人教版高中化学选修四高三化学二轮专题复习.docx
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人教版高中化学选修四高三化学二轮专题复习
高中化学学习材料
（精心收集**整理制作）
2011届高三化学二轮专题复习
------电化学
【知识点回放】
一．原电池
1．原电池的形成条件；2．电极反应的书写；3．原电池的正负极的判断。
二．电解池
其放电顺序一般为：
阳极：
活泼性电极>
>
>
>
>
>含氧酸根离子阴极：
与金属活动顺序表中金属阳离子的氧化顺序一致
三．金属的腐蚀（实质是：
失电子被氧化）
1．金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀（判断方法：
是否产生电流）。
2．腐蚀的常见类型
（1）析氢腐蚀在酸性条件下，正极发生2H++2e-=H2↑反应。
（2）吸氧腐蚀在极弱酸或中性条件下，正极发生2H2O+O2+4e-=4
反应。
若负极金属不与电解质溶液发生直接的反应，则形成吸氧腐蚀的原电池反应。
如生铁浸入食盐水中，会形成许多微小的原电池。
3．防护：
制成合金、隔离（涂油漆等）
电化学保护：
（1）牺牲阳极的阴极保护法；
（2）外接电源的阴极保护法（将被保护金属一直与电源负极相连形成回路）
4．在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢可用下列原则判断：
电解原理引起的腐蚀>原电池引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
四．原电池、电解（镀）池电极名称的确定
1．确定原电池电极名称的方法
（失电子的反应→氧化反应→负极；得电子的反应→还原反应→正极）
方法一：
根据电极材料的性质确定。
方法二：
根据电极反应的本身确定。
2．确定电解（镀）池电极名称的方法
方法一：
与外电源正极连接的一极是阳极、与负极连接的一极是阴极。
方法二：
电极上失电子发生氧化反应的是阳极，得电子发生还原反应的是阴极。
3．对于金属——化合物电极，金属是负极，化合物是正极。
五．分析电极反应及其产物
原电池：
负极：
M-ne-=Mn+
正极：
（1）酸性溶液中2H++2e-=H2↑
（2）不活泼金属盐溶液Mn++ne-=M
（3）中性、弱酸性条件下2H2O+O2+4e-=4
电解（镀）池：
阳极：
（1）若阳极是由活性材料（除C、Pt、Au等以外的其它金属）做成，阳极反应是阳极金属失去电子而被氧化成阳离子；
（2）若阳极是由C、Pt、Au等惰性材料做成，阳极反应则是电解液中阴离子在阳极失去电子被氧化。
阴离子失去电子能力大小顺序为：
>
>
>
>含氧酸根>
。
阴极：
阴极反应一般是溶液中的阳离子得电高考资源网子的还原反应，阳离子得电子能力大小顺序为：
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。
六．电解实例及规律
电解液
溶质类别
电解总反应式
相当于电解
溶液pH
NaOH溶液
强碱
2H2O
2H2↑+O2↑
水
升高
H2SO4溶液
含氧酸
降低
Na2SO4溶液
活泼金属的含氧酸盐
不变
（两极混合液）
CuCl2溶液
不活泼金属的无氧酸盐
CuCl2
Cu+Cl2↑
电解质本身
接近7
HCl溶液
无氧酸
2HCl
H2↑+Cl2↑
升高
NaCl溶液
活泼金属的无氧酸盐
2NaCl+2H2O
H2+2NaOH+Cl2↑
电解质与水
升高
CuSO4溶液
不活泼金属的含氧酸盐
2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4
降低
NaCl（熔融）
离子化合物
2NaCl
2Na+Cl2↑
电解质本身
Al2O3（熔融）
2Al2O3
4Al+3O2↑
七．电解应用：
（1）氯碱工业：
电解饱和食盐水制取烧碱、氯气、氢气，通过阳离子交换膜，避免Cl2进入阴极与NaOH或H2反应，电解后的pH利用放电的H+物质的量推算碱性。
（2）电镀：
镀层金属作阳极，待镀的金属制品作阴极。
用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。
实质：
阳极参加反应的电解。
阳极溶解的金属=阴极析出的金属量。
（3）铜的精炼：
粗铜含金属杂质Zn、Fe、Au、Ag、Ni以及铜的氧化物和硫化物等
粗铜为阳极：
Zn和Fe等比Cu活泼的金属先放电，然后才是大量的Cu放电。
纯铜为阴极，阳极溶解的铜小于阴极析出的铜。
八．电化学计算的基本方法
原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算、根据电荷量求产物的量与根据产物的量求电荷量等的计算。
不论哪类计算，均可概括为下列三种方法：
①根据电子守恒法计算；②根据总反应式计算；③根据关系式计算。
【课堂讲练】
1．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池时间保持稳定的放电电压。
高铁电池的总反应为：
3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH。
下列叙述不正确的是
A．放电时负极反应为：
Zn-2e-+2OH-===Zn（OH）2
B．充电时阳极反应为：
Fe（OH）3-3e-+5OH-===FeSO42-+4H2O
C．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeSO4被氧化
D．放电时正极附近溶液的碱性增强
2．普通水泥在固化过程中自由水分子减少并形成碱性溶液。
根据这一物理化学特点，科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间。
此法的原理如图所示，反应的总方程式为：
2Cu+Ag2O=Cu2O十2Ag下列有关说法正确的是
A．工业上以黏土、石灰石和石英为主要原料来制造普通水泥
B．负极的电极反应式为2Cu十2OH-—2e-==Cu2O+H2O
C．测量原理示意图中，电流方向从Cu经过导线流向Ag2O
D．电池工作时，溶液中OH-向正极移动
3．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：
2Fe＋2H2O＋O22Fe2＋＋4OH－。
下列说法正确的是
A．原电池是将电能转变为化学能的装置
B．正极发生的反应为：
2H2O＋O2＋2e－4OH－
C．负极发生的反应为：
Fe－2e－Fe2＋
D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
4．下列实验能达到预期目的的是
序号
实验操作
实验目的
A
浓、稀HNO3分别与Cu反应
比较浓、稀HNO3的氧化性强弱
B
金属钠投入硫酸铜溶液中
置换出铜
C
把铜和银用导线连接后插入稀硫酸中
组成原电池验证铜比银活泼
D
用等浓度的盐酸、碳酸氢钠两溶液混合反应
比较盐酸、碳酸的酸性强弱
5．将AsO43ˉ+2Iˉ+2H+
AsO33ˉ+I2+H2O设计成如右图所示的电化学装置，其中C1、C2均为石墨棒。
甲、乙两组同学分别进行下述操作：
甲组：
向B烧杯中逐滴加入浓盐酸；乙组：
向B烧杯中逐滴加入40%NaOH溶液下列描述中，正确的是
A．甲组操作过程中，C1做正极
B．乙组操作过程中，C2做负极，电极反应式为：
AsO33ˉ－2eˉ+2OHˉ＝AsO43ˉ+H2O
C．两次操作过程中，微安表（G）指针的偏转方向相反
D．甲组操作时该装置为原电池，乙组操作时该装置为电解池
6．使用氢氧燃料电池的公共汽车已在北京街头出现。
下列有关某种以30%KOH溶液为电解质的氢氧燃料电池的说法中，不正确的是
A．正极反应：
O2+2H2O+4e-===4OH-B．负极反应：
H2-2e-==2H+
C．当正极消耗11.2LO2时，负极消耗22.4LH2
D．氢氧燃料电池不仅能量转化率高，而且产物是水，属于环境友好电池
7．铜的冶炼大致可分为：
①富集：
将硫化物矿进行浮选；②焙烧，主要反应为：
2CuFeS2+4O2=Cu2S+3SO2+2FeO（炉渣）；③制粗铜，在1200℃发生的主要反应为：
2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2；2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑；④电解精炼。
下列说法正确的是
A．上述灼烧过程的尾气均可直接排入空气
B．由6molCuFeS2生成6molCu，反应共消耗15molO2
C．反应2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑中，氧化剂只有Cu2O
D．电解精炼时，粗铜应与外电源正极相连
8．固体氧化物燃料电池（SOFC）以固体氧化物作为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（O2-）在其间通过，其工作原理如图所示。
下列关于固体燃料电池的有关说法正确的是
A．电极b为电池负极，电极反应式为O2+4e-＝2O2-
B．固体氧化物的作用是让电子在电池内部通过
C．若H2作燃料气，接触面上发生的反应为：
H2+2OH--2e-＝2H2O
D．若C2H4作燃料气，接触面上发生的反应为：
C2H4+6O2--12e-＝2CO2+2H2O
9．家蝇的雌性信息素可用芥酸（来自菜籽油）与羧酸X在浓NaOH溶液中进行阳极氧化得到。
电解总反应式为：
则下列说法正确的是
A．X为C2H5COOH
B．电解的阳极反应式为：
C21H41COOH＋X－2e－＋2H2O―→C23H46＋2CO
＋6H＋
C．电解过程中，每转移amol电子，则生成0.5amol雌性信息素
D．阴极的还原产物为H2和OH－
10．铜锌原电池（如图9）工作时，下列叙述正确的是
A．正极反应为：
Zn—2e-=Zn2+
B．电池反应为：
Zn+Cu2+=Zn2++CU
C．在外电路中，电子从负极流向正极
D．盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
11．LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。
电池反应为：
FePO4＋LiLiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li＋导电固体为电解质。
下列有关LiFePO4电池说法正确的是
A．可加入硫酸以提高电解质的导电性
B．放电时电池内部Li＋向负极移动
C．充电过程中，电池正极材料的质量减少
D．放电时电池正极反应为：
FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4
12．（2010福建卷）铅蓄电池的工作原理为：
研读右图，下列判断不正确的是
A．K闭合时，d电极反应式：
B．当电路中转移0．2mol电子时，I中消耗的
为0.2mol
C．K闭合时，II中
向c电极迁移
D．K闭合一段时间后，II可单独作为原电池，d电极为正极
【巩固强化】
1．右图是模拟铁的电化学防护装置。
以下叙述正确的是
A．此装置属于电解池
B．此装置中的铁极上发生氧化反应
C．该电化学防护法称为“牺牲阳极阴极保护法”
D．该电化学防护法称为“外加电源阴极保护法”
2．将等物质的量浓度的CuSO4和NaCl等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如右图，则下列说法正确的是：
A．阳极产物一定是Cl2，阴极产物一定是Cu
B．BC段表示在阴极上是H+放电产生了H2
C．整个过程中阳极先产生Cl2，后产生O2
D．CD段表示阳极上OH一放电破坏了水的电离平衡，产生了H+
3．将0.2molAgNO3、0.4molCu（NO3）2、0.6molKCl溶于水，配成100mL溶液，用惰性电极电解一段时间后，若在一极析出0.3molCu，此时在另一极上产生的气体体积（STP）为
A．4.48LB．5.6LC．6.72LD．7.84L
4．著名化学家徐光宪获得2008年度“国家最高科学技术奖”，以表彰他在稀土串级萃取理论方面作出的贡献。
稀土铈（Ce）元素主要存在于独居石中，金属铈在空气中易氧化变暗，受热时燃烧，遇水很快反应。
已知：
铈常见的化合价为+3和+4，氧化性：
Ce4+>Fe3+。
下列说法不正确的是
A．铈的冶炼步骤为：
用稀土串级萃取法对矿石进行筛选富集；电解熔融CeO2。
B．CeO2溶于氢碘酸的化学方程式可表示为：
CeO2+4HI＝CeI4+2H2O
C．用Ce（SO4）2溶液滴定硫酸亚铁溶液，其离子方程式为：
Ce4++Fe2+＝Ce3++Fe3+
D．四种稳定的核素
、
、
、
，它们互称为同位素
5．我国镍氢电池居世界先进水平，国产大功率镍氢动力电池已广泛用于我海军潜艇。
常见镍氢电池的某极是储氢合金LaNi5，电池的总反应为：
LaNi5H6+6NiO（OH）LaNi5+6Ni（OH）2（LaNi5H6中各元素化合价均为零），下列说法正确的是
A．放电时储氢合金作正极B．充电时储氢合金作阴极
C．放电时，电流由负极通过外电路流向正极
D．充电时阴极反应：
Ni（OH）2+OH――e－=NiO（OH）+H2O
6．关于下列装置说法正确的是
A．装置①中，盐桥中的K+移向ZnSO4溶液
B．装置②工作一段时间后，a极附近溶液的pH增大
C．用装置③精炼铜时，c极为粗铜
D．装置④中电子由Zn流向Fe，装置中有Fe2+生成
7．用电解质溶液为氢氧化钾水溶液的氢氧燃料电池电解饱和硫酸钠溶液一段时间，假设电解时温度不变且用惰性电极，下列说法不正确的是
A．当电池负极消耗mg气体时，电解池阴极有mg气体生成
B．电解池的阳极反应式为：
4OH－—4e－=2H2O+O2↑
C．电解后，c（Na2SO4）增大，且溶液中有晶体析出
D．电池中c（KOH）不变；电解池中溶液pH变大
8．MnO2和Zn是制造干电池的重要原料，工业上用软锰矿和闪锌矿联合生产MnO2和Zn的基本步骤为：
⑴软锰矿、闪锌矿与硫酸共热：
MnO2＋ZnS＋2H2SO4＝MnSO4＋ZnSO4＋S＋2H2O。
⑵除去反应混合物中的不溶物
⑶电解混合液MnSO4＋ZnSO4＋2H2OMnO2＋Zn＋2H2SO4
下列说法不正确的是
A．步骤⑴中MnO2和H2SO4都是氧化剂
B．步骤⑴中每析出12.8gS沉淀共转移0.8mol电子
C．电解时MnO2在阴极处产生D．硫酸在生产中可循环使用
9．某同学按右图所示的装置进行试验。
A、B为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水。
当K闭合时，在交换膜处SO42一从右向左移动。
下列分析正确的是
A．若交换A和B两电极，则仍电解
B．B的电极反应：
B－2e-==B2+
C．y电极上有H2产生，发生还原反应
D．反应初期，x电极周围出现白色沉淀，不久沉淀溶解
10．如下图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是
惰性电极。
将电源接通后，向（乙）中滴入酚酞溶液，
在F极附近显红色。
则以下说法正确的是
A．电源B极是正极
B．（甲）、（乙）装置的C、D、E、F电极均有单质
生成，其物质的量比为1∶2∶3∶2
C．欲用（丙）装置给铜镀银，G应该是Ag，电镀液选是AgNO3溶液
D．装置（丁）中X极附近红褐色变浅，说明氢氧化铁胶粒带负电荷
10．Li—SOCl2电池可用于心脏起搏器。
该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4—SOCl2。
电池的总反应可表示为：
4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2。
（1）电池的负极材料为，发生的电极反应为；
（2）电池正极发生的电极反应为；
（3）SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。
如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是，反应的化学方程式为；
（4）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是。
11．如图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别
盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液
和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。
（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4
浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。
据此回答问题：
①电源的N端为＿＿＿＿＿＿极；②电极b上发生的电极反应为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
④电极c的质量变化是＿＿＿＿＿＿＿＿＿g；
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：
甲溶液＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
乙溶液＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
丙溶液＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？
。
12．（2010山东卷）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。
（1）以下为铝材表面处理的一种方法：
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，原因是____（用离子方程式表示）。
为将碱洗槽液中铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的___。
a．NH3b．CO2c．NaOHd．HNO3
②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为_________。
取少量废电解液，加入NaHCO，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是________。
（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________________。
（3）利用右图装置，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______处。
若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_______。
13．燃料电池具有广阔的发展前途，科学家近年研制出一种微型
的燃料电池，采用甲醇取代氢气做燃料可以简化电池设计，该电池有望取代传统电池。
某学生在实验室利用碱性甲醇燃料电池电解Na2SO4溶液。
请根据图示回答下列问题：
（1）图中a电极是（填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”）。
该电极上发生的电极反应式为。
（2）碱性条件下，通入甲醇的一极发生的电极反应式为。
（3）当消耗3.36L氧气时（已折合为标准状况），理论上电解Na2SO4溶液生成气体的总物质的量是。
（4）25℃、101kPa时，燃烧16g甲醇生成CO2和H2O（l），放出的热量为363.26kJ，写出甲醇燃烧的热化学方程式：
。
14．如图装置中，A、B中电极为多孔的惰性电极；C、D为夹在湿的Na2SO4滤纸条上的铂夹，a、b为电源两极。
在A、B中充满KOH溶液后使其倒立于盛有KOH溶液的水槽中。
切断K1，闭合K2、K3，通直流电，电解一段时间后A、B中均有气体产生，如图所示。
（1）电源的a极为________（填“正极”或“负极”）。
（2）在湿的Na2SO4滤纸条中心滴KMnO4溶液，现象是
_____________________________________________。
（3）写出A中电极反应式：
__________________。
（4）若电解一段时间后A、B中均有气体包围电极。
此时切断K2、K3，闭合K1，电流表的指针发生偏转，此时B极的电极反应式为_____________________________________。
15．
（1）有人研究证明：
使用氯气作自来水消毒剂，氯气会与水中有机物反应，生成如CHCl3等物质，这些物质可能是潜在的致癌致畸物质。
目前人们已研发多种饮用水的新型消毒剂。
下列物质不能作自来水消毒剂的是（）（填序号）。
A．明矾B．二氧化氯C．臭氧D．高铁酸钠（Na2FeO4）
（2）高铁（VI）酸盐是新一代水处理剂。
其制备方法有：
次氯酸盐氧化法（湿法）和高温过氧化物法（干法）等。
湿法是在碱性溶液中用次氯酸盐氧化铁（III）盐，写出该法的离子方程式：
。
（3）用高铁（VI）酸盐设计的高铁（VI）电池是一种新型可充电电池，电解质溶液为KOH溶液，放电时的总反应：
3Zn+2K2FeO4+8H2O→3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH
①写出正极发生的电极反应式：
。
②用高铁（VI）电池作电源，以Fe作阳极，以Cu作阴极，对足量KOH溶液进行电解，当有0.1molK2FeO4反应时，在电解池中生成H2L（标准状况），同时生成Fe（OH）3=mol。
③下表列出了某厂排放的含锌废水中的含量及国家环保标准值的有关数据：
含锌废水水质
经处理后的水国家环保标准值
Zn2＋浓度/（mg·L－1）
≤800
≤3.9
pH
1～5
6～9
经处理后的废水pH＝8，此时废水中Zn2＋的浓度为mg/L（常温下，Ksp[Zn（OH）2]＝1.2×10-17），（填“符合”或“不符合”）国家环保标准。
16．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
⑴工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：
CO（g）＋2H2（g）
CH3OH（g）ΔH1
反应Ⅱ：
CO2（g）＋3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g）ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是____（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数（K）。
温度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012
由表中数据判断ΔH10（填“＞”、“＝”或“＜”＝。
）
③某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，
充分反应，达到平衡后，测得c（CO）＝0.2mol／L，则CO
的转化率为，此时的温度为（从上表中选择）。
⑵已知在常温常压下：
①2CH3OH（l）＋3O2（g）＝2CO2（g）＋4H2O（g）ΔH1＝－1275.6kJ／mol
②2CO（g）+O2（g）＝2CO2（g）ΔH2＝－566.0kJ／mol
③H2O（g）＝H2O（l）ΔH3＝－44.0kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：
⑶某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置：
则该电池正极的电极反应为：
。
课堂讲练答案
1C2B3C4AD5BC6B7BD8D9AC
10BC11CD
巩固强化答案
2C3B4B5BC6B7CD8AC9CD10C
10答案：
（1）锂Li－2e－=Li＋（2分）
（2）2SOCl2＋4e－=4Cl－＋S＋SO2（2分）
（3）出现白雾，有刺激性气体生成SOCl2＋H2O=SO2↑＋2HCl↑（3分）
（4）锂是活泼金属，易与H2O、O2反应；SOCl2也可与水反应（2分）
11答案.
（1）
正极
4OH－-4e－=2H2O+O2↑。
2.8L
16g
甲增大，因为相当于电解水；乙减小，OH－放电，H＋增多。
丙不变，相当于电解水。
（2）可以铜全部析出，可以继续电解H2SO4，有电解液即可电解。
12答案：
（1）①2Al+2OH-+4H2O==2Al（OH）4-+3H2；c
②2Al+3H2O-6e-
Al2O3+6H+；因为Al3+和HCO3-发生了互促水解；
Al3++3HCO3-==Al（OH）3↓+CO2↑
（2）阳极Cu可以发生氧化反应生成Cu2+
（3）N牺牲阳极保护法。
13．（5分）
（1）阳极4OH–－4e–→O2+2H2O
（2）CH3OH－6e–+8OH–→CO32—+6H2O
（3）0.45
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