第四章电化学基础复习

-1-第四章《电化学基础》（复习）【知识精要】一、原电池原理及应用原电池是一种由能转变成能的装置。其本质是通过自发进行的反应，使反应中电子转移而产生。1．原电池的判定先分析有无，有者为电解池，再依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看”：一看电极，两极为体且性不同；二看溶液，两极插入溶液中；三看回路：形成或两极接触。2．原电池正极和负极的确定（1）由两极的相对活泼性确定：在原电池中，的金属为原电池的负极。（2）由电极现象确定：通常情况下，在原电池中某一电极若不断溶解或质量不断减少，该电极发生反应，此为原电池的极；若原电池中某一电极上有生成或电极的质量不断，该电极发生反应，此为原电池的极。3．原电池原理的应用（1）利用原电池原理可以制造出各种实用电池，即化学电源。（2）原电池原理可用于解决一些实际问题，如某些化学反应时的速率（稀硫酸与锌反应时，常滴入几滴溶液）；分析金属电化学腐蚀的快慢和防护方法等。（3）常见电极反应式（a）氢、氧燃烧电池（电解质溶液为KOH）：负极:正极:（b）氢、氧燃烧电池（电解质溶液为H2SO4）：负极:正极:（c）氢、氧燃烧电池（电解质溶液为NaCl）：负极:正极:二、电解原理及应用电解池是将转化为的装置，在电解池中，阳极发生反应、阴极发生反应，其放电顺序一般为：阳极：活泼性电极阴极：1．（惰性电极）电解电解质溶液的类型-2-类型实例电极反应特点电解对象电解质浓度pH溶液复原电解水NaOH阴：2H++2e-====H2↑阳：4OH--4e-====2H2O+O2↑水H2SO4水Na2SO4水电解电解质HCl电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电电解质CuCl2电解质—放H2生碱NaCl阴极：H2O放H2生碱阳极：电解质阴离子放电电解质和水生成新电解质放O2生酸CuSO4阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生酸电解质和水生成新电解质2．电解原理的应用（1）电解精炼铜：作阳极，作阴极，溶液作电解质溶液。电解时，发生如下反应：阳极，阴极。极泥中存在金、银等不活泼的贵重金属，极得到纯铜。（2）电镀铜：作阳极，作阴极，溶液作电解质溶液，从理论上讲电镀时电解质溶液组成、浓度和质量变化。电极反应：阳极，阴极（3）氯碱工业：阳极，阴极总反应2NaCl+2H2O（4）冶炼金属：电解熔融电解质，可炼得活泼金属。如：K、Na、Ca、Mg、Al等金属可通过电解其熔融的氯化物或氧化物制得。如电解冶炼铝：阳极反应，阴极反应，总反应式为：三、金属腐蚀与保护1．吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别电化腐蚀类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜酸性很弱或呈中性水膜正极反应负极反应总反应方程式4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OFe+2H+=Fe2++H2↑-3-H)32Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O腐蚀作用是主要的腐蚀类型，具有广泛性发生在某些局部区域内2．金属的防护方法：①改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如：不锈钢加。②在金属表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。③电化学保护法：外加电源的阴极保护法:接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属作极。牺牲阳极的阴极保护法：外加，构成原电池，被保护的金属作极。【强化练习】1．下列关于能量转换的认识中不正确的是（）A．电解水生成氢气和氧气时，电能转化成化学能B．煤燃烧时化学能主要转变成热能C．绿色植物光合作用过程中太阳能转变成化学能D．白炽灯工作时电能全部转变成光能2．下列关于铜电极的叙述，正确的是（）A．铜锌原电池中铜是正极B．用电解法精炼粗铜时铜作阳极C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极3．在理论上可用于设计原电池的化学反应是（）A．2Al(s)十2NaOH(aq)+2H2O(1)＝2NaAlO2(aq)+3H2(g)；△HOB．Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)＝BaCl2(aq)+2NH3·H2O(aq)+8H2O(1)；△H0C．CaC2(s)+2H2O(1)→Ca(OH)2(s)+C2H2(g)；△H0D．FeCl3(aq)十3H2O(1)Fe(OH)3(s)+3HCl(aq)；△H04．在如图所示的装置中，a的金属性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是（）A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大B．a是正极，b是负极C．导线中有电子流动，外电路中，电流从a极到b极D．a极上发生了氧化反应-4-5．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6．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列叙述不正确的是（）A.放电时负极反应为：Zn－2e＋2OH＝Zn(OH)2B.充电时阳极反应为：Fe(OH)3－3e＋5OH＝FeO42—＋4H2OC.放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化D.放电时正极附近溶液的碱性增强7．用石墨电极电解CuCl2溶液（见右图）,下列分析正确的是A.a端是直流电源的负极B.通电使CuCl2发生电离C.阳极上发生的反应：Cu2++2e-=CuD.通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体8．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生成氧化银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9．关于铅蓄电池的说法正确的是（）A．在放电时，正极发生的反应是Pb(s)+SO42—(aq)=PbSO4(s)+2e—B．在放电时，该电池的负极材料是铅板C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小D．在充电时，阳极发生的反应是PbSO4(s)+2e—=Pb(s)+SO42—(aq)10．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，电池负极材料的质量减少D．放电时电池正极反应为：FePO4+Li++e-=LiFePO4放电充电-5-11．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12．用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（）①在外电路中，电流由铜电极流向银电极②正极反应为：Ag++e-=Ag③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A．①②B．②③C．②④D．③④13．右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是（）A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色14．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、BB．D、A、B、CC．D、B、A、CD．B、A、D、C15．固体氧化物燃料电池（SOFC）以固体氧化物作为电解质，其工作原理如图所示。下列关于固体燃料电池的有关说法正确的是（）-6-固体氧化物燃料电池的工作原理示意图A.电极b为电池负极，电极反应式为O2+4e—==2O2—B.固体氧化物的作用是让电子在电池内部通过C.若H2作为燃料气，接触面上发生的反应为：H2+2OH——2e—=2H2OD.若C2H4作为燃料气，接触面上发生的反应为：C2H4+6O2——12e—=2CO2+2H2O16．用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水（含Cl－、Br－、Na+、Mg2+）的装置如图所示（a、b为石墨电极），下列说法正确的是（）A．电池工作时，正极反应式为O2+2H2O+4e－==4OH－B．电解时，a电极周围首先放电的是Br－而不是Cl－，说明当其他条件相同时前者的氧化性强于后者C．电解时，电子流动路径是：负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极D．忽略能量消耗，当电池中消耗0.02gH2时，b极周围会产生0.02gH217．结合下图判断，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K3[Fe(CN)6]溶液，均有蓝色沉淀电极a外电路电极b固体氧化物燃料气接触面空气或氧气电极b排放气剩余燃料气-7-123456789101112131415161718．右图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O（1）请回答图中甲、乙两池的名称。甲电池是装置，乙池是装置。（2）请回答下列电极的名称：通入CH3OH的电极名称是，B（石墨）电极的名称是。（3）写出电极反应式：通入O2的电极的电极反应式是。A（Fe）电极的电极反应式为，（4）乙池中反应的化学方程式为。（5）当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2mL（标准状况下）