全程復習方略浙江專用2013版高考化學 課時提能演練十七 6.2原電池 金屬的腐蝕與防護 蘇教版

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1、 浙江2013版化學復習方略 課時提能演練(十七) 6.2原電池 金屬的腐蝕與防護（蘇教版） （45分鐘 100分） 一、選擇題(本題包括10小題，每小題6分，共60分) 1.電化學在日常生活中有廣泛的應用，下列說法或做法正確的是(　　) A.暴雨后遭洪水浸泡的鐵門生銹是因為發(fā)生化學腐蝕 B.白鐵皮(鐵鍍鋅)表面有劃損時，不能阻止鐵被腐蝕 C.廢棄的干電池不能隨意丟棄，但可以土埋處理 D.不能將鐵制自來水管與銅制水龍頭連接 2.兩種金屬A與B組成原電池時，A是正極。下列有關(guān)推斷正確的是(　　) A.A的金屬性強于B B.A電極上發(fā)生的電極反應是還原反應 C.電子

2、不斷由A電極經(jīng)外電路流向B電極 D.A在金屬活動性順序表中一定排在氫前面 3.(2011·廣東高考)某小組為研究電化學原理，設(shè)計裝置。下列敘述不正確的是(　　) A.a和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出 B.a和b用導線連接時，銅片上發(fā)生的反應為：Cu2＋＋2e－===Cu C.無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液從藍色逐漸變成淺綠色 D.a和b分別連接直流電源正、負極，電壓足夠大時，Cu2＋向銅電極移動 4.依據(jù)氧化還原反應：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)，設(shè)計的原電池如圖所示。 下列有關(guān)說法中錯誤的是(　　) A.電解質(zhì)溶

3、液Y是CuSO4溶液 B.電極X的材料是Cu C.銀電極為電池的正極，其電極反應為Ag＋＋e－===Ag D.外電路中的電子是從X電極流向Ag電極 5.(2011·福建高考)研究人員研制出一種鋰水電池，可作為魚雷和潛艇的儲備電源。該電池以金屬鋰和鋼板為電極材料，以LiOH為電解質(zhì)，使用時加入水即可放電。關(guān)于該電池的下列說法不正確的是(　　) A.水既是氧化劑又是溶劑 B.放電時正極上有氫氣生成 C.放電時OH－向正極移動 D.總反應為：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑ 6.(2012·溫州模擬)最近，科學家研制出一種紙質(zhì)電池，這種“軟電池”采用薄層

4、紙片作為載體和傳導體，在一邊附著鋅，在另一邊附著二氧化錳。電池總反應式為Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH。下列說法不正確的是(　　) A.該電池中Zn為負極，MnO2為正極 B.該電池的正極反應式為MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－ C.導電時外電路電子由Zn流向MnO2，內(nèi)電路電子由MnO2流向Zn D.電池工作時水分子和OH－都能通過薄層紙片 7.(2011·海南高考)一種充電電池放電時的電極反應為：H2＋2OH－－2e－===2H2O NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ 當為電池充電時，與外電源正極連接的電極上發(fā)

5、生的反應是(　　) A.H2O的還原 B.NiO(OH)的還原 C.H2的氧化 D.Ni(OH)2的氧化 8.Li-Al/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應式為2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe。有關(guān)該電池的下列說法中正確的是(　　) A.Li-Al在電池中作為負極材料，該材料中Li的化合價為＋1價 B.該電池的電池反應式為：2Li＋FeS===Li2S＋Fe C.負極的電極反應式為Al－3e－===Al3＋ D.充電時，陰極發(fā)生的電極反應式為：Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS 9.(易錯題)一種新型環(huán)保電池是采用低毒的鋁合金(

6、丟棄的易拉罐)，家庭常用的漂白水，食鹽，氫氧化鈉(化學藥品店常見試劑)等原料制作的。電池的總反應方程式為2Al＋3ClO－＋2OH－===3Cl－＋2AlO＋H2O。下列說法不正確的是 (　　) A.該電池的優(yōu)點是電極材料和電解質(zhì)用完后可以更換 B.該電池發(fā)生氧化反應的是金屬鋁 C.電極的正極反應式為3ClO－＋3H2O＋6e－===3Cl－＋6OH－ D.當有0.1 mol Al完全溶解時，流經(jīng)電解液的電子個數(shù)為1.806×1023 10.(2011·浙江高考)將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓圈中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，

7、在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b)，如圖所示。 導致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣少。 下列說法正確的是(　　) A.液滴中的Cl－由a區(qū)向b區(qū)遷移 B.液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反應為O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C.液滴下的Fe因發(fā)生還原反應而被腐蝕，生成的Fe2＋由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的OH－形成Fe(OH)2，進一步氧化、脫水形成鐵銹 D.若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，則負極發(fā)生的電極反應為Cu－2e－===Cu2＋ 二、非選擇題(本題包括3小題，共40分) 11.(12分)(2011·山東高考)科研、生產(chǎn)中常

8、涉及鈉、硫及其化合物。 (1)實驗室可用無水乙醇處理少量殘留的金屬鈉，化學反應方程式為　 ______________________________________________________。 要清洗附著在試管壁上的硫，可用的試劑是____________________。 (2)如圖為鈉高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖，該電池的工作溫度為320 ℃左右，電池反應為2Na＋xS===Na2Sx，正極的電極反應式為________________________。 M(由Na2O和Al2O3制得)的兩個作用是________________________________。 與鉛蓄電

9、池相比，當消耗相同質(zhì)量的負極活性物質(zhì)時，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的　　　____倍。 (3)Na2S溶液中離子濃度由大到小的順序為______________________________， 向該溶液中加入少量固體CuSO4，溶液pH　　　　(填“增大”、“減小”或“不變”)，Na2S溶液長期放置有硫析出，原因為_________________________(用離子方程式表示)。 12.(12分)(2012·金華模擬)原電池原理廣泛應用于科技、生產(chǎn)和生活，請回答以下問題： (1)肼(N2H4)又稱聯(lián)氨，是一種可燃性的液體，可用作火箭燃料。肼-空氣燃料電池是一種堿性

10、燃料電池，產(chǎn)物無污染，電解質(zhì)溶液是20%～30%的KOH溶液。肼-空氣燃料電池放電時：正極的電極反應式是　　　_　　　　　　；負極的電極反應式是　　　　　　　　　　　。 (2)有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料，以N2、H2為電極反應物，以HCl—NH4Cl為電解質(zhì)溶液制造新型燃料電池。試寫出該電池的正極反應式_______________________________________。 (3)請運用原電池原理設(shè)計實驗，驗證Cu2＋、Fe3＋氧化性的強弱。請畫出實驗裝置圖并寫出電極反應式。 ______________________________________________

11、________________。 13.(16分)(預測題)第三代混合動力車，可以用電動機、內(nèi)燃機或二者結(jié)合推動車輪。汽車上坡或加速時，電動機提供推動力，降低汽油的消耗；在剎車或下坡時，電池處于充電狀態(tài)。 (1)混合動力車目前一般使用鎳氫電池，該電池中鎳的化合物為正極，儲氫金屬(以M表示)為負極，堿液(主要為KOH)為電解質(zhì)溶液。鎳氫電池充放電原理示意如圖，其總反應式為：H2＋2NiOOH2Ni(OH)2 f 根據(jù)所給信息判斷，混合動力車上坡或加速時，乙電極周圍溶液的pH　　　　(填“增大”、“減小”或“不變”)，該電極的電極反應式為______________。 (2)Cu2O是

12、一種半導體材料，可通過如圖的電解裝置制取，電解總反應為：2Cu＋H2OCu2O＋H2↑ 陰極的電極反應式是_______________________________。 用鎳氫電池作為電源進行電解，當蓄電池中有1 mol H2被消耗時，Cu2O的理論產(chǎn)量為　　　　g。 (3)遠洋輪船的鋼鐵船體在海水中易發(fā)生電化學腐蝕中的　　　　腐蝕。為防止這種腐蝕，通常把船體與浸在海水里的Zn塊相連，或與像鉛酸蓄電池這樣的直流電源的　　　　極(填“正”或“負”)相連。 答案解析 1.【解析】選D。被洪水浸泡的鐵門發(fā)生的是電化學腐蝕，A項錯；白鐵皮表面有劃損時，腐蝕的是表面

13、的鋅，能阻止鐵被腐蝕，B項錯；廢棄的干電池會對土壤、地下水造成重金屬污染，不能土埋處理，C項錯；鐵和銅是兩種活潑性不同的金屬，易形成原電池，會加速鐵制自來水管的腐蝕，D項正確。 2.【解析】選B。A項，A是正極，說明A的金屬性弱于B，A錯誤； C項，因B電極為負極，電子由B電極經(jīng)外電路流向A電極，C錯誤；D項，A不一定排在氫前，如銅或石墨也可作原電池的正極。 3.【解析】選D。a和b不連接時，鐵比銅活潑，從溶液中置換出銅，A項正確；a和b連接時，形成原電池，鐵作為負極而溶解，銅作為正極，溶液中的Cu2＋得到電子被還原成銅單質(zhì)，所以B項正確；無論a和b是否連接，裝置中都發(fā)生Fe＋Cu2＋==

14、=Cu＋Fe2＋的反應，溶液會由藍色逐漸變?yōu)闇\綠色，C項正確；如果a和b分別連接直流電源正、負極，該裝置為電解池，Cu為陽極，F(xiàn)e為陰極，則溶液中的陽離子向陰極移動，即Cu2＋向鐵電極移動，D項不正確，故選D。 4.【解題指南】解答本題時應注意以下兩點： (1)由氧化還原反應拆成兩個半反應可知，Cu作原電池負極； (2)根據(jù)得電子的離子選取電解質(zhì)溶液。 【解析】選A。由電極反應可知，電解質(zhì)溶液須為AgNO3溶液而不是CuSO4溶液。 5.【解題指南】解答本題要注意以下兩點： (1)原電池電解質(zhì)溶液中的陽離子移向正極得到電子，發(fā)生還原反應； (2)金屬鋰是一種活潑的堿金屬，容易和水

15、反應放出氫氣。 【解析】選C。金屬鋰比鐵活潑，作原電池的負極，電極反應式為：Li－e－=== Li＋，LiOH溶液中的陽離子有Li＋和H＋，由于氧化性H＋＞Li＋，所以正極反應是：2H＋＋2e－===H2↑，由于H＋來自于水的電離，所以H＋放電的同時溶液中產(chǎn)生了 OH－，即該反應的總反應為：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，水既是氧化劑又是溶劑。在原電池的放電過程中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動，所以O(shè)H－向負極移動，C選項錯誤。 6.【解析】選C。原電池反應中Zn失電子、MnO2得電子，因此該電池負極為Zn，正極為MnO2。由電池總反應式減去負極反應式Zn－2e－＋2O

16、H－===ZnO＋H2O即得正極反應式MnO2＋e－＋H2O===MnOOH＋OH－。電子只能由Zn經(jīng)外電路流向MnO2，而不能通過內(nèi)電路。 7.【解題指南】解答本題要注意以下兩點： (1)與正極相連的電極是電解池的陽極； (2)化合價升高的物質(zhì)發(fā)生氧化反應。 【解析】選D。由題意知，電池總反應為H2＋2NiO(OH)2Ni(OH)2?？沙潆婋姵卦诔潆姇r，實際上起一個電解池的作用，與外電源正極連接的電極是陽極，發(fā)生氧化反應，與放電時的正極反應相反，可知Ni(OH)2在反應中失電子被氧化，發(fā)生氧化反應。 【方法技巧】可充電電池的反應規(guī)律 (1)可充電電池有充電和放電兩個過程，放電時是

17、原電池，充電時是電解池。 (2)放電時的負極反應和充電時的陰極反應，放電時的正極反應和充電時的陽極反應在形式上可逆。即將正(負)極反應改變方向即得陽(陰)極反應式。 (3)原電池充電時，負極作電解池的陰極，跟外接電源負極相連，正極作電解池的陽極，跟外接電源正極相連。 (4)放電總反應和充電總反應在形式上互逆，但不是可逆反應。 8.【解題指南】解答本題時應注意以下兩點： (1)兩電極反應式的和就是電池的總反應式； (2)可充電電池充電時，正極接外接電源的正極，負極接外接電源的負極。 【解析】選B。由正極的電極反應式知，在負極上Li失去電子被氧化，所以Li-Al在電池中為負極材料，該

18、材料中Li的化合價為0價，故A項錯誤；負極的電極反應式為：2Li－2e－===2Li＋，故C項錯誤；該電池的電池反應式為正、負電極的電極反應式之和：2Li＋FeS===Li2S＋Fe，故B項正確；由于充電時陰極發(fā)生還原反應，所以陰極的電極反應式為：2Li＋＋2e－===2Li，故D項錯誤。 9.【解析】選D。該電池所用材料都是生活中常見的，電極材料和電解質(zhì)用完后可以更換，A項正確；金屬鋁是原電池的負極發(fā)生氧化反應，B正確；在正極上，發(fā)生還原反應，電極反應為：3ClO－＋3H2O＋6e－===3Cl－＋6OH－，C正確；電子只能流經(jīng)導線，不能流經(jīng)電解液，D不正確。 10.【解析】選B。液滴邊

19、緣O2多，發(fā)生正極反應O2＋2H2O＋4e－===4OH－。液滴下的Fe發(fā)生負極反應Fe－2e－===Fe2＋，為腐蝕區(qū)(a)。A項錯誤，Cl－由b區(qū)向a區(qū)遷移；C項錯誤，液滴下的Fe因發(fā)生氧化反應而被腐蝕；D項錯誤，Cu不如Fe活潑，作正極，負極反應為Fe－2e－===Fe2＋。 【誤區(qū)警示】液滴下的鐵發(fā)生的是氧化反應而不是還原反應，容易誤判。在液滴中溶氧量不同，邊緣溶氧要多于液滴內(nèi)部。故液滴邊緣是正極區(qū)。 11.【解題指南】解答本題時應注意以下兩點： (1)M的作用：一是導電，二是因鈉與硫易反應，它起到隔離作用； (2)消耗相同質(zhì)量的負極活性物質(zhì)時，鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的

20、倍數(shù)，就是等質(zhì)量的鈉與鉛失電子數(shù)的倍數(shù)。 【解析】(2)正極的電極反應式為：xS＋2e－===S x 2-，M的作用：一是導電，二是因鈉與硫易反應，故它起到隔離作用；鈉高能電池中負極為鈉，有23 g鈉消耗釋放1 mol e－，則207 g鈉消耗時轉(zhuǎn)移207/23 mol e－，鉛蓄電池的電極反應為：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，鉛蓄電池中鉛是負極，207 g鉛消耗時轉(zhuǎn)移2 mol e－，故鈉硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的(207/23)∶2＝4.5倍。 (3)根據(jù)電離與水解的知識可判斷：c(Na＋)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)＞c(H＋)，加入少量

21、固體CuSO4后，溶液中發(fā)生離子反應：Cu2＋＋S2－===CuS↓，由于c(S2－)降低，故由S2－水解產(chǎn)生的OH－量減小，c(OH－)變小，c(H＋)變大，溶液的pH減?。籒a2S溶液長期放置所發(fā)生的化學反應方程式為2Na2S＋O2＋2H2O===4NaOH＋ 2S↓，故離子方程式為2S2－＋O2＋2H2O===4OH－＋2S↓。 答案：(1)2CH3CH2OH＋2Na→2CH3CH2ONa＋H2↑ CS2(或熱的NaOH溶液) (2)xS＋2e－===S x 2- (或2Na＋＋xS＋2e－===Na2Sx) 　導電和隔離鈉與硫　4.5 (3)c(Na＋)＞c(S2－)＞c(O

22、H－)＞c(HS－)＞c(H＋)　減小　2S2－＋O2＋2H2O===4OH－＋2S↓ 12.【解析】(1)氧氣在正極上發(fā)生還原反應生成氫氧根，肼在負極上被氧化轉(zhuǎn)化為無污染的氮氣。 (2)相當于氮氣和氫氣先合成氨，然后結(jié)合鹽酸生成氯化銨。 (3)三價鐵離子能夠氧化銅生成銅離子，從而設(shè)計成原電池證明該結(jié)論。 答案：(1)O2＋2H2O＋4e－===4OH－ N2H4＋4OH－－4e－===N2↑＋4H2O (2)N2＋8H＋＋6e－===2NH (3) 正極反應：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋， 負極反應：Cu－2e－===Cu2＋ 13.【解析】(1)從題意可知

23、，混合動力車上坡或加速時，電池應處于放電狀態(tài)，故負極反應式為：H2＋2OH－－2e－===2H2O，則正極反應可由總電極反應式減去負極反應式得到，即NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－，由于在放電時，生成了 OH－，故乙電極周圍溶液的pH增大。 (2)結(jié)合裝置圖及總電極反應式可以得知，H＋在陰極放電，故陰極反應式為2H＋＋2e－===H2↑；由總電極反應式可求得，1 mol H2被消耗時，同時生成1 mol Cu2O，其質(zhì)量為144 g。 答案：(1)增大　NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ (2)2H＋＋2e－===H2↑　144 (3)吸氧　 負 - 9 -