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      2027高考化学一轮复习 学案及练习含答案07-大单元四 化学反应原理-第七章 化学反应与能量(教用)

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      2027高考化学一轮复习 学案及练习含答案07-大单元四 化学反应原理-第七章 化学反应与能量(教用)

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      这是一份2027高考化学一轮复习 学案及练习含答案07-大单元四 化学反应原理-第七章 化学反应与能量(教用),文件包含第十八章电功率综合题30道原卷版docx、第十八章电功率综合题30道解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共46页, 欢迎下载使用。
      第31讲 反应热 热化学方程式
      课标要求
      1.能辨识化学反应中的能量转化形式,能解释化学反应中能量变化的本质,能量的转化遵循能量守恒定律。2.认识化学能与热能的相互转化,恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示。3.能用热化学方程式表示反应中的能量变化。
      考点一 反应热 焓变
      回归教材 强基础
      一、化学反应的实质和特征
      1.实质:反应物中化学键_ _ _ _ 和生成物中化学键_ _ _ _ 。
      【答案】断裂; 形成
      2.特征:化学反应的过程,既有物质变化,也伴随着能量变化,即化学能与热能、电能等其他形式能量的转化。化学反应既遵循质量守恒定律,也遵循_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
      【答案】能量守恒定律
      二、反应热 焓变
      1.反应热及焓变的相关概念
      (1)反应热:等温条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量。
      (2)焓与焓变
      中学阶段认为,等压条件下,化学反应的反应热反应的焓变。
      【答案】ΔH; kJ⋅ml−1; kJ/ml; 等于
      2.反应过程中能量变化的原因
      (1)从化学键变化分析
      (2)从反应过程中能量图理解
      【答案】吸热; >; 0,吸热反应的ΔH0
      【答案】D
      【解析】中学阶段,在等压条件下进行的化学反应,其反应热等于反应的焓变,其他条件下不一定成立,A错误;放热反应的ΔH应小于0,吸热反应的ΔH应大于0,B错误;部分反应热无法直接测量(如碳不完全燃烧生成CO),需间接计算,C错误;ΔH=生成物总焓-反应物总焓,若生成物总焓更大,则ΔH>0,D正确。
      考向2 反应过程中能量变化图像
      2.反应A+B→C(ΔH0),②X→C(ΔH0,为吸热反应,故可排除A项和C项。反应②的ΔHS2−>I−>Br−>Cl−>OH−> 含氧酸根离子>F−。
      点拨 若S2−、I−、Br−、Cl−放电,产物分别是S、I2、Br2、Cl2;若OH− 放电,则得到H2O 和O2。
      四、以惰性电极电解电解质溶液的规律
      1.电解水型
      【答案】2H2O+2e−2OH−+H2↑; 4OH−−4e−2H2O+O2↑; 2H2O电解2H2↑+O2↑; 浓度增大; 增大; 加水; 2H++2e−H2↑; 2H2O−4e−O2↑+4H+; 2H2O电解2H2↑+O2↑; 浓度增大; 减小; 加水; 2H2O+2e−2OH−+H2↑; 2H2O−4e−O2↑+4H+; 2H2O电解2H2↑+O2↑; 浓度增大; 不变; 加水
      2.电解电解质型
      【答案】2H++2e−H2↑; 2Cl−−2e−Cl2↑; 2HCl电解H2↑+Cl2↑; 浓度减小; 增大; 通入HCl; Cu2++2e−Cu; 2Cl−−2e−Cl2↑; CuCl2电解Cu+Cl2↑; 浓度减小; 加CuCl2
      3.电解质和水均参与电解型
      【答案】2H2O+2e−H2↑+2OH−; 2Cl−−2e−Cl2↑; 2Cl−+2H2O电解Cl2↑+H2↑+2OH−; 增大; 通入HCl; Cu2++2e−Cu; 2H2O−4e−4H++O2↑; 2Cu2++2H2O电解2Cu+O2↑+4H+; 减小; 加CuO
      易错辨析
      1.电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程。( )
      【答案】√
      2.电解时,电子的移动方向为电源负极→ 阴极→ 阳极→ 电源正极。( )
      【答案】×
      【解析】电子只在导线和电极中移动。
      3.Fe3+在电解池阴极放电时的电极反应式为Fe3++3e−Fe。( )
      【答案】×
      【解析】Fe3+在电解池阴极放电时的电极反应式为Fe3++e−Fe2+。
      4.用惰性电极电解熔融氯化钙和氯化钙溶液的电极反应式相同。( )
      【答案】×
      【解析】电解熔融氯化钙时,放电的是Ca2+和Cl−。电解氯化钙溶液时,放电的是H2O和Cl−。
      5.用惰性电极电解足量的NaCl溶液,可加入盐酸使溶液复原。( )
      【答案】×
      【解析】用惰性电极电解足量的NaCl溶液,发生的反应为2Cl−+2H2O电解Cl2↑+H2↑+2OH−,Cl2和H2从溶液中逸出,通入HCl可使溶液复原。
      突破核心 悟规律
      分析电解过程的思维程序
      例 (2025· 全国卷·10,6分)某研究小组设计如下电解池,既可将中性废水中的硝酸盐转化为氨,又可将废塑料(PET)碱性水解液中的乙二醇转化为羟基乙酸盐,实现变废为宝。
      电解时,下列说法错误的是( )
      A. 阳极区pH下降
      B. OH−从阴极区向阳极区迁移
      C. 阴极发生反应NO3−+7H2O+8e−NH3⋅H2O+9OH−
      D. 阴极转化1mlNO3−,阳极将生成4mlHOCH2COO−
      【答案】D
      【解析】由题图可知,右侧电极连接电源正极,作阳极,发生氧化反应,阳极的电极反应式为HOCH2CH2OH+5OH−−4e−HOCH2COO−+4H2O;左侧电极连接电源负极,作阴极,发生还原反应,阴极的电极反应式为NO3−+7H2O+8e−NH3⋅H2O+9OH−。当转移8mle−时,阴极区生成9mlOH−,阳极区消耗10mlOH−,有8mlOH−从阴极区通过阴离子交换膜向阳极区迁移,所以随着反应进行,阳极区OH−不断消耗,OH−浓度不断减小,即阳极区pH下降,A、B正确;由分析可知,C正确;阴极转化1mlNO3−,转移8mle−,此时阳极将生成2mlHOCH2COO−,D错误。
      题后悟道
      电解池阴、阳极的判断方法
      1.根据外接电源:正极接阳极,负极接阴极。
      2.根据电流方向:电源正极→ 电解池阳极,电解池阴极→ 电源负极。
      3.根据电子流向:电源负极→ 电解池阴极,电解池阳极→ 电源正极。
      4.根据离子移向:阴离子移向阳极,阳离子移向阴极。
      5.根据反应类型:阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。
      6.根据电极产物:阳极上,电极溶解、逸出O2(或阳极区酸性增强)或Cl2;阴极上,析出金属、逸出H2(或阴极区碱性增强)。
      灵活运用 提能力
      考向1 电解池的基本原理
      1.Cu2O是一种半导体材料,基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图所示,电解总反应为2Cu+H2O电解Cu2O+H2↑ 。下列说法正确的是 ( )
      A. 石墨电极上产生氢气
      B. 铜电极上发生还原反应
      C. 铜电极接直流电源的负极
      D. 当有0.1ml电子发生转移时,有0.1mlCu2O生成
      【答案】A
      【解析】根据电解总反应及题图可知,石墨电极上发生还原反应产生H2,A正确;铜电极上发生氧化反应,连接电源正极,B、C错误;当有0.1ml电子发生转移时,有0.05mlCu2O生成,D错误。
      2.(2025·湖南卷·9,3分)一种电化学处理硝酸盐产氨的工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
      A. 电解过程中,K+向左室迁移
      B. 电解过程中,左室中NO2−的浓度持续下降
      C. 用湿润的蓝色石蕊试纸置于b处,试纸先变红后褪色
      D. NO3−完全转化为NH3的电解总反应:NO3−+8Cl−+6H2O电解NH3↑+9OH−+4Cl2↑
      【答案】B
      【解析】由题图可知,右室中电极上Cl−→Cl2,Cl元素化合价升高,发生氧化反应,则右室中电极作阳极,左室中电极作阴极,右室为阳极区,左室为阴极区。电解过程中,阳离子向阴极移动,则K+向左室迁移,A正确;电解过程中,NO2−先生成,再消耗,是中间产物,其浓度是增大还是减小,取决于生成速率与消耗速率的相对大小,题给条件无法得出其浓度持续下降的结论,B错误;b处生成Cl2,Cl2与水反应生成HCl和HClO,HCl能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,HClO能使变红的试纸褪色,C正确;NO3−完全转化为NH3时阴极的电极反应是NO3−+6H2O+8e−NH3↑+9OH−,阳极的电极反应是2Cl−−2e−Cl2↑ ,根据转移电子数相等,将阴极的电极反应+阳极的电极反应×4可得电解总反应为NO3−+8Cl−+6H2O电解NH3↑+9OH−+4Cl2↑ ,D正确。
      考向2 电解池电极产物的判断
      3.(2025· 陕晋青宁卷·13,3分)我国科研人员采用图示的电解池,由百里酚(TY)合成了百里醌(TQ)。电极b表面的主要反应历程见图(灰球表示电极表面催化剂)。下列说法错误的是( )
      A. 电解时,H+从右室向左室移动
      B. 电解总反应:TY+H2O电解TQ+2H2↑
      C. 以为原料,也可得到TQ
      D. 用​18O标记电解液中的水,可得到
      【答案】D
      【解析】由电极b表面的主要反应历程图可知,TY转化为TQ时失去电子,发生氧化反应,故电极b为阳极,电极a为阴极。阳极的电极反应式为TY+H2O−4e−TQ+4H+,阴极的电极反应式为2H++2e−H2↑ 。A项,电解时,阳离子移向阴极,故H+从阳极室(右室)通过质子交换膜向阴极室(左室)移动,正确;B项,根据阴极和阳极的电极反应式可知,电解总反应为TY+H2O电解TQ+2H2↑ ,正确;C项,结合TY和TQ的结构简式以及电极b表面的主要反应历程图可知,TY中与羟基相连的碳原子及其对位碳原子最后转化为羰基,同理,以为原料,也可得到TQ,正确;D项,用​18O标记电解液中的水,可得到,错误。
      考点二 电解原理的应用
      回归教材 强基础
      一、氯碱工业
      习惯上把电解饱和食盐水的工业生产叫做氯碱工业。
      1.反应原理
      阳极:2Cl−−2e−Cl2↑ (_ _ _ _ 反应)。
      阴极:2H2O+2e−H2↑+2OH−(_ _ _ _ 反应)。
      总反应离子方程式:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
      总反应化学方程式:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
      【答案】氧化; 还原; 2Cl−+2H2O电解2OH−+H2↑+Cl2↑; 2NaCl+2H2O电解2NaOH+H2↑+Cl2↑
      2.离子交换膜法原理示意图
      加入或流出的物质:
      a: _ _ _ _ 的饱和NaCl溶液;
      b: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
      c: _ _ _ _ _ _ ;
      d: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
      X: _ _ _ _ _ _ _ _ ;
      Y: _ _ _ _ _ _ 。
      阳离子交换膜的作用:阻止_ _ _ _ 产生的_ _ _ _ _ _ _ _ 进入阳极室与_ _ _ _ _ _ _ _ 发生反应;阻止阴极产生的_ _ _ _ _ _ 和阳极产生的_ _ _ _ _ _ _ _ 混合发生爆炸。
      【答案】精制; H2O(含少量NaOH); 淡盐水; NaOH溶液; Cl2; H2; 阴极; OH−; Cl2; H2; Cl2
      3.氯碱工业的产品
      二、电镀 电解精炼
      1.电镀
      (1)概念:利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加工工艺。
      (2)目的:增强金属的抗腐蚀能力,增加表面硬度和美观。
      (3)电镀装置(如铁上镀锌)
      阳极:镀层金属,电极反应式:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
      阴极:待镀件,电极反应式:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
      电镀液:含有镀层金属阳离子的电解质溶液。电镀过程中,电镀液浓度_ _ _ _ 。
      【答案】Zn−2e−Zn2+; Zn2++2e−Zn; 不变
      2.电解精炼
      银、金等金属不放电形成阳极泥,阴极上只有Cu2+放电,锌、铁、镍等较活泼的金属阳离子残留在中。电解过程中,Cu2+的浓度。
      【答案】粗铜; 纯铜; Cu2++2e−Cu; CuSO4溶液; 电解质溶液; 减小
      三、电冶金
      利用电解熔融盐或氧化物的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。
      【答案】2NaCl(熔融)电解2Na+Cl2↑; MgCl2(熔融)电解Mg+Cl2↑; 2Al2O3(熔融)电解冰晶石4Al+3O2↑
      易错辨析
      1.电解冶炼镁、铝时通常电解熔融MgO和AlCl3。( )
      【答案】×
      【解析】MgO熔点较高,电解熔融MgO冶炼Mg耗能太大;AlCl3为共价化合物,熔融状态下不能导电。
      2.电镀铜和电解精炼铜时,电解质溶液中c(Cu2+)均保持不变。( )
      【答案】×
      【解析】电镀铜时,c(Cu2+)保持不变,电解精炼铜时,c(Cu2+)减小。
      3.根据得失电子守恒可知电解精炼铜时,阳极减少的质量和阴极增加的质量相等。( )
      【答案】×
      【解析】电解精炼铜时,阳极发生的反应有Zn−2e−Zn2+、Fe−2e−Fe2+、Cu−2e−Cu2+等,还有Au、Ag等形成阳极泥,阴极发生的反应为Cu2++2e−Cu,因此阳极减少的质量和阴极增加的质量不相等。
      4.(2025·安徽卷·10改编)将铁制镀件与铜片分别接直流电源的正、负极,平行浸入CuSO4溶液中,可实现在铁制镀件表面镀铜。( )
      【答案】×
      【解析】铁作为待镀件应接电源负极,若将铁接电源正极会导致其放电溶解。
      5.银作阳极,硝酸银溶液作电镀液在铜片上电镀银的总反应:Ag(阳极)电解Ag(阴极)。( )
      【答案】√
      6.用惰性电极电解MgCl2溶液的总反应式为2Cl−+2H2O电解H2↑+Cl2↑+2OH−。( )
      【答案】×
      【解析】用惰性电极电解MgCl2溶液会产生氢氧化镁沉淀,总反应式为Mg2++2Cl−+2H2O电解H2↑+Cl2↑+Mg(OH)2↓。
      灵活运用 提能力
      考向1 氯碱工业
      1.(2025·四川达州二模)科学家研发了“氧阴极技术”新工艺,其与传统氯碱工艺的主要差异是阴极结构,新工艺通过向阴极区提供纯氧,避免H+直接得电子生成H2,实现了降电压、减能耗。采用“氧阴极技术”的氯碱工业的装置如图所示,下列说法错误的是( )
      A. 该离子交换膜只允许阳离子通过,不允许阴离子通过
      B. 装置工作时,阴极区溶液pH逐渐增大
      C. 电子从阳极经稀碱溶液流向阴极
      D. 装置中发生的总反应式为4Cl−+O2+2H2O电解2Cl2+4OH−
      【答案】C
      【解析】阴极上O2得电子和H2O反应生成OH−,电极反应式为O2+2H2O+4e−4OH−;阳极上Cl−失电子生成Cl2,电极反应式为2Cl−−2e−Cl2↑ 。由分析可知,阴极区生成OH−,Na+从阳极区通过交换膜进入阴极区,所以该离子交换膜采用阳离子交换膜,只能让阳离子通过,不能让阴离子通过,A正确;由分析可知,阴极区生成OH−,故阴极区溶液pH逐渐增大,B正确;电子不经过电解质溶液,C错误;由分析可知,电池总反应式为4Cl−+O2+2H2O电解2Cl2+4OH−,D正确。
      考向2 电镀、电解精炼和电冶金
      2.分别以ZrO2、石墨为电极,以熔融CaCl2为电解质,采用熔盐电脱氧法电解制备金属Zr。下列说法错误的是( )
      A. 石墨电极接电源正极
      B. 阴极有O2生成
      C. O2−向石墨电极迁移
      D. Zr4+优先于Ca2+在阴极被还原
      【答案】B
      【解析】采用熔盐电脱氧法电解制备金属Zr,则ZrO2为阴极,接电源负极,石墨为阳极,接电源正极,A正确;阴极的电极反应式为ZrO2+4e−Zr+2O2−,没有O2生成,B错误;电解池中,阴离子向阳极移动,则O2−向石墨电极迁移,C正确;Zr4+的氧化性大于Ca2+,则Zr4+优先于Ca2+在阴极被还原,D正确。
      3.(2025·河北秦皇岛一模)以0.1ml⋅L−1CuSO4溶液和过量氨水为电解质溶液,进行铁上镀铜的实验装置如图所示,电解过程中Fe表面未观察到气泡产生,一段时间后Fe表面有致密的红色固体,经检验电解质溶液中无Fe元素[已知:溶液中c(Cu2+)相对较小时,Cu析出缓慢,可使析出层致密]。下列叙述错误的是 ( )
      A. Cu电极与电源的正极相连
      B. 阴极的电极反应式为Cu2++2e−Cu
      C. 该条件下,[Cu(NH3)4]2+比Cu2+难还原
      D. 随着Fe表面析出Cu,溶液中c(Cu2+)减小,Cu2++4NH3⇌[Cu(NH3)4]2+平衡逆向移动
      【答案】D
      【解析】利用电解原理实现铁上镀铜,铁作阴极,铜作阳极,Cu电极与电源的正极相连,则a为正极,b为负极,A正确;阴极的电极反应式为Cu2++2e−Cu,B正确;0.1ml⋅L−1CuSO4溶液和过量氨水混合,铜元素主要以[Cu(NH3)4]2+的形式存在,根据电解一段时间后“电解质溶液中无Fe元素”,说明该条件下,[Cu(NH3)4]2+比Cu2+难还原,C正确;阳极的电极反应式为Cu−2e−Cu2+,结合B项分析可知,c(Cu2+)不变,平衡不移动,D错误。
      4.以乙烷燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示。下列说法正确的是( )
      A. 燃料电池工作时,正极的电极反应式为O2+4H+−4e−2H2O
      B. a极是铜,b极是铁时,能达到铁上镀铜的目的
      C. a极是纯铜,b极是粗铜时,a极上有铜析出,b极逐渐溶解,两极质量变化相同
      D. a、b两极若是石墨,同温同压下b极产生的气体与电池中消耗乙烷的体积之比为7:2
      【答案】D
      【解析】根据题图可知,乙烷燃料电池中左侧电极为电源的正极,右侧电极为电源的负极,a极为电解池的阴极,b极为电解池的阳极,该燃料电池工作时,负极产物为CO2,说明电解质溶液呈酸性,正极的电极反应式为O2+4H++4e−2H2O,A错误;a极是铜,b极是铁时,铁作阳极,铁失电子,铜离子在铜电极得电子生成铜单质,不能达到铁上镀铜的目的,B错误;a极是纯铜,b极是粗铜时,为铜的电解精炼,a极上有铜析出,b极逐渐溶解,但是b极不只是铜放电,两极质量变化不相同,C错误;a、b两极若是石墨,b极的电极反应式为2H2O−4e−O2↑+4H+,乙烷燃料电池中负极的电极反应式为C2H6+4H2O−14e−2CO2+14H+,当转移等量电子时,同温同压下b极产生的氧气与电池中消耗乙烷的体积之比为7:2,D正确。
      考点三 金属的腐蚀与防护
      回归教材 强基础
      一、金属腐蚀的本质
      金属原子失去电子变为金属阳离子,金属发生_ _ _ _ 反应。
      【答案】氧化
      二、金属腐蚀的类型
      1.化学腐蚀与电化学腐蚀
      【答案】直接; 不纯; 活泼; Mn+
      2.析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)
      【答案】2H++2e−H2↑; O2+2H2O+4e−4OH−; Fe+2H+Fe2++H2↑; 2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2; 吸氧
      三、金属的防护
      【答案】不锈钢; 原电池; 负; 正; 电解池; 阴; 阳
      易错辨析
      1.纯银器在空气中因发生电化学腐蚀表面渐渐变暗。( )
      【答案】×
      【解析】纯银器在空气中变暗发生的是化学腐蚀。
      2.钢铁发生电化学腐蚀时,负极铁失去电子生成Fe3+。( )
      【答案】×
      【解析】钢铁发生电化学腐蚀时,负极Fe失去电子生成Fe2+。
      3.钢铁发蓝处理改变了钢铁的晶体结构,故可用于精密仪器、光学仪器的防护和装饰。( )
      【答案】×
      【解析】钢铁发蓝处理是在钢铁表面形成致密氧化膜(如Fe3O4),防止铁生锈,并未改变钢铁内部的晶体结构。
      4.舰体安装铝等金属块防腐是利用牺牲阳极法。( )
      【答案】√
      5.当镀层破损时,马口铁(镀锡钢板)比白铁皮(镀锌钢板)更难被腐蚀。( )
      【答案】×
      【解析】铁的活泼性强于锡,镀锡钢板中,铁易被腐蚀,锌的活泼性强于铁,镀锌钢板中,钢板被保护,锌易被腐蚀。
      灵活运用 提能力
      考向1 金属的腐蚀原理
      1.(2025·全国卷·8,6分)下列关于铁腐蚀与防护的反应式正确的是( )
      A. 酸性环境中铁发生析氢腐蚀的负极反应:Fe−2e−Fe2+
      B. 铁发生腐蚀生锈的反应:3Fe+2O2+xH2OFe3O4⋅xH2O
      C. 铁经过发蓝处理形成致密氧化膜:Fe+2HNO3(浓)FeO+2NO2↑+H2O
      D. 安装锌块保护船舶外壳,铁电极上发生的反应:Fe3++3e−Fe
      【答案】A
      【解析】酸性环境中铁发生析氢腐蚀,Fe作负极,电极反应式为Fe−2e−Fe2+,A正确;铁锈的主要成分为Fe2O3⋅xH2O,B错误;对铁进行发蓝处理,是采用化学方法在其表面生成致密的四氧化三铁(Fe3O4)氧化膜,形成保护层,C错误;安装锌块保护船舶外壳,属于牺牲阳极法,锌作原电池的负极被消耗,作为船体的铁是原电池的正极被保护,铁电极上可能是水中的O2得电子,发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e−4OH−,D错误。
      2.(2025·湖南岳阳一模)恒温条件下,用如图1所示装置研究铁的电化学腐蚀,测定结果如图2所示。
      图1图2
      下列说法正确的是( )
      A. 铁的电化学腐蚀属于化学腐蚀
      B. AB段pH越大,析氢速率越大
      C. BC段正极的电极反应式主要为O2+4H++4e−2H2O
      D. DE段pH基本不变,说明生成的铁锈覆盖在铁粉表面,阻止铁粉继续发生腐蚀
      【答案】C
      【解析】题图1中的装置构成原电池,铁作负极,开始时pH=1.8,AB段溶液pH增大,体系压强增大,铁主要发生析氢腐蚀;BD段溶液pH增大,体系压强减小,发生吸氧腐蚀,正极的电极反应式为O2+4H++4e−2H2O;DE段溶液pH基本不变,但压强减小,则产生的Fe2+被O2氧化。铁的电化学腐蚀不属于化学腐蚀,A错误;AB段pH越大,氢离子浓度越小,析氢速率越小,B错误;根据分析可知,BC段正极的电极反应式主要为O2+4H++4e−2H2O,C正确;铁锈疏松,不能阻止铁粉继续发生腐蚀,DE段pH基本不变,可能的原因是相同时间内,反应2Fe+O2+4H+2Fe2++2H2O中消耗H+的量与反应4Fe2++O2+10H2O4Fe(OH)3↓+8H+中产生H+的量基本相同,D错误。
      考向2 金属的防护与实验设计
      3.(2025·广东汕头三模)生活中许多现象与电化学原理密切相关,下列说法正确的是( )
      A. 铜板打上铁铆钉后,铜板更易被腐蚀
      B. 用“保暖贴”取暖,铁作负极发生吸氧腐蚀,放出热量
      C. 保护水中的钢闸门,应将其与电源正极连接
      D. 生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁强
      【答案】B
      【解析】铜板打上铁铆钉后,铁的金属活动性大于铜,铁作负极更易被腐蚀,A错误;“保暖贴”内含铁粉、碳粉、氯化钠,取暖时,铁作原电池的负极发生吸氧腐蚀,放出热量,B正确;保护水中的钢闸门时,应将钢闸门与电源负极连接作电解池的阴极被保护,C错误;生铁中含有碳,能与铁在潮湿的空气中形成原电池,铁作负极被损耗,所以生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱,D错误。
      4.根据实验操作及现象进行的分析和推断,下列说法正确的是( )
      A. ①中铁钉附近区域变红,因为发生2H2O+2e−2OH−+H2↑ ,促进了水的电离
      B. ②中现象是铁钉附近区域变红,铜丝附近区域变蓝
      C. ②中正极区域发生反应:O2+2H2O+4e−4OH−
      D. ①和②中发生的氧化反应均可表示为M−2e−M2+(M代表铁或铜)
      【答案】C
      【解析】①中,锌的金属活动性大于铁,则锌作原电池的负极,发生反应Zn−2e−Zn2+,铁钉作正极,发生反应O2+2H2O+4e−4OH−;②中,铁的金属活动性大于铜,则铁作原电池的负极,发生反应Fe−2e−Fe2+,铜作正极,发生反应O2+2H2O+4e−4OH−。由分析可知,①中铁钉附近区域变红,是因为铁钉作正极,电极反应式为O2+2H2O+4e−4OH−,产生了OH−,A错误;由分析可知,②中铁的金属活动性大于铜,则铁作原电池的负极,发生反应Fe−2e−Fe2+,反应生成的Fe2+与K+、[Fe(CN)6]3−反应生成蓝色沉淀,使②中裸露在外的铁钉附近区域变蓝,铜作正极,发生反应O2+2H2O+4e−4OH−,生成的OH−使酚酞溶液变红,即铜丝附近区域变红,B错误;由分析可知,②中铜作正极,发生反应O2+2H2O+4e−4OH−,C正确;①中发生的氧化反应为Zn−2e−Zn2+,②中发生的氧化反应为Fe−2e−Fe2+,均可表示为M−2e−M2+(M代表锌或铁),D错误。
      高考真题演练
      1.判断题
      (1) (2025·重庆卷·9)在盛有稀盐酸的试管中加入锌片,产生气泡;再将铜丝插入试管且接触锌片,产生气泡的速率增大,则反应速率:电化学腐蚀> 化学腐蚀。( )
      (2) (2025·湖北卷·4改编)能够在铁片上镀镍的实验装置如图所示。( )
      (3) (2025·广东卷·6改编)用铜氨溶液给铁钉镀铜的装置如图所示。( )
      【答案】(1) √
      (2) ×
      (3) ×
      【解析】
      (2) 在铁片上镀镍,待镀金属(铁)作阴极,与电源负极相连,镀层金属(镍)作阳极,与电源正极相连。
      (3) 铁钉镀铜时应使用电解装置,题图中无外接电源,不能达到实验目的。
      2.(2025·黑吉辽蒙卷·13,3分)一种基于Cu2O的储氯电池装置如图,放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极,b极仍增重。关于图中装置所示电池,下列说法错误的是( )
      A. 放电时Na+向b极迁移
      B. 该电池可用于海水脱盐
      C. a极反应:Cu2O+2H2O+Cl−−2e−Cu2(OH)3Cl+H+
      D. 若以Ag/AgCl电极代替a极,电池将失去储氯能力
      【答案】D
      【解析】根据题干信息及电池工作原理,放电时a、b极均增重,则a极上Cu2O转化为Cu2(OH)3Cl,Cu元素化合价从+1升高到+2,发生氧化反应,a极为负极,电极反应式为Cu2O+2H2O+Cl−−2e−Cu2(OH)3Cl+H+;b极为正极,电极反应式为NaTi2(PO4)3+2Na++2e−Na3Ti2(PO4)3。A项,由上述分析可知,a极为负极,b极为正极,则放电时Na+向正极迁移,即向b极迁移,正确。B项,根据电极反应式知,放电时,负极消耗Cl−,正极消耗Na+,故可用于海水脱盐,正确。C项,a极上Cu2O失电子转化为Cu2(OH)3Cl,Cu2O∼2e−,根据电荷守恒、原子守恒书写电极反应式,正确。D项,根据题干信息,若将b极换为Ag/AgCl电极,b极仍增重,说明此时b极上的电极反应式为Ag+Cl−−e−AgCl,则Ag/AgCl电极为负极,a极为正极,正极上Cu2(OH)3Cl转化为Cu2O,说明还原性:Ag>Cu2O>Na3Ti2(PO4)3,故若以Ag/AgCl电极代替a极,Ag/AgCl电极仍为负极,NaTi2(PO4)3/Na3Ti2(PO4)3为正极,负极上的电极反应式为Ag+Cl−−e−AgCl,电池仍有储氯能力,错误。
      3.(2025·湖北卷·15,3分)某电化学制冷系统的装置如图所示。[Fe(H2O)6]3+和[Fe(H2O)6]2+在电极上发生相互转化,伴随着热量的吸收或释放,经由泵推动电解质溶液的循环流动(①→②→③→④→①)实现制冷。装置只通过热交换区域Ⅰ和Ⅱ与环境进行传热,其他区域绝热。下列描述错误的是( )
      A. 阴极反应为[Fe(H2O)6]3++e−[Fe(H2O)6]2+
      B. 已知②处的电解液温度比①处的低,可推断[Fe(H2O)6]2+比[Fe(H2O)6]3+稳定
      C. 多孔隔膜可以阻止阴极区和阳极区间的热交换
      D. 已知电子转移过程非常快,物质结构来不及改变。热效应主要来自电子转移后[Fe(H2O)6]2+和[Fe(H2O)6]3+离子结构的改变
      【答案】B
      【解析】题给装置图中有外接电源,则为电解池,右侧电极上[Fe(H2O)6]3+转化为[Fe(H2O)6]2+,发生还原反应,为电解池的阴极;左侧电极上[Fe(H2O)6]2+转化为[Fe(H2O)6]3+,发生氧化反应,为电解池的阳极。B项,已知②处的电解液温度比①处的低,则反应[Fe(H2O)6]3++e−[Fe(H2O)6]2+是吸热反应,[Fe(H2O)6]2+的能量高于[Fe(H2O)6]3+与电子的能量之和,物质的能量越高越不稳定,则[Fe(H2O)6]2+没有[Fe(H2O)6]3+稳定,错误。
      热点题型探究11 多池、多室的电化学装置
      题型突破
      类型一 多池串联的两大模型及原理分析
      模型一 外接电源与电解池的串联
      模型二 原电池与电解池的串联
      无外接电源时,一个装置为原电池,其他装置为电解池。除直观可见的燃料电池、铅酸蓄电池外,原电池的电极一般是两种活泼性不同的电极;原电池中的电极材料和电解质溶液之间能自发进行氧化还原反应。如模型二中,A为原电池,B为电解池。
      例1 (2025·甘肃卷·12,3分)我国科研工作者设计了一种Mg−海水电池驱动海水(pH=8.2)电解系统(如图),以新型MNi/NiMO4为催化剂(生长在泡沫镍电极上),在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是( )
      A. 将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率
      B. 在外电路中,电子从电极1流向电极4
      C. 电极3的反应为4OH−−4e−2H2O+O2↑
      D. 理论上,每通过2ml电子,可产生1mlH2
      【答案】D
      【解析】由题图可知,电极1上Mg→Mg(OH)2,Mg发生氧化反应,则电极1为负极,电极反应为Mg+2OH−−2e−Mg(OH)2,电极2为正极,电极反应为2H2O+2e−H2↑+2OH−,电极3、4分别为阳极、阴极,电极反应分别为4OH−−4e−O2↑+2H2O、2H2O+2e−H2↑+2OH−。将催化剂生长在泡沫镍电极上,与反应物的接触面积大,催化效率高,A正确;在外电路中,电子从负极沿导线流向阴极,即电子从电极1流向电极4,B正确;由上述分析可知,C正确;电池和电解池中同时产生氢气,结合正极、阴极的电极反应可知,每通过2ml电子,可产生2mlH2,D错误。
      技法点拨
      有关电解池计算的三种常见方法
      1.根据总反应式计算
      先写出电极反应式,再写出总反应式,最后根据总反应式列出比例式计算。
      2.根据转移电子数目相等计算
      (1)用于串联电路中阴极和阳极的产物、正极和负极的产物的计算,其依据是电路中转移的电子数目相等。
      (2)用于混合溶液中分阶段电解的计算。
      3.根据关系式计算
      根据转移电子数目相等建立起已知量与未知量之间的桥梁,构建计算所需的关系式。如以电路中通过4mle− 为桥梁可构建如下关系式:
      4e−∼2Cl2(Br2、I2)∼O2阳极产物∼2H2∼2Cu∼4Ag∼4nM阴极产物
      (其中M 为金属,n 为其离子的化合价数值)
      该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值,熟记电极反应,灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。
      类型二 多室电化学装置
      1.离子交换膜的类型
      (1)阳离子交换膜(只允许阳离子通过,阻止阴离子和气体通过)。
      (2)阴离子交换膜(只允许阴离子通过,阻止阳离子和气体通过)。
      (3)质子交换膜(只允许H+通过)。
      (4)双极隔膜,是一种新型离子交换膜,其膜主体可分为阴离子交换层、阳离子交换层和中间界面层,水解离催化剂被夹在中间的离子交换聚合物中,水的电离产物H+和OH−可在电场力的作用下快速迁移到两侧溶液中,为膜两侧的半反应提供各自理想的pH条件。
      2.离子交换膜的作用
      (1)能将两极区隔离,阻止两极区产生的物质接触,防止发生化学反应,提高产品的纯度或减少不安全因素。
      (2)能选择性地允许离子通过,起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
      3.离子交换膜类型的判断
      根据电解质溶液呈电中性的原则,判断离子交换膜的类型。
      (1)首先写出阴、阳两极上的电极反应,依据电极反应确定该电极附近哪种离子剩余。
      (2)根据溶液呈电中性,分析可能的阴、阳离子移动的方向。
      (3)根据最终产物的要求,确定离子移动的方向,从而确定离子交换膜的类型。
      4.隔膜在多室电解池中的应用
      多室电解池是利用离子交换膜的选择透过性,即允许带某种电荷的离子通过,而限制带相反电荷的离子通过,将电解池分为两室、三室或多室等,以达到浓缩、净化、提纯及电化学合成的目的。
      (1)两室电解池
      如工业上利用如图所示两室电解装置制备烧碱。
      阳极室中的电极反应为2Cl−−2e−Cl2↑ ,阴极室中的电极反应为2H2O+2e−H2↑+2OH−,阴极区H+放电,破坏了水的电离平衡,使OH−的浓度增大,阳极区Cl−放电,使溶液中的c(Cl−)减小,为保持溶液呈电中性,阳极室中的Na+通过阳离子交换膜与阴极室中生成的OH−结合,得到较浓的NaOH溶液。利用这种方法制备物质,纯度较高,基本没有杂质。
      (2)三室电解池
      如利用三室电解装置制备NH4NO3,其工作原理如图所示。
      阴极的NO被还原为NH4+,电极反应式为NO+6H++5e−NH4++H2O,NH4+通过阳离子交换膜进入中间室;阳极的NO被氧化为NO3−,电极反应式为NO+2H2O−3e−NO3−+4H+,NO3−通过阴离子交换膜进入中间室。根据电路中转移电子数相等可得电解总反应为8NO+7H2O电解3NH4NO3+2HNO3,为使电解产物全部转化为NH4NO3,应补充适量NH3,使电解产生的HNO3转化为NH4NO3。
      (3)多室电解池
      如利用“四室电渗析法”制备H3PO2(次磷酸),其工作原理如图所示。
      电解稀硫酸的阳极反应为2H2O−4e−O2↑+4H+,产生的H+通过阳离子交换膜进入产品室,原料室中的H2PO2−通过阴离子交换膜进入产品室,与H+结合生成H3PO2;电解NaOH稀溶液的阴极反应为2H2O+2e−H2↑+2OH−,原料室中的Na+通过阳离子交换膜进入阴极室。
      例2 (2025·河南卷·12,3分)一种液流电解池在工作时可以实现海水淡化,并以LiCl形式回收含锂废弃物中的锂元素,其工作原理如图所示。
      下列说法正确的是( )
      A. Ⅱ为阳离子交换膜
      B. 电极a附近溶液的pH减小
      C. 电极b上发生的电极反应式为[Fe(CN)6]4−+e−[Fe(CN)6]3−
      D. 若海水用NaCl溶液模拟,则每脱除58.5gNaCl,理论上可回收1mlLiCl
      【答案】D
      【解析】题给装置为电解池,电极a与外接电源负极相连作阴极,发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e−4OH−;电极b与外接电源正极相连作阳极,发生氧化反应,电极反应式为[Fe(CN)6]4−−e−[Fe(CN)6]3−;该电解池工作时可以实现海水淡化,并以LiCl形式回收含锂废弃物中的锂元素,电解池中阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,阳极有大量Li+,所以阳极的Li+通过离子交换膜 Ⅲ向左移动,Cl−通过离子交换膜Ⅱ向右移动,在离子交换膜Ⅱ、Ⅲ之间得到LiCl,同时要淡化海水,所以离子交换膜Ⅰ、Ⅱ间的阴、阳离子向两侧移动,即Na+通过离子交换膜Ⅰ向左移动,离子交换膜Ⅰ、Ⅱ间得到淡化的海水,故离子交换膜Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别为阳离子交换膜、阴离子交换膜、阳离子交换膜。由分析可知,A、C错误;电极a上有OH−生成,电极a附近溶液的pH增大,B错误;58.5gNaCl的物质的量为⋅ml−1=1ml,脱除1mlNaCl需迁移1mlNa+和1mlCl−,则理论上可回收1mlLiCl,D正确。
      针对训练
      1.(2025·山东卷·12改编)全铁液流电池工作原理如图所示,两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是( )
      A. 隔膜为阳离子交换膜
      B. 放电时,a极为正极
      C. 充电时,隔膜两侧溶液Fe2+浓度均减小
      D. 理论上,Fe3+每减少1ml,Fe2+总量相应增加2ml
      【答案】C
      【解析】结合全铁液流电池工作原理图,a极区中的阳离子为Fe2+、b极区的阳离子为Fe2+、Fe3+,故a极为负载铁的石墨电极,b极为石墨电极,电池总反应为Fe+2Fe3+⇄充电放电3Fe2+。A项,因为a极区的电解质溶液中含有Fe2+,不含Fe3+,为防止Fe3+进入a极区,故隔膜应为阴离子交换膜,错误;B项,a极是负载铁的石墨电极,放电时,Fe在a极发生氧化反应,电极反应式为Fe−2e−Fe2+,故放电时,a极为负极,错误;C项,充电时,a极为阴极,电极反应式为Fe2++2e−Fe,b极为阳极,电极反应式为Fe2+−e−Fe3+,故充电时,隔膜两侧溶液中Fe2+浓度均减小,正确;D项,放电时,a极、b极的电极反应式分别为Fe−2e−Fe2+、Fe3++e−Fe2+,放电时,Fe3+每减少1ml,电路中转移1ml电子,同时a极区生成0.5mlFe2+,b极区生成1mlFe2+,故理论上Fe3+每减少1ml,Fe2+总量相应增加1.5ml,错误。
      2.(2025·广东深圳一模)利用多膜装置通过电解法可以制备KNO3,同时获得一些副产品,其电解装置如图所示。下列说法正确的是( )
      A. Y膜为阳离子交换膜
      B. 阴极室溶液中OH−浓度逐渐降低
      C. 理论上每生成1mlCl2,阴极室溶液质量增加46g
      D. 理论上每生成标准状况下22.4LCl2,阳极室内溶液质量减少149g
      【答案】D
      【解析】结合装置图可知,阳极室发生反应:2Cl−−2e−Cl2↑ ;阴极室发生反应:2H2O+2e−2OH−+H2↑ 。电解法可以制备KNO3,所以阳极室中的K+通过X膜向右移动进入KNO3溶液,NaNO3溶液中NO3−通过Y膜向左移动进入KNO3溶液、Na+通过Z膜向右移动进入阴极室生成NaOH,故Y膜为阴离子交换膜,A错误;阴极室发生反应:2H2O+2e−2OH−+H2↑ ,OH−浓度逐渐升高,B错误;生成1mlCl2时,转移2ml电子,阴极室内生成1mlH2,补充2mlNa+,因此阴极室溶液质量增加44g,C错误;每生成1mlCl2(标准状况下体积为22.4L)转移2ml电子,同时有2mlK+移向KNO3溶液,则阳极室内减少2mlKCl,即溶液质量减少149g,D正确。
      3.(2025·云南卷·11,3分)一种用双极膜电渗析法卤水除硼的装置如图所示,双极膜中H2O解离的H+和OH−在电场作用下向两极迁移。除硼原理:[B(OH)4]−+H+B(OH)3+H2O。下列说法错误的是( )
      A. Pt电极反应:4OH−−4e−O2↑+2H2O
      B. 外加电场可促进双极膜中水的电离
      C. Ⅲ室中,X膜、Y膜分别为阳离子交换膜和阴离子交换膜
      D. Ⅳ室每生成1mlNaOH,同时Ⅱ室最多生成1mlB(OH)3
      【答案】C
      【解析】由题图中H+和OH−的移动方向可知,Pt电极为阳极,石墨电极为阴极,阳极发生的反应为4OH−−4e−O2↑+2H2O,阴极发生的反应为2H++2e−H2↑ ,Ⅲ室中NaCl浓度减小,Ⅳ室中NaOH浓度增大,说明Ⅲ室中Na+通过Y膜向Ⅳ室移动,故Y膜为阳离子交换膜,Ⅲ室中Cl−通过X膜向Ⅱ室移动,故X膜为阴离子交换膜。由装置分析可知,A正确,C错误;水可微弱的电离出H+和OH−,在外加电场作用下,H+和OH−向两极移动,促进双极膜中水的电离,B正确;Ⅳ室每生成1mlNaOH,则电路中转移1ml电子,为传递电荷,有1mlH+移到Ⅱ室中,生成1mlB(OH)3,D正确。
      4.(2025·广东汕头一模)Zn−Ni(OH)2碱性电池发展迅猛,某实验小组利用该电池实现电化学合成氨,装置如图所示。
      下列说法正确的是 ( )
      A. N极为金属Zn,发生氧化反应
      B. 理论上若电解质溶液传导6mlH+,最多可生成44.8LNH3
      C. 不考虑其他因素,电池工作一段时间后需补充乙醇溶液
      D. Q极电极反应式为N2+2Li++4H++6e−2LiNH2
      【答案】D
      【解析】某实验小组利用Zn−Ni(OH)2碱性电池实现电化学合成氨,H2在P电极上失去电子生成H+,P电极为阳极,Q电极为阴极,则M极为负极,N极为正极,以此分析解题。由分析可知,M极为负极,则M极为金属Zn,A错误;未说明NH3所处状况,无法计算生成NH3的体积,B错误;由题图可知,该装置反应前后,理论上乙醇的浓度不变,不需要补充乙醇溶液,C错误;Q电极为阴极,锂离子在阴极与氮气和C2H5OH解离出的氢离子反应生成氨基锂,电极反应式为N2+2Li++4H++6e−2LiNH2,D正确。
      5.(2025·山东威海二模)我国科学家在光电催化-化学耦合烟气脱硫并实现CO2的资源化利用与电能储存的研究中取得重大突破,其工作原理如图所示。
      下列说法正确的是( )
      A. a极的电极反应式:CO2+H2O+2e−CO+2OH−
      B. 装置A食盐水中NaCl质量分数:x%y%,B错误;由分析可知,Na+能透过离子交换膜N,所以离子交换膜N为阳离子交换膜,C错误;在装置B内,每吸收1mlSO2转移2ml电子,溶液质量增加1ml×64g⋅ml−1=64g,同时c极上有2mlH+得电子转化为H2,溶液质量减少2ml×1g⋅ml−1=2g,故理论上装置B的总质量增加64g−2g=62g,D正确。项目
      放热反应(ΔH0)
      图示
      解释与说明
      ①E1为正反应的活化能
      ②E2为逆反应的活化能
      ③ΔH为该反应过程的反应热
      ΔH=∑E(生成物)−∑E(反应物)
      ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能
      ΔH=E(正反应活化能)−E(逆反应活化能)
      化学键
      N—H
      N—N
      NN
      H—H
      键能/(kJ⋅ml−1)
      386
      167
      946
      a
      实验序号
      起始温度t1/℃
      最高温度t2/℃
      盐酸
      氢氧化钠溶液
      混合溶液
      1
      20.0
      20.1
      23.2
      2
      20.2
      20.4
      23.4
      3
      20.5
      20.6
      23.6
      物质
      HCHO(g)
      CO(g)
      H2(g)
      HOCH2CH2OH(l)
      ΔfHm/(kJ⋅ml−1)
      −116
      −111
      0
      −455
      转化关系
      反应热之间的关系
      aAΔH1B、AΔH21aB
      ΔH1= _ _ _ _ _ _ _ _
      AΔH1ΔH2B
      ΔH1= _ _ _ _ _ _ _ _
      ΔH= _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      计算依据
      计算方法
      热化学方程式
      热化学方程式通过左右颠倒同时改变ΔH的正、负号,各物质的化学计量数及ΔH的数值同时扩大或缩小相同的倍数进行计算
      燃烧热
      可燃物完全燃烧产生的热量=n(可燃物)×可燃物的燃烧热
      物质的能量
      ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量
      化学键
      ΔH=反应物的化学键断裂吸收的能量之和-生成物的化学键形成放出的能量之和
      盖斯定律
      方法一:热化学方程式相加或相减,如
      a:C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1
      b:C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH2
      a−b可得CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH=ΔH1−ΔH2
      方法二:合理设计反应途径,如图ΔH=ΔH1+ΔH2
      化学键
      H—H
      Cl—Cl
      H—Cl
      生成1ml化学键时放出的能量
      436kJ
      243kJ
      431kJ
      应用
      解释或说明
      比较金属的活动性
      在原电池中,一般金属活动性较强的金属作_ _ _ _ 极,金属活动性较弱的金属作_ _ _ _ 极(需注意电解质溶液对电极反应的影响)
      加快化学反应速率
      自发进行的氧化还原反应形成原电池时化学反应速率增大。如Zn与稀硫酸反应时,加入少量CuSO4溶液构成原电池,使反应速率增大
      用于金属防护
      使被保护的金属制品作原电池的_ _ _ _ 极而得到保护。如要保护一个铁质的输水管道,可用导线将其与一块锌块相连,使锌作原电池的负极
      设计原电池
      先将氧化还原反应分成两个半反应,再根据原电池反应的特点,结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液
      编号
      电极材料
      电解质溶液
      电流表指针偏转方向
      1
      Al、Mg
      稀盐酸
      偏向Al
      2
      Al、Cu
      稀盐酸
      偏向Cu
      3
      Al、石墨
      稀盐酸
      偏向石墨
      4
      Al、Mg
      NaOH溶液
      偏向Mg
      实验装置



      实验现象
      A不断溶解
      C的质量增加
      A上有气体产生
      ①不含盐桥
      ②含盐桥
      _ _ _ _
      _ _ _ _
      负极:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      正极:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      类别
      酸性氢氧燃料电池
      碱性氢氧燃料电池
      负极反应式
      _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      正极反应式
      _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      总反应式
      _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      实例
      电极反应式及总反应式
      电解质溶液变化
      溶液pH
      使电解质溶液复原的操作
      NaOH
      阴极:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
      阳极:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
      总反应式:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      _ _ _ _ _ _ _ _
      _ _ _ _
      _ _ _ _
      H2SO4
      阴极:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
      阳极:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
      总反应式:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      _ _ _ _ _ _ _ _
      _ _ _ _
      _ _ _ _
      Na2SO4
      阴极:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
      阳极:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
      总反应式:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      _ _ _ _ _ _ _ _
      _ _ _ _
      _ _ _ _
      实例
      电极反应式及总反应式
      电解质溶液变化
      溶液pH
      使电解质溶液复原的操作
      HCl
      阴极:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
      阳极:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
      总反应式:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      _ _ _ _ _ _ _ _
      _ _ _ _
      _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      CuCl2
      阴极:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
      阳极:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
      总反应式:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      _ _ _ _ _ _ _ _

      _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      实例
      电极反应式
      及总反应式
      电解质溶液变化
      溶液pH
      使电解质溶液复原的操作
      NaCl、KCl(放H2生碱型)
      阴极:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
      阳极:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
      总反应式:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      生成新电解质
      _ _ _ _
      _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      CuSO4(放O2生酸型)
      阴极:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
      阳极:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;
      总反应式:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      生成新电解质
      _ _ _ _
      _ _ _ _ _ _ _ _
      项目
      总反应式
      电极反应式
      冶炼钠
      _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      阳极:2Cl−−2e−Cl2↑
      阴极:Na++e−Na
      冶炼镁
      _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      阳极:2Cl−−2e−Cl2↑
      阴极:Mg2++2e−Mg
      冶炼铝
      _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      阳极:2O2−−4e−O2↑
      阴极:Al3++3e−Al
      项目
      化学腐蚀
      电化学腐蚀
      条件
      金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)_ _ _ _ 反应
      _ _ _ _ 的金属或合金与电解质溶液接触时发生原电池反应
      现象
      无电流产生,金属被腐蚀
      有微弱电流产生,较_ _ _ _ 金属被腐蚀
      本质
      M−ne− _ _ _ _ _ _ _ _
      联系
      两者往往同时发生,电化学腐蚀更普遍,腐蚀速率更快,危害更严重
      项目
      析氢腐蚀
      吸氧腐蚀
      条件
      水膜酸性较强
      水膜酸性很弱或呈中性
      电极反应
      负极
      Fe−2e−Fe2+
      正极
      _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      总反应式
      _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
      比较
      _ _ _ _ 腐蚀更普遍
      操作
      现象
      一段时间后:①中裸露在外的铁钉附近区域变红;②中裸露在外的铁钉附近区域 ,铜丝附近区域

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