高三化学 电解质溶液（二）——电化学知识、胶体 知识精讲 通用版

高三化学 电解质溶液（二）电化学知识、胶体 知识精讲 通用版【本讲主要内容】电解质溶液（二）电化学知识、胶体【知识掌握】【知识点精析】一. 原电池原理及其应用1. 原电池（1）原电池：原电池是指把化学能转化为电能的装置（2）原电池工作原理：以铜锌原电池为例外电路：电子从负极正极 电流从正极负极内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极注意：负极电子流出的极，通常是相对较活泼的金属，电极被氧化，发生氧化反应。正极电子流入的极，通常是相对较不活泼的金属或非金属导体，电极上发生还原反应。实质：是将一个自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的两极发生，是反应中的电子通过电路转移而形成电流。原电池作为电源，内部是通过离子移动放电产生电流的，没有电子流过。一般情况下，负极要溶解，正极上析出物质（如气体）。（3）原电池的构成条件：有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极。电极材料均插入电解质溶液中。两极构成闭合回路（直接接触或用导线连接）。注意：a. 原电池中，电极可能与电解质反应，也可能与电解质不反应。例b. 有的原电池产生的电流大，可以对外做功；有的原电池发生的反应很慢，产生的电流极其微小，不可以对外做功（见上面两例），发生的反应要考虑空气中氧气的影响。（4）原电池的基本类型负极参加反应：如铜锌原电池、钢铁的吸氧腐蚀。两极都参加反应的原电池：如铅蓄电池、锂电池等可充电电池。两个电极都不参加反应的原电池：电极本身不反应，而是引入到两电极上的物质分别发生氧化还原反应。如燃料电池等。（5）原电池原理的应用加快氧化还原反应速率：锌和稀硫酸制氢气时，滴加少量硫酸铜可加快制氢气速率。比较金属的活动性强弱：还原性强的负极失去电子，所以，金属的活动性：负极正极。了解金属腐蚀的原因，以采取措施防止金属的腐蚀。制造化学电源。2. 化学电源（1）干电池 电极反应式为：正极（石墨）2NH42e2NH3H2 负极（锌筒）Zn2e Zn2总反应式为：2NH4 Zn2NH3H2Zn2（2）铅蓄电池电极反应式为：正极PbO24HSO422ePbSO42H2O 负极PbSO422ePbSO4总反应式为： PbO2 Pb2H2SO42PbSO42H2O（3）锂电池电极反应式为：正极I22e2I负极2Li2e2Li总反应式为：I22Li2LiI（4）燃料电池：以氢氧燃料电池为例总反应式为：2H2O22H2O注意：电极反应分别在负极和正极进行的氧化和还原反应叫做电极反应。电池反应电极反应的总反应叫做总电池反应或电池反应。书写时，将两个电极反应式相加，消去得失电子，即得。书写电极反应时，要确定正负极，弄清正负极上的反应，保证原子守恒、电荷守恒和不忽视介质参与反应，弱电解质、气体、或难溶物以分子形式表示，其余以离子符号表示举例：原电池（）CH4|KOH（aq）|O2（）负极CH410OH8eCO327H2O正极2O24H2O8e 8OH原电池总反应CH42O22OHCO323H2O3. 金属的腐蚀和防护（1）金属的腐蚀：分化学腐蚀和电化学腐蚀两种 化学腐蚀 电化学腐蚀含义金属或合金直接与具有腐蚀性的物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程电子得失金属直接把电子转移给有氧化性的物质其中的活泼金属将电子间接转移给氧化性较强的物质电流无电流产生有微弱电流产生腐蚀现象金属被氧化损耗其中较活泼的金属被氧化损耗实例金属与O2、Cl2等物质直接反应钢铁在潮湿的空气中被腐蚀（2）钢铁的电化腐蚀原理钢铁在干燥空气中长时间不易腐蚀，但在潮湿的空气里易被腐蚀。原因是，钢铁表面会吸附一层水膜，这层水膜中含有少量的H、OH，还溶解了少量的CO2、O2等，即在钢铁表面形成了一层电解质溶液，构成了原电池吸氧腐蚀：负极：2Fe4e2Fe2 正极：2H2OO24e4OH（此时电解质溶液酸性较弱、中性、或碱性）总反应：2H2OO22Fe 2Fe(OH)2在空气中 4 Fe（OH）22H2OO24 Fe（OH）3，Fe（OH）3失水而成铁锈Fe2O3xH2O析氢腐蚀：负极：Fe2e Fe2 正极：2H+2eH2 （此时电解质溶液酸性较强） 总反应：2HFeFe2 H2注意：一般情况下，以吸氧腐蚀为主。吸氧腐蚀和析氢腐蚀的主要区别在于正极反应。（3）金属的防护：金属的腐蚀主要是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，只要减少形成原电池3条件中的一个，就可防止原电池反应的发生。内因改变金属内部结构。外因采用适当方法将金属与介质（主要指电解质溶液）隔离，如喷漆、涂油、电镀、表面钝化等。电化学保护法：如船体外壳嵌锌，将钢铁外壳与锌人为的构成原电池，腐蚀锌，保护船体。或外加电源，使被保护的金属与电源的负极相连，成为阴极而被保护。二. 电解原理及其应用1. 电解（1）电解：使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起还原反应和氧化反应的过程叫做电解。（2）电解池：发生电解的装置，即把电能转化为化学能的装置叫做电解池。电解池的构成电源及与电源相连的两个电极电解质溶液（或融化的离子化合物）形成闭和回路（3）阴极与电源负极相连的一极，与材料无关，由电源电极决定，发生还原反应阳极与电源正极相连的一极，与材料无关，由电源电极决定，发生氧化反应注意：电解质溶液的导电过程就是电解过程。2. 电解原理 从以惰性材料（C、Pt）为电极电解CuCl2溶液为例3. 电解规律 当电解质溶液通直流电时，在外加电场的作用下，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，同时阴阳两极发生放电。 影响放电情况的因素主要有： （1）电极材料：若是活性电极，则阳极本身放电被氧化，阴极上是阳离子放电被还原；若是惰性电极（铂、石墨），则放电的都是溶液中的阴阳离子。（2）离子本身的性质和浓度：一般地，离子的氧化性越强，越易在阴极上得电子，离子的还原性越强，越易在阳极上失电子，离子浓度越大，越容易放电。（如电镀锌时，c（Zn2）比c（H）大得多，Zn2放电而H未放电）。在不考虑离子浓度的情况下，放电顺序为：阴极：AgFe3Hg2Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2Al3Mg2NaCa2K阳极：活性材料S2IBrClOHNO3SO42F用惰性电极电解时各种情况如下类型电极反应特点实例电解对象电解质溶液浓度pH电解质溶液复原电解水型阴极4H4e2H2阳极4OH4e2H2OO2NaOH水增大增大水H2SO4水增大减小水Na2SO4水增大不变水分解电解质型电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大氯化氢CuCl2电解质减小氯化铜放H2生碱型阴极：H2O放H2生碱阳极：电解质阴离子放电NaCl 水和电解质电解质增大氯化氢放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生酸CuSO4水和电解质电解质减小氧化铜4. 电解原理的应用（1）电镀电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。电镀的条件是镀件做阴极镀层金属做阳极电镀液中含有镀层金属离子。注意电镀过程中电解液浓度基本不变若镀层金属含杂质，活动性比它强的也要放电，比它弱的金属不参与电极反应。例镀铜时电极反应为：阴极Cu22eCu阳极Cu2eCu2。（2）铜的电解精炼用粗铜做阳极，纯铜片做阴极，硫酸铜溶液做电解液。反应为：阴极Cu22eCu 阳极Cu2eCu2在阳极上，比铜活泼的杂质金属也失去电子Zn2eZn2 Ni2eNi2。但比铜活动性弱的金属（金、银等）沉积在阳极泥中。（3）氯碱工业工业上用电解饱和食盐水的方法制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。反应为：阴极2Cl2eCl2 阳极2H2 eH2总反应2NaCl2NaOHCl2H2注意：由于H在阴极上得到电子而生成氢气，破坏了附近的水的电离平衡，促进了水继续电离，结果阴极区溶液中OH浓度增大而呈碱性。离子交换膜电解槽膜的作用：阳离子交换膜只准许Na通过，Cl、OH和气体不能通过，从而把电解槽隔成了阴极室（有NaOH和 H2）和阳极室（有Cl2），既防止Cl2和H2反应，又防止Cl2与NaOH反应食盐水的精制：粗盐水中含有泥沙、Ca2、Mg2、Fe3、SO42杂质，通常加入Na2CO3、NaOH、BaCl2等，滤除沉淀后加入盐酸调pH值。发生的反应有：a. 加入Na2CO3除Ca2：Ca2 CO32 CaCO3b. 加入NaOH除 Mg2、Fe3等 Mg22OH Mg（OH）2 Fe33OH Fe（OH）3c. 加入BaCl2和 Na2CO3除SO42、及过量的Ba2Ba2 SO42 BaSO4 Ba2 CO32 BaCO3（4）电解冶炼活泼金属Na、Mg、Al等活泼金属都可用电解它们的熔融盐或氧化物制得。如制铝：阳极6O212e3O2阴极4Al312e4Al 总反应 3O24Al5. 原电池、电解池、电镀池的比较（学生自己填表）原电池 电解池 电镀池定义装置举例形成条件电极名称电极反应电子流向三. 胶体的性质及应用1. 胶体分散系：化学上把由一种物质（或几种物质）以粒子形式分散到另一种物质里形成的混合物，称为分散系。其中分散系中分散成粒子的物质叫分散质，另一种物质叫分散剂。（1）胶体分散质的微粒直径在1nm100nm(即109m107m)之间的分散系叫做胶体。胶体微粒直径的大小是胶体的本质特征。（2）胶体与溶液、浊液的比较分散系溶液胶体悬（乳）浊液分散质微粒直径100nm外观均一、透明多数均一、透明不均一、不透明分散质微粒组成单个分子或离子许多分子集合体或高分子巨大数量分子集合体能否透过滤纸 能能不能能否透过半透膜能不能不能实例盐水、碘酒Fe（OH）3胶体、淀粉胶体、蛋白胶体泥水、油水（3）胶体的制备反应法Fe（OH）3胶体的制备将12mL FeCl3饱和溶液滴入20 mL沸水中，加热至液体呈红褐色Fe3Fe(OH)3（胶体）3H注意：a. 不能过度加热，以免发生聚沉。b. 用蒸馏水，不用自来水，因自来水中的电解质会使胶体聚沉。溶解法 如淀粉和蛋白质溶解于水直接得到胶体（又叫高分子溶液）。机械法将固体颗粒直接研磨成胶粒的大小，如碳素墨水等。（4）胶体的分类（5）胶体的提纯渗析使分子或离子通过半透膜从胶体里分离的操作叫做渗析。利用渗析可以除去胶体中的小分子或离子，以提纯胶体。2. 胶体的性质（1）丁达尔现象 当一束强光透过胶体时，可以看到一条光亮的通路，这种现象叫做丁达尔现象。 用这种方法可以区别溶液和胶体。丁达尔现象是胶粒对光散射引起的。（2）布朗运动 在胶体里，胶粒不断地进行无规则运动，这种运动叫做布朗运动。布朗运动是胶粒受分散剂分子运动撞击的结果，它使胶粒保持悬浮状态，而不容易沉降，这是胶体稳定的原因之一。（3）电泳现象 在外电场的作用下，胶体微粒（高分子除外）就会在分散剂里向阳极或阴极作定向移动，这种现象叫做电泳现象。注意：这一现象说明胶体颗粒带电。胶粒带电原因：胶体离子具有比较大的表面积，能吸附带电离子而带电。但整个胶体是电中性的。胶体稳定的主要原因：同一胶体的胶粒带有同种电荷，彼此相互排斥，这是胶体不易聚集，比较稳定的主要原因。胶粒带电规律：一般说来，金属氢氧化物、金属氧化物的胶粒吸附阳离子而带正电荷，非金属氧化物、金属硫化物的胶粒吸附阴离子而带负电荷。（4）胶体的聚沉减少或消除胶粒所带的电荷，使胶体颗粒聚集成较大的颗粒而沉淀出来，这个过程叫胶体的聚沉。使胶体聚沉的主要方法有加入少量电解质加入胶粒带相反电荷的胶体加热注意：聚沉不同于盐析。盐析是指某些物质的溶液和某些大分子形成的胶体溶液，当加入某些无机盐时，使分散质的溶解度降低而析出的过程。该过程具有可逆性。3. 胶体的应用（1）石膏、盐卤电豆腐 （2）明矾净水原理 （3）土壤保肥作用（4）血液透析原理、血清纸上电泳 （5）制有色玻璃（6）海河交界处易形成三角洲 （7）工业电泳除尘【解题方法指导】例1. 如下图所示，通电后，A极上析出Ag。对该装置的有关叙述正确的是（ ）A. P是电源的正极 B. F极上发生的反应为4OH4e2H2OO2 C. 通电后，甲、乙、丙三池中除了E、F两极外，其它电极都参加了反应 D. 通电后，甲池溶液的pH减小，而乙、丙两池溶液的pH不变答案：B解析：此题属于电化学的综合题，涉及原电池、电解池、电镀池的有关问题。如果未掌握判断电极名称的原理和方法，缺乏电极反应以及分析电解液pH变化等知识，很容易出现错误。选A者，错误在于未理解“阴极还原”、“负极连阴极”的判断电极的原理，A极上析出Ag说明溶液中的银离子在A极上得到电子被还原成银，故A为阴极，则P是电源的负极。选C者，错误在于只注意惰性电极不参加反应，不清楚阴极无论是惰性电极还是活性电极均不参加电极反应，A、C两电极作为阴极均未参加反应。选D者，是由于不知道如何依据电解原理分析电解液pH的变化。乙、甲两池均为电镀池，电解液的pH均不变，丙池是电解NaHSO4溶液，实际是电解水，由于NaHSO4溶液显酸性，电解后，溶液浓度增大，酸性增强，pH减小。B选项中，F极为惰性阳极，水电离出的OH失电子，发生氧化反应，故正确。例2. 熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3熔融盐混合物作电解质，CO为阴极燃气，空气与CO2的混合气体为阳极燃气，制得在650下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：阳极反应式2CO2CO324CO24e 阴极反应式：_，总电池反应式_。答案：2CO2O24e2CO32 2COO22CO2解析：题目中的阳极就是发生氧化反应的一极，也就是原电池中的负极，这从题目中给的电极反应也可看出。在写阴极反应式时，应想到题目给的阳极反应式中消耗了CO32，阴极上O2得电子生成CO32的话，一定会有介质中的CO2参与，这样，阴极反应式就容易写出。总反应式，可有两极反应式相加得到，也可据经验直接写出。空气中含适量CO2的作用就是为了平衡、保持电解质液组成、浓度恒定。例3. （2020 重庆） 铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极隔板是惰性材料，电池总反应式为：PbPbO24H2SO422PbSO42H2O请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：（1）放电时：正极的电极反应式是_；电解液中H2SO4的浓度将变 ；当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加 g。（2）在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按下图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成 、B电极上生成 ，此时铅蓄电池的正负极的极性将 。答案：（1）PbO22e4HSO42PbSO42H2O 小 48（2）Pb PbO2 对换解析：原电池里正极上得电子、负极上失电子。根据电池总反应式，正极反应为：PbO22e4HSO42PbSO42H2O 负极反应为：Pb _ 2e SO42PbSO4 质量增加2mol 96g 1mol x求得 x48g 电解池里与电源正极相连的电极（阳极）上失电子、与电源负极相连的电极（阴极）上得电子。则阳极反应为PbSO4_ 2e 2H2O PbO2 4HSO42；阴极反应为PbSO42e Pb SO42。根据图示，电解一段时间后，原PbO2极（阴极）变成Pb，原Pb极（阳极）变成PbO2，即正负极对换。【考点突破】【考点指要】1. 复习原电池知识时，应通过铜_锌原电池工作原理的分析，掌握原电池工作的一般原理，掌握原电池构成条件及电极反应式和电池反应式的写法，并能根据对原电池工作原理的理解，将一些简单的自发进行的氧化还原反应设计成原电池。要了解几种重要化学电源的工作原理。要掌握金属电化腐蚀的原理，理解金属防护的一般方法。2. 复习电解原理及应用时，要通过电解氯化铜溶液为例，理解电解池工作原理，掌握电解池构成条件及电极反应式和电池反应式的写法，要理解并记住阴、阳离子放电顺序，尤其是在阳极上（阳极材料决定在本极上放电的物质），要会分析用惰性电极电解不同类型的电解质溶液时电极反应的特点，电解质浓度的变化，pH变化等，理解铜的电解精炼和电镀的原理、氯碱工业的工作原理及实际操作过程。3. 复习胶体时，要通过三种分散系的比较，掌握胶体的本质特征。要掌握氢氧化铁胶体的制取原理及方法、胶体的性质和提纯等知识点。从近几年的高考试题来看，电化学知识是高考命题的重要内容，经常出现在高考试题中。由于电化学常常涉及到物理学中的串联电路、并联电路及相关物理量（电流强度、电量等），无疑，这一交汇点正反映了理科综合测试的精神，展望它将成为综合测试的热点。胶体知识也有时出现在高考题中。命题主要集中在对胶体性质和提纯的考察上，命题有向着胶体知识与科技生活生产相结合的问题的趋势。本部分内容，有时以选择题形式出现，有时与元素化合物知识联系以填空题的形式出现，分值大约在510分之间。【典型例题分析】例4. (2020 北京)X Y Z W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。已知X可分别与Y W形成X2Y，X2Y2，XW等共价化合物；Z可分别与Y、W形成Z2Y，Z2Y2，ZW等离子化合物。请回答（1）Z2Y的化学式是 。（2）Z2Y2与X2Y反应的化学方程式是 。（3）如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的ZW饱和溶液，C()C()为多孔石墨电极，接通S1后C()附近溶液变红， 两玻璃管中有气体生成。一段时间后(两玻璃管中液体未脱离液面)，断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转。此时： C()的电极名称是 (填写正极或负极)；C()的电极反应式是 。（4）铜屑放入稀硫酸中不发生反应，若在稀硫酸中加入X2Y2，铜屑可逐渐溶解，该反应的离子方程式是 。答案：（1）Na2O（2）2Na2O22H2O4NaOHO2（3）负极 Cl22e2Cl（4）CuH2O22HCu22H2O解析：（1）因 X2Y，X2Y2，XW为共价化合物，那么形成化合物的元素一般为非金属，若假设X为1价，Y则为2、1价，可很容易想到X为氢，Y为氧，Z的原子序数比Y大，又为1价的短周期元素，只能是钠元素（3）W为1价，又是短周期的原子序数比钠大的元素，只有氯合题意。所以，开始电解的是NaCl溶液。C(I)附近溶液变红，说明C(I)是阴极，H放电成为H2， C(II) 为阳极，Cl-放电成为Cl2。断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转说明构成了原电池。此原电池中C(I) 为负极，H22e 2OH 2H2O；C()为正极，Cl22e2Cl(4)H2O2具有强氧化性，在酸性条件下，可把铜氧化。例5. (2020 重庆)在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可上下搅动液体，装置如下图。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，由搅棒上下剧烈搅动，静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答：（1）阳极上的电极反应式为 。（2）阴极上的电极反应式为 。（3）原上层液体是 。（4）原下层液体是 。（5）搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是 。（6）要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是 ，现象是 。 答案：（1）2I2eI2（2）2H2eH2（3）KI(或NaI)水溶液（4）CCl4(或CHCl3)（5）I2在CCl4中的溶解度大于水中的溶解度，所以绝大部分I2都转移到CCl4中（6）焰色反应 透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色(其它合理答案同样给分，如答NaI溶液时，这里火焰呈黄色)解析：接通电源后能发生电解，说明上层是电解质的水溶液，下层是密度比水大的不溶于水的有机溶剂。阳极产物的水溶液呈现棕色，被下层的有机溶剂萃取后呈紫色，说明原来是I，在阳极放电后成为I2。阴极上是H，放电变成了氢气。上层是可溶于水的碘化物的水溶液，常见的是KI(或NaI)水溶液，下层的常见有机溶剂是CCl4(或CHCl3)(不能是苯或汽油，它们的密度比水小)。【达标测试】时间：40分钟一. 选择题1. 下列实验操作中正确的是（ ）A. 利用电泳现象区别溶液和胶体 B. 用滤纸过滤除去溶液中的胶体粒子 C. 用渗析的方法除去胶体中的离子或分子，以净化胶体D. 向Fe(OH)3胶体中加入足量的AgNO3溶液，以除去胶体中的氯离子2. 下列过程通电后才能进行的是（ ）电离 电解 电镀 电泳 电化腐蚀A. B. C. D. 3. 下列叙述中不正确的是（ ）A. 电解池的阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应B. 原电池跟电解池连接后，电子从电池负极流向电解池阳极C. 电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化作用D. 电解饱和食盐水，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气4. 用铂作电极电解某种溶液，通电一段时间，溶液pH的变小，并且在阳极得到0.56L气体，阴极得到1.12L气体（两种气体均在相同条件下测定）。由此可知溶液可能是 （ ）A. 稀盐酸 B. KNO3溶液 C. CuSO4溶液 D. 稀硫酸5. 铅蓄电池的两极分别为Pb、PbO2，电解质溶液为硫酸，工作时反应为PbO2 Pb2H2SO42PbSO42H2O，下列结论正确的是（ ）A. Pb为正极被氧化 B. SO42只向PbO2极移动C. 电解质溶液密度不断减小 D. 溶液的pH值不断减小6. 已知土壤胶粒带负电荷，因此在土壤中施用含氮量相同的下列化肥时，肥效最差的是（ ）A. 硫铵 B. 氯化铵 C. 碳铵 D. 硝铵7. 某种胶体在电泳时，它的胶粒向阴极移动，在这种胶体中分别加入下列物质，不会发生聚沉的是 （ ）蔗糖溶液 硫酸镁溶液 硅酸胶体 氢氧化铁胶体A. B. C. D. 8. 家用炒菜铁锅用水清洗放置后出现红棕色的锈斑，在此过程中不发生的化学反应是 （ ）A. 4 Fe(OH)22H2OO24Fe(OH)3 B. 2Fe2H2OO22Fe(OH)2C. 2H2OO24e 4OH D. Fe3eFe39. 电子表所用纽扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应是Zn2OH2eZnOH2O Ag2OH2O2e2Ag 2OH 总反应式为Zn Ag2O ZnO2 Ag下列判断正确的是（ ）A. Zn为正极，Ag2O为负极 B. Zn为负极，Ag2O为正极C. 原电池工作时，负极区pH减小 D. 原电池工作时，负极区pH增大10. 下图各容器中都盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序是（ ）A. B. C. D. 11. 用惰性电极电解M（NO3）x溶液，当阴极上增重a g时，阳极上同时产生b L氧气（标况），从而可知M的相对原子质量为 （ ）A. 22.4ax/b B. 11.2ax/b C. 5.6ax/b D. 2.5ax/b二. 填空题1. 如下图所示有一综合电解装置，通电一段时间后，C池溶液增重6.3g，回答：（1）电源X为 极。（2）A池中Fe极 （填增重或减轻） g。（3）E池中共放出 L气体（标准状况下）。（4）F池中碳棒上析出Ag g。（5）溶液的PH会升高的有 池。（6）原溶液浓度变大的是 池，不变的有 池。2. 由于Fe（OH）2极易被氧化，所以实验室很难用亚铁盐与烧碱反应制得白色纯净的Fe（OH）2沉淀，应用下图装置进行电解实验可制得白色纯净的Fe（OH）2沉淀，两电极材料分别为石墨和铁。（1）a极材料应为 ，电极反应式为 。（2）电解液c可以是（填编号） 。A. 纯水 B. NaCl溶液 C. NaOH溶液 D. CuCl2溶液 （3）d为苯，其作用为 。在加入苯之前对c应作何简单处理？ 。（4）为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是（填编号） 。A. 该用稀硫酸作电解液B. 适当增大电源的电压C. 适当减少两极间的距离D. 适当降低电解液的温度（5）若c为Na2SO4溶液，当电解一段时间看到白色Fe（OH）2沉淀后，再反接电源，除了电极上看到气泡外，混合物中另一明显现象为 。【综合测试】时间：40分钟一. 选择题1. 在水中加入等物质的量的Ag、Pb2、Na、SO42、NO3、Cl，该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物和还原产物的质量之比为（ ）A. 35.5：108 B. 16：207 C. 8：1 D. 108：35.52. 如图所示，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法正确的是（ ）A. X是阳极，Y是阴极 B. X是负极，Y是正极C. CuSO4溶液的pH逐渐减小D. CuSO4溶液的pH不变3. 以铁为阳极、铜为阴极，对足量的NaOH溶液进行电解，一段时间后得到2molFe（OH）3沉淀，此间，共消耗水的物质的量为（ ）A. 2mol B. 3mol C. 4mol D. 5mol4. 在25时，将两个铂电极插入到一定量的饱和硫酸钠溶液中，通直流电电解并不断搅拌，在开始较短的一段时间里，测得当阴极收集到xg气体的同时，溶液中析出mg结晶水合物Na2SO410H2O，若保持温度不变，则所剩溶液的溶质的质量分数是（ B ）A. B. C. D. 100%5. 用石墨作电极电解AlCl3溶液时下列电解过程变化的曲线合理的是（ ）A B C D6. 将某溶液逐滴加入Fe(OH)3溶胶内，开始时产生沉淀，继续滴加时沉淀溶解，该溶液是（ ）A. 2mol/LH2SO4溶液 B. 2mol/LNaOH溶液 C. 2mol/LMgSO4溶液 D. 硅酸溶胶7. 在1LK2SO4和CuSO4的混合液中c（SO42）2mol/L，用石墨电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L（标况）气体，则原溶液中c（K）为（ ）A. 2mol/L B. 1.5 mol/L C. 1mol/L D. 0.5 mol/L8. 用A、B两根石墨电极电解AgNO3溶液，通电tmin时，在B极上共产生11.2mL（标准状况）气体。然后将A、B电极与电源反接，用相同的电流再电解t/2 min，两极上均无气体产生，最终溶液的体积为200mL，则溶液的pH接近于（ ）A. 2 B. 2.7 C. 3 D. 49. 有X、Y、Z、M四种金属，已知X可以从Y的盐溶液中置换出Y；X和Z作原电池电极时，Z为正极；Y和Z的离子共存于电解液中，Y离子先放电；M离子的氧化性强于Y的离子。则这四种金属活动性由强到弱的顺序是 （ ）A. XYZW B. XZMY C. MZXY D. XZYM10. 把锌片和铁片放在盛有食盐水和酚酞试液的表面皿中，装置如图，观察到溶液首先变红色的区域是 （ ） A. 和 B. 和C. 和 D. 和二. 填空题1. 某学生试图用电解法根据电极析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数值，其实验方案的要点为用直流电电解氯化铜溶液，所用仪器如右图。在电流强度为I安，通电时间为t秒钟后，精确测得电极上析出的铜的质量为mg。试回答：（1）连接这些仪器的正确顺序为（用图中标注仪器接线柱的英文字母表示。下同）E接 ，C接 ， 接F。实验线路中的电流方向为 C 。（2）写出B电极上发生反应的离子方程式 。G试管中淀粉KI溶液变化的现象为 ，相应的离子方程式为 。（3）为精确测定电极上析出铜的质量，所必须的实验步骤的先后顺序是 。称量电解前电极质量刮下电解后电极上的铜并清洗用蒸馏水清洗电解后电极低温烘干电极后称量低温烘干刮下的铜后称量再次低温烘干称量至恒重（4）已知电子的电量为1.6109C。试列出阿伏加德罗常数的计算表达式NA 。2. (2020 北京海淀)物质X是中学化学中的常见物质，X既能与稀硫酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应。（1）若X为氧化物，X的化学式是 。（2）若X为单质，X用于焊接钢轨反应的化学方程式是 。（3）若X与稀硫酸反应生成无色无味的气体A，与浓氢氧化钠溶液反应生成气体B。等物质的量的A和B在水溶液中又生成X。X与稀硫酸反应的离子方程式是 。X与足量稀氢氧化钠溶液反应的离子方程式是 。在宇航器中，可以不断地将座舱内的空气通过盛有金属氧化物(以过氧化钠为例)的容器，以除去A。反应的化学方程式是 。科学家设计出新的航天飞船内的空气更新系统。其中一步是A和氢气在200C300C时，镍催化剂作用下，生成甲烷和另一种物质。该反应的化学方程式是 熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如图所示C(I)的电极名称是 (填正极或负极)。该燃料电池的总反应化学方程式是 。【达标测试答案】1. C2. B3. B 4. D解析：阴极与阳极气体体积比为2：1，说明电解水，pH变小说明为酸。5. C解析：原电池中失电子的物质为负极，据题目给的方程式可知，Pb为负极，PbO2为正极，又因Pb2 ePb2，溶液中SO42也向Pb极移动，生成难溶的PbSO4，所以，电解质溶液浓度不断减小，密度不断减小，pH不断增大。6. D解析：土壤胶粒带负电荷能吸附阳离子，对氮肥来说可吸附NH4，而硝铵中部分氮元素存在于NO3中，带负电荷的土壤胶粒对其不吸附且有排斥作用，因而易流失肥效降低。7. B解析：该胶体在电泳时，它的胶粒向阴极移动，说明此胶粒带正电荷。蔗糖是非电解质，其溶液不会使胶体发生聚沉。氢氧化铁胶粒带正电荷，与该胶粒带同种电荷，也不会使胶体发生聚沉。硫酸镁是电解质，硅酸胶体的胶粒带负电荷，都可使该胶体发生聚沉。8. D9. BC 解析：本题考察原电池和pH概念10. 解析：铁在海水中的腐蚀属于电化学腐蚀，当铁与其活动性差的Sn相连，铁的腐蚀速率加大（比大），与活动性强的Zn相连，铁的腐蚀速率减小（比小），在中铁为阳极，发生电极反应，铁的腐蚀速率大大加快。11. C解析：设M的相对原子质量为Mr，由电子守恒得（a/Mr）x（b/22.4）4 ，整理得Mr5.6ax/b二. 填空题1. （1）正（2）增重 0.64（3）3.36（4）5.4（5）B、C、D （6）DE A解析：（1）C池溶液增重6.3g，说明Zn失电子变成Zn2进入溶液，故Zn为阳极，从而推知X为正极。（2）由Zn2 eZn2知有0.2mol电子转移。串联电路中电子转移数目相等，所以，Cu22 eCu A池中Fe极增重6.4g（3）阴极 2H2eH2n(H2)0.1mol 阳极4OH4e2H2OO2n(O2)0.05mol（4）此处要注意，n(e_)0.2moln(Ag)0.05mol Ag不足，Ag全部析出重5.4g，另外，还有（0.20.05）/2 0.075mol H2放出。其它，据电极反应可判断出。2. （1）Fe Fe2e Fe2（2）B C（3）隔绝空气，防止Fe(OH)2被氧化 加热一段时间 （4）BC（5）白色沉淀立即变为灰绿色，最终变为红褐色解析：要抓题目的关键，即Fe(OH)2易被氧化，若制白色纯净的Fe(OH)2沉淀，就要采取隔绝空气的措施，如（3）中加苯、在加入苯之前对c加热一段时间赶出其中溶解的氧气等。（4）BC目的就是减小电阻，增大电流强度，加快反应。（5）是Fe(OH)2被氧化。【综合测试答案】一. 选择题1. C解析：将几种离子加入后，A