高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)章末復(fù)習(xí)學(xué)案 新人教版選修41
《高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)章末復(fù)習(xí)學(xué)案 新人教版選修41》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)章末復(fù)習(xí)學(xué)案 新人教版選修41（15頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
電化學(xué)基礎(chǔ) 一、原電池的工作原理及應(yīng)用 【歸納總結(jié)】 1. 原電池正、負(fù)極的判斷：判斷一個原電池中的正、負(fù)極，最根本的方法是失電子(發(fā)生氧化反應(yīng))的一極是負(fù)極，得電子(發(fā)生還原反應(yīng))的一極是正極。如果給出一個化學(xué)方程式判斷正、負(fù)極，可以直接根據(jù)化合價的升降來判斷，化合價升高發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極，化合價降低發(fā)生還原反應(yīng)的一極為正極。 常見電池 負(fù)極反應(yīng)特點(diǎn) 負(fù)極反應(yīng)式書寫方法 鋅錳干電池(ZnCNH4Cl) 負(fù)極(Zn)本身失去電子生成陽離子(Zn2＋) ；生成的陽離子不與電解質(zhì)溶液成分反應(yīng) Zn－2e－===Zn2＋ 鉛蓄電池 (PbPbO2 H2SO4) 負(fù)極(Pb)本身失去電子生成陽離子(Pb2＋) ；生成的陽離子(Pb2＋)與電解質(zhì)溶液成分(SO)反應(yīng) Pb－2e－＋SO=PbSO4↓ 甲烷燃料電池 (PtPt KOH) 負(fù)極本身不反應(yīng)，燃料失去電子被氧化；燃料反應(yīng)產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液成分有些能反應(yīng) CH4－8e－＋10OH－=CO＋7H2O 2. 可充電電池的充、放電原理：放電時相當(dāng)于原電池，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；充電時相當(dāng)于電解池，放電時的正極變?yōu)殡娊獬氐年枠O，與外電源的正極相連，負(fù)極變?yōu)殡娊獬氐年帢O，與外電源負(fù)極相連。書寫電極反應(yīng)式時，一是要注意電解質(zhì)溶液是否參與反應(yīng)；二是根據(jù)得失電子守恒將正、負(fù)極反應(yīng)式相加得出總反應(yīng)方程式；三是結(jié)合總反應(yīng)方程式分析pH變化。 3. 易錯問題小結(jié) （1）原電池工作時，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。 （2）燃料電池中的負(fù)極為惰性電極，該電極就不與電解質(zhì)反應(yīng)。 （3）原電池中的活潑金屬不一定都作負(fù)極，如MgNaOH溶液Al構(gòu)成的原電池中，Al能自發(fā)的與NaOH溶液發(fā)生氧化反應(yīng)，作負(fù)極。 （4）在閉合的電路中電子只走導(dǎo)線或電極，離子只走電解質(zhì)溶液。 【題型過關(guān)】 例題1查處酒后駕駛采用的“便攜式乙醇測量儀”以燃料電池為工作原理，在酸性環(huán)境中，理論上乙醇可以被完全氧化為CO2，但實(shí)際乙醇被氧化為X，其中一個電極的反應(yīng)式為CH3CH2OH－2e－===X＋2H＋。下列說法中正確的是( ) A．電池內(nèi)部H＋由正極向負(fù)極移動 B．另一極的電極反應(yīng)式為O2＋4e－＋2H2O===4OH－ C．乙醇在正極發(fā)生反應(yīng)，電子經(jīng)過外電路流向負(fù)極 D．電池總反應(yīng)式為2CH3CH2OH＋O2===2CH3CHO＋2H2O 答案 解析 D 根據(jù)原電池工作原理、反應(yīng)規(guī)律及質(zhì)量守恒等，可以確定乙醇作原電池的負(fù)極，正極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－===2H2O，物質(zhì)X的分子式為C2H4O，是乙醇被氧化的產(chǎn)物，為CH3CHO，則電池的總反應(yīng)式為2CH3CH2OH＋O2===2CH3CHO＋2H2O；工作過程中負(fù)極產(chǎn)生H＋，正極消耗H＋，所以，H＋應(yīng)由負(fù)極向正極移動；外電路中的電子應(yīng)由負(fù)極流出，正極流入 例題2 已知：鋰離子電池的總反應(yīng)為：LixC＋Li1－xCoO2C＋LiCoO2，鋰硫電池的總反應(yīng)為：2Li＋SLi2S，有關(guān)上述兩種電池說法正確的是( ) A．鋰離子電池放電時，Li＋向負(fù)極遷移 B．鋰硫電池充電時，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng) C．理論上兩種電池的比能量相同 D．下圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電 答案 解析 D 鋰離子電池放電時，為原電池，陽離子Li＋向正極移動，A錯誤。鋰硫電池充電時，為電解池，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)生成Li，B正確。電池的比能量是指參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材抖放出電能的多少，兩種電池材料不同，顯然其比能量不同，C錯誤。由圖可知，鋰離子電池的電極材料為C和LiCoO2，應(yīng)為該電池放電完全所得產(chǎn)物，而鋰硫電池的電極材料為Li和S，應(yīng)為充電完全所得產(chǎn)物，故此時應(yīng)為鋰硫電池給鋰離子電池充電的過程，D錯誤 例題3 熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。一種熱激活電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiClKCl混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為：PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。下列有關(guān)說法正確的是( ) A．正極反應(yīng)式：Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2 B．放電過程中，Li＋向負(fù)極移動 C．每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，理論上生成20.7 g Pb D．常溫時，在正負(fù)極間接上電流表或檢流計(jì)，指針不偏轉(zhuǎn) 答案 解析 D A．分析電池總反應(yīng)，Ca在反應(yīng)中失電子，所以Ca應(yīng)做負(fù)極；PbSO4中的Pb2＋得電子生成單質(zhì)鉛，所以正極反應(yīng)物應(yīng)是PbSO4，所以A項(xiàng)錯誤。B.放電過程中，負(fù)極失電子，電子通過導(dǎo)線流向正極，所以正極表面聚集大量電子，能夠吸引電解質(zhì)中的陽離子向正極移動，所以B項(xiàng)錯誤。C.根據(jù)方程式知，每轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，生成0.05 mol鉛，其質(zhì)量為10.35 g，所以C項(xiàng)錯誤。D.根據(jù)題給信息，該電池為熱激活電池，常溫下，無水LiClKCl為固態(tài)，沒有自由移動的離子，該裝置不能形成閉合回路，處于非工作狀態(tài)，所以沒有電流產(chǎn)生，即電流表或檢流計(jì)的指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn) 二、電解原理及其應(yīng)用 【歸納總結(jié)】 1．原電池和電解池的比較：原電池、電解池都有兩個電極。原電池兩個電極的名稱是正極和負(fù)極，為活動性不同的金屬或金屬與能導(dǎo)電的非金屬，此時負(fù)極與電解質(zhì)溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，燃料電池中為惰性電極，兩極反應(yīng)的物質(zhì)為可燃性氣體和氧氣；電解池兩個電極的名稱是陰極和陽極，可以是惰性電極也可以是活潑性電極，電極本身和電解質(zhì)溶液沒有反應(yīng)關(guān)系。 裝置類別 原電池 電解池 原理 使氧化還原反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移做定向移動，從而形成電流 使電流通過電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程 裝置特點(diǎn) 將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能 將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能 實(shí)例 電極名稱 負(fù)極 正極 陰極 陽極 反應(yīng)類型 氧化反應(yīng) 還原反應(yīng) 還原反應(yīng) 氧化反應(yīng) 反應(yīng)特征 自發(fā)的氧化還原反應(yīng)(主動) 借助電流(被動) 電極判斷 由電極本身決定，正極流入電子，負(fù)極流出電子 由外電源決定，陽極連電源正極，陰極連電源負(fù)極 電子流向 負(fù)極→外電路→正極 電解池陽極→電源正極→電源負(fù)極→電解池陰極 離子移動 陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動 陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動 2. 原電池和電解池的判斷： (1)先分析有無外接電源，無外接電源的可能為原電池，然后用原電池的構(gòu)成條件判斷確定。 (2)有外接電源的為電解池。其中，當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽離子相同時，則為電鍍池；其余情況為電解池。 3.電解池中電極反應(yīng)式的書寫規(guī)律：電解池中電極反應(yīng)式的書寫關(guān)鍵是掌握離子的放電順序。 (1)陰極與電源負(fù)極相連，得電子發(fā)生還原反應(yīng)。其規(guī)律有兩個：一是電極本身不參加反應(yīng)；二是電解質(zhì)溶液中氧化性強(qiáng)的陽離子先得電子,如Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋，要注意金屬活動性順序表中Al及Al前面的金屬離子在溶液中不放電。 (2)陽極與電源正極相連，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)。其規(guī)律有兩個：一是若陽極為非惰性電極(除Pt、Au之外的金屬作電極)，電極本身失去電子被氧化，電解質(zhì)溶液中的陰離子不參與電極反應(yīng)；二是若陽極為惰性電極(Pt、Au或非金屬作電極)，電解質(zhì)溶液中還原性強(qiáng)的陰離子失去電子被氧化，如S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根。 (3)特別注意：書寫電解池中電極反應(yīng)式時，要以實(shí)際放電的離子表示，但書寫總電解反應(yīng)方程式時，弱電解質(zhì)要寫成分子式。如用惰性電極電解NaOH溶液，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，總反應(yīng)式表示為2H2O2H2↑＋O2↑。 【題型過關(guān)】 例題4 下面有關(guān)電化學(xué)的圖示，完全正確的是( ) 答案 解析 D Cu－Zn原電池中銅為正極，鋅為負(fù)極，A錯；粗銅的精煉中，粗銅作陽極，精銅作陰極，B錯；電鍍時鍍層金屬作陽極，待鍍金屬作陰極，C錯；D對 例題5 (1) MnO2可作超級電容器材料。用惰性電極電解MnSO4溶液可制得MnO2，其陽極的電極反應(yīng)式是__________________________。 (2) MnO2是堿性鋅錳電池的正極材料。堿性鋅錳電池放電時，正極的電極反應(yīng)式是_____。 （3）離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系。由有機(jī)陽離子、Al2Cl和AlCl組成的離子液體作電解液時，可在鋼制品上電鍍鋁。鋼制品應(yīng)接電源的________極，已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽離子不參與電極反應(yīng)，陰極電極反應(yīng)式為________。若改用AlCl3水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為________。 答案 解析 (1)Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋ (2)MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－ （3）負(fù) 4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl H2 (1)用惰性電極電解MnSO4溶液制取MnO2時，在陽極上Mn2＋失電子后生成MnO2，根據(jù)電荷守恒和原子守恒可得電極反應(yīng)式Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋。(2)堿性鋅錳干電池在放電時，正極上MnO2得電子生成堿式氧化錳MnO(OH)，根據(jù)電荷守恒和原子守恒可得電極反應(yīng)式MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－。（3）在鋼制品上電鍍鋁，故鋼制品應(yīng)作陰極，與電源的負(fù)極相連；因?yàn)殡婂冞^程中“不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽離子不參與電極反應(yīng)”，Al元素在熔融鹽中以Al2Cl和AlCl形成存在，則電鍍過程中陰極上得到電子的反應(yīng)是4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl；在水溶液中，得電子能力：H＋＞Al3＋，故陰極上發(fā)生的反應(yīng)是2H＋＋2e－===H2↑ 例題6下圖是一個用鉑絲作電極，電解稀MgSO4溶液的裝置，電解液中加有中性紅色指示劑，此時溶液呈紅色。(指示劑的pH變色范圍：6.8～8.0，酸性—紅色，堿性—黃色)回答下列問題： (1)下列關(guān)于電解過程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確的是________(填編號)。 ①A管溶液由紅變黃?、?B管溶液由紅變黃 ③A管溶液不變色?、蹷管溶液不變色 (2)寫出A管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：____________________________________________。 (3)寫出B管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：___________________________________________。 (4)電解一段時間后，切斷電源，將電解液倒入燒杯內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是________________。 答案 解析 (1)①④ (2)2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑)、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ (3)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑) (4)溶液呈紅色，白色沉淀溶解(或大部分溶解) 電解MgSO4溶液，陰極(A極)上H＋放電生成H2，同時c(OH－)增大，生成Mg(OH)2，溶液變黃色；陽極(B極)上OH－放電生成O2，同時c(H＋)增大，生成H2SO4，溶液仍保持紅色；將電解液倒入燒杯內(nèi)，則Mg(OH)2與H2SO4混合而導(dǎo)致沉淀溶解，且溶液恢復(fù)紅色 三、電化學(xué)的有關(guān)計(jì)算方法 【歸納總結(jié)】 1. 原電池和電解池的計(jì)算常涉及的問題： (1)兩極產(chǎn)物的定量計(jì)算； (2)溶液pH的計(jì)算{pH＝－lg(H＋)}； (3)相對原子質(zhì)量的計(jì)算和阿伏加德羅常數(shù)的值的測定； (4)根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的量求產(chǎn)物的量或根據(jù)產(chǎn)物的量求轉(zhuǎn)移電子的量。 2．常用的三種方法： (1)根據(jù)電子守恒法計(jì)算：用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電荷量等類型的計(jì)算，其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等； (2)根據(jù)總反應(yīng)式計(jì)算：先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計(jì)算； (3)根據(jù)關(guān)系式計(jì)算：由得失電子守恒關(guān)系找到已知量與未知量之間的橋梁，得出計(jì)算所需的關(guān)系式。 3. 計(jì)算步驟： (1)根據(jù)現(xiàn)象或其他條件(如果是電解池，可以根據(jù)與電源正負(fù)極的連接情況)，準(zhǔn)確判定電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)的類型和電極名稱； (2)準(zhǔn)確寫出電極反應(yīng)式； (3)根據(jù)題目所給條件和所要求解的問題，使用上述合適的方法建立等量關(guān)系求解。 【題型過關(guān)】 例題7如圖所示為相互串聯(lián)的甲、乙兩電解池。試回答： (1)若甲池利用電解原理在鐵上鍍銀，則A是________、________(填電極材料和電極名稱，下同)，電極反應(yīng)式是________________；B是________、________，電極反應(yīng)式是 _____________________，應(yīng)選用的電解質(zhì)溶液是 ________。 (2)乙池中若滴入少量酚酞試液，開始電解一段時間，鐵極附近呈________色。 (3)若甲槽陰極增重43.2 g，則乙槽中陽極上放出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是___mL。 答案 解析 (1)鐵 陰極 Ag＋＋e－==Ag 銀 陽極 Ag－e－==Ag＋ AgNO3溶液 (2)紅 (3)4 480 (1)電解池中，與電源正極相連的是陽極，與電源負(fù)極相連的是陰極，所以A是陰極，B是陽極。電解時，通常用待鍍件制品作陰極，用鍍層金屬作陽極。用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。因此A是鐵，B是銀，電極反應(yīng)分別是Ag＋＋e－===Ag，Ag－e－===Ag＋。電解質(zhì)溶液為AgNO3溶液。(2)鐵極附近H＋放電，OH－聚集，顯堿性，使酚酞呈紅色。(3)甲槽陰極析出銀：n(Ag)＝＝0.4 mol，乙槽中陽極上放出的氣體是氯氣：n(Cl2)＝0.2 mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下：V(Cl2)＝0.2 mol22 400 mLmol－1＝4 480 mL 例題8 下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100 g 5.00 %的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。 接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得丙中K2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題： (1)電源的N端為________極； (2)電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為__________________________________________； (3)列式計(jì)算電極b上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積：____________________________； (4)電極c的質(zhì)量變化是________g。 答案 解析 (1)正 (2)4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ (3)水減少的質(zhì)量：100 g＝4.5 g 生成O2的體積：22.4 Lmol－1＝2.8 L (4)16 由題中信息c的電極質(zhì)量增加知：c極上析出銅，故c為陰極，d為陽極，e為陰極，f為陽極。(1)N為正極，M為負(fù)極，a為陰極，b為陽極。(2)甲燒杯中b極上發(fā)生反應(yīng)為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。(3)電解K2SO4溶液實(shí)際上是電解水，設(shè)電解水的質(zhì)量為m，則100 g10.00%＝(100 g－m)10.47%，解得m＝4.5 g，即0.25 mol H2O，每電解2 mol H2O轉(zhuǎn)移4 mol電子，故整個裝置轉(zhuǎn)移0.5 mol電子，產(chǎn)生O2的體積為V＝nVm＝22.4 Lmol－1＝2.8 L。(4)c極上析出銅的質(zhì)量為64 gmol－1＝16 g 例題9 500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(N)= 6.0 molL-1,用石墨作電極電解此溶液,當(dāng)通電一段時間后,兩極均收集到22.4 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),假定電解后溶液體積仍為500 mL,下列說法正確的是( ) A. 原混合溶液中c(K+)為2 molL-1 B. 上述電解過程中共轉(zhuǎn)移2 mol電子 C. 電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.5 mol D. 電解后溶液中c(H+)為2 molL-1 答案 解析 A 兩極都收集到22.4 L氣體,說明陰極上發(fā)生的反應(yīng)依次為:①Cu2++2e-=Cu;②2H++2e-=H2↑,陽極只生成O2:4OH--4e-=O2↑+2H2O,n(H2)=n(O2)=1 mol?n(e-)=4 mol,B不正確。根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒得:n(Cu2+)=1 mol,根據(jù)電荷守恒有n(K+)+n(Cu2+)2=n(N),所以n(K+)=1 mol?c(K+)=2 molL-1。A正確。根據(jù)Cu析出后,溶液中只有KNO3和HNO3,由電荷守恒可推出c(H+)=4 molL-1 【單元過關(guān)演練】 一、選擇題（本小題共7小題，每題只有一個正確選項(xiàng)，每題6分，共42分） 1. 下列敘述中,正確的是( ) ①電解池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置②原電池是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置 ③金屬和石墨導(dǎo)電均為物理變化,電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化?、懿荒茏园l(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),通過電解的原理有可能實(shí)現(xiàn) ⑤電鍍過程相當(dāng)于金屬的“遷移”,可視為物理變化 A.①②③④ B.③④ C.③④⑤ D.④ 2. 鎳氫電池放電時的總反應(yīng)原理為：MH＋NiOOH―→M＋Ni(OH)2(M為氫化物電極的儲氫金屬，也可看做H2直接參加反應(yīng))。下列說法正確的是( ) A．充電時陰極區(qū)電解質(zhì)溶液pH降低 B．在使用過程中此電池要不斷補(bǔ)充水 C．放電時NiOOH在電極上發(fā)生氧化反應(yīng) D．充電時陽極反應(yīng)為：Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O 3．鉛蓄電池的工作原理為：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。研讀下圖，下列判斷不正確的是( ) A．K閉合時，d電極反應(yīng)式：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO B．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時，Ⅰ中消耗的H2SO4為0.2 mol C．K閉合時，Ⅱ中SO向c電極遷移 D．K閉合一段時間后，Ⅱ可單獨(dú)作為原電池，d電極為正極 4. 如圖所示，將鐵棒和石墨棒插入1 L 1 molL－1食鹽水中。下列說法正確的是( ) A．若電鍵K與N連接，鐵被保護(hù)不會腐蝕 B．若電鍵K與N連接，正極反應(yīng)式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ C．若電鍵K與M連接，將石墨棒換成銅棒，可實(shí)現(xiàn)鐵棒上鍍銅 D．若電鍵K與M連接，當(dāng)兩極共產(chǎn)生28 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體時，生成了1 mol NaOH 5. 下列敘述正確的是( ) A．電鍍時，通常把待鍍的金屬制品作陽極 B．氯堿工業(yè)上電解的是熔融的NaCl C．氫氧燃料電池(酸性電解質(zhì))中O2通入正極，電極反應(yīng)為O2＋4H＋＋4e－===2H2O D．下圖中電子由Zn極移向Cu極，鹽橋中的Cl－移向CuSO4溶液 6. 用酸性氫氧燃料電池為電源進(jìn)行電解的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列說法中正確的是( ) A．燃料電池工作時，正極反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．a(chǎn)極是鐵，b極是銅時，b極逐漸溶解，a極上有銅析出 C．a(chǎn)極是粗銅，b極是純銅時，a極逐漸溶解，b極上有銅析出 D．a(chǎn)、b兩極均是石墨時，在相同條件下a極產(chǎn)生的氣體與電池中消耗的H2體積相等 7. 生物燃料電池是以有機(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)為C2H5OH＋3H2O－12e－===2CO2＋12H＋。下列說法中不正確的是( ) 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)為O2＋4H＋＋4e－===2H2O C．該生物燃料電池的總反應(yīng)方程式為C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O D．電子由C2極經(jīng)外電路流向C1極 二、非選擇題（本小題共4小題，共58分） 8. 有甲、乙兩位同學(xué)均想利用原電池反應(yīng)檢測金屬的活動性順序,兩人均使用鎂片與鋁片作電極,但甲同學(xué)將電極放入6 molL-1 H2SO4溶液中,乙同學(xué)將電極放入6 molL-1的NaOH溶液中,如圖所示。請回答: (1)寫出甲池中正極的電極反應(yīng)式: 。 (2)寫出乙池中負(fù)極的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)的離子方程式:負(fù)極 ,總反應(yīng)的離子方程式為 。 (3)如果甲、乙同學(xué)均認(rèn)為“構(gòu)成原電池的電極材料如果都是金屬,則構(gòu)成負(fù)極材料的金屬應(yīng)比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”,則甲會判斷出 活動性更強(qiáng),而乙會判斷出 活動性更強(qiáng)(填寫元素符號)。 (4)由此實(shí)驗(yàn),可得到如下哪些正確結(jié)論? (填寫字母序號)。 a.利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動性順序時應(yīng)注意選擇合適的介質(zhì) b.鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強(qiáng) c.該實(shí)驗(yàn)說明金屬活動性順序已過時,已沒有實(shí)用價值 d.該實(shí)驗(yàn)說明化學(xué)研究對象復(fù)雜,反應(yīng)受條件影響較大,因此應(yīng)具體問題具體分析 (5)上述實(shí)驗(yàn)也反過來證明了“直接利用金屬活動性順序判斷原電池中的正負(fù)極”,這種做法 (填“可靠”或“不可靠”)。 9.鉛蓄電池是典型的可充電型電池，電池總反應(yīng)式為Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO2PbSO4＋2H2O,請回答下列問題(不考慮氫、氧的氧化還原)： (1)放電時：正極的電極反應(yīng)式是__________________________________；電解液中H2SO4的濃度將變______；當(dāng)外電路通過1 mol 電子時，理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加____g。 (2)在完全放電耗盡PbO2和Pb時，若按右圖連接，電解一段時間后，則在A電極上生成______，電極反應(yīng)：___________，B電極上生成____，電極反應(yīng)：__________________，此時鉛蓄電池的正、負(fù)極的極性將________。 10. 重鉻酸鉀又名紅礬鉀，是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的一種重要分析試劑。工業(yè)上以鉻酸鉀(K2CrO4)為原料，采用電化學(xué)法制備重鉻酸鉀(K2Cr2O7)。制備裝置如圖所示(陽離子交換膜只允許陽離子透過),制備原理：2CrO(黃色)＋2H＋=Cr2O(橙色)＋H2O。 (1)通電后陽極室產(chǎn)生的現(xiàn)象為_______________________________________________； 其電極反應(yīng)式是_________________________。 (2)該制備過程總反應(yīng)的離子方程式可表示為4CrO＋4H2O通電,2Cr2O＋4OH－＋2H2↑＋O2↑，若實(shí)驗(yàn)開始時在右室中加入38.8 g K2CrO4，t分鐘后測得右室中K與Cr的物質(zhì)的量之比為3∶2，則溶液中K2CrO4和K2Cr2O7的物質(zhì)的量之比為________；此時電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________。 11. 某課外活動小組用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請回答下列問題： (1)若開始實(shí)驗(yàn)時開關(guān)K與a連接，則B極的電極反應(yīng)式為_________________________。 (2)若開始實(shí)驗(yàn)時開關(guān)K與b連接，則下列說法正確的是________(填序號)。 ①溶液中Na＋向A極移動 ②從A極逸出的氣體能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍(lán) ③反應(yīng)一段時間后向電解液中加適量鹽酸可使其恢復(fù)到電解前的濃度 (3)該小組運(yùn)用工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的原理，用如下圖所示裝置電解K2SO4溶液。 ①該電解槽的陽極反應(yīng)式為__________________________________________________，通過陰離子交換膜的離子數(shù)________(填“>”“<”或“＝”)通過陽離子交換膜的離子數(shù)； ②圖中a、b、c、d分別表示有關(guān)溶液的pH，則a、b、c、d由小到大的順序?yàn)開_______； ③電解一段時間后，B口與C口產(chǎn)生氣體的質(zhì)量比為________。 答案與解析 選擇題 題號 答案 解析 1 B ①應(yīng)為電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能,②為化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,⑤發(fā)生了化學(xué)變化 2 D 3 C 由圖示關(guān)系可知，Ⅰ池為原電池，Ⅱ池為電解池，a極為正極，b極為負(fù)極，K閉合后，c極為陰極，d極為陽極，因電極材料為PbSO4，結(jié)合鉛蓄電池的工作原理，可判斷d極發(fā)生的電極反應(yīng)為PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO，A項(xiàng)正確；由題給方程式可判斷，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.2 mol電子時，Ⅰ中消耗的H2SO4為0.2 mol，B項(xiàng)正確；電解池工作時，陰離子移向陽極，即d極，故C項(xiàng)錯誤；因Ⅱ池反應(yīng)為2PbSO4＋2H2OPb＋PbO2＋2H2SO4，因此K閉合一段時間后，Ⅱ池可作為原電池對外供電，其中析出的鉛附著在c極上作負(fù)極，析出的PbO2附著在d極上作正極，D項(xiàng)正確 4 D A項(xiàng)，若電鍵K與N連接，則形成原電池，鐵作負(fù)極，被腐蝕，不正確；B項(xiàng)，若電鍵K與N連接，正極反應(yīng)式是O2＋2H2O＋4e－===4OH－，不正確；C項(xiàng)，若電鍵K與M連接，將石墨棒換成銅棒，則形成電解池，若要在鐵棒上鍍銅，電解質(zhì)溶液不能用食鹽水，而應(yīng)用硫酸銅溶液，故不正確；D項(xiàng)，若電鍵K與M連接，為電解食鹽水，1 mol氯化鈉全部被電解完，產(chǎn)生1 mol氫氧化鈉，而現(xiàn)在產(chǎn)生氣體為28 L，表明電解完氯化鈉后繼續(xù)電解水，但生成氫氧化鈉的量不變，即生成了1 mol NaOH 5 C 電鍍時鍍件應(yīng)該作陰極，A項(xiàng)錯誤；氯堿工業(yè)上電解的是飽和NaCl溶液，B項(xiàng)錯誤；鹽橋中的Cl－移向ZnSO4溶液，D項(xiàng)錯誤 6 C 酸性燃料電池工作時，正極反應(yīng)：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，A錯誤；a極是鐵，b極是銅時，a極上鐵發(fā)生氧化反應(yīng)逐漸溶解，b極上Cu2＋發(fā)生還原反應(yīng)有銅析出，B錯誤；a極是粗銅，b極是純銅時，a極上發(fā)生氧化反應(yīng)，粗銅溶解，b極上Cu2＋發(fā)生還原反應(yīng)，有銅析出，C正確；a、b兩極均是石墨時，根據(jù)電子守恒，a極上產(chǎn)生的O2與電池中消耗的H2的體積比為1∶2，D錯誤 7 D 非選擇題 題號 答案 解析 8 (1)2H++2e-=H2↑ (2)Al+4OH--3e-=Al+2H2O 2Al+2OH-+2H2O=2Al+3H2↑ (3) Mg Al (4)a、d (5)不可靠 原電池的負(fù)極是相對活潑的金屬,因金屬活動性順序的排列是在一般酸中的反應(yīng)順序。那么,當(dāng)溶液改為NaOH溶液時,由于Mg不反應(yīng),而Al能跟NaOH溶液反應(yīng),在這種情況下,對于NaOH溶液而言,Al比Mg活潑,在該裝置中鋁作負(fù)極。因此,判斷原電池正負(fù)極時,應(yīng)考慮到對應(yīng)介質(zhì),誰更易跟電解質(zhì)溶液反應(yīng),誰就作負(fù)極 9 (1)PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O 小 48 (2)Pb PbSO4＋2e－===Pb＋SO PbO2 PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO 對換 (1)放電時正極上發(fā)生還原反應(yīng)，由電池總反應(yīng)式知，發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)為PbO2，產(chǎn)物為PbSO4，同時消耗H2SO4，故正極反應(yīng)式為PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O。(2)當(dāng)完全耗盡PbO2和Pb，裝置按圖連接時，A極為電解池的陰極，電解質(zhì)溶液中PbSO4產(chǎn)生的Pb2＋在此極上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)：PbSO4＋2e－===Pb＋SO；而B極為電解池的陽極，電極反應(yīng)可由總電池反應(yīng)2PbSO4＋2H2OPb＋PbO2＋4H＋＋2SO減去陰極反應(yīng)得到PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO 10 (1)陽極產(chǎn)生無色氣體，溶液由黃色逐漸變?yōu)槌壬?OH－－4e－O2↑＋2H2O(或2H2O－4e－O2↑＋4H＋) (2)2∶1 0.1 mol (1)陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，溶液中氫氧根離子失去電子生成氧氣和水。(2)直接設(shè)兩物質(zhì)的物質(zhì)的量分別為x、y，則鉀原子的物質(zhì)的量為2x＋2y，鉻原子物質(zhì)的量為x＋2y，依據(jù)兩原子個數(shù)比為3∶2，可求出兩物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為2∶1；根據(jù)鉻酸鉀的質(zhì)量可求出鉻原子總物質(zhì)的量為0.2 mol，又t min后兩物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為2∶1，則鉻酸鉀為0.1 mol，重鉻酸鉀為0.05 mol，根據(jù)化學(xué)方程式可知，生成0.05 mol的重鉻酸鉀的反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子為0.052 mol 11 (1)Fe－2e－Fe2＋ (2)② (3)①2H2O－4e－O2↑＋4H＋(寫4OH－－4e－2H2O＋O2↑也可) c，又因?yàn)閴A溶液pH大于酸溶液pH，則：b下載提示(請認(rèn)真閱讀)
- 1.請仔細(xì)閱讀文檔，確保文檔完整性，對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔，不會出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入（下載+內(nèi)容+預(yù)覽）歸上傳者、原創(chuàng)作者；如果您是本文檔原作者，請點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)！既往收益都?xì)w您。
文檔包含非法信息？點(diǎn)此舉報后獲取現(xiàn)金獎勵！
下載文檔到電腦，查找使用更方便
9.9 積分
| 下載 |
還剩頁未讀，繼續(xù)閱讀
- 配套講稿：
如PPT文件的首頁顯示word圖標(biāo)，表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開word文檔。
- 特殊限制：
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片，僅作為作品整體效果示例展示，禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞：
- 高中化學(xué) 第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)章末復(fù)習(xí)學(xué)案 新人教版選修41 第四 電化學(xué) 基礎(chǔ) 復(fù)習(xí) 新人 選修 41
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享，僅供網(wǎng)友學(xué)習(xí)交流，未經(jīng)上傳用戶書面授權(quán)，請勿作他用。
鏈接地址：http://zhongcaozhi.com.cn/p-11957515.html