高考化学一轮配套课件：第21讲 电化学基础 70页

第21讲 电化学基础 考纲定位 选项示例 1.了解原电池的工作原理，能 写出电极反应和电池反应方 程式。 2.了解常见的化学电源的种类 及工作原理。 3.了解电解池的工作原理及应 用，能写电极反应和电池反 应方程式。 4.发生电化学腐蚀的原因、危 害及防止措施。 1.在外电路中，电子从负极流向 正极。(2010年广东高考T23－C) 2.氯碱工业中，阳极发生的反应 为：2Cl－－2e－===Cl2↑。 (2011年广东揭阳模拟T12－D) 3.海轮外壳上镶入锌块，可减缓 船体的腐蚀。(2011年广东湛江 模拟T12－B) 一、原电池 1．概念 把________转化为________的装置。 2．构成条件 (1)两个________________电极。 (2)将两个电极插入____________中。 (3)用导线连接电极形成__________。 (4)具有自发进行的________________。 化学能 电能 活泼性不同的 电解质溶液 闭合回路 氧化还原反应 3．工作原理(以锌铜原电池为例) 图 3-21-1 电极名称 负极 正极 电极材料 电极反应 反应类型 电子流向 由Zn沿导线流向Cu 盐桥中离 子移向 盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极 Zn Cu Zn－2e－===Zn2＋　 Cu2＋＋2e－===Cu 氧化反应 还原反应 二、化学电源 1．碱性锌锰干电池——一次电池 负极反应 正极反应 2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ 电池反应 Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnOOH Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 2.铅蓄电池——二次电池 (1)构造。负极：铅；正极：二氧化铅；电解质溶液：硫酸溶液。 (2)电极反应。 (3)优点：铅蓄电池是二次电池，可多次充电，反复利用。 PbO2＋Pb＋2H2SO4 负极反应 正极反应 PbO2＋2e－＋4H＋＋SO　===PbSO4＋2H2O 电池反应 　　　　　　　　　　　　PbSO4＋2H2O。 负极 正极 电池反应 3．氢氧燃料电池(碱性介质中) (1)构造。负极：氢气；正极：氧气；电解质溶液：氢氧化钾溶液。 (2)电极反应。 (3) 优点 ： _________________________________________ (任写一条)。 能量利用率高、无污染、原料来源广泛等 2H2＋4OH－－4e－===4H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 2H2＋O2===2H2O 三、电解池 1．电解原理 (1)电解：使________通过电解质溶液(或熔融的电解质)而 在__________引起________________的过程。 (2)电解池：把电能转化为化学能的装置。 (3)电极名称与电极反应。与电源正极相连的为______，发生__________。 与电源负极相连的为______，发生__________。 (4)电解池的构成：直流电源、电极、电解质、闭合回路。 电流 阴、阳两极 氧化还原反应 阳极 氧化反应 阴极 还原反应 2．电解 CuCl2 溶液 图3-21-2 (1)电极反应 阳极：____________________________ 阴极：____________________________ (2)总反应 _________________________________ (3)应用 氯碱工业制________、________和________ (1)两极材料 待镀金属或精铜作________；镀层金属或粗铜 作________ (2)电极反应 阳极： _____________________________ 阴极：_______________________________ 四、电解原理的应用 1．电解饱和食盐水 2.电镀或电解精炼铜 2Cl－－2e－===Cl2↑　 2H＋＋2e－===H2↑ 氢气　 氯气　 烧碱 阴极 阳极 Cu－2e－===Cu2＋ Cu2＋＋2e－===Cu (1)电极反应 阳极： _________________________________ 阴极：_________________________________ (2)总反应 _________________________________________ (3)应用 冶炼______________等活泼金属 3.冶炼金属(以冶炼 Na 为例) 2Cl－－2e－===Cl2↑ 2Na＋＋2e－===2Na 钠、镁、铝 五、金属的电化学腐蚀与防护 1．金属的腐蚀 金属与周围的气体或液体物质发生__________反应而引起 损耗的现象。金属腐蚀的本质：____________。 (1)化学腐蚀：金属与接触的物质直接发生__________而引 起的腐蚀。 (2) 电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触发生 ____________反应，较活泼的金属被氧化的腐蚀。 (3)两种腐蚀往往________发生，但________腐蚀更普遍， 速度快，危害更重。 氧化还原 金属被氧化 化学反应 原电池 同时 电化学 吸氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜________ 水膜_________________ 电 极 反 应 负极 (Fe) _____________________ _____________________ 正极 (C) _____________________ _________________________ 总反 应 _____________________ _________________________ 普遍性 ________腐蚀更普遍 2．电化学腐蚀的分类(以铁的腐蚀为例) 呈酸性 呈中性或弱酸性 Fe－2e－===Fe2＋　 2Fe－4e－===2Fe2＋　 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋4e－＋2H2O===4OH－　 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2　 吸氧 3.金属的防护方法 (1)加防护层，如___________________________________。 (2)改变__________________________________________， 如将普通钢制成不锈钢。 (3)电化学保护法。 ①牺牲负极的正极保护法——利用______原理，______极 被保护。如在被保护的钢铁设备上装上若干较活泼的金属如锌， 让被保护的金属作原电池的正极。 ②外加电流的阴极保护法——利用______原理，______极 被保护。如用被保护的钢铁设备作阴极，惰性电极作阳极，外 接直流电源。 涂油漆、覆盖陶瓷、电镀、金属钝化等 金属的内部结构，如将普通钢制成不锈钢 原电池 正 电解池 阴 考点1 原电池工作原理及电极反应式的书写 1．原理图示 2．原电池的判定方法 (1)先分析有无外接电源，有外接电源者为电解池，无外接 电源者可能为原电池；再依据原电池的形成条件分析判定，主 要思路是“四看”：一看电极，两极为导体且活泼性不同(燃料 电池的电极一般为惰性电极)；二看溶液，两极插入电解质溶液 中；三看回路，形成闭合回路或两极接触；四看本质：有无氧 化还原反应发生。 (2)多池相连。无外接电源时，两极活泼性差异最大的一池 为原电池，其他各池可看作是电解池。 3．正、负极的判断 4．电极反应式的书写 第一步：列物质、标得失。 按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极 反应产物，找出得失电子的数量。 第二步：看环境、配守恒。 电极产物在电解质溶液的环境中应能稳定存在，如碱性介 质中生成的 H＋应让其结合 OH－生成水。 电极反应式要遵守电荷守恒和质量守恒、电子守恒等加以 配平。 第三步：两式加、验总式。 两电极反应式相加，与总反应离子方程式对照验证。 【例1】(2013年安徽高考)热激活电池可用作火箭、导弹 的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图 3-21-3 所示，其 中作为电解质的无水LiCl－KCl 混合物受热熔融后，电池即可 瞬间输出电能。该电池总反应式为：PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2 ＋Li2SO4＋Pb。下列有关说法正确的是( )。 图3-21-3 思路指导：正极发生还原反应，化合价降低；负极发生氧 化反应，化合价升高。 　　A．正极反应式：Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2 　　B．放电过程中，Li＋向负极移动 　　C．每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g Pb 　　D．常温时，在正负极间接上电流表或检流计， 指针不偏转 　　解析：由原电池总反应可知Ca为原电池的负极，被氧 化生成Ca2＋，PbSO4为原电池的正极，发生还原反应，电 极方程式为：PbSO4＋2e－＋2Li＋===Li2SO4＋Pb，A错误； 原电池工作时，阳离子向正极移动，B错误；根据正极方程 式，可知每转移0.1 mol电子，理论上生成0.05 mol Pb，质 量为10.35 g，C错误；常温下，电解质不是熔融态，离子不 能移动，不能产生电流，因此连接电流表或检流计，指针 不偏转，D正确。 　　答案：D 在原电池中，外电路由电子定向移动导电，电子总是从负 极流出，流入正极；内电路由离子的定向移动导电，阳离子向 正极移动，阴离子向负极移动。 【例2】 (2012年四川高考)一种基于酸性燃料电池原理设 计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH－4e － ＋ H2O ===CH3COOH＋4H＋。下列有关说法正确的是( )。 A．检测时，电解质溶液中的 H＋向负极移动 B．若有 0.4mol 电子转移，则在标准状况下消耗 4.48 L 氧 气 C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH＋O2=== CH3COOH＋H2O D．正极上发生的反应是：O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 解析：原电池中H＋移向电池的正极，A项错误；该原电池 的总反应为乙醇的燃烧方程式，C 项正确，用C 项的方程式进 行判断，若有 0.4 mol 的电子转移，则消耗氧气为0.1 mol，B 项错误；酸性电池不可能得到OH－，D 项错误。答案：C 考点2 原电池原理的应用 1．比较不同金属的活动性强弱 根据原电池原理可知，在原电池反应过程中，一般活动性 强的金属作负极，而活动性弱的金属(或碳棒)作正极。 若有两种金属 A 和 B，用导线将 A 和 B 连接后插入稀硫酸 中，一段时间后观察到 A 极溶解，而 B 极上有气泡冒出，则说 明 A 是负极，B 是正极，A 的活泼性比 B 强。 2．加快化学反应速率 原电池可以加快化学反应速率。如锌和稀硫酸反应制取氢 气时，可向溶液中滴加少量硫酸铜，形成铜—锌原电池，加快 反应的进行。 含有Zn2＋的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu2＋的电解质 3．设计制作化学电源 设计原电池时要紧扣原电池的四个条件。具体方法是： (1)首先将氧化还原反应拆成两个半反应。 (2)结合两个半反应找出正、负极材料及电解质溶液。 ①电解质溶液的选择。 电解质是使负极放电的物质，因此电解质溶液一般要能够与 负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生 反应。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间用盐桥连 接)，则左右两个容器中的电解质溶液应选择与相应电极材料相 同的阳离子。如在铜－硫酸－锌构成的原电池中，负极锌浸泡在 溶液中。 ②电解材料的选择。 在原电池中选择还原性较强的物质作负极；氧化性较强的 物质作正极。并且原电池的正极必须导电。电池中的负极必须 能够与电解质溶液反应，容易失去电子，因此负极一般是活泼 的金属材料(也可以是还原性较强的非金属材料如 H2、CH4 等)。 (3)按要求画出原电池装置图。 【例3】原电池原理广泛应用于科技、生产和生活中，请 回答以下问题： (1)肼(N2H4)又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭 燃料。肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，产物无污染， 电解质溶液是 20%～30%的 KOH 溶液。 放电时：正极的电极反应式是：_______________________； 负极的电极反应式是：______________________。 (2)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以 N2、H2 为 电极反应物，以 HCl—NH4Cl 为电解质溶液制造新型燃料电池。 试写出该电池的正极反应式：________________________。 (3)请运用原电池原理设计实验，验证Cu2＋、Fe3＋氧化性的 强弱。请画出实验装置图并写出电极反应式。 思路指导：(1)通燃料的电极为负极，失去电子，发生氧化 反应； 肼在负极上被氧化转化为无污染的氮气和水。通氧气的 电极为正极，发生还原反应；(2)相当于氮气和氢气先合成氨， 然后与盐酸反应生成氯化铵。 (3)三价铁离子能够氧化铜生成铜离子，从而设计成原电池 证明该结论。 (2)N2＋8H＋＋6e－===2NH4 负极反应：Cu－2e－===Cu2＋ 答案：(1)O2＋2H2O＋4e－===4OH－ N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O ＋ (3)正极反应：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ 【例4】(2012 年全国高考)①②③④四种金属片两两相连 浸入稀硫酸中都可组成原电池，①②相连时，外电路电流从② 流向①；①③相连时，③为正极，②④相连时，②有气泡逸出 ； ③④相连时，③的质量减少，据此判断这四种金属活动性由大 )。到小的顺序是( A．①③②④ C．③④②① B．①③④② D．③①②④ 解析：①②相连时，外电路电流从②流向①，则活动性① 大于②；①③相连时，③为正极，则活动性①大于③；②④相 连时，②有气泡逸出，则活动性④大于②；③④相连时，③的 质量减小，则活动性③大于④。 答案：B 考点3 电解原理与电极产物的判断 1．电解原理 与外界电源正极相连—阳极—氧化反应(失电子)—阴离子 移向； 与外界电源负极相连—阴极—还原反应(得电子)—阳离子 移向。 2．两极放电顺序 　　(1)若阳极为活泼金属(金属活动性顺序表Pt之前金属)，则 金属失电子，电极被溶解；若是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则 溶液中阴离子失电子，阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl －>OH－>含氧酸根离子>F－。 　　(2)在阴极，阳离子放电，顺序与金属活动性顺序表相反： Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>…… 3．以惰性电极电解电解质溶液的类型 类型 电极反应特点 实例 电解 对象 电解 质浓 度 pH 电解质溶 液复原加 入的物质 电解 水型 阳极反应式： 4OH－－4e－=== 2H2O＋O2↑ 阴极反应式： 2H＋＋2e－=== H2↑； 总电解反应式： 2H2O 2H2↑ ＋O2↑ 含氧酸如 H2SO4 H2O 变大 变小 H2O 强碱 (如NaOH) H2O 变大 变大 H2O 活泼金属的含 氧酸盐 (如KNO3、 Na2SO4) H2O 变大 不变 H2O （续表） 类型 电极反应特点 实例 电解 对象 电解 质浓 度 pH 电解质溶 液复原加 入的物质 分解 电解 质型 阳极反应式： 2Cl－－2e－ ===Cl2↑ 阴极反应式： 2H＋＋2e－===H2 总电解反应式： 2HCl H2↑＋ Cl2↑ 无氧酸(如 HCl)，除 HF外 HCl 变小 变大 HCl 不活泼金属 的无氧酸盐 (如CuCl2)， 除氟化物外 CuCl2 变小 变大 CuCl2 （续表） 类型 电极反应特点 实例 电解 对象 电解 质浓 度 pH 电解质溶 液复原加 入的物质 放出 H2 生成 碱型 阳极反应式： 2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极反应式： 2H＋＋2e－=== H2↑ 总电解反应式： 2Cl－＋2H2O 2OH－＋H2↑＋Cl2↑ 活泼金 属的无 氧酸盐 (如NaCl) NaCl 和 H2O 变小 变大 HCl （续表） 类型 电极反应特点 实例 电解 对象 电解 质浓 度 pH 电解质溶 液复原加 入的物质 放出 O2 生成 酸型 阳极反应式： 4OH－－4e－=== 2H2O＋O2↑ 阴极反应式： Cu2＋＋2e－=== Cu 总电解反应式： 2Cu2+＋2H2O 2Cu＋O2↑＋ 4H+ 不活泼金 属的含氧 酸盐(如 CuSO4) CuSO4 和 H2O 变小 变小 CuO 【例5】(2012 年福建高考)将如图 3-21-4 所示实验装置的 K 闭合，下列判断正确的是( )。 A．Cu 电极上发生还原反应 B．电子沿 Zn→a→b→Cu 路径流动 D．片刻后可观察到滤纸 b 点变红色 图3-21-4 解析：Zn 作原电池的负极，Cu 作原电池的正极，Cu 电极 是发生还原反应，A 对；电子流向是负极到正极，但 a→b 这一 环节是在溶液中导电，是离子导电，电子并没沿此路径流动， B 错；C 选项中硫酸根离子浓度基本保持不变，错误；滤纸 a 点是阴极，氢离子放电，溶液中氢氧根暂时剩余，显碱性变红 色，D 错。 答案：A 规律方法 盐桥原电池的专题突破 1．盐桥的组成和作用 (1)盐桥中装有饱和的 KCl、KNO3 等溶液和琼脂制成的胶 冻。 (2)盐桥的作用：①连接内电路，形成闭合回路；②平衡电 荷，使原电池不断产生电流。 2．单池原电池和盐桥原电池的对比 图3-21-5 图甲和图乙两装置的相同点：正负极、电极反应、总反应、 反应现象。 关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正 极区。 　　负极：Zn－2e－===Zn2＋ 　　正极：Cu2＋＋2e－===Cu 　　总反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋ 　　不同点：图甲中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2＋，会 有一部分Zn与Cu2＋直接反应，该装置中既有化学能和电能 的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升 高。 　　图乙中Zn和CuSO4溶液在两个池子中，Zn与Cu2＋不直 接接触，不存在Zn与Cu2＋直接反应的过程，所以仅是化学 能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。 【例6】根据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq) ＋2Ag(s)设计的原电池如图 3-21-6 所示，其中盐桥内装琼脂－ 饱和 KNO3 溶液。 图 3-21-6 请回答下列问题： (1)电极 X 的材料是______；电解质溶液 Y 是_________。 (2)银电极为电池的______极，写出两电极的电极反应式： 银电极：__________________________________________； X 电极：_________________________________________。 (3)外电路中的电子是从______电极流向________电极。 (4)盐桥中向 CuSO4 溶液中迁移的离子是__________(填序 号)。 (5)其中 CuSO4 溶液能否被稀硫酸溶液代替？________(填 “能”或“否”，下同)；Ag 电极能否被石墨代替？________。 答案：(1)Cu AgNO3 溶液 (2)正 2Ag＋＋2e－===2AgCu－2e－===Cu2＋ (3)Cu Ag (4)B (5)能 能 思维模型 原电池电极反应式的书写 1．“加减法”书写电极反应式 (1)先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标 出电子的得失。 (2)注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是 否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应 式。 (3)在电子守恒的基础上正负极反应式相加得到电池反应的 总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的一 极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易 写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应 式。 【例7】Li-SOCl2 电池可用于心脏起搏器。该电池的电极 材料分别为锂和碳，电解液是 LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可 表示为：4Li＋2SOCl2===4LiCl＋S＋SO2。 请回答下列问题： (1)电池的负极材料为__________，发生的电极反应为： __________________________。 (2)电池正极发生的电极反应为：______________________ ______________________。答案：(1)锂 Li－e－===Li＋ (2)2SOCl2＋4e－===4Cl－＋S＋SO2 2．燃料电池电极反应式的书写 第一步：写出电池总反应式。 燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电 解质反应则总反应为加合后的反应。 例如，氢氧燃料电池的总反应式为：2H2＋O2===2H2O； 甲烷燃料电池(电解质溶液为 NaOH 溶液)的反应式为： CH4＋2O2===CO2＋2H2O 　　　① CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O ② ①式＋②式得燃料电池总反应式为：CH4 ＋2O2 ＋2NaOH ===Na2CO3＋3H2O。 O2＋2H2O＋4e－===4OH－。 第二步：写出电池的正极反应式。 根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质 都是 O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，因此， 我们只要熟记以下四种情况：(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式： O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 (2)碱性电解质溶液环境下电极反应式： (3)固体电解质(高温下能传导 O2－)环境下电极反应式：O2 ＋4e－===2O2－。 (4)熔融碳酸盐(如：熔融 K2CO3)环境下电极反应式： 第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极 反应式。 根据第一、二步写出的反应，可得：电池的总反应式－电 池正极反应式＝电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时， 要约去正极的反应物 O2。 燃料电池正极反应式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O② 【例8】以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极 反应式的书写方法： (1)酸性条件。 燃料电池总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O ① ①－②×2，得燃料电池负极反应式：_________________ _______________________。 (2)碱性条件。 　燃料电池总反应式：CH4＋2O2＋2NaOH===Na2CO3＋3H2O ① 燃料电池正极反应式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－② ①－②×2，得燃料电池负极反应式：_________________ _______________________。 燃料电池总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O ① 燃料电池正极反应式：O2＋4e－===2O2－② ①－②×2，得燃料电池负极反应式：__________________ ________________________。 (3)固体电解质(高温下能传导O2－)。 反应式：O2＋2CO2＋4e－===2CO (4)熔融碳酸盐(如熔融 K2CO3)环境下。 电池总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O ①。正极电极 ②。①－②×2 得负极电 极反应式：__________________________________________。 答案：(1)CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋ (2)CH4＋10OH－－8e－===CO　＋7H2O (3)CH4＋4O2－－8e－===CO2＋2H2O (4)CH4＋4CO　－8e－===5CO2＋2H2O 题组一 原电池原理 1．在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片， 下列叙述正确的是( )。 B．电子通过导线由铜片流向锌片 C．正极有 O2 逸出 D．铜片上有 H2 逸出 解析：锌片溶解，铜片上有氢气放出；电子由锌片流向铜 答案：D 2．(2013 年湖南长沙模拟)原电池正、负电极的极性不仅与 电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列由不同材料 组成的原电池，电极反应正确的是( )。 答案：D 　　解析：由Fe、Cu与稀硫酸组成的原电池，Fe作负极，电极 反应式为：Fe－2e－===Fe2＋，A错；由Al、Mg与氢氧化钠溶 液组成的原电池，电池总反应为：2Al＋2H2O＋2NaOH=== 2NaAlO2＋3H2↑，Al作负极，电极反应式为：Al－3e－＋4OH －===AlO　＋2H2O，B错；由Pb、Cu与氯化铁溶液组成的原 电池，正极为Pb，电极反应式为：Fe3＋＋e－===Fe2＋，C错； 由Al、Cu与浓硝酸组成的原电池，Al遇浓硝酸钝化，Cu作负极， 电极反应式为：Cu－2e－===Cu2＋，D对。 说法错　的是( 题组二 化学电源 3．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因此得到广 泛应用。锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为： Zn(s) ＋2MnO2(s) ＋2H2O(l)===Zn(OH)2(s) ＋2MnOOH(s) 。下列误 )。 A．负极的电极反应式为：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2 B．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 C．电池工作时，锌失去电子 D．外电路中每通过 0.2 mol 电子，锌的质量理论上减少 6.5 g 解析：原电池工作时，外电路中电子由负极流向正极。 答案：B . . 酸)，下列说法不正确的是( )。 4．镁/H2O2 酸性燃料电池采用海水作电解质(加入一定量的 A．此燃料电池的总反应为：Mg＋H2O2===Mg(OH)2 B．正极发生的电极反应为：H2O2＋2H＋＋2e－===2H2O C．工作时，正极周围海水的 pH 增大 D．电池工作时，溶液中的 H＋向正极移动 答案：A . . . 题组三 电解池原理与应用 5．(2013 年浙江高考)电解装置如图 3-21-7 所示，电解槽内 装有 KI 及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压 下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。 图 3-21-7 下列说法不正确的是( )。 通电 C．电解槽内发生反应的总化学方程式：KI＋3H2O===== KIO3＋3H2↑ D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发 生的总化学方程式不变 答案：D 6．关于下列各图的说法(其中①③④中均为惰性电极)正确 的是( )。 A．①装置中阴极产生的气体能够使湿润淀粉－KI 试纸变蓝 B．②装置中待镀铁制品应与电源正极相连 C．③装置中电子由 b 极流向 a 极 D．④装置中的离子交换膜可以避免生成的 Cl2 与 NaOH 溶 液反应 解析：装置①用惰性电极电解CuCl2 溶液，阴极析出铜， 阳极产生氯气，A 错；装置②为电镀铜装置，待镀铁制品应与 电源负极相连，B 错；装置③为氢氧燃料电池，b 极通入O2， 发生还原反应，作电池的正极，电子由 a 极流入b 极，C 错。 答案：D 下列有关描述错误的是( )。 Fe－2e ===Fe2 题组四 金属的腐蚀和防护 7．图 3-21-8 装置中，U 型管内为红墨水，a、b 试管内分 别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。 图 3-21-8 A．生铁块中的碳是原电池的正极 B．红墨水柱两边的液面变为左低右高 C．两试管中相同的电极反应式是： － ＋ D．a 试管中发生了吸氧腐蚀，b 试管中发生了析氢腐蚀 . . 解析：a 试管中食盐水为中性，发生了吸氧腐蚀，压强减 小；b 试管中氯化铵溶液为酸性，发生了析氢腐蚀，压强增大， 所以红墨水柱两边的液面变为左高右低。 答案：B 8．(2013 年北京高考)下列金属防腐的措施中，使用外加电 流的阴极保护法的是( )。 A．水中的钢闸门连接电源的负极 B．金属护栏表面涂漆 C．汽水底盘喷涂高分子膜 D．地下钢管连接镁块 解析：水中的钢闸门连接电源负极作阴极，得电子被保护， 所以属于使用外加电流的阴极保护法，故A 正确；对健身器材 涂油漆使金属和空气、水等物质隔离而防止生锈，没有连接外 加电源，故B 错误；汽车底盘喷涂高分子膜阻止了铁与空气、 水的接触，从而防止金属铁防锈，没有连接外加电源，故C 错 误；镁的活泼性大于铁，用牺牲镁块的方法来保护船身而防止 铁被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法，故D 错误。 答案：A