选修4_第四章_电化学基础复习学案

1选修4第四章《电化学基础》复习一、原电池1.定义：原电池是将转化为的装置，其本质是反应2.典例：Ⅰ.单液电池①电极名称、电极反应式、反应类型（“氧化”或“还原”）和总反应方程式：Zn极（极）：_____________________（反应）Cu极（极）：____________________（反应）总反应方程式：__________________________________②内外电路电流的传导方式：外电路：电子由________极通过导线流向_______极；（填“正”或“负”）内电路：溶液中_______离子向正极移动，________离子向负极移动。（填“阳”或“阴”）Ⅱ.盐桥电池盐桥的作用：使整个装置构成_____，代替两溶液直接接触。（导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。）思考：图右能否构成盐桥原电池？练习1：下述装置中能形成原电池的是二．电解池1.定义：电解池是将转化为的装置。2.典例：右图，电极反应式、反应类型（“氧化”或“还原”）和总反应方程式：a极（极，接电源极）：__________________（反应）b极（极，接电源极）：_______________（反应）总反应离子方程式：__________________________________3.①、阴极放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。放电顺序是：K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+(H+)、Cu2+、Hg2+、Ag+、Au3+放电由难到易阳极：若是惰性电极作阳极，溶液中的阴离子放电，放电顺序是：S2-、I-、Br-、Cl-、OH-、含氧酸根离子(NO3-、SO42-、CO32-)、F-失电子由易到难②、S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F-ⅠⅡAg+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+ⅢⅣ电解质溶液电解规律Ⅰ与Ⅲ区：电解电解质型Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型Ⅱ与Ⅲ区：放氧生酸型Ⅱ与Ⅳ区：电解水型③、电解时溶液pH值的变化规律：电解质溶液在电解过程中，有时溶液pH值会发生变化。判断电解质溶液的pH值变化，有时可以从电解产物上去看。ⅰ若电解时阴极上产生H2，阳极上无O2产生，电解后溶液pH值增大；ⅱ若阴极上无H2，阳极上产生O2，则电解后溶液pH值减小；ⅲ若阴极上有H2，阳极上有O2，且V(H2)==2V(O2)，则有三种情况：a如果原溶液为中性溶液，则电解后pH值不变；b如果原溶液是酸溶液，则pH值变小；c如果原溶液为碱溶液，则pH值变大；ⅳ若阴极上无H2，阳极上无O2产生，电解后溶液的pH可能也会发生变化。如电解CuCl2溶液（CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性），一旦CuCl2全部电解完，pH值会变大，成中性溶液高考资源网4.有关计算：电解完成后，若溶液的体积为1L，整个电解过程中共转移0.1mole－，则溶液的pH为，若使电解质溶液复原，需通入氯化氢的物质的量为mol。5.应用：若用该装置给铁钉镀铜，则应用铜作，用铁钉作，电解质溶液应为溶液；若用该装置精炼铜，则应用粗铜作，用纯铜作，电解质溶液应为溶液。练习2.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三、新型化学电源1．铅蓄电池（属于电池，填“一次”或“二次”）负极反应：。正极反应：。ZnCu稀H2SO4（单液电池）（盐桥电池）图右CuSO4溶液ZnSO4溶液2总反应：练习3．（08年广东化学·16）LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：FePO4+LiLiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li＋导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是（）A．可加入硫酸以提高电解质的导电性B．放电时电池内部Li＋向负极移动.C．充电过程中，电池正极材料的质量减少D．放电时电池正极反应为：FePO4+Li++e-=LiFePO4练习4．（08年江苏化学·5）镍镉（Ni—Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2NiOOH+2H2O放电充电Cd(OH)2+2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是A．充电时阳极反应：Ni(OH)2－e—+OH-==NiOOH+H2OB．充电过程是化学能转化为电能的过程C．放电时负极附近溶液的碱性不变D．放电时电解质溶液中的OH-向正极移动练习5．(2011·新课标全国卷)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe＋Ni2O3＋3H2O===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Ni2O3、负极为FeB．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－2e－===Fe(OH)2C．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－===Ni2O3＋3H2O2．燃料电池(1)反应原理：燃料电池以还原剂(如氢气、烃类、甲醇等)为负极反应物，发生反应；以氧化剂(如氧气、空气等)为正极反应物，发生反应。（2）燃料电池的电池总反应、电极反应，可能会因不同的电解质环境而有所不同。①氢氧燃料电池（碱性电解质溶液）的反应方程式为：。负极反应：。正极反应：。②氢氧燃料电池（酸性电解质溶液）的反应方程式为：。负极反应：。正极反应：。③甲烷燃料电池酸性介质时的电池总反应：负极反应：。正极反应：。④甲烷燃料电池碱性介质时电池总反应：。负极反应：。正极反应：。(3)燃料电池铂电极的作用：吸附燃料气和催化燃料气的反应（加快反应速率）(4)O2在正极放电的电极方程式写法总结：①酸性介质：O2+4e—+4H+==2H2O②碱性或中性介质：O2+4e—+2H2O==4OH—③固体氧化物熔融传导O2—：O2+4e—==2O2—④熔融碳酸盐：O2+4e—+2CO2==2CO32—（O2—与CO2反应）练习6．（2000年理科高考综合卷26题）熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质,CO为负极燃气，空气与CO2的混和气为正极助燃气，制得在650-℃下工作的燃料电池。完成有关电极及电池方程式负极：2CO+2CO32-—4e—==4CO2正极：总反应式练习7.（09年广东化学·14）可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液电解液，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练习8．（08年宁夏理综·10）一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是A．CH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e-B．O2(g)+4H＋(aq)+4e－=2H2O(1)C．CH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H＋(aq)+6e－D．O2(g)+2H2O(1)+4e－=4OH－放电充电3四、金属的腐蚀与防护1．电化学腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)(1)析氢腐蚀条件：。电极反应：负极：。正极：___。总反应：。(2)吸氧腐蚀条件：。电极反应：负极：。正极：。总反应：。【典例1】（09上海卷13）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2.金属腐蚀快慢的判断及防护方法：(1)电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐蚀措施的腐蚀；(2)同一种金属的腐蚀：强电解质＞弱电解质＞非电解质(3)金属的防护方法：①改变金属的内部结构②覆盖保护层③电化学保护法3．金属的电化学防护(1)牺牲阳极的阴极保护法：如右图，保护铁，铁作极，锌作极。(2)外加电流的阴极保护法：外加直流电源，被保护金属与电源的极相连。【典例2】下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是练习1.[双选题]（09年广东化学·10）出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是A．锡青铜的熔点比纯铜高B．在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程练习2.（[双选题]08年广东化学·12）下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镶层仍能对铁制品起保护作用C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀练习3.（[双选题]07年广东化学·12）为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是A．将青铜器放在银质托盘上B．将青铜器保存在干燥的环境中C．将青铜器保存在潮湿的空气中D．在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜练习4．[双选题](2011·海南高考)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中发生氧化反应C．烧杯a中发生的反应为2H＋＋2e－===H2D．烧杯b中发生的反应为2Cl－－2e－===Cl2练习5．（09北京卷6）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：2H2O+O2+4e—==4OH—D．工业上电解饱和和食盐水的阳极反应：2Cl——2e—=Cl2↑练习6．(2011·北京高考，有改动)结合图示判断，下列叙述正确的是A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量NaOH溶液，均有蓝色沉淀练习7.如图所示，A、F为石墨电极，B、E为铁片电极。按要求回答下列问题：(1)打开K2，闭合K1，B为_______极，A的电极反应为_____________，最终可观察到的现象是_________，涉及的化学反应方程式有_________________________。(2)打开K1，闭合K2，E为________极，F极的电极反应为________________，检验F极产生气体的方法是_________________________________。(3)若往U型管中滴加酚酞，进行(1)、(2)操作时，A、B、E、F电极周围能变红的是________。4五．电化学的有关计算方法——两个守恒关系以及pH换算：（1）（溶液中离子）电荷守恒（2）（两极）电子守恒练习8.用惰性电极电解M（NO3）x的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生bL氧气（标准状况）：从而可知M的原子量为（）A.22.4ax/bB.11.2ax/bC.5.6ax/bD.2.5ax/b练习9．设NA为阿伏伽德罗常数的值，下列叙述中正确的是（）A、lmolO2－含有的电子数为17NAB、电解饱和食盐水时，阳极上生成1mol气体时转移的电子数为2NAC、常温常压下，32g18O2中所含的中子数为20NAD、工业上铜的电解精炼时电解池中每转移1mol电子时阳极上溶解的铜等于0.5NA练习10．如图a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解，b极有64gCu析出。下列说法不正确的是A．甲中a电极反