專題八 電化學原理及應用
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【課前自主復習與思考】
1．閱讀并思考《創(chuàng)新設計》相關內(nèi)容。
2．原電池、電解池的工作原理、應用。
3．原電池、電解池電極反應式的書寫。
【結合自主復習內(nèi)容思考如下問題】
1．用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導線和鹽橋（裝有瓊脂－KNO3的U型管）構成一個原電池。以下關于該原電池的敘述正確的是
①在外電路中，電流由銅電極流向銀電極
②正極反應為Ag＋＋e－===Ag
③實驗過程中取出鹽橋，電池仍能繼續(xù)工作
④將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學反應與該原電池反應相同
A．①② B．②③ C．②④ D．③④

2．用陽極X和陰極Y電解Z的水溶液，電解一段時間后，再加入W，能使溶液恢復到電解前的狀態(tài)，符合題意的是
組號XYZW
ACFeNaClH2O
BPtCuCuSO4CuSO4溶液
CCCH2SO4H2O
DAgFeAgNO3AgNO3晶體

【考綱點撥】
1．理解原電池和電解池的工作原理，能寫出常見的簡單電極反應和電池反應方程式。
2．了解常見的化學電源，認識化學能與電能相互轉化的實際意義及其重要應用。
3．認識金屬腐蝕的危害，理解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，能運用恰當?shù)拇胧┓乐硅F、鋁等金屬腐蝕。
4．了解提高燃料的燃燒效率、開發(fā)高能清潔燃料和研制新型化學電源的重要性。認識化學在解決能源危機中的重要作用。
【自主研究例題】
1．控制合適的條件，將反應2Fe3＋＋2I－ Fe2＋＋I2
設計成如圖所示的原電池。下列判斷不正確的是（ ）
A．反應開始時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應
B．反應開始時，甲中石墨電極上Fe3＋發(fā)生還原反應
C．電流計計數(shù)為零時，反應達化學平衡狀態(tài)
D．電流計計數(shù)為零后，在甲中加入FeCl2固體，乙中石墨電極為負極
2．如下圖所示裝置，A、B中電極為多孔的惰性電極；C、D為夾在濕的Na2SO4濾紙條上的鉑夾，a、b為電源的兩極。若在A、B中充滿KOH溶液后倒立于盛有KOH的水槽中。切斷K1，閉合K2、K3，通直流電，電解一段時間后A、B中均有氣體產(chǎn)生。

⑴電源的a極為 （填“正”或“負”）極。
⑵在濕的Na2SO4濾紙條中心滴KMnO4溶液，現(xiàn)象是 。
⑶寫出A中電極反應式 。
⑷若電解一段時間后A、B中均有氣體包圍電極。此時切斷K2、K3，閉合K1，電流表的指針偏轉，此時B極電極反應式為 。

我思我疑：

【高考鏈接】
【例1】（2010浙江卷.9）Li-Al/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應式為： 2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe 有關該電池的下列中，正確的是
A．Li－Al在電池中作為負極材料，該材料中Li的化合價為＋1價
B．該電池的電池反應式為：2Li＋FeS===Li2S＋Fe
C．負極的電極反應式為Al－3e－=Al3＋
D．充電時，陰極發(fā)生的電極反應式為：Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS

【例2】（2010廣東理綜卷.23）銅鋅原電池（如圖9）工作時，下列敘述正確的是
A．正極反應為：Zn?2e-=Zn2+
B．電池反應為：Zn+Cu2+=Zn2+ +CU
C．在外電路中，電子從負極流向正極
D．鹽橋中的K+移向ZnSO4溶液
【例3】（2010福建卷.11）鉛蓄電池的工作原理為：
Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，研讀右圖，
下列判斷不正確的是（ ）
A．K 閉合時，d電極反應式：
PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO42－
B．K閉合時，II中SO42－向c電極遷移
C．當電路中轉移0.2mol電子時，I中消耗的H2SO4為0.2 mol
D．K閉合一段時間后，II可單獨作為原電池，d電極為正極

【例4】(09全國卷Ⅰ.28）下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100g
5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。

⑴接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得丙中K2SO4濃度為10.47%，乙中c電極質量增加。
據(jù)此回答問題：
①電源的N端為 極；
②電極b上發(fā)生的電極反應為 ；
③列式計算電極b上生成的氣體在標準狀態(tài)下的體積： ；
④電極c的質量變化是 g；
⑤電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡述其原因：
甲溶液 ；
乙溶液 ；
丙溶液 ；
⑵如果電解過程中銅全部析出，此時電解能否繼續(xù)進行，為什么？


【歸納與思考】

【自主檢測】
1．（2010江蘇卷.11）右圖是一種航天器能量儲存系統(tǒng)原理示意圖。
下列說法正確的是
A．該系統(tǒng)中只存在3種形式的能量轉化
B．裝置Y中負極的電極反應式為：
O2＋2 H2O＋4e－===4OH－
C．裝置X能實現(xiàn)燃料電池的燃料和氧化劑再生
D．裝置X、Y形成的子系統(tǒng)能實現(xiàn)物質的零排放，并能實現(xiàn)化學能與電能間的完全轉化

2．（2010全國卷1）右圖是一種染料敏化太陽能電池的示意圖。電池的一個點極由有機光敏燃料（S）涂覆在TiO2納米晶體表面制成，另一電極由導電玻璃鍍鉑構成，電池中發(fā)生的反應為：
TiO2/S TiO2/S*（激發(fā)態(tài)）
TiO2/S* TiO2/S＋＋e－
I3－＋2e－ 3I－
2 TiO2/S＋＋3I－ TiO2/S＋I3－
下列關于該電池敘述錯誤的是：
A．電池工作時，是將太陽能轉化為電能
B．電池工作時，I－離子在鍍鉑導電玻璃電極上放電
C．電池中鍍鉑導電玻璃為正極
D．電池的電解質溶液中I－和I3－的濃度不會減少

3．（2010安徽卷.11）某固體酸燃料電池以CaHSO4固體為電解質傳遞H＋，其基本結構見下圖，電池總反應可表示為：2H2＋O2＝2H2O，下列有關說法正確的是
A．電子通過外電路從b極流向a極
B．b極上的電極反應式為：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
C．每轉移0.1 mol電子，消耗1.12 L的H2
D．H＋由a極通過固體酸電解質傳遞到b極

4．（09廣東理科基礎.25）鋼鐵生銹過程發(fā)生如下反應：
①2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2；
②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；
③2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。
下列說法正確的是
A．反應①、②中電子轉移數(shù)目相等
B．反應①中氧化劑是氧氣和水
C．與銅質水龍頭連接處的鋼質水管不易發(fā)生腐蝕
D．鋼鐵在潮濕的空氣中不能發(fā)生電化學腐蝕

5．電解100 mL含c(H＋)＝0.30 mol/L的下列溶液，當電路中通過0.04 mol電子時，
理論上析出金屬質量最大的是
A．0.10 mol/L Ag＋ B．0.20 mol/L Zn2＋ C．0.20 mol/L Cu2＋ D．0.20 mol/L Pb2＋

6．根據(jù)右圖，可判斷出下列離子方程式錯誤的是
A．2 Ag(s)＋Cd2＋(aq)===2Ag＋(aq)＋Cd(s)
B．Co2＋(aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2＋(aq)
C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq)
D．2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)

7．一種新型酸性乙醇電池用磺酸類質子作溶劑，
比甲醇電池效率高出32倍，電池反應式為：C2H5OH
＋3O2===2CO2＋3H2O，電池構造如右圖所示。下列
說法正確的是
A．放電過程中，電源內(nèi)部的H＋從正極區(qū)向負極區(qū)遷移
B．通入乙醇的電極是與正極
C．該電池的正極反應為：4H＋＋O2＋4e－===2H2O
D．用該電池作電源，用惰性電極電解飽和NaCl溶液時，
每消耗0.2 mol C2H5OH，陰極產(chǎn)生標準狀況下氣體的體積為13.44 L

8．用惰性電極電解一定量的硫酸銅溶液，電解一段時間后，向電解液中加入0.1 mol堿式碳酸銅晶體（不含結晶水），恰好使溶液恢復到電解前的濃度和pH。下列敘述不正確的是
A．電解過程產(chǎn)生的氣體體積（在標準狀況下）為5.6 L
B．電解過程轉移的電子數(shù)為3.612×1023個
C．電解過程中只發(fā)生了2 CuSO4＋2 H2O===2Cu＋O2↑＋2 H2SO4
D．加入堿式碳酸銅的反應是：Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O

9． 為探究鋼鐵的吸氧腐蝕原理設計了如圖所示裝置，下列
說法中錯誤的是
A．正極的電極方程式為：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
B．將石墨改成鎂電極，難以觀察到鐵銹生成
C．若向自來水中加入少量NaCl(s)，可較快地看到鐵銹
D．分別向鐵、石墨電極附近吹入O2，前者鐵銹出現(xiàn)得快

10．電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法：保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3具有吸附性，可吸附污物而沉積下來，具有凈化水的作用。陰極產(chǎn)生的氣泡把污水中的懸浮物帶到水面形成浮渣層，刮去（或撇掉）浮渣層，即起到浮選凈化的作用。某科研小組用電浮選法處理污水，設計裝置如圖所示：


⑴實驗時若污水中離子濃度較小，導電能力較差，產(chǎn)生氣泡速率較慢，無法使懸浮物形成浮渣。此時應向污水中加入適量的 。
A．H2SO4 B．BaSO4 C．Na2SO4 D．NaOH E．CH3CH2OH
⑵電解池陽極的電極反應式分別是① ；②4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
⑶電極反應①和②的生成物反應得到Fe(OH)3沉淀的離子方程式是
。
⑷熔融鹽燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質，以CH4為燃料，空氣為氧化劑，稀土金屬材料為電極。
已知負極的電極反應是CH4＋4CO32－－8e－===5CO2＋2H2O。
①正極的電極反應是。
②為了使該燃料電池長時間運行，電池的電解質組成應保持穩(wěn)定。為此電池工作時必須有部分A物質參加循環(huán)。則A物質的化學式是 。
⑸實驗過程中，若在陰極產(chǎn)生了44.8L（標況）氣體，則熔融鹽燃料電池消耗CH4 L（標況）。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.portlandfoamroofing.com/gaosan/78180.html

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