高考2014专题复习电化学原理及应用

1、2014高考专题复习电化学原理及应用一、原电池和电解池一、原电池和电解池1.1.原电池原电池: :(1)(1)上述装置中能形成原电池的是上述装置中能形成原电池的是_,_,该原电池工作时该原电池工作时, ,负极发生负极发生_,_,电极反应式为电极反应式为_;_;正极发生正极发生_,_,电极反应式为电极反应式为_;_;电池总反应式为电池总反应式为_。(2)(2)以以KOHKOH溶液为电解质溶液溶液为电解质溶液, ,构成氢氧燃料电池的反应原理为构成氢氧燃料电池的反应原理为2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O,O,其中负极反应式为其中负极反应式为_;_;正极反应式为正极反应式为_;_;以酸

2、性溶液为电解质溶液以酸性溶液为电解质溶液构成的氢氧燃料电池构成的氢氧燃料电池: :负极反应为负极反应为_;_;正极反应为正极反应为_。氧化反应氧化反应Cu-2eCu-2e- -=Cu=Cu2+2+还原反应还原反应2Ag2Ag+ +2e+2e- -=2Ag=2AgCu+2AgCu+2Ag+ +=Cu=Cu2+2+2Ag+2Ag2H2H2 2+4OH+4OH- -4e-4e- -=4H=4H2 2O O2H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e- -=4OH=4OH- -2H2H2 2-4e-4e- -=4H=4H+ +O O2 2+4H+4H+ +4e+4e- -=2H=2H2 2O OB B

3、2.2.电解池电解池: :(1)(1)电解时电解时,a,a极是极是_极极; ;电极反应式为电极反应式为_;_;b b极发生极发生_反应反应, ,电极反应式为电极反应式为_;_;电解总反应离子方程式为电解总反应离子方程式为_。(2)(2)电解完成后电解完成后, ,若溶液的体积为若溶液的体积为1 L,1 L,整个电解过程中共转移整个电解过程中共转移0.1 mol e0.1 mol e- -, ,则溶液的则溶液的pHpH为为_,_,若使电解质溶液复原若使电解质溶液复原, ,需通入氯需通入氯化氢的物质的量为化氢的物质的量为_mol_mol。(3)(3)若用该装置给铁钉镀铜若用该装置给铁钉镀铜, ,则应

4、用铜作则应用铜作_,_,用铁钉作用铁钉作_,_,电解质溶液应为电解质溶液应为_溶液。溶液。阴阴2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2氧化氧化2Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 22Cl2Cl- -+2H+2H2 2O 2OHO 2OH- -+H+H2 2+Cl+Cl2 2 电解电解=13130.10.1阳极阳极阴极阴极CuSOCuSO4 4二、金属的腐蚀与防护二、金属的腐蚀与防护1.1.电化学腐蚀电化学腐蚀( (以钢铁的腐蚀为例以钢铁的腐蚀为例):):对比内容对比内容析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件_负极反应负极反应_正极反应正极反应_总反应总反应_ _表面水膜酸性

5、较强表面水膜酸性较强表面水膜酸性很弱表面水膜酸性很弱, ,呈中性或碱性呈中性或碱性Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+2+2Fe-4e2Fe-4e- -=2Fe=2Fe2+2+2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- -Fe+2HFe+2H+ +=Fe=Fe2+2+H+H2 22Fe+O2Fe+O2 2+2H+2H2 2O=2Fe(OH)O=2Fe(OH)2 22.2.金属的电化学防护金属的电化学防护: :(1)(1)牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法: :如图如图, ,保护铁保护铁, ,铁作铁作_极极, ,

6、锌作锌作_极。极。(2)(2)外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法: :外加直流电源外加直流电源, ,使被保护金属与电源的使被保护金属与电源的_极相连。极相连。正正负负负负(1)(2013(1)(2013北京高考北京高考) )钢铁发生吸氧腐蚀时钢铁发生吸氧腐蚀时, ,铁作负极被氧铁作负极被氧化化:Fe-3e:Fe-3e- -=Fe=Fe3+3+。( )( )分析分析: :铁被腐蚀时铁被腐蚀时, ,作负极被氧化作负极被氧化, ,反应为反应为Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+2+。(2)(2013(2)(2013北京高考北京高考) )水中的钢闸门连接电源的负极水中的钢闸门连接电源的负极

7、, ,使用的是使用的是外加电流的阴极保护法。外加电流的阴极保护法。( )( )分析分析: :钢闸门和电源的负极相连钢闸门和电源的负极相连, ,作电解池的阴极被保护作电解池的阴极被保护, ,称为称为外加电流的阴极保护法。外加电流的阴极保护法。(3)(2013(3)(2013江苏高考江苏高考) )电解法精炼铜时电解法精炼铜时, ,以粗铜作阴极以粗铜作阴极, ,纯铜作纯铜作阳极。阳极。( )( )分析分析: :电解精炼铜时电解精炼铜时, ,用纯铜作阴极用纯铜作阴极, ,电极反应为电极反应为CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu。(4)(2013(4)(2013安徽高考安徽高考) )工业上通过电

8、解氯化钠溶液制备金属钠工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气。和氯气。( )( )分析分析: :工业上通过电解熔融氯化钠制备钠和氯气工业上通过电解熔融氯化钠制备钠和氯气, ,反应为反应为2NaCl(2NaCl(熔融熔融) 2Na+Cl) 2Na+Cl2 2,电解电解NaClNaCl溶液的反应为溶液的反应为2NaCl+2H2NaCl+2H2 2O 2NaOH+HO 2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2。 电解电解= 电解电解=(5)(2012(5)(2012福建高考福建高考)Cu(CuSO)Cu(CuSO4 4)-Zn(ZnSO)-Zn(ZnSO4 4) )通过盐桥构成的原通过盐桥构成的原电

9、池装置中电池装置中,Cu,Cu电极上发生氧化反应。电极上发生氧化反应。( )( )分析分析: :Cu(CuSOCu(CuSO4 4)-Zn(ZnSO)-Zn(ZnSO4 4) )电池中电池中,Cu,Cu作正极作正极, ,发生还原反应发生还原反应; ;要注意判断原电池装置中正、负极及明确两极发生的反应类要注意判断原电池装置中正、负极及明确两极发生的反应类型。型。(6)(2012(6)(2012四川高考四川高考) )乙醇酸性燃料电池的负极反应式为乙醇酸性燃料电池的负极反应式为CHCH3 3CHCH2 2OH+HOH+H2 2O-4eO-4e- -=CH=CH3 3COOH+4HCOOH+4H+ +

10、, ,电池工作时电池工作时, ,电解质溶液中电解质溶液中的的H H+ +向负极移动。向负极移动。( )( )分析分析: :原电池工作时原电池工作时, ,电解质溶液中的阳离子向正极移动电解质溶液中的阳离子向正极移动, ,阴离阴离子向负极移动。子向负极移动。(7)(2012(7)(2012江苏高考江苏高考)Zn)Zn具有还原性和导电性具有还原性和导电性, ,可用作锌锰干电可用作锌锰干电池的正极材料。池的正极材料。( )( )分析分析: :锌锰干电池中锌锰干电池中, ,锌失去电子被氧化锌失去电子被氧化, ,作电池的负极材料。作电池的负极材料。(8)(2012(8)(2012山东高考山东高考) )电解

11、电解NaClNaCl溶液得到溶液得到22.4 L H22.4 L H2 2( (标准状况标准状况),),理论上需转移理论上需转移NA A个电子。个电子。( )( )分析分析: :电解电解NaClNaCl溶液的阴极反应式为溶液的阴极反应式为2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2,故生成故生成1 mol H1 mol H2 2时转移时转移2 2NA A个电子。个电子。(9)(2012(9)(2012山东高考山东高考) )以以CuSOCuSO4 4溶液为电解质溶液进行粗铜溶液为电解质溶液进行粗铜( (含含AlAl、ZnZn、AgAg、PtPt、AuAu等杂质等杂质) )的电解精炼的电解精炼,

12、,溶液中的溶液中的CuCu2+2+向阳极向阳极移动。移动。( )( )分析分析: :电解过程中电解过程中, ,溶液中的阳离子溶液中的阳离子CuCu2+2+向阴极移动向阴极移动, ,阴离子向阴离子向阳极移动。阳极移动。(10)(2012(10)(2012海南高考海南高考) )锌与稀硫酸反应时锌与稀硫酸反应时, ,要加大反应速率可要加大反应速率可滴加少量硫酸铜。滴加少量硫酸铜。( )( )分析分析: :锌与硫酸铜反应生成铜锌与硫酸铜反应生成铜, ,锌、铜与稀硫酸形成原电池锌、铜与稀硫酸形成原电池, ,可可使反应速率加快。使反应速率加快。(11)(2012(11)(2012海南高考海南高考) )肼肼

13、(N(N2 2H H4 4) )空气燃料电池是一种碱性电空气燃料电池是一种碱性电池池, ,该电池放电时该电池放电时, ,负极的反应式为负极的反应式为N N2 2H H4 4-4e-4e- -=4H=4H+ +N+N2 2。 ( )( )分析分析: :碱性环境下碱性环境下N N2 2H H4 4在负极上失电子结合在负极上失电子结合OHOH- -生成生成N N2 2和和H H2 2O,O,其其电极反应式为电极反应式为N N2 2H H4 4+4OH+4OH- -4e-4e- -=4H=4H2 2O+NO+N2 2。(12)(2012(12)(2012海南高考海南高考) )下列电解质溶液电解时只生成

14、氢气和氧下列电解质溶液电解时只生成氢气和氧气气:NaOH:NaOH、H H2 2SOSO4 4、Ba(OH)Ba(OH)2 2。( )( )分析分析: :电解时只生成氧气和氢气电解时只生成氧气和氢气, ,则电解质所含阳离子在金属活则电解质所含阳离子在金属活动顺序表中位于铜之前动顺序表中位于铜之前, ,阴离子不是简单离子应是阴离子不是简单离子应是OHOH- -或含氧酸或含氧酸根离子。根离子。(13)(2012(13)(2012广东高考广东高考) )自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致。致。( )( )分析分析: :钢是铁碳合金钢是铁碳合金, ,钢架里的铁、碳与表面一

15、层电解质溶液构钢架里的铁、碳与表面一层电解质溶液构成了原电池成了原电池, ,导致钢架在潮湿空气中易发生电化学腐蚀而生导致钢架在潮湿空气中易发生电化学腐蚀而生锈。锈。(14)(2012(14)(2012江苏高考江苏高考) )镀铜铁制品镀层受损后镀铜铁制品镀层受损后, ,铁制品比受损铁制品比受损前更不容易生锈。前更不容易生锈。( )( )分析分析: :铜镀层破损后铜镀层破损后, ,铁作原电池的负极铁作原电池的负极, ,更易发生腐蚀。更易发生腐蚀。(15)(2012(15)(2012海南高考海南高考) )用锡焊接铁质器件用锡焊接铁质器件, ,焊接处不易生锈。焊接处不易生锈。 ( )( )分析分析:

16、:铁比锡活泼铁比锡活泼, ,焊接处形成的原电池中焊接处形成的原电池中, ,铁作负极铁作负极, ,更易生更易生锈。锈。(16)(2011(16)(2011新课标全国卷新课标全国卷) )电解电解58.5 g58.5 g熔融的熔融的NaClNaCl, ,能产生标能产生标准状况下准状况下22.4 L22.4 L氯气氯气,23.0 g,23.0 g金属钠。金属钠。( )( )分析分析: :根据氯元素守恒根据氯元素守恒, ,电解电解1 mol1 mol熔融的熔融的NaClNaCl, ,产生产生0.5 mol0.5 mol氯氯气气, ,即即11.2 L11.2 L。(17)(2011(17)(2011山东高

17、考山东高考) )电解电解AlClAlCl3 3、FeClFeCl3 3、CuClCuCl2 2的混合溶液时的混合溶液时, ,阴极上依次析出阴极上依次析出CuCu、FeFe、AlAl。( )( )分析分析: :因忽视阳离子在阴极上的放电顺序及因忽视阳离子在阴极上的放电顺序及FeFe3+3+的放电实质而的放电实质而造成错误造成错误;Fe;Fe3+3+在阴极上获得电子生成在阴极上获得电子生成FeFe2+2+而不是单质而不是单质Fe,Fe,在水在水溶液中溶液中AlAl3+3+的氧化性比的氧化性比H H+ +弱。弱。热点考向热点考向 1 1 有关电化学原理的考查有关电化学原理的考查【典例【典例1 1】将

18、如图所示实验装置的将如图所示实验装置的K K闭合闭合, ,下列判断正确的是下列判断正确的是 ( () )A.CuA.Cu电极上发生还原反应电极上发生还原反应B.B.电子沿电子沿ZnabCuZnabCu路径流动路径流动C.C.片刻后甲池中片刻后甲池中 增大增大D.D.片刻后可观察到滤纸片刻后可观察到滤纸b b点变红色点变红色24c(SO )【解题探究【解题探究】(1)(1)电解质溶液导电的实质是什么电解质溶液导电的实质是什么? ?电子能通过电解质溶液吗电子能通过电解质溶液吗? ?提示提示: :电解质溶液在电极电场的作用下电解质溶液在电极电场的作用下, ,溶液中的阳、阴离子分溶液中的阳、阴离子分别

19、向阴极和阳极移动别向阴极和阳极移动, ,这时就在电解质溶液中产生了电流这时就在电解质溶液中产生了电流, ,所以所以电解质溶液就导电了。电解质溶液就导电了。电解质溶液导电的过程中电子是不能通过电解质溶液的。电解质溶液导电的过程中电子是不能通过电解质溶液的。(2)(2)分析本题中的电解过程分析本题中的电解过程, ,完成下表完成下表: :a ab b电极名称电极名称_发生反应发生反应_产生现象产生现象_4H4H+ +4e+4e- -=2H=2H2 24OH4OH- -4e-4e- -=O=O2 2+2H+2H2 2O O产生气泡产生气泡; ;电极周围变红电极周围变红产生气泡产生气泡阴极阴极阳极阳极本

20、题答案本题答案: :【解析【解析】选选A A。K K闭合后闭合后, ,甲和乙装置通过盐桥形成原电池甲和乙装置通过盐桥形成原电池,Zn,Zn是是负极负极, ,发生氧化反应发生氧化反应,Cu,Cu是正极是正极, ,发生还原反应发生还原反应,A,A选项正确选项正确; ;电子电子不经过溶液不经过溶液,B,B选项错误选项错误; ;在原电池中阴离子由正极移向负极在原电池中阴离子由正极移向负极, ,盐盐桥中的桥中的ClCl- -向甲池移动向甲池移动,K,K+ +向乙池移动向乙池移动, ,两池中的两池中的 均不均不变变,C,C选项错误选项错误;a;a是电解池的阴极是电解池的阴极, ,电极反应式为电极反应式为2

21、H2H+ +2e+2e- -=H H2 2,由于由于H H+ +来自于水的电离来自于水的电离, ,所以所以H H+ +放电的同时溶液中产生了放电的同时溶液中产生了OHOH- -, ,所以滤纸的所以滤纸的a a点变红点变红,D,D选项错误。选项错误。24c(SO )【易错警示【易错警示】电化学原理中易忽视的问题电化学原理中易忽视的问题(1)(1)错误地根据错误地根据“异性相吸异性相吸”的电性理论的电性理论, ,认为在原电池中电解认为在原电池中电解质溶液中的阳离子移向负极质溶液中的阳离子移向负极, ,阴离子移向正极。其实在原电池阴离子移向正极。其实在原电池工作时工作时, ,阳离子移向正极阳离子移向

22、正极, ,阴离子移向负极。在电解池中阴离子移向负极。在电解池中, ,电子电子由电源负极流向阴极由电源负极流向阴极, ,由阳极流向电源正极。由阳极流向电源正极。(2)(2)错误认为负极材料不与电解质溶液反应就不能构成原电池错误认为负极材料不与电解质溶液反应就不能构成原电池, ,如燃料电池中的负极为惰性电极如燃料电池中的负极为惰性电极, ,该电极就不与电解质反应。该电极就不与电解质反应。(3)(3)原电池中的活泼金属不一定都做负极原电池中的活泼金属不一定都做负极, ,如如Mg-NaOHMg-NaOH溶液溶液-Al-Al构构成的原电池中成的原电池中,Al,Al能自发地与能自发地与NaOHNaOH溶液

23、发生氧化反应溶液发生氧化反应, ,做负极。做负极。(4)(4)错误认为电解质溶液导电的原因是电子通过了电解质溶液错误认为电解质溶液导电的原因是电子通过了电解质溶液, ,在原电池内部和电解池内部在原电池内部和电解池内部, ,都没有电子的流动都没有电子的流动, ,而是离子的移而是离子的移动。实际上在闭合的电路中电子只走动。实际上在闭合的电路中电子只走“陆路陆路”( (导线或电极导线或电极),),离子只走离子只走“水路水路”( (电解质溶液电解质溶液) )。【变式训练【变式训练】(2013(2013新课标全国卷新课标全国卷)银质器皿日久表面会逐银质器皿日久表面会逐渐变黑渐变黑, ,这是生成了这是生成

24、了AgAg2 2S S的缘故的缘故, ,根据电化学原理可进行如下处根据电化学原理可进行如下处理理, ,在铝质容器中加入食盐溶液在铝质容器中加入食盐溶液, ,再将变黑的银器浸入该溶液中再将变黑的银器浸入该溶液中, ,一段时间后发现黑色会褪去一段时间后发现黑色会褪去, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A.A.处理过程中银器一直保持恒重处理过程中银器一直保持恒重B.B.银器为正极银器为正极,Ag,Ag2 2S S被还原生成单质银被还原生成单质银C.C.该过程中总反应为该过程中总反应为2Al+3Ag2Al+3Ag2 2S=6Ag+AlS=6Ag+Al2 2S S3 3D.D.黑色褪去的原

25、因是黑色黑色褪去的原因是黑色AgAg2 2S S转化为白色转化为白色AgClAgCl【解析【解析】选选B B。处理过程。处理过程AgAg2 2S S变为单质银变为单质银, ,质量减轻质量减轻,A,A项错误。项错误。银器为正极银器为正极, ,正极发生还原反应正极发生还原反应,B,B项正确。项正确。AlAl2 2S S3 3在溶液中不能在溶液中不能稳定存在稳定存在, ,发生水解相互促进反应生成氢氧化铝沉淀和硫化氢发生水解相互促进反应生成氢氧化铝沉淀和硫化氢气体气体,C,C项错误。黑色褪去的原因是项错误。黑色褪去的原因是AgAg2 2S S变为单质银变为单质银, ,不能转化不能转化为氯化银沉淀。为氯

26、化银沉淀。热点考向热点考向 2 2 电极反应式的书写电极反应式的书写【典例【典例2 2】按照要求完成下列电极反应式按照要求完成下列电极反应式: :(1)MnO(1)MnO2 2的生产方式之一是以石墨为电极的生产方式之一是以石墨为电极, ,电解酸化的电解酸化的MnSOMnSO4 4溶液。溶液。阳极的电极反应式是阳极的电极反应式是。(2)(2013(2)(2013临沂二模临沂二模) )已知已知H H2 2O O2 2是一种弱酸是一种弱酸, ,在强碱性溶液中主在强碱性溶液中主要以要以 形式存在。目前研究比较热门的形式存在。目前研究比较热门的Al-HAl-H2 2O O2 2燃料电池燃料电池, ,其其

27、原理如图所示原理如图所示, ,电池总反应如下电池总反应如下:2Al+ = +OH:2Al+ = +OH- -+H+H2 2O O23HO2HO22AlO正极反应式为正极反应式为。AlAl电极易被电极易被NaOHNaOH溶液腐蚀溶液腐蚀, ,这是该电池目前未能推广使用的这是该电池目前未能推广使用的原因之一原因之一, ,电极被腐蚀的离子方程式为电极被腐蚀的离子方程式为。(3)(3)已知反应已知反应:2CO(g)+O:2CO(g)+O2 2(g)=2CO(g)=2CO2 2(g)(g)H0,0,根据原电池根据原电池原理判断该反应能否设计成燃料电池。若能原理判断该反应能否设计成燃料电池。若能, ,请写

28、出当电解质请写出当电解质溶液为溶液为KOHKOH溶液时的负极反应式溶液时的负极反应式( (若不能若不能, ,该空可不作答该空可不作答):):。(4)(4)资料资料提示提示: :将氨气通入双氧水中可发生反应将氨气通入双氧水中可发生反应:3H:3H2 2O O2 2+2NH+2NH3 3=N=N2 2+6H+6H2 2O OH0, 原电池的原电池的负极负极 化学腐蚀化学腐蚀 原电池的正极原电池的正极 电解池的阴极。电解池的阴极。【变式训练【变式训练】下列对几种常见的金属防腐方法的描述错误的是下列对几种常见的金属防腐方法的描述错误的是( () )选项选项方法方法对相应方法的描述对相应方法的描述A A

29、改变金属内部的组改变金属内部的组成结构成结构此法实际上是将金属制成合金此法实际上是将金属制成合金, ,增增强抗腐蚀能力强抗腐蚀能力B B在金属表面覆盖保在金属表面覆盖保护层护层保护层破损后保护层破损后, ,就完全失去了对金就完全失去了对金属的保护作用属的保护作用C C外加电流的阴极保外加电流的阴极保护法护法接外加直流电源构成电解池接外加直流电源构成电解池, ,被保被保护的金属作阴极护的金属作阴极D D牺牲阳极的阴极保牺牲阳极的阴极保护法护法构成原电池构成原电池, ,被保护的金属作正极被保护的金属作正极【解析【解析】选选B B。如果镀层金属比被保护的金属活泼。如果镀层金属比被保护的金属活泼, ,

30、破损后可构破损后可构成原电池成原电池, ,仍然能在一定程度上保护金属仍然能在一定程度上保护金属,B,B错误。错误。1.1.现用离子交换膜现用离子交换膜( (只允许对应只允许对应的离子通过的离子通过) )和石墨作电极的电和石墨作电极的电解槽电解饱和的解槽电解饱和的NaNa2 2SOSO4 4溶液生产溶液生产NaOHNaOH和和H H2 2SOSO4 4, ,下列说法中正确的下列说法中正确的是是( () )A.A.气体气体A A是是H H2 2, ,溶液溶液E E是稀硫酸是稀硫酸B.B.气体气体B B是是H H2 2, ,溶液溶液D D是是NaOHNaOH溶液溶液C.NaC.Na2 2SOSO4

31、4溶液由溶液由G G口加入口加入,F,F口通入稀硫酸口通入稀硫酸D.D.靠近阳极室一侧的是阳离子交换膜靠近阳极室一侧的是阳离子交换膜, ,阴极室导出的是氢气阴极室导出的是氢气【解析【解析】选选B B。据题意。据题意, ,电解饱和电解饱和NaNa2 2SOSO4 4溶液时溶液时, ,阳极附近是阳极附近是OHOH- -放电放电, ,生成氧气生成氧气, ,阴极附近是阴极附近是H H+ +放电生成氢气放电生成氢气, ,由于装置中放置由于装置中放置了离子交换膜了离子交换膜, ,在两极分别生成在两极分别生成NaOHNaOH和和H H2 2SOSO4 4, ,需在阳极室一侧放需在阳极室一侧放置阴离子交换膜置

32、阴离子交换膜, ,只允许通过阴离子只允许通过阴离子, ,在阴极室一侧放置阳离子在阴极室一侧放置阳离子交换膜交换膜, ,只允许通过阳离子只允许通过阳离子,D,D项错误项错误; ;接电源正极的是阳极接电源正极的是阳极, ,即即A A极放出氧气极放出氧气,A,A项错误项错误,B,B项正确项正确; ;若由若由F F口通入稀硫酸口通入稀硫酸, ,则将则将NaOHNaOH中和掉中和掉, ,得不到产品。得不到产品。2.(20132.(2013济南一模济南一模) )如图所示如图所示, ,将两烧杯用导线如图相连将两烧杯用导线如图相连,Pt,Pt、CuCu、ZnZn、C C分别为四个电极分别为四个电极, ,当闭合

33、开关后当闭合开关后, ,则以下叙述正确的则以下叙述正确的是是( () )A.CA.C电极为电解池的阳极电极为电解池的阳极B.CuB.Cu电极附近电极附近OHOH- -浓度增大浓度增大C.NaC.Na+ +移向移向PtPt电极电极D.PtD.Pt电极上有电极上有O O2 2生成生成【解析【解析】选选B B。闭合开关后。闭合开关后, ,碳和锌及稀硫酸溶液构成原电池碳和锌及稀硫酸溶液构成原电池, ,铂和铜及铂和铜及NaClNaCl溶液构成电解池。原电池中锌作负极溶液构成电解池。原电池中锌作负极, ,碳是正极碳是正极, ,在电解池中与锌相连的铜电极是阴极在电解池中与锌相连的铜电极是阴极; ;与碳相连的

34、与碳相连的PtPt电极是阳电极是阳极极, ,所以所以A A项错误项错误; ;闭合开关后闭合开关后NaClNaCl溶液中的溶液中的H H+ +在铜电极上得电在铜电极上得电子生成子生成H H2 2, ,所以铜电极附近的所以铜电极附近的OHOH- -浓度增大浓度增大, ,导致溶液中的导致溶液中的NaNa+ +向向铜电极移动铜电极移动, ,所以所以B B项正确项正确,C,C项错误项错误;NaCl;NaCl溶液中的溶液中的ClCl- -在在PtPt电极电极上失电子生成上失电子生成ClCl2 2, ,所以所以D D项错误。项错误。3.(20133.(2013北京高考北京高考) )用石墨电极电解用石墨电极电

35、解CuClCuCl2 2溶液溶液( (见下图见下图) )。下。下列分析正确的是列分析正确的是( () )A.aA.a端是直流电源的负极端是直流电源的负极B.B.通电使通电使CuClCuCl2 2发生电离发生电离C.C.阳极上发生的反应阳极上发生的反应:Cu:Cu2+2+2e+2e- -=Cu=CuD.D.通电一段时间后通电一段时间后, ,在阴极附近观察到在阴极附近观察到黄绿色气体黄绿色气体【解析【解析】选选A A。由电解装置图可知。由电解装置图可知,Cu,Cu2+2+向阴极移动向阴极移动, ,可知可知a a为电为电源负极源负极,A,A项正确项正确;CuCl;CuCl2 2电解质在水中就能电离成

36、自由移动的电解质在水中就能电离成自由移动的CuCu2+2+和和ClCl- -,B,B项错误项错误; ;在阳极上发生氧化反应在阳极上发生氧化反应, ,其电极反应为其电极反应为2Cl2Cl- -2e-2e- -=Cl=Cl2 2,C,C项错误项错误; ;通电一段时间后通电一段时间后, ,应在阳极附近观察到应在阳极附近观察到黄绿色的气体黄绿色的气体ClCl2 2,D,D项错误。项错误。4.(20134.(2013海南高考海南高考)Mg-AgCl)Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池性贮备电池, ,电池反应方程式为电池反应方程式为:2AgCl+Mg=Mg:2

37、AgCl+Mg=Mg2+2+2Ag+2Cl+2Ag+2Cl- -。有关该电池的说法正确的是有关该电池的说法正确的是( () )A.MgA.Mg为电池的正极为电池的正极B.B.负极反应为负极反应为AgCl+eAgCl+e- -=Ag+Cl=Ag+Cl- -C.C.不能被不能被KClKCl溶液激活溶液激活D.D.可用于海上应急照明供电可用于海上应急照明供电【解析【解析】选选D D。MgMg失去电子发生氧化反应失去电子发生氧化反应, ,是电池的负极是电池的负极,A,A项错项错误误; ;负极反应为负极反应为Mg-2eMg-2e- -=Mg=Mg2+2+,B,B项错误项错误;Mg-AgCl;Mg-AgC

38、l电池能够被海电池能够被海水激活水激活, ,改用改用KClKCl作电解质溶液也能够激活该电池作电解质溶液也能够激活该电池,C,C项错误项错误; ;Mg-AgClMg-AgCl电池可将化学能转化为电能用于海上应急照明供电电池可将化学能转化为电能用于海上应急照明供电, ,D D项正确。项正确。5.(1)5.(1)钢铁的电化学腐蚀简单示意图如下钢铁的电化学腐蚀简单示意图如下, ,将该图稍作修改即可将该图稍作修改即可成为钢铁电化学防护的简单示意图成为钢铁电化学防护的简单示意图, ,请在框内作出修改请在框内作出修改, ,并用箭并用箭头标出电子流动方向。头标出电子流动方向。(2)(2)写出修改前的钢铁吸氧

39、腐蚀写出修改前的钢铁吸氧腐蚀, ,石墨电极的电极反应式石墨电极的电极反应式。(3)(3)高铁酸钾高铁酸钾(K(K2 2FeOFeO4 4) )可用作净水剂可用作净水剂, ,也可用于制造高铁电池。也可用于制造高铁电池。高铁电池是一种新型可充电电池高铁电池是一种新型可充电电池, ,与普通高能电池相比与普通高能电池相比, ,该电池该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K3Zn+2K2 2FeOFeO4 4+8H+8H2 2O 3Zn(OH)O 3Zn(OH)2 2+2Fe(OH)+2Fe(OH)3 3+4KOH+4KOH该电池放电

40、时正极反应式为该电池放电时正极反应式为。用该电池电解用该电池电解100 mL100 mL 1 mol 1 molL L-1-1的的AgNOAgNO3 3溶液溶液, ,当电路中通过当电路中通过0.1 mol0.1 mol电子时电子时, ,被电解溶液的被电解溶液的pHpH为为( (溶液体积溶液体积变化忽略不计变化忽略不计) )。放电放电充电充电(4)(4)氧化亚铜是一种半导体材料氧化亚铜是一种半导体材料, ,常用作制造整流器的材料常用作制造整流器的材料, ,还还可以用于光照条件下水分解的催化剂和农作物的杀菌剂。用如可以用于光照条件下水分解的催化剂和农作物的杀菌剂。用如图装置可制得氧化亚铜图装置可制

41、得氧化亚铜, ,试写出阴极的电极反应式试写出阴极的电极反应式。【解析【解析】(1)(1)可将两极之间接入直流电源可将两极之间接入直流电源, ,并使铁连接电源的负并使铁连接电源的负极。极。(2)(2)钢铁吸氧腐蚀钢铁吸氧腐蚀, ,石墨为正极石墨为正极, ,电极反应式为电极反应式为O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH4OH- -。(3)(3)高铁电池放电时正极上高铁电池放电时正极上K K2 2FeOFeO4 4获得电子获得电子, ,发生还原反应发生还原反应, ,反反应式为应式为 +4H+4H2 2O+3eO+3e- -=Fe(OH)=Fe(OH)3 3+5OH+5OH- -

42、; ;用该电池电解用该电池电解100 mL100 mL 1 mol 1 molL L-1-1的的AgNOAgNO3 3溶液溶液, ,当电路中通过当电路中通过0.1 mol0.1 mol电子时电子时, ,溶液中溶液中就生成就生成0.1 mol H0.1 mol H+ +,c(H,c(H+ +)=0.1 mol/0.1 L=1 mol)=0.1 mol/0.1 L=1 molL L-1-1,pH=0,pH=0。(4)(4)阴极上只是阴极上只是H H+ +得电子得电子, ,电极反应式为电极反应式为2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2。24FeO答案答案: :(1)(1)(2)O(2)O2 2

43、+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- -(3) +4H(3) +4H2 2O+3eO+3e- -=Fe(OH)=Fe(OH)3 3+ 5OH+ 5OH- -0 0(4)2H(4)2H+ +2e+2e- -=H=H2 224FeO6.6.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图所氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图所示为电池示意图示为电池示意图, ,该电池电极表面镀一层细小的铂粉该电池电极表面镀一层细小的铂粉, ,铂吸附气体的能力强铂吸附气体的能力强, ,性质性质稳定稳定, ,请回答请回答: :(1)(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是氢氧燃料电池

44、的能量转化主要形式是, ,在导在导线中电子流动方向为线中电子流动方向为( (用用a a、b b表示表示) )。(2)(2)正极反应式为正极反应式为。(3)(3)电极表面镀铂粉的原因为电极表面镀铂粉的原因为。(4)(4)该电池工作时该电池工作时,H,H2 2和和O O2 2连续由外部供给连续由外部供给, ,电池可连续不断提供电池可连续不断提供电能。因此电能。因此, ,大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重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要的储氢材料, ,吸氢和放氢原理如下吸氢和放氢原理如下: :.2Li+H.2Li+H2 2=2LiH=2LiH.LiH+H.LiH+H2

45、 2O=LiOH+HO=LiOH+H2 2反应反应中的氧化剂是中的氧化剂是。如图所示是一个电化学装置示意图如图所示是一个电化学装置示意图, ,用该燃料电池作此装置用该燃料电池作此装置的电源。的电源。.若若A A为粗铜为粗铜( (含含FeFe、AgAg、CoCo杂质杂质),B),B为纯铜为纯铜,C,C为为CuSOCuSO4 4溶液。溶液。通电一段时间后通电一段时间后,B,B极的电极反应式为极的电极反应式为 , ,溶液中溶液中CuCu2+2+的的浓度将浓度将( (填填“增大增大”“”“不变不变”或或“减小减小”) )。.若若A A为铂电极为铂电极,B,B是石墨电极是石墨电极,C,C为氯化钠溶液为氯

46、化钠溶液, ,电解池的总反电解池的总反应方程式为应方程式为 。【解析【解析】(1)(1)燃料电池的能量转化形式均是化学能转化成电能燃料电池的能量转化形式均是化学能转化成电能, ,而通而通H H2 2的一极为电池的负极的一极为电池的负极, ,通通O O2 2的一极为电池的正极的一极为电池的正极, ,而在外而在外电路中电子的流向是由负极流向正极电路中电子的流向是由负极流向正极, ,即从即从a a流向流向b b。(2)(2)氢氧燃料电池的正极反应式为氢氧燃料电池的正极反应式为O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- -。(3)(3)由于是铂粉由于是铂粉, ,所以表面积会

47、增大所以表面积会增大, ,加大了对加大了对H H2 2、O O2 2的吸附能力的吸附能力, ,加快了电极反应的反应速率。加快了电极反应的反应速率。(4)(4)在反应在反应中中,LiH,LiH中的中的H H从从-1-1价变到价变到H H2 2的的0 0价价, ,失电子失电子, ,是还是还原剂原剂, ,而而H H2 2O O中的中的H H从从+1+1价变到价变到0 0价价, ,化合价降低化合价降低, ,得电子得电子, ,是氧化是氧化剂。剂。.由图可知由图可知,B,B为电解池的阴极为电解池的阴极, ,则阴极电极反应式为则阴极电极反应式为CuCu2+2+2e+2e- -=Cu,=Cu,而而A A为阳极

48、为阳极, ,反应中阳极自身溶解反应中阳极自身溶解, ,会发生会发生Cu-Cu-2e2e- -=Cu=Cu2+2+, ,但在这个过程中由于但在这个过程中由于FeFe失电子能力比铜强失电子能力比铜强, ,故阳极故阳极还会发生还会发生Fe-2eFe-2e- -=Fe=Fe2+2+的反应的反应, ,所以溶液中所以溶液中CuCu2+2+的浓度会减小。的浓度会减小。.若把电解质溶液改为若把电解质溶液改为NaClNaCl溶液溶液, ,则电解的总反应方程式则电解的总反应方程式为为:2NaCl+2H:2NaCl+2H2 2O=2NaOH+HO=2NaOH+H2 2+Cl+Cl2 2。答案答案: :(1)(1)由化学能转变为电能由由化学能转变为电能由a a到到b b(2)O(2)O2 2+4e+4e- -+2H+2H2 2O=4OHO=4OH- -(3)(3)增大电极单位面积吸附增大电极单位面积吸附H H2 2、O O2 2分子数分子数, ,加快电极反应速率加快电极反应速率(4)(4)H H2 2O O.Cu.Cu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu减小减小