電化學原理及其應用剖析

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1、 16 電化學原理及其應用 【能力要求】 1 .體驗化學能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過程。 2 .理解原電池和電解池的工作原理，能夠正確分析和判斷電化學中的電極反應，正確書寫電極反應式。 3 . 了解常見化學電源的種類及其工作原理，認識化學能與電能相互轉(zhuǎn)化的實際意義及其重要應用。 4 .能解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，聯(lián)系生產(chǎn)、生活中的金屬腐蝕現(xiàn)象，會分析和區(qū)別化學腐蝕和電 化學腐蝕 5 , 了解一般防腐蝕的方法，并能運用原電池的基本原理解釋簡單的防腐蝕等生產(chǎn)實際問題。 6 .銅的電解精煉、鍍銅、氯堿工業(yè)等是電解原理的具體應用，要了解和熟悉這些反應原理。 7 .掌握原電池

2、和電解池中有關計算。 稀硫酸溶液 考點提示 一、原電池 1 .原電池的定義和化學原理 從能量轉(zhuǎn)變看，原電池是將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置；一般來說，能自發(fā)進行的氧化 還原反應，在理論上都可以組成原電池。 2 .構成原電池的條件 ⑴ 電極材料應是兩種金屬活動性不同的金屬或由金屬和其他能導電的材料（如 非金屬等）組成；⑵ 兩電極必須浸在電解質(zhì)溶液中；⑶ 形成閉合回路。 注意：① 極活潑金屬不能做原電池的負極，如鉀、鈉等；② 原電池的負極不一 定要與電解質(zhì)溶液中的某種成分反應；③ 氧化反應和還原反應分別在兩極上進行后，使得氧化還原反應 更易進行。 3 .原電池的電極反應式和總反應式

3、的書寫 在原電池中：負極（電子流出的極）失去電子，發(fā)生氧化反應； 正極（電子流入的極）得到電子，發(fā)生還原反應。 以上兩個反應是在電極與界面上發(fā)生的氧化反應或還原反應，稱為電極反應。 注意：① 電極反應式中常用“一”，不用“ 一”；②電極反應式中若有氣體生成，需加；③兩 極得失電子數(shù)應相等。 原電池的總反應式一般是把正極和負極的電極反應式相加而得。若電解質(zhì)為弱電解質(zhì)，在相加時應把 離子改為相應的弱電解質(zhì)。例如：銅、鋅和稀硫酸組成的原電池的總反應式為： Zn +2H+— Zn2++H2f;銅、 鋅和醋酸溶液組成的原電池的總反應式為： Zn + 2CH3COOHHZn2++2CH3COC

4、T+H2 T 4 .原電池的正負極的判斷方法 ⑴ 根據(jù)組成原電池的兩極電極材料判斷。 ⑵ 據(jù)電子流動方向或電流方向判斷。 ⑶ 根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液中離子的移動方向判斷。 ⑷ 根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化判斷。 5 .原電池原理的應用 ⑴ 制作化學電源。例如： ① 鋅綠干電?tk （鋅-鎰干電池反應原理及示意圖請看高二化學教材） ② 鉛蓄電池：Pb作電池的負極，PbO2作電池的正極，電解質(zhì)溶液是稀硫酸（ 30 %左右）。電極反應 式：（負極）Pb + SQ2 - 2e — PbSQ ;（正極）PbO 2 + 4H++ SQ2 + 2e — PbSQ +2H2O;總反應式：Pb +

5、PbO 2 + 4H++ 2H2SQ—2PbSO4 + 2H2O 注意：蓄電池在放電時起原電池的作用，將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；充電時起電解池的作用，將電能轉(zhuǎn)變 為化學能。 ③ 新型燃料電池：燃料電池與前幾種電池不同，它不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯存在電池內(nèi)， 而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應產(chǎn)物不斷排出電池，例如氫氧燃料電池等。 氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時的總反應式均為： 2 H2+O2— H2O。酸式氫氧燃料電池中 的電解質(zhì)是酸（如稀 H2SO4溶液），電極為多孔的用鉗充分浸汲過的石墨電極。其電極反應式：負極： 2 H2 -4e — 4H+ ；正極：O2

6、+ 4H++ 4e — 2H2。。 堿式氫氧燃料電池中的電解質(zhì)是堿（如 30 %的KOH溶液），電極為多孔的 Ni電極。 其電極反應式：負極：2 H2 + 40H - 4e — 4H2。；正極：。2 +2 H2O + 4e — 4OH。 ⑵加快反應速度。例如，實驗室用 Zn和稀硫酸（或稀鹽酸）反應制 H2時，常用 粗Zn,而不用純Zn；若用純Zn,須在稀硫酸中加入數(shù)滴 CuSQ溶液。其原因是 Zn與Cu2+發(fā)生反應生成 Cu, Zn再與Cu （或粗Zn中的雜質(zhì)）在酸溶液中形成原電池，加快了產(chǎn)生 H2的速率。 ⑶ 根據(jù)原電池判斷金屬活動性的強弱。 二、金屬的腐蝕和防護 1 .金屬的腐

7、蝕 ⑴ 概念： 金屬的腐蝕是指金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應而腐蝕損耗的過程。 分為化學腐蝕和電化學腐蝕，后者存在更普遍。 ⑵電化學腐蝕的分類（以鋼鐵腐蝕為例） ①吸氧腐蝕： 吸氧腐蝕的條件為中性溶液或酸性很弱的溶液。電極反應式：負極（ Fe） 2 Fe - 4e - 2Fe2+；正極（C） O2 +2H2O + 4e — 40H ;總反應式：2 Fe + Q +2 H2 - 2Fe （0H1 。 ②析氫腐蝕： 析氫腐蝕的條件為酸性溶液。電極反應式：負極（ Fe） Fe - 2e -Fe2+ ；正極（C） 2 H+ + 2e — H2 T ;總反應式： Fe +2

8、 H+ - Fe2+ + H2 T 注意：① 在上述兩種電化學腐蝕中， 吸氧腐蝕是主要的。② 當兩極均不能與電解質(zhì)溶液直接反應時， 發(fā)生的即為吸氧腐蝕。如鐵釘、銅片等在食鹽水中發(fā)生的腐蝕即為吸氧腐蝕。 2 .金屬腐蝕快慢的規(guī)律 電解原理引起的腐蝕〉原電池原理引起的腐蝕〉化學腐蝕（通常）＞有防腐措施的腐蝕 3 .金屬的防護 影響金屬腐蝕的因素有金屬的本性（內(nèi)因）和外界條件（外因）兩個方面。金屬防護的常用方法有以 下幾種： ⑴改變金屬內(nèi)部組成結(jié)構而增強抗蝕能力。如不銹鋼等。⑵ 金屬表面覆蓋保護層。如 ①涂 礦物性油脂、油漆以及覆蓋搪瓷或塑料；② 鍍抗蝕金屬一一電鍍、熱鍍、噴鍍法；③

9、用化學方法使其表 面形成一層致密氧化膜。 ⑶ 電化學保護法。如 ① 外加電流的陰極保護法 （電解原理）；② 犧牲陽極（即 負極）的陰極（即正極）保護法（原電池原理） 。 三、電解 4 .概念使直流電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程。 5 .電解原理從能量轉(zhuǎn)變看，電解是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的過程； 電解時，電流依靠溶液里陰、 陽離子 的C 一=三一 CuClz溶液 的定向移動而通過溶液，所以電解質(zhì)溶液的導電過程，就是該溶液的電解過程。 6 .電解池的電極反應式和總反應式的書寫 在電解池中：陰極（電子流入的極）溶液里的陽離子得到電子，發(fā)生還原反應； 正極（電

10、子流出的極）溶液里的陰離子失去電子，發(fā)生氧化反應。 電解池的總反應式一般是把陽極和陰極的電極反應式相加而得。若電解質(zhì)為弱電解質(zhì)， 在相加時應把離子改為相應的弱電解質(zhì)。 注意：總反應式中必須注明反應條件。沒有電解條件，反應根本不發(fā)生。 7 .電解時電極產(chǎn)物的判斷 ⑴ 陰極產(chǎn)物：根據(jù)溶液里的陽離子得電子能力強弱來判斷。 ⑵ 陽極產(chǎn)物：根據(jù)溶液里的陰離子失電子能力強弱來判斷。 8 .電解池的陰陽極的判斷方法 ⑴ 根據(jù)所連接的外加電源判斷。 ⑵ 據(jù)電子流動方向判斷。 ⑶ 根據(jù)電解池里電解質(zhì)溶液中離子的定向移動方向判斷。 ⑷ 根據(jù)電解池兩極產(chǎn)物判斷。 9 .電解原理的應用 ⑴用惰性電

11、極電解酸、堿、鹽溶液 主要解決以下問題：① 電極反應的確定；② 電解產(chǎn)物的判斷；③ 電解反應方程式（化學方程式和 離子方程式）的書寫；④ 電解前后溶液的組成、濃度及 pH的變化等。 請按下表的項目，參照含氧酸的小結(jié)完成下表。 電解質(zhì)類型 電極反應式 電解反應方程式 電解質(zhì) 的濃度 電解后溶 液的pH 陽極 陰極 含氧酸（如H2SO4） 增大 減小 無氧酸（如HCl） 可溶性堿（如 NaOH） 活潑金屬含氧酸 鹽（如 Na2SC4） 不活潑金屬含氧 酸鹽（如CuSQ）

12、 活潑金屬無氧酸 鹽（如NaCl） 不活潑金屬無氧 酸鹽（如CuC2） ⑵電解原理在氯堿工業(yè)中的應用 ⑶ 電鍍 利用電解的原理在金屬（非金屬）制品的表面鍍上一薄層其他 金屬或合金的過程。電鍍的目的是增強制品的抗腐蝕性或表面硬度，使制品更 加美觀耐用。 例如，在鐵制品表面鍍銅時，鐵制品作陰極，鍍層金屬銅作陽極，硫酸銅 溶液作電鍍液。其電極反應式為： 陰極：Cu2+ + 2e — Cu； 陽極：Cu - 2e — Cu2+ 相同點 不同點 陽極材料 電解液 電解液濃度 電解 在直流電作用 下，兩極發(fā)生氧 化、還原反應

13、 惰性電極 一般為電解質(zhì)溶液 一般發(fā)生變化 電鍍 活動電極（鍍層金屬） 電鍍液中必須含鍍層金屬 陽離了 基本上不發(fā)生變化 CuSQ溶液 注意：① 在電鍍過程中，極板上發(fā)生的反應受多種因素的影響，主要靠控 制離子的濃度等條件而使電鍍液中的 H+和OH一不放電。② 電解和電鍍的比較 （4）電解精煉一一精煉銅 精銅作陰極，粗銅作陽極，硫酸銅溶液為電解液。通電后，陰極（精銅） Cu2++ 2e -Cu ,陽極（粗銅）：Cu -2e -Cu2+;粗銅中的雜質(zhì)（較活潑的金屬）失電子變成陽離子進入 電解液，比銅不活潑的金屬沉積在電解槽陽極底部。 ⑸電冶 活潑金屬（如鈉、鎂、鋁等）的離

14、子不易得電子，不能用一般還原劑法進行冶煉，而用電 解法，稱為電冶。例如，用石墨電極電解熔融的氧化鋁： 2 AI2O3幽4Al +3O2T 四、電化學方程式的書寫 1 .加減原則： 會得到電極總反應式 （注意：若電解質(zhì)為弱電解質(zhì), 在電子得失守恒的情況下， 兩個電極反應式疊加, 在相加時應把離子改為相應的弱電解質(zhì)） 。 故書寫時，可以先寫總反應式和較簡單的電極反應式，再利用總反應式減去較簡單電極反應式得到較 復雜電極反應式。 2 .以氧氣為助燃劑的燃料電池電極方程式的書寫原則: 1 .先寫出電極總反應式； 2 .再寫出氧氣所在電極(正極)的電極方程式： 酸性：O2+4H+ +

15、 4e =2H2O 中性和堿性： O2+2H2O + 4e = 4OH 3 .最后利用總反應式減去正極反應可得到負極的電極方程式。 3 .得氧失氧原則： 得氧時，在反應物中加 電0 (電解質(zhì)溶液為酸性)或 OH」(電解質(zhì)溶液為堿性或中性)； 失氧時，在反應物中加 叱0 (電解質(zhì)溶液為堿性或中性)或 h+ (電解質(zhì)溶液為酸性)。 如“紐扣”電池的電解質(zhì)溶液為 KOH溶液，其總反應式為： Zn+ Ag2O+H2O = 2Ag + Zn(OH)2, 負極ZnfZn(OH)2,根據(jù)得氧原則，負極反應式為： Zn+2OH -2e =Zn(OH)2, 正極Ag2O-Ag,根據(jù)失氧原則，正極反

16、應式為： Ag2O+H2O+2e—= 2Ag+2Od。 4 .逆向原則： 對于可充電電池的電極反應而言： 充電時陰極反應，為放電時負極反應的逆反應； 充電時陽極反應，為放電時正極反應的逆反應。 5 .信息原則： 仔細閱讀題中所給出的信息，并以題中所給信息為準書寫方程式。 6 .背誦原則： 對于必修2,選修5教材所出現(xiàn)的電極反應，如果不能理解記憶，那就請同學們背下來。 當堂練習： 1 .鉛蓄電池，總反應方程式為： (1)放電時電極反應 正極：。 負極：。 (2)充電時電極反應 陰極：。 陽極：。 備注：不會的請看教材。 2 .某鋰電池放電時的總反應式為： Li

17、FeQ+Li=L2Fed 正極反應式為：。 負極反應式為：。 3 .朋1 ( N2H4)——空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時， 總反應方程式為：。 正極反應式為：。 負極反應式為：。 4 .甲烷一一空氣燃料電池是一種以 KOH溶液為電解質(zhì)溶液的燃料電池, 總反應方程式為： 。 正極反應式為： 。 負極反應式為： 。 5 .堿性鋅鎰電池的總反應為： Zn+ 2MnO2+ 2H2O=Zn(OH)2+ 2MnO(OH), 正極反應式為：。 負極反應式為： 。 6 .某蓄電池充放電的反應為：Fe+NG + Z”。 Fe(OH)2+Ni(OH)2, r充電~

18、 (1)放電時電極反應 ,■ 正極： 。 負極： 。 (2)充電時電極反應 陰極：。 陽極：。 7 .某堿性電池其充、放電按下式進行： Cd+2NiOOH+2H2。 4凱 Cd(OH)2+2Ni(OH)2。 正極反應式為：。 負極反應式為：。 8 .以Mg、Al為電極材料，NaOH溶液為電解質(zhì)溶液的原電池。 總反應離子方程式為：。 正極反應式為： 。 負極反應式為：。 9 .在堿性鋅電池中，用高鐵酸鉀作為正極材料，電池反應為： 2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+ 2K>ZnO2 正極反應式為：。 負極反應式為：。 10 . (2012湖南高考題

19、)與MnO2——Zn電池類似，LFeQ —— Zn也可以組成堿性電池。 該電池總反應的離子方程式為： 。 正極反應式為：。 負極反應式為：。 11 .一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入乙烷氣體； 電解質(zhì)是摻雜氧化鈕(丫2。3)的氧化錯(ZrO2) 晶體，在熔融狀態(tài)下能傳到 02 o 總反應方程式為：。 正極反應式為：。 負極反應式為：。 12 ,某燃料電池以熔融的 K2CO3 (其中不含02-和HCQ-)為電解質(zhì)，以甲烷為燃料，以空氣為氧化劑，以 具有催化作用和導電性能的稀土金屬材料為電極。 總反應方程式為：。 正極反應式為： 。 負極反應式為：。 13 .某儲

20、能電池的原理如右圖所示，溶液中 c(H ) = 2.0 mol L 1 ,? 陰離子為SO42 , a、b均為惰性電極，充電過程中左槽溶液 顏色由藍色變?yōu)辄S色。 則放電時： 正極反應式為：。 負極反應式為：。 課后作業(yè): 1 . 一種基于酸性燃料電池原理設計的酒精檢測儀，負極上的反應為 CH3CH2OH- 4e + H2O=CH3COOHI+ 4H 下列有關說法正確的是 A.檢測時，電解質(zhì)溶液中的 H+向負極移動 B.若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標準狀況下消耗 4.48L氧氣 C.電池反應的化學方程式為： CH3CH2OH+ O2=CHsCOOH+ H2O D.正極上發(fā)生的反

21、應是： Oz+4e-+ 2H2O=4OH「 2 .用吸附了氫氣的納米碳管等材料制作的二次電池的原理如右圖 所示。下列說法正確的是 A.放電時，負極的電極反應為： H2 — 2e +20H = 2H2O B.充電時，陽極pH值增大 C.放電時，OH一移向饃電極 D.充電時，將電池的碳電極與外電源的正極相連 3.如右圖所示，將兩燒杯中電極用導線相連，四個電極分別為 Mg、Al、Pt、Q當閉合開關 S后，以下表述正確的是( ) A.電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn) B. Al、Pt兩極有 H2產(chǎn)生 C.甲池pH減小，乙池pH增加 D. C電極pH增加 外接電源或負載 質(zhì)子交換膜 離子

22、戰(zhàn)色為; *紫fe u“綠色 V。紅藍色 V。/黃色 A.圖2電池放電過程中, Na》從正極區(qū)向負極區(qū)遷移 4 .圖1是在金屬鋅板上貼上一張用某溶液浸濕的濾紙，圖 2是NaBH4/H2O2燃料電池，則下列說法正確的是 B.圖2電池正極區(qū)的電極反應為 BH4 + 8OH =BC2 + 6H2O+ 8e C.若圖1用硫酸鈉和酚酗:的混合溶液浸濕濾紙，用導線將 a、b直接相連，則鉛筆芯 C點處出現(xiàn)紅色 D.若圖1用KI淀粉溶液浸濕濾紙，用導線將 a、b與A、B電極相連，鉛筆芯C點處出現(xiàn)藍色，則b接的是 A電極 5 .如下圖所示，其中甲池的總反應式為： 2CH3CH+3O2+4K

23、CH= 2K2CC3+6H2C CH3OH 石墨 Pt KOH溶液 甲池 Ag 過量CuS04溶液 乙池 右?電極 MgClz溶棘 內(nèi)池 下列說法正確的是 A.甲池是電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置，乙、丙池是化學能轉(zhuǎn)化電能的裝置 B.甲池通入 CH30H的電極反應為 CH3OH-6e +2H2O= CO32 +8H + C.反應一段時間后，向乙池中加入一定量 Cu（OH）2固體，能使CuSQ溶液恢復到原濃度 D.甲池中消耗280 mL （標準狀況下）。2,此時丙池中理論上最多產(chǎn)生 1.45g固體 6 .現(xiàn)在普遍應用的工業(yè)合成氨的方法是哈伯于 1905年發(fā)明的

24、，但此法反應物的轉(zhuǎn)化率不高。 2001年兩位希臘化學家提出了電解合成氨的方法， 即在常壓下把氫氣和用氨氣稀釋的氮氣， 分別通入一個 加熱到570c的電解池中，氫氣和氮氣在電極上合成了氨，反應物轉(zhuǎn)化率大大提高。 ；在電解法合成氨的電解池中 請回答： （1）哈伯合成氨的化學方程式為 （填“能”或“不能”）用水作電解質(zhì)溶液的溶劑，原因是 （2）新法合成氨電解池中的電解質(zhì)能傳導 H+,請寫出陰極反應式 陽極反應式。 綜合測試 一、選擇題（每小題只有一個選項符合題意。每小題 4分，共48分。） 1 .有關右圖裝置的敘述不正確的是（ ） A.這是一個原電池裝置 B.該裝置中Pt為

25、正極，電極反應為： O2 +2HzO+4e = OH C.該裝置中Fe為陰極，電極反應為：Fe— 2e + 2OH = Fe（OH）2 D.溶液中會出現(xiàn)紅褐色的沉淀 2 . （2006年，四川）下列描述中，不符合生產(chǎn)實際的是（ ） A.電解熔融的氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極 B.電解法精煉粗銅，用純銅作陰極 C.電解飽和食鹽水制燒堿，用涂饃碳鋼網(wǎng)作陰極 D.在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極 3 .我國饃氫電池居世界先進水平，我軍潛艇將裝備國產(chǎn)大功率饃氫動力電池。常見饃氫電池的某極是儲 氫合金LaNi5H6 （ LaNi5H6中各元素化合價均為零），電池反應通常表示為： LaNi

26、5H6+6NiO（OH）T星二LaNis+6Ni（OH）2 下列說法正確的是（ ） 充電 A.放電時儲氫合金作正極 B.充電時儲氫合金作陽極 C.充電時陽極周圍 c（OHI ）增大 D.放電時負極反應：LaNi5H6 + 6OH=—6e—=LaNi5+6H2。 4 .將氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì)在氧氣中燃燒時的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫燃料電池。燃料電池的 基本組成為電極、電解質(zhì)、燃料和氧化劑。此種電池能量利用率可高達 80% （一般柴油發(fā)電機只有 40%左 右），產(chǎn)物污染也少。下列有關燃料電池的說法錯誤的是（ ） A.上述燃料電池的負極反應材料是氫氣、甲烷、乙醇等物質(zhì) B.氫氧

27、燃料電池常用于航天飛行器，原因之一是該電池的產(chǎn)物為水，經(jīng)過處理之后可供宇航員使用 C.乙醇燃料電池白^電解質(zhì)常用 KOH,該電池的負極反應為： C2H5OH—12e-=2CQf+3H2O D.甲烷燃料電池的正極反應為： O2+2H2O+ 4e =4OH 5,能夠使反應Cu+2H2O=Cu（OH）2 J + H2 T發(fā)生，且Cu（OH》能在電極上析出的是（ ） A.銅片作原電池的負極，碳棒作原電池的正極，氯化鈉溶液作電極質(zhì)溶液 B.用銅片作陰、陽極，電解硫酸鈉的水溶液 C.用銅片作陰、陽極，電解氫氧化鈉的水溶液 D.用銅片作陰、陽極，電解硫酸銅的水溶液 6. TiO2在光照射下可

28、使水分解：2H2O ,磐-2H2 T +。2水 該過程 光 類似植物的光合作用。右圖是光照射下 TiO2分解水的裝置示意圖。 下列敘述正確的是（ ） A .該裝置可以將光能轉(zhuǎn)化為電能，同時也能轉(zhuǎn)化為化學能 B.鉗電極上發(fā)生的反應為： Hz + 2e = 2H + C.該裝置工作時，電流由 TiO2電極經(jīng)R流向伯電極 7. 如下圖所示，下列敘述正確的是（ 8. 盛 A. B. C. D. 卜圖 丫為陰極，發(fā)生還原反應 X為正極，發(fā)生氧化反應 Y與濾紙接觸處有氧氣生成 X與濾紙接觸處變紅 4種裝置中，①盛100 mL CuSO4溶液 ② Zn 銅絲 20

29、0 mL 0.01 mol ? L 1 H2SO4 溶液 ③盛 200 mL ZnCl2溶液 ④盛200 mL NaCl飽和溶液，工作一 段時間后，測得導線上均通過了 0.002 mol電子，此 時溶液的pH由大到小的排列排序為 解和溶液體積變化） （不考慮鹽的水 2ns 溶液 Cu 隔膜 CuSCU 溶液 Y 一表面血 Zn Cu Fe Fe （只允許so：-通過） 濾紙 （浸有Na/04溶液、酚骸溶液） ri A.④②③① B.④③①② C.④③②① D.④①③② D.該裝置工作時，TiO2電極附近溶液的pH變大 9.當電解質(zhì)溶液為氫氧化

30、鉀水溶液的氫氧燃料電池電解飽和碳酸鈉溶液一段時間，假設電解時溫度不變 且用惰性電極，下列說法正確的是（ ） A.當電池負極消耗 m g氣體時，電解池陽極同時有 m g氣體生成 B.電池的正極反應式為： O2+2HzO+4e =4OH C.電解后c（Na2CC3）減小，溶液中有晶體析出 D.電池中c（KOH而變；電解?中溶液 pH變大 10 . （ 1992年上海）在鐵制品上鍍上一定厚度的鋅層，以下設計方案正確的是（ ） A.鋅作陽極，鍍件作陰極，溶液中含有鋅離子 B.鉗作陰極，鍍件作陽極，溶液中含有鋅離子 C.鐵作陽極，鍍件作陰極，溶?^中含有亞鐵離子 D.鋅用陰極，鍍件作陽極

31、，溶液中含有鋅離子 11 .三氧化二饃（Ni2O3）可用于制造高能電池，其電解法制備過程如下：用 NaOH調(diào)NiCl2溶液pH至7.5, 加放適量硫酸鈉后進行電解。電解過程中產(chǎn)生的 C12在弱堿性條彳下生成 ClO ,把二價饃氧化為三價饃。 以下說法正確的是（ ） A.可用鐵作陽極材料 B.電解過程中陽極附近溶液的 pH升高 C.陽極反應方程式為：2Cl — 2e = Cb D. 1mol二價饃全部轉(zhuǎn)化為三價饃時，外電路中通過了 1mol電子。 12 .用兩支惰性電極插入 500 mL AgNO3溶液中，通電電解。當電解液的 pH從6.0變?yōu)?.0時（設電解時陰 極沒有氫氣析出

32、，且電解液在電解前后體積變化可以忽略 ），電極上析出銀的質(zhì)量大約是（ ） A. 27 mg B. 54 mg C. 108 mg D. 216 mg 二、填空題（本題共有 6個小題，共52分） 13 .將潔凈的金屬片 A、B、C、D分別放置在浸有鹽溶液的濾紙上面并壓緊 （如圖所示）。在每次實驗時， 記錄電壓指針的移動方向和電壓表的讀數(shù)如右表所示： 金 電子直動方向 電壓僧 A A f Fe 40.76 B Fe f h -0 1 J : C C - Fe +1.32 ___1 一仙世如 D D f Fe I--

33、已知，構成原電池兩電極的金屬活動性相差越大，電壓表讀數(shù)越大。 請判斷：（1） A、R C、D四種金屬中活潑性最強的是 （用字母表示） （2）若濾紙改用 NaOH溶液浸潤一段時間后，則在濾紙上能看到有白色物質(zhì)析出，后迅速變?yōu)榛揖G 色，最后變成褐色。則濾紙上方的金屬片為 （用字母表示），此時對應的電極反應式為：負極 ;正極。 14 .為省藥品和時間，甲、乙、丙三位同學用銅片、鋅片、稀硫酸、 CuSQ溶液；直流電源、石墨電極、 導線、燒杯、試管等中學化學常見的藥品和儀器（用品） ，以巧妙的構思， 接力”的方式，設計了比較銅與 鋅金屬活動性相對強弱的系列實驗。試填寫下列空白： （1）甲同學分

34、別將一小片銅片、鋅片置于燒杯底部（銅與鋅不接觸） ，小心向燒杯中加入稀硫酸，觀 察到的現(xiàn)象是。甲同學的設計思路 （2）乙同學接著甲的實驗，向燒杯中滴加 溶液，進而觀察到的現(xiàn)象 是, 。乙同學做出鋅、銅金屬活動性相對強弱所依據(jù)的原理 （3）丙同學使用直流電源、石墨電極組裝好電解裝置，向乙同學實驗后的溶液中補充了必要的試劑 （作為電解液）。反應在調(diào)控下隨即開始，實驗中有關化學反應方程式為 。獲得的 實驗明顯現(xiàn)象是 。 （4）請你再單獨設計一個簡單的實驗（試劑、儀器自選） ，探究和證實鋅和銅的金屬活動性的相對強 弱（簡要說明操作和現(xiàn)象） 15 .已知反應AsO43 +2I +H+,

35、 上AsO33 +I2+H2O是可逆反應。設計如圖裝置，進行下述操作: (I)向(B)燒杯中逐滴加入濃鹽酸，發(fā)現(xiàn)微安培表指針偏轉(zhuǎn); (n)若改往(B)燒杯中滴加40%NaOH溶液，發(fā)現(xiàn) 微安培表指針向前述相反方向偏轉(zhuǎn).試回答： (1)兩次操作過程中指針為什么會發(fā)生偏轉(zhuǎn)？ (2)兩次操作過程中指針偏轉(zhuǎn)方向為什么會相反 ？試用平衡移動原 理解釋此現(xiàn)象. (3)(1)操作過程中 G棒上發(fā)生的反應為 4 4) (n)操作過程中 C2棒上發(fā)生的反應為 16 .化學電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應用。 (1)目前常用的饃鎘(Ni—Cd)電池，其電池總反應可以表示為： Cd

36、+2NiO(OH)+2H 2O、放電 “ 2Ni(OH) 2+Cd(OH) 2 已知 Ni(OH) 2 和 Cd (OH) 2 均難溶于水但能溶于酸，以 下說法正確的是( ) ①以上反應是可逆反應 ②以上反應不是可逆反應 ③充電時化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?④放電時化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? A.①③ B.②④ C.①④ D.②③ (2)廢棄的饃鎘電池已成為重要的環(huán)境污染物，有資料表明一節(jié)廢饃鎘電池可以使 1 m2面積的耕地 失去使用價值。在酸性土壤中這種污染尤為嚴重，這是因為 。 (3)另一種常用的電池鋰電池，由于它的比容量(單位質(zhì)量電極材料所能轉(zhuǎn)換的電能)特別大而廣 泛應用于心臟起搏器，一般使用

37、時間可長達十年，它的負極用金屬鋰制成，電池總反應可表示為： Li+MnO 2 ^LiMnO2。試回答：鋰電池中的電解質(zhì)溶液需用非水溶液配制，為什么這種電池不能使用電 解質(zhì)的水溶液？請用化學方程式表示其原因 。 17 .用下圖所示的裝置進行電解。通電一會兒，發(fā)現(xiàn)濕潤的淀粉 KI試紙的C端變?yōu)樗{色。則: A B (1) A中發(fā)生反應的化學方程式為 (2) 在 B 中觀察到的現(xiàn)象是 O (3)室溫下，若從電解開始到時間 t s, A、B裝置中共收集到標準狀況下的氣體 0.168 L,若電解過 程中無其他副反應發(fā)生，經(jīng)測定電解后 A中溶液體積恰為1000 mL,則A溶液的

38、pH為。 【高考鏈接】 （浙江）將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上， 一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓周中心區(qū) （a）已被腐蝕而 變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán) （b）,如圖所示。導致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣 少。下列說法正確的是 A.液滴中的C「由a區(qū)向b區(qū)遷移 B.液滴邊緣是正極區(qū)， 發(fā)生的電極反 =40H C.液滴下的Fe因發(fā)生還原反應而被 區(qū)遷移，與b區(qū)的OH」形成 成鐵銹 鐵銹環(huán)心） 腐蝕區(qū)㈤ 應為：O2+2HzO+4e 腐蝕，生成的Fe2+由a區(qū)向b Fe（0Hb進一步氧化、脫水形 D.若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加 Na

39、Cl溶液，則負極發(fā)生的電極反應為： Cu-2e =Cu2+ 用他相琉我熟，的歌 酒液浸濕的濾紙 ImoI^L-CnSO.O 乙 ItnoltL ZdSO^ 港賽 甲. 薄脂一 館和KQ A. Cu電極上發(fā)生還原反應 C.片刻后甲池中c （SQ2-）增大 B.電子沿 ZnT aT bT Cu路徑流動 D.片刻后可觀察到濾紙 b點變紅色 （福建）將右圖所示實驗裝置的 K閉合，下列判斷正確的是 （重慶）尿素［CO（NH2）2 ］是首個由無機物人工合成的有機物。 ⑴工業(yè)上尿C02和NH3,在一定條件下合成，其反應方程式為 ⑵當氨碳比 n(NH3)_ n(CQ) =4,

40、CQ的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關系如題 29圖1所示. 時間/min %率化轉(zhuǎn)的P ①A點的逆反應速率 v逆（CO2）B點的正反應速率為 v正（CO2）（填“大于”、“小于”或“等于”） ②NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為。 ⑶人工腎臟可用間接電化學方法除去彳t謝產(chǎn)物中的尿素，原理如圖 29圖2. ①電源的負極為 （填“ A”或" B”）. ②陽極室中發(fā)生的反應以此為 、。 ③點解結(jié)束后，陰極室溶液的 pH與電解前相比將 ;若兩極共收集到氣體 13.44L (標準 (北京)NH3經(jīng)一系列反應可以得到 HNO3,如下圖所示。 NH3 HNO3 IV NH4

41、NO3 (1) I中，NH3和O2在催化劑作用下反應，其化學方程式是 。 (2) II中，2NO (g) +O2 = 2NO2(g)。在其他條件相同時，分別測得 NO的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(Pi、 P2)下溫度變化的曲線(如右圖)。 100 80 60 40 20 0 200 400 600 800 潟雷/V. ①比較 Pi、P2的大小關系： 。 ②隨溫度升高，該反應平衡常數(shù)變化的趨勢是 。 (3) III中，將NO2 ( g)轉(zhuǎn)化為N2O4 ( l),再制備濃硝酸。 ①已知：2NO2(g) N2O4(g) AHi 2NO2 ( g) N2O4 (

42、1) ah2 下列能量變化示意圖中，正確的是(選填字母) 。 h2NO/8) △局一 NAU) 應向時薜 "2N0式 g) A A △耳 l誨Mi理 M NzQ4(g： A △% 2N0式］ 耐① 此口血; A △Hi T. 應liiE加 后應時辭 A B ②N2O4與。2、H2O化合的化學方程式是 NH4NO3,需補 (4) IV中，電解NO制備NH4NO3,其工作原理如右圖所示，為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為 ,說明理由: NO NHNO晶溶液 參考答案 4分，共48分。） 一、選擇題（每小題只有一個選項符合題意。每小題 1

43、. C 2. A 3. D 4. C 5. C 6. A 7. D 8. A 9. B 10. A 11. C 12. B 二、非選擇題 13. （8 分）（1） c （2 分） （2） b （2 分） Fe— 2e =Fe2+（2 分） O2+2%O+4e = 4OH （2 分） 14. （12分）（1）鋅片上有氣泡產(chǎn)生，銅片上無氣泡。（1分） 鋅能置換出酸中的氫而銅不能。 （1分）（2） CuSQ溶液。（1分） 鋅片上有紅色銅析出（1分），鋅片上產(chǎn)生氣泡的速率明顯加快（ 1分）。 活潑金 屬可不活潑金屬從其鹽溶液中置換出來（ 1分），Zn、Cu,稀硫酸組成原電池，Zn為負極。（1

44、分） （3） 陰極上有紅色銅析出（1分）。 （4）分別取一小片銅 電解 2CuSQ+ 2H2O^=2Cu+ O2 T + 2H2SQ (2 分) 片與鋅片于試管中，向試管中加入少量的棕黃色的溶液，稍待，溶液的棕黃色褪去得一近乎無色溶液。 （2 分） 15. （10分）（1）這是原電池，指針偏轉(zhuǎn)是由于電子流過電流表； （2分） （2） B中加鹽酸，Asa”發(fā)生 得電子反應（2分）；而當加入NaOH后，AsO33一發(fā)生失電子反應，為負極； （2分） （3） 2I -2e = I2； （2 分） （4） ASO33 — 2e +H2O=AsC43 +2H+。（2 分） 16. （7分）（1） B （2分） （2） Cd（OH）2和Ni（OH） 2能溶于酸性溶液生成有毒的重金屬等 （2分） （3） 鋰的摩爾質(zhì)量?。?分） 2Li + 2H2。= 2LiOH + H2 T （2分） 電解 17. （7 分）（1） 4AgNO3+2H2O^=4Ag+O2 T+4HNO3 （2 分） （2） Cu 電極附近溶液顏色變藍（1 分） 石墨電極上有氣體產(chǎn)生（1分） 溶液中有藍色沉淀生成（1分） （3） 2 （2分）