第二轮复习高三化学专题电化学专题复习

会计学1第二轮复习高三化学专题电化学专题复习【学习目标】1、掌握原电池、电解池的概念及原理，了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业反应原理2、学会电极的判断，学会正确书写电极反应及总反应方程式，掌握常见离子放电的规律；

3、能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算。高考化学二轮专题《电化学》复习【复习重点】原电池、电解原理及应用；电极反应方程式书写【知识概括】

一个反应：氧化还原反应

一个计算：得失电子守恒法解决电化学的相关计算两个转化：化学能和电能的相互转化两个应用:原电池原理应用、电解原理应用三个条件：原电池、电解池的形成条件

四个池子：原电池、电解池、电镀池、电解精炼池【专题难点】电极反应及总反应方程式正确书写第1页/共25页一、原电池、电解池工作原理1.原电池原理：通过自发氧化还原反应把化学能转化为电能。2.电解原理：连接电源，使电流通过电解质溶液在阴阳两极上被迫发生非自发氧化还原反应，从而把电能转化为化学能。

阳极（内电路）

阴极（内电路）CCH2SO4溶液阳极阴极+－ee电源正极负极CuZnH2SO4溶液eeH+SO42–H+SO42–氧化反应:

Zn-2e-=Zn2+还原反应:2H++2e-=H2↑还原反应:2H++2e-=H2↑氧化反应:

4OH–+4e-

=O2↑+2H2O(左池)(右池)原电池电解池OH–OH–第2页/共25页原电池电解池定义（能量转化）化学能转变成电能的装置。将电能转变成化学能的装置。形成条件①活动性不同两电极（燃料电池电极除外）②电解质溶液（有选择性）③两电极必须插入电解质溶液中（或两电极相靠）形成闭合回路①两电极接直流电源（两电极活动性可相同，也可不同）②电解质溶液（任意）③两电极必须插入电解质溶液中形成闭合回路电极名称电极判断负极：较活泼金属正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等)阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连电极反应得失电子

负极（内电路为阳极）：发生氧化反应（失电子）正极（内电路为阴极）：发生还原反应（溶液中的阳离子移向正极得电子）阳极：发生氧化反应（电极或溶液中的阴离子移向阳极失电子）阴极：发生还原反应（溶液中的

阳离子移向阴极失电子）

电子流向负极

正极负极阴极；

阳极正极二、四池比较第3页/共25页池型（原理）

电解池电镀池（应用电解原理）铜的精炼池（应用电解原理）装置特征阳极:惰性电极Pt、Au、C、Ti(或活性电极)阴极:惰性、活性电极均可电解液：任意阳极:镀层金属(M)阴极：镀件电镀液：含镀层金属离子(Mn+)阳极:粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等)阴极:精铜电解液:CuSO4溶液

电极反应阳极:易放电的阴离子首先放电（或电极参与反应）阴极:易放电的阳离子首先放电阳极：M－ne-=Mn+阴极：Mn++ne-=M阳极:Cu－2e-=Cu2+（Zn-2e-=Zn2+

，Fe-2e-=Fe2+等）阴极:Cu2++2e-=Cu（Ag、Pt、Au以金属单质沉积于阳极，成为“阳极泥”）电解质溶液的浓度改变不变基本不变第4页/共25页常见阴阳离子放电顺序(离子浓度接近时)阳离子放电（得电子）由难到易K+Ca2+Na+Mg2+Al3+(H+)Zn2+Fe2+

Pb2+(H+)Cu2+Fe3+Hg2+Ag+

阴离子放电（失电子）由难到易:

F-

ROmn-OH-Cl-Br-I-

S2-第5页/共25页1.金属腐蚀:(1)化学腐蚀

(2)电化腐蚀a.析氢腐蚀

b.吸氧腐蚀2.防护方法:(1)改变金属内部组织结构

(2)在金属表面覆盖保护

(3)电化学保护法(牺牲阳极的阴极保护法)3.制造新化学电源：如太阳能电池、核电池、燃料电池、银-锌电池碱性蓄电池、银-锌电池、浓差电池等） ★原电池应用说明：①电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀②同一种金属的腐蚀:强电解质>弱电解质>非电解质第6页/共25页【思考题】下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是（）

A③④②①B②③①④C④②①③D③②①④D第7页/共25页★电解原理的应用1、镀铜反应原理

阳极(纯铜)：Cu-2e—=Cu2+，阴极(镀件)：Cu2++2e—=Cu，电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4溶液.2、氯碱工业反应原理

阳极：2Cl—-2e—=Cl2↑，阴极：2H++2e—=H2↑2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑3、电解精炼反应原理(电解精炼铜)

粗铜中含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等阳极(粗铜)：Cu-2e—=Cu2+，（Zn-2e—=Zn2+，Fe-2e—=Fe2+，等）阴极(精铜)：Cu2++2e—=Cu电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4。Zn2＋、Ni2＋等阳离子得电子能力小于Cu2+而留在电解质溶液中。金属活动顺序排在Cu后的Ag、Pt、Au等失电子能力小于Cu，以金属单质沉积于阳极，成为“阳极泥”。4.铝的冶炼第8页/共25页五、电解质溶液用惰性电极电解的规律

电解类型举例电极反应

溶液变化

溶液复原物质类别实例PHC浓度电解水含氧酸H2SO4阳极：4OH—-4e—

=O2↑+2H2O阴极：4H++4e—=2H2↑减小增大H2O强碱NaOH增大增大

活泼金属的含氧酸盐Na2SO4不变增大分解电解质

无氧酸HCl阳极：2Cl—-2e—=Cl2↑阴极：2H++2e—=H2↑增大减小HCl

不活泼金属的无氧酸盐CuCl2阳极：2Cl—-2e—=Cl2↑阴极：Cu2++2e—=Cu增大略变CuCl2溶质和溶剂同时电解

活泼金属的无氧酸盐NaCl阳极：2Cl—-2e—=Cl2↑阴极：2H++2e—=H2↑增大放出H2生成碱生成新物质HCl

不活泼金属的含氧酸盐CuSO4阳极：4OH—-4e—

=O2↑+2H2O阴极：2Cu2++4e—=2Cu减小放出O2生成酸生成新物质CuO第9页/共25页1.原电池正、负极的确定

(1)

根据构成原电池的必要条件之一确定:活泼金属一般作负极；说明:正负极的确定还与所用的电解质溶液有关,如Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中,Mg为负极,Al为正极;若改用溶液即Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中,则Mg为正极,Al为负极。(2)

根据电子流向或电流方向确定：电子流出的一极或电流流入的一极为负极；

(3)根据内电路中自由离子的移动方向确定：在内电路中阴离子移向的电极为负极，阳离子移向的电极为正极。（4）根据氧化还原反应确定:发生氧化反应(还原剂中元素化合价升高)的一极为负极。此外还可以借助氧化反应过程发生的一些特殊现象（如电极溶解、减重，电极周边溶液或指示剂的变化等）来判断。六、原电池与电解池电极的确定第10页/共25页2.电解池阴、阳极的判断★可根据电极与电源两极相连的顺序判断

阴极：与直流电源的负极相连接的电解池中的电极。其反应时,溶液中氧化能力强的阳离子首先在阴极上得到电子,发生还原反应。

阳极：与直流电源的正极直接连接的电极。①若是惰性电极（Pt、Au、C、Ti)，在该极上，溶液中还原性强的阴离子首先失去电子被氧化；②若是活性电极，电极材料参与反应，自身失去电子被氧化而溶入溶液中。第11页/共25页★原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源；有外加电源的装置一定是电解池，无外加电源的装置一定是原电池。★电解池、电镀池和精炼池的区分关键看阳极材料和电解质溶液。

【说明】：多池组合时,一般是含有活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下工作的电解池；若最活泼的电极相同时，则两极间活泼性差别较大的是原电池，其余为电解池。七、怎样区分原电池、电解池、电镀池和精炼池？1.单池判断：2.多池组合判断：①无外电源：一池为原电池，其余为电解池；②有外电源：全部为电解池或电镀池、精炼池第12页/共25页

练习1.请观察下列实验装置图，指出各装置的名称。电解池电镀池

NaCl溶液硫酸溶液原电池课堂练习CuZnCCuFeFe粗CuCuSO4溶液精Cu精炼池ABCDCuSO4溶液第13页/共25页电解池原电池

阴极阳极练习2、判断下列装置各属于什么池？正极负极第14页/共25页练习3、如下图两个电解槽中，A、B、C、D均为石墨电极。如果电解过程中共有0.02mol电子通过，下列叙述中正确的是()

A.甲烧杯中A极上最多可析出铜0.64gB.甲烧杯中B极上电极反应式为：

4OH——4e—=2H2O+O2↑C.乙烧杯中滴入酚酞试液，D极附近变红D.乙烧杯中C极上发生还原反应C第15页/共25页★电极反应的书写与下列几个因素有关1、与装置类型有关2、与电极类型及电极材料有关3、与反应类型有关4、与电子守恒有关5、与电解质环境有关6、与总反应式有关7、与题给信息有关8、与离子的氧化还原性强弱有关★如何书写电极反应？

规律：原电池或电解池的两电极反应式之和即为总反应式，写法：总反应式减去一电极反应式即为另一个电极反应式。对于较复杂的、陌生的反应可用该方法解题并检验。书写注意事项：一看电极材料；二看环境介质；三看附加条件与信息七、电极反应的书写第16页/共25页

书写步骤：（1）写出燃烧反应正确的化学方程式；（2）根据电解液改写燃料电池总反应；（3）写出正极的电极反应式(一般较简单);（4）由燃料电池总反应式减去正极的电极反应式得到负极的电极反应式。1.怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？练习4.已知CH4、O2、NaOH溶液组成的燃料电池总反应：

CH4+2OH-+2O2→CO32-+3H2O请写出其电极反应。解：①燃烧总反应：CH4+2O2→CO2+2H2O②燃料电池总反应：

CH4+2OH-+2O2→CO32-+3H2O③正极：2O2+4H2O+8e－→8OH-④负极：CH4+10OH--8e－→CO32-+7H2O

第17页/共25页氢氧燃料电池介质电池反应：2H2+Ｏ２=2H2O

酸性负极正极中性负极

正极碱性负极正极2H2-4e-=4H+

O2+2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+

O2+4H++4e-=4H2O2H2+4OH--4e-=4H2O

O2+2H2O+4e-=4OH-第18页/共25页2.如何书写可逆电池电极反应式？可逆电池电极反应式书写的关键是要弄清电解液是酸性还是碱性（H+和OH-），不可乱用，然后是反应方向判断。练习5.

已知铅蓄电池充放电的电池反应式如下：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O试写出放电时的正、负极,充电时的阴、阳极的电极反应式。放电时：负极：Pb-2e－+SO42-=PbSO4

正极：PbO2+2e－+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O充电时：阴极：PbSO4+2e－=Pb+SO42-

阳极：PbSO4+2H2O-2e－=PbO2+SO42-+4H+第19页/共25页九、电解计算——电子守恒法练习5.

铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L(S.T.P)气体.求电解后溶液的pH.Cu2+得电子数+H+得电子数=OH-失电子总数

n(Cu2+)×2+0.5×2=0.5×4n(Cu2+)=0.5molCu2+～2H+

C(H+)=1mol/LpH=0

解析：阳极4OH--4e-=2H2O+O2↑

阴极Cu2++2e-=Cu2H++2e=H2↑第20页/共25页练习7、下列图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的实验

数天后数天后图一图二（1）上述两装置中铁钉发生变化的共性是：（2）图一说明原溶液呈性，铁钉发生腐蚀，电极反应为：（3）图二说明原溶液呈