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1、学而不思则惘，思而不学则殆第十讲化学反应与电能【考点透视】1理解原电池和电解池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。2了解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。3金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能选用恰当的措施防止金属腐蚀。一、原电池1、原电池的组成和工作原理例 1下列装置能够组成原电池，能产生电流的装置是_。例 2铜锌原电池（如右图装置）工作时，下列叙述正确的是A正极反应为：Zn2e=Zn2B电池反应为：ZnCu2=Zn2Cu C在外电路中，电子从负极流向正极D盐桥中的K移向 ZnSO4溶液【小结】构成原电池的条件：_ _ _ _ 2、
2、化学电源1、分类：一次电池，二次电池，燃料电池一次电池又称不可充电电池普通锌锰电池总反应： 2NH4+ + Zn +2MnO2= Zn 2+H2O+2NH3 +Mn2O3负极 (锌筒 )：，正极 (石墨 )：。碱性锌 -锰干电池总反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2负极 (锌筒 )：，正极 (MnO2)：。二次电池又称充电电池 蓄电池铅蓄电池 (电解质溶液为稀硫酸) 总反应：PbO2+ Pb +2H2SO4= 2PbSO4+2 H2O 负极 (Pb)：，正极 (PbO2)：。锂电池 (非水有机溶剂电解液) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总
3、结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页学而不思则惘，思而不学则殆负极： 2Li 2e= 2Li+ 正极： I2 +2e= 2I总反应：。锂电池优点：使用寿命长，高能、质轻、电压高、工作效率高，储存寿命长。燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。酸性碱性负极反应式正极反应式总反应式3、从燃料电池出发体会电极反应书写的技巧例 3图 14 为四种典型的燃料电池示意图，仔细分析各自特点并完成相应电极反应方程式。图 1 磷酸燃料电池（PAFC）图 2 碱性燃料电池（AFC ）图 3 固体氧化物燃料电池（SOFC）图 4 熔融碳酸盐燃料电池(MCFC) 负极反应式正极
4、反应式电池总反应式1 2 3 4 小结： 书写燃料电池电极反应方程式一般思路二、电解池1、构成条件：有与_相连的两个电极。 _(或_)。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 8 页学而不思则惘，思而不学则殆形成 _。2、电极名称及电极反应(如图 )：小结：原电池和电解池对比原电池电解池能量转化能转变成能能转变成能电极名称及反应负极：反应；(电子流的一极 ) 正极：反应；(电子流的一极 ) 阳极：反应；(与电源极相连的极 ) 阴极：反应；(与电源极相连的极 ) 电子流向由极沿导线流向极由电源极流入极，再由极流回电源极电解质溶液中
5、一定_电子通过离子移向阳离子 极，阴离子 极阳离子 极，阴离子 极例 4下列对如图所示装置实验现象的描述正确的是a 电极b 电极x 溶液实验现象A 石墨石墨CuCl2a 极质量增加 , b 极放出无色气体B Fe 石墨KNO3a 极质量增加 , b 极放出无色气体C Fe Cu CuSO4a 极质量增加 , b 极质量减少D 石墨石墨HCl a、 b 极都放出无色气体3、分析电解过程的思维程序(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组 (不要忘记水溶液中的H和 OH)。(3)然后排出阴、阳两极的放电顺序阴极：阳离子放电顺序
6、：AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水)Al3Mg2Na等。阳极：活泼电极S2IBrClOH含氧酸根离子。(4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。(5)最后合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。(6)实际解题时电极反应和产物判断需注意题设信息的把握应用，不可犯“教条主义”。如： 09 江苏高考16（4）反应：(NH4)2SO4溶液 (NH4)2S2O8+H2常被用于电解生产(NH4)2S2O8(过二硫酸铵 )。电解时均用惰性电极，阳极发生的电极反应可表示为： _。4、电解原理的应用(1) 电解饱和食盐水精选学习资料 - - -
7、- - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 8 页学而不思则惘，思而不学则殆H2O(含少量 NaOH) 精制饱和NaCl 溶液淡盐水+BANa+ClH+离子交换膜C 阳极反应式：_(_反应 ) ；阴极反应式：_(_反应 ) 总反应方程式：_ 离子方程式： _ 为防止几种产物混合发生反应，氯碱工业采用离子交换膜法进行电解食盐水，其原理如右图所示。该离子交换膜的功能是阻止离子通过， 若使用未精制的食盐水，可能导致的后果是_ ；工业生产中一般是在阴极室加入含少量NaOH 的水，其作用是：_。产物 A、B、C 的化学式分别是： _、 _、_。(2) 电镀右图为金属表
8、面镀银的工作示意图，据此回答下列问题：镀件作 _极，镀层金属银作_极。电解质溶液是_。电极反应：阳极：_；阴极： _。特点： _极溶解， _极沉积，电镀液的浓度_。(3) 电解精炼铜电极材料：阳极为_；阴极为 _。电解质溶液：含Cu2的盐溶液。电极反应： （若粗铜中含有Fe、Ag、Au 等杂质）阳极： _ ；阴极： _ 。(4) 电冶金利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、 Al 等。冶炼钠：2NaCl(熔融 )=电解2NaCl2电极反应：阳极： _；阴极： _。冶炼铝：2Al2O3(熔融 )=电解4Al 3O2电极反应：阳极： _；阴极： _。三、原电池、电解池综合应用例 5铅
9、蓄电池是典型的可充电电池，它的正负极极板是惰性材料，请回答下列问题 (不考虑氢、氧的氧化还原)：(1)电解液中H2SO4的浓度将变 _；当外电路通过1 mol 电子时，理论上负极板的质量增加_g。(2)在完全放电耗尽PbO2和 Pb 时，若按右图连接，电解一段时间后，则在A 电极上生成_，B 电极上生成 _，此时铅蓄电池的正负极的极性将_。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 8 页学而不思则惘，思而不学则殆例 6将如图所示实验装置的K 闭合，下列判断正确的是A Cu 电极上发生还原反应B 电子沿 Zn a b Cu路径流动C
10、片刻后甲池中c(SO42)增大D片刻后可观察到滤纸b 点变红色例 7高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH 下列叙述不正确的是A放电时负极反应为：3Zn 6e+6OH= 3Zn （OH）2B放电时正极反应为：2FeO42+6e+8H2O = 2Fe（OH）3+10OHC放电时每转移3mol 电子，正极有1mol K2FeO4被氧化D放电时正极附近溶液的碱性减弱小结：可充电电池工作原理示意图：四、金属的腐蚀：金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应
11、而腐蚀损耗的过程，其本质是金属原子_的过程。1、化学腐蚀与电化腐蚀化学腐蚀电化腐蚀条件金属跟氧化剂直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质联系两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍2、析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe 为例）析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强（pH BCD【反馈练习】电化学原理的应用及电极反应和电池反应方程式的书写例 9 （1）电解尿素 CO(NH2)2的碱性溶液制氢的装置示意图见右图(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极 )。电解时，阳极的电极反应式为_ （2）银锌碱性电池的电解质溶液为KOH 溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn
12、 转化为 K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式：_ 。（3）铝电池性能优越，Al-AgO 电池可用作水下动力电源，其原理如右图所示。该电池反应的化学方程式为： _ 。例 10Fe和 KClO4反应放出的热量，能为熔融盐电池提供550-660的温度，使低熔点盐融化导电，从而激活电池。这类电池称为热电池。Li/FeS2热电池 工 作 时 ， Li转 变 为 硫 化 锂 ， FeS2转 变 为 铁 ， 该 电 池 工 作 时 ， 电 池 总 反 应为。自主检测 : 1下列操作正确的是A构成原电池B制硫酸和氢氧化钠C铁制品表面镀锌D电解精炼铝2右图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的
13、是A该系统中只存在3 种形式的能量转化B装置 Y 中负极的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-C装置 X 能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D装置 X、Y 形成的子系统能实现物质的零排放，b 为阴离子交换膜c 为阳离子交换膜精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 8 页学而不思则惘，思而不学则殆并能实现化学能与电能间的完全转化3用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池的原理如右下图所示。下列说法正确的是A放电时， OH移向镍电极B放电时，负极的电极反应为：H22e+2OH= 2H2O C充电时，阳极的电极反应为：Ni(
14、OH)2+OHe= NiO(OH) +H2O D充电时，将电池的碳电极与外电源的正极相连4金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、 Cu、Pt 等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2+Ni2+ Cu2+）A阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2+ + 2e Ni B电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+ 和 Zn2+ D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu 和 Pt 5铅酸蓄电池是目前应用普遍的化学电池，新型液流式铅酸蓄电池以可溶的甲基磺酸铅为电解质，电池总反应：PbPbO2 4H2Pb22H2O。下列有
15、关新型液流式铅酸蓄电池的说法正确的是A充放电时，溶液中Pb2浓度保持不变B充放电时，溶液的导电能力变化不大C放电时的负极反应式为：Pb2ePb2D充电时的阳极反应式为：Pb2 4OH2ePbO22H2O 6如下图所示，其中甲池的总反应式为：2CH3OH3O2 4KOH 2K2CO3 6H2O 下列说法正确的是A甲池是电能转化为化学能的装置，乙、丙池是化学能转化电能的装置B甲池通入CH3OH 的电极反应为CH3OH6e2H2OCO328H+C反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体，能使 CuSO4溶液恢复到原浓度D甲池中消耗280 mL（标准状况下）O2，此时丙池中理论上最多产生1
16、.45g 固体7 （2014福建）某原电池装置如右图所示，电池总反应为2Ag + Cl2=2 AgCl 。下列说法正确的是A正极反应AgCl +e-= Ag+Cl-B放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C若用 NaCl 溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 8 页学而不思则惘，思而不学则殆D当电路中转移0.01 mol e-时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol 离子8500mL KNO3和 Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3)6.0 mol/L ，用石墨作电极电解此溶液，当通电
17、一段时间后，两极均收集到22.4 L 气体（标准状况） 。下列说法正确的是A原混合溶液中c(K)为 2 mol/L 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 4mol/L 9“ 电化学 ” 与人类生产和生活密不可分。（ 1）肼（ N2H4）空气燃料电池是一种环境友好型碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为_ 。（2）熔融状态下，Na 和 FeCl2能组成可充电电池（装置示意图如下） ，反应原理为：Fe + 2 NaCl 2Na + FeCl2放电时，电池的正极反应式为_ ：充电时， _（写物质名称）电极接电源的负极；该电池的电解质为_。（3）人工肾脏可用电化学方法除去代谢产物中的尿素 CO(NH2)2，原理如图。阳极反应生成的氯气将尿素氧化而得以除去，试写出该反应的化学方程式：_ 。电解结束后，阴极室溶液的pH 与电解前相比将 _（填增大、减小或不变）；若两极共收集到气体13.44 L（标准状况） ，则除去的尿素为_g（忽略气体的溶解） 。直流电源NaCl、尿素混合溶液NaCl 溶液质子交换膜惰性电极CO2+N2H2Cl2NaCl 溶液AB29题 图2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页
