电化学基础讲解

选修四化学反应原理电化学基础第一节原电池知识梳理：考点一原电池的工作原理：1．原电池装置中的能量转化________转化为________。

2．原电池的电极原电池的负极——______金属——发生______反应——向外电路______电子。

原电池的正极——________金属(或惰性电极如石墨)——发生______反应——______外电路提供的电子。

3．原电池的构成条件(1)能自发地发生________________。

(2)电解质溶液(构成电路或参加反应)。

(3)由还原剂和导体构成______极系统，由氧化剂和导体构成______极系统。

(4)形成__________(两电极接触或用导线连接)。

4．工作原理(以铜锌原电池为例)练习：1．下列装置可以形成原电池的是________(填字母)，并写出形成原电池的电极材料及电极反应式。

正极：__________ ________；负极：____________________。

【答案】B银片：2Ag＋＋2e－===2Ag铜片：Cu－2e－===Cu2＋2．分析下图所示的4个原电池装置，其中结论正确的是()A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑【答案】B考点二 化学电源1．碱性锌锰干电池——一次电池 负极：__Zn －2e －＋2OH －===Zn(OH)2 ____； 正极：2MnO 2＋2H 2O ＋2e －===2MnOOH ＋2OH －。

电池反应：Zn ＋2MnO 2＋2H 2O===Zn(OH)2＋2MnOOH 。

3．氢氧燃料电池(分别写出碱性介质、酸性介质中) (1)构造负极：氢气；正极：氧气；电解质溶液：氢氧化钾溶液。

(2)电极反应负极：_______________________________； 正极：_______________________________。

电池反应：______________________________。

(3)优点：______________________________________(写一条)。

(4)锌与稀硫酸反应时，要加大反应速率可滴加少量硫酸铜( )(2012海南卷—5B) (5)锂碘电池的反应为2Li(s)＋I 2(s)===2LiI(s)，则碘电极作该电池的负极( )(2012广东卷) 【答案】(1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)×2．铅蓄电池——二次电池(1)构造：负极：铅；正极：二氧化铅；电解质溶液：硫酸溶液。

(2)电极反应负极：________________________________； 正极：PbO 2＋2e －＋4H ＋＋SO 2－4===PbSO 4＋2H 2O 。

电池反应：PbO 2＋Pb ＋2H 2SO 4放电充电2PbSO 4＋2H 2O 。

(3)优点：铅蓄电池是二次电池，可多次充电，反复利用。

3．判断下列说法是否正确(对的画“√”，错的画“×”)。

(1)多孔碳可用作氢氧燃料电池的电极材料( )(2013浙江卷—7A)(2)以CO 和O 2构成的碱性燃料电池的负极反应为CO ＋4OH －－2e －===CO 2－3＋2H 2O( )(2013福建卷—11D)(3)Zn 具有还原性和导电性，可用作锌锰干电池的负极材料( )(2012江苏卷—5B)Pb －2e －＋SO 2－4===PbSO 4答案：小 48 Pb PbO2 对换注：原电池正、负极的判断(1)根据电极材料判断：相对活泼的电极作负极，相对不活泼的电极作正极。

(2)根据电子和电流流向判断：电子由负极经外电路流向正极(注意溶液中无电子移动)，电流由正极经外电路流向负极。

(3)根据电解质溶液中的阴、阳离子迁移方向判断：阳离子移向正极，阴离子移向负极。

(4)根据电极反应类型判断：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。

(5)根据现象判断：负极一般质量减少，变细；正极一般质量增加或有气泡产生。

(6)燃料电池中通入燃料的一极为负极，通入氧气的一极为正极。

4．铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正负极极板都是惰性材料，请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：(1)放电时电解液中H 2SO 4的浓度将变__________；当外电路通过1 mol 电子时，理论上负极板的质量增加______g 。

(2)在完全放电耗尽PbO 2和Pb 时，若按右图连接，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________。

4．电极反应式的书写 (1)一般电极反应式的书写列物质标得失——按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子的数目看环境配守恒——电极产物在电解质溶液的环境中应能稳定存在(如碱性介质中生成的H ＋应与OH －结合生成水)。

电极反应式要加以配平(遵守电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等)两式加验总式——两电极反应式相加，与总反应离子方程式对照验证第二节 电解池知识梳理： 考点一 电解池 1．电解定义在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。

2．能量转化形式 电能转化为化学能。

3．电解池 (1)构成条件①有与电源相连的两个电极。

②电解质溶液(或熔融盐)。

③形成闭合回路 4、工作原理：(2)复杂电极反应式的书写 复杂电极反应式＝总反应式－较简单一极的电极反应式如CH 4酸性燃料电池中：CH 4＋2O 2===CO 2＋2H 2O ……总反应式 2O 2＋8H ＋＋8e －===4H 2O ……正极反应式CH 4＋2H 2O －8e －===CO 2＋8H ＋……负极反应式考纲展示知识导图1.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。

2．理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。

5、阴阳极的判断：6、电极产物的判断：（根据放电顺序）阳极----氧化反应（失去电子）：阴极----还原反应（得到电子）练习：1、以铜为电极，电解下列溶液，分析阴阳极产物NaOH溶液H2SO4溶液NaCl溶液CuCl2溶液AlCl3溶液HCl 和NaCl混合溶液2、若以惰性电极电解以上溶液时，阴阳极产物又如何？3．(2015合肥一模)电解Na2SO4溶液生产H2SO4和烧碱的装置如下图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极。

测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1∶2，下列有关说法正确的是()(说明：阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过)A．a极反应式为：2H＋＋2e—===H2↑B．产物丙为硫酸C．d为阴离子交换膜D．Na2SO4溶液浓度增大【答案】B4.(2013北京卷)用石墨电极电解CuCl2溶液(见右图)。

下列分析正确的是()A．a端是直流电源的负极B．通电使CuCl2发生电离C．阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－===CuD．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体【答案】A5．下列各组物质中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是()A．HCl、CuCl2、Ba(OH)2 B．NaOH、CuSO4、H2SO4C．NaOH、H2SO4、Ba(OH)2 D．NaBr、H2SO4、Ba(OH)2【答案】C6．(2014广东卷)某同学组装了下图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其他均为Cu，则()A．电流方向：电极Ⅳ→○A→电极ⅠB．电极Ⅰ发生还原反应C．电极Ⅱ逐渐溶解D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu【答案】A7．(2014海南卷)以石墨为电极，电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。

下列说法错．误．的是()A．阴极附近溶液呈红色B．阴极逸出气体C．阳极附近溶液呈蓝色D．溶液的pH变小【答案】D考点二电解原理的应用：1、电镀：(1)概念：应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。

(2)电极材料、电镀液镀件作________，镀层金属作______，电解质溶液含镀层金属阳离子。

2、氯碱工业：(1)概念：用电解饱和NaCl溶液的方法来制取______、______和______，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。

(2)原理：阳极反应：__________________，阴极反应：___________________；总反应式：____________________________________3、精炼铜：(1)电极材料、电解质溶液粗铜板与直流电源正极相连作______，纯铜片与直流电源负极相连作______，用________________________作电解液。

(2)电极反应阳极：____________________________。

阴极：____________________________。

(3)溶液中各离子浓度的变化阴离子浓度________；阳离子中Cu2＋浓度______，Zn2＋、Fe2＋、Ni2＋等浓度________。

4、冶炼金属：钠镁铝考点三金属的腐蚀与防护1．金属腐蚀的本质金属原子____________变为____________，金属发生____________2．金属腐蚀的类型(1)化学腐蚀与电化学腐蚀(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3 ===Fe2O3·x H2O(铁锈)＋(3－x)H2O 3．金属的防护(1)加防护层。

如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。

(2)电化学防护①牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理正极：被保护的金属设备；负极：比被保护的金属更活泼的金属。

②外加电流的阴极保护法——电解原理阴极：被保护的金属设备；阳极：惰性电极。

(3)改变金属内部结构。

如制成不锈钢等。

练习：7．下面各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是()A．④>②>①>③ B．②>①>③>④C．④>②>③>① D．③>②>④>①【答案】A【答案】C答案 B6．判断下列说法是否正确(对的画“√”，错的画“×”)。

(1)钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极被氧化：Fe －3e －===Fe 3＋( ) (2013北京卷 (2)自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致( ) (2012广东卷—7C) (3)用锡焊接铁质器件，焊接处不易生锈( ) (2012海南卷—6C)(4)镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈( ) (2012江苏卷—10B) (5)钢管与电源正极相连，钢管可被保护( )(6)在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液( ) (7)生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁强( )(8)Cu 的金属活泼性比Fe 弱，故水库铁闸门上接装铜块可减缓铁腐蚀 ( ) 【答案】(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)×(6)× (7)× (8)×8．(2014广东卷节选)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成下图防腐示意图，并作相应标注。