绵阳南山中学高2008级第一轮复习资料-----电化学及胶体
文档属性
| 名称 | 绵阳南山中学高2008级第一轮复习资料-----电化学及胶体 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 156.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2008-10-04 08:27:00 | ||
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文档简介
绵阳南山中学高2008级第一轮复习资料（理论部分）
第六章 电化学及胶体
第一节 原电池原理及应用
考 纲 要 求
1．理解原电池原理。学会从能量转化，氧化还原反应的过程，电解质溶液内的变化三个不同角度认识原电池这种装置和工作原理。
2．熟练判断原电池的正、负极。学会利用构成原电池的基本条件，分析解决有关原电池的一系列问题。
3．了解金属的电化学腐蚀及金属保护。
知 识 回 顾
一、原电池
1．概念：把 化学能 转化成 电能 的装置。
2．形成原电池的条件：
①两个 活泼性不同的 电极；② 电解质 溶液；③形成 闭合回路 。
3．原电池的工作原理：
原电池由正负电极和适当的电解池溶液组成。用导线连接原电池的正负极时，原电池便开始工作。原电池放电时正负电极反应可表示如下：
负极反应 ：负极上发生失电子的反应，即氧化反应：M—ne－ == Mn＋
正极反应 ：正极发生还原反应, ①若电池的负极能直接与电解质反应时,正极反应为 : Nn＋＋ne－==N , ②若电池的负极不与电解质反应时,则原电池中其他氧化剂在正极得电子,例如 : O2＋4 e－＋2H2O ==4OH－ 。
4．原电池中电极的判断：
(1)由金属电极活泼性判断：相对活泼的为 负极 ，相对不活泼的为 正极 ，活泼性强的为 负极 。
(2) 由电子流向判断：电子流出的一极是 负极 ，电子流入的一极为 正极 。
(3) 由电流方向判断：负极上发生 氧化 反应，正极上发生 还原 反应。
(4) 由离子迁移方向判断： 电解质溶液中，阳离子移向 正极 ，阴离子移向 负极 。
以Cu－Zn（稀H2SO4）原电池为例：
负极电极反应式： Zn－2e－=== Zn2＋ ；正极电极反应式： 2H＋＋2e－=== H2↑；电池总反应为： Zn＋2H＋=== Zn2＋＋H2↑
特别指出，由Al、NaOH溶液、Mg组成的原电池，Al为负极（—）：Al＋4OH－－3e－== AlO＋2H2O，Mg为正极（+）：2H2O－2e－==2OH－＋H2↑，总反应：2Al＋2OH－＋2H2O== 2AlO＋3H2↑。同理，由Cu、浓HNO3、Al组成的原电池，铜为负极（—）：Cu－2e－===Cu2＋，Al为正极（+）：2NO＋4H＋＋2e－===2NO2↑＋2H2O，总反应：Cu＋2NO＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O
二、化学电源
〈一〉基本原理
1．表示方法：
2．电极反应：
负极：还原剂 －ne－ === 氧化产物
正极：氧化剂 ＋ne－ === 还原产物
3．电池总反应：氧化剂＋还原剂=== 还原产物＋氧化产物
<二>几种常见电池
1．干电池
干电池是用锌制筒型外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作 电解液 。主要电极反应是：
负极： Zn－2e－=== Zn2＋ 正极： 2NH4＋＋2e－＋2MnO2=== 2NH3＋H2O＋Mn2O3
电池总反应式： Zn＋2NH4＋＋2 MnO2 === Zn2＋＋2NH3＋H2O＋Mn2O3
2．铅蓄电池
铅蓄电池为充放电电池，具有双重功能。是用橡胶或微孔塑料制成长方形外壳，正极板上有一层棕褐色PbO2，负极板是海绵状金属铝，两极均浸在一定浓度的硫酸溶液中，两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。
正极为 PbO2 ，负极为 Pb ，电解质溶液是较浓 H2SO4 。
放电时的电极反应是：
负极：Pb＋SO42－－2e－=== PbSO4（氧化反应）
正极：PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－=== PbSO4＋2H2O（还原反应）
充电（作电解池）时的电极反应为：
阳极：PbSO4＋2H2O－2e－=== PbO2＋4H＋＋SO42－
阴极：PbSO4＋2e－=== Pb＋SO42－
总反应式为：Pb ＋PbO2＋ H2SO4 2PbSO4＋2H2O
3．锂电池
用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂（LiAlCl4）溶解在亚硫酸氯（SOCl2）中组成。
负极：8Li－8e－=== 8Li＋
正极：3SOCl2＋8e－=== SO＋2S＋6Cl－
电池反应式为：
3SOCl2＋8Li=== Li2SO3＋2S＋6LiCl
4．新型燃料电池
燃料电池是名符其实地把能源中燃料反应的 化学能 直接转化为电能的“能量转换器”。其基本结构为：〈1〉燃料：CH4、CO、CxHy、CH3OH、CH3CH2OH等。〈2〉介质：a．电解质（水溶液、KOH溶液等）；b．熔融盐（K2CO3等）；c．固体电解质（传导O2－等）；d．质子膜。
氢氧燃料电池正极通入O2，负极通入H2，电解质溶液为KOH溶液。负极反应式为：2H2＋4OH－－4e－ === 4H2O，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=== 4OH－，
总反应式为2H2＋O2=== 2H2O。
三、金属的电化学腐蚀
1、金属腐蚀是指金属或合金与接触到的物质直接发生化学反应的过程。金属腐蚀一般分化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。
2、不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生电化学反应，较活泼的金属失去电子被氧化腐蚀，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
3、钢铁在潮湿的空气中，很快就会腐蚀的原因是钢铁表面吸附了一层水膜，溶解了O2，形成无数微小原电池，其基本原理（见图）：
有关的电极反应式是负极：2Fe－4e－=== Fe2＋，正极：O2＋2H2O＋4e－ === 4OH－。影响金属腐蚀的因素总的来讲包括金属的本性和介质的两个方面。
4、金属腐蚀快慢的规律
〈1〉电解原理引起的 阳 极腐蚀＞原电池原理引起的 负 极腐蚀＞ 化学 腐蚀＞有防护措施的腐蚀。
〈2〉对同一种金属，腐蚀的快慢：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。
〈3〉活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。
〈4〉对同一种电解质溶液，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。
〈5〉由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式；另外，只有在金属活动性顺序表中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属腐蚀时只能是吸氧腐蚀。如铁锈的形成、铜绿的形成就属吸氧腐蚀。
铜绿形成的原理是：
负极（Cu）：2Cu－4e－=== 2Cu 2＋
正极（杂质）：O2＋2H2O＋4e－ === 4OH－
O2＋2H2O＋2Cu === 2Cu(OH)2↓
2Cu(OH)2＋CO2=== Cu2 (OH)2CO3＋2 H2O
（铜绿）
5、金属腐蚀防护方法
〈1〉基本原理：根据金属在水溶液中均有如下倾向：M M n＋（aq）＋ne－，使被保护的金属M表面富有电子，促使上述平衡向右移动，抑制金属M失去电子被氧化而发生腐蚀。
〈2〉常见的金属腐蚀防护方法：
①改变金属的内部组织机构
②在金属表面覆盖保护层
③电化学保护法（牺牲阳极的阴极保护法，连接电源的负极保护法）
典 型 例 题
【例1】将锌片和铜片用导线连接置于稀H2SO4溶液中，下列各种说法正确的是（ ）
A．电子由正极流向负极
B．溶液的pH值逐渐增大
C．Zn片的质量逐渐增大
D．Zn片和Cu片上同时有气泡放出，则说明Zn不纯
解析：由于形成原电池，负极Zn－2e－ === Zn2＋，正极：2H＋＋2e－ === H2↑，正极不断消耗H＋，破坏了附近溶液中水的电离平衡，使水不断电离出OH－，因此溶液pH逐渐增大，在原电池中负极对外流出电子，即电子流动方向是由负极流向正极，如Zn片上有气泡，因为Zn中有杂质。
答案：B、D
M N P
A 锌 铜 稀硫酸溶液
B 铜 铁 稀盐酸
C 银 锌 硝酸银溶液
D 锌 铁 硝酸铁溶液
[例2] 下图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是 （ ）
解析：该原电池中M棒变粗，N棒变细。说明原电池反应时N棒溶解作负极，溶液中有金属析出在M棒上。M棒作正极，A、B选项中，电解质溶液分别为稀H2SO4和稀盐酸，原电池工作时，不会有金属析出，C选项正极反应为Ag＋＋e－ === Ag。符合题意，而D选项正极反应为Fe3＋＋e－=== Fe2＋，不会有金属析出。
答案：C
[例题3] 有人设计将两根Pt丝做电极插入KOH溶液中，然后在两极上分别通过甲烷和氧气而构成燃烧电池。该电池中反应的化学方程式为：CH4＋2O2＋2KOH === K2CO3＋3H2O，则关于此燃料电池的下列说法错误的是（1个电子所带电量为1.6×10－19C）
（ ）
A．通过甲烷的电极为电池的负极，通过氧气的电极为正极
B．在标准状况下，每消耗5.6L O2，可向外提供约9.6×104 C的电量
C．通过甲烷电极的电极反应为：CH4＋10OH－－8e－ === CO＋7H2O
D．放电一段时间后，溶液的pH值升高
解析：原电池的正极发生还原反应，负极发生氧化反应。这里的燃料电池电极反应为：负极CH4＋10OH－－8e－=== CO32－＋7H2O；正极O2＋2H2O＋4e－ === 4OH－。由此可见A、C正确。
由O2 ～4e－知5.6 L O2消耗时可提供电量＝×4×6.02×1023×1.6×10－19 ＝9.6×104 C，故B选项也正确。从原电池总反应可知放电一段时间后由于KOH→K2CO3，故溶液的碱性减弱，pH下降，故D不正确。
答案：D
[例题4] 锂电池是新型高能电池，它以质轻、容量大而受到重视。目前已经制成多种功能的锂电池。某种锂电池的总反应可表示为：Li＋MnO2→LiMnO2。若该电池提供0.5C电量，则消耗正极材料的质量约为（其他损耗忽略不计） （ ）
A．3.5g B．7g C．4.52×10－4g D．43.5g
解析：正极材料MnO2，则提供0.5C电量时消耗MnO2质量约为
×97＝ 4.52×10－4g
答案：C
课 堂 精 练
1．下列装置能组成原电池产生电流的是 （ ）
答案：B
2．将Mg、Al两金属片用导线连接后插入NaOH溶液中，则下列说法中正确的是（ ）
A．Mg作负极，Al作正极
B．Al作负极，Mg作正极
C．电子流向为Mg→导线→Al
D．Mg片逐渐溶解，Al片逐渐溶解，Al片表面有气泡产生
解析：虽然金属性Mg比Al强，但由于以NaOH溶液为电解质溶液时，只有铝能与其自发地反应，所以这种情况下失电子能力Al比Mg强。因而Al作负极；电子流向为Al→导线→Mg；铝失电子而溶解，H＋在镁片表面得电子而生成H2。
答案：B
3．由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH （ ）
A．不变 B．先变小后变大
C．逐渐变大 D．逐渐变小
解析：根据原电池工作时的总反应：Zn＋2H＋=== Zn2＋＋H2↑
只要原电池不断工作，该反应就不断发生，溶液中c(H＋)逐渐减小，溶液的pH值将不断增大。
答案：C
4．有一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入丁烷气，电池的固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导O2－。下列判断或表达式错误的是
（ ）
A．该电池的正极反应是：O2＋4e－＋2H2O=== 4OH－
B．该电池的负极反应是：C4H10＋13O2－26e－=== 4CO2＋5H2O
C．该电池放电时发生的反应是：2C4H10＋13O2=== 8CO2＋10H2O
D．放电时，固体电解质里的O2－向负极移动
解析：燃料电池也符合一般原电池的工作原理：C4H10发生失电子的负极反应；O2在正极上得到电子被还原；根据电性相吸原理，O2－向负极移动。需特别注意的是，该电池的电解质为固体材料非电解质溶液，因此其正极反应式应为：O2＋4e－=== 2O2－。
答案：A
5．实验室用铅蓄电池作电源，电解饱和食盐水制取Cl2(NaCl＋H2O Cl2↑＋H2↑＋NaOH),已知铅蓄电池放电时发生如下反应：
（一）Pb＋SO－2e－ === PbSO4；（＋）PbO2＋4H＋＋SO＋2e－=== PbSO4＋2H2O
若制得0.05 mol Cl2，这时电池内消耗H2SO4的物质的量至少是（ ）
A．0.025 mol B．0.05 mol C．0.10 mol D．0.20 mol
解析：若制得0.050 mol Cl2需转移0.1 mol e－,由铅蓄电池总反应可知每转移2 mol e－消耗2 mol H2SO4。
答案：C
6．银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫化银。有人设计用原电池原理加以除去，其处理方法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑色会褪去而银不会损失。试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应为 ；正极发生的反应为 ；反应过程中产生臭鸡蛋味的气体，原电池总反应方程式为 。
解析：要善于抓住题示信息。“黑色褪去而银不会损失”，必然发生变化：Ag2S→Ag，显然这是原电池的正极反应：Ag2S＋2e－=== 2Ag＋S2－，负极反应应为活泼金属发生氧化反应：Al－3e－ === Al3＋，正极生成的S2－和负极生成的Al3＋在溶液中发生双水解：2Al3＋＋3S2－＋6H2O=== 2Al(OH)3↓＋3H2S↑,与题意产生臭鸡蛋气味的气体相吻合。原电池的总反应为上述三个反应式的加合：3Ag2S＋2Al＋6H2O === 6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑
答案：Al－3e－=== Al3＋ Ag2S＋2e－=== 2Ag＋S2－
3Ag2S＋2Al＋6H2O=== 6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑
第二节 电解原理及其应用
考 纲 要 求
1、掌握电解池的工作原理，构成条件，电极反应。
2、学会分析电解和电镀的方法、思路。
3、了解电解原理的重要应用—电解精炼，氯碱工业。
4、熟练掌握结合原电池原理的有关电化学的计算。
知 识 回 顾
一、电解原理
1、定义：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。把电能转变为化学能的装置叫电解池。
2、组成电解池的三个基本条件：①直流电源；②两个电极（活性或非活性）；③电解质溶液。
3、阴、阳极的判断
阴极与电源的负极相连，得到电子，发生还原反应；阳极与电源正极相连，失去电子，发生氧化反应。
4、产物的判断：阴离子的放电顺序（即还原能力）是：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子
阳离子的放电顺序（即氧化能力）是：Ag＋＞Cu2＋＞H＋＞Fe2＋…＞Na＋＞K＋
二、铜的电解精炼
粗铜中含有的杂质通常为Zn、Fe、Ni、Ag、Au、C等。电解时，粗铜与直流电源的正极相连，作阳极，阳极的主要反应为：Cu－2e－ === Cu2＋，相伴随的反应有：Zn＋2e－=== Zn2＋、Fe－2e－ === Fe2＋。
用纯铜片接直流电源的负极，作阴极，阴极的反应为：Cu2＋＋2e－ === Cu，用CuSO4溶液作电解液。电解过程中阳极质量减少，阴极质量增加，溶液中CuSO4浓度基本保持不变。但长时间电解后，电解质溶液必须补充。比铜活泼的杂质，如：Zn、Fe、Ni被氧化，以离子的形式进入溶液，留在电解液中。比铜活泼性差的杂质，如：C、Ag、Au在阴极溶解，解体后沉积在点解槽底部形成阳极泥。
三、电镀铜
电镀是一种特殊的电解，要求镀件必须作阴极。阳极、电解质溶液中的放电阳离子、镀层金属都必须是同一种金属元素。电镀过程中，理论上电解质溶液的浓度保持不变。电镀时，一般都是用含有镀层金属离子的电解质配成电镀液；把待镀金属制品浸入电镀液中与直流电源的负极相连，作为阴极；而用镀层金属与直流电源正极相连，作为阳极，例如铁制品上镀铜：阳极反应式为：Cu－2e－=== Cu2＋，阴极反应式为Cu2＋＋2e－=== Cu。
四、电解饱和食盐水
1、在U型管里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞，用一根铁棒作阴极，一根碳棒作阳极，把湿润的KI淀粉试纸放在阳极附近，接通直流电源。看到的现象有：
①阳极有刺激性气体产生，该气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝；
②阴极有无色无味气体产生；
③阴极附近溶液变红。
2、阳极反应：2Cl－—2e－ Cl2↑
阴极反应：2H＋＋2e－ H2↑
电解的化学方程式为 ：2NaCl＋2H2O 2OH－＋H2↑＋Cl2↑
电解的离子方程式为：
2Cl－＋2H2O 2OH－＋H2↑＋Cl2↑
五、离子交换膜法制烧碱
1、离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成。
2、阳离子交换膜有一种特殊的性质，即它只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过。阳离子交换膜把电解槽分成 室和 室。防止 ，防止 。
3、由于粗盐水中含有泥沙、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO等杂质，因此必须经过精制。精制食盐水经常加入的试剂有：BaCl2、Na2CO3、NaOH。其顺序是 。有关离子反应方程式为 。
六、电解时电极产物的判断
1、阳极产物判断
首先看电极，如果是活性电极（金属活动顺序表Ag以前），则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极（Pt、Au、石墨），则要再看溶液中的离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序加以判断，阴离子放电顺序为S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根＞F－。
2、阴极产物的判断
直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序为Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。
3、用惰性电极进行溶液中的电解时各种变化情况简析
类型 电极反应特点 实例 电解对象 电解质浓度 PH值 电解质溶液复原
电解水型 阴：2H＋＋2e－===H2↑阳 ：4OH－—4e－===2H2O＋O2↑总反应：2 H2O2H2↑（阴）＋O2↑（阳） NaOH 水 增大 增大 水
H2SO4 水 增大 减小 水
Na2SO4 水 增大 不变 水
分解电解质型 电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电阴：Cu 2＋＋2e－===Cu阳：2Cl－—2e－===Cl2↑总反应：CuCl2Cu（阴）＋Cl2↑（阳） HCl 电解质 减小 增大 氯化氢
CuCl2 电解质 减小 －－ 氯化氢
放H2生碱型 阴极：H2O放H2生成碱，2H＋＋2e－===H2↑阳极：电解质阴离子放电2Cl－—2e－===Cl2↑总反应：2NaOH＋2 H2OCl2↑（阴）＋H2↑＋2NaOH（阳） NaCl 电解质和水 生成新电解质 增大 氯化氢
放O2生酸型 阴极：电解质阳离子放电，2Cu2＋＋4e－===2Cu阳极：H2O放O2生成酸，4OH－—4e－===2H2O＋O2↑总反应：2CuSO4＋2 H2O2Cu（阴）＋2H2SO4＋O2↑（阳） CuSO4 电解质和水 生成新电解质 减小 氧化铜
七、电解产物的计算
1．必须写出两电极的电极反应式，以阴阳两极得失电子数相等为桥梁，对两极产物进行计算。
2．要注意物理与化学两学科间联系，利用Q = I·T，e－=1.60×10－19 C，解决理化之间的相关问题。
典 型 例 题
[例题1]pH=a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH＞a，则该电解质可能是 （ ）
A．NaOH B．H2SO4 C．AgNO3 D．Na2SO4
解析：电解NaOH，H2SO4，Na2SO4的溶液，都是电解水，其结果会使溶液浓度增大，增大浓度后，NaOH的c（OH－）增大，所以其pH值增大，A对。而电解AgNO3，溶液会生成Ag和HNO3，pH值减小。
答案：A
[例题2]用石墨电极电解饱和CuSO4溶液，一段时间后断开电路，要使溶液恢复到电前的浓度应向其中加入适量的 （ ）
A．CuSO4 B．H2O C．CuO D．Cu(OH)2
解析：此题考查电解规律，用惰性电极电解CuSO4溶液，属于放氧生酸的电解类型，在阴极上有Cu析出，阳极上有O2放出，它们的物质的量之比为2：1。Cu与O的原子数之比为1：1，所以应加入CuO可恢复原状态。
答案：C
[例题3]用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液,当阴极上增重a g时,在阳极上同时产生b L氧气(标准状况)，从而可知M的相对原子质量为（ ）
A． B． C． D．
解析：根据电解规律先列出物质间的对应关系式，设M的相对原子质量为Mr。
Mx＋~Xe－~ O2
Mr 22.4a
b
所以Mr= =
答案：C
[例题4]用惰性电极实现电解，下列说法正确的是 （ ）
A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变
B．电解稀NaOH溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1 ：1
D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1 ：1
解析：用惰性电极电解稀H2SO4 稀NaOH及Na2SO4溶液时，由这些溶液中存在的阴、 阳离子及放电顺序知，电解池的阴极上发生的反应都是2H＋＋2e－===H2↑，阳极上的反应都是4OH－—4e－===2H2O＋O2↑；在水溶液中水自身微弱电离而建立平衡：H2O H＋＋OH－，稀硫酸电解时，阳极放电的OH－ 是由水电离产生的，OH－ 消耗必产生等物质的
量的H＋留在溶液中，反应当NaOH溶液电解时，阴极放电的H＋由水电离产生，放电消耗掉H＋，水必电离出等物质的量的OH－ 留在溶液中；Na2SO4溶液电离时阴、阳两极放电的H＋、OH－ 都是由水电离产生的，因而这三种溶液电解，实质都是电水解。但是，随稀硫酸 、稀NaOH溶液中的水被水解，硫酸、NaOH溶液的浓度会逐渐变大，故硫酸溶液pH会减小，NaOH溶液pH会增大，A、B都有错。另外电解时同一电解池的两极上通过的电子物质的量必相同（电子得失守衡），电解水时，4e－~O2 ~2H2，阴、阳两极产生的H2、O2
物质的量之比为2 ：1，C项也错。当电解CuCl2溶液时，由于溶液中Cu2＋先于H＋放电，Cl－先于OH－放电，故电解方程式为：CuCl2Cu↓（阴极产物）＋Cl2↑（阳极产物），所以阴阳两极产物的物质的量之比为1 ：1。
答案：D
课 堂 精 练
1、下列叙述中不正确的是 （ ）
A．电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应。
B．原电池跟电解池连接后，电子从电池负极流向电解池阳极
C．电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应
D．电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气
解析：跟电池负极相连的电极为阴极，阴极上发生还原反应，阳极上发生氧化反应。
答案：B
2、用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液一段时间后，向剩余电解质溶液中加入适量水，能使溶液完全恢复到电解前浓度的是 （ ）
A．AgNO3 B．Na2SO4 C．CuCl2 D．H2SO4
解析：电解该物质的溶液相当于电解水时才能符合要求。
答案：BD
3、用惰性电极电解V L MSO4的水溶液，当阴极上有m g金属析出（阴极上无气体产生）时，阳极上产生x L气体（标准状况）同时溶液的pH值由原来的6.5变为2.0（设电解前后溶液体积不变）。则M的相对原子质量的表示式为 （ ）
A． B． C． D．
解析：2MSO4＋2H2O 2M＋O2↑＋2H2SO4，可从以下两个方面计算：
⑴阳极生成的x L气体为O2，则转移电子守恒可知n(M)=2n(O2)= = mol，
M的摩尔质量为 = g·mol－1(D正确)
⑵反应中生成n（H2SO4）＝ n(H＋)= ×0.01 mol·L－1·V L= mol
n(M)=n(H2SO4)= V mol,M的摩尔质量为 = g·mol－1(B正确)。
答案BD
4、用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液250 ml，经过一段时间后，两极各得到11.2 L（标准状况）的气体。则原溶液中NaCl的物质的量浓度不可能为 （ ）
A．0.5 mol·L－1 B．1 mol·L－1 C．1.5 mol·L－1 D．4mol·L－1
解析：阴极析出Cu和H2，可见H2为11.2 L，阳极析出Cl2和O2，V（Cl2）＋V（O2）=11.2L
∴n(Cl－)＜1 mol c(Cl－)＜4 mol/L。
答案：D
5、有一硝酸盐晶体，化学式为M(NO3)x·nH2O，经测定相对分子质量为242，将2.42 g该晶体溶于水配成200 mL溶液，将此溶液置于装有惰性电极的电解池中进行电解，若有0.02 mol电子转移给金属离子时，溶液中金属离子全部析出，经称量阴极增重0.64 g，试计算：
（1）金属M的相对原子质量以及x和n值；
（2）若电解时溶液体积变化可忽略不计，则电解后溶液的pH是多少？
解析：Mx＋＋Xe－ === M n(Mx＋)=0.01 mol
0.01 mol Mx＋转移0.02 mol e－ ∴x=2
且0.01 mol M2＋为0.64 g ∴M的相对原子质量为64
答案：（1）x=2，n=3。M的相对原子质量为64。
（2）pH=1
6、电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池。装有电解液a；X、Y是两块电板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴几滴酚酞试液，则
①电解池中X极上的电极反应式为
在X极附近观察到的现象是 。
②Y电极上的电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法是
。
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
①X电极材料是 ，电极反应式为
②Y电极的材料是 ，电极反应式为
（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
解析：与电源正极相连的电极为阳极，发生氧化反应；与电源负极相连的电极为阴极，发生还原反应；分析题意，X作阴极，溶液中的H＋在X极放电，产生H2，电极反应为2H＋＋2e－ H2↑，由于H＋的减小，破坏水的电离平衡，使X极附近存在大量OH－溶液中现象为溶液变红色。Y作阳极，发生的反应为2Cl－－2e－ Cl2↑，利用湿润的KI一淀粉试纸变蓝色，可以检验Cl2的存在。
（2）若用电解方法，精炼粗铜，即得到纯度更高的铜单质；电解质溶液中必须含有Cu2＋，发生Cu2＋＋2e－ 还Cu，还原反应；要求电极材料，X极为纯铜，Y极材料为粗铜，电极反应式为Cu－－2e－ Cu2＋氧化反应。
答案：（1）①2H＋＋2e－ H2↑，放出气体，溶液变红。②2Cl－－2e－ Cl2↑，把湿润的碘化钾淀粉试纸，放在Y电极附近，试纸蓝。
（2）①纯铜 Cu2＋＋2e－ Cu；②粗铜 Cu－2e－ Cu2＋
第三节 胶体的性质及其应用
考 纲 要 求
1．掌握溶液、悬浊液、乳浊液、胶体的概念，区别及鉴别它们的方法。
2．了解胶体的分类、制备、提纯方法。
3．了解胶体的主要性质，了解胶体知识在生活、社会中的应用。
4．学会几种胶体的制备方法。
知 识 回 顾
一、分散系
1．概念
一种或几种物质以粒子形式分散到另一种物质里所形成的混合物，统称为分散系。分散系中分散成粒子的物质叫做分散质，另一种物质叫分散剂。
2． 分散系的比较
分散系 溶液 胶体 浊液
分散质微粒的直径 ＜1 nm 1 nm~100 nm ＞100 nm
分散质微粒 分子、离子 分子集合体或离分子 分子集合体
实例 NaCl溶液 Fe(OH)3胶体 泥浆
性质 外观 均一、透明 均一、透明 不均一、不透明
稳定性 好 较好 差
能否透过滤纸 能 能 否
能否透过半透膜 能 否 否
二、胶体
1、定义：分散质微粒直径在1 nm~100 nm之间的分散系叫做胶体；胶粒直径的大小是胶体的本质特征。
2、分类
（1）按分散剂状态的不同分为：a溶液胶，如：AgI胶体；b固溶胶，如：烟水晶；c气溶胶，如：烟、云、雾。
（2）按分散质不同可分为：a分子胶体，如：淀粉溶液；b粒子胶体，如：Fe(OH)3胶体。
3、性质有：a丁达尔现象区别胶体和其他分散系）b电泳现象；c凝聚、d布朗运动、
4、使胶体凝聚的方法有：
a加电解质溶液、b加入含带相反电荷胶粒的胶体、c加热等
5、胶体的制备和提纯
（1）Fe(OH)3胶体：将1~2 mL FeCl3饱和溶液滴入20 mL沸水中至溶液显红褐色。
FeCl3＋3H2O Fe(OH) 3 (胶体)＋3HCl
(2)AgI胶体：将0.01 mol·L－1 AgNO3溶液8~10滴逐滴加入10 mL 0.01 mol/L KI溶液中，边滴边用力振荡。
AgNO3＋KI AgI（胶体）＋KNO3
注意：滴加顺序不同，AgI胶粒所带电荷不同，本方法KI过量，AgI胶体微粒吸附I－，带负电荷。若反向滴加，AgNO3过量，则AgI胶体微粒吸附Ag＋带正电荷。
（3）硅酸胶体：将1 mL水玻璃加到5~10 mL1 mol/L盐酸中，边滴加边振荡。
Na2SiO3＋2HCl H2SiO3（胶体）＋2NaCl
（4）提纯：用渗析法，利用胶粒不能透过半透膜的性质将胶体进行提纯。
三、胶体微粒所带的电荷
1、胶体微粒比表面积大，具有很强的吸附作用，可吸附胶体中的阴、阳离子而带电。
（1）一般说来，金属氢氧化物、金属氧化物的胶粒吸附阳离子，胶体微粒带正电荷；非金属氧化物、金属的硫化物的胶体微粒吸附阴离子，胶体微粒带负电荷。
（2）同一溶胶微粒带有同种电荷，具有静电斥力，这是胶体稳定的主要原因，布朗运动是使胶体稳定的次要原因。
（3）胶体的电荷是指胶体微粒带有电荷，而不是胶体带电荷，整个胶体是电中性的；胶粒带正电荷的胶体：Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、AgX胶体（AgNO3过量、X一表示Cl、Br、I）；胶粒带负电荷的胶体：酸胶体、土壤胶体、As2S3胶体、AgI胶体（KI过量）。
2、胶体的性质、制备、提纯、聚沉方法
内容 主要应用举例
性质 丁达尔效应 一束光通过胶体时产生一条“光路” 鉴别溶胶和溶液
布朗运动 胶粒在胶体中作不停地无规则运动
电泳 胶粒在外加电场作用下做定向移动（胶粒带电：例Fe(OH)3胶粒带正电，H2SiO3胶粒带负电） 工厂除尘
聚沉 聚沉方法：加热、加入电解质、加入带相反电荷的胶体 必要时需破坏胶体
制备 水解法 Fe3＋＋3H2O △ Fe(OH)3(胶体)＋3H＋ 除这两种方法外，还有溶液法（如制定粉胶体和蛋白质胶体）和机械法（如制碳素墨水）等
复分解法 Ag＋＋I－==AgI(胶体)(稀溶液、振荡)SiO＋2H＋＋H2O==H4SiO4（胶体）（注意试剂混合顺序）
聚沉方法 加热 加速胶粒运动，使之易于聚集成大颗粒 如：制豆腐、工业制肥皂，解释某些自然现象，如江河入海口形成沙洲
加入电解质 中和胶粒所带电荷、使之聚结成大颗粒
加入带相反电荷的胶体 互相中和电性，减小同种电性的相互排斥而使之聚在大颗粒
提纯 渗析 由于胶粒较大不能透过半透膜，而离子、小分子较小可透过半透膜，用此法将胶体提纯 用于将胶体粒子和溶液离子分开
3、胶体的应用
①石膏、盐卤制豆腐 ②明矾净水原理
③土壤保肥作用 ④血液透析原理，血清纸上电脉
⑤医学上利用高度分散的胶体来检验或治疗疾病
⑥制有色玻璃，金属、陶瓷材料的改进
⑦国防上某些火药、炸药需制成胶体
⑧冶金工业选矿、原油脱水、塑料、橡胶及合成纤维的制造
⑨建筑业中水泥的凝固
⑩海河交界处易形成的三角洲等
典 型 例 题
[1]下列变化是物理变化的是 （ ）
A．氧气在放电条件下变成臭氧（O3） B．明矾净水
C．氢氧化铁胶体中加入硫酸钠产生沉淀 D．无水CuSO4在空气吸水
解析：A同素异形体之间的变化属于化学变化；B明矾净水是因为其在水中电离出的Al3＋水解生成Al(OH)3胶体的原因，所以这一步是化学变化；C胶体聚沉前后其化学成分并没有改变，属于物理变化；D物质失去或得到结晶水的变化属于化学变化。
答案：C
[例2]下列说法正确的是 （ ）
①泥浆中泥沙是溶质，水是溶剂；②常用医用酒精中水是溶质，酒精是溶剂；③凡是分散用质能透过半透膜的分散系即属于胶体；④胶体的凝聚属于物理过程；⑤豆腐属于凝胶；⑥烟水晶、有色玻璃属于胶体；⑦电泳是胶体带电的前提条件；⑧碘酒属于胶体
A．①②④⑤⑧ B．②④⑤⑥ C．除③⑧都正确 D．全不正确
解析：泥浆不是溶液；能通过半透膜的是溶质的粒子而不是胶体的粒子；由于胶体带电，在电场的作用下才能电泳；碘酒是碘的酒精溶液，不是胶体。
答案：B
[例3]下列关于胶体的说法中正确的是 （ ）
A．胶体外观不均匀 B．胶粒做不停的、无秩序的运动
C．胶粒不能通过滤纸 D．胶体不稳定，静置后容易产生沉淀
解析：胶粒可以透过空隙较大的滤纸，但不能透过空隙较小的半透膜。胶体是比较稳定的分散系，要使其凝聚沉淀下来一般要有以下三个条件之一：⑴加强电解质；⑵加入带相反电荷的另一种胶体；⑶长时间加热。
答案：B
[例4]胶体溶液区别于其他分散系的本质特点是 ，制备Fe(OH)3胶体的化学反应方程式是 ，制备中使用沸水的原因是 。
解析：实验室制备Fe(OH)3胶体的反应原理是利用FeCl3的水解反应，当把FeCl3饱和溶液滴加到沸水中时，随着溶液的稀释和温度的迅速升高，使Fe3＋的水解平衡迅速向右移动，水解生成的Fe(OH)3的许多分子聚集在一起，形成直径在1 nm~100 nm之间的Fe(OH)3胶体粒子。
答案：分散质粒子直径在1 nm~100nm范围 FeCl3＋3H2O（沸） Fe(OH)3(胶体)＋3HCl 促进Fe3＋水解，迅速生成Fe(OH)3胶体。
课 堂 精 练
1、将淀粉－KI混合溶液放在半透膜中，浸泡在盛蒸馏水的烧杯中，过一段时间后，取杯中液体进行实验，能证明半透膜破损的是 （ ）
A．加碘水变蓝色 B．加碘水不变蓝色
C．加AgNO3溶液产生黄色沉淀 D．加入氯水变蓝色
解析：淀粉溶液是胶体，不能通过半透膜，不会到外面的溶液中，若半透膜破损，则淀粉漏到外面的溶液中，遇碘水变蓝色。
答案A
2、在实验中手不慎被玻璃划破，可用FeCl3溶液应急止血，其主要原因可能是（ ）
A．FeCl3溶液具有杀菌消毒作用
B．FeCl3溶液能使血液胶体聚沉
C．FeCl3溶液能产生Fe(OH)3沉淀堵住伤口
D．FeCl3能使血液发生化学变化
解析：FeCl3溶液因水解产生FeOH)3胶体，其胶粒带正电荷，而血液胶体的胶粒带负电荷，两者相遇会发生聚沉使伤口（血管断面）堵住而起到止血作用。
答案：B
3、下列操作中，不发生“先沉淀后溶解”现象的有 （ ）
①向饱和Na2CO3溶液中通过量CO2；②向Fe(OH)3胶体中逐滴滴入过量稀H2SO4；③向AgI胶体中逐滴加入过量稀HCl；④向石灰水中通入过量CO2；⑤向硅酸钠溶液中逐滴滴入过量稀HCl
A．①②③ B．②③⑤ C．①②③⑤ D．①③⑤
解析：①饱和NaCO3中通CO2会产生溶解度更小的NaHCO3晶体，NaHCO3晶体不溶于过量CO2；②Fe(OH)3胶体滴加稀H2SO4时，Fe(OH)3胶粒所带正电荷会被H2SO4电离出的SO中和而聚沉，当H2SO4过量时，弱碱Fe(OH)3会溶解在强酸H2SO4中形成可溶的Fe2(SO4)3；③AgI胶体遇HCl（电解质）而聚沉且不再溶于过量HCl中；④Ca(OH)2开始与少量CO2形成CaCO3沉淀，当CO2过量时，CaCO3又与CO2生成可溶性的Ca(HCO3)2；⑤硅酸胶体遇HCl（电解质）而聚沉，且不再溶于过量HCl中。
答案D
4、用下列方法制备胶体：①0.05 mol·L－1BaCl2溶液和等体积2 mol·L－1H2SO4溶液相混合并振荡；②把1 mL饱和FeCl3溶液逐滴加入20 mL沸水中，边加边振荡；③把1 mL水玻璃加入10 mL 1 mol·L－1盐酸中，用力振荡，可行的是 （ ）
A．只有①② B．只有①③ C．只有②③ D．①②③
解析：①中H2SO4浓度太高，故只有BaSO4沉淀产生，不能制备胶体；
②可制得Fe(OH)3胶体，利用FeCl3的水解原理：
FeCl3＋3H2O Fe(OH)3（胶体）＋3HCl；
③可制得H2SiO3胶体，其化学原理是：Na2SiO3＋2HCl H2SiO3（胶体）＋2NaCl
答案：C
5、在Fe(OH)3胶体溶液中，逐滴加入HI稀溶液，会出现一系列变化。
⑴先出现红褐色沉淀，原因是 。
⑵随后沉淀溶解，溶液呈黄色，写出此反应的离子方程式
⑶最后溶液颜色加深，原因是 ，此反应的离子方程式是 。
⑷用稀盐酸代替HI稀溶液，能出现上述哪些相同的变化现象 （写序号）
解析：HI既有酸性又有强还原性，I－能使Fe(OH)3胶粒聚沉,H＋使其溶液，生成的Fe3＋又能氧化I－成I2；而HCl只能使聚沉→溶解。
答案：⑴加入电解质后，使胶体聚沉
⑵Fe(OH)3＋3H＋ Fe3＋＋3H2O
⑶有I2生成2Fe3＋＋2I－ I2＋2Fe2＋
⑷：⑴、⑵
第六章 电化学及胶体
第一节 原电池原理及其应用
班，学号 ，姓名
一、选择题（每题只有一个选项符合题意，每题5分共50分）
1、有X、Y、Z、W四种金属，已知X(OH)3的碱性大于Y(OH)3，X3＋可使Z氧化，W可与热水反应产生H2，X不能与热水反应，把X的金属片插入稀硫酸，让金属丝Z与X接触，则X的溶解速率加快，这四种金属活动性强弱的关系一定是 （ C ）
A．X＞Y B．Z＞Y C．W＞Z D．Z＞X
2、下列关于实验现象的描述不正确的是 （ C ）
A．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
B．用锌片作阳极，铁片作阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌
C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快
3、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为：
2Ag＋Zn(OH)2Ag2O＋Zn＋H2O
在此电池放电时，负极上发生反应的物质是 （ D ）
A．Ag B．Zn(OH)2 C．Ag2O D．Zn
4、把金属M放入盐N(NO3)2溶液中,发生如下反应：M＋N2＋==M2＋＋N，以下叙述正确的是 （ A ）
A．常温金属M和N都不跟水反应
B．M和N用导线连接放入稀硫酸中，一定构成原电池，且N极上有H2放出
C．M和N用导线连接并平行放入N(NO3)2溶液中，一定构成原电池
D．由M和N构成的原电池，M一定是正极，且N上一定产生H2
5、可以将反应Zn＋Br2 ZnBr2设计成蓄电池，下列4个电极反应①Br2＋2e－ 2Br－②2Br—2e－ Br2 ③Zn—2e－ Zn2＋ ④Zn2＋＋2e－ Zn
其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的分别是 （ A ）
A．②和③ B．②和① C．③和① D．④和①
6、有一种原电池，它的一个电极材料是NiO2（在碱中NiO2氧化性比O2更强，还原产物是＋2价的镍的化合物），另一电极是铁，电解质溶液是21%的氢氧化钾溶液。下列对电池的叙述和有关反应正确的是 （ A ）
A．此电池必须密封，防止空气进入
B．铁是负极，放电时，铁失电子变成能自由移动的Fe2＋，负极反应是：Fe—2e－→Fe2＋
C．放电时，正极反应是：2H＋＋2e－→H2↑
D．放电时，正极反应是：NiO2＋2e－→Ni2＋＋2O2－
7、通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞（亚汞的化合价为＋1价）溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n（硝酸银）：n（硝酸亚汞）=2：1下列表述正确的的是 （ D ）
A．在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n（银）：n（汞）=2 ：1
B．在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等
C．硝酸亚汞的分子式是HgNO3
D．硝酸亚汞的分子式是Hg2(NO3)2
8、实验室用铅蓄电池作民源电解饱和食盐水制氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极Pb—2e－＋SO PbSO4，正极PbO2＋4H＋＋SO＋2e－ PbSO4＋2H2O，今若制得氯气0.05 mol，这时电池内消耗的硫酸的物质的量至少是 （ C ）
A．0.025 mol B．0.05 mol C．0.10 mol D．0.20 mol
9、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是（1/2）H2＋NiO(OH)Ni(OH)2。根据此反应式判断，下列叙述正确的是 （ C ）
①电池放电时，电池负极周围溶液的pH值不断增大；②电池放电时，镍元素被氧化；③电池充电时，氢元素被还原；④H2在负极放电
A．②③ B．①③ C．③④ D．②④
10、目前人们正研究开发一种高能电池——钠硫电池，它是以熔融的钠、硫为两极，以Na＋导电的β—Al2O3陶瓷作固定电解质，反应如下：2Na＋xSNa2Sx，
以下说法正确的是 （ D ）
A．放电时，钠作正极，硫作负极
B．充电时，钠极与外电源正极相连
C．放电时，钠极发生还原反应
D．充电时，阳极发生的反应是S—2e－ xS
二、填空题（共50分）
11、剪约6 cm长2 cm宽的铜片，铝片各一片，分别用接线柱平行地固定在一块塑料板上（间隔2 cm），将铜 与铝片分别和电流表的“＋”“－”端相连接，电流表指针调到中间位置。取两个50 mL的小烧杯，在一个烧杯中注入约40 mL的浓硝酸，在另一烧杯中注入40 mL 0.5 mol/L的硫酸溶液。请试图回答下列问题：
（1）两电极同时插入稀硫酸中，电流表指针偏向 铝 （填“铝”或“铜”）极，铝片上电极反应式为 Al－3e－=Al3＋
（2）两电极同时插入浓硝酸时，电流表指针偏向 铜 （填“铝”或“铜”）极，此时铝是 正 （填“正”或“负”）极，铝片上的电极反应式为 NO＋2H＋＋e－ NO2↑＋H2O
12、科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作电极，在硫酸电解液中直接加入净化后的甲醇，同时向一个电极通往空气，回答如下问题：
（1）配平电池放电时发生的化学反应方程式
（2） 2 CH2OH＋ 3 O2→ 2 CO2＋ 4 H2O
（2）在硫酸电解液中，CH3OH（C为负二价）失去电子。此电池的正极发生的反应是 O2＋4H＋＋4e－ 2H2O，负极发生的反应是 CH3OH＋H2O－6e－ CO2＋6H＋
（3）电解液中的H＋离子向 正 极移动；向外电路释放电子的电极是 负极 。
（4）比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先燃料电池的能量转化效率高，其次是 减少污染 。
（5）甲醇燃料电池与氢氧燃料电池相比，其主要缺点是甲醇燃料电池的输出功率较低，但其主要优点是 甲醇比H2廉价 。
13、由铜片、锌片和200 mL稀硫酸组成的原电池中，若锌片发生电化腐蚀，当铜片上放出3.36 L（标准状况）气体时，硫酸恰好全部作用完。试计算：
1、产生这些气体消耗了多少克锌？（9.75g）
2、有多少个电子通过了导线？（1.806×1023个）
3、200 mL稀硫酸的物质的量浓度是多少？（0.75 mol/L）
参考答案：
1C 2C 3D 4A 5A 6A 7D 8C 9C 10D
第六章 电化学及胶体
第二节 电解原理及应用
班 学号 姓名
一、选择题（每题只有一个选项符合题意，每题5分共50分）
1、用石墨电极电解饱和CuSO4溶液，一段时间后断开电路，要使溶液恢复到电解前的浓度应向其中加入适量的 （C）
A．CuSO4 B．H2O C．CuO D．Cu(OH)2
2、某电解池内盛有CuSO4溶液，插入两根电极，接通直流电原后，欲达到如下要求：①阳极质量不变；②阴极质量增加；③电解液pH值减小，则应选用的电极是 （A）
A．阴阳两极都有石墨 B．铜作阳极，铁作阴极
C．铁作阳极，铜作阴极 D．铂作正极，铜作负极
3、某溶液中含有两种溶质NaCl与H2SO4，它们的物质的量之比为3 ：1。用石墨作电极电解该混合溶液时，根据电极产物，要明显分为三个阶段，下列叙述不正确的是 （D）
A．阴极自始至终只极出H2 B．阳极先析出Cl2，后析出O2
C．电解最后阶段为电解水 D．溶液pH值不断增大，最后为7
4、在水中加入等物质的量的Ag＋、Pb2＋、N、SO、NO、Cl－，该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化物与还原产物的质量比为 （ C ）
A．35.5 ：108 B．16 ：207 C．8 ：1 D．108 ：35.5
5、用惰性电极电解M（NO3）x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L氧气（标准状况），从而可知M的相对原子质量为 （C）
A． B． C． D．
6、在1 L K2SO4和CuSO4的混合溶液中，c（SO）=2.0 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L（标准状况）气体，则原溶液中K＋物质的量浓度为 （A）
A．2.0 mol·L－1 B．1.5 mol·L－1 C．1.0 mol·L－1 D．0.5 mol·L－1
7、在外界提供相同电量的条件下，Cu2＋或Ag＋分别按Cu2＋＋2e－→Cu或Ag＋e－→Ag在电极上放电，若析出铜的质量为1.92g，则析出银的质量为 （ B ）
A．16.2 g B．6.48 g C．3.24 g D．12.96 g
8、用铂电极电解CuSO4溶液，当Cu2+浓度降至一半时停止通电，若使CuSO4溶液恢复原浓度，原体积，应加入适量适当的物质是 （ B ）
A．CuSO4 B．CuO C．Cu（OH）2 D．CuSO4·5H2O
9、以铁为阳极，铜为阴极对足量NaOH溶液电解，一段时间得到了共2 mol Fe(OH)3固体。那么此间共消耗了水 （ C ）
A．3 mol B．4 mol C．5 mol D．6 mol
10、CuI是一种白色难溶于水的固体。以石墨作阴极，铜为阳极组成电解池。含酚酞和KI淀粉溶液作电解液，电解开始一段时间，阴极区溶液变红，阳极区溶液仍为无色。电解相当长时间后，阳极区才呈深蓝色。则电解开始阶段的电极反应为 （ B ）
A．阳极：Cu—2e－ Cu2＋ 阴极：Cu2＋＋2e－ Cu
B．阳极：2Cu＋2I—2e－ 2CuI 阴极：2H＋＋2e－ H2↑
C．阳极：2I—2e－ I2 阴极：2H＋＋2e－ H2↑
D．阳极：4OH－—4e－ 2H2O＋O2↑ 阴极：4H＋＋2e－ H2↑
二、填空题（共50分）
11、如图为相互串联的甲乙电解池，试回答：
（1）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A是 阴 极，材料 纯铜 ，电极反应为 Cu2＋＋2e－==Cu ，B是 阳 极，材料 粗铜 ，电极反应为 Cu—2e－==Cu2＋ ，电解质溶液为 CuSO4或CuCl2溶液。
（2）乙池中若滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，Fe极附近呈 红色 。
（3）若甲槽阴极增重12.8 g，则乙槽阳极放出气体在标准状况下的体积为 4.48 L .
（4）若乙槽剩余液体为400 mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为 1 mol/L ，pH为 14 。
12、处理含Cr2O的酸性工业废水用以下方法：①往工业废水中加入适量的氯化钠；②用铁为电极进行电解，经一段时间后有Cy(OH)2和Fe(OH)3沉淀产生；③过滤回收沉淀，废水达到热电厂放标准，试回答：
（1）电解时的电极反庆，阳极：Fe6—2e－ Fe2＋ ，阴极 2H＋＋2e－ H2↑ 。
（2）写出Cr2O转变为Cr3＋的离子反应方程式 Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋
2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O 。
（3）电解过程中Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀产生的原因是 由于阴极H＋放电，破坏了水的电离平衡，产生的OH－与溶液中Cr3＋、Fe3＋形成Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀。
（4）能否将铁电极改石墨电极？为什么？
答：不行，因为用石墨电极，阳极产生Cl2，得不到Fe2＋，缺少还原剂，不能使用Cr2O还原成Cr3＋，最终不能生成Cr(OH)3沉淀而除去。
13、从H＋、Cu2＋、Na＋、SO、Cl－五种离子中两两恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：
（1）以碳棒为电极，使电解质质量减少，水量不变进行电解，则采用的电解质是 CuCl2、HCl 。
（2）以碳棒为电极，使电解质质量不变，水量减少进行电解，则采用的电解质是 H2SO4、Ns2SO4。
（3）以铂为电极，使电解质和水量都减少进行电解，则电解质是 CuSO4、NaCl 。
第六章 电化学及胶体
第三节 胶体的性质及应用
班 学号 姓名
一、选择题
1、下列溶液不具有西达尔效应的是 （C）
A．C17H35COONa溶液 B．珂罗酊
C．碘的CCl4溶液 D．蛋白质溶液
2、已知As2S3胶体与Al(OH)3胶体溶液相混合时，会析出As2S3和Fe(OH)3的混合沉淀。由此可知 （B）
A．As2S3胶粒带正电荷 B．As2S3胶粒电泳时向阴极移动
C．As2S3胶粒带负电荷 D．无法判断
3、不能用有关胶体的观点解释的现象是 （C）
A．制肥皂时向皂化锅内加入食盐细粒
B．0.01 mol/L AgNO3溶液中滴入相同浓度NaI溶液，看不到黄色沉淀。
C．在NaF溶液中滴入AgNO3溶液看不到沉淀
D．同一钢笔同时使用不同牌号的墨水易发生堵塞
4、将某溶液逐滴滴入Fe(OH)2胶体内，开始时产生沉淀，继续滴加时沉淀又溶解，该溶液是 （A）
A．2 mol·L－1 H2SO4溶液 B．2 mol·L－1NaOH溶液
C．2 mol·L－1MgSO4溶液 D．硅酸溶液
5、下列事实与胶体知识有关的是 （D）
①用盐卤点豆腐；②水泥的硬化；③用明矾净水；④河海交接处可沉积成沙州；⑤制肥皂时在高级脂肪酸钠、某油和水形成的混合物中加入食盐，析出肥皂
A．①②③ B．②③④ C．①③⑤ D．全部都是
6、某种胶体在电泳时，它的胶粒向阳极移动。在这种胶体中分别加入下列物质：①蔗糖溶液；②硫酸镁溶液；③硅酸胶体；④氢氧化铁胶体，不会发生聚沉的是 （A）
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
7、下列含N量相同的氮肥施用在土壤中效果最差的应是 （C）
A．NH4Cl B．(NH4)2SO4 C．NH4HO3 D．NH4HCO3
8、将淀粉浆和淀粉酶的混合物放入玻璃纸袋后，扎好袋口，浸入流动的温水中。相当一段时间后，取袋内液体分别与碘水、新制Cu(OH)2（加热）和浓HNO3（微热）作用，其现象分别是 （C）
A．显蓝色、无现象、显黄色 B．显蓝色、红色沉淀、无现象
C．无现象、变黑色、显黄色 D．无现象、红色沉淀、无现象
9、向胶体中加入电解质能使胶体凝聚。使一定量的胶体溶液在一定时间内开始凝聚所需电解质的浓度（mol/L）称作“聚沉值”，电解持的“聚沉值”越小，则表示其凝聚能力越大，实验证明，凝聚能力主要取决于与胶粒带相反电荷的离子所带的电荷数，电荷数越大，凝聚能力越大，则向Fe(OH)3胶体中加入下列电解质时，其“聚沉值”最小的为
（ D ）
A．NaCl B．FeCl C．K2SO4 D．Na3PO4
10、氢氧化铁胶体稳定存在的主要原因是 （C）
A．胶粒直径小于1 nm B．胶粒做布朗运动
C．胶粒带正电荷 D．胶粒不能通过半透膜
二、填空题（50分）
11、有甲、乙、丙、丁四种液体，它们分别为Fe(OH)3胶体、硅酸溶胶、As2S3胶体、NaOH溶液。现将有关试验现象记录如下：
（1）电泳：甲液体的阳极周围颜色变线，阴极周围颜色变深；
（2）将一束光通过乙液体，无丁达尔现象；
（3）将乙慢慢加入到丙液中，先出现聚沉，后液体变清，则甲为 Fe(OH)3胶体，乙为NaOH溶液，丙为硅酸溶胶，丁为As2S3胶体。
12、将饱和氯化铁溶液滴入沸水时，液体变为 红褐 色，得到的是 Fe(OH)3胶体 ；反应的离子方程式是 Fe3＋＋3H2O===Fe(OH)3（胶体）＋3H＋；用此分散系进行下列实验：
（1）将其装入U型管内，用石墨做电极，接通直流电，通电一段时间后发现阴极附近的颜色 逐渐变深 ，这表明 Fe(OH)3胶粒带正电荷 ，这种现象称为 电泳 。
（2）向其中加入饱和的硫酸铵溶液发生的现象是 形成红褐色沉淀 ，原因是 电解质电离生成的阴离子SO中和了Fe(OH)3胶粒所带的正电荷，使胶粒聚集成较大的颗粒而形成沉淀 。
（3）向其中逐滴加入过量的稀硫酸，现象是 先形成红褐色沉淀，当继续滴加稀H2SO4时沉淀又逐渐溶解成棕黄色溶液 。原因是 H2SO4是强电解质，其中的SO中和Fe(OH)2胶粒所带正电荷，从而使其凝聚，当继续滴加时，H＋又将Fe(OH)3溶解为Fe3＋ 。
（4）提纯此分散系常常采用的方法叫 渗析 。
13．分别设计化学实验，用最佳方法证明明矾溶于水时发生的下列变化：（供选用的药品和仪器：明矾溶液、甲基橙试液、石蕊试液、 酚酞试液、pH试纸、氢氧化钠溶液、酒精灯、半透膜、电泳仪、聚光束仪）。
（1）证明明矾发生了水解反应 用pH试纸测明矾溶液的pH，pH＜7，证明溶液呈酸性 。
（2）证明其水解反应是一个吸热反应 加热溶液，用pH试纸测溶液的pH，pH减小。
（3）证明生成了胶体溶液 用聚光束仪的光束照溶液，有丁达尔现象。
第6章 电化学及胶体单元检测题
班 学号 姓名
一．选择题。（每小题仅有一个选项符合题意。每小题3分，共45分）
1、钢铁在酸性环境下发生腐蚀，不可能发生的反应是 （ ）
A．2H2O—4e=4H++O2↑ B．4H++O2+4e-=2H2O
C．2H++2e-=H2↑ D．Fe—2e-=Fe2+
2、下列叙述正确的是 （ ）
① 锌跟稀H2SO4反应制取氢气时，加入少量的硫酸铜溶液能加快反应速率
② 镀层破损后，白铁（镀锌）比马口铁（镀锡）更易腐蚀
③ 电镀时，应将镀件置于电解槽的阴极
④ 冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶中成为溶体后电解
A．①②③④ B．①③④ C．①③ D．②④
3、把铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2即可产生电流。称为燃料电池，下列叙述正确的是 （ ）
① 通CH4的电极是正极；② 正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-；③ 通CH4的电极反应式为CH4+2O2+4e-=CO2+2H2O；④ 负极的电极反应式是CH4+100H-+8e-=CO2-3+7H2O；⑤ 放电时深液中的阳离子向负极移动；⑥ 放电时溶液中的阴离子向负极移动。
A．①③⑤ B．②④⑥ C．④⑤⑥ D．①②③
4、实验室用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如下反应:负极Pb+SO2-4-2e-=PbSO4，正极PbO2+4H++SO2-4+2e-=PbSO4+2H2O，今若制得Cl2 0.050mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是 （ ）
A．0.025mol B．0.050mol C．0.10mol D．0.20mol
5、图4-8各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是 ( )
A．④＞②＞①＞③ B．②＞①＞③＞④
C．④＞②＞③＞① D．③＞②＞④＞①
6、下列事实与电化腐蚀无关的是 ( )
A．埋在地下的铁管比在地面上的更易腐
B．为保护海船的螺旋桨和船壳,往往在螺旋桨和船壳上镶入锌块
C．在空气中金属银的表面生成一层黑色物质
D．镀银的铁制品，镀层中分受损后，露出的铁面暴露在潮湿空气中更易腐蚀
7、下列说法中，正确的是 （ ）
①镀层破损后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易被腐蚀
②钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·nH2O ③锌和铁构成原电池时，铁作负极
④铅蓄电池中铜作负极，PbO2作正极，两极浸到稀H2SO4中
A．②④ B．①③ C．①②③ D．①②③④
8、在电解水时，常加入一些稀硫酸，其目的是 （ ）
A．使溶液酸性增强 B．使溶液中H+浓度增大
C．加快电解速度 D．使溶液的氧化性增强
9、关于原电池和电解池的叙述正确的是 （ ）
A．原电池中失去电子的电极为阴极
B．原电池的负极，电解池的阳极都发生氧化反
C．原电池的两极一定是由活泼性不同的两种金属反应
D．电解时电解池的阳极一定是阴离子放电
10、用含有少量银和锌的粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO4溶液作电解溶液，电解一段时间后，阳极质量减少了m g，则 （ ）
A．电解液质量增加m g B．阴极质量增加a g，a＞m
C．阴极质量增加m g D．阴极质量增加b g，b＜m
11、若在铜片上镀银时，下列叙述正确的是
①将铜片接在电池的正极上，②将银片接在电源的正极上，③在铜片上发生的反应是：Ag++e-=Ag，④在银片上发生的氧化反应是：4OH-—4e-=O2↑+2H2O，⑤需用CuSO4溶液，⑥需用AgNO3溶液作电解液 （ ）
A．①③⑥ B．②③⑥ C．①④⑤ D．②③④⑥
12、用石墨电极电解某酸、碱或盐的溶液时，在相同的条件下，阴阳两极收集到的气体的体积比是2：1，则下列结论正确的是 （ ）
A．阴极一定是H2，阴极一定是O2 B．电解后溶液的pH值一定变大
C．电解后溶液的pH值一定不变 D．电解后溶液的浓度一定变大
13、用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.15molCu（OH）2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移的电子数（ ）
A．0.60mol B。0.45mol C。0.30mol D。0.15mol
14、将淀粉浆和淀粉酶的混合物放入玻璃纸袋中，杂好，浸入流动的温水中，一段时间后，取袋内液体分别与碘水，新制氢氧化铜（加热）和浓硝酸（微热）作用，其现象可能是
（ ）
A．显紫色 黑色沉淀 显黄色 B。显蓝色 红色沉淀 无现象
C．无现象 黑色沉淀 显黄色 D。无现象 红色沉淀 无现象
15、将某溶液滴入Fe（OH）3溶胶内，开始时产生沉淀，继续滴加时沉淀又溶解，该溶液是 （ ）
A．2mol/L H2SO4溶液 B。2mol/L NaOH溶液 C。2mol/L MgSO4溶液 D。硅酸溶胶
二、填空题（本题包括5小题，共44分）
16、如图 ，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
（1）若试管液面上升，则空液呈 性，发生 腐蚀，
电极反应式：负极 ，正极 。
（2）若试管液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，
电极反应式：负极 ，正极 。
17、已知反应AsO3-4+2I-+2H+AsO3-3+I2+H2O是可逆反应。现设计如图实验装置，进行下述操作：
（1）向（B）烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安表指针偏转；
（2）若改向（B）中滴加40%NaOH溶液，发现微安表向前
述相反方向偏转。试回答下列问题：
（1）两次操作中指针为什么偏转？ 。
（2）两次操作过程指针偏转方向为何相反？试用化学平衡理论解释
。
18、把锌片和铁片放入盛有稀食盐水和酚酞混合液的U形管中，如图所示，最终可在A极观察到溶液变红。
（1）A是原电池 ，
代表是锌和铁中的 。
（2）电极反应式和总反应式为
。
19、电解醋酸浓溶液，以铅做电极，在电解过程中，无沉淀产生，但电解效率逐渐下降，时[H+]也随之降低，随后停止电解，当向溶液加入H2SO4时，白色沉淀产生。
（1）极反应是 。
（2）电解总反应的方程式为 。
（3）若向电解前的溶液中加入PbSO4粉末，现象是
，离子反应方程式为： 。
20、在Fe（OH）3胶体溶液中，逐滴加入HI稀溶液，会出现一系列变化。
（1）先出现红褐色沉淀，原因是 。
（2）随后沉淀溶解，溶液呈黄色，写出此反应的离子方程式 。
（3）最后溶液颜色加深，原因是 ，此反应的离子方程式是 。
（4）用稀盐酸代替HI稀溶液，那出现上述哪些相同的变化现象 。（写序号）
三 计算题
21．（5分）、某温度下将一定量密度为1.15克/毫升的氯化钠溶液用惰性电极电解，设氯化钠恰好完全电解且无其它反应发生时，得到的溶液中氧元素的质量分数为80%，试计算：
（1）电解后溶液中溶质与溶剂的物质的量之比。
（2）原氯化钠溶液的物质的量浓度。
22．（6分）向8克二价金属的氧化物固体中加入稀硫酸，使其恰好完全溶解，已知所消耗的硫酸体积为100毫升，在所得溶液插入铂电极进行电解，通电一定时间后，在一个电极上收集到224毫升（标准状况）氧气，在另一个电极上得到1.28克该金属。
（1）根据计算确定金属氧化物的名称。
（2）计算通电后硫酸溶液的物质量浓度（溶液体积按100毫升计算）。
参考答案
一、选择题
1．A 2．B 3．B 4．C 5．A 6．A 7．A 8．C 9．B 10．B 11．B 12．A 13．B 14．C 15．A
二、填空题
16．（1）弱酸性或中性 吸氧 2Fe-4e-=2Fe2+ O2+2H2O+4e-=40H-
（2）酸 析氢 Fe-2e-=Fe2+ 2H++2e-=H2
17．（1）该反应将化学能转化为电能，形成电流
（2）随着[H+]改变，使化学平衡向不同方向移动，也就是发生了不同方向的反应。
（3）2I--2e-=I2 （4）AsO34-+H2O-2e-=AsO43-+2H+
18．（1）正 铁 （2）负极：2Zn-4e-=2Zn2+ 正极：2H2O+O2+4e-=4OH-
总反应方程式：2Zn+O2+2H2O=2Zn(OH)2
19．（1）阳极：Pb-2e-=Pb2+ 阴极：2H++2e-=H2↑（2）Pb+2HAc=（电解）H2↑+Pb(Ac)2 （3）白色沉淀产生 2HAc+PbSO4=Pb(Ac)2+2H++SO42-
20．（1）加入电解质后，使胶体凝聚 （2）Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O （3）有I2生成 2Fe3++2I-=2Fe2++I2 （4）（1）（2）
三 计算题
21、（1）1：10 （2）4.48mol/L
22、（1）氧化铜 （2）硫酸溶液的浓度为0.2mol/L。[请注意：224毫升（标准状况）氧气与1.28克相加不足8克，这说明MSO4还没有电解完全！
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第六章 电化学及胶体
第一节 原电池原理及应用
考 纲 要 求
1．理解原电池原理。学会从能量转化，氧化还原反应的过程，电解质溶液内的变化三个不同角度认识原电池这种装置和工作原理。
2．熟练判断原电池的正、负极。学会利用构成原电池的基本条件，分析解决有关原电池的一系列问题。
3．了解金属的电化学腐蚀及金属保护。
知 识 回 顾
一、原电池
1．概念：把 化学能 转化成 电能 的装置。
2．形成原电池的条件：
①两个 活泼性不同的 电极；② 电解质 溶液；③形成 闭合回路 。
3．原电池的工作原理：
原电池由正负电极和适当的电解池溶液组成。用导线连接原电池的正负极时，原电池便开始工作。原电池放电时正负电极反应可表示如下：
负极反应 ：负极上发生失电子的反应，即氧化反应：M—ne－ == Mn＋
正极反应 ：正极发生还原反应, ①若电池的负极能直接与电解质反应时,正极反应为 : Nn＋＋ne－==N , ②若电池的负极不与电解质反应时,则原电池中其他氧化剂在正极得电子,例如 : O2＋4 e－＋2H2O ==4OH－ 。
4．原电池中电极的判断：
(1)由金属电极活泼性判断：相对活泼的为 负极 ，相对不活泼的为 正极 ，活泼性强的为 负极 。
(2) 由电子流向判断：电子流出的一极是 负极 ，电子流入的一极为 正极 。
(3) 由电流方向判断：负极上发生 氧化 反应，正极上发生 还原 反应。
(4) 由离子迁移方向判断： 电解质溶液中，阳离子移向 正极 ，阴离子移向 负极 。
以Cu－Zn（稀H2SO4）原电池为例：
负极电极反应式： Zn－2e－=== Zn2＋ ；正极电极反应式： 2H＋＋2e－=== H2↑；电池总反应为： Zn＋2H＋=== Zn2＋＋H2↑
特别指出，由Al、NaOH溶液、Mg组成的原电池，Al为负极（—）：Al＋4OH－－3e－== AlO＋2H2O，Mg为正极（+）：2H2O－2e－==2OH－＋H2↑，总反应：2Al＋2OH－＋2H2O== 2AlO＋3H2↑。同理，由Cu、浓HNO3、Al组成的原电池，铜为负极（—）：Cu－2e－===Cu2＋，Al为正极（+）：2NO＋4H＋＋2e－===2NO2↑＋2H2O，总反应：Cu＋2NO＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O
二、化学电源
〈一〉基本原理
1．表示方法：
2．电极反应：
负极：还原剂 －ne－ === 氧化产物
正极：氧化剂 ＋ne－ === 还原产物
3．电池总反应：氧化剂＋还原剂=== 还原产物＋氧化产物
<二>几种常见电池
1．干电池
干电池是用锌制筒型外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作 电解液 。主要电极反应是：
负极： Zn－2e－=== Zn2＋ 正极： 2NH4＋＋2e－＋2MnO2=== 2NH3＋H2O＋Mn2O3
电池总反应式： Zn＋2NH4＋＋2 MnO2 === Zn2＋＋2NH3＋H2O＋Mn2O3
2．铅蓄电池
铅蓄电池为充放电电池，具有双重功能。是用橡胶或微孔塑料制成长方形外壳，正极板上有一层棕褐色PbO2，负极板是海绵状金属铝，两极均浸在一定浓度的硫酸溶液中，两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。
正极为 PbO2 ，负极为 Pb ，电解质溶液是较浓 H2SO4 。
放电时的电极反应是：
负极：Pb＋SO42－－2e－=== PbSO4（氧化反应）
正极：PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－=== PbSO4＋2H2O（还原反应）
充电（作电解池）时的电极反应为：
阳极：PbSO4＋2H2O－2e－=== PbO2＋4H＋＋SO42－
阴极：PbSO4＋2e－=== Pb＋SO42－
总反应式为：Pb ＋PbO2＋ H2SO4 2PbSO4＋2H2O
3．锂电池
用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂（LiAlCl4）溶解在亚硫酸氯（SOCl2）中组成。
负极：8Li－8e－=== 8Li＋
正极：3SOCl2＋8e－=== SO＋2S＋6Cl－
电池反应式为：
3SOCl2＋8Li=== Li2SO3＋2S＋6LiCl
4．新型燃料电池
燃料电池是名符其实地把能源中燃料反应的 化学能 直接转化为电能的“能量转换器”。其基本结构为：〈1〉燃料：CH4、CO、CxHy、CH3OH、CH3CH2OH等。〈2〉介质：a．电解质（水溶液、KOH溶液等）；b．熔融盐（K2CO3等）；c．固体电解质（传导O2－等）；d．质子膜。
氢氧燃料电池正极通入O2，负极通入H2，电解质溶液为KOH溶液。负极反应式为：2H2＋4OH－－4e－ === 4H2O，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=== 4OH－，
总反应式为2H2＋O2=== 2H2O。
三、金属的电化学腐蚀
1、金属腐蚀是指金属或合金与接触到的物质直接发生化学反应的过程。金属腐蚀一般分化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。
2、不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生电化学反应，较活泼的金属失去电子被氧化腐蚀，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
3、钢铁在潮湿的空气中，很快就会腐蚀的原因是钢铁表面吸附了一层水膜，溶解了O2，形成无数微小原电池，其基本原理（见图）：
有关的电极反应式是负极：2Fe－4e－=== Fe2＋，正极：O2＋2H2O＋4e－ === 4OH－。影响金属腐蚀的因素总的来讲包括金属的本性和介质的两个方面。
4、金属腐蚀快慢的规律
〈1〉电解原理引起的 阳 极腐蚀＞原电池原理引起的 负 极腐蚀＞ 化学 腐蚀＞有防护措施的腐蚀。
〈2〉对同一种金属，腐蚀的快慢：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。
〈3〉活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。
〈4〉对同一种电解质溶液，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。
〈5〉由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式；另外，只有在金属活动性顺序表中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属腐蚀时只能是吸氧腐蚀。如铁锈的形成、铜绿的形成就属吸氧腐蚀。
铜绿形成的原理是：
负极（Cu）：2Cu－4e－=== 2Cu 2＋
正极（杂质）：O2＋2H2O＋4e－ === 4OH－
O2＋2H2O＋2Cu === 2Cu(OH)2↓
2Cu(OH)2＋CO2=== Cu2 (OH)2CO3＋2 H2O
（铜绿）
5、金属腐蚀防护方法
〈1〉基本原理：根据金属在水溶液中均有如下倾向：M M n＋（aq）＋ne－，使被保护的金属M表面富有电子，促使上述平衡向右移动，抑制金属M失去电子被氧化而发生腐蚀。
〈2〉常见的金属腐蚀防护方法：
①改变金属的内部组织机构
②在金属表面覆盖保护层
③电化学保护法（牺牲阳极的阴极保护法，连接电源的负极保护法）
典 型 例 题
【例1】将锌片和铜片用导线连接置于稀H2SO4溶液中，下列各种说法正确的是（ ）
A．电子由正极流向负极
B．溶液的pH值逐渐增大
C．Zn片的质量逐渐增大
D．Zn片和Cu片上同时有气泡放出，则说明Zn不纯
解析：由于形成原电池，负极Zn－2e－ === Zn2＋，正极：2H＋＋2e－ === H2↑，正极不断消耗H＋，破坏了附近溶液中水的电离平衡，使水不断电离出OH－，因此溶液pH逐渐增大，在原电池中负极对外流出电子，即电子流动方向是由负极流向正极，如Zn片上有气泡，因为Zn中有杂质。
答案：B、D
M N P
A 锌 铜 稀硫酸溶液
B 铜 铁 稀盐酸
C 银 锌 硝酸银溶液
D 锌 铁 硝酸铁溶液
[例2] 下图所示装置中，观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是 （ ）
解析：该原电池中M棒变粗，N棒变细。说明原电池反应时N棒溶解作负极，溶液中有金属析出在M棒上。M棒作正极，A、B选项中，电解质溶液分别为稀H2SO4和稀盐酸，原电池工作时，不会有金属析出，C选项正极反应为Ag＋＋e－ === Ag。符合题意，而D选项正极反应为Fe3＋＋e－=== Fe2＋，不会有金属析出。
答案：C
[例题3] 有人设计将两根Pt丝做电极插入KOH溶液中，然后在两极上分别通过甲烷和氧气而构成燃烧电池。该电池中反应的化学方程式为：CH4＋2O2＋2KOH === K2CO3＋3H2O，则关于此燃料电池的下列说法错误的是（1个电子所带电量为1.6×10－19C）
（ ）
A．通过甲烷的电极为电池的负极，通过氧气的电极为正极
B．在标准状况下，每消耗5.6L O2，可向外提供约9.6×104 C的电量
C．通过甲烷电极的电极反应为：CH4＋10OH－－8e－ === CO＋7H2O
D．放电一段时间后，溶液的pH值升高
解析：原电池的正极发生还原反应，负极发生氧化反应。这里的燃料电池电极反应为：负极CH4＋10OH－－8e－=== CO32－＋7H2O；正极O2＋2H2O＋4e－ === 4OH－。由此可见A、C正确。
由O2 ～4e－知5.6 L O2消耗时可提供电量＝×4×6.02×1023×1.6×10－19 ＝9.6×104 C，故B选项也正确。从原电池总反应可知放电一段时间后由于KOH→K2CO3，故溶液的碱性减弱，pH下降，故D不正确。
答案：D
[例题4] 锂电池是新型高能电池，它以质轻、容量大而受到重视。目前已经制成多种功能的锂电池。某种锂电池的总反应可表示为：Li＋MnO2→LiMnO2。若该电池提供0.5C电量，则消耗正极材料的质量约为（其他损耗忽略不计） （ ）
A．3.5g B．7g C．4.52×10－4g D．43.5g
解析：正极材料MnO2，则提供0.5C电量时消耗MnO2质量约为
×97＝ 4.52×10－4g
答案：C
课 堂 精 练
1．下列装置能组成原电池产生电流的是 （ ）
答案：B
2．将Mg、Al两金属片用导线连接后插入NaOH溶液中，则下列说法中正确的是（ ）
A．Mg作负极，Al作正极
B．Al作负极，Mg作正极
C．电子流向为Mg→导线→Al
D．Mg片逐渐溶解，Al片逐渐溶解，Al片表面有气泡产生
解析：虽然金属性Mg比Al强，但由于以NaOH溶液为电解质溶液时，只有铝能与其自发地反应，所以这种情况下失电子能力Al比Mg强。因而Al作负极；电子流向为Al→导线→Mg；铝失电子而溶解，H＋在镁片表面得电子而生成H2。
答案：B
3．由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH （ ）
A．不变 B．先变小后变大
C．逐渐变大 D．逐渐变小
解析：根据原电池工作时的总反应：Zn＋2H＋=== Zn2＋＋H2↑
只要原电池不断工作，该反应就不断发生，溶液中c(H＋)逐渐减小，溶液的pH值将不断增大。
答案：C
4．有一种燃料电池，一个电极通入空气，另一个电极通入丁烷气，电池的固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导O2－。下列判断或表达式错误的是
（ ）
A．该电池的正极反应是：O2＋4e－＋2H2O=== 4OH－
B．该电池的负极反应是：C4H10＋13O2－26e－=== 4CO2＋5H2O
C．该电池放电时发生的反应是：2C4H10＋13O2=== 8CO2＋10H2O
D．放电时，固体电解质里的O2－向负极移动
解析：燃料电池也符合一般原电池的工作原理：C4H10发生失电子的负极反应；O2在正极上得到电子被还原；根据电性相吸原理，O2－向负极移动。需特别注意的是，该电池的电解质为固体材料非电解质溶液，因此其正极反应式应为：O2＋4e－=== 2O2－。
答案：A
5．实验室用铅蓄电池作电源，电解饱和食盐水制取Cl2(NaCl＋H2O Cl2↑＋H2↑＋NaOH),已知铅蓄电池放电时发生如下反应：
（一）Pb＋SO－2e－ === PbSO4；（＋）PbO2＋4H＋＋SO＋2e－=== PbSO4＋2H2O
若制得0.05 mol Cl2，这时电池内消耗H2SO4的物质的量至少是（ ）
A．0.025 mol B．0.05 mol C．0.10 mol D．0.20 mol
解析：若制得0.050 mol Cl2需转移0.1 mol e－,由铅蓄电池总反应可知每转移2 mol e－消耗2 mol H2SO4。
答案：C
6．银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫化银。有人设计用原电池原理加以除去，其处理方法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑色会褪去而银不会损失。试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应为 ；正极发生的反应为 ；反应过程中产生臭鸡蛋味的气体，原电池总反应方程式为 。
解析：要善于抓住题示信息。“黑色褪去而银不会损失”，必然发生变化：Ag2S→Ag，显然这是原电池的正极反应：Ag2S＋2e－=== 2Ag＋S2－，负极反应应为活泼金属发生氧化反应：Al－3e－ === Al3＋，正极生成的S2－和负极生成的Al3＋在溶液中发生双水解：2Al3＋＋3S2－＋6H2O=== 2Al(OH)3↓＋3H2S↑,与题意产生臭鸡蛋气味的气体相吻合。原电池的总反应为上述三个反应式的加合：3Ag2S＋2Al＋6H2O === 6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑
答案：Al－3e－=== Al3＋ Ag2S＋2e－=== 2Ag＋S2－
3Ag2S＋2Al＋6H2O=== 6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑
第二节 电解原理及其应用
考 纲 要 求
1、掌握电解池的工作原理，构成条件，电极反应。
2、学会分析电解和电镀的方法、思路。
3、了解电解原理的重要应用—电解精炼，氯碱工业。
4、熟练掌握结合原电池原理的有关电化学的计算。
知 识 回 顾
一、电解原理
1、定义：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。把电能转变为化学能的装置叫电解池。
2、组成电解池的三个基本条件：①直流电源；②两个电极（活性或非活性）；③电解质溶液。
3、阴、阳极的判断
阴极与电源的负极相连，得到电子，发生还原反应；阳极与电源正极相连，失去电子，发生氧化反应。
4、产物的判断：阴离子的放电顺序（即还原能力）是：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子
阳离子的放电顺序（即氧化能力）是：Ag＋＞Cu2＋＞H＋＞Fe2＋…＞Na＋＞K＋
二、铜的电解精炼
粗铜中含有的杂质通常为Zn、Fe、Ni、Ag、Au、C等。电解时，粗铜与直流电源的正极相连，作阳极，阳极的主要反应为：Cu－2e－ === Cu2＋，相伴随的反应有：Zn＋2e－=== Zn2＋、Fe－2e－ === Fe2＋。
用纯铜片接直流电源的负极，作阴极，阴极的反应为：Cu2＋＋2e－ === Cu，用CuSO4溶液作电解液。电解过程中阳极质量减少，阴极质量增加，溶液中CuSO4浓度基本保持不变。但长时间电解后，电解质溶液必须补充。比铜活泼的杂质，如：Zn、Fe、Ni被氧化，以离子的形式进入溶液，留在电解液中。比铜活泼性差的杂质，如：C、Ag、Au在阴极溶解，解体后沉积在点解槽底部形成阳极泥。
三、电镀铜
电镀是一种特殊的电解，要求镀件必须作阴极。阳极、电解质溶液中的放电阳离子、镀层金属都必须是同一种金属元素。电镀过程中，理论上电解质溶液的浓度保持不变。电镀时，一般都是用含有镀层金属离子的电解质配成电镀液；把待镀金属制品浸入电镀液中与直流电源的负极相连，作为阴极；而用镀层金属与直流电源正极相连，作为阳极，例如铁制品上镀铜：阳极反应式为：Cu－2e－=== Cu2＋，阴极反应式为Cu2＋＋2e－=== Cu。
四、电解饱和食盐水
1、在U型管里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞，用一根铁棒作阴极，一根碳棒作阳极，把湿润的KI淀粉试纸放在阳极附近，接通直流电源。看到的现象有：
①阳极有刺激性气体产生，该气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝；
②阴极有无色无味气体产生；
③阴极附近溶液变红。
2、阳极反应：2Cl－—2e－ Cl2↑
阴极反应：2H＋＋2e－ H2↑
电解的化学方程式为 ：2NaCl＋2H2O 2OH－＋H2↑＋Cl2↑
电解的离子方程式为：
2Cl－＋2H2O 2OH－＋H2↑＋Cl2↑
五、离子交换膜法制烧碱
1、离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成。
2、阳离子交换膜有一种特殊的性质，即它只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过。阳离子交换膜把电解槽分成 室和 室。防止 ，防止 。
3、由于粗盐水中含有泥沙、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO等杂质，因此必须经过精制。精制食盐水经常加入的试剂有：BaCl2、Na2CO3、NaOH。其顺序是 。有关离子反应方程式为 。
六、电解时电极产物的判断
1、阳极产物判断
首先看电极，如果是活性电极（金属活动顺序表Ag以前），则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极（Pt、Au、石墨），则要再看溶液中的离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序加以判断，阴离子放电顺序为S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根＞F－。
2、阴极产物的判断
直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序为Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。
3、用惰性电极进行溶液中的电解时各种变化情况简析
类型 电极反应特点 实例 电解对象 电解质浓度 PH值 电解质溶液复原
电解水型 阴：2H＋＋2e－===H2↑阳 ：4OH－—4e－===2H2O＋O2↑总反应：2 H2O2H2↑（阴）＋O2↑（阳） NaOH 水 增大 增大 水
H2SO4 水 增大 减小 水
Na2SO4 水 增大 不变 水
分解电解质型 电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电阴：Cu 2＋＋2e－===Cu阳：2Cl－—2e－===Cl2↑总反应：CuCl2Cu（阴）＋Cl2↑（阳） HCl 电解质 减小 增大 氯化氢
CuCl2 电解质 减小 －－ 氯化氢
放H2生碱型 阴极：H2O放H2生成碱，2H＋＋2e－===H2↑阳极：电解质阴离子放电2Cl－—2e－===Cl2↑总反应：2NaOH＋2 H2OCl2↑（阴）＋H2↑＋2NaOH（阳） NaCl 电解质和水 生成新电解质 增大 氯化氢
放O2生酸型 阴极：电解质阳离子放电，2Cu2＋＋4e－===2Cu阳极：H2O放O2生成酸，4OH－—4e－===2H2O＋O2↑总反应：2CuSO4＋2 H2O2Cu（阴）＋2H2SO4＋O2↑（阳） CuSO4 电解质和水 生成新电解质 减小 氧化铜
七、电解产物的计算
1．必须写出两电极的电极反应式，以阴阳两极得失电子数相等为桥梁，对两极产物进行计算。
2．要注意物理与化学两学科间联系，利用Q = I·T，e－=1.60×10－19 C，解决理化之间的相关问题。
典 型 例 题
[例题1]pH=a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH＞a，则该电解质可能是 （ ）
A．NaOH B．H2SO4 C．AgNO3 D．Na2SO4
解析：电解NaOH，H2SO4，Na2SO4的溶液，都是电解水，其结果会使溶液浓度增大，增大浓度后，NaOH的c（OH－）增大，所以其pH值增大，A对。而电解AgNO3，溶液会生成Ag和HNO3，pH值减小。
答案：A
[例题2]用石墨电极电解饱和CuSO4溶液，一段时间后断开电路，要使溶液恢复到电前的浓度应向其中加入适量的 （ ）
A．CuSO4 B．H2O C．CuO D．Cu(OH)2
解析：此题考查电解规律，用惰性电极电解CuSO4溶液，属于放氧生酸的电解类型，在阴极上有Cu析出，阳极上有O2放出，它们的物质的量之比为2：1。Cu与O的原子数之比为1：1，所以应加入CuO可恢复原状态。
答案：C
[例题3]用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液,当阴极上增重a g时,在阳极上同时产生b L氧气(标准状况)，从而可知M的相对原子质量为（ ）
A． B． C． D．
解析：根据电解规律先列出物质间的对应关系式，设M的相对原子质量为Mr。
Mx＋~Xe－~ O2
Mr 22.4a
b
所以Mr= =
答案：C
[例题4]用惰性电极实现电解，下列说法正确的是 （ ）
A．电解稀硫酸，实质上是电解水，故溶液pH不变
B．电解稀NaOH溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1 ：1
D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1 ：1
解析：用惰性电极电解稀H2SO4 稀NaOH及Na2SO4溶液时，由这些溶液中存在的阴、 阳离子及放电顺序知，电解池的阴极上发生的反应都是2H＋＋2e－===H2↑，阳极上的反应都是4OH－—4e－===2H2O＋O2↑；在水溶液中水自身微弱电离而建立平衡：H2O H＋＋OH－，稀硫酸电解时，阳极放电的OH－ 是由水电离产生的，OH－ 消耗必产生等物质的
量的H＋留在溶液中，反应当NaOH溶液电解时，阴极放电的H＋由水电离产生，放电消耗掉H＋，水必电离出等物质的量的OH－ 留在溶液中；Na2SO4溶液电离时阴、阳两极放电的H＋、OH－ 都是由水电离产生的，因而这三种溶液电解，实质都是电水解。但是，随稀硫酸 、稀NaOH溶液中的水被水解，硫酸、NaOH溶液的浓度会逐渐变大，故硫酸溶液pH会减小，NaOH溶液pH会增大，A、B都有错。另外电解时同一电解池的两极上通过的电子物质的量必相同（电子得失守衡），电解水时，4e－~O2 ~2H2，阴、阳两极产生的H2、O2
物质的量之比为2 ：1，C项也错。当电解CuCl2溶液时，由于溶液中Cu2＋先于H＋放电，Cl－先于OH－放电，故电解方程式为：CuCl2Cu↓（阴极产物）＋Cl2↑（阳极产物），所以阴阳两极产物的物质的量之比为1 ：1。
答案：D
课 堂 精 练
1、下列叙述中不正确的是 （ ）
A．电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应。
B．原电池跟电解池连接后，电子从电池负极流向电解池阳极
C．电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应
D．电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气
解析：跟电池负极相连的电极为阴极，阴极上发生还原反应，阳极上发生氧化反应。
答案：B
2、用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液一段时间后，向剩余电解质溶液中加入适量水，能使溶液完全恢复到电解前浓度的是 （ ）
A．AgNO3 B．Na2SO4 C．CuCl2 D．H2SO4
解析：电解该物质的溶液相当于电解水时才能符合要求。
答案：BD
3、用惰性电极电解V L MSO4的水溶液，当阴极上有m g金属析出（阴极上无气体产生）时，阳极上产生x L气体（标准状况）同时溶液的pH值由原来的6.5变为2.0（设电解前后溶液体积不变）。则M的相对原子质量的表示式为 （ ）
A． B． C． D．
解析：2MSO4＋2H2O 2M＋O2↑＋2H2SO4，可从以下两个方面计算：
⑴阳极生成的x L气体为O2，则转移电子守恒可知n(M)=2n(O2)= = mol，
M的摩尔质量为 = g·mol－1(D正确)
⑵反应中生成n（H2SO4）＝ n(H＋)= ×0.01 mol·L－1·V L= mol
n(M)=n(H2SO4)= V mol,M的摩尔质量为 = g·mol－1(B正确)。
答案BD
4、用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液250 ml，经过一段时间后，两极各得到11.2 L（标准状况）的气体。则原溶液中NaCl的物质的量浓度不可能为 （ ）
A．0.5 mol·L－1 B．1 mol·L－1 C．1.5 mol·L－1 D．4mol·L－1
解析：阴极析出Cu和H2，可见H2为11.2 L，阳极析出Cl2和O2，V（Cl2）＋V（O2）=11.2L
∴n(Cl－)＜1 mol c(Cl－)＜4 mol/L。
答案：D
5、有一硝酸盐晶体，化学式为M(NO3)x·nH2O，经测定相对分子质量为242，将2.42 g该晶体溶于水配成200 mL溶液，将此溶液置于装有惰性电极的电解池中进行电解，若有0.02 mol电子转移给金属离子时，溶液中金属离子全部析出，经称量阴极增重0.64 g，试计算：
（1）金属M的相对原子质量以及x和n值；
（2）若电解时溶液体积变化可忽略不计，则电解后溶液的pH是多少？
解析：Mx＋＋Xe－ === M n(Mx＋)=0.01 mol
0.01 mol Mx＋转移0.02 mol e－ ∴x=2
且0.01 mol M2＋为0.64 g ∴M的相对原子质量为64
答案：（1）x=2，n=3。M的相对原子质量为64。
（2）pH=1
6、电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池。装有电解液a；X、Y是两块电板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：
（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴几滴酚酞试液，则
①电解池中X极上的电极反应式为
在X极附近观察到的现象是 。
②Y电极上的电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法是
。
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
①X电极材料是 ，电极反应式为
②Y电极的材料是 ，电极反应式为
（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
解析：与电源正极相连的电极为阳极，发生氧化反应；与电源负极相连的电极为阴极，发生还原反应；分析题意，X作阴极，溶液中的H＋在X极放电，产生H2，电极反应为2H＋＋2e－ H2↑，由于H＋的减小，破坏水的电离平衡，使X极附近存在大量OH－溶液中现象为溶液变红色。Y作阳极，发生的反应为2Cl－－2e－ Cl2↑，利用湿润的KI一淀粉试纸变蓝色，可以检验Cl2的存在。
（2）若用电解方法，精炼粗铜，即得到纯度更高的铜单质；电解质溶液中必须含有Cu2＋，发生Cu2＋＋2e－ 还Cu，还原反应；要求电极材料，X极为纯铜，Y极材料为粗铜，电极反应式为Cu－－2e－ Cu2＋氧化反应。
答案：（1）①2H＋＋2e－ H2↑，放出气体，溶液变红。②2Cl－－2e－ Cl2↑，把湿润的碘化钾淀粉试纸，放在Y电极附近，试纸蓝。
（2）①纯铜 Cu2＋＋2e－ Cu；②粗铜 Cu－2e－ Cu2＋
第三节 胶体的性质及其应用
考 纲 要 求
1．掌握溶液、悬浊液、乳浊液、胶体的概念，区别及鉴别它们的方法。
2．了解胶体的分类、制备、提纯方法。
3．了解胶体的主要性质，了解胶体知识在生活、社会中的应用。
4．学会几种胶体的制备方法。
知 识 回 顾
一、分散系
1．概念
一种或几种物质以粒子形式分散到另一种物质里所形成的混合物，统称为分散系。分散系中分散成粒子的物质叫做分散质，另一种物质叫分散剂。
2． 分散系的比较
分散系 溶液 胶体 浊液
分散质微粒的直径 ＜1 nm 1 nm~100 nm ＞100 nm
分散质微粒 分子、离子 分子集合体或离分子 分子集合体
实例 NaCl溶液 Fe(OH)3胶体 泥浆
性质 外观 均一、透明 均一、透明 不均一、不透明
稳定性 好 较好 差
能否透过滤纸 能 能 否
能否透过半透膜 能 否 否
二、胶体
1、定义：分散质微粒直径在1 nm~100 nm之间的分散系叫做胶体；胶粒直径的大小是胶体的本质特征。
2、分类
（1）按分散剂状态的不同分为：a溶液胶，如：AgI胶体；b固溶胶，如：烟水晶；c气溶胶，如：烟、云、雾。
（2）按分散质不同可分为：a分子胶体，如：淀粉溶液；b粒子胶体，如：Fe(OH)3胶体。
3、性质有：a丁达尔现象区别胶体和其他分散系）b电泳现象；c凝聚、d布朗运动、
4、使胶体凝聚的方法有：
a加电解质溶液、b加入含带相反电荷胶粒的胶体、c加热等
5、胶体的制备和提纯
（1）Fe(OH)3胶体：将1~2 mL FeCl3饱和溶液滴入20 mL沸水中至溶液显红褐色。
FeCl3＋3H2O Fe(OH) 3 (胶体)＋3HCl
(2)AgI胶体：将0.01 mol·L－1 AgNO3溶液8~10滴逐滴加入10 mL 0.01 mol/L KI溶液中，边滴边用力振荡。
AgNO3＋KI AgI（胶体）＋KNO3
注意：滴加顺序不同，AgI胶粒所带电荷不同，本方法KI过量，AgI胶体微粒吸附I－，带负电荷。若反向滴加，AgNO3过量，则AgI胶体微粒吸附Ag＋带正电荷。
（3）硅酸胶体：将1 mL水玻璃加到5~10 mL1 mol/L盐酸中，边滴加边振荡。
Na2SiO3＋2HCl H2SiO3（胶体）＋2NaCl
（4）提纯：用渗析法，利用胶粒不能透过半透膜的性质将胶体进行提纯。
三、胶体微粒所带的电荷
1、胶体微粒比表面积大，具有很强的吸附作用，可吸附胶体中的阴、阳离子而带电。
（1）一般说来，金属氢氧化物、金属氧化物的胶粒吸附阳离子，胶体微粒带正电荷；非金属氧化物、金属的硫化物的胶体微粒吸附阴离子，胶体微粒带负电荷。
（2）同一溶胶微粒带有同种电荷，具有静电斥力，这是胶体稳定的主要原因，布朗运动是使胶体稳定的次要原因。
（3）胶体的电荷是指胶体微粒带有电荷，而不是胶体带电荷，整个胶体是电中性的；胶粒带正电荷的胶体：Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、AgX胶体（AgNO3过量、X一表示Cl、Br、I）；胶粒带负电荷的胶体：酸胶体、土壤胶体、As2S3胶体、AgI胶体（KI过量）。
2、胶体的性质、制备、提纯、聚沉方法
内容 主要应用举例
性质 丁达尔效应 一束光通过胶体时产生一条“光路” 鉴别溶胶和溶液
布朗运动 胶粒在胶体中作不停地无规则运动
电泳 胶粒在外加电场作用下做定向移动（胶粒带电：例Fe(OH)3胶粒带正电，H2SiO3胶粒带负电） 工厂除尘
聚沉 聚沉方法：加热、加入电解质、加入带相反电荷的胶体 必要时需破坏胶体
制备 水解法 Fe3＋＋3H2O △ Fe(OH)3(胶体)＋3H＋ 除这两种方法外，还有溶液法（如制定粉胶体和蛋白质胶体）和机械法（如制碳素墨水）等
复分解法 Ag＋＋I－==AgI(胶体)(稀溶液、振荡)SiO＋2H＋＋H2O==H4SiO4（胶体）（注意试剂混合顺序）
聚沉方法 加热 加速胶粒运动，使之易于聚集成大颗粒 如：制豆腐、工业制肥皂，解释某些自然现象，如江河入海口形成沙洲
加入电解质 中和胶粒所带电荷、使之聚结成大颗粒
加入带相反电荷的胶体 互相中和电性，减小同种电性的相互排斥而使之聚在大颗粒
提纯 渗析 由于胶粒较大不能透过半透膜，而离子、小分子较小可透过半透膜，用此法将胶体提纯 用于将胶体粒子和溶液离子分开
3、胶体的应用
①石膏、盐卤制豆腐 ②明矾净水原理
③土壤保肥作用 ④血液透析原理，血清纸上电脉
⑤医学上利用高度分散的胶体来检验或治疗疾病
⑥制有色玻璃，金属、陶瓷材料的改进
⑦国防上某些火药、炸药需制成胶体
⑧冶金工业选矿、原油脱水、塑料、橡胶及合成纤维的制造
⑨建筑业中水泥的凝固
⑩海河交界处易形成的三角洲等
典 型 例 题
[1]下列变化是物理变化的是 （ ）
A．氧气在放电条件下变成臭氧（O3） B．明矾净水
C．氢氧化铁胶体中加入硫酸钠产生沉淀 D．无水CuSO4在空气吸水
解析：A同素异形体之间的变化属于化学变化；B明矾净水是因为其在水中电离出的Al3＋水解生成Al(OH)3胶体的原因，所以这一步是化学变化；C胶体聚沉前后其化学成分并没有改变，属于物理变化；D物质失去或得到结晶水的变化属于化学变化。
答案：C
[例2]下列说法正确的是 （ ）
①泥浆中泥沙是溶质，水是溶剂；②常用医用酒精中水是溶质，酒精是溶剂；③凡是分散用质能透过半透膜的分散系即属于胶体；④胶体的凝聚属于物理过程；⑤豆腐属于凝胶；⑥烟水晶、有色玻璃属于胶体；⑦电泳是胶体带电的前提条件；⑧碘酒属于胶体
A．①②④⑤⑧ B．②④⑤⑥ C．除③⑧都正确 D．全不正确
解析：泥浆不是溶液；能通过半透膜的是溶质的粒子而不是胶体的粒子；由于胶体带电，在电场的作用下才能电泳；碘酒是碘的酒精溶液，不是胶体。
答案：B
[例3]下列关于胶体的说法中正确的是 （ ）
A．胶体外观不均匀 B．胶粒做不停的、无秩序的运动
C．胶粒不能通过滤纸 D．胶体不稳定，静置后容易产生沉淀
解析：胶粒可以透过空隙较大的滤纸，但不能透过空隙较小的半透膜。胶体是比较稳定的分散系，要使其凝聚沉淀下来一般要有以下三个条件之一：⑴加强电解质；⑵加入带相反电荷的另一种胶体；⑶长时间加热。
答案：B
[例4]胶体溶液区别于其他分散系的本质特点是 ，制备Fe(OH)3胶体的化学反应方程式是 ，制备中使用沸水的原因是 。
解析：实验室制备Fe(OH)3胶体的反应原理是利用FeCl3的水解反应，当把FeCl3饱和溶液滴加到沸水中时，随着溶液的稀释和温度的迅速升高，使Fe3＋的水解平衡迅速向右移动，水解生成的Fe(OH)3的许多分子聚集在一起，形成直径在1 nm~100 nm之间的Fe(OH)3胶体粒子。
答案：分散质粒子直径在1 nm~100nm范围 FeCl3＋3H2O（沸） Fe(OH)3(胶体)＋3HCl 促进Fe3＋水解，迅速生成Fe(OH)3胶体。
课 堂 精 练
1、将淀粉－KI混合溶液放在半透膜中，浸泡在盛蒸馏水的烧杯中，过一段时间后，取杯中液体进行实验，能证明半透膜破损的是 （ ）
A．加碘水变蓝色 B．加碘水不变蓝色
C．加AgNO3溶液产生黄色沉淀 D．加入氯水变蓝色
解析：淀粉溶液是胶体，不能通过半透膜，不会到外面的溶液中，若半透膜破损，则淀粉漏到外面的溶液中，遇碘水变蓝色。
答案A
2、在实验中手不慎被玻璃划破，可用FeCl3溶液应急止血，其主要原因可能是（ ）
A．FeCl3溶液具有杀菌消毒作用
B．FeCl3溶液能使血液胶体聚沉
C．FeCl3溶液能产生Fe(OH)3沉淀堵住伤口
D．FeCl3能使血液发生化学变化
解析：FeCl3溶液因水解产生FeOH)3胶体，其胶粒带正电荷，而血液胶体的胶粒带负电荷，两者相遇会发生聚沉使伤口（血管断面）堵住而起到止血作用。
答案：B
3、下列操作中，不发生“先沉淀后溶解”现象的有 （ ）
①向饱和Na2CO3溶液中通过量CO2；②向Fe(OH)3胶体中逐滴滴入过量稀H2SO4；③向AgI胶体中逐滴加入过量稀HCl；④向石灰水中通入过量CO2；⑤向硅酸钠溶液中逐滴滴入过量稀HCl
A．①②③ B．②③⑤ C．①②③⑤ D．①③⑤
解析：①饱和NaCO3中通CO2会产生溶解度更小的NaHCO3晶体，NaHCO3晶体不溶于过量CO2；②Fe(OH)3胶体滴加稀H2SO4时，Fe(OH)3胶粒所带正电荷会被H2SO4电离出的SO中和而聚沉，当H2SO4过量时，弱碱Fe(OH)3会溶解在强酸H2SO4中形成可溶的Fe2(SO4)3；③AgI胶体遇HCl（电解质）而聚沉且不再溶于过量HCl中；④Ca(OH)2开始与少量CO2形成CaCO3沉淀，当CO2过量时，CaCO3又与CO2生成可溶性的Ca(HCO3)2；⑤硅酸胶体遇HCl（电解质）而聚沉，且不再溶于过量HCl中。
答案D
4、用下列方法制备胶体：①0.05 mol·L－1BaCl2溶液和等体积2 mol·L－1H2SO4溶液相混合并振荡；②把1 mL饱和FeCl3溶液逐滴加入20 mL沸水中，边加边振荡；③把1 mL水玻璃加入10 mL 1 mol·L－1盐酸中，用力振荡，可行的是 （ ）
A．只有①② B．只有①③ C．只有②③ D．①②③
解析：①中H2SO4浓度太高，故只有BaSO4沉淀产生，不能制备胶体；
②可制得Fe(OH)3胶体，利用FeCl3的水解原理：
FeCl3＋3H2O Fe(OH)3（胶体）＋3HCl；
③可制得H2SiO3胶体，其化学原理是：Na2SiO3＋2HCl H2SiO3（胶体）＋2NaCl
答案：C
5、在Fe(OH)3胶体溶液中，逐滴加入HI稀溶液，会出现一系列变化。
⑴先出现红褐色沉淀，原因是 。
⑵随后沉淀溶解，溶液呈黄色，写出此反应的离子方程式
⑶最后溶液颜色加深，原因是 ，此反应的离子方程式是 。
⑷用稀盐酸代替HI稀溶液，能出现上述哪些相同的变化现象 （写序号）
解析：HI既有酸性又有强还原性，I－能使Fe(OH)3胶粒聚沉,H＋使其溶液，生成的Fe3＋又能氧化I－成I2；而HCl只能使聚沉→溶解。
答案：⑴加入电解质后，使胶体聚沉
⑵Fe(OH)3＋3H＋ Fe3＋＋3H2O
⑶有I2生成2Fe3＋＋2I－ I2＋2Fe2＋
⑷：⑴、⑵
第六章 电化学及胶体
第一节 原电池原理及其应用
班，学号 ，姓名
一、选择题（每题只有一个选项符合题意，每题5分共50分）
1、有X、Y、Z、W四种金属，已知X(OH)3的碱性大于Y(OH)3，X3＋可使Z氧化，W可与热水反应产生H2，X不能与热水反应，把X的金属片插入稀硫酸，让金属丝Z与X接触，则X的溶解速率加快，这四种金属活动性强弱的关系一定是 （ C ）
A．X＞Y B．Z＞Y C．W＞Z D．Z＞X
2、下列关于实验现象的描述不正确的是 （ C ）
A．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
B．用锌片作阳极，铁片作阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌
C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快
3、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为：
2Ag＋Zn(OH)2Ag2O＋Zn＋H2O
在此电池放电时，负极上发生反应的物质是 （ D ）
A．Ag B．Zn(OH)2 C．Ag2O D．Zn
4、把金属M放入盐N(NO3)2溶液中,发生如下反应：M＋N2＋==M2＋＋N，以下叙述正确的是 （ A ）
A．常温金属M和N都不跟水反应
B．M和N用导线连接放入稀硫酸中，一定构成原电池，且N极上有H2放出
C．M和N用导线连接并平行放入N(NO3)2溶液中，一定构成原电池
D．由M和N构成的原电池，M一定是正极，且N上一定产生H2
5、可以将反应Zn＋Br2 ZnBr2设计成蓄电池，下列4个电极反应①Br2＋2e－ 2Br－②2Br—2e－ Br2 ③Zn—2e－ Zn2＋ ④Zn2＋＋2e－ Zn
其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的分别是 （ A ）
A．②和③ B．②和① C．③和① D．④和①
6、有一种原电池，它的一个电极材料是NiO2（在碱中NiO2氧化性比O2更强，还原产物是＋2价的镍的化合物），另一电极是铁，电解质溶液是21%的氢氧化钾溶液。下列对电池的叙述和有关反应正确的是 （ A ）
A．此电池必须密封，防止空气进入
B．铁是负极，放电时，铁失电子变成能自由移动的Fe2＋，负极反应是：Fe—2e－→Fe2＋
C．放电时，正极反应是：2H＋＋2e－→H2↑
D．放电时，正极反应是：NiO2＋2e－→Ni2＋＋2O2－
7、通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞（亚汞的化合价为＋1价）溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n（硝酸银）：n（硝酸亚汞）=2：1下列表述正确的的是 （ D ）
A．在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n（银）：n（汞）=2 ：1
B．在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等
C．硝酸亚汞的分子式是HgNO3
D．硝酸亚汞的分子式是Hg2(NO3)2
8、实验室用铅蓄电池作民源电解饱和食盐水制氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极Pb—2e－＋SO PbSO4，正极PbO2＋4H＋＋SO＋2e－ PbSO4＋2H2O，今若制得氯气0.05 mol，这时电池内消耗的硫酸的物质的量至少是 （ C ）
A．0.025 mol B．0.05 mol C．0.10 mol D．0.20 mol
9、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是（1/2）H2＋NiO(OH)Ni(OH)2。根据此反应式判断，下列叙述正确的是 （ C ）
①电池放电时，电池负极周围溶液的pH值不断增大；②电池放电时，镍元素被氧化；③电池充电时，氢元素被还原；④H2在负极放电
A．②③ B．①③ C．③④ D．②④
10、目前人们正研究开发一种高能电池——钠硫电池，它是以熔融的钠、硫为两极，以Na＋导电的β—Al2O3陶瓷作固定电解质，反应如下：2Na＋xSNa2Sx，
以下说法正确的是 （ D ）
A．放电时，钠作正极，硫作负极
B．充电时，钠极与外电源正极相连
C．放电时，钠极发生还原反应
D．充电时，阳极发生的反应是S—2e－ xS
二、填空题（共50分）
11、剪约6 cm长2 cm宽的铜片，铝片各一片，分别用接线柱平行地固定在一块塑料板上（间隔2 cm），将铜 与铝片分别和电流表的“＋”“－”端相连接，电流表指针调到中间位置。取两个50 mL的小烧杯，在一个烧杯中注入约40 mL的浓硝酸，在另一烧杯中注入40 mL 0.5 mol/L的硫酸溶液。请试图回答下列问题：
（1）两电极同时插入稀硫酸中，电流表指针偏向 铝 （填“铝”或“铜”）极，铝片上电极反应式为 Al－3e－=Al3＋
（2）两电极同时插入浓硝酸时，电流表指针偏向 铜 （填“铝”或“铜”）极，此时铝是 正 （填“正”或“负”）极，铝片上的电极反应式为 NO＋2H＋＋e－ NO2↑＋H2O
12、科学家预言，燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径，一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作电极，在硫酸电解液中直接加入净化后的甲醇，同时向一个电极通往空气，回答如下问题：
（1）配平电池放电时发生的化学反应方程式
（2） 2 CH2OH＋ 3 O2→ 2 CO2＋ 4 H2O
（2）在硫酸电解液中，CH3OH（C为负二价）失去电子。此电池的正极发生的反应是 O2＋4H＋＋4e－ 2H2O，负极发生的反应是 CH3OH＋H2O－6e－ CO2＋6H＋
（3）电解液中的H＋离子向 正 极移动；向外电路释放电子的电极是 负极 。
（4）比起直接燃烧燃料产生电力，使用燃料电池有许多优点，其中主要有两点：首先燃料电池的能量转化效率高，其次是 减少污染 。
（5）甲醇燃料电池与氢氧燃料电池相比，其主要缺点是甲醇燃料电池的输出功率较低，但其主要优点是 甲醇比H2廉价 。
13、由铜片、锌片和200 mL稀硫酸组成的原电池中，若锌片发生电化腐蚀，当铜片上放出3.36 L（标准状况）气体时，硫酸恰好全部作用完。试计算：
1、产生这些气体消耗了多少克锌？（9.75g）
2、有多少个电子通过了导线？（1.806×1023个）
3、200 mL稀硫酸的物质的量浓度是多少？（0.75 mol/L）
参考答案：
1C 2C 3D 4A 5A 6A 7D 8C 9C 10D
第六章 电化学及胶体
第二节 电解原理及应用
班 学号 姓名
一、选择题（每题只有一个选项符合题意，每题5分共50分）
1、用石墨电极电解饱和CuSO4溶液，一段时间后断开电路，要使溶液恢复到电解前的浓度应向其中加入适量的 （C）
A．CuSO4 B．H2O C．CuO D．Cu(OH)2
2、某电解池内盛有CuSO4溶液，插入两根电极，接通直流电原后，欲达到如下要求：①阳极质量不变；②阴极质量增加；③电解液pH值减小，则应选用的电极是 （A）
A．阴阳两极都有石墨 B．铜作阳极，铁作阴极
C．铁作阳极，铜作阴极 D．铂作正极，铜作负极
3、某溶液中含有两种溶质NaCl与H2SO4，它们的物质的量之比为3 ：1。用石墨作电极电解该混合溶液时，根据电极产物，要明显分为三个阶段，下列叙述不正确的是 （D）
A．阴极自始至终只极出H2 B．阳极先析出Cl2，后析出O2
C．电解最后阶段为电解水 D．溶液pH值不断增大，最后为7
4、在水中加入等物质的量的Ag＋、Pb2＋、N、SO、NO、Cl－，该溶液放在用惰性材料作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化物与还原产物的质量比为 （ C ）
A．35.5 ：108 B．16 ：207 C．8 ：1 D．108 ：35.5
5、用惰性电极电解M（NO3）x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L氧气（标准状况），从而可知M的相对原子质量为 （C）
A． B． C． D．
6、在1 L K2SO4和CuSO4的混合溶液中，c（SO）=2.0 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L（标准状况）气体，则原溶液中K＋物质的量浓度为 （A）
A．2.0 mol·L－1 B．1.5 mol·L－1 C．1.0 mol·L－1 D．0.5 mol·L－1
7、在外界提供相同电量的条件下，Cu2＋或Ag＋分别按Cu2＋＋2e－→Cu或Ag＋e－→Ag在电极上放电，若析出铜的质量为1.92g，则析出银的质量为 （ B ）
A．16.2 g B．6.48 g C．3.24 g D．12.96 g
8、用铂电极电解CuSO4溶液，当Cu2+浓度降至一半时停止通电，若使CuSO4溶液恢复原浓度，原体积，应加入适量适当的物质是 （ B ）
A．CuSO4 B．CuO C．Cu（OH）2 D．CuSO4·5H2O
9、以铁为阳极，铜为阴极对足量NaOH溶液电解，一段时间得到了共2 mol Fe(OH)3固体。那么此间共消耗了水 （ C ）
A．3 mol B．4 mol C．5 mol D．6 mol
10、CuI是一种白色难溶于水的固体。以石墨作阴极，铜为阳极组成电解池。含酚酞和KI淀粉溶液作电解液，电解开始一段时间，阴极区溶液变红，阳极区溶液仍为无色。电解相当长时间后，阳极区才呈深蓝色。则电解开始阶段的电极反应为 （ B ）
A．阳极：Cu—2e－ Cu2＋ 阴极：Cu2＋＋2e－ Cu
B．阳极：2Cu＋2I—2e－ 2CuI 阴极：2H＋＋2e－ H2↑
C．阳极：2I—2e－ I2 阴极：2H＋＋2e－ H2↑
D．阳极：4OH－—4e－ 2H2O＋O2↑ 阴极：4H＋＋2e－ H2↑
二、填空题（共50分）
11、如图为相互串联的甲乙电解池，试回答：
（1）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A是 阴 极，材料 纯铜 ，电极反应为 Cu2＋＋2e－==Cu ，B是 阳 极，材料 粗铜 ，电极反应为 Cu—2e－==Cu2＋ ，电解质溶液为 CuSO4或CuCl2溶液。
（2）乙池中若滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，Fe极附近呈 红色 。
（3）若甲槽阴极增重12.8 g，则乙槽阳极放出气体在标准状况下的体积为 4.48 L .
（4）若乙槽剩余液体为400 mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为 1 mol/L ，pH为 14 。
12、处理含Cr2O的酸性工业废水用以下方法：①往工业废水中加入适量的氯化钠；②用铁为电极进行电解，经一段时间后有Cy(OH)2和Fe(OH)3沉淀产生；③过滤回收沉淀，废水达到热电厂放标准，试回答：
（1）电解时的电极反庆，阳极：Fe6—2e－ Fe2＋ ，阴极 2H＋＋2e－ H2↑ 。
（2）写出Cr2O转变为Cr3＋的离子反应方程式 Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋
2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O 。
（3）电解过程中Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀产生的原因是 由于阴极H＋放电，破坏了水的电离平衡，产生的OH－与溶液中Cr3＋、Fe3＋形成Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀。
（4）能否将铁电极改石墨电极？为什么？
答：不行，因为用石墨电极，阳极产生Cl2，得不到Fe2＋，缺少还原剂，不能使用Cr2O还原成Cr3＋，最终不能生成Cr(OH)3沉淀而除去。
13、从H＋、Cu2＋、Na＋、SO、Cl－五种离子中两两恰当地组成电解质，按下列要求进行电解：
（1）以碳棒为电极，使电解质质量减少，水量不变进行电解，则采用的电解质是 CuCl2、HCl 。
（2）以碳棒为电极，使电解质质量不变，水量减少进行电解，则采用的电解质是 H2SO4、Ns2SO4。
（3）以铂为电极，使电解质和水量都减少进行电解，则电解质是 CuSO4、NaCl 。
第六章 电化学及胶体
第三节 胶体的性质及应用
班 学号 姓名
一、选择题
1、下列溶液不具有西达尔效应的是 （C）
A．C17H35COONa溶液 B．珂罗酊
C．碘的CCl4溶液 D．蛋白质溶液
2、已知As2S3胶体与Al(OH)3胶体溶液相混合时，会析出As2S3和Fe(OH)3的混合沉淀。由此可知 （B）
A．As2S3胶粒带正电荷 B．As2S3胶粒电泳时向阴极移动
C．As2S3胶粒带负电荷 D．无法判断
3、不能用有关胶体的观点解释的现象是 （C）
A．制肥皂时向皂化锅内加入食盐细粒
B．0.01 mol/L AgNO3溶液中滴入相同浓度NaI溶液，看不到黄色沉淀。
C．在NaF溶液中滴入AgNO3溶液看不到沉淀
D．同一钢笔同时使用不同牌号的墨水易发生堵塞
4、将某溶液逐滴滴入Fe(OH)2胶体内，开始时产生沉淀，继续滴加时沉淀又溶解，该溶液是 （A）
A．2 mol·L－1 H2SO4溶液 B．2 mol·L－1NaOH溶液
C．2 mol·L－1MgSO4溶液 D．硅酸溶液
5、下列事实与胶体知识有关的是 （D）
①用盐卤点豆腐；②水泥的硬化；③用明矾净水；④河海交接处可沉积成沙州；⑤制肥皂时在高级脂肪酸钠、某油和水形成的混合物中加入食盐，析出肥皂
A．①②③ B．②③④ C．①③⑤ D．全部都是
6、某种胶体在电泳时，它的胶粒向阳极移动。在这种胶体中分别加入下列物质：①蔗糖溶液；②硫酸镁溶液；③硅酸胶体；④氢氧化铁胶体，不会发生聚沉的是 （A）
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
7、下列含N量相同的氮肥施用在土壤中效果最差的应是 （C）
A．NH4Cl B．(NH4)2SO4 C．NH4HO3 D．NH4HCO3
8、将淀粉浆和淀粉酶的混合物放入玻璃纸袋后，扎好袋口，浸入流动的温水中。相当一段时间后，取袋内液体分别与碘水、新制Cu(OH)2（加热）和浓HNO3（微热）作用，其现象分别是 （C）
A．显蓝色、无现象、显黄色 B．显蓝色、红色沉淀、无现象
C．无现象、变黑色、显黄色 D．无现象、红色沉淀、无现象
9、向胶体中加入电解质能使胶体凝聚。使一定量的胶体溶液在一定时间内开始凝聚所需电解质的浓度（mol/L）称作“聚沉值”，电解持的“聚沉值”越小，则表示其凝聚能力越大，实验证明，凝聚能力主要取决于与胶粒带相反电荷的离子所带的电荷数，电荷数越大，凝聚能力越大，则向Fe(OH)3胶体中加入下列电解质时，其“聚沉值”最小的为
（ D ）
A．NaCl B．FeCl C．K2SO4 D．Na3PO4
10、氢氧化铁胶体稳定存在的主要原因是 （C）
A．胶粒直径小于1 nm B．胶粒做布朗运动
C．胶粒带正电荷 D．胶粒不能通过半透膜
二、填空题（50分）
11、有甲、乙、丙、丁四种液体，它们分别为Fe(OH)3胶体、硅酸溶胶、As2S3胶体、NaOH溶液。现将有关试验现象记录如下：
（1）电泳：甲液体的阳极周围颜色变线，阴极周围颜色变深；
（2）将一束光通过乙液体，无丁达尔现象；
（3）将乙慢慢加入到丙液中，先出现聚沉，后液体变清，则甲为 Fe(OH)3胶体，乙为NaOH溶液，丙为硅酸溶胶，丁为As2S3胶体。
12、将饱和氯化铁溶液滴入沸水时，液体变为 红褐 色，得到的是 Fe(OH)3胶体 ；反应的离子方程式是 Fe3＋＋3H2O===Fe(OH)3（胶体）＋3H＋；用此分散系进行下列实验：
（1）将其装入U型管内，用石墨做电极，接通直流电，通电一段时间后发现阴极附近的颜色 逐渐变深 ，这表明 Fe(OH)3胶粒带正电荷 ，这种现象称为 电泳 。
（2）向其中加入饱和的硫酸铵溶液发生的现象是 形成红褐色沉淀 ，原因是 电解质电离生成的阴离子SO中和了Fe(OH)3胶粒所带的正电荷，使胶粒聚集成较大的颗粒而形成沉淀 。
（3）向其中逐滴加入过量的稀硫酸，现象是 先形成红褐色沉淀，当继续滴加稀H2SO4时沉淀又逐渐溶解成棕黄色溶液 。原因是 H2SO4是强电解质，其中的SO中和Fe(OH)2胶粒所带正电荷，从而使其凝聚，当继续滴加时，H＋又将Fe(OH)3溶解为Fe3＋ 。
（4）提纯此分散系常常采用的方法叫 渗析 。
13．分别设计化学实验，用最佳方法证明明矾溶于水时发生的下列变化：（供选用的药品和仪器：明矾溶液、甲基橙试液、石蕊试液、 酚酞试液、pH试纸、氢氧化钠溶液、酒精灯、半透膜、电泳仪、聚光束仪）。
（1）证明明矾发生了水解反应 用pH试纸测明矾溶液的pH，pH＜7，证明溶液呈酸性 。
（2）证明其水解反应是一个吸热反应 加热溶液，用pH试纸测溶液的pH，pH减小。
（3）证明生成了胶体溶液 用聚光束仪的光束照溶液，有丁达尔现象。
第6章 电化学及胶体单元检测题
班 学号 姓名
一．选择题。（每小题仅有一个选项符合题意。每小题3分，共45分）
1、钢铁在酸性环境下发生腐蚀，不可能发生的反应是 （ ）
A．2H2O—4e=4H++O2↑ B．4H++O2+4e-=2H2O
C．2H++2e-=H2↑ D．Fe—2e-=Fe2+
2、下列叙述正确的是 （ ）
① 锌跟稀H2SO4反应制取氢气时，加入少量的硫酸铜溶液能加快反应速率
② 镀层破损后，白铁（镀锌）比马口铁（镀锡）更易腐蚀
③ 电镀时，应将镀件置于电解槽的阴极
④ 冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶中成为溶体后电解
A．①②③④ B．①③④ C．①③ D．②④
3、把铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2即可产生电流。称为燃料电池，下列叙述正确的是 （ ）
① 通CH4的电极是正极；② 正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-；③ 通CH4的电极反应式为CH4+2O2+4e-=CO2+2H2O；④ 负极的电极反应式是CH4+100H-+8e-=CO2-3+7H2O；⑤ 放电时深液中的阳离子向负极移动；⑥ 放电时溶液中的阴离子向负极移动。
A．①③⑤ B．②④⑥ C．④⑤⑥ D．①②③
4、实验室用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如下反应:负极Pb+SO2-4-2e-=PbSO4，正极PbO2+4H++SO2-4+2e-=PbSO4+2H2O，今若制得Cl2 0.050mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是 （ ）
A．0.025mol B．0.050mol C．0.10mol D．0.20mol
5、图4-8各容器中盛有海水,铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是 ( )
A．④＞②＞①＞③ B．②＞①＞③＞④
C．④＞②＞③＞① D．③＞②＞④＞①
6、下列事实与电化腐蚀无关的是 ( )
A．埋在地下的铁管比在地面上的更易腐
B．为保护海船的螺旋桨和船壳,往往在螺旋桨和船壳上镶入锌块
C．在空气中金属银的表面生成一层黑色物质
D．镀银的铁制品，镀层中分受损后，露出的铁面暴露在潮湿空气中更易腐蚀
7、下列说法中，正确的是 （ ）
①镀层破损后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易被腐蚀
②钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·nH2O ③锌和铁构成原电池时，铁作负极
④铅蓄电池中铜作负极，PbO2作正极，两极浸到稀H2SO4中
A．②④ B．①③ C．①②③ D．①②③④
8、在电解水时，常加入一些稀硫酸，其目的是 （ ）
A．使溶液酸性增强 B．使溶液中H+浓度增大
C．加快电解速度 D．使溶液的氧化性增强
9、关于原电池和电解池的叙述正确的是 （ ）
A．原电池中失去电子的电极为阴极
B．原电池的负极，电解池的阳极都发生氧化反
C．原电池的两极一定是由活泼性不同的两种金属反应
D．电解时电解池的阳极一定是阴离子放电
10、用含有少量银和锌的粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO4溶液作电解溶液，电解一段时间后，阳极质量减少了m g，则 （ ）
A．电解液质量增加m g B．阴极质量增加a g，a＞m
C．阴极质量增加m g D．阴极质量增加b g，b＜m
11、若在铜片上镀银时，下列叙述正确的是
①将铜片接在电池的正极上，②将银片接在电源的正极上，③在铜片上发生的反应是：Ag++e-=Ag，④在银片上发生的氧化反应是：4OH-—4e-=O2↑+2H2O，⑤需用CuSO4溶液，⑥需用AgNO3溶液作电解液 （ ）
A．①③⑥ B．②③⑥ C．①④⑤ D．②③④⑥
12、用石墨电极电解某酸、碱或盐的溶液时，在相同的条件下，阴阳两极收集到的气体的体积比是2：1，则下列结论正确的是 （ ）
A．阴极一定是H2，阴极一定是O2 B．电解后溶液的pH值一定变大
C．电解后溶液的pH值一定不变 D．电解后溶液的浓度一定变大
13、用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.15molCu（OH）2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移的电子数（ ）
A．0.60mol B。0.45mol C。0.30mol D。0.15mol
14、将淀粉浆和淀粉酶的混合物放入玻璃纸袋中，杂好，浸入流动的温水中，一段时间后，取袋内液体分别与碘水，新制氢氧化铜（加热）和浓硝酸（微热）作用，其现象可能是
（ ）
A．显紫色 黑色沉淀 显黄色 B。显蓝色 红色沉淀 无现象
C．无现象 黑色沉淀 显黄色 D。无现象 红色沉淀 无现象
15、将某溶液滴入Fe（OH）3溶胶内，开始时产生沉淀，继续滴加时沉淀又溶解，该溶液是 （ ）
A．2mol/L H2SO4溶液 B。2mol/L NaOH溶液 C。2mol/L MgSO4溶液 D。硅酸溶胶
二、填空题（本题包括5小题，共44分）
16、如图 ，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
（1）若试管液面上升，则空液呈 性，发生 腐蚀，
电极反应式：负极 ，正极 。
（2）若试管液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，
电极反应式：负极 ，正极 。
17、已知反应AsO3-4+2I-+2H+AsO3-3+I2+H2O是可逆反应。现设计如图实验装置，进行下述操作：
（1）向（B）烧杯中逐滴加入浓盐酸，发现微安表指针偏转；
（2）若改向（B）中滴加40%NaOH溶液，发现微安表向前
述相反方向偏转。试回答下列问题：
（1）两次操作中指针为什么偏转？ 。
（2）两次操作过程指针偏转方向为何相反？试用化学平衡理论解释
。
18、把锌片和铁片放入盛有稀食盐水和酚酞混合液的U形管中，如图所示，最终可在A极观察到溶液变红。
（1）A是原电池 ，
代表是锌和铁中的 。
（2）电极反应式和总反应式为
。
19、电解醋酸浓溶液，以铅做电极，在电解过程中，无沉淀产生，但电解效率逐渐下降，时[H+]也随之降低，随后停止电解，当向溶液加入H2SO4时，白色沉淀产生。
（1）极反应是 。
（2）电解总反应的方程式为 。
（3）若向电解前的溶液中加入PbSO4粉末，现象是
，离子反应方程式为： 。
20、在Fe（OH）3胶体溶液中，逐滴加入HI稀溶液，会出现一系列变化。
（1）先出现红褐色沉淀，原因是 。
（2）随后沉淀溶解，溶液呈黄色，写出此反应的离子方程式 。
（3）最后溶液颜色加深，原因是 ，此反应的离子方程式是 。
（4）用稀盐酸代替HI稀溶液，那出现上述哪些相同的变化现象 。（写序号）
三 计算题
21．（5分）、某温度下将一定量密度为1.15克/毫升的氯化钠溶液用惰性电极电解，设氯化钠恰好完全电解且无其它反应发生时，得到的溶液中氧元素的质量分数为80%，试计算：
（1）电解后溶液中溶质与溶剂的物质的量之比。
（2）原氯化钠溶液的物质的量浓度。
22．（6分）向8克二价金属的氧化物固体中加入稀硫酸，使其恰好完全溶解，已知所消耗的硫酸体积为100毫升，在所得溶液插入铂电极进行电解，通电一定时间后，在一个电极上收集到224毫升（标准状况）氧气，在另一个电极上得到1.28克该金属。
（1）根据计算确定金属氧化物的名称。
（2）计算通电后硫酸溶液的物质量浓度（溶液体积按100毫升计算）。
参考答案
一、选择题
1．A 2．B 3．B 4．C 5．A 6．A 7．A 8．C 9．B 10．B 11．B 12．A 13．B 14．C 15．A
二、填空题
16．（1）弱酸性或中性 吸氧 2Fe-4e-=2Fe2+ O2+2H2O+4e-=40H-
（2）酸 析氢 Fe-2e-=Fe2+ 2H++2e-=H2
17．（1）该反应将化学能转化为电能，形成电流
（2）随着[H+]改变，使化学平衡向不同方向移动，也就是发生了不同方向的反应。
（3）2I--2e-=I2 （4）AsO34-+H2O-2e-=AsO43-+2H+
18．（1）正 铁 （2）负极：2Zn-4e-=2Zn2+ 正极：2H2O+O2+4e-=4OH-
总反应方程式：2Zn+O2+2H2O=2Zn(OH)2
19．（1）阳极：Pb-2e-=Pb2+ 阴极：2H++2e-=H2↑（2）Pb+2HAc=（电解）H2↑+Pb(Ac)2 （3）白色沉淀产生 2HAc+PbSO4=Pb(Ac)2+2H++SO42-
20．（1）加入电解质后，使胶体凝聚 （2）Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O （3）有I2生成 2Fe3++2I-=2Fe2++I2 （4）（1）（2）
三 计算题
21、（1）1：10 （2）4.48mol/L
22、（1）氧化铜 （2）硫酸溶液的浓度为0.2mol/L。[请注意：224毫升（标准状况）氧气与1.28克相加不足8克，这说明MSO4还没有电解完全！
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