高中电化学复习专题

1电化学复习题第一节原电池【知识点】1、原电池的概念：把化学能转化为电能的装置2、原电池工作原理：负极：电子流出的电极——失电子，发生氧化反应(较活泼的金属)正极：电子流入的电极——得电子，发生还原反应(较不活泼的金属、石墨等)3、组成原电池的条件①具有不同的电极，较活泼的金属作负极，发生氧化反应；较不活泼金属或非金属(石墨等)作正极，得到电子，发生还原反应，本身不变。②具有电解质溶液。③具有导线相连(或直接接触)组成闭合回路。④有能自发进行的氧化还原反应(有明显电流产生时需具备此条件)。【注意】a.不要形成“活泼金属一定作负极”的思维定势。b.原电池中，电极可能与电解质反应，也可能与电解质不反应。c.形成闭合回路的方式有多种，可以是导线连接两个电极，也可以是两个电极接触。d.有的原电池产生的电流大，可以对外做功；有的原电池，电极上发生的反应很慢，产生的电流极其微弱，不能对外做功(如：电极是Fe、C，电解质溶液是NaCl溶液)。4、原电池正、负极的判断：①根据组成原电池的两极材料判断：负极：活泼性较强的金属正极：活泼性较弱的金属或能导电的非金属（石墨）2②根据电流方向或电子流动方向判断：电流是由正极流向负极电子流动方向是由负极流向正极③根据原电池两极发生的变化来判断：负极：失电子发生氧化反应正极：得电子发生还原反应④根据电极反应现象负极：不断溶解，质量减少正极：有气体产生或质量增加或不变5、金属活泼性的判断：①金属活动性顺序表②原电池的负极（电子流出的电极，质量减少的电极）的金属更活泼；③原电池的正极（电子流入的电极，质量不变或增加的电极，冒气泡的电极）为较不活泼金属6、原电池的电极反应：（难点）a.负极反应：X－ne-＝Xn+b.正极反应：溶液中的阳离子得电子的还原反应7、有盐桥的原电池盐桥是将热的琼脂溶液(可以是KCl溶液或可以是NH4NO3溶液)倒入U形管中(不能产生裂隙)，将冷后的U形管浸泡在KCl饱和溶或NH4NO3溶液中制得。离子在盐桥中能定向移动，通过盐桥将两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流持续导电。例题1.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是A.MgB.FeC.AlD.Cu2.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pHA.不变B先变大后变小C逐渐变大D.逐渐变小3.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为A．abcdB．acdbC．cab.dD．bdca4.X、Y、Z、M、N代表五种金属。有以下化学反应：①水溶液中，X+Y2+=X2++Y；②Z+2H2O(冷)=Z(OH)2+H2↑；③M、N为电极与N盐溶液组成原电池，电极反应为M-2e-=M2+；④Y可以溶于稀硫酸,中，M不被稀硫酸氧化，则这五种金属的活动性由弱到强的顺序是A．M＜N＜Y＜X＜ZB.N＜M＜X＜Y＜ZC．N＜M＜Y＜X＜ZD.X＜Z＜N＜M＜Y5.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：下列叙述不正确的是A．放电时负极反应为：B．充电时阳极反应为：C．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36.某可充电的锂离子电池以LiMn2O4（次锰酸锂）为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为：24224LiLiMnOLiMnO下列叙述正确的是A．放电时，LiMn2O4发生氧化反应B．放电时，正极反应为Li++LiMn2O4+e-=Li2Mn2O4C．充电时，LiMn2O4发生氧化反应D．充电时，阳极反应为Li++e-=Li7.我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为：2234364()AlOHOAlOH下列叙述不正确的是A．正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-B．电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极C．以网状的铂为电极，可增大与氧气的接触面积D．该电池通常只需要更换铝板就可继续使用化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。8.目前常用的镍（Ni）镉（Cd）电池，其电池总反应可以表示为：Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，以下说法中正确的是①以上反应是可逆反应②以上反应不是可逆反应③充电时化学能转变为电能④放电时化学能转变为电能A①③B②④C①④D②③9.下列制氢气的反应速率最快的是A.纯锌和1mol/L硫酸；B.纯锌和18mol/L硫酸；C.粗锌和1mol/L盐酸；D.粗锌和1mol/L硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。答案：BCBCCBBBD10.下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是_______________(4、2、1、3)10.在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4溶液的浓度为0.125mol/L,若工作一段时间后，从装置中共收集到0.168L气体，则流过导线的电子为_____mol,溶液的pH值变____？（溶液体积变化忽略不计）(0.015，大)411.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的熔融盐混合物作电解质，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。完成有关的电池反应式：电池反应式：负极反应式：2CO+2CO32-→4CO2+4e－正极反应式：_____________________________________，(O2＋2CO2＋4e－→2CO32－)总电池反应：_____________________________________。(2CO+O2→2CO2)12.利用氧化还原反应的原理构成原电池。左槽溶液中的溶质为：KMnO4、MnSO4、H2SO4，右槽溶液中的溶质为：Fe2(SO4)3、FeSO4、H2SO4。已知水溶液中MnO4-为紫红色，Mn2+为淡红色，Fe3+为棕黄色，Fe2+为浅绿色。填写下列空白。（1）此电源正极的电极反应式为_________________________，负极的电极反应式为___________________。H+移动的方向是由_______向_______（填“左”“右”）。（2）电池放电时，右槽溶液的颜色逐渐由______色变为______色。（3）放电时，若转移的电子数为3.01×1023个，左槽溶液中n(H+)的变化量是______mol.(1)MnO4-+5e-+8H+=Mn2++4H2O5Fe2+-5e-=5Fe3+右左第二节化学电源【知识点】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⑴一次电池：常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等⑵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。①铅蓄电池放电：PbO2＋Pb＋2H2SO4＝2PbSO4↓＋2H2O负极（铅）：Pb＋SO42－－2e－＝PbSO4↓正极（氧化铅）：PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－＝PbSO4↓＋2H2O充电：2PbSO4＋2H2O＝PbO2＋Pb＋2H2SO4阴极：PbSO4＋2e－＝Pb+SO42－阳极：PbSO4＋2H2O－2e－＝PbO2＋4H＋＋SO42－两式可以写成一个可逆反应：PbO2＋Pb＋2H2SO4放电充电2PbSO4↓＋2H2O②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⑶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。【例1】氢氧燃料电池（铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性）5总反应：2H2+O2=2H2O①当电解质溶液呈酸性时：负极：2H2－4e－=4H＋正极：O2＋4H＋＋4e－＝4H2O②当电解质溶液呈碱性时：负极：2H2＋4OH－－4e－＝4H2O正极：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－【注意】①燃料做负极，助燃剂氧气为正极。②电极材料一般不参加化学反应。③溶液中不存在O2－：在酸性溶液中它与H＋结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH－。【例2】甲烷燃料电池（用金属铂片插入KOH溶液作电极）负极：CH4＋10OH－－8e－＝CO32－＋7H2O正极：4H2O＋2O2＋8e－＝8OH－电池总反应式为：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O【注意】①燃料电池的两极一般不参加反应，反应的是通到电极上的燃料和氧气。可燃性气体一定在电池的负极上失电子，发生氧化反应；氧气一定在正极上得到电子，发生还原反应。②负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物与溶液的酸碱性有关（如＋4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32－形式存在）。③遵循电荷守恒，得失电子守恒，元素守恒。④正负电极的电极反应式在得失电子守恒的条件下，相加后为电池反应总式。⑤燃料电池的优点：能量转换率高、废弃物少、运行噪音低4、废弃电池的处理：回收利用第三节电解池【知识点】一、电解原理1、电解池：把电能转化为化学能的装置2、电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程3、放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程4、电子流向：电源负极—（电解池）阴极—（离子定向运动）电解质溶液—（电解池）阳极—电源正极5、电极名称及反应：阳极：与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应阴极：与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应6、电解CuCl2溶液的电极反应：阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑阴极：Cu2＋＋2e－＝Cu总反应式：CuCl2＝Cu＋Cl2↑7、电解本质：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程【规律总结】电解反应离子方程式书写：⑴离子放电顺序：Ag＋Hg2＋Fe3＋Cu2＋H＋（指酸电离)Pb2＋Sn2＋Fe2＋Zn2＋Al3＋Mg2＋Na＋Ca2＋K＋⑵离子放电顺序：惰性电极：S2－I－Br－Cl－OH－NO3－SO42－(等含氧酸根离子)F－(SO32－/MnO4－OH－)活性电极：电极本身溶解放电6注意先要看电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极（Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，变成离子进入溶液；若为惰性材料，则根据阴阳离子的放电顺序，依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。⑶四类型电解池分类：①解水型：含氧酸，强碱，活泼金属含氧酸盐②解电解质型：无氧酸，不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）③氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐④氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐常见酸碱盐溶液的电解规律(惰性阳极)电解反应类型电解质类型规律例PH变化溶液复原法电解水含氧酸实质电解水→H2+O2电解稀H2SO4降低加H2O强碱溶液实质电解水→H2+O2电解NaOH溶液升高加H2O活泼金属含氧酸盐实质电解水→H2+O2电解Na2SO4溶液不变加H2O电解质分解无氧酸酸→H2+非金属2HCl＝H2＋Cl2升高加HCl不活泼金属无氧酸盐盐→金属+非金属CuCl2＝Cu＋Cl2----加CuCl2放氧生酸不活泼金属含氧酸盐盐+水→金属+O2+酸2CuSO4＋2H2O＝2Cu＋O2＋2H2SO4降低加CuO（CuCO3）放氢生碱活泼金属无氧酸盐盐+水→H2+非金属+碱2KCl＋2H2O＝H2＋Cl2＋2KOH升高加HCl