電化學(xué)往往專門指“電池的科學(xué)”。下面是學(xué)習(xí)啦小編為您帶來的高考化學(xué)電化學(xué)教案，希望對大家有所幫助。

　　高考化學(xué)電化學(xué)教案：

　　【考點(diǎn)分析】

　　考綱要求

　　正確區(qū)別原電池、電解池、電鍍池的不同，掌握原電池、電解規(guī)律的應(yīng)用及有關(guān)計(jì)算的方法技巧

　　知識結(jié)構(gòu)

　　原電池 電解池

　　實(shí) 質(zhì) 將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置

　　主要類別 干電池、蓄電池、高能電池，燃料電池

　　舉 例 電鍍、精煉銅

　　【重難點(diǎn)解析】

　　一、原電池正負(fù)極的確定及電極反應(yīng)式的寫法

　　1.確定正負(fù)極應(yīng)遵循：

　　(1)一般是較活潑的金屬充當(dāng)負(fù)極，較不活潑的金屬或非金屬或金屬氧化物作正極。說明:正負(fù)極的確定還與所用的電解質(zhì)溶液有關(guān),如 Mg—Al —HCl溶液構(gòu)成的原電池中, Mg為負(fù)極,Al為正極; 若改用溶液即Mg—Al —NaOH溶液構(gòu)成的原電池中,則Mg為正極,Al為負(fù)極。

　　(2) 根據(jù)電子流向或電流方向確定：電子流出的一極或電流流入的一極為負(fù)極;

　　(3)根據(jù)內(nèi)電路中自由離子的移動方向確定：在內(nèi)電路中陰離子移向的電極為負(fù)極，陽離子移向的電極為正極。

　　(4)根據(jù)原電池反應(yīng)式確定: 失電子發(fā)生氧化反應(yīng)(還原劑中元素化合價(jià)升高)的一極為負(fù)極。此外還可以借助氧化反應(yīng)過程發(fā)生的一些特殊現(xiàn)象(如電極溶解、減重，電極周邊溶液或指示劑的變化等)來判斷。

　　2.書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意：

　　第一、活性電極：負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng);正極上，①電解質(zhì)溶液中的陽離子與活性電極直接反應(yīng)時(shí)，陽離子(或氧化性強(qiáng)的離子)得到電子;②電解質(zhì)溶液中的陽離子與活性電極不反應(yīng)時(shí)，溶解在溶液中的O2得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。

　　第二、兩個電極得失電子總數(shù)守恒。

　　第三、注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，若反應(yīng)，一般要將電極反應(yīng)和電極產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液發(fā)生的反應(yīng)合并寫。

　　二、電解池陰、陽極的判斷

　　根據(jù)電極與電源兩極相連的順序判斷

　　陰極：與直流電源的負(fù)極相連接的電解池中的電極。其反應(yīng)時(shí), 溶液中氧化能力強(qiáng)的陽離子首先在陰極上得到電子, 發(fā)生還原反應(yīng)。

　　陽極：與直流電源的正極直接連接的電極。

　?、偃羰嵌栊噪姌O(Pt、Au、C、Ti)，在該極上，溶液中還原性強(qiáng)的陰離子首先失去電子被氧化;

　?、谌羰腔钚噪姌O，電極材料參與反應(yīng)，自身失去電子被氧化而溶入溶液中。

　　三、電解時(shí)電極產(chǎn)物的判斷

　　1.陽極產(chǎn)物判斷

　　首先看電極，如果是活性電極(金屬活動順序表Ag以前)，則電極材料失電子，電極被溶解，溶液中的陰離子不能失電子。如果是惰性電極(Pt、Au、石墨)，則要再看溶液中的離子的失電子能力，此時(shí)根據(jù)陰離子放電順序判斷。

　　陰離子放電順序：S2—>I—>Br—>Cl—>OH—>含氧酸根>F—

　　2.陰極產(chǎn)物的判斷

　　直接根據(jù)陽離子得電子能力進(jìn)行判斷，陽離子放電順序：

　　Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

　　3.電鍍條件，由于陽極不斷溶解，電鍍液中陽離子保持較高的濃度，故在此條件下Zn2+先于H+放電。

　　四、原電池、電解池、電鍍池之比較

　　原電池 電解池 電鍍池

　　定義 將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置 應(yīng)用電解的原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬的裝置

　　形成條件 活動性不同的兩電極(連接)

　　電解質(zhì)溶液(電極插入其中并與電極自發(fā)反應(yīng))

　　形成閉合回路 兩電極接直流電源

　　兩電極插入電解質(zhì)溶液

　　形成閉合回路 鍍層金屬接電源的正極;待鍍金屬接電源的負(fù)極

　　電鍍液必須含有鍍層金屬的離子(電鍍過程濃度不變)

　　電極名稱 負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬失電子

　　正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子或者O2得電子 陽極：氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失電子，或電極金屬失電子

　　陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子 陽極：電極金屬失電子

　　陰極：電鍍液中鍍層金屬的陽離子得電子(在電鍍控制的條件下，水電離產(chǎn)生的H+、OH—一般不放電)

　　電子的流向 負(fù)極導(dǎo)線→正極 電源負(fù)極導(dǎo)線→陰極

　　電源正極導(dǎo)線→陽極 同電解池

　　(1)同一原電池的正負(fù)極的電極反應(yīng)得失電子數(shù)相等。

　　(2)同一電解池的陽極、陰極電極反應(yīng)中得失電子數(shù)相等。

　　(3)串聯(lián)電路中的各個電極反應(yīng)得失電子數(shù)相等。上述三種情況下，在寫電極反應(yīng)式時(shí)得失電子數(shù)相等;在計(jì)算電解產(chǎn)物的量時(shí)，應(yīng)按得失電子數(shù)相等計(jì)算。

　　五、用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時(shí)的總結(jié)

　　類型 電極反應(yīng)特點(diǎn) 電解質(zhì)溶液類別 實(shí)例 電解對象 電解質(zhì)濃度 PH 電解質(zhì)溶液復(fù)原

　　電解水型 陰極：

　　4H++4e—=2H2↑

　　陽極：4OH—-4e =O2↑—+2H2O 強(qiáng)堿 NaOH 水 增大 增大 加水

　　含氧酸 H2SO4 水 增大 減小 加水

　　活潑金屬的含氧酸鹽 Na2SO4 水 增大 不變 加水

　　分解電解質(zhì)型 電解質(zhì)電離出的陰陽離子分別在兩極放電 無氧酸(除 HF外)、 HCl 電解質(zhì) 減小 增大 加氯化氫

　　不活潑金屬的無氧酸鹽(氟化物除外) CuCl2 電解質(zhì) 減小 減小 加氯化銅

　　放氫生堿型 陰：水放H2生堿

　　陽：電解質(zhì)陰離子放電 活潑金屬的無氧酸鹽(氟化物除外) NaCl 電解質(zhì)和水 生成新電解質(zhì) 增大 加氯化氫

　　放氧生酸型 陰：電解質(zhì)陽離子放電

　　陽：水放O2生酸 不活潑金屬的含氧酸鹽 CuSO4 電解質(zhì)和水 生成新電解質(zhì) 減小 加氧化銅

　　六、書寫燃料電池電極反應(yīng)式必須遵循的原則：

　　(1)電池的負(fù)極一定是可燃性氣體(如H2、CO、CH4)在失電子時(shí)，發(fā)生氧化反應(yīng)，電池的正極一定是助燃性氣體(如O2)，在得電子時(shí)，發(fā)生還原反應(yīng)。

　　(2)電極材料一般不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只起傳導(dǎo)電子的作用。

　　(3)電極反應(yīng)式作為一種特殊的電子反應(yīng)方程式，也必須遵循原子守恒、電荷守恒的規(guī)律。

　　(4)寫電極反應(yīng)式時(shí)，一定要注意電解質(zhì)是什么，其中的離子要和電極反應(yīng)式中出現(xiàn)的離子相對應(yīng)。

　　例如：宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池，電解質(zhì)溶液是KOH，其中H2為負(fù)極，O2為正極，電極反應(yīng)式為：正極 O2+2H2O+4e—=4OH— 還原反應(yīng) 負(fù)極 2H2+4OH——4e—=4H2O 氧化反應(yīng)

　　電解質(zhì)溶液中的OH—和電極反應(yīng)式中OH—相對應(yīng)，符合原子守恒，電荷守恒。

　　七、金屬的腐蝕和防護(hù)

　　金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過程。

　?、呕瘜W(xué)腐蝕與電化腐蝕

　　化學(xué)腐蝕 電化腐蝕

　　條件 金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸 不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸

　　現(xiàn)象 無電流產(chǎn)生 有微弱電流產(chǎn)生

　　本質(zhì) 金屬被氧化 較活潑金屬被氧化

　　聯(lián)系 兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍

　?、莆鰵涓g與吸氧腐蝕(以Fe為例)

　　析氫腐蝕 吸氧腐蝕

　　條件 水膜酸性較強(qiáng)(pH<4.3) 水膜酸性很弱或中性

　　電極反應(yīng) 負(fù)極 Fe-2e—=Fe2+

　　正極 2H++2e—=H2↑ O2+2H2O+4e—=4OH—

　　總反應(yīng)式 Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2

　　⑶金屬防護(hù)的幾種重要方法

　　改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)，將金屬制成合金，增強(qiáng)抗腐蝕能力。

　　②在金屬表面覆蓋保護(hù)保護(hù)層，使金屬和周圍物質(zhì)隔離開來。

　?、垭娀瘜W(xué)保護(hù)法：利用電化學(xué)反應(yīng)使金屬鈍化而受到保護(hù)，或者利用原電池反應(yīng)將需要保護(hù)的金屬作為電池的正極而受到保護(hù)。

　　(4)金屬腐蝕速率大小

　　電解池陽極>原電池負(fù)極>化學(xué)腐蝕>原電池正極>電解池陰極

　　八、原電池、電解池、電鍍池和精煉池的判斷方法

　　1.單池判斷：

　?、裨姵?、電解池的區(qū)分關(guān)鍵看是否有外接電源;有外加電源的裝置一定是電解池，無外加電源的裝置一定是原電池。

　?、螂娊獬亍㈦婂兂睾途珶挸氐膮^(qū)分關(guān)鍵看陽極材料和電解質(zhì)溶液。

　　2.多池組合判斷：

　　①無外電源：一池為原電池，其余為電解池;

　?、谟型怆娫矗喝繛殡娊獬鼗螂婂兂?、精煉池

　　【說明】：多池組合時(shí), 一般是含有活潑金屬的池為原電池，其余都是在原電池帶動下工作的電解池;若最活潑的電極相同時(shí)，則兩極間活潑性差別較大的是原電池，其余為電解池。

　　九、電解后pH變化判斷

　　先分析原溶液的酸堿性，再看電極產(chǎn)物：①如果只產(chǎn)生H2而沒有O2，則pH變大;②如果只產(chǎn)生O2而無H2，則pH變小;③如果既產(chǎn)生O2又有H2，若原溶液呈酸性，則pH減小;若原溶液呈堿性，則pH增大;若原溶液呈中性，pH不變;④如果既無O2產(chǎn)生也無H2產(chǎn)生，則溶液的pH均趨于7。

　　十、電化學(xué)計(jì)算題

　　解題時(shí)要注意電極反應(yīng)式的正確書寫，可根據(jù)電解方程式或電極反應(yīng)式列式求解;還可利用各電極，線路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)守恒列等式求解;或者由電解方程式及電極反應(yīng)式找出關(guān)系式，最后根據(jù)關(guān)系式列式計(jì)算。

　　常見微粒間的計(jì)量關(guān)系式為：4e?～4H+～4OH?～4Cl?～4Ag+～2Cu2+～2H2～O2～2Cl2～4Ag～2Cu～2H2O。

　　電化學(xué)專題測試題

　　單選題(2分×24=48分)

　　1.一定條件下，電解較稀濃度的硫酸，H2O2僅為還原產(chǎn)物，該原理可用于制取雙氧水，其電解的化學(xué)方程式為：3H2O+3O2 O3+3H2O2。下列有關(guān)說法正確的是 ( )

　　A.電解池的陽極生成雙氧水，陰極生成臭氧

　　B.電解池中硫酸溶液的pH保持不變

　　C.產(chǎn)生臭氧的電極反應(yīng)式為3H2O-6e-=O3+6H+

　　D.產(chǎn)生雙氧水的電極反應(yīng)式為2H2O-2e-= H2O2+2H+

　　2.將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡后放入如圖所示裝置中，

　　下列敘述正確的是： ( )

　　A.過一段時(shí)間，Ⅱ試管中的導(dǎo)管內(nèi)水柱上升

　　B.Ⅰ試管中鐵釘由于發(fā)生電解反應(yīng)而被腐蝕

　　C.鐵釘在該裝置中被腐蝕的情況隨時(shí)間的延長而加快

　　D.Ⅰ試管中鐵釘發(fā)生反應(yīng)的一個電極反應(yīng)式為：2Cl--2e-=Cl2↑

　　3.下圖中能驗(yàn)證用惰性電極電解NaCl溶液(含酚酞)的電解產(chǎn)物的裝置的是( 表示直流電源，I表示電流強(qiáng)度，e-表示電子) ( )

　　4.如下圖所示兩個裝置，溶液體積均為200 mL，開始電解質(zhì)溶液的濃度均為0.1 mol•L-1，工作一段時(shí)間后，測得導(dǎo)線上通過0.02 mol電子，若不考慮鹽水解和溶液體積的變化，則下列敘述正確的是( )

　　A.產(chǎn)生氣體的體積：①>②?

　　B.電極上析出固體的質(zhì)量：①>②?

　　C.溶液的pH變化：①增大，②減小?

　　D.裝置②的電極反應(yīng)式為：?

　　陽極：4OH—-4e-=2H2O+O2↑

　　陰極：2H++2e-=H2↑

　　5.下列圖示中關(guān)于銅電極的連接錯誤的是 ( )

　　銅鋅原電池 電解精煉銅 鍍件上鍍銅 電解氯化銅溶液

　　6.右圖為陽離子交換膜法電解飽和食鹽水原理示意圖。

　　下列說法不正確的是 ( )

　　A.從E口逸出的氣體是H2

　　B.從B口加入含少量NaOH的水溶液以增強(qiáng)導(dǎo)電性

　　C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下每生成22.4 LCl2，便產(chǎn)生2 mol NaOH

　　D.電解一段時(shí)間后加適量鹽酸可以恢復(fù)到電解前的濃度

　　7.有關(guān)如右圖所示原電池的敘述，正確的是(鹽橋中裝有含瓊膠KCl飽和溶液) ( )

　　A.反應(yīng)中，鹽橋中的K+會移向CuSO4溶液

　　B.取出鹽橋后，電流計(jì)依然發(fā)生偏轉(zhuǎn)

　　C.銅片上有氣泡逸出

　　D.反應(yīng)前后銅片質(zhì)量不改變

　　8.把金屬A放入鹽B(NO3)2的溶液中，發(fā)生如下反應(yīng)：A+B2+=A2++B，以下敘述正確的是 ( )

　　A.常溫下金屬A一定能與水反應(yīng)，B一定不能與水反應(yīng)

　　B.A與B用導(dǎo)線連接后放入酒精中，一定形成原電池

　　C.A與B用導(dǎo)線連接后放入B(NO3)2的溶液中，一定有電流產(chǎn)生

　　D.由A與B形成的原電池，A一定是正極，B一定是負(fù)極

　　9.Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計(jì)的制取Cu2O的電解池示意圖如下，電解總反應(yīng)為2Cu+H2O Cu2O+H2 。下列說法正確的是( )

　　A.石墨電極上產(chǎn)生氫氣

　　B.銅電極發(fā)生還原反應(yīng)

　　C.銅電極接直流電源的負(fù)極

　　D.當(dāng)有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，有0.1molCu2O生成

　　10.下列關(guān)于電解精煉銅的敘述中不正確的是 ( )

　　A.粗銅板體作陽極

　　B.電解時(shí)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，而陰極發(fā)生的反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu

　　C.粗銅中所含Na、Fe、Zn等雜質(zhì)，電解后以單質(zhì)形式沉積槽底，形成陽極泥

　　D.電解銅的純度可達(dá)99.95%～99.98%

　　11.電解100mL含c(H+)=0.30mol/L的下列溶液。當(dāng)電路中通過0.04mol電子時(shí)，理論上析出金屬質(zhì)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.生物燃料電池(BFC)是以有機(jī)物為燃料，直接或間接利用酶作為催化劑的一類特殊的燃料電池，其能量轉(zhuǎn)化效率高，是一種真正意義上的綠色電池，其工作原理如圖所示。已知C1極的電極反應(yīng)式為： C2H5OH+3H2O-12e-===2CO2+12H+。下列有關(guān)說法不正確的是 ( )

　　A.C1極為電池負(fù)極，C2極為電池正極

　　B.C2極的電極反應(yīng)式為O2+4H+ +4e-===2H2O

　　C.該生物燃料電池的總反應(yīng)為：C2H5OH+3O2===2CO2+3H2O

　　D.電子由C2極經(jīng)外電路導(dǎo)線流向C1極

　　13.鉛蓄電池是典型的可充電池，在現(xiàn)代生活中有著廣泛的應(yīng)用，其充電、放電按下式進(jìn)行：

　　Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O，有關(guān)該電池的說法正確的是 ( )

　　A.放電時(shí)，蓄電池內(nèi)電路中H+向負(fù)極移動

　　B.放電時(shí)，每通過1mol電子，蓄電池就要消耗2molH2SO4

　　C.充電時(shí)，陽極反應(yīng)：PbSO4 +2e-=Pb+SO42-

　　D.充電時(shí)，鉛蓄電池的負(fù)極與外接電源的負(fù)極相連

　　14.下列說法正確的是 ( )

　　A.1 L 1 mol/L FeCl3溶液中含有Fe3+的數(shù)目為阿伏加德羅常數(shù)的值

　　B.與Al反應(yīng)生成H2的無色溶液中，一定可以大量存在Na+、NO3―、Cl―、NH4+

　　C.用鉑電極電解CuSO4溶液片刻，停止通電，若加入一定質(zhì)量Cu(OH)2可得初始溶液

　　D.1 mol CH4在反應(yīng)①與②中，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同

　　①CH4+4NO2=4NO+CO2+2H2O

　?、贑H4+4NO=2N2+CO2+2H2O

　　15.圖中，Z為浸透飽和食鹽水和酚酞試液的濾紙，水槽中盛有足量CuSO4溶液，X、Y為石墨電極。接通電路后，發(fā)現(xiàn)Z上的d點(diǎn)顯紅色。下列說法正確的是( )

　　A.接通電路后，水槽中溶液的pH不變

　　B.b是正極，Y電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

　　C.同溫同壓F，X、Y兩電極上產(chǎn)生氣體的體積相等

　　D.d點(diǎn)顯紅色是因?yàn)榻油娐泛驩H-向d點(diǎn)移動

　　16.已知氧元素有16O、18O兩種核素，按中學(xué)化學(xué)知識要求，下列說法正確的是 ( )

　　A.Na2O2與H218O反應(yīng)時(shí)生成產(chǎn)生18O2氣體

　　B.向2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的平衡體系中加入18¬O2，結(jié)果18¬O2只出現(xiàn)在產(chǎn)物中

　　C.CH¬3¬COOH和CH3CH¬218¬OH發(fā)生酯化反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)物中分子式為H218¬O

　　D.用惰性電極電解含有H218¬O的普通水時(shí)，陽極可能產(chǎn)生三種相對分子質(zhì)量不同的氧分子

　　17.將AsO43ˉ+2Iˉ+2H+ AsO33ˉ+I2+H2O設(shè)計(jì)成如右圖

　　所示的電化學(xué)裝置，其中C1、C2均為石墨棒。甲、

　　乙兩組同學(xué)分別進(jìn)行下述操作：

　　甲組：向B燒杯中逐滴加入濃鹽酸

　　乙組：向B燒杯中逐滴加入40%NaOH溶液

　　下列描述中，正確的是 ( )

　　A.甲組操作過程中，C1做正極

　　B.乙組操作過程中，C2做負(fù)極，電極反應(yīng)式為：AsO33ˉ+2eˉ+2OHˉ=AsO43ˉ+H2O

　　C.兩次操作過程中，微安表(G)指針的偏轉(zhuǎn)方向相反

　　D.甲組操作時(shí)該裝置為原電池，乙組操作時(shí)該裝置為電解池

　　18.高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為：3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。下列敘述不正確的是( )

　　A.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：Zn-2e-+2OH-===Zn(OH)2

　　B.充電時(shí)陽極反應(yīng)為：Fe(OH)3-3e-+5OH-===FeO2-4+4H2O

　　C.放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3mol電子，正極有1molK2FeSO4被氧化

　　D.放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)

　　19.普通水泥在固化過程中自由水分子減少并形成堿性溶液。根據(jù)這一物理化學(xué)特點(diǎn)，科學(xué)家發(fā)明了電動勢法測水泥的初凝時(shí)間。此法的原理如圖所示，反應(yīng)的總方程式為：

　　2Cu+ Ag2O= Cu2O+Ag下列有關(guān)說法正確的是 ( )

　　A.工業(yè)上以黏土、石灰石和石英為主要原料來制造普通水泥

　　B.負(fù)極的電極反應(yīng)式為 2Cu+2OH--2e-==Cu2O + H2O

　　C.測量原理示意圖中，電流方向從Cu 經(jīng)過導(dǎo)線流向Ag2O

　　D.電池工作時(shí)，溶液中 OH-向正極移動

　　20.使用氫氧燃料電池的公共汽車已在北京街頭出現(xiàn)。下列有關(guān)某種以30%KOH溶液為電解質(zhì)的氫氧燃料電池的說法中，不正確的是 ( )

　　A.正極反應(yīng)：O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-

　　B.負(fù)極反應(yīng)：H2 - 2e- == 2H+

　　C.當(dāng)正極消耗11.2 L O2時(shí)，負(fù)極消耗22.4 L H2

　　D.氫氧燃料電池不僅能量轉(zhuǎn)化率高，而且產(chǎn)物是水，屬于環(huán)境友好電池

　　21.銅的冶煉大致可分為：

　?、俑患簩⒘蚧锏V進(jìn)行浮選;

　?、诒簾?，主要反應(yīng)為：2CuFeS2+4O2=Cu2S+3SO2+2FeO(爐渣);

　　③制粗銅，在1200℃發(fā)生的主要反應(yīng)為：2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2;2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑;

　　④電解精煉。

　　下列說法正確的是 ( )

　　A.上述灼燒過程的尾氣均可直接排入空氣

　　B.由6mol CuFeS2生成6mol Cu，反應(yīng)共消耗18mol O2

　　C.反應(yīng)2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑中，氧化劑只有Cu2O

　　D.電解精煉時(shí)，粗銅應(yīng)與外電源正極相連

　　22.市場上經(jīng)常見到的標(biāo)記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料(碳作為金屬鋰的載體)，電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li+的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)式為：Li+2Li0.35NiO2 2Li0.85NiO2。下列說法不正確的是 ( )

　　A.放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Li-e- Li+

　　B.充電時(shí)，Li0.85NiO2既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)

　　C.該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)

　　D.放電過程中Li+向負(fù)極移動

　　23.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(diǎn)比純銅高

　　B.在自然環(huán)境中，錫青銅中的錫對銅起保護(hù)作用

　　C.錫青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中慢

　　D.生成Cu2(OH)3Cl覆蓋物是電化學(xué)腐蝕過程，但不是化學(xué)反應(yīng)過程

　　24.可用于電動汽車的鋁-空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解質(zhì)溶液，鋁合金為負(fù)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(shí)，正極反應(yīng)都為：O2+2H2O+4e-=4OH-

　　B.以NaOH溶液為電解液時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Al+3OH--3e=Al(OH)3↓

　　C.以NaOH溶液為電解液時(shí)，電池在工作過程中電解液的pH保持不變

　　D.電池工作時(shí)，電子通過外電路從正極流向負(fù)極

　　非選擇題

　　25.(8分)Na與S反應(yīng)可以生成多種產(chǎn)物：Na2S，Na2S2……Na2S5。已知Na2S2的電子式為 則S32-的電子式為 。已知Na2S3+2HCl = 2NaCl+H2S↑+2S↓，試寫出Na2S5與醋酸反應(yīng)的離子方程式： 。工業(yè)上常用電解熔融NaCl制Na，事實(shí)上電解許多熔融的鈉的化合物也能制備Na，如NaOH、Na2CO3。試寫出電解熔融NaOH的反應(yīng)方程式： ，若電解熔融Na2CO3時(shí)有CO2氣體產(chǎn)生，則陽極電極反應(yīng)式為 。

　　26.(6分)右圖是一套電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，圖中C、D均為鉑電極，U為鹽橋，G是靈敏電流計(jì)，其指針總是偏向電源正極。

　?、臕s(砷)位于元素周期表中第四周期VA族，則Na3AsO4溶液的pH__________(填“>7”“<7”“=7”)。

　?、葡駼杯中加入適量較濃的硫酸，發(fā)現(xiàn)G的指針向右偏移。此時(shí)A杯中的主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________________________________，D電極上的電極反應(yīng)式為________________________________________。

　　⑶一段時(shí)間后，再向B杯中加入適量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氫氧化鈉溶液，發(fā)現(xiàn)G的指針向左偏移。此時(shí)整套實(shí)驗(yàn)裝置的總的離子方程式為_____________________________。

　　27.(6分)某課外活動小組同學(xué)用右圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試回答下列問題。

　　(1)若開始時(shí)開關(guān)K與b連接，則B極的電極反應(yīng)式為 。

　　總反應(yīng)的離子方程式為 。

　　有關(guān)上述實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是(填序號) 。

　?、偃芤褐蠳a+向A極移動

　　②從A極處逸出的氣體能使?jié)駶橩I淀粉試紙變藍(lán)

　?、鄯磻?yīng)一段時(shí)間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)相同的狀態(tài)(質(zhì)

　　量和濃度均相同)

　　④若標(biāo)準(zhǔn)狀況下B極產(chǎn)生2.24 L氣體，則電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子

　　(2)若開始時(shí)開關(guān)K與a連接，則B極的電極反應(yīng)式為 。

　　28.(6分)⑴將反應(yīng)2Fe3+(aq)+Cu(s)=2Fe2+(aq)+Cu2+(aq)，設(shè)計(jì)成原電池其裝置如右圖。電極X的材料是__________;乙池中電極反應(yīng)為___;外電路中

　　的電子流向__電極。

　?、乒I(yè)用電解K2MnO4溶液的方法生產(chǎn)常見氫化劑KMnO4，其陽

　　極反應(yīng)式為______________。

　　⑶已知：①Zn(s)+1/2 O2(g)=ZnO(s);

　　ΔH=-348.3 kJ/mol

　?、赯n(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s);ΔH=-317.3 kJ/mol

　　則1 mol Ag(s)和足量O2(g)完全反應(yīng)生成Ag2O(s)時(shí)，放出的熱量為______kJ。

　　29.(6分) (1)短周期元素A、B、C、D，A元素的原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的兩倍，B為地殼中含量最多的元素，C是原子半徑最大的短周期主族元素，C與D形成的離子化合物CD是常用的調(diào)味品。填寫下列空白：

　　(1)A單質(zhì)與B單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的產(chǎn)物有 (填化學(xué)式)。

　　(2)B、C組成的一種化合物與水發(fā)生化合反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

　　(3)如下圖所示，取一張用CD溶液浸濕的pH試紙平鋪在玻璃片上，取兩根石墨棒做電極，接通直流電源。一段時(shí)間后，b電極處的pH試紙上可觀察到的現(xiàn)象是 ，a電極的電極反應(yīng)式為 。

　　(4)常溫下，相同體積的0.2mol•L—1CD溶液與0.1mol•L—1 C2AB3溶液中，陽離子數(shù)目較多的是

　　溶液(填化學(xué)式)。

　　30.(12分)電極a、b分別為Ag電極和Pt電極，電極c、d都是石墨電極。通電一段時(shí)間后，在c、d兩極上共收集到336mL(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))氣體?；卮穑?/p>

　　(1)直流電源中，M為 極。

　　(2)Pt電極上生成的物質(zhì)是 ，其質(zhì)量為 g。

　　(3)電源輸出的電子，其物質(zhì)的量與電極b、c、d分別生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為：2∶ ∶ ∶ 。

　　(4)AgNO3溶液的濃度(填增大、減小或不變。下同) ，AgNO3溶液的pH ，H2SO4溶液的濃度 ，H2SO4溶液的pH 。

　　(5)若H2SO4溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5.00%變?yōu)?.02%，則原有5.00%的H2SO4溶液為 g。

　　31.(11分)下圖裝置所示，C、D、E、F、X、Y都是惰性電極，甲、乙中溶液的體積和濃度都相同(假設(shè)通電前后溶液體積不變)，A、B為外接直流電源的兩極。將直流電源接通后，F(xiàn)極附近呈紅色。

　　請回答：

　　(1)B極是電源的 ，一段時(shí)間后，甲中溶液顏色 ，丁中X極附近的顏色逐漸變淺，Y極附近的顏色逐漸變深，這表明 ，在電場作用下向Y極移動。

　　(2)若甲、乙裝置中的C、D、E、F電極均只有一種單質(zhì)生成時(shí)，對應(yīng)單質(zhì)的物質(zhì)的量之比為 。

　　(3)現(xiàn)用丙裝置給銅件鍍銀，則H應(yīng)該是 (填“鍍層金屬”或“鍍件”)，電鍍液是 溶液。當(dāng)乙中溶液的pH是13時(shí)(此時(shí)乙溶液體積為500mL)，丙中鍍件上析出銀的質(zhì)量為 ，甲中溶液的pH (填“變大”、“變小”或“不變”)。

　　(4)若將C電極換為鐵，其他裝置都不變，則甲中發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式是 。

　　32.(9分)新型鋰離子電池在新能源的開發(fā)中占有重要地位。可用作節(jié)能環(huán)保電動汽車的動力電池。磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)是新型鋰離子電池的首選電極材料，它的制備方法如下：

　　方法一：將碳酸鋰、乙酸亞鐵[(CH3¬COO)2Fe]、磷酸二氫銨按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰，同時(shí)生成的乙酸及其它產(chǎn)物均以氣體逸出。

　　方法二：將一定濃度的磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液作為電解液，以鐵棒為陽極，石墨為陰極，電解析出磷酸亞鐵鋰沉淀。沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥，在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰。

　　在鋰離子電池中，需要一種有機(jī)聚合物作為正負(fù)極之間鋰離子遷移的介質(zhì)，該有機(jī)聚合物的單體之一(用M表示)的結(jié)構(gòu)簡式如右：

　　請回答下列問題：

　　(1)上述兩種方法制備磷酸亞鐵鋰的過程都必須在惰性氣體氛圍中進(jìn)行。其原因是 。

　　(2)在方法一所發(fā)生的反應(yīng)中，除生成磷酸亞鐵鋰、乙酸外，還有 、

　　、 (填化學(xué)式)生成。

　　(3)在方法二中，陽極生成磷酸亞鐵鋰的電極反應(yīng)式為 。

　　(4)寫出M與足量氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。

　　(5)已知該鋰離子電池在充電過程中，陽極的磷酸亞鐵鋰生成磷酸鐵，則該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為 。

　　33.(8分)Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4—SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為：4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2。

　　請回答下列問題：

　　(1)電池的負(fù)極材料為 ，發(fā)生的電極反應(yīng)為 ;

　　(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為 ;

　　(3)SOCl2易揮發(fā)，實(shí)驗(yàn)室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少量水滴到SOCl2中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 ，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ;

　　(4)組裝該電池必須在無水、無氧的條件下進(jìn)行，原因是 。

　　參考答案

　　1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

　　C A D B C D A C A C C D

　　13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

　　D D B D C C B B D D B A

　　25.(8分)略(1分) S52-+2CH3COOH==2CH3COO—+H2S↑+4S↓(2分)

　　4NaOH電解4Na+O2↑+2H2O↑(2分) 2CO32——4e—==2CO2↑+O2↑(2分)

　　26.(6分)⑴>7(1分) ⑵無色溶液變成藍(lán)色(1分) AsO43-+2H++2e-=AsO33-+H2O(2分)

　　⑶I2+AsO33-+H2O=2H++2I-+AsO43-或I2+AsO33-+2OH-=H2O+2I-+AsO43-(2分)

　　27.(6分) (1)2H++2e-===H2↑(或2H2O+2e-===H2↑+2OH-) (1分)

　　2Cl-+2H2O電解Cl2↑+H2↑+2OH(2分)- ②④(2分)

　　(2)Fe-2e-=Fe2+(1分)

　　28.(6分)⑴Cu(1分) Fe3++e-=Fe2+(1分) Ag(1分)⑵MnO42――e-=MnO4―(1分)⑶15.5(2分)

　　29.(6分) (1)CO、CO2(1分) (2)Na2O+H2O==2NaOH(1分)

　　(3)試紙先變紅，隨后紅色區(qū)域擴(kuò)大，后被漂白褪色(2分)

　　2H++2e-=H2↑(2H2O+2e-= H2↑+2OH-) (1分)

　　(4)NaCl(1分)

　　30.(12分) (1)正(1分)

　　(2)Ag(1分) 2.16(2分)

　　(3)2∶1/2∶1(2分)

　　(4)不變(1分) 不變(1分) 增大(1分) 減小(1分)

　　(5)45.18(2分)。

　　31.(11分) (1)負(fù)極(1分) 逐漸變淺(1分) 氫氧化鐵膠體粒子帶正電荷(1分)

　　(2)1∶2∶2∶2 (2分)

　　(3)鍍件(1分) AgNO3(1分) 5.4g(2分) 變小(1分)

　　(4)Fe + Cu2+ 電解 Cu + Fe2+(1分)

　　32.(9分) (1)為了防止亞鐵化合物被氧化(1分)

　　(2)CO2 H2O NH3 (2分)

　　(3)Fe+H2PO4-+Li+-2e-====LiFePO4+2H+(2分)

　　(4)(2分)

　　(5)FePO4+Li++e-====LiFePO4(2分)

　　33.(8分)(1)鋰(1分) (1分)

　　(2) (2分)

　　(3)出現(xiàn)白霧，有刺激性氣體生成(1分) (1分)

　　(4)鋰是活潑金屬，易與 、 反應(yīng); 也可與水反應(yīng)(2分)

　　高考化學(xué)電化學(xué)重要知識點(diǎn)：

　　一、原電池的原理

　　1.構(gòu)成原電池的四個條件(以銅鋅原電池為例)

　　①活撥性不同的兩個電極 ②電解質(zhì)溶液 ③自發(fā)的氧化還原反應(yīng) ④形成閉合回路

　　2.原電池正負(fù)極的確定

　?、倩顡苄暂^強(qiáng)的金屬作負(fù)極，活撥性弱的金屬或非金屬作正極。

　　②負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)

　　③外電路由金屬等導(dǎo)電。在外電路中電子由負(fù)極流入正極

　?、軆?nèi)電路由電解液導(dǎo)電。在內(nèi)電路中陽離子移向正極，陰離子會移向負(fù)極區(qū)。

　　Cu-Zn原電池：負(fù)極: Zn-2e=Zn2+ 正極：2H+ +2e=H2↑ 總反應(yīng)：Zn +2H+=Zn2+ +H2↑

　　氫氧燃料電池，分別以KOH和H2SO4作電解質(zhì)的電極反應(yīng)如下：

　　堿作電解質(zhì)：負(fù)極：H2—2e-+2OH-=2 H2O 正極：O2+4e-+2 H2O=4OH-

　　酸作電解質(zhì)：負(fù)極：H2—2e-=2H+ 正極：O2+4e-+4H+=2 H2O

　　總反應(yīng)都是：2H2+ O2=2 H2O

　　二、電解池的原理

　　1.構(gòu)成電解池的四個條件(以NaCl的電解為例)

　?、贅?gòu)成閉合回路 ②電解質(zhì)溶液 ③兩個電極 ④直流電源

　　2.電解池陰陽極的確定

　?、倥c電源負(fù)極相連的一極為陰極，與電源正極相連的一極為陽極

　?、陔娮佑呻娫簇?fù)極→ 導(dǎo)線→ 電解池的陰極→ 電解液中的(被還原)，電解池中陰離子(被氧化)→ 電解池的陽極→導(dǎo)線→電源正極

　　③陽離子向負(fù)極移動;陰離子向陽極移動

　?、荜帢O上發(fā)生陽離子得電子的還原反應(yīng)，陽極上發(fā)生陰離子失電子的氧化反應(yīng)。

　　注意：在惰性電極上，各種離子的放電順序

　　三.原電池與電解池的比較

　　原電池 電解池

　　(1)定義 化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置 電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置

　　(2)形成條件 合適的電極、合適的電解質(zhì)溶液、形成回路 電極、電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))、外接電源、形成回路

　　(3)電極名稱 負(fù)極 正極 陽極 陰極

　　(4)反應(yīng)類型 氧化 還原 氧化 還原

　　(5)外電路電子流向 負(fù)極流出、正極流入 陽極流出、陰極流入

　　四、在惰性電極上，各種離子的放電順序：

　　1、放電順序：

　　如果陽極是惰性電極(Pt、Au、石墨)，則應(yīng)是電解質(zhì)溶液中的離子放電，應(yīng)根據(jù)離子的放電順序進(jìn)行書寫書寫電極反應(yīng)式。

　　陰極發(fā)生還原反應(yīng)，陽離子得到電子被還原的順序?yàn)椋篈g+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>(酸電離出的H+)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>(水電離出的H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。

　　陽極(惰性電極)發(fā)生氧化反應(yīng)，陰離子失去電子被氧化的順序?yàn)椋篠2->SO32->I->Br ->Cl->OH->水電離的OH->含氧酸根離子>F-。

　　(注：在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+這些活潑金屬陽離子不被還原，這些活潑金屬的冶煉往往采用電解無水熔融態(tài)鹽或氧化物而制得)。

　　2、電解時(shí)溶液pH值的變化規(guī)律

　　電解質(zhì)溶液在電解過程中，有時(shí)溶液pH值會發(fā)生變化。判斷電解質(zhì)溶液的pH值變化，有時(shí)可以從電解產(chǎn)物上去看。

　?、偃綦娊鈺r(shí)陰極上產(chǎn)生H2，陽極上無O2產(chǎn)生，電解后溶液pH值增大;

　?、谌絷帢O上無H2，陽極上產(chǎn)生O2，則電解后溶液pH值減小;

　?、廴絷帢O上有，陽極上有，且V O2=2 V H2，則有三種情況：a 如果原溶液為中性溶液，則電解后pH值不變;b 如果原溶液是酸溶液，則pH值變小;c 如果原溶液為堿溶液，則pH值變大;

　?、苋絷帢O上無H2，陽極上無O2產(chǎn)生，電解后溶液的pH可能也會發(fā)生變化。如電解CuCl2溶 液(CuCl2溶液由于Cu2+水解顯酸性)，一旦CuCl2全部電解完，pH值會變大，成中性溶液。

　　3、進(jìn)行有關(guān)電化學(xué)計(jì)算，如計(jì)算電極析出產(chǎn)物的質(zhì)量或質(zhì)量比，溶液pH值或推斷金屬原子量等時(shí)，一定要緊緊抓住陰陽極或正負(fù)極等電極反應(yīng)中得失電子數(shù)相等這一規(guī)律。

　　三、電解原理的應(yīng)用

　　(1)制取物質(zhì)：例如用電解飽和食鹽水溶液可制取氫氣、氯氣和燒堿。

　　(2)電鍍：應(yīng)用電解原理，在某些金屬表面鍍上一薄層其它金屬或合金的過程。電鍍時(shí)，鍍件作陰極，鍍層金屬作陽極，選擇含有鍍層金屬陽離子的鹽溶液為電解質(zhì)溶液。電鍍過程中該金屬陽離子濃度不變。

　　(3)精煉銅：以精銅作陰極，粗銅作陽極，以硫酸銅為電解質(zhì)溶液，陽極粗銅溶解，陰極析出銅，溶液中Cu2+濃度減小

　　(4)電冶活潑金屬：電解熔融狀態(tài)的Al2O3、MgCl2、NaCl可得到金屬單質(zhì)。

　　四、電解舉例

　　(1)電解質(zhì)本身：陽離子和陰離子放電能力均強(qiáng)于水電離出H+和OH -。如無氧酸和不活潑金屬的無氧酸鹽。

　　①HCl(aq)：陽極(Cl->OH-)2Cl――2e-=Cl2↑ 陰極(H+) 2H++2e-=H2↑

　　總方程式　　2HCl H2↑+Cl2↑

　?、贑uCl2(aq)：陽極(Cl->OH-)2Cl――2e-=Cl2↑ 陰極(Cu2+>H+)　Cu2++2e-=Cu

　　總方程式　　CuCl2 Cu+Cl2↑

　　(2)電解水：陽離子和陰離子放電能力均弱于水電離出H+和OH -。如含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧酸鹽。

　　①H2SO4(aq)：陽極(SO42-

　　總方程式　　　2H2O 2H2↑+O2↑

　?、贜aOH(aq)：陽極(OH-)4OH――4e-=2H2O+O2↑ 陰極：(Na+

　　總方程式　　　2H2O 2H2↑+O2↑

　?、跱a2SO4(aq)：陽極(SO42-

　　總方程式　　　2H2O 2H2↑+O2↑

　　(3)電解水和電解質(zhì)：陽離子放電能力強(qiáng)于水電離出H+，陰離子放電能力弱于水電離出OH-，如活潑金屬的無氧酸鹽;陽離子放電能力弱于水電離出H+，陰離子放電能力強(qiáng)于水電離出OH -，如不活潑金屬的含氧酸鹽。

　?、貼aCl(aq)：陽極(Cl->OH-)2Cl――2e-=Cl2↑ 陰極：(Na+

　　總方程式　2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑

　　②CuSO4(aq)：陽極(SO42-H+)　Cu2++2e-=Cu

　　總方程式 2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑