高三化学二轮复习 第一篇 专题通关攻略 专题二 基本理论 5 电化学原理及应用课件.ppt

第5讲电化学原理及应用 高考这样考 1 2015 全国卷 T11 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 正极反应中有CO2生成B 微生物促进了反应中电子的转移C 质子通过交换膜从负极区移向正极区D 电池总反应为C6H12O6 6O2 6CO2 6H2O 解析 选A 根据碳元素的化合价的变化 二氧化碳中碳元素的化合价为最高价 4价 所以生成二氧化碳的反应为氧化反应 应在负极生成 其电极反应式应为C6H12O6 6H2O 24e 24H 6CO2 A错误 在微生物的作用下 该装置为原电池装置 反应速率比化学反应速率快 所以微生物促进了反应的发生 B正确 原电池中阳离子 质子 向正极移动 C正确 电池的总反应实质是葡萄糖的氧化反应 D正确 2 2013 新课标全国卷 T10 银质器皿日久表面会逐渐变黑 这是生成了Ag2S的缘故 根据电化学原理可进行如下处理 在铝质容器中加入食盐溶液 再将变黑的银器浸入该溶液中 一段时间后发现黑色会褪去 下列说法正确的是 A 处理过程中银器一直保持恒重B 银器为正极 Ag2S被还原生成单质银C 该过程中总反应为2Al 3Ag2S 6Ag Al2S3D 黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl 解析 选B 处理过程Ag2S变为单质银 质量减轻 A项错误 银器为正极 正极发生还原反应 B项正确 Al2S3在溶液中不能稳定存在 发生水解相互促进的反应生成氢氧化铝沉淀和硫化氢气体 C项错误 黑色褪去的原因是Ag2S变为单质银 不能转化为氯化银沉淀 考纲要求 1 了解原电池和电解池的工作原理 能写出电极反应式和电池反应方程式 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 考查特点 1 客观题 1 考查 式子 电极反应式 电池反应方程式 2 考查 应用 电化学原理在工业生产中的应用 3 考查 运动 电子流向 阴阳离子移动方向 4 考查 量值 转移电子数目 电极产物的量 pH变化 2 主观题 1 考查 原理 原电池 电解池融合综合考查 2 考查 情境 以新型化学电源为载体 考查电极反应式的书写 电子 离子的移动方向等 3 考查 应用 电化学原理在金属腐蚀与防护方面的应用 1 熟记关于电化学的四个 两 1 移动 两 方向 阴 阳 阴 阳 2 电解精炼 电镀 两 特点 电解精炼 含杂质金属作 纯金属作 含被提纯金属阳离子的电解质溶液作电解液 电镀 镀层金属作 待镀金属作 含镀层金属阳离子的电解质溶液作电解液 阳极 阴极 阳极 阴极 3 电化学腐蚀发生的 两 条件 强酸性条件 腐蚀 弱酸性 中性或碱性条件 腐蚀 4 电化学防护 两 方法 牺牲阳极的阴极保护法 原电池原理在被保护的钢铁设备上装上若干较活泼金属如锌块 让被保护的金属作原电池的 外加电流的阴极保护法 电解池原理用被保护的钢铁设备作 惰性电极作 外接直流电源 析氢 吸氧 正极 阴极 阳极 2 原电池中常考的电极反应式 1 氢氧燃料电池 H2在电池的负极反应 a 酸性介质 b 碱性介质 O2在电池的正极反应 a 酸性介质 b 中性或碱性介质 2H2 4e 4H 2H2 4OH 4e 4H2O O2 4H 4e 2H2O O2 2H2O 4e 4OH 2 钢铁电化学腐蚀 负极反应 正极反应 a 析氢腐蚀 b 吸氧腐蚀 Fe 2e Fe2 2H 2e H2 O2 4e 2H2O 4OH 3 电解池中常考的反应 1 电解饱和食盐水 2 电解硫酸铜溶液 3 电解精炼铜 阳极 Cu 粗铜 2e Cu2 主要反应 阴极 Cu2 2e Cu 精铜 2NaCl 2H2O2NaOH H2 Cl2 2CuSO4 2H2O2Cu O2 2H2SO4 考点一原电池原理与化学电源 典例1 2014 新课标全国卷 2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系 下列叙述错误的是 A a为电池的正极B 电池充电反应为LiMn2O4 Li1 xMn2O4 xLiC 放电时 a极锂的化合价发生变化D 放电时 溶液中Li 从b向a迁移 破题关键 1 该锂电池为水溶液体系 2 聚合物电解质能阻隔金属锂和水的反应 3 Li 快离子导体能传导Li 4 放电时 负极是Li失电子 正极不可能是生成Li 因为Li能与水发生反应 解析 选C 锂离子电池中 b电极为Li 放电时 Li失电子为负极 LiMn2O4得电子为正极 所以a为电池的正极 故A正确 充电时 Li 在阴极得电子 LiMn2O4在阳极失电子 电池充电反应为LiMn2O4 Li1 xMn2O4 xLi 故B正确 放电时 a为正极 正极上Li1 xMn2O4中锰元素得电子 所以锂的化合价不变 故C错误 放电时 溶液中阳离子向正极移动 即溶液中Li 从b向a迁移 故D正确 互动探究 1 锂离子电池一般都是非水溶剂 为什么本题可以用水溶液作溶剂 提示 负极有一层聚合物电解质 能阻止锂与水的反应 2 请写出正极的电极反应式 提示 根据电池总反应式和负极反应式 可知正极反应式为Li1 xMn2O4 xLi xe LiMn2O4 思维建模 原电池中电极反应式的书写步骤及注意事项 1 书写步骤 2 介质对电极反应式书写的影响 中性溶液中 反应物若是H 得电子或OH 失电子 则H 或OH 均来自于水的电离 酸性溶液反应物或生成物中均没有OH 碱性溶液反应物或生成物中均没有H 水溶液中不能出现O2 题组过关 1 2015 天津高考 锌铜原电池装置如图所示 其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过 下列有关叙述正确的是 A 铜电极上发生氧化反应B 电池工作一段时间后 甲池的减小C 电池工作一段时间后 乙池溶液的总质量增加D 阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动 保持溶液中电荷平衡 解析 选C 由锌铜原电池原理可知 锌电极为负极 失电子 发生氧化反应 铜电极为正极 得电子 发生还原反应 A项错误 阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过 两池中不变 B项错误 电解过程中Zn2 由甲池通过阳离子交换膜进入乙池 乙池中Cu2 2e Cu 其溶液中的离子转换为Cu2 Zn2 摩尔质量M Cu2 M Zn2 乙池溶液的总质量增加 C项正确 阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过 电解过程中Zn2 由甲池通过阳离子交换膜进入乙池保持溶液的电荷平衡 阴离子并不通过交换膜 D项错误 2 2014 大纲版全国卷 下图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池 MH Ni电池 下列有关说法不正确的是 A 放电时正极反应为NiOOH H2O e Ni OH 2 OH B 电池的电解液可为KOH溶液C 充电时负极反应为MH OH H2O M e D MH是一类储氢材料 其氢密度越大 电池的能量密度越高 解析 选C 首先确定该电池放电时的总反应为MH NiOOH M Ni OH 2 设储氢材料MH中M H均为0价 MH作负极材料 而NiOOH作正极材料 正极反应式为NiOOH H2O e Ni OH 2 OH 负极反应式为MH OH e H2O M 充电时负极反应为其逆反应 则A项正确 C项错误 电池的电解液可为碱性溶液 KOH溶液 不能为酸性溶液 会与NiOOH反应 B项正确 MH中氢密度越大 放电时放出的电量越多 其电池的能量密度越高 D项正确 加固训练 1 2015 北京西城区二模 电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量 其工作原理示意图如下 下列说法不正确的是 A O2在b电极上发生还原反应B 溶液中OH 向a电极移动C 反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为4 5D 负极的电极反应式为2NH3 6e 6OH N2 6H2O 解析 选C 左边NH3转化为N2 失电子 a为负极 b为正极 氧气在b极发生还原反应 A正确 溶液中阳离子向正极迁移 阴离子向负极迁移 B正确 NH3失去3个e 生成N2 O2得到4个电子生成OH 根据电子转移相等知消耗的NH3与O2物质的量之比为4 3 C错误 负极上NH3失电子生成N2 根据电荷守恒 质量守恒配平 D正确 2 2015 池州一模 如图所示是氢氧燃料电池的基本结构 将电极a b分别与负载连接后 电池就能正常工作 下列有关该燃料电池工作时的叙述中 不正确的是 A a电极一定是负极B 若x是H 则H 将从a电极通过离子交换膜移向b电极C 若x是O2 则生成的水将从d口流出D 溶液中的电流方向是从b流向a 解析 选D 氢氧燃料电池是以H2和O2反应生成水为基础的 反应中H2发生氧化反应 O2发生还原反应 从题中图示可知a电极为电源的负极 b电极为正极 A项正确 原电池中阳离子 H 移向正极 B项正确 阴离子移向负极 即向a电极移动与负极产生的H 反应生成水 C项正确 溶液中电流从a流向b D项错误 考点二电解原理 典例2 1 2015 山东高考 29 1 利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料 LiOH可由电解法制备 钴氧化物可通过处理钴渣获得 利用如图装置电解制备LiOH 两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液 B极区电解液为 溶液 填化学式 阳极电极反应式为 电解过程中Li 向 电极迁移 填 A 或 B 2 2015 北京高考 27 4 利用如图所示装置从海水中提取CO2 有利于减少环境温室气体含量 结合方程式简述提取CO2的原理 用该装置产生的物质处理b室排出的海水 合格后排回大海 处理至合格的方法是 破题关键 1 根据电极产物及电解质溶液来判断电极A 电极B分别为阳极 阴极 2 阳离子 交换 膜只允许阳离子通过 3 与电源正极相连的是阳极 阳极发生氧化反应 解析 1 B极区产生H2 同时生成LiOH 则B极区电解液为LiOH溶液 电极A为阳极 阳极区电解液为LiCl溶液 根据放电顺序 阳极上Cl 失去电子 则阳极电极反应式为2Cl 2e Cl2 根据电流方向 电解过程中Li 向B电极迁移 2 a室是阳极室 发生氧化反应 2H2O 4e O2 4H 出去的海水pH 6 显酸性 表明反应后溶液由碱性变为酸性 a室中的H 通过阳离子交换膜进入b室 发生反应 H CO2 H2O c室是阴极室 发生还原反应 2H2O 2e 2OH H2 即c室生成碱 然后用碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的pH 答案 1 LiOH2Cl 2e Cl2 B 2 a室发生的反应 2H2O 4e O2 4H H 通过阳离子交换膜从a室进入b室 发生反应 H CO2 H2O c室发生的反应 2H2O 2e 2OH H2 用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调至接近装置入口海水的pH 思维建模 1 有关电解池的分析思路 2 电解池中电极反应式的书写步骤 题组过关 1 2015 四川高考 用如图所示装置除去含CN Cl 废水中的CN 时 控制溶液pH为9 10 阳极产生的ClO 将CN 氧化为两种无污染的气体 下列说法不正确的是 A 用石墨作阳极 铁作阴极B 阳极的电极反应式 Cl 2OH 2e ClO H2OC 阴极的电极反应式 2H2O 2e H2 2OH D 除去CN 的反应 2CN 5ClO 2H N2 2CO2 5Cl H2O 解析 选D A选项石墨作阳极 为惰性电极 由溶液中的Cl 放电 电极反应式 Cl 2OH 2e ClO H2O 铁作阴极 在碱性环境下发生2H2O 2e H2 2OH 故A B C正确 D选项pH为9 10的碱性溶液不可能是H 参加反应 离子反应应为2CN 5ClO H2O N2 2CO2 5Cl 2OH 2 2015 安阳二模 甲醇 CH3OH 是一种有毒物质 检测甲醇含量的测试仪工作原理示意图如下 下列说法正确的是 A 该装置将电能转化为化学能B a电极发生的电极反应为CH3OH 6e H2O CO2 6H C 当电路中有1mol电子转移时 正极区n H 增加1molD 将酸性电解质溶液改为碱性电解质溶液该测试仪不可能产生电流 解析 选B 该装置为原电池 是将化学能转化为电能的装置 故A错误 a电极是负极 发生的电极反应为CH3OH H2O 6e CO2 6H 故B正确 正极的电极反应是O2 4H 4e 2H2O 当电路中有1mol电子转移时 正极区n H 减少1mol 故C错误 将酸性电解质溶液改为碱性电解质溶液 该测试仪还是原电池 同样可以产生电流 故D错误 加固训练 1 2015 临沂一模 若图1是在金属锌板上贴上一张用某溶液浸湿的滤纸 图2是NaBH4 H2O2燃料电池 则下列说法中正确的是 A 图2电池在放电过程中 正极区的电极反应为 8e 8OH 6H2OB 若用稀硫酸浸湿滤纸并用导线将a b相连 则有电子从b极流出通过导线流向a极C 若用硫酸钠和紫色石蕊的混合溶液浸湿滤纸并用导线将a b相连 则可看到铅笔芯C点处浸有紫色石蕊的滤纸变蓝 此处发生电极反应为O2 2H2O 4e 4OH D 若用KI 淀粉溶液浸湿滤纸 同时用导线将a b分别与A B电极相连 若看到铅笔芯C点处出现变蓝现象 则b极连接的是燃料电池的A极 解析 选C 失去电子 是负极反应式 A错误 锌与稀硫酸反应 图1装置相当于原电池 a与负极相连 b与正极相连 电子从a极流出 通过导线流向b极 B错误 导线直接将a b相连 构成原电池 发生吸氧腐蚀 C处石蕊变蓝色 说明生成了OH C正确 C点变蓝 发生反应2I 2e I2 为阳极反应 则b接电源的正极B极 D错误 2 2014 广东高考 某同学组装了如图所示的电化学装置 电极 为Al 其他电极均为Cu 则 A 电流方向 电极 电极 B 电极 发生还原反应C 电极 逐渐溶解D 电极 的电极反应 Cu2 2e Cu 解析 选A 电极 是原电池的负极 电极 是原电池的正极 电极 是电解池的阳极 电极 是电解池的阴极 故电流方向 电极 电极 A正确 电极 发生氧化反应 B错误 电极 是原电池的正极 发生还原反应 有单质铜析出 C错误 电极 是电解池的阳极 发生氧化反应 电极反应为Cu 2e Cu2 D错误 考点三电化学计算 典例3 2014 重庆高考 T11 4 一定条件下 如图所示装置可实现有机物的电化学储氢 忽略其他有机物 1 导线中电子转移方向为 用A D表示 2 生成目标产物的电极反应式为 3 该储氢装置的电流效率 100 计算结果保留小数点后1位 破题关键 1 根据左侧由苯生成环己烷的反应是还原反应 判断电源的正负极 2 由右侧生成2 8mol气体计算电解过程中转移的电子数 3 根据电流效率的定义 需计算生成目标产物消耗的电子数和转移的电子总数 解析 1 根据题干图示苯 环己烷知发生还原反应 则D是阴极 电子转移方向为A D 2 苯得到电子生成环己烷是目标产物 储氢 反应为C6H6 6H 6e C6H12 3 阳极生成2 8mol气体应该是氧气 转移电子2 8mol 4 11 2mol 设阴极消耗苯的物质的量为xmol 转移电子6xmol 生成环己烷xmol 根据得失电子相等 阴极还生成氢气 11 2 6x 2mol 2 4 x 10 11 2 6x 2 0 1 x 1 2 因此储氢装置的电流效率 6x 11 2 100 64 3 答案 1 A D 2 C6H6 6H 6e C6H12 3 64 3 方法归纳 电化学计算的基本方法原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算 溶液的pH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 通常有下列几种方法 常见微粒间的计量关系式为4e 4H 4OH 4Cl 4Ag 2Cu2 2H2 O2 2Cl2 4Ag 2Cu 题组过关 1 2015 武汉一模 生物燃料电池是以有机物为燃料 直接或间接利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池 其能量转化效率高 是一种真正意义上的绿色电池 其工作原理如图所示 下列有关说法正确的是 A O2在C2电极上得电子 被氧化B 电子由C2极经外电路流向C1极C 每转移6mol电子 理论上生成22 4LCO2D C1极的电极反应式为C2H5OH 3H2O 12e 2CO2 12H 解析 选D A项 O2在C2电极上得电子 被还原 B项 电子由负极 C1极 经外电路流向正极 C2极 C项 根据负极上每转移6mol电子 理论上生成标准状况下22 4LCO2 D项 C1极上乙醇发生氧化反应 生成CO2 2 2014 上海高考 如图所示 将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中 下列分析正确的是 A K1闭合 铁棒上发生的反应为2H 2e H2 B K1闭合 石墨棒周围溶液pH逐渐升高C K2闭合 铁棒不会被腐蚀 属于牺牲阳极的阴极保护法D K2闭合 电路中通过0 002NA个电子时 两极共产生0 001mol气体 解析 选B K1闭合形成原电池 铁作负极 失电子被腐蚀 石墨电极是正极 氧气得电子变为OH pH逐渐升高 A错误 B正确 K2闭合 铁棒作阴极被保护 不会被腐蚀 属于外加电流的阴极保护法 C错误 K2闭合形成电解池 两极分别产生氯气和氢气 电路中通过0 002NA个电子时 每极上产生0 001mol气体 共0 002mol气体 D错误 加固训练 1 2015 金华一模 用NaOH溶液吸收烟气中的SO2 将所得的Na2SO3溶液进行电解 可循环再生NaOH同时得到某种副产物 其原理如图所示 电极材料为石墨 下列说法不正确的是 A b电极上的主反应是 2e H2O 2H B 若D是混合气体 则可能含有SO2 O2等成分C a电极发生还原反应 当有1molNa 通过阳离子交换膜时 a极生成11 2L气体D A溶液是稀NaOH溶液 作用是增强溶液的导电性 C是较浓的硫酸溶液 解析 选C 电解池中的阴离子移向阳极 根据题图中的流向右边知b是阳极 阳极发生氧化反应 A正确 生成硫酸 硫酸浓度增大 故C是较浓的硫酸溶液 阴极是水发生还原反应生成氢气 氢氧化钠不参加反应 D正确 若D是混合气体 则可能含有SO2 O2等成分 其中SO2来自与酸反应 氧气来自阳极产物 B正确 没有给出气体所处的外界条件 不能根据体积求算物质的量 C错误 2 2015 石家庄一模 某小组用下图装置进行实验 下列说法正确的是 A 盐桥中的电解质可以用KClB 闭合K 外电路电流方向为Fe电极 石墨电极C 闭合K 石墨电极上只生成铜D 导线中流过0 15mol电子时 加入5 55gCu2 OH 2CO3 CuSO4溶液可恢复原组成 解析 选D 由于KCl能和AgNO3产生沉淀 因此盐桥中的电解质不能用KCl 故A错误 闭合K 铁比银活泼为负极 与铁相连的石墨为阴极 所以外电路电流方向为石墨电极 Fe电极 故B错误 闭合K 与铁相连的石墨为阴极 发生还原反应首先Cu2 2e Cu 析出Cu 后发生2H 2e H2 放出氢气 故C错误 CuSO4溶液中n Cu2 0 05mol 完全消耗时转移电子数为0 1mol 导线中流过0 15mol电子说明水也参与了电解 电解CuSO4的总反应2Cu2 2H2O 2Cu O2 4H 溶液中减少的是2Cu和O2 相当于2CuO 需要补充0 05molCuO 电解水的总反应2H2O 2H2 O2 转移电子数为0 05mol 因此消耗0 025mol的H2O Cu2 OH 2CO3可写为2CuO H2O CO2 所以加入0 025mol即0 025mol 222g mol 1 5 55gCu2 OH 2CO3 CuSO4溶液可恢复原组成 故D正确 考点四电化学原理的应用 典例4 1 2014 福建高考 T24 1 铁及其化合物与生产 生活关系密切 下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图 该电化腐蚀称为 图中A B C D四个区域 生成铁锈最多的是 填字母 2 2014 广东高考 T32 5 石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐 完成如下防腐示意图 并作相应标注 破题关键 1 腐蚀最严重的区域是 负极区 生锈最严重的区域是 正极区 也就是氧气浓度最大的区域 2 若将石墨与铜件直接相连 形成原电池 则铜作负极被氧化 故只能采用电解的方法保护 解析 1 根据实验室研究海水 中性环境或偏碱性环境 对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图 可以确定发生的为铁的吸氧腐蚀 而生成铁锈最多的是海水中氧气浓度最大的地方 二价铁离子被氧化为三价铁离子 因此符合的区域为B区域 2 防腐示意图为 答案 1 吸氧腐蚀 B 2 方法归纳 1 金属腐蚀快慢的判断方法 根据构成原电池的材料判断 两极材料的活泼性相差越大 氧化还原反应的速率越快 金属被腐蚀的速率就越快 根据金属所接触的电解质强弱判断 活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀 在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀 一般来说金属的腐蚀快慢顺序为电解池的阳极 原电池的负极 化学腐蚀 原电池的正极 电解池的阴极 对同一种电解质溶液来说 电解质溶液的浓度越大 腐蚀越快 2 防腐效果的比较 外接电源的阴极保护法 牺牲阳极的阴极保护法 一般保护层防护法 未加措施防护 题组过关 1 将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上 一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区 a 已被腐蚀而变暗 在液滴外沿形成棕色铁锈环 b 如图所示 导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少 下列说法正确的是 A 液滴中的Cl 由 a 区向 b 区迁移B 液滴边缘是正极区 发生的电极反应为O2 2H2O 4e 4OH C 液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀 生成的Fe2 由 a 区向 b 区迁移 与 b 区的OH 形成Fe OH 2 进一步氧化 脱水形成铁锈D 若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板 在铜铁接触处滴加NaCl溶液 则负极发生的电极反应为Cu 2e Cu2 解析 选B 液滴边缘O2多 发生正极反应O2 2H2O 4e 4OH 液滴下的Fe发生负极反应 Fe 2e Fe2 为腐蚀区 a Cl 由 b 区向 a 区迁移 A错误 B正确 液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀 C错误 Cu不如Fe活泼 作正极 负极反应为Fe 2e Fe2 D错误 2 2014 安徽高考 某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素 将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部 塞上瓶塞 如图1 从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液 同时测量容器中的压强变化 1 请完成以下实验设计表 表中不要留空格 2 编号 实验测得容器中压强随时间变化如图2 t2时 容器中压强明显小于起始压强 其原因是铁发生了 腐蚀 请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向 此时 碳粉表面发生了 填 氧化 或 还原 反应 其电极反应式是 3 该小组对图2中0 t1时压强变大的原因提出了如下假设 请你完成假设二 假设一 发生析氢腐蚀产生了气体 假设二 4 为验证假设一 某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案 请你再设计一个实验方案验证假设一 写出实验步骤和结论 解析 1 实验 是探究醋酸浓度的影响 因此醋酸浓度不同 其他条件相同 即铁粉的质量为2 0g 实验 是探究碳粉的量对反应的影响 2 t2时压强减小 则是发生了吸氧腐蚀 碳是正极 发生还原反应 O2 4e 2H2O 4OH 或4H O2 4e 2H2O 电子流向是铁 碳 3 压强变大可能是产生了气体 温度升高等 因此假设二是反应放热 4 假设一的验证有多种方法 如测量瓶内的压强增大或点燃气体 并在火焰上方罩一个干而冷的烧杯 观察到火焰呈蓝色 烧杯内壁有小水珠出现则证明气体为氢气 药品用量和操作同编号 实验 多孔橡皮塞增加进 出导管 通入氩气排尽装置中的空气 滴入醋酸 同时测量瓶内的压强变化 如果瓶内压强增大 则假设一成立 否则不成立 答案合理即可 答案 1 2 0 碳粉含量的影响 2 吸氧还原O2 4e 2H2O 4OH 或4H O2 4e 2H2O 3 反应放热 温度升高 体积膨胀 4 药品用量和操作同编号 实验 多孔橡皮塞增加进 出导管 通入氩气排净瓶内空气 滴入醋酸溶液 同时测量瓶内压强变化 也可测温度变化 检验Fe2 等 加固训练 1 铁生锈是一种常见的自然现象 其主要的化学反应方程式为4Fe 3O2 Xh2o 2Fe2O3 xH2O 下图为一放在水槽中的铁架 水位高度如图 最容易生锈的铁架横杆是 A B C D 解析 选C 处铁生锈属于吸氧腐蚀 处没有和电解质溶液接触 不能构成原电池 锈腐速率较慢 处已与电解质溶液接触 但 处含O2较少 所以 处腐蚀最快 2 2015 邯郸一模 对金属制品进行抗腐蚀处理 可延长其使用寿命 1 以铝材为阳极 在H2SO4溶液中电解 铝材表面形成氧化膜 阳极电极反应式为 2 镀铜可防止铁制品腐蚀 电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是 在此过程中 两个电极上质量的变化值 阴极 阳极 填 或 3 利用下图所示的装置 可以模拟铁的电化学防护 若X为碳棒 为减缓铁的腐蚀 开关K应置于 填 M 或 N 处 若X为锌 开关K置于M处 该电化学防护法称为 解析 1 阳极铝被氧化成Al2O3 反应过程中有水参加 故电极反应式为2Al 3H2O 6e Al2O3 6H 2 电镀时 为保证阴极上只有铜析出 就要确保电镀过程中溶液中有足够多的Cu2 因此阳极就需要不断地溶解铜 以补充电镀液中的Cu2 3 铁被保护 可以作原电池的正极或电解池的阴极 故若X为碳棒 开关K应置于N处 Fe作阴极受到保护 若X为锌 开关K置于M处 铁作正极 这种电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法 答案 1 2Al 3H2O 6e Al2O3 6H 2 能向电镀液中不断补充Cu2 使电镀液中的Cu2 浓度保持恒定 3 N牺牲阳极的阴极保护法 新型化学电源 典题示例 2015 江苏高考 T10 一种熔融碳酸盐燃料电池 原理示意如图 下列有关该电池的说法正确的是 D A 反应CH4 H2O3H2 CO 每消耗1molCH4转移12mol电子 B 电极A上H2参与的电极反应为H2 2OH 2e 2H2O C 电池工作时 向电极B移动 D 电极B上发生的电极反应为O2 2CO2 4e 审题指导 抽丝剥茧溯本求源 类题通法 1 审题 明确新型原电池的电解质环境和需要解答的问题 2 析题 正确解题的关键 分析已知条件和目标问题之间的关系 还有哪些中间条件需要推断 解答原电池题目应明确以下问题 1 电池类型 可充电电池首先明确放电方向是原电池 充电方向是电解池 2 电极名称 放电时是电池 为正极 负极 充电时为电解池 为阳极 阴极 3 电极材料和电极反应 电极反应物 电极产物及其状态 电极材料是否参与电极反应 电子或电流的流动方向 离子的移动方向 4 电解质溶液 电解质溶液是否参与电池反应 电解质溶液是否与电极产物反应 5 反应式 电极反应式和电池总反应式 6 反应的量的关系 电极质量的变化 电极产物的量 转移电子的量 3 解题 正确解题的步骤 该过程实际上就是写出析题过程的结论 2中所列的问题可能是已知的 也可能是未知的 也可能是所求问题 要根据具体情况进行分析 结合原电池原理和电子守恒求出结果 4 检查 正确解题的保证 最后要对照试题进行认真的检查核对 避免失误 即时训练 1 2015 宿迁一模 某种新型质子交换膜二甲醚燃料电池的工作原理如图所示 该电池具有较高的安全性 电池总反应式为CH3OCH3 3O22CO2 3H2O 下列说法不正确的是 A a极为电池的负极B 电池工作时电流由b极沿导线经灯泡到a极C 电池正极的电极反应式为4H O2 4e 2H2OD 电池工作时 1mol二甲醚被氧化时有6mol电子发生转移 解析 选D 由电池总反应式可知 二甲醚发生氧化反应 为负极反应物 氧气发生还原反应 为正极反应物 所以a为负极 b为正极 A项正确 工作时 电子由a极沿导线经灯泡到b极 电流则由b极沿导线经灯泡到a极 B项正确 负极反应式为CH3OCH3 12e 3H2O 2CO2 12H 正极反应式为4H O2 4e 2H2O C项正确 电池工作时 1mol二甲醚被氧化的同时有12mol电子发生转移 D项不正确 2 2015 福州一模 磷酸燃料电池是目前较为成熟的燃料电池 其基本组成和反应原理如下 下列说法不正确的是 A 在改质器中主要发生的反应为CxHy xH2OxCO x H2B 移位反应器中CO g H2O g CO2 g H2 g H 0 温度越高 CO转化率越大C 负极排出的气体主要是CO2D 该电池正极的电极反应为O2 4H 4e 2H2O 解析 选B 由题图可知 CxHy和H2O通过改质器后 生成CO和H2 A正确 根据移位反应器中CO g H2O g CO2 g H2 g H 0知 该反应是放热反应 升高温度 抑制一氧化碳的转化 故B错误 燃料电池中 负极上燃料失去电子发生氧化反应 二氧化碳是废气 所以排出的气体是二氧化碳 故C正确 燃料电池中 正极上氧化剂得电子和氢离子反应生成水 电极反应式为O2 4H 4e 2H2O 故D正确 加固训练 Harbermann等设计出利用Desulfovibriodesulfurcan菌种生成的硫化物作为介体的微生物燃料电池 电池内部有质子通过 该系统不经任何维护可连续运行5年 该电池的负极反应式为S2 4H2O 8e 8H 有关该电池的下列说法中正确的是 A 若有1 12L氧气参与反应 则有0 2mol电子发生转移B 质子由正极移向负极C 该电池的总反应为S2 2O2 D 正极的电极反应为2O2 8e 4H2O 8OH 解析 选C A项没有注明标准状况 错误 质子应由负极移向正极 B错误 正极的电极反应式为2O2 8H 8e 4H2O D错误