高二级化学电化学基础知识点
高二级化学电化学基础知识点
电化学是研究电和化学反应相互关系的科学。下面是学习啦小编为您带来的高二化学电化学基础知识点，希望对大家有所帮助。
高二级化学电化学基础知识点(一)
1、锌-锰干电池
正极-石墨棒，负极-锌筒, 电解质-淀粉湖-NH4Cl与碳粉、MnO2的混合物。
- 2++- 负极反应：Zn-2e=Zn ，正极反应： 2NH4 + 2e=2NH3 + H2 ，2MnO2 + H2 = Mn2O3 + H2O; 电
池反应：Zn + NH4Cl + MnO2 = ZnCl2 + 2NH3 + Mn2O3 + H2O
2、铅蓄电池
电解质溶液为(电解液：1.25g/cm~1.28g/cm的H2SO4 溶液
- 2--+2-放电时，负极-Pb： Pb-2e+ SO4 = PbSO4↓ ;正极-Pb(PbO2)：PbO2+2e+4H+SO4= PbSO4↓+2H2O
- 2-- +2- 充电时，阴极： PbSO4 + 2e= Pb + SO4 阳极：PbSO4↓-2e+ 2H2O = PbO2 + 4H+SO4 ;
3、燃烧电池
利用可燃物与O2的反应开发的电源，燃料电池与普通电池的区别:不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时电极反应产物不断排出电池。燃料电池的原料，除氢气和氧气外，也可以是CH4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。常见有：氢氧燃烧电池、烃类(如 CH4、C2H6)燃烧电池、醇类(如CH3OH 、C2H5OH) 燃烧电池、肼(H2N-NH2)--空气燃料电池等。
高二化学电化学基础知识点(二)
1、电解池： 把电能转化为化学能的装置 也叫电解槽
2、电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程
3、放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程
4、电子流向：
(电源)负极—(电解池)阴极—(离子定向运动)电解质溶液—(电解池)阳极—(电源)正极
5、电极名称及反应：
阳极：与直流电源的 正极 相连的电极，发生 氧化 反应
阴极：与直流电源的 负极 相连的电极，发生 还原 反应
6、电解CuCl2溶液的电极反应：
阳极： 2Cl- -2e-=Cl2 (氧化)
阴极： Cu2++2e-=Cu(还原)
总反应式： CuCl2 =Cu+Cl2 ↑
7、电解本质：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程
☆规律总结：电解反应离子方程式书写：
放电顺序：
阳离子放电顺序
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
阴离子的放电顺序
是惰性电极时：S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)
是活性电极时：电极本身溶解放电
注意先要看电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，变成离子进入溶液;若为惰性材料，则根据阴阳离子的放电顺序，依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。
高二级化学电化学基础知识点(三)
1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气
(1)、电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法
(2)、电极、电解质溶液的选择：
阳极：镀层金属，失去电子，成为离子进入溶液 M— ne — == M n+
阴极：待镀金属(镀件)：溶液中的金属离子得到电子，成为金属原子，附着在金属表面
M n+ + ne — == M
电解质溶液：含有镀层金属离子的溶液做电镀液
镀铜反应原理
阳极(纯铜)：Cu-2e-=Cu2+，阴极(镀件)：Cu2++2e-=Cu，
电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4溶液
(3)、电镀应用之一：铜的精炼
阳极：粗铜;阴极： 纯铜电解质溶液： 硫酸铜
3、电冶金
(1)、电冶金：使矿石中的 金属阳离子 获得电子，从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属，如钠、镁、钙、铝
(2)、电解氯化钠：
通电前，氯化钠高温下熔融：NaCl == Na + + Cl—
通直流电后：阳极：2Na+ + 2e— == 2Na
阴极：2Cl— — 2e— == Cl2↑
☆规律总结：原电池、电解池、电镀池的判断规律
(1)若无外接电源，又具备组成原电池的三个条件。①有活泼性不同的两个电极;②两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里;③较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还原反应(有时是与水电离产生的H+作用)，只要同时具备这三个条件即为原电池。
(2)若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池;当阴极为金属，阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时，则为电镀池。
(3)若多个单池相互串联，又有外接电源时，则与电源相连接的装置为电解池成电镀池。若无外接电源时，先选较活泼金属电极为原电池的负极(电子输出极)，有关装置为原电池，其余为电镀池或电解池。
高二化学电化学基础练习题：
1.茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt—Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中( )
①铝合金是阳极 ②铝合金是负极 ③海水是电解质溶液 ④铝合金电极发生还原反应
A.②③ B.②④
C.①② D.①④
解析：选A。电池电极只称为正、负极，故①错;其中较活泼的一极为负极，即铝合金，②正确;电极在海水中，故海水为电解质溶液，③正确;④铝合金为负极，失电子发生氧化反应，故④错。选②③即A。
2.市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li+的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：
Li+2Li0.35NiO2 放电充电2Li0.85NiO2
下列说法不正确的是( )
A.放电时，负极的电极反应式：Li-e-===Li+
B.充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应
C.该电池不能用水溶液作为电解质溶液
D.放电过程中Li+向负极移动
解析：选D。A项，Li从零价升至+1价，失去电子，作为负极，正确;B项，反应逆向进行时，反应物只有一种，故化合价既有升，又有降，所以既发生氧化反应又发生还原反应，正确;C项，由于Li可以与水反应，故应为非水材料，正确;D项，原电池中阳离子应迁移至正极，故错。
3.下列叙述不正确的是( )
A.铁表面镀锌，铁作阳极
B.船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2+2H2O+4e-===4OH-
D.工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl--2e-===Cl2↑
解析：选A。本题考查电化学知识的应用。选项A，铁作阴极，锌作阳极，A错;由于Zn的活泼性比Fe强，Zn失电子而保护了船体，B正确;钢铁吸氧腐蚀时，O2在正极上获得电子，C正确;根据放电顺序，Cl-失电子能力大于OH-，电解饱和食盐水时，Cl-在阳极上失去电子变为Cl2，D正确。
4.目前市场上的手提应急灯，主要用的是“无液干粉”铅酸蓄电池，其原理是将强腐蚀性的浓硫酸灌注到硅胶中，使电解质溶液不易发生泄漏，大大改善了电池的性能。所用的原料仍然是Pb—PbO2—H2SO4，下列关于该铅酸蓄电池的说法正确的是( )
A.充电时，电源的正极接蓄电池标“+”的一极，电池上标有“-”的一极发生氧化反应
B.“无液干粉”铅酸蓄电池彻底改变了原来的铅酸蓄电池的原理
C.放电时在铅酸蓄电池的负极发生还原反应
D.若用此铅酸蓄电池电解饱和NaCl溶液，标准状况下制备1.12 L Cl2，电池内至少消耗H2SO4 0.10 mol
解析：选D。A项中，前一句正确，接“-”的一极为阴极，发生还原反应，A错;由题目叙述可知，“无液干粉”铅酸蓄电池的原理与传统的铅酸蓄电池原理相同，B错;放电时，电极反应为负极：Pb+SO2-4-2e-===PbSO4正极：PbO2+4H++SO2-4+2e- ===PbSO4+2H2O
可知，C错;根据电路中通过的电子数守恒，可得2e-～Cl2～2H2SO4，考虑到电路中能量损耗，至少要消耗H2SO4 0.10 mol，D正确。
5.A为直流电源，B为浸透饱和NaCl溶液和酚酞溶液的滤纸，C为电镀槽。接通电路后发现B上的c点显红色。为实现铁上镀锌，接通K后，使c、d两点短路，下列叙述正确的是( )
A.a为直流电源的负极
B.c极发生的反应为2H++2e-===H2↑
C.f电极为锌板
D.e极发生还原反应
解析：选B。根据B上c点显红色，可知c点发生的电极反应为：2H++2e-===H2↑，故c为电解池B的阴极，则b为电源的负极，a为正极，电镀槽中e为阳极，发生氧化反应，f为阴极，即镀件金属铁板。
6.将AsO3-4+2I-+2H+ AsO3-3+I2+H2O设计为如图所示的电化学装置，其中C、D均为碳棒。甲、乙两组同学分别进行下述操作(U形管为盐桥，它能让离子通过)。甲组：向B烧杯中逐滴加入浓盐酸;乙组：向B烧杯中逐滴加入质量分数为40%的NaOH溶液。下列描述正确的是( )
A.甲组操作过程中，D作负极
B.乙组操作过程中，C上发生的电极反应为：2I--2e-===I2
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
解析：选C。此题考查原电池原理。甲组向B烧杯中滴加浓盐酸时，总反应向右移动，此时I-为还原剂，在C上失去电子，C是负极;乙组加NaOH溶液，总反应向左移动，AsO3-3为还原剂，在D上失去电子，此时，C上I2得电子;甲、乙操作时装置均为原电池。
7.如图所示，a、b、c均为石墨电极，d为碳钢电极，通电进行电解。假设在电解过程中产生的气体全部逸出，下列说法正确的是( )
A.甲、乙两烧杯中溶液的pH均保持不变
B.甲烧杯中a的电极反应式为4OH--4e-===O2↑+2H2O
C.当电解一段时间后，将甲、乙两溶液混合，一定会产生蓝色沉淀
D.当b极增重3.2 g时，d极产生的气体为2.24 L(标准状况)
解析：选B。此题属于电解串联电路，通过两池电子数相等，甲池电极反应为
阳极(a) 4OH--4e-===O2↑+2H2O阴极(b) 2Cu2++4e-===2Cu，pH降低;乙池电极反应为阳极(c) 2Cl--2e-===Cl2↑阴极(d) 2H++2e-===H2↑，pH升高。由电子关系知Cu～H2，b极增重3.2 g，d极产生1.12 L H2，综合可知，B项正确。
8.LiFePO4新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位，可用作节能环保电动汽车的动力电池，用于2008年北京奥运会。磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料。已知该电池放电时的方程式：正极FePO4+Li++e-===LiFePO4，负极Li-e-===Li+，下列说法正确的是( )
A.充电时电池反应为FePO4+Li===LiFePO4
B.充电时动力电池上标“+”的电极应与外接电源的正极相连
C.放电时电池内部Li+向负极移动
D.放电时，在正极上是Li+得电子被还原
解析：选B。本题是考查原电池原理在实际中的具体应用。该动力电池放电时为原电池，充电时为电解池，由正、负极反应可得放电时电池总反应为FePO4+Li===LiFePO4，故充电时电池反应为LiFePO4===FePO4+Li，A项错误，B项正确;放电时，由电荷相吸原理，Li+向正极方向移动，FePO4被还原，C、D项错误。
9.某同学按下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SO2-4从右向左移动。下列分析正确的是( )
A.溶液中(A2+)浓度减小
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电极周围出现白色胶状沉淀，不久沉淀溶解
解析：选D。由题意K闭合时，在交换膜处SO2-4从右向左移动。说明左池阳离子(A2+)增加，A极为负极，B极为正极，A、B项错误;此装置实际为用左池为电源电解AlCl3溶液，x作阴极，y作阳极，y电极上有Cl2产生，发生氧化反应，x电极上有H2产生，并产生强碱，故x电极周围出现白色胶状沉淀，不久沉淀溶解，故C项错误，D项正确。
10.装置Ⅰ是一种可充电电池，装置Ⅱ为电解池。离子交换膜只允许Na+通过，充放电的化学方程式为2Na2S2+NaBr3 放电充电Na2S4+3NaBr。闭合开关K时，b极附近先变红色。下列说法正确的是( )
A.负极反应为4Na-4e-===4Na+
B.当有0.01 mol Na+通过离子交换膜时，b电极上析出标准状况下的气体112 mL
C.闭合K后，b电极附近的pH变小
D.闭合K后，a电极上有气体产生
解析：选B。本题信息新颖，多数同学对所给的电池反应很不熟悉，习惯写出电极反应式的同学会因为写不出电极反应式而做不出来。电源的正极：Br-3+2e-===3Br-，电源的负极2S2-2-2e-===S2-4，内电路为Na+移动导电。由题意可知b极(阴极)：2H2O+2e-===H2↑+2OH-，a极(阳极)：Cu-2e-===Cu2+，所以A、C、D项均错误。对于B项，当有0.01 mol Na+通过离子交换膜时，说明内电路通过了0.01 mol的电荷，外电路转移的电子也就为0.01 mol。结合b极反应，产生的气体就为0.005 mol，体积为112 mL，B项正确。
11.以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图，如图所示。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22.46 L
解析：选B。该燃料电池的原理为C6H12O6+6O2===6CO2+6H2O，根据总反应方程式可写出电极反应方程式，负极为C6H12O6+6H2O-24e-===6CO2↑+24H+，正极为6O2+24e-+24H+===12H2O，从电极反应方程式易知H+应从负极区移向正极区，从总反应方程式可见每生成1 mol CO2消耗1 mol O2。
12.用铂电极电解CuCl2与CuSO4的混合溶液(浓度均为2 mol•L-1) 50 mL，当阴极析出9.6 g固体时，标准状况下阳极得到的气体的体积是( )
A.3.36 L B.2.8 L
C.6.72 L D.4.48 L
解析：选B。阴极：Cu2+ ～ Cu ～ 2e-
64 g 2 mol
9.6 g 0.3 mol
阳极首先是Cl-失电子，但Cl-失电子数最多为2 mol•L-1×0.05 L×2×1=0.2 mol，产生0.1 mol Cl2，按得失电子数相等，显然还有(0.3-0.2)mol电子是水电离的OH-失去的，由4OH-～O2～4e-，知n(O2)=(0.3-0.2)mol4=0.025 mol。故阳极得到的气体的体积为(0.1+0.025)mol×22.4 L•mol-1=2.8 L。
13.到目前为止，由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用的最主要的能源。
(1)化学反应中放出的热能(焓变，ΔH)与反应物和生成物的键能(E)有关。
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则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
请写出CO还原FeO的热化学方程式：________________________________________;
(3)如右图所示的装置：该装置中Cu极为________极;当铜片的质量变化为12.8 g时，a极上消耗的O2在标准状况下的体积为____________L;
(4)若将图中的铜电极改用石墨电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑二氧化碳的溶解)。则电解过程中共转移的电子为________mol。
解析：化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与具体的反应途径无关，即热化学方程式之间可以“加减”，随之反应热可以作相应的“加减”。盖斯定律可用于求一个总反应，或某个未知反应的反应热。
(1)利用化学反应中放出的热能(焓变，ΔH)与键能(E)之间的关系解题：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 ①
3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g)
ΔH=-47 kJ•mol-1 ②
Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g)
ΔH=+19 kJ•mol-1 ③
利用盖斯定律的“加和性”(①×3-②-③×2)÷6得FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g)
ΔH=-11 kJ•mol-1;
(3)由题意分析可知左为原电池，右为电解池。装置中Cu极为阳极，利用关系式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才能使溶液恢复原状，相当于向溶液中加入了0.2 mol CuO和0.1 mol H2O，故共转移了0.6 mol电子。
答案：(1)434 kJ•mol-1
(2)FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g)
ΔH=-11 kJ•mol-1
(3)阳 2.24 (4)0.6
14.一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为
2CH3OH+3O2+4KOH 放电充电2K2CO3+6H2O
请回答下列问题：
(1)图中甲电池是________装置。
(2)下列电极的名称：A(石墨)电极的名称是________________________________________________________________________。
(3)写出通入CH3OH的电极的电极反应式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)乙池中反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(5)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时，甲池中理论上消耗O2________mL(标准状况下);此时丙池某电极析出0.60 g某金属，则丙中的某盐溶液可能是______(填序号)。
A.MgSO4 B.CuSO4
C.NaCl D.AgNO3
解析：(1)由“三池”的化学过程可知，甲池为原电池(作为电源)，乙、丙池为电解池。
(2)燃料电池中通入O2的一极为正极，通入甲醇的一极为负极，作为电源，可判断A(石墨)电极为阳极，B电极为阴极，乙、丙池为串联电解池，C电极为阳极，D电极为阴极。
(3)利用总反应减去正极反应即得通入CH3OH的电极的电极反应式CH3OH+8OH--6e-===CO2-3+6H2O。
(4)乙池是以石墨作阳极，银作阴极，电解AgNO3溶液的过程，其反应的化学方程式为4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3。
(5)利用电子守恒找出关系式：4Ag～O2，
V(O2)=280 mL，因丙池中析出金属，显然只有位于氢后面的金属才可能析出。
答案：(1)原电池(化学能转变为电能) (2)阳极
(3)CH3OH+8OH--6e-===CO2-3+6H2O
(4)4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3
(5)280 BD
15.科学家认为，氢气是一种高效而无污染的理想能源，近20年来，对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展。
(1)为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发的较经济且资源可持续利用的制氢气方法是________(选填字母)。
A.电解水 B.锌和稀硫酸反应
C.光解海水 D.以石油、天然气为原料
(2)因氢气易燃易爆，贮运安全极为重要。现用锂作储氢剂，写出锂储氢和放氢的化学方程式：________________________________________________________________________，
________________________________________________________________________。
(3)氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行下图所示实验：
①氢氧燃料电池中，负极的电极反应式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②在装置中盛有500 mL、0.05 mol•L-1CuSO4溶液，当某一碳电极的质量增加1.6 g时，则此时该装置中溶液的pH=________。
解析：本题考查电化学知识。
(1)考虑到开发较经济且资源可持续利用的制氢气方法，可借助太阳能，选C项。
(2)金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：①2Li+H2 2LiH，②LiH+H2O===LiOH+H2↑。
(3)①负极为失去电子的一极，即H2失电子生成H+，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上OH-。
②利用电子守恒的关系式：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