第四章 电化学基础打印

1、第四章 电化学基础单元知识总结一、原电池、电解池、电镀池三种电化学装置的区别与联系 原电池电解池电镀池定义将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀一层其他金属的装置装置举例形成条件活泼性不同的两电极(连接)电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)形成闭合回路自发的氧化还原反应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正极，待镀金属接电源负极电镀液必须含有镀层金属的离子装置特征无电源，两极材料不同有电源，两极材料可同可不同有电源，两极材料可同可不同电极名称负极：较活泼金属正极：较不活泼金属(或能导电的非金属)阳极：与电源正极相连的极阴极：

2、与电源负极相连的极名称同电解池，但有限制条件阳极：必须是镀层金属阴极：镀件电极反应负极：金属失电子，发生氧化反应正极：溶液中的阳离子得电子，发生还原反应阳极：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：金属电极失电子阴极：电镀液中镀层金属的阳离子得电子电子流向负极正极电源负极阴极电源正极阳极电源负极阴极电源正极阳极带电粒子的移动阳离子向正极移动阴离子向负极移动阳离子向阴极移动阴离子向阳极移动阳离子向阴极移动阴离子向阳极移动是否自发自发不自发不自发主要应用金属的电化学腐蚀制造化学电源氯碱工业电冶金精炼铜增强金属抗腐蚀能力增加美观和表面硬度实质均是发生

3、氧化还原反应，两电极得失电子数相等联系原电池可以作为电解池、电镀池的电源二、金属腐蚀与保护1吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别电化腐蚀类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜酸性很弱或呈中性水膜 酸性较强 正极反应 负极反应 总反应方程式4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 = Fe2O3+3H2OFe + 2H+ = Fe2+ + H2腐蚀作用是主要的腐蚀类型，具有广泛性发生在某些局部区域内2金属的防护方法：改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如：不锈钢加 。在金属表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧

4、化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。电化学保护法：外加电源的阴极保护法:接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属作 极。牺牲阳极的阴极保护法：外加 ，构成原电池，被保护的金属作 极。三、原电池原理的应用(1)利用原电池原理可以制造出各种实用电池，即化学电源。(2)原电池原理可用于解决一些实际问题，如 某些化学反应时的速率（稀硫酸与锌反应时，常滴入几滴 溶液）；分析金属电化学腐蚀的快慢和防护方法等。(3)常见电极反应式(a)氢、氧燃烧电池（电解质溶液为KOH）：负极: 正极: (b)甲烷燃烧电池（电池负极甲烷燃烧失去电子，在碱性条件下生成的CO2与OH-反应生成CO32-和H2O, 而

5、正极是 O2得到电子而成为OH-。）负极: 正极: (c)爱迪生蓄电池：()()负极: 正极: (d)纽扣电池：n()负极: 正极: (e)铅蓄电池： 负极:正极: 四、电解原理及应用电解池是将电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，其放电顺序一般为：阳极：活性电极（银和银以前的金属）> 阴极： (1)电解精炼铜： 作阳极， 作阴极， 溶液作电解质溶液。电解时，发生如下反应：阳极 ，阴极 。 极泥中存在金、银等不活泼的贵重金属， 极得到纯铜。(2)电镀铜： 作阳极， 作阴极， 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 变化。电极反应：阳极

6、 ，阴极 ， (3)氯碱工业：阳极 ， 阴极 ， 总反应: (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：阳极反应6O2-12e-=3O2，阴极反应4Al3+12e-=4Al. 五、电化学计算的基本方法 1基本方法(1)根据电子守恒法计算 用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。(2)根据总反应式中的计量关系进行计算 先写出电极反应式，再写出总反应式或直接运用总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。(3)根据关系式计算 借得失电子守恒定律关系建立已知

7、量与未知量之间的桥梁，建立所需的关系式。如关系式：O24e4H4OH4Ag2Cu。 2解决电解问题的基本思路模式 (1)通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H和OH)。 (2)通电时：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，结合放电顺序分析谁优先放电。 (3)写电极反应式，并结合题目要求分析电解结果，如两极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH的变化等。六、强化训练1下列关于铜电极的叙述，正确的是（ ）A铜锌原电池中铜是正极 B用电解法精炼粗铜时铜作阳极C在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极 D电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极2在理论上可用于设计原电池的化学反应是（ ） A2Al(

8、s)十2NaOH(aq)+2H2O(1)2NaAlO2(aq)+3H2(g)；H <OBBa(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)BaCl2(aq)+2NH3·H2O(aq)+8H2O(1)；H >0CCaC2(s)+2H2O(1)Ca(OH)2(s)+C2H2(g)；H <0DFeCl3(aq)十3H2O(1)Fe(OH)3(s)+3HCl(aq)；H >0 3高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH，下列叙述不

9、正确的是 （ ） A. 放电时负极反应为：Zn2e-2OH- Zn(OH)2B. 充电时阳极反应为：Fe(OH)33e-5OH- FeO424H2OC. 放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化D. 放电时正极附近溶液的碱性增强4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Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1：2C.用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子转移，则生成1 molNaOHD.镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀5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

10、学腐蚀渐渐变暗生成氧化银B.当镀锡铁制品的镀层破损时，镶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6关于铅蓄电池的说法正确的是（ ）A在放电时，正极发生的反应是 Pb(s) +SO42(aq)= PbSO4(s) +2eB在放电时，该电池的负极材料是铅板C在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小D在充电时，阳极发生的反应是 PbSO4(s)+2e= Pb(s)+ SO42(aq)7镍镉（NiCd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：C

11、d + 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 + H2OB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OH-向正极移动8用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（ ）在外电路中，电流由铜电极流向银电极 正极反应为：Ag+e-=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同ABCD9天

12、津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时LiCoO2中Li被氧化，Li迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中，以LiC6表示。电池反应为:LiCoO2C6CoO2LiC6，下列说法正确的是（ ）A充电时，电池的负极反应为LiC6e = LiC6B放电时，电池的正极反应为CoO2Lie = LiCoO2C羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质D锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低10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附近分别滴加几滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是（ ）A逸出气体的

13、体积，a电极的小于b电极的B一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气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11将氢气、甲烷、乙醇等物质在氧气中燃烧时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。此种电池能量利用率可高达80%（一般柴油发电机只有40%左右），产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是 A上述燃料电池的负极反应材料是氢气、甲烷、乙醇等物质B氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供宇航员使用C乙醇燃料电池的电解质常用KOH，该电池的负极反应为:C2H5OH12e2C

14、O2+3H2OD甲烷燃料电池的正极反应为O22H2O4e4OH12固体氧化物燃料电池（SOFC）以固体氧化物作为电解质，其工作原理如图所示。下列关于固体燃料电池的有关说法正确的是（ ）A.电极b为电池负极，电极反应式为O2+4e =2O2B.固体氧化物的作用是让电子在电池内部通过C.若H2作为燃料气，接触面上发生的反应为： H2+2OH2e=2H2OD.若C2H4作为燃料气，接触面上发生的反应为：C2H4+6O212e=2CO2+2H2O13用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水（含Cl、Br、Na+、Mg2+）的装置如图所示（a、b为石墨电极），下列说法正确的是（ ）A电池工作时，正极反应式为O2 +

15、 2H2O + 4e = 4 OHB电解时，a电极周围首先放电的是Br而不是Cl，说明当其他条件相同时前者的氧化性强于后者C电解时，电子流动路径是：负极外电路阴极溶液阳极正极D忽略能量消耗，当电池中消耗0.02g H2时，b极周围会产生0.02g H214500mLkNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO)6.0mol·L1，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22.4 L气体(标准状况)，假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是()A原混合溶液中c(K)为2mol·L1 B上述电解过程中共转移2mol电子C电解得到铜的物质的量为0.5mo

16、l D电解后溶液中c(H)为2mol·L115如图所示装置中都盛有0.1mol/L的NaCl溶液，放置一定时间后，装置中的四块相同锌片，腐蚀速率由快到慢的正确顺序是()A B C D16下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b电极附近溶液呈红色。下列说法正确的是()AX是负极，Y是正极 BPt是阴极，Cu是阳极CCuSO4溶液的pH逐渐减小 DCuSO4溶液的pH不变17下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中

17、K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：电源的N端为_极；电极b上发生的电极反应为_；列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积：_；_。电极c的质量变化是_g；电解前后各溶液的pH大小是否发生变化，简述其原因：甲溶液_；乙溶液_；丙溶液_。(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？18右图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH 2K2CO3+6H2O（1）请回答图中甲、乙两池的名称。甲电池是 装置，乙池是 装置。（2）请回答下列电极的名称：通入CH3OH的电极名称是 ，B（石墨）电极的名称是 。（3）写出电极反应式： 通入O2的电极的电极反应式是:A（Fe）电极的电极反应式为:（4）乙池中反应的化学方程式为:（5）当乙池中A（Fe）极的质量增加