2019年高考化學(xué)藝體生百日突圍系列專題2.9電化學(xué)基礎(chǔ)基礎(chǔ)練測

1、專題2.9電化學(xué)基礎(chǔ)考綱解讀1、理解原電池和電解池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能書寫電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。了解常見化學(xué)電源的 種類及其工作原理。2、了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的措施。 考點探究電化學(xué)原理的分析和應(yīng)用是高考的熱點。和2016年大綱相比，主要變化有：“理解原電池和電解池的構(gòu)成”，要求由“了解”提高為“理解”；“理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐 蝕的措施”降低為“了解”。因此預(yù)測2019年關(guān)于新型電源的工作原理分析、電極反應(yīng)式的書寫仍會在高 考中出現(xiàn)，必須高度關(guān)注。同樣電解原理及其應(yīng)用也是高考的高頻考點，因其與氧化還原反應(yīng)、離子

2、反應(yīng)， 電解質(zhì)溶液、元素化合物性質(zhì)等知識聯(lián)系密切而成為高考的重點和熱點。由于電解原理在工業(yè)上的應(yīng)用更 加廣泛，預(yù)測2019年高考，仍會聯(lián)系化學(xué)工藝過程對電解原理的應(yīng)用進行考查，以原電池和電解池的工作 原理為基點，考察新情境下化學(xué)電源的工作原理和電解原理的應(yīng)用，應(yīng)給予高度關(guān)注。 知識梳理 一、原電池1、裝置特點：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2、原電池的電極：（1）原電池的負極一活潑金屬一發(fā)生氧化反應(yīng)一向外電路提供電子。（2）原電池的正極一不活潑金屬 （或惰性電極如石墨）一發(fā)生還原反應(yīng)一接受外電路提供的電子。 一、/» 注息：原電池中陰離子移向負極、陽離子移向正極，這是因為負極失電子，生成大

3、量陽離子聚集在負極附近， 致使該極附近有大.量正電荷，所以溶液中的陰離子要移向負極；正極得電子，該極附近的陽離子因得電子 生成電中性物質(zhì)而使該極附近帶負電荷，所以溶液中陽離子要移向正極。電極反應(yīng)：一般燃料電池發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)的最終產(chǎn)物與燃燒產(chǎn)物相同，可根據(jù)燃燒反應(yīng)寫出總的 電池反應(yīng)，但不注明反應(yīng)的條件。負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，不過要注意一般電解質(zhì)溶 液要參與電極反應(yīng)。以氫氧燃料電池為例，鉗為正、負極，介質(zhì)分為酸性、堿性和中性。當(dāng)電解質(zhì)溶 液呈酸性時：負極：2H2 4e =4H+,正極：O 2+4e + 4H+= 2屋0;當(dāng)電解質(zhì)溶液呈堿性時：負極： 2屋 + 4OH-4e = 4H

4、2O,正極：Q+ 2H2B 4 e = 4OH ;另一種燃料電池是用金屬鉗片插入KOHm、電極，又在兩極上分別通甲烷 （燃料）和氧氣（氧化劑）。電極反應(yīng)式為：負極：CH+100H 8e =CO2- + 7H2Q正極：4閨2Q + 8e- =8OH電池總反應(yīng)式為： CH+ 2C2+ 2KOH= K2CO+ 3屋Q4、常見化學(xué)電源電池負極反應(yīng)正極反應(yīng)總反應(yīng)式堿性鋅鎰電池Zn+2OH-2e =n(OH)22MnO+ 2H2O+ 2e =2MnOOH20HZn+ 2MnO+ 2HaO= 2MnOOHZn(OH)2鉛蓄電池Pb(s) 2e +SO2 (aq)=PbSO(s)PbO(s)+2e +4H (

5、aq)+ SO 42aq) =PbSO(s)+H 2O(l)Pb(s)+PbO2(s)+2H 2SQ(aq)=2PbSO(s)+2H 2O(l)氫氧酸性2H24e =44Q + 4e + 4H+ = 2代。2H2+O2=2H2O燃料堿性2H24e + 40H =4HzOQ + 4e + 2HzO= 40H電池固體2H24e =44Q + 4e =2O25、廢棄電池的處理：回收利用三、電解原理1、電解：讓電流通過電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)，在兩個電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程。2、能量轉(zhuǎn)化形式電能轉(zhuǎn)化為化（2）電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時，一定有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，因為在電解池的兩極有電子轉(zhuǎn)移，發(fā)生了氧化還

6、原反應(yīng)，生成了新物質(zhì)，所以一定有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。（3）電解法是最強有力的氧化還原反應(yīng)手段。四、電解原理的應(yīng)用1、氯堿工業(yè)：（1）概念：用電解飽和 NaCl溶液的方法來制取 NaOH H2和Cl2,并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品 的工業(yè)，稱為氯堿工業(yè)。（2）原理：陽極：2cL 2e-=Cl2f （氧化反應(yīng)）陰極：2H+ + 2e=H4 （還原反應(yīng)） 一. 電解 一 .一.總反應(yīng)：2NaCl + 2H2O2NaOHF H4 + Cl 2 T。2、銅的電解精煉：如粗銅（含Zn、Fe、Ag等）的提純。（1）原理：電解質(zhì)溶液：含 Cu2+的鹽溶液（如CuS（O§1）。陽極（粗銅）：Zn-2e

7、=Zn2 Fe-2e =Fe2 Ni -2e = Ni2 Cu-2e =Cu2+o陰極（純銅）：Cu2+ + 2e = Cuo3、電鍍：陽極：鍍層金屬；陰極：鍍件；電鍍液：一般用含有鍍層金屬陽離子的電解質(zhì)溶液作電鍍液；電鍍液濃度：保持不變，例如如鐵件鍍鋅：電鍍液：含Zn"的鹽溶液（如ZnCl2溶液）陽極（Zn）: Zn-2e =Zn2+;陰極（鐵件）：Zn2 +2e =Zno4、電冶金：利用電解熔融鹽或氧化物的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg Al等。 電解,（1）冶煉鈉：2NaCl（熔融） 2Na+ Cl2 T電解（2）冶煉鋁：2A1203（熔融）4Al + 3QT電解（3）冶煉

8、鎂：MgC12（熔融）Mg+ Cl2 T小結(jié)：1、“三池”的判斷技巧：原電池、電解池、電鍍池判定規(guī)律：若無外接電源，可能是原電池，然后依據(jù)原電池的形成條件分析判定，若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池。當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽離子相同則為電鍍池，其他情況為電解池。2、用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時，若使電解后的溶液恢復(fù)原狀態(tài)，應(yīng)遵循“缺什么加什么， 缺多少加多少”的原則。一般加入陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物的化合物。3、三個相等：同一原電池的正、負極的電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。同一電解池的陰極、陽極電極反應(yīng)中得、失電子數(shù)相等。串聯(lián)電路中的各個電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。上述三種情

9、況下，在寫電 極反應(yīng)式時，得、失電子數(shù)要相等，在計算電解產(chǎn)物的量時，應(yīng)按得、失電子數(shù)相等計算。4、四個對應(yīng)：正極和負極對應(yīng)。陽極和陰極對應(yīng)。失電子和得電子對應(yīng)。氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)對應(yīng)。五、金屬的腐蝕和防護1、金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。2、金屬腐蝕的類型：（1）化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕：化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生后電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更晉遍(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕：以鋼鐵的腐蝕為例進行分析:析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(pH < 4.3)

10、水膜酸性很弱或呈中性”電極反應(yīng)負極Fe-2e = Fe2+正極2H+2e =H4.Q+2H2O+ 4e =4OH總反應(yīng)式Fe+ 2H+ = Fe2+ H42Fe+ Q + 2H2O= 2Fe(OH)2聯(lián)系吸氧腐蝕更晉遍(3)鐵銹的形成：4Fe(OH)2+Q+2H20 4Fe(OH)3, 2Fe( OH) 3= FezQ xHkO(鐵銹)+(3x)H2。3、金屬的防護：(1)電化學(xué)防護：犧牲陽極彳護法一原電池原理：a、負極：比被保護金屬活潑的金屬； b、正極：被保護的金屬設(shè)備。例如在被保護的鋼鐵設(shè)備 (如海水中的閘門、地下的天然氣管道等 )上連接或直接 安裝若干鋅塊，使鋅、鐵形成原電池，鋅作陽極

11、，從而保護了鋼鐵免受腐蝕。外加電流的陰極保護法一電解原理：外加電流的陰極保護法是使被保護的鋼鐵設(shè)備作為陰極(接電源負極)，用惰性電極作為陽極(接電源正極)，在兩者之間連接直流電源。通電后，電子被強制流向被保 護的鋼鐵設(shè)備，從而使鋼鐵表面產(chǎn)生電子積累，抑制鋼鐵設(shè)備失去電子，起到保護的作用?？键c4電解的類型、規(guī)律及有關(guān)計算【例4】用石墨作電極電解 1 000 mL 0.1 mol - L 1 CuSQ溶液，通電一段時間后關(guān)閉電源，測得溶液的質(zhì)量減少了 9.8 g 。下列有關(guān)敘述正確的是 (Na代表阿伏加德羅常數(shù))A.電解過程中流經(jīng)外電路的電子個數(shù)為0.2Na B .在標準狀況下，兩極共產(chǎn)生4.48

12、 L氣體C.電解后溶液的pH為1(溶液體積不變)D .加入11.1 g Cu 2(OH)2 CO3可將溶液徹底復(fù)原【答案】B【解析】【詳解】A.用石里作電極電解I 000 ffiL 0.1出區(qū)工，CuSd涔灌的陰極反應(yīng)首先是。1二及三6.假設(shè)所有 的銅離子0”lmM全部放電川專移電子的物質(zhì)的量為。二mH,則析出金屬銅的質(zhì)量為： 0. IfflolX64g/fflol=6.4g=此時陽極放電的電極反應(yīng)為：4OK-4; =0： f +2壓。,轉(zhuǎn)移0.2m風(fēng)電子時生成 的氧氣的房量是:0. 05inolX32g/mo> 1.所以溶液質(zhì)量嬴少總量為6-4+1. 6=*Q 8接下來陰極放電的是氫離

13、子.陽極仍是氧氧根放電,相當(dāng)于此階段電解水.還要電解掉水的質(zhì)量為% S-S= L 電解 掉這些水轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0. 2m*所以整個過程轉(zhuǎn)移電子的總量為0.4n向,個數(shù)為。,4”撒A 錯誤.B.陽極放電的電極反應(yīng)為：4OH-4e-=QT+2H2O,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.4mol電子時，產(chǎn)生的氧氣物質(zhì)的量為 0.1mol, 即2.24L,陰極上產(chǎn)生氫氣,2H+2e=Hd ,當(dāng)轉(zhuǎn)移 0.2mol電子時，產(chǎn)生的氫氣物質(zhì)的量為 0.1mol,即 2.24L,所以在標準狀況下，兩極共產(chǎn)生4.48L氣體，故B正確；C.針對電解硫酸銅溶液的過程，電解過程中溶液中的氫離子減少了0.2mol ,而氫氧根總共減少了0.4

14、mol ,所以最后溶液中 c(H+)=0.2mol + 1L=0.2mol/L 皿其 pH<1,故 C錯誤；D.針對電解硫酸銅溶液，溶液中相當(dāng)于減少了氧化銅和水，需加入的氧化銅的物質(zhì)的量為0.1mol ,質(zhì)量8g,還需加入1.8g的水才能復(fù)原，故 D錯誤； 綜上所述，本題選 B?！驹斀狻恳?、本題使用的是外加電流的陰極保護法，鋼管柱與電源的負極相連，被保護。外加強大的電流可以 制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流,從而保護鋼管柱，故A正確)日通電后,被保護的鋼管柱作陰極,高硅鑄鐵作B戲,因此電路電子被強制從高桂鑄鐵流向電源的正 極，再從負極流向鋼管注，故B正確Cx高珪鑄鐵為惰性輔助I陽根，所以高近鑄

15、錢不損耗故C錯誤jD、逋過外加電流抑制金屬電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的電流，因此通人的保護電端應(yīng)該根據(jù)環(huán)境條件變化進行調(diào) 整.故D正襁。故選Co基礎(chǔ)特訓(xùn)1 .家用暖氣片大多用低碳鋼材料制成，一旦生銹不僅影響美觀，也會造成安全隱患。下列防止生銹的方法中，存在安全隱患的是A.在暖氣片表面鍍錫B .在暖氣片表面涂漆C.在暖氣片表面涂鋁粉D .非供暖期在暖氣內(nèi)充滿弱堿性的無氧水【答案】A【解析】【詳解】A、根據(jù)金屬活動順序表，鐵比錫活潑，破損后構(gòu)成原電池，鐵作負極，加速鐵的腐蝕，存在安全隱患，故A符合題意；日表面涂漆，避免鐵與空氣接觸，可以防止鐵生銹，不存在安全隱患，故B不符合題意；C鋁比鐵活潑，保護鐵不生銹，對

16、鐵起保護作用，不存在安全隱患，故C不符合題意；D充滿弱堿性的無氧水，避免構(gòu)成原電池，保護鐵不生銹，不存在安全隱患，故D不符合題意。2 .鋅鎰堿性干電池是依據(jù)原電池原理制 .成的化學(xué)電源。電池中負極與電解質(zhì)溶液接觸直接反應(yīng)會降低電池 的能量轉(zhuǎn)化效率，稱為自放電現(xiàn)象。卜列關(guān)于原電池和干電池的說法不正確的是 A.兩者正極材料不同B. MnO的放電產(chǎn)物可能是 KMnOC.兩者負極反應(yīng)式均為 Zn失電子D.原電池中Zn與稀HkSO存在自放電現(xiàn)象【答案】B【解析】【詳解】限左圖為干電池n干電池的正極材料是碳棒,右圖為原,電池，正極材料是錮單后 , 兩者正極材料不同,故A說法正確jE、干電池卬MnS應(yīng)作氧比

17、劑，入血的化合價降低,故B詡?cè)ュe誤：C、所始裝配中的為魚根？ 友失去電子,故C說法正確下D、根據(jù)自放電現(xiàn)象的定義，與稀疏酸皆韻多發(fā)生反應(yīng)，即原電池卬2n與輜磕酸存在自放電現(xiàn)象顏D說法正確*a所示裝置，圖a的鐵棒末段分別連上一塊 Zn3 .某?；顒有〗M為探究金屬腐蝕的相關(guān)原理，設(shè)計了如下圖片和Cu片，并靜置于含有 K3Fe（CN） 6及酚酬:的混合凝膠上。一段時間后發(fā)現(xiàn)凝膠的某些區(qū)域（如下圖b所示）發(fā)生了變化。已知：3Fe2+2Fe（CN） J 3 = Fe3Fe（CN） 6 2 J （藍色）。則下列說法錯誤的是A.甲區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式：Fe-2e- = Fe2+ B .乙區(qū)產(chǎn)生Zn2+11C.

18、丙區(qū)呈現(xiàn)紅色D . 丁區(qū)呈現(xiàn)藍色【答案】A【解析】【詳解】z鐵棒末端連上徐片時，為片端（ZE）作負極,乙區(qū)的電極反應(yīng)為m一以二為'鐵棒另一端 （甲端）作正極,甲區(qū)的電極反應(yīng)為Oi+2HiCX4r=4OH-, A錯誤y乙區(qū)的電極反應(yīng)為加一豌=友因此乙區(qū)產(chǎn)生Zn, B正確jC、鐵棒末端連上Cu片時,CU片端（丙區(qū)）作正彬,丙區(qū)的電極反應(yīng)為5+2H2OML=4OH-,溶液 呈堿性,國猷變紅，C正確；D、鐵棒另一端丁區(qū)）作負極f 丁區(qū)的電極反應(yīng)為：氏一小一二f廣，遇KaFNCNh呈現(xiàn)藍色,D正 廊 答案選A4 .以稀硫酸為電解質(zhì)溶液，利用太陽能將CO轉(zhuǎn)化為低碳烯燒，工作原理如圖。下列說法正確的

19、是派于交投A. a電極為太陽能電池的正極B.太陽能電池的原理與原電池的原理相同C.產(chǎn)生丙烯的電極反應(yīng)式為：3CO+18H+18e =6H2O+CbCH=CHD.裝置中每轉(zhuǎn)移 2mole-,理論上有2molH+通過質(zhì)子交換膜從左向右擴散【答案】C【解析】【詳解】A. 根據(jù)圖可知，CO2 中碳元素化合價降低得電子產(chǎn)生乙烯、丙烯等所在電極是陰極，則連接陰極的電源電極為負極，故A 錯誤；B. 太陽能電池應(yīng)用的是光電效應(yīng)，與原電池的原理不相同，故B 錯誤；C. 陰 極 上 二 氧 化 碳 得 到 電 子 與 氫 離 子 反 應(yīng) 生 成 丙 烯 和 水 ， 電 極 反 應(yīng) 為3CO+18H+18e =6H

20、O+CHCH=CH 故 C正確；D.電解池中陽離子向陰極定向移動，H+是陽離子應(yīng)該通過質(zhì)子交換膜從右向左擴散，故 D錯誤；故選C?！军c睛】原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，原電池中，陽離子向正極定向移動，陰離子向負極定向移動，負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)。 電解池是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，在電解池中，陽離子向陰極定向移動，陰離子向陽極定向移動，陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)。5 港珠澳大橋設(shè)計壽命120年，對橋體鋼構(gòu)件采用了多種防腐方法。下列分析錯誤的是A.防腐原理主要是避免發(fā)生反應(yīng)：2Fe+Q+2HO=2Fe(OH2B.鋼構(gòu)件表面噴涂環(huán)氧樹脂涂層，

21、是為了隔絕空氣、水等防止形成原電池C.采用外加電流的陰極保護時需外接鎂、鋅等作輔助陽極D.鋼構(gòu)件可采用不銹鋼材料以減緩電化學(xué)腐蝕【答案】 C【解析】【詳解】A.鐵為活潰的金屬在潮濕的空氣申容易發(fā)生吸氧腐蝕 發(fā)生的主要反應(yīng)有2FeHN亞82FH0HL、B.鋼構(gòu)件表面噴流環(huán)氧樹脂淺層，可以隔絕空氣.水等防止形成原電池，防止鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕，故E正曲隆夕卜接鏤、鋅等作箍助陽極屬于犧牲陽極的陰板保護；去，采用外加電流的陰極保護時需外接電源，檢C錯誤,D.不銹鋼具有較強的抗腐蝕性，采用不銹鋼材料做鋼構(gòu)件可以昉止或弒緩電化學(xué)腐蝕，故D正確， 故選C盤6.食品保鮮所用的“雙吸劑”，是由還原鐵粉、生石灰、氯化

22、鈉、炭粉等按照一定比例組成的混合物，可 同時吸收氧氣和水，起到抗氧化和干燥的作用。下列說法不正確的是A. “雙吸劑”中的生石灰有吸水作用B. “雙吸劑”吸收氧氣時，發(fā)生了原電池反應(yīng)C.氯化鈉的作用是作為電解質(zhì)，傳導(dǎo)離子構(gòu)成回路D.炭粉上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：Q+4H+4e= 2H 2O【答案】D【解析】【詳解】4氧化鈣能與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，具有唳水U以作干煤劑,A正確5B,在食品包裝中加入鐵粉、碳粉與氟化鈉溶涌可枸成原電池j發(fā)生吸氧腐蝕, E正確jCNaCl構(gòu)成原電池卬的電解質(zhì),通過離子移動形成閉合回路，C正確予D.炭制作正根，正板上發(fā)生唳氧腐位，電極反應(yīng)為0二十五十2比84。仄，D錯誤j故選DoC. 下列過程中需要通電才可以進行的是（）電離 電解 電鍍電化學(xué)腐蝕A. B . C .全部 D .【答案】D【解析】【詳解】電離是電解質(zhì)在水溶液中離解出自由移動離子的