高三化学教案电化学解题策略Word下载.docx

1、3. 根据电极反应进行判断：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。也可依据电极附近指示剂（石蕊、酚酞、淀粉试液等）的显色情况判断该电极是 或 等放电，从而确定正、负极。如用酚酞作指示剂，若电极附近溶液变红色，说明该电极附近溶液显碱性， 在该电极附近得电子被还原，该电极为正极。4. 根据两极现象判断：通常溶解或质量减少的一极为负极;质量增加或有气泡产生的一极为正极。四. 电解的四种类型1. 只有溶质发生化学变化：如用惰性电极电解 溶液、 溶液，其电解反应式分别为：2. 形式上看只有水发生化学变化：如惰性电极电解 溶液的电解反应式均为：3. 溶质、水均发生化学变化：如惰性电极电解 溶液、 溶

2、液，其电解反应式分别为：4. 形式上看溶质和水均未发生化学变化：如铁器上镀铜，电极反应式分别为：阳极铜棒： ，阴极铁器： 。五. 书写电极反应的四原则1. 加减原则：根据得失电子守恒，总反应式为两个电极反应式之和。若已知一个电极反应式，可用总反应式减去已知的反应式，得另一电极反应式。2. 共存原则：因为物质得失电子后在不同介质中的存在形式不同，所以电极反应式的书写必须考虑介质环境。碱性溶液中 不可能存在，也不可能有 参加反应;当电解质溶液呈酸性时，不可能有 参加反应。如甲烷燃料电池以KOH为电解质溶液时：负极反应式： ;正极反应式：3. 得氧失氧原则：得氧时，在反应物中加 （电解质为酸性时）或

3、 （电解质溶液为碱性或中性时）;失氧时，在反应物中加 （电解质为碱性或中性时）或 （电解质为酸性时）。如钮扣电池以KOH为电解质溶液，其电池总反应式为： ，负极 ，根据得氧原则，负极反应式为：正极 ，根据失氧原则，正极反应式为：4. 中性吸氧反应成碱原则：在中性电解质溶液中，通过金属吸氧所建立起来的原电池反应，其反应的最后产物是碱。如银锌电池、铁的吸氧腐蚀、以铝、空气、海水为材料组成的海水电池等。【题型解读】题型一、电极名称和电极材料的判断例1. 铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是（ ）A. 阴极 B. 正极 C. 阳极 D. 负极解析：电解池的两极分别命名为阴、阳极，原电池的两极分别

4、命名为正、负极。题中装置构成的是原电池，锌片失电子作原电池的负极。答案：D题型二、电极方程式的书写例2. 下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列判断正确的是（ ）A. a为负极，b为正极 B. a为阳极，b为阴极C. 电解过程中，d电极的质量增加 D. 电解过程中，氯离子的浓度不变根据电流方向可判断出a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极。用惰性电极电解CuCl2溶液时，两个电极上发生的反应阳极（c电极）为： ，阴极（d电极）为：C题型三、废旧电池的处理方法例3. 随着人们生活水平的不断提高，废旧电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是（ ）A. 利用电池外

5、壳的金属材料B. 防止电池中的汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水体造成污染C. 不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D. 回收其中的石墨电极随着生产的发展和人们生活水平的日益提高，环境污染和环保问题已越来越受到人们的重视，废旧电池中含有铅、汞等多种重金属离子，极易对环境造成污染。B题型四、利用得失电子守恒进行计算例4. 室温下，在实验室中电解500mL某0.03mol/L的NaCl溶液，通电一段时间后溶液的pH从7增加到12时（设电解时溶液的体积变化忽略不计），则阴极产生气体的体积（标准状况）和溶液中NaCl的浓度分别为（ ）A. 112mL, 0.02mol/L B. 56mL, 0.02mol

6、/LC. 56mL, 0.04mol/L D. 112mL, 0.04mol/L室温下，pH=12时， ，生成的 的物质的量为。由电极反应中电子转移数相等，推导出电子与各物质之间物质的量的关系为：由生成的 的物质的量可直接求得参加反应的NaCl的物质的量为 。剩余NaCl的浓度为，生成的H2为 。题型五、电化学基础知识应用1. 判断金属的活动性强弱例5. 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 和 共存的溶液时，Y先析出;又知 的氧化性强于 ，则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ）A. XYM B. XZM C. MXY D.

7、XMY金属X和Z用导线连接放入稀H2SO4中，形成原电池，X溶解说明金属活动性X电解 和 共存的溶液时，Y先析出，则金属活动性Z离子的氧化性越强，其单质的金属活动性越弱，则金属活动性YM。A2. 金属的腐蚀例6. 家用炒菜铁锅用水清洗放置后，常出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是（ ）A.B.C.D.洗过的铁锅在空气中放置，可发生吸氧腐蚀，负极发生的反应为： ，正极发生的反应为： ，总反应式为： ，而 又易被O2氧化为红褐色的 。题型6、电子守恒法的应用。例7、500 mL KNO3和Cu（N03）2的混合溶液中c（NO3-）=6.0 molL-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电

8、一段时间后，两极均收集到22.4 L气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是（ ）A.原混合溶液中c（K+）为1 molL-1 B.上述电解过程中共转移4 mol电子C.电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol D.电解后溶液中c（H+）为2 molL-1两极反应为：阴极 Cu2+2e-=Cu 2H+2e-=H2 阳极：4OH-4e-=O2+2H2O,两极都收集1mol气体，由阳极得到转移电子为4mol，又知生成1molH2转移电子2mol，根据电子得失守恒，n（Cu2+）=1mol.再通过离子所带电荷的守恒,在500 mL KNO3和Cu（N03）2的混合溶液中

9、存在关系：2c（Cu2+）+c（K+）=c（NO3-），可以求出c（K+）=2 molL-1 .电解过程中消耗的n（OH-）=4mol,则溶液中留下4mol的H+,c（H+）=8molL-1 .例8、如下图所示，若电解5min时铜电极质量增加2.16g，试回答：（1）电源电极X名称为_。（2）pH变化：A_, B_, C_。（3）通电5min时，B中共收集224mL气体（标况），溶液体积为200mL。（设电解前后无体积变化）则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为_。（4）若A中KCl溶液的体积也是200mL，电解后，溶液的pH是_（设前后体积无变化）。（1）因为Cu电极增重，说明溶液中的Ag+

10、在此极析出，所以Cu极为阴极，Ag极为阳极，那么与Ag极相连的电源Y极为正极，X极为负极。（2）电解KCl溶液时，阴极上2H+2e-=H2，溶液pH增大，电解CuSO4和K2 SO4溶液时，阳极4OH- - 4e-=2H2O+O2，溶液pH减小。电解AgNO3溶液实质是电镀，溶液浓度不变，故pH不变。（3）C中铜电极增加2.16gAg，通过的电子为n（e-）= 0.02mol，因为串联电池，每个电极通过的电子均为0.02mol，B中阳极4OH- - 4e-=2H2O+O2，放出O2为 =0.005mol，阴极放出H2为：0.01mol-0.005mol=0.005mol，根据H2的物质的量推知

11、H+得电子20.005mol，则Cu2+得电子为0.02mol -20.005mol， CuSO4 的浓度为：（4）A中阴极2H+2e-=H2，H+减少n（H+）=0.02mol，c（OH-） = ,pH=13。（1）负极（2）增大;减小;不变（3）0.025mol/L（4）13。例9、（1）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa时，32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624kJ（25时），N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是 。（2）肼空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%30%的KOH溶液。肼空气燃料电池放电时：正极的电极

12、反应式是 。负极的电极反应式是 。（3）下图是一个电化学过程示意图。锌片上发生的电极反应是 。假设使用肼空气燃料电池作为本过程中的电源，铜片的质量变化128g，则肼一空气燃料电池理论上消耗标标准状况下的空气 L（假设空气中氧气体积含量为20%）（1）注意32克N2H4为1mol,注意H应与方程式的计量数相对应，如N2H4（1）+O2（g）=N2（g）+2H2O（1）;H=-624kJ/mol（2）肼空气燃料电池，电解质溶液是KOH溶液。故电极反应为：（正极）O2+2H2O+4e-=4OH- ，（负极）N2H4+4OH-4e-=4H2O+N2（3）此图为电解装置，铜片为阳极，锌片为阴极。锌片上发

13、生的电极反应是Cu2+2e-=Cu 铜片减少128g，即转移电子4mol 根据O2+2H2O+4e-=4OH-计算得，需要氧气1mol,转化为空气则需要112L。（1）N2H4（1）+O2（g）=N2（g）+2H2O（1）;（2）O2+2H2O+4e-=4OH- ; N2H4+4OH-4e-=4H2O+N2（3）Cu2+2e-=Cu 112【专题测试】1.下列有关电化学的示意图中正确的是（）【解析】 选项A，Zn应为原电池负极，Cu为原电池正极。选项B，盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。选项C，粗铜应连接电源正极。选项D，电解饱和NaCl溶液，Cl-在阳极放电产生Cl2，溶液中的H+在阴

14、极获得电子而产生H2，正确。【答案】 D2.下列叙述正确的是（）原电池是把化学能转化成电能的一种装置 原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应 不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池的装置均可实现 碳棒不能用来作原电池的正极 反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+，能以原电池的形式来实现A. B.C. D.【解析】 原电池负极发生氧化反应，不能实现，碳棒可以作原电池的正极。【答案】 A3.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（

15、）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（l）+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0.2 mol电子，锌的质量理论上减小6.5 g【解析】 由所给电池的总反应式可知，电池工作时，每有1 mol Zn参加反应，失去2 mol电子，则会有2 mol电子从负极Zn开始，流经外电路而流向正极，并在正极发生反应，2MnO2（s）+H2O（l）+2e-=Mn2O3（s）+2OH-（aq），故外电路每通过0.2 mol电子，Zn的质量就减轻6.5 g。【答案】 C4.科学家近年来研制出一种新型细菌燃料

16、电池，利用细菌将有机酸转化成氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为（）A.H2+2OH-2e-=2H2OB.O2+4H+4e-=2H2OC.H2-2e-=2H+D.O2+2H2O+4e-=4OH-5.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2。以下说法正确的是（）A.负极发生的反应为：Fe-2e-=Fe2+B.正极发生的反应为：2H2O+O2+2e-=4OH-C.原电池是将电能转变为化学能的装置D.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀6.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（）原电池正极和电

17、解池阳极所发生的反应 原电池正极和电解池阴极所发生的反应 原电池负极和电解池阳极所发生的反应 原电池负极和电解池阴极所发生的反应A. B.C. D.【解析】 原电池的负极和电解池的阳极发生的是氧化反应。原电池的正极和电解池的阴极发生的是还原反应。【答案】 B7.用惰性电极分别电解足量的下列物质的水溶液一段时间后，向剩余电解质溶液中加入一定量的一种物质（括号内），溶液能恢复到与原来溶液完全一样的是（）A.CuCl2（CuO） B.NaOH（NaOH）C.NaCl（HCl） D.CuSO4Cu （OH）2【解析】 首先分析各水溶液中存在哪些阴、阳离子，判断阴、阳两极参加反应的离子是什么?溶液中减少

18、的是什么?显然A中电解的是CuCl2，B中被电解的是水，D中减少的是CuO，与添加的物质不符被否定。8.氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是：12H2+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，氢元素被氧化D.电池放电时，H2是负极【解析】 放电时，反应向右进行，氢被氧化为H+，负极区pH减小，镍元素被还原，而充电时，反应向左进行，氢元素被还原。9.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：C

19、u+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【解析】 不能是原电池，Cu+H+不能自发的发生氧化还原反应。10.用惰性电极电解2 L 1.0 molL-1CuSO4溶液，在电路中通过0.5 mol电子后，调换正负极继续电解，电路中通过了1 mol电子，此时溶液中c（H+）为（假设体积不变）（）A.1.5 molL-1 B.0.75 molL-1C.0.5 molL-1 D.0.25 molL-1【解析】

20、 调换正负极前后电极反应式的比较情况如下：前阳：4OH-4e-=2H2O+O2阴：2Cu2+4e-=2Cu后阳：2Cu-4e-=2Cu2+（先）4OH-4e-=2H2O+O2（后）阴：由上反应知：电路中转移的1.5 mol电子中，只有1 mol由OH-放电产生，即消耗的n（OH-）=1 mol，亦即溶液中积累的n（H+）=1 mol，故c（H+）=0.5 mol/L。11.把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为（）A.123 B.321C.631 D.63212.下列描述中，不符合生产实际的是（）A.电解熔融的氧化铝制

21、取金属铝，用铁作阳极B.电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C.电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极D.在镀件上电镀锌，用锌作阳极13.如下图所示，通电后，A极上析出Ag，对该装置的有关叙述正确的是 （）A.P是电源的正极B.F极上发生的反应为：4OH-4e-=2H2O+O2C.通电后，甲、乙、丙三池中，除了E、F两极外，其他电极均参加了反应D.通电后，甲池溶液的pH减小，而乙、丙两池溶液的pH不变14.如下图所示，X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色、无臭气体放出。符合这一情况的是 （）a极板 b极板 X电极 Z溶液A 锌 石墨 负极 CuSO4B 石墨 石墨 负

22、极 NaOHC 银 铁 正极 AgNO3D 铜 石墨 负极 CuCl215.天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴（LiCoO2），充电时LiCoO2中Li被氧化，Li+迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳（C6）中，以LiC6表示。电池反应为LiCoO2+C6 CoO2+LiC6，下列说法正确的是（）A.充电时，电池的负极反应为LiC6-e-=Li+C6B.放电时，电池的正极反应为CoO2+Li+e-=LiCoO2C.羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质D.锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低【解析】 A项，充电时，发生电解池反应，电池

23、负极即为电解池阴极，发生还原反应Li+C6+e-=LiC6;B项，放电时发生原电池反应电池正极发生还原反应;C项，含活泼氢的有机物作电解质易得电子;D项，锂相对原子质量小，其密度最小，所以锂离子电池的比能量高。16.将Mg条、Al条平行插入一定浓度的NaOH溶液中，如下图所示用导线连接起来。下列叙述符合事实的是 （）A.断开K2，闭合K1时，Al电极反应为：Al+4OH-3e-=AlO-2+2H2OB.断开K2，闭合K1时，由于Mg比Al活泼，故Mg失去电子被氧化成Mg2+C.断开K1，闭合K2时，电子由Mg向Al流动D.断开K1，闭合K2时，溶液中立即会有白色沉淀析出【解析】 断开K2，闭合

24、K1时，Al、Mg、NaOH构成原电池，Al能自发与NaOH溶液反应而失去电子，为原电池的负极：Al+4OH-3e-=AlO-2+2H2O，故选项A正确，B错误。断开K1，闭合K2时，构成电解NaOH溶液的电解池，Al接电源的正极为电解池的阳极，被溶解：Al-3e-=Al3+，生成的Al3+马上与溶液中过量的OH-反应生成AlO-2，看不到白色沉淀析出。Mg接电源的负极为电解池的阴极，溶液中的H+在该极获得电子而产生H2：2H+2e-=H2。电子流向为：MgNaOH溶液Al，故选项C、D错误。17.（10分）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

25、：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

26、方法是_（答两种方法）。【解析】 由实验现象（铁丝表面变灰暗）得出发生了电化学腐蚀的实验为3、4、5、6，负极Fe失电子变成Fe2+被腐蚀，正极均为O2放电。从能否构成原电池的条件等方面来回答问题（2）。从改变物质的内部结构方面，从覆盖保护层、原电池原理等方面进行思考来回答问题（3）。【答案】 （1）3、4、5、6Fe-2e-=Fe2+（或2Fe-4e-=2Fe2+）2H2O+O2+4e-=4OH-（2）湿度、温度、O2的浓度、电解质存在（3）电镀、发蓝等表面覆盖保护层，牺牲阳极的阴极保护法等18.（10分）二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰

27、的流程如下：某软锰矿的主要成分为MnO2，还含Si（16.27%）、Fe（5.86%）、Al（3.42%）、Zn（2.68%）和Cu（0.86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：沉淀物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 Mn（OH）2 Cu（OH）2pH 5.2 3.2 9.7 10.4 6.7沉淀物 Zn（OH）2 CuS ZnS MnS FeSpH 8.0 0.42 7 7（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为_。（2）滤渣A的主要成分为_。（3）加入MnS的目的是除去_杂质。（4）碱性锌锰干电池中，MnO2参与的电极反应方程式为_。（5）从废旧碱性锌锰干电池中可以回收利用的物质有_