1、1选修4第四章电化学基础复习一、原电池1.定义：原电池是将 转化为 的装置，其本质是 反应2.典例：.单液电池电极名称、电极反应式、反应类型（“氧化”或“还原” ）和总反应方程式：Zn 极（ 极）：_ （ 反应）Cu 极（ 极）：_ _（ 反应）总反应方程式：_ _ _ _内外电路电流的传导方式：外电路：电子由_极通过导线流向_极；（填“正”或“负” ）内电路：溶液中_离子向正极移动，_离子向负极移动。 （填“阳”或“阴” ）.盐桥电池盐桥的作用：使整个装置构成_ _，代替两溶液直接接触。 （导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。 ）思考：图右能否构成盐桥原电池？ 练习
2、1：下述装置中能形成原电池的是 二电解池1.定义：电解池是将 转化为 的装置。2.典例：右图，电极反应式、反应类型（“氧化”或“还原” ）和总反应方程式：a 极（ 极，接电源 极）：_ （ 反应）b 极（ 极，接电源 极）：_ _（ 反应）总反应离子方程式：_ _ _ _3.、阴极放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。放电顺序是：K+、Ca 2+、Na +、Mg 2+、Al 3+、Zn 2+、Fe 2+(H+)、Cu 2+、Hg 2+、Ag +、Au 3+ 放电由难到易阳极：若是惰性电极作阳极，溶液中的阴离子放电，放电顺序是：S2-、I -、Br -、Cl -、OH -、含氧酸根离子 (N
3、O3-、SO 42-、CO 32-)、F -失电子由易到难、S 2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F - Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+ 电解质溶液电解规律与区：电解电解质型与区：放氢生碱型 与区：放氧生酸型与区：电解水型、电解时溶液 pH 值的变化规律：电解质溶液在电解过程中，有时溶液 pH 值会发生变化。判断电解质溶液的 pH 值变化，有时可以从电解产物上去看。若电解时阴极上产生 H2，阳极上无 O2 产生，电解后溶液 pH 值增大；若阴极上无 H2，阳极上产生 O2，则电解后溶液 pH 值减小；若阴极上有 H2，阳极上有 O2，且 V(H2)=2V(
4、O2)，则有三种情况：a 如果原溶液为中性溶液，则电解后 pH 值不变；b 如果原溶液是酸溶液，则 pH 值变小； c 如果原溶液为碱溶液，则pH 值变大；若阴极上无 H2，阳极上无 O2 产生，电解后溶液的 pH 可能也会发生变化。如电解 CuCl2 溶液（CuCl 2 溶液由于 Cu2+水解显酸性） ，一旦 CuCl2 全部电解完，pH 值会变大，成中性溶液 高考资源网4.有关计算：电解完成后，若溶液的体积为1 L，整个电解过程中共转移0.1 mol e ，则溶液的pH为 ，若使电解质溶液复原，需通入氯化氢的物质的量为 mol。5.应用：若用该装置给铁钉镀铜，则应用铜作 ，用铁钉作 ，电解
5、质溶液应为 溶液；若用该装置精炼铜，则应用粗铜作 ，用纯铜作 ，电解质溶液应为 溶液。练习2.用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是（ ）Zn Cu 稀H 2SO4（单液电池）（盐桥电池） 图右CuSO4 溶液 ZnSO4 溶液2A用铜片连接电源正极，另一电极用铂片 B用碳棒连接电源正极，另一电极用铜片C用氢氧化钠溶液吸收阴极产物 D用带火星的木条检验阳极产物三、新型化学电源1铅蓄电池（属于 电池，填“一次”或“二次” ）负极反应： 。正极反应： 。总反应： 练习3 （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：FePO 4+
6、Li LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO 4，负极材料是石墨，含Li 导电固体为电解质。下列有关LiFePO 4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：FePO 4+Li+e-=LiFePO4练习 4 （08 年江苏化学5）镍镉（ NiCd）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 + 2H2OCd(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
7、e + OH- = NiOOH + H2OB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-向正极移动练习5(2011新课标全国卷) 铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：FeNi 2O33H 2O=Fe(OH)22Ni(OH) 2。下列有关该电池的说法不正确的是A电池的电解液为碱性溶液，正极为 Ni2O3、负极为FeB电池放电时，负极反应为 Fe2OH 2e =Fe(OH)2C电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低D电池充电时，阳极反应为 2Ni(OH)22OH 2e =Ni2O33H 2O2燃料电池(1)反应原理：燃料电池以还原剂( 如氢
8、气、烃类、甲醇等)为负极反应物，发生 反应；以氧化剂(如氧气、空气等)为正极反应物，发生 反应。（2）燃料电池的电池总反应、电极反应，可能会因不同的电解质环境而有所不同。氢氧燃料电池（碱性电解质溶液）的反应方程式为： 。负极反应： 。正极反应： 。氢氧燃料电池（酸性电解质溶液）的反应方程式为： 。负极反应： 。正极反应： 。甲烷燃料电池酸性介质时的电池总反应： 负极反应： 。正极反应： 。甲烷燃料电池碱性介质时电池总反应： 。负极反应： 。正极反应： 。(3)燃料电池铂电极的作用：吸附燃料气和催化燃料气的反应（加快反应速率）(4)O2 在正极放电的电极方程式写法总结：酸性介质：O 2+4e+4
9、H+=2H2O 碱性或中性介质：O 2+4e+2H2O =4OH固体氧化物熔融传导 O2：O 2+4e =2O2熔融碳酸盐： O2+4e+2CO2=2CO32（O 2与 CO2 反应）练习 6（2000 年理科高考综合卷 26 题）熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3 和 Na2CO3 的熔融盐混和物作电解质,CO 为负极燃气，空气与 CO2 的混和气为正极助燃气，制得在 650下工作的燃料电池。完成有关电极及电池方程式负极：2CO+2CO 32- 4e= 4CO2正极： 总反应式 练习 7.（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
10、 溶液或 NaOH 溶液电解液，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：O 22H 2O4e 4OH B以 NaOH 溶液为电解液时，负极反应为：Al3OH 3eAl(OH) 3C以 NaOH 溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的 pH 保持不变放 电充 电3D电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极练习 8 （08 年宁夏理综10）一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是ACH 3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e- BO 2
11、(g)+4H (aq)+4e =2H2O(1)CCH 3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H (aq)+6e DO 2(g)+2H2O(1)+4e =4OH四、金属的腐蚀与防护1电化学腐蚀(以钢铁的腐蚀为例 )(1)析氢腐蚀 条件： 。电极反应：负极： 。正极： _ _。总反应： 。(2)吸氧腐蚀 条件： 。电极反应：负极： 。正极： 。总反应： 。【典例 1】 （09 上海卷13）右图装置中，U 型管内为红墨水，a、b 试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是A生铁块中的碳是原电池的正极 B红墨水柱两边的液面变为左低右高C两试管中相同的电极反
12、应式是：Fe2e = Fe2+Da 试管中发生了吸氧腐蚀，b 试管中发生了析氢腐蚀2.金属腐蚀快慢的判断及防护方法：(1)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腐蚀措施的腐蚀；(2)同一种金属的腐蚀：强电解质弱电解质非电解质(3)金属的防护方法：改变金属的内部结构 覆盖保护层 电化学保护法3金属的电化学防护(1)牺牲阳极的阴极保护法：如右图，保护铁，铁作 极，锌作 极。(2)外加电流的阴极保护法：外加直流电源，被保护金属与电源的 极相连。【典例 2】下列各情况，在其中 Fe 片腐蚀由快到慢的顺序是 练习 1. 双选题（09 年广东化学 10）出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有 Cu2
13、(OH)3Cl 覆盖在其表面。下列说法正确的是A锡青铜的熔点比纯铜高 B在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用C锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D生成 Cu2(OH)3Cl 覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程练习 2.（双选题08 年广东化学12）下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是A纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B当镀锡铁制品的镀层破损时，镶层仍能对铁制品起保护作用C在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀练习 3.（双选题07 年广东化学12）为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是A
14、将青铜器放在银质托盘上 B将青铜器保存在干燥的环境中C将青铜器保存在潮湿的空气中 D在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜练习 4双选题(2011海南高考)根据下图，下列判断中正确的是 A烧杯 a 中的溶液 pH 升高 B烧杯 b 中发生氧化反应C烧杯 a 中发生的反应为 2H 2e =H2 D烧杯 b 中发生的反应为 2Cl 2e =Cl2练习 5 （09 北京卷 6）下列叙述不正确的是A铁表面镀锌，铁作阳极 B船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀C钢铁吸氧腐蚀的正极反应：2H 2O + O2 +4e = 4OH D工业上电解饱和和食盐水的阳极反应： 2Cl2e=Cl2练习 6(2011北京
15、高考，有改动) 结合图示判断，下列叙述正确的是A 和 中正极均被保护B 和 中负极反应均是 Fe2e =Fe2C 和 中正极反应均是 O22H 2O4e =4OHD 和 中分别加入少量 NaOH溶液，均有蓝色沉淀练习 7.如图所示，A、F 为石墨电极，B 、E 为铁片电极。按要求回答下列问题：4(1)打开 K2，闭合 K1，B 为_ _极， A 的电极反应为_，最终可观察到的现象是_ _，涉及的化学反应方程式有_ _。(2)打开 K1，闭合 K2，E 为_极，F 极的电极反应为_， 检验 F 极产生气体的方法是_ _。(3)若往 U 型管中滴加酚酞，进行(1)、(2)操作时，A 、B 、E、F
16、 电极周围能变红的是_。五电化学的有关计算方法两个守恒关系以及 pH 换算：（1） （溶液中离子）电荷守恒 （2） （两极）电子守恒练习8.用惰性电极电解M（NO 3）x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生bL氧气（标准状况）：从而可知M的原子量为（ ）A.22.4ax/b B.11.2ax/b C.5.6ax/b D.2.5ax/b练习9设N A为阿伏伽德罗常数的值，下列叙述中正确的是（ ）A、lmolO 2 含有的电子数为 17NA B、电解饱和食盐水时，阳极上生成 1mol 气体时转移的电子数为 2NAC、常温常压下，32g 18O2中所含的中子数为20N AD、工业上铜的电
17、解精炼时电解池中每转移 1mol 电子时阳极上溶解的铜等于 0.5NA练习10如图a、b、c 、d均为石墨电极，通电进行电解，b极有64 g Cu析出。下列说法不正确的是A甲中a电极反应式为：4OH 4e =O22H 2O B电解时向乙中滴入酚酞试剂，d电极附近变红C向乙中通入2 mol HCl气体，溶液组成可以恢复 Dc电极产生2 g气体练习 11 （09 安徽卷 12）Cu 2O 是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu 2O 的电解池示意图如下，电解总反应： 2Cu+H2O=Cu2O+H2O 。下列说法正确的是A.石墨电极上产生氢气 B.铜电极发生还原反应C.铜电极接直流电源的
18、负极 D.当有 0.1mol 电子转移时，有 0.1molCu2O 生成。练习 12. (07 年高考理综宁夏卷 26) (1)将锌片和银片浸入 稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。锌片上发生的电极反应：_；银片上发生的电极反应：_。(2)若该电池中两电极的总质量为 60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为 47 g，试计算：产生氢气的体积( 标准状况)；通过导线的电量。( 已知 NA = 6.021023 /mol，电子电荷为 1.601019 C)练习 13.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。5A B H2O（ 含 少量 KH） 阳 离 子 交 换 膜 工 作 品 KOH溶 液 该电解槽的阳极反应式是 。通电开始后，阴极附近溶液 pH 会增大，请简述原因 除去杂质后氢氧化钾溶液从液体出口 （填写“A”或“B” ）导出。
