电化学基础自制

1、 第四章电化学基础（复习）【知识精要】一、原电池原理及应用原电池是一种由 能转变成 能的装置。其本质是通过自发进行的 反应，使反应中电子转移而产生 。1原电池的判定先分析有无 ，有 者为电解池，再依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看”：一看电极，两极为 体且 性不同；二看溶液，两极插入 溶液中；三看回路：形成 或两极接触。2原电池正极和负极的确定（1）由两极的相对活泼性确定：在原电池中， 的金属为原电池的负极。（2）由电极现象确定：通常情况下，在原电池中某一电极若不断溶解或质量不断减少，该电极发生 反应，此为原电池的 极；若原电池中某一电极上有 生成或电极的质量不断 或，该电极发生

2、反应，此为原电池的 极。3原电池原理的应用（1）利用原电池原理可以制造出各种实用电池，即化学电源。（2）原电池原理可用于解决一些实际问题，如 某些化学反应时的速率（稀硫酸与锌反应时，常滴入几滴 溶液）；分析金属电化学腐蚀的快慢和防护方法等。（3）常见电极反应式（a）氢、氧燃烧电池（电解质溶液为KOH）：负极: 正极: （b）甲烷燃烧电池（电池负极甲烷燃烧失去电子，在碱性条件下生成的CO2与OH-反应生成CO32-和H2O, 而正极是 O2得到电子而成为OH-。）负极: 正极: （c）爱迪生蓄电池：（）（）负极: 正极: （d）纽扣电池：n（）负极: 正极: （e）铅蓄电池： 负极: 正极: 二

3、、电解原理及应用电解池是将 转化为 的装置，在电解池中，阳极发生 反应、阴极发生 反应，其放电顺序一般为：阳极：活泼性电极> 阴极： 1（惰性电极）电解电解质溶液的类型类型实例电极反应特点电解对象电解质浓度pH溶液复原电解水NaOH阴：2H+2e-=H2阳：4OH-4e-=2H2O+O2水H2SO4水Na2SO4水电解电解质HCl电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电电解质CuCl2电解质 放H2生碱NaCl阴极：H2O放H2生碱阳极：电解质阴离子放电电解质和水生成新电解质放O2生酸CuSO4阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生酸电解质和水生成新电解质2电解原理的应用（1）电解精炼铜

4、： 作阳极， 作阴极， 溶液作电解质溶液。电解时，发生如下反应：阳极 ，阴极 。 极泥中存在金、银等不活泼的贵重金属， 极得到纯铜。（2）电镀铜： 作阳极， 作阴极， 溶液作电解质溶液，从理论上讲电镀时电解质溶液组成、浓度和质量 变化。电极反应：阳极 ，阴极 （3）氯碱工业：阳极 ， 阴极 总反应2NaCl+2H2O （4）冶炼金属：电解熔融电解质，可炼得活泼金属。如：K、Na、Ca、Mg、Al等金属可通过电解其熔融的氯化物或氧化物制得。如电解冶炼铝：阳极反应6O2-12e-=3O2，阴极反应4Al3+12e-=4Al，总反应式为： 重点提醒（1）电化学计算的基本方法原电池和电解池的计算包括两

5、极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量的计算、根据电荷量求产物的量与根据产物的量求电荷量等的计算。不论哪类计算，均可概括为下列三种方法：根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。根据关系式计算：借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。（2）电化学试题的命题点归纳二次电池的充电和放电：放电时 池，充电时 池；电极名称：原电池的电极名称是 极，电解池是 极；反应类型： 极和 极发生氧化反应，失电子被氧化，

6、 极和 极发生还原反应， 电子被 ；电极反应：酸性电池中不能出现OH，碱性电池中不能出现H+，非溶液电池不会出现H+和OH；溶液和电极附近溶液酸碱性变化：总反应消耗酸（碱），溶液PH增大（减小）。电极反应式看H+或OH量的变化而定。浓度复原：消耗什么补充什么，消耗多少补多少。 三、金属腐蚀与保护1吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别电化腐蚀类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜酸性很弱或呈中性水膜 正极反应 负极反应 总反应方程式4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2OFe + 2H+ = Fe2+ + H2腐蚀作用是主要的腐蚀类型，具有广泛性发生在某些局部区域内2

7、金属的防护方法：改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如：不锈钢加 。在金属表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。电化学保护法：外加电源的阴极保护法:接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属作 极。牺牲阳极的阴极保护法：外加 ，构成原电池，被保护的金属作 极。原电池1下列关于实验现象的描述不正确的是()A把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B用锌片作负极，铜片作正极，在CuSO4溶液中，铜片质量增加C把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁D把锌粒放入盛

8、有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出的速率加快2控制适合的条件，将反应2Fe32I2Fe2I2设计成如下图所示的原电池。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B反应开始时，甲中石墨电极上的Fe3被还原C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FeCl2固体，乙中的石墨电极为负极3.以锌片和铜片为两极，以稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过2 mol电子时，下列说法正确的是()A锌片溶解了1 mol，铜片上析出1 mol H2B两极上溶解和析出的物质的质量相等C锌片溶解了31 g，铜片上析出了1 g H2D锌片溶解了1 mol，硫

9、酸消耗了0.5 mol4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()A该电池能够在高温下工作B电池的负极反应式为C6H12O66H2O24e=6CO224HC放电过程中，H从正极区向负极区迁移D在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体 L 5据报道，我国拥有的完全自主产权的氢氧燃料电池车已在北京奥运会期间为运动员提供了服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是()A正极反应式为O22H2O4e=4OHB工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变C该燃料电池的总反应方程式为2H2O2=2H2OD用该电

10、池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移6某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，有甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L1的稀H2SO4中，乙同学将电极放入6 mol·L1的NaOH溶液中，如图所示。(1)写出甲池中发生的有关电极反应的反应式：负极_，正极_。(2)写出乙池中发生的有关电极反应的反应式：负极_，正极_。总反应离子方程式为_。(3)如果甲与乙两位同学均认为“构成原电池的电极材料若是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出_活动性更强，而乙会判

11、断出_活动性更强(填写元素符号)。(4)由此实验，可得到如下哪些结论？_。A利用原电池反应判断金属活动性顺序应注意选择合适的介质B镁的金属性不一定比铝的金属性强C该实验说明金属活动性顺序表已过时，已没有实用价值D该实验说明化学研究对象复杂、反应条件多变，应具体问题具体分析(5)上述实验也反过来证明了“利用金属活动性顺序表直接判断原电池中正、负极”的做法_(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，则请你提出另一个判断原电池正、负极可行的实验方案_。答案1.C 2.D 3.A 4.B 5.D 6.(1)Mg2e=Mg22H2e=H2(2)2Al8OH6e=2AlO4H2O6H2O6e=6OH3H22A

12、l2OH2H2O=2AlO3H2(3)MgAl(4)AD(5)不可靠将两种金属电极连上电流表而构成原电池，利用电流表检测电流的方向，从而判断电子的流动方向，再来确定原电池的正、负极化学电源1. 下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是（ ）A. a电极是负极 B. b电极的电极反应为：C. 氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D. 氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置2. 有a、b、c、d四种金属，将a与b用导线连结起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀，将a、d分别投入等浓度盐酸中，d比a反应剧烈，将铜投入b的盐溶液里，无明显变化。如

13、果把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出，据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是（ ）A. dcab B. dabc C. dbac D. badc3. 将铂丝插入KOH溶液作电极，然后向两个电极上分别通入甲烷和O2，可以形成一个原电池。由于发生的反应类似甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实质判断通入甲烷的一极为电池的_极，若反应生成CO32和H2O，则这一极的电极反应式为_4. 镍氢电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的镍镉蓄电池。镍氢电池的总反应式是：H2+2NiO（OH）=2Ni（OH）2。根据此反应式判断，下列叙述正确的是（ ）A. 电池放电时，镍元素被氧化B.

14、电池放电时，氢是负极反应物，被氧化C. 电池放电时，电子流入H2极D. 电池放电时，氢是正极反应物，被还原5. 汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时的电池反应如下：PbO2 +Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，根据此反应判断下列叙述中正确的是（ ）A. PbO2是电池的负极B. 负极的电极反应式为：Pb+SO2e = PbSO4C. PbO2得电子，被氧化D. 电池放电时，溶液酸性增强6. 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

15、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7. 据报道，最近摩托罗拉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，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。其电池反应为：2CH3OH + 3O2 + 4OH2CO32 + 6H2O，则下列说法正确的是（ ）A. 构成该电池的正极和负极必须是两种活性不同的金属B. 充电时有CH3OH生成的电极为阳极C. 放电时电解质溶液的pH逐渐增大 D. 放电时负极的电极反应为：CH3OH6e8OHCO32+6H2OE. 充电时每生成1 mol CH3OH转移12mol电子8. 下

16、列关于化学电源的叙述错误的是（ ）A. 普通锌锰干电池中碳棒为正极B. 铅蓄电池中覆盖着PbO2的电极板是负极板C. 氢氧燃料电池的正极是通入氧气的那一极D. 碱性锌锰干电池的能量和储存时间比普通锌锰干电池高9. 根据下列事实，判断离子的氧化性顺序为： A+B2+=A2+B； D+2H2O=D（OH）2+H2； 以B、E为电极与E的盐溶液组成原电池，电极反应为：E2+2e=E，B2e=B2+ （ ）A. D2+>A2+>B2+>E2+ B. D2+>E2+>A2+>B2+ C. E2+>B2+>A2+>D2+ D. A2+>B2+&g

17、t;D2+>E2+【试题答案】1. B 2. B 3. 负；CH4+10OH8e=CO32+7H2O 4. B5. B 6. A 7. D 8. B 9. C 电解池1. 右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关的判断正确的是（ ）A. a为负极，b为正极 B. a为阳极，b为阴极C. 电解过程中，d电极质量增加D. 电解过程中，氯离子浓度不变2. 下列关于电解槽的叙述中不正确的是（ ）A. 与电源正极相连的是电解槽的阴极 B. 与电源负极相连的是电解槽的阴极C. 在电解槽的阳极发生氧化反应 D. 电子从电源的负极沿导线流入阴极3. 关于电解NaCl水溶液，下列叙

18、述正确的是（）A. 电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B. 若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C. 若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色D. 电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性4. 在原电池和电解池的电极上发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的有（ ）原电池的正极帮电解池的阳极所发生的反应；原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应 原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应 原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应A. B. C. D. 5. 以惰性电极电解CuSO4溶液，若阳极上产生的气体的物质的量为0.010 mol，则阴极上析出Cu的质量为 ( )A. 0.64 g B. 1.28 g C. 2.56 g D. 5.12g6.右图为直流电源电解稀Na2SO4 水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是（ ）A逸出气体的体积，a电极的小于b电极的B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体Ca电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色Da电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色7.电解100mL含c(H+) = 0.30 molL-1的下列溶液，当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的