考前冲刺电化学基础萧山三中.docx
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考前冲刺电化学基础萧山三中
电化学基础
最新考纲展示 1.了解原电池和电解池的工作原理,能写出电极反应式和电池反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
3.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。
基础回扣
1.按如图所示装置进行实验,并回答下列问题。
(1)判断装置的名称:
A池为________,B池为________。
(2)锌极为____极,Cu2+在溶液中向________(填“Zn”或“Cu”)极运动。
(3)电极反应式
正极________________________________________________________________________,
负极________________________________________________________________________。
(4)若溶液X为滴有酚酞的KCl溶液
①石墨棒C1的电极反应式为______________________,石墨棒C2附近发生的实验现象为__________________________,溶液中的K+向__________(填“C1”或“C2”)电极移动;
②当C2极析出224mL气体(标准状况时),锌的质量变化________(填“增加”或“减少”)________g,此时B中的溶液的体积为200mL,则pH为________。
(5)若溶液X为CuSO4溶液(足量)
①B池中总反应的离子方程式为______________________________________________;
②反应一段时间后,A池中Cu电极增重3.2g,要使B池溶液恢复到起始状态,向溶液中加入适量的________,其质量为________g。
答案
(1)原电池 电解池
(2)负 Cu
(3)Cu2++2e-===Cu Zn-2e-===Zn2+
(4)①2Cl--2e-===Cl2↑ 产生无色气泡,溶液变红 C2 ②减少 0.65 13
(5)①2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+
②CuO 4(或CuCO3 6.2)
2.如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____(填“化学”或“电化学”)腐蚀。
(2)若试管内液面上升,则原溶液呈__________性,发生__________腐蚀,正极反应式为________________________________________________________________________。
(3)若试管内液面下降,则原溶液呈____性,发生__________腐蚀,正极反应式为________________________。
答案
(1)电化学
(2)弱酸或中 吸氧 O2+2H2O+4e-===4OH-
(3)较强的酸 析氢 2H++2e-===H2↑
3.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化( )
(2)电解法精炼铜时,用纯铜作阳极( )
(3)在镀件上镀铜时,电镀液中c(Cu2+)几乎不变( )
(4)电解法精炼铜时,电解质溶液中各离子浓度基本不变( )
(5)金属作原电池的负极时被保护( )
(6)生活、生产中钢铁被腐蚀的原理主要是负极发生反应:
Fe-3e-===Fe3+( )
(7)电解饱和食盐水时,电子的流向由负极→外电路→阴极→食盐水溶液→阳极→正极( )
(8)在浓硝酸中插入用导线连接的铝板和铜板,铝板为负极( )
(9)电镀时只能用镀层金属作阳极( )
(10)工业上可用电解MgCl2、AlCl3溶液的方法制取Mg和Al( )
答案
(1)√
(2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)× (8)× (9)× (10)×
题型1 电化学原理的核心——电极判断与方程式的书写
1.(2014·广东理综,11)某同学组装了如图所示的电化学装置,电极Ⅰ为Al,其他均为Cu,则( )
A.电流方向:
电极Ⅳ→A→电极Ⅰ
B.电极Ⅰ发生还原反应
C.电极Ⅱ逐渐溶解
D.电极Ⅲ的电极反应:
Cu2++2e-===Cu
答案 A
解析 当多个池串联时,两电极材料活泼性相差大的作原电池,其他池作电解池,由此可知图示中左边两池组成原电池,右边组成电解池。
A项,电子移动方向:
电极Ⅰ→A→电极Ⅳ,电流方向与电子移动方向相反,正确;B项,原电池负极在工作中失电子,被氧化,发生氧化反应,错误;C项,原电池正极为得电子一极,铜离子在电极Ⅱ上得电子,生成铜单质,该电极质量逐渐增大,错误;D项,电解池中阳极为非惰性电极时,电极本身失电子,形成离子进入溶液中,因为电极Ⅱ为正极,因此电极Ⅲ为电解池的阳极,其电极反应式为Cu-2e-===Cu2+,错误。
2.(2014·浙江理综,11)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。
NiMH中的M表示储氢金属或合金。
该电池在充电过程中的总反应方程式是:
Ni(OH)2+M===NiOOH+MH
已知:
6NiOOH+NH3+H2O+OH-===6Ni(OH)2+NO
下列说法正确的是( )
A.NiMH电池放电过程中,正极的电极反应式为NiOOH+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-
B.充电过程中OH-离子从阳极向阴极迁移
C.充电过程中阴极的电极反应式:
H2O+M+e-===MH+OH-,H2O中的H被M还原
D.NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液
答案 A
解析 A项,放电过程中,NiOOH得电子,化合价降低,发生还原反应,该项正确;B项,充电过程中发生电解池反应,OH-从阴极向阳极迁移,该项错误;C项,充电过程中,阴极M得到电子,M被还原,H2O中的H化合价没有发生变化,该项错误;D项,NiMH在KOH溶液、氨水中会发生氧化还原反应,该项错误。
3.MnO2可作超级电容器材料。
用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2,其阳极的电极反应式是______________________________________________。
答案 Mn2++2H2O-2e-===MnO2+4H+
解析 用惰性电极电解MnSO4溶液制取MnO2时,在阳极上Mn2+失电子后生成MnO2,根据电荷守恒和原子守恒可得电极反应式Mn2++2H2O-2e-===MnO2+4H+。
4.将烧碱吸收H2S后的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。
电解过程中阳极区发生如下反应:
S2--2e-===S (n-1)S+S2-===S
①写出电解时阴极的电极反应式:
_________________________________________________
_______________________;
②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成_________________
_______________________________________________________。
答案 ①2H2O+2e-===H2↑+2OH-
②S+2H+===(n-1)S↓+H2S↑
解析 ①在阴极电解质溶液是NaOH,同时图示显示产生了H2,因此阴极发生的电极反应为2H2O+2e-===H2↑+2OH-;②加入H2SO4后,H+与S反应生成S和H2S。
1.原电池电极反应式的书写
(1)一般电极反应式的书写
(2)复杂电极反应式的书写
复杂的电极反应式=总反应式-较简单一极的电极反应式
如CH4碱性燃料电池负极反应式的书写:
CH4+2O2+2OH-===CO+3H2O……总反应式
2O2+4H2O+8e-===8OH-……正极反应式
CH4+10OH--8e-===7H2O+CO……负极反应式
2.电解池电极反应式的书写步骤
(一)原电池中电极的判断及反应式的书写
1.小明同学在查阅资料时发现了一种电池结构如图所示,当光照在表面涂有氯化银的银片上时:
AgCl(s)Ag(s)+Cl(AgCl),接着Cl(AgCl)+e-―→Cl-(aq),若将光源移除,电池会立即恢复至初始状态。
下列说法中不正确的是( )
A.Ag电极是电池的正极
B.光照时,Pt电极发生的反应为Cu+-e-===Cu2+
C.光照时,Cl-向Ag电极移动
D.光照时,电池总反应为AgCl(s)+Cu+(aq)Ag(s)+Cu2+(aq)+Cl-(aq)
答案 C
解析 光照时AgCl得电子最终生成Ag和Cl-,所以Ag电极是正极;Pt电极为负极发生失电子的反应,依据还原性强弱可知Cu+-e-===Cu2+,两式相加可知D选项正确;由阴离子由负极移动可知C选项错误。
2.固体氧化燃料电池(SOFC)的工作原理如图所示,已知电池中电解质为熔融固体氧化物,O2-可以在其中自由移动。
下列有关说法合理的是( )
A.电极b为电池负极,电极反应式为O2+4e-===2O2-
B.固体氧化物的作用是让电子在电池内通过
C.若H2作为燃料气,接触面上发生的反应为H2+OH--2e-===H++H2O
D.若C2H4作为燃料气,接触面上发生的反应为C2H4+6O2--12e-===2CO2+2H2O
答案 D
解析 负极应该发生氧化反应,b极应为电池正极,A错;电子在外电路中通过,O2-通过固体氧化物定向移动,B错;燃料在接触面上与O2-反应,失去电子,C错、D正确。
3.如图是某同学设计的一个简易的原电池装置,回答下列问题。
(1)若a为镁、b为CuCl2,则正极材料为________________,负极上的电极反应式为__________。
(2)若a为镁、b为NaOH,则Mg极上发生________(填“氧化”或“还原”)反应,负极上的电极反应式为______________。
(3)若a为铜、b为浓硝酸,则电流的方向为__________,正极上的电极反应式为______________。
(4)上述事实表明,确定原电池中电极的类型时,不仅要考虑电极材料本身的性质,还要考虑________________。
答案
(1)Al Mg-2e-===Mg2+
(2)还原 Al-3e-+4OH-===AlO+2H2O
(3)铝―→铜 2H++NO+e-===H2O+NO2↑
(4)电解质的性质
解析
(1)镁、铝均能与CuCl2溶液反应,但镁比铝活泼,故镁失去电子作负极。
(2)铝能与NaOH溶液反应而镁不能,铝作负极失去电子变成AlO,电极反应式为Al-3e-+4OH-===AlO+2H2O。
(3)常温下铝在浓硝酸中发生钝化,故铜失去电子作负极,正极上是NO得到电子生成NO2。
(二)组合装置中电极判断与反应式书写
4.如图所示装置中,a、b都是惰性电极,通电一段时间后(电解液足量),a极附近溶液显红色。
下列说法正确的是( )
A.a是负极,b是正极
B.CuSO4溶液的pH逐渐减小
C.铜电极上的反应式为Cu-2e-===Cu2+
D.向NaCl溶液中加入一定量的盐酸,能使溶液与原来溶液完全一样
答案 C
解析 a、b都是惰性电极,通电一段时间后,a极附近溶液显红色可知a是电解池的阴极,b是电解池的阳极,所以X为电源的负极,Y为电源的正极;电解CuSO4溶液,阳极是Cu棒,不是惰性电极,所以Cu失电子生成Cu2+进入溶液中,该电解池实质上是电镀池,所以CuSO4溶液的pH几乎不变;恢复溶液时的原则:
失去什么加什么,所以向NaCl溶液中应该通入一定量的HCl气体。
5.某兴趣小组设计如下微型实验装置。
实验时,先断开K2,闭
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