2015高考化学电化学一轮知识点及随堂练习

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【复习目标】

1、使学生理解原电池工作原理，掌握形成原电池的条件以及原电池正、负极的确定、电极反应式的书写。

2、了解日常生活中常用的化学电源和新型化学电池。

3、了解金属腐蚀的的原理。

【复习重点】

1、原电池工作原理，形成原电池的条件、原电池正、负极的确定、电极反应式的书写。

2、化学电源和新型化学电池。

3、金属腐蚀。

【考点、热点、难点】

一、原电池的构成及反应原理

1、定义:将化学能转变为电能的装置。

实质:是依据一定条件,将氧化还原反应中还原剂失去的电子经过导线传给氧化剂,使氧化反应和还原反应分别在负、正两极进行。

2、形成条件:

①有两种活泼性不同的金属(或一种是非金属)作电极。②有电解质溶液(一般与活泼的电极发生自发的氧化还原反应);③形闭合回路。

二、原电池正负极的判断及电极反应式的书写

1、电极的判断

①根据电极的活泼性:较活泼的金属为负极,较不活泼的金属为正极.

②根据氧化还原反应:发生氧化反应的电极为负极,发生还原反应的电极为正极。

③根据电子流向或电流流向:电子流出(电流流入)的为负极,电子流入(电流流出)的为正极。

2、电极反应式的书写

三、化学电池的工作原理

1、化学电池的主要类型:铅蓄电池、干电池、锂电池、燃料电池。

2、几种化学电池的电极材料、电解质溶液、电极反应式。

3、规律:在酸性介质的电极反应中不出现OH-,在碱性介质的电极反应中不出现H+。

四、金属的腐蚀和防护

1、实质:是金属原子失去电子被氧化为离子的过程,即M-ne-=Mn+。

2、分类(根据与接触的介质类型)

①化学腐蚀:金属与外界物质接触直接发生化学反应。如:铁跟氯气反应而腐蚀。

②电化学腐蚀(简称电化腐蚀):不纯的金属与电解质溶液接触时,会发生原电池反应,较活泼的金属失电子而被氧化。

3、防护(1)改变金属内部组织结构;(2)覆盖保护层;(3)电化学保护。

4、金属腐蚀快慢的判断:电解池(阳极)原电池(负极)纯金属原电池(正极)电解池(阴极)

例题1、原电池电极名称不仅与电极材料性质有关,也与电解质溶液有关,下列说法中不正确的是()

A.由铝、铜、稀硫酸溶液组成原电池，负极反应为：Al-3e-= Al3+

B.由镁、铝、氢氧化钠溶液组成原电池，负极反应为：Al-3e-+4OH-= AlO2-+2H2O

C.由铁、铜、氯化铁溶液组成原电池，负极反应为：Cu-2e-= Cu 2+

D.由铝、铜、浓硝酸组成原电池，负极反应为：Cu-2e-= Cu 2+

例题2、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是()

A.电池工作时，锌失去电子

B.电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e== Mn2O3(s)+2OH(aq)

C.电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极

D.外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g

例题3、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它们充、放电过程可表示为: 2Ag+ Zn(OH)2 Ag2O + Zn + H2O,此电池工作时负极是Zn,负极反应式是Zn 2e- + 2OH- = Zn(OH)2,正极是Ag2O,正极反应式是Ag2O + 2e- + H2O = 2Ag + 2OH-,就选用的电解质溶液是③ (①HCl ②H2SO4 ③KOH ④NH4Cl),放电时负极pH变化趋势是变小。

例题4、燃料电池能使燃料跟氧气起化学反应所产生的化学能转变为电能,从负极连续通入煤气、水煤气、氢气、甲烷等可燃性气体,从正极连续通入空气或氧气,用KOH水溶液或熔融的碳酸盐、金属氧化物做电解液,化学反应的最终产物和燃烧时的产物相同。请写出甲烷-氧(KOH溶液做电解液)燃料电池电极反应式和总的化学方程式:

(1)负极CH4 8e- + 10OH- = CO32- + 7H2O,正极2O2 + 8e- + 4H2O = 8OH- ;

(2)总的化学方程式CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O。

【巩固训练】

1、(1998上海)以下现象与电化学腐蚀无关的是()

A.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈B.黄铜(铜锌合金)制做的铜锣不易产生铜绿

C.银质奖牌久置后表面变暗D.铁质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈

2、下列关于实验现象的描述不正确的是()

A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡

B.用锌片做阳极,铁片做阴极,电解氯化锌溶液,铁片表面出现一层锌

C.把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面上出现一层铁

D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出的速率加快

3、下列几种铁板,在镀层被破坏后,最耐腐蚀的是 ()

A.镀锌铁板B.镀铜铁板C.镀锡铁板D.镀铅铁板

4、如图所示装置,在铁圈和银圈的焊接处,用一根棉线将其悬吊在盛水的烧杯中,使之平衡。小心地向烧杯中央滴CuSO4溶液,片刻后可观察到的现象是()

A.铁圈和银圈左右摇摆不定

B.保持原平衡状态

C.铁圈向下倾斜

D.银圈向下倾斜

5、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时,a为负极;c、d相连时,电流由d到c;a、c相连时,c极上产生大量气泡;b、d相连时,b上有大量气泡产生,则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为adb。

6、银制器皿日久表面逐渐变黑色,这是由于生成硫化银,有人设计用原电池原理可除去硫化银,其处理方法为:将一定浓度的食盐溶液注入一铝制容器中,再将变黑的银器浸入溶液中,放置一段时间黑色会褪去而银不会损失。试回答：在此原电池反应中,负极发生的反应为Al - 3e- = Al3+,正极发生的反应为Ag2S + 2e- = 2Ag + S2-,反应过程中产生臭鸡蛋气味，原电池总反应方程式为2Al + 3Ag2S + 6H2O = 6Ag + H2S + Al(OH)3。

7、一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作为催化剂,在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇,同时向一个电极通入空气。回答下列问题:

(1)正极反应式是O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O,负极反应式是CH3OH 6e- + H2O = CO2 + 6H+;

(2)总的化学方程式是2CH3OH + 3O2 = 4H2O + 2CO2

(3)电解液中的H+向正极移动;向外电路释放电子的电极是负极。

【强化训练】

1、下列事实不用电化学理论解释的是()

A.镀锌铁比镀锡铁耐用B.轮船水线以下的航壳上装一定数量的锌块

C.铝片不用特殊方法保护D.纯锌与稀硫酸反应时,滴入少量硫酸铜溶液后速率加快

2、下列关于金属腐蚀正确的是()

A.金属在潮湿空气中的腐蚀实质是:M + nH2O = M(OH)n + n/2H2

B.金属的化学腐蚀实质是:M - ne- = Mn+,电子直接转移给氧化剂

C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行