专题五 电化学

专题五电化学第一页，共四十八页，编辑于2023年，星期六《考试说明》要求1、理解原电池和电解池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。2、了解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。

3、认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能选用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。

第二页，共四十八页，编辑于2023年，星期六过去高考题型回顾：根据氧化还原反应书写电极反应式根据电子守恒计算电极产物的量根据电极反应判断金属活动性强弱电极种类和电极产物的判断电化腐蚀基本原理的应用判断电解池或原电池中电解质溶液的酸碱性变化情况加强对新科技电池的考查实物图、图表类问题的分析☆综合应用第三页，共四十八页，编辑于2023年，星期六①产生电流的反应②借助电流而发生的反应氧化还原反应能量的转化第四页，共四十八页，编辑于2023年，星期六电化学学习基础1、电子是从负极移向正极的。2、正负电荷互相吸引。3、失电子化合价升高发生的是氧化反应，

得电子化合价降低发生的是还原反应。第五页，共四十八页，编辑于2023年，星期六电解池能量转换离子的迁移方向发生氧化反应的电极

发生还原反应的电极

电能转化为化学能阳极（接电源正极）阴极（接电源负极）阴离子向阳极迁移阳离子向阴极迁移

(异性相吸)原电池化学能转化为电能负极正极阴离子向负极迁移阳离子向正极迁移（异性相吸）相同点(从原理分析)都是氧化还原反应第六页，共四十八页，编辑于2023年，星期六1、可以通过哪些描述判断出是原电池反应或是电解池反应？（1）根据题目中出现的图像判断:（2）根据题目中所描述的电极判断：

正极/负极——原电池阴极/阳极——电解池（3）根据题目中的化学反应判断：

放电过程——原电池反应充电过程——电解池反应（4）根据应用：原电池的应用——金属的腐蚀电解池的应用——电镀、精炼、电冶金考点一、电化学基础第七页，共四十八页，编辑于2023年，星期六氧化反应Zn-2e=Zn2+

铜锌原电池电解质溶液盐桥失e，沿导线传递，有电流产生还原反应2H++2e-=H2↑阴离子阳离子总反应：负极正极

Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(离子方程式）（化学方程式）外电路内电路原电池的工作原理：第八页，共四十八页，编辑于2023年，星期六CuSO4

溶液CuSO4

溶液电流的稳定性电流强度Zn+Cu2+=Zn2++Cu1-2知识之间的内在生长点原电池装置第九页，共四十八页，编辑于2023年，星期六氧化反应2Cl--2e=Cl2

电解氯化铜溶液电解质溶液还原反应Cu2++2e-=Cu总反应：阳极阴极

(离子方程式）（化学方程式）外电路内电路电解池的工作原理：（＋）电源（－）ee2CuCl2==2Cu+Cl2↑电解阳离子阴离子Cu2++2Cl-=2Cu+Cl2↑电解第十页，共四十八页，编辑于2023年，星期六

阳极：S2->I->Br->Cl->OH-

注意:阳极如果是活性电极,那么金属首先失去电子资料:电解过程中放电顺序阴极：Ag+>Hg2+>Cu2+>H+失电子-还原性含氧酸酸根离子放电必须在熔融电解质中进行活泼金属离子放电在熔融电解质中进行得电子-氧化性第十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期六正极负极阳极阴极失电子得电子得电子

失电子第十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期六自发反应非自发反应第十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期六

例1.烧杯A中放0.1mol/L的硫酸溶液，烧杯B中盛放0.1mol/LCaCl2溶液（两种溶液均足量）装置如右图，下列说法不正确的是()

A为原电池，B池中Ca2+向左移动

A池Fe电极为负极，发生还原反应

当A烧杯中产生0.1mol气体时，B烧杯中产生的气体也为0.1molD.一段时间后B烧杯中溶液的pH上升

BC第十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期六考点二、电极方程式的书写明确该极是得还是失电子根据化合价变化得出产物正负（阴阳）两极材料及附近有哪些离子，判断反应物结合电解质溶液，判断最终反应书写注意事项：一看电极材料；二看环境介质；三看附加条件与信息第十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期六2.依据反应C3H8(g)+5O2(g)＝3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2219.9kJ/mol，可以设计一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丙烷气体；燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在其内部可以能传导O2－。在电池内部O2－由

极移向

极（填“正”或“负”）；电池的负极电极反应为：

。⑴正、负；C3H8+10O2－

-20e－＝3CO2+4H2O

第十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期六某乙醇燃料电池以乙醇为燃料，使用酸性电解质，该电池负极反应的电极反应式为

CH3CH2OH–12e－+3H2O===2CO2+12H+

电动汽车的某种燃料电池，通常用NaOH作电解质，用Al、石墨作电极，在石墨电极一侧通入空气，该电池的负极反应：

Al+4OH–-3e–=AlO2–+2H2O第十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期六体验高考：（09年海南化学·15）（9分）Li—SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl4—SOCl2。电池的总反应可表示为：4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2。请回答下列问题：（1）电池的负极材料为

，发生的电极反应为

；（2）电池正极发生的电极反应为

；锂4Li－4e－=4Li＋

2SOCl2＋4e－=4Cl－＋S＋SO2

第十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期六1．找出两极放电的物质，原电池负氧正还，电解池阳氧阴还。2.要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添加H+、OH-、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。3.

要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。溶液中不存在O2-：在酸性溶液中它与H＋结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH-。熔融盐电池中存在O2-。小结：书写电极反应式应注意的事项第十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期六C第二十页，共四十八页，编辑于2023年，星期六考点三电化学计算基础：电子得失相等方法：写出电极式，根据电极式进行相关计算。第二十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期六负增大减小不变0.25mol/L13【提高练习】

1、第二十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期六考点四电化学原理的应用

1、原电池原理的应用（1）比较金属的活动性大小（2）判断金属腐蚀的快慢（3）判断反应速率（4）设计电池（5）金属的腐蚀与防护（6）设计制造新的化学电源

第二十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期六例1：有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线联结起来浸入稀H2SO4中，B极产生气泡，将A、D分别浸入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈，将Cu浸入B的盐溶液中，无明显变化，如果把铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出，据此判断它们的活泼性由强到弱的顺序是（）（A）Ｄ、Ｃ、Ａ、Ｂ（Ｂ）Ｄ、Ａ、Ｂ、Ｃ（C）Ｄ、Ｂ、Ａ、Ｃ（Ｄ）Ｂ、Ａ、Ｄ、Ｃ第二十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期六下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是（）

A③④②①B②③①④C④②①③D③②①④第二十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期六例：100mL浓度为2mol·L－1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总量，可采用的方法是()A.加入适量的6mol·L－1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第二十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期六例：利用下述反应：2FeCl3+Cu==2FeCl2+CuCl2设计一个原电池装置。①画出装置图；②标明电极材料和电解质溶液；③写出电极反应式。第二十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期六钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3·nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈较强酸性水膜呈中性或较弱酸性或碱性电极反应负极Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正极C(+)2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-总反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系第二十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期六考点四电化学原理的应用

2、电解原理的应用（1）冶炼金属（2）电镀金属（3）精炼金属（4）氯碱工业（5）金属的腐蚀与防护第二十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期六氯碱工业+-精制饱和NaCl淡盐水Cl2H2NaOH溶液H2O含少量NaOHCl-Cl2H2OH-Na+Na+交换膜电解饱和食盐水的原理示意图2H++2e-=H2↑2Cl--2e-=Cl2↑阳阴H+从何来？第三十页，共四十八页，编辑于2023年，星期六电解原理的应用1、镀铜反应原理

阳极(纯铜)：Cu-2e—=Cu2+，阴极(镀件)：Cu2++2e—=Cu，电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4.2、氯碱工业反应原理阳极：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极：2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑3、电解精炼反应原理(电解精炼铜)

粗铜中含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等阳极(粗铜)：Cu-2e-=Cu2+，（Zn-2e-=Zn2+，Ni-2e-=Ni2+，Fe-2e-=Fe2+，等）阴极(精铜)：Cu2++2e-=Cu↓，电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4。

Zn2＋、Ni2＋等阳离子得电子能力小于Cu2+而留在电解质溶液中。金属活动顺序排在Cu后的Ag、Pt、Au等失电子能力小于Cu，以金属单质沉积于阳极，成为“阳极泥”。第三十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期六总结:原电池、电解池、电镀池的比较原电池电解池电镀池定义形成条件电极名称电极反应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上一层其它金属的装置。①活动性不同两电极②电解质溶液③形成闭合回路①两电极接直流电源②电极插入电解质溶液③形成闭合回路①镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极②电镀液须含有镀层金属的离子负极：较活泼金属；正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等)阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连阳极：镀层金属；阴极：镀件负极：氧化反应正极：还原反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阳极：氧化反应阴极：还原反应第三十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期六【知识概括】一个反应：氧化还原反应一个计算：得失电子守恒法解决电化学的相关计算两个转化：化学能和电能的相互转化两个应用:原电池原理应用、电解原理应用三个条件：原电池、电解池的形成条件

四个池子：原电池、电解池、电镀池、电解精炼池第三十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期六高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH下列叙述不正确的是（）

A．放电时负极反应为：Zn—2e—+2OH—=Zn(OH)2B．充电时阳极反应为：

Fe(OH)3—3e—+5OH—=FeO42—+4H2OC．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4

被氧化

D．放电时正极附近溶液的碱性增强放电

[例题1]充电C第三十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期六甲醇-空气燃料电池（DMFC），该电池是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池，该燃料电池的电池反应式为：2CH3OH(l)＋3O2(g)==2CO2(g)＋4H2O(l)。其工作原理示意图如下：①在上图的横线上标出a、b、c、d四个出入口通入或排出的物质名称（或化学式）②负极的电极反应式为

。

O2+4H++4e-==2H2O正极负极第三十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期六甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池，若以KOH溶液为电解质，其工作原理示意图如下。请写出A极的电极反应式

。O2+2H2O+4e-=4OH-CH3OH+8OH—-6e—==CO32—+6H2O正极负极第三十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期六甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池，若以熔融的碳酸盐为电解质，该燃料电池的电池反应式为：2CH3OH(l)＋3O2(g)==2CO2(g)＋4H2O(l)。其工作原理示意图如下：①在上图中，电极A为

极，b口加入的是

。

CH3OH负②为了使该燃料电池长时间稳定运行，电解质组成应保持稳定。则C口通入的物质是

。B极发生反应的反应式为

。

O2和CO2③电池工作一段时间后，消耗氧气为1.5mol，则在a处收集的气体的体积为

（在标准状况下）89.6LO2＋2CO2+4e－＝2CO32－

第三十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期六拓展三：如果将以上装置中的乙装置（电解池）换成电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置，其装置示意图见图12（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为_______。

2011江苏省高考10第三十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期六变式题

[2010·宁夏卷]根据图20－5可判断出下列离子方程式中错误的是(

)

A第三十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期六B第四十页，共四十八页，编辑于2023年，星期六C第四十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第四十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第四十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期六第四十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期六练习.(2009·高考上海卷)右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，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Fe-2e=Fe2＋D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀B第四十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期六(2009·高考全国卷Ⅰ)下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依