化学选修4第四章电化学基础全章总结

224第四章电学基础全章结[学目标定位1.判断原电池的正、负极2.会正确书写原电池的电极反应式会正确区分判断原电池和电解池4.知电解的规律及其应用。一图解原电池正、负极的判断方法原电池中电极的判断角度如下所示：特别提示)()【例】甲乙两位学生想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极同将电极放入mol·LH溶中学电放入mol·L的NaOH溶液中，如下图所示。如果甲、乙同学均认为若构成原电池的电极材料都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼，则甲会判断出________的活动性更强，而乙会判断出________的活动性更强。(填元素符号)由此实验，可得到哪些正确的结论________(字母。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镁的金属性不一定比铝的金属性强该实验说明金属活动性顺序表已过时，已没有实用价值)4224)4224444322该验说明化学研究的对象复，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析上实也反过来证明了“直接利用金属活动性顺序表判断原电池的正、负极”的做法填“可靠”或“不可靠)。如不可靠，请你提出另一判断原电池正、负极的可行的实验方案：如靠，此空可不)解析NaOH“”()答案Al(2)AD不靠

将两种金属连上电流表后插入电解质溶液中，构成原电池，利用电流表测定电流的方向，从而判断电子的流动方向，由此确定原电池的正、负极二原电池电极反应式的书写规律和方法根据装书写电极反应式先分析题目给定的图示装置，确定原电池正、负极上的反应物，并标出相同数目电子的得失。负极反应式的书写常见电池锌锰干电池

负极反应特点①负极(本身失去电子生成阳离(2

负极反应式书写方法直接写出负极反应式：(Zn-C-NHCl)铅蓄电池(Pb-PbOSO)

②生成的阳离子不与电解质溶液成分反应①负极(Pb)身失去电子生成阳离子2)②生成的阳离子)与电解质溶成(2反应

)

Zn－2将①和②进行叠加Pb－2e＋SO2甲烷燃料电池

①负极本身不反应，燃料失去电子被氧化②燃料反应产物与电解质溶液成分有些能反应

将①和②进行叠加：－8e＋10OH2＋正极反应式的书写①首先判断在正极发生反应的物质负极材料与电解质溶液能自发的发生化学反应时正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒极材料与电解质溶液不能自发的发生化学反应时，在正极上发生反应的物质是溶解在电解质溶液中的。2222222222222222222然后再根据具体情况写出正极反应式写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若参与反应也要书写叠加式。燃料电池的正极反应式电解质是碱性或中性溶液＋O，电解质是酸性溶液：O＋＋4e===2HO。正、负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。根据总应式书写电极反应式如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况，再选择一个简单变化情况写电极反应式，另一的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式即得结果。以2HO===2HO为，当电解质溶液为KOH溶时的电极反应式的书写步骤如下：根据总反应方程式分析有关元素化合价的变化情况，确定失4mol电，初步确定负极反应式为2H===4H

。根据电解质溶液为碱性，与H不大量共，反应生成水出OH应入负极反应式中，故负极反应式为2H＋4OH－4e===4H。用总反应式＋O===2HO减负极反应式得正极反应式＋＋

。可充电池电极反应式的书写在书写可充电电池电极反应式时，要明确电池和电极，放电为原电池，充电为电解池。原电池的负极发生氧化反应，对应元素化合价升高。原电池的正极发生还原反应，对应元素化合价降低。【例】氢燃料电池的工作原理如下图所示。通常氢氧燃料电池有酸式(当解质溶液为硫酸时和碱式当电解质溶液为或时两种。试回答下列问题：酸式电池的电极反应：负极：，正极：；电池总反应；电解质溶液的pH________(填“变大”、“变小”或“不变。2222222222222222222222222碱式电池的电极反应：负极：，正极：；电池总反应；电解质溶液的pH________(填“变大”、“变小”或“不变。解析(2OH＋H

H

2

HH

OO2

O

2

H

OOH

2

H

H

HO(OH)答案(1)2H－===4HO＋＋4H===2HO＋O===2H变－4e＋===4HO＋＋O===4OH2H＋O===2H变理解感悟pH原电池电解池的比较装置类别

三原电池和电解池的比较与判断原电池

电解池原理装置特点

使氧化还原反应中电子的转移做定向移动，从而形成电流将化学能转变成电能

使电流通过电解质溶液或熔融电解质而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程将电能转变成化学能实例电极名称

负极

正极

阴极

阳极222反应类型

氧化反应

还原反应

还原反应

氧化反应反应特征电极判断电子流向离子移动

自发的氧化还原反应(主动)由电极本身决定正极：流入电子负极：流出电子负极→外电路→正极阳离子向正极移动阴离子向负极移动

借助电流(动由外电源决定阳极：连电源正极阴极：连电源负极电解池阳极→电源正极→电源负极→电解池阴极阳离子向阴极移动阴离子向阳极移动原电池电解池的判断先分析有无外接电源外电源的可能为原电池用原电池的构成条件判断确定。有接源的为电解池。其中，当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同时，则为电镀池；其余情况为电解池。【例】根下列四种电化学装置图，回答下列问题：装置名称：A________B________，C________D________装置A中Fe是______，Zn_____极；装置D中Fe是_极，C是_____。写出各电极反应式：装置

氧化反应

还原反应装置、相较，其反应率的大小关系。答案

(1)电镀池电池

原电池

原电池

(2)阴阳负

正

(3)A：－2e2

＋2e===Zn：－2e===Fe＋2e===HCFe2e===Fe＋

===HD：－2e

O＋O4e(4)B>C四电解规律及其应用电解池电极反应式的书写规律2电解2222224222422电解池中电极反应式的书写关键是掌握离子的放电顺序。阴极与电源负极相连电发生还原反规律有两个是电极本身不参加反应；二是电解质溶液中氧化性强的阳离子先得电子，如

>Cu>Pb2>Sn2

>Zn2

，要注意金属活动性顺序表中Al及Al前面的金属离子在溶液中不放电。阳极与电源正极相连，失去电子发生氧化反应。其规律有两个：一是若阳极为非惰性电极除、Au之的金属作电极，电极本身失去电子被氧化，电解质溶液中的阴离子不参与电极反应二是若阳极为惰性(或金属作电极电质溶液中还原性强的阴离子失去电子被氧化，如S2>I>Cl>OH含酸根。特别注意：书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。如用惰性电极电解溶，极发生氧化反应，电极反应式为4OH－4e===2HO＋↑，阴极发生还原反应，电极反应式为＋2e===H↑总应式表示为O=====↑＋O↑用惰性极电解酸、碱、盐溶液的规律类型电解水型

物质类型①强碱(NaOH)②含氧酸()

电解物质水

电解质溶液浓度增大

增大减小

使电解质溶液复原加水③活泼金属含氧酸盐Na)

不变电解质型放生碱型放O生酸型

④无氧酸(⑤不活泼金属无氧酸(CuCl)活泼金属无氧酸不活泼金属含氧酸盐CuSO)

电解质电解质和水电解质和水

减小生成新电解质生成新电解质

增大增大减小

加电解质本身加相应的无氧酸加相应的氧化物电解原的应用氯碱工业解饱和食盐水制取NaOH和H以它们为原料生产一系列化工产品。电镀如图所铁片上镀银：42电解2电解23244242电解2电解232442待镀金属制品作阴极，镀层金属作阳极，用含有镀层金属离子的溶液作电镀液。电解精炼铜如图所示：用纯铜板作阴极，粗铜板(含、Fe、Ni、、Au等质)作阳极，溶或CuCl溶液作电解液。电冶金2NaCl(熔融=====＋↑O(熔融)↑【例4下是一个用铂丝作电极电解MgSO溶的装置，电解液中加有中性红色指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的色范围：～，性红，碱性黄色)回答下列问题：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______________(填编号。①A极近溶液由红变黄B极近溶液由红变黄③A极近溶液不变色④B极近溶液不变色写出A极生反应的反应式________________________________________________________________________。写出极生反应的反应式________________________________________________________________________。电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象____________解析A)H

H

2

(OH)22422422242242222222422电解222A(B)O

c(H

)HMg(OH)HSO答案(1)④＋2e===H↑(或2HO＋H↑)、2＋===Mg(OH)↓(3)4OH－===2H＋O↑(或O4e===4H＋O↑)溶液呈红色，白色沉淀溶(或大部分溶解理解感悟MgSONaSOMgCl2

NaCl—MgClMg2

2

O=====Mg(OH)↓H↑Cl↑KINaCl