专题复习 电化学

专题二电化学第一部分、知识点总结一、原电池电极的判断1．由组成原电池的两极材料判断较活泼的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。2．根据电流方向或电子流向判断外电路中，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。3．根据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。4．根据原电池中两极发生的反应判断原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。若给出一个总方程式，则可根据化合价升降来判断。5．根据电极质量的变化判断原电池工作后，某一电极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极上放电，该极为正极，活泼性较弱；反之，如果某一电极质量减轻，则该电极溶解，为负极，活泼性较强。6．根据电极上有气泡产生判断原电池工作后，如果某一电极上有气体产生，通常是因为该电极发生了析出H2的反应，说明该电极为正极，活泼性较弱。7．根据某电极(X)附近pH的变化判断析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，X极附近的pH增大了，说明X极为正极，金属活动性较强。二、电解质溶液的电解规律1．判断电解池阴阳极的“四方法”(1)根据所连接的外加电源判断，与直流电源正极相连的为阳极，与直流电源负极相连的为阴极。(2)根据电子流动方向判断，电子流动方向为：电源负极流向阴极，阳极流向电源正极。(3)根据电解池里电解质溶液中离子的移动方向判断，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。(4)根据电解池两极产物判断，一般情况下：①阴极上的现象是：析出金属(质量增加)或有无色气体(H2)放出；②阳极上的现象是：有非金属单质生成，呈气态的有Cl2、O2或电极质量减小(活性电极作阳极)2．以惰性电极电解电解质溶液，分析电解反应的一般方法和步骤(1)分析电解质溶液的组成，找出离子，并分为阴、阳两组。(2)分别对阴、阳离子排出放电顺序，写出两极上的电极反应式。(3)合并两个电极反应式，得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。阳极（惰性电极）发生氧化反应，阴离子失去电子被氧化的顺序为：S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根离子＞F-。阴极发生还原反应，阳离子得到电子被还原的顺序为：Ag+＞Fe3+＞Cu2+＞（酸电离出的H+）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞（水电离出的H+）＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+。（注：在水溶液中Al3+、Mg2+、Na+、Ca2+、K+这些活泼金属阳离子不被还原，这些活泼金属的冶炼往往采用电解无水熔融态盐或氧化物而制得）。3．反应类型(1)电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐(如NaOH、H2SO4、K2SO4等)溶液的电解。如：阴极：4H＋＋4e－＝2H2↑，阳极：4OH－－4e－＝2H2O＋O2↑，总反应：(2)自身分解型：无氧酸(除HF外)、不活泼金属的无氧酸盐(除氟化物外，如HCl、CuCl2等)溶液的电解。如：阴极：Cu2＋＋2e－＝Cu，阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑，(3)放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外，如NaCl、MgCl2等)溶液的电解。如：阴极：2H＋＋2e－＝H2↑，阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑，(4)放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4、AgNO3等)溶液的电解。如：阴极：2Cu2＋＋4e－＝2Cu，阳极：2H2O－4e－＝O2↑＋4H＋，三、电极方程式书写无论原电池还是电解池，其反应都是氧化还原反应，应根据氧化还原反应书写电极反应式，一般步骤是：①判断，②书写，③兼顾，④检验。判断：即准确判断电解池的电极名称和电极反应类型书写：即在确认电极材料的基础上，准确书写电极反应式和总反应式。兼顾：即注意介质。考虑介质中的微粒是否参与电极反应。检验：即检验电极反应式是否满足质量守恒和电荷守恒第二部分、知识点总结1．下列有关2个电化学装置的叙述正确的是()A．图Ⅰ，电流形成的完整过程是：负极Zn－2e－===Zn2＋，电子经导线流向正极，正极Cu2＋＋2e－===CuB．图Ⅰ，在不改变总反应的前提下，可用Na2SO4替换ZnSO4，用石墨替换Cu棒C．图Ⅱ，通电后H＋和Na＋先从阳极区移动到阴极，然后阴极才发生反应2H＋＋2e－===H2↑D．图Ⅱ，通电后，由于OH－向阳极迁移，导致阳极附近pH升高2．某可充电电池的原理如图所示，已知a、b为惰性电极，溶液呈酸性，充电时右槽溶液颜色由绿色变为紫色。下列叙述正确的是()A．充电时，b极接直流电源正极，a极接直流电源负极B．充电过程中，a极的电极反应式为：VOeq\o\al(＋,2)＋2H＋＋e－=VO2＋＋H2OC．放电时，H＋从左槽迁移进右槽D．放电过程中，左槽溶液颜色由黄色变为蓝色3．锌溴液流电池用溴化锌溶液作电解液，并在电池间不断循环。下列有关说法正确的是A．充电时Zn2＋通过阳离子交换膜由左侧流向右侧B．放电时每转移2mol电子负极增重130gC．充电时阴极的电极反应式为Br2＋2e－===2Br－D．若将电解液改为氯化锌溶液放电效果更好更安全4．（2022新课标Ⅱ）Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池，叙述错误的是A．负极反应式为Mg-2e-=Mg2+B．正极反应式为Ag++e-=AgC．电池放电时Cl-由正极向负极迁移D．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑5．（2022四川）某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是A．放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移B．放电时，负极的电极反应式为LixC6-xe-=xLi++C6C．充电时，若转移1mole-，石墨C6电极将增重7xgD．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+Li+6．（2022浙江）金属（M）-空气电池（如图）具有原料易得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为：4M+nO2+2nH2O=4M(OH)n已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。说法不正确的是A．采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积，并有利于氧气扩散至电极表面B．比较Mg、Al、Zn三种金属–空气电池，Al–空气电池的理论比能量最高C．M–空气电池放电过程的正极反应式：4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)nD．在Mg–空气电池中，为防止负极区沉积Mg(OH)2，宜采用中性电解质及阳离子交换膜7．碘盐中添加的碘酸钾在工业上可用电解KI溶液制取，电极材料是石墨和不锈钢，化学方程式是：KI＋3H2Oeq\o(=====,\s\up12(电解))KIO3＋3H2↑，有关说法不正确的是()A．石墨作阳极，不锈钢作阴极B．I－在阳极放电，H＋在阴极放电C．电解过程中电解质溶液的pH变小D．电解转移3mole－时，理论上可制得KIO38．电解硫酸钠溶液联合生产硫酸和烧碱溶液的装置如图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2，以下说法正确的是()A．a极与电源的负极相连B．产物丙为硫酸C．离子交换膜d为阴离子交换膜D．a电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－9.某原电池装置如图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2＝2AgCl。下列说法正确的是A．正极反应为AgCl＋e－＝Ag＋Cl－B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D．当电路中转移mole－时，交换膜左侧溶液中约减少mol离子10．人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图。下列有关说法正确的是()A．a为电源的负极B．电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将升高C．阳极室中发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑D．若两极共收集到气体13.44L(标准状况)，则除去的尿素为7.2g(忽略气体的溶解)7.(2022·四川理综，4，6分)用右图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体。下列说法不正确的是()A．用石墨作阳极，铁作阴极B．阳极的电极反应式：Cl－＋2OH－－2e－=ClO－＋H2OC．阴极的电极反应式：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－D．除去CN－的反应：2CN－＋5ClO－＋2H＋=N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O4．【2022年高考天津卷第6题】已知：锂离子电池的总反应为：LixC+Li1-xCoO2eq\o(,\s\up8(放电),\s\do5(充电))C+LiCoO2锂硫电池的总反应为：2Li+Seq\o(,\s\up8(放电),\s\do5(充电))Li2S。有关上述两种电池说法正确的是A．锂离子电池放电时，Li+向负极迁移B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应C．理论上两种电池的比能量相同D．右图表示用锂离子电池给锂硫电池充电2．（2022江苏节选）铁炭混合物（铁屑和活性炭的混合物）、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2O72–的酸性废水通过铁炭混合物，在微电池正极上Cr2O72–转化为Cr3＋，其电极反应式为_____________。6.（2022北京）电解NO制备NH4NO3，其工作原理如图4所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是，说明由：。7．(2022湖南师大附中)(1)纳米级Cu2O具有优良的催化性能，制取Cu2O的方法有：加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2制备纳米级Cu2O，同时放出N2。该制法的化学方程式为__(2)用阴离子交换膜控制电解液中OH－的浓度制备纳米Cu2O，反应为2Cu＋H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))Cu2O＋H2↑，如图1所示。该电解池的阳极反应式为__。(3)钒液流电池(如图2所示)具有广阔的应用领域和市场前景，该电池中隔膜只允许H＋通过。电池放电时负极的电极反应式为___，电池充电时阳极的电极反应式是__。(4)用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液，以测定某溶液中的含钒量，反应的离子方程式为：2VOeq\o\al(＋,2)＋H2C2O4＋2H＋=2VO2＋＋2CO2↑＋2H2O，取mLmol/LH2C2O4标准溶液于锥形瓶中，加入指示剂，将待测液盛放在滴定管中，滴定到终点时消耗待测液mL，由此可知，该(VO2)2SO4溶液中钒的含量为____g/L(保留一位小数)。8．（2022广东茂名一模）硼氢化钠(NaBH4)具有优良的还原性，在有机化学和无机化学领域有着广泛的应用。利用硼精矿(主要成分为B2O3,含有少量Al2O3、SiO2、FeCl3等)制取NaBH4的流程如下：已知：偏硼酸钠(NaBO2)易溶于水，不溶于醇，在碱性条件下稳定存在回答下列问题：(1)写出加快硼精矿溶解速率的措施(写一种)。(2)操作1为，滤渣主要成分为。(3)除硅铝步骤加入CaO而不加入CaCl2的原因有：①能将硅、铝以沉淀除去；②。(4)氢化镁(MgH2)中H元素的化合价为；MgH2与NaBO2在一定条件下发生反应1，其化学方程式为：。(5)在碱性条件下，在阴极上电解NaBO2也可制得硼氢化钠，写出阴极室的电极反应式。(6)硼氢化钠是一种强还原剂，碱性条件可处理电镀废液中的硫酸铜制得纳米铜，从而变废为宝，写出该反应的离子方程式。9．高铁酸钠(Na2FeO4)易溶于水，是一种新型多功能水处理剂。已知Na2FeO4在强碱性溶液中会析出沉淀。其生产工艺流程如图所示：(1)写出向NaOH溶液中通入足量Cl2发生反应的离子方程式：______________________。(2)向溶液Ⅱ中加入Fe(NO3)3溶液发生反应，该反应的氧化剂是____________，每制得49.8gNa2FeO4，理论上消耗氧化剂的物质的量为____________mol。(3)从环境保护的角度看，制备Na2FeO4较好的方法为电解法，其装置如图甲所示。①电解过程中阳极的电极反应式为____________________________。②图甲装置中的电源采用NaBH4(B元素的化合价为＋3价)和H2O2作原料的燃料电池，电源工作原理如图乙所示。工作过程中该电源的正极反应式为________________________________________，Na＋由____________(填“a”或“b”，下同)极区移向____________极区。14．【2022年高考新课标Ⅰ卷第27题】(15分)次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品，具有较强还原性，回答下列问题：（1）H3PO2是一元中强酸，写出其电离方程式：（2）H3PO2及NaH2PO2)均可将溶液中的银离子还原为银单质，从而可用于化学镀银。①(H3PO2)中，磷元素的化合价为②利用(H3PO2)进行化学镀银反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为4︰1，则氧化产物为：(填化学式)③NaH2PO2是正盐还是酸式盐？其溶液显性(填弱酸性、中性、或者弱碱性)（3）(H3PO2)的工业制法是：将白磷(P4)与氢氧化钡溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)，后者再与硫酸反应，写出白磷与氢氧化钡溶液反应的化学方程式：（4）(H3PO2)也可以通过电解的方法制备。工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通