2022年高二化学原电池和电解池 .pdf

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1、学而不思则惘，思而不学则殆第六讲原电池和电解池1原电池和电解池的比较：2 原电池正负极的判断：根据电极材料判断：活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的或者非金属为正极。根据电子或者电流的流动方向：电子流向：负极正极。电流方向：正极负极。根据电极变化判断：氧化反应负极；还原反应正极。根据现象判断：电极溶解负极；电极重量增加或者有气泡生成正极。根据电解液内离子移动的方向判断：阴离子移向负极；氧离子移向正极。3 电极反应式的书写：负极：负极材料本身被氧化：如果负极金属生成的阳离子与电解液成分不反应，则为最简单的：M-n e-=Mn+如： Zn-2 e-=Zn2+如果阳离子与电解液成分反应，则参与反应的

2、部分要写入电极反应式中：如铅蓄电池， Pb+SO42-2e-=PbSO4 负极材料本身不反应：要将失电子的部分和电解液都写入电极反应式，如燃料电池CH4-O2(C 作电极 ) 电解液为 KOH ：负极： CH4+10OH-8 e-=C032-+7H2O 正极：当负极材料能自发的与电解液反应时，正极则是电解质溶液中的微粒的反应，装置原电池电解池实例原理使氧化还原反应中电子作定向移动，从而形成电流。这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。形成条件电极：两种不同的导体相连；电解质溶液：能与电极反

3、应。能自发的发生氧化还原反应形成闭合回路电源；电极（惰性或非惰性）；电解质（水溶液或熔化态）。反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应电极名称由电极本身性质决定：正极：材料性质较不活泼的电极；负极：材料性质较活泼的电极。由外电源决定：阳极：连电源的正极；阴极：连电源的负极；电极反应负极： Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应）正极： 2H+2e-=H2（还原反应）阴极： Cu2+ +2e- = Cu （还原反应）阳极： 2Cl-2e-=Cl2 （氧化反应）电子流向负极正极电源负极阴极；阳极电源正极电流方向正极负极电源正极阳极；阴极电源负极能量转化化学能电能电能化学能应用抗金属的电化腐蚀；实

4、用电池。电解食盐水（氯碱工业）；电镀（镀铜） ；电冶（冶炼Na、Mg 、Al ） ；精炼（精铜） 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 15 页学而不思则惘，思而不学则殆H2SO4 电解质，如2H+2e=H2 CuSO4电解质： Cu2+2e= Cu 当负极材料不与电解质溶液自发反应时，正极则是电解质中的O2反正还原反应当电解液为中性或者碱性时，H2O比参加反应，且产物必为OH-, 如氢氧燃料电池（KOH 电解质） O2+2H2O+4e=4OH- 当电解液为酸性时，H+比参加反应，产物为H2O O2+4O2+4e=2H2O

5、4化学腐蚀和电化腐蚀的区别5吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别电化腐蚀类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性较强正极反应O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-2H+ + 2e-=H2负极反应Fe 2e-=Fe2+Fe 2e-=Fe2+腐蚀作用是主要的腐蚀类型，具有广泛性发生在某些局部区域内6金属的防护改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如：不锈钢。在金属表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。电化学保护法外加电源的阴极保护法: 接上外加直流电源构成电解池，被保护的金

6、属作阴极。牺牲阳极的阴极保护法：外加负极材料，构成原电池，被保护的金属作正极A.氢氧燃料电池结构：石墨、石墨、KOH 溶液。电极反应负极： H2- 2e-+ 2OH- = 2H2O 正极： O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-总式： 2H2+O2=2H2O （反应过程中没有火焰，不是放出光和热，而是产生电流）注意：还原剂在负极上反应，氧化剂在正极上反应。书写电极反应式时必须考虑介质参加反应（先常规后深入）。若相互反应的物质是溶液，则需要盐桥（内装 KCl 的琼脂，形成闭合回路）。B铝、空气燃料电池以铝空气海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空

7、气中的氧气使铝不断氧化而源源不断产生电流。只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20 50 倍。电极反应：铝是负极 4Al-12e-= 4Al3+；石墨是正极 3O2+6H2O+12e-=12OH- 8电解池的阴阳极判断：由外电源决定：阳极：连电源的正极；阴极：连电源的负极；根据电极反应: 氧化反应 阳极；还原反应阴极根据阴阳离子移动方向：阴离子移向阳极；阳离子移向阴极，根据电子几点流方向：电子流向 : 电源负极阴极；阳极电源正极化学腐蚀电化腐蚀一般条件金属直接和强氧化剂接触不纯金属，表面潮湿反应过程氧化还原反应，不形成原电池。因原电池反应而腐蚀有无电流无电流产生有电

8、流产生反应速率电化腐蚀化学腐蚀结果使金属腐蚀使较活泼的金属腐蚀精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 15 页学而不思则惘，思而不学则殆电流方向 : 电源正极阳极；阴极电源负极9. 电解时电极产物判断：阳极： 如果电极为活泼电极，Ag 以前的，则电极失电子，被氧化被溶解，Zn-2e-=Zn2+ 如果电极为惰性电极，C、Pt、Au、Ti 等，则溶液中阴离子失电子，4OH- 4e-= 2H2O+ O2 阴离子放电顺序S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根 F-阴极：（. 阴极材料 ( 金属或石墨 ) 总是受到保护 ）根据电解质中阳离子

9、活动顺序判断，阳离子得电子顺序 金属活动顺序表的反表金属活泼性越强，则对应阳离子的放电能力越弱，既得电子能力越弱: K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ (H+) Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+ Cu2+ Hg2+ ”、“ =”或 “ a ，则该电解质可能是A、NaoH B 、H2SO4 C、AgNO3 D、 Na2SO421、下图中能验证氯化钠溶液（含酚酞）电解产物的装置是（）22、高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为下列叙述不正确的是（）A放电时负极反应为：Zn2e+2OH= Zn(OH)2放电充电3Zn +

10、2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 15 页学而不思则惘，思而不学则殆稀H2SO4Cu 石墨铂片滤纸铅笔祝你成功a b 直流电源B充电时阳极反应为：Fe(OH)33e + 5 OH= FeO24 + 4H2O C放电时每转移3 mol 电子，正极有1mol K2FeO4被氧化D放电时正极附近溶液的碱性增强23、下列描述中，不符合生产实际的是（）A.电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 B.电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C.电解饱和食盐水制烧

11、碱，用涂镍碳钢网作阴极 D.在镀件上电镀锌，用锌作阳极24、关于电解NaCl 水溶液，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若在阳极附近的溶液中滴入KI 试液，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25、金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt 等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（） （已知：氧化性Fe2+Ni2+Cu2+）A阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2+ + 2e = Ni B电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C电解后，溶液中存在的金属阳

12、离子只有Fe2+ 和 Zn2+ D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt 26、三氧化二镍(Ni2O3) 可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH 调 NiCl2溶液 pH至 7.5 ，加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是 ( ) A、可用铁作阳极材料 B、电解过程中阳极附近溶液的pH升高C、阳极反应方程式为：2Cl2eCl2 D、1 mol 二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1 mol 电子。27、以惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100 mol ，则阴极上析出Cu

13、的质量A. 0.64 g B. 1.28 g C. 2.56 g D. 5.12 g 28、某同学按图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是( ) A. 电解过程中，铜电极上有H2产生B. 电解初期，主反应方程式为：CuH2SO4 CuSO4H2C. 电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D. 整个电解过程中，H的浓度不断增大29、某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是( ) A. 铅笔端作阳极，发生还原反应B. 铂片端作阴极，发生氧化反应C. 铅笔端有少量的氯气

14、产生D. a 点是负极， b 点是正极30、如图所示，下列叙述正确的是( ) A. Y 为阴极，发生还原反应 B. X为正极，发生氧化反应铜丝表面皿隔膜(只允许 SO42通过 ) 滤纸 (滴加了Na2SO4、酚酞溶液 ) ZnSO4 溶液CuSO4 溶液Y Zn Cu X 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 15 页学而不思则惘，思而不学则殆C. Y与滤纸接触处有氧气生成 D. X与滤纸接触处变红31、下列有关工业生产的叙述正确的是A合成氨生产过程中将NH3液化分离，可加快正反应速率，提高N2、H2的转化率B硫酸工业中，在

15、接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为 H2SO4时放出的热量C电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的C12进入阳极室D电解精炼铜时，同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小32、关于铅蓄电池的说法正确的是（）A在放电时，正极发生的反应是 Pb(s) +SO42（aq）= PbSO4(s) +2eB在放电时，该电池的负极材料是铅板 C 在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小D在充电时，阳极发生的反应是 PbSO4(s)+2e= Pb(s)+ SO42（aq）33、取一张用饱和的NaCl 溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处

16、出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是 ( ) Ab 电极是阴极Ba 电极与电源的正极相连C电解过程中水是氧化剂Db 电极附近溶液的pH变小34、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（）A0.10mol/LAg+ B0.02mol/L Zn2+ C0.20mol/L Cu2+ D 0.20mol/L Pb2+35、右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极 a 和 b 附近分别滴加一滴石蕊试液。下列实验现象中正确的是（）A逸出气体的体积，a 电极的小于b 电极的B

17、一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体Ca 电极附近呈红色，b 电极附近呈蓝色Db 电极附近呈红色，a 电极附近呈蓝色36、镍镉（ Ni-Cd ）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd + 2NiOOH + 2H2O放电充电Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2有关该电池的说法正确的是A充电时阳极反应：Ni(OH)2e + OH- = NiOOH + H2O B 充电过程是化学能转化为电能的过程C放电时负极附近溶液的碱性不变 D放电时电解质溶液中的OH-向正极移动37、据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在奥运会期间

18、为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。下列有关电池的叙述不正确的是（）A正极反应式为：O22H2O 4e=4OHB工作一段时间后，电解液中的KOH 的物质的量不变C该燃料电池的总反应方程式为：2H2O2=2H2O D用该电池电解CuCl2溶液，产生 2.24LCl2(标准状况 ) 时，有 0.1mol 电子转移38、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是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

19、板更耐腐蚀精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 15 页学而不思则惘，思而不学则殆39、氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH 的工艺流程示意图14-4如下依据上图，完成下列填空：(1) 在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为_ ，与电源负极相连的电极附近，溶液pH (选填“不变”“升高”或“下降”) 。(2) 工业食盐含 Ca2+、Mg2+等杂质。精制过程发生反应的离子方程式为、。(3) 如果粗盐中 SO42含量较高，必须添加钡试剂除去SO42-，该钡试剂可以是。aBa(OH)2 bBa(NO3)2 cBa

20、Cl2(4) 为有效除去 Ca2+、Mg2+、SO42，加入试剂的合理顺序为 (选填 a、b、c多选扣分 ) 。a先加 NaOH, 后加 Na2CO3，再加钡试剂 b先加 NaOH ，后加钡试剂，再加Na2CO3c先加钡试剂，后加NaOH ，再加 Na2CO3(5) 脱盐工序中利用NaOH 和 NaCl在溶解度上的差异，通过、冷却、 (填写操作名称 ) 除去 NaCl (6) 在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2与 NaOH 反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，Cl2与 NaOH 充分接触，产物仅是 NaClO 和 H2， 相应的化学方程式为。40、如图是可用于测量阿伏加

21、德罗常数的装置示意图，其中A、B是两块纯铜片，插在CuSO4 稀溶液中，铜片与引出导线相连，引出端分别为X、 Y 。 当以 I=0.21A 的电流电解60min 后，测得铜片 A的质量增加了0.25g ，则图装置中的 X端应与直流电的极相连，它是电解池的极。 电解后铜片B的质量（答“增加” 、 “减少”或“不变” ） 。 列式计算实验测得的阿伏加德罗常数NA。（已知电子电量e=1.60 1019C ）41、铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：Pb+PbO2+4H+2SO2-4 2PbSO4+2H2O请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）: （1）放电时：正极的电极反应式是_; （2）电解液中H2SO4的浓度将变 _; 当外电路通过1 mol 电子时，理论上负极板的质量增加_g。(3) 在完全放电耗尽PbO2和 Pb时，若按题27 图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成 _、B电极上生成 _, 此时铅蓄电池的正负极的极性将_。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 15 页学而不思则惘，思而不学则殆精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 15 页