第04讲 化学反应与电能（寒假复习讲义）高二化学人教版

第04讲 化学反应与电能 内容导航 考点聚焦：紧扣考试命题常考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 复习提升：基础巩固+提升专练，全面突破 1．知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化，以原电池为例认识化学能可以转化为电能，从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。 2．体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。 3．了解电解池的工作原理。 4．能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池。 5．认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 6．了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。 7．能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。 一、原电池的工作原理 1．定义和反应本质 原电池是把__ __转化为__ __的装置，其反应本质是__ __。 2．工作原理(以铜锌原电池为例) 　 　 　　　 　Ⅰ　　　　　　　　　　　Ⅱ 说明：装置Ⅱ盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的冻胶。 (1)原理分析 电极名称 负极 正极 电极材料 Zn片 Cu片 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 反应类型 __ __反应 __ __反应 电子流向 由__ __片沿____流向____片 盐桥中离子移向 盐桥含饱和KCl溶液和琼脂制成的胶冻，K＋移向__ __，Cl－移向____ 电池反应方程式 Zu＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 盐桥作用 ①连接内电路形成闭合回路 ②平衡电荷，使原电池能持续产生电流 装置差异比较 原电池Ⅰ：温度升高，化学能转化为电能和热能，两极反应在相同区域，部分Zn与Cu2＋直接反应，使电池效率降低 原电池Ⅱ：温度不变，化学能只转化为__ __，两极反应在不同区域，Zn与Cu2＋隔离，电池效率提高，电流稳定 3．构成条件 一看反应 能发生__ __的氧化还原反应(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应) 二看两电极 一般是活泼性不同的两电极(金属或__ __) 三看是否形 成闭合回路 形成需三个条件：①__ __；②两电极直接或间接接触；③两电极插入__ __中 4．原电池中的三个移动方向 电子方向 从__ __极流出沿导线流入____极 电流方向 从____极沿导线流向____极 离子迁移方向 电解质溶液中，阴离子向__ __极迁移，阳离子向____极迁移 二、化学电源 类型 装置 工作原理 一次 电池 碱性锌锰电池 负极反应：　 　。 正极反应：MnO2＋e－＋H2OMnO（OH）＋OH－。 电池反应：Zn＋2MnO2＋2H2O2MnO（OH）＋Zn（OH）2 银锌（纽扣）电池 负极反应：　 　。 正极反应：Ag2O＋2e－＋H2O2Ag＋2OH－。 电池反应：Zn＋Ag2OZnO＋2Ag 二次 电池 铅酸蓄电池 放电时： 负极反应为Pb－2e－＋SPbSO4； 正极反应为PbO2＋2e－＋S＋4H＋PbSO4＋2H2O； 电池反应为　 　 燃料电池 类型 装置 工作原理 氢氧 燃料 电池 负极反应：　 　。 正极反应：O2＋4e－＋4H＋2H2O。 电池反应：2H2＋O22H2O 负极反应：　 　。 正极反应：O2＋4e－＋2H2O4OH－。 电池反应：2H2＋O22H2O 氢氧 燃料 电池 负极反应：　 　。 正极反应：O2＋4e－2O2－。 电池反应：2H2＋O22H2O 甲烷燃料电池 负极反应：　 　。 正极反应：O2＋4e－＋2H2O4OH－。 电池反应：CH4＋2OH－＋2O2C＋3H2O 三、电解池工作原理 电解定义 在 作用下，电解质在两个电极上分别发生 和 的过程。 能量转化形式 电能转化为 。 电解池 构成条件 ①有与 相连的两个电极。② (或 )。③形成 。 电极名称及电极反应式(如图) 电子和离子的移动方向 四、电解池原理的应用 1．电解饱和食盐水 (1)电极反应： 阴极：电极反应式：__ __反应类型：__ __反应。 阳极：电极反应式：__ __反应类型：_ __反应。 (2)总反应离子方程式：__ __ 总反应化学方程式：__ __ (3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气。 离子交换膜电解槽原理示意图 阳离子交换膜： ①只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过。 ②将电解槽隔成阳极室和阴极室。 2．电镀 下图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题： (1)镀件作阴极，镀层金属银作阳极。 (2)电解质溶液是 。 (3)电极反应： 阳极： ； 阴极： 。 (4)特点： 极溶解， 极沉积，电镀液的浓度 。 3．电解精炼铜 (1)电极材料：阳极为 ；阴极为 。 (2)电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。 (3)电极反应： 阳极： 、 、 、 ； 阴极： 。 注意　（1）阳极泥的主要成分有Ag、Au。（2）利用该原理也可设计精炼银。 (3)电解精炼铜时，阳极质量减小，阴极质量增加，溶液中的Cu2＋浓度减小。 4.工业电解制活泼金属 制钠，阴极反应：　 　。 阳极反应：　 　。 总反应：2NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑ 制镁，阴极反应：　 　。 阳极反应：　 　。 总反应：MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑ 制铝，阴极反应：　 　。 阳极反应：　 　。 总反应：2Al2O3（熔融）4Al＋3O2↑ 五、金属的腐蚀 1．金属腐蚀的本质 金属原子__ __电子变为金属阳离子，金属发生__ __反应。 2．金属腐蚀的类型 (1)化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 定义 金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2等)或非电解质溶液等直接发生化学反应引起的腐蚀 不纯金属或合金与电解质溶液接触，会形成__ __，__ __的金属失去电子被氧化腐蚀 特点 __ __电流产生 __ __电流产生 普遍性 两者往往同时发生，金属的__ __腐蚀更普遍，而且危害性大，腐蚀速率大 (2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例进行分析) 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 水膜酸性 __ __ __ __ 负极反应 __ __ 正极反应 __ __ __ __ 总反应 __ __ __ 其他反应 __ __ Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O(铁锈) 腐蚀速率 较快，一般极少 较慢，非常普遍 普遍性 __ __腐蚀更普遍 联系 往往两种腐蚀交替发生，但吸氧腐蚀更普遍，两种过程都有微弱电流产生。 3．金属电化学腐蚀规律 (1)对同一种金属来说，在不同溶液中腐蚀的快慢：强电解质溶液__ __弱电解质溶液__ __非电解质溶液。 (2)活动性不同的两金属：活动性差别越大，活动性强的金属腐蚀越__ __。 (3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快，且氧化剂的浓度越高，氧化性越强，腐蚀越快。 (4)对同一电解质溶液来说。电解原理引起的腐蚀__ __原电池原理引起的腐蚀__ __化学腐蚀__ __有防护措施的腐蚀。 六、金属的防护 1．本质 阻止金属发生 反应。 2．方法 （1）加防护层，如在金属表面 、 、 等。 （2）改变金属组成或结构，如制成合金等。 （3）电化学防护 方法 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 原理 原电池原理 电解原理 被保护金属 作 极 作 极 构成 被保护金属、比被保护金属活泼的金属等 被保护金属、惰性电极及直流电源等 优、缺点 无需外加电源，但需要定期更换被腐蚀的金属 无需更换电极，但消耗电能 示意图 牺牲阳极的阴极保护法示意图 外加电流的阴极保护法示意图 联系 被保护的金属都因为电子的流入而免遭腐蚀 一、原电池原理的应用 1．加快氧化还原反应速率 一个__自发__进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率__加快__，例如Zn与稀硫酸反应时加入少量的CuSO4溶液能使产生氢气的速率加快。 2．比较金属活动性强弱 两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属活动性比正极的__活泼__。 3．用作金属的防护 使被保护的金属制品作原电池的__正__极而得到保护。例如，保护铁制输水管或钢铁桥梁，可用导线将其和一块锌块相连，使Zn作原电池的__负__极。 4．设计制作化学电源 — ↓ — ↓ — ↓ — 二、判断电解池阴、阳极的常用方法 判断方法 阳极 阴极 与电源连接 与正极相连 与负极相连 闭合 回路 导线中 电子流出 电子流入 电解质溶液中 阳离子移离 阳离子移向 阴离子移向 阴离子移离 电极 反应 得失电子 失电子 得电子 化合价 升高 降低 反应类型 氧化反应 还原反应 电极质量 减小或不变 增大或不变 三、阴阳两极上放电顺序 阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。离子的放电顺序取决于离子本身的性质即离子得失电子的能力，另外也与离子的浓度及电极材料有关。 (1)阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。氧化性强的先放电，放电顺序： (2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。 若是惰性电极作阳极，则仅是溶液中的阴离子放电，常见离子的放电顺序是 四、不同条件下金属腐蚀快慢的比较 （1）影响金属腐蚀的因素。 影响金属腐蚀的因素包括金属的本性、纯度和介质三个方面： ①就金属本性来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。 ②同一金属越纯，越难腐蚀。如纯铁即使在潮湿空气中反应也会很慢，而含杂质的生铁在潮湿的空气中会很快生锈而被腐蚀。 ③介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。 （2）不同条件下金属腐蚀快慢的判断。 条件 快慢顺序 腐蚀类型不同 电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀(原电池原理的防护＞电解原理的防护) 同种金属 强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液 活泼性不同的两金属 活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快 同种电解质溶液 电解质溶液浓度越大，腐蚀越快 基础巩固 1．模型认知是重要的化学核心素养之一，下列对电化学四个模型的表述错误的是 A．装置I盐桥中的阳离子移向溶液 B．装置II正极反应式为： C．装置III可以模拟工业生产中给镀件镀银 D．装置IV可以保护长期浸泡在海水中的钢闸门 2．以自发进行的氧化还原反应为工作原理，将两个活动性不同的电极插入电解质溶液中形成闭合回路，构成原电池。下图的烧杯中均盛有溶液，其中能构成原电池的是 A． B． C． D． 3．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是 A．正极反应为 B．温度越高，微生物促进反应中电子的转移速率越快 C．质子通过交换膜从负极区移向正极区 D．电池总反应为 4．下列说法错误的是 A．铁发生吸氧腐蚀，负极的电极反应式为 B．铜的电解精炼中，粗铜作阳极不断溶解 C．氯碱工业中，NaOH溶液在阴极区得到 D．铁制品镀银，铁制品连接电源负极 5．电化学腐蚀是海水对船体外壳腐蚀的主要类型，通常船体钢铁外壳镶嵌锌块来延缓腐蚀。不正确的是 A．该法称为牺牲阳极法 B．该法称为外加电流保护法 C．镶嵌的锌块需定期更换 D．钢铁外壳成为原电池的正极 6．某化学兴趣小组自制的盐水彩灯装置如图所示，下列电池组合正确且能使彩灯亮起来的是 选项 电极a(正极) 电极b(负极) X A Al Mg 乙醇 B Zn Pt 稀硫酸 C Cu Fe 硫酸铜溶液 D 金刚石 Zn 稀硫酸 A．A B．B C．C D．D 7．铅蓄电池的结构示意图如图，下列关于铅蓄电池的说法正确的是 A．放电时，作负极，向负极方向移动 B．放电时，一段时间后电解质溶液值不变 C．充电时，铅蓄电池负极连接电源正极 D．充电时，阳极的电极反应为 8．动力电池是新能源车的动力来源。某动力电池充电过程示意图如图所示，已知电池反应为(M表示金属)。下列说法错误的是 A．中金属元素M呈+3价 B．放电时，电极M电势高于电极N电势 C．放电时，电极N上发生的电极反应为 D．充电时，电解质中的向电极M移动 9．研究金属的腐蚀过程及防腐蚀对人们的日常生活有重大意义。下列说法错误的是 A．图甲中：只闭合，铁腐蚀的速度最快 B．图甲中：只闭合，石墨电极附近的pH将变大 C．图乙中：轮船外壳镶嵌锌块属于牺牲阳极的阴极保护法 D．图乙中：轮船底部的钢铁易腐蚀，负极反应为 10．目前一款新型甲醇燃料电池已投放市场，该电池通过特殊的装置进行电能输出，不会造成任何污染，是一种相当环保的绿色电池。如图是甲醇燃料电池的实验装置图。下列有关说法正确的是 A．甲池中负极的电极反应式： B．电极B为正极，电极C上发生还原反应 C．乙池中硝酸根离子的浓度不断减小 D．乙池中D电极质量增加54 g时，理论上甲池中消耗0.125 mol氧气 提升专练 11．某种质子交换膜氢氧燃料电池如下图所示。下列说法正确的是 A．该电池的b极发生氧化反应： B．电流由a电极经由外电路流向b电极 C．质子()通过质子交换膜移动到b电极 D．该燃料电池的能量转化率可达到100% 12．巧设实验，方得真知。下列实验设计合理的是 观察电流表指针偏转方向 A．制作简易氢氧燃料电池 B．证明金属活动性顺序为 C．铁钉镀铜 D．模拟阴极电保护法 A．A B．B C．C D．D 13．装置甲是一种将废水中的氯乙烯()转换成对环境无害的微生物电池，连接甲、乙装置进行粗铜精炼，其原理如图所示。 下列说法不正确的是 A．电解精炼时，粗铜与Y电极相连 B．电解过程中N区溶液的pH增大 C．若N电极消耗16 g，粗铜电极质量减少64 g D．M电极的电极反应式为 14．氨()是化工、化肥和制药等领域的关键原料，可利用如图装置电解含硝酸盐的废水高效制氨，电极材料中簇与CuFe-LDH协同可显著抑制析氢反应和修复电解环境。下列说法错误的是 A．a接外接电源负极，b极电势高 B．b极电极反应式为 C．当a极生成17 g 时，理论上有9 mol 通过质子交换膜 D．若电解使用阴离子交换膜，则硝酸盐转化率降低 15．下列关于电化学腐蚀和电解原理的描述错误的是 A．生铁比纯铁更容易发生腐蚀 B．纯银器久置表面变暗是因为银单质发生吸氧腐蚀 C．在铁质地漏表面镀铜时，理论上电解液中含铜微粒的浓度保持不变 D．电解精炼铜时，粗铜与电源正极相连，精铜与电源负极相连 16．金属腐蚀的现象普遍存在，会使地下金属管道泄漏、轮船船体损坏等。某同学为探究铁钉腐蚀的条件，设计了如图①②③三组实验。一段时间后，该同学观察到的现象是：①中铁钉生锈；②中铁钉不生锈；③中铁钉生锈比①更明显。下列说法错误的是 A．①中发生的腐蚀为电化学腐蚀，发生腐蚀时，铁钉作负极 B．①中正极的电极反应式为 C．②所用的水要经过煮沸处理，目的是除去水中溶解的氧气 D．③中铁钉生锈比①更明显的原因是离子浓度变大加快了铁钉的腐蚀 17．探究原电池和电解池原理，对生产生活具有重要的意义。 Ⅰ．化学电源在生产生活中的应用： (1)根据构成原电池的本质判断，下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是___________(填字母)。 A． B． C． D． (2)电动汽车上用的铅蓄电池是以一组海绵状铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用作放电电解质溶液。放电时总反应为：。写出放电时正极的电极反应式： 。 (3)某种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH溶液(电解质溶液)构成。其中正极反应式为： 。下列说法正确的是 (填正确答案的序号)。 a．电池放电时通入空气的电极为负极 b．电池放电时，电解质溶液的pH逐渐减小 c．电池放电时每消耗6.4 g 转移1.2 mol电子 Ⅱ．电化学原理在污染治理方面的应用： (4)煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。采用电解法脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将转化为，再将煤中的含硫物质(主要成分是)氧化为和：。已知：两电极为完全相同的惰性电极。 ①M为电源的 (填“正极”或“负极”)。 ②电解池工作时观察到R电极上有无色气体产生，写出电极反应式： ③电解池工作时，混合液中的物质的量 (填“变大”、“变小”或“不变”)。 18．回答下列问题 (1)下列事实中，与电化学腐蚀无关的是 A．埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀 B．金属钠置于空气中表面变暗 C．镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面更易被腐蚀 D．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 E.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈 F.铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈 (2)以石墨为电极，电解溶液，阳极电极反应式为 。 (3)利用反应可制备，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为 。 (4)利用人工光合作用可将转化为甲酸，反应原理为，装置如图所示： 电极2的电极反应式是 ； (5)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、和组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的 极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为 。 (6)已知是可逆反应，设计如图装置(、均为石墨电极)开始时：棒电极反应式 ，当电流表 时，反应达到化学平衡状态。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第04讲 化学反应与电能 内容导航 考点聚焦：紧扣考试命题常考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 复习提升：基础巩固+提升专练，全面突破 1．知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化，以原电池为例认识化学能可以转化为电能，从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。 2．体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。 3．了解电解池的工作原理。 4．能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池。 5．认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 6．了解金属发生电化学腐蚀的本质，知道金属腐蚀的危害，了解防止金属腐蚀的措施。 7．能利用电化学原理解释金属腐蚀现象，选择并设计防腐措施。 一、原电池的工作原理 1．定义和反应本质 原电池是把__化学能__转化为__电能__的装置，其反应本质是__氧化还原反应__。 2．工作原理(以铜锌原电池为例) 　 　 　　　 　Ⅰ　　　　　　　　　　　Ⅱ 说明：装置Ⅱ盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼脂制成的冻胶。 (1)原理分析 电极名称 负极 正极 电极材料 Zn片 Cu片 电极反应 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 反应类型 __氧化__反应 __还原__反应 电子流向 由__Zn__片沿__导线__流向__Cu__片 盐桥中离子移向 盐桥含饱和KCl溶液和琼脂制成的胶冻，K＋移向__正极__，Cl－移向__负极__ 电池反应方程式 Zu＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 盐桥作用 ①连接内电路形成闭合回路 ②平衡电荷，使原电池能持续产生电流 装置差异比较 原电池Ⅰ：温度升高，化学能转化为电能和热能，两极反应在相同区域，部分Zn与Cu2＋直接反应，使电池效率降低 原电池Ⅱ：温度不变，化学能只转化为__电能__，两极反应在不同区域，Zn与Cu2＋隔离，电池效率提高，电流稳定 3．构成条件 一看反应 能发生__自发进行__的氧化还原反应(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应) 二看两电极 一般是活泼性不同的两电极(金属或__石墨__) 三看是否形 成闭合回路 形成需三个条件：①__电解质溶液__；②两电极直接或间接接触；③两电极插入__电解质溶液__中 4．原电池中的三个移动方向 电子方向 从__负__极流出沿导线流入__正__极 电流方向 从__正__极沿导线流向__负__极 离子迁移方向 电解质溶液中，阴离子向__负__极迁移，阳离子向__正__极迁移 二、化学电源 类型 装置 工作原理 一次 电池 碱性锌锰电池 负极反应：　Zn－2e－＋2OH－Zn（OH）2　。 正极反应：MnO2＋e－＋H2OMnO（OH）＋OH－。 电池反应：Zn＋2MnO2＋2H2O2MnO（OH）＋Zn（OH）2 银锌（纽扣）电池 负极反应：　Zn－2e－＋2OH－ZnO＋H2O　。 正极反应：Ag2O＋2e－＋H2O2Ag＋2OH－。 电池反应：Zn＋Ag2OZnO＋2Ag 二次 电池 铅酸蓄电池 放电时： 负极反应为Pb－2e－＋SPbSO4； 正极反应为PbO2＋2e－＋S＋4H＋PbSO4＋2H2O； 电池反应为　Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O　 燃料电池 类型 装置 工作原理 氢氧 燃料 电池 负极反应：　H2－2e－2H＋　。 正极反应：O2＋4e－＋4H＋2H2O。 电池反应：2H2＋O22H2O 负极反应：　H2－2e－＋2OH－2H2O　。 正极反应：O2＋4e－＋2H2O4OH－。 电池反应：2H2＋O22H2O 氢氧 燃料 电池 负极反应：　H2－2e－＋O2－H2O　。 正极反应：O2＋4e－2O2－。 电池反应：2H2＋O22H2O 甲烷燃料电池 负极反应：　CH4－8e－＋10OH－C＋7H2O　。 正极反应：O2＋4e－＋2H2O4OH－。 电池反应：CH4＋2OH－＋2O2C＋3H2O 三、电解池工作原理 电解定义 在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 能量转化形式 电能转化为化学能。 电解池 构成条件 ①有与电源相连的两个电极。②电解质溶液(或熔融盐)。③形成闭合回路。 电极名称及电极反应式(如图) 电子和离子的移动方向 四、电解池原理的应用 1．电解饱和食盐水 (1)电极反应： 阴极：电极反应式：__2H＋＋2e－===H2↑__反应类型：__还原__反应。 阳极：电极反应式：__2Cl－－2e－===Cl2↑__反应类型：__氧化__反应。 (2)总反应离子方程式：__2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑__ 总反应化学方程式：__2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑__ (3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气。 离子交换膜电解槽原理示意图 阳离子交换膜： ①只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过。 ②将电解槽隔成阳极室和阴极室。 2．电镀 下图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题： (1)镀件作阴极，镀层金属银作阳极。 (2)电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。 (3)电极反应： 阳极：Ag－e－===Ag＋； 阴极：Ag＋＋e－===Ag。 (4)特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。 3．电解精炼铜 (1)电极材料：阳极为粗铜；阴极为纯铜。 (2)电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。 (3)电极反应： 阳极：Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋； 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。 注意　（1）阳极泥的主要成分有Ag、Au。（2）利用该原理也可设计精炼银。 (3)电解精炼铜时，阳极质量减小，阴极质量增加，溶液中的Cu2＋浓度减小。 4.工业电解制活泼金属 制钠，阴极反应：　Na＋＋e－Na　。 阳极反应：　2Cl－－2e－Cl2↑　。 总反应：2NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑ 制镁，阴极反应：　Mg2＋＋2e－Mg　。 阳极反应：　2Cl－－2e－Cl2↑　。 总反应：MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑ 制铝，阴极反应：　Al3＋＋3e－Al　。 阳极反应：　2O2－－4e－O2↑　。 总反应：2Al2O3（熔融）4Al＋3O2↑ 五、金属的腐蚀 1．金属腐蚀的本质 金属原子__失去__电子变为金属阳离子，金属发生__氧化__反应。 2．金属腐蚀的类型 (1)化学腐蚀与电化学腐蚀 类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 定义 金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2等)或非电解质溶液等直接发生化学反应引起的腐蚀 不纯金属或合金与电解质溶液接触，会形成__原电池__，__较活泼__的金属失去电子被氧化腐蚀 特点 __无__电流产生 __有微弱__电流产生 普遍性 两者往往同时发生，金属的__电化学__腐蚀更普遍，而且危害性大，腐蚀速率大 (2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例进行分析) 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 水膜酸性 __酸性较强__ __酸性较弱或中性__ 负极反应 __Fe－2e－===Fe2＋__ 正极反应 __2H＋＋2e－===H2↑__ __O2＋2H2O＋4e－===4OH－__ 总反应 __Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ __2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2__ 其他反应 __4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3__ Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O(铁锈) 腐蚀速率 较快，一般极少 较慢，非常普遍 普遍性 __吸氧__腐蚀更普遍 联系 往往两种腐蚀交替发生，但吸氧腐蚀更普遍，两种过程都有微弱电流产生。 3．金属电化学腐蚀规律 (1)对同一种金属来说，在不同溶液中腐蚀的快慢：强电解质溶液__＞__弱电解质溶液__＞__非电解质溶液。 (2)活动性不同的两金属：活动性差别越大，活动性强的金属腐蚀越__快__。 (3)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快，且氧化剂的浓度越高，氧化性越强，腐蚀越快。 (4)对同一电解质溶液来说。电解原理引起的腐蚀__＞__原电池原理引起的腐蚀__＞__化学腐蚀__＞__有防护措施的腐蚀。 六、金属的防护 1．本质 阻止金属发生氧化反应。 2．方法 （1）加防护层，如在金属表面涂油或油漆、覆盖塑料、镀不活泼金属等。 （2）改变金属组成或结构，如制成合金等。 （3）电化学防护 方法 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 原理 原电池原理 电解原理 被保护金属 作正极 作阴极 构成 被保护金属、比被保护金属活泼的金属等 被保护金属、惰性电极及直流电源等 优、缺点 无需外加电源，但需要定期更换被腐蚀的金属 无需更换电极，但消耗电能 示意图 牺牲阳极的阴极保护法示意图 外加电流的阴极保护法示意图 联系 被保护的金属都因为电子的流入而免遭腐蚀 一、原电池原理的应用 1．加快氧化还原反应速率 一个__自发__进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率__加快__，例如Zn与稀硫酸反应时加入少量的CuSO4溶液能使产生氢气的速率加快。 2．比较金属活动性强弱 两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属活动性比正极的__活泼__。 3．用作金属的防护 使被保护的金属制品作原电池的__正__极而得到保护。例如，保护铁制输水管或钢铁桥梁，可用导线将其和一块锌块相连，使Zn作原电池的__负__极。 4．设计制作化学电源 — ↓ — ↓ — ↓ — 二、判断电解池阴、阳极的常用方法 判断方法 阳极 阴极 与电源连接 与正极相连 与负极相连 闭合 回路 导线中 电子流出 电子流入 电解质溶液中 阳离子移离 阳离子移向 阴离子移向 阴离子移离 电极 反应 得失电子 失电子 得电子 化合价 升高 降低 反应类型 氧化反应 还原反应 电极质量 减小或不变 增大或不变 三、阴阳两极上放电顺序 阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。离子的放电顺序取决于离子本身的性质即离子得失电子的能力，另外也与离子的浓度及电极材料有关。 (1)阴极：阴极上放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。氧化性强的先放电，放电顺序： (2)阳极：若是活性电极作阳极，则活性电极首先失电子，发生氧化反应。 若是惰性电极作阳极，则仅是溶液中的阴离子放电，常见离子的放电顺序是 四、不同条件下金属腐蚀快慢的比较 （1）影响金属腐蚀的因素。 影响金属腐蚀的因素包括金属的本性、纯度和介质三个方面： ①就金属本性来说，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀。 ②同一金属越纯，越难腐蚀。如纯铁即使在潮湿空气中反应也会很慢，而含杂质的生铁在潮湿的空气中会很快生锈而被腐蚀。 ③介质对金属腐蚀的影响也很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。 （2）不同条件下金属腐蚀快慢的判断。 条件 快慢顺序 腐蚀类型不同 电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀(原电池原理的防护＞电解原理的防护) 同种金属 强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液 活泼性不同的两金属 活泼性差别越大，活泼性强的金属腐蚀越快 同种电解质溶液 电解质溶液浓度越大，腐蚀越快 基础巩固 1．模型认知是重要的化学核心素养之一，下列对电化学四个模型的表述错误的是 A．装置I盐桥中的阳离子移向溶液 B．装置II正极反应式为： C．装置III可以模拟工业生产中给镀件镀银 D．装置IV可以保护长期浸泡在海水中的钢闸门 【答案】C 【解析】A．装置Ⅰ是铜锌原电池，Cu电极为正极，在原电池中阳离子会向正极移动，因此盐桥中的阳离子会移向溶液，A正确； B．装置Ⅱ是铁的吸氧腐蚀，正极上在中性条件下得电子生成，反应式为：，B正确； C．装置Ⅲ是电镀池，图中正负极接反，应镀层金属Ag作阳极，接电源正极；镀件作阴极，接电源负极，溶液作电解质溶液，C错误； D．装置Ⅳ中，钢闸门连接的是电源的负极，作电解池的阴极，受到保护，D正确； 故答案选C。 2．以自发进行的氧化还原反应为工作原理，将两个活动性不同的电极插入电解质溶液中形成闭合回路，构成原电池。下图的烧杯中均盛有溶液，其中能构成原电池的是 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】原电池的形成条件需要有自发进行的氧化还原反应，电解质溶液、导线、两个电极构成的闭合回路。 【解析】A．该装置中两烧杯没有用盐桥相连，无法形成闭合回路，不能形成原电池，A错误； B．该装置中可发生氧化还原反应，且形成闭合回路，可以构成原电池，B正确； C．该装置中两电极相同，无法构成电势差，电子不能定向移动，无法构成原电池，C错误； D．该装置不能发生氧化还原反应，无法构成原电池，D错误； 故选B。 3．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是 A．正极反应为 B．温度越高，微生物促进反应中电子的转移速率越快 C．质子通过交换膜从负极区移向正极区 D．电池总反应为 【答案】B 【分析】在微生物的作用下将化学能转化为电能，形成原电池，根据图示可知，负极上失电子被氧化，其电极反应式为，正极上氧气得电子被还原，其电极反应式为。 【解析】A．正极上氧气得电子被还原，其电极反应式为，故A正确； B．高温会导致微生物失去生理活性，反而导致反应速率变慢，故B错误； C．原电池内电路中，阳离子向正极移动，所以质子通过交换膜从负极移向正极，故C正确； D．由分析，负极上失电子被氧化，其电极反应式为，正极上氧气得电子被还原，其电极反应式为，则总反应为，故D正确； 故选B。 4．下列说法错误的是 A．铁发生吸氧腐蚀，负极的电极反应式为 B．铜的电解精炼中，粗铜作阳极不断溶解 C．氯碱工业中，NaOH溶液在阴极区得到 D．铁制品镀银，铁制品连接电源负极 【答案】A 【解析】A．发生吸氧腐蚀时，Fe作为负极先生成，电极反应为，A错误； B．电解精炼过程中，粗铜是阳极，电极反应为，体现为粗铜在反应过程中不断溶解，B正确； C．氯碱工业中，电解质是氯化钠溶液，阴极反应为，过程中生成NaOH溶液，C正确； D．铁制品在镀银时发生的电极反应为，发生还原反应为阴极，应该与外部电源的负极连接，D正确； 故答案选A。 5．电化学腐蚀是海水对船体外壳腐蚀的主要类型，通常船体钢铁外壳镶嵌锌块来延缓腐蚀。不正确的是 A．该法称为牺牲阳极法 B．该法称为外加电流保护法 C．镶嵌的锌块需定期更换 D．钢铁外壳成为原电池的正极 【答案】B 【解析】A．船体镶嵌锌块属于牺牲阳极的阴极保护法，A正确； B．船体镶嵌锌块属于牺牲阳极的阴极保护法，并没有连接外接电源，不属于外加电流的阴极保护法，B错误； C．此法中锌作负极，被腐蚀，故镶嵌的锌块需定期更换，C正确； D．利用锌（活泼金属）作为负极被腐蚀，保护钢铁作正极，D正确； 故答案为：B。 6．某化学兴趣小组自制的盐水彩灯装置如图所示，下列电池组合正确且能使彩灯亮起来的是 选项 电极a(正极) 电极b(负极) X A Al Mg 乙醇 B Zn Pt 稀硫酸 C Cu Fe 硫酸铜溶液 D 金刚石 Zn 稀硫酸 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】A．X为乙醇，乙醇是非电解质，无法导电，不能形成原电池，A错误； B．Zn比Pt活泼，应作负极，Pt为正极，B错误； C．Fe比Cu活泼，Fe作负极（b），Cu作正极（a），X为硫酸铜溶液，负极Fe失电子，正极Cu2+得电子，发生自发氧化还原反应，形成原电池产生电流，C正确； D．金刚石不导电，无法作为电极形成闭合回路，D错误； 故选C。 7．铅蓄电池的结构示意图如图，下列关于铅蓄电池的说法正确的是 A．放电时，作负极，向负极方向移动 B．放电时，一段时间后电解质溶液值不变 C．充电时，铅蓄电池负极连接电源正极 D．充电时，阳极的电极反应为 【答案】D 【分析】放电时，铅是铅蓄电池的负极，硫酸根离子作用下铅在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸铅，二氧化铅是正极，酸性条件下二氧化铅在正极得到电子发生还原反应生成硫酸铅和水，电池总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O；充电时，铅蓄电池负极连接电源的负极做阴极，正极连接电源正极做阳极。 【解析】A．由分析可知，铅是铅蓄电池的负极，溶液中氢离子向正极移动，故A错误； B．由分析可知，电池总反应为Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，则放电时，一段时间后，溶液中硫酸溶液浓度减小，电解质溶液pH值增大，故B错误； C．由分析可知，充电时，铅蓄电池负极连接电源的负极做阴极，故C错误； D．由分析可知，充电时，正极连接电源正极做阳极，水分子作用下，硫酸铅在阳极失去电子发生氧化反应生成二氧化铅、氢离子和硫酸根离子，电极反应式为，故D正确； 故选D。 8．动力电池是新能源车的动力来源。某动力电池充电过程示意图如图所示，已知电池反应为(M表示金属)。下列说法错误的是 A．中金属元素M呈+3价 B．放电时，电极M电势高于电极N电势 C．放电时，电极N上发生的电极反应为 D．充电时，电解质中的向电极M移动 【答案】D 【分析】充电时，与电源正极相连的M极为阳极，N极为阴极；放电时，M为正极，N为负极。 【解析】A．中Li为+1价，O为-2价，M为+3价，A正确； B．原电池中正极电势高于负极电势，放电时，M为正极，B正确； C．放电时N为负极，失电子发生氧化反应，根据电池总反应可知，N极反应为，C正确； D．充电时，N为阴极，阳离子向阴极定向移动，D错误； 故答案选D。 9．研究金属的腐蚀过程及防腐蚀对人们的日常生活有重大意义。下列说法错误的是 A．图甲中：只闭合，铁腐蚀的速度最快 B．图甲中：只闭合，石墨电极附近的pH将变大 C．图乙中：轮船外壳镶嵌锌块属于牺牲阳极的阴极保护法 D．图乙中：轮船底部的钢铁易腐蚀，负极反应为 【答案】D 【分析】闭合K1，构成电解池，铁棒作阳极，被腐蚀；闭合K2，构成电解池，铁棒作阴极，被保护；闭合K3，构成原电池，铁棒作负极，被腐蚀； 【解析】A．根据腐蚀速率：电解池阳极腐蚀速率最快、电解池阴极腐蚀速率最慢，闭合K1，构成电解池，铁棒作阳极，闭合时铁腐蚀的速度最快，故A正确； B．闭合K3，铁棒作原电池的负极，石墨作正极，电解质溶液是NaCl溶液，发生吸氧腐蚀，正极的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，生成OH-，使得石墨电极附近溶液的pH增大，故B正确； C．锌比铁活泼，易失去电子，与铁组成的原电池中作为负极，属于牺牲阳极的阴极保护法，故C正确； D．铁比碳活泼，易失去电子，作为负极，反应为Fe-2e-=Fe2+，故D错误； 故答案为D。 10．目前一款新型甲醇燃料电池已投放市场，该电池通过特殊的装置进行电能输出，不会造成任何污染，是一种相当环保的绿色电池。如图是甲醇燃料电池的实验装置图。下列有关说法正确的是 A．甲池中负极的电极反应式： B．电极B为正极，电极C上发生还原反应 C．乙池中硝酸根离子的浓度不断减小 D．乙池中D电极质量增加54 g时，理论上甲池中消耗0.125 mol氧气 【答案】D 【分析】甲池为燃料电池，B电极通入氧气，为正极，A电极通入甲醇，为负极，乙池为电解池，与负极相连的铜为阴极，与正极相连的Ag为阳极。 【解析】A．甲池为燃料电池，电解质为KOH溶液，负极反应式中不能生成H+，正确应为CH3OH+8OH--6e-=+6H2O，A错误； B．甲池中B极通入O2为正极，乙池C电极与B（正极）相连为阳极，阳极发生氧化反应，B错误； C．乙池阳极C发生失电子的氧化反应，Ag溶解生成Ag+：Ag-e-=Ag+，阴极D附近溶液中的Ag+得电子而在铜电极上析出Ag：Ag++e-=Ag，阳极溶解与阴极析出的Ag的量相等，的浓度不变，C错误； D．D电极增加54g为析出Ag的质量，，转移电子0.5mol，甲池正极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-，故消耗O2物质的量为0.5mol=0.125mol，D正确； 故答案为D。 提升专练 11．某种质子交换膜氢氧燃料电池如下图所示。下列说法正确的是 A．该电池的b极发生氧化反应： B．电流由a电极经由外电路流向b电极 C．质子()通过质子交换膜移动到b电极 D．该燃料电池的能量转化率可达到100% 【答案】C 【分析】在该质子交换膜氢氧燃料电池中，a电极为负极，氢气在此发生氧化反应：；b电极为正极，氧气在此发生还原反应：；总反应为，反应过程中会通过质子交换膜向正极（b电极）移动。 【解析】A．该电池的b极是正极，氧气在此发生还原反应，不是氧化反应，A错误； B．电流由正极（b电极）经外电路流向负极（a电极），电子的移动方向与电流相反，B错误； C．在原电池中，阳离子向正极移动，因此质子（）通过质子交换膜移动到b电极，C正确； D．燃料电池在工作过程中会有部分能量转化为热能等其他形式的能量，能量转化率无法达到100%，D错误； 故答案选C。 12．巧设实验，方得真知。下列实验设计合理的是 观察电流表指针偏转方向 A．制作简易氢氧燃料电池 B．证明金属活动性顺序为 C．铁钉镀铜 D．模拟阴极电保护法 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A．当K1闭合、K2断开时，构成电解池，阴极产生氢气，阳极为Zn，属于活泼金属，所以阳极发生的反应为，并不能产生氧气，所以当K1断开、K2闭合时也无法构成氢氧燃料电池，A错误； B．Fe、Cu和稀硫酸组成的原电池中，由电流表指针偏转方向可知，Fe作负极、铜作正极，则金属活动性Fe>Cu；同理，由Fe、Zn和稀硫酸组成的原电池的电流表偏转方向可得金属活动性顺序Zn>Fe，则证明金属活动性顺序Zn>Fe>Cu，B正确； C．铁钉镀铜时，应以铁钉为阴极，铜片为阳极，硫酸铜溶液为电解质溶液进行电解，图示装置为原电池，不是电解池，无法实现铁钉镀铜，C错误； D．电解质溶液呈酸性，Zn的活泼性强于Fe，则Zn作负极，Fe作正极被保护，是牺牲阳极的阴极保护法，阴极电保护法是运用了电解池原理，D错误； 故答案选B。 13．装置甲是一种将废水中的氯乙烯()转换成对环境无害的微生物电池，连接甲、乙装置进行粗铜精炼，其原理如图所示。 下列说法不正确的是 A．电解精炼时，粗铜与Y电极相连 B．电解过程中N区溶液的pH增大 C．若N电极消耗16 g，粗铜电极质量减少64 g D．M电极的电极反应式为 【答案】C 【分析】由图可知，甲装置是将化学能转化为电能的原电池，M电极为负极，水分子作用下氯乙烯在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳、氢离子和氯离子，电极反应式为：，N电极为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为：O2+4e- +4H+=+2H2O；乙装置为精炼池，与Y电极相连的粗铜做精炼池的阳极，锌、铁铜在阳极失去电子发生氧化反应生成金属阳离子，精铜做阴极，铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜。 【解析】A．由分析可知，电解精炼时，与Y电极相连的粗铜做精炼池的阳极，A正确； B．由分析可知，N电极为正极，酸性条件下氧气在正极得到电子发生还原反应生成水，电极反应式为：O2+4e- +4H+=+2H2O，所以电解过程中N电极消耗氢离子导致N区溶液的pH增大，B正确； C．由分析可知，与Y电极相连的粗铜做精炼池的阳极，锌、铁铜在阳极失去电子发生氧化反应生成金属阳离子，则N电极消耗16 g氧气时，无法计算粗铜电极减少质量，C错误； D．由分析可知，M电极为负极，水分子作用下氯乙烯在负极失去电子发生氧化反应生成二氧化碳、氢离子和氯离子，电极反应式为：，D正确； 故选C。 14．氨()是化工、化肥和制药等领域的关键原料，可利用如图装置电解含硝酸盐的废水高效制氨，电极材料中簇与CuFe-LDH协同可显著抑制析氢反应和修复电解环境。下列说法错误的是 A．a接外接电源负极，b极电势高 B．b极电极反应式为 C．当a极生成17 g 时，理论上有9 mol 通过质子交换膜 D．若电解使用阴离子交换膜，则硝酸盐转化率降低 【答案】C 【分析】由图可知，左侧电极（a极）发生还原反应，将还原为NH3，因此a极为阴极，需要连接电源负极。右侧电极（b极）发生氧化反应，将H2O氧化为O2，因此b极为阳极，需要连接电源正极，质子交换膜允许H+通过，维持电荷平衡。 【解析】A．根据上述分析，a极为阴极，应连接电源负极；b极为阳极，应连接电源正极。在电解池中，阳极电势高于阴极电势，因此b极电势高，A正确； B．在阳极（b极），水被氧化生成O2和H+，电极反应式为，B正确； C．17 g NH3的物质的量为：，在阴极（a极），被还原为NH3，电极反应式为：，根据反应式，每生成1 mol NH3，转移8 mol e-，则理论上有8 mol 通过质子交换膜，C错误； D．如果使用阴离子交换膜，会从阴极区（a极）迁移到阳极区（b极），导致阴极区浓度降低，还原反应效率下降，硝酸盐转化率降低，D正确； 故答案选C。 15．下列关于电化学腐蚀和电解原理的描述错误的是 A．生铁比纯铁更容易发生腐蚀 B．纯银器久置表面变暗是因为银单质发生吸氧腐蚀 C．在铁质地漏表面镀铜时，理论上电解液中含铜微粒的浓度保持不变 D．电解精炼铜时，粗铜与电源正极相连，精铜与电源负极相连 【答案】B 【解析】A．生铁含有碳等杂质，能形成原电池，铁作负极，加速铁的腐蚀，因此比纯铁更容易发生腐蚀，A正确； B．纯银器表面变暗主要是由于银与空气中的硫化氢等含硫物质发生反应生成黑色的硫化银，该过程属于化学腐蚀，B错误； C．在铁质地漏表面镀铜时，采用电解法，阳极铜溶解补充铜离子，阴极铜沉积消耗铜离子，理论上电解液中含铜微粒的浓度保持不变，C正确； D．电解精炼铜时，粗铜作为阳极连接电源正极，精铜作为阴极连接电源负极，发生还原反应沉积铜单质，D正确； 故答案选B。 16．金属腐蚀的现象普遍存在，会使地下金属管道泄漏、轮船船体损坏等。某同学为探究铁钉腐蚀的条件，设计了如图①②③三组实验。一段时间后，该同学观察到的现象是：①中铁钉生锈；②中铁钉不生锈；③中铁钉生锈比①更明显。下列说法错误的是 A．①中发生的腐蚀为电化学腐蚀，发生腐蚀时，铁钉作负极 B．①中正极的电极反应式为 C．②所用的水要经过煮沸处理，目的是除去水中溶解的氧气 D．③中铁钉生锈比①更明显的原因是离子浓度变大加快了铁钉的腐蚀 【答案】B 【解析】A．①中铁钉在水和空气接触的环境下发生腐蚀，形成了微型原电池，属于电化学腐蚀，在原电池中，铁失电子，发生氧化反应，铁钉作负极，A正确； B．①中发生的是吸氧腐蚀，正极是氧气得电子，电极反应式应为，B错误； C．②中植物油隔绝了空气，所用的水经过煮沸处理，目的是除去水中溶解的氧气使铁钉不与氧气接触，从而探究只与水接触时，铁钉是否生锈，C正确； D．③中是饱和食盐水，离子浓度比①中水大，溶液导电性增强，加快了铁钉的腐蚀,所以③中铁钉生锈比①更明显，D正确； 故选B。 17．探究原电池和电解池原理，对生产生活具有重要的意义。 Ⅰ．化学电源在生产生活中的应用： (1)根据构成原电池的本质判断，下列化学(或离子)方程式正确且能设计成原电池的是___________(填字母)。 A． B． C． D． (2)电动汽车上用的铅蓄电池是以一组海绵状铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用作放电电解质溶液。放电时总反应为：。写出放电时正极的电极反应式： 。 (3)某种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH溶液(电解质溶液)构成。其中正极反应式为： 。下列说法正确的是 (填正确答案的序号)。 a．电池放电时通入空气的电极为负极 b．电池放电时，电解质溶液的pH逐渐减小 c．电池放电时每消耗6.4 g 转移1.2 mol电子 Ⅱ．电化学原理在污染治理方面的应用： (4)煤在直接燃烧前要进行脱硫处理。采用电解法脱硫的基本原理如图所示，利用电极反应将转化为，再将煤中的含硫物质(主要成分是)氧化为和：。已知：两电极为完全相同的惰性电极。 ①M为电源的 (填“正极”或“负极”)。 ②电解池工作时观察到R电极上有无色气体产生，写出电极反应式： ③电解池工作时，混合液中的物质的量 (填“变大”、“变小”或“不变”)。 【答案】(1)B (2) (3) bc (4) 正极 变大 【解析】（1）能够设计成原电池的反应要求是能够自发进行的氧化还原反应，A．为酸碱中和反应，没有化合价变化，不属于氧化还原反应，A项不符合题意； B．，属于氧化还原反应，且常温下能够自发进行，B项符合题意； C．，铜不能与硫酸反应生成氢气，反应方程式错误，C项不符合题意； D．，没有化合价变化，不属于氧化还原反应，D项不符合题意； 故答案选B； （2）由电池总反应可得放电时作正极，电极反应为； （3）①甲醇燃料电池中甲醇作负极，空气（氧气）作正极，正极反应式为； ②a．甲醇燃料电池放电时通入空气的电极为正极，a项错误； b．电池负极的电极反应式为，正极反应式为，由此可得转移电子数相同时，溶液中的浓度减小，溶液的pH逐渐减小，b项正确； c．甲醇的物质的量，由电极反应式可知转移电子的物质的量，c项正确； 故答案选bc； （4）①P电极反应转化为，锰元素化合价升高，发生氧化反应，则P电极为电解池的阳极，与之相连的M为电源的正极； ②R电极为电解池阴极，发生还原反应，混合液中得电子能力较强，电极反应式为； ③由和分析出的电极反应可知在电解池工作时，混合液中的物质的量变大。 18．回答下列问题 (1)下列事实中，与电化学腐蚀无关的是 A．埋在潮湿土壤里的铁管比埋在干燥土壤里的铁管更易被腐蚀 B．金属钠置于空气中表面变暗 C．镀银的铁制品，镀层部分受损后，露出的铁表面更易被腐蚀 D．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿 E.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈 F.铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈 (2)以石墨为电极，电解溶液，阳极电极反应式为 。 (3)利用反应可制备，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为 。 (4)利用人工光合作用可将转化为甲酸，反应原理为，装置如图所示： 电极2的电极反应式是 ； (5)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、和组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的 极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为 。 (6)已知是可逆反应，设计如图装置(、均为石墨电极)开始时：棒电极反应式 ，当电流表 时，反应达到化学平衡状态。 【答案】(1)B (2) (3) (4) (5) 负 (6) 读数为零 【解析】（1）A．铁管中除了铁，还含有碳等，潮湿土壤可提供电解质溶液，故形成原电池，发生电化学腐蚀，腐蚀速率更快，与电化学腐蚀有关，不符合； B．金属钠置于空气中表面变暗，是钠与氧气直接反应生成氧化钠，没有形成原电池，与电化学腐蚀无关，符合； C．镀银的铁制品，镀层部分受损后，形成原电池，铁作负极，故露出的铁表面更易被腐蚀，与电化学腐蚀有关，不符合； D．铜锌合金中，锌较活泼，作负极，铜被保护，故黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿，与电化学腐蚀有关，不符合； E．生铁含碳量高，形成原电池，铁作负极，故生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈，与电化学腐蚀有关，不符合； F．铁制器件附有铜制配件，形成原电池，铁作负极，故在接触处易生铁锈，与电化学腐蚀有关，不符合； 故选B。 （2）以石墨为电极，电解溶液，阳极上碘离子优先放电，失去电子，生成碘单质，发生氧化反应，电极反应式为。 （3）正极发生还原反应，故氧气在正极得电子，正极电极反应式为。 （4）该装置为原电池，电极1失去电子，作负极，电极2为正极，根据可知，CO2中C化合价降低，得电子，为正极反应物，电极2的电极反应式是； （5）依据电镀原理分析，钢铁上镀铝是利用铝作阳极与电源正极相连，钢铁作阴极与电源负极相连，由有机阳离子、和组成的离子液体做电解液来实现，离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，则阴极反应生成铝是发生的还原反应，铝元素化合价降低，分析离子液体成分，结合电荷守恒分析可知是得到电子生成，电极反应为: 。 （6）是可逆反应，得电子，I-失电子，所以C1是负极，C2是正极，电极反应为，当电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $