专题十二电化学精.doc

专题十二 电化学【考纲导向】1•理解原电池原理，初步了解化学电源，了解化学腐蚀与电化腐蚀及一般防腐蚀 方法2•理解电解原理；了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业反应原理考点聚焦】（一）原电池1原电池原理（1） 装置特点：将化学能转化为电能2） 形成条件：①两种不同的金属（或一种为能导电的非金属）；② 与电解质溶液接触；③ 形成闭合回路3） 原电池的正、负极的判断① 根据构成原电池的必要条件之一来确定：活泼金属作负极② 根据电子流向或电流方向确定：电子流出的一极（失去电子）或电流流 入的一极为负极③ 由氧化还原反应来确定：发生氧化反应（还原剂）的一极为负极（4）工作原理（以铜-锌原电池为例，电解质是稀 H2SO4）：稀硫酸-t史源[■还原反应2H++2e-==H2f内电路：在电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极外电路：电子从负极转移到正极(5) 电极反应的表示方法负失氧，正得还)2. 常见的化学电源(1) 干电池：普通锌锰干电池的简称负极：Zn — 2 e— Zn2+正极：2NH4+ + 2e-= 2NH3 + H2H2 + 2MnO? = Mn 2O3 + H?0正极产生的NH3又和ZnCI2作用：Zn2+ + 4NH3=[Zn NH3 洛2+干电池的总反应式：Zn + 2NH4CI + 2MnO2 = Zn NH32CI2 + Mn2O3 + H?O或 2Zn + 4NH4CI + 2MnO2 = [Zn NH3 2]CI2 + ZnCl2 + Mn2O3 + H?O(2) 铅蓄电池负极：Pb+ SO42- — 2e_二二 PbSO4 J正极：PbQ + 4H* + SO42 + 2e ==PbSO4 J+ 2H?O一 放电蓄电池放电和充电的总反应式：PbO2 + Pb+ 2H2SO4 定 2PbSQ J+ 2H2O(3) 银锌蓄电池负极：Zn + 20H -- 2e- = Zn OH 2正极：Ag2O+H2O+ 2L = 2Ag + 2OH-总反应式:放电Zn + Ag2O+ H2O ^充=Zn OH 2+ 2Ag(4) 溴一锌蓄电池负极：Zn-2e-= Zn2+正极：Br2 + 2e "= 2Br"电池总反应式为：Zn + B「2= ZnBQ(5) 燃料电池① 氢氧燃料电池：负极：2H2 + 2OH -- 2 2战0正极：O 2 + 2H2O + 4 e_= 4OH -电池总反应式为：2H2 +O 2= 2H2O② 甲烷燃料电池：负极：CH4 + 10OH--8e- = CO32- + 7H2O;正极：4H2O+ 2O2 + 8e_ = 8OH一。

电池总反应式为：CH4 + 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3H2O③ 铝一空气燃料电池：负极：AI— 3 e_= Al3+,正极：2H2O+ O2 + 4 J = 4OK电池总反应式为：4AI + 3O2+6H2O= 4AI OH 33. 金属的腐蚀和防护(1)化学腐蚀与电化腐蚀的比较化学腐蚀电化腐蚀金属跟接触到的物质直接反应不纯金属接触电解质溶液发生原电池反应无电流产生有微弱电流产生金属被氧化较活泼金属被氧化金属的化学腐蚀与电化腐蚀往往同时发生(2)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性正极反应2H++2e-==H2fO2+2H2O+4e-==4OH-负极反应Fe - 2e == Fe2+溶液反应Fe2++2OH-==Fe(OH)2 J4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3铁锈的生成：① 2Fe + 2H2O + O2 ==2Fe(OH)2② 4Fe(OH)2 + 02 + 2H2O == 4Fe(OH)3③ 2Fe(OH)3 == Fe2O3 + 3H2O(3)金属的防护⑴制成合金以改变金属内部结构，如不锈钢⑵在金属表面覆盖保护层，如电镀、喷油漆、表面钝化。

⑶电化学保护法一一牺牲阳极的阴极保护法和外加电流护法4）判断金属腐蚀快慢的规律不纯金属或合金，其活泼金属腐蚀的快慢与下列两种因素有关：① 与构成小原电池的材料有关，两极材料活动性差别越大，氧化还原反应 的速率越快，活泼金属腐蚀的就越快② 与金属接触的电解质溶液的相关离子浓度大小有关，有关离子浓度越大， 金属腐蚀越快一般而言：电解原理引起的腐蚀 ＞原电池原理引起的腐蚀 ＞化学腐蚀 ＞有防护 措施的腐蚀零距离突破】一、原电池原理1. 氧化反应和还原反应分别在两个电极上自发进行时，便能构成原电池反应F列氧化还原反应，在一定条件下不能构成原电池反应的是（ ）A. 2FeCI2+CI2===2FeCl3B. Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2AgC. HCI+NaOH==NaCI+H 2OD. 2H2+O2===2H2O2. 下列事实不能用电化学原理解释的是（ ）A .常温条件下，在空气中铝不容易被腐蚀B .镀锌铁片比镀锡铁片更耐腐蚀C.用锌与硫酸制氢气时，往硫酸中滴少量硫酸铜D .远洋海轮的尾部装上一定数量的锌板3. 如右图所示，烧杯内盛水，铁圈和银圈直接相连接， 在接头处用一根绝缘细线吊住使之平衡，小心地向烧杯 中央滴入CuSC4溶液，一段时间后可观察到的现象是（）A .两圈仍保持平衡B .铁圈向下倾斜C.银圈向下倾斜D .有气泡产生，两圈摇摆不定4. 将Zn片和Cu片用导线连接置于冋一稀硫酸溶液中， 下列各叙述中正确的是()A .正极附近，c(SO42-)逐渐增大B .负极附近，c(SO42-)逐渐增大C.正、负极附近，c(SO42-)基本不变D . Zn片、Cu片同时有气泡冒出时说明Zn片不纯5. 判断下列装置哪些能构成原电池，标出电极名称，写出电极反应。

铜锌硫酸铜潘液谍钉铜丝稀盐酸石墨锌块稀硫酸铜棒铝棒)B. A1+4OH _-3e_二AIO2- +2出0D. 2H2O+2e_ =2OH- +H2 f6. 把一小块镁、铝合金放入6mol • L-1的NaOH溶液中，可以形成微型原电池则该原电池负极上发生的电极反应为(A. Mg-2e_=Mg2+C. 40H_-4e_ =2出0+02匸、常见的化学电源1锌锰干电池，在放电时总反应的化学方程式可以表示为:Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3（s）+2NH3 f +H2OD . Zn2+和 NH3此种电池放电时，正极（碳棒）上发生反应的物质是（A . Zn B.碳 C. MnO2禾口 NH4+2. 锂电池是一代新型高能电池，它以质量轻、能量高而受到了普遍重视，目前已研制成功多种锂电池，某种锂电池的总反应为 Li + MnO2 == LiMnO2,下列说法正确的是（ ）A .Li是正极，电极反应为Li — e-==Li +B.Li是负极，电极反应为Li — e-==Li +C.Li是负极，电极反应为MnO2 + e-==MnO2D.Li是负极，电极反应为Li — 2e-二:=Li2+E. 该电池以水为电解质溶剂F. 该电池以惰性非水有机溶剂为电解质溶剂3. 实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极：Pb+ SO42- — 2L== PbS04 J正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2r== PbSO4 J + 2H2O今若制得Cl2 0.050mol,这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是（ ）A. 0.025molB. 0.050molC. 0.10molD. 0.20mol4. 宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电池反应为： 2H2 + O2 == 2H 2O，试写出电 解质溶液为盐酸时的电极反应式， 并指出各电极和介质溶液的 pH 的变化， 若电 解质溶液为 KOH 时又如何？5. 氢氧电池以氢气作还原剂， 氧气作氧化剂， 电极为多孔镍， 电解质溶液为 30% 的氢氧化钾溶液。

以下有数种说法：① 负极反应为：02+2哉0+4— 4OH-② 负极反应为：2H2+4OH- - 4e- — 4出0③ 电池工作时正极区 pH 升高，负极区 pH 下降；④ 电池工作时溶液中的阴离子移向正极正确的组合是（ ）A •①③④ B.②③ C.②④ D.①④（干燥）多孔电极a固体电解质多孔电极b6. 固体氧化物燃料电池是由美国西屋（Westinghouse公司研制开发的它以固体氧化锆一氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（02-）在其间通过该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极 a、b均不参与电极反应下列判断正确的是（ ）A. 有2放电的a极为电池的负极B. 有H2放电的b极为电池的正极C. a极对应的电极反应为：02 + 2出0 + 4e- == 40H-D. 该电池的总反应方程式为：2H2 + O2 == 2H2O7. 燃料电池是燃料（例如 CO、出、CH4等）跟氧气或空气起反应，将此反应 的化学能转变为电能的装置，电解质通常为KOH溶液则下列关于甲烷燃料电 池的说法不正确的是（ ）A .负极反应式为：CH4+IOOI — 8e_ =CO32-+7H2OB .正极反应式为：O2+2H2O+4e =4OHC.随着不断放电，电解质溶液碱性不变D .甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大& 1991年我国首创以铝-空气-海水电池作为能源的新型海水标志灯， 以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水中数 分钟，就会发出耀眼的白光，则电源负极材料为： ，正极材料为： 。

正、负极反应分别为： 、三、金属的腐蚀与防护1．下列叙述中正确的是（ ）① 锌跟稀硫酸制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率② 镀层破坏后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易腐蚀③ 钢铁表面常易锈蚀生成 Fe2O3 • XH2OA .都正确 B .①③ C.① D.②③2．以下现象与电化学腐蚀无关的是（ ）A. 黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿B. 生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈C. 铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈D. 银制奖牌久置后表面变暗3. X、Y、 Z、 M 代表四种金属，金属 X 和 Y 用导线连接放入稀硫酸中时， X 溶解，Z极上有氢气放出；若电解丫2+离子和Z2+离子共存的溶液时，丫先析出； 又知m2+离子的氧化性强于丫2+离子则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为（）A . X>Z>Y>M B. X>Y>Z>MC. M>Z>X>丫 D. X>Z>M>Y4．钢铁在锈蚀过程中，下列 5种变化可能发生的是（ ）①Fe由+2价转化为+3价，②02被还原，③产生 战，④Fe（OH） 3失水形成Fe2O3・H2⑤杂质碳被氧化除去A .。