人教版选修四第四章电化学基础期末基础知识复习及训练含答案.docx

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人教版选修四第四章电化学基础期末基础知识复习及训练含答案

人教版高二化学必修四

第四章、电化学基础期末基础知识复习及训练（含答案）

基础知识点整理

一、原电池基本概念理解。

1、原电池的概念：

把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。

2、化学电池的分类：

常见的原电池可以分为三类：

（1）一次电池：

常见一次电池：

碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等；

（2）二次电池：

放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池；

（3）燃料电池：

是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池。

3、原电池的电极反应：

以锌铜原电池为例：

负极：

氧化反应：

Zn－2e＝Zn2＋（较活泼金属）

正极：

还原反应：

2H＋＋2e＝H2↑（较不活泼金属）

总反应式：

Zn+2H+=Zn2++H2↑

4、常见原电池的电极反应总结。

⑴干电池（属于一次电池）

①结构：

锌筒、填满MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊状物。

②电极反应负极：

Zn-2e-=Zn2+

正极：

2NH4++2e-=2NH3+H2

NH3和H2被Zn2＋、MnO2吸收：

MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2＋＋4NH3=Zn（NH3）42＋

⑵铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池）

1结构：

铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。

2

②A.放电反应负极：

Pb-2e-+SO42-=PbSO4

正极：

PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O

B.充电反应：

阴极：

PbSO4+2e-=Pb+SO42-

阳极：

PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-

总反应式：

Pb+PbO2+2H2SO4

2PbSO4+2H2O

5、典型例题分析。

例题1、原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。

下列说法中正确的是（　　）

A．

（1）

（2）中Mg作负极，（3）（4）中Fe作负极

B．

（2）中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑

C．（3）中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋

D．（4）中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑

答案：

B

解析：

（1）中Mg作负极；

（2）中Al作负极；

（3）中铜作负极；（4）是铁的吸氧腐蚀，Fe作负极。

所以选B

例题2、利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4=2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池。

（1）负极材料是________（写名称），电极反应为__________________。

（2）正极电极反应式为__________________________________。

（3）溶液中SO42—向________极移动。

答案：

（1）铜　Cu－2e－=Cu2＋　

（2）O2＋4e－＋4H＋=2H2O　

（3）负

二、电解池基本概念理解。

1、电解池的概念：

把电能转化为化学能的装置。

（也叫电解槽，与原电池正相反）。

2、电解池的电极名称及反应：

以电解CuCl2溶液的电极反应：

阳极：

与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应

阴极：

与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应

（1）电解CuCl2溶液的电极反应：

阳极：

2Cl--2e-=Cl2（氧化）

阴极：

Cu2++2e-=Cu（还原）

总反应式：

CuCl2=Cu+Cl2↑

（2）电解池的四种类型：

电解水型：

含氧酸，强碱，活泼金属含氧酸盐；

电解电解质型：

无氧酸，不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）；

放氢生碱型：

活泼金属的无氧酸盐；

放氧生酸型：

不活泼金属的含氧酸盐。

3、电解反应中反应物的判断——放电顺序

⑴阴极

A.阴极材料（金属或石墨）总是受到保护。

B.阳离子得电子顺序—金属活动顺序表的反表：

K+

⑵阳极

A.阳极材料是惰性电极（C、Pt、Au、Ti等）时：

阴离子失电子：

S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞NO3-等含氧酸根离子＞F-

B.阳极是活泼电极时：

电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。

三、原电池和电解池的比较

装置

原电池

电解池

装置图

原理

使氧化还原反应中电子作定向移动，从而形成电流。

把化学能转变为电能的装置叫做原电池。

使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。

这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。

形成条件

①电极：

两种不同的导体相连；

②电解质溶液：

能与电极反应。

①电源；②电极（惰性或非惰性）；

③电解质（水溶液或熔化态）。

反应类型

自发的氧化还原反应

非自发的氧化还原反应

电极名称

由电极本身性质决定：

正极：

材料性质较不活泼的电极；

负极：

材料性质较活泼的电极。

由外电源决定：

阳极：

连电源的正极；

阴极：

连电源的负极；

电极反应

负极：

Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）

正极：

2H++2e-=H2↑（还原反应）

阴极：

Cu2++2e-=Cu（还原反应）

阳极：

2Cl--2e-=Cl2↑（氧化反应）

电子流向

负极→正极

电源负极→阴极；阳极→电源正极

电流方向

正极→负极

电源正极→阳极；阴极→电源负极

四、金属的电化学防护

1、利用原电池原理进行金属的电化学防护

（1）、牺牲阳极的阴极保护法。

原理：

原电池反应中，负极被腐蚀，正极不变化

应用：

在被保护的钢铁设备上装上若干锌块，腐蚀锌块保护钢铁设备

负极：

锌块被腐蚀；正极：

钢铁设备被保护

（2）、外加电流的阴极保护法。

原理：

通电，使钢铁设备上积累大量电子，使金属原电池反应产生的电流不能输送，从而防止金属被腐蚀

应用：

把被保护的钢铁设备作为阴极，惰性电极作为辅助阳极，均存在于电解质溶液中，接上外加直流电源。

通电后电子大量在钢铁设备上积累，抑制了钢铁失去电子的反应。

（3）、改变金属结构：

把金属制成防腐的合金。

（3）、把金属与腐蚀性试剂隔开：

电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等.

2、典型例题分析：

例题3、远洋轮船的船体材料是合金钢，为了保障航行安全，延长轮船的使用寿命，通常在与海水接触的船壳（船底及船侧）上镶嵌一些金属块M。

下列说法不正确的是（　）

A．上述保护船壳免受腐蚀的方法叫牺牲阳极的阴极保护法

B．M可能是锌、镁、锡等金属

C．船壳主要发生吸氧腐蚀

D．在上述保护船壳的过程中，负极反应为M－ne－==Mn＋

答案：

B

解析：

利用原电池原理，在钢铁的表面镶嵌比铁活泼的金属，使钢铁免受腐蚀的方法叫牺牲阳极的阴极保护法，A项正确；如果在与海水接触的船壳上镶嵌锡块，由于铁比锡活泼，在船壳、空气、海水构成的原电池中，铁为负极，会加快船壳的腐蚀，B项错误；海水的pH≈8，船壳主要发生吸氧腐蚀，C项正确；在牺牲阳极的阴极保护法中，比铁活泼的金属M作负极，发生氧化反应，D项正确。

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第四章、电化学基础综合训练（含答案）

一、单项选择题。

1、氧化反应和还原反应分别在两个电极上自发进行时，便能构成原电池反应，下列氧化还原反应在一定条件下不能构成原电池反应的是（　　）

A.2FeCl2＋Cl2===2FeCl3

B.Zn＋Ag2O＋H2O===Zn（OH）2＋2Ag

C.Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O

D.

2、生产铅蓄电池时，在两极板上的铅、锑合金棚架上均匀涂上膏状的PbSO4，干燥后再安装，充电后即可使用，发生的反应是：

2PbSO4+2H2O

PbO2+Pb+2H2SO4，下列对铅蓄电池的说法错误的是（）

A.需要定期补充硫酸

B.工作时铅是负极，PbO2是正极

C.工作时负极上发生的反应是：

Pb-2e-+

PbSO4

D.工作时电解质的密度减小

3、关于原电池的叙述中正确的是（）

A．构成原电池的电极是两种不同的金属

B．原电池是将化学能转化为电能的装置

C．原电池负极发生的电极反应是还原反应

D．原电池的正极是还原剂，总是溶液中的阳离子在此被还原

4、某原电池总反应离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+能实现该反应的原电池是（）

A.正极为碳，负极为铁，电解质溶液为FeSO4溶液

B.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe（NO3）2溶液

C.正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2（SO4）3

D.正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4

5、下列关于实验现象的描述不正确的是（）

A.铜锌组成的原电池中电子是从锌经过导线流向铜

B.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡

C.把铜片插入FeCl3溶液中,在铜片表面出现一层铁

D.把锌片放入盛有盐酸的试管中,加入几滴CuCl2溶液,气泡放出速率加快

6、如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为（　　）

A．⑤④②①③⑥B．⑤④③①②⑥

C．②①③④⑤⑥D．⑤③②④①⑥

7、用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物（括号内物质），能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是（　　）

A．AgNO3（AgNO3）　　B．NaOH（H2O）

C．KCl（KCl）　　D．CuSO4（CuSO4）

8、常温下，NCl3是一种黄色黏稠状液体，是制备新型水消毒剂ClO2的原料，可以采用如图所示装置制备NCl3。

下列说法正确的是（　　）

A．每生成1molNCl3，理论上有4molH＋经质子交换膜向右侧向左侧迁移

B．可用湿润的淀粉－KI试纸检验气体M

C．石墨极的电极反应式为NH

＋3Cl－－6e－===NCl3＋4H＋

D．电解过程中，质子交换膜右侧溶液的pH会减小

9、为了强化安全管理，某油库引进一台空气中汽油含量的测量仪，其工作原理如图所示（用强酸性溶液作电解质溶液）。

下列说法不正确的是（　　）

A．石墨电极作正极，发生还原反应

B．铂电极的电极反应式：

C8H18＋16H2O－50e－===8CO2↑＋50H＋

C．H＋由质子交换膜左侧向右侧迁移

D．每消耗5.6LO2，电路中通过1mol电子

10、有关下列四个常用电化学装置的叙述中，正确的是（）

A．图Ⅰ所示电池中，MnO2的作用是催化剂

B．图Ⅱ所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大

C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2＋浓度始终不变D．图Ⅳ所示电池工作过程中，电子由Zn极流向AgO极

二、填空简答题。

11、氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。

下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。

完成下列填空：

（1）写出电解饱和食盐水的离子方程式。

（2）离子交换膜的作用为：

、。

（3）精制饱和食盐水从图中位置补充，氢氧化钠溶液从图中位置流出。

（选填“a”、“b”、“c”或“d”）

（4）KClO3可以和草酸（H2C2O4）、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2，还生成CO2和KHSO4等物质。

写出该反应的化学方程式。

（5）室温下，0.1mol/LNaClO溶液的pH0.1mol/LNa2SO3溶液的pH。

（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

浓度均为0.1mol/L的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中，SO32–、CO32–、HSO3–、HCO3–浓度从大到小的顺序为。

已知：

H2SO3Ki1=1.54×10-2Ki2=1.02×10-7

HClOKi1=2.95×10-8

H2CO3Ki1=4.3×10-7Ki2=5.6×10-11

12、

（1）“甲醇过氧化氢燃料电池”的结构主要包括燃料腔、氧化剂腔和质子交换膜三部分，放电过程中其中一个腔中生成了二氧化碳。

①放电过程中生成氢离子的反应，发生在________腔中，该腔中的电极反应式为_______________________。

②该电池工作过程中，当消耗甲醇4.8g时，电路中通过的电量为________（法拉第常数F＝9.65×104C·mol－1）。

（2）如图所示，通电5min后，c极增重2.16g，同时在A池中收集到标准状况下的气体224mL，设A池中原混合液的体积为200mL。

①F电源为________极；b极为________极；B池为________池。

②A池中b极上的电极反应式为__________________；

a极上产生气体体积为________mL（标准状况）。

③通电前A池中原混合溶液中Cu2＋的浓度为________。

参考答案

一、单项选择题。

1-5：

CABBC6-10：

ABCDD

二、填空简答题。

11、

（1）2Cl－＋2H2O

Cl2↑＋H2↑＋2OH－。

（2）阻止OH-进入阳极室，与Cl2发生副反应：

2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O；阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。

（3）a；d；

（4）2KClO3+H2C2O4+2H2SO4=2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O.

（5）大于；SO32–>CO32–>HCO3–>HSO3–。

12、

（1）①燃料　CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋　②8.685×104C

（2）①正　阳　电解（镀）

②4OH－－4e－===2H2O＋O2↑　112

③0.025mol·L－1