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1、 电化学导学案 王琳 2014 11 18考纲要求1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。3.了解电解池的工作原理，写出电极反应和电池反应方程式。4.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害、防止金属腐蚀的措施。考点一 原电池的工作原理原电池的正负极的判断【例1】下列装置可以形成原电池的是_，并写出形成原电池的电极材料及电极反应式： 正极：_； 负极：_考点二 原电池电极反应式的书写2复杂电极反应式的书写方法：如爱迪生电池放电时的正极反应式可按上述方法书写：总反应式：FeNi2O33H2O Fe(OH)22Ni(OH)2负极反应式：
2、Fe2OH2e=Fe(OH)2 可得正极反应式：Ni2O33H2O2e=2Ni(OH)22OH。特别提醒(1)书写电极反应式时，注意介质是否参加反应。碱性介质的电极反应中不能出现H，酸性介质的电极反应中不能出现OH。(2)燃料电池的正极(O2作氧化剂)的反应式一般为：酸性条件：O24e4H=2H2O；碱性或中性条件：O24e2H2O=4OH；高温无水且能传导O2的固体电解质：O24e=2O2。【例二】)若将Al片和Cu片用导线相连，插入浓HNO3中能否组成原电池？_(填“能”或“不能”)，若能组成原电池，写出电极名称及电极反应式：Al片()_，Cu片()_【例三】科学工作者为心脏病人设计的心脏
3、起搏器的电池是以Pt和Zn为电极材料，依靠人体内液体中含有一定浓度的溶解氧、H和Zn2进行工作。回答下列问题：(1)正极材料是_，电极反应是_。(2)负极材料是_，电极反应是_。考点三 原电池原理的应用1加快氧化还原反应速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率_。例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率_。2比较金属活动性强弱两种金属作原电池的两极时，其活泼性与正极、负极有什么关系？3设计化学电源(1)设计原电池的一般思维方法是什么？(2)设计原电池时，对电解质溶液有何要求？若有盐桥时两个半电池中的电解质溶液是否相同？(3)在电极材料的选择使用方面
4、有何要求？电极材料必须参与化学反应吗？【例四】四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极；相连时，上有气泡逸出；相连时，的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是 ()。A B C D【例五】根据下列氧化还原反应设计一个原电池：2FeCl3Fe=3FeCl2。要求：(1)画出此原电池的装置图，装置可采用烧杯。(2)注明原电池的正、负极和外电路中电子的流向。(3)写出两个电极上发生的电极反应。考点四 电极产物的判断与有关反应式的书写 1电解时电极产物的判断“阳失阴得”2电解池中电极反应式的书写(1)根据装置书写根据电源确定阴、阳两极确定阳极是
5、否是活性金属电极据电极类型及电解质溶液中阴、阳离子的放电顺序写出电极反应式。在确保阴、阳两极转移电子数目相同的条件下，将两极电极反应式合并即得总反应式。 (2)由氧化还原反应方程式书写电极反应式找出发生氧化反应和还原反应的物质两极名称和反应物利用得失电子守恒分别写出两极反应式。若写出一极反应式，而另一极反应式不好写，可用总反应式减去已写出的电极反应式即得另一电极反应式。【例六】将含有KCl、CuCl2、Na2SO4三种物质的水溶液用铂电极进行电解，且电解时间足够长。有以下结论：溶液中几乎没有Cl电解质溶液为无色最终溶液显碱性K、Na、SO的浓度几乎没有变化 正确的是(设全部气体从溶液中出)()
6、AB仅CD均正确考点五 电解类型及有关计算1用惰性电极电解电解质溶液的类型如下表所示：类型电极反应特点实例电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原电解水型阴：4H4e=2H2阳：4OH4e=2H2OO2NaOH H2SO4 Na2SO4电解电解质型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电HClCuCl2放H2生碱型阴极：H2O放H2生碱阳极：电解质阴离子放电NaCl放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生酸CuSO42.电解池中有关量的计算或判断电解池中有关量的计算或判断主要包括以下方面：根据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)、溶液的pH、相对原子质量或某
7、元素的化合价、化学式等。解题依据是得失电子守恒。【例七】 (1)用惰性电极电解400 mL一定浓度的硫酸铜溶液(不考虑电解过程中溶液体积的变化)，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol CuO后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为_ mol。(2)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH，电解过程中转移的电子为_ mol。(3)如果向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2(OH)2CO3后，使溶液恰好恢复到电解前的浓度和pH(不考虑CO2的溶解)，电解过程中转移的电子为_ mol。【例八】在下图中，甲烧杯中盛有
8、100 mL 0.50 molL1 AgNO3溶液，乙烧杯中盛有100 mL 0.25 molL1 CuCl2溶液，A、B、C、D均为质量相同的石墨电极，如果电解一段时间后，发现A极比C极重1.9 g，则(1)电源E为_极，F为_极。(2)A极的电极反应式为_，析出的物质_mol。(3)B极的电极反应式为_，析出气体_ mL(标准状况)。(4)C极的电极反应式为_，析出的物质_mol。(5)D极的电极反应式为_，析出气体_mL(标准状况)。(6)甲烧杯中滴入石蕊试液，_极附近变红，如果继续电离，在甲烧杯中最终得到_溶液。考点六 电解原理在工农业生产中的应用1氯碱工业 (1)食盐水的精制(2)主
9、要生产过程2电镀(如铁件镀锌)电镀液：含Zn2的盐溶液(如ZnCl2溶液)阳极(Zn)：Zn2e=Zn2阴极(铁件)：Zn22e=Zn电镀过程中电镀液浓度不发生变化。镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液中必须含有镀层金属离子。3电解精炼 如粗铜(含Zn、Fe、Ag等)的提纯电解质溶液：含Cu2的盐溶液(如CuSO4溶液)阳极(粗铜)：Zn2e=Zn2 Fe2e=Fe2 Cu2e=Cu2阴极(纯铜)：Cu22e=Cu电解过程中，活泼性比Cu弱的Ag、Au不放电，形成阳极泥(可从阳极泥中提纯Ag、Au)；电解质溶液中c(Cu2)会不断减小，应定期更换电解质溶液。【例九】 有一种节能的氯碱工业新工艺，
10、将电解池与燃料电池相组合，相关流程如图所示(电极未标出)：回答下列有关问题：(1)电解池的阴极反应式为_。(2)通入空气的电极为_，燃料电池中阳离子的移动方向_(填“从左向右”或“从右向左”)。(3)电解池中产生2 mol Cl2，理论上燃料电池中消耗_mol O2。(4)a、b、c的大小关系为：_。【例十】 下列四种装置中，盛200 mL 0.005 molL1硫酸铜溶液盛200 mL 0.01 molL1硫酸盛200 mL氯化锌溶液盛200 mL氯化钾溶液(1)上述四种装置中，为电解池的是_(用编号回答)，装置中两电极的电极反应式分别是_(2)用离子方程式回答：通电时装置中的总反应式是_，
11、溶液中可能发生的副反应是_；(3)工作一段时间后，测得导线上均通过0.002 mol电子，则上述四种装置中溶液pH最小的是_(用编号回答，溶液体积变化忽略不计)；(4)若将装置中的外加电源拆去，用导线将两个电极连接，则Fe极上发生的反应是_，C极上发生的反应是_考点七 金属腐蚀与防护电化学腐蚀规律1对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。2活动性不同的两金属：活动性差别越大，活动性强的金属腐蚀越快。3对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快，且氧化剂的浓度越高，腐蚀越快。4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。5对于不同氧化剂来说，氧化性越强，金属腐蚀越快。反之，防腐措施由好到差的顺序为：外接电源的阴极保护法防腐牺牲阳极的阴极保护法防腐有一般防护条件的防腐无防护条件的防
