专题07电化学

专题7：电化学班级_________姓名_________学号__________[专题目标]：1、复习、巩固电化学方面的有关知识和基本原理，掌握电化学一些相关规律；2、熟练运用电化学的有关理论知识解决生活实际中的相关问题[经典题型]题型一：原电池原理在燃料电池中的运用[例1]：有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是（）①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-②负极上CH4失去电子，电极反应式CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O③负极上是O2获得电子，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-④电池放电后，溶液PH不断升高A.①②B.①③C.①④D.③④[点拨]：本题是考查原电池原理在燃料电池中的具体应用，首先要判断出电池的正负极，其方法是确定在该电极上发生的是失电子还是得电子反应，若发生的是失电子反应是原电池的负极，反之是正极。CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2燃烧反应，即CH4→CO2严格讲生成的CO2还与KOH反应生成K2CO3，化合价升高，失去电子，是电池的负极，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，1molCH4参加反应有8mole-发生转移，O2在正极上发生反应，获得电子，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。虽然正极产生OH-，负极消耗OH-，但从总反应CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O可看出是消耗KOH，所以电池放电时溶液的PH值不断下降，故①②正确，③④错误。答案：A点评：燃料电池在特定条件下发生的反应就是在一般原电池反应的式子上，加上该条件的影响而得到的最后结果。[规律总结]：1、原电池电极名称的判断方法（1）根据电极材料的性质确定金属—金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极；金属—非金属电极，金属是负极，非金属是正极；金属—化合物电极，金属是负极，化合物是正极。（2）根据电极反应的本身确定失电子的反应—氧化反应—负极；得电子的反应—还原反应—正极2、原电池电极反应式书写关键（1）明确电池的负极反应物是电极本身还是其他物质、反应产物及化合价的变化；（2）确定电池的正极反应物是电解质溶液中的离子，还是其他物质（如溶有或通入的氧气）；（3）判断是否存在特定的条件（如介质中的微粒H+、OH-非放电物质参加反应），进而推断电解质溶液的酸碱性的变化；（4）总的反应式是否满足质量守衡、得失电子守衡、电荷守衡。[巩固]：航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为2H2+O2=2H2O，酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为2H2-4e-=H2，则其正极反应式为_______________。碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，则其负极反应可表示为______________________________。题型二：电解原理的运用[例2]：某一学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和NaCl溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示装置，则电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（）A.a为正极，b为负极；NaClO和NaClB.a为负极，b为正极；NaClO和NaClC.a为阳极，b为阴极；HClO和NaClD.a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl[点拨]：石墨作电极电解饱和NaCl溶液发生的反应是2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑伴随进行过程中可能发生的副发应为2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O，若使Cl2完全吸收制得有较强杀菌消毒能力的消毒液的主要成分是NaClO和NaCl，怎样才能使产生的Cl2与NaOH充分反应，只有发生器下端产生Cl2才能确保其被完全吸收，从中可推知电源a为负极，b为正极。答案：B[点评]：本题是原电池原理在新情境下的具体应用，要求用已有知识对实际问题进行分析处理，从而找出正确的结论。[规律总结]（归纳整理）1、阳极放电次序：非惰性电极S2-I-Br-Cl-OH-高价含氧酸根离子F-阴极放电次序一般为：Ag+Hg2+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+当然，微粒的浓度也会影响放电的顺序，如电镀锌时，溶液中C(Zn2+)C(H+),放电次序Zn2+H+。2、电解原理应用：⑴电解食盐水：电极反应式：_________________________________________⑵电镀：以铁件镀铜为例阳极材料：_________电极反应：___________阴极材料：__________电极反应：___________电镀液：___________⑶精炼铜：阳极材料__________阴极材料__________电解质溶液___________3、惰性电极电解溶液时各种情况简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分解电解质型放出H2生成碱型放出O2生成酸型题型三：电池判断电源ab电解[例3]：按下图装置进行实验，并回答下列问题⑴判断装置的名称：A池为___________B池为______________⑵锌极为__________极，电极反应式为_________________________铜极为__________极，电极反应式为_________________________石墨棒C1为______极，电极反应式为________________________石墨棒C2附近发生的实验现象为_______________________________⑶当C2极析出224mL气体（标准状态时，锌的质量变化（增加或减少）_________g.CuSO4溶液的质量变化了（增加或减少了）_________g[点拨]：A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中构成原电池，B池中两个电极均为石墨电极，在以A为电源的情况下构成电解池，即A原电池带动B电解池，A池中Zn负极，Cu为正极，B池中C1为阳极，C2为阴极、析出H2，周围OH-富集，酚酞变红，且molmolLLHn01.0/4.22224.0)(2故电路上转移电子的物质的量为0.01mol×2=0.02mol，根据得失电子守恒锌极有0.01molZn溶解，即Zn极重量减少0.01mol×65g/mol=0.65g铜极上有0.01molCu析出，即CuSO4溶液增加了0.01mol×(65g/mol-64g/mol)=0.01g答案：⑴A为原电池B为电解池⑵Zn为负极Zn-2e-=Zn2+Cu为正极Cu2++2e-=CuC1为正极2Cl—2e-=Cl2↑C2极发生的现象为：有无色气体产生，附近溶液出现红色⑶Zn质量减少0.65g，CuSO4溶液增加0.01g.[规律总结]1、原电池、电解池、电镀池判定（1）若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条件判定；（2）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同则为电镀池；（3）若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能发生自发氧化还原反应的装置为原电池。2、可充电电池的判断放电时相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当于电解池，放电时的正极变为电解池的阳极，与外电源正极相连，负极变为阴极，与外电源负极相连。3、电解有关计算方法：（1）串联电路中各电极得失电子数相等,即电路中通过的电量（电子总数）相等求解。通常存在下列物质的量关系ZnC2CuC1ABCuSO4溶液KCl酚酞溶液H2~Cl2~21O2~Cu~2Ag~2H+~2OH-（2）根据电极反应式或电解方程式列比例求解[巩固]：用Pt作电极，电解串联电路中分装在甲、乙两个烧杯中的200mLLmol/3.0NaCl溶液和mL300Lmol/2.0的3AgNO溶液，当产生L56.0（标准状况）2Cl时停止电解，取出电极，将两杯溶液混合，混合液的pH为（设混合后总体积为500mL）()A.1.4B.5.6C.7D.12.6第一部分专题7电化学班级____________姓名_____________学号_____________得分___________一、选择题：1、在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是（）A.原电池正极和电解池阳极所发生的反应B.原电池正极和电解池阴极所发生的反应C.原电池负极和电解池阳极所发生的反应D.原电池负极和电解池阴极所发生的反应2、下列关于实验现象的描述不正确的是（）A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B.用锌片做阳极，铁片做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌C.把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快3、用两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的PH从6.0变为3.0时（设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略），电极上析出银的质量大约是（）A.27mgB.54mgC.108mgD.216mg4、钢铁发生电化学腐蚀时，负极发生的反应是（）A.2H++2e-→H2B.2H2O+O2+4e-→4OH-C.Fe－2e-→Fe2+D.4OH-－4e-→2H2O+O25、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是21H2+NiO(OH)Ni(OH)2。根据此反应式判断，下列叙述中正确的是（）A.电池放电时，电池负极周围溶液的PH不断增大B.电池放电时，镍元素被氧化C.电池充电时，氢元素被还原D.电池放电时，H2是负极6、用惰性电极电解M（NO3）x的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生bL氧气（标准状况），从而可知M的相对原子质量是（）A.bax4.22B.bax2.11C.bax6.5D.bax5.27、下列关于铜电极的叙述正确的是（）A.铜锌原电池中铜是正极B.用电解法精炼粗铜作阴极C.在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D.电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极8、将质量分数为0.052(5.2%)的NaOH溶液1L（密度为1.06g·cm-3）用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010(1.0%)时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是（）NaOH的质量分数阳极析出物的质量/g阴极析出物的质量/gA0.062(6.2%)19152B0.062(6.2%)15219放电充电C0.042(4.2%)1.29.4D0.042(4.2%)9.41.29、将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为（）A.1：2：3B.3：2：1C.6：3：1D.6：3：210、下列叙述正确的是（）①锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率。②镀层破损后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易腐蚀。③电镀时应把镀件置于电解槽的阴极。④冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中成为熔融体后电解。⑤钢铁表面常易腐蚀生成Fe2O3·nH2OA.①②③④⑤B.①③④⑤C.①③⑤D.②④二、填空题11、如图是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图，其中A、B是两块纯铜片，插在CuSO4稀溶液中，铜片与引出导线相连，引出端分别为X、Y。⑴当以I=0.21A的电流电解60min后，测得铜片A的质量增加了0.25g，则图装置中的X端应与直流电的_______极相连，它是电解池的__________极。⑵电解后铜片B的质量____________。（答“增加”“减少”或“不变”）⑶列式计算实验测得的阿伏加德罗常数NA。（已知电子电量e=1.60×10-19C）12、铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和P