电化学基础专题复习学案(带答案)

电化学基础专题 复习学案（带答案）

【知识要点】

要点一、原电池原理： 将化学能转化为电能的装置

☆ 1.原电池构成条件： ①

两个活动性不同的电极 （可以是金属材料，也可以是导电的非金属材料石墨）；②将电极插入电解质溶液中; ③形成闭合回路 ；④

能自发的进行的氧化还原反应。

易错点：1、原电池正负极的判断 2、原电池电极反应式以及总电池反应方程式书写 ★温馨提示：注意构成原电池电解质溶液与电极反应类型

（D ）例1.已知能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计原电池的是

负极：Cu-2e-=Cu 2+ （氧化反应） 正极：2Fe 3++3e-=2Fe

（还原反应） 总反应：Cu+2Fe 3+=Cu 2++2Fe

要点三、☆判断电极金属活泼性

(B )例5.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

A.

C (s ) +CO 2(g)==2CO(g)

B. NaOH(aq)+HCI(aq)==NaCI(aq)+H 20(1) △ H<0

C. 4HNO 3(aq)==4NO 2(g )+O 2(g)+2H 2O (I )

D. 2C 2H 6(g)+7O 2(g)===4CO 2(g)+6H 2O(l) △ H<0

(D )例2.将纯锌片和纯铝片按图示

1方式插入同浓度的

溶液中一段时间，以下叙述正确的是 △ H>0

△H<0

NaOH

A .两烧杯中铝片表面均有气泡产生

B ?甲中铝片是正极，乙中锌片是负极

C .两烧杯中溶液的pH 均增大

D .产生气泡的速度甲比乙快

★温馨提示：1、（含有盐桥的原电池）盐桥作用： ①平衡两个烧杯中电解质溶液阴、阳离子电荷；

移动方向（记忆：原电池 阴离子移向负极，阳离子移向正极 （C ）例3.有关图2所示原电池的叙述不正确的是

KCl 饱和溶液）

Z 锌片做原电池的负极

取出盐桥后，电流计不发生偏转

反应中，盐桥中的 Cl -会移向CuSO 溶液

反应前后铜棒的质量增加

温馨提示：利用氧化还原反应设计原电池 还原性强物质（①活泼

金属（Mg Al 、Fe ） 流出T 发生氧化反应； 氧化性强的物质 （Ag +、Fe 3+、Cu 2+、H ； O T 电子流入T 发生还原反应。

☆设计原电池以及电极反应和总反应的书写

②构成闭合的回路。

判断盐桥中 K +、C 「离子

A 、

B 、 D 、 ②燃料（CH 、CH 、甲醇、乙醇、肼（N 2H4）） T 负极T 电子

Cl 2、HNO 等）T 正极（惰性电极（包括铂电极、石墨电极）

）

（包括化学方程式和离子方程式）

例4.以卩￡+和Cu 反应（印刷电路板）设计原电池（要求包含盐桥）画出装置图，并标明正负极以及书写电极反应、 反应类型。

要点二、

2

、

中装有含琼胶的

（盐桥

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>X

B . Z> Y > W>X C. W>Z> Y >X D . X >Y >Z> W

要点四、☆化学电源与燃料电池将氢气、.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氢氧燃料电池以氢气为燃料，氧气为氧化剂，铂做电极，使用酸性电解质。它的的工作原理：负

极：2H 2-4e _=4H +正极：4H ++ O2 + 4e — 2H2O

⑵碱性氢氧燃料电池(以KOH溶液为电解质)：

2H2+O2==2H 2O

负极：2H2-4e-+4OH -=4H 2O总电池反应:

⑶甲烷燃料电池（KOH做电解质）

2

负极:_CH4-8e+ 10OH =C03 -+H20 正极：4H g O + 2O?+ 8e J 80H :

电池总反应式为：CH4+2O2+2KOH=K 2CO3+3H2O 。

(4)高能燃料肼(N2H4)—。2—硫酸溶液构成燃料电池：

负极：N2H 4-4 e =N2+4H 总电池反应：N2H4+O 2=N 2+2H 2O。

(B)例6.—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(1)+CO2(g)+2H (aq)+2e

B. O2(g)+4H (aq)+4e =2出0(1)

+ ———

C. CH3OH(g)+H 2O(1)=CO2(g)+6H (aq)+6e D . O2(g)+2H 2O(1)+4e =4OH

(D )例7.—种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通丙烷(C3H8)和氧气，其中某

」电极反应为：C3H8+26OH -+20e-==3CO32-+17H2O.有关此电池的推断错误的是

A. 通氧气的电极为正极

B.参加反应的C3H8与。2的物质的量之比为1：5

C ?放电一段时间后，负极附近溶液的P H减小

D ?放电一段时间后，电解质KOH物质的量浓度不变

要点五、☆电解原理：电解池是将电能转化为化学能的装置，在电解池中，阳极发生氧化反应、阴极发生还原反

应。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(金属活动顺序表Ag以前的金属)，则电极材料失电子，电

极溶解。如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中的阴离子的失电子能力。阴离子放电顺序如下：S2—> I—> Br— > Cl— > OH — > SO 2"> NO -

②阴极产物的判断：直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序：

Ag+>Hg2+> Fe3+> Cu2+> H+> Pb2+>Sn2+> Fe2+>Zn2+> Al3+> Mg 2+>Na+> Ca2+> K+

(C )例8.pH = a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH > a，则该电解质可能

是

A . H2SO4 B. AgNO 3C. NaClD . Ba(NO3)2

(D )例9 ?用Pt电极电解含有各0.1molCu2+和X3+的溶液，阴极析出固体物质的质量m(g)与溶液中通过电子的

物质的量n(mol)的关系见图示。则离子的氧化能力由大到小排列正确m/g 的

A . Cu2+>X3+> H+B. H +>X3+>Cu2+八 --

C. X3+> H+> Cu2+

D. Cu2+> H +>X3+1

要点六、☆(惰性电极)电解电解质溶液的类型| T , ■- ■— : I

H 2SO 4 阳：4OH -4e ====2H 2O+O 2 K

水 增大 减小 水 Na 2SO 4

水

增大 不变 水 电解电 解质 HCI 电解质电离出的阴阳离子分别

在两极放电 电解质 减小 增大 氯化氢 CuCl 2 电解质 减小 一 氯化铜 放H 2 NaCI 阴极：H 2O 放H 2生碱 电解质 生成新 增大 氯化氢 放。2

CuSO 4

阴极：电解质阳离子放电

电解质 生成新 减小

氧化铜

(D )例用石墨电极持续电解下列溶液(电流强度不变)

，

电

解

后

溶

液

的

变小的是

(1)

HCI (2)H 2SO 4 (3)NaOH (4)Na 2SO 4 (5)CuSO 4 (6)KCI

A ?⑴(2)(5)

B.(3)(4)(6)

C.(4)(5)(6)

D.(2)(5)

(B )例11.关于电解饱和食盐水(NaCI 水溶液)，下列叙述正确的是

A. 电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠

B.

若在阳极附近的溶液中滴入 KI 试液，溶液呈棕色

C. 若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色

D. 电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性

要点七、☆电解原理的应用

(1) 电解精炼铜：粗铜作阳极，精铜作阴极，CUSO 4溶液作电解质溶液。电解时，发生如下反应：阳极Cu-2e=Cu 2+ (主要)，阴极

Cu 2++2e=Cu 。阳极泥中存在金、银等不活泼的贵重金属，阴极得到纯铜。

(2)

电镀铜：精铜作阳极，镀件金属作阴极，硫酸铜(或其他可溶性铜盐)溶液作电解质溶液，从理论上讲电

镀时电解质溶液组成、浓度和质量不变化。电极反应：阳极 Cu-2e=Cu 2+，阴极Cu 2++2e -=Cu 。

(3) 氯碱工业：阳极 2CI --2e -=Cl 2f,阴极 2H ++2e -=H 2f

"「宀

电解

一

总反应2NaCl+2H 2O

2NaOH+H 2T +Q f 反应条件：直流电)(4)冶炼金属：电解熔融电解质，可炼得活泼

金属。如：K 、Na 、Ca 、Mg 、Al 等金属可通过电解其熔融的氯化物或氧化物制得。如电解冶炼铝：总反应式为：

电解

2Al 2O 3

4Al+3O 2 K

例12?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 、Y 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 、Y 都是惰性电极，a 是饱和NaCI 溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则

① 电解池中X 极上的电极反应式为 2H ++e -=H 2 K ；在X 极附近观察到的现象 色。 ② Y 电极上的电极反应式为

2CI —— 2e -=CI z _±;检验该电极反应产物的方法

淀粉碘化钾试纸检验，试纸变蓝，证明生成产物为氯气

。

_

电解

③ 写出总的电解反应离子方程式

2C 「+2H 2O

2OH '+H 2 K +CI 2 K 。

(2) 如要用电解方法精炼粗铜，电解液 a 选用CuSO 4溶液，则 ① X 电极的材料是 纯铜，电极反应式是

Cu — 2e -=Cu 2+。

② Y 电极的材料是粗铜，电极反应式是 Cu 2++2e "= Cu 。

(说明：杂质发生的电极反应不必写出) 要点八、☆金属的电化学腐蚀

(1)

化学腐蚀 是金属与接触到的物质直

接反应，金属直接被腐蚀，无电流产生，如

Fe 与CI 2

(2) 电化学腐蚀 是不纯金属接触到电解质溶液发生原电池反应，较活泼金属被腐蚀有电流产生。 (3)

电化学腐蚀：举例钢铁生锈(析氢腐蚀、吸氧腐蚀)

电化学腐蚀 析氢腐蚀

吸氧腐蚀

条

件

水膜呈酸性

水膜呈弱酸性或中性

电极 负极(Fe 极)

Fe + 2e 「= Fe 2+ Fe + 2e 「= Fe 2+

是溶液变红

是用湿润的

反应正极(

C极) 2H ++e「=H2f Q+4e「+2H2O=4 OH-

总反应Fe+2H+= Fe2++ H2f2Fe+2H2O+O=2Fe(OH) 2

联系

★温馨提示：析氢腐蚀主要发生在强酸性环境中，而吸氧腐蚀发生在弱酸性或中性环境中。

(C )例13 .钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是()

A. 2H++ 2e = H2

B. Fe2++ 2e = Fe

C. 2H2O + 02+ 4e = 40H

D. Fe'++ e = Fe2+

(C )例14 .钢铁在锈蚀过程中，下列6种变化可能发生的是

①、Fe直接由0价转化为+3价②、Fe有+2价转化为+3价③、Q被还原

④、Fe(0H)3失水形成Fe2Q?H2O ⑤、杂质碳被氧化除去⑥、有H2产生

A.①②④⑤

B.③④⑤

C.②③④⑥ D①②③④⑤

★温馨提示：金属腐蚀快慢的规律

①电解池的阳极腐蚀 > 原电池负极腐蚀 > 化学腐蚀>有防护措施的腐蚀

②对于同一种金属，腐蚀的快慢：强电解质> 弱电解质> 非电解质

③两种金属活泼性差别越大，腐蚀越快。如：Zn—Fe原电池，Zn—Cu原电池后者腐蚀更快。

(D )例15.如图各容器中盛有海水，铁在其中腐蚀时由快到慢的顺序是

A.③〉②'④〉① B .②>? '③〉④C .④'②〉③>? D.④〉②'①〉③(B )例16.下列关于金属腐

蚀的叙述正确的是

A. 金属在潮湿情况下的腐蚀实质是M+nHO====M(OH n+ - H2 f

B. 金属的化学腐蚀实质是M-ne-* M+,

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

要点九、☆有关电化学(原电池、电解池)转移电子计算

(D )例17 .把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，

析出钾、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 : 2

(D )例18?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0.1mol Cu(OH) 2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移的电子数为

A . 0.1mol B. 0.2mol C. 0.3mol D. 0.4mol

(A )例19?甲、乙两个电解池均以Pt为电极，且互相串联，甲池中盛有AgNO3溶液，乙池中盛有一定量的

某盐溶液。通电一段时间后，测得甲池中电极质量增加 2.16g，乙池中电极上析出0 .64g金属,则乙池中溶质可

能是(A)

A . CuSO4

B . MgSO4

C . Al(NO 3)3

要点十、☆原电池和电解池的综合应用

例20.右图3所示的装置：

(1 )当A键断开，B、C两键闭合时，

甲为原电池池，乙为原电池池。

(2)若将乙池中铁电极也换为铜电极，同时断开B、C两键, 则甲为原电池-池，其中Cu电极为_负_极,电极反应式__2H ++e-=H? f _,乙为___________________________ 电解池池，其中左端Cu电极名称D . AgNO 3

Zu

■ _ b r s*?r s B r r s

Zn Fe

v-闭合A键,

阳极稀HuSW CuSt熔峽

甲乙

⑴ ⑵ ⑶ ⑷

上* J

候，想想是否有必要为不值得的人生气？有必要为不值得的事闹心？好好吃饭，好好睡觉，好好养老，好好花钱就可以了。你好好的，家人好好的，一切也就好好的了！当你计较的时候，想想人在世间走，本是一场空，何必处处计较

电极反应式 __________ Cu-2e -=C 『_ _____ ; (3)

工作一段时间，甲中电解质溶液

PH 值__增大_ (填增大、减小、或不变)。

例21.燃料电池具有广阔的发展前途，

科学家近年研制出一种微型的燃料电池，

采用甲醇取代氢气做燃料可以简

化电池设计，该电池有望取代传统电池。某学生在实验室利用碱性甲醇燃料电池电解

直接甲醇燃料电池的工作原理團

图4

请根据图示回答下列问题： (1)

图中a 电极是 阳极 (填 正极”、负极”、阴极”或 阳极”)。该电极上发生的电极反应式为

4OH ~4e =2H 2O+O 20

(2)

碱性条件下，通入甲醇的一极发生的电极反应式为

CH 3OH

~6e -+8OH-=CO 32-+6H 2O 。

(3)

当消耗

3.36 L 氧气时(已折合为标准状况)，理论上电解Na 2SO 4溶液生成气体的总物质的量是

0.45mol

。

(4) 25C 、101kPa 时，燃烧16g 甲醇生成CO 2和 出。(1)，放出的热量为363.26kJ ，写出甲醇燃烧的热化学方程 式：2CH 3OH(I)+3O

2

(g)=2CO 2(g)-+4H 2O 。

O)

?质千交换膜②催化层③妒散层④极板滾场

Na 2SO 4 溶液。

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候，想想是否有必要为不值得的人生气？有必要为不值得的事闹心？好好吃饭，好好睡觉，好好养老，好好花钱就可以了。你好好的，家人好好的，一切也就好好的了！当你计较的时候，想想人在世间走，本是一场空，何必处处计较