第二轮复习高三化学《专题六 原电池、电解原理及其应用》 (2).ppt

专题六原电池 电解原理及其应用 1 理解原电池原理 初步了解化学电源 2 了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法 3 理解电解原理 4 了解铜的电解精炼 镀铜 氯碱工业反应原理 考点搜索 1 下列叙述中 可以说明金属甲比乙活泼性强的是 a 甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中 乙溶解 甲上有h2气放出b 在氧化 还原反应中 甲比乙失去的电子多c 将甲乙作电极组成原电池时甲是负极d 同价态的阳离子 甲比乙的氧化性强 课前导引 1 解析 a中甲上有气体放出 说明甲为正极 b中化学反应中失出电子数多的金属活泼性不一定强 如al na d中如fe3 氧化性比al3 强 但fe没有al活泼 答案 c 2 在原电池和电解池的电极上所发生的反应 同属氧化反应或同属还原反应的是 a 原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应b 原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应c 原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应d 原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应 2 解析 中学教材中 讲电池的两极是正 负极 讲电解的两极则是阴 阳极 实际上 负极和阳极是起氧化反应的电极 英文中用同一个词anode 正极和阴极则是起还原反应的电极 英文中用同一个词cathode 同一充电电池中 放电的负极反应是失电子的氧化反应 因而充电时 其逆过程必然是得电子的还原反应 阴极 答案 bc 3 下列说法正确的是 a 电解naoh溶液时 溶液浓度将减小 ph增大b 电解h2so4溶液时 溶液浓度将增大 ph减小c 电解na2so4溶液时 溶液浓度将增大 ph不变d 电解nacl溶液时 溶液浓度将减小 ph不变 3 电解naoh溶液实质是电解水 故溶液浓度将增大 a错 电解nacl溶液时 有naoh生成 故ph将增大 d错 电解h2so4溶液和na2so4溶液均为电解水 所以溶液浓度均增大 但前者为酸溶液故ph减小 后者为中性溶液故ph不变 b c均正确 答案 bc 链接高考 例1 2001年试测题 可以将反应zn br2 znbr2设计成蓄电池 下列4个电极反应 br2 2e 2br 2br 2e br2 zn 2e zn2 zn2 2e zn其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的分别是 a 和 b 和 c 和 d 和 解析 中学教材中 讲电池的两极是正 负极 讲电解的两极则是阴 阳极 实际上 负极和阳极是起氧化反应的电极 英文中用同一个词anode 正极和阴极则是起还原反应的电极 英文中用同一个词cathode 本题应先改写成zn br2zn2 2br 然后讨论四个选项 其中 放电是原电池向外提供电能 充电是外界向电池提供电能 使电能转变成化学能 同一充电电池中 放电的负极反应是失电子的氧化反应 因而充电时 其逆过程必然是得电子的还原反应 阴极 所以 都是还原反应 反应则是氧化反应 题目要求选出充电时的阳极反应和放电时的负极反应两个氧化反应 所以应选 答案 a 例2 在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体 上层液体中插入两根石墨电极 圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒 可以上下搅动液体 装置如图 接通电源 阳极周围的液体呈现棕色 且颜色由浅变深 阴极上有气泡 生成 停止通电 取出电极 用搅棒上下剧烈搅动 静置后液体又分成两层 下层液体呈紫红色 上层液体几乎无色 根据上述实验回答 1 阳极上的电极反应式为 2 阴极上的电极反应式为 3 原上层液体是 4 原下层液体是 5 搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是 6 要检验上层液体中含有的金属离子 其方法是 现象是 解析 1 使用惰性电极 石墨 电解溶液时 阳极上离子按照i br cl oh 顺序失电子 结合题目给出的 下层液体呈紫红色 可知这里是i 离子失电子生成i2 所以阳极反应是 2i 2e i2 2 电解时 阴极发生得电子反应 溶液中能得电子变成气体的只有h 生成h2 所以负极反应是 2h 2e h2 3 两种无色的互不相溶的中性溶液 一为水溶液 一为有机溶剂 根据对电解过程的分析 反应会产生i2 最后i2会被有机溶剂萃取 因为最后下层液体呈紫红色 所以有机溶剂密度比水大 上层的水溶液应该为含i 的盐溶液 例如ki溶液 nai溶液等 下层液体为ccl4 chcl3等密度比水大的有机溶剂 4 见 3 的分析 5 i2在有机溶剂中的溶解度大于在水中的溶解度 所以绝大部分i2都转移到有机溶剂中 有机溶剂显示出紫红色 6 可以通过焰色反应来检验 若前面填ki 则这里正确的方法是 用铂丝蘸取少量溶液放在无色火焰上灼烧 透过蓝色钴玻璃可观察到火焰呈紫色 其他合理答案也可 例如 若 中答nai水溶液 这里答火焰呈黄色 答案 1 2i 2e i2 2 2h 2e h2 3 ki 或nai等 水溶液 4 ccl4 或chcl3等 5 i2在ccl4中的溶解度大于在水中的溶解度 所以绝大部分i2都转移到ccl4中 6 焰色反应透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色 其他合理答案也可 例如 若 中答nai水溶液 这里答火焰呈黄色 在线探究 1 下列各反应中 属于原电池的反应是 a 氧化铝膜破坏后 金属铝被迅速氧化b 白铁镀锌层破损后 还能阻止铁被氧化c 红热的铁与水接触 表面上形成蓝黑色的保护层d 铁丝在氯气中燃烧产生大量棕黄色的烟 解析 金属铝被空气中的氧气所氧化 红热的fe与h2o反应生成fe3o4 fe在cl2中燃烧生成fecl3 均为化学腐蚀 镀锌白铁皮破损后 在潮湿的环境中 锌与铁构成原电池 锌作负极被氧化 保护铁不被腐蚀 答案 b 2 如图所示 a b c三个装置中的烧杯分别盛有足量的cucl2溶液 1 a b c三个装置中属于原电池的是 填标号 下同 属于电解池的是 2 a池中zn是 极 发生 反应 填 氧化 或 还原 下同 电极反应式为 cu是 极 发生 反应 电极反应式为 a中总反应的化学方程式为 3 b池中c是 极 发生 反应 电极反应为 pt是 极 发生 反应 电极反应为 b池中总反应的化学方程式为 4 c池中zn是 极 发生 反应 电极反应为 cu是 极 发生 反应 电极反应为 反应过程中 溶液浓度 填 变大 变小 或 不变 分析 判断装置是原电池还是电解池 关键是看它有没有外接直流电源 有则为电解池 无则为原电池 由此可知a为原电池 b和c为电解池 且c较为特殊 实际为电镀铜的装置 原电池中电极分为正极 负极 相对活泼的金属作负极失去电子发生氧化反应 相对较不活泼的金属作正极 所以a中zn作负极失去电子被氧化 发生反应为zn 2e zn2 cu为正极 电解液中阳离子在正极上得电子被还原 发生反应为cu2 2e cu a池中总反应为上述两个半反应的和 即zn cu2 cu zn2 电解池中规定与直流电源负极相连的电极为阴极 与直流电源正极相连的电极为阳极 在外电场的作用下 溶液中的h 和cu2 均移向阴极c棒 但因盐溶液中阳离子得电子能力cu2 h 因而发生还原反应cu2 2e cu 同时溶液中失电子能力较强的cl 在阳极pt表面被氧化 电极反应为2cl 2e cl2 总反应方程式为cucl2 cu cl2 电解 装置c中阳极为活性电极cu 当阳极不是惰性电极时 电极本身会被强迫失电子而发生氧化反应cu 2e cu2 生成离子进入溶液 此时溶液中阴离子不能失电子 而阴极上发生还原反应cu2 2e cu 两极反应速率相等 溶液中其他离子不发生反应 因而溶液浓度保持不变 装置c中阳极为活性电极cu 当阳极不是惰性电极时 电极本身会被强迫失电子而发生氧化反应cu 2e cu2 生成离子进入溶液 此时溶液中阴离子不能失电子 而阴极上发生还原反应cu2 2e cu 两极反应速率相等 溶液中其他离子不发生反应 因而溶液浓度保持不变 答案 阴还原cu2 2e cu阳氧化cu 2e cu2 不变 方法论坛 1 原电池正负极的判断 1 根据构成原电池的必要条件之一 活泼金属作负极 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 根据氧化还原反应确立 发生氧化反应 还原剂 的一极为负极 2 判断金属腐蚀快慢的规律不纯的金属或合金 在潮湿的空气中形成微电池发生电化腐蚀 活泼金属因被腐蚀而损耗 金属腐蚀的快慢与下列两种因素有关 1 与构成微电池的材料有关 两极材料的活动性差别越大 电动势越大 氧化还原反应的速度越快 活泼金属被腐蚀的速度就越快 2 与金属所接触的电解质强弱有关 活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀 在强