2016-2017年廣東惠州市平海中學(xué)高考電化學(xué)：電解教案-人教課標(biāo)版

電化學(xué)：電解考試大綱解讀．理解原電池原理。熟記金屬活動(dòng)性順序。了解化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕及一般防腐蝕方法。．了解電解和電鍍的基本原理及應(yīng)用。重點(diǎn)、難點(diǎn)解析：一、構(gòu)成原電池的條件．要有活動(dòng)性不同的兩個(gè)電極（一種金屬與另一種金屬或石墨或不溶性的金屬氧化物）；．要有電解質(zhì)溶液；．兩電極浸入電解質(zhì)溶液且用導(dǎo)線連接或直接接觸。二、金屬的腐蝕．金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)：金屬原子失去電子被氧化而消耗的過(guò)程。．金屬腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。．化學(xué)腐蝕實(shí)質(zhì)：金屬和非電解質(zhì)或其它物質(zhì)相接觸直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕。其腐蝕過(guò)程沒(méi)有電流產(chǎn)生。．電化學(xué)腐蝕實(shí)質(zhì)：不純金屬或合金在電解質(zhì)溶液中發(fā)生原電池反應(yīng)。電化學(xué)腐蝕過(guò)程有電流產(chǎn)生。．腐蝕的常見(jiàn)類型（）析氫腐蝕在酸性條件下，正極發(fā)生↑反應(yīng)。（）吸氧腐蝕在極弱酸或中性條件下，正極發(fā)生反應(yīng)。若負(fù)極金屬不與電解質(zhì)溶液發(fā)生直接的反應(yīng)，則形成吸氧腐蝕的原電池反應(yīng)。如生鐵浸入食鹽水中，會(huì)形成許多微小的原電池。．在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢可用下列原則判斷：電解原理引起的腐蝕>原電池引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護(hù)措施的腐蝕。三、原電池、電解（鍍）池電極名稱的確定．確定原電池電極名稱的方法方法一：根據(jù)電極材料的性質(zhì)確定。通常是（）對(duì)于金屬——金屬電極，活潑金屬是負(fù)極，不活潑金屬是正極；（）對(duì)于金屬——非金屬電極，金屬是負(fù)極，非金屬是正極，如干電池等；（）對(duì)于金屬——化合物電極，金屬是負(fù)極，化合物是正極。方法二：根據(jù)電極反應(yīng)的本身確定。失電子的反應(yīng)→氧化反應(yīng)→負(fù)極；得電子的反應(yīng)→還原反應(yīng)→正極。．確定電解（鍍）池電極名稱的方法方法一：與外電源正極連接的一極是陽(yáng)極、與負(fù)極連接的一極是陰極。方法二：電極上發(fā)生氧化反應(yīng)的是陽(yáng)極，發(fā)生還原反應(yīng)的是陰極。四、分析電極反應(yīng)及其產(chǎn)物原電池：負(fù)極：正極：（）酸性溶液中↑（）不活潑金屬鹽溶液（）中性、弱酸性條件下電解（鍍）池：陽(yáng)極：（）若陽(yáng)極是由活性材料（除、、等以外的其它金屬）做成，陽(yáng)極反應(yīng)是陽(yáng)極金屬失去電子而被氧化成陽(yáng)離子；（）若陽(yáng)極是由、、等惰性材料做成，陽(yáng)極反應(yīng)則是電解液中陰離子在陽(yáng)極失去電子被氧化。陰離子失去電子能力大小順序?yàn)椋?gt;>>>含氧酸根>。陰極：陰極反應(yīng)一般是溶液中的陽(yáng)離子得電子的還原反應(yīng)，陽(yáng)離子得電子能力大小順序?yàn)椋?gt;>>>>>>>>>>>。必須注意的是，電鍍時(shí)通過(guò)控制條件，和得電子的能力強(qiáng)于。電解液溶質(zhì)類別電解總反應(yīng)式相當(dāng)于電解溶液溶液強(qiáng)堿↑↑水升高溶液含氧酸降低溶液活潑金屬的含氧酸鹽不變(兩極混合液)溶液不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽↑電解質(zhì)本身接近溶液無(wú)氧酸↑↑升高溶液活潑金屬的無(wú)氧酸鹽↑電解質(zhì)與水升高溶液不活潑金屬的含氧酸鹽↑降低(熔融)離子化合物↑電解質(zhì)本身(熔融)↑五、電解實(shí)例及規(guī)律思維技巧點(diǎn)撥【例】鎳氫電池是近年來(lái)開(kāi)發(fā)出來(lái)的可充電電池，它可以取代會(huì)產(chǎn)生鎘污染的鎳鎘電池。鎳氫電池的總反應(yīng)式是：()()。根據(jù)此反應(yīng)式判斷，下列敘述中正確的是（）．電池放電時(shí)，電池負(fù)極周?chē)芤旱牟粩嘣龃螅姵胤烹姇r(shí)，鎳元素被氧化．電池充電時(shí)，氫元素被還原．電池放電時(shí)，氫氣是負(fù)極【解析】本題考查在題目創(chuàng)設(shè)的新情景中運(yùn)用所學(xué)電化學(xué)知識(shí)，解決具體問(wèn)題的能力。首先是區(qū)別出充電運(yùn)用的是電解原理，放電則是運(yùn)用了原電池原理。抓住電解池、原電池各極發(fā)生氧化還原反應(yīng)的特點(diǎn)，結(jié)合題給的信息進(jìn)行分析判斷：：原電池負(fù)極反應(yīng)式為：()，下降。故不正確。：原電池，()→()，鎳被還原。故也不正確。同理可判斷得：正確答案為。【例】銀器皿日久表面逐漸變黑色，這是由于生成硫化銀，有人設(shè)計(jì)用原電池原理加以除去，其處理方法為：將一定濃度的食鹽溶液放入一鋁制容器中，再將變黑的銀器浸入溶液中，放置一段時(shí)間后，黑色會(huì)褪去而銀不會(huì)損失。試回答：在此原電池反應(yīng)中，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為；正極發(fā)生的反應(yīng)為；反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生有臭雞蛋氣味的氣體，則原電池總反應(yīng)方程式為?！窘馕觥恳朴谧プ☆}示信息，“黑色褪去而銀不會(huì)損失”，必然發(fā)生變化：，顯然這是原電池的正極反應(yīng)，，負(fù)極反應(yīng)為活潑金屬發(fā)生氧化反應(yīng)：。正極生成的和負(fù)極生成的在溶液中發(fā)生雙水解：()↓↑，與題意產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體相吻合。原電池的總反應(yīng)為上述三個(gè)反應(yīng)的加合：()↓↑。專題：電化學(xué)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)[專題目標(biāo)]：、復(fù)習(xí)、鞏固電化學(xué)方面的有關(guān)知識(shí)和基本原理，掌握電化學(xué)一些相關(guān)規(guī)律；、熟練運(yùn)用電化學(xué)的有關(guān)理論知識(shí)解決生活實(shí)際中的相關(guān)問(wèn)題[經(jīng)典題型]題型一：原電池原理在燃料電池中的運(yùn)用[例]：有人設(shè)計(jì)出利用和的反應(yīng)，用鉑電極在溶液中構(gòu)成原電池。電池的總反應(yīng)類似于在中燃燒，則下列說(shuō)法正確的是（）①每消耗可以向外電路提供②負(fù)極上失去電子，電極反應(yīng)式－③負(fù)極上是獲得電子，電極反應(yīng)式為④電池放電后，溶液不斷升高.①②.①③.①④.③④[點(diǎn)撥]：本題是考查原電池原理在燃料電池中的具體應(yīng)用，首先要判斷出電池的正負(fù)極，其方法是確定在該電極上發(fā)生的是失電子還是得電子反應(yīng)，若發(fā)生的是失電子反應(yīng)是原電池的負(fù)極，反之是正極。在鉑電極上發(fā)生類似于在燃燒反應(yīng)，即→嚴(yán)格講生成的還與反應(yīng)生成，化合價(jià)升高，失去電子，是電池的負(fù)極，電極反應(yīng)式為，參加反應(yīng)有發(fā)生轉(zhuǎn)移，在正極上發(fā)生反應(yīng)，獲得電子，電極反應(yīng)式為。雖然正極產(chǎn)生，負(fù)極消耗，但從總反應(yīng)可看出是消耗，所以電池放電時(shí)溶液的值不斷下降，故①②正確，③④錯(cuò)誤。答案：點(diǎn)評(píng)：燃料電池在特定條件下發(fā)生的反應(yīng)就是在一般原電池反應(yīng)的式子上，加上該條件的影響而得到的最后結(jié)果。[規(guī)律總結(jié)]：原電池電極名稱的判斷方法（）根據(jù)電極材料的性質(zhì)確定金屬—金屬電極，活潑金屬是負(fù)極，不活潑金屬是正極；金屬—非金屬電極，金屬是負(fù)極，非金屬是正極；金屬—化合物電極，金屬是負(fù)極，化合物是正極。（）根據(jù)電極反應(yīng)的本身確定失電子的反應(yīng)—氧化反應(yīng)—負(fù)極；得電子的反應(yīng)—還原反應(yīng)—正極原電池電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)關(guān)鍵（）明確電池的負(fù)極反應(yīng)物是電極本身還是其他物質(zhì)、反應(yīng)產(chǎn)物及化合價(jià)的變化；（）確定電池的正極反應(yīng)物是電解質(zhì)溶液中的離子，還是其他物質(zhì)（如溶有或通入的氧氣）；（）判斷是否存在特定的條件（如介質(zhì)中的微粒、非放電物質(zhì)參加反應(yīng)），進(jìn)而推斷電解質(zhì)溶液的酸堿性的變化；（）總的反應(yīng)式是否滿足質(zhì)量守衡、得失電子守衡、電荷守衡。[鞏固]：航天技術(shù)上使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時(shí)的總反應(yīng)都可以表示為，酸式電池中電解質(zhì)是酸，其負(fù)極反應(yīng)可表示為，則其正極反應(yīng)式為。堿式電池的電解質(zhì)是堿，其正極反應(yīng)式為，則其負(fù)極反應(yīng)可表示為。題型二：電解原理的運(yùn)用[例]：某一學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和溶液，通電時(shí)，為使被完全吸收制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖所示裝置，則電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是（）電源為正極，為負(fù)極；和電源.為負(fù)極，為正極；和.為陽(yáng)極，為陰極；和.為陰極，為陽(yáng)極；和電解[點(diǎn)撥]：石墨作電極電解飽和溶液發(fā)生的反應(yīng)是電解↑↑伴隨進(jìn)行過(guò)程中可能發(fā)生的副發(fā)應(yīng)為，若使完全吸收制得有較強(qiáng)殺菌消毒能力的消毒液的主要成分是和，怎樣才能使產(chǎn)生的與充分反應(yīng)，只有發(fā)生器下端產(chǎn)生才能確保其被完全吸收，從中可推知電源為負(fù)極，為正極。答案：[點(diǎn)評(píng)]：本題是原電池原理在新情境下的具體應(yīng)用，要求用已有知識(shí)對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析處理，從而找出正確的結(jié)論。[規(guī)律總結(jié)]（歸納整理）、陽(yáng)極放電次序：非惰性電極>>>>>>高價(jià)含氧酸根離子>陰極放電次序一般為：>>>>>>>>>>當(dāng)然，微粒的濃度也會(huì)影響放電的順序，如電鍍鋅時(shí)，溶液中()>(),放電次序>。、電解原理應(yīng)用：⑴電解食鹽水：電極反應(yīng)式：⑵電鍍：以鐵件鍍銅為例陽(yáng)極材料：電極反應(yīng)：陰極材料：電極反應(yīng)：電鍍液：⑶精煉銅：陽(yáng)極材料陰極材料電解質(zhì)溶液、惰性電極電解溶液時(shí)各種情況簡(jiǎn)析類型電極反應(yīng)特點(diǎn)實(shí)例電解對(duì)象電解質(zhì)濃度電解質(zhì)溶液復(fù)原電解水型分解電解質(zhì)型放出生成堿型放出生成酸型題型三：電池判斷[例]：按下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并回答下列問(wèn)題溶液溶液酚酞溶液⑴判斷裝置的名稱：池為池為⑵鋅極為極，電極反應(yīng)式為銅極為極，電極反應(yīng)式為石墨棒為極，電極反應(yīng)式為石墨棒附近發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為⑶當(dāng)極析出氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，鋅的質(zhì)量變化（增加或減少）溶液的質(zhì)量變化了（增加或減少了）[點(diǎn)撥]：池中、放入溶液中構(gòu)成原電池，池中兩個(gè)電極均為石墨電極，在以為電源的情況下構(gòu)成電解池，即原電池帶動(dòng)電解池，池中負(fù)極，為正極，池中為陽(yáng)極，為陰極、析出，周?chē)患?，酚酞變紅，且故電路上轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為×，根據(jù)得失電子守恒鋅極有溶解，即極重量減少×65g0.65g銅極上有析出，即溶液增加了×(65g-64g答案：⑴為原電池為電解池⑵為負(fù)極為正極為正極—↑極發(fā)生的現(xiàn)象為：有無(wú)色氣體產(chǎn)生，附近溶液出現(xiàn)紅色⑶質(zhì)量減少0.65g，溶液增加0.01g.[規(guī)律總結(jié)]原電池、電解池、電鍍池判定（）若無(wú)外接電源，可能是原電池，然后根據(jù)原電池的形成條件判定；（）若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池，當(dāng)陽(yáng)極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬離子相同則為電鍍池；（）若為無(wú)明顯外接電源的串聯(lián)電路，則應(yīng)利用題中信息找出能發(fā)生自發(fā)氧化還原反應(yīng)的裝置為原電池。、可充電電池的判斷放電時(shí)相當(dāng)于原電池，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；充電時(shí)相當(dāng)于電解池，放電時(shí)的正極變?yōu)殡娊獬氐年?yáng)極，與外電源正極相連，負(fù)極變?yōu)殛帢O，與外電源負(fù)極相連。、電解有關(guān)計(jì)算方法：（）串聯(lián)電路中各電極得失電子數(shù)相等,即電路中通過(guò)的電量（電子總數(shù)）相等求解。通常存在下列物質(zhì)的量關(guān)系（）根據(jù)電極反應(yīng)式或電解方程式列比例求解[鞏固]：用作電極，電解串聯(lián)電路中分裝在甲、乙兩個(gè)燒杯中的溶液和的溶液，當(dāng)產(chǎn)生（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)停止電解，取出電極，將兩杯溶液混合，混合液的為（設(shè)混合后總體積為）().第一部分專題電化學(xué)班級(jí)姓名學(xué)號(hào)得分一、選擇題：、在原電池和電解池的電極上所發(fā)生的反應(yīng)，同屬氧化反應(yīng)或同屬還原反應(yīng)的是（）.原電池正極和電解池陽(yáng)極所發(fā)生的反應(yīng).原電池正極和電解池陰極所發(fā)生的反應(yīng).原電池負(fù)極和電解池陽(yáng)極所發(fā)生的反應(yīng).原電池負(fù)極和電解池陰極所發(fā)生的反應(yīng)、下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是（）.把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡.用鋅片做陽(yáng)極，鐵片做陰極，電解氯化鋅溶液，鐵片表面出現(xiàn)一層鋅.把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵.把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快、用兩支惰性電極插入溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的從變?yōu)闀r(shí)（設(shè)電解時(shí)陰極沒(méi)有氫氣析出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略），電極上析出銀的質(zhì)量大約是（）、鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是（）→→－→－→放電充電、氫鎳電池是近年開(kāi)發(fā)出來(lái)的可充電電池，它可以取代會(huì)產(chǎn)生鎘污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是()()。根據(jù)此反應(yīng)式判斷，下列敘述中正確的是（）放電充電.電池放電時(shí)，電池負(fù)極周?chē)芤旱牟粩嘣龃?電池放電時(shí)，鎳元素被氧化.電池充電時(shí)，氫元素被還原.電池放電時(shí)，是負(fù)極、用惰性電極電解（）的水溶液，當(dāng)陰極上增重時(shí)，在陽(yáng)極上同時(shí)產(chǎn)生氧氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況），從而可知的相對(duì)原子質(zhì)量是（）....、下列關(guān)于銅電極的敘述正確的是（）.銅鋅原電池中銅是正極.用電解法精煉粗銅作陰極.在鍍件上電鍍銅時(shí)可用金屬銅作陽(yáng)極.電解稀硫酸制、時(shí)銅作陽(yáng)極、將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為()的溶液1L（密度為1.06g·）用鉑電極電解，當(dāng)溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)改變了()時(shí)停止電解，則此時(shí)溶液中應(yīng)符合的關(guān)系是（）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)陽(yáng)極析出物的質(zhì)量陰極析出物的質(zhì)量()()()()、將分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氧化鋁的三個(gè)電解槽串聯(lián)，在一定條件下通電一段時(shí)間后，析出鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為（）：：：：C：：：：、下列敘述正確的是（）①鋅跟稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，加入少量硫酸銅溶液能加快反應(yīng)速率。②鍍層破損后，白鐵（鍍鋅的鐵）比馬口鐵（鍍錫的鐵）更易腐蝕。③電鍍時(shí)應(yīng)把鍍件置于電解槽的陰極。④冶煉鋁時(shí)，把氧化鋁加入液態(tài)冰晶石中成為熔融體后電解。⑤鋼鐵表面常易腐蝕生成·.①②③④⑤.①③④⑤.①③⑤.②④二、填空題、如圖是可用于測(cè)量阿伏加德羅常數(shù)的裝置示意圖，其中、是兩塊純銅片，插在稀溶液中，銅片與引出導(dǎo)線相連，引出端分別為、。⑴當(dāng)以0.21A的電流電解后，測(cè)得銅片的質(zhì)量增加了0.25g，則圖裝置中的端應(yīng)與直流電的極相連，它是電解池的極。⑵電解后銅片的質(zhì)量。（答“增加”“減少”或“不變”）⑶列式計(jì)算實(shí)驗(yàn)測(cè)得的阿伏加德羅常數(shù)。（已知電子電量×-19C、鉛蓄電池是化學(xué)電源，其電極材料分別是和，電解質(zhì)溶液為稀硫酸。工作時(shí)，該電池的總反應(yīng)為根據(jù)上述情況判斷⑴蓄電池的負(fù)極是，其電極反應(yīng)式為。⑵蓄電池的正極是，其電極反應(yīng)式為。⑶蓄電池工作時(shí)，其中電解質(zhì)溶液的（增大、減小、不變）、由于()極易被氧化，所以實(shí)驗(yàn)室難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)制得白色純凈的()沉淀。若用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置可制得純凈的()沉淀。兩極材料分別為石墨和鐵。⑴電極材料為。其電極反應(yīng)式為。⑵電解液可以是，則白色沉淀在電極上生成；也可以是，則白色沉淀在兩極之間的溶液中生成。.純水溶液溶液溶液⑶液體為苯，其作用是，在加入苯之前，對(duì)溶液進(jìn)行加熱處理的目的是。⑷為了在短時(shí)間內(nèi)看到白色沉淀，可以采取的措施是.改用稀硫酸做電解液.適當(dāng)增大電源電壓.適當(dāng)縮小兩電極間距離.適當(dāng)降低電解液溫度⑸若改為溶液，當(dāng)電解一段時(shí)間，看到白色沉淀后，再反接電源，繼續(xù)電解，除了電極上看到氣泡外，另一明