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1专题复习:原电池电解池考点一一座“盐桥”连接“两池”形成回路题组一明确原理,设计装置1.[2013·广东理综,33(2)(3)](2)能量之间可相互转化:电解食盐水制备Cl2是将电能转化为化学能,而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池,探究其能量转化效率。限选材料:ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4(aq);铜片,铁片,锌片和导线。①完成原电池甲的装置示意图(见上图),并作相应标注,要求:在同一烧杯中,电极与溶液含相同的金属元素。②以铜片为电极之一,CuSO4(aq)为电解质溶液,只在一个烧杯中组装原电池乙,工作一段时间后,可观察到负极__________。③甲乙两种原电池可更有效地将化学能转化为电能的是________,其原因是_________________________。(3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理,为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀,在(2)的材料中应选________作阳极。题组二“盐桥”的作用与化学平衡的移动2.控制适合的条件,将反应2Fe3++2I-2Fe2++I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原C.电流表读数为零时,反应达到化学平衡状态D.电流表读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中的石墨电极为负极3.下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsO3-4+2I-+2H+AsO3-3+I2+H2O”设计成的原电池装置,其中C1、C2均为碳棒。甲组向图Ⅰ烧杯中逐滴加入适量浓盐酸;乙组向图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40%NaOH溶液。下列叙述中正确的是()A.甲组操作时,电流表(A)指针发生偏转B.甲组操作时,溶液颜色变浅C.乙组操作时,C2作正极D.乙组操作时,C1上发生的电极反应为I2+2e-===2I-考点二几种重要的化学电池1.判断电极(1)“放电”时正、负极的判断①负极:元素化合价升高或发生氧化反应的物质;②正极:元素化合价降低或发生还原反应的物质。(2)“充电”时阴、阳极的判断①阴极:“放电”时的负极在“充电”时为阴极;②阳极:“放电”时的正极在“充电”时为阳极。2.微粒流向2(1)电子流向①电解池:电源负极→阴极,阳极→电源正极;②原电池:负极→正极。提示:无论是电解池还是原电池电子均不能流经电解质溶液。(2)离子流向①电解池:阳离子移向阴极,阴离子移向阳极;②原电池:阳离子移向正极,阴离子移向负极。3.书写电极反应式(1)“放电”时电极反应式的书写①依据条件,指出参与负极和正极反应的物质,根据化合价的变化,判断转移电子的数目;②根据守恒书写负极(或正极)反应式,特别应注意电极产物是否与电解质溶液共存。(2)“充电”时电极反应式的书写充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反,充电的阳极反应为放电时正极反应的逆过程,充电的阴极反应为放电时负极反应的逆过程。题组一“一池多变”的燃料电池1.(2012·四川理综,11)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为CH3CH2OH-4e-+H2O===CH3COOH+4H+。下列有关说法正确的是()A.检测时,电解质溶液中的H+向负极移动B.若有0.4mol电子转移,则在标准状况下消耗4.48L氧气C.电池反应的化学方程式为CH3CH2OH+O2===CH3COOH+H2OD.正极上发生的反应为O2+4e-+2H2O===4OH-2.将两个铂电极放置在KOH溶液中,然后分别向两极通入CH4和O2,即可产生电流。下列叙述正确的是()①通入CH4的电极为正极②正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-③通入CH4的电极反应式为CH4+2O2+4e-===CO2+2H2O④负极的电极反应式为CH4+10OH--8e-===CO2-3+7H2O⑤放电时溶液中的阳离子向负极移动⑥放电时溶液中的阴离子向负极移动A.①③⑤B.②④⑥C.④⑤⑥D.①②③题组二“久考不衰”的可逆电池3.(2014·天津理综,6)已知:锂离子电池的总反应为LixC+Li1-xCoO2放电充电C+LiCoO2锂硫电池的总反应为2Li+S放电充电Li2S有关上述两种电池说法正确的是()A.锂离子电池放电时,Li+向负极迁移B.锂硫电池充电时,锂电极发生还原反应C.理论上两种电池的比能量相同D.下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电4.(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-2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-3B.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题组三“全新应用”的高科技电池5.气体的自动化检测中常常应用原电池原理的传感器。下图为电池的工作示意图:气体扩散进入传感器,在敏感电极上发生反应,传感器就会接收到电信号。下表列出了待测气体及敏感电极上部分反应产物。则下列说法中正确的是()A.上述气体检测时,敏感电极均作原电池正极B.检测Cl2气体时,敏感电极的电极反应为Cl2+2e-===2Cl-C.检测H2S气体时,对电极充入空气,对电极上电极反应式为O2+2H2O+4e-===4OH-D.检测H2S和CO体积分数相同的两份空气样本时,传感器上产生的电流大小相同6.(2014·大纲全国卷,9)下图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MH—Ni电池)。下列有关说法不正确的是()A.放电时正极反应为NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-B.电池的电解液可为KOH溶液C.充电时负极反应为MH+OH--e-=H2O+MD.MH是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高考点三电解池的“不寻常”应用“六点”突破电解池1.分清阴、阳极,与电源正极相连的为阳极,与电源负极相连的为阴极,两极的反应为“阳氧阴还”。2.剖析离子移向,阳离子移向阴极,阴离子移向阳极。3.注意放电顺序。4.书写电极反应式,注意得失电子守恒。5.正确判断产物。(1)阳极产物的判断首先看电极,如果是活性电极作阳极,则电极材料失电子,电极溶解(注意:铁作阳极溶解生成Fe2+,而不是Fe3+);如果是惰性电极,则需看溶液中阴离子的失电子能力,阴离子放电顺序为S2-I-Br-Cl-OH-(水)。(2)阴极产物的判断根据阳离子的放电顺序进行判断:Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Fe2+Zn2+H+(水)6.恢复原态措施。电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物,但也有特殊情况,如用惰性电极电解CuSO4溶液,Cu2+完全放电之前,可加入CuO或CuCO3复原,而Cu2+完全放电之后,应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。题组一电解原理在“治理环境”中的不寻常应用1.工业上电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法不正确的是()待测气体敏感电极部分产物NO2NOCl2HClCOCO2H2SH2SO44已知:①Ni2+在弱酸性溶液中发生水解②氧化性:Ni2+(高浓度)>H+>Ni2+(低浓度)A.碳棒上发生的电极反应:4OH--4e-===O2↑+2H2OB.电解过程中,B中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减少C.为了提高Ni的产率,电解过程中需要控制废水pHD.若将图中阳离子膜去掉,将A、B两室合并,则电解反应总方程式发生改变2.用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如下图所示(电极材料为石墨)。(1)图中a极要连接电源的(填“正”或“负”)________极,C口流出的物质是________。(2)SO2-3放电的电极反应式为____________。(3)电解过程中阴极区碱性明显增强,用平衡移动原理解释原因________。题组二电解原理在“制备物质”中的不寻常应用3.(1)[2014·新课标全国卷Ⅰ,27(4)]H3PO2也可用电渗析法制备。“四室电渗析法”工作原理如图1所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):图1图2①写出阳极的电极反应式__________________________________________________。②分析产品室可得到H3PO2的原因_____________________________________________________________。③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2:将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替。并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室。其缺点是产品中混有____________杂质。该杂质产生的原因是____________________________。(2)[2014·北京理综,26(4)]电解NO制备NH4NO3,其工作原理如图2所示,为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A,A是________,说明理由:___________________________________________________________________。4.根据2CrO2-4+2H+Cr2O2-7+H2O设计图示装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7,图中右侧电极连接电源的______极,其电极反应式为________________5考点四金属腐蚀与防护的“两种比较”、“两种方法”1.两种比较(1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较类型析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性正极反应2H++2e-===H2↑O2+2H2O+4e-===4OH-负极反应Fe-2e-===Fe2+其他反应Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈(2)腐蚀快慢的比较①一般来说可用下列原则判断:电解池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;②对同一金属来说,腐蚀的快慢:强电解质溶液中弱电解质溶液中非电解质溶液中;③活泼性不同的两种金属,活泼性差别越大,腐蚀越快;④对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,金属腐蚀的速率越快。2.两种保护方法(1)加防护层如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料;采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属或生成一层致密的薄膜。(2)电化学防护①牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理:正极为被保护的金属,负极为比被保护的金属活泼的金属;②外加电流的阴极保护法——电解原理:阴极为被保护的金属,阳极为惰性电极。题组一两种腐蚀的比较1.利用下图装置进行实验,开始时,a、b两处液面相平,密封好,放置一段时间。下列说法不正确的是()A.a管发生吸氧腐蚀,b管发生析氢腐蚀B.一段时间后,a管液面高于b管液面C.a处溶液的pH增大,b处溶液的pH减小D.a、b两处具有相同的电极反应式:Fe-2e-===Fe2+2.铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中,形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀,示意图如下。下列说法不正确的是()A.因铁的金属性比铜强,所以铁铆钉被氧化而腐蚀B.若水膜中溶解了SO2,则铁铆钉腐蚀的速率变小C.铜极上的反应是2H++2e-===H2↑,O2+4e-+4H+===2H2OD.在金属表面涂一层油脂,能防止铁铆钉被腐蚀6考点五利用“电子守恒”思想突破电化学的计算电化学计算的基本方法和技巧:原电池和电
本文标题:专题1专题复习原电池电解池
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