1、第4章 第3講電解池金屬腐蝕與防護考點一 電解原理1電解2電解池(1)概念：電解池是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。(2)構(gòu)成條件:有與直流電源相連的兩個電極。兩個電極插入電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))中。形成閉合回路。(3)電解池中電子和離子的移動電子：從電源負極流出后，流向電解池的陰極；再從電解池的陽極流向電源的正極。離子：陽離子移向電解池的陰極，陰離子移向電解池的陽極。3電解工作原理(以電解CuCl2溶液為例)總反應(yīng)方程式：Cu22ClCuCl2。4陰、陽兩極放電順序(1)惰性電極：石墨、鉑、金電極。 活性電極：除石墨、鉑、金以外的電極。(2)放電順序陰極(與電極材料無關(guān))：陽極(與電極材料有關(guān))

2、：小題熱身正誤判斷，正確的打“”，錯誤的打“×”。(1)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就是電解質(zhì)溶液被電解的過程。()(2)某些不能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，通過電解可以實現(xiàn)。()(3)電解CuCl2溶液，陰極逸出的氣體能夠使?jié)駶櫟牡矸?#173;碘化鉀試紙變藍色。()(4)電解鹽酸、硫酸等溶液，H放電，溶液的pH逐漸增大。()(5)電解時，電解液中陽離子移向陽極，發(fā)生還原反應(yīng)。()(6)電解硫酸鈉溶液一段時間，可向電解液中加適量水以恢復(fù)到原濃度。()(7)電解硫酸銅溶液一段時間，為復(fù)原可加適量Cu(OH)2。()答案：(1)(2)(3)×(4)×(5)×(6)(7

3、)×考向精練提考能考向一電極反應(yīng)式、電解方程式的書寫1首先判斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。2再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰、陽兩組(不要忘記水溶液中的H和OH)。3然后寫出陰、陽兩極的放電順序4分析電極反應(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應(yīng)式，要注意遵循原子守恒和電荷守恒。5最后寫出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式。1按要求書寫電極反應(yīng)式和總方程式：(1)用惰性電極電解AgNO3溶液陽極反應(yīng)式：_；陰極反應(yīng)式：_；總反應(yīng)離子方程式：_。(2)用惰性電極電解MgCl2溶液陽極反應(yīng)式：_；陰極反應(yīng)式：_；總反應(yīng)離子方程式：_。(3)用鐵做電極電解NaCl溶液陽極反

4、應(yīng)式：_；陰極反應(yīng)式：_；總反應(yīng)離子方程式：_。(4)用鐵做電極電解NaOH溶液陽極反應(yīng)式：_；陰極反應(yīng)式：_；總反應(yīng)離子方程式：_。(5)用Al做電極電解NaOH溶液陽極反應(yīng)式：_；陰極反應(yīng)式：_；總反應(yīng)離子方程式：_。(6)用Al做陽極，電解H2SO4溶液，鋁材表面形成氧化膜陽極反應(yīng)式：_；陰極反應(yīng)式：_；總反應(yīng)離子方程式：_。(7)用惰性電極電解熔融MgCl2陽極反應(yīng)式：_；陰極反應(yīng)式：_；總反應(yīng)離子方程式：_。答案：(1)4OH4e=O22H2O(或2H2O4e=O24H)4Ag4e=4Ag 4Ag2H2O4AgO24H(2)2Cl2e=Cl2 2H2e=H2(或2H2O2e=H22O

5、H)Mg22Cl2H2OMg(OH)2Cl2H2(3)Fe2e=Fe2 2H2e=H2(或2H2O2e=H22OH)Fe2H2OFe(OH)2H2(4)Fe2e2OH=Fe(OH)2 2H2e=H2(或2H2O2e=H22OH)Fe2H2OFe(OH)2H2(5)2Al6e8OH=2AlO4H2O6H2O6e=3H26OH(或6H6e=3H2)2Al2H2O2OH2AlO3H2(6)2Al6e3H2O=Al2O36H 6H6e=3H2 2Al3H2OAl2O33H2(7)2Cl2e=Cl2 Mg22e=Mg Mg22ClMgCl2練后反思規(guī)避“三個”失分點1書寫電解池中電極反應(yīng)式時，一般以實際

6、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。2要確保兩極電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相同，且應(yīng)注明條件“電解”。3電解水溶液時，應(yīng)注意放電順序中H、OH之后的離子一般不參與放電。考向二以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律2用惰性電極電解NaOH溶液陽極反應(yīng)式：_；陰極反應(yīng)式：_；總反應(yīng)離子方程式：_。答案：4H4e=2H2 4OH4e=O22H2O 2H2O2H2O2練后反思由框內(nèi)陰、陽離子組成可溶于水的電解質(zhì)，用惰性電極電解時，只電解水。3用惰性電極電解鹽酸陽極反應(yīng)式：_；陰極反應(yīng)式：_；總反應(yīng)離子方程式：_。答案：(1)2H2e=H2 2Cl2e=Cl2 2H2ClH2Cl24用惰性電極電解

7、NaCl溶液陽極反應(yīng)式：_；陰極反應(yīng)式：_；總反應(yīng)離子方程式：_。答案：(1)2H2e=H2 2Cl2e=Cl2 2H2O2ClH2Cl22OH5用惰性電極電解CuSO4溶液陽極反應(yīng)式：_；陰極反應(yīng)式：_；總反應(yīng)離子方程式：_。答案(1)2Cu24e=2Cu 4OH4e=2H2OO22Cu22H2O2CuO24H考向三電解原理和電解規(guī)律的綜合考查6用鉑電極電解一定濃度的下列物質(zhì)的水溶液，在電解后的電解液中加適量水，能使溶液濃度恢復(fù)到電解前濃度的是()ANaCl BNa2CO3 CCuSO4 DK2S 答案：B7三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子

8、交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Na和SO可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進入中間隔室。下列敘述正確的是()A通電后中間隔室的SO離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大B該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品C負極反應(yīng)為2H2O4e=O24H，負極區(qū)溶液pH降低D當電路中通過1 mol電子的電量時，會有0.5 mol的O2生成解析：負極區(qū)(陰極)電極反應(yīng)為4H4e=2H2，正極區(qū)(陽極)電極反應(yīng)為4OH4e=2H2OO2。A項，通電后SO向正極移動，正極區(qū)OH放電，溶液酸性增強，pH減小；C項，負極反應(yīng)為4H4e=2H2，溶液pH增大；D項，當電路中通過1

9、 mol電子的電量時，會有0.25 mol O2生成。答案：B考點二 電解原理的應(yīng)用1電解飽和食鹽水(1)電極反應(yīng)陽極反應(yīng)式：2Cl2e=Cl2(氧化反應(yīng)) 陰極反應(yīng)式：2H2e=H2(還原反應(yīng))(2)總反應(yīng)方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(3)應(yīng)用：氯堿工業(yè)制燒堿、氯氣和氫氣。2.電鍍?nèi)鐖D為金屬表面鍍銀的工作示意圖，據(jù)此回答下列問題：(1)鍍件做陰極，鍍層金屬銀做陽極。(2)電解質(zhì)溶液是AgNO3溶液。(3)電極反應(yīng)：陽極：Age=Ag； 陰極：Age=Ag。(4)特點：陽極溶解，陰極沉積，電鍍液的濃度不變。3電解精煉銅(1)電極材料：陽極為粗銅；陰極為純銅。(2)電解質(zhì)溶液：

10、含Cu2的鹽溶液。(3)電極反應(yīng)：陰極：Cu22e=Cu。陽極：Zn2e=Zn2、Fe2e=Fe2、Ni2e=Ni2、Cu2e=Cu2；4電冶金利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。(1)冶煉鈉 2NaCl(熔融)2NaCl2電極反應(yīng)：陽極：2Cl2e=Cl2；陰極：2Na2e=2Na。(2)冶煉鋁 2Al2O3(熔融)4Al3O2電極反應(yīng)：陽極：6O212e=3O2陰極：4Al312e=4Al。小題熱身正誤判斷，正確的打“”，錯誤的打“×”。(1)電解冶煉鎂、鋁通常電解MgCl2和Al2O3，也可電解MgO和AlCl3。()(2)若把CuH2SO4=CuSO4

11、H2設(shè)計成電解池，應(yīng)用Cu做陽極。()(3)電解飽和食鹽水時，兩個電極均不能用金屬材料。()(4)在鍍件上電鍍銅時，鍍件應(yīng)連接電源的正極。()(5)電解精煉時，陽極泥可以作為提煉貴重金屬的原料。()(6)陽離子交換膜(以電解NaCl溶液為例)，只允許陽離子(Na)通過，而阻止陰離子(Cl、OH)和分子(Cl2)通過。()(7)電解MgCl2溶液所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Cl2H2OCl2H22OH。()答案：(1)×(2)(3)×(4)×(5)(6)(7)×考向精練提考能1比較下列兩種裝置有哪些不同？(1)請分析兩裝置中各電極的質(zhì)量變化？(2)請分析兩裝

12、置中電解質(zhì)溶液濃度的變化？答案：(1)甲圖中銅片質(zhì)量減小，鐵制品質(zhì)量增加；乙圖中粗銅質(zhì)量減小，精銅質(zhì)量增加。(2)甲圖中CuSO4溶液濃度幾乎未變化，因為陽極溶解多少銅，陰極增加多少銅；乙圖中CuSO4溶液濃度逐漸變小，因為粗銅中混有Zn、Fe等雜質(zhì)，放電后轉(zhuǎn)化成Zn2、Fe2等離子，此時Cu2會轉(zhuǎn)化為Cu，造成CuSO4溶液濃度減小。2用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時得到H2SO4，其原理如圖所示(電極材料為石墨)。(1)圖中a極要連接電源的_(填“正”或“負”)極，C口流出的物質(zhì)是_。(2)SO放電的電極反應(yīng)式為_。(3)電解過程

13、中陰極區(qū)堿性明顯增強，用平衡移動原理解釋原因。_答案：(1)負硫酸 (2)SO2eH2O=SO2H(3)H2OHOH，在陰極H放電生成H2，c(H)減小，水的電離平衡正向移動，堿性增強考點三 金屬的腐蝕和防護1金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失電子變?yōu)榻饘訇栯x子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。2化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的比較類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬與接觸到的物質(zhì)直接反應(yīng)不純金屬接觸到電解質(zhì)溶液發(fā)生原電池反應(yīng)本質(zhì)Mne=Mn現(xiàn)象金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕區(qū)別無電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生注：通常兩種腐蝕同時存在，但電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍得多，危害也更嚴重3.電化學(xué)腐蝕的分類(鋼鐵腐蝕)類型析氫腐蝕吸氧腐蝕水膜性質(zhì)酸性弱酸性

14、或中性或堿性負極反應(yīng)Fe2e=Fe2正極反應(yīng)2H2e=H22H2OO24e=4OH總反應(yīng)Fe2H= Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2其他反應(yīng)吸氧腐蝕還伴隨以下反應(yīng)：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O(3x)H2O注：吸氧腐蝕比析氫腐蝕更普遍4.金屬的防護(1)犧牲陽極的陰極保護法利用原電池原理。(2)外加電流的陰極保護法利用電解池原理。(3)改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)如制成不銹鋼。 (4)加保護層如電鍍、噴漆、覆膜等。小題熱身正誤判斷，正確的打“”，錯誤的打“×”。(1)干燥環(huán)境下金屬不被腐蝕。()(2)Al、Fe、Cu

15、在潮濕的空氣中腐蝕均生成氧化物。()(3)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的負極反應(yīng)式為Fe3e=Fe3。()(4)鍍銅鐵制品鍍層受損后，鐵制品比鍍銅前更容易生銹。()(5)在潮濕空氣中，鋼鐵表面形成水膜，金屬發(fā)生的一定是吸氧腐蝕。()(6)外加電流的陰極保護法是將被保護金屬接在直流電源的正極。()(7)在船體外嵌入鋅塊，可以減緩船體的腐蝕，屬于犧牲陰極的保護法。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)(5)×(6)×(7)×考向精練提考能考向一腐蝕快慢與防護方法的比較1判斷金屬腐蝕快慢的方法(1)對同一電解質(zhì)溶液來說，腐蝕速率的快慢：電解原理引起

16、的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防腐措施的腐蝕。(2)對同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強電解質(zhì)溶液中>弱電解質(zhì)溶液中>非電解質(zhì)溶液中。(3)活動性不同的兩種金屬，活動性差別越大，腐蝕越快。(4)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)濃度越大，金屬腐蝕越快。2兩種保護方法的比較外加電流的陰極保護法保護效果大于犧牲陽極的陰極保護法。1(1)以下裝置中(杯中均盛有海水)Zn片腐蝕由快到慢的順序為_。(2)鍍鋅鐵板(俗稱白鐵)和鍍錫鐵板(俗稱馬口鐵)，_鐵板更耐腐蝕，原因為_。答案：(1)(2)鍍鋅鍍層破壞后，鍍鋅鐵板中的鐵為正極受到保護，鍍錫鐵板中的鐵為負

17、極加快腐蝕3下列有關(guān)金屬腐蝕與防護的說法正確的是()A出土青銅器生成Cu2(OH)3Cl覆蓋物是電化學(xué)腐蝕過程，但不是化學(xué)反應(yīng)過程B當鍍錫鐵制品的鍍層破損時，鍍層仍能對鐵制品起保護作用C在海輪外殼連接鋅塊保護外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護法D可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護它不受腐蝕解析：電化學(xué)腐蝕過程發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，A錯誤；錫層破損后，鐵與錫構(gòu)成原電池，鐵做負極，加快了鐵的腐蝕，B錯誤；海輪外殼中的金屬鐵與連接的鋅塊構(gòu)成原電池，鋅做負極，可以保護海輪外殼，C正確；利用外加直流電源保護器件時，必須將其連接在電源負極，D錯誤。答案：C考向二析氫腐蝕和吸氧腐蝕正確判斷“介質(zhì)”

18、溶液的酸堿性是分析析氫腐蝕和吸氧腐蝕的關(guān)鍵。潮濕的空氣、中性溶液發(fā)生吸氧腐蝕；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液發(fā)生析氫腐蝕。4.如圖裝置中，小試管內(nèi)為紅墨水，具支試管內(nèi)盛有pH4久置的雨水和生鐵片。實驗時觀察到：開始時導(dǎo)管內(nèi)液面下降，一段時間后導(dǎo)管內(nèi)液面回升，略高于小試管內(nèi)液面。下列說法正確的是()A生鐵片中的碳是原電池的陽極，發(fā)生還原反應(yīng)B雨水酸性較強，生鐵片僅發(fā)生析氫腐蝕C墨水回升時，碳電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OHD具支試管中溶液pH減小解析：生鐵片中的碳是原電池的正極，A錯；雨水酸性較強，開始時鐵片發(fā)生化學(xué)腐蝕和析氫腐蝕，產(chǎn)生氫氣，導(dǎo)管內(nèi)液面下降，一段時間后鐵片發(fā)生吸氧腐蝕

19、，吸收氧氣，導(dǎo)管內(nèi)液面回升，B錯；墨水回升時，鐵片發(fā)生吸氧腐蝕，碳為正極，電極反應(yīng)為O22H2O4e=4OH，C對；鐵片無論是發(fā)生析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，具支試管內(nèi)溶液pH均增大，答案：C5.研究電化學(xué)腐蝕及防護的裝置如圖所示。下列說法錯誤的是()Ad為石墨，鐵片腐蝕加快Bd為石墨，石墨上電板反應(yīng)式為O22H2O4e=4OHCd為鋅塊，鐵片不易被腐蝕Dd為鋅塊，鐵片上電極反應(yīng)式為2H2e=H2解析：由于活動性：Fe>石墨，所以鐵、石墨及海水構(gòu)成原電池時，F(xiàn)e為負極，失去電子被氧化為Fe2，加快鐵片的腐蝕，A正確；d為石墨，由于是中性電解質(zhì)，所以發(fā)生的是吸氧腐蝕，石墨上氧氣得到電子，發(fā)生還原

20、反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，B正確；若d為鋅塊，則由于金屬活動性：Zn>Fe，Zn為原電池的負極，F(xiàn)e為正極，首先被腐蝕的是Zn，鐵得到保護，鐵片不易被腐蝕，C正確；若d為鋅塊，由于電解質(zhì)溶液呈中性，發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵片上電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH，答案：D6.如圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面圖。下列說法正確的是()A該電化學(xué)腐蝕為析氫腐蝕 B圖中生成鐵銹最多的是C區(qū)域CA區(qū)域比B區(qū)域更易腐蝕D鐵閘中負極的電極反應(yīng)：Fe2e=Fe2解析：該電化學(xué)腐蝕為吸氧腐蝕，A錯誤；A區(qū)域暴露在空氣中發(fā)生化學(xué)腐蝕，B、C、D區(qū)域均發(fā)生電化學(xué)腐蝕，海水越深氧氣

21、含量越少，越不易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，所以腐蝕最嚴重的是B區(qū)域，B錯誤；根據(jù)以上分析可知B區(qū)域比A區(qū)域更易腐蝕，C錯誤；原電池中負極失去電子，則負極電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2，D正確。答案：D課時作業(yè)1下列現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是()A生鐵比純鐵易生銹 B純銀飾品久置表面變暗C黃銅(銅鋅合金)制品不易產(chǎn)生銅綠 D與銅管連接的鐵管易生銹解析：A項，生鐵能夠構(gòu)成原電池，所以比純鐵易生銹；B項，純銀不符合構(gòu)成原電池的條件，故它表面變暗與電化學(xué)腐蝕無關(guān)；C項，銅鋅合金能構(gòu)成原電池，鋅做負極被氧化，銅被保護起來，不易被腐蝕；D項，銅管與鐵管連接構(gòu)成原電池，鐵做負極，易被腐蝕。答案：B2.為探究鋼鐵的吸氧腐蝕

22、原理設(shè)計了如圖所示裝置，下列有關(guān)說法錯誤的是()A正極的電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OHB將石墨電極改成Mg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)得快解析：鐵是負極，失電子被氧化成Fe2，在正極氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成OH，故將氧氣吹向石墨電極，鐵銹出現(xiàn)得更快，A正確，D錯誤；若將石墨電極換成Mg電極，則負極為Mg，F(xiàn)e被保護，難以看到鐵生銹，B正確；向自來水中加入NaCl(s)，可使電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力增強，加快腐蝕速率，C正確。答案：D3下列描述不符合生產(chǎn)實際的是()答案：AA電解熔融的氧化鋁制取金

23、屬鋁時用鐵做陽極B電解法精煉粗銅時用純銅做陰極C電解飽和食鹽水制燒堿時用涂鎳碳鋼網(wǎng)做陰極D在鍍件上電鍍鋅時用鋅做陽極4現(xiàn)將氯化鋁溶液蒸干灼燒并熔融后用鉑電極進行電解，下列有關(guān)電極產(chǎn)物的判斷正確的是()A陰極產(chǎn)物是氫氣B陽極產(chǎn)物是氧氣C陰極產(chǎn)物是鋁和氧氣 D陽極產(chǎn)物只有氯氣解析：將氯化鋁溶液蒸干灼燒得到Al2O3，電解熔融的Al2O3，陽極為O2放電，陽極產(chǎn)物為氧氣；陰極為Al3放電，陰極產(chǎn)物為鋁。答案：B5下列電解質(zhì)溶液用惰性電極進行電解時，一段時間后，溶液的pH增大的是()A稀碳酸鈉溶液 B硫酸鈉溶液C稀硫酸 D硫酸銅溶液解析：A項，電解稀碳酸鈉溶液，實質(zhì)是電解水，碳酸鈉溶液濃度增大，pH增

24、大，正確；B項，電解硫酸鈉溶液的實質(zhì)也是電解水，但溶液仍為中性，pH不變，錯誤；C項，電解稀硫酸的實質(zhì)是電解水，硫酸濃度增大，pH減小，錯誤；D項，電解硫酸銅溶液時生成硫酸、氧氣和銅，故pH減小，錯誤。答案：A6圖中是化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的兩套裝置。下列分析正確的是()A兩裝置中，鐵電極均要消耗B圖乙裝置中兩極均有氣泡產(chǎn)生C圖甲裝置鐵電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe3e=Fe3D隨著反應(yīng)的進行，圖甲裝置中溶液的pH增大，圖乙裝置中溶液的pH不變解析：圖甲是原電池，較活潑的金屬鐵做負極，負極上鐵失電子生成亞鐵離子進入溶液，鐵電極逐漸溶解，圖乙是電解池，鐵做陰極，陰極上氫離子得電子生成氫氣，鐵不溶解，故

25、A錯誤；圖乙是電解池，石墨作陽極，陽極上生成O2，鐵做陰極，H放電生成H2，故B正確；圖甲中Fe做負極，電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2，故C錯誤；圖甲電池的總反應(yīng)為Fe2H=Fe2H2，隨反應(yīng)的進行c(H)減小，溶液pH增大，圖乙相當于電解水，H2SO4濃度增大，溶液的pH減小，故D錯誤。答案：B熱點突破 電化學(xué)的組合裝置及計算解題策略第一步：寫反應(yīng)。寫出兩極的電極反應(yīng)式(特別要注意陽極材料)。第二步：標得失。標出兩電極的得失電子數(shù)，若未知，可用未知數(shù)代入。第三步：列算式。(1)用電子守恒法計算：根據(jù)通過陰、陽兩極的電量相等列出關(guān)系式，依據(jù)是兩極得失電子總數(shù)相等；(2)利用總反應(yīng)式計算：先寫出電

26、極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計算；(3)列關(guān)系式計算：利用得失電子守恒關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關(guān)系式，如：物質(zhì)H2O2Cl2CuAgHOHen(mol)212244 4 4角度一多池串聯(lián)裝置中電池類型的判斷將原電池和電解池結(jié)合在一起，或幾個電解池串聯(lián)在一起，綜合考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)實驗和化學(xué)計算等知識，是高考試卷中電化學(xué)部分的重要題型。解答該類試題時電池種類的判斷是關(guān)鍵，整個電路中各個電池工作時電子守恒是數(shù)據(jù)處理的法寶。1直接判斷非常直觀明顯的裝置，如有燃料電池、鉛蓄電池等在電路中時，則其他裝置為電解池。如圖：A為原電池，B

27、為電解池。2根據(jù)電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液判斷原電池一般是兩個不同的金屬電極或一個金屬電極和一個碳棒做電極；而電解池則一般都是兩個惰性電極，如兩個鉑電極或兩個碳棒電極。原電池中的電極材料和電解質(zhì)溶液之間能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，電解池的電極材料一般不能和電解質(zhì)溶液自發(fā)反應(yīng)。如圖：A為電解池，B為原電池。3根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷在某些裝置中根據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象可判斷電極，并由此判斷電池類型。如圖：若C極溶解，D極上析出Cu，B極附近溶液變紅，A極上放出黃綠色氣體，則可知乙是原電池，D是正極，C是負極，甲是電解池，A是陽極，B是陰極。B、D極發(fā)生還原反應(yīng)，A、C極發(fā)生氧化反應(yīng)。題組訓(xùn)練1如圖所示的電化

28、學(xué)裝置中，電極為Al，其他電極均為Cu，則下列說法正確的是()A 電子流向：電極(A)電極 B電極的電極反應(yīng)：2H2O4e=4HO2C電極的質(zhì)量減少，電極的質(zhì)量增加 D三個燒杯中的SO濃度都始終保持不變解析：因為電化學(xué)裝置中，電極為Al，其他電極均為Cu，故是原電池負極，是原電池正極，是電解池陽極，是電解池陰極。電子流向：電池(A)電極，A錯誤；電極為陽極，電極反應(yīng)為Cu2e=Cu2，B錯誤；因為是原電池正極，有Cu析出，故增重，而是電解池陽極，Cu失去電子形成Cu2溶解，故質(zhì)量減輕，C錯誤；SO不參加反應(yīng)，且溶液體積基本不變，則SO的濃度不變，D正確。答案：D2如圖所示，某同學(xué)設(shè)計了一個燃料

29、電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。下列有關(guān)說法正確的是()A反應(yīng)一段時間后，乙裝置中生成的氫氧化鈉在鐵極區(qū)B乙裝置中鐵電極為陰極，電極反應(yīng)式為Fe2e=Fe2C通入氧氣的一極為正極，發(fā)生的電極反應(yīng)為O24e2H2O=4OHD反應(yīng)一段時間后，丙裝置中硫酸銅溶液濃度保持不變解析：甲池甲醚電極為負極，O2為正極，故乙池Fe為陰極、C為陽極，丙池精銅為陰極、粗銅為陽極。反應(yīng)一段時間后，乙裝置中陰極反應(yīng)為2H2O2e=2OHH2，因此生成的氫氧化鈉在鐵極區(qū)，A正確，B錯誤；通入氧氣的一極為正極，發(fā)生的電極反應(yīng)為O24e2H2O=4OH，C錯誤；反應(yīng)一段時間后，丙裝置粗

30、銅中比銅活潑的金屬形成離子進入溶液中，故硫酸銅溶液的濃度減小，D錯誤。答案：A角度二應(yīng)對電化學(xué)定量計算的三種方法電化學(xué)的綜合計算包括：兩極產(chǎn)物的定量計算、溶液pH的計算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)測定的計算、根據(jù)電荷量求產(chǎn)物的量、根據(jù)產(chǎn)物的量求電荷量等等，不論哪類計算，均可采用下列三種方法：例如由關(guān)系式法通過4 mol e為基準可構(gòu)建電極產(chǎn)物之間的如下關(guān)系式：提示：在電化學(xué)計算中，還常利用QI·t和Qn(e)×NA×1.60×1019 C來計算電路中通過的電量。題組訓(xùn)練類型1依據(jù)電子守恒，突破分階段計算1用惰性電極電解100 mL 4 mol·

31、;L1Cu(NO3)2溶液，一定時間后在陽極收集到標準狀況下氣體1.12 L。停止電解，向電解后的溶液中加入足量的鐵粉，充分作用后溶液中的Fe2濃度為(設(shè)溶液的體積不變)()A0.75 mol·L1B3 mol·L1C4 mol·L1 D3.75 mol·L1解析：本題涉及的反應(yīng)過程可分為兩個階段，第一個階段是電解Cu(NO3)2溶液，第二個階段是混合溶液與足量的鐵粉反應(yīng)，注意硝酸與足量鐵粉反應(yīng)是生成硝酸亞鐵。電解后溶液中硝酸和硝酸銅分別為0.2 mol、0.3 mol，前者與足量的鐵粉反應(yīng)生成硝酸亞鐵0.075 mol，后者與足量的鐵粉反應(yīng)生成0.3

32、mol硝酸亞鐵。答案：D2500 mL NaNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)0.3 mol·L1，用石墨做電極電解此溶液，當通電一段時間后，兩極均收集到氣體1.12 L(標準狀況下)，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(Na)0.2 mol·L1B電解后溶液中c(H)0.2 mol·L1C上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.4 mol電子D電解后得到的Cu的物質(zhì)的量為0.1 mol解析：陽極是陰離子放電(放電能力：OH>NO)，根據(jù)題給信息，陽極一定是OH放電，生成0.05 mol氧氣，轉(zhuǎn)移0.2 mol電子；陰極離子

33、放電能力：Cu2>H>Na，所以Cu2先放電，然后是H放電，陰極生成0.05 mol氫氣時，轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，根據(jù)得失電子守恒知，Cu2轉(zhuǎn)移0.1 mol電子，n(Cu2)0.05 mol。所以原溶液中nCu(NO3)20.05 mol，n(NO)0.3 mol·L1×0.5 L0.15 mol，n(NaNO3)0.05 mol。原混合溶液中c(Na)0.1 mol·L1，A項錯誤；結(jié)合以上分析及電解總方程式Cu22H2OCuH2O22H可知，生成0.05 mol Cu、0.05 mol O2、0.05 mol H2和0.1 mol H，電解后溶

34、液中c(H)0.2 mol·L1，B項正確，D項錯誤；上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.2 mol電子，C項錯誤。答案：B類型2依據(jù)總反應(yīng)式，建立等量關(guān)系進行計算3將兩個鉑電極插入500 mL CuSO4溶液中進行電解，通電一定時間后，某一電極增重0.064 g(設(shè)電解時該電極無氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積變化)，此時溶液中氫離子濃度約為()A4×103 mol·L1B2×103 mol·L1C1×103 mol·L1 D1×107 mol·L1解析：陰極反應(yīng)：Cu22e=Cu，增重0.064 g Cu，應(yīng)是C

35、u的質(zhì)量，設(shè)生成H的物質(zhì)的量為x，根據(jù)總反應(yīng)方程式：2Cu22H2O2CuO24H 2×64 g 4 mol 0.064 gx x0.002 molc(H)4×103 mol·L1。 答案：A4用惰性電極電解400 mL一定濃度的硫酸銅溶液(不考慮電解過程中溶液體積的變化)，通電一段時間后進行如下操作。(1)如果向所得的溶液中加入0.1 mol CuO后，使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，電解過程中轉(zhuǎn)移的電子為_mol。(2)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，電解過程中轉(zhuǎn)移的電子為_mol。解析：(1)電

36、解硫酸銅溶液的反應(yīng)方程式為2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2，從方程式可以看出，電解硫酸銅過程中只析出銅和釋放出氧氣，加入0.1 mol CuO可以使溶液恢復(fù)至原來狀態(tài)，說明參與反應(yīng)的硫酸銅只有0.1 mol，轉(zhuǎn)移的電子為0.2 mol。(2)加入0.1 mol Cu(OH)2可以使溶液恢復(fù)至原來狀態(tài)，說明電解過程中不僅硫酸銅被電解，而且還有水被電解。0.1 mol Cu(OH)2可以看做是0.1 mol的CuO和0.1 mol的H2O，因此電解過程中有0.1 mol的硫酸銅和0.1 mol的水被電解。 2CuSO42H2O2Cu O22H2SO4 4e2 mol4 mol01 mol

37、0.2 mol2H2O2H2O24e 2 mol4 mol01 mol0.2 mol所以，共轉(zhuǎn)移電子0.2 mol0.2 mol0.4 mol。答案：(1)0.2(2)0.4類型3根據(jù)電子守恒，突破電解池的“串聯(lián)”計算5甲醇是一種重要的化工原料和新型燃料。如圖是甲醇燃料電池工作的示意圖，其中A、B、D均為石墨電極，C為銅電極。工作一段時間后，斷開K，此時A、B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同。(1)甲中負極的電極反應(yīng)式為_。(2)乙中A極析出的氣體在標準狀況下的體積為_。(3)丙裝置溶液中金屬陽離子的物質(zhì)的量與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量變化關(guān)系如圖，則圖中線表示的是_的變化；反應(yīng)結(jié)束后，要使丙裝置中金屬陽離子

38、恰好完全沉淀，需要_ mL 5.0 mol·L1 NaOH溶液。解析：(1)甲醇燃料電池是原電池反應(yīng)，甲醇在負極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為CH3OH6e8OH=CO6H2O。(2)工作一段時間后，斷開K，此時A、B兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同，分析電極反應(yīng)，B為陰極，溶液中銅離子析出，氫離子得到電子生成氫氣，設(shè)生成氣體物質(zhì)的量為x，溶液中銅離子物質(zhì)的量為0.1 mol，電極反應(yīng)為Cu22e=Cu，01 mol0.2 mol2H2e=H2， 2x xA電極為陽極，溶液中的氫氧根離子失電子生成氧氣，電極反應(yīng)為4OH4e=2H2OO2，4x x得到0.22x4x， x0.1 mol乙中A極

39、析出的氣體是氧氣，物質(zhì)的量為0.1 mol，在標準狀況下的體積為2.24 L。(3)根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量和金屬陽離子的物質(zhì)的量的變化，可知，銅離子從無到有逐漸增多，鐵離子物質(zhì)的量逐漸減小，亞鐵離子物質(zhì)的量逐漸增大，為Fe3，為Fe2，為Cu2，依據(jù)(2)計算得到電子轉(zhuǎn)移為0.4 mol，當電子轉(zhuǎn)移為0.4 mol時，丙中陽極電極反應(yīng)Cu2e=Cu2，生成Cu2物質(zhì)的量為0.2 mol，由圖像分析可知：反應(yīng)前，丙裝置中n(Fe3)0.4 mol，n(Fe2)0.1 mol，當電子轉(zhuǎn)移0.4 mol時，F(xiàn)e3完全反應(yīng)，生成0.4 mol Fe2，則反應(yīng)結(jié)束后，F(xiàn)e2的物質(zhì)的量為0.5 mol，C

40、u2的物質(zhì)的量為0.2 mol，所以需要加入NaOH溶液1.4 mol，所以NaOH溶液的體積為1.4 mol÷5 mol·L10.28 L280 mL。答案：(1)CH3OH6e8OH=CO6H2O(2)2.24 L(3)Fe2280課時作業(yè)1如圖是一套電化學(xué)裝置，對其有關(guān)說法錯誤的是()A裝置A是原電池，裝置B是電解池B反應(yīng)一段時間后，裝置B中溶液pH增大Ca中若消耗1 mol CH4，d口可產(chǎn)生4 mol氣體Da口通入C2H6時的電極反應(yīng)為C2H614e18OH=2CO12H2O解析：A項，根據(jù)圖示可以判斷，A為原電池，B為電解池，正確；B項，電解H2SO4溶液，實際

41、上是電解水，所以裝置B中溶液pH減小，錯誤；C項，若a口消耗1 mol CH4，d口產(chǎn)生的是H2，根據(jù)電子守恒應(yīng)產(chǎn)生4 mol H2，正確。答案：B2如圖甲是利用一種微生物將廢水中的尿素(H2NCONH2)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，并生成環(huán)境友好物質(zhì)的裝置，同時利用此裝置的電能在鐵上鍍銅，下列說法中正確的是()AH透過質(zhì)子交換膜由右向左移動B銅電極應(yīng)與X相連接CM電極的反應(yīng)式：H2NCONH2H2O6e=CO2N26HD當N電極消耗0.25 mol氣體時，則鐵電極增重16 g解析：從甲裝置可知，O2在N上發(fā)生還原反應(yīng)，故N為正極，H移向正極，故A錯誤；由于乙裝置是Fe上鍍銅，所以Cu為陽極，接電

42、源正極，故接Y上，B錯誤；甲裝置生成環(huán)境友好物質(zhì)，故C正確；O24e4H=2H2O，Cu22e=Cu，所以O(shè)22Cu，故當N電極上消耗0.25 mol氣體時，則鐵電極增重32 g，D錯誤。答案：C3用酸性甲醛燃料電池為電源進行電解的實驗裝置如圖所示，下列說法正確的是()A當a、b都是銅時，電解的總反應(yīng)方程式為2CuSO42H2O2H2SO42CuO2B燃料電池工作時，正極反應(yīng)為O22H2O4e=4OHC當燃料電池消耗2.24 L甲醛氣體時，電路中理論上轉(zhuǎn)移0.2 mol eD燃料電池工作時，負極反應(yīng)為HCHOH2O2e=HCOOH2H解析：氧氣在正極通入，甲醛在負極通入，因此a是陰極，b是陽極

43、。當a、b都是銅時，相當于是銅的精煉，A錯誤；電解質(zhì)為酸性電解質(zhì)，則正極反應(yīng)式為O24H4e=2H2O，B錯誤；2.24 L甲醛的物質(zhì)的量不一定是0.1 mol，則不能計算轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，C錯誤；負極甲醛失去電子轉(zhuǎn)化為甲酸，D正確。答案：D4在如圖所示的裝置中，若通直流電5 min時，銅電極質(zhì)量增加2.16 g。試回答下列問題。(1)電源中X電極為直流電源的_極。(2)pH變化：A：_，B：_，C：_。 (填“增大”“減小”或“不變”)(3)通電5 min時，B中共收集224 mL(標準狀況下)氣體，溶液體積為200 mL，則通電前CuSO4溶液的物質(zhì)的量濃度為_(設(shè)電解前后溶液體積無變化)。(

44、4)若A中KCl足量且溶液的體積也是200 mL，電解后，溶液的pH為_(設(shè)電解前后溶液體積無變化)。解析：(1)三個裝置是串聯(lián)的電解池。電解AgNO3溶液時，Ag在陰極發(fā)生還原反應(yīng)變?yōu)锳g，所以質(zhì)量增加的銅電極是陰極，則銀電極是陽極，Y是正極，X是負極。(2)電解KCl溶液生成KOH，溶液pH增大；電解CuSO4溶液生成H2SO4，溶液pH減小；電解AgNO3溶液，銀為陽極，不斷溶解，Ag濃度基本不變，pH不變。(3)通電5 min時，C中析出0.02 mol Ag，電路中通過0.02 mol電子。B中共收集0.01 mol氣體，若該氣體全為氧氣，則電路中需通過0.04 mol電子，電子轉(zhuǎn)移

45、不守恒。因此，B中電解分為兩個階段，先電解CuSO4溶液，生成O2，后電解水，生成O2和H2，B中收集到的氣體是O2和H2的混合物，設(shè)電解CuSO4溶液時生成O2的物質(zhì)的量為x，電解H2O時生成O2的物質(zhì)的量為y，則4x4y0.02 mol(電子轉(zhuǎn)移守恒)，x3y0.01 mol(氣體體積之和)，解得xy0.002 5 mol，所以n(CuSO4)2×0.002 5 mol0.005 mol，c(CuSO4)0.005 mol÷0.2 L0.025 mol·L1。(4)通電5 min時，A中放出0.01 mol H2，溶液中生成0.02 mol KOH，c(OH)0.02 mol÷0.2 L0.1 mol