电化学 教案解析.docx
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电化学教案解析
学员姓名：
郭思羽年级：
高三
辅导科目：
化学教师：
程老师
课题
电化学
授课时间：
2014年4月13日星期日
重点、难点
原电池、电解原理及应用；电极反应方程式书写
考点及考试要求
原电池、电解原理及应用；电极反应方程式书写
教学内容
2．两池的比较
原电池
电解池
定义
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（内电路为阳极）：
发生氧化反应
（失电子）
正极（内电路为阴极）：
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
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+Hg2+Ag+
阴离子放电（失电子）由难到易:
F-ROmn-OH-Cl-Br-I-S2
根据原电池的构成条件指出Fe-C原电池CuCl2作电解质溶液中电子移动方向，
说出现象，写出电极方程式。
电解池与原电池的判断
先看电极：
两极为导体且活泼性不同。
再看溶液：
两极插入电解质溶液中。
后看回路：
形成闭合回路或两极接触
若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池。
当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池，其余情况为电解池。
例题：
下图所示的装置：
（1）当A键断开，B、C两键闭合时，甲为__________池，乙为__________池。
（2）将乙中两极都换成石墨，硫酸铜溶液换成稀硫酸。
断开B、C两键，闭合A键，
甲为_______池，乙为______池。
练习：
判断下列装置各属于什么池
原电池正负极的判断
（1）两极材料的相对活泼性
（2）电极发生的反应及现象
（3）电流的方向（4）电子的流向（5）离子移动的方向
电极反应和总反应的书写
规律：
原电池或电解池的两电极反应式之和即为总反应式，写法：
总反应式减去一电极反应式即为另一个电极反应式。
对于较复杂的、陌生的反应可用该方法解题并检验。
书写注意事项：
一看电极材料；二看环境介质；三看附加条件与信息
例1、如下图所示，用Mg和Al组成一个原电池．
（1）当电解质溶液为稀硫酸时：
①Mg电极是_______（填“正”或“负”）极，其电极反应为_____________，该反应是_______（填“氧化”或“还原”）反应；
②Al电极是____电极，其电极反应为_______________，该反应是__________反应．
（2）当电解质溶液为NaCl溶液时：
①Mg电极是_____极，其电极反应为__________，该反应是_____反应．
②Al电极是_____极，其电极反应为__________，该反应是_____反应．
（3）当电解质溶液为NaOH溶液时：
①Mg电极是_____极，其电极反应为__________，该反应是_____反应．
②Al电极是_____极，其电极反应为__________，该反应是_____反应．
例2、某原电池中，电极为惰性电极，电解质溶液为KOH，分别向负极通入CH4、甲醇（气），向正极通入O2．试完成下列问题：
（1）当分别通入C2H4和O2时：
①正极反应：
_______________；②负极反应：
_______________；
③电池总反应：
________________________；
④溶液pH的变化：
__________（填“增大”“减小”或“不变”，下同）．
（2）当分别通入甲醇（气）和O2时：
①正极反应：
_____________________；②负极反应：
_______________________；
③电池总反应：
___________________；④溶液pH的变化：
_______________．
例3、（铅蓄电池）铅蓄电池其电极分别是Pb、PbO2，电解质是一定浓度的硫酸，工作时的反应方程式为：
PbO2＋Pb＋2H2SO4＝2PbSO4＋2H2O试分别写出其电极反应式。
请写出放电时的电极反应
练习：
已知CH4、O2、NaOH溶液组成的燃料电池总反应：
CH4+2OH-+2O2→CO32-+3H2O请写出其电极反应
几种常见的电池
氢氧燃料电池
电解原理的应用
1、镀铜反应原理
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、氯碱工业反应原理
阳极：
2Cl—-2e—=Cl2↑，阴极：
2H++2e—=H2↑
2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑
3、电解精炼反应原理（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”。
酸、碱、盐溶液电解规律（惰性电极）
例题
1.在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是
A.原电池正极和电解池阳极所发生的反应B.原电池正极和电解池阴极所发生的反应
C.原电池负极和电解池阳极所发生的反应D.原电池负极和电解池阴极所发生的反应
2.下列关于实验现象的描述不正确的是
A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B.用锌片做阳极，铁片做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌
C.把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快
3.X、Y、Z、M代表四种金属元素，金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有氢气放出；若电解Y2＋和Z2＋共存的溶液时，Y先析出；又知M2＋的氧化性强于Y2＋。
则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为
A.X>Z>Y>MB.X>Y>Z>MC.M>Z>X>YD.X>Z>M>Y
4.将两个铂电极插入500mLCuSO4（aq）中进行电解，通电一段时间后，某一电极上增重0.064g（设电解时无H2放出，且不考虑水解和溶液体积的变化），此时溶液中氢离子的物质的量浓度约为（ ）
A．1×10-3mol·L-1 B．4×10-3mol·L-1
C．2×10-3mol·L-1 D．1×10－7mol·L-
串联电路中的四个电解池分别装有0.1mol·L-1的下列溶液，用铂电极电解，连接直流电源一段时间后，溶液的pH最小的是（ ）
A．CuCl2 B．NaCl C．AgNO3 D．KNO3
5.若某电能与化学能的转化装置（电解池或原电池）中发生的总反应的离子方程式是：
Cu+2H+=Cu2++H2↑，则下列关于该装置的有关说法正确的是（）
A．该装置可能是原电池，也可能是电解池
B．该装置只能是原电池，且电解质溶液为硝酸
C．该装置只能是电解池，且金属铜为该电解池的阳极
D．该装置只能是原电池，电解质溶液不可能是盐酸
6.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。
高铁电池的总反应为：
3Zn＋2K2FeO4＋8H2O
3Zn（OH）2＋2Fe（OH）3＋4KOH，
下列叙述不正确的是（）
A．放电时负极反应为：
Zn－2ｅ－＋2OH－＝Zｎ（OH）2
B．充电时阳极反应为：
Fe（OH）3－3e－＋5OH－＝FeO42－＋4H2O
C．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化
D．放电时正极附近溶液的碱性增强
7.一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：
2C2H6＋7O2＋8KOH====4K2CO3＋10H2O，
有关此电池的推断正确的是（）
A.负极反应为14H2O＋7O2＋28e－====28OH－
B.放电一段时间后，负极周围的pH升高
C.每消耗1molC2H6，则电路上转移的电子为14mol
D.放电过程中KOH的物质的量浓度不变
8.某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4,它们的物质的量之比为3:
1。
用石墨作电极电解该混合溶液时,根据电极产物,可分为三个阶段。
下列叙述不正确的是（）
A．阴极自始至终只析出H2B．阳极先析出Cl2，后析出O2
C．电解最后阶段为电解水D．溶液pH不断增大,最后为7
9.按右图装置实验，a、b为Pt电极，A、B两烧杯分别盛放200g10％NaOH溶液和足量CuSO4溶液。
通电—段时间后，c极上有Cu析出；又测得A杯中溶液的质量减少4.5g（不考虑水的蒸发）。
则下列叙述中正确的是（）
A．电源P极为负极
B．c极上析出固体的质量为16g
C．标准状况下，b极产生气体的体积为5.6L
D．a极上所发生的电极反应式为4OH－－4e－=2H2O+O2↑
10.某原电池总反应离子方程式：
2Fe3+＋Fe=3Fe2+，不能实现该反应的原电池是（）
A.正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液FeCl3
B.正极为C，负极为Fe，电解质溶液Fe（NO3）3
C.正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液Fe2（SO4）3
D.正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液CuSO4
化学电源
1．氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。
氢镍电池的总反应式是：
（1/2）H2+NiO（OH）Ni（OH）2根据此反应式判断下列叙述中正确的是（）
A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大 B．电池放电时，镍元素被氧化
C．电池充电时，氢元素被还原 D．电池放电时，H2是负极
3．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。
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
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O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g
4．（08年广东化学·16）LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。
电池反应为：
FePO4+Li
LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li＋导电固体为电解质。
下列有关LiFePO4电池说法正确的是（）
A．可加入硫酸以提高电解质的导电性B．放电时电池内部Li＋向负极移动.
C．充电过程中，电池正极材料的质量减少D．放电时电池正极反应为：
FePO4+Li++e-=LiFePO4
5．（08年广东理基·20）电池是人类生产和生活中重要的能量来源。
各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。
下列有关电池的叙述正确的是（）
A．锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B．氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能
C．氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅
6．（08年海南化学·7）关于铅蓄电池的说法正确的是（）
A．在放电时，正极发生的反应是Pb（s）+SO42—（aq）=PbSO4（s）+2e—
B．在放电时，该电池的负极材料是铅板C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
D．在充电时，阳极发生的反应是PbSO4（s）+2e—=Pb（s）+SO42—（aq）
7．（08年江苏化学·5）镍镉（Ni—Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。
已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：
Cd+2NiOOH+2H2O
Cd（OH）2+2Ni（OH）2。
有关该电池的说法正确的是（）
A．充电时阳极反应：
Ni（OH）2－e—+OH-==NiOOH+H2O
B．充电过程是化学能转化为电能的过程C．放电时负极附近溶液的碱性不变
D．放电时电解质溶液中的OH-向正极移动
8．（09年广东化学·14）可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为点解液，铝合金为负极，空气电极为正极。
下列说法正确的是（）
A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：
O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：
Al＋3OH－－3e＝Al（OH）3↓
C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变
D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
9．（09年广东理基·34）下列有关电池的说法不正确的是（）
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D．锌锰干电池中，锌电极是负极
金属的电化学腐蚀和防护
（一）、金属腐蚀：
1、定义：
是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。
2、本质：
M–ne-→Mn+（氧化反应）
3、类型：
化学腐蚀——直接反应电化学腐蚀——原电池反应
（二）、化学腐蚀
1、定义：
金属与接触到的干燥气体（如、、等）或非电解质液体（如）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
如：
钢管被原油中的腐蚀，
2、影响因素：
与接触物质的氧化性有关和温度越高，化学腐蚀越。
（三）、电化学腐蚀：
1、定义：
不纯的金属跟电解质溶液接触时。
会发生反应的金属失去电子而被。
如在潮湿的空气中生锈。
2、类型：
⑴、吸氧腐蚀：
中性或酸性很弱或碱性条件下，易发生腐蚀。
负极：
____________________正极：
_______________________
电池反应：
____________________进一步反应：
____________________________
_____________________________
⑵、析氢腐蚀：
当钢铁处于酸性环境中
负极：
________________________
正极：
________________________
电池反应：
____________________________
3、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较：
电化腐蚀
化学腐蚀
条件
不纯金属或合金与接触
与直接接触
有无电流
有微弱电流产生
无电流产生
本质
较活泼的金属被氧化
金属被氧化
联系
两种腐蚀往往发生，但腐蚀更普遍，速度快，危害更重。
例题：
2、钢铁在锈蚀过程中，下列5种变化可能发生的是（）
①、Fe由+2价转化为+3价②、O2被还原③、产生H2
④、Fe（OH）3失水形成Fe2O3·H2O⑤、杂质碳被氧化除去
A.①②B.③④C.①②③④D.①②③④⑤
3.下列关于金属腐蚀的叙述正确的是（）
A.金属在潮湿情况下的腐蚀实质是M+nH2O====M（OH）n+
H2↑
B.金属的化学腐蚀实质是M-ne-
Mn+，电子直接转移给氧化剂
C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行
D.在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀
4、下列叙述不正确的是（）
A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普通B.钢铁在干燥空气里不易被腐蚀
C.用铝质铆钉铆接铁板，铝铆钉易被腐蚀D.原电池中电子由正极流入负极
5、下列说法正确的是（ ）
A.钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀
B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀
C.钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同，引起的正极反应不同
D.无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化
6：
取6根铁钉，6支干净的试管及其他材料，准备如下图
试管
（1）放入一根铁钉，再注入蒸馏水，使铁钉和空气及水接触；
试管
（2）的试管底放入硅胶（是一种干燥剂），再放入铁钉，用棉花团堵住试管口，使铁钉和干燥空气接触。
试管（3）先放入一根铁钉，趁热倒入煮沸的蒸馏水（赶出原先溶解在蒸馏水中的空气）浸没铁钉，再加上一层植物油，使铁钉不能跟空气接触。
试管（4）中放入铁钉注入食盐水，使铁钉和空气及食盐水接触。
试管（5）放入相连的铁钉和锌片，注入自来水，浸没铁钉和锌片。
试管（6）放入相连的铁钉和铜丝，注入自来水浸没铁钉和铜丝。
把6支试管放在试管架上，几天后观察铁钉被腐蚀的情况。
其中试管内的铁钉未被腐蚀。
从铁钉被腐蚀的情况可知引起和促进铁钉腐蚀的条件是。
7、如图各容器中盛有海水，铁在其中腐蚀时由快到慢的顺序是
A．④>②>①>③ B．②>①>③>④C．④>②>③>① D．③>②>④>①
8、下列几种金属制品的镀层损坏后，金属腐蚀速率最快的是（）
A.镀铝塑料B.食品罐头盒（镀锡）
C.白铁水桶（镀锌）D.镀银铜质奖章
9：
为防止海轮船体的腐蚀，应在船体水线以下位置嵌上一定数量的（ ）
A.铜块B.铅块C.锌块D.钠块
10、为保护地下钢管不受腐蚀，可采取的措施有（）
A.与石墨棒相连B.与直流电源负极连接
C.与直流电源正极连接D.与锌板相连
11、下列金属防护的方法不正确的是（）
A.对健身器材涂油漆以防止生锈
B.对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈
C.用牺牲锌块的方法来保护船身D.自行车的钢圈上镀上一层铬防锈
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、下列事实不能用电化学理论解释的是（）
A.轮船水线以下的船壳上装一定数量的锌块
B.铝片不用特殊方法保存
C.纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量硫酸铜溶液后速率加快
D.镀锌的铁比镀锡的铁耐用
14．（08海南卷）如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。
为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：
序号
内容
实验现象
1
常温下将铁丝放在干燥空气中一个月
干燥的铁丝表面依然光亮
2
常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时
铁丝表面依然光亮
3
常温下将铁丝放在潮湿的空气中一个月
铁丝表面已变得灰暗
4
将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时
铁丝表面略显灰暗
5
将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝表面已变得灰暗
6
将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时
铁丝表面灰暗程度比实验5严重
回答以下问题：
（1）上述实验中发生了电化学腐蚀的是（填实验序号）__________;在电化学腐蚀中，负极反应是________________;正极反应是_______________________；
（2）由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是___________________________；（3）为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是______________（答两种方法）
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