电化学原理及其应用二轮复习

(1)根据两个电极反应式，写出总反应式。使两个电极反应式 得失电子数相等后，将两式相加，消去相同的化学式。 (2)根据总反应式写电极反应式一般分四个步骤：①列物质， 标得失；②选离子，配电荷；③配个数，巧用水；④两式加，验 总式。
针对训练 1．人类活动产生的 CO2 长期积累，威胁到生态环境，其减 排问题受到全世界关注。 (1)工业上常用高浓度的 K2CO3 溶液吸收 CO2，得溶液 X， 再利用电解法使 K2CO3 溶液再生，其装置示意图如下：
CuO 或 CuCO3 入 _________________ 复 原 ， 而 Cu2 完 全放 电 之 后 ， 应 加 入
＋
Cu(OH)2 或 Cu2(OH)2CO3 复原。
(6)掌握惰性电极电解的四大类型及规律： ①电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐 (如
NaOH、H2SO4、K2SO4 等)的电解。 ______________________
2－ 2．一种熔融碳酸盐燃料电池，电池工作时，CO3 向电极正
极移动。(
)
3．由铜片、铝片和浓硝酸组成的电池，工作时正极的电极 反应式为：2H ＋NO3 ＋e ===NO2↑＋H2O。(
＋ － －
)
4．锂碘电池，该电池反应为：2Li(s)＋I2(s)===2LiI(s)则碘电 极作该电池的负极。( )
－ －
2－ 正极：2O2＋8e－＋4CO2===4CO3
(4)掺杂 Y2O3 的 ZrO3 固体电解质， 在高温下能传导正极生成 的 O2－。 根据 O2 移向负极， 在负极上 CH4 失电子生成 CO2 气体， 而
－
O2 在正极上得电子生成 O2－，电极反应式为 负极：CH4－8e－＋4O2－===CO2↑＋2H2O 正极：2O2＋8e ===4O2
热点二
电解池工作原理及应用
金属的腐蚀与防护
1．在固态金属氧化物电解池中，高温电解 H2O—CO2 混合 通电 气体制备 H2 和 CO， 总反应可表示为：H2O＋CO2=====H2＋CO ＋O2。( )
2．用铜电极电解饱和食盐水时，反应的离子方程式是 2Cl－ 通电 ＋2H2O=====Cl2↑＋H2↑＋2OH－。( )
② 对 同解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中 ______________________________________________ 。
③活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。 ④对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐 蚀的速率越快。
－ －
2．可充电电池 以铅蓄电池为基础： 研究它的负极材料 Pb， 正极材料 PbO2， 电解质 H2SO4；电池总反应 Pb ＋ PbO2 ＋ 2H2SO4===2PbSO4＋ 2H2O；
2－ 放电电极方程式：负极 Pb－2e－＋SO4 ===PbSO4
正极 PbO2＋2e ＋4H ＋SO2 4 ===PbSO4＋2H2O
等)溶液的电解。 阴极：2Cu2＋＋4e－===2Cu 阳极：4OH －4e ===O2↑＋2H2O 电解 总 反 应 化 学 方 程 式 ： 2CuSO4 ＋ 2H2O =====
－ －
2．金属的腐蚀与防护 (1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较： 类型 条件 正极反应 负极反应 析氢腐蚀 水膜呈酸性 2H ＋2e ===H2↑
阴极：4H ＋4e ===2H2↑ 阳极：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 电解 总反应化学方程式：2H2O=====2H2↑＋O2↑ (阴) (阳)
＋
－
(2)电解电解质型：无氧酸(除 HF 外)、不活泼金属的无氧酸
CuCl2 等)溶液的电解。 盐(氟化物除外)(如_______
阴极：Cu2＋＋2e－===Cu 阳极：2Cl －2e ===Cl2↑ 电解 总反应化学方程式：CuCl2=====Cu＋Cl2↑。 (阴) (阳)
－ ＋ － － 充电电极方程式：阴极 PbSO4＋2e－===Pb＋SO2 4
阳极 PbSO4－2e ＋2H2O===PbO2＋4H ＋SO2 4
－ ＋
－
在做可充电电池的问题时，要利用好总电池反应方程式的放 电过程，书写出正负极的电极方程式，利用放电和充电电极方程 式的关系，即可分析出充电的电极方程式。 二次电池解题技巧： 对于可充电电池，放电时为原电池，符合原电池工作原理， 负极发生氧化反应，正极发生还原反应；外电路中电子由负极流 向正极，内电路中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 可充电电池充电时为电解池，阳极发生氧化反应，阴极发生 还原反应；充电时电池的“＋”极与外接直流电源的正极相连， 电池的“－”极与外接直流电源的负极相连。
电解池中电极反应式的书写步骤：
针对训练 2．A、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 阴离子 Na＋、K＋、Cu2＋
2－ SO4 、OH－
热点三
燃料电池和可充电电池
1．某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示，该装置 能将 H2O 和 CO2 转化为 O2 和燃料(C3H8O)。下列说法正确的是 ( )
A．该装置将化学能转化为光能和电能 B．该装置工作时，H＋从 b 极区向 a 极区迁移 C．每生成 1 mol O2，有 44 g CO2 被还原 D．a 电极的反应为：3CO2＋16H －18e ===C3H8O＋4H2O
＋ －
2．(2015· 新课标全国Ⅰ)微生物电池是指在微生物的作用下 将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微 生物电池的说法错误的是( )
3．以 CuSO4 溶液为电解质溶液进行粗铜(含 Al、Zn、Ag、 Pt、Au 等杂质)的电解精炼，溶液中的 Cu2＋向阳极移动。( )
4．电解 NaCl 溶液得到 22.4 L H2(标准状况)，理论上需要转 移 NA 个电子。(NA 阿伏加德罗常数)( )
5．镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈。 ( )
经典例题 例 3 (2015· 江苏)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意图。下 )
A．正极反应中有 CO2 生成 B．微生物促进了反应中电子的转移 C．质子通过交换膜从负极区移向正极区 D．电池总反应为 C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O
1．燃料电池 不同“介质”下燃料电池电极反应式的书写，大多数学生感 到较难。主要集中在：一是得失电子数目的判断，二是电极产物 的判断。 下面以 CH4、 O2 燃料电池为例， 分析电极反应式的书写。 (1)酸性介质，如 H2SO4。 CH4 在负极上失去电子生成 CO2 气体，O2 在正极上得到电 子，在 H＋作用下生成 H2O。电极反应式为 负极：CH4－8e－＋2H2O===CO2↑＋8H＋
－ －
(3) 放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐 ( 氟化物除外 )( 如
NaCl、MgBr2 溶液的电解。 ______________)
阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 电解 总反应化学方程式：2NaCl＋2H2O=====
CuSO4、AgNO3 (4)放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐 (如______________
正极：2O2＋8e ＋8H ===4H2O (2)碱性介质，如 KOH 溶液。
2－ CH4 在负极上失去电子， 在碱性条件下生成 CO3 ， 1 mol CH4
－
＋
失去 8 mol e ，O2 在正极上得到电子生成 OH ，电极反应式为
－ 负极：CH4－8e－＋10OH－===CO2 3 ＋7H2O
5．以 CO 和 O2 构成的碱性燃料电池的负极反应式为 CO＋ 4OH －2e ===CO2 3 ＋2H2O。(
－ － －
) )
6．多孔碳可用作氢氧燃料电池的电极材料。(
1．明确原电池构成的条件
2．原电池正负极判断方法 (1)根据构成原电池两极的电极材料判断，一般是较活泼的金
负极 ，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为_____ 正极 ； 属为_____
【特别注意】 铁作阳极溶解生成 Fe2 ，而不是 Fe3 ；如果
＋ ＋
是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺 序为：_______________________。
Ag >Hg2 >Fe3 >Cu2 >H >Pb2 >Fe2 >H (水)
＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋
S2－>I－>Br－>Cl－>OH－(水)
6．钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极被氧化：Fe－3e ===Fe3
－ ＋
。(
)
1．电解原理 (1)判断电解池阴、阳极：与电源正极相连的为阳极，与电源 负极相连的为阴极；两极的反应为“阳失氧阴得还”。 (2)分析电解质溶液中离子种类及离子移向：阳离子移向阴 极，阴离子移向阳极。 (3)注意放电顺序及电极产物的判断： ①阳极产物的判断首先看电极，如果是活泼金属作阳极，则 电极材料失电子，电极溶解。
专题十
电化学原理及其应用
[考纲要求] 1.了解原电池和电解池的工作原理， 能写出电极 反应式和电池反应方程式。 2.了解常见化学电源的种类及其工作 原理。3.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。
热点一
原电池工作原理及应用
1．微生物电池工作时，质子通过交换膜从负极区移向正极 区。( )
②阴极产物直接根据阳离子的放电顺序进行判断：
_______________________________________
(4)书写电极反应，注意得失电子守恒。 (5)电解后恢复原状态措施： 电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法 分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情 况，如用惰性电极电解 CuSO4 溶液，Cu2＋完全放电之前，可加