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第7讲电化学基础,1了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2了解常见化学电源的种类及其工作原理。 3理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。,考纲要求,1(2016全国卷)MgAgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是 A负极反应式为Mg2e=Mg2 B正极反应式为Age=Ag C电池放电时Cl由正极向负极迁移 D负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2,真题导航,解析根据题意，电池总反应式为：Mg2AgCl=MgCl22Ag，正极反应为：2AgCl2e=2Cl 2Ag，负极反应为：Mg2e=Mg2，A项正确，B项错误；对原电池来说，阴离子由正极移向负极，C项正确；由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2，D项正确。 答案B,答案C,答案B,4(2015上海高考)研究电化学腐蚀及防护的装置如下图所示。下列有关说法错误的是 Ad为石墨，铁片腐蚀加快 B. d为石墨，石墨上电极反应为O22H2O4e4OH Cd为锌块，铁片不易被腐蚀 Dd为锌块，铁片上电极反应为2H2eH2,解析由于活动性：Fe石墨，所以铁、石墨及海水构成原电池，Fe为负极，失去电子被氧化变为Fe2进入溶液，溶解在海水中的氧气在正极石墨上得到电子被还原，比没有形成原电池时的速率快，正确。B.d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上氧气得到电子，发生还原反应，电极反应为O22H2O4e4OH，正确。C.若d为锌块，则由于金属活动性：ZnFe，Zn为原电池的负极，Fe为正极，,首先被腐蚀的是Zn，铁得到保护，铁片不易被腐蚀，正确。D.d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O22H2O4e4OH，错误。 答案D,1理解原电池原理，突破正负极判断 (1)依据构成原电池两极的电极材料判断，一般是较活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极；,考点一原电池的工作原理及应用,突破必备,(2)依据原电池两极发生的变化判断，原电池的负极发生氧化反应；正极发生还原反应。 (3)依据电子流动方向或电流方向判断，电子流动方向：由负极流向正极；电流方向：由正极流向负极。 (4)依据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 (5)依据原电池盐桥中离子的移动方向判断，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。,2. 燃料电池电极反应式的书写方法 (1)燃料电池中，通入O2的一极为正极，书写方法： 首先书写正极反应式： 酸性介质：4HO24e=2H2O； 碱性介质：2H2OO24e=4OH。 然后用总反应式减去正极反应式得到负极电极反应式，相减时要求两极得失电子总数相等(即将总反应式中的O2按比例消去),1(2016泰安模拟)铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是,典题冲关,A正极反应为：Zn2e=Zn2 B电池反应为：ZnCu2=Zn2Cu C在外电路中，电子从正极流向负极 D盐桥中的K移向ZnSO4溶液,解析该电池中锌为负极，电极反应为Zn2e=Zn2，铜为正极，电极反应为Cu22e=Cu，A项错误；电池总反应为ZnCu2=Zn2Cu，B项正确；原电池工作时，外电路中电子从负极经导线流向正极，C项错误；负极上由于锌放电，ZnSO4溶液中Zn2浓度增大，故盐桥中的Cl移向ZnSO4溶液，D项错误。 答案B,2(2016淮北模拟)镁次氯酸盐燃料电池的工作原理如图，该电池反应为： Mg ClOH2O=Mg(OH)2 Cl。下列有关说法正确的是,A电池工作时，C溶液中的溶质是MgCl2 B. 电池工作时，正极a附近的pH将不断增大 C负极反应式：ClO-2e+H2O=Cl+2OH D. b电极发生还原反应，每转移0.1 mol电子，理论上生成0.1 mol Cl,解析根据反应方程式知镁作负极而溶解，并与OH反应刚好生成氢氧化镁沉淀，因此C溶液的溶质不含镁离子，A错误；根据ClOClOH知a电极是正极，反应是ClO2eH2O=Cl 2OH，B正确；C错误，应该是Mg2e 2OH= Mg(OH)2；b电极是负极，发生氧化反应，D错误。 答案B,方法技巧 “三步”突破原电池电极反应式、总反应式的书写,1牢记电解池的电极反应及其放电顺序,考点二电解的工作原理及应用,突破必备,(1)阳离子在阴极上的放电顺序：AgFe3Cu2H (2)阴离子在阳极上的放电顺序：S2IBrClOH 2判断电解池阴阳极的“四方法” (1)根据所连接的外加电源判断，与直流电源正极相连的为阳极，与直流电源负极相连的为阴极。 (2)根据电子流动方向判断，电子流动方向为：电源负极流向阴极，阳极流向电源正极。,(3)根据电解池里电解质溶液中离子的移动方向判断，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。 (4)根据电解池两极产物判断，一般情况下： 阴极上的现象是：析出金属(质量增加)或有无色气体(H2)放出； 阳极上的现象是：有非金属单质生成，呈气态的有Cl2、O2或电极质量减小(活性电极作阳极)。,3掌握电解的四大类型及规律,1按题意要求书写电极反应式 (1)用Al单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物Al(OH)3，Al(OH)3受热分解生成化合物Al2O3。写出阳极生成Al(OH)3的电极反应式：_。,典题冲关,题组一电解池中电极反应式的书写,(2)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是_ _，阳极的电极反应式是_ _ 。 (3)工业上用铁作阳极，电解KOH溶液可制备K2FeO4，阳极的电极反应式为_ _。,(4)用如图所示装置电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液可以制取N2、H2(注：电解池中隔膜仅阻止气体通过)。该电解池的阳极反应式为_ _。,解题策略 电解池中电极反应式的书写步骤,2(2016四川高考)某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：Li1xCoO2LixC6=LiCoO2C6(x1)。下列关于该电池的说法不正确的是,题组二以可充电电池为载体进行考查,A放电时，Li在电解质中由负极向正极迁移 B放电时，负极的电极反应式为LixC6xe=xLiC6 C充电时，若转移1 mol e，石墨C6电极将增重7x g D充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2xe=Li1xCoO2xLi,解析A、放电时，阳离子在电解质中向正极移动，故正确；B、放电时，负极失去电子，电极反应式正确；C、充电时，若转移1 mol电子，则石墨电极质量增重7 g，错误；D、充电时阳极失去电子，为原电池的正极的逆反应，故正确。 答案C,A电池在放电时，Li向负极移动 B锂在放电时作正极，充电时作阳极 C该电池充电时阳极的反应为 LixV2O5 xe=V2O5xLi DV2O5只是锂发生反应的载体，不参与电池反应,解析A电池在放电时，Li向负电荷较多的正极移动，A错误；B.锂在放电时作负极，充电时为阴极，B错误；C、该电池充电时阳极发生氧化反应，电极反应式是：LixV2O5xe=V2O5xLi，C正确；D.在反应中V2O5中的V元素的化合价也发生了变化，所以不只是锂发生反应的载体，D错误。 答案C,方法规律 理解充、放电，准确剖析电化学原理 (1)对于可充电电池，放电时为原电池，符合原电池工作原理，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；外电路中电子由负极流向正极，内电路中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 (2)可充电电池充电时为电解池，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应；充电时电池的“”极与外接直流电源的正极相连，电池的“”极与外接直流电源的负极相连。,4(2016长春模拟)按如图所示装置连接，X、Y均为惰性电极，常温下，当Zn极质量减少3.25 g时，X极生成气体840 mL(标准状况)，若此时烧杯中溶液的体积为500 mL，则此时烧杯中溶液的pH(不考虑生成气体溶于水及与溶液的反应) A11B12C13D14,题组三考查电解的相关计算,解析n(Zn)=3.25 g65 gmol1=0.05 mol，则转移0.1 mol电子，如果全部生成氯气则有0.05 mol氯气生成，如果全部生成氧气，则有0.025 mol氧气生成，而X极生成气体的物质的量为0.84 L22.4 Lmol1=0.037 5 mol，说明生成气体为氯气和氧气的混合物，设生成x mol氯气，y mol氧气，则xy=0.037 52x4y=0.1，解之得x=0.025，y=0.012 5，由2NaCl2H2O通电,2NaOHH2Cl2，可知生成0.05 mol NaOH，则c(OH)=0.1 molL1，pH=13。 答案C,5(2016衡水模拟)1 L某溶液中含有的离子如下表：,用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol e通过时(忽略电解时溶液体积的变化及电解产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的是 A电解后溶液pH=0 Ba=3 C阳极生成1.5 mol Cl2 D阴极析出的金属是铜与铝,答案A,方法技巧 “三法”破解电解计算题 原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。通常有下列三种方法： (1)根据电子守恒计算 用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。,(2)根据总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。 (3)根据关系式计算 根据得失电子守恒定律关系建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。,1. 析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较,考点三金属的腐蚀与防护,突破必备,2.金属腐蚀快慢的判断,3金属的两种防护方法 (1)加防护层 如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属。 (2)电化学防护 牺牲阳极的阴极保护法原电池原理：正极为被保护的金属；负极为比被保护的金属活泼的金属； 外加电流的阴极保护法电解原理：阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。,1一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：,典题冲关,题组一考查析氢腐蚀和吸氧腐蚀,下列说法不正确的是 A在pH4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀 B在pH6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀 C在pH14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应为O24H4e=2H2O D在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓,解析 A项，酸性较强条件下，碳钢主要发生析氢腐蚀，正确；B项，在pH6的溶液中，酸性较弱，主要发生吸氧腐蚀，正确；C项，碳钢腐蚀的正极反应为O22H2O4e=4OH，错误；D项，除O2后，腐蚀速率减缓，正确。 答案C,2利用下图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是 Aa管发生吸氧腐蚀，b 管发生析氢腐蚀 B一段时间后，a管液面 高于b管液面 Ca处溶液的pH增大，b 处溶液的pH减小 Da、b两处具有相同的电极反应式：Fe2e=Fe2,解析根据装置图判断，左边铁丝发生吸氧腐蚀，右边铁丝发生析氢腐蚀。左边电极反应：负极：Fe2e=Fe2 ，正极：O24e2H2O=4OH；右边电极反应：负极：Fe2e=Fe2，正极：2H2e=H2，a处、b处的pH均增大，C错误。 答案C,3(2016临川模拟)下列做法有利于金属防护的是 A钢铁零件表面进行烤蓝处理 B将钢铁制成的闸门与直流电源正极相连 C菜刀切菜后不洗净就放回刀架 D埋在地下的钢管与铜块相连,题组二考查金属腐蚀的快慢与防护方法,解析A一般钢铁容易生锈，如果将钢铁零件的表面进行烤蓝处理，就能大大增强抗蚀能力，延长使用寿命，A项正确；B.钢铁制成的闸门与直流电源的正极相连，闸门成为电解池的阳极，能加速腐蚀，B项错误；C.菜刀切菜后不洗净，容易发生吸氧腐蚀，C项错误；D.铁比铜活泼，当埋在地下的钢管与铜块相连时，钢管成为原电池的负极，加快了腐蚀，应该与锌块相连，D项错误。 答案A,4下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是,A图1中，铁钉易被腐蚀 B图2中，滴加少量K3 Fe(CN)6 溶液，没有蓝色沉淀出现 C图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀 D图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极,解析 A项，图1中，铁钉处于干燥环境，不易被腐蚀；B项，负极反应为Fe2e=Fe2，Fe2与Fe(CN)63反应生成Fe3Fe(CN)62蓝色沉淀；D项，为牺牲阳极的阴极保护法，Mg块相当于原电池的负极。 答案C,
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