專題五 電化學(xué)

專題五電化學(xué)第一頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六《考試說(shuō)明》要求1、理解原電池和電解池的工作原理，能寫出常見的簡(jiǎn)單電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2、了解常見的化學(xué)電源，認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其重要應(yīng)用。

3、認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害，理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，能選用恰當(dāng)?shù)拇胧┓乐硅F、鋁等金屬腐蝕。

第二頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六過(guò)去高考題型回顧：根據(jù)氧化還原反應(yīng)書寫電極反應(yīng)式根據(jù)電子守恒計(jì)算電極產(chǎn)物的量根據(jù)電極反應(yīng)判斷金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱電極種類和電極產(chǎn)物的判斷電化腐蝕基本原理的應(yīng)用判斷電解池或原電池中電解質(zhì)溶液的酸堿性變化情況加強(qiáng)對(duì)新科技電池的考查實(shí)物圖、圖表類問(wèn)題的分析☆綜合應(yīng)用第三頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六①產(chǎn)生電流的反應(yīng)②借助電流而發(fā)生的反應(yīng)氧化還原反應(yīng)能量的轉(zhuǎn)化第四頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六電化學(xué)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)1、電子是從負(fù)極移向正極的。2、正負(fù)電荷互相吸引。3、失電子化合價(jià)升高發(fā)生的是氧化反應(yīng)，

得電子化合價(jià)降低發(fā)生的是還原反應(yīng)。第五頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六電解池能量轉(zhuǎn)換離子的遷移方向發(fā)生氧化反應(yīng)的電極

發(fā)生還原反應(yīng)的電極

電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能陽(yáng)極（接電源正極）陰極（接電源負(fù)極）陰離子向陽(yáng)極遷移陽(yáng)離子向陰極遷移

(異性相吸)原電池化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能負(fù)極正極陰離子向負(fù)極遷移陽(yáng)離子向正極遷移（異性相吸）相同點(diǎn)(從原理分析)都是氧化還原反應(yīng)第六頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六1、可以通過(guò)哪些描述判斷出是原電池反應(yīng)或是電解池反應(yīng)？（1）根據(jù)題目中出現(xiàn)的圖像判斷:（2）根據(jù)題目中所描述的電極判斷：

正極/負(fù)極——原電池陰極/陽(yáng)極——電解池（3）根據(jù)題目中的化學(xué)反應(yīng)判斷：

放電過(guò)程——原電池反應(yīng)充電過(guò)程——電解池反應(yīng)（4）根據(jù)應(yīng)用：原電池的應(yīng)用——金屬的腐蝕電解池的應(yīng)用——電鍍、精煉、電冶金考點(diǎn)一、電化學(xué)基礎(chǔ)第七頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六氧化反應(yīng)Zn-2e=Zn2+

銅鋅原電池電解質(zhì)溶液鹽橋失e，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)2H++2e-=H2↑陰離子陽(yáng)離子總反應(yīng)：負(fù)極正極

Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(離子方程式）（化學(xué)方程式）外電路內(nèi)電路原電池的工作原理：第八頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六CuSO4

溶液CuSO4

溶液電流的穩(wěn)定性電流強(qiáng)度Zn+Cu2+=Zn2++Cu1-2知識(shí)之間的內(nèi)在生長(zhǎng)點(diǎn)原電池裝置第九頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六氧化反應(yīng)2Cl--2e=Cl2

電解氯化銅溶液電解質(zhì)溶液還原反應(yīng)Cu2++2e-=Cu總反應(yīng)：陽(yáng)極陰極

(離子方程式）（化學(xué)方程式）外電路內(nèi)電路電解池的工作原理：（＋）電源（－）ee2CuCl2==2Cu+Cl2↑電解陽(yáng)離子陰離子Cu2++2Cl-=2Cu+Cl2↑電解第十頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六

陽(yáng)極：S2->I->Br->Cl->OH-

注意:陽(yáng)極如果是活性電極,那么金屬首先失去電子資料:電解過(guò)程中放電順序陰極：Ag+>Hg2+>Cu2+>H+失電子-還原性含氧酸酸根離子放電必須在熔融電解質(zhì)中進(jìn)行活潑金屬離子放電在熔融電解質(zhì)中進(jìn)行得電子-氧化性第十一頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六正極負(fù)極陽(yáng)極陰極失電子得電子得電子

失電子第十二頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六自發(fā)反應(yīng)非自發(fā)反應(yīng)第十三頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六

例1.燒杯A中放0.1mol/L的硫酸溶液，燒杯B中盛放0.1mol/LCaCl2溶液（兩種溶液均足量）裝置如右圖，下列說(shuō)法不正確的是()

A為原電池，B池中Ca2+向左移動(dòng)

A池Fe電極為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)

當(dāng)A燒杯中產(chǎn)生0.1mol氣體時(shí)，B燒杯中產(chǎn)生的氣體也為0.1molD.一段時(shí)間后B燒杯中溶液的pH上升

BC第十四頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六考點(diǎn)二、電極方程式的書寫明確該極是得還是失電子根據(jù)化合價(jià)變化得出產(chǎn)物正負(fù)（陰陽(yáng)）兩極材料及附近有哪些離子，判斷反應(yīng)物結(jié)合電解質(zhì)溶液，判斷最終反應(yīng)書寫注意事項(xiàng)：一看電極材料；二看環(huán)境介質(zhì)；三看附加條件與信息第十五頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六2.依據(jù)反應(yīng)C3H8(g)+5O2(g)＝3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2219.9kJ/mol，可以設(shè)計(jì)一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丙烷氣體；燃料電池內(nèi)部是熔融的摻雜著氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體，在其內(nèi)部可以能傳導(dǎo)O2－。在電池內(nèi)部O2－由

極移向

極（填“正”或“負(fù)”）；電池的負(fù)極電極反應(yīng)為：

。⑴正、負(fù)；C3H8+10O2－

-20e－＝3CO2+4H2O

第十六頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六某乙醇燃料電池以乙醇為燃料，使用酸性電解質(zhì)，該電池負(fù)極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為

CH3CH2OH–12e－+3H2O===2CO2+12H+

電動(dòng)汽車的某種燃料電池，通常用NaOH作電解質(zhì)，用Al、石墨作電極，在石墨電極一側(cè)通入空氣，該電池的負(fù)極反應(yīng)：

Al+4OH–-3e–=AlO2–+2H2O第十七頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六體驗(yàn)高考：（09年海南化學(xué)·15）（9分）Li—SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl4—SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為：4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）電池的負(fù)極材料為

，發(fā)生的電極反應(yīng)為

；（2）電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為

；鋰4Li－4e－=4Li＋

2SOCl2＋4e－=4Cl－＋S＋SO2

第十八頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六1．找出兩極放電的物質(zhì)，原電池負(fù)氧正還，電解池陽(yáng)氧陰還。2.要注意溶液的酸堿性，適當(dāng)?shù)脑陔姌O方程式兩邊添加H+、OH-、H2O，以遵循電荷守恒和質(zhì)量守恒。3.

要注意電極反應(yīng)產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)。溶液中不存在O2-：在酸性溶液中它與H＋結(jié)合成H2O、在堿性或中性溶液中它與水結(jié)合成OH-。熔融鹽電池中存在O2-。小結(jié)：書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意的事項(xiàng)第十九頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六C第二十頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六考點(diǎn)三電化學(xué)計(jì)算基礎(chǔ)：電子得失相等方法：寫出電極式，根據(jù)電極式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。第二十一頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六負(fù)增大減小不變0.25mol/L13【提高練習(xí)】

1、第二十二頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六考點(diǎn)四電化學(xué)原理的應(yīng)用

1、原電池原理的應(yīng)用（1）比較金屬的活動(dòng)性大?。?）判斷金屬腐蝕的快慢（3）判斷反應(yīng)速率（4）設(shè)計(jì)電池（5）金屬的腐蝕與防護(hù)（6）設(shè)計(jì)制造新的化學(xué)電源

第二十三頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六例1：有A、B、C、D四種金屬，將A與B用導(dǎo)線聯(lián)結(jié)起來(lái)浸入稀H2SO4中，B極產(chǎn)生氣泡，將A、D分別浸入等濃度鹽酸中，D比A反應(yīng)劇烈，將Cu浸入B的鹽溶液中，無(wú)明顯變化，如果把銅浸入C的鹽溶液中，有金屬C析出，據(jù)此判斷它們的活潑性由強(qiáng)到弱的順序是（）（A）Ｄ、Ｃ、Ａ、Ｂ（Ｂ）Ｄ、Ａ、Ｂ、Ｃ（C）Ｄ、Ｂ、Ａ、Ｃ（Ｄ）Ｂ、Ａ、Ｄ、Ｃ第二十四頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六下列裝置中的純鋅棒都浸在相同濃度的稀硫酸中，鋅棒腐蝕速度從快到慢的順序是（）

A③④②①B②③①④C④②①③D③②①④第二十五頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六例：100mL濃度為2mol·L－1的鹽酸跟過(guò)量的鋅片反應(yīng)，為加快反應(yīng)速率，又不影響生成氫氣的總量，可采用的方法是()A.加入適量的6mol·L－1的鹽酸B.加入數(shù)滴氯化銅溶液C.加入適量蒸餾水D.加入適量的氯化鈉溶液第二十六頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六例：利用下述反應(yīng)：2FeCl3+Cu==2FeCl2+CuCl2設(shè)計(jì)一個(gè)原電池裝置。①畫出裝置圖；②標(biāo)明電極材料和電解質(zhì)溶液；③寫出電極反應(yīng)式。第二十七頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3·nH2O（鐵銹）通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈較強(qiáng)酸性水膜呈中性或較弱酸性或堿性電極反應(yīng)負(fù)極Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正極C(+)2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系第二十八頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六考點(diǎn)四電化學(xué)原理的應(yīng)用

2、電解原理的應(yīng)用（1）冶煉金屬（2）電鍍金屬（3）精煉金屬（4）氯堿工業(yè)（5）金屬的腐蝕與防護(hù)第二十九頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六氯堿工業(yè)+-精制飽和NaCl淡鹽水Cl2H2NaOH溶液H2O含少量NaOHCl-Cl2H2OH-Na+Na+交換膜電解飽和食鹽水的原理示意圖2H++2e-=H2↑2Cl--2e-=Cl2↑陽(yáng)陰H+從何來(lái)？第三十頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六電解原理的應(yīng)用1、鍍銅反應(yīng)原理

陽(yáng)極(純銅)：Cu-2e—=Cu2+，陰極(鍍件)：Cu2++2e—=Cu，電解液：可溶性銅鹽溶液，如CuSO4.2、氯堿工業(yè)反應(yīng)原理陽(yáng)極：2Cl--2e-=Cl2↑，陰極：2H++2e-=H2↑2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑3、電解精煉反應(yīng)原理(電解精煉銅)

粗銅中含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等陽(yáng)極(粗銅)：Cu-2e-=Cu2+，（Zn-2e-=Zn2+，Ni-2e-=Ni2+，F(xiàn)e-2e-=Fe2+，等）陰極(精銅)：Cu2++2e-=Cu↓，電解液：可溶性銅鹽溶液，如CuSO4。

Zn2＋、Ni2＋等陽(yáng)離子得電子能力小于Cu2+而留在電解質(zhì)溶液中。金屬活動(dòng)順序排在Cu后的Ag、Pt、Au等失電子能力小于Cu，以金屬單質(zhì)沉積于陽(yáng)極，成為“陽(yáng)極泥”。第三十一頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六總結(jié):原電池、電解池、電鍍池的比較原電池電解池電鍍池定義形成條件電極名稱電極反應(yīng)化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置。應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置。①活動(dòng)性不同兩電極②電解質(zhì)溶液③形成閉合回路①兩電極接直流電源②電極插入電解質(zhì)溶液③形成閉合回路①鍍層金屬接電源正極待鍍金屬接電源負(fù)極②電鍍液須含有鍍層金屬的離子負(fù)極：較活潑金屬；正極：較不活潑金屬(或能導(dǎo)電的非金屬等)陽(yáng)極：電源正極相連陰極：電源負(fù)極相連陽(yáng)極：鍍層金屬；陰極：鍍件負(fù)極：氧化反應(yīng)正極：還原反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)陽(yáng)極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)第三十二頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六【知識(shí)概括】一個(gè)反應(yīng)：氧化還原反應(yīng)一個(gè)計(jì)算：得失電子守恒法解決電化學(xué)的相關(guān)計(jì)算兩個(gè)轉(zhuǎn)化：化學(xué)能和電能的相互轉(zhuǎn)化兩個(gè)應(yīng)用:原電池原理應(yīng)用、電解原理應(yīng)用三個(gè)條件：原電池、電解池的形成條件

四個(gè)池子：原電池、電解池、電鍍池、電解精煉池第三十三頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH下列敘述不正確的是（）

A．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：Zn—2e—+2OH—=Zn(OH)2B．充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為：

Fe(OH)3—3e—+5OH—=FeO42—+4H2OC．放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3mol電子，正極有1molK2FeO4

被氧化

D．放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)放電

[例題1]充電C第三十四頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六甲醇-空氣燃料電池（DMFC），該電池是一種高效能、輕污染電動(dòng)汽車的車載電池，該燃料電池的電池反應(yīng)式為：2CH3OH(l)＋3O2(g)==2CO2(g)＋4H2O(l)。其工作原理示意圖如下：①在上圖的橫線上標(biāo)出a、b、c、d四個(gè)出入口通入或排出的物質(zhì)名稱（或化學(xué)式）②負(fù)極的電極反應(yīng)式為

。

O2+4H++4e-==2H2O正極負(fù)極第三十五頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六甲醇-空氣燃料電池（DMFC）是一種高效能、輕污染電動(dòng)汽車的車載電池，若以KOH溶液為電解質(zhì)，其工作原理示意圖如下。請(qǐng)寫出A極的電極反應(yīng)式

。O2+2H2O+4e-=4OH-CH3OH+8OH—-6e—==CO32—+6H2O正極負(fù)極第三十六頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六甲醇-空氣燃料電池（DMFC）是一種高效能、輕污染電動(dòng)汽車的車載電池，若以熔融的碳酸鹽為電解質(zhì)，該燃料電池的電池反應(yīng)式為：2CH3OH(l)＋3O2(g)==2CO2(g)＋4H2O(l)。其工作原理示意圖如下：①在上圖中，電極A為

極，b口加入的是

。

CH3OH負(fù)②為了使該燃料電池長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定。則C口通入的物質(zhì)是

。B極發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式為

。

O2和CO2③電池工作一段時(shí)間后，消耗氧氣為1.5mol，則在a處收集的氣體的體積為

（在標(biāo)準(zhǔn)狀況下）89.6LO2＋2CO2+4e－＝2CO32－

第三十七頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六拓展三：如果將以上裝置中的乙裝置（電解池）換成電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫的裝置，其裝置示意圖見圖12（電解池中隔膜僅阻止氣體通過(guò)，陰、陽(yáng)極均為惰性電極）。電解時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_______。

2011江蘇省高考10第三十八頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六變式題

[2010·寧夏卷]根據(jù)圖20－5可判斷出下列離子方程式中錯(cuò)誤的是(

)

A第三十九頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六B第四十頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六C第四十一頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四十二頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四十三頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四十四頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六練習(xí).(2009·高考上海卷)右圖裝置中，U型管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化銨溶液，各加入生鐵塊，放置一段時(shí)間。下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是 ()A．生鐵塊中的碳是原電池的正極B．紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤．兩試管中相同的電極反應(yīng)式是Fe-2e=Fe2＋D．a(chǎn)試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕B第四十五頁(yè)，共四十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六(2009·高考全國(guó)卷Ⅰ)下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個(gè)燒杯依