高考化学精品专题教案专题十 电化学.docx

高考化学精品专题教案专题十 电化学.docx

《高考化学精品专题教案专题十 电化学.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学精品专题教案专题十 电化学.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高考化学精品专题教案专题十电化学

专题十电化学专题

【考点分析】

考纲要求

正确区别原电池、电解池、电镀池的不同，掌握原电池、电解规律的应用及有关计算的方法技巧

知识结构

原电池

电解池

实质

将化学能转变为电能的装置

将电能转变为化学能的装置

主要类别

干电池、蓄电池、高能电池，燃料电池

举例

电镀、精炼铜

【重难点解析】

一、原电池正负极的确定及电极反应式的写法

1．确定正负极应遵循：

（1）一般是较活泼的金属充当负极，较不活泼的金属或非金属或金属氧化物作正极。

说明:

正负极的确定还与所用的电解质溶液有关,如Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中,Mg为负极,Al为正极;若改用溶液即Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中,则Mg为正极,Al为负极。

（2）根据电子流向或电流方向确定：

电子流出的一极或电流流入的一极为负极；

（3）根据内电路中自由离子的移动方向确定：

在内电路中阴离子移向的电极为负极，阳离子移向的电极为正极。

（4）根据原电池反应式确定:

失电子发生氧化反应（还原剂中元素化合价升高）的一极为负极。

此外还可以借助氧化反应过程发生的一些特殊现象（如电极溶解、减重，电极周边溶液或指示剂的变化等）来判断。

2．书写电极反应式应注意：

第一、活性电极：

负极失去电子发生氧化反应；正极上，①电解质溶液中的阳离子与活性电极直接反应时，阳离子（或氧化性强的离子）得到电子；②电解质溶液中的阳离子与活性电极不反应时，溶解在溶液中的O2得电子，发生还原反应。

第二、两个电极得失电子总数守恒。

第三、注意电极产物是否与电解质溶液反应，若反应，一般要将电极反应和电极产物与电解质溶液发生的反应合并写。

二、电解池阴、阳极的判断

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。

其反应时,溶液中氧化能力强的阳离子首先在阴极上得到电子,发生还原反应。

阳极：

与直流电源的正极直接连接的电极。

①若是惰性电极（Pt、Au、C、Ti），在该极上，溶液中还原性强的阴离子首先失去电子被氧化；

②若是活性电极，电极材料参与反应，自身失去电子被氧化而溶入溶液中。

三、电解时电极产物的判断

1．阳极产物判断

首先看电极，如果是活性电极（金属活动顺序表Ag以前），则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。

如果是惰性电极（Pt、Au、石墨），则要再看溶液中的离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序判断。

阴离子放电顺序：

S2—>I—>Br—>Cl—>OH—>含氧酸根>F—

2．阴极产物的判断

直接根据阳离子得电子能力进行判断，阳离子放电顺序：

Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

3．电镀条件，由于阳极不断溶解，电镀液中阳离子保持较高的浓度，故在此条件下Zn2+先于H+放电。

四、原电池、电解池、电镀池之比较

原电池

电解池

电镀池

定义

将化学能转变为电能的装置

将电能转变为化学能的装置

应用电解的原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置

形成条件

活动性不同的两电极（连接）

电解质溶液（电极插入其中并与电极自发反应）

形成闭合回路

两电极接直流电源

两电极插入电解质溶液

形成闭合回路

镀层金属接电源的正极；待镀金属接电源的负极

电镀液必须含有镀层金属的离子（电镀过程浓度不变）

电极名称

负极：

氧化反应，金属失电子

正极：

还原反应，溶液中的阳离子或者O2得电子

阳极：

氧化反应，溶液中的阴离子失电子，或电极金属失电子

阴极：

还原反应，溶液中的阳离子得电子

阳极：

电极金属失电子

阴极：

电镀液中镀层金属的阳离子得电子（在电镀控制的条件下，水电离产生的H+、OH—一般不放电）

电子的流向

负极导线→正极

电源负极导线→阴极

电源正极导线→阳极

同电解池

（1）同一原电池的正负极的电极反应得失电子数相等。

（2）同一电解池的阳极、阴极电极反应中得失电子数相等。

（3）串联电路中的各个电极反应得失电子数相等。

上述三种情况下，在写电极反应式时得失电子数相等；在计算电解产物的量时，应按得失电子数相等计算。

五、用惰性电极电解电解质溶液时的总结

类型

电极反应特点

电解质溶液类别

实例

电解对象

电解质浓度

PH

电解质溶液复原

电解水型

阴极：

4H++4e—=2H2↑

阳极：

4OH—-4e=O2↑—+2H2O

强碱

NaOH

水

增大

增大

加水

含氧酸

H2SO4

水

增大

减小

加水

活泼金属的含氧酸盐

Na2SO4

水

增大

不变

加水

分解电解质型

电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电

无氧酸（除HF外）、

HCl

电解质

减小

增大

加氯化氢

不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）

CuCl2

电解质

减小

减小

加氯化铜

放氢生碱型

阴：

水放H2生碱

阳：

电解质阴离子放电

活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）

NaCl

电解质和水

生成新电解质

增大

加氯化氢

放氧生酸型

阴：

电解质阳离子放电

阳：

水放O2生酸

不活泼金属的含氧酸盐

CuSO4

电解质和水

生成新电解质

减小

加氧化铜

六、书写燃料电池电极反应式必须遵循的原则：

（1）电池的负极一定是可燃性气体（如H2、CO、CH4）在失电子时，发生氧化反应，电池的正极一定是助燃性气体（如O2），在得电子时，发生还原反应。

（2）电极材料一般不发生化学反应，只起传导电子的作用。

（3）电极反应式作为一种特殊的电子反应方程式，也必须遵循原子守恒、电荷守恒的规律。

（4）写电极反应式时，一定要注意电解质是什么，其中的离子要和电极反应式中出现的离子相对应。

例如：

宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，电解质溶液是KOH，其中H2为负极，O2为正极，电极反应式为：

正极O2+2H2O+4e—=4OH—还原反应负极2H2+4OH——4e—=4H2O氧化反应

电解质溶液中的OH—和电极反应式中OH—相对应，符合原子守恒，电荷守恒。

七、金属的腐蚀和防护

金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。

其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。

⑴化学腐蚀与电化腐蚀

化学腐蚀

电化腐蚀

条件

金属跟非金属单质直接接触

不纯金属或合金跟电解质溶液接触

现象

无电流产生

有微弱电流产生

本质

金属被氧化

较活泼金属被氧化

联系

两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍

⑵析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）

析氢腐蚀

吸氧腐蚀

条件

水膜酸性较强（pH＜4．3）

水膜酸性很弱或中性

电极反应

负极

Fe-2e—=Fe2+

正极

2H++2e—=H2↑

O2+2H2O+4e—=4OH—

总反应式

Fe+2H+=Fe2++H2↑

2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2

⑶金属防护的几种重要方法

改变金属内部的组成结构，将金属制成合金，增强抗腐蚀能力。

②在金属表面覆盖保护保护层，使金属和周围物质隔离开来。

③电化学保护法：

利用电化学反应使金属钝化而受到保护，或者利用原电池反应将需要保护的金属作为电池的正极而受到保护。

（4）金属腐蚀速率大小

电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极

八、原电池、电解池、电镀池和精炼池的判断方法

1．单池判断：

Ⅰ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。

Ⅱ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。

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

【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；若最活泼的电极相同时，则两极间活泼性差别较大的是原电池，其余为电解池。

九、电解后pH变化判断

先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物：

①如果只产生H2而没有O2，则pH变大；②如果只产生O2而无H2，则pH变小；③如果既产生O2又有H2，若原溶液呈酸性，则pH减小；若原溶液呈碱性，则pH增大；若原溶液呈中性，pH不变；④如果既无O2产生也无H2产生，则溶液的pH均趋于7。

十、电化学计算题

解题时要注意电极反应式的正确书写，可根据电解方程式或电极反应式列式求解；还可利用各电极，线路中转移的电子数守恒列等式求解；或者由电解方程式及电极反应式找出关系式，最后根据关系式列式计算。

常见微粒间的计量关系式为：

4e?

～4H+～4OH?

～4Cl?

～4Ag+～2Cu2+～2H2～O2～2Cl2～4Ag～2Cu～2H2O。

电化学专题测试题

单选题（2分×24=48分）

1．一定条件下，电解较稀浓度的硫酸，H2O2仅为还原产物，该原理可用于制取双氧水，其电解的化学方程式为：

3H2O+3O2O3+3H2O2。

下列有关说法正确的是（）

A．电解池的阳极生成双氧水，阴极生成臭氧

B．电解池中硫酸溶液的pH保持不变

C．产生臭氧的电极反应式为3H2O－6e－＝O3+6H+

D．产生双氧水的电极反应式为2H2O－2e－＝H2O2+2H+

2．将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡后放入如图所示装置中，

下列叙述正确的是：

（）

A．过一段时间，Ⅱ试管中的导管内水柱上升

B．Ⅰ试管中铁钉由于发生电解反应而被腐蚀

C．铁钉在该装置中被腐蚀的情况随时间的延长而加快

D．Ⅰ试管中铁钉发生反应的一个电极反应式为：

2Cl－－2e－＝Cl2↑

3．下图中能验证用惰性电极电解NaCl溶液（含酚酞）的电解产物的装置的是（表示直流电源，I表示电流强度，e-表示电子）（）

4．如下图所示两个装置，溶液体积均为200mL，开始电解质溶液的浓度均为0．1mol·L－1，工作一段时间后，测得导线上通过0．02mol电子，若不考虑盐水解和溶液体积的变化，则下列叙述正确的是（）

A．产生气体的体积：

①＞②

B．电极上析出固体的质量：

①＞②

C．溶液的pH变化：

①增大，②减小

D．装置②的电极反应式为：



阳极：

4OH—-4e-=2H2O+O2↑

阴极：

2H++2e-=H2↑

5．下列图示中关于铜电极的连接错误的是（）

铜锌原电池电解精炼铜镀件上镀铜电解氯化铜溶液

6．右图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图。

下列说法不正确的是（）

A．从E口逸出的气体是H2

B．从B口加入含少量NaOH的水溶液以增强导电性

C．标准状况下每生成22．4LCl2，便产生2molNaOH

D．电解一段时间后加适量盐酸可以恢复到电解前的浓度

7．有关如右图所示原电池的叙述，正确的是（盐桥中装有含琼胶KCl饱和溶液）（）

A．反应中，盐桥中的K+会移向CuSO4溶液

B．取出盐桥后，电流计依然发生偏转

C．铜片上有气泡逸出

D．反应前后铜片质量不改变

8．把金属A放入盐B（NO3）2的溶液中，发生如下反应：

A+B2+=A2++B，以下叙述正确的是（）

A．常温下金属A一定能与水反应，B一定不能与水反应

B．A与B用导线连接后放入酒精中，一定形成原电池

C．A与B用导线连接后放入B（NO3）2的溶液中，一定有电流产生

D．由A与B形成的原电池，A一定是正极，B一定是负极