课题一 原电池
(时间：45分钟)
1．下列说法正确的是( )
A．构成原电池正极和负极的材料必须是金属
B．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原
C．实验室欲快速制取氢气，可利用粗锌与稀H2SO4反应
D．原电池可以把物质内部的能量全部转化为电能
解析 构成原电池电极的材料可以是导电非金属，如碳棒；电子流出的极为负极，发生氧化反应；粗锌可与稀H2SO4构成原电池加速反应的进行；原电池反应后，电极产物仍会具有一定的能量，故原电池不能把物质中的能量全部转化为电能。
答案 C
2．如图所示，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( )
A．②①③④⑤⑥ B．⑤④③①②⑥
C．⑤④②①③⑥ D．⑤③②④①⑥
解析 ①是铁发生电化学腐蚀。②③④均为构成原电池，由金属的活动性可知，③中铁作正极，受到保护；②、④中铁作负极受到腐蚀，由于Fe和Cu的金属活泼性相差较Fe和Sn的大，故Fe－Cu原电池中Fe被腐蚀更快。⑤⑥为电解池，⑤中铁作阳极，加快了Fe的腐蚀，⑥中铁作阴极受到保护。根据以上分析可知，铁其中被腐蚀由快到慢的顺序为⑤＞④＞②＞①＞③＞⑥。
答案 C
3．关于如图所示的原电池，下列说法正确的是( )
A．电子从锌电极通过电流计流向铜电极
B．盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移
C．锌电极发生还原反应，铜电极发生氧化反应
D．铜电极上发生的电极反应是2H＋＋2e－===H2↑
解析 由于锌比铜活泼，因此锌作负极失电子发生氧化反应，铜片上Cu2＋得电子发生还原反应，Cu2＋＋2e－===Cu。在原电池中阴离子向着负极移动，而阳离子向着正极移动，故只有A正确。
答案 A
4．上海世博会期间，氢氧燃料电池车进入世博园，园区内实现了公共交通“二氧化碳零排放”。下列说法中正确的是( )
A．CH4燃料电池车也能实现“二氧化碳零排放”
B．燃料电池正极发生氧化反应
C．通入氢气的一极为燃料电池的负极
D．氢氧燃料电池把H2和O2燃烧放出的热能转化为电能
解析 CH4燃料电池工作时能够生成CO2，A项错误；在燃料电池正极，O2得电子发生还原反应，B项错误；氢氧燃料电池把贮存在H2和O2内部的化学能转化为了电能，D项错误。
答案 C
5．铁是用途最广的金属材料之一。为探究铁的化学性质，某同学将盛有铁屑的试管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中(如图所示)。数天后，他观察到的现象是( )
A．铁屑不生锈，试管内液面上升
B．铁屑不生锈，试管内液面高度不变
C．铁屑生锈，试管内液面上升
D．铁屑生锈，试管内液面高度不变
解析 铁屑暴露在潮湿的空气中，发生电化学腐蚀，其电极反应为：负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，生成的离子继续反应：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3＋3H2O。由整个反应观察来看，最终铁屑表面会生成红色铁锈，由于反应消耗氧气，因此试管内水面上升，选C。
答案 C
6．如图，在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中电子流向如图所示。下列关于该装置的判断正确的是( )
A．外电路的电流方向为：X→外电路→Y
B．若两电极分别为Fe和碳棒，则X为Fe，Y为碳棒
C．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应
D．溶液中阳离子向X极移动，阴离子向Y极移动
解析 电子由负极流向正极，可知X为负极，发生氧化反应，Y为正极发生还原反应。电流流向与电子流向相反：Y→外电路→X，溶液中阳离子移向正极得电子。
答案 B
7．如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。下列说法不正确的是( )
A．电流由O2所在的铂电极流出
B．O2所在的铂电极处发生还原反应
C．该电池的负极反应式为：CH3CH2OH＋3H2O－12e－===2CO2↑＋12H＋
D．微处理器通过检测电流大小而计算出被测气体中酒精的含量
解析 燃料电池，燃料在负极反应，氧气在正极反应。A项，氧气在正极发生还原反应，电流由正极流向负极，A、B正确；由图可知负极反应物为CH3CH2OH(碳平均显－2价)，生成物为CH3COOH(碳平均显0价)，由质子交换膜可知溶液呈酸性，电极反应为：CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋，C项错误。
答案 C
8．依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。
请回答下列问题：
(1)电极X的材料是________；电解质溶液Y是________；
(2)银电极为电池的________极，发生的电极反应为___________________
______________________________________________________________；
X电极上发生的电极反应为_____________________________________；
(3)外电路中的电子是从________电极流向________电极。
解析 原电池中正极发生氧化反应，负极发生还原反应，盐桥起到平衡电荷的作用。由总反应方程式可知电极X的材料是铜，发生氧化反应，电解质溶液Y是可溶性银盐，常用硝酸银溶液。电极反应式表示为，负极：Cu－2e－===Cu2＋，正极Ag＋＋e－===Ag，电子由负极出发，经外电路流向正极。
答案 (1)铜(或Cu) AgNO3溶液 (2)正 Ag＋＋e－===Ag Cu－2e－===Cu2＋ (3)负(Cu) 正(Ag)
9．如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：
序号
内容
实验现象
1
常温下将铁丝放在干燥空气中一个月
干燥的铁丝表面依然光亮
2
常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时
铁丝表面依然光亮
3
常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月
铁丝表面已变得灰暗
4
常温下将潮湿的铁丝放在氧气流中一小时
铁丝表面略显灰暗
5
将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝表面已变得灰暗
6
将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝表面灰暗程度比实验5严重
回答以下问题：
(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序号)________；在电化学腐蚀中，负极反应是__________________________________________________；
正极反应是_________________________________________________。
(2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是_____________________。
(3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是__________________________
_______________________________________________(答两种方法)。
解析 (1)根据实验现象，3、4、5、6都发生了腐蚀且符合电化学腐蚀的条件，实验条件下主要是吸氧腐蚀。根据条件，实验2也应发生了电化学腐蚀，只是腐蚀的时间短不能看到罢了。
(2)比较实验1、3，可知湿度可以加快铁的锈蚀；比较实验2、4，可知较高浓度的O2会加速铁的锈蚀；比较实验4、5，可知较高的温度可加速铁的锈蚀；比较实验5、6，可知铁接触电解质溶液可大大加速铁的锈蚀。
(3)根据电化学原理防止铁的腐蚀：覆盖保护层可以阻断铁制品跟电解质溶液、潮湿空气的接触，无法形成原电池而不易腐蚀；牺牲阳极的阴极保护，是利用原电池原理，在钢铁制品的某一部位放置比铁活泼的金属，当形成原电池时该较活泼金属被腐蚀而保护了钢铁制品；改变金属的内部组织结构可以在形成原电池时Fe不做负极而被保护。
答案 (1)2、3、4、5、6 2Fe－4e－===2Fe2＋ O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)温度、O2、介质(湿度、电解质)
(3)牺牲阳极的阴极保护法、外加电流的阴极保护法(回答制不锈钢、加保护层等符合题意的都可以)
10．化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。
Ⅰ.氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行如图所示的实验(图中所用电极均为惰性电极)：
(1)对于氢氧燃料电池，下列叙述不正确的是________。
A．a电极是负极，OH－移向负极
B．b电极的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．电池总反应式为：2H2＋O22H2O
D．电解质溶液的pH保持不变
E．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
(2)上图右边装置中盛有100 mL 0.1 mol·L－1 AgNO3溶液，当氢氧燃料电池中消耗氢气112 mL(标准状况下)时，此时AgNO3溶液的pH＝________(溶液体积变化忽略不计)。
Ⅱ.已知甲醇的燃烧热ΔH＝－726.5 kJ/mol，在直接以甲醇为燃料的电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为_____________________________，
正极的反应式为______________________________________________。
理想状态下，该燃料电池消耗1 mol甲醇所能产生的最大电能为702.1 kJ，则该燃料电池的理论效率为________(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。
解析 Ⅰ.(1)C项反应条件不是点燃，C项错；随着燃料电池的不断反应，水越来越多，KOH溶液浓度逐渐减小，pH逐渐降低，故D错。
(2)右池为电解池，其电极反应为：阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，阴极：4Ag＋＋4e－===4Ag，当氢氧燃料电池中消耗氢气112 mL(标准状况下)时，转移电子为0.01 mol，右池中共消耗0.01 mol OH－，故生成0.01 mol H＋，c(H＋)＝＝0.1 mol·L－1，pH＝1。
Ⅱ.该燃料电池的理论效率＝×100%≈96.6%。
答案 Ⅰ.(1)CD (2)1
Ⅱ.CH3OH＋H2O－6e－===CO2↑＋6H＋
O2＋4H＋＋4e－===2H2O 96.6%
课题二 电解与电镀
(时间：45分钟)
1．下列说法正确的是( )
A．氯碱工业中，烧碱在阳极区生成
B．电解熔融氯化铝冶炼金属铝
C．电镀时，用镀层金属作阳极
D．将钢闸门与外电源正极相连，可防止其腐蚀
解析 A项，水中的H＋在阴极放电，剩下OH－，烧碱在阴极区生成，错误；B项，氯化铝是共价化合物，熔融状态不导电，错误；C项，电镀时，镀层金属作阳极，镀件作阴极，正确；D项，原电池防腐时，保护的金属作正极(牺牲阳极的阴极保护法)，错误。
答案 C
2．下列有关电解原理的说法正确的是( )
①电解是把电能转变为化学能
②电解是把化学能转变为电能
③电解质溶液的导电是化学变化，金属导电是物理变化
④不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现
⑤任何溶液被电解时，必然导致氧化还原反应的发生
A．①②③④ B．②③⑤
C．③④ D．①③④⑤
解析 电解是在电流的作用下，使不能自发反应的氧化还原反应发生，故电解完成的是电能变为化学能。同时电解质溶液的导电过程实质就是电解质溶液的电解过程，故电解质溶液的导电是化学变化。金属导电是物理变化。
答案 D
3．关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是( )
A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
解析 电解食盐水时发生的反应：阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑。阴极：2H2O＋2e－=== H2↑＋2OH－。总反应：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。对照分析选项，A错误；阳极附近的溶液中会溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后发生反应：Cl2＋2I－===I2＋2Cl－，溶液呈棕色，B正确；阴极附近产生大量的OH－，滴加酚酞后变红色，C错误；电解后生成NaOH，溶液呈碱性，D错误。
答案 B
4.电渗析法是一种利用A、B离子交换膜进行海水淡化的方法，其原理如图所示。已知海水中含Na＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO等离子，电极为惰性电极。下列叙述中正确的是( )
A．是原电池装置，把化学能转化为电能
B．是电解装置，只发生物理变化
C．左右池中得到淡水
D．A膜是阴离子交换膜，B膜是阳离子交换膜
解析 A项，该装置有外接电源，是电解池，错误；B项，电解过程发生化学反应，错误；a为阳极，水中的OH－放电，海水中的阴离子透过阴离子交换膜进入左池，b为阴极，水中的H＋放电，海水中的阳离子透过阳离子交换膜进入右室，所以左右两池得不到淡水，中间是淡水，C错误，D正确。
答案 D
5.探究电解精炼铜(粗铜含有Ag、Zn、Fe)和电化学腐蚀装置如图，下列叙述正确的是( )
A．精炼铜时，电解质为硫酸铜溶液，X电极反应为：Cu2＋＋2e－===Cu
B．精炼铜时，溶液中Ag＋、Zn2＋、Fe2＋浓度增大
C．X电极为石墨，Y电极为Cu，则铜受到保护
D．X电极为Fe，Y电极为Cu，则铁受到保护
解析 A项，精炼铜时，X为阳极，铜及比铜活泼的金属失电子，错误；B项，Ag的金属性弱于铜，不会在阳极放电，以沉淀形成阳极泥，错误；C项，Y为阴极，受到保护，正确；D项，X为阳极，铁作阳极，优先失电子，错误。
答案 C
6．关于下列装置的说法正确的是( )
A．装置①中盐桥内的K＋ 向CuSO4溶液移动
B．①是将电能转变成化学能的装置
C．若装置②用于铁棒镀铜，则N极为铁棒
D．若装置②用于电解精炼铜，溶液中Cu2＋保持不变
解析 装置①为原电池，将化学能转化为电能，Cu为正极，溶液中的Cu2＋得电子生成Cu，c(Cu2＋)减小，盐桥内的K＋移向CuSO4溶液补充电荷，A正确，B错误；C项，若铁棒镀铜，铁作阴极(M)，铜作阳极(N)，错误；D项，精炼铜，阳极除铜外还有比铜活泼的金属如Zn、Fe的溶解，而阴极只有Cu2＋放电，所以Cu2＋会减小，错误。
答案 A
7.如图所示，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中。 下列说法错误的是( )
A．仅K1闭合，铁棒上发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋
B．仅K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高
C．仅K2闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
D．仅K2闭合，电路中通过a mol电子时，两极共产生0.5a mol气体
解析 仅闭合K1，构成原电池，铁作负极，发生反应：Fe－2e－===Fe2＋，碳作正极，空气中的氧气得电子，电极反应方程式为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，A、B项正确；仅闭合K2，构成电解池，铁作阴极，发生反应：2H＋＋2e－===H2↑(2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－)，总反应为：2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－，转移电子数为2e－，当转移a mol电子时，两极共产生a mol 气体，C项正确，D项错误。
答案 D
8．电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，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，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
①电解池中X极上的电极反应式为________________________________。
在X极附近观察到的实验现象是_________________________________。
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电极的材料是________，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)
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，试纸变蓝色
(2)①纯铜 Cu2＋＋2e－===Cu ②粗铜 Cu－2e－===Cu2＋
9．电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0 ～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3 沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去(或撇掉)浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计如图所示装置示意图。
(1)实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的________。
A．BaSO4 B．CH3CH2OH
C．Na2SO4 D．NaOH
(2)电解池阳极发生了两个电极反应，其中一个反应生成一种无色气体，则阳极的电极反应式分别是：
Ⅰ.________________________________________________________；
Ⅱ.________________________________________________________。
(3)电极反应Ⅰ和Ⅱ的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是______________________________________________________________
______________________________________________________________。
(4)该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料作电极。为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环(见上图)。A物质的化学式是____________________________________________________________。
解析 (1)为了增强溶液的导电性，因此可选用易溶性强电解质溶液，排除A和B，考虑到题中要求电解时保持污水的pH在5.0～6.0之间，因此不能添加NaOH。
(2)电解时铁作阳极，因此主要发生Fe－2e－===Fe2＋，同时也发生副反应，即溶液中的OH－失电子被氧化生成O2。
(3)根据得失电子守恒和电荷守恒即可得离子方程式。
(4)由于原电池的负极产物有水生成，所以负极必有CO参加反应，同时根据碳元素守恒可知A必为CO2，负极反应式可表示为CH4＋4CO－8e－===5CO2＋2H2O。
答案 (1)C (2)Fe－2e－===Fe2＋ 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ (3)4Fe2＋＋10H2O＋O2===4Fe(OH)3↓＋8H＋ (4)CO2
10．认真观察下列装置，回答下列问题：
(1)装置B中PbO2上发生的电极反应方程式为____________________
_____________________________________________________________。
连接装置B、C的U形管中装填有含有琼脂的KCl饱和溶液，其作用是________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(2)装置A中总反应的离子方程式为________________________________
______________________________________________________________。
(3)若装置E中的目的是在Cu材料上镀银，则X为_________________
__________________________________________________，
极板N的材料为______________________________________________。
若装置E的目的是验证金属的电化学防腐，则极板N的材料为_____________________________________________________________。
(4)当装置A中Cu电极质量改变6 .4 g时，装置D中产生的气体体积为________L(标准状况下)。
解析 本题的关键是判断原电池，由盐桥可知B、C构成原电池。Pb作负极：Pb－2e－＋SO===PbSO4；PbO2作正极：PbO2＋2e－＋SO＋4H＋===PbSO4＋2H2O。A池中与PbO2相连的Cu为电解池的阳极：Cu－2e－===Cu2＋，Pt电极为阴极：2H＋＋2e－===H2↑，总反应为：Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑。装置E中电镀。镀层金属作阳极，镀件作阴极，M为阴极，为铜，N为阳极为银，溶液为AgNO3溶液。
答案 (1)PbO2＋4H＋＋SO＋2e－PbSO4＋2H2O 使装置A、B中的溶液连成通路
(2)Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑
(3)AgNO3 Ag 惰性电极(或石墨等不溶性惰性材料)
(4)4.48
专题测试(五)
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1．我国第五套人民币中的一元硬币材料为钢芯镀镍，依据你所掌握的电镀原理，你认为硬币制作时，钢芯应该做( )
A．正极 B．负极
C．阳极 D．阴极
解析 钢芯属于镀件作阴极，镀层金属作阳极。
答案 D
2．相同材质的铁在下列情形下最不易被腐蚀的是( )
解析 A、B、D均形成原电池使Fe腐蚀，而C中铁被均匀的铜镀层保护。
答案 C
3．电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是( )
A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细
B．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化
D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
解析 碳棒是惰性电极，因此不会被消耗，A错。选B中是将燃料的化学能转化为电能和部分热能，B错。选项D中太阳能电池的主要材料是硅而非二氧化硅。
答案 C
4．在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是( )
A．正极附近的SO离子浓度逐渐增大
B．电子通过导线由铜片流向锌片
C．正极有O2逸出
D．铜片上有H2逸出
解析 题给装置属于原电池装置，负极反应：Zn－2e－===Zn2＋，正极反应：2H＋＋2e－===H2↑，电子由负极流出经过外电路流向正极，为形成闭合回路，溶液中的阴离子向负极迁移，阳离子向正极移动。因此可知只有选项D正确。
答案 D
5．某小组进行电化学研究，甲同学设计如下图的装置图，乙同学利用甲的装置桌面其他的药品与材料，不能完成的实验是( )
A．使甲同学的正极变为负极
B．设计一个新的原电池
C．在碳电极上镀锌
D．使锌电极受到保护
解析 A项，将铜与石墨相连，以AgNO3溶液作电解质，铜为负极，正确；B项，铝－铜－AgNO3溶液、铝－铜－Cu(NO3)2溶液等均可以组成新的原电池，正确；C项，镀锌是电解池，错误；D项，锌与铝相连，锌作正极，受到保护，正确。
答案 C
6．(2016·北京理综，12)用石墨电极完成下列电解实验。
实验一
实验二
装置
现象
a、d处试纸变蓝；b处变红，局部褪色；c处无明显变化
两个石墨电极附近有气泡产生；n处有气泡产生；……
下列对实验现象的解释或推测不合理的是( )
A．a、d处：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
B．b处：2Cl－－2e－===Cl2↑
C．c处发生了反应：Fe－2e－===Fe2＋
D．根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜
解析 A项，a、d处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，氢氧根离子剩余造成的，正确；B项，b处变红，局部褪色，说明是溶液中的氯离子放电生成氯气同时与H2O反应生成HClO和H＋，Cl－－e－＋H2O===HClO＋H＋，错误；C项，c处为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，正确；D项，实验一中ac形成电解池，bd形成电解池，所以实验二中形成3个电解池，n(右面)有气泡生成，为阴极产生氢气，n的另一面(左面)为阳极产生Cu2＋，Cu2＋在m的右面得电子析出铜，正确。
答案 B
7．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，b极上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为( )
A．a＞b＞c＞d B．a＞c＞d＞b
C．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞a
解析 根据原电池原理，作为负极的活动性比正极金属的活动性强。电子流动方向是负极流向正极，电流方向与电子流动的方向相反，溶液中的H＋在正极上得电子生成H2，因此可依次作出如下判断：活动性a＞b，c＞d，a＞c，d＞b，综合得到结论：金属活动性：a＞c＞d＞b，所以B正确。
答案 B
8.如图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡，小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液。片刻后可观察到的现象是( )
A．铁圈和银圈左右摇摆不定
B．保持平衡
C．铁圈向下倾斜
D．银圈向下倾斜
解析 铁圈和银圈两种活动性不同的金属相互连接组成闭合回路，放入CuSO4溶液中，构成了原电池，活泼金属铁作负极失电子生成Fe2＋进入溶液中，质量减轻：Fe－2e－===Fe2＋，电子传给了银圈，溶液中的Cu2＋在银圈上得电子生成铜单质而增重：Cu2＋＋2e－===Cu，所以铁圈向上倾斜，银圈向下倾斜。
答案 D
9．(2016·课标全国Ⅰ，11)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
下列叙述正确的是( )
A．通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大
B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品
C．负极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低
D．当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成
解析 电解池中阴离子向正极移动，阳离子向负极移动，即SO离子向正极区移动，Na＋ 向负极区移动，正极区水电离的OH－发生氧化反应生成氧气，H＋留在正极区，该极得到H2SO4产品，溶液pH减小，负极区水电离的H＋发生还原反应生成氢气，OH－留在负极区，该极得到NaOH产品，溶液pH增大，故A、C项错误，B正确；该电解池相当于电解水，根据电解水的方程式可计算出当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.25 mol的O2生成，错误。
答案 B
10．下列叙述错误的是( )
A．钢铁表面发生吸氧腐蚀时，钢铁表面水膜的pH增大
B．电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解的铜的质量比阴极析出的铜的质量少
C．在镀件上电镀锌，可以用锌作阳极，也可以用惰性电极材料作阳极
D．工作时在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子过程
解析 钢铁的吸氧腐蚀，负极(Fe)：2Fe－4e－===2Fe2＋，正极(C)：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，pH增大；精炼铜时，转移电子数相同，阳极失电子的有Cu、Zn、Fe，阴极得电子的只有Cu，故阳极溶解的Cu少于阴极析出的Cu；电镀时常用镀层金属作阳极，或当电镀液含有锌离子时用惰性电极材料作阳极也可以；D错误。
答案 D
11.某化学兴趣小组为了探究铬和铁的活泼性，设计如图所示装置，下列推断合理的是( )
A．若铬比铁活泼，则电子经外电路由铁电极流向铬电极
B．若铬比铁活泼，则铁电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑
C．若铁比铬活泼，则溶液中H＋向铁电极迁移
D．若铁电极附近溶液pH增大，则铁比铬活泼
解析 若铬比铁活泼，则铬为负极，铁为正极，电子由负极(铬)流向正极(铁)，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，A项错误，B项正确；C项，若铁比铬活泼，则铁为负极，铬为正极，溶液中的H＋在正极(铬)得电子，H＋向铬电极迁移，错误；D项，铁电极附近pH增大，说明H＋得电子生成H2，铁电极为正极，铬为负极，错误。
答案 B
12．如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是( )
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－===Fe2＋
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
解析 粗看装置虽感到陌生，但仔细分析得知该实验是吸氧腐蚀与析氢腐蚀的简单综合。a试管内盛装食盐水，溶液呈中性，发生的是吸氧腐蚀，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，显然a装置内气体的物质的量减少，压强减小。b试管内盛装氯化铵，溶液呈酸性，发生的析氢腐蚀，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，气体的物质的量增加，压强增大。综上分析选项B错。
答案 B
13．用下列装置能达到预期目的的是( )
A．甲图装置可用于电解精炼铝
B．乙图装置可得到持续、稳定的电流
C．丙图装置可达到保护钢闸门的目的
D．丁图装置可达到保护钢闸门的目的
解析 AlCl3溶液中存在Al3＋、H＋，通电时后者先得电子，故阴极得到的不是铝，而是氢气，A不能达到目的；B中的这种原电池中，电流会迅速衰减，乙装置不能达到目的；丙装置是牺牲阳极的阴极保护法，其中阳极材料要为活泼的金属，故不能达到预期目的。
答案 D
14．原电池与电解池在生活和生产中有着广泛应用。下列有关判断中错误的是( )
A．装置①研究的是金属的吸氧腐蚀，Fe上的反应为Fe－2e－===Fe2＋
B．装置②研究的是电解CuCl2溶液，它将电能转化为化学能
C．装置③研究的是电解饱和食盐水，电解过程中B极上发生氧化反应
D．三个装置中涉及的主要反应都是氧化还原反应
解析 A中铁做负极， 反应为Fe－2e－===Fe2＋ ，碱性或中性发生吸氧腐蚀，正确；B中正确；C中B极：2H＋＋2e－===H2↑，发生还原反应，错误；D中正确。
答案 C
15．有甲、乙两位同学，他们一起做了水果电池的实验，测得数据如下：
实验次数
电极材料
水果品种
电极间距/cm
电压/mV
1
锌
铜
菠萝
3
900
2
锌
铜
苹果
3
650
3
锌
铜
柑
3
850
4
锌
铜
西红柿
3
750
5
锌
铝
菠萝
3
650
6
锌
铝
苹果
3
450
甲同学提出的问题，乙同学解释不正确的是( )
甲同学
乙同学
A
实验6中的负极电极反应如何写？
铝为负极：Al－3e－===Al3＋
B
实验1，5电流方向为什么相反？
1中锌为负极，电流由铜经导线到锌，5中铝为负极，铝失去电子，电流由锌经导线流向铝
C
水果电池的电压与哪些因素有关？
只跟水果的类型有关
D
实验中发光二极管不太亮，如何使它更明亮起来？
可用铜锌作电极，用菠萝作介质，并将多个此电池串联起来
解析 实验6中铝作负极得电子，A正确；实验1中锌作负极，实验5中锌作正极，所以电流方向相反，B正确；C中电压除和水果类型有关还和构成原电池的金属等有关，C不正确。
答案 C
二、非选择题(共55分)
16．(8分)Zn－MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2－NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是________，电池工作时，电子流向________(填“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2－NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速某电极的腐蚀。其主要原因是_____________________________________________________
___________________________________________________________。
欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的________(填代号)。
a．NaOH b．Zn
c．Fe d．NH3·H2O
(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是_________________________________________________
___________________________________________________________。
若电解电路中通过2 mol电子，MnO2的理论产量为________。
解析 (1)还原性较强的Zn作负极，电子由负极经外电路流向正极。(2)除杂原则是加入的物质要过量(以除尽杂质)且不能引入新杂质，故选Zn将Cu2＋置换而除去。(3)阴极上应是H＋得电子。由关系式知：MnSO4～MnO2～2e－，通过2 mol电子产生1 mol MnO2，即87 g。
答案 (1)Zn 正极 (2)锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b (3)2H＋＋2e－===H2↑ 87 g
17．(8分)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
(1)以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为____________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是________________________________________________________________
________________________________________________________________。
在此过程中，两个电极上质量的变化值：阴极________阳极(填“>”、“<”或“＝”)。
(3)利用如图所示的装置，可以模拟铁的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于________(填“M”或“N”)处。若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为____________________________________。
解析 (3)铁被保护，可以作原电池的正极或电解池的阴极。故若X为碳棒，开关K应置于N处，Fe作阴极受到保护；若X为锌，开关K置于M处，铁作正极，称为牺牲阳极的阴极保护法。
答案 (1)2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋6H＋
(2)能向电镀液中不断补充Cu2＋，使电镀液中的Cu2＋浓度保持恒定 ＝
(3)N 牺牲阳极的阴极保护法
18．(10分)有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L－1 H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 mol·L－1NaOH溶液中，如图所示：请回答：
(1)写出甲池中正极的电极反应式：_____________________________。
(2)写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式。负极：__________________________________________________________；
总反应的离子方程式：_____________________________________。
(3)如果甲、乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出________活动性更强。(填写元素符号)
(4)由此实验，可得到如下哪些正确结论？________(填写字母序号)。
a．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
b．镁的金属性不一定比铝的金属性强
c．该实验说明金属活动顺序表已过时，已没有应用价值
d．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件的影响较大，因此应具体问题具体分析
(5)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动性顺序表判断电池中的正负极”的这种说法________(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案______________________
_____________________________________________________________
____________________________________。(如可靠，此空可不填)
解析 (1)甲中电解质溶液为稀H2SO4溶液，由于金属活泼性Mg>Al，故负极为Mg，正极为Al，正极的电极反应式：2H＋＋2e－===H2↑。(2)乙中电解质溶液为NaOH溶液，该溶液不能与Mg反应，故Mg作正极，Al作负极，负极的电极反应式：Al＋4OH－－3e－===Al(OH)，总反应的离子方程式为：2Al＋2OH－＋6H2O===2Al(OH)＋3H2↑。(3)一般情况下，构成原电池的两极(都是金属)，负极比正极活泼，所以甲会判断出Mg的活动性更强，这是正确的，乙会判断出Al的更强，这是错误的。(4)两种相同的金属在电解质溶液不同时，得出两种不同的结果，说明反应条件对反应结果的影响较大，故应选a、d。(5)很明显，这种方法不可靠；可以在两极之间连一个电流计，测电流的方向，根据电流由正极流向负极来判断。
答案 (1)2H＋＋2e－===H2↑
(2)Al＋4OH－－3e－===Al(OH) 2Al＋2OH－＋6H2O===2Al(OH)＋3H2↑
(3)Mg Al (4)ad
(5)不可靠 在两电极之间连上一个电流计，测电流的方向，根据“电流由正极流向负极”来判断
19．(9分)某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L－1，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。回答下列问题：
(1)发生氧化反应的烧杯是________(填“甲”或“乙”)。
(2)外电路的电流方向为：从________到________。(填“a”或“b”)
(3)电池工作时，盐桥中的SO移向________(填“甲”或“乙”)烧杯。
(4)甲烧杯中发生的电极反应为_____________________________________
___________________________________________________________。
解析 根据氧化还原反应可知：甲烧杯中石墨作正极，发生还原反应，电极反应为：MnO4＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O；乙烧杯中石墨作负极，发生氧化反应，电极反应为Fe2＋－e－===Fe3＋，外电路电流方向从正极流向负极，即从a到b。电池工作时，盐桥中的阴离子移向负极，阳离子移向正极，即SO移向乙烧杯。
答案 (1)乙 (2)a b (3)乙
(4)MnO＋8H＋＋5e－===Mn2＋＋4H2O
20．(10分)钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。
(1)钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式为____________
____________________________________________________________。
(2)为了降低某水库铁闸门被腐蚀的速率，可以采用图甲所示的方案，其中焊接在铁闸门上的固体材料R可以采用________。(填写字母序号)
A．铜 B．钠 C．锌 D．石墨
(3)图乙所示的方案也可以减慢铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的________极。
(4)下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
①该电化腐蚀称为_____________________________________________。
②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是________(填字母)。
解析 (1)发生吸氧腐蚀时，负极上Fe失电子，正极上O2得电子。(2)铁闸门上连接一块比铁活泼的金属如锌，则锌会失去电子而溶解，Fe被保护，属于牺牲阳极的阴极保护法。(3)属于外加电流的阴极保护法，需把被保护的铁闸门连接在直流电源的负极。(4)①若为析氢腐蚀则B、C、D的腐蚀程度相同，则该电化学腐蚀为吸氧腐蚀。②氧气的浓度越大，吸氧腐蚀越严重，则B区域产生铁锈最多。
答案 (1)2Fe－4e－===2Fe2＋(负极)，O2＋2H2O＋4e－===4OH－(正极)
(2)C (3)负 (4)①吸氧腐蚀 ②B
21．(10分)在如图所示的装置中，若通直流电5 min时，铜电极质量增加2.16 g。试回答下列问题。
(1)电源中X电极为直流电源的________极。
(2)pH变化：A：________，B：________，C：________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)通电5 min时，B中共收集224 mL(标准状况下)气体，溶液体积为200 mL，则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为________(设电解前后溶液体积无变化)。
(4)若A中KCl足量且溶液的体积也是200 mL，电解后，溶液的pH为________(设电解前后溶液体积无变化)。
解析 (1)三个装置是串联的电解池。电解AgNO3溶液时，Ag＋在阴极发生还原反应变为Ag，所以质量增加的铜电极是阴极，则银电极是阳极，Y是正极，X是负极。
(2)电解KCl溶液生成KOH，溶液pH增大；电解CuSO4溶液生成H2SO4，溶液pH减小；电解AgNO3溶液，银为阳极，不断溶解，Ag＋浓度基本不变，pH不变。
(3)通电5 min时，C中析出0.02 mol Ag，电路中通过0.02 mol电子。B中共收集0.01 mol气体，若该气体全为氧气，则电路中需通过0.04 mol电子，电子转移不守恒。因此，B中电解分为两个阶段，先电解CuSO4溶液，生成O2，后电解水，生成O2和H2，B中收集到的气体是O2和H2的混合物。设电解CuSO4溶液时生成O2的物质的量为x，电解H2O时生成O2的物质的量为y，则4x＋4y＝0.02 mol(电子转移守恒)，x＋3y＝0.01 mol(气体体积之和)，解得x＝y＝0.002 5 mol，所以n(CuSO4)＝2×0.002 5 mol＝0.005 mol，c(CuSO4)＝0.005 mol÷0.2 L＝0.025 mol·L－1。(4)通电5 min时，A中放出0.01 mol H2，溶液中生成0.02 mol KOH，c(OH－)＝0.02 mol÷0.2 L＝0.1 mol·L－1，pH＝13。
答案 (1)负 (2)增大 减小 不变
(3)0.025 mol·L－1 (4)13
课件9张PPT。专题整合[知识网络][专题探究]专题一 原电池、电解池、电镀池的比较专题二 可充电电池的探究
本部分是原电池与电解池的融合，考查学生综合运用所学知识的能力。若要正确理解和掌握可充电电池，需掌握以下知识：
(1)可充电电池有充电和放电两个过程，放电发生的是原电池反应，充电发生的是电解池反应。充电的电极反应与放电的电极反应过程相反，充电时的阳极反应为放电时正极反应的逆过程，充电时的阴极反应为放电时负极反应的逆过程。以铅蓄电池为例，该过程可结合图示分析：(2)书写可充电电池的电极反应式，一般是先写放电的电极反应，往往负极反应式较容易写出，正极反应式较难写出，此时可先书写负极反应式，然后用电池反应式减去负极反应式即得正极反应式。书写电极反应式时，不要忽略了两极产生的离子是否与电解质溶液发生反应。
特别提示 (1)可充电电池是指既能将化学能转化为电能(即放电)又能把电能转化为化学能(充电)的一类特殊电池。其间的反应不能理解为可逆反应(充、放电条件不同)。(2)充电时电极接法为：
(3)书写电极方程式时，必须首要注意识别是“充电”还是“放电”。
课件30张PPT。课题一 原电池[学习目标] 1.了解常见原电池、燃料电池的工作原理，认识电化学腐蚀中包含的化学知识。2.通过原电池实验，加深对原电池工作原理的认识，初步认识电池的极化作用。3.通过制作燃料电池，培养动手能力，加深对电池工作原理的认识。4.认识生活中常见电池的工作原理，体验化学与生活的密切联系。一、原电池原理
1.原电池_______原电池(如图)也称为丹尼尔电池。这种电池用金属锌和铜作电极，锌电极放入________溶液中，铜电极放入_______溶液中，两个电解质溶液之间用_______连接起来，两个电极用导线连接起来，并串联一个电流计以便观察电流的产生和方向。在该原电池中，电流从铜电极流向锌电极(即电子由锌电极流向铜电极)。电子流出的电极叫______极，电子流入的电极叫_____极。铜锌ZnSO4CuSO4盐桥负正电极反应为：
负极：_____________________
正极： _____________________
电池反应： _____________________
因此，会出现锌片质量_______，铜片上有红色物质析出，质量增加，电流计指针位置变化的现象，判断有_______产生。Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===CuZn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu减小电流2.燃料电池
燃料电池是将燃料与氧化剂发生氧化还原反应时放出的_______能转化为____能的装置。燃料电池广泛用于航天事业。氢氧燃料电池的电极反应如下：
负极：___________________
正极： ____________________________
电池反应： __________________化学电2H2－4e－===4H＋O2＋4e－＋2H2O===4OH－2H2＋O2===2H2O3.电化学腐蚀
金属的电化学腐蚀是由于发生_______反应而引起的。例如，在潮湿的空气中，金属表面吸附了一层水膜，这层水膜中又溶解有少量_______________等气体，结果在金属表面形成了一薄层电解质溶液。钢铁是铁和碳的合金，它可以与表面的一层电解质溶液形成很多微小的原电池。在此原电池中，铁作为____极，碳作为_____极。原电池CO2、SO2、O2负正若钢铁表面形成的溶液呈_____性，则H＋在正极获得电子变为H2，负极的Fe失去电子成为Fe2＋进入水膜，发生______腐蚀。其电极反应为：
负极：__________________
正极： __________________
电池反应： ________________________酸析氢Fe－2e－===Fe2＋2H＋＋2e－===H2↑Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑若钢铁表面形成一层中性或偏____性的电解质溶液，则溶解在水中的___将在正极获得电子，发生______腐蚀。其电极反应为：
负极：___________________
正极： _________________________
电池反应： __________________________
Fe(OH)2可进一步氧化成Fe(OH)3，反应的化学方程式： ________________________________。
Fe(OH)3又可失水变成铁锈(通常以Fe2O3·nH2O表示)。碱O2吸氧2Fe－4e－===2Fe2＋O2＋4e－＋2H2O===4OH－4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)32Fe+O2+ 2H2O===2Fe(OH)2思考1：析氢腐蚀、吸氧腐蚀中的“析”和“吸”各代表什么含义？
提示 析氢腐蚀中，H2是产物，从溶液中析出，所以为“析氢”。吸氧腐蚀中，O2是反应物，被消耗而吸收，所以为“吸氧”。二、课题方案设计
1.原电池实验
(1)在一块锌片(10 cm×3 cm)和一块铜片(10 cm×3 cm)之间放一块海绵，用棉线或橡皮筋固定好。用导线把小灯泡和锌片、铜片连接起来，插入盛有稀硫酸的烧杯中。(如下图)实验现象：小灯泡______，持续时间______。
(2)一段时间后，向烧杯中加入1～2 g重铬酸钾晶体(或高锰酸钾晶体，或5～10 mL 6% H2O2溶液)，振荡。
实验现象：溶液显________，小灯泡____________，持续时间_______。
(3)改用Zn－C、Al－Cu为电极材料，分别与稀硫酸组合成原电池，按照上述实验装置和操作方法进行实验，会观察到______的实验现象。发光较短橙红色亮度增强较长类似思考2：在Zn－Cu原电池装置中，向稀硫酸中加入1～2 g重铬酸钾晶体，会观察到小灯泡变得更亮，这是什么原因？2.制作氢氧燃料电池
(1)把两根碳棒放在酒精喷灯(或煤气灯)火焰上灼烧2～3 min后，立即投入到冷水中，反复操作3～5次。
实验现象：灼烧时碳棒变红热，浸入水中发出嘶嘶声，碳棒表面变得__________。
(2)将经过灼烧的两根碳棒插入2 mol·L－1 KNO3溶液中，并与6 V直流电源连接(如图Ⅰ)，电解约20 s，使两电极的碳棒上吸附很多________。粗糙多孔小气泡(3)切断电源，在两电极之间接上音乐集成电路(原来连接直流电源正极的碳棒应该与音乐集成电路的正极相连接，如图Ⅱ)。
实验现象：听到音乐声。
实验结论与解释：碳棒孔隙中的H2和O2发生了原电池反应，_______能转化为______能。化学电3.金属的电化学腐蚀
(1)析氢腐蚀：
取两根3～5 cm长的铁钉，用稀盐酸除去铁锈。在其中一根铁钉上绕几圈光亮的细铜丝，使铜丝与铁钉紧密接触。
把上述两根铁钉分别放入两支试管中，各加入3 mL
0.1 mol·L－1盐酸和2滴K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液。
实验现象：两试管中均__________，绕铜丝的铁钉上_____________，周围先产生__________。产生气泡产生气泡更快蓝色沉淀(2)吸氧腐蚀：
取一片铁片，用砂纸擦去铁锈，在铁片上滴1滴含酚酞的食盐水(如图)，静置1～2 min。
实验现象：液滴边缘生成___________。一红色环点拨一、实验注意事项
1.原电池实验注意事项：
(1)如要灯泡持续发亮，不断振荡是关键。可以用电极搅拌溶液。搅动Cu极上的气体，去极化效果也很好。海绵比两极板稍长，以防碰破烧杯底。
(2)用作电极的锌片和铜片要先用碱液处理，再用酸液处理，然后用蒸馏水漂洗。燃料电池实验改进：
用下图所示组装装置，制作燃料电池的效果也很好：多孔碳棒的吸附性强，可吸附电解时产生的H2、O2。电解质溶液为Na2SO4(aq)，该溶液电解时相当于电解水。用发光二极管检验是否产生电流。
具体操作：a.按下开关S1，接通电源，电解半分钟左右，直到两极碳棒产生明显气泡。
b.断开开关S1，按下S2，接通二极管。此时发现二极管发光。说明装置中产生电流。2.吸氧腐蚀实验注意事项：
(1)改用1～2 g的还原铁粉和活性炭粉，搅拌或形成炭粉包围铁粉，更便于观察。
(2)滴少量的NaCl和酚酞混合溶液，在气温较低的情况下，为了观察的方便可以微微加热。
(3)用如图所示装置探究吸氧腐蚀。①实验步骤：将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入如图所示的两支试管中，几分钟后，观察导管中水柱的变化。
②实验现象：导管中水柱上升，铁钉表面有铁锈生成。点拨二、正、负极判断及电极反应式的书写
1.原电池正、负极判断方法2.电极反应式书写的三个步骤点拨三、理顺书写燃料电池电极反应式的三大步骤
1.先写出燃料电池总反应式
虽然可燃性物质与氧气在不同的燃料电池中电极反应不同，但其总反应方程式一般都是可燃物在氧气中的燃烧反应方程式。由于涉及电解质溶液，所以燃烧产物还可能要与电解质溶液反应，然后再写出燃烧产物与电解质溶液反应的方程式相加，从而得到总反应方程式。2.再写出燃料电池正极的电极反应式
由于燃料电池正极都是O2得到电子发生还原反应，由于电解质溶液的酸碱性不同电池正极的电极反应也不相同。当电解质为碱性环境时，正极的电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－；当电解质为酸性环境时，正极的电极反应式为：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。3.最后写出燃料电池负极的电极反应式
由于原电池是将氧化还原反应中的氧化反应和还原反应分开在两极(负、正两极)上发生，故燃料电池负极的电极反应式＝燃料电池总反应式－燃料电池正极的电极反应式。在利用此法写出燃料电池负极的电极反应式时一要注意消去总反应和正极反应中的O2，二要注意两极反应式和总反应式电子转移数目相同。[典例剖析]
Mg--H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如图。该电池工作时，下列说法正确的是( )A.Mg电极是该电池的正极
B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C.石墨电极附近溶液的pH增大
D.溶液中Cl－向正极移动
解析 Mg--H2O2--海水电池，活泼金属(Mg)作负极，发生氧化反应：Mg－2e－===Mg2＋，H2O2在正极(石墨电极)发生还原反应：H2O2＋2e－===2OH－(由于电解质溶液为中性溶液，则生成
OH－)，A、B项错误，C项正确；原电池电解质溶液中Cl－向负极移动，D项错误。
答案 C[跟踪训练]
一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有关说法正确的是( )
A.检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动
B.若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气
C.电池反应的化学方程式为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O
D.正极上发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－解析 解答本题时审题是关键，反应是在酸性电解质溶液中进行的。在原电池中，阳离子要往正极移动，故A错；因电解质溶液是酸性的，不可能存在OH－，故正极的反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，转移4 mol电子时消耗1 mol O2，则转移
0.4 mol电子时消耗2.24 L O2，故B、D错；电池反应式即正负极反应式之和，将两极的反应式相加可知C正确。
答案 C课件17张PPT。课题二 电解与电镀[学习目标] 1.通过电解饱和食盐水实验，加深对电解原理的认识。2.通过铁钉镀锌实验，加深对电镀原理的认识。3.了解化学实验研究的一般过程，提高利用化学实验解决问题的能力。4.体会观察和分析实验现象对于化学研究的重要性。一、电解和电镀
1.电解
电流通过电解质溶液在阴、阳两极引起___________反应的过程叫做电解。把____能转变为______能的装置，叫做电解槽或电解池。与直流电源的负极相连的电极是电解池的____极(发生______反应)，与直流电源的正极相连的电极是电解池的____极(发生_______反应)。通电时，电子从电源的负极流出，并沿导线流回电源的正极，可从两极分别得到不同的产物。氧化还原电化学阴还原阳氧化在电解时，电解质必须先______成自由移动的离子，在通直流电后，阴、阳离子分别移向两极而放电。如果电解质溶液里含有不止一种阴离子或阳离子，则离子在电极上放电有一定的顺序。
工业上用电解饱和食盐水的方法来制取氢氧化钠、氯气和氢气。该电解过程的电极反应为：
阴极：_________________________
阳极： _________________________
总反应方程式： _____________________________________电离2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－2Cl－－2e－===Cl2↑2.电镀
电镀是应用______原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。电镀时，待镀的金属制品作_____极，镀层金属作____极，用含有_____________的溶液作电镀液。在直流电的作用下，阳极发生氧化反应，金属失去电子成为阳离子进入溶液；阴极发生还原反应，金属离子在阴极上获得电子，沉积在镀件表面形成一层均匀、光洁而致密的镀层。如在铁片上镀锌的电极反应为：
阴极：__________________ (还原反应)
阳极：__________________(氧化反应)电解阴阳镀层金属离子Zn2＋＋2e－===ZnZn－2e－===Zn2＋二、课题方案设计
1.电解饱和食盐水
(1)实验步骤：
按下图连接装置，在U形管里倒入饱和食盐水，插入一根石墨棒作阳极，一根铁棒作阴极。同时在两边管中各滴入几滴酚酞溶液，并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。接通直流电源后，注意管内发生的现象。(2)实验现象：
阳极上有气泡逸出，气体呈______色，有刺激性气味，使湿润的碘化钾淀粉试纸变为___色，阳极区溶液由___色变为_____色。阴极上有气泡逸出，气体无色、无味。阴极区溶液由____色变为______色，红色逐渐加深、区域逐渐扩大。黄绿蓝无黄绿无浅红2.铁钉镀锌
(1)实验步骤：
①配制电镀液：用托盘天平分别称取氯化锌3.5 g、氯化钾
12.5 g、硼酸1.5 g，溶解在装有50 mL水的烧杯中。
②镀件的处理：把铁钉用细砂纸磨光→水洗→80 ℃ 2 mol·L－1 NaOH溶液浸泡5分钟→45 ℃浓盐酸浸泡2分钟→稀硝酸浸泡3至5秒→水洗→立即浸入电镀液中。
③电镀：把锌片接电源的____极，把铁钉接电源的负极，通电2到3分钟观测铁钉表面的变化。正(2)实验现象：铁钉变成_________________。
思考：在氯化锌溶液中加入氯化钾和硼酸起什么作用？
提示 增强溶液的导电性，控制pH，抑制Zn2＋水解，保证锌离子从溶液中稳定析出，使镀件光亮，美观。光亮的银白色点拨一、电解原理点拨二、电解质溶液的电解规律(惰性电极)[典例剖析]
利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是( )A.氯碱工业中，X电极上反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
B.电解精炼铜时，Z溶液中的Cu2＋浓度不变
C.在铁片上镀铜时，X是纯铜
D.制取金属镁时，Z是熔融的氧化镁
解析 氯碱工业中阳极是Cl－放电生成Cl2；电解精炼铜时阳极粗铜溶解，阴极Cu2＋放电析出Cu，由于粗铜中含有锌、铁、镍等杂质，溶液中Cu2＋浓度变小。
答案 C[跟踪训练]
工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法不正确的是( )已知：①Ni2＋在弱酸性溶液中发生水解
②氧化性：Ni2＋(高浓度)＞H＋＞Ni2＋(低浓度)
A.碳棒上发生的电极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
B.电解过程中，B中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减少
C.为了提高Ni的产率，电解过程中需要控制废水pH
D.若将图中阳离子膜去掉，将A、B两室合并，则电解反应总方程式发生改变解析 电极反应式为
阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
阴极：Ni2＋＋2e－===Ni、2H＋＋2e－===H2↑，A项正确；B项，由于C中Ni2＋、H＋不断减少，Cl－通过阴离子膜从C移向B，A中OH－不断减少，Na＋通过阳离子膜从A移向B，所以B中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大，错误；C项，由于H＋的氧化性大于Ni2＋(低浓度)的氧化性，所以为了提高Ni的产率，电解过程需要控制废水的pH；D项，若去掉阳离子膜，在阳极Cl－放电生成Cl2，反应总方程式发生改变，正确。
答案 B
