易错点14 电化学基础易错点
易错题【01】原电池电极的确定
(1)根据电极材料确定:对于金属、金属电极,通常较活泼的金属是负极,较不活泼的金属是正极,如原电池:Zn—Cu—CuSO4中,Zn作负极,Cu作正极,Al—Mg——KOH中,Al作负极,Mg作正极;对于金属、非金属电极,金属作负极,非金属作正极;对于金属、化合物电极,金属作负极,化合物作正极。
(2)根据电极反应确定:原电池中,负极发生氧化反应,正极发生还原反应。
(3)根据电极现象确定:若不电极断溶解或质量不断减少,该电极发生氧化反应,通常为原电池的负极,若原电池电极上有气体生成、电极质量不断增加或电极质量不变,该电极发生还原反应,通常为原电池的正极。
(4)根据移动方向判断:电子流动方向是由负极流向正极,电子流出的一极为负极,流入的一极为正极;电流是由正极流向负极,电流流出的一极为正极,流入的一极为负极;在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向是负极。
易错题【02】电极反应式的书写方法
(1)拆分法:写出原电池的总反应。如2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+;把总反应按氧化反应和还原反应拆分为两个半反应,并注明正、负极,并依据质量守恒、电荷守恒及电子得失守恒配平两个半反应:正极:2Fe3++2e===2Fe2+,负极:Cu-2e===Cu2+
(2)加减法:写出总反应。如Li+LiMn2O4===Li2Mn2O4;写出其中容易写出的一个半反应(正极或负极)。如Li-e===Li(负极);利用总反应与上述的一极反应相减,即得另一个电极的反应式,即LiMn2O4+Li+e===Li2Mn2O4(正极)。
3. 电化学腐蚀的规律
(1)对同一种金属来说,其他条件相同时腐蚀的快慢:强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(2)活泼性不同的两金属:活泼性差别越大,活泼性强的金属腐蚀越快。
(3)对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快,且氧化剂的浓度越高,氧化性越强,腐蚀越快(钝化除外)。
(4)电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
易错题【03】电化学腐蚀的规律
(1)对同一种金属来说,其他条件相同时腐蚀的快慢:强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(2)活泼性不同的两金属:活泼性差别越大,活泼性强的金属腐蚀越快。
(3)对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快,且氧化剂的浓度越高,氧化性越强,腐蚀越快(钝化除外)。
(4)电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
易错题【04】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。
(2)能选择性地通过离子,起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。
典例分析
例1、某同学组装了如图所示的电化学装置,电极Ⅰ为Al,其他电极均为Cu,则(  )
A.电流方向:电极Ⅳ→→电极ⅠB.电极Ⅰ发生还原反应
C.电极Ⅱ逐渐溶解  D.电极Ⅲ的电极反应:Cu2++2e===Cu
A【解析】根据原电池的构成原理,可知电极Ⅰ为负极,电极Ⅱ为正极,电极Ⅲ为阳极,电极Ⅳ为阴极。电子流向为电极Ⅰ→→电极Ⅳ,故电流方向为电极Ⅳ→→电极Ⅰ, A正确;电极Ⅰ为负极,发生氧化反应,B错误;电极Ⅱ为正极,Cu2+在此被还原, C错误;电极Ⅲ为阳极,活性阳极Cu在此被氧化,D错误。
例2、某单液电池如图所示,其反应原理为。下列说法错误的是(    )
A. 放电时,左边电极为负极
B. 放电时,溶液中向右边电极移动
C. 充电时,右边电极上发生的电极反应式:
D. 充电时,当左边电极生成时,电解质溶液减轻2g
C【解析】放电时左边电极发生氧化反应,为电池的负极,A正确;放电时左边为电池的负极,右边则为电池的正极,工作时阳离子向正极移动,即H+离子向右边电极移动,B正确;充电时左边电极为阴极,发生还原反应,即;右边电极为阳极,发生氧化反应,即,C错误;由反应可知,充电时,当左边电极生成时,电解质溶液中会减少2molHCl,则减少的质量为73g,D正确。
例3、在酸性乙醇燃料电池中加入硝酸,可使电池持续大电流放电,其工作原理如下图所示。
下列说法错误的是(  )
A.加入HNO3降低了正极反应的活化能
B.电池工作时正极区溶液的pH降低
C.1 mol CH3CH2OH被完全氧化时有3 mol O2被还原 
D.负极反应为CH3CH2OH+3H2O-12e-2CO2+12H+
B【解析】该电池的负极反应为CH3CH2OH+3H2O-12e-2CO2↑+12H+,H+向右移动通过质子交换膜,正极反应为O2+4e-+4H+2H2O。硝酸作正极反应的催化剂,加入催化剂可以降低正极反应的活化能,故A正确;正极反应虽然消耗H+,但负极区生成的H+移向正极区,负极区H+的物质的量不变,由于生成了水,电池工作时正极区溶液的pH升高,故B错误;根据正负极电极反应式可知,1 mol CH3CH2OH被完全氧化时有3 mol O2被还原,故C正确;负极反应为CH3CH2OH+3H2O-12e-备战高考2CO2↑+12H+,故D正确。
例4、甲烷是良好的制氢材料。我国科学家发明了一种500℃时,在含氧离子()的熔融碳酸盐中电解甲院的方法,实现了无水、零排放的方式生产H2和C。反应原理如右图所示。下列说法正确的是
A. X为电源的负极
B. Ni电极上发生电极反应方程式为
C. 电解一段时间后熔融盐中的物质的量变多
D. 该条件下,每产生22.4L H2,电路中转移2mol电子
B【解析】电解反应在温度于500℃时进行,电解质为熔融碳酸盐,则阳极的电极反应是甲烷失电子生成氢气和二氧化碳的过程,阴极是碳酸根离子得到电子生成碳。电解池电极Ni-YSZ中甲烷变成CO2, C元素的化合价升高,失电子,发生氧化反应,作阳极,因此X为电源的正极,A错误;阴极上发生还原反应,Ni电极上发生的电极反应方程式为,B正确;电解一段时间后熔融盐中的物质的量不会变多,生成的通过熔融盐转移到阳极参加反应,C错误;总反应为:CH4 C+2H2 ,反应条件为500℃,该条件下不是标准状况,D错误。
例5、“暖宝宝”主要成分有铁粉、水、食盐、活性炭、吸水性树脂等,工作时利用微孔透氧技术反应发热.下列说法错误的是(  )
A.发热时铁粉发生了吸氧腐蚀   
B.食盐作电解质,活性炭为正极   
C.工作时,吸水性树脂可供水   
D.暖宝宝可以重复使用
D【解析】根据保暖贴的成分可知,铁粉和活性炭在氯化钠溶液中形成原电池,铁做负极,碳做正极,铁发生吸氧腐蚀,铁电极反应为:2Fe﹣4e=2Fe2+,碳极的电极反应为:O2+4e+2H2O=4OH,总反应为:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2。由于氯化钠溶液呈中性,故铁发生吸氧腐蚀,A正确;在形成的原电池中,铁做负极,碳做正极,食盐是电解质,B正确;工作时,吸水性树脂可供水,与食盐形成电解质溶液,C正确;该反应不可逆,不可以重复使用,D错误。
1. 如图是一种正投入生产的大型蓄电系统。放电前被膜隔开的电解质为Na2S2和NaBr3,放电后分别变为Na2S4和NaBr。下列叙述正确的是(  )
A.放电时,负极反应为3NaBr-2e===NaBr3+2Na
B.充电时,阳极反应为2Na2S2-2e===Na2S4+2Na
C.放电时,Na经过离子交换膜,由b池移向a池
D.用该电池电解饱和食盐水,产生2.24 L H2时,b池生成17.40 g Na2S4
2.锌溴液流电池是一种先进的水溶液电解质电池,广泛应用于再生能源储能和智能电网的备用电源等。三单体串联锌溴液流电池工作原理如图所:
下列说法错误的是
A. 放电时,N极为正极
B. 放电时,左侧贮液器中的浓度不断减小
C. 充电时,M极的电极反应式为
D. 隔膜允许阳离子通过,也允许阴离子通过
3.利用SO2和太阳能综合制氢的方案的基本工作原理如图所示。下列说法错误的是    (  ) 
A.该电化学装置中,Pt电极的电势高于BiVO4电极的电势
B.该装置中的能量转化形式为光能→化学能→电能
C.电子流向:BiVO4电极→外电路→Pt电极