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学案7电化学基础专题3化学基本理论1.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。3.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。最新考纲展示基础回扣题型1电化学原理的核心——电极判断与方程式的书写题型2新型电源的工作原理题型3电解规律的不寻常应用题型4金属的腐蚀与防护基础回扣1.按如图所示装置进行实验，并回答下列问题。(1)判断装置的名称：A池为________，B池为________。(2)锌极为____极，Cu2＋在溶液中向________(填“Zn”或“Cu”)极运动。原电池电解池负Cu(3)电极反应式正极____________________，负极____________________。(4)若溶液X为滴有酚酞的KCl溶液①石墨棒C1的电极反应式为______________________，石墨棒C2附近发生的实验现象为________________________，溶液中的K＋向__________(填“C1”或“C2”)电极移动；Cu2＋＋2e－===CuZn－2e－===Zn2＋2Cl－－2e－===Cl2↑产生无色气泡，溶液变红C2②当C2极析出224mL气体(标准状况时)，锌的质量变化________(填“增加”或“减少”)________g，此时B中的溶液的体积为200mL，则pH为________。(5)若溶液X为CuSO4溶液(足量)①B池中总反应的离子方程式为________________________________________；减少0.65132Cu2＋＋2H2O=====电解2Cu＋O2↑＋4H＋②反应一段时间后，A池中Cu电极增重3.2g，要使B池溶液恢复到起始状态，向溶液中加入适量的______________，其质量为________g。CuO(或CuCO3)4(或6.2)2.如图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天后观察：(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于_______(填“化学”或“电化学”)腐蚀。(2)若试管内液面上升，则原溶液呈__________性，发生_____腐蚀，正极反应式为_________________________。(3)若试管内液面下降，则原溶液呈_________性，发生_____腐蚀，正极反应式为__________________。电化学弱酸或中吸氧O2＋2H2O＋4e－===4OH－较强的酸析氢2H＋＋2e－===H2↑3.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化()(2)电解法精炼铜时，用纯铜作阳极()(3)在镀件上镀铜时，电镀液中c(Cu2＋)几乎不变()(4)电解法精炼铜时，电解质溶液中各离子浓度基本不变()(5)金属作原电池的负极时被保护()√×√××(6)生活、生产中钢铁被腐蚀的原理主要是负极发生反应：Fe－3e－===Fe3＋()(7)电解饱和食盐水时，电子的流向由负极→外电路→阴极→食盐水溶液→阳极→正极()(8)在浓硝酸中插入用导线连接的铝板和铜板，铝板为负极()(9)电镀时只能用镀层金属作阳极()(10)工业上可用电解MgCl2、AlCl3溶液的方法制取Mg和Al()×××××题型1电化学原理的核心——电极判断与方程式的书写真题回顾1.(2014·广东理综，11)某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他均为Cu，则()A.电流方向：电极Ⅳ→A→电极ⅠB.电极Ⅰ发生还原反应C.电极Ⅱ逐渐溶解D.电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu解析当多个池串联时，两电极材料活泼性相差大的作原电池，其他池作电解池，由此可知图示中左边两池组成原电池，右边组成电解池。A项，电子移动方向：电极Ⅰ→A→电极Ⅳ，电流方向与电子移动方向相反，正确；B项，原电池负极在工作中失电子，被氧化，发生氧化反应，错误；C项，原电池正极为得电子一极，铜离子在电极Ⅱ上得电子，生成铜单质，该电极质量逐渐增大，错误；D项，电解池中阳极为非惰性电极时，电极本身失电子，形成离子进入溶液中，因为电极Ⅱ为正极，因此电极Ⅲ为电解池的阳极，其电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，错误。答案A2.(2014·浙江理综，11)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是：Ni(OH)2＋M===NiOOH＋MH已知：6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH－===6Ni(OH)2＋NO下列说法正确的是()A.NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－B.充电过程中OH－离子从阳极向阴极迁移C.充电过程中阴极的电极反应式：H2O＋M＋e－===MH＋OH－，H2O中的H被M还原D.NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液－2解析A项，放电过程中，NiOOH得电子，化合价降低，发生还原反应，该项正确；B项，充电过程中发生电解池反应，OH－从阴极向阳极迁移，该项错误；C项，充电过程中，阴极M得到电子，M被还原，H2O中的H化合价没有发生变化，该项错误；D项，NiMH在KOH溶液、氨水中会发生氧化还原反应，该项错误。答案A3.[2014·四川理综，11(4)]MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是________________________________。解析用惰性电极电解MnSO4溶液制取MnO2时，在阳极上Mn2＋失电子后生成MnO2，根据电荷守恒和原子守恒可得电极反应式Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋。Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋4.[2014·江苏，20(1)]将烧碱吸收H2S后的溶液加入如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：S2－－2e－===S(n－1)S＋S2－===S2－n①写出电解时阴极的电极反应式：____________________________________________________________；②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成________________________________________________________________________。解析①在阴极电解质溶液是NaOH，同时图示显示产生了H2，因此阴极发生的电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；②加入H2SO4后，H＋与S反应生成S和H2S。2－n答案①2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－②S＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑2－n规律方法1.原电池电极反应式的书写(1)一般电极反应式的书写题型1电化学原理的核心——电极判断与方程式的书写(2)复杂电极反应式的书写复杂的电极反应式＝总反应式－较简单一极的电极反应式如CH4碱性燃料电池负极反应式的书写：CH4＋2O2＋2OH－===CO＋3H2O……总反应式2O2＋4H2O＋8e－===8OH－……正极反应式CH4＋10OH－－8e－===7H2O＋CO……负极反应式2－32－32.电解池电极反应式的书写步骤对点模拟(一)原电池中电极的判断及反应式的书写1.小明同学在查阅资料时发现了一种电池结构如图所示，当光照在表面涂有氯化银的银片上时：AgCl(s)Ag(s)＋Cl(AgCl)[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化银表面]，接着Cl(AgCl)＋e－―→Cl－(aq)，若将光源移除，电池会立即恢复至初始状态。下列说法中不正确的是()――→光题型1电化学原理的核心——电极判断与方程式的书写A.Ag电极是电池的正极B.光照时，Pt电极发生的反应为Cu＋－e－===Cu2＋C.光照时，Cl－向Ag电极移动D.光照时，电池总反应为AgCl(s)＋Cu＋(aq)Ag(s)＋Cu2＋(aq)＋Cl－(aq)=====光解析光照时AgCl得电子最终生成Ag和Cl－，所以Ag电极是正极；Pt电极为负极发生失电子的反应，依据还原性强弱可知Cu＋－e－===Cu2＋，两式相加可知D选项正确；由阴离子由负极移动可知C选项错误。答案C2.固体氧化燃料电池(SOFC)的工作原理如图所示，已知电池中电解质为熔融固体氧化物，O2－可以在其中自由移动。下列有关说法合理的是()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通过C.若H2作为燃料气，接触面上发生的反应为H2＋OH－－2e－===H＋＋H2OD.若C2H4作为燃料气，接触面上发生的反应为C2H4＋6O2－－12e－===2CO2＋2H2O解析负极应该发生氧化反应，b极应为电池正极，A错；电子在外电路中通过，O2－通过固体氧化物定向移动，B错；燃料在接触面上与O2－反应，失去电子，C错、D正确。答案D3.如图是某同学设计的一个简易的原电池装置，回答下列问题。(1)若a为镁、b为CuCl2，则正极材料为________________，负极上的电极反应式为__________。(2)若a为镁、b为NaOH，则Mg极上发生________(填“氧化”或“还原”)反应，负极上的电极反应式为______________。(3)若a为铜、b为浓硝酸，则电流的方向为__________，正极上的电极反应式为______________。(4)上述事实表明，确定原电池中电极的类型时，不仅要考虑电极材料本身的性质，还要考虑____________。解析(1)镁、铝均能与CuCl2溶液反应，但镁比铝活泼，故镁失去电子作负极。(2)铝能与NaOH溶液反应而镁不能，铝作负极失去电子变成AlO，电极反应式为Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O。－2－2(3)常温下铝在浓硝酸中发生钝化，故铜失去电子作负极，正极上是NO得到电子生成NO2。－3答案(1)AlMg－2e－===Mg2＋(2)还原Al－3e－＋4OH－===AlO＋2H2O－2(3)铝―→铜2H＋＋NO＋e－===H2O＋NO2↑－3(4)电解质的性质(二)组合装置中电极判断与反应式书写4.如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后(电解液足量)，a极附近溶液显红色。下列说法正确的是()A.a是负极，b是正极B.CuSO4溶液的pH逐渐减小C.铜电极上的反应式为Cu－2e－===Cu2＋D.向NaCl溶液中加入一定量的盐酸，能使溶液与原来溶液完全一样解析a、b都是惰性电极，通电一段时间后，a极附近溶液显红色可知a是电解池的阴极，b是电解池的阳极，所以X为电源的负极，Y为电源的正极；电解CuSO4溶液，阳极是Cu棒，不是惰性电极，所以Cu失电子生成Cu2＋进入溶液中，该电解池实质上是电镀池，所以CuSO4溶液的pH几乎不变；恢复溶液时的原则：失去什么加什么，所以向NaCl溶液中应该通入一定量的HCl气体。答案C5.某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是()A.断开K2，闭合K1时，总反应的离子方程式为2H＋＋2Cl－Cl2↑＋H2↑B.断开K2，闭合K1时，石墨电极附近溶液变红C.断开K1，闭合K2时，铜电极上的电极反应式为Cl2＋2e－===2Cl－D.断开K1，闭合K2时，石墨电极作正极=====通电解析解答本题时应特别注意，金属Cu在电解池和原电池中作何种电极。当断开K2，闭合K1时为电解池，由于两极都有气泡冒出，故相当于惰性电极电解饱和食盐水，故铜作阴极而石墨作阳极，阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，电解池总反应的离子方程式为2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－，A、B均错；=====电解当断开K1，闭合K2时组成原电池，铜作负极而石墨作正极，铜电极的电极反应式为C