2019年高考化学艺体生百日突围系列专题2.9电化学基础基础练测

1、专题2.9电化学基础考纲解读1、理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。了解常见化学电源的 种类及其工作原理。2、了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。 考点探究电化学原理的分析和应用是高考的热点。和2016年大纲相比，主要变化有：“理解原电池和电解池的构成”，要求由“了解”提高为“理解”；“理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐 蚀的措施”降低为“了解”。因此预测2019年关于新型电源的工作原理分析、电极反应式的书写仍会在高 考中出现，必须高度关注。同样电解原理及其应用也是高考的高频考点，因其与氧化还原反应、离子

2、反应， 电解质溶液、元素化合物性质等知识联系密切而成为高考的重点和热点。由于电解原理在工业上的应用更 加广泛，预测2019年高考，仍会联系化学工艺过程对电解原理的应用进行考查，以原电池和电解池的工作 原理为基点，考察新情境下化学电源的工作原理和电解原理的应用，应给予高度关注。 知识梳理 一、原电池1、装置特点：化学能转化为电能的装置。2、原电池的电极：（1）原电池的负极一活泼金属一发生氧化反应一向外电路提供电子。（2）原电池的正极一不活泼金属 （或惰性电极如石墨）一发生还原反应一接受外电路提供的电子。 一、/» 注息：原电池中阴离子移向负极、阳离子移向正极，这是因为负极失电子，生成大

3、量阳离子聚集在负极附近， 致使该极附近有大.量正电荷，所以溶液中的阴离子要移向负极；正极得电子，该极附近的阳离子因得电子 生成电中性物质而使该极附近带负电荷，所以溶液中阳离子要移向正极。电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的 电池反应，但不注明反应的条件。负极发生氧化反应，正极发生还原反应，不过要注意一般电解质溶 液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例，钳为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性。当电解质溶 液呈酸性时：负极：2H2 4e =4H+,正极：O 2+4e + 4H+= 2屋0;当电解质溶液呈碱性时：负极： 2屋 + 4OH-4e = 4H

4、2O,正极：Q+ 2H2B 4 e = 4OH ;另一种燃料电池是用金属钳片插入KOHm、电极，又在两极上分别通甲烷 （燃料）和氧气（氧化剂）。电极反应式为：负极：CH+100H 8e =CO2- + 7H2Q正极：4闺2Q + 8e- =8OH电池总反应式为： CH+ 2C2+ 2KOH= K2CO+ 3屋Q4、常见化学电源电池负极反应正极反应总反应式碱性锌镒电池Zn+2OH-2e =n(OH)22MnO+ 2H2O+ 2e =2MnOOH20HZn+ 2MnO+ 2HaO= 2MnOOHZn(OH)2铅蓄电池Pb(s) 2e +SO2 (aq)=PbSO(s)PbO(s)+2e +4H (

5、aq)+ SO 42aq) =PbSO(s)+H 2O(l)Pb(s)+PbO2(s)+2H 2SQ(aq)=2PbSO(s)+2H 2O(l)氢氧酸性2H24e =44Q + 4e + 4H+ = 2代。2H2+O2=2H2O燃料碱性2H24e + 40H =4HzOQ + 4e + 2HzO= 40H电池固体2H24e =44Q + 4e =2O25、废弃电池的处理：回收利用三、电解原理1、电解：让电流通过电解质溶液或熔融的电解质，在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。2、能量转化形式电能转化为化（2）电解质溶液导电时，一定有化学反应发生，因为在电解池的两极有电子转移，发生了氧化还

6、原反应，生成了新物质，所以一定有化学反应发生。（3）电解法是最强有力的氧化还原反应手段。四、电解原理的应用1、氯碱工业：（1）概念：用电解饱和 NaCl溶液的方法来制取 NaOH H2和Cl2,并以它们为原料生产一系列化工产品 的工业，称为氯碱工业。（2）原理：阳极：2cL 2e-=Cl2f （氧化反应）阴极：2H+ + 2e=H4 （还原反应） 一. 电解 一 .一.总反应：2NaCl + 2H2O2NaOHF H4 + Cl 2 T。2、铜的电解精炼：如粗铜（含Zn、Fe、Ag等）的提纯。（1）原理：电解质溶液：含 Cu2+的盐溶液（如CuS（O§1）。阳极（粗铜）：Zn-2e

7、=Zn2 Fe-2e =Fe2 Ni -2e = Ni2 Cu-2e =Cu2+o阴极（纯铜）：Cu2+ + 2e = Cuo3、电镀：阳极：镀层金属；阴极：镀件；电镀液：一般用含有镀层金属阳离子的电解质溶液作电镀液；电镀液浓度：保持不变，例如如铁件镀锌：电镀液：含Zn"的盐溶液（如ZnCl2溶液）阳极（Zn）: Zn-2e =Zn2+;阴极（铁件）：Zn2 +2e =Zno4、电冶金：利用电解熔融盐或氧化物的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg Al等。 电解,（1）冶炼钠：2NaCl（熔融） 2Na+ Cl2 T电解（2）冶炼铝：2A1203（熔融）4Al + 3QT电解（3）冶炼

8、镁：MgC12（熔融）Mg+ Cl2 T小结：1、“三池”的判断技巧：原电池、电解池、电镀池判定规律：若无外接电源，可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析判定，若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池，其他情况为电解池。2、用惰性电极电解电解质溶液时，若使电解后的溶液恢复原状态，应遵循“缺什么加什么， 缺多少加多少”的原则。一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。3、三个相等：同一原电池的正、负极的电极反应得、失电子数相等。同一电解池的阴极、阳极电极反应中得、失电子数相等。串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。上述三种情

9、况下，在写电 极反应式时，得、失电子数要相等，在计算电解产物的量时，应按得、失电子数相等计算。4、四个对应：正极和负极对应。阳极和阴极对应。失电子和得电子对应。氧化反应和还原反应对应。五、金属的腐蚀和防护1、金属腐蚀的本质：金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。2、金属腐蚀的类型：（1）化学腐蚀与电化学腐蚀：化学腐蚀电化学腐蚀条件金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生后电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更晋遍(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀：以钢铁的腐蚀为例进行分析:析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强(pH < 4.3)

10、水膜酸性很弱或呈中性”电极反应负极Fe-2e = Fe2+正极2H+2e =H4.Q+2H2O+ 4e =4OH总反应式Fe+ 2H+ = Fe2+ H42Fe+ Q + 2H2O= 2Fe(OH)2联系吸氧腐蚀更晋遍(3)铁锈的形成：4Fe(OH)2+Q+2H20 4Fe(OH)3, 2Fe( OH) 3= FezQ xHkO(铁锈)+(3x)H2。3、金属的防护：(1)电化学防护：牺牲阳极彳护法一原电池原理：a、负极：比被保护金属活泼的金属； b、正极：被保护的金属设备。例如在被保护的钢铁设备 (如海水中的闸门、地下的天然气管道等 )上连接或直接 安装若干锌块，使锌、铁形成原电池，锌作阳极

11、，从而保护了钢铁免受腐蚀。外加电流的阴极保护法一电解原理：外加电流的阴极保护法是使被保护的钢铁设备作为阴极(接电源负极)，用惰性电极作为阳极(接电源正极)，在两者之间连接直流电源。通电后，电子被强制流向被保 护的钢铁设备，从而使钢铁表面产生电子积累，抑制钢铁设备失去电子，起到保护的作用。考点4电解的类型、规律及有关计算【例4】用石墨作电极电解 1 000 mL 0.1 mol - L 1 CuSQ溶液，通电一段时间后关闭电源，测得溶液的质量减少了 9.8 g 。下列有关叙述正确的是 (Na代表阿伏加德罗常数)A.电解过程中流经外电路的电子个数为0.2Na B .在标准状况下，两极共产生4.48

12、 L气体C.电解后溶液的pH为1(溶液体积不变)D .加入11.1 g Cu 2(OH)2 CO3可将溶液彻底复原【答案】B【解析】【详解】A.用石里作电极电解I 000 ffiL 0.1出区工，CuSd涔灌的阴极反应首先是。1二及三6.假设所有 的铜离子0”lmM全部放电川专移电子的物质的量为。二mH,则析出金属铜的质量为： 0. IfflolX64g/fflol=6.4g=此时阳极放电的电极反应为：4OK-4; =0： f +2压。,转移0.2m风电子时生成 的氧气的房量是:0. 05inolX32g/mo> 1.所以溶液质量嬴少总量为6-4+1. 6=*Q 8接下来阴极放电的是氢离

13、子.阳极仍是氧氧根放电,相当于此阶段电解水.还要电解掉水的质量为% S-S= L 电解 掉这些水转移电子的物质的量为0. 2m*所以整个过程转移电子的总量为0.4n向,个数为。,4”撒A 错误.B.阳极放电的电极反应为：4OH-4e-=QT+2H2O,当转移0.4mol电子时，产生的氧气物质的量为 0.1mol, 即2.24L,阴极上产生氢气,2H+2e=Hd ,当转移 0.2mol电子时，产生的氢气物质的量为 0.1mol,即 2.24L,所以在标准状况下，两极共产生4.48L气体，故B正确；C.针对电解硫酸铜溶液的过程，电解过程中溶液中的氢离子减少了0.2mol ,而氢氧根总共减少了0.4

14、mol ,所以最后溶液中 c(H+)=0.2mol + 1L=0.2mol/L 皿其 pH<1,故 C错误；D.针对电解硫酸铜溶液，溶液中相当于减少了氧化铜和水，需加入的氧化铜的物质的量为0.1mol ,质量8g,还需加入1.8g的水才能复原，故 D错误； 综上所述，本题选 B。【详解】以、本题使用的是外加电流的阴极保护法，钢管柱与电源的负极相连，被保护。外加强大的电流可以 制金属电化学腐蚀产生的电流,从而保护钢管柱，故A正确)日通电后,被保护的钢管柱作阴极,高硅铸铁作B戏,因此电路电子被强制从高桂铸铁流向电源的正 极，再从负极流向钢管注，故B正确Cx高珪铸铁为惰性辅助I阳根，所以高近铸

15、钱不损耗故C错误jD、逋过外加电流抑制金属电化学腐蚀产生的电流，因此通人的保护电端应该根据环境条件变化进行调 整.故D正襁。故选Co基础特训1 .家用暖气片大多用低碳钢材料制成，一旦生锈不仅影响美观，也会造成安全隐患。下列防止生锈的方法中，存在安全隐患的是A.在暖气片表面镀锡B .在暖气片表面涂漆C.在暖气片表面涂铝粉D .非供暖期在暖气内充满弱碱性的无氧水【答案】A【解析】【详解】A、根据金属活动顺序表，铁比锡活泼，破损后构成原电池，铁作负极，加速铁的腐蚀，存在安全隐患，故A符合题意；日表面涂漆，避免铁与空气接触，可以防止铁生锈，不存在安全隐患，故B不符合题意；C铝比铁活泼，保护铁不生锈，对

16、铁起保护作用，不存在安全隐患，故C不符合题意；D充满弱碱性的无氧水，避免构成原电池，保护铁不生锈，不存在安全隐患，故D不符合题意。2 .锌镒碱性干电池是依据原电池原理制 .成的化学电源。电池中负极与电解质溶液接触直接反应会降低电池 的能量转化效率，称为自放电现象。卜列关于原电池和干电池的说法不正确的是 A.两者正极材料不同B. MnO的放电产物可能是 KMnOC.两者负极反应式均为 Zn失电子D.原电池中Zn与稀HkSO存在自放电现象【答案】B【解析】【详解】限左图为干电池n干电池的正极材料是碳棒,右图为原,电池，正极材料是锢单后 , 两者正极材料不同,故A说法正确jE、干电池卬MnS应作氧比

17、剂，入血的化合价降低,故B诩去错误：C、所始装配中的为鱼根？ 友失去电子,故C说法正确下D、根据自放电现象的定义，与稀疏酸皆韵多发生反应，即原电池卬2n与辎磕酸存在自放电现象颜D说法正确*a所示装置，图a的铁棒末段分别连上一块 Zn3 .某校活动小组为探究金属腐蚀的相关原理，设计了如下图片和Cu片，并静置于含有 K3Fe（CN） 6及酚酬:的混合凝胶上。一段时间后发现凝胶的某些区域（如下图b所示）发生了变化。已知：3Fe2+2Fe（CN） J 3 = Fe3Fe（CN） 6 2 J （蓝色）。则下列说法错误的是A.甲区发生的电极反应式：Fe-2e- = Fe2+ B .乙区产生Zn2+11C.

18、丙区呈现红色D . 丁区呈现蓝色【答案】A【解析】【详解】z铁棒末端连上徐片时，为片端（ZE）作负极,乙区的电极反应为m一以二为'铁棒另一端 （甲端）作正极,甲区的电极反应为Oi+2HiCX4r=4OH-, A错误y乙区的电极反应为加一豌=友因此乙区产生Zn, B正确jC、铁棒末端连上Cu片时,CU片端（丙区）作正彬,丙区的电极反应为5+2H2OML=4OH-,溶液 呈碱性,国猷变红，C正确；D、铁棒另一端丁区）作负极f 丁区的电极反应为：氏一小一二f广，遇KaFNCNh呈现蓝色,D正 廊 答案选A4 .以稀硫酸为电解质溶液，利用太阳能将CO转化为低碳烯烧，工作原理如图。下列说法正确的

19、是派于交投A. a电极为太阳能电池的正极B.太阳能电池的原理与原电池的原理相同C.产生丙烯的电极反应式为：3CO+18H+18e =6H2O+CbCH=CHD.装置中每转移 2mole-,理论上有2molH+通过质子交换膜从左向右扩散【答案】C【解析】【详解】A. 根据图可知，CO2 中碳元素化合价降低得电子产生乙烯、丙烯等所在电极是阴极，则连接阴极的电源电极为负极，故A 错误；B. 太阳能电池应用的是光电效应，与原电池的原理不相同，故B 错误；C. 阴 极 上 二 氧 化 碳 得 到 电 子 与 氢 离 子 反 应 生 成 丙 烯 和 水 ， 电 极 反 应 为3CO+18H+18e =6H

20、O+CHCH=CH 故 C正确；D.电解池中阳离子向阴极定向移动，H+是阳离子应该通过质子交换膜从右向左扩散，故 D错误；故选C。【点睛】原电池是把化学能转化为电能的装置，原电池中，阳离子向正极定向移动，阴离子向负极定向移动，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应。 电解池是把电能转化为化学能的装置，在电解池中，阳离子向阴极定向移动，阴离子向阳极定向移动，阴极上得电子发生还原反应，阳极上失电子发生氧化反应。5 港珠澳大桥设计寿命120年，对桥体钢构件采用了多种防腐方法。下列分析错误的是A.防腐原理主要是避免发生反应：2Fe+Q+2HO=2Fe(OH2B.钢构件表面喷涂环氧树脂涂层，

21、是为了隔绝空气、水等防止形成原电池C.采用外加电流的阴极保护时需外接镁、锌等作辅助阳极D.钢构件可采用不锈钢材料以减缓电化学腐蚀【答案】 C【解析】【详解】A.铁为活溃的金属在潮湿的空气申容易发生吸氧腐蚀 发生的主要反应有2FeHN亚82FH0HL、B.钢构件表面喷流环氧树脂浅层，可以隔绝空气.水等防止形成原电池，防止铁发生电化学腐蚀，故E正曲隆夕卜接镂、锌等作箍助阳极属于牺牲阳极的阴板保护；去，采用外加电流的阴极保护时需外接电源，检C错误,D.不锈钢具有较强的抗腐蚀性，采用不锈钢材料做钢构件可以昉止或弑缓电化学腐蚀，故D正确， 故选C盘6.食品保鲜所用的“双吸剂”，是由还原铁粉、生石灰、氯化

22、钠、炭粉等按照一定比例组成的混合物，可 同时吸收氧气和水，起到抗氧化和干燥的作用。下列说法不正确的是A. “双吸剂”中的生石灰有吸水作用B. “双吸剂”吸收氧气时，发生了原电池反应C.氯化钠的作用是作为电解质，传导离子构成回路D.炭粉上发生还原反应，电极反应为：Q+4H+4e= 2H 2O【答案】D【解析】【详解】4氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，具有唳水U以作干煤剂,A正确5B,在食品包装中加入铁粉、碳粉与氟化钠溶涌可枸成原电池j发生吸氧腐蚀, E正确jCNaCl构成原电池卬的电解质,通过离子移动形成闭合回路，C正确予D.炭制作正根，正板上发生唳氧腐位，电极反应为0二十五十2比84。仄，D错误j故选DoC. 下列过程中需要通电才可以进行的是（）电离 电解 电镀电化学腐蚀A. B . C .全部 D .【答案】D【解析】【详解】电离是电解质在水溶液中离解出自由移动离子的