《电化学》专题复习

●考纲呈现1．了解化学反响中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式2．了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反响式和电池反响方程式。了解常见化学电源的种类及工作原理。3．理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。【复习达成目标】1、掌握原电池、电解池的概念及原理，了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业反响原理2、学会电极的判断，学会正确书写电极反响及总反响方程式，掌握常见离子放电的规律；3、能运用得失电子守恒法解决电化学的相关计算。【复习重点】原电池、电解池工作原理及应用；电极反响式书写【知识概括】

一个反响：氧化复原反响

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〔各为3个方面〕

【专题难点】原电池、电解池原理应用及电极反响式正确书写主干知识整合一、原电池、电解池工作原理1.原电池原理：通过自发氧化复原反响把化学能转化为电能。2.电解原理：连接电源，使电流通过电解质溶液在阴阳两极上被迫发生非自发氧化复原反响，从而把电能转化为化学能。阳极〔内电路〕阴极〔内电路〕CCH2SO4溶液阳极阴极+－ee电源正极负极CuZnH2SO4溶液eeH+SO42–H+SO42–氧化反响: Zn-2e-=Zn2+复原反响:2H++2e-=H2↑复原反响:2H++2e-=H2↑氧化反响: 4OH–+4e-=O2↑+2H2O(左池)(右池)原电池电解池OH–OH–原电池电解池定义（能量转化）化学能转变成电能的装置。将电能转变成化学能的装置。形成条件①活动性不同两电极（燃料电池电极除外）②电解质溶液（有选择性）③两电极必须插入电解质溶液中（或两电极相靠）形成闭合回路①两电极接直流电源（两电极活动性可相同，也可不同）②电解质溶液（任意）③两电极必须插入电解质溶液中形成闭合回路电极名称电极判断负极：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：电源负极相连电极反应得失电子

负极：发生氧化反应（失电子）正极：发生还原反应（溶液中的阳离子移向正极得电子）阳极：发生氧化反应（电极或溶液中的阴离子移向阳极失电子）阴极：发生还原反应（溶液中的

阳离子移向阴极失电子）

电子流向负极

正极负极阴极；

阳极正极二、两池比较★原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源；有外加电源的装置一定是电解池，无外加电源的装置一定是原电池。★电解池、电镀池和精炼池的区分关键看阳极材料和电解质溶液。

【说明】：多池组合时,一般是含有活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下工作的电解池；假设最活泼的电极相同时，那么两极间活泼性差异较大的是原电池，其余为电解池。怎样区分原电池、电解池、电镀池和精炼池？1.单池判断：2.多池组合判断：①无外电源：一池为原电池，其余为电解池；②有外电源：全部为电解池或电镀池、精炼池考什么？

怎么考？练习1.请观察以下实验装置图，指出各装置的名称。电解池电镀池

NaCl溶液硫酸溶液原电池同步练习CuZnCCuFeFe粗CuCuSO4溶液精Cu精炼池ABCDCuSO4溶液电解池原电池

阴极阳极练习2、判断以下装置各属于什么池？正极负极1.金属腐蚀:(1)化学腐蚀(2)电化腐蚀a.析氢腐蚀b.吸氧腐蚀2.防护方法:(1)改变金属内部组织结构(2)在金属外表覆盖保护(3)电化学保护法(牺牲阳极的阴极保护法)3.化学电源：燃料电池、铅蓄电池〔二次电池〕、银-锌电池碱性蓄电池等〕 ★原电池应用说明：①电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀②同一种金属的腐蚀:强电解质>弱电解质>非电解质练习3以下装置中的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〔〕A③④②①B②③①④C④②①③D③②①④D课堂练习练习4(2013·北京卷·7)以下金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是()A．水中的钢闸门连接电源的负极B．金属护栏外表涂漆C．汽车底盘喷涂高分子膜D．地下钢管连接镁块★电解原理的应用1、镀铜反响原理阳极(纯铜)：Cu-2e_=Cu2+，阴极(镀件)：Cu2++2e_=Cu，电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4溶液.2、氯碱工业反响原理阳极：2Cl—-2e_=Cl2↑，阴极：2H++2e—=H2↑2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑3、电解精炼反响原理(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+，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”。4.铝的冶炼常见阴阳离子放电顺序(离子浓度接近时)阳离子放电〔得电子〕由难到易K+Ca2+Na+Mg2+Al3+(H+)Zn2+Fe2+

Pb2+(H+)Cu2+Fe3+

Ag+

阴离子放电〔失电子〕由难到易:F-ROmn-OH-Cl-Br-I-S2-五、电解质溶液用惰性电极电解的规律

电解类型举例电极反应

溶液变化

溶液复原物质类别实例PHC浓度电解水含氧酸H2SO4阳极：4OH—-4e—

=O2↑+2H2O阴极：4H++4e—=2H2↑减小增大H2O强碱NaOH增大增大

活泼金属的含氧酸盐Na2SO4不变增大分解电解质

无氧酸HCl阳极：2Cl—-2e—=Cl2↑阴极：2H++2e—=H2↑增大减小HCl

不活泼金属的无氧酸盐CuCl2阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：Cu2++2e—=Cu增大探究CuCl2溶质和溶剂同时电解

活泼金属的无氧酸盐NaCl阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：2H++2e-=H2↑增大放出H2生成碱生成新物质HCl

不活泼金属的含氧酸盐CuSO4阳极：4OH—-4e—

=O2↑+2H2O阴极：2Cu2++4e

-=2Cu减小放出O2生成酸生成新物质CuO练习5、如以下图两个电解槽中，A、B、C、D均为石墨电极。如果电解过程中共有0.02mol电子通过，以下表达中正确的选项是()

A.甲烧杯中A极上最多可析出铜0.64gB.甲烧杯中B极上电极反响式为：4OH-—4e-=2H2O+O2↑C.乙烧杯中滴入酚酞试液，D极附近变红D.乙烧杯中C极上发生复原反响C1.原电池正、负极的判断电极材料活泼金属氧化反应电子出流不断溶解质量减小电极反应电子流向电极现象较不活泼金属或非金属还原反应电子流入负极正极电极增重或质量不变六、原电池与电解池电极确实定2.电解池阴、阳极的判断★可根据电极与电源两极相连的顺序判断阴极：与直流电源的负极相连接的电解池中的电极。其反响时,溶液中氧化能力强的阳离子首先在阴极上得到电子,发生复原反响。阳极：与直流电源的正极直接连接的电极。①假设是惰性电极〔Pt、C等)，在该极上，溶液中复原性强的阴离子首先失去电子被氧化；②假设是活性电极〔金属活动性顺序Ag之前〕，电极材料参与反响，自身失去电子被氧化而溶入溶液中。练习6．(2013·北京卷·9)用石墨电极电解CuCl2溶液(见以下图)。以下分析正确的选项是()A．a端是直流电源的负极B．通电使CuCl2发生电离C．阳极上发生的反响：Cu2＋＋2e－=CuD．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体★电极反响的书写与以下几个因素有关1、与装置类型有关2、与电极类型及电极材料有关3、与电子得失守恒有关4、与电解质环境有关5、与总反响式有关6、与题给信息有关7、与离子的氧化复原性强弱〔放电顺序〕有关★如何书写电极反响？规律：原电池或电解池的两电极反响式之和即为总反响式，写法：总反响式减去一电极反响式即为另一个电极反响式。对于较复杂的、陌生的反响可用该方法解题或检验。书写本卷须知：一看电极材料；二看环境介质；三看附加条件与信息七、电极反响的书写书写步骤：〔1〕写出燃烧反响正确的化学方程式；〔2〕根据电解液〔介质环境〕改写燃料电池总反响；〔3〕写出正极的电极反响式(一般较简单);〔4〕由燃料电池总反响式减去正极的电极反响式得到负极的电极反响式。1.怎样书写燃料电池的电极反响式和总反响式？例.CH4、O2、NaOH溶液组成的燃料电池总反响：CH4+2OH-+2O2→CO32-+3H2O请写出其电极反响。解析：①燃烧总反响：CH4+2O2→CO2+2H2O②燃料电池总反响：CH4+2OH-+2O2→CO32-+3H2O③正极：2O2+4H2O+8e－→8OH-④负极：CH4+10OH--8e－→CO32-+7H2O

氢氧燃料电池介质电池反应：2H2+Ｏ２=2H2O

酸性负极正极中性负极

正极碱性负极正极2H2-4e-=4H+

O2+2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+

O2+4H++4e-=4H2O2H2+4OH--4e-=4H2O

O2+2H2O+4e-=4OH-练习7(2013·沈阳市质检)利用甲烷燃料电池电解50mL2mol·L－1氯化铜溶液的装置如下图，以下说法中正确的选项是()A．装置甲的负极电极反响式为CH4＋2H2O－8e－=CO2＋8H＋B．装置甲内部酸性电解质中H＋向负极移动C．电极棒上逐渐覆盖一层红色的铜D．电极b上发生氧化反响2.如何书写二次电池〔充放电〕电极反响式？可逆电池电极反响式书写的关键是要弄清电解液是酸性还是碱性〔H+和OH-〕，不可乱用，然后是反响方向判断。例：铅蓄电池充放电的电池反响式如下：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O试写出放电时的正、负极,充电时的阴、阳极的电极反响式。放电时：负极：Pb-2e－+SO42-=PbSO4

正极：PbO2+2e－+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O充电时：阴极：PbSO4+2e－=Pb+SO42-

阳极：PbSO4+2H2O-2e－=PbO2+SO42-+4H+2024/7/23.钢铁的腐蚀过程的电极反响（-）Fe–2e-=Fe2+（+）2H++2e-=H2析氢腐蚀吸氧腐蚀（-）Fe–2e-=Fe2+（+）O2+4e-+2H2O

=4OH-水膜酸性较强水膜酸性很弱、中性或碱性Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+O2+

2H2O

=2Fe(OH)2练习8、以下图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的实验

数天后数天后图一图二〔1〕上述两装置中铁钉发生变化的共性是：〔2〕图一说明原溶液呈性，铁钉发生腐蚀，电极反响为：〔3〕图二说明原溶液呈性，铁钉发生腐蚀，电极反响为：发生了原电池反响中性或非酸吸氧负极：Fe-2e=Fe2+；正极：2H2O+O2+2e

=4OH-

负极：Fe-2e=Fe2+；正极：2H++2e=H2↑较强酸性析氢pH2466.5813.514腐蚀快慢较快慢较快主要产物Fe2＋Fe3O4Fe2O3FeO练习9．(2013·北京市西城区第二次模拟)一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：以下说法不正确的选项是()A．在pH<4溶液中，碳钢主要发生析氢腐蚀B．在pH>6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀 C．在pH>14溶液中，碳钢腐蚀的正极反响为O2＋4H＋＋4e－=2H2OD．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓A.图Ⅰ所示电池中，MnO2的作用是催化剂B．图Ⅱ所示电池放电过程中，硫酸浓度不断增大C．图Ⅲ所示装置工作过程中，电解质溶液中Cu2＋浓度