高一化学电化学

1、第第09讲讲 电化学电化学知识梳理知识梳理基础练习基础练习能力提升能力提升知识梳理知识梳理一、一、原电池原电池二、二、金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护三、电解池三、电解池四、四、电解原理应用电解原理应用一、原电池一、原电池1 1、什么是原电池？、什么是原电池？把化学能变成电能的装置，叫原电池。把化学能变成电能的装置，叫原电池。2 2、构成原电池的条件、构成原电池的条件（1 1）自发发生的氧化还原反应）自发发生的氧化还原反应（2 2）两个活泼性不同的电极）两个活泼性不同的电极（3 3）有电解质溶液）有电解质溶液（4 4）形成闭合回路）形成闭合回路 练习练习:下列装置中，能组成原电池的是下列装置中

2、，能组成原电池的是:( ) 酒精稀H2SO4稀H2SO4(A)(B)(C)(D)(E)D、E返回返回电池中微粒的移动方向的判断：电池中微粒的移动方向的判断：先确定电流方向，即可判断阴阳离子的移动方向。先确定电流方向，即可判断阴阳离子的移动方向。4 4、原电池电极的判断及电极方程式的书写、原电池电极的判断及电极方程式的书写（1 1）负极（）负极（- -）失去电子的极或电子流出的极失去电子的极或电子流出的极较活泼的金属所在的极较活泼的金属所在的极（2 2）正极（）正极（+ +）得到电子的极或电子流入的极得到电子的极或电子流入的极较不活泼的金属（或者非金属）所在的极较不活泼的金属（或者非金属）所在的

3、极注意：如果已经给了氧化还原反应总方程式，可直接根据化合注意：如果已经给了氧化还原反应总方程式，可直接根据化合价升降来判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的价升降来判断，发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的极为正极。极为正极。练习练习:下列装置是不是原电池下列装置是不是原电池?若是若是,指出正负极指出正负极.（+）（+）（+）（）（）（）练习练习:返回返回5 5、简单电池的电极方程式书写、简单电池的电极方程式书写（1 1）负极（）负极（- -）：）：金属金属 Ne Ne- - = = 金属阳离子金属阳离子（2 2）正极（）正极（+ +）：）：溶液中的阳离子溶液中的阳离子 + Ne+

4、 Ne- -=对应的还原产物对应的还原产物 注意：要记住的一个较复杂电极反应（金属吸注意：要记住的一个较复杂电极反应（金属吸氧腐蚀的正极反应）氧腐蚀的正极反应）2H2O+O2 +4e- = 4OH-6、燃料电池电极方程式书写、燃料电池电极方程式书写负极：一般是燃料气体失去电子，生成稳定氧化物，负极：一般是燃料气体失去电子，生成稳定氧化物，如果生成物能与电解质溶液反应，必须考虑其反应。如果生成物能与电解质溶液反应，必须考虑其反应。正极：一般是氧气得电子。正极：一般是氧气得电子。2H2O+O2 +4e- = 4OH-如果如果OH-能与电解质溶液反应，必须考虑其反应。能与电解质溶液反应，必须考虑其反

5、应。注意：正负极电极反应相加为电池的总反应方程式，如果遇注意：正负极电极反应相加为电池的总反应方程式，如果遇到复杂电池，可以用总反应减去简单的电极方程式，得另一到复杂电池，可以用总反应减去简单的电极方程式，得另一极反应方程式。极反应方程式。例：写出下列原电池的电极反应式和原电池总反应例：写出下列原电池的电极反应式和原电池总反应式。式。负极（负极（Fe): Fe - 2e - = Fe2+正极（正极（C): 2H+ + 2e - = H2总反应式：总反应式： Fe+ 2H+ = Fe2+ + H2例：若把例：若把1中的稀中的稀H2SO4改为改为NaCl溶液，能否构成原溶液，能否构成原电池，若能，

6、请写出电极反应式和原电池总反应式。电池，若能，请写出电极反应式和原电池总反应式。负极（负极（Fe) Fe - 2e - = Fe2+正极（正极（C) 2H2O + O2 + 4e- = 4OH-总反应式：总反应式： 2Fe+ 2H2O + O2 =2 Fe(OH)2例：利用下述反应：例：利用下述反应： 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2设设计一个原电池装置。画出装置图；标明电极材料计一个原电池装置。画出装置图；标明电极材料和电解质溶液；写出电极反应式。和电解质溶液；写出电极反应式。 负极（负极（Cu): Cu - 2e- = Cu2+正极（正极（C): 2Fe3+2e- = 2Fe2

7、+返回返回二、金属的腐蚀和防护二、金属的腐蚀和防护a a析氢腐蚀（酸性环境）析氢腐蚀（酸性环境）b b吸氧腐蚀（碱性或中性环境）吸氧腐蚀（碱性或中性环境）注意：形成原电池能使化学反应速率加快。注意：形成原电池能使化学反应速率加快。1、金属腐蚀、金属腐蚀: (1)化学腐蚀化学腐蚀(2)电化腐蚀电化腐蚀 2、防护方法、防护方法:(1)改变金属内部组织结构改变金属内部组织结构如：制成不锈钢如：制成不锈钢(2)在金属表面覆盖保护在金属表面覆盖保护 如：在金属表面喷油漆，电镀等如：在金属表面喷油漆，电镀等(3)电化学保护法电化学保护法如：牺牲阳极的阴极保护法如：牺牲阳极的阴极保护法原电池原理原电池原理外

8、加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法电解原理电解原理例：以下现象与电化腐蚀无关的是（例：以下现象与电化腐蚀无关的是（ ）A.黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易生铜绿黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易生铜绿B.生铁比软件芯（几乎是纯铁）容易生锈生铁比软件芯（几乎是纯铁）容易生锈C.铁质器件附有铜质配件，在接触处容易生锈铁质器件附有铜质配件，在接触处容易生锈D.银质奖章久置后表面变暗银质奖章久置后表面变暗D例：钢铁发生电化学腐蚀时，负极发生的反应例：钢铁发生电化学腐蚀时，负极发生的反应是（是（ ）A. 2H+ + 2e - = H2B. 2H2O + O2 + 4e - = 4OH-C. Fe 2e -

9、 = Fe2+D. 4OH- + 4e - = 2H2O + O2AD返回返回三、电解池三、电解池1、装置特点、装置特点:电能转化为化学能电能转化为化学能2、形成条件：、形成条件：(1)与电源相连的两个电极与电源相连的两个电极(2)电解质溶液电解质溶液(或熔化的电解质或熔化的电解质)(3)形成闭合回路形成闭合回路+阳阳极极阴阴极极阳离子阳离子阴离子阴离子物理上：物理上：正极：电子流出的电极。正极：电子流出的电极。负极：电子流入的电极。负极：电子流入的电极。化学上：化学上：阳极：发生氧化反应的电极。阳极：发生氧化反应的电极。阴极：发生还原反应的电极。阴极：发生还原反应的电极。 e-e- e-电源

10、的电源的正正极极 - 电解池的电解池的阳阳极极 -发生发生 氧化氧化反应反应电源的电源的负负极极 - 电解池的电解池的阴阴极极 -发生发生 还原还原反应反应电电解解原原理理惰性电极：惰性电极：石墨、金、石墨、金、铂。铂。3、电解池中常见阴阳离子放电顺序、电解池中常见阴阳离子放电顺序(离子浓度接近时离子浓度接近时)阳离子放电（得电子）由难到易阳离子放电（得电子）由难到易阴离子阴离子（失电子）（失电子）总结：电极方程式书写可简单归纳为：总结：电极方程式书写可简单归纳为：先判断电极：先判断电极：1、如果阳极材料为活性电极：、如果阳极材料为活性电极：阳极反应为：阴离子阳极反应为：阴离子Ne- = 对应

11、氧化产物对应氧化产物阴极反应：阳离子阴极反应：阳离子+Ne- = 对应还原产物对应还原产物阳极反应为：电极阳极反应为：电极 Ne- = 阳离子阳离子阴极反应：阳离子阴极反应：阳离子+Ne- = 对应还原产物对应还原产物2、如果阳极材料为惰性电极：、如果阳极材料为惰性电极：判断溶液中离子移动方向和导线中电子移动方向：判断溶液中离子移动方向和导线中电子移动方向：先判断电先判断电流方向，再根据电流方向确定。流方向，再根据电流方向确定。判断电极周围判断电极周围PH的变化：的变化：根据电极方程式看根据电极方程式看H+和和OH是否变是否变化化关于总方程式的书写：关于总方程式的书写：一般为将阴阳极电极反应方

12、程式相加：一般为将阴阳极电极反应方程式相加：相加时注意相加时注意阴阳极得失电子数要相同阴阳极得失电子数要相同同时同时如果阴阳极电极方程式中出现如果阴阳极电极方程式中出现H+和和OH时时，得分析其，得分析其来源，来源，如果是水电离的如果是水电离的H+和和OH，需改成水，需改成水，再相加。，再相加。练习：写出用惰性电极电解以下物质时的电极方程式和练习：写出用惰性电极电解以下物质时的电极方程式和总方程式。总方程式。NaCl 、HCl、CuSO4、Na2SO4返回返回 阳离子放电由难到易(离子浓度接近时)K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ (H+) Zn2+ Fe2+ Pb2+ H+ Cu2+

13、 Fe3+ Hg2+ Ag + 阴离子放电由难到易: F- ROmn- OH- Cl- Br- I- S2-ABCD惰性电极电解惰性电极电解AC区化合物水溶液：区化合物水溶液：如如NaOH、H2SO4、Na2SO4。电解水型！电解水型！溶液浓度？溶液浓度？pH值？怎样使电解质溶液复原？值？怎样使电解质溶液复原？常见阴阳离子放电顺序常见阴阳离子放电顺序 阳离子放电由难到易(离子浓度接近时)K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ (H+) Zn2+ Fe2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe3+ Hg2+ Ag + 阴离子放电由难到易: F- ROmn- OH- Cl- Br- I- S2-AB

14、CD电解电解BD区化合物水溶液：区化合物水溶液：如如HCl、CuCl2。电解电解质型！电解电解质型！溶液浓度？溶液浓度？pH值？怎样使电解质溶液复原？值？怎样使电解质溶液复原？ 阳离子放电由难到易(离子浓度接近时)K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ (H+) Zn2+ Fe2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe3+ Hg2+ Ag + 阴离子放电由难到易: F- ROmn- OH- Cl- Br- I- S2-ABCD电解电解AC区化合物水溶液：区化合物水溶液：如如NaCl。放放H2生碱型！生碱型！溶液浓度？溶液浓度？pH值？怎样使电解质溶液复原？值？怎样使电解质溶液复原？ 阳离子放电由

15、难到易(离子浓度接近时)K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ (H+) Zn2+ Fe2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe3+ Hg2+ Ag + 阴离子放电由难到易: F- ROmn- OH- Cl- Br- I- S2-ABCD电解电解BC区化合物水溶液：区化合物水溶液：如如CuSO4、AgNO3。放放O2生酸型！生酸型！溶液浓度？溶液浓度？pH值？怎样使电解质溶液复原？值？怎样使电解质溶液复原？返回返回四、电解原理应四、电解原理应用用1.氯碱工业：氯碱工业：2.电镀电镀概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属或合金的过程。其它金属或合

16、金的过程。电镀池形成条件电镀池形成条件+镀件镀件镀层金属镀层金属含镀层金属离子的盐溶液含镀层金属离子的盐溶液镀件作阴极镀件作阴极镀层金属作阳极镀层金属作阳极含镀层金属阳离子含镀层金属阳离子的盐溶液作电解液的盐溶液作电解液3.铜的精炼池铜的精炼池A硫 酸 铜硫 酸 铜溶液溶液纯纯铜铜粗粗铜铜形成条件形成条件纯铜作阴极纯铜作阴极粗铜作阳极粗铜作阳极含铜离子的盐溶含铜离子的盐溶液作电解液液作电解液例：用铂电极（惰性）电解下列溶液时，阴极例：用铂电极（惰性）电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物是和阳极上的主要产物是H2、O2的是（的是（ ） A.NaOH溶液溶液 B.HCl溶液溶液 C.MgSO4溶

17、液溶液 D.AgNO3溶液溶液AC例：下列关于铜电极的叙述，不正确的例：下列关于铜电极的叙述，不正确的是（是（ ） A.铜锌原电池中铜是正极铜锌原电池中铜是正极 B.用电解法精炼粗铜时铜做正极用电解法精炼粗铜时铜做正极 C.在镀件上镀铜时可用金属铜做阳极在镀件上镀铜时可用金属铜做阳极 D.电解稀硫酸制电解稀硫酸制H2、O2时铜做阳极时铜做阳极BD 例：在浸泡过碘化钾溶液和例：在浸泡过碘化钾溶液和淀粉溶液的滤纸上，接上电源（如图）。淀粉溶液的滤纸上，接上电源（如图）。通电后，发现在通电后，发现在A处出现蓝色。处出现蓝色。（1）请写出）请写出A、B处的电极方程式和写出总反应处的电极方程式和写出总反

18、应 A、 ， B、 ， 总反应：总反应： 。 （2）若有）若有0.02mol电子流入电源正极，电子流入电源正极， 理论上可产生理论上可产生 molH2。AB2 2I I- - - - 2e2e- - = I= I2 22 2H H+ + + 2e+ 2e- - =H=H2 22 2KI+2HKI+2H2 2O 2KOH+IO 2KOH+I2 2+H+H2 2电解0.010.01有关电解的计算：有关电解的计算：得失电子守衡、串联电路通过的电子相同。得失电子守衡、串联电路通过的电子相同。阳极：阳极：4OH- -4e - = 2H2O + O2 阴极：阴极：Ag+ + e - =Ag总总:4AgNO

19、3+2H2O = 4Ag+O2+4 HNO3电解电解转移电子转移电子4 mol4 mol2 mol4 mol4 mol1 mol例：将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三例：将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定的条件下通电一段时间后，析个电解槽串联，在一定的条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为（出钾、镁、铝的物质的量之比为（ ） A. 1 : 2 : 3 B. 3 : 2 : 1 C. 6 : 3 : 1 D. 6 : 3 :2D例：用两个惰性电极插入例：用两个惰性电极插入500 mlAgNO3溶液中，通电溶液中，通电电解。当电解液的电解。当电解液

20、的pH从从6.0变为变为3.0时（设电解时阴极时（设电解时阴极没有氢气逸出，且电解液在电解前后体积变化可以忽没有氢气逸出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略），电极上析出银的质量大约是（略），电极上析出银的质量大约是（ ） A. 27 mg B.54 mg C.108 mg D.216 mgB返回返回返回目录返回目录基础练习基础练习解析：解析：Zn是负极，故是负极，故A错；错；电池总反应和没有形成原电池的氧化还原反应相同，故电池总反应和没有形成原电池的氧化还原反应相同，故B正正确；确；根据闭合回路的电流方向，在外电路中，电子由负极流向正根据闭合回路的电流方向，在外电路中，电子由负极流向正极，故

21、极，故C正确；正确；在溶液中，阳离子往正极移动，故在溶液中，阳离子往正极移动，故D错误。错误。答案：答案：BC答案：答案：AC解析：难度：易，电解液为酸性，故解析：难度：易，电解液为酸性，故A错，负极通入氢气，错，负极通入氢气，正极通入氧气，故正极通入氧气，故B、D错。错。答案：答案：C解析：铜绿是生活中常见现象，反应原理为解析：铜绿是生活中常见现象，反应原理为2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2CO3(OH)2，故青铜器应保存在干，故青铜器应保存在干燥的环境中或表面覆盖一层防渗的高分子膜防止被腐蚀。燥的环境中或表面覆盖一层防渗的高分子膜防止被腐蚀。A可能发生原电池反应而被腐蚀。可能发生原电池

22、反应而被腐蚀。答案：答案：BD解析：钢铁在潮湿的环境中发生吸氧腐蚀，负极反应为：解析：钢铁在潮湿的环境中发生吸氧腐蚀，负极反应为：Fe2e Fe2，正极反应为：，正极反应为：2H2OO24e 4OH，在空气与水交界处溶液中的氧气不断溶解，因此在空气与水在空气与水交界处溶液中的氧气不断溶解，因此在空气与水交界处钢铁更容易腐蚀。交界处钢铁更容易腐蚀。答案：答案：A答案：答案：C解析：解析：Cu作负极，作负极，Ag作正极。负极：作正极。负极：Cu-2e-=Cu2+；正极：；正极：Ag+ + e- =Ag。在外电路中，电子由。在外电路中，电子由Cu电极流向电极流向Ag电极，电极，而电流方向与电子流向相

23、反，所以而电流方向与电子流向相反，所以1错。没有盐桥，原电池不错。没有盐桥，原电池不能继续工作，能继续工作，3错。无论是否为原电池，反应实质相同，均为错。无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，氧化还原反应，4对。对。答案：答案：C解析：银器在空气中久置会被解析：银器在空气中久置会被O2所氧化变黑，为化学腐蚀，所氧化变黑，为化学腐蚀，A正确。当镀层破损时，正确。当镀层破损时，Sn-Fe可形成原电池，不再起到保可形成原电池，不再起到保护作用，护作用，B错。与错。与Zn块形成原电池，块形成原电池，Zn作负极（阳极），从作负极（阳极），从而保护而保护Fe正极（阴极），所以正极（阴极），所以

24、C正确；外加电流保护法应该正确；外加电流保护法应该与直流电源的负极相连，故与直流电源的负极相连，故D错。错。答案：答案：AC返回目录返回目录能力提升能力提升解析：解析：A. 锌锰干电池的碳棒为负极，不会被消耗；锌锰干电池的碳棒为负极，不会被消耗；B 燃料电池将燃料的化学能转化为电能和部分热能散失；燃料电池将燃料的化学能转化为电能和部分热能散失；C 燃料电池燃料是被氧化的，永远做负极；燃料电池燃料是被氧化的，永远做负极；D 太阳能电池的主要材料是硅而非二氧化硅。太阳能电池的主要材料是硅而非二氧化硅。答案：答案：C答案：答案：CD答案：答案：B解析：本题涵盖电解池与原电池的主体内容，涉及电极判断解

25、析：本题涵盖电解池与原电池的主体内容，涉及电极判断与电极反应式书写等问题。根据给出的正极得电子的反应，与电极反应式书写等问题。根据给出的正极得电子的反应，原电池的电极材料原电池的电极材料Li-Al/FeS可以判断放电时（原电池）负极可以判断放电时（原电池）负极的电极反应式为的电极反应式为Al-3e-=Al3+。A、Li和和Al分别是两极材料。分别是两极材料。B、应有应有Al的参加。的参加。D、应当是阳极失电子反应。、应当是阳极失电子反应。答案：答案：C解析：首先明确解析：首先明确a为负极，这样电子应该是通过外电路由为负极，这样电子应该是通过外电路由a极极流向流向b，A错；错；B选项反应应为选项反应应为O2+4e-+4H+=2H2O ; C没有告没有告知标准状况。知标准状况。答案：答案：D解析