高考电化学基础专题复习学案

高考电化学基础专题复习学案

原电池原理

考点聚焦

L通过进行化学能转化为电能的探究活动，了解原电池工作原理.

2.能正确E写原电池的正、负极的电极反应式及电池反应方程式°

知识梳理

1：组成原电池的条件。

①有两种活性不同的金属（或一种是非金属导体）。

②电极材料均插入电解质溶液中。两电极相连形成闭合电路。

2.原电池的原理

负极--较活泼的金属…电子……发生反应

正极….较不活泼的金属.一电子….发生反应

易考点：电极反应和总反应的书写（包括化学方程式和离子方程式）

例6、如下图所示，用Mg和A1组成一个原电池.

（1）当也解质溶液为稀硫酸时：

①Mg电极是（填“正”或“负”）极，其电极反应为,

该反应是（填“氧化”或“还原”）反应；

②A1电极是电极，其电极反应为,该反应是某电就

反应.质溶液

（2）当电解质溶液为NaCl溶液时：

①Mg电极是极，其电极反应为,该反应是

反应.

②A1电极是极，其电极反应为,该反应是反应.

（3）当电解质溶液为NaOH溶液时：

①Mg电极是极，其电极反应为,该反应是反应.

②A1电极是极，其电极反应为,该反应是反应.

易考点：判断电极金属活泼性

例7、有甲、乙、丙、丁四种金属，把甲、丙浸入稀硫酸中，用导线连接时丙为负极；把乙、丁分别浸入稀硫酸

中，丁产生气泡的速率更大；把甲、乙用导线连接浸入稀硫酸中，甲上有气泡冒出；把丙浸入丁的硝酸盐溶

液中，丙的表面有丁析出。这四种金属的活动性由强到弱的顺序是

（）例8.有一合金由X、Y、Z、W四种金属组成，若将合金放入盐酸中只有Z、Y能溶解；若将合金置于潮

湿空气中，表面只出现Z的化合物；若将该合金做阳极，用X盐溶液作电解液，通电时四种金属都以离子形式进

入溶液中，但在阴极上只析出X。这四种金属的活动性顺序是

A.Y>Z>W>XB.Z>Y>W>X

C.W>Z>Y>XD.X>Y>Z>W

例9.将洁净的金属片Fe、Zn、A、B分别与Cu用导线连结浸在合适的电解质溶液里。实验并记录电压指针的

移动方向和电压表的读数如下表所示：

根据以上实验记录，完成以下填空：

金属电子流动方向电压/V

FeFeCu+0.78

ZnZnfCu+1.10

（1）构ACufA-0.15

成两电

极的金BB~Cu+0.3

属活动性相差越大，电压表的读数越（填“大”、“小”）。

Zn、A、B三种金属活动性由强到弱的顺序是

（2）Cu与A组成的原电池,为负极，此电极反应式为

（3）A、B形成合金，露置在潮湿空气中,先被腐蚀。

易考点：有关原电池的转移电子计算

燃料电池：将氢气、甲烷、乙醇等物质在氧气中燃烧的化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池。燃料电池的基

本组成为电极:电解质、燃料和氧化剂。燃料电池优点能量利用率高:无污染：........

⑴氢氧燃料电.池以氢W为燃氧氧化剂，伯做电极，使用酸性电解质。它的的工作原理：负

极：正极：

⑵以碱性氢氧燃料电池为例(以KOH溶液为电解质)：

负极：总电池反应：

(3)甲烷燃料电池(KOH做电解质)

用金属伯片插入KOH溶液作电极，又在两极上分别通甲烷(燃料)和氧气(氧化剂)。电极反应式为：

负极j___________________________________正极：4HQ+20)+8e-=80H。

电池总反应式为：。

(4)高能燃料朗(N2HJ—O2一硫酸溶液构成燃料电池：

负极：总电池反应：,

例10.一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和碳酸根离子。该电池正极发生

的反应是

++

A.CH3OH(g)+O2(g)=H2O(l)+CO2(g)+2H(aq)+2e-B.O2(g)+4H(aq)+4e=2H2O(1)

+-

C.CH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+6H(aq)+6eD.O2(g)+2H2O(l)+4e=40H^

六：金属的电化学腐蚀

电化学腐蚀：(1)析氢腐蚀：负极J正极：O_

(2)吸氧腐蚀：负极正极：o

总反应方程式：_________________________________.

例11.下列叙述的方法小或硬的是

A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍B.用铝质钾钉钾接铁板，铁板易被腐蚀

C.钢铁在干燥空气中不易被腐蚀D.用牺牲锌块的方法来保护船身

(W12.钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是()

+2+

A.2H+2e-=H2B.Fe+2e-=Fe

-3+2+

C.2H2O+O2+4e=40HD.Fe+e-=Fe

电解池原理

考点聚焦

I.通过电能转变为化学能的探究活动，了解电解池工作原理，能正确6写电解池的阴、阳极的电极反应式及

电解反应方程式。

2.知里电解在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用,认识电能转化为化学能的实际意义。

知识梳理

1.原电池和电解池的比较:

装置原电池电解池

Zn11Cu

实例ffjj

三三|三■稀硫酸

ml二|三可斗CuC“溶液

_——J

原理

①电源：

①电极：两种不同的导体相连；②电极’(惰性或非惰性)；

形成条件②电解质溶液：能与电极反应。

③电解质(水溶液或熔化态)。

反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应

由电极本身性质决定：由外电源决定：

电极名称

正极：材料性质较不活泼的电极;阳极：连电源的_极；

负极：材料性质较活泼的电极。阴极：连电源的—极；

负极：Zn-2e=Zn2+（___反应）阴极：Cu2++2e=Cu（—反应）

电极反应

正极：2H++2-H2个（___反应）阳极：2CI"e=Q2个（―反应）

电子流向

电流方向

能量转化

①电解食盐水（氯碱工业）；②电镀（被

①抗金属的电化腐蚀；

应用仓）实用电池。铜）；③电冶（冶炼Na、Mg、Al）；④精

炼（精铜）。

4.电解反应中反应物的判断一一放电顺序

Q）阴极A.阴极材料（金属或石墨）总是受到保护。

B.阳离子得电子顺序一金属活动顺序表的反表：K+<Ca2+<Na+<Mg2+<AI3+<Zn2+<Fe2+<Sn2*<Pb2+<（H+）<

Cu2+<Hg2+<Ag+（阳离子放电顺序与浓度有关，并不绝对）

⑵阳极A.阳极材料是惰性电极（C、Pt、Au、Ti等）时：阴离子失电子：S2->I->Br>Cl>OH->NO3-等

含氧酸根离子>F

B.阳极是活泼电极时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。

5.电解反应方程式的书写步骤：①分析电解质溶液中存在的离子；②分析离子的放电顺序；③确定电极、

写出电极反应式；④写出电解方程式。如：

由解

（二）电解NaCI溶液：2NaCI+2H2。====出个+Cb个+2,溶质、溶剂均发生电解反应，PH—。

（2）电解CuSO4溶液：2CUSO4+2H2O====2CU+02^+2溶质、溶剂均发生电解反应，PH—。

申翩

（3）电解CuCb溶液:CuCI2====Cu+02个

电解盐酸：2HCI==-出个+02个溶剂不变，实际上是电解溶质，PH。

申解

⑷电解稀H2so4、NaOH溶液、Na2so4溶液：2H2O====2H2个+O2个，溶质不变，实际上是电解水，PH分

别_、_。酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性，从而加快电解速率（不是起催化作用）.

电解

⑸电解熔融NaOH:4NaOH====4Na+。2个+出0个

（注意：不是电解水。）

⑹用铜电极电解NazSCU溶液:Cu+2H2O====

8.电解原理的应用

A、电解饱和食盐水（氯碱工业）

⑴反应原理

crH+

-阳极：______________________粗盐稀食盐水

阴极：________________________—►NaOH溶液

申饵

总反应：2NaCI+2H2。=二，力个+Cb个+2NaOH

1r1

⑵设备（阳离子交换腴电解槽）

精制饱,

f—►-—心0（含少量

①组成：阳极一Ti、阴极一FeNaCI溶液OH

NaOH）

②阳离子交换膜的作用：它只允许阳离子

通过而阻止阴离子和气体通过。

（3）制烧碱生产过程（离子交换膜法）①图20-1

食盐水的精制：粗盐（含泥沙、Ca2\Mg2\Fe3\

SO42"等）f加入NaOH溶液1加入.,溶液今加入—溶液玲过滤今加入—T加入离子交换剂（NaR）②电

解生产主要过程（见图20-1）：—从阳极区加入，出0从极区加入。阴极.放电，破坏了水的

使—浓度增大，0H和Na+形成NaOH溶液。

B、电解冶炼铝

+3

⑴原料:（A）、冰晶石:Na3AlF6=3Na+AlF6-

（B）、氧化铝：铝土矿」器NaAIO2AI（OH）3AI2O3

过滤过滤

⑵原理阳极

由解

阴极总反应：4Al3++6。2-上笠4AI+3O2个

“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是：

A.正极反应式：Ag-FCI—e=AgCIB.每生成1molNazMnsOio转移2mol电子

C.Na+不断向“水”电池的负极移动D.AgCI是还原产物

3.（2011北京高考8）结合下图判断，下列叙述正确的是

A.I和n中正极均被保护

B.I和II中负极反应均是Fe-2e-=Fe2+

--

C.I和H中正极反应均是O2+2H2O+4e=4OH

D.I和II中分别加入少量LFe（CN）6溶液，均有蓝色沉淀

2（2011福建高考11）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金

网锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不•正•

硬的是

A.水既是氧化剂又是溶剂B.放电时正极上有氢气生成

C.放电时OH一向正极移动D.总反应为：2Li+2H2。=2UOH+H2个

（）

5.V2011广东高考12某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。下列叙述不♦正•确•的是

ab

图2

A、a和b,不连接时，铁片上会有金属铜析出

B、a和b用导线连接时,铜片上发生的反应为：Cu2，+2e-=Cu

C、无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色

D、a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，CF+向铜电极移动

6.vi（2011山东高考15）以KCI和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是

A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程

B.因部分电能转化为热能，电镀时通过的甩量与锌的析出量无确定关系

C.电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率

D.镀锌层破损后对铁制品失去保护作用

7.v"（2011新课标全国）铁锲蓄电池又称爱迪生电池，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氐破的是

A.电池的电解液为碱性溶液，正极为M2O3、负极为Fe

B.电池放电时，负极反应为Fe+2OH-2e-=Fe（OH）2

C.电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低

D.电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2+2OH--2e=Ni2O3+3H2O

vl,i（2011海南）一种允电电池放电时的电极反应为

H2+2OH-2e-=2H2O：NiO（OH）+H2O+e=Ni（OH）2+OH-

当为电池充电时.，与外电源正极连接的电极上发生的反应是

A.H20的还原B.NiO（OH）的还原C.H2的氧化D.NiO(OH)2的氧化

9.（2011海南）根据下图，下列判断中正确的是

A.烧杯a中的溶液pH升高B.烧杯b中发生氧化反应

+

C.烧杯a中发生的反应为2H+2e=H2D.烧杯b中发生的反应为2CI-2e=Cl2

10.x（2011全国n卷10）用石墨做电极电解CUSO4溶液。通电一段时间后，欲使用电解液恢复到起始状

态，应向溶液中加入适量的

A.CuSO4B.H2OC.CuOD.CuSO4-5H2O

11."（2011上海）用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是

A.用铜片连接电源的正极，另一电极用铛片B.用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片

C.用氢氧化钠溶液吸收阴极产物D.用带火星的木条检验阳极产物

12.xii（2011江苏高考13,12分）AgzOz是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在

KOH加入适量AgNCh溶液，生成Ag2。沉淀，保持反应温度为80℃,边搅拌边将一定量K2s2。8溶液

缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得到固体样品。反应方程式为2AgNO3

+4K0H+K2s2O8皂AgzOzJ+ZKNCh+LSCU+ZHzO

回答下列问题：

（1）上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是。

（2）银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag,负极的Zn转化

为K2Zn（OH）4,写出该电池反应方程式：o

（3）准确称取上述制备的样品（设AgzOz仅含和AgzO）2.558g,在一定的条件下完全分解为Ag和

02,得到224.0血。2（标准状况下）。计算样品中Ag?O2的质量分数（计算结果精确到小数点后两

位）。

13.xi”（2011北京高考26,14分）氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示：

精制饱和fT盐水水（含少盘、

（1）溶液A的溶质是；（2）电解饱和食盐水的离子方程式

是;

（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的PH在2〜2,用化学平衡移动原理解释盐酸的作

用