专题四　电化学基础.docx

专题四　电化学基础一、原电池原理及其应用1.原电池的构成及正、负极判断例1　将镁条和铝条平行插入一定浓度的氢氧化钠溶液中，用导线连接形成原电池下列有关该装置的叙述正确的是(　　)A.因镁比铝活泼，故镁是原电池的负极，铝为正极B.铝条表面虽有氧化膜，但可不必处理C.该电池的内、外电路中，电流均由电子定向移动形成D.铝是电池的负极，工作时溶液中会立即有白色沉淀生成【易错辨析】　判断原电池的正、负极，不能单纯看金属的活泼性，还要考虑电解质溶液的性质，同样的电极在不同的电解质溶液中显现出不同的性质如本题的镁、铝电极，在酸性溶液中，镁是负极，而在氢氧化钠溶液中，铝是负极，镁是正极；又如铁、铜电极在盐酸中，铁是负极，铜是正极，而在浓硝酸中，铁是正极，铜是负极2.正确书写或判断电极反应式例2　燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)反应将化学能转变为电能的装置下面关于甲烷燃料电池(KOH溶液为电解质溶液)的说法正确的是(　　)A.负极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－B.负极的电极反应式为CH4＋8OH－－8e－===CO2＋6H2OC.随着放电的进行，溶液的pH值不变D.放电时溶液中的OH－向负极移动【易错警示】　在书写原电池电极反应式或判断其正误时，一要看清正、负极，二要注意电解质溶液的性质对电极产物的影响。

3.原电池原理多角度的考查例3　热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb下列有关说法正确的是(　　)A.正极反应式：Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2B.放电过程中，Li＋向负极移动C.每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g PbD.常温下，在正、负极间接上电流表，指针不偏转【解题指导】　本题从多角度考查原电池的原理：(1)判断电极反应类型，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；(2)判断离子迁移方向，电解质溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极；(3)判断电子流向，电子从负极流出经外电路流向正极；(4)电极反应式的正误判断，要特别注意电极产物是否与电解质溶液反应1.图解原电池正、负极的判断方法特别提示　判断一个原电池中的正、负极，最根本的方法是失电子(发生氧化反应)的一极是负极，得电子(发生还原反应)的一极是正极如果给出一个化学方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断，化合价升高、发生氧化反应的一极为负极，化合价降低、发生还原反应的一极为正极。

2.根据装置书写原电池的电极反应式(1)先分析题目给定的图示装置，确定原电池正、负极上的反应物，并标出相同数目电子的得失2)负极反应式的书写常见电池负极反应特点负极反应式书写方法锌锰干电池(Zn|NH4Cl|C)①负极(Zn)本身失去电子生成阳离子(Zn2＋)②生成的阳离子不与电解质溶液成分反应直接写出负极反应式：Zn－2e－===Zn2＋铅蓄电池(Pb|H2SO4|PbO2)①负极(Pb)本身失去电子生成阳离子(Pb2＋)②生成的阳离子(Pb2＋)与电解质溶液成分(SO)反应将①和②进行叠加：Pb－2e－＋SO===PbSO4甲烷燃料电池(Pt|KOH|Pt)①负极本身不反应，燃料失去电子被氧化②燃料反应产物与电解质溶液成分有些能反应将①和②进行叠加：CH4－8e－＋10OH－=== CO＋7H2O(3)正极反应式的书写①首先判断在正极发生反应的物质：当负极材料与电解质溶液能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒；当负极材料与电解质溶液不能自发的发生化学反应时，在正极上发生反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2②然后再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若参与反应也要书写叠加式。

③燃料电池的正极反应式电解质是碱性或中性溶液：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，电解质是酸性溶液：O2＋4H＋＋4e－===2H2O4)正、负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式3.根据总反应式书写原电池的电极反应式如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)，再选择一个简单变化情况写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式即得结果以2H2＋O2===2H2O为例，当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式的书写步骤如下：(1)根据总反应方程式分析有关元素化合价的变化情况，确定2 mol H2失掉4 mol电子，初步确定负极反应式为2H2－4e－===4H＋2)根据电解质溶液为碱性，与H＋不能大量共存，反应生成水，推出OH－应写入负极反应式中，故负极反应式为2H2＋4OH－－4e－===4H2O3)用总反应式2H2＋O2===2H2O减去负极反应式得正极反应式：2H2O＋O2＋4e－===4OH－二、电解原理及其应用1.电解问题的分析与判断例4　近年来，加“碘”食盐中添加较多的是碘酸钾(KIO3)，碘酸钾在工业上可用电解法制取。

以石墨和不锈钢为电极材料，以KI溶液为电解液，在一定条件下进行电解，反应的化学方程式为KI＋3H2OKIO3＋3H2↑下列有关说法不正确的是(　　)A.转移3 mol电子，理论上可制得107 g KIO3B.电解时，石墨作阳极，不锈钢作阴极C.阳极的电极反应式为I－＋3H2O－6e－===IO＋6H＋D.电解过程中，电解液的pH减小规律方法　解答电解问题的五步分析法第一步：看先看清楚电极材料，对于惰性电极如石墨、铂等，不参与阳极的氧化反应；对于铜、银等活泼电极，阳极参与电极反应第二步：离写出溶液中所有的电离方程式，包括水的电离方程式第三步：分将离子分成阳离子组、阴离子组，阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移第四步：写按发生还原反应、氧化反应的顺序写出电极反应式阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应第五步：析根据电极反应式分析电极、电解质溶液的变化，并进行有关问题的解答2.阳极材料对电解结果的影响例5　以等质量的铂棒和铜棒作电极，电解硫酸铜溶液，通电一段时间后，其中一极增加质量为a g，此时两极的质量差为(　　)①a g　②2a g　③ g　④无法判断A.① B.①②C.①②③ D.④【易错警示】　(1)解决电解池的有关问题，首先要注意两电极材料是否是活泼性电极。

2)如果阳极是活泼性电极则电极本身失电子而溶解，溶液中的阴离子不放电3)如果阳极是惰性电极，则阳极不参加反应而溶液中的阴离子放电3.电解池中电极反应式的书写例6　如图所示， a、b为石墨电极，通电一段时间后，b极附近显红色下列说法不正确的是(　　)A.b电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑B.a电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑C.铜电极反应式为4OH－－4e－===O2↑＋2H2OD.铁电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu规律方法　“三看”法快速书写电极反应式(1)一看电极材料，若是(金、铂除外)作阳极，金属一定被氧化(注意：一般情况下，铁失去电子被氧化为Fe2＋)2)二看电解质是否参与电极反应对于碱性电解质，常用OH－和H2O来配平电荷与原子数；对于酸性电解质，常用H＋和H2O来配平电荷与原子数3)三看电解物质状态，若是熔融金属氧化物或盐，一般就是金属冶炼1.电解池中电极反应式的书写规律电解池中电极反应式的书写关键是掌握离子的放电顺序1)阴极与电源负极相连，得电子发生还原反应其规律有两个：一是电极本身不参加反应；二是电解质溶液中氧化性强的阳离子先得电子，如Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋，要注意金属活动性顺序表中铝及铝前面的金属离子在溶液中不放电。

2)阳极与电源正极相连，失去电子发生氧化反应其规律有两个：一是若阳极为非惰性电极(除铂、金之外的金属作电极)，电极本身失去电子被氧化，电解质溶液中的阴离子不参与电极反应；二是若阳极为惰性电极(铂、金或非金属作电极)，电解质溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，如S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根3)特别注意：书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式如用惰性电极电解氢氧化钠溶液，阳极发生氧化反应，电极反应式为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；阴极发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，总反应式表示为2H2O2H2↑＋O2↑2.从电解的实质理解电解质溶液的复原(1)电解质电解后加入合适的物质可以恢复到电解前的状态，加入什么物质要根据电解的情况具体判断，关键要搞清楚电解的实质2)判断电解后要使电解质溶液恢复到电解前的状况，一般根据“出来什么、加入什么”的原则可以准确求解3)特别注意“盐酸”的处理因为“盐酸”是HCl的水溶液，所以加入盐酸相当于加入了HCl和水三、原电池与电解池的综合1.串联装置中原电池和电解池的判断例7　关于如图所示的装置的说法正确的是(　　)A.A池、C池是原电池，B池是电解池B.A池、B池、C池都是原电池C.A池、B池是原电池，C池是电解池D.A池是原电池，B池是电解池，C池是电镀池【易错辨析】　(1)不同电极的多池串联装置中，只有一个池是原电池，其余的池为电解池或电镀池。

2)相对独立的多池装置中，有外接电源的为电解池，无外接电源的可能为原电池2.一池二用(电键K控制)例8　利用下图装置进行实验，甲、乙两池均为1 mol·L－1的硝酸银溶液，A、B均为银电极实验开始先闭合K1，断开K2一段时间后，断开K1，闭合K2，电流表指针偏转(银离子浓度越大氧化性越强)下列说法不正确的是(　　)A.闭合K1，断开K2后，A电极增重B.闭合K1，断开K2后，乙池溶液浓度增大C.断开K1，闭合K2后，A电极发生氧化反应D.断开K1，闭合K2后，NO向B电极移动3.新型二次电池的分析例9　用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池原理如图所示，下列说法正确的是(　　)A.充电时，阴极的电极反应为Ni(OH)2＋OH－－e－===NiO(OH)＋H2OB.放电时，负极的电极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2OC.放电时，OH－移向镍电极D.充电时，将电池的碳电极与外电源的正极相连规律方法　新型电池“放电”“充电”时电极反应式的正误判断(1)新型电池放电①若给出新型电池的装置图：先找出电池的正、负极，即找出氧化剂和还原剂；再结合电解质确定出还原产物和氧化产物；最后判断相应的电极反应式的正误。

②若给出新型电池的总反应式：分析总反应式中各元素化合价的变化情况，找出氧化剂及其对应的还原产物，还原剂及其对应的氧化产物，最后考虑电解质是否参加反应，判断电极反应式的正误2)新型电池充电①充电时阴极的电极反应式是该电池放电时的负极反应式的“逆反应”②充电时阳极的电极反应式是该电池放电时的正极反应式的“逆反应”1.原电池和电解池的比较装置类别原电池电解池原理使氧化还原反应中电子的转移做定向移动，从而形。