专题八电化学【学法导航】1. 某碱性蓄电池在充电和放电时发生的反应为:Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列说法中正确的是:A.放电时,负极上发生反应的物质是Fe.B.放电时,正极反应是:NiO2+2e-+2H+=Ni(OH)2C.充电时,阴极反应是:Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2OD.充电时,阳极附近pH值减小.【答案】AD【方法要领】根据原电池在放电时,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,再根据元素化合价变化,可判断该电池负极发生反应的物质为Fe,正极为NiO2,此电池为碱性电池,在书写电极反OH=Fe(OH)2,应和总电池反应方程式时不能出现H+,故放电时的电极反应是:负极:Fe-2e-+2-OH。
原电池充电时,发生电解反应,此时阴极反应为原电池正极:NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2-负极反应的逆反应,阳极反应为原电池正极反应的逆反应,由此可判断正确选项应为A、D。
2. 下列说法正确的是()A.钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀,所以合金都不耐腐蚀B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因,故不能用来减缓金属的腐蚀C.钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同,引起的正极反应不同D.无论哪种类型的腐蚀,其实质都是金属被氧化【答案】CD【方法要领】金属的腐蚀就是金属失电子而被氧化的过程,因此D是正确的。
依据电化学腐蚀中析氢腐蚀和吸氧腐蚀的原理可知,C也是正确的。
原电池反应既可以加快金属的腐蚀,也可用以防止金属的腐蚀。
例如不锈钢,镀锌铁等中的Fe均不易腐蚀,所以A、B是不正确的3. 金属防护的方法不正确的是()A.对健身器材涂油漆以防止生锈B.对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈C.用牺牲锌块的方法来保护船身D.自行车的钢圈上镀上一层铬防锈【答案】B【方法要领】机械转动部位应涂油脂防锈,油脂既防水又能防止气体对金属的腐蚀,还能使转动部位灵活4.(09安徽卷12)Cu 2O 是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取.Cu 2O 的电解池示 意图如下,点解总反应:2Cu+H 2O==Cu 2O+H 2O ↑。
下列说法正确的是A.石墨电极上产生氢气B.铜电极发生还原反应C.铜电极接直流电源的负极D.当有0.1mol 电子转移时,有0.1molCu 2O 生成。
【答案】A【方法要领】由电解总反应可知,Cu 参加了反应,所以Cu 作电解池的阳极,发生氧化反应,B 选项错误;石墨作阴极,阴极上是溶液中的H +反应,电极反应为:2H ++2e -=H 2↑,A 选项正确;阳极与电源的正极相连,C 选项错误;阳极反应为2Cu +2-OH -2e -=Cu 2O +H 2O ,当有0.1mol 电子转移时,有0.05molCu 2O 生成,D 选项错误5.(09江苏卷12)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。
关于该电池的叙述正确的是 ( )A .该电池能够在高温下工作B .电池的负极反应为:-+612622C H O +6H O-24e =6CO +24H ↑C .放电过程中,+H 从正极区向负极区迁移D .在电池反应中,每消耗1mol 氧气,理论上能生成标准状况下2CO 气体22.46L 【答案】B【方法要领】A 项,高温条件下微生物会变性,所以A 错;B 项,负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳,所以B 对;C 项,原电池内部阳离子应向正极移动,所以C 错;D 项,消耗1mol 氧气生成1mol 二氧化碳,标准状况下体积是22.4L ,D 错6. 镍氢电池是近年来开发出来的可充电电池,它可以取代会产生镉污染的镍镉电池。
镍氢电池的总反应式是:21H 2+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,氢气是负极【答案】CD 。
【方法要领】本题考查在题目创设的新情景中运用所学电化学知识,解决具体问题的能力。
首先是区别出充电运用的是电解原理,放电则是运用了原电池原理。
抓住电解池、原电池各极发生氧化还原反应的特点,结合题给的信息进行分析判断:A :原电池负极反应式为:21H 2+OH -+e -−→−Ni(OH)2,pH 下降。
故A 不正确。
B :原电池,NiO(OH)→Ni(OH)2,镍被还原。
故B 也不正确。
同理可判断得:正确答案为CD7.(2009届福建省泉州市俊来中学高三年级月考化学)关于电解NaCl 溶液,下列叙述正确的是 ( )A .电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠B .若在阳极附近溶液中滴入KI 溶液,溶液呈棕色C .若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈无色D .电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性【答案】B方法要领A 项中在阴极得到氢气;C 项中在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈红色;D 项中因为反应生成了NaOH ,所以溶液呈碱性8.(2009届福建省泉州市俊来中学高三年级月考化学)下列叙述正确的是 ( )A .在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应B .用惰性电极电解Na 2SO 4溶液,阴阳两极产物的物质的量之比为1:2C .用惰性电极电解饱和NaCl 溶液,若有1 mol 电子转移,则生成1 molNaOHD .镀层破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀【答案】 C【方法要领】在原电池的负极和电解池的阳极都发生氧化反应,所以A错;电解Na2SO4实质是电解水,在阴极产生H2,在阳极产生O2,二者体积比为2:1,所以B错;根据电解NaCl的方程式:2NaCl+2H2O电解2NaOH+Cl2↑+H2↑可知,每转移1mol电子,生成1molNaOH,故C对;镀层破损后,镀锌铁板更耐腐蚀,因为锌做负极,铁做正极被保护,所以D说法错误9. 甲、乙两个容器中,分别加入0.1mol/LNaCl溶液与0.1mol/LAgNO3溶液后,以Pt为电极进行电解时,在A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为:_____________【答案】2:2:4:1【方法要领】此装置相当于两个电解槽串联到一起,在整个电路中电子转移总数相等.首先判断各极是阳极还是阴极,即电极名称,再分析各极发生的反应.A极(阴极)反应:2H++2e-=H2↑,B极(阳极)反应:2Cl--2e-=Cl2↑;C极(阴极)反应:Ag++ e- =Ag;D极(阳极)反OH-4e-=2H2O+O2↑,根据电子守恒法可知,若整个电路中有4mol电子转移,生成H2、Cl2、应:4Ag、O2的物质的量分别为:2mol、2mol、4mol、1mol因此各电极上生成物的物质的量之比为:2:2:4:110.(2009届福建省泉州市俊来中学高三年级月考)食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料(1)粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子,实验室提纯NaCl 的流程如下:提供的试剂:饱和Na2CO3溶液饱和K2CO3溶液NaOH溶液BaCl2溶液Ba(NO3)2溶液75%乙醇四氯化碳①欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-离子,选出a所代表的试剂,按滴加顺序依次为(只填化学式)。
②洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl,选用的试剂为。
(2)用提纯的NaCl配制500mL4.00 mol·L-1NaCl溶液,所用仪器除药匙、玻璃棒外还有(填仪器名称)。
(3)电解饱和食盐水的装置如图所示,若收集的H2为2L,则同样条件下收集的Cl2(填“>”、“=”或“<”=2L,原因是。
装置改进后,可用于制备NaOH溶液,若测定溶液中NaOH的浓度,常用的方法为。
(4)实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应:Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑;MnO2+4HCl(浓)△MnCl2+Cl2↑+2H2O据此,从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置(填代号)和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置(填代号)。
可选用制备气体的装置:【答案】⑴①BaCl2、NaOH、Na2CO3;②75%乙醇;⑵天平、烧杯、500mL容量瓶、胶头滴管;⑶<;电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应;出酸碱中和滴定;⑷e ;d【方法要领】(1)①用NaOH溶液与Mg2+、Fe3+反应生成Mg(OH)2、Fe(OH)3而除去Mg2+、Fe3+;用BaCl2溶液与SO42-反应生成BaSO4而除去SO42-,最后用饱和Na2CO3溶液除去Ca2+及后加入的Ba2+,NaOH溶液和BaCl2溶液的加入顺序可以颠倒,但Na2CO3溶液一定最后加入。
②用75%乙醇洗涤NaCl晶体表面附带的少量KCl,是因为KCl能溶于75%乙醇之中,而四氯化碳属于有机溶剂,KCl难溶于四氯化碳之中,故选用试剂为75%乙醇。
(2)根据一定物质的量浓度溶液配制实验的步骤,不难得出答案。
除了题中所提供的仪器外,还需要托盘天平、烧杯、500mL容量瓶、胶头滴管(3)由电解方程式:2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑及电路中的电量守恒可知,V(H2)=V(Cl2)=2L,但是由于生成的氯气易与电解生成的NaOH发生反应,故V(Cl2)<2L。
(4)选择制备并收集H2的装置,要从实验室制备氢气的原理及氢气的物理性质入手。
实验室制取氢气,因制取氢气不需要加热,采用制取氢气的简易装置,即e、f的左边装置;收集氢气,因氢气的密度小于空气而难溶于水,故采用排水法收集,即e右边装置;制备并收集干燥、纯净Cl2的装置,要考虑到实验室制取氯气须加热,且装置中须增加干燥装置,除杂装置,收集装置及尾气的吸收装置,故答案选d。
【典例精析】一、原电池的工作原理例1.(09广东理科基础34)下列有关电池的说法不正确的是A.手机上用的锂离子电池属于二次电池B.铜锌原电池工作时,电子沿外电路从铜电极流向锌电极C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D.锌锰干电池中,锌电极是负极【解析】锂离子电池可以充用,再次使用,属于二次电池,A项正确;铜锌原电池中铜为正极,故电流为铜流向锌,而电子是由锌流向铜,B项错;电池的实质即是化学能转化成电能,C项正确;Zn失去电子生成Zn2+,故作为负极,D项正确【答案】B例2.下列叙述中正确的是A.构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属。
B.由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极。
C.马口铁(镀锡铁)破损时与电解质溶液接触锡先被腐蚀。
D.铜锌原电池工作时,若有13克锌被溶解,电路中就有0.4mol电子通过。