電化學知識
❶ 關於高中電化學部分的知識
差不多, 這些都要自己理解,知道是怎麼放電的,理解過程,以及生成物,還要注意對比,這樣理解了自然而然的就能背住了。這些都是比較重要的,我高考就有遇到過這類的題,有5到10分
❷ 求助電化學的一些知識
電化學是中學化學的重要組成部分,也是高考化學的熱點。其高考知識點包括電極反應的書寫、電極產物的判斷、電解前後溶液的pH變化、電解質溶液的恢復、根據電極產物的量的大小推斷物質的相對原子質量、有關電化學的綜合實驗題等。
一、原電池和電解池的區別
凡是能自發進行氧化還原反應的就是原電池,不能自發進行氧化還原反應的就是電解池。多池連接時,有外接電源的是電解池;無外接電源,含有最活潑金屬的就是原電池。原電池的電極名稱分別稱為負極(通常為活潑金屬)和正極,而電解池的電極名稱分別為陰極和陽極。原電池中發生氧化反應的是負極,而電解池中發生氧化反應的是陽極。反之,原電池的正極發生還原反應,電解池的陰極發生還原反應。電解池的陽極與電源的正極相連,電解池的陰極與電源的負極相連。原電池中,陰離子向負極移動,陽離子向正極移動;在電解池中,陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動。
二、電極反應規律
原電池中的反應是自發進行的,反應規律符合我們平時學習時得出的各種規律,如金屬活動性順序,氧化劑的氧化性強弱順序等。電解池中電極上發生的反應先後順序不同,陰極上的放電順序:金屬活動性順序的逆順序。陽極上的放電順序:活潑金屬>無氧酸根離子>>含氧酸根離子>(活潑金屬> )。
❸ 高中電化學知識
專題八 電化學
【學法導航】
1. 某鹼性蓄電池在充電和放電時發生的反應為:
Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列說法中正確的是:
A.放電時,負極上發生反應的物質是Fe. B.放電時,正極反應是:NiO2+2e-+2H+=Ni(OH)2
C.充電時,陰極反應是:Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O D.充電時,陽極附近pH值減小.
【方法要領】根據原電池在放電時,負極發生氧化反應,正極發生還原反應,再根據元素化合價變化,可判斷該電池負極發生反應的物質為Fe,正極為NiO2,此電池為鹼性電池,在書寫電極反應和總電池反應方程式時不能出現H+,故放電時的電極反應是:負極:Fe-2e-+2 =Fe(OH)2,正極:NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2 。原電池充電時,發生電解反應,此時陰極反應為原電池負極反應的逆反應,陽極反應為原電池正極反應的逆反應,由此可判斷正確選項應為A、D。【答案】AD
2. 下列說法正確的是 ()
A.鋼鐵因含雜質而容易發生電化學腐蝕,所以合金都不耐腐蝕
B.原電池反應是導致金屬腐蝕的主要原因,故不能用來減緩金屬的腐蝕
C.鋼鐵電化學腐蝕的兩種類型主要區別在於水膜的 pH不同,引起的正極反應不同
D.無論哪種類型的腐蝕,其實質都是金屬被氧化
【方法要領】金屬的腐蝕就是金屬失電子而被氧化的過程,因此D是正確的。依據電化學腐蝕中析氫腐蝕和吸氧腐蝕的原理可知,C也是正確的。原電池反應既可以加快金屬的腐蝕,也可用以防止金屬的腐蝕。例如不銹鋼,鍍鋅鐵等中的Fe均不易腐蝕,所以A、B是不正確的 高【答案】CD考資源網
3. 金屬防護的方法不正確的是 ( )
A.對健身器材塗油漆以防止生銹 B.對某些工具的「機械轉動部位」選用刷油漆的方法來防銹
C.用犧牲鋅塊的方法來保護船身 D.自行車的鋼圈上鍍上一層鉻防銹
【方法要領】機械轉動部位應塗油脂防銹,油脂既防水又能防止氣體對金屬的腐蝕,還能使轉動部位靈活 高【答案】B考資源網
4.(09安徽卷12)Cu2O是一種半導體材料,基於綠色化學理念設計的製取.Cu2O的電解池示
意圖如下,點解總反應:2Cu+H2O==Cu2O+H2O 。下列說法正確的是
A.石墨電極上產生氫氣 B.銅電極發生還原反應
C.銅電極接直流電源的負極
D.當有0.1mol電子轉移時,有0.1molCu2O生成。
【方法要領】由電解總反應可知,Cu參加了反應,所以Cu作電解池的陽極,發生氧化反應,B選項錯誤;石墨作陰極,陰極上是溶液中的H+反應,電極反應為:2H++2e-=H2↑,A選項正確;陽極與電源的正極相連,C選項錯誤;陽極反應為2Cu+2 -2e-=Cu2O+H2O,當有0.1mol電子轉移時,有0.05molCu2O生成,D選項錯誤 高考資【答案】A源網
5.(09江蘇卷12)以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結構示意圖如圖所示。關於該電池的敘述正確的是 ( )
A.該電池能夠在高溫下工作 B.電池的負極反應為:
C.放電過程中, 從正極區向負極區遷移
D.在電池反應中,每消耗1mol氧氣,理論上能生成標准狀況下 氣體
【方法要領】A項,高溫條件下微生物會變性,所以A錯;B項,負極是葡萄糖失電子生成二氧化碳,所以B對;C項,原電池內部陽離子應向正極移動,所以C錯;D項,消耗1mol氧氣生成1mol二氧化碳,標准狀況下體積是22.4L,D錯【答案】B
6. 鎳氫電池是近年來開發出來的可充電電池,它可以取代會產生鎘污染的鎳鎘電池。鎳氫電池的總反應式是: H2+NiO(OH) Ni(OH)2。根據此反應式判斷,下列敘述中正確的是 ( )
A.電池放電時,電池負極周圍溶液的pH不斷增大 B.電池放電時,鎳元素被氧化
C.電池充電時,氫元素被還原 D.電池放電時,氫氣是負極
【方法要領】本題考查在題目創設的新情景中運用所學電化學知識,解決具體問題的能力。首先是區別出充電運用的是電解原理,放電則是運用了原電池原理。抓住電解池、原電池各極發生氧化還原反應的特點,結合題給的信息進行分析判斷:【答案】CD。
A:原電池負極反應式為: H2+OH-+e- Ni(OH)2,pH下降。故A不正確。
B:原電池,NiO(OH)→Ni(OH)2,鎳被還原。故B也不正確。同理可判斷得:正確答案為CD 高考資7.(2009屆福建省泉州市俊來中學高三年級月考化學)關於電解NaCl溶液,下列敘述正確的是 ( )
A.電解時在陽極得到氯氣,在陰極得到金屬鈉 B.若在陽極附近溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色
C.若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液,溶液呈無色
D.電解一段時間後,將全部電解液轉移到燒杯中,充分攪拌後溶液呈中性
[方法要領]A項中在陰極得到氫氣;C項中在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液,溶液呈紅色;D項中因為反應生成了NaOH,所以溶液呈鹼性 高【答案】B考資源網
8.(2009屆福建省泉州市俊來中學高三年級月考化學)下列敘述正確的是 ()
A.在原電池的負極和電解池的陰極上都發生失電子的氧化反應
B.用惰性電極電解Na2SO4溶液,陰陽兩極產物的物質的量之比為1:2
C.用惰性電極電解飽和NaCl溶液,若有1 mol電子轉移,則生成1 molNaOH
D.鍍層破損後,鍍錫鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕
【方法要領】在原電池的負極和電解池的陽極都發生氧化反應,所以A錯;電解Na2SO4實質是電解水,在陰極產生H2,在陽極產生O2,二者體積比為2:1,所以B錯;根據電解NaCl的方程式:2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑可知,每轉移1mol電子,生成1molNaOH,故C對;鍍層破損後,鍍鋅鐵板更耐腐蝕,因為鋅做負極,鐵做正極被保護,所以D說法錯誤 高考【答案】 C資源網
9. 甲、乙兩個容器中,分別加入0.1mol/LNaCl溶液與0.1mol/LAgNO3溶液後,以Pt為電極進行電解時,在A、B、C、D各電極上生成物的物質的量之比為:_____________
【方法要領】此裝置相當於兩個電解槽串聯到一起,在整個電路中電子轉移總數相等.首先判斷各極是陽極還是陰極,即電極名稱,再分析各極發生的反應.A極(陰極)反應:2H++2e-=H2↑,B極(陽極)反應:2Cl--2e-=Cl2↑;C極(陰極)反應:Ag++ e- =Ag;D極(陽極)反應:4 -4e-=2H2O+O2↑,根據電子守恆法可知,若整個電路中有4mol電子轉移,生成H2、Cl2、Ag、O2的物質的量分別為:2mol、2mol、4mol、1mol因此各電極上生成物的物質的量之比為:2:2:4:1 【答案】2:2:4:1
10.(2009屆福建省泉州市俊來中學高三年級月考)食鹽是日常生活的必需品,也是重要的化工原料 高
(1)粗食鹽常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等雜質離子,實驗室提純NaCl的流程如下:
提供的試劑:飽和Na2CO3溶液 飽和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-離子,選出a所代表的試劑,按滴加順序依次為 (只填化學式)。
②洗滌除去NaCl晶體表面附帶的少量KCl,選用的試劑為 。
(2)用提純的NaCl配製500mL4.00 mol•L-1NaCl溶液,所用儀器除葯匙、玻璃棒外還有 (填儀器名稱)。(3)電解飽和食鹽水的裝置如圖所示,若收集的H2為2L,則同樣條件下收集的Cl2 (填「>」、「=」或「<」=2L,原因是 。
裝置改進後,可用於制備NaOH溶液,若測定溶液中NaOH的濃度,常用的方法為 。
(4)實驗室制備H2和Cl2通常採用下列反應:
Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑;MnO2+4HCl濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O
據此,從下列所給儀器裝置中選擇制備並收集H2的裝置 (填代號)和制備並收集乾燥、純凈Cl2的裝置 (填代號)。可選用制備氣體的裝置:
【答案】⑴①BaCl2、NaOH、Na2CO3;②75%乙醇;
⑵天平、燒杯、500mL容量瓶、膠頭滴管;
⑶< ; 電解生成的氯氣與電解生成的NaOH發生了反應 ;出酸鹼中和滴定;⑷e ; d
【方法要領】(1)①用NaOH溶液與Mg2+、Fe3+反應生成Mg(OH)2、Fe(OH)3而除去Mg2+、Fe3+;用BaCl2溶液與SO42-反應生成BaSO4而除去SO42-,最後用飽和Na2CO3溶液除去Ca2+及後加入的Ba2+,NaOH溶液和BaCl2溶液的加入順序可以顛倒,但Na2CO3溶液一定最後加入。
②用75%乙醇洗滌NaCl晶體表面附帶的少量KCl,是因為KCl能溶於75%乙醇之中,而四氯化碳屬於有機溶劑,KCl難溶於四氯化碳之中,故選用試劑為75%乙醇。
(2)根據一定物質的量濃度溶液配製實驗的步驟,不難得出答案。除了題中所提供的儀
器外,還需要托盤天平、燒杯、500mL容量瓶、膠頭滴管 高考資源網
(3)由電解方程式:2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑及電路中的電量守恆可知,
V(H2)=V(Cl2)=2L,但是由於生成的氯氣易與電解生成的NaOH發生反應,故V(Cl2)<2L。
(4)選擇制備並收集H2的裝置,要從實驗室制備氫氣的原理及氫氣的物理性質入手。實
驗室製取氫氣,因製取氫氣不需要加熱,採用製取氫氣的簡易裝置,即e、f的左邊裝置;收
集氫氣,因氫氣的密度小於空氣而難溶於水,故採用排水法收集,即e右邊裝置;制備並收
集乾燥、純凈Cl2的裝置,要考慮到實驗室製取氯氣須加熱,且裝置中須增加乾燥裝置,除雜
裝置,收集裝置及尾氣的吸收裝置,故答案選d。
【典例精析】
一、原電池的工作原理
例1.(09廣東理科基礎34)下列有關電池的說法不正確的是
A.手機上用的鋰離子電池屬於二次電池 B.銅鋅原電池工作時,電子沿外電路從銅電極流向鋅電極
C.甲醇燃料電池可把化學能轉化為電能 D.鋅錳干電池中,鋅電極是負極
【解析】鋰離子電池可以充用,再次使用,屬於二次電池,A項正確;銅鋅原電池中銅為正極,故電流為銅流向鋅,而電子是由鋅流向銅,B項錯;電池的實質即是化學能轉化成電能,C項正確;Zn失去電子生成Zn2+,故作為負極,D項正確【答案】B
例2.下列敘述中正確的是
A.構成原電池正極和負極的材料必須是兩種金屬。
B.由銅、鋅作電極與硫酸銅溶液組成的原電池中銅是負極。
C.馬口鐵(鍍錫鐵)破損時與電解質溶液接觸錫先被腐蝕。
D.銅鋅原電池工作時,若有13克鋅被溶解,電路中就有0.4mol電子通過。
【解析】 兩種活動性不同的金屬與電解質溶液能夠組成原電池,但不能因此說構成原電池電極的材料一定都是金屬,例如鋅和石墨電極也能跟電解質溶液組成原電池。在原電池中,活動金屬中的電子流向不活動的電極,因此活動金屬是負極。鍍錫鐵表皮破損後與電解質溶液組成原電池,鐵較錫活潑,鐵先失電子被腐蝕。銅鋅原電池工作時,鋅負極失電子,電極反應為Zn –2e==Zn2+,1molZn失去2mol電子,0.2mol鋅(質量為13克)被溶解電路中有0.4mol電子通過。故選D 高考【答案】D
二、常見的化學電源
例3、電子計算機所用鈕扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀,電解質溶液為KOH溶液,其電極反應是: Zn + 2 OH- -2e=ZnO + H2O Ag2O +H2O + 2e=2Ag +2 OH- 下列判斷正確的是
A.鋅為正極,Ag2O為負極。 B.鋅為負極,Ag2O為正極。
C.原電池工作時,負極區溶液PH減小。 D.原電池工作時,負極區溶液PH增大。
解析:本題考查原電池和PH的概念。原電池中失去電子的極為負極,所以鋅為負極,Ag2O為正極。B是正確答案。因為 Zn + 2 OH- -2e=ZnO + H2O ,負極區域溶液中[OH-] 不斷減少,故PH減小,所以C也正確。故選B、C。 答案:BC
例4.氫氧燃料電池是符合綠色化學理念的新型發電裝置。下圖為電池示意圖,該電池電極表面鍍一層細小的鉑粉,鉑吸附氣體的能力強,性質穩定,請回答:
(1)氫氧燃料電池的能量轉化主要形式是,在導線中電子流動方向為(用a、b 表示)。
(2)負極反應式為。
(3)電極表面鍍鉑粉的原因為 。
(4)該電池工作時,H2和O2連續由外部供給,電池可連續不斷提供電能。因此,大量安全儲氫是關鍵技術之一。金屬鋰是一種重要的儲氫材料,吸氫和放氫原理如下:
Ⅰ.2Li+H2 2LIH Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2↑
①反應Ⅰ中的還原劑是,反應Ⅱ中的氧化劑是。
②已知LiH固體密度為0.82g/cm3。用鋰吸收224L(標准狀況)H2,生成的LiH體積與被吸收的H2體積比為。
③由②生成的LiH與H2O作用,放出的H2用作電池燃料,若能量轉化率為80%,則導線中通過電子的物質的量為 mol。
【解析】本題考查電化學知識。(1)原電池的實質為化學能轉化成電能。總反應為2H2 + O2 =2H2O,其中H2從零價升至+1價,失去電子,即電子從a流向b。(2)負極為失去電子的一極,即H2失電子生成H+,由於溶液是鹼性的,故電極反應式左右應各加上OH-。(3)鉑粉的接觸面積大,可以加快反應速率。(4)I.Li從零價升至+1價,作還原劑。II.H2O的H從+1降至H2中的零價,作氧化劑。由反應I,當吸收10molH2時,則生成20molLiH,V=m/ρ=20×7.9/0.82 ×10-3L=192.68×10-3L。V(LiH)/v(H2)= 192.68×10-3L/224L=8.71×10-4。20mol LiH可生成20mol H2,實際參加反應的H2為20×80%=1.6mol,1molH2轉化成1molH2O,轉移2mol電子,所以1.6molH2可轉移3.2mol的電子 高考資源網
【答案】 ③32
三、電解原理
例5. 如圖所示,a、b、c、d均為石墨電極,通電進行電解。
下列說法正確的是 ( )
A.乙燒杯中d的電極反應為 2Cl––2e– Cl2↑
B.a、c兩極產生氣體的物質的量相等
C.甲、乙兩燒杯中溶液的pH均保持不變
D.乙燒杯中發生的反應為 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑+ Cl2↑
【解析】由圖可以看出a、c均為陽極,分別生成O2、Cl2,所以生成的物質的量不相等;b、d均為陰極,所以d極發生的電極反應式為2H++2e-=H2↑;甲、乙兩燒杯電解時的pH分別減小、增大。【答案】 D
例6. (09年安徽卷)Cu2O是一種半導體材料,基於綠色化學理念設計的製取.Cu2O的電解池示意圖如下,點解總反應:2Cu+H2O==Cu2O+H2O 。下列說法正確的是
A.石墨電極上產生氫氣 B.銅電極發生還原反應
C.銅電極接直流電源的負極
D.當有0.1mol電子轉移時,有0.1molCu2O生成。
【解析】由電解總反應可知,Cu參加了反應,所以Cu作電解池的陽極,發生氧化反應,B選項錯誤;石墨作陰極,陰極上是溶液中的H+反應,電極反應為:2H++2e-=H2↑,A選項正確;陽極與電源的正極相連,C選項錯誤;陽極反應為2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O,當有0.1mol電子轉移時,有0.05molCu2O生成,D選項錯誤。【答案】A.
四、金屬的腐蝕及防護
例7.下列關於金屬腐蝕的敘述正確的是 ( )
A.金屬在潮濕情況下的腐蝕實質是M+nH2O====M(OH)n+ H2↑
B.金屬的化學腐蝕實質是M-ne- Mn+,電子直接轉移給氧化劑
C.金屬的化學腐蝕必須在酸性條件下進行
D.在潮濕的中性環境中,金屬的電化學腐蝕主要是吸氧腐蝕
【解析】A項金屬在潮濕情況下有可能進行析氫腐蝕,也有可能進行吸氧腐蝕,題目只給出了析氫腐蝕實質。C項中,金屬鋁的化學腐蝕可以在鹼性條件下進行,故此選項錯。【答案】BD
例8.(09年廣東卷)出土的錫青銅(銅錫合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆蓋在其表面。下列說法正確的是
A. 錫青銅的熔點比純銅高 B.在自然環境中,錫青銅中的錫對銅起保護作用
C.錫青銅文物在潮濕環境中的腐蝕比乾燥環境中快
D.生成Cu2(OH)3Cl覆蓋物是電化學腐蝕過程,但不是化學反應過程
【解析】錫青銅屬於合金根據合金的特性,熔點比任何一種純金屬的低判斷A錯;由於錫比銅活潑,故在發生電化學腐蝕時,錫失電子保護銅,B正確;潮濕的環境將會加快金屬的腐蝕速率,C正確;電化學腐蝕過程實質是有電子的轉移,屬於化學反應過程,D錯。【答案】BC
例10.(09廣東理科基礎25)鋼鐵生銹過程發生如下反應:
①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2; ②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3; ③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。
下列說法正確的是
A.反應①、②中電子轉移數目相等 B.反應①中氧化劑是氧氣和水
C.與銅質水龍頭連接處的鋼質水管不易發生腐蝕 D.鋼鐵在潮濕的空氣中不能發生電化學腐蝕
【解析】①②反應中消耗O2的量相等,兩個反應也僅有O2作為氧化劑,故轉移電子數是相等的,A項正確。①中H2O的H、O兩元素的化合價沒有變,故不作氧化劑,B項錯;銅和鋼構成原電池,腐蝕速度加快,C項錯;鋼鐵是鐵和碳的混合物,在潮濕的空氣的中易發生吸氧腐蝕,屬於電化學腐蝕,故D項錯 高考資源網【答案】A
五、電極反應的書寫
例11.銀器皿日久表面逐漸變黑色,這是由於生成硫化銀,有人設計用原電池原理加以除去,其處理方法為:將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中,再將變黑的銀器浸入溶液中,放置一段時間後,黑色會褪去而銀不會損失。試回答:在此原電池反應中,負極發生的反應為________;正極發生的反應為_________;反應過程中產生有臭雞蛋氣味的氣體,則原電池總反應方程式為___________________。
【解析】要善於抓住題示信息,「黑色褪去而銀不會損失」,必然發生變化:Ag2S Ag,
顯然這是原電池的正極反應,Ag2S+2e- 2Ag+S2-,負極反應為活潑金屬發生氧化反應:Al-3e- Al3+。正極生成的S2-和負極生成的Al3+在溶液中發生雙水解:2Al3++3S2-+6H2O 2Al(OH)3↓+3H2S↑,與題意產生臭雞蛋氣味的氣體相吻合。原電池的總反應為上述三個反應的加合:3Ag2S+2Al+6H2O 6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑。
【答案】Al-3e- Al3+ Ag2S+2e- 2Ag+S2-
3Ag2S+2Al+6H2O 6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑
例12.鋼鐵在很弱的酸性或中性條件下發生電化學腐蝕時,正極的反應式為 ()
A.Fe-2e- Fe2+ B.2H++2e- H2↑
C. 4 D.Fe-3e- Fe3+
【解析】鋼鐵中含有多種雜質,在考慮鋼鐵的電化學腐蝕時,為了簡化問題,主要討論碳雜質問題。也就是以Fe為負極,C為正極的原電池反應。在中性條件或弱酸性條件下發生的是吸氧腐蝕。原電池的正極為C,發生的是還原反應,即得電子反應,故A、D選項應排除。在B、C選項中,B項是析氫腐蝕的電極反應式 高考資源網 【答案】C
六、電解的有關計算
例13. 將兩個鉑電極插入500mL CuSO4溶液中進行電解,通電一定時間後,某一電極增重0.064g(設電解時該電極無氫氣析出,且不考慮水解和溶液體積變化),此時溶液中氫離子濃度約為
A.4×10-3mol/L B.2×10-3mol/L C.1×10-3mol/L D.1×10-7mol/L
【解析】根據電解規律可知陰極反應:Cu2++2e-=Cu,增重0.064gCu,應是Cu的質量,根據總反應方程式:
2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4--->4H+
2×64g4mol
0.064g x
x=0.002mol
[H+]= =4×10-3mol/L【答案】A
例14.(2009屆福建省泉州市俊來中學高三年級月考化學)電解100mL含c(H+)=0.30mol/L
的下列溶液。當電路中通過0.04mol電子時,理論上析出金屬質量最大的是
A.0.10mol/L Ag+ B.0.20mol/L Zn2+ C.0.20mol/L Cu2+ D.0.20mol/L Pb2+
【解析】電解時陰極上溶液中離子的反應順序為Ag+ >Cu2+ >H+ >Pb2+ >Zn2+ ,
A項中Ag+ 先反應,H+後反應,可得到Ag:0.10mol/L×0.1L×108g/mol=1.08g ;H2 :0.03g 。
B項中H+先反應,Zn2+後反應,可得H2:0.03g ;Zn:(0.04mol-0.03mol)÷2×65g/mol=0.325g 。
C項中Cu2+先反應,H+後反應,可得到Cu:0.02mol/L×0.1L×64g/mol=1.28g 。D項中H+先反應,Pb 2+後反應,可得到H2:0.03g ;Pb:(0.04mol-0.03mol)÷2×207g/mol=1.05g 。
因此理論上析出金屬質量最大的是C。【答案】C
七、原電池原理和電解原理綜合運用
例15.(09廣東化學14)可用於電動汽車的鋁-空氣燃料電池,通常以NaCl溶液或NaOH
溶液為電解液,鋁合金為負極,空氣電極為正極。下列說法正確的是
A.以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時,正極反應都為:O2+2H2O+4e-=4
B.以NaOH溶液為電解液時,負極反應為:Al+3 -3e-=Al(OH)3↓
C.以NaOH溶液為電解液時,電池在工作過程中電解液的pH保持不變
D.電池工作時,電子通過外電路從正極流向負極
【解析】電解質溶液顯鹼性或中性, 該燃料電極的正極發生反應為:O2+2H2O+4e-=4 ,A對;鋁作負極,負極反應應該是鋁失去電子變為鋁離子,在氫氧化鈉的溶液中鋁離子繼續與過量的鹼反應生成偏鋁酸根,因此負極反應為:Al+4 -3e= + 2H2O,B錯; 該電池在鹼性條件下消耗了鹼,反應式為4Al+3O2+4 = 4 + 2H2O溶液PH降低,C錯;電池工作時,電子從負極出來經過外電路流到正極,D錯高【答案】A
例16.(09年浙江卷)市場上經常見到的標記為Li-ion的電池稱為「鋰離子電池」。它的負極材料是金屬鋰和碳的復合材料(碳作為金屬鋰的載體),電解質為一種能傳導Li 的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應為: Li+2Li
下列說法不正確的是
A.放電時,負極的電極反應式:Li-e =Li B.充電時,Li 既發生氧化反應又發生還原反應
C.該電池不能用水溶液作為電解質 D.放電過程中Li 向負極移動
【解析】A項,Li從零價升至正價,失去電子,作為負極,正確;B項,反應逆向進行時。反應物只有一種,故化合價既有升,又有降,所以既發生氧化反應又發生還原反應,正確;C項,由於Li可以與水反應,故應為非水材料,正確;D項,原電池中陽離子應遷移至正極失電子,故錯。【答案】D
例17.(09年山東卷)Zn-MnO2干電池應用廣泛,其電解質溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。
(1)該電池的負極材料是。電池工作時,電子流向(填「正極」或「負極」)。
(2)若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有雜質Cu2+,會加速某電極的腐蝕,其主要原因是。欲除去Cu2+,最好選用下列試劑中的(填代號)。
a.NaOH b.Znc.Fe d.NH3•H2O
(3)MnO2的生產方法之一是以石墨為電極,電解酸化的MnSO4溶液。陰極的電極反應式是。若電解電路中通過2mol電子,MnO2的理論產量為。
【解析】(1) 負極上是失電子的一極 Zn失電子有負極經外電路流向正極。(2)鋅與還原出來的Cu構成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕。除雜的基本要求是不能引入新雜質,所以應選Zn將Cu2+ 置換為單質而除去。(3)陰極上得電子,發生還原反應, H+得電子生成氫氣。因為MnSO4~MnO2~2 e-,通過2mol電子產生1molMnO2,質量為87g。
【答案】(1)Zn(或鋅) 正極 (2)鋅與還原出來的Cu構成銅鋅原電池而加快鋅的腐蝕 b
(3)2H++2e-→H2 ,87g
【專題突破】
1.(長春市實驗中學2009屆高三理科綜合)鋼鐵在潮濕的空氣中會被腐蝕,發生的原電池反應:2Fe+2H2O+O2 2Fe2++4OH-。以下說法正確的是 ( )
A.負極發生的反應為:Fe-2e- Fe2+ B.正極發生的反應為:2H2O+O2+2e- 4OH-
C.原電池是將電能轉變為化學能的裝置 D.鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕
2. 下圖是某空間站能量轉化系統的局部示意圖,其中燃料電池採用KOH為電解液,下列有關說法中不正確的是( )
A.該能量轉化系統中的水也是可以循環的
B.燃料電池系統產生的能量實際上來自於水 C.水電解系統中的陽極反應:4OH--4e-=2H2O+O2↑
D.燃料電池放電時的負極反應:H2-2e-+2OH-=2H2O
3. 用惰性電極電解硫酸銅溶液,當加入0.1mol Cu(OH)2使溶液恢復原來的濃度和pH時,電極上轉移電子的物質的量是 ( )
A.0.1mol B.0.2mol C.0.3mol D.0.4mol
4.(2009屆湖北省武漢市高中畢業生調研) 以Pt為電極,電解含有0.10mol M+和0.10mol N3+ (M+、N3+均為金屬陽離子)的溶液,陰極析出金屬單質或氣體的總物質的量(y)與導線中通過電子的物質的量(x)的關系如右圖。對離子氧化能力的強弱判斷正確的是(選項中H+為氫離子)
A.M+ > H+ > N3+ B.M+ >N3+ > H+ C.N3+ >H+ > M+ D
❹ 下列關於電化學知識說法正確的是
【答案】B
【答案解析】試題分析:A.電解AlCl3溶液時由於氫離子比鋁離子相對更易放電,所以陰極應析出氫氣,錯誤B.氫氧燃料電池中,燃料失電子發生氧化反應,為負極,氧化劑正極上得電子發生還原反應,正確。C.用惰性電極電解CuSO4溶液,陽極生成氧氣,陰極析出銅,所以應加入CuO恢復到原來的濃度,錯誤;D.電池充電時,與電源正極相連的是陽極,發生氧化反應,電極反應為PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+,錯誤。
考點:考查電解工作原理。
❺ 怎樣才能做好電化學題,請幫助我講講電化學知識嗎
電化學題目統分兩種。原電池和電解池。原電池是金屬充當電源,電解池中自帶電源。這是兩個的根本區別。可以根據圖中是否有物理中的電源符號去判斷。這個是基礎的訓練。原電池中稱正負極,電解池中稱陰陽極。原電池中電子從負極到正極。更活潑金屬一般做負極,但存在特殊情況。比如鎂和鋁在氫氧化鈉中反應是鋁做負極。原電池中陰陽極沒有特定的規律,需要通過判斷得出正負極從而得出結果,所以,判斷正負極是電解池的關鍵。而更高難度的是兩種情況的串聯,就更考驗你的本領了。其實這並不難,但要熟悉和練習。還有一種就是書寫電極方程式。是原料電池的,比如氫氧燃料電池的,這個需要用到化學式的配平,得失電子能力的比較等能力。是高考中電化學方面的最終考點。電化學的知識基本已容括在內了。對你有幫助請點贊。