备考高考化学150天全方案之排查补漏提高 专题06 电化学讲义.docx

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备考高考化学150天全方案之排查补漏提高专题06电化学讲义

专题06电化学

一、原电池的工作原理及应用

（1）在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极。

（　　）

（2）在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强。

（　　）

（3）在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应。

（　　）

（4）带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长。

（　　）

（5）电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，是因为铜导线价格高，尽量节省成本。

（　　）

（6）原电池内部阳离子移向负极。

（　　）

（7）带盐桥的原电池中，可用金属代替盐桥。

（　　）

【答案】

（1）√　

（2）×　（3）×　（4）√　（5）×　（6）×　（7）×

二、电池电极反应式或总反应式的书写

1．铝—镍电池（负极—Al，正极—Ni，电解液—NaCl溶液、O2）

负极：

4Al－12e－===4Al3＋；

正极：

3O2＋6H2O＋12e－===12OH－；

总反应式：

4Al＋3O2＋6H2O===4Al（OH）3。

2．镁—铝电池（负极—Al，正极—Mg，电解液—KOH溶液）

负极：

2Al＋8OH－－6e－===2

AlO2-＋4H2O；

正极：

6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－；

总反应离子方程式：

2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2-＋3H2↑。

3．锂电池（负极—Li，正极—石墨，电解液—LiAlCl4—SOCl2）

已知电池总反应式：

4Li＋2SOCl2===SO2↑＋4LiCl＋S，则

负极：

4Li－4e－===4Li＋；

正极：

2SOCl2＋4e－===SO2↑＋S＋4Cl－。

4．铁—镍电池（负极—Fe，正极—NiO2，电解液—KOH溶液）

已知Fe＋NiO2＋2H2O

Fe（OH）2＋Ni（OH）2，则：

负极：

Fe－2e－＋2OH－===Fe（OH）2；

正极：

NiO2＋2H2O＋2e－===Ni（OH）2＋2OH－。

阴极：

Fe（OH）2＋2e－===Fe＋2OH－；

阳极：

Ni（OH）2－2e－＋2OH－===NiO2＋2H2O。

5．LiFePO4电池（正极—LiFePO4，负极—Li，含Li＋导电固体为电解质）

已知FePO4＋Li

LiFePO4，则

负极：

Li－e－===Li＋；

正极：

FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4。

阴极：

Li＋＋e－===Li；

阳极：

LiFePO4－e－===FePO4＋Li＋。

6．高铁电池（负极—Zn，正极—石墨，电解质为浸湿的固态碱性物质）

已知：

3Zn＋2K2FeO4＋8H2O

3Zn（OH）2＋2Fe（OH）3＋4KOH，则：

负极：

3Zn－6e－＋6OH－===3Zn（OH）2；

正极：

2FeO42-＋6e－＋8H2O===2Fe（OH）3＋10OH－。

阴极：

3Zn（OH）2＋6e－===3Zn＋6OH－；

阳极：

2Fe（OH）3－6e－＋10OH－===2FeO42-＋8H2O。

7．氢氧燃料电池

（1）电解质是KOH溶液（碱性电解质）

负极：

2H2－4e－＋4OH－===4H2O；

正极：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－；

总反应式：

2H2＋O2===2H2O。

（2）电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）

负极：

2H2－4e－===4H＋；

正极：

O2＋4H＋＋4e－===2H2O；

总反应式：

2H2＋O2===2H2O。

（3）电解质是NaCl溶液（中性电解质）

负极：

2H2－4e－===4H＋；

正极：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－；

总反应式：

2H2＋O2===2H2O。

8．甲烷燃料电池（铂

为两极、正极通入O2和CO2、负极通入甲烷、电解液有三种）

（1）电解质是熔融碳酸盐（K2CO3或Na2CO3）

正极：

2O2＋8e－＋4CO2===4CO32-；

负极：

CH4－8e－＋4CO32-===5CO2＋2H2O；

总反应式：

CH4＋2O2===CO2＋2H2O。

（2）酸性电解质（电解液为H2SO4溶液）

正极：

2O2＋8e－＋8H＋===4H2O；

负极：

CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋；

总反应式：

CH4＋2O2===CO2＋2H2O。

（3）碱性电解质（电解液为KOH溶液）

正极：

2O2＋8e

－＋4H2O===8OH－；

负极：

CH4－8e－＋10OH－===CO32-＋7H2O；

总反应式：

CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O。

9．甲醇燃料电池

（1）碱性电解质（铂为两极、电解液为KOH溶液）

正极：

3O2＋12e－＋6H2O===12OH－；

负极：

2CH3OH－12e－＋16OH－===2CO32-＋12H2O；

总反应式：

2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。

（2）酸性电解质（铂为两极、电解液为H2SO4溶液）

正极：

3O2＋12e－＋12H＋===6H2O；

负极：

2CH3OH－12e－＋2H2O===12H＋＋2CO2；

总反应式：

2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O。

三、电解池电极反应式的书写

1．用惰性电极电解下列溶液

（1）NaCl溶液

阴极：

2H＋＋2e－===H2↑；

阳极：

2Cl－－2e－===Cl2↑；

总反应式：

2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。

（2）CuSO4溶液

阴极：

2Cu2＋＋4e－===2Cu；

阳极：

4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；

总反应式：

2CuSO4＋2H2O

2Cu＋2H2SO4＋O2↑。

2．用惰性电极电解下列熔融态物质

（1）MgCl2

阳极：

2Cl－－2e－===Cl2↑；

阴极：

Mg2＋＋2e－===Mg；

总反应式：

MgCl2（熔融）

Mg＋Cl2↑。

（2）Al2O3

阳极：

6O2－－12e－===3O2↑；

阴极：

4Al3＋＋12e－===4Al；

总反应式：

2Al2O3（熔融）

4Al＋3O2↑。

3．用铜作电极电解下列溶液

（1）H2O

阴极：

2H＋＋2e－===H2↑；

阳极：

Cu－2e－===Cu2＋；

总反应式：

Cu＋2H2O

Cu（OH）2↓＋H2↑。

（2）H2SO4溶液

阴极：

2H＋＋2e－===H2↑；

阳极：

Cu－2e－===Cu2＋；

总反应式：

Cu＋H2SO4

CuSO4＋H2↑。

（3）NaOH溶液

阴

极：

2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－；

阳极：

Cu－2e－＋2OH－===Cu（OH）2↓；

总反应式：

Cu＋2H2O

Cu（OH）2↓＋H2↑。

4．用Al作电极电解下列溶液

（1）H2SO4溶液

阴极：

6H＋＋6e－===3H2↑；

阳极：

2Al－6e－===2Al3＋；

总反应式：

2Al＋3H2SO4

Al2（SO4）3＋3H2↑。

（2）NaOH溶液

阴极：

6H2O＋6e－===3H2↑＋6OH－；

阳极：

2Al－6e－＋8OH－===2AlO

＋4H2O；

总反应式：

2Al＋2H2O＋2NaOH

2NaAlO2＋3H2↑

。

四、电解原理的应用

（1）Cu＋H2SO4===CuSO4＋H2↑可以设计成电解池，但不能设计成原电池。

（　　）

（2）电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。

（　　）

（3）根据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增加的质量相等。

（　　）

（4）电解是把电能转变成化学能。

（　　）

（5）电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化。

（　　）

（6）任何水溶液电解时，必将导致氧化还原反应。

（　　）

【答案】

（1）√　

（2）×　（3）×　（4）√　（5）√　（6）√

1．化学能与电能转化

2．金属腐蚀

1．原电池中的“3”个方向

（1）电子方向：

电子从负极流出经外电路流入正极；

（2）电流方向：

电流从正极流出经外电路流入负极；

（3）离子的迁移方向：

电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移。

2．原电池正、负极判断的“五个角度”

3．“三步”突破原电池电极反应式、总反应式的书写

4．电解池中电极反应式的书写步骤

5．有关电化学定量计算的方法

（1）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出比例式计算。

（2）守恒法计算。

用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物等类型的计算，其依据是电路中转移的

电子数相等。

6．金属腐蚀快慢的判断

7．理解充、放电，准确剖析电化学原理

（1）对于可充电电池，放电时为原电池，符合原电池工作原理，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；外电路中电子由负极流向正极，内

电路中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。

（2）可充电电池充电时为电解池，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应；充电时电池的“＋”极与外接直流电源的正极相连，电池的“－”极与外接直流电源的负极相连。

8．燃料电池电极反应式的书写方法

根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况：

（1）酸性电解质溶液环境下电极反应式：

O2＋4H＋＋4e－===2H2O。

（2）碱性电解质溶液环境下电极反应式：

O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

（3）固体电解质（高温下能传导O2－）环境下电极反应式：

O2＋4e－===2O2－。

（4）熔融碳酸盐（如：

熔融K2CO3）环境下电极反应式：

O2＋2CO2＋4e－===2CO32-。

再根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式：

电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：

电池的总反应式＝电池正极反应式＋电池负极反应式。

电池负极反应式＝电池的总反应式－电池正极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物O2。

1．如图是利用一种微生物将废水中的有机物（如淀粉）和废气NO的化学能直接转化为电能，下列说法中一定正确的是

A．质子透过阳离子交换膜由右向左移动

B．与X相连接是用电器标有“＋”的接线柱

C．M电极反应式：

（C6H10O5）n＋7nH2O－24ne－===6nCO2↑＋24nH＋

D．当M电极微生物将废水中16.2g淀粉转化掉时，N电极产生134.4LN2（标况下）

【答案】C

2．利用右图装置实现钢铁的电化学防护，下列说法错误的是

A．K连N，X极发生氧化反应

B．K连N，称外接电流的阴极保护法

C．K连M，X为Zn时，铁不易被腐蚀

D．K连M，铁上电极反应为2H++2e→H2↑

【答案】D

3．锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：

Zn（s）＋2MnO2（s）＋H2O（l）＝Zn（OH）2（s）＋Mn2O3（s）下列说法错误的是（）

A．电池工作时，锌失去电子，电解液内部OH-向负极移动

B．电池正极的电极反应式为：

2MnO2

（s）＋H2O

（1）＋2e－＝

Mn2O3（s）＋2OH－（aq）

C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极

D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g

【答案】C

【解析】A、锌的化合价升高，失去电子，电解液内部OH-向负极移动，A正确；B、负极失去电子，正极得到

电子，则根据总反应式可判断正极是二氧化锰得到电子，电极反应式为2MnO2（s）＋H2O

（1）＋2e－＝Mn2O3（s）＋2OH－（aq），B正确；C、电池工作时，电子从负极经

外电路流向正极，C错误；D、总的反应式可知消耗0.2mol电子时负极消耗0.1mol锌，则消耗锌的质量0.1mol×65g/mol＝6.5g，D正确，答案选C。

4．H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫。

反应原理为：

2H2S（g）+O2（g）=S2（s）+2H2O（l）H＝-632kJ·mol-1。

右图为质子膜H2S燃料电池的示意图。

下列说法不正确的是

A．电路中每流过2mol电子，电池内部释放316kJ热能

B．每34gH2S参与反应，有2molH+经质子膜进入正极区

C．电极a为电池的负极

D．电极b上发生的电极反应为：

O2+4e-+4H+＝2H2O

【答案】A

【解析】A.根据方程式，电路中每流过2mol电子，有1molH2S发生反应，电池内部释放316kJ的总能量，部分以电能的形式发出，部分以其他形式的能量发出，A错误；B．34gH2S的物质的量为1mol，根据方程式，有2molH+经质子膜进入正极区，与氧气结合生成水，B正确；C．该电池属于燃料电池，通入燃料的为负极，通入空气或氧气的为正极，故电极a为电池的负极，C正确；D.根据图示，酸性条件下，O2在此极上得电子变为-2价的化合物水，电极b上发生的电极反应为：

O2+4H++4e

=2H2O，D正确；答案选A。

5．H3BO3（一元弱酸）可以通过电解NaB（OH）4溶液的方法制备，其工作原理如图，下列叙述错误的是

A．M室发生的电极反应式为：

2H2O－4e－=O２↑＋4H＋

B．N室中：

a%>b%

C．理论上每生成1mol产品，阴极室可生成标准状况下5.6L气体

D．b膜为阴膜，产品室发生反应的化学原理为强酸制弱酸

【答案】C