电化学专题精讲精炼_第1页
电化学专题精讲精炼_第2页
电化学专题精讲精炼_第3页
电化学专题精讲精炼_第4页
电化学专题精讲精炼_第5页
已阅读5页,还剩14页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、电化学专题精讲精炼【学法导航】1. 某碱性蓄电池在充电和放电时发生的反应为:Fe+NiO2+2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列说法中正确的是:A.放电时,负极上发生反应的物质是Fe. B.放电时,正极反应是:NiO2+2e-+2H+=Ni(OH)2C.充电时,阴极反应是:Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O D.充电时,阳极附近pH值减小.【方法要领】根据原电池在放电时,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,再根据元素化合价变化,可判断该电池负极发生反应的物质为Fe,正极为NiO2,此电池为碱性电池,在书写电极反应和总电池反应方程式时不能出现H+,故放电时的电极反应是

2、:负极:Fe-2e-+2OH- =Fe(OH)2,正极:NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH-。原电池充电时,发生电解反应,此时阴极反应为原电池负极反应的逆反应,阳极反应为原电池正极反应的逆反应,由此可判断正确选项应为A、D。【答案】AD2. 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 【方法要领】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

3、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 高【答案】CD考资源网3. 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【方法要领】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 ,而机械转动部位的油漆是挂不住的,所以刷油漆达不到防锈的目的【答案】B 4.(09安徽卷12)Cu2O是一种半导体材料,

4、基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下,电解总反应:2Cu+H2O=Cu2O+H2 。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。【方法要领】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2Cu2OH2e=Cu2OH2O,当有0.1mol电子转移时,有0.05molCu2O生成,D选项错误 高考资【答案】A源网5(09

5、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:C6H12O6+6H2O24e=6CO2+24H+C放电过程中,H+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CO2气体【方法要领】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【答案】B6. 镍氢电池是近年来开发出来的可充电电池,它可以取代会产生镉污染的镍镉

6、电池。镍氢电池的总反应式是: 12H2+NiO(OH) 放电充电 Ni(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,氢气是负极【方法要领】本题考查在题目创设的新情景中运用所学电化学知识,解决具体问题的能力。首先是区别出充电运用的是电解原理,放电则是运用了原电池原理。抓住电解池、原电池各极发生氧化还原反应的特点,结合题给的信息进行分析判断:【答案】CD。 A:原电池负极反应式为: H2+2OH-+e- =2H2O,放电时,负极的氢氧根离子浓度减少,pH下降。故A不正确。

7、B:原电池,NiO(OH)Ni(OH)2,镍被还原。故B也不正确。同理可判断得:正确答案为CD 7(2009届福建省泉州市俊来中学高三年级月考化学)关于电解NaCl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 方法要领A项中在阴极得到氢气;B项中阳极产生的氯气把碘离子氧化成碘单质而使得溶液显棕色;C项中在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈红色;D项中因为反应生成了NaOH,所以溶液呈碱性 高【答案】B考资源网8(2

8、009届福建省泉州市俊来中学高三年级月考化学)下列叙述正确的是 ()A在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应B用惰性电极电解Na2SO4溶液,阴阳两极产物的物质的量之比为1:2C用惰性电极电解饱和NaCl溶液,若有1 mol电子转移,则生成1 molNaOHD镀层破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀【方法要领】在原电池的负极和电解池的阳极都发生氧化反应,所以A错;电解Na2SO4实质是电解水,在阴极产生H2,在阳极产生O2,二者体积比为2:1,所以B错;根据电解NaCl的方程式:2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2可知,每转移1mol电子,生成1molNaOH,故C对;镀

9、层破损后,镀锌铁板更耐腐蚀,因为锌做负极,铁做正极被保护,所以D说法错误 高考【答案】 C资源网9. 甲、乙两个容器中,分别加入0.1mol/LNaCl溶液与0.1mol/LAgNO3溶液后,以Pt为电极进行电解时,在A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为:_ 【方法要领】此装置相当于两个电解槽串联到一起,在整个电路中电子转移总数相等.首先判断各极是阳极还是阴极,即电极名称,再分析各极发生的反应.A极(阴极)反应:2H+2e-=H2,B极(阳极)反应:2Cl-2e-=Cl2;C极(阴极)反应:Ag+ e- =Ag;D极(阳极)反应:4OH-4e-=2H2O+O2,根据电子守恒法可知,若整

10、个电路中有4mol电子转移,生成H2、Cl2、Ag、O2的物质的量分别为:2mol、2mol、4mol、1mol因此各电极上生成物的物质的量之比为:2:2:4:1 【答案】2:2:4:1一、原电池的工作原理例1(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【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

11、生成Zn2,故作为负极,D项正确【答案】B例2.下列叙述中正确的是 A构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属。 B由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极。 C马口铁(镀锡铁)破损时与电解质溶液接触锡先被腐蚀。 D铜锌原电池工作时,若有13克锌被溶解,电路中就有0.4mol电子通过。 【解析】 两种活动性不同的金属与电解质溶液能够组成原电池,但不能因此说构成原电池电极的材料一定都是金属,例如锌和石墨电极也能跟电解质溶液组成原电池。在原电池中,活动金属中的电子流向不活动的电极,因此活动金属是负极。镀锡铁表皮破损后与电解质溶液组成原电池,铁较锡活泼,铁先失电子被腐蚀。铜锌原电池工作时,锌

12、负极失电子,电极反应为Zn 2e=Zn2+,1molZn失去2mol电子,0.2mol锌(质量为13克)被溶解电路中有0.4mol电子通过。故选D 高考【答案】D 二、常见的化学电源例3、电子计算机所用钮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: Zn + 2 OH- -2eZnO + H2O Ag2O +H2O + 2e2Ag +2OH- 下列判断正确的是 A锌为正极,Ag2O为负极。 B锌为负极,Ag2O为正极。 C原电池工作时,负极区溶液pH减小。 D原电池工作时,负极区溶液pH增大。 解析:本题考查原电池和pH的概念。原电池中失去电子的极为负极,所以锌为负极,

13、Ag2O为正极。B是正确答案。因为 Zn + 2 OH- -2eZnO + H2O ,负极区域溶液中OH- 不断减少,故pH减小,所以C也正确。故选B、C。 答案:BC例4. (2013春香坊区校级期末)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)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

14、 LiH+H2O=LiOH+H2已知LiH固体密度为0.8g/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解答:解:(1)燃料电池中,通入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极,所以通入氢气的电极是负极,通入氧气的电极是正极,电子从负极沿导线流向正极,则电子流向由a到b,故答案为:由a到b;(2)碱性条件下,氢气失电子和氢氧根离子反应生成水,电极反应式为:H2+2OH2e=2H2O,故答案为:H2+2OH2e=2H2O;(3)反应物接触面积越大,其

15、反应速率越快,在电极表面镀铂粉,增大电极单位面积吸附氢气、氧气分子数,加快反应速率,同时也增大了Pt的利用率以降低成本,故答案为:增大电极单位面积吸附氢气、氧气分子数,加快反应速率,同时也增大了Pt的利用率以降低成本;(4)根据2Li+H22LiH得生成LiH的质量=160g,LiH的体积=200cm3,氢气体积=224L=224000cm3,所以生成的LiH体积与被吸收的H2体积比=200cm3:224000cm3=,故答案为:;由2Li+H22LiH、LiH+H2O=LiOH+H2得若能量转化率为80%,则转化的氢气物质的量=8mol,最终生成氢气的物质的量是16mol氢气,则转移电子的物

16、质的量=16mol×2=32mol,故答案为:32三、电解原理例5. (2013秋东山县校级期中)如图所示,a、b、c、d均为石墨电极,通电进行电解下列说法正确的是()A 乙烧杯中d的电极反应为 2Cl2e=Cl2B a、c两极产生气体的物质的量相等C 乙烧杯中发生的反应为2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOHD 甲、乙两烧杯中溶液的pH均保持不变解析:解:A乙烧杯中d的电极反应为 2H+2e=H2,故A错误;Ba电极反应式为4OH4e=2H2O+O2,c电极反应式为2Cl2e=Cl2,a,c两极产生气体的物质的量为1:2,不相等,故B错误;C乙中发生2NaCl+2H2O 2N

17、aOH+H2+Cl2,故C正确;D甲中发生2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4,乙中发生2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2,所以甲中溶液变为酸、乙中溶液变为碱,所以二者的pH都改变,故D错误;故选C四、金属的腐蚀及防护例7.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【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

18、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。【答案】BD例8(09年广东卷)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【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

19、。【答案】BC例10(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【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

20、发生吸氧腐蚀,属于电化学腐蚀,故D项错 高考资源网【答案】A 五、电极反应的书写例11.银器皿日久表面逐渐变黑色,这是由于生成硫化银,有人设计用原电池原理加以除去,其处理方法为:将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中,再将变黑的银器浸入溶液中,放置一段时间后,黑色会褪去而银不会损失。试回答:在此原电池反应中,负极发生的反应为_;正极发生的反应为_;反应过程中产生有臭鸡蛋气味的气体,则原电池总反应方程式为_。【解析】要善于抓住题示信息,“黑色褪去而银不会损失”,必然发生变化:Ag2S Ag,显然这是原电池的正极反应,Ag2S+2e- =2Ag+S2-,负极反应为活泼金属发生氧化反应:Al-3e-

21、=Al3+。正极生成的S2-和负极生成的Al3+在溶液中发生双水解:2Al3+3S2-+6H2O 2Al(OH)3+3H2S,与题意产生臭鸡蛋气味的气体相吻合。原电池的总反应为上述三个反应的加合:3Ag2S+2Al+6H2O =6Ag+2Al(OH)3+3H2S。【答案】Al-3e- =Al3+ Ag2S+2e- =2Ag+S2-3Ag2S+2Al+6H2O =6Ag+2Al(OH)3+3H2S例12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. 2H2O+O2+4e-=4OH- D.Fe-3e- =Fe3+ 【

22、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 高考资源网 【答案】C 六、电解的有关计算例13. 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.4×10-3mol/L B.2×10-3mol/L C.1

23、15;10-3mol/L D.1×10-7mol/L 【解析】根据电解规律可知阴极反应:Cu2+2e-=Cu,增重0.064gCu,应是Cu的质量,根据总反应方程式: 2CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4->4H+ 2×64g4mol 0.064g xx=0.002molH+= =4×10-3mol/L【答案】A例14(2009届福建省泉州市俊来中学高三年级月考化学)电解100mL含c(H+)=0.30mol/L的下列溶液。当电路中通过0.04mol电子时,理论上析出金属质量最大的是 A0.10mol/L Ag+B0.20mol/L Zn2+

24、C0.20mol/L Cu2+ D0.20mol/L Pb2+ 【解析】电解时阴极上溶液中离子的反应顺序为Ag+ Cu2+ H+ Pb2+ Zn2+ ,A项中Ag+ 先反应,H+后反应,可得到Ag:0.10mol/L×0.1L×108g/mol=1.08g ;H2 :0.03g 。B项中H+先反应,Zn2+后反应,可得H2:0.03g ;Zn:(0.04mol-0.03mol)÷2×65g/mol=0.325g 。C项中Cu2+先反应,H+后反应,可得到Cu:0.20mol/L×0.1L×64g/mol=1.28g 。D项中H+先反应

25、,Pb 2+后反应,可得到H2:0.03g ;Pb:(0.04mol-0.03mol)÷2×207g/mol=1.05g 。因此理论上析出金属质量最大的是C。【答案】C七、原电池原理和电解原理综合运用例15(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:O22H2O4e4OH-B以NaOH溶液为电解液时,负极反应为:Al3OH-3e-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

26、子通过外电路从正极流向负极【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:Al4OH-3e-AlO2- + 2H2O,B错; 该电池在碱性条件下消耗了碱,反应式为4Al3O24 OH- = 4 AlO2- + 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错高【答案】A例16. (2009浙江)市场上经常见到的标记为Liion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),

27、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式为:Li+2Li0.35NiO22Li0.85NiO2下列说法不正确的是()A 放电时,负极的电极反应式:Lie=Li+B 充电时,Li0.85NiO2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【解析】A项,Li从零价升至正价,失去电子,作为负极,正确;B项,反应逆向进行时。反应物只有一种,故化合价既有升,又有降,所以既发生氧化反应又发生还原反应,正确;C项,由于Li可以与水反应,故应为非水材料,正确;D项,原电池中阳离子应迁移至正极失电子,故错。【答案】D例17.(09年山东卷)Zn

28、MnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl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ZnCl2NH4Cl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)aNaOH bZncFe dNH3H2O(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 分析:(1)锌锰原电池中负极材料为活泼金属Zn,MnO2为正极,电池工作时电子从负极经外电路流向正极;(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有

29、杂质Cu2+,锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀除杂时不能引入新杂质,应选Zn将Cu2+ 置换为单质而除去;(3)电解酸化的MnSO4溶液时,根据离子的放电顺序,阴极上首先放电的是H+,电极反应式为:2H+2e=H2,阳极反应式为:MnSO42e+2H2OMnO2+SO42+4H+,若电路中通过2mol电子产生1molMnO2,质量为87g解答:解:(1)负极上是失电子的,则Zn失电子为负极,电子由负极流向正极,故答案为:Zn(或锌); 正极;(2)电化学腐蚀较化学腐蚀更快,锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀题目中a和d选项不能除去杂质离子,c项会引入新杂质,所以应选Z

30、n将Cu2+ 置换为单质而除去故答案为:锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀;b;(3)阴极上得电子,发生还原反应,H+得电子生成氢气因为MnSO4MnO22 e,通过2mol电子产生1molMnO2,其质量为87g故答案为:2H+2eH2;87g【专题突破】1、(2012江苏校级学业考试)钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀,发生的原电池反应为:2Fe+2H2O+O22Fe2+4OH以下说法正确的是()A负极发生的反应为:Fe2e=Fe2+B正极发生的反应为:2H2O+O2+2e=4OHC原电池是将电能转变为化学能的装置D钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀解答:解:钢铁中含有铁和碳,

31、在潮湿的环境中构成原电池,铁作负极,碳作正极A、根据反应方程式知,负极反应式为Fe2eFe2+,故A正确B、反应式前后原子、电荷不守恒,故B错误C、原电池是将化学能转变为电能的装置,故C错误D、氧气在水中的溶解度较小,在水下部分比在空气与水交界处更难腐蚀,故D错误故选A2(2008秋启东市期末)如图是某空间站能量转化系统的局部示意图,其中燃料电池采用KOH为电解液,下列有关说法中不正确的是()A该能量转化系统中的水也是可以循环的B燃料电池系统产生的能量实际上来自于水C水电解系统中的阴极反应:O2+2H2O+4e=4OHD燃料电池放电时的负极反应:H22e+2OH=2H2O解答:解:A、由转化系

32、统可知,水分解后还可再生成,则水是循环使用的,说法正确,故A错误B、燃料电池系统产生的能量来源于化学反应产生的化学能,属于化学能转变为电能,不是来源于水,说法错误,故B正确;C、水电解系统中的阴极上水得电子生成氢气和氢氧根离子,所以电极反应式为:2H2O+2e=H2+2OH,说法错误,故C正确D、该燃料电池放电时的负极发生氧化反应,在碱性环境下,2OH+H22e=2H2O,说法正确,故D错误故选BC3(2013历下区校级三模)用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液,通电一段时间后,向所得溶液中加入0.1mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH则电解过程中转移的电子数为()A0.1mol

33、B0.2molC0.3molD0.4mol分析:根据电解池的工作原理,要想让电解后的电解质复原,则遵循的原则是:出什么加什么,加入 Cu(OH)2后溶液与电解前相同,则铜离子和氢氧根放电解答:解:Cu(OH)2从组成上可看成CuOH2O,加入0.1 mol Cu(OH)2 ,相当于加入了0.1molCuO和0.1mol H2O;即电解生成了0.1 mol H2SO4,并电解了0.1 mol H2O,由电解的总反应式:2H2O+2CuSO42Cu+O2+2H2SO4 转移电子2mol 4mol0.1mol 0.2mol 2H2O2H2+O2转移电子2mol 4mol0.1mol 0.2mol所以

34、电解过程中共转移电子为0.4 mol 故选:D4(2010桂林一模)以Pt为电极,电解含有金属离子M+、N3+各0.10mol的溶液,阴极析出的金属单质或气体的总物质的量(y)与导线中通过电子的物质的量(x)的关系如图所示对离子氧化能力的强弱判断正确的是(选项中H+为氢离子)()AN3+H+M+BM+N3+H+CM+H+N3+D条件不足,无法确定解答:解:通电后就有固体生成,当通过电子为0.1mol时,析出固体或气体的物质的量为0.1mol,证明此时析出的固体,而不是氢气(若是氢气,那么氢气的物质的量应该为0.05mol),第二阶段,失去电子0.2mol,对应物质0.1mol,可知该物质是氢气

35、,后面失电子数和物质的量比例保持不变,说明X3+不放电,M+离子先于H+放电,故氧化能力为M+H+N3+故选C5(2014广东)某同学组装了如图所示的电化学装置,电极为Al,其它均为Cu,则()A电流方向:电极A电极B电极发生还原反应C电极逐渐溶解D电极的电极反应:Cu2+2eCu分析:电极为Al,其它均为Cu,Al易失电子作负极,所以是负极、是阴极,是阳极、是正极,电流方向从正极流向负极,负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,据此分析解答解答:解:电极为Al,其它均为Cu,Al易失电子作负极,所以是负极、是阴极,是阳极、是正极,A电流从正极沿导线流向负极,即电极A电极,故A正确

36、;B电极上电极反应式为Al3e=Al3+,发生氧化反应,故B错误;C电极是正极,正极上发生反应为Cu 2+2e=Cu,所以电极质量逐渐增大,故C错误;D电极为阳极,电极反应式为Cu2eCu 2+,故D错误;故选A6(2014江西校级模拟)如图:X为铁棒,Y为铜棒,当K闭合后,下列有关分析不正确的是()A当a为电流表,b为浓硝酸时:Y为负极B当a为电流表,b为稀硫酸时:X电极反应为:Fe2eFe2+C 当a为直流电源,b为CuSO4溶液时:X、Y两电极附近的SO42浓度相等D当a为直流电源,b为NaOH溶液,X极附近产生白色沉淀时:电子从X极流入a解答:解:A、当电解质溶液为浓硝酸时,常温下,铁

37、能与浓硝酸发生钝化现象而阻止了铁与浓硝酸进一步的反应,铜与浓硝酸能自发的进行氧化还原反应,所以铜作负极,铁作正极,即Y为负极,故A正确B、当电解质溶液为稀硫酸时,铁能与稀硫酸自发的进行氧化还原反应,铜不与稀硫酸反应,所以铁作负极,铜作正极,负极上失电子发生氧化反应,X电极上发生的电极反应式为Fe2eFe2+,故B正确C、当a为直流电源,b为CuSO4溶液时,电解池工作时,电解质溶液中阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,所以两极附近的SO42浓度不相等,故C错误D、电解池工作时,b为NaOH溶液,X极附近产生白色沉淀时,说明X极铁失电子生成二价铁离子进入溶液,铁作阳极,铜作阴极,电子从X极流入a

38、即电子从阳极流向正极,故D正确故选C原电池电极反应式书写的一般步骤1 原电池正、负极的确定 由两极的相对活泼性确定:相对活泼性较强(针对电解质溶液而言)的金属为负极(一般地,负极材料与电解质溶液要发生反应),相对活泼性较差的金属或导电的非金属等为正极。如:MgAlHCl溶液构成的原电池中,负极为Mg;但MgAlNaOH溶液构成的原电池中,负极为Al。(思考:AlCuHCl溶液、AlCu浓HNO3溶液构成的原电池中的负极分别为什么?) 由电极变化情况确定: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,则此电极为负极;若某一电极上有气体产生、电极的质量不断增加或不变,该电极发生还原反应,则

39、此电极为正极。如:ZnCCuSO4溶液构成的原电池中,C电极上会析出紫红色固体物质,则C为此原电池的正极。 根据实验现象确定:一般可以根据电极附近指示剂(石蕊、酚酞、湿润的KI淀粉等)的显色情况来分析推断该电极发生的反应情况,是氧化反应还是还原反应,是H+还是OH或I等放电,从而确定正、负极。如用酚酞作指示剂,则溶液变红色的那一极附近溶液的性质为碱性,是H+放电导致c(OH)c(H+),H+放电是还原反应,故这一极为正极。 如两极都是惰性电极(一般用于燃料电池),则可以通过定义和总反应式来分析,发生氧化反应的气体(或对应物质)所对应的一极为负极。如碱性溶液中的甲醇燃料电池,其总反应式为:2CH

40、3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,CH3OH被氧化,则通入甲醇的一极为负极,通入氧气的一极为正极。 如果题目给定的是图示装置,可根据电子流动方向或其它提示来分析正、负极。2 书写电极反应式原电池的电极名称一旦确定,则相应电极的电极反应式也随之确定。但书写电极反应式时还需注意以下几点:正负电极反应式中的电子得失数目保持相等。例如Al-Cu-CuSO4构成的原电池的正极反应可表示为:3Cu2+6e-=3Cu,负极反应式为:2Al-6e-=2Al3+ 看负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子能否共存,若不能共存,则该电解质溶液中的阴离子也要写入负极的电极反应式中。如AlCuNaH

41、CO3溶液构成的原电池中,因Al失去电子生成的Al3+能与HCO3反应:Al3+3HCO3=Al(OH)3+3CO2,故铝件(负极)上发生的反应为:Al3e+3HCO3=Al(OH)3+3CO2,而不是仅仅写为:Al3e=Al3+。 当正极上的反应物质为O2时(吸氧腐蚀),要注意电解质溶液的性质。溶液为碱性时,电极反应式中不能出现H+,电极反应式只能为O2+2H2O+4e-=4OH;溶液为酸性时,电极反应式中不能出现OH,电极反应式为:O2+4H+4e-=2H2O。电解池的电极反应和总反应式的书写方法三、电解池的电极反应和总反应式的书写方法方法为:第一步:根据与正极相连为阳极与负极相连为阴极;

42、第二步:离子移动,阳离子移向阴极,阴离子移向阳极。第三步:根据溶液中的离子判断电极反应;(电解时,应如何判断确定电极(阳极、阴极)产物?提示:(1)阳极产物判断首先看电极,如果是活性电极(金属活动顺序表Ag以前),则电极材料失电子,电极被溶解,溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨),则要再看溶液中的离子的失电子能力。此时根据阴离子放电顺序加以判断,阴离子放电顺序:S2IBrClOH含氧酸根F(2)阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断,阳离子放电顺序:Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+例1: 阳(粗铜

43、):Cu-2e-= Cu2+阴(精铜):Cu2+2e-=Cu例1中将两个铜电极改为两个惰性电极(Pt或C)阴:2Cu2+4e-=2Cu阳:4OH-4e-=O2+2H2O电解总反应式为:2CuSO4 + 2H2O = O2 + 2Cu + 2H2SO4若AB为惰性电极C为NaCl 阳极:2Cl-2e-=Cl2阴极:2H+2e-=H2 电解总反应:2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2 + H2若AB为惰性电极C为NaOH,阳极:4OH-4e-=O2+2H2O阴极:2H+2e-=H2总反应:2H2O=2H2 + O2若AB为惰性电极C为HCl,阳极:2Cl-2e-=Cl2阴极:2H+2e-=H2

44、 电解总反应:2HCl= Cl2 +H2电解池电极方程式的书写方法 1 、明原理 电解:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程。这可以理解为,电解池是通过外接电流的作用,强迫阴极得到电子,阳极失去电子。 2 、列离子,判运动 分析溶液中存在哪些离子,判断离子的迁移。比如说氯化钠溶液,由于具有电解质氯化钠和水,所以溶液中会存在: H+ 、 Cl - 、 Na + 、 OH - 。根据物理学知识,在电场的作用下,阳离子( H+ 、 Na + )会向阴极移动,阴离子( Cl - 、 OH - )会向阳极移动。 3 、定得失 依照经验判定两极得失电子的物质。 阴极放电顺序: Ag+

45、 Fe3+ Cu2+ H+ Pb2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ Al3+ Mg2+ Na+ Ca2+ K+ ;我们如果细看一下,就会发现这个放电顺序,即是我们所讲的氧化性强弱的顺序,这是为什么呢?其实很简单,所谓的电解池反应只是一个外加电流强迫发生的氧化还原反应而已,它还是氧化还原反应,当然适合氧化还原反应的知识 因为: H+ Na+ ,所以阴极的电极反应式为: 2H+ + 2e = H2 阳极放电顺序: M (活性电极、即除金、铂以外的金属。) X- ( S2- I- Br- Cl- ) OH 含氧酸根。我们细看一下,会发现这里同样是氧化还原反应知识:先强后弱规律,还原性强的物质先失去电

46、子。 因为石墨电解为惰性电极,且 Cl- OH ,所以阳极的电极反应式为: 2Cl - 2e = Cl2 4 、思源头、巧修正 保证得失电子相等前提下,将阴阳两极的电极反应式相加: 2H+ + 2Cl= H2+ Cl2 ,这样我们得到的还不是电解氯化钠溶液的离子方程式,因为这里的氢离子是来自于水。水属于弱电解质,在离子方程式中是不能拆开的。所以最后,我们需要把氢离子改写成水,这样才能反应客观事实,说明氢离子来自于水,得到真正的总反应:2H2O+ 2Cl=H2+ Cl2+2OH - 。 电化学反应方程式的书写方法二. 电化学反应方程式的书写方法1. 正确判定两个电极和电极反应物,电极反应式要符合守恒规律。例1. 电解原理在化学中有广泛应用。下图表示一个电解池,a为电解液;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则电解池中X极上的电极反应式为_,在X极附近观察到的现象是_;Y电极上的电极反应式为_,检验该电极反应产物的方法是

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论