电化学(原创)

1、第六讲 电化学（一） 原电池 一原电池1.概念：把 转化为 的装置2 .实质： 。3.原电池构成条件(1)两个 的电极(常见为金属或石墨)(2)将两极插入 中(3)两电极间构成 (4)能自发发生 【例1】以下面两个原电池为例，书写电极反应。负极： 正极： 总反应： 负极： 正极： 总反应： 盐桥XYACuSO4溶液电流计Ag4.双液原电池的特点:（1）盐桥中装有 等溶液和琼脂制成的胶冻(2）盐桥的作用： 平衡电荷,使原电池不断产生电流。（3）双液原电池的优点： 5正、负极的判断负极： 正极： 6.小结：（1）负极：一般为 金属， 电子发生 反应 正极：一般为活泼性 的金属或 ， 电子发生 反应

2、（2）电子流向：从 极（Zn）经外电路流向 极（Cu）；电流方向：从 极（Cu）流向 极（Zn）（3）电解质溶液离子流向：阳离子： 阴离子： 7. 原电池的设计： 从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池根据电池反应设计原电池：（三部分导线）(1)负极为的金属（即化合价的物质）；(2)正极为的金属或 ；(3) 电解质溶液含有离子（即化合价的物质）。练习1、某原电池总反应离子方程式为2Fe3+Fe3Fe2+，能实现该反应的原电池是（ ）A、正极为铜，负极为铁，电解质溶液为氯化铁溶液B、正极为铜，负极为铁，电解质溶液为硝酸亚铁溶液C、正极为铁，负极为锌，电解质溶液为硫酸铁溶液D、正极

3、为银，负极为铁，电解质溶液为硫酸铜溶液2、下列各变化中属于原电池反应的是（ ）A在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化C红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层 D浓硝酸比稀硝酸更能氧化金属铜3、100mL浓度为2mol/L的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的量，可采用的方法是（ ）A、 加入适量的6mol/L的盐酸 B、 加入数滴氯化铜溶液C、加入适量蒸馏水 D、加入适量的氯化钠溶液4下列制氢气的反应速率最快的是A纯锌和1mol/L 硫酸； B纯锌和18 mol/L 硫酸； C粗锌和 1mol/L 盐酸；D粗锌和1mol/L 硫酸

4、的反应中加入几滴CuSO4溶液。5下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中乙溶解，甲上有H2气放出；B.在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多；C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极； D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；二、常见的化学电源：1一次电池碱性锌锰干电池 负极材料是 ，正极是 . 负极反应： ； 正极反应： ； 电池总反应：Zn2MnO22H2O = 2MnOOHZn(OH)2 2二次电池(可充电电池) 铅蓄电池是常见的二次电池，负极材料是 ，正极材料是 .(1)放电时的反应 负极反应： 正极反应： 电池总反应：PbPbO22H2SO4 = 2P

5、bSO42H2O(2)充电时的反应 阴极反应： 阳极反应： 电池总反应：2PbSO42H2O = PbPbO22H2SO43燃料电池（1）若以KOH溶液为电解质溶液 负极： ； 正极： 总反应方程式： （2） 若以H2SO4为电解质溶液 负极： ； 正极： 总反应方程式： 二、新型化学电源 1、海水电池 1991年我国首创以铝海水为能源的新型电池，用作航海标志灯，该电池以取之不尽的海水作为电解质，靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流，电极反应式为： 负极： _ 正极： 总反应方程式： 2、银锌电池纽扣式电池 它是用不锈钢制成的一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，形似纽扣，盒内正极壳一端填充由氧

6、化银和石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充由锌汞合金组成的负极活性材料，电解质溶液为氢氧化钾浓溶液， 总的化学方程式：H2O+Ag2O + Zn = Zn(OH)2 +2Ag 负极： ； 正极： 3、燃料电池（1）今有甲烷、空气、氢氧化钾溶液构成燃料电池，则负极通入气体是_，正极通入气体是_，电极反应式为：负极_ _ 正极_， 电池反应为 _（2） 如把KOH改为稀H2SO4作电解质，则电极反应式为？负极：_ 正极_; （1）和（2）的电解液不同，反应进行后，其溶液的pH 有何变化 _ 练习 1、阿波罗号宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为：2H2+O2=2H2O，电解质溶液为KOH溶

7、液，反应保持在较高温度，使水分蒸发，则下列叙述正确的是（ ） A、此电池能发出蓝色光焰 B、H2为正极，O2为负极 C、工作时，电解质溶液的pH不断减小 D、电极反应式为： 负极 2H2+4OH4H2O+4e 正极 O2+2H2O+4e4OH2、下图2004年批量生产的笔记本电脑所用甲醇燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子（H+）和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另外一极与氧气反应，电池总反应为2CH3OH+3O22CO2+4H2O下列说法正确的是（ ） A、左电极为电池的阴极，a处通入的物质是甲醇 B、右电极为电池的负极，b处通入的物质是空气 C、负极反应式：CH3OH+H2

8、O CO2+6H+6e D、正极反应式：O2+2H2O+4e 4OH- 3、以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为 _；放电时，CO32移向电池的 _（填“正”或“负”）极。4、有甲乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片和铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol/L的硫酸溶液，乙同学将电极放入6mol/L的氢氧化钠溶液中，如图所示（1）写出甲电池中正极的电极反应式 _ （2）写出乙池中负极的电极反应式 ： 负极： 总反应的离子方程式： _（3）如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则

9、构成负极材料的金属活泼”，则甲会判断出 活动性更强，而乙会判断出 活动性更强（填名称）（4）由此实验，可得到如下哪些正确结论（ ） A、利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质 B、镁的金属性不一定比铝的强 C、该实验说明金属活动性顺序表已过时，已没有利用价值 D、该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析（5）上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序表判断原电池中的正负极”这种做法 _（填“可靠”或“不可靠”）。如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案 _（如可靠，可不填）（二） 电解一、电解原理：1、定义：电解池是 2、实质：3构

10、成条件： 、 以及 4、 电解熔融的氯化钠阳极 阴极 总反应 5、 电解氯化铜溶液 溶液中_离子向阳极移动_离子向阴极移动，阳极_阴极_总反应_6小结（1） 电极名称：（2） 电极反应：（3） 电子流向：（4） 离子迁移方向：7、电解规律：（1）电极材料A.惰性电极（C、Pt、Au）：不管做阳极还是阴极，都只起导电作用，本身不参与反应B.活性电极（除C、Pt、Au外的其他金属）：做阴极时，只起导电作用，本身不参与反应；做阳极时，除起导电作用外，还失电子，参与电极反应（2） 阴离子在 极放电，常见阴离子的放电顺序是 阳极材料是活性电极时，阳极本身优先失电子被氧化（3） 阳离子在 极上放电，常见的

11、阳离子的放电顺序是 2、 电解原理的应用1.电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气（氯碱工业）下图表示一个电解池，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。若X、Y都是惰性电极，a是NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则 电解池中X极上的电极反应式为 在X极观察到的现象是 原因是 Y电极上的电极反应式为 检验该电极反应产物的方法是 2、 铜的电解精炼粗铜中含有的杂质 等。阳极 阴极 电解液 电解时电解质溶液中Cu2+的浓度 ，阳极质量 ，阴极质量 ，两极质量改变是否相等 。 3、 电镀 阳极 阴极 电镀液 例如铁制品上镀铜，若用铜作阳极，则阳极反应式为 阴极反应

12、式为 ，电镀液中Cu2+的浓度 4、酸、碱、盐溶液的电解规律表（惰性电极）电 解 质类 别电 解对 象实 例浓度变化PH复原所加物质强碱NaOH含氧酸H2SO4氢前金属含氧酸盐Na2SO4无氧酸（HF除外）HCl氢后金属无氧酸盐CuCl2氢前金属无氧酸盐NaCl氢后金属含氧酸盐CuSO4练习通电1、某同学按图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是 （ ） A、电解初期，主要反应方程式为 Cu + H2SO4 CuSO4 + H2B、电解过程中，铜电极上有H2产生C、电解一定时间后，石墨电极上不会有铜析出D、整个电解过程中，H+ 浓度不断增大稀H2SO4石墨Cu Cu u2 、下列关于铜电极的

13、叙述，正确的是 （ ） A 铜锌原电池中铜是负极 B用电解法精炼铜时，粗铜作阴极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3、关于电解NaCl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，溶液呈棕黄色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4、用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（ ）A. 电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变B. 电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH减小C. 电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的

14、物质的量之比为12D. 电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1 15、金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe2+Ni2+Cu2+） ( )A阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2+ + 2eNiB电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+ 和Zn2+D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt6、在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是()A锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子B铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子C铁作阳极，

15、镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子D锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子7、用惰性电极电解饱和食盐水，当电源提供给0.2 mol电子时停止通电。若此溶液体积为2 L，则电解液中c(OH)为()A0.3 mol·L1 B0.2 mol·L1C0.1 mol·L1 D0.05 mol·L18、以惰性电极电解CuSO4溶液，若阳极上产生气体的物质的量为0.010 0 mol，则阴极上析出Cu的质量为()A0.64 g B1.28 gC2.56 g D5.12 g9、如图所示，甲、乙为相互串联的两电解池。(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A电极名称为_极，

16、电极材料是_，电极反应式为_，电解质溶液可以是_。(2)乙池中Fe极电极反应式为_，若在乙池中滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，Fe极附近呈_色。 10如下图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。回答下列问题：（1）Pt为_极，Cu为_极（2）b极的电极反应式是_（3）电解过程中CuSO4溶液的pH_（4）Pt极上有6.4 g Cu析出时，b极产生(标准状况)气体体积是_11下列各组溶液电解一段时间后，再加入相关物质，溶液能恢复原状况的是()电解质溶液阳极阴极加入的物质ANaCl溶液碳铁盐酸BNaOH溶液碳碳水C硫酸铜溶液碳铜硫酸铜D硫酸铁碳H2O（三）金属的腐蚀与防护1金

17、属腐蚀(1)概念：金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。(2)金属腐蚀分类：化学腐蚀：电化学腐蚀：(3) 用铝制饭盒盛放醋酸，一段时间后，饭盒被腐蚀，该种腐蚀属于 ；若用铝饭盒盛放食盐(含水时)，一段时间后，饭盒被腐蚀，这种腐蚀属于 ，反应原理是(写电极反应式和总反应式)：负极：_，正极：_，总反应_2钢铁的电化学腐蚀根据钢铁表面水溶液薄膜的酸碱性不同，钢铁的电化学腐蚀分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀 (1) 析氢腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时，腐蚀过程中有H2放出。Fe是负极，C是正极。负极：Fe2e=Fe2；正极：2H2e=H2；总反应：Fe2H=Fe2H2。(2) 吸氧

18、腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液呈中性或呈弱酸性并溶有O2时，将会发生吸氧腐蚀。负极：2Fe4e=2Fe2；正极：2H2OO24e=4OH；总反应：2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2。3. 金属的防护金属防护的方法：(1)改变金属的内部结构，增强其本身的抗腐蚀能力，成为耐腐蚀金属；(2)在金属表面覆盖油漆、镀层金属、氧化膜等保护层。(3)牺牲阳极保护法(4)外加直流电源的阴极保护法练习1下列关于金属的防护方法的说法不正确的是()A我们使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用B给铁件通入直流电，把铁件与电池负极相连接C轮船在船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阳极的阴

19、极保护法D钢铁制造的暖气管管道外常涂有一层较厚的沥青2下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是()A钢管与电源正极连接，钢管可被保护B铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀C钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀D钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe3e=Fe33如图装置中，U形管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和醋酸溶液，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Fe2e=Fe2Da试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀4为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是()A在精密机床的铁

20、床上安装铜螺钉B在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中C在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里D在地下输油的铸铁管上接直流电源的正极（4） 电化学知识综合1、烧杯A中盛放0.1 mol/L的H2SO4溶液，烧杯B中盛放0.1 mol/L的CuCl2溶液(两种溶液均足量)，组成的装置如图所示。下列说法不正确的是()A. A为原电池，B为电解池BA为电解池，B为原电池C当A烧杯中产生0.1 mol气体时，B烧杯中产生气体的物质的量也为0.1 molD经过一段时间，B烧杯中溶液的pH增大2、如图所示，将两烧杯中电极用导线相连，四个电极分别为Mg、Al、Pt、C。当闭合开关S后，以下表述正确的是()A电流表指针不发生偏转BAl、Pt两极有H2产生C甲池pH减小，乙池pH不变DMg、C两极生成的气体在一定条件下可以恰好完全反应3、铅蓄电池的工作原理为： PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。研读下图，下列判断不正确的是()A. K 闭合时，d电极反应式：PbSO42H2O2e=PbO24HSOB. 当电路中转移0