专题08 电化学

1、2021-8-6 第8讲电化学 2021-8-6 【考纲点击】 1理解原电池和电解池的工作原理。了解常 见化学电源的种类及其工作原理。了解原电 池和电解池的应用。 2了解金属发生电化学腐蚀的原因。了解金 属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。 3能正确书写电极反应式以及原电池和电解 池的反应方程式。 2021-8-6 2021-8-6 【自查自纠】 化学能电能 正、负极电解质溶 液 闭合回路氧化还原反应阴、阳极 熔融盐 2021-8-6 1如果用铜和硫酸铜溶液、银和硝酸银溶液、 盐桥(装有KNO3溶液)设计一个原电池，写出 原电池的总离子方程式，盐桥中的K运动方 向如何？ 答案Cu2Ag=Cu22

2、Ag。盐桥中的 K移向硝酸银溶液。 2021-8-6 2两种活泼性不同的金属组成原电池，活泼 性强的金属一定作负极吗？ 答案不一定，还要看电解质溶液，如原电 池MgAlNaOH溶液中金属铝作负极，而原电 池MgAlHCl溶液中金属铝作正极；原电池 FeCuHCl溶液中Fe作负极，而原电池FeCu HNO3(浓)中Fe作正极。 3由H、Cu2、Na、SO、Cl五种离子中 的两种离子组成电解质，以碳棒为阳极，铁 棒为阴极进行电解，使电解质和水的质量都 减少，可采用的电解质是什么？ 答案NaCl、CuSO4。 2021-8-6 4电解精炼铜时，电解质溶液的成分是否发 生变化？阳极减小的质量是否等于阴

3、极增加 的质量？ 答案电解精炼铜时，阳极放电的金属除Cu 外，还有比铜活泼的杂质金属，阴极放电的 只有Cu2。由此可知电解质溶液中Cu2的量 减少，杂质离子的量增加。阳极减小的质量 大于阴极增加的质量。 2021-8-6 知识链接 原电池正、负极的判断： 考点一原电池工作原理考点一原电池工作原理 角度1原电池正、负极的判断方法(2013海南，4A) 2021-8-6 知识链接 “加减法”书写电极反应式：(1)定正负极， 列反应物，标同数电子得失。(2)注意电极生 成物是否与电解质溶液中的某些微粒反应。 (3)总反应式减去其中一极反应式，即得另一 极电极反应式。 角度发散 根据氧化还原方程式设计

4、原电池。 角度2原电池电极反应式的书写(2012四川，11C、D) 2021-8-6 知识链接 比较方法：(1)首先依据电子流向、电流流向、 反应现象确定正负极。(2)对于酸性电解质， 一般是作负极的金属为较活泼金属，作正极 的是相对较不活泼的金属。 角度3根据原电池判断金属活泼性(2012全国，11) 2021-8-6 1(2012四川，11)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： CH3CH2OH4eH2O= CH3COOH4H。 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0.4 mol电子转移，则在标准状况 下消耗4.48 L氧气 C

5、电池反应的化学方程式为： CH3CH2OHO2= CH3COOHH2O D正极上发生的反应为：O24e 2H2O=4OH 高考印证高考印证 2021-8-6 解析审题是关键，反应是在酸性电解质溶 液中进行的。在原电池中，阳离子要往正极 移动，故A错；因电解质溶液为酸性的，不可 能存在OH，故正极的反应式为：O24H 4e=2H2O，转移4 mol电子时消耗1 mol O2，则转移0.4 mol电子时消耗2.24 L O2，故B、 D错；电池反应式即正负反应式的和，将两极 的反应式相加可知C正确。 答案C 2021-8-6 1人工光合作用能够借助太阳能，用CO2 和H2O制备化学原料。右图是通过

6、人工 光合作用制备HCOOH的原理示意图， 下列说法不正确的是()。 A该过程是将太阳能转化为化学能的过程 B催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生 C催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸 性增强 D催化剂b表面的反应是CO22H2e =HCOOH 应用体验应用体验 2021-8-6 答案答案C 2021-8-6 知识链接 (1)电极反应： 考点二电解原理及其应用考点二电解原理及其应用 角度1电极及其产物的判断方法(2013北京，9D) 2021-8-6 (2)阳离子在阴极上的放电顺序：AgFe3 Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2，其还原 产物依次对应为Ag、Fe2、Cu、H2、Pb、Sn、 F

7、e、Zn；(3)阴离子在阳极上的放电顺序：S2 IBrClOH，其氧化产物依次 对应为S、I2、Br2、Cl2和O2。 2021-8-6 知识链接 书写的一般程序为：(1)找电源(或现象)来确 定阴、阳极。(2)看阳极是活性电极还是惰性 电极，是电极本身失电子还是溶液中的阴离 子失电子。(3)依据阴阳离子的放电顺序确定 阴阳极上反应的物质或离子。(4)书写电解池 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，要找出实际放 电离子的来源，如果为弱电解质(如水)要写出 分子式。 角度发散 根据电极反应式或电池反应式进行简单计算。 角度2电解池电极反应式的书写(2013北京，9C

8、) 2021-8-6 2(2013北京理综，9)用石墨电极电解CuCl2 溶液(见下图)。下列分析正确的是()。 高考印证高考印证 2021-8-6 Aa端是直流电源的负极 B通电使CuCl2发生电离 C阳极上发生的反应：Cu22e=Cu D通电一段时间后，在阴极附近观察到黄 绿色气体 解析A项，Cu2流向电解池的阴极，可判 断a极为电源的负极，正确；B项，CuCl2的电 离与通电无关，错误；C项，阳极上发生的反 应为2Cl2e=Cl2，错误；D项，通电 后Cl2应在阳极生成，错误。 答案A 2021-8-6 2(2013成都二模)以铬酸钾为原料，电化学 法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：下

9、 列说法不正确的是()。 应用体验应用体验 2021-8-6 2021-8-6 答案答案D 2021-8-6 知识链接 吸氧腐蚀与析氢腐蚀(以钢铁为例) 考点三金属的电化学腐蚀与防护考点三金属的电化学腐蚀与防护 角度1金属腐蚀的类型2013重庆化学，8(2) 类型吸氧腐蚀析氢腐蚀 条件水膜呈弱酸性或中性水膜呈酸性 正极反应(O2) O22H2O4e =4OH 2H2e =H2 负极反应(Fe)Fe2e=Fe2 其他反应 Fe22OH=Fe(OH)24Fe(OH)2 2H2OO2=4Fe(OH)3 Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈 2021-8-6 角度发散 依据实验现象判断金属腐蚀类型。 2

10、021-8-6 知识链接 判断金属腐蚀快慢的规律：(1)电解原理引起 的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀 有防护腐蚀措施的腐蚀。(2)对同一种金属在 不同溶液中的腐蚀速率：强电解质溶液弱电 解质溶液非电解质溶液。(3)原电池原理引 起的腐蚀速率：活泼性不同的两金属，活泼 性差别越大，腐蚀越快。(4)对同一种电解质 溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。 角度2金属腐蚀快慢的规律(2012山东，13) 2021-8-6 知识链接 金属的电化学防护：(1)牺牲阳极的阴极保护 法：在被保护的钢铁设备(如闸门、地下管道、 船体等)上连接或安装若干锌块，使锌、铁形 成原电池，锌作负极，从而保护了钢铁免

11、受 腐蚀。(2)外加电流的阴极保护法：使被保护 的钢铁接直流电源的负极，作为阴极，惰性 材料连接电源的正极，作为阳极。通电后， 电子被强制流向被保护的钢铁设备，从而使 钢铁表面产生电子积累，抑制钢铁设备失去 电子，起到保护作用。 角度3金属的电化学防护方法(2013北京理综，7) 2021-8-6 3(2013北京理综，7)下列金属防腐的措施 中，使用外加电流的阴极保护法的是( )。 A水中的钢闸门连接电源的负极 B金属护栏表面涂漆 C汽车底盘喷涂高分子膜 D地下钢管连接镁块 高考印证高考印证 2021-8-6 解析A项，水中钢闸门连接电源的负极，即作为 电化学保护装置的阴极，使其不发生失电子

12、反应而 被保护，正确；B项和C项都属于外加防护层的防腐 方法，B、C两项不符合题意，错误；D项，属于牺 牲阳极的阴极保护法，错误。 答案A 2021-8-6 3下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()。 A钢管与电源正极连接，钢管可被保护 B铁遇冷浓硝酸表现钝化，可保护内部不被腐蚀 C钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐 蚀 D钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe3e =Fe3 应用体验应用体验 2021-8-6 解析钢管与电源正极相连，则钢管作阳极， 发生氧化反应而被腐蚀，A项错误；铁遇冷浓 硝酸表面钝化，在表面生成一层致密的氧化 膜保护内部不被腐蚀，B项正确；钢管与铜管 露天堆放在一起，

13、形成原电池时钢管作负极， 发生氧化反应而被腐蚀，C项错误；钢铁发生 析氢腐蚀时，负极反应为：Fe2e=Fe2， D项错误。 答案B 2021-8-6 知识链接 电化学的计算常见方法有三种： (1)根据电子守恒计算，用于串联电路、阴阳电极产物、正 负两极产物等计算，其依据是电路中转移电子数相等； (2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应 式，然后根据总反应式列比例式计算； (3)根据关系式计算：根据得失电子守恒关系建立已知量与 未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。 防范1有关原电池或电解池不能正确计算 2021-8-6 防范演练防范演练 2021-8-6 2021-8-6 20

14、21-8-6 2021-8-6 知识链接 (1)电解质溶液复原的原则：“减少什么补什 么”，即加入的物质与析出的物质相同或等 价。不要只注意恢复电解前的状态，而忽视 了溶液的浓度。如恢复电解CuSO4溶液原状， 应加入CuO或CuCO3，不能加Cu(OH)2或 Cu2(OH)2CO3，这样会使“H2O”增加；电解 盐酸从溶液中出去的是H2和Cl2(1 1)，故补 入时应通入HCl气体而不是加入盐酸。(2)要 注意电解的阶段性。如含Cl和Cu2的溶液 中，Cl在阳极电解完后继续通电会使OH 放电，Cu2在阴极电解完后继续通电H又 会放电。 防范2对电解质溶液复原及电解的实质理解不深刻 2021-

15、8-6 2用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段 时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向 溶液中加入适量的()。 ACuSO4 BH2O CCuO DCuSO45H2O 答案C 防范演练防范演练 2021-8-6 新型电池的放电过程遵循原电池的工作原理， 充电过程遵循电解池的工作原理。解答新型电 池问题的关键在于正确判断电极名称和书写电 极反应式。 1新型电池“放电”时正、负极反应电极反 应式的书写： 一般电极反应式的书写 新型化学电源题的解题关键新型化学电源题的解题关键 2021-8-6 2021-8-6 2021-8-6 2充电电池上的“”表示放电时的负极， 充电时接电源负极，作阴极；反之，“” 表示放电时的正极，充电时接电源的正极， 作阳极。原电池的负极反应与电解池的阴极 反应、原电池的正极反应与电解池的阳极反 应互为逆反应，据此可快速写出放、充电时 的电极反应式。 2021-8-6 1(2011安徽，12)研究人员最近发明了一种 “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：5MnO22Ag2NaCl= Na2Mn5O1