电影中的化学
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专题八 电化学【学法导航】1. 某碱性蓄电池在充电和放电时发生的反应为: Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列说法中正确的是:A.放电时，负极上发生反应的物质是Fe. B.放电时，正极反应是：NiO2+2e-+2H+=Ni(OH)2C.充电时，阴极反应是：Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O D.充电时，阳极附近pH值减小.【方法要领】根据原电池在放电时,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,再根据元素化合价变化,可判断该电池负极发生反应的物质为Fe,正极为NiO2,此电池为碱性电池,在书写电极反应和总电池反应方程式时不能出现H+,故放电时的电极反应是:负极:Fe-2e-+2 =Fe(OH)2，正极：NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2 。原电池充电时,发生电解反应,此时阴极反应为原电池负极反应的逆反应,阳极反应为原电池正极反应的逆反应,由此可判断正确选项应为A、D。【答案】AD2. 下列说法正确的是 （ ） A.钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀 B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀 C.钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的 pH不同，引起的正极反应不同 D.无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化 【方法要领】金属的腐蚀就是金属失电子而被氧化的过程，因此D是正确的。依据电化学腐蚀中析氢腐蚀和吸氧腐蚀的原理可知，C也是正确的。原电池反应既可以加快金属的腐蚀，也可用以防止金属的腐蚀。例如不锈钢，镀锌铁等中的Fe均不易腐蚀，所以A、B是不正确的 高【答案】CD考资源网3. 金属防护的方法不正确的是 （ ）A.对健身器材涂油漆以防止生锈 B.对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈C.用牺牲锌块的方法来保护船身 D.自行车的钢圈上镀上一层铬防锈【方法要领】机械转动部位应涂油脂防锈，油脂既防水又能防止气体对金属的腐蚀，还能使转动部位灵活 高【答案】B考资源网4.（09安徽卷12）Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，点解总反应：2Cu+H2O==Cu2O+H2O 。下列说法正确的是A.石墨电极上产生氢气 B.铜电极发生还原反应C.铜电极接直流电源的负极D.当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。【方法要领】由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；石墨作阴极，阴极上是溶液中的H＋反应，电极反应为：2H＋＋2e－=H2↑，A选项正确；阳极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu＋2 －2e－=Cu2O＋H2O，当有0.1mol电子转移时，有0.05molCu2O生成，D选项错误 高考资【答案】A源网5．（09江苏卷12）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： C．放电过程中， 从正极区向负极区迁移D．在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下 气体 【方法要领】A项，高温条件下微生物会变性，所以A错；B项，负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳，所以B对；C项，原电池内部阳离子应向正极移动，所以C错；D项，消耗1mol氧气生成1mol二氧化碳，标准状况下体积是22.4L，D错【答案】B6. 镍氢电池是近年来开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镍镉电池。镍氢电池的总反应式是： H2+NiO(OH) Ni(OH)2。根据此反应式判断，下列叙述中正确的是 （ ） A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大 B．电池放电时，镍元素被氧化 C．电池充电时，氢元素被还原 D．电池放电时，氢气是负极【方法要领】本题考查在题目创设的新情景中运用所学电化学知识，解决具体问题的能力。首先是区别出充电运用的是电解原理，放电则是运用了原电池原理。抓住电解池、原电池各极发生氧化还原反应的特点，结合题给的信息进行分析判断：【答案】CD。 A：原电池负极反应式为： H2+OH-+e- Ni(OH)2，pH下降。故A不正确。B：原电池，NiO(OH)→Ni(OH)2，镍被还原。故B也不正确。同理可判断得：正确答案为CD 高考资7．（2009届福建省泉州市俊来中学高三年级月考化学）关于电解NaCl溶液，下列叙述正确的是 （ ）A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B．若在阳极附近溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 [方法要领]A项中在阴极得到氢气；C项中在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈红色；D项中因为反应生成了NaOH，所以溶液呈碱性 高【答案】B考资源网8．（2009届福建省泉州市俊来中学高三年级月考化学）下列叙述正确的是 （ ）A．在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子的氧化反应B．用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1：2 C．用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子转移，则生成1 molNaOH D．镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀【方法要领】在原电池的负极和电解池的阳极都发生氧化反应，所以A错；电解Na2SO4实质是电解水，在阴极产生H2，在阳极产生O2，二者体积比为2：1，所以B错；根据电解NaCl的方程式：2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑可知，每转移1mol电子，生成1molNaOH，故C对；镀层破损后，镀锌铁板更耐腐蚀，因为锌做负极，铁做正极被保护，所以D说法错误 高考【答案】 C资源网9. 甲、乙两个容器中，分别加入0.1mol/LNaCl溶液与0.1mol/LAgNO3溶液后，以Pt为电极进行电解时，在A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为:_____________ 【方法要领】此装置相当于两个电解槽串联到一起,在整个电路中电子转移总数相等.首先判断各极是阳极还是阴极，即电极名称，再分析各极发生的反应.A极(阴极)反应:2H++2e-=H2↑，B极(阳极)反应:2Cl--2e-=Cl2↑；C极(阴极)反应：Ag++ e- =Ag；D极(阳极)反应:4 -4e-=2H2O+O2↑，根据电子守恒法可知,若整个电路中有4mol电子转移,生成H2、Cl2、Ag、O2的物质的量分别为：2mol、2mol、4mol、1mol因此各电极上生成物的物质的量之比为：2:2:4:1 【答案】2:2:4:110.（2009届福建省泉州市俊来中学高三年级月考）食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料 高（1）粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下： 提供的试剂：饱和Na2CO3溶液 饱和K2CO3溶液 NaOH溶液 BaCl2溶液 Ba（NO3）2溶液 75%乙醇 四氯化碳①欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-离子，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为 （只填化学式）。②洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，选用的试剂为 。（2）用提纯的NaCl配制500mL4.00 mol•L-1NaCl溶液，所用仪器除药匙、玻璃棒外还有 （填仪器名称）。（3）电解饱和食盐水的装置如图所示，若收集的H2为2L，则同样条件下收集的Cl2 （填“＞”、“＝”或“＜”＝2L，原因是 。装置改进后，可用于制备NaOH溶液，若测定溶液中NaOH的浓度，常用的方法为 。 （4）实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：Zn＋H2SO4====ZnSO4＋H2↑；MnO2＋4HCl浓） MnCl2＋Cl2↑＋2H2O据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置 （填代号）和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置 （填代号）。可选用制备气体的装置： 【答案】⑴①BaCl2、NaOH、Na2CO3；②75%乙醇；⑵天平、烧杯、500mL容量瓶、胶头滴管；⑶＜ ； 电解生成的氯气与电解生成的NaOH发生了反应 ；出酸碱中和滴定；⑷e ； d【方法要领】（1）①用NaOH溶液与Mg2＋、Fe3＋反应生成Mg（OH）2、Fe（OH）3而除去Mg2＋、Fe3＋；用BaCl2溶液与SO42-反应生成BaSO4而除去SO42-，最后用饱和Na2CO3溶液除去Ca2＋及后加入的Ba2+，NaOH溶液和BaCl2溶液的加入顺序可以颠倒，但Na2CO3溶液一定最后加入。②用75％乙醇洗涤NaCl晶体表面附带的少量KCl，是因为KCl能溶于75％乙醇之中，而四氯化碳属于有机溶剂，KCl难溶于四氯化碳之中，故选用试剂为75％乙醇。 （2）根据一定物质的量浓度溶液配制实验的步骤，不难得出答案。除了题中所提供的仪器外，还需要托盘天平、烧杯、500mL容量瓶、胶头滴管 高考资源网 （3）由电解方程式：2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑及电路中的电量守恒可知，V（H2）=V（Cl2）=2L,但是由于生成的氯气易与电解生成的NaOH发生反应，故V（Cl2）4H+ 2×64g 4mol 0.064g x x=0.002mol [H+]= =4×10-3mol/L【答案】A例14．（2009届福建省泉州市俊来中学高三年级月考化学）电解100mL含c（H+）=0.30mol/L的下列溶液。当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是 A．0.10mol/L Ag+ B．0.20mol/L Zn2+ C．0.20mol/L Cu2+ D．0.20mol/L Pb2+ 【解析】电解时阴极上溶液中离子的反应顺序为Ag+ ＞Cu2+ ＞H+ ＞Pb2+ ＞Zn2+ ，A项中Ag+ 先反应，H+后反应，可得到Ag：0.10mol/L×0.1L×108g/mol=1.08g ；H2 ：0.03g 。B项中H+先反应，Zn2+后反应，可得H2：0.03g ；Zn：（0.04mol-0.03mol）÷2×65g/mol=0.325g 。C项中Cu2+先反应，H+后反应，可得到Cu：0.02mol/L×0.1L×64g/mol=1.28g 。D项中H+先反应，Pb 2+后反应，可得到H2：0.03g ；Pb：（0.04mol-0.03mol）÷2×207g/mol=1.05g 。因此理论上析出金属质量最大的是C。【答案】C七、原电池原理和电解原理综合运用例15．（09广东化学14）可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－＝4 B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3 －3e-＝Al(OH)3↓C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极【解析】电解质溶液显碱性或中性， 该燃料电极的正极发生反应为：O2＋2H2O＋4e－＝4 ，A对；铝作负极，负极反应应该是铝失去电子变为铝离子，在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成偏铝酸根，因此负极反应为：Al＋4 －3e＝ + 2H2O，B错； 该电池在碱性条件下消耗了碱，反应式为4Al＋3O2＋4 = 4 + 2H2O溶液PH降低，C错；电池工作时，电子从负极出来经过外电路流到正极，D错高【答案】A例16.（09年浙江卷）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+2Li 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，Li 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 D．放电过程中Li 向负极移动【解析】A项，Li从零价升至正价，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失电子，故错。【答案】D例17.（09年山东卷）Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2-NH4Cl混合溶液。（1）该电池的负极材料是 。电池工作时，电子流向 （填“正极”或“负极”）。（2）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是 。欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的 （填代号）。a.NaOH b.Zn c.Fe d.NH3•H2O(3)MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是 。若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为 。【解析】(1) 负极上是失电子的一极 Zn失电子有负极经外电路流向正极。（2）锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀。除杂的基本要求是不能引入新杂质，所以应选Zn将Cu2+ 置换为单质而除去。（3）阴极上得电子，发生还原反应， H+得电子生成氢气。因为MnSO4～MnO2～2 e-,通过2mol电子产生1molMnO2，质量为87g。【答案】（1）Zn（或锌） 正极 （2）锌与还原出来的Cu构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b （3）2H++2e-→H2 ,87g【专题突破】1．（长春市实验中学2009届高三理科综合）钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应：2Fe+2H2O+O2 2Fe2++4OH-。以下说法正确的是 （ ）A．负极发生的反应为：Fe-2e- Fe2+ B．正极发生的反应为：2H2O+O2+2e- 4OH-C．原电池是将电能转变为化学能的装置 D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀2. 下图是某空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用KOH为电解液，下列有关说法中不正确的是（ ）A．该能量转化系统中的水也是可以循环的 B．燃料电池系统产生的能量实际上来自于水 C．水电解系统中的阳极反应：4OH--4e-=2H2O+O2↑D．燃料电池放电时的负极反应：H2－2e-＋2OH-=2H2O3. 用惰性电极电解硫酸铜溶液，当加入0.1mol Cu(OH)2使溶液恢复原来的浓度和pH时，电极上转移电子的物质的量是 ( ) A．0.1mol B．0.2mol C．0.3mol D．0.4mol4.（2009届湖北省武汉市高中毕业生调研） 以Pt为电极，电解含有0.10mol M+和0.10mol N3+ (M+、N3+均为金属阳离子)的溶液，阴极析出金属单质或气体的总物质的量(y)与导线中通过电子的物质的量(x)的关系如右图。对离子氧化能力的强弱判断正确的是(选项中H+为氢离子) A．M+ > H+ > N3+ B．M+ >N3+ > H+ C．N3+ >H+ > M+ D
《越狱》Michael的第一套越狱方案里，是通过硫酸腐蚀医务室的下水道水管，然后通过医务室越狱。监狱里没有硫酸，于是Michael精心设计了一套化学反应方案，让硫酸钙和磷酸反应，生成硫酸和磷酸钙。而硫酸钙应该是硫酸铜和氧化钙反应得来，除草剂的主要成分就是硫酸铜，michael让阿布大叔搞到除草剂，自己责搞到磷酸，Michael找到的化学方程式如下（注：这是个可逆反应）：
2H3PO4+ 3CaSO4+2H2O=Ca3(PO4)2(↓)+3H2SO4+2H2O
其实在我们试验之前，网上曾经特别流行一个关于《越狱》bug的文章。文章称这个环节是个很大的bug，原因是用磷酸根本不可能生成硫酸，理由是“中学的时候我们都学过，弱酸不可能生成强酸”。其实，这是个谬论。复分解反应里不是看谁酸性弱，而是看有没有复分解发生的条件。Michael希望的化学反应方程式如下：
2H3PO4+ 3CaSO4+2H2O=Ca3(PO4)2(↓)+3H2SO4+2H2O
我们知道，磷酸钙属于沉淀物，复分解反应就有了发生的条件了，氢离子和硫酸根离子结合成硫酸，由于是在有水的情况下，因此硫酸为稀硫酸，有比较强的腐蚀性。因此，这个试验是完全可行的。
《死亡特训》中用液氮杀人，还有用酸腐蚀人。
《电锯惊魂》这我都不说了，太多了！
《越狱》
Michael的第一套越狱方案里，是通过硫酸腐蚀医务室的下水道水管，然后通过医务室越狱。监狱里没有硫酸，于是Michael精心设计了一套化学反应方案，让硫酸钙和磷酸反应，生成硫酸和磷酸钙。而硫酸钙应该是硫酸铜和氧化钙反应得来，除草剂的主要成分就是硫酸铜，michael让阿布大叔搞到除草剂，自己责搞到磷酸，Michael找到的化学方程式如下（注：这是个可逆反应）：
2H3PO4+ 3CaSO4+2H2O=Ca3(PO4)2(↓)+3H2SO4+2H2O
其实在我们试验之前，网上曾经特别流行一个关于《越狱》bug的文章。文章称这个环节是个很大的bug，原因是用磷酸根本不可能生成硫酸，理由是“中学的时候我们都学过，弱酸不可能生成强酸”。其实，这是个谬论。复分解反应里不是看谁酸性弱，而是看有没有复分解发生的条件。Michael希望的化学反应方程式如下：
2H3PO4+ 3CaSO4+2H2O=Ca3(PO4)2(↓)+3H2SO4+2H2O
我们知道，磷酸钙属于沉淀物，复分解反应就有了发生的条件了，氢离子和硫酸根离子结合成硫酸，由于是在有水的情况下，因此硫酸为稀硫酸，有比较强的腐蚀性。因此，这个试验是完全可行的。
《死亡特训》中用液氮杀人，还有用酸腐蚀人。
《电锯惊魂》这我都不说了，太多了！
《追龙2》《逆时营救》《澳门风云2》《英伦对决》《哭泣的男人》《神偷联盟》《赤焰战场》《特工绍特》《机械师2》
勇闯夺命岛 The Rock (1996)8.5 片中有说到V.X.毒剂（化学武器），一汤匙洒在地上，八个街区所有生物无一幸存
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大侦探福尔摩斯 Sherlock Holmes (2009)7.9
里面有关浴缸上有残留的硫酸铜结晶
《进化》里面用海飞丝干掉外星人。
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