电化学及热化学.doc

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吕四中学2011-2012学年度第一学期一体化教学案 WWW.J Emil:jsqd05@ 班级 姓名 学号
2009级化学二轮复习教案第4讲导学案
【专题四】热化学及电化学综合应用（一）
【前提测评】
1、下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是 （ ）

A．该系统中只存在3种形式的能量转化

B．装置Y中负极的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
2、全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如下图所示。

①当左槽溶液逐渐由黄变蓝时，其电极反应式为 。
②充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由 色变为 色。
③放电过程中氢离子的作用是________和________；充电时若转移的电子数为3.01×1023个，左槽溶液中n(H＋)的变化量为 。

【考点一】　原电池原理及应用
【例1】控制合适的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是（ ）
A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原
C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态
D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极

【巩固练习】
1．（2011浙江高考10）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是（ ）

A．液滴中的Cl―由a区向b区迁移
B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－4OH－
C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH―形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈
D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：Cu－2e－Cu2＋

2.（2011安徽高考12）研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2＋2Ag2NaCl=Na2Mn5O10＋2AgCl，下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是：（ ）
A.正极反应式：Ag＋Cl－－e－=AgCl
B.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
C.Na＋不断向“水”电池的负极移动
D. AgCl是还原产物

【例2】某碱性燃料电池装置中盛有KOH浓溶液，正极均通入O2，电极反应则为O2＋4e－＋2H2O=4OH－；若在负极分别通入下列可燃性气体：①CH4、②CH3OH、③C2H4，都能实现把化学能转变为电能。(NA为阿伏加德罗常数)下列说法不正确的是(　 　)
A．分别通入这三种气体，放电一段时间后，溶液的pH都变大
B．若在负极上通入1 mol CH4，完全反应共失去8 NA个电子
C．若在负极上通入C2H4气体，则电池的总反应为C2H4＋3O2＋4OH－= 2 CO＋4H2O
D．若在负极上通入CH3OH气体，则电极反应为：CH3OH－6e－＋8OH－= CO32-＋6H2O

【巩固练习】
3．(2009·江苏高考)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如下图所示。关于该电池的叙述正确的是(　　)
A．该电池能够在高温下工作
B．电池的负极反应为：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋
C．放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移
D．在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体 L
4.固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westing－house)公司研制开发的，它以固体氧化锆－氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过。该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是( )

A．O2放电的a极为电池的负极
B．H2放电的b极为电池的正极
C．a极对应的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－
D．该电池的总反应方程式为：2H2＋O2=2H2O

5、（2011福建高考11）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是（ ）
A．水既是氧化剂又是溶剂 B．放电时正极上有氢气生成
C．放电时OH－向正极移动 D．总反应为：2Li＋2H2O=== 2LiOH＋H2↑

【规律总结】有关原电池问题的解题思路
解决原电池问题时，一般的思维程序是：根据电极材料的活泼性判断出正、负极―→电极反应的类型(氧化反应、还原反应)
【考点二】电解池原理及其应用
【例3】Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的一制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应为：2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是(　 )

A．石墨电极上产生氢气 B．铜电极发生还原反应
C．铜电极接直流电源的负极 D．当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成

【巩固练习】
6.（2011新课标全国）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确的是（ ）
A. 电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe
B. 电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2
C. 电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低
D. 电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O

7．(2011全国II卷10)用石墨做电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使用电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的（ ）
A．CuSO4 B．H2O C．CuO D．CuSO4·5H2O

【例4】下图为相互串联的甲乙两个电解池，请回答：

(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A极是 _，材料是 ，电极反应为
；B极是______材料是__________，主要电极反应为_______ ，电解质溶液为_____________。
(2)乙池中若滴入少量酚酞试液，开始一段时间后，____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)常温下若乙槽剩余液体为400 mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为__________，pH为__________。

【例5】下列描述中，不符合生产实际的是(　 )
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
【巩固练习】
8.把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铁的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铁的物质的量之比为( )
A．1∶2∶3 B．3∶2∶1 C．6∶3∶1 D．6∶3∶2
2．（2011上海）用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是（ ）
A．用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片
B．用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片
C．用氢氧化钠溶液吸收阴极产物
D．用带火星的木条检验阳极产物
9.（2011山东高考15）以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是（ ）
A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程
B.因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C.电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率
D.镀锌层破损后对铁制品失去保护作用

【规律总结】
1.电解时电极产物的判断
(1)阳极产物的判断
①如果是活泼电极(金属活动性顺序表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；
②如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要看溶液中阴离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序加以判断，常见阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根。
(2)阴极产物的判断
直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序与金属活动性顺序相反，其中Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋。
2、电解池的电极反应和总反应式的书写方法
第一步：先检查阳极电极材料和确定溶液中的离子种类；第二步：由放电顺序确定放电产物和电极反应；第三步：将电极反应相加得总反应式。

【考点三】金属的腐蚀与防护
【例6】如图装置中，U型管内为红墨水，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
【巩固练习】
10．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe2＋＋4OH－。以下说法正确的是(　　)
A．负极发生的反应为：Fe－2e－===Fe2＋
B．正极发生的反应为：2H2O＋O2＋2e－===4OH－
C．原电池是将电能转变为化学能的装置
D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
【规律总结】判断金属腐蚀快慢的规律
1)电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀(电解原理的防护>原电池原理的防护)。
(2)对同一种金属来说，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来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。

【当堂检测】
1.（2011北京高考26，14分）氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示：

（1）溶液A的溶质是 ；
（2）电解饱和食盐水的离子方程式是 ；

（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用 ；
（4）电解所用的盐水需精制。去除有影响的Ca2＋、Mg2＋、NH4＋、SO42－[c(SO42－)＞c(Ca2＋)]。精致流程如下（淡盐水和溶液A来电解池）：

①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是 。
②过程Ⅰ中将NH4+转化为N2的离子方程式是
③BaSO4的溶解度比BaCO3的小，过程Ⅱ中除去的离子有

2009级化学二轮复习教案第4讲教案
【专题四】热化学及电化学综合应用（一）
【前提测评】
1、下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是 （ ）

A．该系统中只存在3种形式的能量转化
B．装置Y中负极的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生
D．装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化
解析　太阳能电池利用光能转化为电能可直接作用于工作马达实现了电能与机械能的转化；在装置X中，电解水生成H2、O2，实现了光能与化学能的转化；在装置Y中构成燃料电池，化学能转化为电能，作用于马达实现了电能与机械能的转化，A、D错误；氢氧燃料电池的负极上应是H2参加反应，B错误；装置X能利用光能实现H2、O2、H2O的循环再生，C正确。
2、全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如下图所示。

①当左槽溶液逐渐由黄变蓝时，其电极反应式为 。
②充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由 色变为 色。
③放电过程中氢离子的作用是________和________；充电时若转移的电子数为3.01×1023个，左槽溶液中n(H＋)的变化量为____。

解析　本题是考查以钒为材料的化学原理题，涉及电化学知识。①左槽中，黄变蓝即为VO生成VO2＋，V的化合价从＋5降低为＋4，得一个电子，O原子减少，从图中知，其中H＋发生了移动，参与反应，由此写成电极反应式。②放电作为原电池，左槽得电子，而右槽失电子。充电作为电解池处理，右槽中则为得电子，对应化合价降低，即为V3＋生成V2＋，颜色由绿生成紫。③由电极反应式知，H＋参与了反应。溶液中离子的定向移动可形成电流。n＝N/NA＝3.01×1023/6.02×1023＝0.5 mol。
答案　①VO＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O
②绿　紫　③参与正极反应　通过交换膜定向移动使电流通过溶液　0.5 mol
【考点一】　原电池原理及应用
【例1】控制合适的条件，将反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是（ ）

A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应
B．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋被还原
C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态
D．电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极
解析　反应开始后，乙中石墨电极上发生的反应为2I－－2e－===I2，为氧化反应，A说法正确；甲中石墨电极上发生的反应为2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，Fe3＋被还原，B正确；电流计读数为零时，电极上得到和失去的电子数相等，反应达到化学平衡状态，C正确；电流计读数为零(反应达到化学平衡状态)后，在甲中溶入FeCl2固体，则平衡向逆反应方向移动，I2被还原，乙中的石墨电极为正极，D错误。
【巩固练习】
1．（2011浙江高考10）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是（ ）

A．液滴中的Cl―由a区向b区迁移
B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－4OH－
C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH―形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈
D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：Cu－2e－Cu2＋
解析：液滴边缘O2多，在碳粒上发生正极反应O2＋2H2O＋4e－4OH－。液滴下的Fe发生负极反应，Fe－2e－Fe2＋，为腐蚀区(a)。
A．错误。Cl－由b区向a区迁移B．正确。C．错误。液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀。D．错误。Cu更稳定，作正极，反应为O2＋2H2O＋4e－4OH－。答案：B
【评析】本题考察电化学内容中金属吸氧腐蚀的原理的分析。
老知识换新面孔，高考试题，万变不离其宗，关键的知识内容一定要让学生自己想懂，而不是死记硬背。学生把难点真正“消化”了就可以做到一通百通，题目再怎么变换形式，学生也能回答。
2.（2011安徽高考12）研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2＋2Ag2NaCl=Na2Mn5O10＋2AgCl，下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是：（ ）
A.正极反应式：Ag＋Cl－－e－=AgCl
B.每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
C.Na＋不断向“水”电池的负极移动
D. AgCl是还原产物
解析：由电池总反应可知银失去电子被氧化得氧化产物，即银做负极，产物AgCl是氧化产物，A、D都不正确；在原电池中阳离子在正极得电子发生还原反应，所以阳离子向电池的正极移动，C错误；化合物Na2Mn5O10中Mn元素的化合价是+18/5价，所以每生成1 mol Na2Mn5O10转移电子的物质的量为（4－18/5）×5＝2mol，因此选项B正确。
答案：B
【例2】某碱性燃料电池装置中盛有KOH浓溶液，正极均通入O2，电极反应则为O2＋4e－＋2H2O=4OH－；若在负极分别通入下列可燃性气体：①CH4、②CH3OH、③C2H4，都能实现把化学能转变为电能。(NA为阿伏加德罗常数)下列说法不正确的是(　A　)
A．分别通入这三种气体，放电一段时间后，溶液的pH都变大
B．若在负极上通入1 mol CH4，完全反应共失去8 NA个电子
C．若在负极上通入C2H4气体，则电池的总反应为C2H4＋3O2＋4OH－= 2 CO＋4H2O
D．若在负极上通入CH3OH气体，则电极反应为：CH3OH－6e－＋8OH－= CO32-＋6H2O
解：三种气体构成的电池总反应分别为：CH4＋2O2＋2OH－= CO＋3H2O；2H2S＋3O2＋4OH－=2 SO32 ＋4H2O；C2H4＋3O2＋4OH－= 2CO＋4H2O。三个电池都消耗OH—，溶液的pH都变小，所以A错误；由电极反应CH4－8e－＋10OH－= CO＋7H2O可知道1 mol CH4完全反应共失去8 NA电子，所以B正确。

【巩固练习】
3．(2009·江苏高考)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如下图所示。关于该电池的叙述正确的是(　　)
A．该电池能够在高温下工作
B．电池的负极反应为：C6H12O6＋6H2O－24e－===6CO2↑＋24H＋
C．放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移
D．在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体 L
解析：　高温下，微生物发生蛋白质的变性，A错误；B正确；放电过程中，H＋移向正极区，C错误；葡萄糖燃料电池的总反应式为：C6H12O6＋6O2―→6CO2＋6H2O，即1 mol O2～1 mol CO2，每消耗1 mol O2理论上生成标准状况下CO2气体为22.4 L，D错误。
答案：　B
4.固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westing－house)公司研制开发的，它以固体氧化锆－氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过。该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。下列判断正确的是( D )

A．O2放电的a极为电池的负极
B．H2放电的b极为电池的正极
C．a极对应的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－
D．该电池的总反应方程式为：2H2＋O2=2H2O
5、（2011福建高考11）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是（ ）
A．水既是氧化剂又是溶剂 B．放电时正极上有氢气生成
C．放电时OH－向正极移动 D．总反应为：2Li＋2H2O=== 2LiOH＋H2↑
解析：考生可能迅速选出C项是错误，因为原电池放电时OH－是向负极移动的。这个考点在备考时训练多次。这种电池名称叫锂水电池。可推测其总反应为：2Li＋2H2O=== 2LiOH＋H2↑。再写出其电极反应如下：
（—）2Li—2e—＝2Li+
（+）2H2O+2e—＝2OH—＋H2↑
结合选项分析A、B、D都是正确的。此题情景是取材于新的化学电源，知识落脚点是基础，对原电池原理掌握的学生来说是比较容易的。答案：C
【规律总结】有关原电池问题的解题思路
解决原电池问题时，一般的思维程序是：根据电极材料的活泼性判断出正、负极―→电极反应的类型(氧化反应、还原反应)
【考点二】电解池原理及其应用
【例3】Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的一制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应为：2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是(　 A　)

A．石墨电极上产生氢气 B．铜电极发生还原反应
C．铜电极接直流电源的负极 D．当有0.1 mol电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成
解析　由总反应知失电子的为Cu，得电子的是H2O中的氢元素。因此Cu极为电解池的阳极，接电源的正极，石墨为阴极，接电源的负极。当有0.1 mol电子转移时，应有0.05 mol Cu2O生成。
【巩固练习】
6.（2011新课标全国）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确的是（ ）
A. 电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe
B. 电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2
C. 电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低
D. 电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O
解析：由放电时的反应可以得出铁做还原剂失去电子，Ni2O3做氧化剂得到电子，因此选项AB均正确；充电可以看作是放电的逆过程，即阴极为原来的负极，所以电池放电时，负极反应为：Fe+2OH--2e-= Fe(OH)2，所以电池充电过程时阴极反应为Fe(OH)2+2e-= Fe+2OH-，因此电池充电过程中，阴极附近溶液的pH会升高，C不正确；同理分析选项D正确。
答案：C
7．(2011全国II卷10)用石墨做电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使用电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的（ ）
A．CuSO4 B．H2O C．CuO D．CuSO4·5H2O
解析：用石墨做电极电解CuSO4溶液的电解方程式是2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑，根据缺什么补什么的，选项C正确。答案：C
【例4】下图为相互串联的甲乙两个电解池，请回答：

(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A极是 _，材料是 ，电极反应为
；B极是_________，材料是__________，主要电极反应为_______ ，电解质溶液为___
(2)乙池中若滴入少量酚酞试液，开始一段时间后，____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)常温下若乙槽剩余液体为400 mL，则电解后得到碱液的物质的量浓度为__________，pH为__________。
答案　(1)阴极　精铜　Cu2＋＋2e－===Cu　阳极　粗铜　Cu－2e－===Cu2＋　CuSO4溶液
(2)Fe　(3)4.48 L　(4)1 mol/L　14
【例5】下列描述中，不符合生产实际的是(　A )
A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极
B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极
C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极
D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极
【巩固练习】
8.把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铁的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铁的物质的量之比为( D )
A．1∶2∶3 B．3∶2∶1 C．6∶3∶1 D．6∶3∶2
2．（2011上海）用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是（ ）
A．用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片
B．用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片
C．用氢氧化钠溶液吸收阴极产物
D．用带火星的木条检验阳极产物
解析：用电解法提取氯化铜废液中的铜时，铜必需作阴极，阳极是铜或惰性电极，阴极的反应式为：Cu2++2e－＝Cu。答案：B
9.（2011山东高考15）以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是（ ）
A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程
B.因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C.电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率
D.镀锌层破损后对铁制品失去保护作用
解析：电镀时，通常把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。因此在铁制品上镀锌时，铁作阴极，锌作阳极，由于锌比铁活泼，因此未通电前可以构成原电池，但此时锌作负极失去电子，铁作正极，而电镀是锌仍然失电子，所以选项A不正确；在氧化还原反应中必需满足得失电子守恒，因此电镀时通过的电量与锌的析出量有确定关系而与能量变化无关，B不正确；由于电镀时保持电流恒定，因此导线中通过的电子速率是不变的，所以升高温度不能改变电解反应速率，C正确；镀锌层破损后，由于锌比铁活泼，所以即使发生电化学腐蚀也是锌失去电子而保护了铁，即选项D也不正确。答案：C
【规律总结】
1.电解时电极产物的判断
(1)阳极产物的判断
①如果是活泼电极(金属活动性顺序表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；
②如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要看溶液中阴离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序加以判断，常见阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根。
(2)阴极产物的判断
直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序与金属活动性顺序相反，其中Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋。
2、电解池的电极反应和总反应式的书写方法
第一步：先检查阳极电极材料和确定溶液中的离子种类；第二步：由放电顺序确定放电产物和电极反应；第三步：将电极反应相加得总反应式。
【考点三】金属的腐蚀与防护
【例6】如图装置中，U型管内为红墨水，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　a、b试管中均发生铁的电化学腐蚀，在食盐水中的Fe发生吸氧腐蚀，正极为碳：2H2O＋O2＋4e－===4OH－，负极为铁：2Fe－4e－===2Fe2＋，由于吸收O2，a管中气压降低；b管中的电解质溶液是酸性较强的NH4Cl溶液，故发生析氢腐蚀，正极：2H＋＋2e－===H2↑，负极：Fe－2e－===Fe2＋，由于放出氢气，b管中气压增大，故U型管中的红墨水应是左高右低，B选项错误。
【巩固练习】
10．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：2Fe＋2H2O＋O2===2Fe2＋＋4OH－。以下说法正确的是(　　)
A．负极发生的反应为：Fe－2e－===Fe2＋
B．正极发生的反应为：2H2O＋O2＋2e－===4OH－
C．原电池是将电能转变为化学能的装置
D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
解析：　2Fe＋2H2O＋O2===2Fe2＋＋4OH－。A项，负极反应：2Fe－4e－===2Fe2＋；B项，正极反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－；C项，电池是将化学能转化成电能的装置；D项，钢柱在空气与水交界处因与O2接触而更易发生电化腐蚀。答案：　A
【规律总结】判断金属腐蚀快慢的规律
(1)电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护腐蚀措施的腐蚀(电解原理的防护>原电池原理的防护)。
(2)对同一种金属来说，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来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。
【当堂检测】
1.（2011北京高考26，14分）氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示：

（1）溶液A的溶质是 ；
（2）电解饱和食盐水的离子方程式是 ；
（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用 ；
（4）电解所用的盐水需精制。去除有影响的Ca2＋、Mg2＋、NH4＋、SO42－[c(SO42－)＞c(Ca2＋)]。精致流程如下（淡盐水和溶液A来电解池）：

①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是 。
②过程Ⅰ中将NH4+转化为N2的离子方程式是
③BaSO4的溶解度比BaCO3的小，过程Ⅱ中除去的离子有
解析：（1）电解时在电极的作用下，溶液中的阳离子向阴极作定向运动，阴离子向阳极作定向运动，所以电解饱和食盐水时Na＋和H＋向阴极运动并放电，但H＋比Na＋易得电子，所以H＋首先放电，方程式为2H＋＋2e－=H2↑。由于H＋是水电离出的，所以随着H＋的不断放电，就破坏了阴极周围水的电离平衡，OH－的浓度就逐渐增大，因此溶液A的溶质是NaOH。由于Cl－比OH－易失电子，所以在阳极上CI－首先放电，方程式为2Cl－－2e－=Cl2↑。因此电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
（2）见解析（1）
（3）由于阳极上生成氯气，而氯气可溶于水，并发生下列反应Cl2＋H2OHCl＋HClO，根据平衡移动原理可知增大盐酸的浓度可使平衡向逆反应方向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的溢出。
答案：（1）NaOH
（2）2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑
（3）氯气与水反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO，增大HCl的浓度可使平衡逆向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的溢出。
（4）由于溶液中含有Mg2＋，所以用溶液A（即NaOH）调节溶液的pH时，会产生Mg(OH)2沉淀，即盐泥a中还含有Mg(OH)2；淡盐水中含有氯气，氯气具有强氧化性，可将NH4+氧化为N2，而氯气被还原成Cl－方程式为2NH4＋＋3Cl2＋8OH－=8H2O＋6Cl－＋N2↑；沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动，一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。由于BaSO4的溶解度比BaCO3的小，所以加入BaCO3后，溶液中的SO42－就结合Ba2+生成更难溶的BaSO4沉淀，同时溶液中还存在Ca2+而CaCO3也属于难溶性物质，因此还会生成CaCO3沉淀；NaClO具有强氧化性，可将Na2SO3氧化成Na2SO4，方程式为Na2SO3+NaClO＝Na2SO4+NaCl。10m3 盐水b中含NaClO的物质的量为，由方程式可知消耗Na2SO3的质量为1mol×126g/mol＝126g。若设需要10% Na2SO3溶液的质量为X，则有，解得x＝1760g，即至多添加10% Na2SO3溶液1.76kg。
答案：（1）NaOH
（2）2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑
（3）氯气与水反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO，增大HCl的浓度可使平衡逆向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的溢出。
（4）①Mg(OH)2
②2NH4＋＋3Cl2＋8OH－=8H2O＋6Cl－＋N2↑
③SO42－、Ca2＋
④1.76

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