化学专题复习：电化学基础

高考化学专题复习：电化学基础

要点一原电池、电解池、电镀池的比较

原电池电解池电镀池

应用电解原理在某些金属

定

将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置表面镀上一层其它金属的

义

装置。一种特殊的电解池

7n11

ZnFe

C

装7

f*f

置

举__，--二―—,一—

一——一一一

——---

例——一_

——

V"

CuCL

7"nCl2

形①活动性不同的两电极（连接）①镀层金属接电源正极，待

①两电极接直流电源

成②电解质溶液（电极插入其中镀金属接电源负极

②两电极插人电解质溶液

条并与电极自发反应）②电镀液必须含有镀层金

③形成闭合回路

件③形成闭合回路属的离子

电

负极：较活泼金属；

极阳极：电源正极相连的电极阳极：镀层金属；

正极：较不活泼金属（或能导

名阴极：电源负极相连的电极阴极：镶件

电的非金属等）

称

电导线

电源负极—阴极电源负极一空f阴极

子导线

流负极一-►正极导线导线

电源正极十二阳极

向电源正极^<—阳极

阳极（氧化反应）：溶液中的

电负极（氧化反应）：金属原子阳极（氧化反应）：金属电

阴离子失电子，或金属电极

极失电子；极失电子；

本身失电子；

反正极（还原反应）：溶液中的阴极（还原反应）：电镀液

阴极（还原反应）：溶液中的

应阳离子得电子中阳离子得电子

阳离子得电子

离

子阳离子：负极一正极（溶液中）阳离子一阴极（溶液中）阳离子一>阴极（溶液中）

流阴离子：负极一正极（溶液中）阴离子T阳极（溶液中）阴离子T阳极（溶液中）

向

练习1、把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚肽试液

混合溶液的玻璃皿中（如图所示），经一段时间后,

观察到溶液变红的区域是（）

A、I和III附近B、I和IV附近

c、n和Hi附近D、n和iv附近

练习2、下的有关电化学的图本，完全止确的是（）

ZrCh溶液

验证NaCl溶液（含酚酸）

铁片镀锌电解产物

D

练习3、已知蓄电池在充电时作电解池，放电时作原电池。铅蓄电池上有两个接线柱，一个接线柱旁标

有“+”，另一个接线柱旁标有“一”。关于标有“+”的接线柱，下列说法中正确的是（）

A、充电时作阳极，放电时作负极B、充电时作阳极，放电时作正极

C、充电时作阴极，放电时作负极D、充电时作阴极，放电时作正极

练习4、（08广东卷）LiFePCh电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池

'放电一

反应为：FePOj+Li'充电LiFcPCh，电池的正极材料是LiFePCh，负极材料是石墨，含Li+导电固

体为电解质。下列有关LiFePCh电池说法正确的是（）

A、可加入硫酸以提高电解质的导电性B、放电时电池内部Li+向负极移动.

C、充电过程中，电池正极材料的质量减少

+

D、放电时电池正极反应为：FePO4+Li+e=LiFePO4

练习5、铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料•，电池总反应式为:

+2

Pb+PbO2+4H+2SO4'、、2PbSO4+2H?O

请回答下列问题：

（1）放电时：正极的电极反应式是；电解液中H2s04的浓度将变—；当外电路通

过1mol电子时，理论上负极板的质量增加go

（2）在完全放电耗尽PbCh和Pb时，若按图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成、B

电极上生成,此时铅蓄电池的正负极的极性将。

要点二原电池、电解池工作原理及其应用

1、原电池、电解池的判定

先分析有无外接电源：有外接电源者为，无外接电源者可能为:然后依据原电池、

电解池的形成条件、工作原理分析判定。

练习6、如图，有甲、乙、丙三个烧杯，里面盛装的是体积和浓度完全相同的AgNO3溶液（各装置

中两个极棒大小和间距相同），试判断甲、乙、丙分别是哪•和电化学装置，并写出其两极反应方程式。

（1）甲是池，Cu作一极，电极反应为；Ag作一极,

电极反应为O

<2）乙是池，左边C棒作极，电极反

应为；右边c

棒作一极，电极反应为0

(3)丙是池，Fe作一极，电极反应为

______________________________；Ag作极,

电极反应为O

2、原电池正、负极的判定

①、由两极的相对活泼性确定：在原电池中，相对活泼性较强的金属为原电池的一极，相对活泼性

较差的金属或导电的非金属作原电池的极。

②、由电子流向、反应类型、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，该电极发生氧化反应，此为原电池的极；若原电池中某一电极上有气体生成、电

极的质量不断增加或电极质量不变，该电极发生还原反应，此为原电池的极。

练习7、如图，已知M是一块月石蕊试液浸过的滤纸。当电路接通足够时间后，a端显蓝色.b端显红

色。且知甲中的电极材料是锌和银，乙中的电极材料是

伯和铜，乙池中两极都有气体产生。请根据以上条件和现

象回答：

(1)甲、乙两池分别是什么装置，请写出名称：

甲为,乙为.

(2)请写出A、B、C、D的电极名称，电极材料

和电极反应式

电极名称电极材料电极反应式

A

B

C

D

(3)写出甲、乙两池总反应化学方程式：

甲：；乙：。

练习8、(08宁夏卷)一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醉与氧作用生成水和二氧化

碳。该电池负极发生的反应是()

+-

A、CH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H(aq)+2e

B、O2(g)+4H+(aq)+4e-=2比0(1)

+

C、CH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+6H(aq)+6e

-

D、O2(g)+2H2O(l)+4e=4OH-

练习9、(2010.安徽理综)某固体酸燃料电池以CsHSOj固体为电解质传递Hl其基本结构见下图，

电池总反应可表示为：2H2+。2=2比0,下列有关

说法正确的是()

A、电子通过外电路从b极流向a极

B、b极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e=40H

C、每转移0.1mol电子,消耗1.12L的H?

C、实验结束时，装置11中的铁钉腐蚀最严重

D、实验结束时，装置in中的铁钉几乎没被腐蚀

练习15、取三份等质量的锌粉分别放入a、b、c三支试管中，向a中加入少量CuS04粉末，向c中加

入少量醋酸钠固体，然后在三支试管中分别加入过量体积和浓度相等稀硫酸。下列图表能正确表达生

成H：的体积与时间t的关系的是（）

4、原电池的设计方法

以氧化还原反应为基础，确定原电池的正负极、电解质溶液及电极反应。如:

负电解质

原理正极电极反应

极溶液

2L

»1

2FeCh-Ku------ZFeClz-1-CuClz

2e-

1~1Ag?O

2n+Agz。=ZnCH_2Ag

2「

Pb

PH-PbO2+2HzSO<*—2PbSO4PbO2H2s

-2HZO

de-KOH（或

1~I

H2so4）

2HZ-HDZ-2HzO

练习16、某同学为了使反应2HC1+2Ag=2AgCl+H2t能进行，设计了下列四个实验，如下图所示，你

认为可行的方案是（）

5、电解电极产物的判断：

要判断电极反应的产物，必须掌握离子的放电顺序。判断电极反应的一般规律是:

（1）、在阳极上

①、活性材料作电极时：金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不容易在电极上放电。

②、用惰性电极（Pt、Au、石墨、钛等）时，

溶液中阴离子的放电顺序是：S3>Br>C1>06>含氧酸根〉F

（2）、在阴极上：无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离了，

阳离子在阴极上放电顺序是：

Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+（水）>Al3+>Mg2+>...

21

绦习17、在ILK2sCh和CuSCU的混合溶液中，C（SO4）=2.（）molL-,用石墨作电极电解此溶液,当通

电一段时间后，两极均收集到22.4L（标送状况）气体，则原溶液中K'的物质的量浓度为（）

A、2.0mol-L'11.5mol-L_1C、1.0mol-L-1D、0.5mol-L'1

练习18、烧杯中盛放浓度均为O.lOmol/L的氯化钠和硝酸铜的混合液。现将该溶液以惰性电极电解,

当CM+全部在阴极上转变为金属铜时，摇匀整个溶液（忽略溶液体积变化），其pH为（）

A、7.0B、1.0C、0.7D、1.3

练习19、（2（X）4全国）玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电

极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如图。接通电源，阳极周

围的液体呈棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成,°停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。

静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。

根据上述实验回答：

（I）阳极上的电极反应式为：.

（2）阴极上的电极反应式为：o

（3）原上层液体是。

（4）原下层液体是。

（5）搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是

__________________________________________________O

（6）要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是

，现象是O

6、用惰性电极进行溶液中的电解时各种变化情况分析

电解质溶

类型电极反应特点实例电解对象电解质浓度PH

液复原

水

阴：2H++2e-NaOH

电解水型=H2T

H2SO4水

阳:4OH--4e-

=2HO+0t

22Na2so4水

电解质电啕出HC1电解质

分解电解质

的阴阳离子分

型

—

别在两极放电CuCl2电解质

阴极：放

H2O

H2生碱电解质

放H生碱型NaCl

2阳极：电解质阴和水

离子放电

阴极：电解质阳

离子放电电解质

放0生酸型

2CuSO4

阳极：H2O放和水

02生酸

练习20、（08江苏卷）锲镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某银镉电池的电解质

溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2NiOOH+2H2OCd（OH）2+2Ni（OH）2

有关该电池的说法正确的是（）

A、充电时阳极反应：Ni（OH）2-e-+OH-=NiOOH+H2O

B、充电过程是化学能转化为电能的过程

C、放电时负极附近溶液的碱性不变

D、放电时电解质溶液中的OFF向正极移动

练习21、（08上海卷）取•张用饱和的NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电

源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。则

下列说法错误的是（）

A、b电极是阴极B、a电极与电源的正极相连

C、电解过程中水是氧化剂D、b电极附近溶液的pH变小

练习22、（02上海卷）某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作

电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使氯气被完全吸收，制得有较强杀菌

能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称及消毒液的主要成分

判断正确的是（）

A、a为正极，b为负极；消毒液为NaClO和NaCl

B、a为负极，b为正极：消毒液为NaClO和NaCl

C、a为阳极，b为阴极；消毒液为HC1O和NaQ

D、a为阴极，b为阳极；消毒液为HC1O和NaCl

练习23、用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入O.lmol

C112（OH）2cO3后恰好恢复到电解前的浓度和pH（不考虑二氧化碳的溶解）。则电解过程中共转移的电子

数为（）

A、0.4molB、0.5molC、0.6molD、0.8mol

要点三电极反应式的书写方法

1、书写方法思路

（I）原电池：

①、如果题目给定的是图示装置，先分析正、负极，再根据正、负极反应规律去写电极反应式；

②、如果题目给定的是总反应式，根据介质环境、结合物料守恒、电荷守恒把总反应拆分成两个

半反应（氧化反应和还原反应）。特别需要指出的是：对于可逆电池的反应，需要看清楚“充电、

放电”的方向，放电的过程应用原电池原理，充电的过程应用电解池原理。

（2）电解池：书写电解池电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，

弱电解质要写成分子式。

例如：写出下列四个装置的电极和总反应方程式。

装置电化学装置类型电极名称电极反应总反应

Fe：()极

甲

C：()极

Fc：()极

乙

C：()极

Cu：()极

丙

C：()极

Cu：()极

T

C：()极

2、书写方法步骤

以铅蓄电池放电时的反应为例，总反应为Pb+PbO?+2H2so4=2PbSOj+2H20,电极反应式的书写步

骤如下:

负极：正极：

练习24、化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是()

A.钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe-2e=Fe2+

B.氢氧燃料电池的负极反应式：O2+2H2O+4D=4OH-

C.粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu-2e=Cu2+

D.电解饱和碳酸钠溶液时，阳极的电极反应式为：40H--4e=2H2O+O2f

练习25、银电池是近年来开发的可充电电池，具有质轻、容最大的优良特性，其性能远优于银镉电池,

对环境污染程度也小于银镉电池。目前已基本取代了银镉电池。氢银电池的总反应式是

H2+2NiO(OH)2Ni(OH)2

试写出放电时的电极反应式。

正极反应式：负极反应式：O

练习26、融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2c03和Na2co3的熔融盐混和物作

电解质，C0为负极燃气，空气和CO2的混和气为正极助燃气，制得在650℃卜.工作的燃料电池。完

成有关的电池反应式：

负极反应式：2CO+2cCh〉―4CO2+4e-

正极反应式：；总电池反应式：。

练习27、（2010年新课林）根据右图，可判断出下列离子方程式中错误的是（)

A、

B、

C、

D、

练习28、（2010浙江）Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为:

+

2Li+FeS+2e=Li2S+Fe.有关该电池的下列中，正确的是（）

A、Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价

B、该电池的电池反应式为：2Li+rcS=Li2S+Fc

C、负极的电极反应式为Al・3e-=AF+

D、充电时，阴极发生的电极反应式为：Li?S+Fe-2e—=2Li++FeS

练习29、（201（）重庆）帆（V）及其化合物广泛应用

于工业催化、新材料和新能源等领域。全钿液流储

能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实

现化学能和电能相互转化的装置，其原理如图所示。

（1）当左槽溶液颜色逐渐由黄变蓝，其电极反应式

为,

（2）充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由_____色变

为_______色。

（3）放电过程中氢离子的作用是和

：充电时若转移的电子数为3.01x1（）23

个，左槽溶液中n（H+）的变化量为。

要点四金属腐蚀与防护

金属的腐蚀：其本质是金属原了•失去电了•被氧化的过程。

1.化学腐蚀与电化腐蚀

化学腐蚀电化腐蚀

条件金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触

现象无电流产生有微弱电流产生

本质金属被氧化较活泼金属被氧化

联系两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍

2.析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）

析氢腐蚀吸氧腐蚀

条件水膜酸性较强（pH<4.3）水膜酸性很弱或中性

电极负极

反应正极

总反应式

练习30、（08重庆卷）如题图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚儆

和NaQ的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶（离子在琼胶内可以移动），下列叙述正确的是（）

A、a中铁钉附近呈现红色B、b中铁钉上发生还原反应

C、a中铜丝上发生氧化反应D、b中铝条附近有气泡产生

3.金属防护的几种重要方法

①、改变金属内部的组成结构，将金属制成合金，增强抗腐蚀能力。

②、在金属表面覆盖保护保护层，使金属和周围物质隔离开来。

③、电化学保护法：利用电化学反应使金属钝化而受到保护，或者利用原电池反应将需要保护的

金属作为电池的正极而受到保护。

练习31、（2010山东）利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。

（I）若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于处。

（2）若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为

4.金属腐蚀速率大小

电解池阳极,原电池负极〉化学腐蚀〉原电池正极〉电解池阴极

练习32、对外加电流的保护中，下列叙述正确的是（）

A.被保护的金属与电源的正极相连B.被保护的金属与电源的负极相连

C.在被保护的金属表面.卜.发生氧化反应D.被保护的金属不发生氧化反应，也不发生还原反应

练习33、（08广东卷）下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（）

A、纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗

B、当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用

C、在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法

D、可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀

练习34、（08天津卷）下列叙述正确的是（）

A、在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应

B、用惰性电极电解Na2s04溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1：2

C、用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1mol电子转移，则生成1molNaOH

D、镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀

要点五电解原理在工业生产中的应用

1.电解精炼反应原理（电解精炼铜）

2+2+

阳极（粗铜，含Fe、Zn、C等）：Cu-2e-=Cu,阴极（纯铜）：Cu+2e-=Cu

工作一段时间后，溶液中电解质的成分，CM+的浓度0

2.电镀池：镀铜反应原理

阳极（纯铜）：Cu-2e-=Cu2+,阴极（镀件）：Cu2++2e-=Cu溶液中的Cu?+浓度保持不变。

3.氯碱工业反应原理

阳极：2Cl--2e=Cl2t，阴极：2H++2e-=H2T

2NaCl+2H2（＞B且2NaOH+H2T+Cl2T

练习35、（04全国U）电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，

装有电解液a,X、丫是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下

问题：

（1）若X、丫都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边

各滴入儿滴酚酷溶液，则电解池中X极上的电极反应为

，在X极附近观察到的现象是O

（2）丫电极上的电极反应式是_________，检验该电极反应产物的方法是

(3)如果川电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuS04溶液，则X电极的材料

是，电极反应式是，Y电极的材料是,电极反应

式是:

练习36、工业上处理含C-2。：的酸性工业废水常用以下方法:①往工业废水里加入适量的Na。，搅拌

均匀；②用Fc为电极进行电解，经过一段时间有Cr(0H)3和Fe(OH)3沉淀产生；③过滤回收沉淀，废

水达到排放标准。试回答：

(1)电解时的电极反应：

阳极,

阴极0

(2)转变成C产的离子反应方程式:o

(3)甩解过程中Cr(0H)3、Fe(0H)3沉淀是怎么产生的？

(4)能否用Cu电极来代替Fe电极？(填“能”或“不能”)，简述理由:

练习37、氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH溶液的工艺流程示意图如卜.所示，完成卜列填空:

50%NaOH溶液

(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上电极反应为,与电源负极相连的

电极附近，溶液pH(选填“不变”、“升高”或“下降

(2)工业食盐含Ca?+、Mg2+等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为

(3)如果粗盐中SO,?•含量较高，必须添加领试剂除去SO,、该钢试剂可以是。

a.Ba(OH)2b.Ba(NO?)2c.BaCh

(4)为了有效除去Ca?+、Mg2\SO?",加入试剂的合理顺序为(选填a、b、c)

a.先力□NaOH,后力□Na2co3，再加钢试剂

b.先力口NaOH,后加领试剂，再加Na