复习课
第四章 化学反应与电能
第14 15课时 章末复习
【学习目标】
1.掌握原电池的工作原理及应用。 2.掌握电解池的工作原理及应用。 3.掌握金属腐蚀原理和防护措施及应用。
【学习活动】
学习任务
目标一：掌握原电池的工作原理及应用。 任务1：回顾原电池相关知识内容，完成下列针对训练. 【针对训练1】已知负极的电极反应式为Ag+Cl--e-AgCl。下列说法不正确的是( ) A.正极的电极反应式是Ag++e-Ag B.电池总反应可表示为Ag++Cl-AgCl C.反应时,盐桥中的N移向KCl溶液 D.该电池证明:Ag+浓度越大,氧化性越弱 【针对训练2】一种新型的微生物脱盐电池的装置如图所示,下列关于该电池装置说法正确的是( ) A.该装置可以在高温下工作 B.X、Y依次为阳离子、阴离子选择性交换膜 C.该装置工作时,电能转化为化学能 D.负极反应为CH3COO-+2H2O-8e-2CO2↑+7H+ 【针对训练3】锂离子电池又称为“摇摆电池”,广泛应用于电动自行车等,其充放电过程就是锂离子的嵌入和脱嵌过程(习惯上正极用嵌入或脱嵌表示,负极用插入或脱插表示),即充放电过程就是锂离子在正、负极间往返运动而形成电流。其装置结构简图如图所示(电解液为溶有LiPF6的碳酸酯类溶剂,隔膜为仅锂离子能通过的高分子膜),工作原理为C6Li+Li(1-x)MO2LiMO2+C6Li(1-x)(M代表过渡元素),则下列说法错误的是( ) A.电池放电时,负极为石墨 B.锂离子电池的优点是质量小,电容量大,可重复多次使用 C.电池充电时阳极的反应为LiMO2-xe-Li(1-x)MO2+xLi+ D.锂离子电池的电解液可用LiNO3溶液作为离子导体 【针对训练4】利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。下列说法错误的是( ) A.相比现有工业合成氨,该交换膜方法条件温和,同时还可提供电能 B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+2H++2MV+ C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3 D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 【针对训练5】利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。下列说法中正确的是( ) A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程 B．电极a表面发生还原反应 C．该装置工作时，H＋从b极区向a极区移动 D．该装置中每生成1 mol CO，同时生成1 mol O2 【针对训练6】(双选)据报道，以硼氢化合物NaBH4(硼元素的化合价为＋3)和H2O2作原料的燃料电池可用作通信卫星电源，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．电池放电时Na＋从a极区移向b极区 B．电极b采用MnO2，MnO2既作电极材料又有催化作用 C．每消耗1 mol H2O2，转移的电子为1 mol D．该电池的正极反应为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O
目标二：掌握电解池的工作原理及应用。 任务：回顾电解池相关知识内容，完成下列针对训练。 【针对训练1】采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是( ) A.阳极反应为2H2O-4e－=4H++O2↑ B.电解一段时间后，阳极室的pH 未变 C.电解过程中，H+由a极区向b极区迁移 D.电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量 【针对训练2】将两个惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解，当电解质溶液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有H2逸出，且电解质溶液在电解前后体积变化可以忽略)，则电极上析出银的质量是( ) A．27 mg B．54 mg C．108 mg D．216 mg 【针对训练3】利用电解法制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH和Cl2。下列说法正确的是( ) A.C膜可以为质子交换膜 B.阴极室的电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+ C.可用铁电极替换阴极的石墨电极 D.每转移2 mol e-,阳极室溶液质量减少71 g 【针对训练4】电镀、冶炼等行业会产生大量的硝酸废液,增加水体中的氮污染。某工厂开发了一种电化学降解N、降低酸性的设备,原理如图所示,图中M为质子(H+)交换膜。下列说法不正确的是( ) A.铅蓄电池的A极为正极,电极材料为PbO2 B.该电解池阴极反应为2N+6H2O+10e-N2↑+12OH- C.若电解过程中转移2 mol电子,则交换膜左侧电解液的质量变化为18 g D.若铅蓄电池工作过程中负极质量增加9.6 g,电解池阴极室产生N2 448 mL(标准状况下) 【针对训练5】知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理，形成如下问题(显示的电极均为石墨)。 (1)图1中，电解一段时间后，气球b中的气体是 (填化学式)。 (2)利用图2制作一种环保型消毒液发生器，电解可制备“84”消毒液的有效成分NaClO，则c为电源的 极；该发生器中反应的总离子方程式为 。 (3)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。如图是用电解法制取ClO2。 ①阳极产生ClO2的电极反应式: 。 ②当阴极产生标准状况下112 mL气体时，通过阳离子交换膜离子的物质的量为 。 (4)SO2和NOx是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收SO2和NO。 ①已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，阴极的电极反应为 。 ②用离子方程式表示吸收NO的原理: 。 【针对训练6】如图所示，某同学设计了一个燃料电池探究碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为阳离子交换膜，请按要求回答相关问题: (1)石墨电极(C)作 极，甲中甲烷燃料电池的负极反应式为 。 (2)若消耗2.24 L(标准状况)O2，则乙装置中铁电极上生成的气体体积(标准状况)为 L。乙池中总反应的离子方程式: 。 (3)若丙中以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是 (填字母)。 A.a电极为纯铜 B.粗铜接电源正极，发生还原反应 C.CuSO4溶液的浓度保持不变 D.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属 (4)若丙中以稀H2SO4为电解质溶液，电极材料b为铝，则能使铝表面生成一层致密的氧化膜，该电极反应式为 。 (5)若将乙装置中两电极用导线直接相连，则铁和石墨(C)两极上发生的电极反应式分别为: 铁电极: ， 石墨(C)电极: 。
目标三：掌握电解池的工作原理及应用，掌握金属的腐蚀原理和防护措施。 任务1：回顾金属腐蚀与防护相关知识内容，完成下列针对训练。 【针对训练1】铜板上铁铆钉的吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．正极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ B．此过程中还涉及反应4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 C．此过程中Fe、Cu均被腐蚀 D．此过程中电流从Fe流向Cu 【针对训练2】将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是( ) A.阴极的电极反应式为Fe-2e－=Fe2+ B.金属M的活动性比Fe的活动性弱 C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护 D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 【针对训练3】如图是研究铁钉腐蚀的装置图，下列说法不正确的是( ) A．铁钉在两处的腐蚀速率：a＜b B．a、b两处铁钉中碳均为正极 C．a、b两处铁钉中的铁均失电子被氧化 D．a、b两处的正极反应式均为O2＋4e－＋4H＋===2H2O 【针对训练4】我国某大城市2019年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的pH平均值为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述中不正确的是( ) A．此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀 B．发生电化学腐蚀时，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－ C．在电化学腐蚀过程中有氢气产生 D．发生电化学腐蚀时，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
2复习课
第四章 化学反应与电能
第14 15课时 章末复习
【学习目标】
1.掌握原电池的工作原理及应用。 2.掌握电解池的工作原理及应用。 3.掌握金属腐蚀原理和防护措施及应用。
【学习活动】
学习任务
目标一：掌握原电池的工作原理及应用。 任务1：回顾原电池相关知识内容，完成下列针对训练. 【针对训练1】已知负极的电极反应式为Ag+Cl--e-AgCl。下列说法不正确的是( ) A.正极的电极反应式是Ag++e-Ag B.电池总反应可表示为Ag++Cl-AgCl C.反应时,盐桥中的N移向KCl溶液 D.该电池证明:Ag+浓度越大,氧化性越弱 答案:D 解析:该电池中,左边电解质为KCl,右边电解质为AgNO3,由右边发生反应:Ag++e-Ag,则证明Ag+浓度越大,氧化性越强,D不正确。 【针对训练2】一种新型的微生物脱盐电池的装置如图所示,下列关于该电池装置说法正确的是( ) A.该装置可以在高温下工作 B.X、Y依次为阳离子、阴离子选择性交换膜 C.该装置工作时,电能转化为化学能 D.负极反应为CH3COO-+2H2O-8e-2CO2↑+7H+ 答案:D 解析:高温能使微生物蛋白质凝固变性,故A不符合题意;原电池内电路中,阳离子移向正极、阴离子移向负极,从而达到脱盐目的,所以Y为阳离子交换膜、X为阴离子交换膜,故B不符合题意;该装置工作时为原电池,是将化学能转化为电能的装置,故C不符合题意;由图可知,负极为有机废水CH3COO-的一极,发生失电子的氧化反应,电极反应为CH3COO-+2H2O-8e-2CO2↑+7H+,故D符合题意。 【针对训练3】锂离子电池又称为“摇摆电池”,广泛应用于电动自行车等,其充放电过程就是锂离子的嵌入和脱嵌过程(习惯上正极用嵌入或脱嵌表示,负极用插入或脱插表示),即充放电过程就是锂离子在正、负极间往返运动而形成电流。其装置结构简图如图所示(电解液为溶有LiPF6的碳酸酯类溶剂,隔膜为仅锂离子能通过的高分子膜),工作原理为C6Li+Li(1-x)MO2LiMO2+C6Li(1-x)(M代表过渡元素),则下列说法错误的是( ) A.电池放电时,负极为石墨 B.锂离子电池的优点是质量小,电容量大,可重复多次使用 C.电池充电时阳极的反应为LiMO2-xe-Li(1-x)MO2+xLi+ D.锂离子电池的电解液可用LiNO3溶液作为离子导体 答案:D 解析:电池放电时,从图中可以看出,石墨是负极,故A正确;锂离子电池的优点是质量小,电容量大,可重复多次使用,故B正确;电池充电时阳极失去电子发生氧化反应,工作原理为C6Li+Li(1-x)MO2LiMO2+C6Li(1-x)(M代表过渡元素),所以阳极的反应为LiMO2-xe-Li(1-x)MO2+xLi+,故C正确;金属锂是活泼金属,会与溶液中的水反应,锂离子电池的电解液不能用LiNO3溶液作为离子导体,故D错误。 【针对训练4】利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。下列说法错误的是( ) A.相比现有工业合成氨,该交换膜方法条件温和,同时还可提供电能 B.阴极区,在氢化酶作用下发生反应H2+2MV2+2H++2MV+ C.正极区,固氮酶为催化剂,N2发生还原反应生成NH3 D.电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 答案:B 解析:由生物燃料电池负极通入燃料可知,左室电极为负极,H2-2e-2H+,MV2+在氢化酶上结合电子生成MV+,MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+,电极反应式为MV+-e-MV2+,右室电极为燃料电池的正极,MV2+在正极得电子发生还原反应生成MV+,MV+在固氮酶的作用下转移电子使N2反应生成NH3和MV2+,反应的方程式为N2+6H++6MV+6MV2++2NH3,电池工作时,氢离子通过交换膜由负极向正极移动。相比现有工业合成氨,该方法选用酶作催化剂,条件温和,同时可提供电能,故A正确;左室为负极区,MV+在负极失电子发生氧化反应生成MV2+,电极反应式为MV+-e- MV2+,生成的MV2+在氢化酶的作用下结合电子使H2反应生成H+,反应的方程式为H2+2MV2+2H++2MV+,故B错误。 【针对训练5】利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。下列说法中正确的是( ) A．该过程是将太阳能转化为化学能的过程 B．电极a表面发生还原反应 C．该装置工作时，H＋从b极区向a极区移动 D．该装置中每生成1 mol CO，同时生成1 mol O2 答案：A 解析：由电子流向可知，该装置的负极(a电极)反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，正极(b电极)反应式为2CO2＋4e－＋4H＋===2CO＋2H2O，总反应为2CO2===2CO＋O2，因CO的燃烧为放热反应，故该反应为吸热反应。吸收的能量只能来自太阳能，即反应的过程将太阳能转化为化学能，A项正确；电极a(负极)应该发生失电子的氧化反应，B项错误；原电池中阳离子向正极移动，所以H＋应该向b极区移动，C项错误；根据总反应，每生成1 mol CO得到0.5 mol O2，D项错误。 【针对训练6】(双选)据报道，以硼氢化合物NaBH4(硼元素的化合价为＋3)和H2O2作原料的燃料电池可用作通信卫星电源，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，其工作原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．电池放电时Na＋从a极区移向b极区 B．电极b采用MnO2，MnO2既作电极材料又有催化作用 C．每消耗1 mol H2O2，转移的电子为1 mol D．该电池的正极反应为BH＋8OH－－8e－===BO＋6H2O 答案：AB 解析：由装置图可知，H2O2得电子化合价降低，所以b为正极，a为负极，原电池中阳离子向正极移动。负极反应为BH4—＋8OH－－8e－===BO4—＋6H2O。每消耗1 mol H2O2，转移的电子为2 mol。
目标二：掌握电解池的工作原理及应用。 任务：回顾电解池相关知识内容，完成下列针对训练。 【针对训练1】采用惰性电极，以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响，下列说法错误的是( ) A.阳极反应为2H2O-4e－=4H++O2↑ B.电解一段时间后，阳极室的pH 未变 C.电解过程中，H+由a极区向b极区迁移 D.电解一段时间后，a极生成的O2与b极反应的O2等量 答案：D 解析：根据题给电解装置图可知，电解池右侧O2参加反应生H2O2，a极为阳极，b 极为阴极。电解时，阳极的电极反应式为2H2O-4e－=4H++O2↑，阴极的电极反应式为4H++2O2+4e－=2H2O2，A正确；根据电极反应式及得失电子守恒可知，阳极生成的H+通过质子交换膜进入阴极区最终转化为H2O2，阳极区H+ 的物质的量浓度不发生变化，pH不变，B、C正确；设电解时转移电子为4mol，则阳极生成1molO2，阴极消2molO2，D错误。 【针对训练2】将两个惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解，当电解质溶液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有H2逸出，且电解质溶液在电解前后体积变化可以忽略)，则电极上析出银的质量是( ) A．27 mg B．54 mg C．108 mg D．216 mg 答案：B 解析：当电解液的pH从6.0变为3.0时，氢离子的浓度由10－6 mol·L－1变为10－3 mol·L－1，硝酸的浓度等于氢离子的浓度，则n(HNO3)＝(10－3 mol·L－1－10－6 mol·L－1)×0.5 L≈5×10－4 mol 设生成银x g，则 4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3 4×108 g 4 mol x g 5×10－4 mol ＝， 解得x＝0.054，即为54 mg， 故选B。 【针对训练3】利用电解法制备Ca(H2PO4)2并得到副产物NaOH和Cl2。下列说法正确的是( ) A.C膜可以为质子交换膜 B.阴极室的电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+ C.可用铁电极替换阴极的石墨电极 D.每转移2 mol e-,阳极室溶液质量减少71 g 答案：C 解析:为了保持原料室中溶液为电中性,原料室中Na+移向阴极室,故C膜只能是阳离子交换膜,A项错误;阴极发生还原反应,阴极室中为碱性溶液,不会产生H+,阴极室的电极反应式为2H2O+2e-H2↑+2OH-,B项错误;阴极发生还原反应,阴极电极不参与反应,故可用铁电极替换阴极的石墨电极,C项正确;阳极电极反应式为2Cl--2e-Cl2↑,每转移2 mol e-,生成1 mol Cl2,同时有1 mol Ca2+移向产品室,因此阳极室溶液质量减少111 g,D项错误。 【针对训练4】电镀、冶炼等行业会产生大量的硝酸废液,增加水体中的氮污染。某工厂开发了一种电化学降解N、降低酸性的设备,原理如图所示,图中M为质子(H+)交换膜。下列说法不正确的是( ) A.铅蓄电池的A极为正极,电极材料为PbO2 B.该电解池阴极反应为2N+6H2O+10e-N2↑+12OH- C.若电解过程中转移2 mol电子,则交换膜左侧电解液的质量变化为18 g D.若铅蓄电池工作过程中负极质量增加9.6 g,电解池阴极室产生N2 448 mL(标准状况下) 答案：B 解析:由题意分析可知,A为电池的正极,电极上PbO2得到电子生成PbSO4,故A正确;阴极上N得到电子生成N2,电解质溶液为酸性环境,则电极反应式为2N+12H++10e-N2↑+6H2O,故B错误;电解池左侧为H2O失去电子生成H+、O2,若电解过程中转移2 mol电子,则有2 mol H+穿过质子交换膜移向右侧,同时有0.5 mol O2逸出,因此交换膜左侧电解液的质量变化为2 mol×1 g·mol-1+0.5 mol×32 g·mol-1=18 g,故C正确;铅蓄电池放电时,电极反应式为Pb-2e-+SPbSO4,每转移2 mol电子,增重96 g,负极质量增加9.6 g,则转移电子为0.2 mol,根据转移电子守恒以及阴极电极反应式可知,阴极生成0.02 mol N2,其标准状况下体积为0.02 mol×22.4 L·mol-1=0.448 L=448 mL,故D正确。 【针对训练5】知识的梳理和感悟是有效学习的方法之一。某学习小组将有关“电解饱和食盐水”的相关内容进行梳理，形成如下问题(显示的电极均为石墨)。 (1)图1中，电解一段时间后，气球b中的气体是 (填化学式)。 (2)利用图2制作一种环保型消毒液发生器，电解可制备“84”消毒液的有效成分NaClO，则c为电源的 极；该发生器中反应的总离子方程式为 。 (3)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。如图是用电解法制取ClO2。 ①阳极产生ClO2的电极反应式: 。 ②当阴极产生标准状况下112 mL气体时，通过阳离子交换膜离子的物质的量为 。 (4)SO2和NOx是主要大气污染物，利用如图装置可同时吸收SO2和NO。 ①已知电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，阴极的电极反应为 。 ②用离子方程式表示吸收NO的原理: 。 解析:(1)图1中，根据电子流向知，左边电极是电解池阳极，右边电极是电解池阴极，阳极上氯离子放电生成Cl2，阴极上H+放电生成H2。 (2)利用图2制作一种环保型消毒液发生器，为了使反应更充分，下边阳极电极生成Cl2，上边阴极电极附近有NaOH生成，两产物反应生成NaClO，则c为负极、d为正极，发生器中反应的总离子方程式为Cl-+ H2OClO-+H2↑。 (3)①由题意可知，Cl-放电生成ClO2，根据电子守恒和电荷守恒写出阳极的电极反应式为Cl--5e-+2H2OClO2↑+4H+。②阴极产生标准状况下112 mL气体是H2，物质的量为0.005 mol，阴极电极反应式为2H++ 2e-H2↑，所以电路中转移电子0.01 mol，Na+所带电荷与电子所带电荷数相同，所以通过阳离子交换膜的物质的量为0.01 mol。 (4)①阴极发生得到电子的还原反应，根据装置图可知阴极是HS得到电子，被还原为S2，由于电解池的阴极室中溶液的pH在4～7之间，因此阴极的电极反应为2HS+2H++2e-S2+2H2O。②S2具有强还原性，能把NO还原为N2，则用离子方程式表示吸收NO的原理为2NO+2S2+2H2ON2+4HS。 答案:(1)H2 (2)负 Cl-+H2OClO-+H2↑ (3)①Cl--5e-+2H2O ClO2↑+4H+ ②0.01 mol (4)①2HS+2H++2e-S2+2H2O ② 2NO+2S2+2H2ON2+4HS 【针对训练6】如图所示，某同学设计了一个燃料电池探究碱工业原理的相关问题，其中乙装置中X为阳离子交换膜，请按要求回答相关问题: (1)石墨电极(C)作 极，甲中甲烷燃料电池的负极反应式为 。 (2)若消耗2.24 L(标准状况)O2，则乙装置中铁电极上生成的气体体积(标准状况)为 L。乙池中总反应的离子方程式: 。 (3)若丙中以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是 (填字母)。 A.a电极为纯铜 B.粗铜接电源正极，发生还原反应 C.CuSO4溶液的浓度保持不变 D.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属 (4)若丙中以稀H2SO4为电解质溶液，电极材料b为铝，则能使铝表面生成一层致密的氧化膜，该电极反应式为 。 (5)若将乙装置中两电极用导线直接相连，则铁和石墨(C)两极上发生的电极反应式分别为: 铁电极: ， 石墨(C)电极: 。 解析:(1)燃料电池中，负极上投放燃料，所以投放甲烷的电极是负极，负极上失电子发生氧化反应，电极反应式为CH4+10OH--8e-C+ 7H2O，石墨电极(C)与正极相连，作阳极。 (2)串联电池中转移电子数相等，若在标准状况下，有2.24 L O2参加反应，则转移电子的物质的量为×4=0.4 mol，乙装置中铁电极上H+放电生成H2，设生成H2的体积为V L， 2H++2e- H2↑ 2 mol 22.4 L 0.4 mol V L 解得V=4.48，乙池中总反应即电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑。 (3)a与负极相连为阴极，a电极为纯铜，A正确；粗铜接电源正极，作阳极，阳极上发生氧化反应，B错误；阳极上Cu以及活泼性比Cu强的金属失电子，阴极上铜离子得电子生成Cu，溶解的金属与析出的金属不相等，所以CuSO4溶液的浓度改变，C错误；Ag、Pt、Au等活泼性比Cu弱的金属在阳极不反应，形成阳极泥，所以利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属，D正确。 (4)电极材料b为铝，且b为阳极，Al失电子生成Al2O3，酸性条件下，铝电极的电极方程式为2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+。 (5)若将乙装置中两电极用导线直接相连，则构成原电池，铁为负极，发生的电极反应为Fe-2e-Fe2+，石墨(C)为正极，发生的电极反应为O2+2H2O+4e-4OH-。 答案:(1)阳 CH4-8e-+10OH-C+7H2O (2)4.48 2Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑ (3)AD (4)2Al+3H2O-6e-Al2O3+6H+ (5)Fe- 2e-Fe2+ O2+2H2O+4e-4OH-
目标三：掌握电解池的工作原理及应用，掌握金属的腐蚀原理和防护措施。 任务1：回顾金属腐蚀与防护相关知识内容，完成下列针对训练。 【针对训练1】铜板上铁铆钉的吸氧腐蚀原理如图所示。下列说法正确的是( ) A．正极电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ B．此过程中还涉及反应4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 C．此过程中Fe、Cu均被腐蚀 D．此过程中电流从Fe流向Cu 答案：B 解析：铁铆钉吸氧腐蚀的正极电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，铜作正极不被腐蚀，电子从负极通过导线流向正极。 【针对训练2】将金属M连接在钢铁设施表面，可减缓水体中钢铁设施的腐蚀。在如图所示的情境中，下列有关说法正确的是( ) A.阴极的电极反应式为Fe-2e－=Fe2+ B.金属M的活动性比Fe的活动性弱 C.钢铁设施表面因积累大量电子而被保护 D.钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的快 答案：C 解析：A项，题图中金属的防护方法是牺牲阳极的阴极保护法，金属M失去电子被氧化，水在钢铁设施表面得到电子，错误；B项，金属M和钢铁设施构成原电池，金属M作负极，故金属M的活动性比铁的活动性强，错误；C项，电子流向钢铁设施，钢铁设施表面积累大量电子而被保护，正确；D项，海水中含有大量电解质，故钢铁设施在河水中的腐蚀速率比在海水中的慢，错误。 【针对训练3】如图是研究铁钉腐蚀的装置图，下列说法不正确的是( ) A．铁钉在两处的腐蚀速率：a＜b B．a、b两处铁钉中碳均为正极 C．a、b两处铁钉中的铁均失电子被氧化 D．a、b两处的正极反应式均为O2＋4e－＋4H＋===2H2O 答案：D 解析：a中电解质溶液显中性，为铁钉的吸氧腐蚀，b中电解质溶液为稀硫酸，显酸性为析氢腐蚀，a中正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，b中正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，D错误。 【针对训练4】我国某大城市2019年夏季多次降下酸雨。据环保部门测定，该城市整个夏季酸雨的pH平均值为3.2。在这种环境中的铁制品极易被腐蚀。对此条件下铁的腐蚀的叙述中不正确的是( ) A．此腐蚀过程有化学腐蚀也有电化学腐蚀 B．发生电化学腐蚀时，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－ C．在电化学腐蚀过程中有氢气产生 D．发生电化学腐蚀时，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ 答案：B 解析：金属铁的腐蚀中，金属铁可以和溶液中的氢离子直接发生化学腐蚀，铁制品中含有铁和碳，再加上酸性电解质环境，具备了原电池的构成条件，也会发生电化学腐蚀，故A正确；发生电化学腐蚀时，碳作正极，溶液中的氢离子得电子生成氢气，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故B错误、C正确；发生电化学腐蚀时，铁作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故D正确。
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
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