电化学专题复习.doc

电化学专题复习（考纲要求）了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式，了解常用化学电源的种类及其工作原理。理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害及防止金属腐蚀的措施。电化学的内容是历年高考的重要知识点之一，主要以选择题的形式出现，考查的内容有：原电池，电解池，电镀池的名称；根据总反应方程式书写原电池各电极反应式；根据电解时电极变化判断电极材料或电解质种类；根据反应式进行计算；提供反应方程式设计原电池；提供电极材料电解质溶液进行原电池能否形成的判断；与图象进行结合考查各电极上质量或电解质溶液中溶质质量分数的变化等。其中原电池的工作原理及其电极反应式的书写，电解产物的判断和计算是高考命题的热点。（知识归纳）一、原电池正负极的确定及电极反应式的写法：1确定正负极应遵循：（1）一般是较活泼的金属充当负极，较不活泼的金属或非金属或金属氧化物作正极。但正负极的确定还与所用的电解质溶液有关,如 MgAl HCl溶液构成的原电池中, Mg为负极,Al为正极; 若改用溶液即MgAl NaOH溶液构成的原电池中,则Mg为正极,Al为负极。 (2) 根据电子流向或电流方向确定：电子流出的一极或电流流入的一极为负极； (3)根据内电路中自由离子的移动方向确定：在内电路中阴离子移向的电极为负极，阳离子移向的电极为正极。（4）根据原电池反应式确定： 失电子发生氧化反应(还原剂中元素化合价升高)的一极为负极。此外还可以借助氧化反应过程发生的一些特殊现象（如电极溶解、减重，电极周边溶液或指示剂的变化等）来判断。2书写电极反应式应注意：第一、活性电极：负极失去电子发生氧化反应；正极上，电解质溶液中的阳离子与活性电极直接反应时，阳离子（或氧化性强的离子）得到电子；电解质溶液中的阳离子与活性电极不反应时，溶解在溶液中的O2得电子，发生还原反应。第二、两个电极得失电子总数守恒。第三、注意电极产物是否与电解质溶液反应，若反应，一般要将电极反应和电极产物与电解质溶液发生的反应合并写。二、书写燃料电池电极反应式必须遵循的原则：（1）电池的负极一定是可燃性气体（如H2、CO、CH4）在失电子时，发生氧化反应，电池的正极一定是助燃性气体（如O2），在得电子时，发生还原反应。（2）电极材料一般不发生化学反应，只起传导电子的作用。（3）电极反应式作为一种特殊的电子反应方程式，也必须遵循原子守恒、电荷守恒的规律。（4）写电极反应式时，一定要注意电解质是什么，其中的离子要和电极反应式中出现的离子相对应。书写燃料电池电极反应式窍门：燃料电池的正极一般为氧气，所以记住酸、碱性环境下正极电极反应：碱性介质：正极 O2+2H2O+4e=4OH中性介质：正极O2+2H2O+4e=4OH酸性介质：正极 O2 + 4H+ + 4e = 2H2O再用总反应方程式减去正极反应方程式得到负极反应方程式！三.电解池阴、阳极的判断：可根据电极与电源两极相连的顺序判断：阴极：与直流电源的负极相连接的电解池中的电极。其反应时, 溶液中氧化能力强的阳离子首先在阴极上得到电子, 发生还原反应。阳极：与直流电源的正极直接连接的电极。若是惰性电极（Pt、Au、C)，在该极上，溶液中还原性强的阴离子首先失去电子被氧化；若是活性电极，电极材料参与反应，自身失去电子被氧化而溶入溶液中。四、电解时电极产物的判断：1阳极产物判断：首先看电极，如果是活性电极(金属活动顺序表Ag以前)，则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中的离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序判断。阴离子放电顺序：S2IBrClOH2阴极产物的判断：直接根据阳离子得电子能力进行判断，阳离子放电顺序：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+五、金属的腐蚀和防护金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。 化学腐蚀与电化腐蚀化学腐蚀电化腐蚀条件金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍 析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强（pH4.3)水膜酸性很弱或中性电极反应负极Fe-2e=Fe2+正极2H+2e=H2O2+2H2O+4e=4OH总反应式Fe+2H+=Fe2+H22Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2金属防护的几种重要方法： 改变金属内部的组成结构，将金属制成合金，增强抗腐蚀能力。 在金属表面覆盖保护保护层，使金属和周围物质隔离开来。 电化学保护法：利用原电池反应将需要保护的金属作为电池的正极或作为电解池的阴极而受到保护。 (4)金属腐蚀速率大小：电解池阳极原电池负极化学腐蚀原电池正极电解池阴极六、原电池、电解池、电镀池和精炼池的判断方法：1.单池判断：原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源；有外加电源的装置一定是电解池，无外加电源的装置一定是原电池。电解池、电镀池和精炼池的区分关键看阳极材料和电解质溶液。2.多池组合判断：无外电源：一池为原电池，其余为电解池；有外电源：全部为电解池或电镀池、精炼池【说明】：多池组合时, 一般是含有活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下工作的电解池；若最活泼的电极相同时，则两极间活泼性差别较大的是原电池，其余为电解池。七、电解后pH变化判断：先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物：如果只产生H2而没有O2，则pH变大；如果只产生O2而无H2，则pH变小；如果既产生O2又有H2，若原溶液呈酸性，则pH减小；若原溶液呈碱性，则pH增大；若原溶液呈中性，pH不变；如果既无O2产生也无H2产生，则溶液的pH均趋于7。八、电化学计算题解题时要注意电极反应式的正确书写，可根据电解方程式或电极反应式列式求解；还可利用各电极，线路中转移的电子数守恒列等式求解；或者由电解方程式及电极反应式找出关系式，最后根据关系式列式计算。常见微粒间的计量关系式为：4e-4H+4OH-4Cl-4Ag+2Cu2+2H2O22Cl24Ag2Cu2H2O。（专题训练）1、用石墨做电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使用电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的（ ）ACuSO4 BH2OCCuODCuSO45H2O2、某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开，闭合，两极均有气泡产生；一段时间后，断开，闭合，发现电流发A指针偏转。下列有关描述正确的是A断开，闭合时，总反应的离子方程式为：B断开，闭合时，石墨电极附近溶液变红C断开，闭合时，铜电极上的电极反应为：D断开，闭合时，石墨电极作正极3、一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH4e+H2O=CH3COOH+4H。下列有关说法正确的是A.检测时，电解质溶液中的H向负极移动B.若有0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气C.电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2OD.正极上发生的反应是：O2+4e+2H2O=4OH-4、将铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CH4和O2，即可产生电流，称 为燃料电池。下列叙述中正确的是（ ）通人CH4的电极为正极；正极的电极反应式为：O2 2H2O 4e = 4OH-通人CH4的电极反应式为：CH4 2O2 4e = CO2 2H2O负极的电极反应式为：CH4+ 10 OH- 8e = CO32- + 7H2O放电时溶液中的阳离子向负极移动；放电时溶液中的阴离于向负极移动。工作时正极区pH升高,负极区pH降低A B. C. D.5、据报道，最近摩托罗拉（MOTOROLA）公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍，可连续使用1个月才充电一次。假定放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO2被充分吸收生成CO32。（1）该电池反应的总离子方程式为 ；（2）甲醇在 极发生反应（填正或负），电池在放电过程中溶液的pH将 （填“下降”或“上升”、“不变”）；若有16克甲醇蒸汽被完全氧化产生电能，并利用该过程中释放的电能电解足量的CuSO4溶液，（假设整个过程中能量总利用率为80%），则将产生标准状况下的O2 升。（3）最近，又有科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高。一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸汽。其中固体电解质是掺杂了Y2O3（Y：钇）的ZrO2（Zr：锆）固体，它在高温下能传导O2离子（其中氧化反应发生完全）。以丁烷（C4H10）代表汽油。电池的正极反应式为 ；放电时固体电解质里的O2离子的移动方向是向 极移动（填正或负）。6、已知：铅蓄电池总反应的化学方程式为：放电充电Pb + PbO2 + 2H2SO4 2H2O+ 2PbSO4 ；镍镉碱性充电池在放电时，其正极反应为：2Ni O(OH) + 2e + 2H2O = 2Ni (OH)2 + 2OH ，负极反应为：Cd + 2OH 2e = Cd(OH)2 。铅蓄电池使用（放电）一段时间后，其内阻明显增大，电压却几乎不变 ，此时只有充电才能继续使用。镍镉碱性充电电池使用（放电）到后期，当电压明显下降时，其内阻却几乎不变，此时充电后也能继续使用。回答下列问题：铅蓄电池在放电时的负极反应为_,其在充电时阳极反应为_。镍镉碱性充电电池在充电时的总反应的化学方程式为_。7、用惰性电极插入500ml NaCl溶液中,通电电解,当阴极析出的氢气为56ml(标准状况,设电解前后体积变化忽略)时,此时溶液中的PH约为：（ ）A.10 B.11 C.12 D.13 8、下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是A. HCl、 CuCl2、 Ba(OH)2 B. NaOH、CuSO4、 H2SO4C. NaOH、H2SO4、 Ba(OH)2 D. NaBr、 H2SO4、 Ba(OH)2答案