讲电化学原理及其应用

1、专题二第五讲专题二第五讲电化学原理及其应用电化学原理及其应用 n1.原电池、电解池的判定原电池、电解池的判定n2.电极名称及电极上发生反应物质的确定电极名称及电极上发生反应物质的确定 n3.电子、离子的移动方向电子、离子的移动方向n4.转移电子数、产物的量的计算转移电子数、产物的量的计算 n5.电解后溶液的复原电解后溶液的复原n6.电极反应式及总反应方程式的书写电极反应式及总反应方程式的书写n7. 金属的腐蚀金属的腐蚀 n8.金属防护的方法金属防护的方法 (2009年重庆高考改年重庆高考改)如下图所示，下列叙述正确的是如下图所示，下列叙述正确的是()A AY Y为阴极，发生还原反应为阴极，发生

2、还原反应B BX X为正极，发生氧化反应为正极，发生氧化反应C CY Y与滤纸接触处有氧气生成与滤纸接触处有氧气生成 D DX X与滤纸接触处变红与滤纸接触处变红E E。隔膜阻止铜离子通过，防止与锌电极发生微电池反应。隔膜阻止铜离子通过，防止与锌电极发生微电池反应F.F.当析出当析出6.4g6.4g铜时，生成铜时，生成3.36L3.36L标况下气体标况下气体AE自主检测自主检测1.1.关系式法关系式法常见物质可根据下列关系计算：常见物质可根据下列关系计算：4e-4Ag 2Cu 2Cl2 2H2 O2 4H+ 4OH- 2.2.反应式法反应式法根据电极反应式或总反应式中转移电根据电极反应式或总反

3、应式中转移电子数进行计算。子数进行计算。电解规律电解规律( (惰性电极惰性电极) )例例1.如图，若溶液如图，若溶液X为为200mLCuSO4溶液，溶液，电解一段时间后，向溶液中加入电解一段时间后，向溶液中加入8 g CuO能使溶液恰好恢复到电解前的浓度和能使溶液恰好恢复到电解前的浓度和PH，则电解过程中转移的电子为则电解过程中转移的电子为_ mol。该溶液电解后的该溶液电解后的PH为为 考点考点1：有关电化学原理的考查：有关电化学原理的考查 0.20练练1、（、（2009福建高考改编）福建高考改编） 控制适合的条件，将反应控制适合的条件，将反应 设计成如右图设计成如右图 所示的所示的 原电池

4、。下列判断不正确的是原电池。下列判断不正确的是( ) A. 反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B. 反应开始时，电子由乙极经导线流向甲极反应开始时，电子由乙极经导线流向甲极 C. 电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D. 电流计读数为零后，在甲中溶入电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中固体，乙中石墨电极为负极石墨电极为负极322FeI222FeID考点考点1：有关电化学原理的考查：有关电化学原理的考查 若上题中，电解一段时间后，向溶液中若上题中，电解一段时间后，向溶液中加入加入0.1 mol Cu

5、(OH)2能使溶液恰好能使溶液恰好恢复到电解前的浓度和恢复到电解前的浓度和PH，则电解过，则电解过程中转移的电子为程中转移的电子为_ mol.特别提示：特别提示：电解足量电解足量CuSO4 溶液恢溶液恢复方法通常是加复方法通常是加CuO或或CuCO3，加，加Cu(OH)2只有在特定的情况下才适只有在特定的情况下才适用，一般情况下不做考虑。用，一般情况下不做考虑。若溶液若溶液X为为MgCl2溶液溶液,则则B池中总反池中总反应的离子方程式为应的离子方程式为 _考点考点1：有关电化学原理的考查：有关电化学原理的考查 Mg2+ 2Cl2H2O= Mg (OH)2H2Cl2通电通电易错易错写成：写成：2

6、Cl2H2O = 2OHCl2H2通电通电【拓展训练拓展训练】某水溶液中含有等物质的量浓度的某水溶液中含有等物质的量浓度的Cu(NOCu(NO3 3) )2 2和和NaClNaCl，以惰性电极对该溶液进行电解，分阶段，以惰性电极对该溶液进行电解，分阶段写出电解反应的化学方程式。写出电解反应的化学方程式。以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是（所示。关于该电池的叙述正确的是（ ） A该电池工作不受温度影响该电池工作不受温度影响 B电池的负极反应为：电池的负极反应为： C放电过程中，放电过程中，H+从正极区向负极区迁移

7、而导电从正极区向负极区迁移而导电 D在电池反应中，每消耗在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成氧气，理论上能生成 标准状况下气体标准状况下气体-+612622C H O +6H O-24e =6CO+24H22.46LB自主检测自主检测例例2. 目前用于手机的电池多为锂离子电池。锂离子电池是新一代目前用于手机的电池多为锂离子电池。锂离子电池是新一代实用化的蓄电池，具有能量密度大、电压高的特性。某可充电的实用化的蓄电池，具有能量密度大、电压高的特性。某可充电的锂离子电池，以锂离子电池，以 LiMn2O4 为正极，嵌入锂的碳材料为负极，为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含含 Li+ 导电固体为

8、电解质。放电时的电池反应导电固体为电解质。放电时的电池反应为：为： Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4 。请思考：。请思考：该电池该电池 （填（填“能能”或或“不能不能”）用水溶液作为电解质。）用水溶液作为电解质。该电池放电时，负极反应式为该电池放电时，负极反应式为 ，LiMn2O4发发 生生 反应（填反应（填“氧化氧化”或或“还原还原”）；）；充电时，阳极反应式为充电时，阳极反应式为 。考考点点2：电极反应式的书写：电极反应式的书写 不能不能 LiLi+ +e 还原还原 Li2Mn2O4LiMn2O4 +Li+ +e 列物质列物质标得失标得失 判断出电极反应产物，找出得失电子的数量判断出

9、电极反应产物，找出得失电子的数量 看环境看环境配守恒配守恒 电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的存在，如碱性介质中生成的H应让其结合应让其结合OH生成水。电极反应式要根据电荷守恒、生成水。电极反应式要根据电荷守恒、质量守恒、电子守恒等加以配平质量守恒、电子守恒等加以配平 两式加两式加验总式验总式 两电极反应式相加，与总反应式对照验证两电极反应式相加，与总反应式对照验证 n电极反应式的书写n(1)一般电极反应式的书写较简单一极的较简单一极的电极反应式电极反应式 （2011全国）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，全国）铁镍蓄电池又称爱迪生电池

10、，放电时的总反应为：放电时的总反应为：Fe+Ni2O3 +3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2，下列有关该电池的说法不正确的是（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，正极为电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为、负极为FeB. 电池放电时，负极反应为电池放电时，负极反应为Fe + 2OH2e=Fe(OH)2C. 电池充电过程中，阴极附近溶液的电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低降低D. 电池充电时，阳极反应为电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2+2OH2e= Ni2O3+3H2O考考点点2：电极反应式的书写：电极反应式的书写 C例4、（2011四川

11、高考节选）用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料（用MH表示），NiO（OH）作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：NiO(OH)MH Ni(OH)2M电池放电时，负极的电极反应式为:MH-e- +OH-= M+H2O 电池充电时阳极反应式: Ni(OH)2-e-+OH-=NiO(OH)+H2O 考点考点2：电极反应式的书写：电极反应式的书写 在原电池中，一般情况下是较活泼金在原电池中，一般情况下是较活泼金属做负极，下表中给出了图中属做负极，下表中给出了图中A、B两两个电极的材料和电解质溶液个电极的材料和电解质溶液X,请判断请判

12、断下列装置的正负极，并书写出电极反下列装置的正负极，并书写出电极反应式。应式。ABXAlMgNaOH溶液溶液FeCu浓浓HNO3Cu Cu2+2e-.负极_电极反应式_正极_电极反应式_. 负极_电极反应式_正极_电极反应式_AlMgCuFe2Al+8OH-2 Al(OH)4-+6e-4H+2NO3-+ 2e-2NO2+2H2O考点考点2：电极反应式的书写：电极反应式的书写6H2O+6e- 3H2+6OH- 用下列装置能达到预期目的的是() nA甲图装置可用于电解精炼铝nB乙图装置可得到持续、稳定的电流nC丙图装置可达到保护钢闸门的目的nD丁图装置可达到保护钢闸门的目的 D自主检测自主检测 2

13、.金属腐蚀快慢的判断方法：金属腐蚀快慢的判断方法：电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀 有防护措施的腐蚀有防护措施的腐蚀3.金属防护措施：牺牲阳极保护法、阴极电保护法金属防护措施：牺牲阳极保护法、阴极电保护法1.金属腐蚀金属腐蚀化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀考点考点3：金属的腐蚀与防护：金属的腐蚀与防护例例3. 如图装置中，如图装置中，U型管内为红墨水，型管内为红墨水，a、b试试管内分别盛有食盐水和稀盐酸，各加入生铁管内分别盛有食盐水和稀盐酸，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是块，放置一段时间。下列有

14、关描述错误的是 ()A生铁块中的碳是原电池的正极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两试管中相同的电极反应式是 Fe2e=Fe2Da试管中发生了吸氧腐蚀，试管中发生了吸氧腐蚀， b试管中发生了析氢腐蚀试管中发生了析氢腐蚀考点考点3：金属的腐蚀与防护：金属的腐蚀与防护B按如图所示装置进行下列不同的操作，说法不正确的是按如图所示装置进行下列不同的操作，说法不正确的是()A铁腐蚀的速率由大到小的顺序是：铁腐蚀的速率由大到小的顺序是：只闭合只闭合K1只闭合只闭合K3都断开都断开只闭合只闭合K2 B只接通只接通K1，一段时间

15、后，一段时间后，U形管中形管中出现白色沉淀出现白色沉淀C只接通只接通K2，U形管左、右两端液面形管左、右两端液面均下降均下降D若只接通若只接通K1，一段时间后，漏斗液，一段时间后，漏斗液面上升；若只接通面上升；若只接通K2，漏斗液面下降，漏斗液面下降考点考点3：金属的腐蚀与防护：金属的腐蚀与防护D1.镁镁/H2O2酸性燃料电池采用海水作电解质溶液酸性燃料电池采用海水作电解质溶液(加入一定量的酸加入一定量的酸)，下列说法正确的是，下列说法正确的是()A电池总反应式为电池总反应式为MgH2O2=Mg(OH)2B正极发生的电极反应为正极发生的电极反应为H2O22H2e=2H2OC工作时，正极周围海水

16、的工作时，正极周围海水的pH减小减小D电池工作时，溶液中的电池工作时，溶液中的H向负极移动向负极移动B 2.结合下图判断，下列叙述正确的是结合下图判断，下列叙述正确的是()A和和中正极均被保护中正极均被保护B和和中负极反应均是中负极反应均是Fe2e=Fe2C和和中正极反应均是中正极反应均是O22H2O4e=4OHD和和中发生的均为金属的吸氧腐蚀中发生的均为金属的吸氧腐蚀A（2011浙江高考10）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，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

17、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：O22H2O4e=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=Cu23.一些科学家采用高质子导电性的一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷陶瓷(能传递能传递H+)，实现了电解法合成氨。该过，实现了电解法合成氨。该过程程N2 和和H2的转化率远高于现在工业上使用的转化率远高于现在工业上使用的氨合成法。试写出该过程相应的电极反的氨合成法。试写出

18、该过程相应的电极反应式：应式：阳极：阳极： ；阴极：阴极： 。 3H26H+ + 6e N2 + 6H+ + 6e2NH3 4 4、（、（20112011安徽高考）研究人员最近发现了一种安徽高考）研究人员最近发现了一种“水水”电池，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，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：在海水中电池总反应可表示为：5MnO5MnO2 22Ag2Ag2NaCl2NaCl=Na=Na2 2MnMn5 5O O10102AgCl2AgCl，下列，下列“水水” ” 电池在海水中放电电池在海水中放电时的有关说法正确的是：时的有关说

19、法正确的是：( )( ) A. A.正极反应式：正极反应式：AgAgClCl = = AgClAgCl e e B.B.每生成每生成1 mol Na1 mol Na2 2MnMn5 5O O1010转移转移2 mol2 mol电子电子 C.NaC.Na不断向不断向“水水”电池的负极移动电池的负极移动 D. D. AgClAgCl是还原产物是还原产物B5(2010福建高考福建高考)铅蓄电池的工作原理为：铅蓄电池的工作原理为：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O研读下图，下列判断不正研读下图，下列判断不正确的是确的是()AK闭合时，闭合时，d电极反应式：电极反应式：PbSO42H2OPbO24HSO422eB当电路中转移当电路中转移0.2 mol电电子时，子时，中消耗的中消耗的H2SO4为为0.2 molCK闭合时，闭合时，中中SO42向向c电极迁移电极迁移DK闭合一段时间后，闭合一段时间后，可单独作为原电池，可单独作为原电池，d电极电极为正极为正极C6.（09山东）山东）Zn-MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液干电池应用广泛，其电解质溶液是是ZnCl2-