高中化学人教版选修四第四章电化学基础第三节电解池电解池第二课时(电解
原理的应用)A卷
姓名:________ 班级:________ 成绩:________
一、选择题 (共22题;共44分)
1. (2分) (2016高一下·成都期中) 有a、b、c、d四种金属,将a与b用导线连结起来浸入盐酸中,b不易腐蚀;将a、d分别投入等浓度的盐酸中,d比a反应剧烈;将Cu浸入b的盐溶液里,无明显变化;如果把Cu 浸入c的盐溶液里,有c的单质析出.据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是()
A . d、b、a、c
B . b、a、d、c
C . d、a、b、c
D . d、c、a、b
2. (2分)把锌片和铁片放在盛有食盐水和酚酞的表面皿中,如图所示。最先观察到酚酞变红的现象的区域是()
A . II和III
B . I和III
C . I和IV
D . II和IV
3. (2分) (2016高一上·桐乡期中) 标准状况下,现有①6.72L CH4②3.01×1023个HCl分子③13.6g H2S
④0.2molNH3 ,对这四种气体的氢原子个数由大到小的顺序排列正确的是()
A . ②>③>①>④
B . ②>③>④>①
C . ①>④>②>③
D . ①>③>④>②
4. (2分) (2018高一上·桂林开学考) 欲配制100 mL 0.1 mol·L-1KMnO4溶液,需量取0.2 mol·L-1 KMnO4溶液的体积是()。
A . 25 mL
B . 50 mL
C . 75 mL
D . 100 mL
5. (2分) (2016高二下·营口期中) 下列有关金属的说法中,正确的是()
①在人类对金属材料的使用过程中,性质活泼的金属单质最早被人们冶炼和使用;
②纯铁比生铁抗腐蚀性更强;
③单质铝在空气中比较耐腐蚀,所以铝是不活泼金属;
④正常人体缺钙会引起骨质疏松症,缺铁会引起贫血等疾病;
⑤青铜、不锈钢、硬铝都是合金;
⑥可通过焰色反应区分钾元素和钠元素.
A . ②④⑤⑥
B . ②③④⑤
C . ①③④⑤
D . ①②⑤⑥
6. (2分) (2018高三上·昌平期末) 关于下图所示两个装置的叙述中不正确的是()
A . c(H+)浓度变化:①减小,②减小
B . 装置名称:①是电解池,②是原电池
C . 离子移动方向:①中H+向阴极方向移动,②中H+向正极方向移动
D . 电极反应式:①中阳极:2H2O-4e-=4H++O2↑,②中负极中Zn+2e-=Zn2+
7. (2分)利用右图所示装置,当X、Y选用不同材料时,可将电解原理广泛应用于工业生产。
下列说法中正确的是()
A . 氯碱工业中,X、Y均为石墨,Y附近能得到氢氧化钠
B . 铜的精炼中,X是纯铜,Y是粗铜,Z是CuSO4
C . 电镀工业中,X是待镀金属,Y是镀层金属
D . 外加电流的阴极保护法中,X是待保护金属
8. (2分)在铁制品上镀上一定厚度的锌层,以下方案设计正确的是()
A . 锌作阳极,镀件作阴极,溶液中含有锌离子
B . 铂作阴极,镀件作阳极,溶液中含有锌离子
C . 铁作阳极,镀件作阴极,溶液中含有亚铁离子
D . 锌作阴极,镀件作阳极,溶液中含有锌离子
9. (2分) (2018高三下·厦门开学考) 利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2 ,并用阴极排出的溶液吸收NO2 ,下列说法正确的是()
A . a为直流电源的负极
B . 阴极的电极反应式为:2HSO3-+2H2O+2e-=S2O42-+2OH-
C . 阳极的电极反应式为:SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
D . 电解时,H+由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室
10. (2分) (2019高一下·珠海期中) 如图所示装置中,观察到电流计指针偏转,M棒变粗,N棒变细,由此判断表中所列M、N、P物质,其中可以成立的是()
选项M N P
A锌铜稀硫酸
B铜铁稀盐酸
C银锌硝酸银溶液
D锌铁硝酸铁溶液
A . A
B . B
C . C
D . D
11. (2分) (2016高二上·莆田期中) 我国第五套人民币中的一元硬币材料为钢芯镀镍,依据你所掌握的电镀原理,你认为在硬币制作时,钢芯应做()
A . 阴极
B . 阳极
C . 正极
D . 负极
12. (2分) (2019高二上·芮城期末) 截至2016年年底,中国光伏发电新增装机容量达到34.54GW,光伏发电累计装机容量达到77.42GW,图1为光伏并网发电装置。图2为电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。下列叙述中正确的是()
A . 图1中N型半导体为正极,P型半导体为负极
B . 图2溶液中电子流向:从B极流向A极
C . X2为氧气
D . 工作时,A极的电极反应式为CO(NH2)2+8OH--6e-=CO32-+N2↑+6H2O
13. (2分) (2018高一上·汕头期末) 24mL浓度为0.05mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为
0.02mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知亚硫酸钠被氧化为硫酸钠,则铬元素在还原产物中的化合价为()
A . +3价
B . +4价
C . +5价
D . +6价
14. (2分) (2017高一上·宁波期中) 下列关于常见物质的工业冶炼说法正确的是()
A . 工业制金属钠:电解饱和食盐水
B . 工业炼铁:需要用到的原料有铁矿石、一氧化碳、空气和石灰石
C . 冶炼镁:将六水合氯化镁晶体在一定条件下加热得到无水氯化镁,电解熔融氯化镁,可以得到金属镁
D . 生物炼铜法:利用某种能耐受铜盐毒性的细菌,这种细菌利用空气中的填氧气氧化硫化铜矿石,把不溶性的硫化铜直接转化为单质铜
15. (2分) (2020高二下·泸县月考) 化学与社会生活密切相关,下列说法正确的是()
A . 军舰船底镶嵌锌块作正极,以防船体被腐蚀
B . 汽车尾气中NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2 ,减小压强,反应速率减慢
C . 金属冶炼过程是金属离子得电子变成金属单质的氧化过程
D . PM2.5颗粒微粒直径约为2.5×106m)分散在空气中形成气溶胶
16. (2分) (2020高二上·芜湖期末) 下列说法正确的是()
A . 常温下,反应4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)能自发进行,则ΔH<0
B . 铁片镀锌时,铁片与外电源的正极相连
C . 以熔融NaCl为电解质进行电解冶炼钠,熔融体中Na+向阳极移动
D . t℃时,恒容密闭容器中反应:NO2(g)+SO2(g) NO(g)+SO3(g),通入少量O2 ,
的值及SO2转化率不变
17. (2分) (2015高三上·海淀期末) 2015年斯坦福大学研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池,内部用AlCl4﹣和有机阳离子构成电解质溶液,其放电工作原理如图所示.下列说法不正确的是()
A . 放电时,铝为负极、石墨为正极
B . 放电时,有机阳离子向铝电极方向移动
C . 放电时的负极反应为:Al﹣3e﹣+7AlCl4﹣═4Al2Cl7﹣
D . 充电时的阳极反应为:Cn+AlCl4﹣﹣e﹣═CnAlCl4
18. (2分) (2016高一下·应县期中) 如图所示装置中,M棒变细,N棒变粗.由此判断下表中所列M、N、R 物质,其中合理的是()
M N R
A锌铜稀硫酸
B铜铁稀盐酸
C铁铜硝酸银
D铜铁氯化铁
A . A
B . B
C . C
D . D
19. (2分) (2018高二上·北仑开学考) 将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中,以下叙述正确的是()
A . 两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B . 甲中铜片是正极,乙中铜片是负极
C . 两烧杯中溶液的pH均增大
D . 产生气泡的速率甲比乙慢
20. (2分) (2018高二下·邯郸开学考) 利用如图装置,完成很多电化学实验。下列有关此装置的叙述中,正确的是()
A . 若X为锌棒,Y为NaCl溶液,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀,这种方法称为牺牲阴极保护法
B . 若X为碳棒,Y为NaCl溶液,开关K置于N处,可减缓铁的腐蚀,溶液中的阴离子向铁电极移动
C . 若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于M处,铜棒质量将增加,此时外电路中的电子向铜电极移动
D . 若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于N处,铁棒质量将增加,溶液中铜离子浓度将减小
21. (2分)根据下图,下列判断中正确的是()
A . 烧杯a中的溶液pH升高
B . 烧杯a中发生的反应为2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C . 烧杯b中发生还原反应
D . 烧杯b中发生的反应为2Cl--2e-=Cl2↑
22. (2分) (2015高二上·秦安期末) 化学用语是学习化学的重要工具,下列表示物质变化的化学用语中正确的是()
A . 电解饱和食盐水时,阳极的电极反应式为:2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑
B . 氢氧燃料电池的负极反应式:O2+4H++4e﹣═2H2O
C . 粗铜精炼时,与电源正极相连是纯铜,电极反应式为Cu﹣2e﹣═Cu2+
D . 钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式:Fe﹣2e﹣═Fe2+
二、填空题 (共7题;共54分)
23. (9分) (2016高二上·东营期末) 甲醇可作为燃料电池的原料.以CH4和H2O为原料,通过下列反应反应来制备甲醇.
I:CH4 ( g )+H2O ( g )=CO ( g )+3H2 (g )△H=+206.0kJ?mol﹣1
II:CO ( g )+2H2 ( g )=CH3OH ( g )△H=﹣129.0kJ?mol﹣1
(1) CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的热化学方程式为________.
(2)将1.0molCH4和2.0molH2O (g )通入容积为100L的反应室,在一定条件下发生反应I,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图1.
①假设100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示该反应的平均反应速率为________.
②100℃时反应I的平衡常数为________.
(3)在压强为0.1Mpa、温度为300℃条件下,将a mol CO与
3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应II生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是(填字母序号).
A . c(H2)减少
B . 正反应速率加快,逆反应速率减慢
C . CH3OH 的物质的量增加
D . c ( H2 )/c (CH3OH )减小
E . 平衡常数K增大
(4)写出甲醇﹣空气﹣KOH溶液的燃料电池负极的电极反应式:________.
(5)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这污染,其原理如图2.通电后,Co2+放电变为Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化.
①写出阳极电极反应式________.
②写出除去甲醇的离子方程式________.
24. (5分) (2018高二上·菏泽期中) 甲烷作为一种新能源应用广泛,请回答下列问题:
(1)竖炉冶铁过程中,甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁,有关反应为:
CH4(g)+CO2(g) =2CO(g)+2H2(g)△H=260kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g) = 2CO2(g)△H= -566kJ·mol-1
则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为________
(2)如下图所示,装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜
①a处应通入________(填CH4或O2),b处电极上发生的电极反应式是________;
②电镀结束后,装置Ⅰ中溶液的pH________。(填写变大、变小或不变,下同),装置Ⅱ中Cu2+的物质的量是________。
25. (8分)(2017·门头沟模拟) “一带一路”将为中国化工企业开辟新的国际市场,其中,能源、资源整合和环境治理是保驾护航的基础.
(1)下面是不同过程的热化学方程式,请写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式________;
已知:Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g)△H1=﹣25kJ?mol﹣1①
3Fe2O3(s)+CO(g)═2Fe3O4(s)+CO2(g)△H2=﹣47kJ?mol﹣1②
Fe3O4(s)+CO(g)═3FeO(s)+CO2(g)△H3=+19kJ?mol﹣1③
(2)贵金属的冶炼中往往会产生有毒气体,先进技术使用NaBH4为诱导剂,可使Co2+与肼(N2H4)在碱性条件下发生反应,制得高纯度纳米钴,该过程不产生有毒气体.
①写出该反应的离子方程式:________.
②在纳米钴的催化作用下,肼可以发生分解反应3N2H4(g)N2(g)+4NH3(g)
保持温度不变,向容积固定的容器中充入一定量的肼,下列描述能够说明体系处于平衡状态的是________ a.容器内压强不随时间改变
b.单位时间内生成amol N2的同时,生成4molNH3
c.N2H4和NH3的物质的量之比保持不变的状态
d.混合气体的平均摩尔质量保持不变的状态
若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图1所示,其中曲线b表示的是________(物
质的化学式)的体积分数随温度的变化情况,为抑制肼的分解,可采取的合理措施有________(任写一种).
(3)大气污染气的主要成分是SO2和NO2.利用图2所示装置(电极均为惰性电极)可以吸收SO2,还可以用阴极排出的溶液吸收NO2.
①a极为________(填“阴”“阳”) b极的电极反应式为________.
②简述该装置能吸收SO2的原理:________.
26. (5分) (2016高一上·沽源期中) 某溶液中含有Ba2+ , Cu2+ , Ag+ ,现用NaOH溶液、盐酸和Na2SO4溶液将这三种离子逐一沉淀分离.其流程图如右(写出最佳答案)
(1)沉淀的化学式:
沉淀1________
沉淀2________
沉淀3________
(2)写出混合液+A的离子方程式________;
写出溶液+B的离子方程式________.
27. (8分) (2018高二上·黑龙江月考) 如下图设计的串联电池装置,R为变阻器,以调节电路电流。
(1)写出b、c电极的电极反应式:b________,c________;
(2)写出f电极的电极反应式________,向此电极区域滴入酚酞的现象为:________;该电极区域水的电离平衡被________(填“促进”、“抑制”或“无影响”)。
(3)闭合K一段时间后,丙装置的电解质溶液pH________(填“变大”、“变小”或“不变”),原因是________。
(4)电解一段时间后丙装置析出芒硝(Na2SO4·10H2O),若此时通入CH4的体积为22.4L(标准状况下),则向丙装置中加入________g H2O就可以将析出的沉淀溶解并恢复到原有浓度。
28. (9分) (2015高二下·临桂期中) 参考如图和有关要求回答问题:
(1)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的一种原理是CH3OH(g)和H2O(g)反应生成CO2和H2.图1是该过程中能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,正反应活化能 a的变化是________ (填“增大”、“减小”、“不变”),反应热△H的变化是________(填“增大”、“减小”、“不变”).(2)以CH3OH燃料电池为电源电解法制取ClO2.二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂.
①CH3OH燃料电池放电过程中,通入O2的电极附近溶液的pH________(填“增大”、“减小”、“不变”).负极反应式为________.
②图2中电解池用石墨作电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取 ClO2.阳极产生 ClO2的反应式为________.
③电解一段时间,从阴极处收集到的气体比阳极处收集到气体多 6.72L时(标准状况,忽略生成的气体溶解),停止电解,通过阳离子交换膜的阳离子为________ mol.
(3)图2中电解池改为用石墨作电极,在一定条件下电解0.05mol?L﹣1的硫酸铜溶液200mL,当两极产生的气体体积相同时,
①发生电解的总反应方程式为________
②若电解后溶液的体积还是200mL,溶液的pH=________
③电解后加入下列________固体物质可使溶液恢复到电解前
A CuO
B Cu (OH)2
C CuCO3
D CuSO4.
29. (10分) (2018高二下·南阳开学考) 汽车尾气的主要污染物是NO和CO,为减轻大气污染,人们提出通过以下反应来处理汽车尾气:
(1)已知:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)△H=-746.5KJ/mol(条件为使用催化剂)
2C(s)+O2(g) 2CO(g)△H=-221.0KJ/mol
C(s)+O2(g) CO2(g)△H=-393.5KJ/mol
则N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=________KJ·mol-1.
(2)T℃下,在一容积不变的密闭容器中,通入一定量的NO和CO,用气体传感器测得不停时间NO和CO的浓度如下表
时间/s012345
c(NO)10-4mol/L10.0 4.50c1 1.50 1.00 1.00
c(CO)10-3mol/L 3.60 3.05c2 2.75 2.70 2.70
则c1合理的数值为(填字母标号)
A . 4.20
B . 4.00
C . 3.50
D . 2.50
(3)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如下图所示:
实验编号T/℃CO初始浓度
/10-3mol·L-1催化剂的比表面积/m2·g-1
①3505.80124
②2805.80124
③280 5. 8082
则曲线Ⅰ对应的实验编号为________。
(4)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组温度/℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需
时间/min
H2O CO CO H2
①65024 2.4 1.65
②90012 1.60.43
③900a b c d t
①实验组①中以v(CO2)表示的反应速率为________。
②若a=2,b=1,则c=________。达到平衡时实验组②中H2O(g)和实验组③中CO的转化率的关系为:α2(H2O)________α3(CO)(填“<”、“>”或“=”)。
(5) CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准,该分析仪的工作原理类似于燃料电池,其中电解质是氧化钇(Y2O3)和氧化锆(ZrO2)晶体,能传导O2-。
①负极的电极反应式为________。
②以上述电池为电源,通过导线连接成图一。若X、Y为石墨,a为2L0.1mol/LKCl溶液,写出电解总反应的离子方程式________。电解一段时间后,取25mL上述电解后的溶液,滴加0.04mol/L醋酸得到图二曲线(不考虑能量损失和气体溶于水,溶液体积变化忽略不计)。根据图二计算,上述电解过程中消耗一氧化碳的质量为________g。
参考答案一、选择题 (共22题;共44分)
1-1、
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
6-1、
7-1、
8-1、
9-1、
10-1、
11-1、
12-1、
13-1、
14-1、
15-1、
16-1、
17-1、
18-1、
19-1、
20-1、
21-1、
22-1、
二、填空题 (共7题;共54分) 23-1、
23-2、
23-3、
23-4、
23-5、
24-1、
24-2、
25-1、
25-2、25-3、26-1、26-2、27-1、27-2、27-3、27-4、28-1、28-2、28-3、
29-1、29-2、29-3、
29-4、29-5、
电化学基础知识归纳(含部分扩展内容)(珍藏版) 特点:电池总反应一般为自发的氧化还原反应,且为放热反应(△H<0);原电池可将化学能转化为电能 电极负极:一般相对活泼的金属溶解(还原剂失电子,发生氧化反应) 正极:电极本身不参加反应,一般是电解质中的离子得电子(也可能是氧气等氧化剂),发生还原反应 原电池原理电子流向:负极经导线到正极 电流方向:外电路中,正极到负极;内电路中,负极到正极 电解质中离子走向:阴离子移向负极,阳离子移向正极 原电池原理的应用:制成化学电源(实用原电池);金属防腐(被保护金属作正极);提高化学反应速率;判断金属活性强弱 一次电池负极:还原剂失电子生成氧化产物(失电子的氧化反应) 正极:氧化剂得电子生成还原产物(得电子的还原反应) 放电:与一次电池相同 二次电池规则:正极接外接电源正极,作阳极;负极接外接电源负极,作阴极(正接正,负接负) 充电阳极:原来的正极反应式反向书写(失电子的氧化反应) 原电池阴极:原来的负极反应式反向书写(得电子的还原反应) 化学电源电极本身不参与反应(一般用多孔电极吸附反应物),总反应相当于燃烧反应 负极:可燃物(如氢气、甲烷、甲醇等)失电子被氧化(注意电解质的酸碱性) 电极反应正极:O得电子被还原,具体按电解质不同通常可分为4种 2 燃料电池碱性介质:O+4e-+2H O==4OH- 22 酸性介质:O+4e-+4H+==2H O 22 电解质不同时氧气参与的正极反应固体或熔融氧化物(传导氧离子):O+4e-==2O2- 2 第1页质子交换膜(传导氢离子):O+4e-+4H+==2H O 22
特殊原电池:镁、铝、氢氧化钠,铝作负极;铜、铝、浓硝酸,铜作负极;铜、铁、浓硝酸,铜作负极,等 特点:电解总反应一般为不能自发的氧化还原反应;可将电能转化为化学能 活性电极:阳极溶解(优先),金属生成金属阳离子 阳极惰性电极一般为阴离子放电,失电子被氧化,发生氧化反应 (接电源正极)(石墨、铂等)常用放电顺序是:Cl->OH->高价态含氧酸根(还原性顺序), 发生氧化反应,相应产生氯气、氧气 电解原理电极反应 阴极电极本身一般不参加反应,阳离子放电,得电子被还原,发生还原反应 (接电源负极)常用放电顺序是:Ag+>Cu2+>H+>活泼金属阳离子(氧化性顺序), 相应产生银、铜、氢气 电流方向:正极到阳极再到阴极最后到负极 电子流向:负极到阴极,阳极到正极(电解质溶液中无电子流动,是阴阳离子在定向移动) 离子流向:阴离子移向阳极(阴离子放电),阳离子移向阴极(阳离子放电) 常见电极反应式阳极:2Cl--2e-==Cl↑,4OH--4e-==O↑+2H O或2H O-4e-==O↑+4H+(OH-来自水时适用) 22222 电解池阴极:Ag++e-==Ag,Cu2++2e-==Cu,2H++2e-==H↑或2H O+2e-==H↑+2OH-(H+来自水时适用) 222 电解水型:强碱、含氧强酸、活泼金属的含氧酸盐,如:NaOH、KOH、H SO、HNO、Na SO溶液等 24324 电解溶质型:无氧酸、不活泼金属的含氧酸盐,如:HCl、CuCl溶液等 2 常见电解类型电解溶质+水(放氢生碱型):活泼金属的无氧酸盐,如:NaCl、KCl、MgCl溶液等 2 电解溶质+水(放氧生酸盐):不活泼金属的含氧酸盐,如:CuSO、AgNO溶液等 43 氯碱工业的基础:电解饱和食盐水制取氯气、氢气和氢氧化钠 第2页
第四章电化学基础复习 学习目标 知识与技能: 1.巩固理解原电池的反应原理、化学电源及其应用、巩固了解金属腐蚀及防腐蚀方法。 2.巩固了解电解池与原电池的异同、理解电解原理,氯碱工业、电镀、铜电解精炼原理。 3.巩固掌握常见离子放电顺序,熟练书写电极反应式,总反应式并能进行相关计算。 过程与方法: 通过知识归纳总结的学与教,让学生学会对所学知识进行归纳总结,引起学生对学习方法的重视。 情感态度与价值观: 通过本次课的学习,让学生找到学习的感觉,重视轻松学习的方法,感受学习的快乐。先学后教 [知识点一]原电池的构成条件 原电池一般用___________________的物质做负极(或在负极发生反应),用___________的物质做正极(或在正极发生反应),外电路中电子从_________流向_________,两电极浸在电解质溶液中并通过正负离子的定向移动形成__________。 例1镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充、放电反应按下式 进行:2Ni(OH)2+Cd(OH)2充电 Cd+2NiO(OH)+2H2O 由此可知,该电池放电时的负极材料是 A.Cd(OH)2B.Ni(OH)2C.Cd D.NiO(OH) [知识点二]原电池原理与化学电源 1.原电池设计:首先找出_______________和________________,其次是选取__________和_______________。将之设计成两个半电池,其间通过_____________相连。 2.化学电源 利用原电池原理可以制造出各种实用电池,即化学电源,化学电源包括一次电池(又叫__________)、二次电池(又叫____________或________________)和____________等几大类。 例2锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为: Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s) 下列说法错误 ..的是 A.电池工作时,锌失去电子 B.电池正极的电极反应式为:2MnO2(s)+H2O(l)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq) C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极 D.外电路中每通过0.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g [知识点三]金属腐蚀与防护 1.金属的腐蚀:包括__________和___________,其中以___________为主,钢铁在潮湿的空气里发生的腐蚀是_______腐蚀的典型例子。钢铁在酸性条件下的腐蚀称为________,负极反应为_________________,正极反应为_______________;钢铁在酸性条件下的腐蚀称为__________________,负极反应为____________________,正极反应为_______。铜等活动性较差的金属在酸性条件下发生电化学腐蚀时,负极反应为__________________,正极反应为_____________________,这样的腐蚀虽然是在酸性条件下进行的仍称为______________。 2.金属的防护 ⑴电化学防护法
第四节金属的电化学腐蚀与防护 教学目标: 知识与技能: 1、了解金属腐蚀的危害及金属腐蚀的本质原因; 2、了解金属腐蚀的种类,发生腐蚀的反应式的书写; 3、掌握金属防护的方法。 过程与方法: 1、培养学生依据事实得出结论的科学方法; 2、培养学生的观察能力。 情感态度与价值观: 增强学生的环保意识 教学重点、难点: 金属的电化学腐蚀 课时安排:1课时 教学方法: 教学过程: 引入]在日常生活中,我们经常可以看到一些美丽的金属器皿使用一段时间后会失去表面的光泽。如:铁器会生锈、铜器会长出铜绿。实际上金属的生锈,其主要原因与原电池的形成有关,下面我们就来分析一下金属腐蚀的原因。 板书]第四节金属的电化学腐蚀与防护 阅读]请同学们阅读课本P84内容回答下列问题: 什么是金属腐蚀?金属的腐蚀有哪几种? 学生阅读后回答]金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 板书]一、金属的电化学腐蚀 1、金属的腐蚀 (1)概念:金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程 提问]生活中你所了解的金属腐蚀有哪些? 回答]铁生锈、铜长出铜绿、铝锅出现白色的斑点等。 提问]金属腐蚀的原因是什么?
回答]金属由单质变成化合物,使电子被氧化。 板书](2)金属腐蚀的本质:M—ne—=M n+ 讲述]金属腐蚀为失电子,是内因。金属越活泼,越易失电子,越易被腐蚀。金属腐蚀还与外因有关,即与金属接触的介质不同,发生的腐蚀情况也不同。 板书](3)金属腐蚀的类型: ①化学腐蚀:金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。例如铁丝在氧气中燃烧、铜在氯气中燃烧等。 讲述]上面的腐蚀没有形成原电池,还有一类是在腐蚀过程中形成了原电池。 板书]②电化学腐蚀:不纯金属与电解质溶液接触时比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀。 引导]请同学们讲述一下钢铁在潮湿的环境中生锈的过程。 学生]在潮湿的空气中,,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜,这层水膜是含有少量H+和OH—还溶解了O2等气体,结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液,它与钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。 投影]钢铁的电化学腐蚀示意图 引导]根据以前所学内容,指出钢铁腐蚀时形成的原电池的正负极,写出电极反应方程式: 指定学生板书] 负极(Fe):2Fe—4e—=2Fe2+ 正极(C):O2+2H2O+4e—=4OH— 总反应:2Fe+ O2+2H2O=2Fe(OH)2 讲解]Fe(OH)2继续被氧气氧化生成Fe(OH)3,Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈(Fe2O3.xH2O)。这种腐蚀是由于电解质溶液中溶有O2造成的。所以把这种腐蚀叫做吸氧腐蚀。这种腐蚀普遍存在,在电化学腐蚀中为主。如果电解质溶液中有CO2气体或H+时,会有H2放出(析出),所以这种电化学腐蚀也叫做析氢腐蚀。总之,无论是哪种腐蚀,其结果都是水膜中OH—浓度相对增加。 板书]析氢腐蚀 负极(Fe):Fe—2e—=Fe2+ 正极(C):2H++2e—=H2↑ 引导]请同学们根据以上学习比较化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系,并填写下表: 投影](表中内容学生讨论后再显示)
第四章 电化学基础 班级: 姓名:_______________座号_______________ 一、选择题 1、下列过程需要通电才能进行的是:①电离;②电解;③电镀;④电泳;⑤、电化腐蚀; A 、①②③; B 、②③④; C 、②④⑤; D 、全部; 2、常温下,0.1mol/L 的酸溶液的PH 值为: A 、1; B 、>1; C 、<1; D 、无法确定; 3、常温下1升含有NaOH 的饱和食盐水,其PH 值=10,用铂电极进行电解时,当阴极有11.2升气体产生(标准状况)时,溶液的PH 值接近于(设电解后溶液的体积仍为1升) : A.、0; B 、12; C 、13; D 、14; 4、国外最新研制的溴—锌蓄电池的基本结构是用碳棒作两极,电解质是溴化锌溶液。现有四个电极反应: ①Zn-2e =Zn 2+ ②Zn 2++2e =Zn ③Br 2+2e = 2Br - ④2Br --2e = Br 2 那么充电时的阳极反应和放电时的负极反应分别是: A 、④①; B 、②③; C 、③①; D 、②④; 5、柯尔贝反应是2RCOOK+2H 2O 电解 ?→??R-R+H 2+2CO 2+2KOH ,下列说法正确的是 A.含氢元素的产物均在阳极区产生; B.含氢元素的产物均在阴极区产生; C.含碳元素的产物均在阳极区产生; D.含碳元素的产物均在阴极区产生; 6、用0.01摩/升H 2SO 4滴定0.01摩/升NaOH 溶液,中和后加水至100毫升。若终点时判断有误差:①多加了1滴H 2SO 4 ②少加了1滴H 2SO 4(设1滴为0.05毫升),则①和②C (H +)之比的值是 : A.10 B.50 C.5×103 D.1×104 7、在盛有饱和碳酸钠溶液的烧杯中,插入惰性电极,保持温度不变,通电一定时间后 : A.溶液的PH 值将增大 B.钠离子数和碳酸根离子数的比值将变小 C.溶液的浓度逐渐增大,有一定量晶体析出 D.溶液的浓度不变,有晶体析出 8、常温下,将pH= l 的盐酸平均分成 2份,l 份加适量水,另1份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH 溶液后,pH 都升高了1,则加入的水与NaOH 溶液的体积比为: A. 9 B.10 C.11 D.12 9、有五瓶溶液分别是①10毫升0.60摩/升NaOH 水溶液 ②20毫升0.50摩/升硫酸水溶液 ③30毫升0.40摩/升HCl 溶液 ④40毫升0.30摩/升HAc 水溶液 ⑤50毫升0.20摩/升蔗糖水溶液。以上各瓶溶液所含离子、分子总数的大小顺序是: A 、①>②>③>④>⑤ B 、②>①>③>④>⑤ C 、②>③>④>①>⑤ D 、⑤>④>③>②>① 10、将Al 片和Cu 片用导线相连,一组插入浓HNO 3溶液中,一组插入稀NaOH 溶液中,分别形成了原电池。则在两个原电池中正极分别为: A 、Al 片、Al 片 ; B 、Cu 片、Al 片; C 、Al 片、Cu 片; D 、Cu 片、Cu 片; 11、将质量分数为0.052(5.2%)的NaOH 溶液1升(密度为1.06克/毫升)用铂电极电解,当溶液中的NaOH 的质量分数改变了0.010(1.0%)时停止电解,则此时溶液中应符合的关系是: NaOH 的质量分数 阳极析出物的质量(克) 阴极析出物的质量(克) A 0.062(6.2%) 19 152 B 0.062(6.2%) 152 19 C 0.042(4.2%) 1.2 9.4
第四章《电化学基础》第三节《电解池》 周考卷——电解原理 时间:45分钟满分:100分 一、选择题(每小题4分,每小题有1-2个正确选项) 1.用惰性电极实现电解,下列说法正确的是: A.电解稀硫酸溶液,实质上是电解水,故溶液pH不变 B.电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH-,故溶液pH减小 C.电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2 D.电解氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1 2.下列关于实验现象的描述不正确的是: A.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 B.用锌片作阳极,铁片作阴极,电解氯化锌溶液,铁片表面出现一层锌 C.把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁 D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快 3.在外界提供相同电量的条件下,Cu2+和Ag+分别按Cu2++2e-===Cu和Ag++e-===Ag在电极上放电,析出铜的质量为1.92g,则析出银的质量为: A.1.62g B.6.48g C.3.24g D.12.96g 4.将含有KCl、CuBr2、Na2SO4三种物质的水溶液用铂电极进行电解,且电解时间足够长。有以下结论:①溶液中几乎没有Br-;②电解质溶液为无色;③最终溶液显碱性;④K+、Na+和SO2-4的浓度几乎没有变化。正确的是(设Cl2、Br2全部从溶液中逸出): A.①②③B.仅③C.①④D.均正确 5.根据金属活动性顺序表,Cu不能发生:Cu+2H2O===Cu(OH)2+H2↑的反应。但选择恰当电极材料和电解液进行电解,这个反应就能变为现实。下列四组电极和电解液中,能实现该反应最为恰当的是: A B C D 阳极石墨棒Cu Cu Cu 阴极石墨棒石墨棒Fe Pt 电解液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液H2O 6.将两根铂插入500mL的CuSO4溶液中进行电解,通电一段时间后,某电极质量增加0.064g(设电解时无H2放出,且不考虑水解和溶液体积变化)。此时溶液中H+浓度约为: A.4×10-3mol/L B.3×10-3mol/L C.1×10-3mol/L D.1×10-7mol/L 7.0.4mol CuSO4和0.4mol NaCl溶于水,配成1 L溶液,用惰性电极进行电解,当一个电极得到0.3molCu 时,另一个电极上生成的气体在标准状况下的体积是: A.5.6L B.6.72L C.1.344L D.11.2L
第四章电化学基础练习题 1.Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示 意图如下,电解总反应:2Cu+H2O==Cu2O+H2O↑。下列说法正确的是: () A.石墨电极上产生氢气B.铜电极发生还原反应 C.铜电极接直流电源的负极 D.当有0.1mol电子转移时,有0.1molCu2O生成。 2.下列叙述不正确的是() A.铁表面镀锌,铁作阳极 B.船底镶嵌锌块,锌作负极,以防船体被腐蚀 C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应:O2 +2H2O+4e-=4OH— D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应:2Cl一一2e一=C12↑ 3.控制适合的条件,将反应2Fe3++2I-2Fe2++I 2设计成如右图所示 的原电池。下列判断不正确 ...的是() A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应 B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原 C.电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态 D.电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl2固定,乙中石墨电极为负极 4.可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为点解液,铝合金为负极,空气电极为正极。下列说法正确的是() A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为:O2+2H2O+4e-=4OH- B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为:Al+3OH--3e=Al(OH)3↓ C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解液的pH保持不变 D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极 5.钢铁生锈过程发生如下反应:①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2;②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;③ 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。下列说法正确的是() A.反应①、②中电子转移数目相等B.反应①中氧化剂是氧气和水 C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀 D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀() 6.化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是 A.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化 B.在海轮外壳上镶入锌块,可减缓船体的腐蚀速率 C.MgO的熔点很高,可用于制作耐高温材料 D.电解MgCl2饱和溶液,可制得金属镁 7.右图装置中,U型管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液,各加入生铁块,放置一段时间。 下列有关描述错误的是() A.生铁块中的碳是原电池的正极 B.红墨水柱两边的液面变为左低右高 C.两试管中相同的电极反应式是:Fe-2e-Fe2+ D.a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀 8.茫茫黑夜中,航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、 Pt-Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中①铝合金是阳极②铝合金是负极③海水是电解液 ④铝合金电极发生还原反应()
第四章电化学基础 第一节原电池 教学目标:知识与技能: 1、了解原电池原理; 2、掌握原电池正、负极的判断及构成原电池的条件; 3、理解铜锌原电池的原理与结构,初步学会制作水果电池。 过程与方法: 1、培养学生的探究精神和依据实验事实得出结论的科学方法; 2、培养学生的观察能力; 3、培养学生的实验设计能力。 教学重点:原电池原理 教学难点:原电池设计 基础知识预备: 1、原电池是将转化为的装置。其本质是原理的应用。 2、判断下列装置为原电池的是: 镁铜 稀H2SO4 稀H2SO4 稀H2SO4 稀H2SO4 稀H2SO4 稀H2SO4 NaOH溶液 E F G 小结:构成原电池的4个条件是: ⑴________________________________________________________________________ ⑵ ________________________________________________________________________ ⑶ _______________________________________________________________________ ⑷___________________________________________________________________________ 3、写出上图中原电池的电极反应式和总反应式: ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 〈〉 找规律,小结:①负极产生阳离子或消耗阴离子, 正极〈〉产生阴离子或消耗阳离子 ②注意溶液的酸碱性,适当在电极反应式两边添加___________、________、或 ___________,以遵循电荷守恒和质量守恒。 [自主学习]:一、盐桥在原电池工作中的应用
湖北黄石二中《电化学》测试题 满分:110分 时限:90分钟 高存勇 2011.11 选择题每小题只有一个正确答案 1. 如图所示的装置,通电一段时间后,测得甲池中某电极 质量增加2.16 g ,乙池中某电极上析出0.24 g 某金属,下 列说法正确的是 A.甲池是b 极上析出金属银,乙池是c 极上析出某金属 B.甲池是a 极上析出金属银,乙池是d 极上析出某金属 C.某盐溶液可能是CuSO 4溶液 D.某盐溶液可能是Mg(NO 3)2溶液 2.(2011山东)以KCl 和ZnCl 2混合液为电镀液在铁制品上镀锌,下列说法正确的是 A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池,电镀过程是该原电池的充电过程 B.因部分电能转化为热能,电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C.电镀时保持电流恒定,升高温度不改变电解反应速率 D.镀锌层破损后对铁制品失去保护作用 3.(2011新课标全国)铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为:Fe+Ni 2O 3+3H 2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2 。下列有关该电池的说法不正确... 的是 A. 电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni 2O 3、负极为Fe B. 电池放电时,负极反应为Fe+2OH --2e -=Fe (OH )2 C. 电池充电过程中,阴极附近溶液的pH 降低 D. 电池充电时,阳极反应为2Ni (OH )2+2OH --2e -=Ni 2O 3+3H 2O 4.(2011全国II 卷)用石墨做电极电解CuSO 4溶液。通电一段时间后,欲使用电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量的 A .CuSO 4 B .H 2O C .CuO D .CuSO 4·5H 2O 5.(2011上海)用电解法提取氯化铜废液中的铜,方案正确的是 A .用铜片连接电源正极,另一电极用铂片 B .用碳棒连接电源正极,另一电极用铜片 C .用氢氧化钠溶液吸收阴极产物 D .用带火星的木条检验阳极产物 6. (2011海南)一种充电电池放电时的电极反应为:H 2+2OH --2e -=2H 2O ;NiO(OH) +H 2O+e - =Ni(OH)2+OH - 。当为电池充电时,与外电源正极连接的电极上发生的反应是 A. H 2O 的还原 B. NiO(OH)的还原 C. H 2的氧化 D. Ni(OH) 2的氧化 7.(2011海南)根据下图,下列判断中正确的是 A.烧杯a 中的溶液pH 升高 B.烧杯b 中发生还原反应 C.烧杯a 中发生的反应为2H ++2e -=H 2 D.烧杯b 中发生的反应为2Cl --2e -=Cl 2 8.(2010浙江卷)Li-Al/FeS 电池是一种正在开发的车载电池,该电 池中正极的电极反应式为: 2Li ++FeS+2e -=Li 2S+Fe 有关该电 池的下列中,正确的是 A. Li-Al 在电池中作为负极材料,该材料中Li 的化合价为+1价 B. 该电池的电池反应式为:2Li+FeS =Li 2S+Fe C. 负极的电极反应式为Al-3e -=Al 3+ D. 充电时,阴极发生的电极反应式为:2Li s+Fe-22e Li FeS -+=+ 9.(2011安徽高考)研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间 含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:5MnO 2+2Ag +2NaCl=Na 2Mn 5O 10+2AgCl ,下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是: A. 正极反应式:Ag +Cl --e -=AgCl B. 每生成1 mol Na 2Mn 5O 10转移2 mol 电子 C. Na +不断向“水”电池的负极移动 D. AgCl 是还原产物
第四章电化学基础 一、原电池: 1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。 2、组成条件:①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路 3、电子流向:外电路:负极——导线—— 正极 内电路:盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。 4、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↑ 5、正、负极的判断: (1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。 (2)从电子的流动方向:负极流入正极 (3)从电流方向:正极流入负极 (4)根据电解质溶液内离子的移动方向:阳离子流向正极,阴离子流向负极 (5)根据实验现象:①溶解的一极为负极②增重或有气泡一极为正极 二、化学电池 1、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池 2、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置 3、化学电池的分类:一次电池、二次电池、燃料电池 (一)一次电池 1、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等 (二)二次电池 1、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。 2、电极反应:铅蓄电池 放电:负极(铅): Pb-2e- =PbSO4↓ 正极(氧化铅): PbO2+4H++2e- =PbSO4↓+2H2O 充电:阴极: PbSO4+2H2O-2e- =PbO2+4H+ 阳极: PbSO4+2e- =Pb 两式可以写成一个可逆反应: PbO2+Pb+2H2SO4 ? 2PbSO4↓+2H2O 3、目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池 (三)燃料电池 1、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 2、电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。负极发生氧化反应,正极发生还原反应,不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极,介质分为酸性、碱性和中性。 ①当电解质溶液呈酸性时: 负极:2H2-4e- =4H+ 正极:O2+4e- +4H+ =2H2O
第四章《电化学基础》单元测试题 一、单选题(每小题只有一个正确答案) 1.下列叙述中,正确的是() ①电解池是将化学能转变成电能的装置①原电池是将电能转变成化学能 的装置①金属和石墨导电均为物理变化,电解质溶液导电是化学变化 ①不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理有可能实现①Cu+ 2Ag+===Cu2++2Ag,反应既可以在原电池中实现,也可以在电解池中实 现,其他条件相同时,二种装置中反应速率相同 A. ①①①① B. ①① C. ①①① D. ① 2.铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,研读 下图,下列判断不正确的是() 2? A. K闭合时,d电极反应式:PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++SO 4 B.当电路中转移0.2 mol电子时,①中消耗的H2SO4为0.2 mol 2?向c电极迁移 C. K闭合时,①中SO 4 D. K闭合一段时间后断开,①可单独作为原电池,d电极为正极 3.一定条件下,碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下: 下列说法不正确的是() A.在pH<4溶液中,碳钢主要发生析氢腐蚀 B.在pH>6溶液中,碳钢主要发生吸氧腐蚀 C.在pH>14溶液中,碳钢腐蚀的正极反应为O2+4H++4e-===2H2O
D.在煮沸除氧气后的碱性溶液中,碳钢腐蚀速率会减缓 4.锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置(如图所示),电解液为溴化锌水溶液,电解液在电解质储罐和电池间不断循环。下列说法不正确的是() A.充电时电极a连接电源的负极 B.放电时负极的电极反应式为Zn—2e-===Zn2+ C.放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大 D.阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应 5.下图为铜锌原电池示意图,下列说法正确的是() A.锌片逐渐溶解 B.烧杯中溶液逐渐呈蓝色 C.电子由铜片通过导线流向锌片 D.锌为正极,铜为负极 6.下列关于金属的防护方法的说法不正确的是() A.我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷,搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用 B.给铁件通入直流电,把铁件与电池负极相连接 C.轮船在船壳水线以下常装有一些锌块,这是利用了牺牲阳极的阴极保护法 D.钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层较厚的沥青 7.锌铜原电池装置如图所示,其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过,下列有关叙述正确的是() A.铜电极上发生氧化反应 2?)减小 B.电池工作一段时间后,甲池的c(SO 4
电化学基础知识点总结 装置特点:化学能转化为电能。 ①、两个活泼性不同的电极; 形成条件:②、电解质溶液(一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应); 原 ③、形成闭合回路(或在溶液中接触) 电 负极:用还原性较强的物质作负极,负极向外电路提供电子;发生氧化反应。 池 基本概念: 正极:用氧化性较强的物质正极,正极从外电路得到电子,发生还原反应。 原 电极反应方程式:电极反应、总反应。 理 氧化反应 负极 铜锌原电池 正极 还原反应 反应原理:Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e - =2 H2↑ 电解质溶液 电极反应: 负极(锌筒)Zn -2e-=Zn 2+ 正极(石墨)2NH4++2e -=2NH 3+ H 2↑ ①、普通锌——锰干电池 总反应:Zn+2NH 4+=Zn 2+ +2NH 3+H 2↑ 干电池: 电解质溶液:糊状的NH 4Cl 特点:电量小,放电过程易发生气涨和溶液 ②、碱性锌——锰干电池 电极:负极由锌改锌粉(反应面积增大,放电电 流增加); 电解液:由中性变为碱性(离子导电性好)。 正极(PbO 2) PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极(Pb ) P b+SO 42--2e- =PbSO 4 铅蓄电池:总反应:P bO 2+P b+2H 2SO 4 2P bSO 4+2H 2O 电解液:1.25g/cm 3~1.28g/cm3 的H 2SO 4 溶液 蓄电池 特点:电压稳定。 Ⅰ、镍——镉(Ni——Cd )可充电电池; 其它蓄电池 Cd +2NiO(O H)+2H 2O Cd(OH)2+2N i(OH)2 Ⅱ、银锌蓄电池 锂电池 ①、燃料电池与普通电池的区别 不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内,而是工作时不断从外界输入,同时 燃料 电极反应产物不断排出电池。 电池 ②、原料:除氢气和氧气外,也可以是CH 4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。 负极:2H 2+2OH --4e -=4H 2O ;正极:O 2+2H 2O+4e 失e -,沿导线传递,有电流产生 溶解 不断 移 向 阳离 子 化 学 电源 简介 放电 充电 放电 放电`
电化学基础 一、原电池 课标要求 1、掌握原电池的工作原理 2、熟练书写电极反应式和电池反应方程式 要点精讲 1、原电池的工作原理 (1)原电池概念:化学能转化为电能的装置,叫做原电池。 若化学反应的过程中有电子转移,我们就可以把这个过程中的电子转移设计成定向的移动,即形成电流。只有氧化还原反应中的能量变化才能被转化成电能;非氧化还原反应的能量变化不能设计成电池的形式被人类利用,但可以以光能、热能等其他形式的能量被人类应用。 (2)原电池装置的构成 ①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极。 ②电极材料均插入电解质溶液中。 ③两极相连形成闭合电路。 (3)原电池的工作原理 原电池是将一个能自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的负极和正极上发生,从而在外电路中产生电流。负极发生氧化反应,正极发生还原反应,简易记法:负失氧,正得还。 2、原电池原理的应用 (1)依据原电池原理比较金属活动性强弱 ①电子由负极流向正极,由活泼金属流向不活泼金属,而电流方向是由正极流向负极,二者是相反的。
②在原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反应;不活泼金属作正极,发生还原反应。 ③原电池的正极通常有气体生成,或质量增加;负极通常不断溶解,质量减少。 (2)原电池中离子移动的方向 ①构成原电池后,原电池溶液中的阳离子向原电池的正极移动,溶液中的阴离子向原电池的负极移动; ②原电池的外电路电子从负极流向正极,电流从正极流向负极。 注:外电路:电子由负极流向正极,电流由正极流向负极; 内电路:阳离子移向正极,阴离子移向负极。 3、原电池正、负极的判断方法: (1)由组成原电池的两极材料判断 一般是活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 (2)根据电流方向或电子流动方向判断。 电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。 (3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断 在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。 (4)根据原电池两极发生的变化来判断 原电池的负极失电子发生氧化反应,其正极得电子发生还原反应。 (5)根据电极质量增重或减少来判断。 工作后,电极质量增加,说明溶液中的阳离子在电极(正极)放电,电极活动性弱;反之,电极质量减小,说明电极金属溶解,电极为负极,活动性强。 (6)根据有无气泡冒出判断 电极上有气泡冒出,是因为发生了析出H2的电极反应,说明电极为正极,活动性弱。 本节知识树
选修4电化学部分测试题 试卷总分:100,时间:40分钟。 可能用到的相对原子质量:Ag 108 N 14 O 16 Cu 64 一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共60分,每小题只有一个正确答案) 1.下列产品的使用不会 ..对环境造成污染的是 A.含磷洗衣粉B.氢气C.一次电池D.煤 2.在原电池和电解池的电极上所发生的反应,属于氧化反应的是 A.原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应 B.原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应 C.原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应 D.原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应 3.下列叙述的方法不正确 ...的是 A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍B.用铝质铆钉铆接铁板,铁板易被腐蚀C.钢铁在干燥空气中不易被腐蚀D.用牺牲锌块的方法来保护船身 4.下列关于实验现象的描述不正确 ...的是 A.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 B.用锌片做阳极,铁片做做阴极,电解氯化锌溶液,铁片表面出现一层锌 C.把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁 D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快5.关于如图所示装置的叙述,正确的是 A.铜是阳极,铜片上有气泡产生 B.铜片质量逐渐减少 C.电流从锌片经导线流向铜片 D.铜离子在铜片表面被还原 6.关于电解NaCl水溶液,下列叙述正确的是 A.电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠 B.若在阳极附近的溶液中滴入KI试液,溶液呈棕色 C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈无色
D.电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性 7.右图是电解CuCl2溶液的装置,其中c、d为石墨电极。则下列 有关的判断正确的是 A.a为负极、b为正极 B.a为阳极、b为阴极 C. 电解过程中,氯离子浓度不变 D. 电解过程中,d电极质量增加 8.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为: Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)==Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s) 下列说法错误 ..的是A.电池工作时,锌失去电子 B.电池正极的电极反应式为:2MnO2(s)+H2O(1)+2e—=Mn2O3(s)+2OH—(aq) C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极 D.外电路中每通过O.2mol电子,锌的质量理论上减小6.5g 9.PH=a的某电解质溶液中,插入两支惰性电极通直流电一段时间后,溶液的pH>a,则该电解质可能是 A.NaOH B.H2SO4 C.AgNO3 D.Na2SO4 10.在外界提供相同电量的条件,Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e→Cu或Ag++e-→Ag在电极上放电,若析出铜的质量为1.92g,则析出银的质量为 A.1.62g B.6.48g C.3.24g D.12.96g 11.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+) A.阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2+ + 2e— == Ni B.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+ 和Zn2+ D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt 12.高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,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 放电 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH 充电
高二化学选修四《电化学基础》复习检测试题 相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Cu:64 Ag:108 选择题(每题只有一个选项符合题意) 1.下列金属防腐的措施中,属于牺牲阳极的阴极保护法的是() A.水中的钢闸门连接电源的负极 B.金属护拦表面涂漆 C.汽水底盘喷涂高分子膜 D.地下钢管连接锌板 2.下列叙述正确的是() A.电镀时,通常把待镀的金属制品作阳极 B.氯碱工业是电解熔融的NaCl,在阳极能得到Cl2 C.氢氧燃料电池(酸性电解质)中O2通入正极, 电极反应为O2+4H++4e-===2H2O D.右图中电子由Zn极流向Cu,盐桥中的Cl-移 向CuSO4溶液 3.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。下列说法中不正确的是() A.由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池,其负极反应式为:Al-3eˉ=Al3+ B.由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池,其负极反应式为: Al-3eˉ+4OHˉ=AlO2ˉ+2H2O C.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,其负极反应式为:Cu-2eˉ=Cu2+ D.由Al、Cu、浓硝酸组成原电池,其负极反应式为:Cu-2eˉ=Cu2+ 4.有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,B 不易腐蚀。将A、D分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是() A.D>C>A>B B.D>A>B>C C.D>B>A>C D.B>A>D>C 5.Mg-AgCl电池是一种能被海水激活的一次性贮备电池,电池反应方程式为:2AgCl+Mg=Mg2++2Ag+2Cl-。有关该电池的说法正确的是() A.Mg为电池的正极B.负极反应为AgCl+e-=Ag+Cl- C.不能被KCl 溶液激活D.可用于海上应急照明供电 6.用铁丝、铜丝和CuSO4溶液可以构成原电池或电解池,如图所示则下列说法正确的是() A.构成原电池时Cu极反应为:Cu—2e =Cu2+ Fe Cu B.构成电解池时Cu极质量可能减少也可能增加 C.构成电解池时Fe极质量一定减少 D.构成的原电池或电解池工作后都可能产生大量气体 7.如图,将纯Fe棒和石墨棒插入1 L饱和NaCl溶液中。下列说法正确的是
第四章电化学基础第一节原电池 教学目的 知识 与 技能 1、让学生体验化学能与电能相互转化的探究过程; 2、使学生进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件; 3、能够写出电极反应式和电池反应方程式. 过程 与 方法 1.通过分组实验培养学生观察能力与分析思维能力。 2.实验引导学生以问题为中心的学习方法,学会发现问题、解决问题 的方法。 3、加深理解实践→认识→再实践→再认识的辨证唯物主义的思维方 法 情感 价值观 通过一些实验和科学探究过程,使学生增强探索化学反应原理的兴趣,树立学习和研究化学的志向。 重点进一步了解原电池的工作原理,能够写出电极反应式和电池反应方程式难点原电池的工作原理 结构与板书第四章电化学基础 第一节原电池 一、原电池工作原理 锌片(-):Zn-2e-=Zn2+氧化反应; 铜片(+):Cu2++2e-=Cu 还原反应 总反应式:Cu2++Zn=Cu+Zn2+ 二、设计原电池 教学过程 备 注 [复习投影]原电池的概念:化学能转化为电能的装置 组成原电池的条件: (1)有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极,活泼性强的做 负极 (2)电极材料均插入电解质溶液中,电极可能与电解质溶液反应也可能不反 应 (3) 两极相连形成闭合回路,可以是导线相连接也可以是两电极接触 第四章电化学基础 第一节原电池 [讲]我们已所学过的原电池,是为了便于说明原电池化学原理的一种最简单
的装置。如果用它作电源,不但效率低,而且时间稍长,电流就不断减弱,因此不适合于实际应用。这是什么原因呢?主要是由于在铜极上很快就聚集了许多氢气泡,把铜极跟稀硫酸逐渐隔开,这样就增加了电池的内阻,使电流不能畅通。为了避免发生这种现象,我们来设计一种更为科学的原电池装置。 [设计实验]在两个烧杯中分别放入锌片和锌盐溶液、铜片和铜盐溶液,将两个烧杯中的溶液用一个装满电解质溶液的盐桥(如充满KCl饱和溶液和琼脂制成的胶冻)连接起来,再用导线将锌片和铜片联接,并在导线中串联一个电流计,观察现象。 [学与问]什么是盐桥? 盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻,胶 冻的作用是防止管中溶液流出。盐桥可使由它连接 的两溶液保持电中性。 [现象](1)电流表指针发生偏转,根据指针偏转方 向,可以判断出锌片为负极、铜片为正极。 (2)铜片上有铜析出,锌片则被溶解。 (3)取出盐桥,指针回到零点,说明盐桥起了沟通电路的作用。 [讲]发生上述现象的原因是由于锌比铜活泼,容易失去电子变成Zn2+进入溶液,电子通过导线流向铜片,硫酸铜溶液中的Cu2+从铜片上获得电子变成铜原子沉积在铜片上。由于电子从锌片流到铜片,所以锌片上发生氧化反应,铜片上发生还原反应。 锌片(-):Zn-2e-=Zn2+氧化反应; 铜片(+):Cu2++2e-=Cu 还原反应 总反应式:Cu2++Zn=Cu+Zn2+ [讲]一定时间后,溶液会因带电离子的积累(ZnSO 4 溶液中的Zn2+离子过多, CuSO 4溶液中的SO 4 2-离子过多)而阻碍电子的转移。但有盐桥存在,允许溶 液中离子迁移,以中和过剩的电荷,起了沟通电路的作用,使传递电子的反应能继续进行。于是,锌和CuSO 4 的氧化还原反应的化学能转变成外电路上电子流动的电能。 一、原电池工作原理 锌片(-):Zn-2e-=Zn2+氧化反应; 铜片(+):Cu2++2e-=Cu 还原反应 总反应式:Cu2++Zn=Cu+Zn2+ [讲]从分析铜--锌原电池的组成可以看出,原电池是由两个半电池组成的。锌和锌盐溶液组成一个半电池,铜和铜盐溶液组成另一个半电池。中间通过