专题十电化学专题【考点分析】考纲要求正确区别原电池、电解池、电镀池的不同,掌握原电池、电解规律的应用及有关计算的方法技巧【重难点解析】一、原电池正负极的确定及电极反应式的写法1.确定正负极应遵循:(1)一般是较活泼的金属充当负极,较不活泼的金属或非金属或金属氧化物作正极。
说明:正负极的确定还与所用的电解质溶液有关,如Mg—Al —HCl溶液构成的原电池中, Mg为负极,Al为正极; 若改用溶液即Mg—Al —NaOH溶液构成的原电池中,则Mg为正极,Al为负极。
(2)根据电子流向或电流方向确定:电子流出的一极或电流流入的一极为负极;(3)根据内电路中自由离子的移动方向确定:在内电路中阴离子移向的电极为负极,阳离子移向的电极为正极。
(4)根据原电池反应式确定: 失电子发生氧化反应(还原剂中元素化合价升高)的一极为负极。
此外还可以借助氧化反应过程发生的一些特殊现象(如电极溶解、减重,电极周边溶液或指示剂的变化等)来判断。
2.书写电极反应式应注意:第一、活性电极:负极失去电子发生氧化反应;正极上,①电解质溶液中的阳离子与活性电极直接反应时,阳离子(或氧化性强的离子)得到电子;②电解质溶液中的阳离子与活性电极不反应时,溶解在溶液中的O2得电子,发生还原反应。
第二、两个电极得失电子总数守恒。
第三、注意电极产物是否与电解质溶液反应,若反应,一般要将电极反应和电极产物与电解质溶液发生的反应合并写。
二、电解池阴、阳极的判断根据电极与电源两极相连的顺序判断阴极:与直流电源的负极相连接的电解池中的电极。
其反应时, 溶液中氧化能力强的阳离子首先在阴极上得到电子, 发生还原反应。
阳极:与直流电源的正极直接连接的电极。
①若是惰性电极(Pt、Au、C、Ti),在该极上,溶液中还原性强的阴离子首先失去电子被氧化;②若是活性电极,电极材料参与反应,自身失去电子被氧化而溶入溶液中。
三、电解时电极产物的判断1.阳极产物判断首先看电极,如果是活性电极(金属活动顺序表Ag以前),则电极材料失电子,电极被溶解,溶液中的阴离子不能失电子。
如果是惰性电极(Pt、Au、石墨),则要再看溶液中的离子的失电子能力,此时根据阴离子放电顺序判断。
阴离子放电顺序:S2—>I—>Br—>Cl—>OH—>含氧酸根>F—2.阴极产物的判断直接根据阳离子得电子能力进行判断,阳离子放电顺序:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+3.电镀条件,由于阳极不断溶解,电镀液中阳离子保持较高的浓度,故在此条件下Zn2+先于H+放电。
五、用惰性电极电解电解质溶液时的总结六、书写燃料电池电极反应式必须遵循的原则:(1)电池的负极一定是可燃性气体(如H2、CO、CH4)在失电子时,发生氧化反应,电池的正极一定是助燃性气体(如O2),在得电子时,发生还原反应。
(2)电极材料一般不发生化学反应,只起传导电子的作用。
(3)电极反应式作为一种特殊的电子反应方程式,也必须遵循原子守恒、电荷守恒的规律。
(4)写电极反应式时,一定要注意电解质是什么,其中的离子要和电极反应式中出现的离子相对应。
例如:宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池,电解质溶液是KOH,其中H2为负极,O2为正极,电极反应式为:正极O2+2H2O+4e—=4OH—还原反应负极2H2+4OH——4e—=4H2O 氧化反应电解质溶液中的OH—和电极反应式中OH—相对应,符合原子守恒,电荷守恒。
七、金属的腐蚀和防护金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。
⑶金属防护的几种重要方法改变金属内部的组成结构,将金属制成合金,增强抗腐蚀能力。
②在金属表面覆盖保护保护层,使金属和周围物质隔离开来。
③电化学保护法:利用电化学反应使金属钝化而受到保护,或者利用原电池反应将需要保护的金属作为电池的正极而受到保护。
(4)金属腐蚀速率大小电解池阳极>原电池负极>化学腐蚀>原电池正极>电解池阴极八、原电池、电解池、电镀池和精炼池的判断方法1.单池判断:Ⅰ原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源;有外加电源的装置一定是电解池,无外加电源的装置一定是原电池。
Ⅱ电解池、电镀池和精炼池的区分关键看阳极材料和电解质溶液。
2.多池组合判断:①无外电源:一池为原电池,其余为电解池;②有外电源:全部为电解池或电镀池、精炼池【说明】:多池组合时, 一般是含有活泼金属的池为原电池,其余都是在原电池带动下工作的电解池;若最活泼的电极相同时,则两极间活泼性差别较大的是原电池,其余为电解池。
九、电解后pH变化判断先分析原溶液的酸碱性,再看电极产物:①如果只产生H2而没有O2,则pH变大;②如果只产生O2而无H2,则pH变小;③如果既产生O2又有H2,若原溶液呈酸性,则pH 减小;若原溶液呈碱性,则pH增大;若原溶液呈中性,pH不变;④如果既无O2产生也无H2产生,则溶液的pH均趋于7。
十、电化学计算题解题时要注意电极反应式的正确书写,可根据电解方程式或电极反应式列式求解;还可利用各电极,线路中转移的电子数守恒列等式求解;或者由电解方程式及电极反应式找出关系式,最后根据关系式列式计算。
常见微粒间的计量关系式为:4e?~4H+~4OH?~4Cl?~4Ag+~2Cu2+~2H2~O2~2Cl2~4Ag~2Cu~2H2O。
电化学专题测试题单选题(2分×24=48分)1.一定条件下,电解较稀浓度的硫酸,H2O2仅为还原产物,该原理可用于制取双氧水,其电解的化学方程式为:3H2O+3O2O3+3H2O2。
下列有关说法正确的是()A.电解池的阳极生成双氧水,阴极生成臭氧B.电解池中硫酸溶液的pH保持不变C.产生臭氧的电极反应式为3H2O-6e-=O3+6H+D.产生双氧水的电极反应式为2H2O-2e-=H2O2+2H+2.将经过酸洗除锈的铁钉,用饱和食盐水浸泡后放入如图所示装置中,下列叙述正确的是:()A.过一段时间,Ⅱ试管中的导管内水柱上升B.Ⅰ试管中铁钉由于发生电解反应而被腐蚀C.铁钉在该装置中被腐蚀的情况随时间的延长而加快D.Ⅰ试管中铁钉发生反应的一个电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑3.下图中能验证用惰性电极电解NaCl溶液(含酚酞)的电解产物的装置的是(表示直流电源,I表示电流强度,e-表示电子)()4.如下图所示两个装置,溶液体积均为200 mL,开始电解质溶液的浓度均为0.1 mol·L-1,工作一段时间后,测得导线上通过0.02 mol电子,若不考虑盐水解和溶液体积的变化,则下列叙述正确的是()A.产生气体的体积:①>②B.电极上析出固体的质量:①>②C.溶液的pH变化:①增大,②减小D.装置②的电极反应式为:阳极:4OH—-4e-=2H2O+O2↑阴极:2H++2e-=H2↑5.下列图示中关于铜电极的连接错误的是()铜锌原电池电解精炼铜镀件上镀铜电解氯化铜溶液6.右图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。
下列说法不正确的是()A.从E口逸出的气体是H2B.从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性C.标准状况下每生成22.4 LCl2,便产生2 mol NaOHD.电解一段时间后加适量盐酸可以恢复到电解前的浓度7.有关如右图所示原电池的叙述,正确的是(盐桥中装有含琼胶KCl饱和溶液)()A.反应中,盐桥中的K+会移向CuSO4溶液B.取出盐桥后,电流计依然发生偏转C.铜片上有气泡逸出D.反应前后铜片质量不改变8.把金属A放入盐B(NO3)2的溶液中,发生如下反应:A+B2+=A2++B,以下叙述正确的是()A.常温下金属A一定能与水反应,B一定不能与水反应B.A与B用导线连接后放入酒精中,一定形成原电池C.A与B用导线连接后放入B(NO3)2的溶液中,一定有电流产生D.由A与B形成的原电池,A一定是正极,B一定是负极9.Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如下,电解总反应为2Cu+H2O Cu2O+H2 。
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0.1molCu2O生成10.下列关于电解精炼铜的叙述中不正确的是()A.粗铜板体作阳极B.电解时,阳极发生氧化反应,而阴极发生的反应为Cu2++2e-=CuC.粗铜中所含Na、Fe、Zn等杂质,电解后以单质形式沉积槽底,形成阳极泥D.电解铜的纯度可达99.95%~99.98%11.电解100mL含c(H+)=0.30mol/L的下列溶液。
当电路中通过0.04mol电子时,理论上析出金属质量最大的是()A.0.10mol/L Ag+ B.0.20mol/L Zn2+ C.0.20mol/L Cu2+ D.0.20mol/L Pb2+12.生物燃料电池(BFC)是以有机物为燃料,直接或间接利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池,其能量转化效率高,是一种真正意义上的绿色电池,其工作原理如图所示。
已知C1极的电极反应式为:C2H5OH+3H2O-12e-===2CO2+12H+。
下列有关说法不正确的是()A.C1极为电池负极,C2极为电池正极B.C2极的电极反应式为O2+4H+ +4e-===2H2OC.该生物燃料电池的总反应为:C2H5OH+3O2===2CO2+3H2OD.电子由C2极经外电路导线流向C1极13.铅蓄电池是典型的可充电池,在现代生活中有着广泛的应用,其充电、放电按下式进行:Pb + PbO2 + 2H2SO42PbSO4 + 2H2O,有关该电池的说法正确的是()A.放电时,蓄电池内电路中H+向负极移动B.放电时,每通过1mol电子,蓄电池就要消耗2molH2SO4C.充电时,阳极反应:PbSO4 +2e-=Pb+SO42-D.充电时,铅蓄电池的负极与外接电源的负极相连14.下列说法正确的是()A.1 L 1 mol/L FeCl3溶液中含有Fe3+的数目为阿伏加德罗常数的值B.与Al反应生成H2的无色溶液中,一定可以大量存在Na+、NO3―、Cl―、NH4+C.用铂电极电解CuSO4溶液片刻,停止通电,若加入一定质量Cu(OH)2可得初始溶液D.1 mol CH4在反应①与②中,转移的电子数相同①CH4+4NO2=4NO+CO2+2H2O②CH4+4NO=2N2+CO2+2H2O15.图中,Z为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸,水槽中盛有足量CuSO4溶液,X、Y为石墨电极。