电化学基础专题复习打印稿教师MicrosoftW

1、电化学基础专题复习【课标考纲要求】(1)了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。(2)理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。一、原电池【实验】把一块锌片和一块铜片平行地插入盛有稀硫酸的烧杯里，可以看到锌片上有气泡产生，铜片上没有气泡产生。再用导线把锌片和铜片连接起来，观察铜片上有没有气泡产生？再导线中间接入一个电流表，观察电流表指针是否偏转？1定义：将化学能转化为电能的装置叫原电池。2构成的条件（1）电极材料。两种活动性不同的金属或金属和其它导电性的非金属（或某些氧化物等）；（2）两电极必须浸没在电解质溶液中；（3）两电极之间要用导线连接，形成闭合回路。3正负极的判断（失去电子的电极是负、极燃料永远是负极）（1）由两极材料判断：一般来说，较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。（注意：镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池，镁为负极，铝为正极；若镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时，由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应，失去电子，因此铝为负极，镁为正极。）（2）根据外电路

2、电流的方向或电子的流向判断：在原电池的外电路，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。（3）根据内电路离子的移动方向判断：在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。（4）根据原电池两极发生的化学反应判断：原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。（5）根据电极质量的变化判断：原电池工作后，若某一极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极得电子，该电极为正极，活泼性较弱；如果某一电极质量减轻，说明该电极溶解，电极为负极，活泼性较强。（6）根据电极上产生的气体判断：原电池工作后，如果某电极上产生气体，通常是因为该电极发生了析出氢的反应，说明该电极为正极，活动性较弱。（7）根据某电极附近pH的变化判断：析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，该电极附近的pH增大了，说明该电极为正极，金属活动性较弱。3电极反应式的书写（1）准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键，如果原电池的正负极判断失误，电极反应式的书写一定错误。上述判断正负极的方法是一般方法，但不是绝对的，例如铜片和铝片同时插入浓硝酸

3、溶液中，由于铝片表明的钝化，这时铜失去电子，是负极，其电极反应为：负极：Cu 2e Cu2正极：NO3 + 4H + 2e 2H2O + 2NO2再如镁片和铝片同时插入氢氧化钠溶液中，虽然镁比铝活泼，但由于镁不与氢氧化钠反应，而铝却反应，失去电子，是负极，其电极反应为：负极：2Al + 8OH23e 2AlO2 + 2H2O正极：6H2O + 6e 6OH + 3H2（2）要注意电解质溶液的酸碱性在正负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系，如氢氧燃料电池有酸式和碱式，在酸溶液中，电极反应式中不能出现OH，在碱溶液中，电极反应式中不能出现H+，像CH4、CH3OH等燃料电池，在碱溶液中碳（C）元素以CO32离子形式存在，而不是放出CO2气体。（3）要考虑电子的转移数目在同一个原电池中，负极失去电子数必然等于正极得到的电子数，所以在书写电极反应时，一定要考虑电荷守恒。（4）要利用总的反应方程式从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池，而两个电极反应相加即得总反应方程式。所以只要知道总反应方程式和其中一个电极反应，便可以写出另一个电极反应方程式。例题1.CH

4、3OH和O2在KOH溶液中组成燃料电池，该电池的负极反应式为 。解析：第一步：找氧化还原反应中的对应关系：氧化剂还原产物；还原剂氧化产物，在负极反应。即：负极：CH3OH（还原剂） CO32 （氧化产物）第二步：分析电子转移的物质的量，CH3OH中碳元素为2价，CO32中碳元素为+4价，1 mol CH3OH转移6 mol电子。即负极：CH3OH CO32 + 6e第三步：依据电荷原理配平以上电极反应式，缺少的物质从反应介质中寻找。因为该电池为碱性电池，而且左右相差8 mol负电荷，所以应该在左边添加8 mol OH。即：负极：CH3OH + 8OH = CO32 + 6e第四步：OH或H+ 与H2O为对应关系，即一边有OH或H+，则另一边有H2O。所以负极反应式为：CH3OH + 8OH = CO32- + 6e + 6H2O或CH3OH6e+ 8OH = CO32 + 6H2O例2.（2011广东高考）某小组为研究电化学原理，设计如图装置。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 = CuC.

5、 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向铜电极移动例3.（2011安徽高考）研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2 + 2Ag + 2NaCl = Na2Mn5O10 + 2AgCl，下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是（ ）。A. 正极反应式：Ag + Cle=AgCl B. 每生成1 mol Na2Mn5O10 转移2 mol电子C. Na不断向“水”电池的负极移动 D. AgCl是还原产物例4.（2011福建高考11）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是（ ）。A. 水既是氧化剂又是溶剂 B. 放电时正极上有氢气生成C. 放电时OH向正极移动 D. 总反应为：2Li + 2H2O = 2LiOH + H2 例5.（2011新课标全国）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为： Fe +

6、 Ni2O3 + 3H2O = Fe(OH)2 + 2Ni(OH)2，下列有关该电池的说法不正确的是A. 电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为FeB. 电池放电时，负极反应为Fe + 2OH2e= Fe(OH)2C. 电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D. 电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2+2OH2e = Ni2O3+3H2O4. 钢铁的腐蚀与防护：电化学腐蚀（吸氧腐蚀和析氢腐蚀）化学腐蚀条件不纯金属或合金与电解质溶液接触金属跟接触的物质（多为非电解质）直接反应现象有微弱电流产生无电流产生结果活泼金属被腐蚀，较不活泼金属得到保护各种金属都有可能被腐蚀本质金属原子失去电子被氧化而损耗联系两种腐蚀同时发生，但电化腐蚀较化学腐蚀普遍，钢铁以吸氧腐蚀为主金属防护改变金属内部结构，如制成不锈钢；在金属表面覆盖保护层，如电镀、涂油、喷漆、搪瓷、镀氧化膜（致密）；电化学保护法（被保护金属作为原电池的正极或电解池的阴极）5. 重现率较高的电极反应式： O2+4e-+2H2O=4OH- 4OH-4e-= O2+2H2O 例6（2011浙江高考10）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁

7、板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是A液滴中的Cl由a区向b区迁移B液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2 + 2H2O + 4e= 4OHC液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2由a区向b区迁移，与b区的OH形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：Cu2e= Cu2例7.（2011北京高考）结合下图判断，下列叙述正确的是（ ）。A. 和中正极均被保护 B. 和中负极反应均是Fe2e= Fe2 C. 和中正极反应均是O2 + 2H2O + 4e= 4OHD. 和中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀例8（09上海13）右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是：Da试管中发生了吸氧

8、腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀例9.（2011海南）根据下图，下列判断中正确的是（ ）。A. 烧杯a中的溶液pH升高 B. 烧杯b中发生氧化反应C. 烧杯a中发生的反应为2H+ +2e= H2 D. 烧杯b中发生的反应为2Cl2e= Cl2二、电解池：【实验】在型管里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液，用一根碳棒作阳极， 一根铁棒作阴极。把淀粉碘化钾试纸放在阳极附近。接通直流电源后，注意观察管内发生的现象及试纸颜色的变化。【现象】两极都有气体放出。阳极放出气体有刺激性气味，并且能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，阴极放出的气体是氢气，阴极附近溶液变红。【分析】电解前溶液中存在的离子：Na+、H+、Cl-、OH-通电时：Na+、H+ 阴极【考虑放电顺序（即氧化性顺序）】Cl-、OH-阳极【考虑放电顺序（即还原性顺序）】电极反应：阳极：2Cl 2e Cl2 【阳极失去电子，发生氧化反应】 阴极：2H 2eH2 【阴极得到电子，发生还原反应】【思考】两材料能否交换?如果交换电极反应是否相同?电极反应：阳极：Fe 2e Fe2+ 【阳极失去电子，发生氧化反应】 阴极：2H 2eH2 【阴极得到电子，发生还原反应】1.电极材料：阴极得到电子，不论是活泼电极还是惰性电极，电极均不参加电极反应。 阳极失去电子，大多数金属失去电子要比阴离子容易，其作阳极时要参加电极反应。常见的惰性电极：石墨、Pt 常见的活泼电极：Zn Fe Cu Ag2.电解池中若阳极为惰性电极,由溶液中的离子放电， 一般离子的放电次序如下:阴离子在阳极放电顺序: SO42、NO3、OH、Cl、Br、I、S2 失电子能力依次增强阳离子在阴极放电顺序： K、Ca2、Na、Mg2、Al3、Zn2、Fe2、H、Cu2、Ag 得电子能力依次增强3.各类酸、碱、盐溶液用惰性电极电解电解产物、溶液pH变化分析电解液(实例)电极产物相当于电解pH值变化恢复可加入阳极 阴极含氧酸(H2SO4)O2 H2H2O减小H2O可溶性强碱(NaOH)O2 H2增大活泼

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