高三复习原电池电解池

1、优秀学习资料欢迎下载（二）化学能与电能【 1】原电池1. 定义原电池是把 _转化为 _的装置。答案： 1化学能电能2原电池的构成条件(1) 一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生 ( 一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应 ) 。(2) 二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。(3) 三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：电解质溶液；两电极直接或间接接触；两电极插入电解质溶液。3工作原理 ( 以锌铜原电池为例)电极名称负极正极电极材料_电极反应_反应类型_电子流向由 _沿导线流向 _盐桥中离子移向盐桥含饱和 KCl 溶液， _移向正极，_移向负极答案： 3锌片铜片Zn 2e =Zn

2、2Cu2 2e =Cu 氧化反应还原反应 ZnCu KCl 3. 种常见的化学电源电池负极反应正极反应总反应式一次电酸性锌锰_=2NH H 2NH 2e干电池432池( 锌锰碱性锌锰2_干电池 )Zn 2OH 2MnO 2H O 2e = 2MnO(OH)干电池2e=Zn(OH)2_ 2OH二次电Pb(s) PbO(s) _2池( 铅蓄_2HSO4(aq)= 2PbSO 4(s) _电池 )2HO(l)燃料电酸性氢氧_22池( 氢氧燃料电池_2H O=2HO优秀学习资料欢迎下载燃料电池 )_碱性氢氧 O2=2HO燃料电池_2H2_答 案 ： Zn 2e2 Zn 2MnO 2H2O=2MnO(O

3、H) Zn(OH)22 2e=ZnPb SO422e=PbSO 2H O2H 4e=PbSO PbO 4H SO=4H424422O2 4e2H24e 4H =2HO 4OH =4H2OO 4e 2HO=4OH24. 金属的腐蚀与防护（ 1）腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀金属跟接触到的物质( 如 O2、 Cl 2、 SO2不纯金属与电解质溶液接触时，发生定义等 )_ 发生 _反应而引起_反应， _的金属失电子而被的腐蚀氧化本质_电流产生_电流产生现象金属被 _( 氧化 )_金属被腐蚀 ( 氧化 )实例金属与 Cl 2、 O2 等物质直接发生化学反钢铁在潮湿的空气中生锈应实质与联实质都是金属

4、原子_电子被 _而损耗；化学腐蚀与电化学腐蚀往往系同时发生，但电化学腐蚀更普遍、危害性更大、腐蚀速率更快答案： 1直接化学原电池比较活泼无有微弱腐蚀较活泼失去氧化（ 2）铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较 _水膜酸性 _或 _正极反应_负极反应_答案：2强 很弱 呈中性2e=HO 2H O 4eFe2e22H=4OH=Fe2222Fe 4e2=2Fe（ 3）金属的防护(1) 改变金属的组成结构。 如铁中加入一定比例的铬炼制得铬钢， 具有很高的耐腐蚀性。(2) 在金属表面覆盖一层 _层，使金属与周围具有腐蚀性的气体和电解质溶液隔离，便可保护金属， 防止金属腐蚀。 如在金属表面上

5、喷漆、 电镀或覆盖搪瓷， 使表面钝化等。(3) 电化学保护法：牺牲阳极保护法：使被保护的金属设备作原电池的 _极。外加电流阴极保护法： 使被保护的金属设备作电解池 _极，与外接电池的负极相连接， 用废铁作 _极。答案： 3(2) 保护(3) 正阴阳例 1 ：判断正误 正确的打“”，错误的打“×”。1锂水电池以金属锂和钢板为电极材料，以KOH为电解质，使用时加入水即可放电；放电时 OH 向正极移动()优秀学习资料欢迎下载2镀锌层破损后对铁制品失去保护作用()3铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应()4铜的金属活泼性比铁的差，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀5碘也可用作心

6、脏起搏器电源锂碘电池的材料。该电池反应为：I 2(s)=2LiI(s)，碘电极作为该电池的正极()()2Li(s)6浸入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重()7原电池中盐桥的作用是传导电子()8原电池中负极金属的活泼性一定比正极金属的活泼性强()9可逆电池充电时，可逆电池的负极与外接电池的正极相连，其正极与外接电源的负极相连()10钢铁在吸氧腐蚀过程中，Fe 最终变成了Fe(OH)2()答案：1×2. ×3. ×4. ×5. 6. ×7. ×8. ×9. ×10. ×1(2013 ·江苏卷)Mg

7、 H2O2 电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是()A Mg电极是该电池的正极22B H O 在石墨电极上发生氧化反应C石墨电极附近溶液的 pH 增大D溶液中 Cl 向正极移动解析： Mg 电极是该电池的负极，A 错误； HO 在石墨电极上得电子，发生还原反应，B22错误；石墨电极上发生的电极反应式为：H2O2 2e=2OH，从电极反应式可以判断出，石墨电极附近溶液的 pH增大， C正确；溶液中的阴离子移向负极，D错误。答案： C2下列反应没有涉及原电池的是()A生铁投入稀盐酸中B铜片与银片用导线连接后，同时插入FeCl3 溶液中

8、C纯锌投入硫酸铜溶液中D含铜的铝片投入浓硫酸中解析： A 项生铁中含碳，投入稀盐酸中时构成原电池。B 项构成原电池。 C 项置换出铜后，构成锌铜原电池。 D 项浓硫酸不导电，不能构成原电池。答案： D3一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH 4e H2O=CH3COOH 4H 。下列有关说法正确的是 ()A检测时，电解质溶液中的H向负极移动优秀学习资料欢迎下载B若有 0.4 mol 电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气C电池反应的化学方程式为：CHCHOH O=CHCOOH HO32232D正极上发生的反应为： O2 4e 2HO=4OH解析： 本题

9、考查新型燃料电池，意在考查学生能否正确书写电极反应式。结合题意， 该电池总反应即是乙醇的氧化反应，不消耗H ，故负极产生的H 应向正极移动， A 项错误；酸性溶液中， 正极电极反应式为：O2 4e 4HO，D 项错误， 结合 D项，转移 0.4 mol电子时，消耗 0.1 mol O，即标况下的体积为=2H2.24 L，B 项错误； C 项符合题目要求，正确。2答案： C4 ( 双选 ) 如图所示的原电池，下列说法正确的是()A电子从锌电极通过电流表流向铜电极B盐桥中的阴离子向硫酸锌溶液中迁移C锌电极发生还原反应，铜电极发生氧化反应D铜电极上发生的电极反应是： 2e=H2H2解析： 由原电池装

10、置图可知， 负极为 Zn，发生氧化反应： Zn 2e =Zn2 ；正极为 Cu，发生还原反应：2 2e=Cu。盐桥中的阴离子向 ZnSO 溶液中迁移； 阳离子向 CuSO溶液Cu44中迁移。故选A、 B 两项。答案： AB5(2013 ·广东卷 ) 能量之间可以相互转化：电解食盐水制备Cl 2 是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。(1) 设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料： ZnSO4(aq) ， FeSO4(aq) ， CuSO4(aq) ；铜片，铁片，锌片和导线。完成原电池的甲装置示意图( 见下图 ) ，并作相应标注。要求：在同一烧杯中，电极与溶液

11、含相同的金属元素。以铜片为电极之一， CuSO4(aq) 为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极 _。甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是_ ，其原因是优秀学习资料欢迎下载_ 。(2) 根据牺牲阳极的阴极保护法原理，应选 _作阳极。为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在 (1)的材料中解析： (1) 由题给试剂，结合原电池的形成条件可知可以组合的原电池可以是：锌铜、锌铁、铁铜原电池。由图示所给电子移动方向可知左边为负极 ( 活泼金属 ) 、右边为正极 ( 不活泼金属 ) ，则组装的原电池可以如下：由所给的电极材料可知，当铜片做电极时，铜片一定是正极，则负极

12、是活泼的金属 ( 失电子发生氧化反应 ) ，反应的现象是电极逐渐溶解。以 Zn 和 Cu 做电极为例，如果不用盐桥则 Zn 与 CuSO4反应，置换出的 Cu 附着在 Zn 表面，阻碍了 Zn 与 CuSO4的接触，不能提供稳定电流。(2) 根据牺牲阳极的阴极保护法，可知被保护的金属作阴极，即锌片作为阳极。答案： (1) ( 装置图如下)电极逐渐溶解甲可以避免活泼金属如Zn 和 CuSO4的接触，从而提供稳定电流(2) 锌片【2】电解池1概念把 _能转化为 _能的装置。答案： 1电 化学2电解原理(1) 电解：使 _通过电解质溶液 ( 或熔融的电解质 ) 而在 _引起 _的过程。(2) 电极名

13、称与电极反应。与电源正极相连的为_，发生 _ 反应；与电源负极相连的为_，发生_反应。(3) 电极材料优秀学习资料欢迎下载惰性电极：如_。活性电极：如_ 。(4) 工作原理： ( 以石墨为电极电解 CuCl2 溶液为例 )阳极： _电极反应式阴极： _总式： _电子流向电源 _导线电解池_电解池 _导线电源_离子移动方向电解质溶液中的阳离子移向_电解质溶液中的阴离子移向_答案： 2 (1) 电流阴、阳两极氧化还原反应(2)阳极氧化阴极还原(3)石墨、铂Cu、Zn、Fe(4)2Cl2 2e通电负222 2e =Cl Cu=Cu CuCl =CuCl 极阴极阳极正极阴极阳极3. 电解池的应用1.电

14、解食盐水制备烧碱、氢气和氯气。阴极反应式：_ ；阳极反应式：_ ；电解反应总方程式：_ 。答案： 12H 2e=H2 2Cl 2e =Cl2通电 H 2NaOH2NaCl 2H O=Cl222优秀学习资料欢迎下载2电镀电镀时， 阳极是 _，阴极是 _，一般用含有 _的电解质溶液作电镀液；电镀池工作时， 阳极质量 _，阴极质量 _，电解质溶液浓度_。以电镀铜为例写出电极反应式：阳极反应： _ ；阴极反应： _。答案： 2镀层金属镀件镀层金属离子减小 增大不变22Cu 2e =CuCu 2e =Cu3铜的精炼 ( 粗铜中通常含有Zn、 Fe、 Ni 、 Ag、 Au 等杂质 ) 。电极名称电极材料

15、电极反应电解质溶液阳极_铜_，_ ，_，_ ，_溶液阴极_铜Cu2 2e =Cu粗铜中比较活泼的金属杂质形成阳离子进入溶液，金属活动性弱于铜的金属(Ag 和 Au)沉淀在电解槽底部，形成 _ 。答案： 3粗Zn 2e=Zn2Fe 2e =Fe22Cu2e2纯 CuSO 阳极泥Ni 2e =Ni=Cu44电冶金。金属冶炼： Mn ne =M。(1) 电解熔融的氯化钠冶炼金属钠。阳极反应：_ 。阴极反应：_ 。总反应：_ 。(2) 电解熔融的氯化镁冶炼金属镁。阳极反应：_。阴极反应：_ 。通电总反应： MgCl2(l)= MgCl 2 。(3) 电解熔融的氧化铝冶炼金属铝。阳极反应： _。阴极反应

16、： _ 。总反应： _。答案： 4(1) 2Cl 2e =Cl2 2Na 2e =2Na2NaCl(l)通电(2) 2Cl=2Na Cl 2e=Cl 22Mg2 2e =Mg (3) 6O2 12e =3O24Al3通电12e =4Al 2Al2O3=4Al 3O2例题 1：判断正误正确的打“”，错误的打“×”。1电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率()2电解 58.5 g 熔融的 NaCl，能产生 22.4 L氯气 ( 标准状况 ) 、 23.0 g金属钠()3 用惰性电极电解熔融氯化钠的离子方程式为：2Cl通电 2H2O=2OH H2Cl 2 ()4在铁制品上镀铜时，镀

17、件为阳极，铜盐为电镀液()5工业上电解熔融状态的 AlO 制备 Al()236电解 NaCl 溶液得到 22.4L H2( 标准状况 ) ，理论上需要转移NA 个电子 ( NA 表示阿伏加德罗常数 )()7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，优秀学习资料欢迎下载2溶液中 Cu 向阳极移动 ()8电解质溶液导电时，一定会发生化学反应()9电解精炼铜时，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等()答案： 12.×3.×4.×5.6.×7.×8.9.×1用石墨作电极电解C

18、uSO4 溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的()A CuSO4C CuODB H2OCuSO4·5H2O通电解析：由硫酸铜溶液的电解方程式： 2CuSO4 2H2O=2Cu O2 2H2SO4 可知，加入 CuO 才可与生成的 H2SO4 反应生成 CuSO4而使电解液恢复到原浓度，故 C 项正确。答案： C变式一：双选 ) 用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯物质( 括号内物质 ) ，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是()A AgNO3(AgNO3)B NaOH(H2O)C KCl(KCl)D CuSO(CuCO)43解析：分析电解

19、反应的原理，在两极析出什么物质( 固体或气体 ) ，相当于什么物质脱离反应体系，就加入什么物质，即可使溶液完全复原。通电4AgO2，相当于 2Ag2O，A 4AgNO3 2H2O=4Ag O2 4HNO3脱离反应体系的物质是所以应当加入适量 Ag2O才能复原 ( 加入 AgNO3，会使 NO3 的量增加 ) 。通电2H O，相当于 2H O，加入适量水可以B2HO=2H O脱离反应体系的是22222复原。通电H Cl ，相当于 2HCl，应通入C2KCl 2HO=2KOH H Cl 脱离反应体系的是2222适量 HCl 气体才能复原 ( 加入盐酸时，同时也增加了水) 。通电2Cu O2，相当于

20、 2CuO，加入D2CuSO4 2H2O=2H2SO4 2Cu O2脱离反应体系的是适量 CuO可以复原， CuCO3也可以。答案： BD变式二：用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的pH 下降的是()B NaOHA CuSO4C BaCl2D H2SO4解析： 符合该题条件的电解质应为不活泼金属的含氧酸盐。答案： A2下列关于电解NaNO3溶液的叙述正确的是()A随着电解的进行，溶液的pH 减小B OH 向阳极移动，阳极附近溶液呈碱性向阴极移动，分别在对应的电极上析出C NO3向阳极移动， Na优秀学习资料欢迎下载H，使得阴极附近的溶液呈碱性D阴极上 H 得电子被还原

21、成2解析： 电解 NaNO3溶液，实际上是电解水，故电解后溶液的 4epH 不变；阳极： 4OH放电，使阳极附近溶液呈酸性，阴极：=2HOO，由于 OH2H 2e =H，由于H22放电，使阴极附近溶液呈碱性，故选D 项。答案： D3(2014 ·广州一模 ) 某小组设计电解饱和食盐水的装置如图，通电后两极均有气泡产生，下列叙述正确的是 ()A铜电极附近观察到黄绿色气体B石墨电极附近溶液呈红色C溶液中的Na 向石墨电极移动D铜电极上发生还原反应答案： D4下列对几种常见的金属防腐方法的描述错误的是()选项方法对相应方法的描述A改变金属内部的组成结构此法实际上是将金属制成合金，增强抗腐蚀

22、能力B在金属表面覆盖保护层保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用C外加电流的阴极保护法接外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极D牺牲阳极的阴极保护法构成原电池，被保护的金属作正极解析：如果镀层金属比被保护的金属活泼， 破损后可构成原电池， 仍然能在一定程度上保护金属， B 错误。答案： B5按下图所示装置进行实验，并回答下列问题：(1) 判断装置的名称： A 池为 _， B 池为 _ 。(2) 锌极为 _极，电极反应式为 _；铜极为 _极，电极反应式为优秀学习资料欢迎下载_ ；石墨棒C1 为 _极，电极反应式为_；石墨棒 C2 附近发生的实验现象为_ 。(3) 当 C2 极析出 224

23、 mL 气体 ( 标准状况 ) 时，锌的质量 _( 填“增加”或“减少” )_g， CuSO4溶液的质量 _( 填“增加”或“减少” )_g。解析： A 池中 Zn、 Cu放入 CuSO溶液中构成原电池，B 池中两个电极均为石墨电极，在4以 A 为电源的情况下构成电解池，即 A 原电池带动 B 电解池。 A 池中 Zn 为负极， Cu 为正极，B池中12220.224 LC为阳极，C 为阴极，阴极区析出H，周围 OH富集，酚酞变红，且 n(H) 22.4 L ·mol 10.01mol ，故电路中转移电子的物质的量为0.01mol×2 0.02mol，根据得失电子守恒，锌极

24、有 0.01 mol Zn溶解，即 Zn 极质量减少0.01 mol ×65 g ·mol 1 0.65 g ，铜极上有0.01 mol Cu析出，即4mol×(65 g ·mol 1 1CuSO溶液增加了 0.0164 g ·mol) 0.01 g 。答案： (1)原电池电解池(2) 负 Zn 2e =Zn2正22e=Cu阳 2Cl 2e2(3)Cu=Cl 有无色气体产生，附近溶液出现红色减少0.65增加 0.016如图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。( 指示剂的 pH 变色范围：

25、6.8 8.0 ，酸色红色，碱色黄色)回答下列问题：(1) 下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是_( 填编号 ) ；A管溶液由红变黄；B管溶液由红变黄；A管溶液不变色；B管溶液不变色。(2)写出 A 管中发生反应的反应式：_ ；(3)写出 B 管中发生反应的反应式：_ ；(4) 检验 a 管中气体的方法是 _ ；(5) 检验 b 管中气体的方法是 _ 。解析：(1) 由于 MgSO4是强酸弱碱盐，在水溶液中存在2水解Mg 2H2O=Mg(OH)22H平衡，因此水溶液呈酸性，电解前A、 B 管均显红色。铂丝是惰性电极，电解池中阴离子在H 的阳极发生氧化反应，阳离子在阴极发生还原反

26、应，在A 管溶液中，铂丝作阴极，由于氧化性大于2222Mg的氧化性， H 先得电子被还原为H ， Mg与 OH生成Mg(OH) 沉淀，酸性减弱，随着水的电解， OH 浓度增大，颜色由红变黄。而在B 管溶液中铂丝作阳极， OH的还原2( 始终为红色 ) 。性大于 SO4， OH 失电子，随着电解的进行，酸性增大，溶液不变色(2)(3)由 (1)可知，在 A 管中发生：=H( 或 2H O 2e)2H 2e=2OH H2222Mg 2OH =Mg(OH)2)在 B 管中： 4OH 4e =2HOO( 或 2HO 4e=4H O22(4)(5)H2 的常用检验方法是“爆鸣”法，即用拇指按住管口，取出

27、试管a，管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有淡蓝色火焰；O 的常用检验方法是木条复燃法，用拇指按2优秀学习资料欢迎下载住管口，取出试管b 正立，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内，木条复燃。答案： (1) (2)2H=H2( 或 2e2H2O 2e =2OHH2)22Mg 2OH =Mg(OH)(3)4OH4eO O2( 或 2H2O 4e)=4H O2=2H(4) 用拇指按住管口，取出试管，管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有淡蓝色火焰(5) 用拇指按住管口，取出试管正立，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃2、化学能与电能（ 1）原电池： 将化学能转化为电能的装置。1、构成原电池的三个主要条件2、如何判断原电池的正负极、电极反应类型3、 常见原电池的电极反应：1、原电池形成条件电解质溶液两电极以导线连接或，形成铜锌原电池（电解质：稀硫酸）负极（），电极反应：（反应）；现象：正极（），电极反应：（反应）；现象：总反应式：。 （溶液 PH值）2、原电池正负极的判断：电极材料电极反应类型电子流方向溶液中离子流动方向两极现象负极活动