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高中三年级化学

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  • 单选题
    下列说法正确的是
    [     ]

    A．铅蓄电池放电时铅电极发生还原反应
    B．电解饱和食盐水在阳极得到氯气，阴极得到金属钠
    C．给铁钉镀铜可采用CuSO4作电镀液
    D．生铁浸泡在食盐水中发生析氢腐蚀
    本题信息：2010年浙江省期中题化学单选题难度一般 来源:于丽娜
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本试题 “下列说法正确的是[ ]A．铅蓄电池放电时铅电极发生还原反应B．电解饱和食盐水在阳极得到氯气，阴极得到金属钠C．给铁钉镀铜可采用CuSO4作电镀液D．生铁浸泡在...” 主要考查您对

二次电池

电解饱和氯化钠溶液

电镀

电解池原理

金属的电化学腐蚀

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  • 二次电池
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二次电池：

(1)蓄电池：蓄电池是可以反复使用、放电后可以充电使活性物质复原、以便再重新放电的电池，也称二次电池。其广泛用于汽车、发电站、火箭等部门。由所用电解质的酸碱性质不同分为酸性蓄电池和碱性蓄电池。
①酸性铅蓄电池铅蓄电池由一组充满海绵状金属铅的铅锑合金格板做负极，由另一组充满二氧化铝的铅锑合金格板做正极，两组格板相间浸泡在电解质稀硫酸中，放电时，电极反应为：
负极：Pb＋SO42－＝PbSO4＋2e- 正极：PbO2＋SO42－十4H＋＋2e-＝PbSO4＋2H2O
总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4十2H2O
放电后，正负极板上都沉积有一层PbSO4，放电到一定程度之后又必须进行充电，充电时用一个电压略高于蓄电池电压的直流电源与蓄电池相接，将负极上的PbSO4还原成Pb，而将正极上的PbSO4氧化成PbO2，
充电时发生放电时的逆反应：阴极：PbSO4＋2e-＝Pb＋SO42－阳极：PbSO4＋2H2O＝PbO2＋SO42－＋4H＋＋2e- 总反应：2PbSO4＋2H2O＝Pb＋PbO2＋H2SO4
②碱性蓄电池日常生活中用的充电电池就属于这类。它的体积、电压都和干电池差不多，携带方便，使用寿命比铅蓄电池长得多，使用信当可以反复充放电上千次，但价格比较贵。商品电池中有镍－镉（Ni－Cd）和镍一铁（Ni－Fe）两类，它们的电池反应是：
Cd＋2NiO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Cd(OH)2
Fe＋2NaO(OH)＋2H2O2Ni(OH)2＋Fe(OH)2
反应是在碱性条件下进行的，所以叫碱性蓄电池。
(2)银锌蓄电池 银锌电池是一种高能电池，它质量轻、体积小，是人造卫星、宇宙火箭、空间电视转播站等的电源。目前，有一种类似干电池的充电电池，它实际是一种银锌蓄电池，电解液为KOH溶液。 常见的钮扣电池也是银锌电池，它用不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极盒一端充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为KOH浓溶液，溶液两边用羧甲基纤维素作隔膜，将电极与电解质溶液隔开。
负极：Zn＋2OH-－2e-＝Zn(OH)2
正极：Ag2O＋H2O＋2e-＝2Ag＋2OH-?
银锌电池跟铅蓄电池一样，在使用一段时间后就要充电，充电过程表示如下：
阳极：2Ag＋2OH-－2e-＝Ag2O＋H2O
阴极：Zn(OH)2＋2e-＝Zn＋2OH-?
总反应式：Zn＋Ag2O＋H2OZn(OH)2＋2Ag
一粒钮扣电池的电压达1.59V，安装在电子表里可使用两年之久。
电解饱和氯化钠溶液：

在小烧杯(或U型管)里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液。用导线把碳棒、电池、电流表和铁钉相连(如图)。接通直流电源后，注意观察电流表的指针是否偏转，以及小烧杯内发生的现象，并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。

注：粗铁钉要与直流电源的阴极相连，碳棒与阳极相连。
用玻璃棒沾湿润的KI淀粉试纸检验阳极气体。
(1)饱和食盐水电解时，电流表指针发生偏转，阴、阳极均有气体放出，阳极气体有刺激性气味，并能使湿润的KI淀粉试纸变蓝，且阴极区溶液变红。
(2) 阳极：2Cl-－2e-==Cl2↑
阴极：2H++2e-==H2↑(或2H2O+2e-==2OH-+H2↑)
总反应式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(3)阴极区溶液变红的原因：这是由于饱和食盐水中，水所电离出的H+在阴极放电，破坏了水的电离平衡
(H2OH++OH-)致使阴极区附近溶液中的OH-相对较多，溶液呈碱性，故酚酞变红。
(4)例用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。

电镀：

(1)概念：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)目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。镀件(待镀金属制品)作阴极
(3)要求
如在铁制品表面上镀铜：

注意:理论上，电镀过程中电镀液的浓度保持不变。


电解池：

(1)电解：使电流通过电解质溶液且在阴、阳极两极引起氧化还原反应的过程叫电解。
(2)装置：电解池(电解槽)
(3)特点：将电能转化为化学能。
形成条件：①与电源相连的两个电极，②电解质溶液或熔融电解质，③形成闭合回路
(4)阴离子放电顺序：S2->I->Br->Cl->OH->SO42->NO3->F- 阳离子放电顺序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
(5)电解时溶液pH值的变化规律电解质溶液在电解过程中，有时溶液pH值会发生变化。判断电解质溶液的pH值变化，有时可以从电解产物上去看。
①若电解时阴极上产生H2（消耗H+），阳极上无O2产生，电解后溶液pH值增大；
②若阴极上无H2，阳极上产生O2，则电解后溶液pH值减小；
③若阴极上有H2，阳极上有O2，且（相当于电解水），则有三种情况：
a如果原溶液为中性溶液，则电解后pH值不变；
b如果原溶液是酸溶液，则pH值变小；
c如果原溶液为碱溶液，则pH值变大；
④若阴极上无H2，阳极上无O2产生，电解后溶液的pH可能也会发生变化。如电解CuCl2溶液（CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性），一旦CuCl2全部电解完，pH值会变大，成中性溶液。
(6)电解反应类型：从参加反应的物质来分电解反应可分成五类：
①H2O型：实质是电解水。如电解硝酸钠、氢氧化钠、硫酸等溶液。
②溶质型：溶质所电离出来的离子发生氧化还原，如电解氯化铜、溴化氢等溶液。
③硫酸铜溶液型：电解产物是金属、氧气与酸。如电解硫酸铜溶液生成单质铜、氧气和硫酸，电解硝酸银溶液时生成单质银、氧气和硝酸。
④氯化钠溶液型：电解产物是非金属单质、氢气与碱。如电解氯化钠溶液时生成氯气、氢气和氢氧化钠，电解溴化钾溶液时生成溴单质、氢气和氢氧化钾。
⑤电镀型：镀层金属作阳极，阳极反应是：M-ne-=Mn+，镀件作阴极，阴极反应是：Mn++ne-=M。（电解精炼与电镀，实质上是相同的）

原电池、电解池、电镀池的比较:



金属的腐蚀:

1．金属腐蚀的概念金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
2．金属腐蚀的实质金属原子(M)失去电子而被氧化的过程。
M-ne-==M n+

金属的电化学腐蚀:

不纯的金属或合金因发生原电池反应而造成的腐蚀。最普遍的钢铁腐蚀是：
负极：2Fe-4e-=2Fe2+
正极：O2+2H2O+4e-=4OH- （注：在少数情况下，若周围介质的酸性较强，正极的反应是：2H++2e-=H2↑）
金属的腐蚀以电化腐蚀为主.例如,钢铁生锈的主要过程为

(1)吸氧腐蚀：金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀。
①发生条件：水膜的酸性很弱或呈中性
②反应本质：形成原电池
③铁为负极，（氧化反应）；正极反应：（还原反应）
(2)析氢腐蚀：在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。
①发生条件：水膜的酸性较强
②反应本质：形成原电池
③铁为负极，（氧化反应）；正极反应：（还原反应）


钢铁的电化学腐蚀的两种类型：


金属腐蚀快慢的判断：

金属腐蚀的快慢与下列两个因素有关：
(1)与构成原电池的材料有关，两极材料的活泼性差别越大，电动势越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速率就越快。
(2)与金属所接触的电解质溶液的性质有关，活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。一般来说，可用下列原则判断：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


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