高二升高三電化學

1、高二升高三 第四講 電化學 A廣東高考回顧1（2014·廣東理綜·11）.某同學組裝了圖4所示的電化學裝置，電極Al，其它均為Cu， 則A、 電流方向：電極A電極B、 電極發(fā)生還原反應C、 電極逐漸溶解D、 電極的電極反應：Cu2+ + 2e- = Cu 2.（2013·廣東理綜·33） （2）能量之間可以相互轉化：電解食鹽水制備Cl2是將電能轉化為化學能，而原電池可將化學能轉化為電能。設計兩種類型的原電池，探究其能量轉化效率。限選材料：ZnSO4(aq)，FeSO4(aq)，CuSO4(aq)；銅片，鐵片，鋅片和導線。 完

2、成原電池的甲裝置示意圖（見圖15），并作相應標注。要求：在同一燒杯中，電極與溶液含相同的金屬元素。 以銅片為電極之一，CuSO4(aq)為電解質溶液，只在一個燒杯中組裝原電池乙，工作一段時間后，可觀察到負極 。 甲乙兩種原電池中可更有效地將化學能轉化為電能的是 ，其原因是 。（3）根據犧牲陽極的陰極保護法原理，為減緩電解質溶液中鐵片的腐蝕，在（2）的材料中應選 作陽極。3.（2012·廣東理綜·31（4）碘也可用作心臟起捕器電源鋰碘電池的材料，該電池反應為：2 Li(s) + I2 (s) = 2 LiI(s) H已知：4 Li(s) + O2 (g) = 2 Li2O(s

3、) H1 4 LiI(s) + O2 (g) = 2 I2 (s) + 2 Li2O(s) H2則電池反應的H = ；碘電極作為該電池的 極。4.（2011·廣東理綜·31（4）某小組為研究電化學原理，設計如圖2裝置。下列敘述不正確的是A、a和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出B、a和b用導線連接時，銅片上發(fā)生的反應為：Cu2+2e-= CuC、無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液從藍色逐漸變成淺綠色D、a和b分別連接直流電源正、負極，電壓足夠大時，Cu2向銅電極移動 B 基礎知識梳理1原電池和電解池的比較：裝置原電池電解池實例原理使氧化還原反應中電子作定向移動，從而形成電

4、流。這種把化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池。使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程叫做電解。這種把電能轉變?yōu)榛瘜W能的裝置叫做電解池。形成條件電極：兩種不同的導體相連；電解質溶液：能與電極反應。電源； 電極（惰性或非惰性）；電解質（水溶液或熔化態(tài)）。反應類型自發(fā)的氧化還原反應非自發(fā)的氧化還原反應電極名稱由電極本身性質決定：正極：材料性質較不活潑的電極；負極：材料性質較活潑的電極。由外電源決定：陽極：連電源的正極；陰極：連電源的負極；電極反應負極：_ （氧化反應）正極：_（還原反應）陰極：_ （還原反應）陽極：_ （氧化反應）電子流向_電源負極陰極；陽極電源正極電流方向_電源正極

5、陽極；陰極電源負極能量轉化化學能電能電能化學能應用抗金屬的電化腐蝕；實用電池。電解食鹽水（氯堿工業(yè)）；電鍍（鍍銅）；電冶（冶煉Na、Mg、Al）；精煉（精銅）。2化學腐蝕和電化腐蝕的區(qū)別化學腐蝕電化腐蝕一般條件金屬直接和強氧化劑接觸不純金屬，表面潮濕反應過程氧化還原反應，不形成原電池。因原電池反應而腐蝕有無電流無電流產生有電流產生反應速率電化腐蝕化學腐蝕結果使金屬腐蝕使較活潑的金屬腐蝕3吸氧腐蝕和析氫腐蝕的區(qū)別電化腐蝕類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性較強正極反應 負極反應 Fe 2e-=Fe2+腐蝕作用是主要的腐蝕類型，具有廣泛性發(fā)生在某些局部區(qū)域內4電解、電離和電鍍的區(qū)別

6、電解電離電鍍條件受直流電作用受熱或水分子作用受直流電作用實質陰陽離子定向移動，在兩極發(fā)生氧化還原反應陰陽離子自由移動，無明顯的化學變化用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金實例CuCl2 CuCl2CuCl2=Cu2+2Cl陽極 Cu 2e- = Cu2+陰極 Cu2+2e- = Cu關系先電離后電解，電鍍是電解的應用5電鍍銅、精煉銅比較電鍍銅精煉銅形成條件鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，電鍍液必須含有鍍層金屬的離子粗銅金屬作陽極，精銅作陰極，CuSO4溶液作電解液電極反應陽極 _陰極 _陽極：Zn - 2e- = Zn2+ Cu - 2e- = Cu2+ 等陰極：Cu2+ + 2e- = Cu

7、溶液變化電鍍液的濃度不變溶液中溶質濃度減小6電解方程式的實例（用惰性電極電解）：電解質溶液陽極反應式陰極反應式總反應方程式（條件：電解）溶液酸堿性變化CuCl2HCl酸性減弱Na2SO4不變H2SO4消耗水，酸性增強NaOH消耗水，堿性增強NaClH+放電，堿性增強CuSO4OH 放電,酸性增強C考點解說1電化腐蝕：發(fā)生原電池反應，有電流產生（1）吸氧腐蝕負極：Fe2e-=Fe2+正極：O2+4e-+2H2O=4OH-總式：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O（2）析氫腐蝕： CO2+H2OH2CO3

8、H+HCO3-負極：Fe 2e-=Fe2+正極：2H+ + 2e-=H2總式：Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCO3)2 + H2Fe(HCO3)2經雙水解、空氣氧化、風吹日曬得Fe2O3。2金屬的防護改變金屬的內部組織結構。合金鋼中含有合金元素，使組織結構發(fā)生變化，耐腐蝕。如：不銹鋼。在金屬表面覆蓋保護層。常見方式有：涂油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面鍍一層有自我保護作用的另一種金屬。電化學保護法外加電源的陰極保護法:接上外加直流電源構成電解池，被保護的金屬作陰極。犧牲陽極的陰極保護法：外加負極材料，構成原電池，被保護的金屬作正極3。常見實用電池的種類

9、和特點 （1）鉛蓄電池（屬于二次電池、可充電電池） 結構：鉛板、填滿PbO2的鉛板、稀H2SO4。 A.放電反應 負極：_正極： _B.充電反應 陰極：_ 陽極：_總式：Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O 注意：放電和充電是完全相反的過程，放電作原電池，充電作電解池。電極名稱看電子得失，電極反應式的書寫要求與離子方程式一樣，且加起來應與總反應式相同。 A. 氫氧燃料電池 *各種燃料電池 結構：石墨、石墨、KOH溶液。電極反應 負極：_ 正極： _總式：2H2+O2=2H2O*各種燃料電池_（反應過程中沒有火焰，不是放出光和熱，而是產生電流）注意：還原劑在負極上反應

10、，氧化劑在正極上反應。書寫電極反應式時必須考慮介質參加反應（先常規(guī)后深入）。若相互反應的物質是溶液，則需要鹽橋（內裝KCl的瓊脂，形成閉合回路）。 4電解反應中反應物的判斷放電順序 陰極A.陰極材料(金屬或石墨)總是受到保護。B.陽離子得電子順序 金屬活動順序表的反表：K+ <Ca2+ < Na+ < Mg2+ < Al3+< (H+) < Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+< (H+) < Cu2+ < Hg2+ < Ag+ 陽極A.陽極材料是惰性電極(C、Pt、Au、Ti等)時：陰離子失電子：S2

11、- I- Br- Cl- OH- NO3- 等含氧酸根離子 F-B.陽極是活潑電極時：電極本身被氧化，溶液中的離子不放電。 5電解反應方程式的書寫步驟：分析電解質溶液中存在的離子；分析離子的放電順序；確定電極、寫出電極反應式；寫出電解方程式。如：解NaCl溶液：2NaCl+2H2O H2+Cl2+2NaOH，溶質、溶劑均發(fā)生電解反應，PH增大電解CuSO4溶液：2CuSO4 + 2H2O2Cu + O2+ 2H2SO4溶質、溶劑均發(fā)生電解反應， PH減小。 電解CuCl2溶液：CuCl2 CuCl2 電解鹽酸： 2HCl H2Cl2溶劑不變，實際上是電解溶質，PH增大。電解稀H2SO4、NaO

12、H溶液、Na2SO4溶液：2H2O 2H2 + O2，溶質不變，實際上是電解水，PH分別減小、增大、不變。酸、堿、鹽的加入增加了溶液導電性,從而加快電解速率（不是起催化作用）。 用銅電極電解Na2SO4溶液: Cu +2H2O Cu(OH)2 + H2 （注意：不是電解水。）6電解液的PH變化:根據電解產物判斷。口訣：“有氫生成堿，有氧生成酸；都有濃度大,都無濃度小”。（“濃度大”、“濃度小”是指溶質的濃度）7使電解后的溶液恢復原狀的方法：先讓析出的產物（氣體或沉淀）恰好完全反應，再將其化合物投入電解后的溶液中即可。如：NaCl溶液：通HCl氣體（不能加鹽酸）；AgNO3溶液：加Ag2O固體（

13、不能加AgOH）；CuCl2溶液：加CuCl2固體；KNO3溶液： 加H2O；CuSO4溶液：CuO（不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3）等。8電解原理的應用圖20-1A、電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)） 反應原理陽極： _ 陰極： _總反應：_ 設備 （陽離子交換膜電解槽）組成：陽極Ti、陰極Fe陽離子交換膜的作用：它只允許陽離子通過而阻止陰離子和氣體通過。制燒堿生產過程 （離子交換膜法） 食鹽水的精制：粗鹽（含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42- 等）加入NaOH溶液加入BaCl2溶液加入Na2CO3溶液過濾加入鹽酸加入離子交換劑(NaR) 電解生產主要過程（見圖2

14、0-1）：NaCl從陽極區(qū)加入，H2O從陰極區(qū)加入。陰極H+ 放電，破壞了水的電離平衡，使OH-濃度增大，OH-和Na+形成NaOH溶液。B、電解冶煉鋁原料：（A）、冰晶石：Na3AlF6=3Na+AlF63-（B）、氧化鋁： 鋁土礦 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 原理 陽極 _陰極 _總反應：4Al3+6O24Al+3O2 設備：電解槽（陽極C、陰極Fe） 因為陽極材料不斷地與生成的氧氣反應：C+O2 CO+CO2，故需定時補充。C、電鍍：用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金的過程。鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，電鍍液必須含有鍍層金屬的離子。電鍍鋅原理：陽極 Zn2e = Zn

15、2+陰極 Zn2+2e=Zn電鍍液的濃度在電鍍過程中不發(fā)生變化。在電鍍控制的條件下，水電離出來的H+和OH一般不起反應。電鍍液中加氨水或 NaCN的原因：使Zn2+離子濃度很小，鍍速慢，鍍層才能致密、光亮。D、電解冶煉活潑金屬Na、Mg、Al等。E、電解精煉銅：粗銅作陽極，精銅作陰極，電解液含有Cu2+。銅前金屬先反應但不析出，銅后金屬不反應，形成 “陽極泥”。 D基礎與能力訓練1鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時,正極上發(fā)生的電極反應是A2H+2e = H2BFe2+2e = FeC2H2O+O2+4e = 4OH- DFe3+e = Fe2+2以下現象與電化腐蝕無關的是A黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不易產生

16、銅綠 B生鐵比軟鐵芯（幾乎是純鐵）容易生銹 C銹質器件附有銅質配件，在接觸處易生鐵銹 D銀質獎牌久置后表面變暗 3A、B、C是三種金屬,根據下列、兩個實驗,確定它們的還原性強弱順序為將A與B浸在稀硫酸中用導線相連,A上有氣泡逸出,B逐漸溶解電解物質的量濃度相同的A、C鹽溶液時,陰極上先析出C(使用惰性電極)AA>B>C BB>C>A CC>A>B DB>A>C 4將Al片和Cu片用導線相連，一組插入濃HNO3溶液中，一組插入稀NaOH溶液中，分別形成了原電池，則在這兩個原電池中，正極分別為AAl片、Cu片 BCu片、Al片 CAl片、Al片 DC

17、u片、Cu片5工業(yè)上為了除去含Cr2O72-離子的酸性廢水，采用以下處理方法：往工業(yè)廢水中加入適量的食鹽水12g/L；以鐵作為電極進行電解：鼓入空氣，經過一段時間后，使廢水中的含鉻（有毒）量降到可排放的標準。其原理是：將Cr2O72-離子還原為可溶性三價鉻離子；在電解除鉻過程中，溶液的pH不斷升高，使工業(yè)廢水由酸性變?yōu)閴A性，再把三價鉻離子變成不溶性氫氧化物除去。根據上述原理回答下列問題：(1)用鐵作為電極電解時，電極反應式為：陽極 ，陰極 ；加入食鹽的目的是 。(2)在水溶液中將Cr2O72-離子還原成Cr3+離子的還原劑為溶液中的 離子，此氧化還原反應的離子方程式是 。6人們應用原電池原理制

18、作了多種電池，以滿足不同的需要。以下每小題中的電池即為廣泛使用于日常生活、生產和科學技術等方面的實用電池，請根據題中提供的信息，填寫空格。（1）電子表和電子計算器中所用的是鈕扣式的微型銀鋅電池，其電極分別為Ag2O和Zn，電解液為KOH溶液。工作時電池總反應為：Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2。 工作時電流從 極流向 極（兩空均選填“Ag2O”或“Zn”）。 電極反應式為：正極 ，負極 。 工作時電池正極區(qū)的pH （選填“增大”“減小”或“不變”）。（2）蓄電池在放電時起原電池作用，在充電時起電解池的作用。愛迪生蓄電池放電充電分別在充電和放電時發(fā)生的反應為：Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2。 放電時，正極為 。正極的電極反應式為 。充電時，陰極的電極反應式為 。該蓄電池中的電解質溶液應為 （選填“酸性”或“堿性”）溶液。7.氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以取代會產生污染的銅鎳電池。氫鎳電 池的總 反應式是：(1/2)H2+NiO(OH) Ni(OH)2根據此反應式判斷下列 敘述中 正確的是（ ）A電池放電時，電池負極周圍溶液的pH不斷增大 B電池放電時，鎳元素被氧化C電池充電時，氫元素被還原 D電池放電時，H2是負極8鎳鎘（Ni-Cd）可充電電池在現代生活中有廣