人教版高中化学选修四专题八电化学原电池和电解池.docx
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人教版高中化学选修四专题八电化学原电池和电解池
高中化学学习材料
（精心收集**整理制作）
专题八电化学（原电池和电解池）
考纲解读：
1、掌握原电池原理
2、了解化学电源、化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防护腐蚀的方法
3、掌握电解的原理
4、了解铜的精炼、镀铜、氯碱工业、铝的冶炼等反应原理。
考点精讲：
（一）原电池
考点一：
原电池工作原理
例1：
如右图：
写出电极反应：
正极：
负极：
总方程式为：
。
电子的流向：
电流的流向：
在电解质溶液中H+运动到：
极。
实现的能量转化：
。
上述原电池工作一段时间后，硫酸溶液的pH怎样变化：
。
例2：
关于如图所示装置的叙述，正确的是（）
A、铜是阳极，铜片上有气泡产生B、铜片质量逐渐减少
C、电流从锌片经导线流向铜片D、氢离子在铜片表面被还原
思考：
什么样的反应可以设计成原电池？
原电池正、负极的现象？
考点二、燃料电池：
例3：
（2004，天津理综）下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是（）
A．a电极是负极
B．b电极的电极反应为：
4OH--4e-=O2↑+2H2O
C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
例4：
（1）氢氧燃料电池是一种新型的化学电源。
氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转变为电能，而不经过热能中间形式,且电极反应产生的水，经过冷凝后又可作为宇航员的饮用水，发生的反应为：
2H2+O2====2H2O,
（1）则负极通的是，正极通的是，
正、负极两极电极反应式分别：
，。
（2）如把KOH改为稀H2SO4作导电物质,
则电极反应式，。
考点三：
金属腐蚀
例5：
下列五个烧杯中均有天然水，铁被腐蚀由快到慢的顺序是
思考：
金属腐蚀的快慢的判断方法一般判断原则？
电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀
同种金属腐蚀：
强电解质＞弱电解质＞非电解质
强化训练：
1、在用Zn、Cu片和稀H2SO4组成的原电池装置中，经过一段时间工作后，下列说法中正确的是（）
A.锌片是正极，铜片上有气泡产生C电流方向是从锌片流向铜片
B:
溶液中H2SO4的物质的量减少D电解液的pH保持不变
2、下列关于原电池的叙述中，正确的是（）
A：
原电池中，正极就是阳极，负极就是阴极B：
形成原电池时，在负极上发生氧化反应
C：
原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动D：
电子从负极流向正极
3、下列关于原电池的叙述正确的是（）
A：
构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B：
原电池是化学能转变为电能的装置
C：
在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原D：
原电池放电时，电流的方向是从负极到正极
4、下列事实能说明Al的金属活动性比Cu强的是（）
A：
常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到氢氧化钠溶液中
B：
常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到稀盐酸溶液中
C：
与氯气反应时，铝失去3个电子，而铜失去2个电子
D：
常温下，铝在浓硝酸中钝化而铜不发生钝化
5、我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。
电池总反应为：
4A1＋3O2＋6H2O＝4A1（OH）3，下列说法不正确的是（）
A．正极反应式为：
O2＋2H2O＋4e－＝4OH－B．电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极
C．以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积D．该电池通常只需更换铝板就可继续使用
6、一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2－。
下列对该燃料电池说法正确的是（）
A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极B．电池的总反应是：
2C4H10＋13O2→8CO2＋10H2O
C．通入空气的一极是正极，电极反应为：
O2＋4e－＝2O2－
D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：
C4H10＋26e－＋13O2－＝4CO2＋5H2O
7:
燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能．氢氧燃料电池的基本反应是：
X极：
1/2O2（g）＋H2O（l）＋2e－＝＝2OH－Y极：
H2（g）＋2OH－＝＝2H2O（l）＋2e－
下列判断正确的是（）
A．X是正极B．Y是正极C．Y极发生还原反应D．Y极发生氧化反应
8、一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通乙烷和氧气，电极反应为：
C2H6+18OH——14e—=2CO32—+12H2O7H2O+7/2O2+14e—=14OH—。
有关此电池的推断错误的是（）
A．通氧气的电极为负极B．参加反应的O2与C2H6的物质的量之比为7：
2
C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降D．在电解质溶液中CO32—向正极移动
9、下列有关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H2SO4中，铜片表面出现气泡
B．用锌片作阳极，铁片作阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌
C．把铜片插入氯化铁溶液中，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
10、、100mL浓度为2mol·L－1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是（）
A.加入适量的6mol·L－1的盐酸B.加入数滴氯化铜溶液
C.加入适量蒸馏水D.加入适量的氯化钠溶液
11、将Mg条、Al条平行插入一定浓度的NaOH溶液中，用导线、电器连接成原电池，此电池工作时，下列叙述中正确的是（）
A．Mg比Al活泼，Mg失去电子被氧化成Mg2+
B．负极反应式为：
Al－3e－+4OH－＝AlO2－+2H2O
C．该电池的内外电路中，电流均是由电子定向移动形成的
D．Al是电池正极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出
12、（05年广东化学）一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2—。
下列对该燃料电池说法正确的是（）
A．在熔融电解质中，O2—由负极移向正极B．电池的总反应是：
2C4H10+13O2→8CO2+10H2O
C．通入空气的一极是正极，电极反应为：
O2+4e—=2O2—
D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：
C4H10+26e—+13O2—==4CO2+5H2O
13、设想通过原电池反应以H2和Cl2为原料生产盐酸。
关于这种原电池的设想正确的是（）
A．正极反应为H2－2e－=2H+B．在电池工作时，H+移向负极
C．电池正极发生氧化反应
D．以盐酸作为电解质，并不断补充蒸馏水，以维持溶液一定的pH
14、锌与100mL1mol/L盐酸反应的实验中，若设想向溶液中加入少量的①醋酸钠，②溴化铜，③醋酸铜（均为可溶性），并测定生成H2的速率（mL/min），预计三种方案的速率大小是（）
A、①＞③＞②B、③＞②＞①C、②＞③＞①D、①＞②＞③
15、下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述正确的是（）
A．a电极是负极
B．b电极的电极反应为：
4OH-－4e－＝2H2O＋Ｏ2↑
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
参考答案：
例1：
2H++2e—=H2↑Zn—2e—=Zn2+2H++Zn=H2↑+Zn2+负极到正极
正极到负极正化学能转化为电能减低
例2：
D例3：
B例4：
（1）H2O2O2+4e—+2H2O=4OH—2H2+4OH——4e—=4H2O
（2）负极：
2H2—4e—=4H+正极：
O2+4e—+4H+=2H2O例5：
（4）
（2）
（1）（3）（5）
强化训练：
1、B2、BD3、B4、B5、B6、BC7、AD8、AD9、C10、B11、B12、BC
13、D14、C
（二）电解
考点一：
电解池原理：
例1：
写出右图的电极反应：
阴极：
总方程式：
。
电子的流向：
实现的能量转化是：
随着电解的进行溶液的pH将会：
（填升高，减低或不变）
若让电解后的溶液恢复到原来的浓度，应该加的物质是：
。
若电解前NaCl溶液的体积是500ml，电解的结果，阳极得到标准状况下11.2ml
的气体，则电解后溶液的pH为：
（溶液体积变化不计）。
请分析氢氧化钠在哪个极上产生的，原因是：
。
思考：
电解池电极反应的书写方法？
考点2：
电解的应用
1、电镀：
目的使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。
待镀金属作极，镀层金属作极，含镀层金属离子的盐溶液作电镀液。
如：
电镀铜，阳极反应，阴极反应，
电镀液，电解前后电解质的浓度。
2、精练铜：
作阳极，作阴极，电解质为。
粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质，阳极泥中会有。
电解质的浓度有无变化？
3、氯碱工业：
①.电极材料：
阳极，阴极。
②电极反应及总反应：
。
阳极，
阴极，
阴极周围PH。
③设备：
立式隔膜电解槽
④粗盐水的精制：
粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，为了有效的除去Ca2+、Mg2+和SO42-，可加入的试剂依次是。
4、冶炼Na、Mg、Al等较活泼的金属：
反应原理分别是；；。
例2：
金属镍有广泛的用途。
粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：
氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）
A．阳极发生还原反应，其电极反应式：
Ni2++2e—==Ni
B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
例3：
铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。
请回答：
（1）工业冶炼铝的化学方程式是。
（2）铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是。
（3）工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根
杂质，可用离子交换膜法电解提纯。
电解槽
内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），
其工作原理如图所示。
①该电解槽的阳极反应式是。
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请
简述原因。
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口（填写“A”或“B”）导出。
考点3：
可充电池：
例4：
铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：
Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O
请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）:
（1）放电时：
正极的电极反应式是______________;电解液中H2SO4的浓度将变________;当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加________g。
（2）在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按题27图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成__________、B电极上生成________,此时铅蓄电池的正负极的极性将_____________________。
思考：
可充电池充电和放电的反应原理分别是？
考点4：
有关电化学计算
例5：
用惰性电极电解M（NO3）ｘ的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生bL氧气（标准状况），从而可知M的相对原子质量是（）
A.
B.
C.
D.
例6：
用质量均为100g的铜电极电解硝酸银溶液。
电解一段时间后，两电极质量相差28g，此时阳极质量为（）
A．121.6gB．88.2gC．89.6gD．93.6g
例7：
用石墨电极电解100ml的硫酸铜和硫酸的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L标准状况下的气体，原混合溶液中Cu2+的物质的量浓度为（）
A：
4B、3C：
2D：
1
强化训练：
1、pH＝a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH>a，则该电解质可能是（）
A、NaoHB、H2SO4C、AgNO3D、Na2SO4
2、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
3、用惰性电极电解下列溶液一段时间，再加入一定量的一种纯净物质（方括号内）后，假定产生的气体全部逸出，能使电解后的溶液与原来溶液的成分、浓度都相同的是（）
A．CuCl2[CuCl2]B．NaOH[NaOH]C．NaCl[HCl]D．CuSO4[Cu（OH）2]
4、用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（）
A电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变
B电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
C电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:
2
D电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:
1
5、可以将反应Zn+Br2=ZnBr2设计成蓄电池，下列4个反应①Br2+2e=2Br-②2Br—2e=Br2③Zn-2e=Zn2+
④Zn2++2e=Zn其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的是（）
A②和③B②和①C③和①D④和①
6、在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下设计方案正确的是（）
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．锌用阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
7、下列关于铜电极的叙述正确的是（）
A．铜锌原电池中铜是正极B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
8、将质量分数为0．052（5．2%）的NaOH溶液1L（密度为1.06g·cm－3）用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010（1.0%）时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是（）
NaOH的质量分数
阳极析出物的质量/g
阴极析出物的质量/g
A
0.062（6.2%）
19
152
B
0.062（6.2%）
152
19
C
0.042（4.2%）
1.2
9.4
D
0.042（4.2%）
9.4
1.2
9、能够使反应Cu+2H2OCu（OH2）↓+H2↑发生，且Cu（OH）2能在电极上析出的是（）
A．铜片作原电池负极，碳棒作原电池正极，电解质溶液为NaCl溶液
B．用铜片作阴、阳极，电解Na2SO4的水溶液C．用铜片作阴、阳极，电解NaOH的水溶液
D．用铜片作阴、阳极，电解CuSO4的水溶液
11、某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，
通电时，为使氯气被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，
则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（）
A、a为正极，b为负极；NaClO和NaClB、a为负极，b为正极；NaClO和NaCl
C、a为阳极，b为阴极；HClO和NaClD、a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl
12、1LK2SO4、CuSO4的混合液中c（SO42－）=2mol/L，用用石墨作阳极此溶液，通电一段时间后，两极均收集到（标准状况下）22.4L气体，则原溶液中K+浓度为（）
A．0.5mol/LB．1mol/LC．1.5mol/LD．2mol/L
13、右图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。
通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336mL（标准状态）气体。
回答：
（1）直流电源中，M为极。
（2）Pt电极上生成的物质是，其质量为g。
（3）电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为：
2∶∶∶。
（4）AgNO3溶液的浓度（填增大、减小或不变。
下同），AgNO3溶液的pH，H2SO4溶液的浓度，H2SO4溶液的pH。
（5）若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2SO4溶液为g。
14、用图所示的装置进行电解。
通电一会儿，发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色。
AB
则：
（1）A中发生反应的化学方程式为_______________________________________________。
（2）在B中观察到的现象是_________________________________________________。
（3）室温下，若从电解开始到时间ts，A、B装置中共收集到气体0.168L（SPT），若电解过程中无其他副反应发生，经测定电解后A中溶液体积恰为1000mL，则A溶液的pH为______。
15、由于Fe（OH）2极易被氧化，所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe（OH）2沉淀。
若用下图所法实验装置可制得纯净的Fe（OH）2沉淀。
两极材料分别为石墨和铁。
①a电极材料为_______，其电极反应式为_______________________。
②电解液d可以是_______，则白色沉淀在电极上生成；也可以是_______，则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。
A.纯水B.NaCl溶液C.NaOH溶液D.CuCl2溶液
③液体c为苯，其作用是________________，在加入苯之前，对d溶液进行加热处理的目的是_________。
④为了在短时间内看到白色沉淀，可以采取的措施是________________________。
A.改用稀硫酸做电解液B.适当增大电源电压
C.适当缩小两电极间距离D.适当降低电解液温度
⑤若d改为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为________________________________。
参考答案：
例1、答案：
2H++2e—=H2↑2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑从负极流到电解池的阴极，再从电解池的阳极流回外加电源的正极电能转化成化学能升高HCl11.3在阴极2H++2e—=H2↑，破坏水的电离平衡，最终C（OH—）大于C（H—），溶液显碱性。
例2：
D
例3：
答案：
（1）2Al2O3
4Al+3O2↑
（2）2Al+2OH—+2H2O=2AlO2—+3H2↑
（3）①4OH——4e—=2H2O+O2↑
②H+放电，促进水的电离，OH—浓度增大
③B
例4：
（1）PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O小48
（2）PbPbO2对换
例5：
C例6、D例7、D
强化训练：
1、A2、A3、AC4、D5、A6、A7、AC8、B9、C
10、C11、A12、D
13、答案：
（1）正；
（2）Ag、2.16；（3）2∶
∶1；（4）不变、不变、增大、减小；（5）45.18。
14、答案：
（1）4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑+4HNO3
（2）铜片溶解，气体生成、蓝色沉淀（3）2
15、
答案：
.①Fe;Fe-2e=Fe2+②C;B
③隔绝空气防止Fe（OH）2被空气氧化；排尽溶液中的氧气，防止生成的Fe（OH）2在溶液中氧化④B、C⑤白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
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