高二化學電化學基礎知識點
高二化學電化學基礎知識點
電化學是研究電和化學反應相互關系的科學。下面是學習啦小編為您帶來的高二化學電化學基礎知識點，希望對大家有所幫助。
高二化學電化學基礎知識點(一)
1、鋅-錳干電池
正極-石墨棒，負極-鋅筒, 電解質-淀粉湖-NH4Cl與碳粉、MnO2的混合物。
- 2++- 負極反應：Zn-2e=Zn ，正極反應： 2NH4 + 2e=2NH3 + H2 ，2MnO2 + H2 = Mn2O3 + H2O; 電
池反應：Zn + NH4Cl + MnO2 = ZnCl2 + 2NH3 + Mn2O3 + H2O
2、鉛蓄電池
電解質溶液為(電解液：1.25g/cm~1.28g/cm的H2SO4 溶液
- 2--+2-放電時，負極-Pb： Pb-2e+ SO4 = PbSO4↓ ;正極-Pb(PbO2)：PbO2+2e+4H+SO4= PbSO4↓+2H2O
- 2-- +2- 充電時，陰極： PbSO4 + 2e= Pb + SO4 陽極：PbSO4↓-2e+ 2H2O = PbO2 + 4H+SO4 ;
3、燃燒電池
利用可燃物與O2的反應開發(fā)的電源，燃料電池與普通電池的區(qū)別:不是把還原劑、氧化劑物質全部貯藏在電池內，而是工作時不斷從外界輸入，同時電極反應產(chǎn)物不斷排出電池。燃料電池的原料，除氫氣和氧氣外，也可以是CH4、煤氣、燃料、空氣、氯氣等氧化劑。常見有：氫氧燃燒電池、烴類(如 CH4、C2H6)燃燒電池、醇類(如CH3OH 、C2H5OH) 燃燒電池、肼(H2N-NH2)--空氣燃料電池等。
高二化學電化學基礎知識點(二)
1、電解池： 把電能轉化為化學能的裝置 也叫電解槽
2、電解：電流(外加直流電)通過電解質溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(被動的不是自發(fā)的)的過程
3、放電：當離子到達電極時，失去或獲得電子，發(fā)生氧化還原反應的過程
4、電子流向：
(電源)負極—(電解池)陰極—(離子定向運動)電解質溶液—(電解池)陽極—(電源)正極
5、電極名稱及反應：
陽極：與直流電源的 正極 相連的電極，發(fā)生 氧化 反應
陰極：與直流電源的 負極 相連的電極，發(fā)生 還原 反應
6、電解CuCl2溶液的電極反應：
陽極： 2Cl- -2e-=Cl2 (氧化)
陰極： Cu2++2e-=Cu(還原)
總反應式： CuCl2 =Cu+Cl2 ↑
7、電解本質：電解質溶液的導電過程，就是電解質溶液的電解過程
☆規(guī)律總結：電解反應離子方程式書寫：
放電順序：
陽離子放電順序
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸電離的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
陰離子的放電順序
是惰性電極時：S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根離子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)
是活性電極時：電極本身溶解放電
注意先要看電極材料，是惰性電極還是活性電極，若陽極材料為活性電極(Fe、Cu)等金屬，則陽極反應為電極材料失去電子，變成離子進入溶液;若為惰性材料，則根據(jù)陰陽離子的放電順序，依據(jù)陽氧陰還的規(guī)律來書寫電極反應式。
高二化學電化學基礎知識點(三)
1、電解飽和食鹽水以制造燒堿、氯氣和氫氣
(1)、電鍍應用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的方法
(2)、電極、電解質溶液的選擇：
陽極：鍍層金屬，失去電子，成為離子進入溶液 M— ne — == M n+
陰極：待鍍金屬(鍍件)：溶液中的金屬離子得到電子，成為金屬原子，附著在金屬表面
M n+ + ne — == M
電解質溶液：含有鍍層金屬離子的溶液做電鍍液
鍍銅反應原理
陽極(純銅)：Cu-2e-=Cu2+，陰極(鍍件)：Cu2++2e-=Cu，
電解液：可溶性銅鹽溶液，如CuSO4溶液
(3)、電鍍應用之一：銅的精煉
陽極：粗銅;陰極： 純銅電解質溶液： 硫酸銅
3、電冶金
(1)、電冶金：使礦石中的 金屬陽離子 獲得電子，從它們的化合物中還原出來用于冶煉活潑金屬，如鈉、鎂、鈣、鋁
(2)、電解氯化鈉：
通電前，氯化鈉高溫下熔融：NaCl == Na + + Cl—
通直流電后：陽極：2Na+ + 2e— == 2Na
陰極：2Cl— — 2e— == Cl2↑
☆規(guī)律總結：原電池、電解池、電鍍池的判斷規(guī)律
(1)若無外接電源，又具備組成原電池的三個條件。①有活潑性不同的兩個電極;②兩極用導線互相連接成直接插入連通的電解質溶液里;③較活潑金屬與電解質溶液能發(fā)生氧化還原反應(有時是與水電離產(chǎn)生的H+作用)，只要同時具備這三個條件即為原電池。
(2)若有外接電源，兩極插入電解質溶液中，則可能是電解池或電鍍池;當陰極為金屬，陽極亦為金屬且與電解質溶液中的金屬離子屬同種元素時，則為電鍍池。
(3)若多個單池相互串聯(lián)，又有外接電源時，則與電源相連接的裝置為電解池成電鍍池。若無外接電源時，先選較活潑金屬電極為原電池的負極(電子輸出極)，有關裝置為原電池，其余為電鍍池或電解池。
高二化學電化學基礎練習題：
1.茫茫黑夜中，航標燈為航海員指明了方向。航標燈的電源必須長效、穩(wěn)定。我國科技工作者研制出以鋁合金、Pt—Fe合金網(wǎng)為電極材料的海水電池。在這種電池中( )
?、黉X合金是陽極 ②鋁合金是負極?、酆Ｋ请娊赓|溶液 ④鋁合金電極發(fā)生還原反應
A.②③ B.②④
C.①② D.①④
解析：選A。電池電極只稱為正、負極，故①錯;其中較活潑的一極為負極，即鋁合金，②正確;電極在海水中，故海水為電解質溶液，③正確;④鋁合金為負極，失電子發(fā)生氧化反應，故④錯。選②③即A。
2.市場上經(jīng)常見到的標記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負極材料是金屬鋰和碳的復合材料(碳作為金屬鋰的載體)，電解質為一種能傳導Li+的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應為：
Li+2Li0.35NiO2 放電充電2Li0.85NiO2
下列說法不正確的是( )
A.放電時，負極的電極反應式：Li-e-===Li+
B.充電時，Li0.85NiO2既發(fā)生氧化反應又發(fā)生還原反應
C.該電池不能用水溶液作為電解質溶液
D.放電過程中Li+向負極移動
解析：選D。A項，Li從零價升至+1價，失去電子，作為負極，正確;B項，反應逆向進行時，反應物只有一種，故化合價既有升，又有降，所以既發(fā)生氧化反應又發(fā)生還原反應，正確;C項，由于Li可以與水反應，故應為非水材料，正確;D項，原電池中陽離子應遷移至正極，故錯。
3.下列敘述不正確的是( )
A.鐵表面鍍鋅，鐵作陽極
B.船底鑲嵌鋅塊，鋅作負極，以防船體被腐蝕
C.鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應：O2+2H2O+4e-===4OH-
D.工業(yè)上電解飽和食鹽水的陽極反應：2Cl--2e-===Cl2↑
解析：選A。本題考查電化學知識的應用。選項A，鐵作陰極，鋅作陽極，A錯;由于Zn的活潑性比Fe強，Zn失電子而保護了船體，B正確;鋼鐵吸氧腐蝕時，O2在正極上獲得電子，C正確;根據(jù)放電順序，Cl-失電子能力大于OH-，電解飽和食鹽水時，Cl-在陽極上失去電子變?yōu)镃l2，D正確。
4.目前市場上的手提應急燈，主要用的是“無液干粉”鉛酸蓄電池，其原理是將強腐蝕性的濃硫酸灌注到硅膠中，使電解質溶液不易發(fā)生泄漏，大大改善了電池的性能。所用的原料仍然是Pb—PbO2—H2SO4，下列關于該鉛酸蓄電池的說法正確的是( )
A.充電時，電源的正極接蓄電池標“+”的一極，電池上標有“-”的一極發(fā)生氧化反應
B.“無液干粉”鉛酸蓄電池徹底改變了原來的鉛酸蓄電池的原理
C.放電時在鉛酸蓄電池的負極發(fā)生還原反應
D.若用此鉛酸蓄電池電解飽和NaCl溶液，標準狀況下制備1.12 L Cl2，電池內至少消耗H2SO4 0.10 mol
解析：選D。A項中，前一句正確，接“-”的一極為陰極，發(fā)生還原反應，A錯;由題目敘述可知，“無液干粉”鉛酸蓄電池的原理與傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池原理相同，B錯;放電時，電極反應為負極：Pb+SO2-4-2e-===PbSO4正極：PbO2+4H++SO2-4+2e- ===PbSO4+2H2O
可知，C錯;根據(jù)電路中通過的電子數(shù)守恒，可得2e-～Cl2～2H2SO4，考慮到電路中能量損耗，至少要消耗H2SO4 0.10 mol，D正確。
5.A為直流電源，B為浸透飽和NaCl溶液和酚酞溶液的濾紙，C為電鍍槽。接通電路后發(fā)現(xiàn)B上的c點顯紅色。為實現(xiàn)鐵上鍍鋅，接通K后，使c、d兩點短路，下列敘述正確的是( )
A.a為直流電源的負極
B.c極發(fā)生的反應為2H++2e-===H2↑
C.f電極為鋅板
D.e極發(fā)生還原反應
解析：選B。根據(jù)B上c點顯紅色，可知c點發(fā)生的電極反應為：2H++2e-===H2↑，故c為電解池B的陰極，則b為電源的負極，a為正極，電鍍槽中e為陽極，發(fā)生氧化反應，f為陰極，即鍍件金屬鐵板。
6.將AsO3-4+2I-+2H+ AsO3-3+I2+H2O設計為如圖所示的電化學裝置，其中C、D均為碳棒。甲、乙兩組同學分別進行下述操作(U形管為鹽橋，它能讓離子通過)。甲組：向B燒杯中逐滴加入濃鹽酸;乙組：向B燒杯中逐滴加入質量分數(shù)為40%的NaOH溶液。下列描述正確的是( )
A.甲組操作過程中，D作負極
B.乙組操作過程中，C上發(fā)生的電極反應為：2I--2e-===I2
C.兩次操作過程中，微安表(G)指針的偏轉方向相反
D.甲組操作時該裝置為原電池，乙組操作時該裝置為電解池
解析：選C。此題考查原電池原理。甲組向B燒杯中滴加濃鹽酸時，總反應向右移動，此時I-為還原劑，在C上失去電子，C是負極;乙組加NaOH溶液，總反應向左移動，AsO3-3為還原劑，在D上失去電子，此時，C上I2得電子;甲、乙操作時裝置均為原電池。
7.如圖所示，a、b、c均為石墨電極，d為碳鋼電極，通電進行電解。假設在電解過程中產(chǎn)生的氣體全部逸出，下列說法正確的是( )
A.甲、乙兩燒杯中溶液的pH均保持不變
B.甲燒杯中a的電極反應式為4OH--4e-===O2↑+2H2O
C.當電解一段時間后，將甲、乙兩溶液混合，一定會產(chǎn)生藍色沉淀
D.當b極增重3.2 g時，d極產(chǎn)生的氣體為2.24 L(標準狀況)
解析：選B。此題屬于電解串聯(lián)電路，通過兩池電子數(shù)相等，甲池電極反應為
陽極a 4OH--4e-===O2↑+2H2O陰極b 2Cu2++4e-===2Cu，pH降低;乙池電極反應為陽極c 2Cl--2e-===Cl2↑陰極d 2H++2e-===H2↑，pH升高。由電子關系知Cu～H2，b極增重3.2 g，d極產(chǎn)生1.12 L H2，綜合可知，B項正確。
8.LiFePO4新型鋰離子電池在新能源的開發(fā)中占有重要地位，可用作節(jié)能環(huán)保電動汽車的動力電池，用于2008年北京奧運會。磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)是新型鋰離子電池的首選電極材料。已知該電池放電時的方程式：正極FePO4+Li++e-===LiFePO4，負極Li-e-===Li+，下列說法正確的是( )
A.充電時電池反應為FePO4+Li===LiFePO4
B.充電時動力電池上標“+”的電極應與外接電源的正極相連
C.放電時電池內部Li+向負極移動
D.放電時，在正極上是Li+得電子被還原
解析：選B。本題是考查原電池原理在實際中的具體應用。該動力電池放電時為原電池，充電時為電解池，由正、負極反應可得放電時電池總反應為FePO4+Li===LiFePO4，故充電時電池反應為LiFePO4===FePO4+Li，A項錯誤，B項正確;放電時，由電荷相吸原理，Li+向正極方向移動，F(xiàn)ePO4被還原，C、D項錯誤。
9.某同學按下圖所示的裝置進行試驗。A、B為兩種常見金屬，它們的硫酸鹽可溶于水。當K閉合時，在交換膜處SO2-4從右向左移動。下列分析正確的是( )
A.溶液中(A2+)濃度減小
B. B的電極反應：B-2e-===B2+
C. y電極上有H2產(chǎn)生，發(fā)生還原反應
D.反應初期，x電極周圍出現(xiàn)白色膠狀沉淀，不久沉淀溶解
解析：選D。由題意K閉合時，在交換膜處SO2-4從右向左移動。說明左池陽離子(A2+)增加，A極為負極，B極為正極，A、B項錯誤;此裝置實際為用左池為電源電解AlCl3溶液，x作陰極，y作陽極，y電極上有Cl2產(chǎn)生，發(fā)生氧化反應，x電極上有H2產(chǎn)生，并產(chǎn)生強堿，故x電極周圍出現(xiàn)白色膠狀沉淀，不久沉淀溶解，故C項錯誤，D項正確。
10.裝置Ⅰ是一種可充電電池，裝置Ⅱ為電解池。離子交換膜只允許Na+通過，充放電的化學方程式為2Na2S2+NaBr3 放電充電Na2S4+3NaBr。閉合開關K時，b極附近先變紅色。下列說法正確的是( )
A.負極反應為4Na-4e-===4Na+
B.當有0.01 mol Na+通過離子交換膜時，b電極上析出標準狀況下的氣體112 mL
C.閉合K后，b電極附近的pH變小
D.閉合K后，a電極上有氣體產(chǎn)生
解析：選B。本題信息新穎，多數(shù)同學對所給的電池反應很不熟悉，習慣寫出電極反應式的同學會因為寫不出電極反應式而做不出來。電源的正極：Br-3+2e-===3Br-，電源的負極2S2-2-2e-===S2-4，內電路為Na+移動導電。由題意可知b極(陰極)：2H2O+2e-===H2↑+2OH-，a極(陽極)：Cu-2e-===Cu2+，所以A、C、D項均錯誤。對于B項，當有0.01 mol Na+通過離子交換膜時，說明內電路通過了0.01 mol的電荷，外電路轉移的電子也就為0.01 mol。結合b極反應，產(chǎn)生的氣體就為0.005 mol，體積為112 mL，B項正確。
11.以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池結構示意圖，如圖所示。關于該電池的敘述正確的是( )
A.該電池能夠在高溫下工作
B.電池的負極反應為：C6H12O6+6H2O-24e-===6CO2↑+24H+
C.放電過程中，H+從正極區(qū)向負極區(qū)遷移
D.在電池反應中，每消耗1 mol氧氣，理論上能生成標準狀況下CO2氣體22.46 L
解析：選B。該燃料電池的原理為C6H12O6+6O2===6CO2+6H2O，根據(jù)總反應方程式可寫出電極反應方程式，負極為C6H12O6+6H2O-24e-===6CO2↑+24H+，正極為6O2+24e-+24H+===12H2O，從電極反應方程式易知H+應從負極區(qū)移向正極區(qū)，從總反應方程式可見每生成1 mol CO2消耗1 mol O2。
12.用鉑電極電解CuCl2與CuSO4的混合溶液(濃度均為2 mol•L-1) 50 mL，當陰極析出9.6 g固體時，標準狀況下陽極得到的氣體的體積是( )
A.3.36 L B.2.8 L
C.6.72 L D.4.48 L
解析：選B。陰極：Cu2+ ～ Cu ～ 2e-
64 g 2 mol
9.6 g 0.3 mol
陽極首先是Cl-失電子，但Cl-失電子數(shù)最多為2 mol•L-1×0.05 L×2×1=0.2 mol，產(chǎn)生0.1 mol Cl2，按得失電子數(shù)相等，顯然還有(0.3-0.2)mol電子是水電離的OH-失去的，由4OH-～O2～4e-，知n(O2)=0.3-0.2mol4=0.025 mol。故陽極得到的氣體的體積為(0.1+0.025)mol×22.4 L•mol-1=2.8 L。
13.到目前為止，由化學能轉變的熱能或電能仍然是人類使用的最主要的能源。
(1)化學反應中放出的熱能(焓變，ΔH)與反應物和生成物的鍵能(E)有關。
已知：H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-185 kJ•mol-1
E(H—H)=436 kJ•mol-1，E(Cl—Cl)=247 kJ•mol-1則E(H—Cl)=________;
(2)已知：Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)
ΔH=-25 kJ•mol-1
3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g)
ΔH=-47 kJ•mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g)
ΔH=+19 kJ•mol-1
請寫出CO還原FeO的熱化學方程式：________________________________________;
(3)如右圖所示的裝置：該裝置中Cu極為________極;當銅片的質量變化為12.8 g時，a極上消耗的O2在標準狀況下的體積為____________L;
(4)若將圖中的銅電極改用石墨電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，通電一段時間后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢復到電解前的濃度和pH(不考慮二氧化碳的溶解)。則電解過程中共轉移的電子為________mol。
解析：化學反應的反應熱只與反應的始態(tài)和終態(tài)有關，而與具體的反應途徑無關，即熱化學方程式之間可以“加減”，隨之反應熱可以作相應的“加減”。蓋斯定律可用于求一個總反應，或某個未知反應的反應熱。
(1)利用化學反應中放出的熱能(焓變，ΔH)與鍵能(E)之間的關系解題：2E(H—Cl)=436 kJ•mol-1+247 kJ•mol-1+185 kJ•mol-1=868 kJ•mol-1，E(H-Cl)=434 kJ•mol-1
(2)Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)
ΔH=-25 kJ•mol-1?、?/p>
3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g)
ΔH=-47 kJ•mol-1?、?/p>
Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g)
ΔH=+19 kJ•mol-1 ③
利用蓋斯定律的“加和性”(①×3-②-③×2)÷6得FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g)
ΔH=-11 kJ•mol-1;
(3)由題意分析可知左為原電池，右為電解池。裝置中Cu極為陽極，利用關系式2Cu～O2可得
n(O2)=0.1 mol，V(O2)=2.24 L;
(4)因向溶液中再加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3才能使溶液恢復原狀，相當于向溶液中加入了0.2 mol CuO和0.1 mol H2O，故共轉移了0.6 mol電子。
答案：(1)434 kJ•mol-1
(2)FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g)
ΔH=-11 kJ•mol-1
(3)陽 2.24 (4)0.6
14.一個化學過程的示意圖。已知甲池的總反應式為
2CH3OH+3O2+4KOH 放電充電2K2CO3+6H2O
請回答下列問題：
(1)圖中甲電池是________裝置。
(2)下列電極的名稱：A(石墨)電極的名稱是________________________________________________________________________。
(3)寫出通入CH3OH的電極的電極反應式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)乙池中反應的化學方程式為________________________________________________________________________。
(5)當乙池中B(Ag)極的質量增加5.40 g時，甲池中理論上消耗O2________mL(標準狀況下);此時丙池某電極析出0.60 g某金屬，則丙中的某鹽溶液可能是______(填序號)。
A.MgSO4 B.CuSO4
C.NaCl D.AgNO3
解析：(1)由“三池”的化學過程可知，甲池為原電池(作為電源)，乙、丙池為電解池。
(2)燃料電池中通入O2的一極為正極，通入甲醇的一極為負極，作為電源，可判斷A(石墨)電極為陽極，B電極為陰極，乙、丙池為串聯(lián)電解池，C電極為陽極，D電極為陰極。
(3)利用總反應減去正極反應即得通入CH3OH的電極的電極反應式CH3OH+8OH--6e-===CO2-3+6H2O。
(4)乙池是以石墨作陽極，銀作陰極，電解AgNO3溶液的過程，其反應的化學方程式為4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3。
(5)利用電子守恒找出關系式：4Ag～O2，
V(O2)=280 mL，因丙池中析出金屬，顯然只有位于氫后面的金屬才可能析出。
答案：(1)原電池(化學能轉變?yōu)殡娔? (2)陽極
(3)CH3OH+8OH--6e-===CO2-3+6H2O
(4)4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3
(5)280 BD
15.科學家認為，氫氣是一種高效而無污染的理想能源，近20年來，對以氫氣作為未來的動力燃料氫能源的研究獲得了迅速發(fā)展。
(1)為了有效發(fā)展民用氫能源，首先必須制得廉價的氫氣，下列可供開發(fā)的較經(jīng)濟且資源可持續(xù)利用的制氫氣方法是________(選填字母)。
A.電解水 B.鋅和稀硫酸反應
C.光解海水 D.以石油、天然氣為原料
(2)因氫氣易燃易爆，貯運安全極為重要?，F(xiàn)用鋰作儲氫劑，寫出鋰儲氫和放氫的化學方程式：________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
(3)氫氧燃料電池能量轉化率高，具有廣闊的發(fā)展前景?，F(xiàn)用氫氧燃料電池進行下圖所示實驗：
?、贇溲跞剂想姵刂?，負極的電極反應式為________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
?、谠谘b置中盛有500 mL、0.05 mol•L-1CuSO4溶液，當某一碳電極的質量增加1.6 g時，則此時該裝置中溶液的pH=________。
解析：本題考查電化學知識。
(1)考慮到開發(fā)較經(jīng)濟且資源可持續(xù)利用的制氫氣方法，可借助太陽能，選C項。
(2)金屬鋰是一種重要的儲氫材料，吸氫和放氫原理如下：①2Li+H2 2LiH，②LiH+H2O===LiOH+H2↑。
(3)①負極為失去電子的一極，即H2失電子生成H+，由于溶液是堿性的，故電極反應式左右應各加上OH-。
?、诶秒娮邮睾愕年P系式：2Cu～O2～4H+，
n(H+)=1.6 g64 g•mol-1×2=0.05 mol，
c(H+)=0.05 mol500×10-3L=0.1 mol•L-1，pH=1。
答案：(1)C (2)H2+2Li 2LiH LiH+H2O===LiOH+H2↑
(3)①2H2-4e-+4OH-===4H2O或H2+2OH--2e-===2H2O ②1