2019-2020年高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題5原電池 電解池及金屬腐蝕學(xué)案.doc
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2019-2020年高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題5原電池 電解池及金屬腐蝕學(xué)案 【考點(diǎn)分析】1、要求理解原電池和電解池的工作原理,能正確書(shū)寫(xiě)常見(jiàn)電極和電池方程式是高考經(jīng)??疾榈膬?nèi)容;2、對(duì)于常見(jiàn)的化學(xué)電源要求了解,并且能夠認(rèn)識(shí)到化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義極其重要應(yīng)用;3、要認(rèn)識(shí)到金屬腐蝕的危害,理解金屬發(fā)生腐蝕的原因,能采取適當(dāng)?shù)拇胧┓乐硅F、鋁等金屬腐蝕。 【知識(shí)概括】 一、知識(shí)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 二、知識(shí)點(diǎn)、能力點(diǎn)提示 1、原電池、電解池、電鍍池判斷規(guī)律 若無(wú)外電源,可能是原電池,然后依據(jù)原電池的形成條件判定,主要思路是三“看”:先看電極:兩種活潑性不同的金屬(或其中一種非金屬導(dǎo)體)作電極;再看溶液:用導(dǎo)線連接的兩電極與 電解質(zhì)溶液接觸并形成閉合回路;后看回路:在電解質(zhì)溶液中能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 2、原電池的電極、電池反應(yīng)式的寫(xiě)法。 3、金屬的腐蝕和防護(hù) ①金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化: ②金屬腐蝕的類型及比較 化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕 條件 金屬與非電解質(zhì)等直接接觸 不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸 現(xiàn)象 無(wú)電流產(chǎn)生 有微弱電流產(chǎn)生 本質(zhì) 金屬被氧化的過(guò)程 較活潑金屬被氧化的過(guò)程 相互關(guān)系:化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生,但電化學(xué)腐蝕更普遍危害更嚴(yán)重。 ③金屬腐蝕快慢的判斷: a.電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防腐蝕措施的腐蝕; b.同一種金屬的腐蝕:強(qiáng)電解質(zhì)>弱電解質(zhì)>非電解質(zhì) ④金屬的防護(hù)方法:(1)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(2)覆蓋保護(hù)層(3)電化學(xué)保護(hù)法 4、分析電解應(yīng)用的主要方法思路 通電前:電解質(zhì)溶液的電離過(guò)程(包括電解質(zhì)和水的電離) 離子移向:陰離子移向陽(yáng)極,陽(yáng)離子移向陰極 放電能力: 陽(yáng)極:金屬陽(yáng)極>S2+>I->Br->Cl->OH->NO>SO>F-。 陰極:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。 電極反應(yīng): 電極反應(yīng)式、總反應(yīng)式 電解結(jié)果: 兩極現(xiàn)象、水的電離平衡、離子濃度、溶液酸堿性、PH值變化等 【鞏固練習(xí)】 1.電化學(xué)在日常生活中有廣泛的應(yīng)用,下列說(shuō)法或做法正確的是 ( ) A.2011年5月13日,廣西桂林因局部暴雨遭遇洪水,洪水浸泡的鐵門(mén)生銹是因?yàn)榘l(fā)生化學(xué)腐蝕 B.白鐵皮(鐵鍍鋅)表面有劃損時(shí),不能阻止鐵被腐蝕 C.廢棄的干電池不能隨意丟棄,但可以土埋處理 D.不能將鐵制自來(lái)水管與銅制水龍頭連接 2.中國(guó)人民銀行定于2011年4月15日發(fā)行中國(guó)京劇臉譜彩色金銀紀(jì)念幣,其中銀紀(jì)念幣材料為銅芯鍍銀,依據(jù)你所掌握的電鍍?cè)恚阏J(rèn)為銀紀(jì)念幣制作時(shí),銅芯應(yīng)做( ) A.陰極 B.陽(yáng)極 C.正極 D.負(fù)極 3.某同學(xué)利用蘋(píng)果可以制作水果原電池,如右圖所示。下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)時(shí),說(shuō)明發(fā)生了氧化還原反應(yīng) B.蘋(píng)果汁中無(wú)電解質(zhì) C.兩個(gè)電極的材料可以相同 D.水果電池工作時(shí)氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在同一處進(jìn)行 4.鋰離子電池已經(jīng)成為應(yīng)用最廣泛的可充電電池。某種鋰離子電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下圖,其中兩極區(qū)間的隔膜只允許Li+通過(guò)。電池充電時(shí)的總反應(yīng)化學(xué)方程式為:LiCoO2 === Li1-xCoO2+xLi。關(guān)于該電池的推論錯(cuò)誤的是 ( ) A.放電時(shí),Li+主要從負(fù)極區(qū)通過(guò)隔膜移向正極區(qū) B.放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)xLi-xe-= xLi+ C.充電時(shí),有電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D.充電時(shí),負(fù)極(C)上鋰元素被氧化 5.下列實(shí)驗(yàn)裝置符合實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖? ( ) 目的 粗銅的精煉 驗(yàn)證NaCl溶液(含酚酞)的產(chǎn)物 在鐵制品上鍍銅 構(gòu)成原電池 裝置 選項(xiàng) A B C D 6.有如下3個(gè)實(shí)驗(yàn): 實(shí)驗(yàn)1 將金屬X與金屬Y用導(dǎo)線連接,浸入電解質(zhì)溶液中,Y不易腐蝕 實(shí)驗(yàn)2 將片狀的金屬X、W分別投入等濃度鹽酸中都有氣體產(chǎn)生,W比X反應(yīng)劇烈 實(shí)驗(yàn)3 用惰性電極電解等物質(zhì)的量濃度的Y和金屬Z的硝酸鹽混合溶液,在陰極上首先析出單質(zhì)Z 依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,下列推測(cè)正確的是 ( ) A.金屬的活動(dòng)性順序:Y>Z>X>W B.實(shí)驗(yàn)1中,Y作正極 C.Z放入CuSO4溶液中一定有Cu析出 D.用X、Z和稀硫酸可構(gòu)成原電池,X作正極 7.某校活動(dòng)小組為探究金屬腐蝕的相關(guān)原理,設(shè)計(jì)了如下圖a所示裝置,圖a的鐵棒末段分別連上一塊Zn片和Cu片,并靜置于含有K3Fe(CN)6及酚酞的混合凝膠上。一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)凝膠的某些區(qū)域(如下圖b示)發(fā)生了變化,已知Fe2+可用K3Fe(CN)6來(lái)檢驗(yàn)(呈藍(lán)色)。則下列說(shuō)法不正確的是 ( ) A.甲區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式:Fe-2e-= Fe2+ B.乙區(qū)產(chǎn)生Zn2+ C.丙區(qū)呈現(xiàn)紅色 D.丁區(qū)呈現(xiàn)藍(lán)色 8.已知反應(yīng)Cu(s)+2Ag+(aq)===Cu2+(aq)+2Ag(s)為一自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),將其設(shè)計(jì)成如右圖所示原電池。下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A.電極X是正極,其電極反應(yīng)為Cu-2e-= Cu2+ B.銀電極質(zhì)量逐漸減小,Y溶液中c(Ag+)增大 C.當(dāng)X電極質(zhì)量減少0.64g時(shí),電解質(zhì)溶液中有0.02mol電子轉(zhuǎn)移 D.外電路中電流計(jì)的指針有偏轉(zhuǎn) 9.2011年3月18日至19日,受“吃碘鹽能防止核輻射”等謠言的影響,我國(guó)部分地區(qū)出現(xiàn)搶購(gòu)食鹽現(xiàn)象。已知碘鹽的主要成分是KIO3和NaCl,KIO3在工業(yè)上可用電解法制取,以石墨和鐵為電極,電解KI溶液,反應(yīng)方程式為KI+H2O→KIO3+H2↑(未配平)。下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是 ( ) A.電解時(shí),石墨作陽(yáng)極,鐵作陰極 B.電解時(shí),在陰極上產(chǎn)生氫氣 C.電解前后電解質(zhì)溶液pH變大 D.電解中,每轉(zhuǎn)移0.6mole-,理論上可得到0.1mol無(wú)水KIO3晶體 10.豐田PRIUS汽車(chē)采用Ni-MH電池作為車(chē)載電源,Ni-MH電池的充放電原理如下圖所示,下列說(shuō)法正確的是( ) A.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為:M+H2O+e-=== MH+OH- B.充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為:Ni(OH)2+OH--e-=== NiOOH+H2O C.放電時(shí)正極附近溶液酸性增強(qiáng) D.充電時(shí)陰極上M轉(zhuǎn)化為M+ 11.右圖裝置中X和Y均為石墨電極,電解液為500mL某藍(lán)色溶液,電解一段時(shí)間,觀察到X電極表面有紅色的固態(tài)物質(zhì)生成,Y電極有無(wú)色氣體生成;溶液中原有溶質(zhì)完全電解后,停止電解,取出X電極,洗滌、干燥、稱量,電極增重1.6g。下列有關(guān)說(shuō)法中不正確的是 ( ) A.X電極是陰極 B.Y電極產(chǎn)生氣體的體積為0.224L C.電解后溶液的pH=1 D.要使電解后溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài),需加入一定量的CuO或CuCO3 12.用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液,實(shí)驗(yàn)裝置如下圖甲。電解過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下圖乙,橫坐標(biāo)表示電解過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量,縱坐標(biāo)表示電解過(guò)程中產(chǎn)生氣體的總體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。則下列說(shuō)法不正確的是 ( ) A.電解過(guò)程中,a電極表面先有紅色物質(zhì)析出,后有氣泡產(chǎn)生 B.b電極上發(fā)生的反應(yīng)方程式為:4OH--4e-= 2H2O+O2↑ C.曲線0~P段表示O2的體積變化 D.從開(kāi)始到Q點(diǎn)時(shí)收集到的混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為12gmol-1 13.某?;瘜W(xué)興趣小組進(jìn)行探究性活動(dòng):將氧化還原反應(yīng):2Fe3++2I-2Fe2++I2,設(shè)計(jì)成鹽橋原電池。提供的試劑:FeCl3溶液,KI溶液;其它用品任選。請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)請(qǐng)畫(huà)出設(shè)計(jì)的原電池裝置圖,并標(biāo)出電極材料,電極名稱及電解質(zhì)溶液。 (2)發(fā)生氧化反應(yīng)的電極其電極反應(yīng)式為 。 (3)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),外電路導(dǎo)線中 (填“有”或“無(wú)”)電流通過(guò)。 (4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固體,當(dāng)固體全部溶解后,則此時(shí)該溶液中電極變?yōu)? (填“正”或“負(fù)”)極。 14.(1)某課外活動(dòng)小組同學(xué)用下圖甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),試答下列問(wèn)題: ①若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與a連接,則鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的 腐蝕。 ②若開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)K與b連接,則總反應(yīng)的離子方程式為 。 (2)芒硝化學(xué)式Na2SO4l0H2O,無(wú)色晶體,易溶于水,是一種分布很廣泛的硫酸鹽礦物。該小組同學(xué)設(shè)想,如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法,用圖乙所示裝置電解硫酸鈉溶液來(lái)制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鈉,無(wú)論從節(jié)省能源還是提高原料的利用率而言都更加符合綠色化學(xué)理念。 ①此時(shí)通過(guò)陰離子交換膜的離子數(shù) (填“大于”“小于”或“等于”)通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的離子數(shù)。②制得的氫氧化鈉溶液從出口 (填“A”“B”“C”或“D”)導(dǎo)出。 ③通電開(kāi)始后,陰極附近溶液pH會(huì)增大,請(qǐng)簡(jiǎn)述原因 。 ④若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池,則電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為 。 15.有一種節(jié)能的氯堿工業(yè)新工藝,將電解池與燃料電池相組合,相關(guān)流程如下圖所示(電極未標(biāo)出): 回答下列有關(guān)問(wèn)題: (1)電解池的陰極反應(yīng)式為 。 (2)通入空氣的電極為 ,燃料電池中陽(yáng)離子的移動(dòng)方向 (“從左向右”或“從右向左”)。(3)電解池中產(chǎn)生2mol Cl2,理論上燃料電池中消耗 molO2。 (4)a、b、c的大小關(guān)系為: 。 16.高鐵酸鹽(Na2FeO4、BaFeO4等),既可作為新型凈水劑,又可作為高鐵電池的正極材料。已知:4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3+8OH-+3O2。 (1)實(shí)驗(yàn)室可以采用次氯酸鹽氧化法制備高鐵酸鈉:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的次氯酸鈉溶液中加入氫氧化鈉和硫酸鐵,寫(xiě)出反應(yīng)發(fā)生的離子方程式: 。 (2)某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)上電解法制備高鐵酸鈉:向U型管左端注入2mol/LNaOH溶液,右端注入14mol/LNaOH溶液,中部塞入用濾紙做成的小球;將銅電極插入U(xiǎn)型管左端;鐵電極插入U(xiǎn)型管右端。①實(shí)驗(yàn)前要充分打磨鐵電極表面,主要目的是 。 ②在上圖方框中標(biāo)出電源的正負(fù)極。 ③接通電源后,銅電極上的現(xiàn)象為不斷產(chǎn)生大量細(xì)小氣泡,電極反應(yīng)為 ;鐵電極周?chē)芤簤A性 ,電極反應(yīng)為 。 (3)高鐵酸鈉(Na2FeO4)作為水處理劑兼具絮凝劑和消毒殺菌劑的作用,被科學(xué)家們公認(rèn)為綠色消毒劑。請(qǐng)簡(jiǎn)述高鐵酸鈉消毒、凈水的原理: 。 17.某興趣小組的同學(xué)用下圖所示裝置研究有關(guān)電化學(xué)的問(wèn)題。當(dāng)閉合該裝置的電鍵時(shí),觀察到電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)甲池為 (填“原電池”、“電解池”或“電鍍池”),通入CH3OH電極的電極反應(yīng)為 。 (2)乙池中A(石墨)電極的名稱為 (填“正極”、“負(fù)極”或“陰極”、“陽(yáng)極”),總反應(yīng)式為 。 (3)當(dāng)乙池中B極質(zhì)量增加5.40g時(shí),甲池中理論上消耗O2的體積為 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況),丙池中 極析出 g銅。 (4)若丙中電極不變,將其溶液換成NaCl溶液,電鍵閉合一段時(shí)間后,甲中溶液的pH將 (填“增大”、“減小”或“不變”);丙中溶液的pH將 (填“增大”、“減小”或“不變”)。 ‘- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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