等不活泼的贵重金属，阴极得到纯铜。（2）电镀铜：精铜作阳极，镀件金属作阴极，硫酸铜（或其他可溶性铜盐）溶液作电解质溶液，从理论上讲电镀时电解质溶液组成、浓度和质量不变化。电极反应：阳极Cu-2e-=Cu2+，阴极Cu2+2e-=Cu （3）氯碱工业：阳极2-2e-=Cl2， 阴极2H+2e-=H2总反应2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2(反应条件：直流电)（4）冶炼金属：电解熔融电解质，可炼得活泼金属。如：K、Na、Ca、Mg、Al等金属可通过电解其熔融的氯化物或氧化物制得。电源的负极是最强的“还原剂”，可“强迫”活泼金属的阳离子得电子。如电解冶炼铝：阳极反应6O2-12e-=3O2，阴极反应4Al3+12e-=4Al，总反应式为：2Al2O34Al+3O2。重点提醒（1）电化学计算的基本方法原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算、根据电荷量求产物的量与根据产物的量求电荷量等的计算。不论哪类计算，均可概括为下列三种方法：根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。根据关系式计算：借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。（2）电化学试题的命题点归纳二次电池的充电和放电：放电时原电池，充电时电解池；电极名称：原电池的电极名称是正和负极，电解池是阳极和阴极；反应类型：负极和阳极发生氧化反应，失电子被氧化，正极和阴极发生还原反应，得电子被氧化；电极反应：负极的反向是阴极，正极的反向是阳极。酸性电池中不能出现OH，碱性电池中不能出现H+，非溶液电池不会出现H+和；溶液和电极附近溶液酸碱性变化：总反应消耗酸（碱），溶液PH增大（减小）。电极反应式中H+（）放电云集（H+），电极溶液显碱性（酸性）。电极反应消耗H+（），酸性（碱性）减弱，生成H+（），酸性（碱性）增强。浓度复原：消耗什么补充什么，消耗多少补多少 三、金属腐蚀与保护1吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别电化腐蚀类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性较强正极反应O2 + 4e- + 2H2O = 42H+ + 2e-=H2负极反应Fe 2e-=Fe2+Fe 2e-=Fe2+总反应方程式4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2OFe + 2H+ = Fe2+ + H2腐蚀作用是主要的腐蚀类型，具有广泛性发生在某些局部区域内2金属的防护方法：改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如：不锈钢。在金属表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。电化学保护法：外加电源的阴极保护法:接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极。牺牲阳极的阴极保护法：外加负极材料，构成原电池，被保护的金属作正极。击破考点一：考查原电池的基本概念例1：在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是( )A.正极附近的SO42 离子浓度逐渐增大 B.电子通过导线由铜片流向锌片C.正极有O2逸出 D.铜片上有H2逸出答案：D【变式训练1】某原电池总反应的离子方程式为：，不能实现该反应的电池是( )A正极为Cu，负极为Fe，电解质为FeCl3溶液B正极为Cu，负极为Fe，电解质为Fe(NO3)3溶液C正极为Cu，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CuSO4溶液答案：C【变式训练2】(2007年高考广东化学卷)科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为 ( )A. B.C. D.答案:C击破考点二：电极反应和总反应的书写，常见化学电源例2:镍氢电池是近年来开发出来的可充电电池,它可以取代会产生污染镉的镍镉电池,镍氢电池的总反应是: H2 + 2NiO(OH)=2Ni(OH)2,根据此反应式判断,下列叙述中正确的是 ( )A.电池放电时, 电池负极周围溶液的PH值不断增大B.电池放电时, 镍元素被氧化C. 电池充电时,氢元素被还原D. 电池放电时,H2是负极答案：CD【变式训练3】碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液, 电池总反应式为:Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是 ( )A.电池工作时,锌失去电子B.电池正极的电极反应式为: 2MnO2 + H2O(l) +2e- = Mn2O3(s) + 2OH-(aq)C.电池工作时, 电子由正极通过外电路流向负极D. 外电路中每通过度0.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g答案：C【变式训练4】(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。锌片上发生的电极反应：_；银片上发生的电极反应：_。(2)若该电池中两电极的总质量为60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47 g，试计算：产生氢气的体积(标准状况)；通过导线的电量。(已知NA = 6.021023 /mol，电子电荷为1.601019 C)答案：(1)Zn2e = Zn2； 2H2e = H2。(2)锌片与银片减轻，是因与酸反应： Zn2H = Zn2H2 转移2e = =得V(H2) = 4.5 L； Q = 3.8104 C击破考点三：电解原理（能量转化，电极反应，活泼电极，惰性电极，浓度变化，恢复，PH变化等。）例3：如图所示，下列叙述正确的是( )A.Y为阴极，发生还原反应ZnSO4溶液隔膜(只允许SO42 通过)CuSO4溶液滤纸(滴加了Na2SO4、酚酞溶液)表面皿YZnCu铜丝XB.X为正极，发生氧化反应C.Y与滤纸接触处有氧气生成D.X与滤纸接触处变红答案：A【变式训练5】(2007年高考广东化学卷)三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是( )A.可用铁作阳极材料B.电解过程中阳极附近溶液的pH升高C.阳极反应方程式为：22eCl2D.1 mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1 mol电子。答案:CD【变式训练6】(2007年高考江苏卷)某同学按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产生稀H2SO4Cu石墨B.电解初期，主反应方程式为：CuH2SO4CuSO4H2C.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的浓度不断增大答案：BC击破考点四：电解的有关计算(电解液浓度,电解后的PH,两极产物)例4：某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为31，用石墨电极电解该混合液。下列叙述不正确的是A阴极自始至终均析出H2 B阳极先析出Cl2，后析出O2C电解最后阶段为电解水 D溶液pH不断增大，最后为7答案：D【解析】电解质溶液中n(Na+):n():n(H+):n()=3:3:2:1，电解过程明显分为三个阶段：第一阶段相当于电解盐酸：第二阶段相当于电解氯化钠溶液：第三阶段相当于电解水：可见只有D不正确。【变式训练7】在100mlH2SO4与CuSO4的混合液中，用石墨作电极电解一段时间，两极上均收集到2.24L气体（标准状况），则原溶液中Cu2+物质的量浓度为 （ ）A1molL-1 B2molL-1 C3molL-1 D4molL-1答案：A【变式训练8】蓄电池反应如下：负极：Pb+=PbSO4+2e-正极：PbO2+4H+ +2e=PbSO4+2H2O若用其电解饱和食盐水制Cl20.05mol电池内消耗H2SO4至少是 （ ）A. 0.025mol B. 0.05mol C. 0.1mol D. 0.2mol答案：C击破考点五：电解的运用(氯碱工业,电解精炼铜,电镀等)例5：下列有关工业生产的叙述正确的是( )A.合成氨生产过程中将NH3液化分离，可加快正反应速率，提高N2、H2的转化率B.硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量C.电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的Cl2进入阳极室D.电解精炼铜时，同一时间内阳极溶液铜的质量比阴极析出铜的质量小答案：D【变式训练9】下列描述中，不符合生产实际的是A.电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 B.电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C.电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D.在镀件上电镀锌，用锌作阳极答案：A【变式训练10】(2007理综山东，电解饱和食盐水)工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如下图所示。(1)电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽。离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是_。电解槽中的阳极材料为_。(2)本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4顺序制备？_原因是 。(3)溴单质在四氧化碳中的溶解度比在水中大得多，四氧化碳与水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是_。 答案：(1)阴离子(Na)；钛(或石墨)。 (2)否。如果先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀，产品不纯 (3)四氯化碳萃取法工艺复杂、设备投资大；经济效益低、环境污染严重击破考点六：金属腐蚀原理例6.下列关于金属腐蚀的叙述正确的是 （ ） A.金属在潮湿情况下的腐蚀实质是M+nH2O=M(OH)n+H2B.金属的化学腐蚀实质是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：BD解析：A项金属在潮湿情况下有可能进行析氢腐蚀，也有可能进行吸氧腐蚀，题目只给出了析氢腐蚀实质。C项中，金属铝的化学腐蚀可以在碱性条件下进行，故此选项错。【变式训练11】下列叙述不正确的是 （ ）A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普通 B.钢铁在干燥空气里不易被腐蚀C.用铝质铆钉铆接铁板，铝铆钉易被腐蚀 D.原电池中电子由正极流入负极答案：C解析：金属易发生电化学腐蚀，A正确。在干燥空气中钢铁难于形成电化学腐蚀，B正确。铝质铆钉易与铁板形成原电池两极，Fe作负极易发生腐蚀，C不正确。D正确。【变式训练12】下列说法正确的是 （） A.钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀 B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀 C.钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的 pH不同，引起的正极反应不同 D.无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化 答案：CD解析：金属的腐蚀就是金属失电子而被氧化的过程，因此D是正确的。依据电化学腐蚀中析氢腐蚀和吸氧腐蚀的原理可知，C也是正确的。原电池反应既可以加快金属的腐蚀，也可用以防止金属的腐蚀。例如不锈钢，镀锌铁等中的Fe均不易腐蚀，所以A、B是不正确的 击破考点七：金属腐蚀快慢的比较例7：取6根铁钉，6支干净的试管及其他材料，准备如下图 试管（1）放入一根铁钉，再注入蒸馏水，使铁钉和空气及水接触； 试管（2）的试管底放入硅胶（是一种干燥剂），再放入铁钉，用棉花团堵住试管口，使铁钉和干燥空气接触。 试管（3）先放入一根铁钉，趁热倒入煮沸的蒸馏水（赶出原先溶解在蒸馏水中的空气）浸没铁钉，再加上一层植物油，使铁钉不能跟空气接触。 试管（4）中放入铁钉注入食盐水，使铁钉和空气及食盐水接触。 试管（5）放入相连的铁钉和锌片，注入自来水，浸没铁钉和锌片。 试管（6）放入相连的铁钉和铜丝，注入自来水浸没铁钉和铜丝。 把6支试管放在试管架上，几天后观察铁钉被腐蚀的情况。其中 试管内的铁钉未被腐蚀。从铁钉被腐蚀的情况可知引起和促进铁钉腐蚀的条件是 。 答案：（2）（3）（5）水、空气、电解质溶液、不活泼金属杂质的存在解析：此题实际是利用原电池形成的条件及原理解释金属腐蚀速率问题。由于（2）（3）两个试管不具备构成原电池的条件，不能发生电化学腐蚀，所以暂未被腐蚀。而试管（5）尽管具备构成原电池的条件，但Zn比铁活泼，在原电池中作负极，使铁变成铁离子的反应难以发生，所以铁也暂未被腐蚀。引起和促进铁钉被腐蚀的条件是：水、空气、电解质溶液和不活泼金属杂质的存在。 【变式训练13】如图各容器中盛有海水，铁在其中腐蚀时由快到慢的顺序是 A B CD答案：A解析：金属腐蚀的快慢判断方法：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀；同一种金属腐蚀：强电解质弱电解质非电解质溶液。、实质均为原电池装置，为电解池装置，Fe作阳极，腐蚀最快。中Fe为正极，被保护；中Fe为负极，被腐蚀，中因铁不纯而发生微电池反应。 【变式训练14】 下列几种金属制品的镀层损坏后，金属腐蚀速率最快的是（ ）A.镀铝塑料 B.食品罐头盒（镀锡）C.白铁水桶（镀锌） D.镀银铜质奖章答案：B解析：B、C、D选项中的材料在损坏后，均能形成原电池。其中B中Fe作负极，C中Zn作负极，D中Cu作负极，所以B、C中金属腐蚀加快，其中Fe腐蚀更快击破考点八:金属的防护例8：为防止海轮船体的腐蚀，应在船体水线以下位置嵌上一定数量的（） A.铜块 B.铅块 C.锌块 D.钠块 答案：C解析：海轮船体由钢板焊接而成，为防止浸埋在海水（电解质溶液）中的船体（Fe）的腐蚀，应选用活泼性比铁强，而又不会与水直接反应的金属Zn嵌入船体，这样紧密接触的两种金属接触海水（电解质溶液）时，将发生原电池反应，较活泼的Zn作为原电池的负极，Zn失去电子被氧化，Zn失去的电子流向Fe，从而抑制Fe失去电子被氧化。定期更换嵌入的Zn块，就起到了防止船体被腐蚀的目的。 【变式训练15 】为保护地下钢管不受腐蚀，可采取的措施有 （ ）A.与石墨棒相连 B.与直流电源负极连接C.与直流电源正极连接 D.与锌板相连答案：BD解析：本题考查金属腐蚀的一种防护方法电化学保护法。该法的依据一：牺牲阳极的阴极保护法；依据二：外加电流的阴极保护法。【变式训练16】下列金属防护的方法不正确的是 （ ）A.对健身器材涂油漆以防止生锈B.对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈C.用牺牲锌块的方法来保护船身D.自行车的钢圈上镀上一层铬防锈答案：B解析：机械转动部位应涂油脂防锈，油脂既防水又能防止气体对金属的腐蚀，还能使转动部位灵活。击破考点九: 金属腐蚀的电极反应方程式的书写例9：钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生电化学腐蚀时，正极的反应式为 （） A.Fe-2e-Fe2+ B.2H+2e-H2 C. 4 D.Fe-3e-Fe3+ 答案：C 解析：钢铁中含有多种杂质，在考虑钢铁的电化学腐蚀时，为了简化问题，主要讨论碳杂质问题。也就是以Fe为负极，C为正极的原电池反应。在中性条件或弱酸性条件下发生的是吸氧腐蚀。原电池的正极为C，发生的是还原反应，即得电子反应，故A、D选项应排除。在B、C选项中，B项是析氢腐蚀的电极反应式。 【变式训练17】如右图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察： (1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于 腐蚀。 (2)若试管内液面上升，则原溶液是 性，发生 腐蚀，电极反应：负极：，正极：。 (3)若试管内液面下降，则原溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应：负极：，正极：。 答案：(1)电化学 (2)弱酸性或中吸氧2Fe-4e-2Fe2+O2+4e-+2H2O4OH- (3)较强的酸析氢Fe-2e-Fe2+2H+2e-H2解析：根据原电池的构成条件，两种不同的材料在有电解质溶液时，若形成闭合回路，即可构成原电池，此时发生的腐蚀属于电化学腐蚀。根据金属腐蚀的条件、原理及结果可知：试管内液面上升，说明试管内压强减小，气体被吸收所致，是铁钉吸氧腐蚀的结果，据此写出电极反应；试管内液面下降，说明试管内气体压强变大，试管内产生了新气体所致，是铁钉的析氢腐蚀的结果，据此写出电极反应。 【变式训练18】 如右图所示，试管中放一铁钉，溶液为氯化钠溶液，数天后观察到的现象有_。说明铁钉发生了_腐蚀，其中正极的电极反应式为_，溶液中发生反应的化学方程式为_答案：a端液面上升，b端液面下降，铁钉表面有红棕色铁锈生成 吸氧 O2+2H2O+4e-=4 2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2，4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3解析：铁钉在NaCl溶液中发生了吸氧腐蚀，使装置中O2减少，气体压强减小，使a端液面上升，b端液面下降。其中Fe作负极，发生反应为：Fe-2e-=Fe2+；正极发生反应为：O2+2H2O+4e-=4。 31（09广东理科基础25）钢铁生锈过程发生如下反应： 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2； 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3； 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。 下列说法正确的是 A反应、中电子转移数目相等 B反应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答案：A 解析：反应中消耗O2的量相等，两个反应也仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确。中H2O的H、O两元素的化合价没有变，故不作氧化剂，B项错；铜和钢构成原电池，腐蚀速度加快，C项错；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错。2（09安徽卷12）Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，点解总反应：2Cu+H2O=Cu2O+H2O。下列说法正确的是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0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。答案：A解析：由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；石墨作阴极，阴极上是溶液中的H反应，电极反应为：2H2e=H2，A选项正确；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu22e=Cu2OH2O，当有0.1mol电子转移时，有0.05molCu2O生成，D选项错误。3（09江苏卷12）以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是A该电池能够在高温下工作B电池的负极反应为：C放电过程中，从正极区向负极区迁移D在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下气体答案：B解析： A项，高温条件下微生物会变性，所以A错；B项，负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳，所以B对；C项，原电池内部阳离子应向正极移动，所以C错；D项，消耗1mol氧气生成1mol二氧化碳，标准状况下体积是22.4L，D错4（09浙江卷12）市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为： Li+2Li下列说法不正确的是A放电时，负极的电极反应式：Li-e=LiB充电时，Li既发生氧化反应又发生还原反应C该电池不能用水溶液作为电解质D放电过程中Li向负极移动答案：D5（09广东理科基础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，锌电极是负极答案：B 解析：锂离子电池可以充用，再次使用，属于二次电池，A项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流为铜流向锌，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 6（09福建卷11） 控制适合的条件，将反应设计成如右图所示的原电池。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固定，乙中石墨电极为负极答案：D解析：乙中失去电子放电，故为氧化反应，A项正确；由总反应方程式知，Fe3被还原成Fe2，B项正确；当电流计为零时，即说明没有电子发生转移，可证明反应达平衡，C项正确。加入Fe2，导致平衡逆向移动，则Fe2失去电子生成Fe3，而作为负极，D项错。7. （09广东化学10）出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是A. 锡青铜的熔点比纯铜高 B在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用 C锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程答案：BC解析：锡青铜属于合金根据合金的特性，熔点比任何一种纯金属的低判断A错；由于锡比铜活泼，故在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜，B正确；潮湿的环境将会加快金属的腐蚀速率，C正确；电化学腐蚀过程实质是有电子的转移，属于化学反应过程，D错。8（09广东化学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：O22H2O4e4B以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al33e-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答案：A解析： 电解质溶液显碱性或中性， 该燃料电极的正极发生反应为：O22H2O4e4，A对；铝作负极，负极反应应该是铝失去电子变为铝离子，在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成偏铝酸根，因此负极反应为：Al43e+ 2H2O，B错； 该电池在碱性条件下消耗了碱，反应式为4Al3O24= 4+ 2H2O溶液PH降低，C错；电池工作时，电子从负极出来经过外电路流到正极，D错 9（09北京卷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：D工业上电解饱和和食盐水的阳极反应：答案：A10（09上海卷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答案：B11. (09上海理综11)茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中铝合金是阳极 铝合金是负极 海水是电解液 铝合金电极发生还原反应A B CD答案：A12. (09天津卷10)（14分）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是，在导线中电子流动方向为 （用a、b 表示）。（2）负极反应式为。（3）电极表面镀铂粉的原因为 。（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下： .2Li+H22LIH.LiH+H2O=LiOH+H2反应中的还原剂是，反应中的氧化剂是。已知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为。由生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80，则导线中通过电子的物质的量为 mol。答案：（1）由化学能转变为电能 由a到b（2）或（3）增大电极单位面积吸附、分子数，加快电极反应速率（4） 或32解析：本题考查电化学知识 （1）原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H2 + O2 =2H2O，其中H2从零价升至+1价，失去电子，即电子从a流向b。（2）负极为失去电子的一极，即H2失电子生成H，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上。（3）铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。（4）I.Li从零价升至+1价，作还原剂。II.H2O的H从+1降至H2中的零价，作氧化剂。由反应I，当吸收10molH2时，则生成20molLiH，V=m/=207.9/0.82 10-3L=192.6810-3L。V(LiH)/v(H2)= 192.6810-3L/224L=8.7110-4。20mol LiH可生成20mol H2，实际参加反应的H2为2080%=1.6mol，1molH2转化成1molH2O，转移2mol电子，所以1.6molH2可转移3.2mol的电子13.(09全国卷28）（15分）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极（1） 接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：电源的N端为 极；电极b上发生的电极反应为 ；列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积： ；电极c的质量变化是 g；电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因： 甲溶液 ； 乙溶液 ； 丙溶液 ；（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？ 答案： （1）正极 4-4e=2H2O + O2。2.8L 16g 甲增大，因为相当于电解水；乙减小，放电， H增多。丙不变，相当于电解水。(2)可以 因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应解析：（1）乙中C电极质量增加，则c处发生的反应为：Cu2+2e=Cu，即C处为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极。丙中为K2SO4，相当于电解水，设电解的水的质量为xg。由电解前后溶质质量相等有，10010%=（100-x）10.47%，得x=4.5g，故为0.25mol。由方程式2H2+O2 2H2O可知，生成2molH2O，转移4mol电子，所以整个反应中转化0.5mol电子，而整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。甲中为NaOH，相当于电解H2O，阳极b处为阴离子OH放电，即4OH-4e=2H2O + O2。转移0.5mol电子，则生成O2为0.5/4=0.125mol，标况下的体积为0.12522.4=2.8L。Cu2+2e=Cu，转移0.5mol电子，则生成的m(Cu)=0.5/2 64 =16g。甲中相当于电解水，故NaOH的浓度增大，pH变大。乙中阴极为Cu2放电，阳极为OH放电，所以H增多，故pH减小。丙中为电解水，对于K2SO4而言，其pH几乎不变。（2）铜全部析出，可以继续电解H2SO4，有电解液即可电解。14.（09山东卷31）（8分）（化学化学与技术）金属铝的生产是以Al2O3为原料，在熔融状态下进行电解： 请回答下列问题：（1）冰品石（Na3AlF6）的作用是。（2）电解生成的金属铝是在熔融液的（填“上层”或“下层”）。（3）阴极和阳极均由材料做成；电解时所消耗的电极是（填“阳极”或“阴极”）。（4）铝是高耗能产品，废旧铝材的回收利用十分重要。在工业上，最能体现节能减排思想的是将回收铝做成（填代号）。a.冰品石b.氧化铝c.铝锭d.硫酸铝答案：（1）降低Al2O3的熔化温度（2）下层 （3）碳棒（或石墨） 阳极 （4）c解析： （1）Al2O3的熔点很高，熔化得需要较多能量，加入助熔剂就可节约能量，降低熔化温度（2）由于冰晶石（Na3AlF6）与氧化铝熔融物密度比铝的小，所以铝在熔融液的下层。（3）电解时阳极的碳棒被生成的氧气氧化。（4）电解产生的铝要尽量以单质形式存在，所以将回收铝做成铝锭最好。15.（09山东卷29）（12分）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。答案：（1）Zn（或锌） 正极 （2）锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b （3）2H+2e-H2 ,87g解析：（1）负极上是失电子的一极 Zn失电子有负极经外电路流向正极。（2）锌与还原