2019-2020年高三化學二輪復習 專題5原電池 電解池及金屬腐蝕學案.doc

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2019-2020年高三化學二輪復習 專題5原電池 電解池及金屬腐蝕學案【考點分析】1、要求理解原電池和電解池的工作原理，能正確書寫常見電極和電池方程式是高考經(jīng)常考查的內(nèi)容；2、對于常見的化學電源要求了解，并且能夠認識到化學能與電能相互轉化的實際意義極其重要應用；3、要認識到金屬腐蝕的危害，理解金屬發(fā)生腐蝕的原因，能采取適當?shù)拇胧┓乐硅F、鋁等金屬腐蝕。【知識概括】一、知識結構原電池電解池實 質(zhì)將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置將電能轉變?yōu)榛瘜W能的裝置主要類別干電池、蓄電池、高能電池，燃料電池舉 例電鍍、精煉銅二、知識點、能力點提示1、原電池、電解池、電鍍池判斷規(guī)律若無外電源，可能是原電池，然后依據(jù)原電池的形成條件判定，主要思路是三“看”：先看電極：兩種活潑性不同的金屬(或其中一種非金屬導體)作電極；再看溶液：用導線連接的兩電極與 電解質(zhì)溶液接觸并形成閉合回路；后看回路：在電解質(zhì)溶液中能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應。 2、原電池的電極、電池反應式的寫法。3、金屬的腐蝕和防護金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化： 金屬腐蝕的類型及比較 化學腐蝕電化學腐蝕條件金屬與非電解質(zhì)等直接接觸不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化的過程較活潑金屬被氧化的過程相互關系：化學腐蝕與電化學腐蝕往往同時發(fā)生，但電化學腐蝕更普遍危害更嚴重。金屬腐蝕快慢的判斷：a.電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學腐蝕有防腐蝕措施的腐蝕；b.同一種金屬的腐蝕：強電解質(zhì)弱電解質(zhì)非電解質(zhì)金屬的防護方法：(1)改變金屬的內(nèi)部結構(2)覆蓋保護層(3)電化學保護法4、分析電解應用的主要方法思路通電前：電解質(zhì)溶液的電離過程（包括電解質(zhì)和水的電離）離子移向：陰離子移向陽極，陽離子移向陰極放電能力：陽極：金屬陽極S2+I-Br-Cl-OH-NOSOF-。陰極：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+。電極反應： 電極反應式、總反應式電解結果： 兩極現(xiàn)象、水的電離平衡、離子濃度、溶液酸堿性、PH值變化等【鞏固練習】1電化學在日常生活中有廣泛的應用，下列說法或做法正確的是 （ ）A2011年5月13日，廣西桂林因局部暴雨遭遇洪水，洪水浸泡的鐵門生銹是因為發(fā)生化學腐蝕B白鐵皮（鐵鍍鋅）表面有劃損時，不能阻止鐵被腐蝕C廢棄的干電池不能隨意丟棄，但可以土埋處理D不能將鐵制自來水管與銅制水龍頭連接2中國人民銀行定于2011年4月15日發(fā)行中國京劇臉譜彩色金銀紀念幣，其中銀紀念幣材料為銅芯鍍銀，依據(jù)你所掌握的電鍍原理，你認為銀紀念幣制作時，銅芯應做（ ）A陰極B陽極C正極D負極3某同學利用蘋果可以制作水果原電池，如右圖所示。下列說法正確的是 （ ）A電流計指針偏轉時，說明發(fā)生了氧化還原反應B蘋果汁中無電解質(zhì) C兩個電極的材料可以相同D水果電池工作時氧化反應和還原反應在同一處進行4鋰離子電池已經(jīng)成為應用最廣泛的可充電電池。某種鋰離子電池的結構示意圖如下圖，其中兩極區(qū)間的隔膜只允許Li+通過。電池充電時的總反應化學方程式為：LiCoO2 = Li1-xCoO2+xLi。關于該電池的推論錯誤的是 （ ）A放電時，Li+主要從負極區(qū)通過隔膜移向正極區(qū) B放電時，負極反應xLi-xe-= xLi+C充電時，有電能轉化為化學能D充電時，負極（C）上鋰元素被氧化5下列實驗裝置符合實驗目的是 （ ）目的粗銅的精煉驗證NaCl溶液（含酚酞）的產(chǎn)物在鐵制品上鍍銅構成原電池裝置選項ABCD6.有如下3個實驗：實驗1將金屬X與金屬Y用導線連接，浸入電解質(zhì)溶液中，Y不易腐蝕實驗2將片狀的金屬X、W分別投入等濃度鹽酸中都有氣體產(chǎn)生，W比X反應劇烈實驗3用惰性電極電解等物質(zhì)的量濃度的Y和金屬Z的硝酸鹽混合溶液，在陰極上首先析出單質(zhì)Z依據(jù)上述實驗現(xiàn)象，下列推測正確的是 （ ）A金屬的活動性順序：YZXW B實驗1中，Y作正極CZ放入CuSO4溶液中一定有Cu析出 D用X、Z和稀硫酸可構成原電池，X作正極7某?；顒有〗M為探究金屬腐蝕的相關原理，設計了如下圖a所示裝置，圖a的鐵棒末段分別連上一塊Zn片和Cu片，并靜置于含有K3Fe(CN)6及酚酞的混合凝膠上。一段時間后發(fā)現(xiàn)凝膠的某些區(qū)域（如下圖b示）發(fā)生了變化，已知Fe2+可用K3Fe(CN)6來檢驗（呈藍色）。則下列說法不正確的是 （ ）A甲區(qū)發(fā)生的電極反應式：Fe-2e-= Fe2+B乙區(qū)產(chǎn)生Zn2+C丙區(qū)呈現(xiàn)紅色D丁區(qū)呈現(xiàn)藍色8已知反應Cu(s)2Ag+(aq)=Cu2+(aq)2Ag(s)為一自發(fā)進行的氧化還原反應，將其設計成如右圖所示原電池。下列說法中正確的是 （ ）A電極X是正極，其電極反應為Cu-2e-= Cu2+B銀電極質(zhì)量逐漸減小，Y溶液中c(Ag+)增大C當X電極質(zhì)量減少0.64g時，電解質(zhì)溶液中有0.02mol電子轉移D外電路中電流計的指針有偏轉92011年3月18日至19日，受“吃碘鹽能防止核輻射”等謠言的影響，我國部分地區(qū)出現(xiàn)搶購食鹽現(xiàn)象。已知碘鹽的主要成分是KIO3和NaCl，KIO3在工業(yè)上可用電解法制取，以石墨和鐵為電極，電解KI溶液，反應方程式為KIH2OKIO3H2（未配平）。下列有關說法中不正確的是 （ ）A電解時，石墨作陽極，鐵作陰極 B電解時，在陰極上產(chǎn)生氫氣C電解前后電解質(zhì)溶液pH變大 D電解中，每轉移0.6mole-，理論上可得到0.1mol無水KIO3晶體10豐田PRIUS汽車采用Ni-MH電池作為車載電源，Ni-MH電池的充放電原理如下圖所示，下列說法正確的是（ ）A放電時負極反應為：M+H2O+e-= MH+OH-B充電時陽極反應為：Ni(OH)2+OH-e-= NiOOH+H2OC放電時正極附近溶液酸性增強D充電時陰極上M轉化為M+11右圖裝置中X和Y均為石墨電極，電解液為500mL某藍色溶液，電解一段時間，觀察到X電極表面有紅色的固態(tài)物質(zhì)生成，Y電極有無色氣體生成；溶液中原有溶質(zhì)完全電解后，停止電解，取出X電極，洗滌、干燥、稱量，電極增重1.6g。下列有關說法中不正確的是 （ ）AX電極是陰極 BY電極產(chǎn)生氣體的體積為0.224LC電解后溶液的pH=1D要使電解后溶液恢復到電解前的狀態(tài)，需加入一定量的CuO或CuCO312用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液，實驗裝置如下圖甲。電解過程中的實驗數(shù)據(jù)如下圖乙，橫坐標表示電解過程中轉移電子的物質(zhì)的量，縱坐標表示電解過程中產(chǎn)生氣體的總體積（標準狀況）。則下列說法不正確的是 （ ）A電解過程中，a電極表面先有紅色物質(zhì)析出，后有氣泡產(chǎn)生Bb電極上發(fā)生的反應方程式為：4OH-4e-= 2H2O+O2C曲線0P段表示O2的體積變化D從開始到Q點時收集到的混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為12gmol-113某?；瘜W興趣小組進行探究性活動：將氧化還原反應：2Fe3+2I-2Fe2+I2，設計成鹽橋原電池。提供的試劑：FeCl3溶液，KI溶液；其它用品任選。請回答下列問題：（1）請畫出設計的原電池裝置圖，并標出電極材料，電極名稱及電解質(zhì)溶液。（2）發(fā)生氧化反應的電極其電極反應式為 。（3）反應達到平衡時，外電路導線中 （填“有”或“無”）電流通過。（4）平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固體，當固體全部溶解后，則此時該溶液中電極變?yōu)?（填“正”或“負”）極。14（1）某課外活動小組同學用下圖甲裝置進行實驗，試答下列問題：若開始時開關K與a連接，則鐵發(fā)生電化學腐蝕中的 腐蝕。若開始時開關K與b連接，則總反應的離子方程式為 。（2）芒硝化學式Na2SO4l0H2O，無色晶體，易溶于水，是一種分布很廣泛的硫酸鹽礦物。該小組同學設想，如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，用圖乙所示裝置電解硫酸鈉溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鈉，無論從節(jié)省能源還是提高原料的利用率而言都更加符合綠色化學理念。此時通過陰離子交換膜的離子數(shù) （填“大于”“小于”或“等于”）通過陽離子交換膜的離子數(shù)。制得的氫氧化鈉溶液從出口 （填“A”“B”“C”或“D”）導出。通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，請簡述原因 。若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池，則電池負極的電極反應式為 。15有一種節(jié)能的氯堿工業(yè)新工藝，將電解池與燃料電池相組合，相關流程如下圖所示（電極未標出）：回答下列有關問題：（1）電解池的陰極反應式為 。（2）通入空氣的電極為 ，燃料電池中陽離子的移動方向 （“從左向右”或“從右向左”）。（3）電解池中產(chǎn)生2mol Cl2，理論上燃料電池中消耗 molO2。（4）a、b、c的大小關系為： 。16高鐵酸鹽（Na2FeO4、BaFeO4等），既可作為新型凈水劑，又可作為高鐵電池的正極材料。已知：4FeO42-10H2O4Fe(OH)38OH-3O2。（1）實驗室可以采用次氯酸鹽氧化法制備高鐵酸鈉：質(zhì)量分數(shù)為8%的次氯酸鈉溶液中加入氫氧化鈉和硫酸鐵，寫出反應發(fā)生的離子方程式： 。（2）某化學興趣小組在實驗室模擬工業(yè)上電解法制備高鐵酸鈉：向U型管左端注入2mol/LNaOH溶液，右端注入14mol/LNaOH溶液，中部塞入用濾紙做成的小球；將銅電極插入U型管左端；鐵電極插入U型管右端。實驗前要充分打磨鐵電極表面，主要目的是 。在上圖方框中標出電源的正負極。接通電源后，銅電極上的現(xiàn)象為不斷產(chǎn)生大量細小氣泡，電極反應為 ；鐵電極周圍溶液堿性 ，電極反應為 。（3）高鐵酸鈉（Na2FeO4）作為水處理劑兼具絮凝劑和消毒殺菌劑的作用，被科學家們公認為綠色消毒劑。請簡述高鐵酸鈉消毒、凈水的原理： 。17某興趣小組的同學用下圖所示裝置研究有關電化學的問題。當閉合該裝置的電鍵時，觀察到電流計的指針發(fā)生了偏轉。請回答下列問題：（1）甲池為 （填“原電池”、“電解池”或“電鍍池”），通入CH3OH電極的電極反應為 。（2）乙池中A（石墨）電極的名稱為 （填“正極”、“負極”或“陰極”、“陽極”），總反應式為 。（3）當乙池中B極質(zhì)量增加5.40g時，甲池中理論上消耗O2的體積為 mL（標準狀況），丙池中 極析出 g銅。（4）若丙中電極不變，將其溶液換成NaCl溶液，電鍵閉合一段時間后，甲中溶液的pH將 （填“增大”、“減小”或“不變”）；丙中溶液的pH將 （填“增大”、“減小”或“不變”）。