2021-2022学年高二化学人教版选修四学案：章末复习提升课(四)-Word版含解析.docx

章末复习提升课(四)
(老师用书独具)

一、原电池

二、常见的化学电源
1．一次电池(碱性锌锰干电池)。
正极(C)：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－
负极(Zn)：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
总反应式：①______________________________________。
2．二次电池(铅蓄电池)。
放电时：
负极：Pb＋SO－2e－===PbSO4
正极：PbO2＋SO＋4H＋＋2e－===PbSO4＋2H2O
总反应式：②_______________________________________。
充电时：
阴极：与外接电源负极相连　PbSO4＋2e－===Pb＋SO
阳极：与外接电源正极相连
PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋SO＋4H＋
总反应式：③_______________________________________。
3．氢氧燃料电池。
酸性电解液：正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O
负极：2H2－4e－===4H＋
总反应式：④________________________________________。
碱性电解液：正极：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
负极：⑤____________________________________________。
总反应式：O2＋2H2===2H2O
三、电解池

四、金属的腐蚀与防护

【答案】　
一、①活泼性不同　②电解质溶液　③氧化　④还原
⑤金属的活泼性　⑥化学反应速率
二、1.①Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnOOH
2．②PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O
③2PbSO4＋2H2O===PbO2＋Pb＋2H2SO4
3.④O2＋2H2===2H2O
⑤2H2＋4OH－－4e－===4H2O
三、①活泼性不同　②电解质溶液　③氧化　④还原
四、①化学　②析氢　③吸氧　④牺牲阳极　⑤外加电流

揭秘最新高考一　原电池的工作原理及应用
高考命题以原电池的工作原理、电池反应式的书写、金属的腐蚀和防护为命题热点，结合题目所给信息，与氧化还原反应学问结合考查，还可与生产生活、新科技等相联系进行考查，尤其是以新型燃料电池、生物电池、金属电池等素材为背景的试题已成为高考命题的热点。
　(2022·天津高考)已知：锂离子电池的总反应为：LixC＋Li1－xCoO2C＋LiCoO2，锂硫电池的总反应为：2Li＋SLi2S
有关上述两种电池说法正确的是(　　)
A．锂离子电池放电时，Li＋向负极迁移
B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应
C．理论上两种电池的比能量相同
D．下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电

【解析】　锂离子电池放电时，为原电池，阳离子Li＋向正极移动，A错误。锂硫电池充电时，为电解池，锂电极发生还原反应生成Li，B正确。电池的比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材抖放出电能的多少，两种电池材料不同，明显其比能量不同，C错误。由图可知，锂离子电池的电极材料为C和LiCoO2，应为该电池放电完全所得产物，而锂硫电池的电极材料为Li和S，应为充电完全所得产物，故此时应为锂硫电池给锂离子电池充电的过程，D错误。
【答案】　B
——[学问归纳]—————————————————
(1)可充电电池的充、放电原理
放电时相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当于电解池，放电时的正极变为电解池的阳极，与外电源的正极相连，负极变为电解池的阴极，与外电源负极相连。
(2)原电池工作原理中的易错问题小结
①错误的依据“异性相吸”的电性理论，认为在原电池中电解质溶液中的阳离子移向负极，阴离子移向正极。其实在原电池工作时，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
②不要认为负极材料不与电解质溶液反应就不能构成原电池，如燃料电池中的负极为惰性电极，该电极就不与电解质反应。
③原电池中的活泼金属不愿定都作负极，如Mg­NaOH溶液­Al构成的原电池中，Al能自发的与NaOH溶液发生氧化反应，作负极。
④错误认为电解质溶液导电的缘由是电子通过了电解质溶液，实际上在闭合的电路中电子只走“陆路”(导线或电极)，离子只走“水路”(电解质溶液)。
揭秘最新高考二　电解原理及其应用
本部分高考题以电解池的工作原理、电解产物的推断与计算、电极反应式的书写为命题热点，结合题目所给信息，与氧化还原反应学问结合考查。电镀、电冶金、电解氯化钠溶液仍将是高考的热点。
　(2022·山东高考节选)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。
钢制品应接电源的________极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为________。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为________。
【解析】　在钢制品上电镀铝，故钢制品应作阴极，与电源的负极相连；由于电镀过程中“不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应”，Al元素在熔融盐中以Al2Cl和AlCl形成存在，则电镀过程中阴极上得到电子的反应是4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl；在水溶液中，得电子力气：H＋＞Al3＋，故阴极上发生的反应是2H＋＋2e－===H2↑。
【答案】　负　4Al2Cl＋3e－===Al＋7AlCl　H2
——[学问归纳]—————————————————
电解池原理考查“五要素”
(1)阴阳极的推断：与电源负极相连的是电解池的阴极，与电源正极相连的是电解池的阳极。
(2)电极反应类型的推断：阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。
(3)电子移动方向：电子由电源的负极流出，流向电解池的阴极(电池内电路靠离子定向移动完成)，电子再由电解池的阳极流出，流回电源的正极。
(4)离子移动方向：阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。
(5)电极产物的推断：金属溶解或产生Cl2、O2的一极是阳极，析出金属或产生H2的一极是阴极。
揭秘最新高考三　金属的电化学腐蚀与防护
该学问点比较简洁且试题多以选择题为主，一般不单独设题，常与电解精炼铜、电镀等电解池及原电池的基础学问相结合进行考查。
　(2022·广东高考节选)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成如图防腐示意图，并作相应标注。

【解析】　接受外加电流的阴极疼惜法。
【答案】　

——[学问归纳]—————————————————
(1)对于两种不同金属发生电化学腐蚀时，要依据金属活动性推断哪种金属作负极失去电子，再依据所处的环境推断是吸氧腐蚀还是析氢腐蚀。
(2)金属的防护：被疼惜金属作原电池的正极或作电解池的阴极。
———[专题对点演练]————————————
1．一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．正极上发生的反应是：O2＋4e－＋2H2O===4OH－
【解析】　 电解质溶液中阳离子应向正极移动，A项错误；酸性溶液中，正极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，D项错误；结合正极反应式，转移0.4 mol电子时，消耗O2 0.1 mol，其在标准状况下的体积为2.24 L，B项错误；C项符合题目要求，正确。
【答案】　C
2．(2022·浙江高考)镍氢电池(NiMH)目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是：
Ni(OH)2＋M===NiOOH＋MH
已知：6NiOOH＋NH3＋H2O＋OH－===6Ni(OH)2＋NO
下列说法正确的是(　　)
A．NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－
B．充电过程中OH－离子从阳极向阴极迁移
C．充电过程中阴极的电极反应式：H2O＋M＋e－===MH＋OH－，H2O中的H被M还原
D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液
【解析】　A项，放电过程中，NiOOH得电子，化合价降低，发生还原反应，该项正确。B项，充电过程中发生电解池反应，OH－从阴极向阳极迁移，该项错误。C项，充电过程中，阴极M得到电子，M被还原，H2O中的H化合价没有发生变化，该项错误。D项，NiMH在KOH溶液、氨水中会发生氧化还原反应，该项错误。
【答案】　A
3．(2022·大纲全国卷)右图是在航天用高压氢镍电池基础上进展起来的一种金属氢化物镍电池(MH­Ni电池)。下列有关说法不正确的是(　　)
A．放电时正极反应为：NiOOH＋H2O＋e－―→Ni(OH)2＋OH－
B．电池的电解液可为KOH溶液
C．充电时负极反应为：MH＋OH－―→H2O＋M＋e－
D．MH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高
【解析】　A．在原电池的负极发生的是氧化反应，在原电池的正极发生的是还原反应，分析化合价的升降，可知A选项正确；B.由于本电池为金属氢化物镍电池，又有Ni(OH)2等产生，因此可用碱性溶液作电解质溶液，B选项正确；C.该反应为放电时的负极反应，C选项错误；D.氢密度越大，单位体积内放出的电量越多，电池的能量密度越高，D选项正确。
【答案】　C
4．镍镉(Ni－Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：
Cd＋2NiOOH＋2H2OCd(OH)2＋2Ni(OH)2，有关该电池的说法正确的是(　　)
A．充电时阳极反应：
Ni(OH)2－e－＋OH－===NiOOH＋H2O
B．充电过程是化学能转化为电能的过程
C．放电时负极四周溶液的碱性不变
D．放电时电解质溶液中的OH－向正极移动
【解析】　充电时为电解池，阳极Ni(OH)2发生氧化反应，A正确；充电时，电能转化为化学能，B错误；放电时负极为Cd，反应为Cd－2e－＋2OH－===Cd(OH)2，故c(OH－)减小，pH减小，C错误；放电时，阴离子向负极移动，D错误。
【答案】　A
5．(2022·山东高考)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是(　　)

A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严峻
B．图b中，开关由M改置于N时，Cu­Zn合金的腐蚀速率减小
C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大
D．图d中，Zn­MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
【解析】　A项：插入海水中的铁棒靠近液面的位置与氧气接触，易发生吸氧腐蚀；B项：开关由M改置于N时，Zn作负极，Cu­Zn合金作正极，合金受到疼惜；C项：接通开关形成原电池，Zn作负极，Zn的腐蚀速率增大，但气体是在Pt电极上生成；D项：Zn­MnO2中自放电腐蚀主要是Zn发生氧化反应而自放电。
【答案】　B
6．以乙醇­空气、KOH溶液构成的燃料电池为电源，电解熔融氯化镁冶炼镁。电解过程中，下列推断合理的是(　　)
选项
电解池
燃料电池
A
阴极：Mg2＋＋2e－===Mg
负极：CH3CH2OH－12e－＋16OH－===2CO＋11H2O
B
阳极：还原反应
正极：氧化反应
C
每生成4 mol镁
消耗46 g乙醇
D
化学能转化成电能
电能转化成化学能
【解析】　B选项，电解池阳极发生失电子的氧化反应，燃料电池正极发生还原反应，错误；C选项，结合A选项，46 g乙醇为1 mol失去12 mol电子，生成6 mol Mg，错误。
【答案】　A
7．(2022·四川高考节选)(1)MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是________________________________________________________。
(2)MnO2是碱性锌锰电池的正极材料。碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是_________________________________。
【解析】　(1)用惰性电极电解MnSO4溶液制取MnO2时，在阳极上Mn2＋失电子后生成MnO2，依据电荷守恒和原子守恒可得电极反应式Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋。
(2)碱性锌锰干电池在放电时，正极上MnO2得电子生成碱式氧化锰MnO(OH)，依据电荷守恒和原子守恒可得电极反应式MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－。
【答案】　(1)Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋
(2)MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－