高中化学 专题八 电化学教案.docx
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高中化学专题八电化学教案
2019-2020年高中化学专题八电化学教案
【专题要点】
电化学的内容是历年高考的重要知识点之一，主要以选择题的形式出现，考查的内容有：
原电池、电解池、电镀池的电极名称及根据总反应方程式书写原电池各电极反应式、根据电解时电极变化判电极材料或电解质种类、根据反应式进行计算、与电解池及电镀池精炼池进行综合考查、提供反应方程式设计原电池、提供电极材料电解质溶液进行原电池是否形成的判断、与图像进行结合考查各电极上质量或电解质溶液溶质质量分数的变化等。
其中原电池的工作原理及其电极反应式的书写、电解产物的判断和计算是高考命题的热点。
由于今年氢能源已进入实用阶段，它的重要性不言而愈，电动车用电池仍是考查的热点
【考纲要求】
1.了解原电池和电解池的工作原理，写出相应的电极反应和电池反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理；认识化学能与电能的实际意义及其重要应用。
3.理解金属发生电化学腐蚀的原理，认识金属腐蚀的危害，
4.了解防止金属电化学腐蚀的主要措施
【教法指引】
1.原电池的判定
先分析有无外接电源，有外接电源者为电解池，无外接电源者可能为原电池；再依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看”：
一看电极，两极为导体且活泼性不同；二看溶液，两极插入电解质溶液中；三看回路：
形成闭合回路或两极接触。
2.电极反应的书写
找出发生氧化反应和还原反应的物质（或离子），确定正负或阴阳极反应的物质（或放电的离子），利用电荷守恒分别写出电极反应式
3.原电池的正负极的判断（从原电池反应实质角度确定）：
较活泼金属作负极，发生氧化反应（电子流出的一极）；另一导体作正极，发生还原反应（电子流入的一极）
4.对于化学电源和新型电池工作原理的分析
可类比于铜、锌、硫酸原电池，可把总反应折成两部分进行处理。
知道两极反应式，或一极反应式或总反应式，可通过加减的方法求出另一极反应或总反应方程式。
5.电解原理
电解池是将电能转化为化学能的装置，在电解池中，阳极发生氧化反应、阴极发生还原反应，其放电顺序一般为：
阳极：
活泼性电极>>>>>>含氧酸根离子阴极：
与金属活动顺序表中金属阳离子的氧化顺序一致
6.电化学计算的基本方法
原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算、根据电荷量求产物的量与根据产物的量求电荷量等的计算。
不论哪类计算，均可概括为下列三种方法：
①根据电子守恒法计算：
用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。
②根据总反应式计算：
先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算
③根据关系式计算：
借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式
【知识网络】
一、构成原电池的条件
1．要有活动性不同的两个电极（一种金属与另一种金属或石墨或不溶性的金属氧化物）；
2．要有电解质溶液；
3．两电极浸入电解质溶液且用导线连接或直接接触。
二、金属的腐蚀
1．金属腐蚀的实质：
金属原子失去电子被氧化而消耗的过程。
2．金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀
3．化学腐蚀实质：
金属和非电解质或其它物质相接触直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀。
其腐蚀过程没有电流产生
4．电化学腐蚀实质：
不纯金属或合金在电解质溶液中发生原电池反应。
电化学腐蚀过程有电流产生。
5．腐蚀的常见类型
（1）析氢腐蚀在酸性条件下，正极发生2H++2e-=H2↑反应。
（2）吸氧腐蚀在极弱酸或中性条件下，正极发生2H2O+O2+4e-=4反应。
若负极金属不与电解质溶液发生直接的反应，则形成吸氧腐蚀的原电池反应。
如生铁浸入食盐水中，会形成许多微小的原电池
6．在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢可用下列原则判断：
电解原理引起的腐蚀>原电池引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀
三、原电池、电解（镀）池电极名称的确定
1．确定原电池电极名称的方法
方法一：
根据电极材料的性质确定。
通常是
（1）对于金属——金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极；
（2）对于金属——非金属电极，金属是负极，非金属是正极，如干电池等；
（3）对于金属——化合物电极，金属是负极，化合物是正极。
方法二：
根据电极反应的本身确定
失电子的反应→氧化反应→负极；得电子的反应→还原反应→正极。
2．确定电解（镀）池电极名称的方法
方法一：
与外电源正极连接的一极是阳极、与负极连接的一极是阴极。
方法二：
电极上发生氧化反应的是阳极，发生还原反应的是阴极。
四、分析电极反应及其产物
原电池：
负极：
M-ne-=Mn+
正极：
（1）酸性溶液中2H++2e-=H2↑
（2）不活泼金属盐溶液Mn++ne-=M
（3）中性、弱酸性条件下2H2O+O2+4e-=4
电解（镀）池：
阳极：
（1）若阳极是由活性材料（除C、Pt、Au等以外的其它金属）做成，阳极反应是阳极金属失去电子而被氧化成阳离子；
（2）若阳极是由C、Pt、Au等惰性材料做成，阳极反应则是电解液中阴离子在阳极失去电子被氧化。
阴离子失去电子能力大小顺序为：
>>>>含氧酸根>。
阴极：
阴极反应一般是溶液中的阳离子得电子的还原反应，阳离子得电子能力大小顺序为：
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。
必须注意的是，电镀时通过控制条件，Fe2+和Zn2+得电子的能力强于H+
五、电解实例及规律
电解液
溶质类别
电解总反应式
相当于电解
溶液pH
NaOH溶液
强碱
2H2O2H2↑+O2↑
水
升高
H2SO4溶液
含氧酸
降低
Na2SO4溶液
活泼金属的含氧酸盐
不变
（两极混合液）
CuCl2溶液
不活泼金属的无氧酸盐
CuCl2Cu+Cl2↑
电解质本身
接近7
HCl溶液
无氧酸
2HClH2↑+Cl2↑
升高
NaCl溶液
活泼金属的无氧酸盐
2NaCl+2H2OH2+2NaOH+Cl2↑
电解质与水
升高
CuSO4溶液
不活泼金属的含氧酸盐
2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
降低
NaCl（熔融）
离子化合物
2NaCl2Na+Cl2↑
电解质本身
Al2O3（熔融）
2Al2O34Al+3O2↑
专题八电化学
1．下列说法不正确的是（）
A．原电池中，负极上发生的反应是氧化反应
B．原电池中，电流从负极流向正极
C．铜锌原电池中放电时，溶液中的阴离子向负极移动，阳离子向正极移动
D．碱性锰锌电池是一次电池，铅蓄电池是二次电池
2．等质量的两份锌粉a和b，分别加入过量的稀硫酸中，a中同时加入少量CuSO4，下列图中表示其产生H2总体积（V）与时间（t）的关系正确的是（）
3．白铁皮（镀锌）发生析氢腐蚀时，若有0．2mol电子发生转移，下列说法正确的是（）
A．有6．5g锌被腐蚀
B．在标准状况下有22．4L氢气放出
C．有2．8g铁被腐蚀
D．在标准状况下有2．24L气体放出
4．将Al片和Cu片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入稀氢氧化钠溶液中，分别形成原电池，则在这两个原电池中，正极．负极分别为（）
A．Al片．Cu片B．Cu片．Al片
C．Al片．Al片D．Cu片．Cu片
5．有A．B．C．D四种金属，当A．B组成原电池时，电子流动方向A→B；当A．D组成原电池时，A为正极；B与E构成原电池时，电极反应式为：
E2-+2e-=E，B-2e-=B2+则A．B．D．E金属性由强到弱的顺序为（）
A．A﹥B﹥E﹥DB．A﹥B﹥D﹥E
C．D﹥E﹥A﹥BD．D﹥A﹥B﹥E
6．据报到，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量大，而且没有铅污染。
其电池反应为：
2Zn＋O2＝2ZnO原料为锌粒，电解液和空气。
下列叙述正确的是（）
A.锌为正极，空气进入负极反应
B.负极反应为Zn－2e－＝Zn2＋
C.正极发生氧化反应
D.电解液肯定不是强酸
7．在一盛有饱和Na2CO3溶液的烧杯中插入惰性电极，保持温度不变，通电一段时间后（）
A．溶液的PH值增大；B．Na+和CO32-的浓度减小；
C．溶液的浓度增大；D．溶液的浓度不变，有晶体析出；
8．将分别盛有熔融KCl．MgCl2．Al2O3（熔有冰晶石）的三个电解槽，在一定条件下通电一段时间后，析出K．Mg．Al的物质的量之比是（）
A．1：
2：
3；B．3：
2：
1；C．6：
3：
1；D．6：
3：
2；
9．用石墨做电极，电解下列溶液，经过一段时间，溶液的pH下降的是（）
A．NaCl B．NaOH C．H2SO4 D．CuSO4
10．在铁品上镀一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是（）
A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子
B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子
D．锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
11．用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水（含Cl―．Br―．Na＋．Mg2＋）的装置如图所示（a．b为石墨电极）。
下列说法中，正确的是（）
A．电池工作时，正极反应式为：
O2+2H2O+4e—=4OH―
B．电解时，a电极周围首先放电的是Br―而不是Cl―，说明当其它条件相同时前者的还原性强于后者
C．电解时，电子流动路径是：
负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极
D．忽略能量损耗，当电池中消耗0．02gH2时，b极周围会产生0．02gH2
12．为了防止钢铁锈蚀，下列防护方法中正确的是（）
A．在精密机床的铁床上安装铜螺钉
B．在排放海水的钢铁阀门上用导线连接一块石墨，一同浸入海水中
C．在海轮舷上用铁丝系住锌板浸在海水里
D．在地下输油的铸铁管上接直流电源的负极
13．下列各方法中能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是（）
①金属表面涂抹油漆②改变金属的内部结构③保持金属表面清洁干燥④在金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜
A．①②③④B．①③④⑤C．①②④⑤D．全部
14．为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再放置于玻璃钟罩里保存一星期后，下列对实验结束时现象描述
不正确的是（）
A．装置Ⅰ左侧的液面一定会上升
B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低
C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
15．随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提上议事日程，其首要原因是（）
A．利用电池外壳的金属材料
B．防止电池中汞．镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品
D．回收其中石墨电极
16．锌银电池：
负极是 ，正极是 ，电解质是 ，其电极反应如下：
负极：
，
正极：
，
总反应：
17．如下图所示，烧杯中都盛有稀硫酸。
（1）中反应的离子方程式为，
（2）中的电极反应：
Fe：
．Sn：
Sn极附近溶液的pH（填增大．减小或不变），
（3）中被腐蚀的金属是．其电极反应式为。
比较
（1）．
（2）．（3）中纯铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是
18．下列事实不能用电化学理论解释的是
①轮船水线以下的船壳上镶嵌有一定量的锌块
②镀锌的铁制品比镀锡的铁制品耐用
③铝片不用特殊方法保存
④常温下铝跟稀硫酸快速反应，跟浓硫酸几乎不反应
19．原电池的正负极的判断：
①由组成原电池的两极材料判断。
一般是的金属为负极，活泼性的金属或能的非金属为正极。
②根据电流方向或电子流动方向判断。
电流是由流向；电子流动方向是由极流向极。
③根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向。
在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是极，阴离子移向的极为极。
④根据原电池两极发生的变化来判断。
原电池的负极总是电子发生氧化反应，其正极总是电子发生反应。
20．实验室用NaOH和FeSO4制取Fe（OH）2时，Fe（OH）2很容易被氧化，若采用如图所示装置制取，可以得到较纯净的Fe（OH）2。
（1）制取前需将Na2SO4溶液煮沸，目的是。
（2）在Na2SO4溶液上覆盖一层苯的目的是。
（3）阳极的电极反应式是：
，阴极的电极反应式是；阳极材料能否换成其他材料？
。
（4）电解一段时间后，若将电极反接（即铁棒和电源负极相连．石墨棒和电源正极相连），电极反应为：
阳极，阴极。
U型管中看到的现象是
，发生这一现象的化学方程式是
。
21．从H+．Na+．Cu2+．Ba2+．Cl-．SO42-离子中，选出恰当的离子组成一种电解质，将电解质溶液按下列要求进行电解（均是惰性电极）：
（1）电解时电解质含量减小，水量不变，则所采用的电解质是；
（2）电解时电解质的质量保持不变，水量减小，则所采用的电解质是；
（3）电解时电解质和水的质量都发生变化，则所采用的电解质是；
22．银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成了硫化银（Ag2S）。
有人设计用原电池的原理进行“抛光”，其处理方法为：
将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑色会褪去而银恢复光泽，且不会损失。
试回答：
⑴食盐的作用是。
⑵在此原电池反应中，负极发生的电极反应为，正极发生的电极反应为。
⑶反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体，溶液中发生的反应为2Al3++3S2-+6H2O==2Al（OH）↓+3H2S↑，则原电池总反应方程式为。
23．（6分）全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的1/4。
某学生想探究铁生锈的条件，他将干净的铁钉分别同时入放A．B．C三支试管中进行研究。
（1）请你帮助该学生完成下列实验设计的内容：
编号
操作方法
实验目的
A
探究铁在干燥空气中的生锈情况
B
放入铁钉，注入蒸馏水浸没铁钉，并用植物油液封
C
探究铁在有空气和水封时的生锈情况
（2）一周后，编号为的试管中的铁钉最易生锈。
（3）用相同材料制作，经过相同时间防锈处理的铁栏杆，安装在南方比安装在北方更易生锈，其原因是。
（4）在焊接铁管时，为了使接口更加牢固，常用稀盐酸清洗接口处的铁锈，该反应的化学方程式为。
24．向8克二价金属的氧化物固体中加入稀硫酸，使其恰好完全溶解，已知所消耗的硫酸体积为100毫升，在所得溶液插入铂电极进行电解，通电一定时间后，在一个电极上收集到224毫升（标准状况）氧气，在另一个电极上得到1．28克该金属。
（1）根据计算确定金属氧化物的名称。
（2）计算通电后硫酸溶液的物质量浓度（溶液体积按100毫升计算）。
参考答案
1．B2．A3．AD4．A5．D6．BD7．D8．D9．CD10．A11．BD
12．CD13．D14．B15．B
16．Zn，Ag2O和电解质溶液为KOH溶液
负极：
Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O 正极：
Ag2O+H2O+2e- =2Ag+2OH-
总反应式为:
Ag2O+Zn=ZnO+2Ag
17．
（1）Fe+2H+=Fe2++H2↑
（2）Fe+2e-=Fe2+2H++2e-=H2↑（3）213
18．③④
19．活泼．导电．正极．负极．负．正．正．负．失．得．还原
20．
（1）除去溶液中溶解的氧气。
（2）防止空气中的氧气进入电解质溶液。
（3）Fe–2e-=Fe2+2H2O+2e-=H2
+2OH-不能
（4）4OH--4e-=2H2O+O2
4H2O+4e-=2H2
+4OH-白色沉淀迅速变成灰绿色最终变成红褐色
4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3
21．
（1）HCl，CuCl2；
（2）H2SO4，Na2SO4；（3）NaCl，BaCl2；
22．
（1）食盐溶于水形成电解质溶液。
（2）Al-3e-==Al3+，Ag2S+2e-==2Ag+S2-。
（3）3Ag2S+2Al+6H2O==6Ag+2Al（OH）3+3H2S↑
23．
（1）加热烘干试管，小心放入铁钉，塞上塞子探究铁在有水而无空气（氧气）时的生锈情况小心放入铁钉，注入蒸馏水，使铁钉部分浸入水中
（2）C
（3）南方比北方天气潮湿，铁更易生锈
（4）Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
24．
（1）氧化铜
（2）硫酸溶液的浓度为0．2mol/L。
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