电化学基础(完整版)

1IVFeZnIIIIIIFeZn化学专题复习：电化学基础要点一原电池、电解池、电镀池的比较原电池电解池电镀池定义将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。一种特殊的电解池装置举例形成条件①活动性不同的两电极(连接)②电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)③形成闭合回路①两电极接直流电源②两电极插人电解质溶液③形成闭合回路①镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极②电镀液必须含有镀层金属的离子电极名称负极：较活泼金属；正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等)阳极：电源正极相连的电极阴极：电源负极相连的电极阳极：镀层金属；阴极：镀件电子流向负极正极电源负极阴极电源正极阳极电源负极阴极电源正极阳极电极反应负极（氧化反应）：金属原子失电子；正极（还原反应）：溶液中的阳离子得电子阳极（氧化反应）：溶液中的阴离子失电子，或金属电极本身失电子；阴极（还原反应）：溶液中的阳离子得电子阳极（氧化反应）：金属电极失电子；阴极（还原反应）：电镀液中阳离子得电子离子流向阳离子：负极→正极（溶液中）阴离子：负极←正极（溶液中）阳离子→阴极（溶液中）阴离子→阳极（溶液中）阳离子→阴极（溶液中）阴离子→阳极（溶液中）练习1、把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中（如图所示），经一段时间后，观察到溶液变红的区域是（）A、I和III附近B、I和IV附近C、II和III附近D、II和IV附近2AgAgFe丙甲CuCC乙练习2、下面有关电化学的图示，完全正确的是（）练习3、已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标有“+”，另一个接线柱旁标有“—”。关于标有“+”的接线柱，下列说法中正确．．的是（）A、充电时作阳极，放电时作负极B、充电时作阳极，放电时作正极C、充电时作阴极，放电时作负极D、充电时作阴极，放电时作正极练习4、（08广东卷）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+Li放电充电LiFePO4，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5、铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极铬板是惰性材料，电池总反应式为：Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O请回答下列问题：（1）放电时：正极的电极反应式是________________；电解液中H2SO4的浓度将变____；当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加_____g。（2）在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成________、B电极上生成________，此时铅蓄电池的正负极的极性将________。要点二原电池、电解池工作原理及其应用1、原电池、电解池的判定先分析有无外接电源：有外接电源者为，无外接电源者可能为；然后依据原电池、电解池的形成条件、工作原理分析判定。练习6、如图，有甲、乙、丙三个烧杯，里面盛装的是体积和浓度完全相同的AgNO3溶液（各装置中两个极棒大小和间距相同），试判断甲、乙、丙分别是哪一种电化学装置，并写出其两极反应方程式。（1）甲是池，Cu作极，电极反应为；Ag作极，电极反应为。（2）乙是池，左边C棒作极，电极反应为；右边C棒作极，电极反应为。（3）丙是池，Fe作极，电极反应为；Ag作极，电极反应为。放电充电3aMbCH2SO4溶液D乙甲ABCuSO4溶液2、原电池正、负极的判定①、由两极的相对活泼性确定：在原电池中，相对活泼性较强的金属为原电池的极，相对活泼性较差的金属或导电的非金属作原电池的极。②、由电子流向、反应类型、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，该电极发生氧化反应，此为原电池的极；若原电池中某一电极上有气体生成、电极的质量不断增加或电极质量不变，该电极发生还原反应，此为原电池的极。练习7、如图，已知M是一块用石蕊试液浸过的滤纸。当电路接通足够时间后，a端显蓝色，b端显红色。且知甲中的电极材料是锌和银，乙中的电极材料是铂和铜，乙池中两极都有气体产生。请根据以上条件和现象回答：（1）甲、乙两池分别是什么装置，请写出名称：甲为_____________，乙为_______________。（2）请写出A、B、C、D的电极名称，电极材料和电极反应式电极名称电极材料电极反应式ABCD（3）写出甲、乙两池总反应化学方程式：甲：；乙：______________________________________。练习8、（08宁夏卷）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－练习9、(2010·安徽理综)某固体酸燃料电池以CsHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2＋O2＝2H2O，下列有关说法正确的是()A、电子通过外电路从b极流向a极B、b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－C、每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2D、H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极练习10、(2010·全国理综Ⅰ)右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个电极由有机光敏染料(S)涂覆在TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：TiO2/STiO2/S*(激发态)TiO2/S*→TiO2/S++e－；I3－+2e－→3I－；2TiO2/S++3I－→2TiO2/S+I3－下列关于该电池叙述错误的是()A、电池工作时，I－在镀铂导电玻璃电极上放电B、电池工作时，是将太阳能转化为电能C、电池的电解质溶液中I－和I－3的浓度不会减少D、电池中镀铂导电玻璃为正极43、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，如锌锰干电池、铅蓄电池、锂电池、新型燃料电池等。练习11、生物燃料电池（BFC）是以有机物为燃料，直接或间接利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池，其能量转化率高，是一种真正意义上的绿色电池，其工作原理如图所示。已知C1极的电极反应方程式为：C2H5OH+3H2O－12e－=2CO2+12H+。下列说法不正确．．．的是（）A、C1极为电池负极，C2极为电池正极B、C2极的电极反应式为O2+4H++4e－=2H2OC、该生物燃料电池的总反应方程式为C2H5OH+3O2=2CO2+3H2OD、电子由C2极经外电路导线流向C1极练习12、用两根铂丝作电极插入KOH溶液中，再分别向两极通入甲烷气体和氧气，可形成燃料电池，该电池放电时的总反应为：CH4+2KOH+2O2=K2CO3+3H2O，下列说法错误的是（）A、通甲烷的一极为负极，通氧气的一极为正极B、放电时通入氧气的一极附近溶液的pH升高C、放电一段时间后，KOH的物质的量不发生变化D、通甲烷的电极反应式是：CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O练习13、下图是某空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用KOH为电解液，下列有关说法中不正确．．．的是（）A、该能量转化系统中的水也是可以循环的B、燃料电池系统产生的能量实际上来自于水C、水电解系统中的阳极反应：4OH-2H2O+O2↑+4e-D、燃料电池放电时的负极反应：H2+2OH-2H2O+2e-②、原电池原理可用于解决一些实际问题，如加快某些化学反应时的速率（稀硫酸与锌反应时，常滴入几滴硫酸铜溶液）；分析金属电化学腐蚀的快慢和防护方法等。练习14、为了探究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用不同金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置内，并将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间，下列对实验结束时现象的描述不正确的是()A、实验结束时，装置Ⅰ左侧的液面一定会下降B、实验结束时，装置Ⅰ一定比装置Ⅱ左侧液面低C、实验结束时，装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重D、实验结束时，装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀练习15、取三份等质量的锌粉分别放入a、b、c三支试管中，向a中加入少量CuSO4粉末，向c中加入少量醋酸钠固体，然后在三支试管中分别加入过量体积和浓度相等稀硫酸。下列图表能正确表达生成H2的体积与时间t的关系的是（）bAV(H2)acbttacBV(H2)acbCV(H2)ttbDacV(H2)54、原电池的设计方法以氧化还原反应为基础，确定原电池的正负极、电解质溶液及电极反应。如：原理负极正极电解质溶液电极反应Ag2OPbPbO2H2SO4KOH（或H2SO4）练习16、某同学为了使反应2HCl+2Ag=2AgCl+H2↑能进行，设计了下列四个实验，如下图所示，你认为可行的方案是（）5、电解电极产物的判断：要判断电极反应的产物，必须掌握离子的放电顺序。判断电极反应的一般规律是：(1)、在阳极上①、活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。②、用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时，溶液中阴离子的放电顺序是：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F-(2)、在阴极上：无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电顺序是：Ag+Fe3+Cu2+H+（酸）Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+（水）Al3+Mg2+……练习17、在1LK2SO4和CuSO4的混合溶液中，c(SO42-)=2.0mol·L-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L（标准状况）气体，则原溶液中K+的物质的量浓度为（）A、2.0mol·L-1B、1.5mol·L-1C、1.0mol·L-1D、0.5mol·L-1练习18、烧杯中盛放浓度均为0.10mol/L的氯化钠和硝酸铜的混合液。现将该溶液以惰性电极电解，当Cu2+全部在阴极上转变为金属铜时，摇匀整个溶液（忽略溶液体积变化），其pH为（）A、7.0B、1.0C、0.7D、1.3练习19、（2004全国）玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如图。接通电源，阳极周围的液体呈棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。6石墨电极石墨电极静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答：（1）阳极上的电极反应式为：___________________________。（2）阴极上的电极反应式为：___________________________。（3）原上层液体是_____________________。（4）原下层液体是_____________________。（5）搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是_______________________________________________________________。（6）要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是____________________，现象是_________________________________________。6、用惰性电极进行溶液中的电解时各种变化情况分析类型电极反应特点实例电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原电解水型阴：2H++2e－=H2↑阳：4OH－－4e－=2H2O+O2↑NaOH水H2SO4水Na2SO4水