高三化学复习电化学专题

1、专题一 电化学基础考点直击：考纲内容常见高考题型1.理解原电池原理。初步了解化学电源。了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。判断原电池的电极，书写原电池电极反应式和原电池反应，分析原电池中离子的移动及浓度变化，根据给定反应设计原电池，能够分析常见的电池（二次电池、燃料电池）的工作原理。运用原电池原理解决金属腐蚀和电化学保护相关问题2.理解电解原理。了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业反应原理。判断电解池的电极，书写电解电极反应式和原电池反应，分析电解池中离子的移动及浓度变化，运用电解原理解决铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业相关问题梳理整合：一、原电池正负极的确定及电极反应式的写法1确定正负极应遵循

2、： （1）一般是较活泼的金属充当负极，较不活泼的金属或非金属或金属氧化物作正极。 （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）根据原电池反应式确定: 失电子发生氧化反应（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。2书写电极反应式应注意：第一、负极失去电子发生氧化反应；正极上，电解质溶液中的阳离子（或氧化性强的离子）得到电子；溶解在溶液中的O2得电子，发生还原反

3、应，例如钢铁的吸氧腐蚀。第二、两个电极得失电子总数守恒。第三、注意电极产物是否与电解质溶液反应，若反应，一般要将电极反应和电极产物与电解质溶液发生的反应合并写。第四、书写燃料电池电极反应式必须遵循的原则： （1）电池的负极一定是可燃性气体（如H2、CO、CH4）在失电子时，发生氧化反应，电池的正极一定是助燃性气体（如O2），在得电子时，发生还原反应。 （2）电极材料一般不发生化学反应，只起传导电子的作用。 （3）电极反应式作为一种特殊的电子反应方程式，也必须遵循原子守恒、电荷守恒的规律。 （4）写电极反应式时，一定要注意电解质是什么，其中的离子要和电极反应式中出现的离子相对应。例如：宇宙飞船上

4、使用的氢氧燃料电池，电解质溶液是KOH，其中H2为负极，O2为正极，电极反应式为：正极 O2+2H2O+4e=4OH 负极 2H2+4OH4e=4H2O 二、电解池阴、阳极的判断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。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；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。三、电解时电极产物的判断1阳极产物判断首先看电极，如果是活性电极（金属活动顺序

5、表Ag以前），则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极（Pt、Au、石墨），则要再看溶液中的离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序判断。阴离子放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根F2阴极产物的判断直接根据阳离子得电子能力进行判断，阳离子放电顺序：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+（Al3+Mg2+Na+Ca2+K+这些离子在水溶液中不放电）3镀锌。电镀条件，由于阳极不断溶解，电镀液中阳离子保持较高的浓度，故在此条件下Zn2+先于H+放电。四、原电池、电解池、电镀池之比较原电池电解池电镀池定义将化学能转变为电能的装置将电能转变为化学

6、能的装置应用电解的原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置形成条件活动性不同的两电极（连接）电解质溶液（电极插入其中并与电极自发反应）形成闭合回路两电极接直流电源两电极插入电解质溶液形成闭合回路镀层金属接电源的正极；待镀金属接电源的负极电镀液必须含有镀层金属的离子（电镀过程浓度不变）电极名称负极：氧化反应，金属失电子正极：还原反应，溶液中的阳离子或者O2得电子阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子，或电极金属失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：电极金属失电子阴极：电镀液中镀层金属的阳离子得电子（在电镀控制的条件下，水电离产生的H+、OH一般不放电）电子的流向负极导线正极电源负极导线阴

7、极电源正极导线阳极同电解池 （1）同一原电池的正负极的电极反应得失电子数相等。 （2）同一电解池的阳极、阴极电极反应中得失电子数相等。 （3）串联电路中的各个电极反应得失电子数相等。上述三种情况下，在写电极反应式时得失电子数相等；在计算电解产物的量时，应按得失电子数相等计算。五、用惰性电极电解电解质溶液时的总结类型电极反应特点电解质溶液类别实例电解对象电解质浓度PH电解质溶液复原电解水型阴极：4H+4e=2H2阳极：4OH-4e- =O2+2H2O强碱NaOH水增大增大加水含氧酸H2SO4水增大减小加水活泼金属的含氧酸盐Na2SO4水增大不变加水分解电解质型电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电

8、无氧酸（除 HF外）、HCl电解质减小增大加氯化氢不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）CuCl2电解质减小减小加氯化铜放氢生碱型阴：水放H2生碱阳：电解质阴离子放电活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）NaCl电解质和水生成新电解质增大加氯化氢放氧生酸型阴：电解质阳离子放电阳：水放O2生酸不活泼金属的含氧酸盐CuSO4电解质和水生成新电解质减小加氧化铜六、金属的腐蚀和防护金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。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

9、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（pH43）水膜酸性很弱或中性电极反应负极Fe-2e=Fe2+正极2H+2e=H2O2+2H2O+4e=4OH总反应式Fe+2H+=Fe2+H22Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2金属防护的几种重要方法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。在金属表面覆盖保护保护层，使金属和周围物质隔离开来。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。 （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

10、正极电解池阴极七、原电池、电解池、电镀池和精炼池的判断方法（1）根据题目中出现的图像判断自发/非自发 （2）根据题目中所描述的电极判断： 正极/负极原电池 阴极/阳极电解池（3）根据题目中的化学反应判断： 放电过程原电池反应 充电过程电解池反应（4）根据应用： 原电池的应用金属的腐蚀 电解池的应用电镀、精炼、电冶金【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。八、电解后pH变化判断 结合实际放电离子，通过判断H+、OH-、H2O实际变化量来判断溶液pH变化。高考常见题型小结题型一

11、：原电池（结合燃料电池、电化学腐蚀、主要考察电极反应式、电子流向、电解质离子移动方向、溶液pH的变化）m 例题1.(09广东)可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是（ ）A以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O22H2O4e4OHB以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al3OH3e-Al(OH)3C以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极例题2.(江苏卷) 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

12、是（ ）A该电池能够在高温下工作B电池的负极反应为： C放电过程中，从正极区向负极区迁移D在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下气体题型二：电解原理的运用（电极产物的判断、电极反应类型、电子转移数）例题3.(09安徽).Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，点解总反应：2Cu+H2O=Cu2O+H2O。下列说法正确的是（ ）A.石墨电极上产生氢气 B.铜电极发生还原反应C.铜电极接直流电源的负极D.当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成。例4：有甲、乙、丙三个串联的电解槽，如下图所示连接。其中电极C、D、E、F都为P

13、t片，电极G是Fe片，H是Cu片。甲池中电解液为饱和食盐水；乙池中电解液为稀硫酸；丙池中电解液为硫酸铜溶液。当接通电路一段时间后，现象如图所示。 A是 极，B是 极，C是 极，D是 极。 若向甲池中加入少许酚酞试液， 极附近显红色；若向甲池中加入少量淀粉碘化钾溶液， 极附近显蓝色。 G极上的现象是 ，H极上的现象是 ，丙池是 装置。 E极上发生 反应，电极反应式是 ；F极上发生 反应，电极反应式是 。巩固练习：1.(09福建)控制适合的条件，将反应设计成如右图所示的原电池。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Fe3+被还原 C

14、. 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，乙中石墨电极为负极2.kzy(09上海卷)右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是（ ）A生铁块中的碳是原电池的正极B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反应式是：Da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀3.(09南海卷) Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2 = 4LiCl +S +SO2。请回

15、答下列问题：(1)电池的负极材料为 ，发生的电极反应为 ；(2)电池正极发生的电极反应为 ；(3)SOCl2易挥发，实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl2，有Na2SO3和NaCl生成。 如如果把少量水滴到SOCl2中，实验现象是 ，反应的化学方程式为 ；(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是 。4.电解原理应用： 电解食盐水：电极反应式：_电镀：以铁件镀铜为例 阳极材料：_ 电极反应：_阴极材料：_ 电极反应：_电镀液：_ 精炼铜：阳极材料_ 阴极材

16、料_电解质溶液_ 5.（08全国卷）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附近分别滴加石蕊溶液，下列实验现象正确的是 ( ) A逸出气体的体积：a电极的小于b电极的B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电极附近呈红色题型三：原电池与电解池相结合（考察串联电路电极的判断、可充电电池的电极判断、电极反应式、溶液的pH变化及离子的移动方向）例题5.右图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336mL（标准状态）气体。回

17、答：（1）直流电源中，M为极。（2）Pt电极上生成的物质是 ，其质量为g。（3）电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为 2： 。（4）AgNO3溶液的浓度（填增大、减小或不变。下同） ，AgNO3溶液的pH ，H2SO4溶液的浓度 ，H2SO4溶液的pH 。（5）若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2SO4溶液为 g。电解有关计算方法： （1）串联电路中各电极得失电子数相等,即电路中通过的电量（电子总数）相等求解。通常存在下列物质的量关系H2Cl2 O2 Cu 2Ag 2

18、H+ 2OH-（2）根据电极反应式或电解方程式列比例求解巩固演练一选择题1下列有关电池的说法不正确的是()A手机上用的锂离子电池属于二次电池B铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D锌锰干电池中，锌电极是负极2中学阶段介绍的应用电解法制备的物质主要有三种：一是铝的工业制备、二是氯碱工业、三是金属钠的制备。下列关于这三个工业生产的描述正确的是()A电解法制金属钠时，负极反应式为Nae=NaB电解法生产铝时，需对铝土矿进行提纯，在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两性C在氯碱工业中，电解池中的阴极产生的

19、是H2，NaOH在阳极附近产生D氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了NaCl，在电解时它们的阴极都是Cl失电子3为体现“城市让生活更美好”的主题，上海市政府承诺世博园区内交通“零排放”、园区周边交通“低排放”。2010年4月15日新能源车交车仪式在世博园举行，该车装着“绿色心脏”质子交换膜燃料电池，其工作原理如图所示，下列叙述正确的是()A通入氧气的电极发生氧化反应B通入氢气的电极为正极C总反应式为O22H22H2OD正极的电极反应式为O24H4e=2H2O4目前市场上的手提应急灯，主要用的是“无液干粉”铅酸蓄电池，其原理是将强腐蚀性的浓硫酸灌注到硅胶中，使电解质溶液不易发生泄漏，大大改善了电池的性

20、能。所用的原料仍然是PbPbO2H2SO4，下列关于该铅酸蓄电池的说法正确的是()A充电时，电源的正极接蓄电池标“”的一极，电池上标有“”的一极发生氧化反应B“无液干粉”铅酸蓄电池彻底改变了原来的铅酸蓄电池的原理C放电时在铅酸蓄电池的负极发生还原反应D若用此铅酸蓄电池电解饱和NaCl溶液，标准状况下制备1.12 L Cl2，电池内至少消耗H2SO4 0.10 mol5氢氧燃料电池用于航天飞船，电极反应产生的水经冷凝后可作为航天员的饮用水，其电极反应如下：负极：2H2+4OH4e 4H2O正极：O2+2H2O+4e 4OH当得到1.8L饮用水时，电池内转移的电子数约为()A1.8molB3.6m

21、ol C100mol D200mol 6下列关于金属腐蚀叙述正确的是()A金属在潮湿空气中腐蚀的实质是MnH2O=M(OH)nH2B金属的化学腐蚀的实质是Mne=Mn，电子直接转移给氧化剂C金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行D在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀（双选）7一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通乙烷和氧气，电极反应为：C2H6+18OH- -14e-=2CO32-+12H2O；7H2O+ 7/2O2+14e- =14OH-。有关此电池的推断错误的是A通氧气的电极为负极 B参加反应的O2与C2H6的物质的量之比为72 C放电一段时间后，KOH的物

22、质的量浓度将下降 D在电解质溶液中CO32-向正极移动8用铂电极电解CuCl2与CuSO4的混合溶液(浓度均为2 molL1)50 mL，当阴极析出9.6 g固体时，标准状况下阳极得到的气体是()A3.36 L B2.8 L C6.72 L D4.48 L9、我国拥有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（设NA代表阿伏加德罗常数）()A该氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源B该电池工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变C该氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D用该电池电解CuCl2溶液，产生

23、 2.24 LCl2（标准状况）时，理论上有0.1NA电子转移10、最新研制的一种由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池。下列有关此电池的叙述错误的是 ()A、正极电极反应：O2+2H2O+4e= 4OHB、负极电极反应：CH3OH+8OH6e=CO32+6H2OC、电池在使用过程中电解质溶液的pH升高D、当外电路通过0.6 mol电子时，理论上消耗甲醇3.2 g二、非选择题11A、B、C三种强电解质，它们在水中电离出的离子如下表所示：阳离子Na、K、Cu2阴离子SO、OH下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放250 mL足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液，电极均为石墨电

24、极。接通电源，经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了8 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图如上。据此回答下列问题：(1)M为电源的_极(填写“正”或“负”)，电极b上发生的电极反应为_。(2)计算电极e上生成的气体在标准状况下的体积：_。(3)乙烧杯的电解反应方程式为_；此时乙烧杯中溶液的pH_。 (4)若经过一段时间后，测得乙中c电极质量增加了m g时，要使丙恢复到原来的状态，具体操作是_。12(1)已知298 K时，1 mol C2H6在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出热量1 558.3 kJ。写出该反应的热化学方程式：_。(2)利用该反应设计一个燃料电池：用氢氧化

25、钾溶液作电解质溶液，用多孔石墨作电极，在电极上分别充入乙烷和氧气。写出负极的电极反应式：_。(3)在如图实验装置中，石墨棒上的电极反应式为_；如果起始时盛有1 000 mL pH5的硫酸铜溶液(25 )(CuSO4足量)，一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到起始浓度(忽略溶液体积的变化)，可向溶液中加入_(填物质名称)，其质量约为_。 13、如图装置中,E为一只盛有AlCl3溶液的表面皿，C为铂棒、D为铁棒，X与Y为电源的电极，A、B中插入多孔的惰性电极。切断开关K1，闭合开关K2，通直流电一端时间后，A、B中液面如图所示，请回答 ：（1）标出电源的正、负极，X为 _，Y为_. （2）

26、写出电极反应：A中： _ B中： _ C中： _ D中： _ (3)电解AlCl3溶液时,下图所示的电解变化曲线合理的是( )(忽略表面皿阳极产生气体与溶液的反应)A BCD（4）若电解一段时间后，A、B中均有气体包围，此时切断开关K2，闭合开关K1，则电流指针_(是或否）偏转.若偏转写出电极反应：A中： _ B中：_ .（5）若把A气体换为甲醇，此时切断开关K2，闭合开关K1，则电流计指针也偏转.写出电极反应：A中： _ B中： _ .14、某原电池中，电解质溶液为稀H2SO4,分别向负极通入CO(或CH4、或H2S),向正极通入O2(或Cl2),试完成下列问题：(1)当分别通入CO和O2时：正极反应：_； 负极反应：_；电池总反应：_；电解质溶液pH的变化_(填“增大”“减小”或“不变”下同) (2)当分别通入CH4和O2时：正极反应：_；负极反应：_；电池总反应：_；电解质溶液pH的变化：_15、某原电池中，电解质溶液为KOH(aq)，分别向负极通入C2H4、C2H2或Al(g)，分别向正极通入O2或Cl2试完成下列问题：(1)当分别通入C2H4和O2时：正极反应：_ ；负极反应：_ ；电池总反应：_；溶液pH的变化：_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)(2)当分别通入C2H2和O2时：正极反应：_