高考化学专题复习第十二讲电化学.doc

高考化学专题复习第十二讲电化学（一） 原电池：把化学能转变为电能的装置。 构成原电池的条件：两个相互连接或直接接触的活动性不同的电极（金属与金属、金属与非金属或金属与金属氧化物）与同一电解质溶液接触，发生氧化还原反应。 原电池中电子由负极经外电路流向正极，形成电流，而在电解质溶液中是靠阴阳离子的定向移动形成电流。例 将锌片和铜片用导线连接置于同一稀硫酸溶液中，则（ ）（A）正极附近c(SO42-)逐渐增大 （B）负极附近c(SO42-)逐渐增大 （C）正负极附近c(SO42-)基本不变（D）锌片、铜片同时有气泡时，说明锌片不纯 原电池电极的判断及电极上的反应。负极：为较活泼金属，电极本身失电子，发生氧化反应，是电子流出的一极。 正极：为较不活泼金属，非金属单质或金属氧化物，电解质溶液中的阳离子或金属氧化物得电子，发生还原反应，是电子流入的一极。例 从铜、铁及碳棒中选取合适的电极材料设计一个原电池，实现如下反应 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O， 则负极为 ，电极反应式为 ，正极应选 ，电极反应式为 。【练习】 设计一个原电池，实现反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，请写出电极反应式。 写出氢氧燃料电池的电极反应式和总反应式。 利用反应CH4+2O2CO2+2H2O，人类也已设计出了一种新型的燃料电池（电解质溶液为强碱性溶液），试写出其电极反应式。例 下列装置能否形成原电池？若能，请写出各电极反应式和总的反应式。 例 银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其充电和放电过程可以表示为：2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O，则此电池放电时，负极上发生反应的物质是（ ）（A）Ag （B）Zn(OH)2 （C）Ag2O （D）Zn 当形成原电池时，化学反应速率大大加快了。 钢铁的腐蚀与防护。电化学腐蚀（吸氧腐蚀）化学腐蚀条件不纯金属或合金与电解质溶液接触构成微小原电池金属跟接触物质（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实例负极：正极：2Fe+3Cl2=2FeCl3（某些工厂）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，钢铁以吸氧腐蚀常见金属的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），目的使金属制品与周围物质隔开；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）（二）电解和电镀：把电能转化为化学能，装置必须配有外电源。 电极的判断与电极上的反应。阳极：与电源正极相连的电极，是发生氧化反应，电子流出的一极；若惰性材料（石墨、Pt、Au 等）作阳极，失电子的是溶液中的阴离子；若非惰性电极（绝大多数金属电极），失电子的是电极本身。阴极：是与电源负极相连的电极，电极本身不参与反应，电子流入；溶液中的阳离子在阴极上得电子，发生还原反应。 电解池中电子由电源负极流向阴极，被向阴极移动的某种阳离子获得，而向阳极移动的某种阴离子或阳极本身在阳极上失电子，电子流向电源正极。例 某种蓄电池的充放电过程可表示为：Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2 +Ni(OH)2，该电池充电时，阳极是 ，电极反应式为 。【注意】蓄电池在充电时为电解池，放电时为原电池，其电极的判断最好是利用电极上的反应类型加以分析。 放电顺序：主要取决于离子本身的性质，也与溶液浓度、温度、电极材料等有关。阴极（得电子能力）：Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+ K+，但应注意，电镀时通过控制条件（如离子浓度等），Fe2+和Zn2+可以先与H+放电。阳极（失电子能力）：若阳极材料为金属单质（Pt、Au 除外），则电极本身失去电子（若为合金，金属单质失电子顺序应符合金属活动顺序），而溶液中的阴离子不参与电极反应；若阳极材料为惰性电极，则有S2-IBrClOH含氧酸根离子及F等。例 填写下表（阳极、阴极均采用惰性电极）。类型实例电极反应及特点总反应pH恢复原溶液电解水型NaOHH2SO4Na2SO4分解电解质型HClCuCl2放H2生成碱型NaCl放O2生成酸型CuSO4【思考】为什么说电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程？4.电解产物的计算：解题依据：相同时间内，串联的电解池各个电极上通过（得或失）的电子数相等。例 将质量分数为0.052（5.2%）的NaOH溶液1 L（密度为1.06 gcm-3）用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010（1.0%）时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是（ ）NaOH的质量分数阳极析出物的质量（g）阴极析出物的质量（g）A0.06219152B0.06215219C0.0421.29.4D0.0429.41.2例 实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极Pb+SO42-=PbSO4+2e 正极PbO2+4H+SO42-+2e=PbSO4+2H2O，今若制Cl2 0.050 mol，这时电池内消耗H2SO4的物质的量至少是（ ）（A）0.025 mol （B）0.050 mol （C）0.10 mol （D）0.20 mol5.电镀和电解精炼的原理来源于电解，但与通常意义上的电解又有所不同。电镀时，须用镀层金属作 极，镀件作 极，电镀液中含有 。 电镀过程中，电镀液中金属离子浓度理论上保持不变。电解精炼制高纯度金属时，须用粗金属作 极，纯金属作 极，电解液中含该金属的离子。例 下列关于铜电极的叙述正确的是（ ）（A）铜锌原电池中铜是正极 （B）用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极（C）在镀件上电镀铜时，用金属铜作阳极 （D）电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极6.金属腐蚀的快慢：在相同的电解质溶液中，金属腐蚀的快慢一般为：电解池的阳极 原电池负极 化学腐蚀 电解池阴极、原电池正极。例 下图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是（ ）（A） （B） （C） （D）此外，电化学原理还往往用于金属活动性大小的比较。 参考答案：例1、CD例2、Cu；3Cu-6e-=3Cu2+；碳棒；8H+2NO3-+6e-=2NO+4H2O练习1、负极：Al 电极反应为2Al+8OH-6e-=2AlO2-+4H2O 正极：碳棒或Pt等 电极反应为6H2O+6e-=3H2+6OH-练习2、负极：2H2-4e-=4H+（或2H2+4OH-4e-=4H2O） 正极：O2+2H2O+4e-=4OH-（或O2+4H+4e-=4H2O） 注意：电极反应式的写法与电解质溶液的成分（酸性或碱性）有关练习3、负极：CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O 正极：4H2O+2O2+8e-=8OH-例3、能形成原电池的有：装置1（为铜锌原