⑵阳极
A.阳极材料是惰性电极(C、Pt、Au、Ti等)时:
阴离子失电子:
S2->I->Br->Cl->OH->NO3-等含氧酸根离子>F-
B.阳极是活泼电极时:
电极本身被氧化,溶液中的离子不放电。
三、原电池和电解池的比较
装置
原电池
电解池
装置图
原理
使氧化还原反应中电子作定向移动,从而形成电流。
把化学能转变为电能的装置叫做原电池。
使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。
这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。
形成条件
①电极:
两种不同的导体相连;
②电解质溶液:
能与电极反应。
①电源;②电极(惰性或非惰性);
③电解质(水溶液或熔化态)。
反应类型
自发的氧化还原反应
非自发的氧化还原反应
电极名称
由电极本身性质决定:
正极:
材料性质较不活泼的电极;
负极:
材料性质较活泼的电极。
由外电源决定:
阳极:
连电源的正极;
阴极:
连电源的负极;
电极反应
负极:
Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)
正极:
2H++2e-=H2↑(还原反应)
阴极:
Cu2++2e-=Cu(还原反应)
阳极:
2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)
电子流向
负极→正极
电源负极→阴极;阳极→电源正极
电流方向
正极→负极
电源正极→阳极;阴极→电源负极
四、金属的电化学防护
1、利用原电池原理进行金属的电化学防护
(1)、牺牲阳极的阴极保护法。
原理:
原电池反应中,负极被腐蚀,正极不变化
应用:
在被保护的钢铁设备上装上若干锌块,腐蚀锌块保护钢铁设备
负极:
锌块被腐蚀;正极:
钢铁设备被保护
(2)、外加电流的阴极保护法。
原理:
通电,使钢铁设备上积累大量电子,使金属原电池反应产生的电流不能输送,从而防止金属被腐蚀
应用:
把被保护的钢铁设备作为阴极,惰性电极作为辅助阳极,均存在于电解质溶液中,接上外加直流电源。
通电后电子大量在钢铁设备上积累,抑制了钢铁失去电子的反应。
(3)、改变金属结构:
把金属制成防腐的合金。
(3)、把金属与腐蚀性试剂隔开:
电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等.
2、典型例题分析:
例题3、远洋轮船的船体材料是合金钢,为了保障航行安全,延长轮船的使用寿命,通常在与海水接触的船壳(船底及船侧)上镶嵌一些金属块M。
下列说法不正确的是( )
A.上述保护船壳免受腐蚀的方法叫牺牲阳极的阴极保护法
B.M可能是锌、镁、锡等金属
C.船壳主要发生吸氧腐蚀
D.在上述保护船壳的过程中,负极反应为M-ne-==Mn+
答案:
B
解析:
利用原电池原理,在钢铁的表面镶嵌比铁活泼的金属,使钢铁免受腐蚀的方法叫牺牲阳极的阴极保护法,A项正确;如果在与海水接触的船壳上镶嵌锡块,由于铁比锡活泼,在船壳、空气、海水构成的原电池中,铁为负极,会加快船壳的腐蚀,B项错误;海水的pH≈8,船壳主要发生吸氧腐蚀,C项正确;在牺牲阳极的阴极保护法中,比铁活泼的金属M作负极,发生氧化反应,D项正确。
人教版高二化学必修四
第四章、电化学基础综合训练(含答案)
一、单项选择题。
1、氧化反应和还原反应分别在两个电极上自发进行时,便能构成原电池反应,下列氧化还原反应在一定条件下不能构成原电池反应的是( )
A.2FeCl2+Cl2===2FeCl3
B.Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag
C.Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
D.
2、生产铅蓄电池时,在两极板上的铅、锑合金棚架上均匀涂上膏状的PbSO4,干燥后再安装,充电后即可使用,发生的反应是:
2PbSO4+2H2O
PbO2+Pb+2H2SO4,下列对铅蓄电池的说法错误的是()
A.需要定期补充硫酸
B.工作时铅是负极,PbO2是正极
C.工作时负极上发生的反应是:
Pb-2e-+
PbSO4
D.工作时电解质的密度减小
3、关于原电池的叙述中正确的是()
A.构成原电池的电极是两种不同的金属
B.原电池是将化学能转化为电能的装置
C.原电池负极发生的电极反应是还原反应
D.原电池的正极是还原剂,总是溶液中的阳离子在此被还原
4、某原电池总反应离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+能实现该反应的原电池是()
A.正极为碳,负极为铁,电解质溶液为FeSO4溶液
B.正极为铜,负极为铁,电解质溶液为Fe(NO3)2溶液
C.正极为铁,负极为锌,电解质溶液为Fe2(SO4)3
D.正极为银,负极为铁,电解质溶液为CuSO4
5、下列关于实验现象的描述不正确的是()
A.铜锌组成的原电池中电子是从锌经过导线流向铜
B.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
C.把铜片插入FeCl3溶液中,在铜片表面出现一层铁
D.把锌片放入盛有盐酸的试管中,加入几滴CuCl2溶液,气泡放出速率加快
6、如图所示,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为( )
A.⑤④②①③⑥B.⑤④③①②⑥
C.②①③④⑤⑥D.⑤③②④①⑥
7、用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(括号内物质),能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是( )
A.AgNO3(AgNO3) B.NaOH(H2O)
C.KCl(KCl) D.CuSO4(CuSO4)
8、常温下,NCl3是一种黄色黏稠状液体,是制备新型水消毒剂ClO2的原料,可以采用如图所示装置制备NCl3。
下列说法正确的是( )
A.每生成1molNCl3,理论上有4molH+经质子交换膜向右侧向左侧迁移
B.可用湿润的淀粉-KI试纸检验气体M
C.石墨极的电极反应式为NH
+3Cl--6e-===NCl3+4H+
D.电解过程中,质子交换膜右侧溶液的pH会减小
9、为了强化安全管理,某油库引进一台空气中汽油含量的测量仪,其工作原理如图所示(用强酸性溶液作电解质溶液)。
下列说法不正确的是( )
A.石墨电极作正极,发生还原反应
B.铂电极的电极反应式:
C8H18+16H2O-50e-===8CO2↑+50H+
C.H+由质子交换膜左侧向右侧迁移
D.每消耗5.6LO2,电路中通过1mol电子
10、有关下列四个常用电化学装置的叙述中,正确的是()
A.图Ⅰ所示电池中,MnO2的作用是催化剂
B.图Ⅱ所示电池放电过程中,硫酸浓度不断增大
C.图Ⅲ所示装置工作过程中,电解质溶液中Cu2+浓度始终不变D.图Ⅳ所示电池工作过程中,电子由Zn极流向AgO极
二、填空简答题。
11、氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。
下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许阳离子通过。
完成下列填空:
(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式。
(2)离子交换膜的作用为:
、。
(3)精制饱和食盐水从图中位置补充,氢氧化钠溶液从图中位置流出。
(选填“a”、“b”、“c”或“d”)
(4)KClO3可以和草酸(H2C2O4)、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO2,还生成CO2和KHSO4等物质。
写出该反应的化学方程式。
(5)室温下,0.1mol/LNaClO溶液的pH0.1mol/LNa2SO3溶液的pH。
(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
浓度均为0.1mol/L的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中,SO32–、CO32–、HSO3–、HCO3–浓度从大到小的顺序为。
已知:
H2SO3Ki1=1.54×10-2Ki2=1.02×10-7
HClOKi1=2.95×10-8
H2CO3Ki1=4.3×10-7Ki2=5.6×10-11
12、
(1)“甲醇过氧化氢燃料电池”的结构主要包括燃料腔、氧化剂腔和质子交换膜三部分,放电过程中其中一个腔中生成了二氧化碳。
①放电过程中生成氢离子的反应,发生在________腔中,该腔中的电极反应式为_______________________。
②该电池工作过程中,当消耗甲醇4.8g时,电路中通过的电量为________(法拉第常数F=9.65×104C·mol-1)。
(2)如图所示,通电5min后,c极增重2.16g,同时在A池中收集到标准状况下的气体224mL,设A池中原混合液的体积为200mL。
①F电源为________极;b极为________极;B池为________池。
②A池中b极上的电极反应式为__________________;
a极上产生气体体积为________mL(标准状况)。
③通电前A池中原混合溶液中Cu2+的浓度为________。
参考答案
一、单项选择题。
1-5:
CABBC6-10:
ABCDD
二、填空简答题。
11、
(1)2Cl-+2H2O
Cl2↑+H2↑+2OH-。
(2)阻止OH-进入阳极室,与Cl2发生副反应:
2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O;阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。
(3)a;d;
(4)2KClO3+H2C2O4+2H2SO4=2ClO2+2CO2+2KHSO4+2H2O.
(5)大于;SO32–>CO32–>HCO3–>HSO3–。
12、
(1)①燃料 CH3OH+H2O-6e-===CO2↑+6H+ ②8.685×104C
(2)①正 阳 电解(镀)
②4OH--4e-===2H2O+O2↑ 112
③0.025mol·L-1