高二升高三第四讲电化学.pdf

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1、 1 高二升高三 第四讲 电化学 A 广东高考回顾 1（2014广东理综11）.某同学组装了图 4 所示的电化学装置，电极Al，其它均为 Cu，则 A、电流方向：电极A电极 B、电极发生还原反应 C、电极逐渐溶解 D、电极的电极反应：Cu2+2e-=Cu 2.（2013广东理综33）（2）能量之间可以相互转化：电解食盐水制备 Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。完成原电池的甲装置示意图（见图 15），并作相应标注。要求：在同一烧杯中，电极

2、与溶液含相同的金属元素。以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极 。甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是 ，其原因是 。（3）根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在（2）的材料中应选 作阳极。3.（2012广东理综31（4）碘也可用作心脏起捕器电源锂碘电池的材料，该电池反应为：2 Li(s)+I2(s)=2 LiI(s)H 已知：4 Li(s)+O2(g)=2 Li2O(s)H1 4 LiI(s)+O2(g)=2 I2(s)+2 Li2O(s)H2 则电池反应的 H=；碘电极作为该电池的 极。

3、4.（2011广东理综31（4）某小组为研究电化学原理，设计如图 2 装置。下列叙述不正确的是 A、a 和 b 不连接时，铁片上会有金属铜析出 B、a 和 b 用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2+2e-=Cu C、无论 a 和 b 是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色 D、a 和 b 分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2 向铜电极移动 2 B 基础知识梳理 1原电池和电解池的比较：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

4、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：能与电极反应。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：_ （氧化反应）正极：_（还原反应）阴极：_ （还原反应）阳极：_ （氧化反应）电子流向 _ 电源负极阴极；阳极电源正极 电流方向 _ _ 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；实用电池。

5、电解食盐水（氯碱工业）；电镀（镀铜）；电冶（冶炼 Na、Mg、Al）；精炼（精铜）。3 2化学腐蚀和电化腐蚀的区别 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 3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 负极反应 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 4电解、电离和电镀的区别 电解 电离 电镀

6、条件 受直流电作用 受热或水分子作用 受直流电作用 实质 阴阳离子定向移动，在两极发生氧化还原反应 阴阳离子自由移动，无明显的化学变化 用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金 实例 CuCl2 电解=CuCl2 CuCl2=Cu2+2Cl 阳极 Cu 2e-=Cu2+阴极 Cu2+2e-=Cu 关系 先电离后电解，电镀是电解的应用 4 5电镀铜、精炼铜比较 电镀铜 精炼铜 形成条件 镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液必须含有镀层金属的离子 粗铜金属作阳极，精铜作阴极，CuSO4 溶液作电解液 电极反应 阳极 _ 阴极 _ 阳极：Zn-2e-=Zn2+Cu-2e-=Cu2+等 阴极：Cu2+2

7、e-=Cu 溶液变化 电镀液的浓度不变 溶液中溶质浓度减小 6电解方程式的实例（用惰性电极电解）：电解质溶液 阳极反应式 阴极反应式 总反应方程式（条件：电解）溶液酸碱性变化 CuCl2 HCl 酸性减弱 Na2SO4 不变 H2SO4 消耗水，酸性增强 NaOH 消耗水，碱性增强 NaCl H+放电，碱性增强 CuSO4 OH 放电,酸性增强 5 C 考点解说 1电化腐蚀：发生原电池反应，有电流产生（1）吸氧腐蚀 负极：Fe2e-=Fe2+正极：O2+4e-+2H2O=4OH-总式：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3

8、=Fe2O3+3H2O（2）析氢腐蚀：CO2+H2OH2CO3H+HCO3-负极：Fe 2e-=Fe2+正极：2H+2e-=H2 总式：Fe+2CO2+2H2O=Fe(HCO3)2+H2 Fe(HCO3)2水解、空气氧化、风吹日晒得 Fe2O3。2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，被保护的金属作阴极。牺牲阳极的阴极保护法：外加负极材料，构成原

9、电池，被保护的金属作正极 3。常见实用电池的种类和特点 （1）铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池）结构：铅板、填满 PbO2的铅板、稀 H2SO4。A.放电反应 负极：_ 正极：_ B.充电反应 阴极：_ 阳极：_ 总式：Pb+PbO2+2H2SO4 放电=充电2PbSO4+2H2O 注意：放电和充电是完全相反的过程，放电作原电池，充电作电解池。电极名称看电子得失，电极反应式的书写要求与离子方程式一样，且加起来应与总反应式相同。A.氢氧燃料电池*各种燃料电池 结构：石墨、石墨、KOH 溶液。电极反应 负极：_ 正极：_总式：2H2+O2=2H2O 6*各种燃料电池 _ _ _ （反应过程中没有

10、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）。4电解反应中反应物的判断放电顺序 阴极 A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。B.阳离子得电子顺序 金属活动顺序表的反表：K+Ca2+Na+Mg2+Al3+(H+)Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+(H+)Cu2+Hg2+BC BBCA CCAB DBAC 4将 Al 片和 Cu 片用导线相连，一组插入浓 HNO3溶液中，一组插入稀 NaOH 溶液中，分别形成了原电池，则在这两个原电池中

11、，正极分别为 AAl 片、Cu 片 BCu 片、Al 片 CAl 片、Al 片 DCu 片、Cu 片 5工业上为了除去含 Cr2O72-离子的酸性废水，采用以下处理方法：往工业废水中加入适量的食盐水 12g/L；以铁作为电极进行电解：鼓入空气，经过一段时间后，使废水中的含铬（有毒）量降到可排放的标准。其原理是：将 Cr2O72-离子还原为可溶性三价铬离子；在电解除铬过程中，溶液的 pH 不断升高，使工业废水由酸性变为碱性，再把三价铬离子变成不溶性氢氧化物除去。根据上述原理回答下列问题：(1)用铁作为电极电解时，电极反应式为：阳极 ，阴 极 ；加入食盐的目的是 。(2)在水溶液中将 Cr2O72

12、-离子还原成 Cr3+离子的还原剂为溶液中的 离子，此氧化还原反应的离子方程式 是 。6人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要。以下每小题中的电池即为广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面的实用电池，请根据题中提供的信息，填写空格。（1）电子表和电子计算器中所用的是钮扣式的微型银锌电池，其电极分别为 Ag2O 和 Zn，电解液为 KOH溶液。工作时电池总反应为：Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2。工作时电流从 极流向 极（两空均选填“Ag2O”或“Zn”）。电极反应式为：正极 ，负极 。工作时电池正极区的 pH （选填“增大”“减小”或“不变”）。（2）蓄电池在放电时

13、起原电池作用，在充电时起电解池的作用。爱迪生蓄电池 9 放电 充电 分别在充电和放电时发生的反应为：Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2。放电时，正极为 。正极的电极反应式为 。充电时，阴极的电极反应式为 。该蓄电池中的电解质溶液应为 （选填“酸性”或“碱性”）溶液。7.氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电 池的总 反应式是：(1/2)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，H

14、2是负极 8 镍 镉（Ni-Cd）可 充 电 电 池 在 现 代 生 活 中 有 广 泛 应 用，它 的 充 放 电 反 应 按 下 式 进 行：由此可知，该电池放电时的负极 材料是（）A Cd(OH)2 BNi(OH)2 C Cd DNiO(OH)9 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反 应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是（）A电池工作时，锌失去电子 B电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq)C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极 D外电路中每通过 O.2mol电子，锌的质量理论上减小 6.5g