《高考化学二轮复习 第1部分 专题2 第5讲 电化学课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学二轮复习 第1部分 专题2 第5讲 电化学课件（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第5讲电化学讲电化学 一、原电池、电解池电极反应式及总反应式的书写一、原电池、电解池电极反应式及总反应式的书写 1原电池的电极反应式和总反应式的书写方法原电池的电极反应式和总反应式的书写方法(1)确定正、负极的方法如下确定正、负极的方法如下(2)书写步骤书写步骤 特别提醒特别提醒对于原电池，已知反应式时，可以先分析此反应中的对于原电池，已知反应式时，可以先分析此反应中的氧化反应或还原反应氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况即分析有关元素的化合价变化情况)，然后写，然后写出较易书写的电极反应式，将这个反应式看作数学中的代数式，用出较易书写的电极反应式，将这个反应式看作数学中的代数
2、式，用总反应式减去较易书写总反应式减去较易书写(一般为负极一般为负极)的电极反应式，即得另一极的的电极反应式，即得另一极的电极反应式。电极反应式。2电解池的电极反应式和总反应式的书写方法电解池的电极反应式和总反应式的书写方法 3电解质溶液中离子的流向电解质溶液中离子的流向 易错警示易错警示1在分析原电池时，往往错误地认为阳离子移向负极，阴离子在分析原电池时，往往错误地认为阳离子移向负极，阴离子移向正极。移向正极。2在碱性燃料电池中有时易把正极反应错写为：在碱性燃料电池中有时易把正极反应错写为：4OH4e=O22H2O3错误地认为电子通过电解质溶液，在闭合电路中电子走陆路错误地认为电子通过电解质
3、溶液，在闭合电路中电子走陆路(导线导线)，离子走水路，离子走水路(电解质溶液电解质溶液)，电子并不通过电解质溶液。，电子并不通过电解质溶液。二、电解质溶液的电解规律二、电解质溶液的电解规律 1电解规律电解规律(惰性电极惰性电极) 2.电解后电解质溶液恢复时要注意，从溶液中出去哪些原子，则需按比例电解后电解质溶液恢复时要注意，从溶液中出去哪些原子，则需按比例补充哪些原子。如电解盐酸从溶液中出去的是补充哪些原子。如电解盐酸从溶液中出去的是H2和和Cl2(1 1)，故补入时应通，故补入时应通入入HCl气体而不是加入盐酸。气体而不是加入盐酸。3如果电解质和水同时被电解则产物一般为三种：如如果电解质和水
4、同时被电解则产物一般为三种：如AgNO3、CuSO4、NaCl等，可以此作为推断题的突破口。等，可以此作为推断题的突破口。电极反应式的书写电极反应式的书写 例例1(2010年高考浙江卷年高考浙江卷)LiAl/FeS电池是一种正在开发的车载电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：电池，该电池中正极的电极反应式为：2LiFeS2e=Li2SFe有关该电池的下列说法中，正确的是有关该电池的下列说法中，正确的是()ALiAl在电池中作为负极材料，该材料中在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为的化合价为1价价B该电池的电池反应式为：该电池的电池反应式为：2LiFeS=Li2SFe
5、C负极的电极反应式为：负极的电极反应式为：Al3e=Al3D充电时，阴极发生的电极反应式为：充电时，阴极发生的电极反应式为：Li2SFe2e=2LiFeS解析解析在该电池中在该电池中LiAl是负极材料，该材料中是负极材料，该材料中Li的化合价为的化合价为0价，负极电极反应式为：价，负极电极反应式为：Lie=Li，结合题给的正极电极的，结合题给的正极电极的反应式可推出总反应式为：反应式可推出总反应式为：2LiFeS=Li2SFe；故；故B正确，正确，A、C错误。错误。D项，充电时，阴极上发生还原反应得电子，故项，充电时，阴极上发生还原反应得电子，故D项错误。项错误。答案答案B1(2011年高考课
6、标全国理综年高考课标全国理综)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：电时的总反应为：FeNi2O33H2O=Fe(OH)22Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确的是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，正极为电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为、负极为FeB电池放电时，负极反应为电池放电时，负极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2C电池充电过程中，阴极附近溶液的电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低降低D电池充电时，阳极反应为电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O33H2O解析：解析：由铁镍蓄电池放电时
7、的产物全部是碱可知，电解液为碱性由铁镍蓄电池放电时的产物全部是碱可知，电解液为碱性溶液，放电时负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故溶液，放电时负极发生氧化反应，正极发生还原反应，故Fe为负极，为负极，Ni2O3为正极，为正极，A正确。放电时，正确。放电时，Fe失电子被氧化，负极反应为失电子被氧化，负极反应为Fe2OH2e=Fe(OH)2，B正确。充电时，阴极发生还原反应，电正确。充电时，阴极发生还原反应，电极反应为极反应为Fe(OH)22e=Fe2OH，pH增大，增大，C错误。充电时，错误。充电时，阳极发生氧化反应，电极反应为阳极发生氧化反应，电极反应为2Ni(OH)22OH2e=Ni2O3
8、3H2O，D正确。正确。答案：答案：C电解的工作原理电解的工作原理 例例2(2010年高考全国年高考全国理综理综)如图是一个用铂丝作电极，电解稀如图是一个用铂丝作电极，电解稀的的MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。色。(指示剂的指示剂的pH变色范围：变色范围：6.88.0，酸色，酸色红色，碱色红色，碱色黄色黄色)回答下列问题：回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是_(填编号填编号)。A管溶液由红变黄；管溶液由红变黄；B管溶液由红变黄
9、；管溶液由红变黄；A管溶液不变色；管溶液不变色；B管溶液不变色。管溶液不变色。(2)写出写出A管中发生反应的反应式：管中发生反应的反应式：_。(3)写出写出B管中发生反应的反应式：管中发生反应的反应式：_。(4)检验检验a管中气体的方法是管中气体的方法是_。(5)检验检验b管中气体的方法是管中气体的方法是_。(6)电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是象是_。解析解析本题结合电解原理考查化学实验现象描述、实验设计能力。该本题结合电解原理考查化学实验现象描述、实验设计能力。该电解的本质是电解水，电解的本质是电解水，A、B极
10、分别是阴极和阳极，阴极反应为极分别是阴极和阳极，阴极反应为2H2e=H2，故该极区溶液呈碱性，则，故该极区溶液呈碱性，则Mg22OH=Mg(OH)2。B管反应管反应为为4OH4e=2H2OO2。气体的检验容易忽视取出试管过程中将试。气体的检验容易忽视取出试管过程中将试管堵住。电解一段时间后，将电解液倒入烧杯内，由于两极产生管堵住。电解一段时间后，将电解液倒入烧杯内，由于两极产生H和和OH恰好反应，故溶液基本恢复电解前的状态，溶液仍为红色，白色沉淀溶解。恰好反应，故溶液基本恢复电解前的状态，溶液仍为红色，白色沉淀溶解。答案答案(1)(2)2H2e=H2(写写2H2O2e=2OHH2同样给分同样给
11、分)、Mg22OH=Mg(OH)2(3)4OH4e=2H2OO2(写写2H2O4e=4HO2同样给分同样给分)(4)用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口用拇指按住管口，取出试管，靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有蓝色火焰有蓝色火焰(5)用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管用拇指按住管口，取出试管，放开拇指，将带有火星的木条伸入试管内会复燃内会复燃(6)溶液呈红色，白色沉淀溶解溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解或大部分溶解)2(2011年衡水模拟年衡水模拟)1 L某溶液中含有的离子如下表：某溶液中含有的离子如下表：用惰性电极电解该溶液，当电路
12、中有用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol e通过时通过时(忽略电解时忽略电解时溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，下列说法正确的，下列说法正确的是是()A电解后溶液的电解后溶液的pH0Ba3C阳极生成阳极生成1.5 mol Cl2D阴极析出的金属是铜与铝阴极析出的金属是铜与铝解析：解析：根据离子的放电顺序及电子守恒可知：阴极：根据离子的放电顺序及电子守恒可知：阴极：1 mol铜离铜离子先放电，然后子先放电，然后1 mol氢离子放电氢离子放电(铝离子不放电铝离子不放电)，溶液中产生氢离，溶液中产生氢离子浓度为子浓度为1 mol/L，故，故
13、A正确，正确，D不正确。阳极氯离子放电只能产生不正确。阳极氯离子放电只能产生0.5 mol氯气，氯气，C不正确。根据电荷守恒可推知不正确。根据电荷守恒可推知a应等于应等于4。答案：答案：A电化学的有关计算电化学的有关计算 例例3铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正、负极是惰性材料，铅蓄电池是典型的可充电电池，它的正、负极是惰性材料，电池总反应式为：电池总反应式为：请回答下列问题请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原不考虑氢、氧的氧化还原)：(1)放电时：正极的电极反应式是放电时：正极的电极反应式是_；电解液中；电解液中pH将变将变_；当外电路通过；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量
14、增加电子时，理论上负极板的质量增加_g；电池内消耗；电池内消耗H2SO4的物质的量至少是的物质的量至少是_mol。(2)用用铅铅蓄蓄电电池池电电解解1 L饱饱和和食食盐盐水水(食食盐盐水水足足量量、密密度度为为1.15 gcm 3)时时，若若收收集集到到11.2 L(标标准准状状况况下下)氯氯气气，则则至至少少转转移移电电子子_mol。若若蓄蓄电电池池消消耗耗H2SO4 2 mol，则则可可收收集集到到H2的的体体积积(标标准准状状况况下下)为为_L。若若消消耗耗硫硫酸酸a mol，电电解解后后除除去去隔隔膜膜，所所得得溶溶液液中中NaOH的的质质量量分数表达式为分数表达式为(假设氯气全部排出
15、假设氯气全部排出)_(用含用含a的代数式表达的代数式表达)。答案：答案：AB 某化学研究小组以铜为电极电解饱和食盐水，探究过程如下：某化学研究小组以铜为电极电解饱和食盐水，探究过程如下：【实验【实验1】如图装置，电源接通后，与电池负极相连的铜丝上有如图装置，电源接通后，与电池负极相连的铜丝上有大量气泡产生；与电池正极相连的铜丝由粗变细。电解开始大量气泡产生；与电池正极相连的铜丝由粗变细。电解开始30 s内，内，阳极附近出现白色浑浊，然后开始出现橙黄色浑浊，此时测定溶液阳极附近出现白色浑浊，然后开始出现橙黄色浑浊，此时测定溶液的的pH约为约为10。随着沉淀量的逐渐增加，橙黄色沉淀慢慢聚集在试管。
16、随着沉淀量的逐渐增加，橙黄色沉淀慢慢聚集在试管底部，溶液始终未出现蓝色。底部，溶液始终未出现蓝色。【实验【实验2】将实验】将实验1中试管底部的橙黄色沉淀取出，分装在两支小中试管底部的橙黄色沉淀取出，分装在两支小试管中，以后的操作和现象如下：试管中，以后的操作和现象如下：阅读资料：常见铜的化合物颜色如下：阅读资料：常见铜的化合物颜色如下： 请回答下列问题：请回答下列问题：(1)铜的常见正化合价为铜的常见正化合价为_、_，最终试管底部橙，最终试管底部橙黄色沉淀的化学式为黄色沉淀的化学式为_；(2)阴极上发生的反应为：阴极上发生的反应为：_；阳极上发生的反应为：阳极上发生的反应为：_；(3)写出实验
17、写出实验2中中、的离子方程式的离子方程式_；_。解析：解析：(1)根据资料表中铜化合物、亚铜化合物可判断铜的常见正根据资料表中铜化合物、亚铜化合物可判断铜的常见正化合价为化合价为1、2。橙黄色氢氧化亚铜不稳定，故试管底部橙黄。橙黄色氢氧化亚铜不稳定，故试管底部橙黄色沉淀应为氧化亚铜。色沉淀应为氧化亚铜。(2)阴极氢离子先于钠离子放电，电极反应阴极氢离子先于钠离子放电，电极反应为为2H2e=H2或或2H2O2e=H22OH；根据实验；根据实验1中中现象以及氯化亚铜的颜色，不难判断阳极反应为现象以及氯化亚铜的颜色，不难判断阳极反应为2Cu2Cl2e=2CuCl。(3)稀硝酸具有强氧化性，根据实验现
18、象可知，氧稀硝酸具有强氧化性，根据实验现象可知，氧化产物为铜离子，还原产物为化产物为铜离子，还原产物为NO，据此再根据电子得失守恒和电，据此再根据电子得失守恒和电荷守恒写出方程式即可。荷守恒写出方程式即可。氧化亚铜中铜元素为氧化亚铜中铜元素为1价，其既具价，其既具有氧化性，又具有还原性，滴入稀硫酸溶液后，其生成单质铜和有氧化性，又具有还原性，滴入稀硫酸溶液后，其生成单质铜和铜离子。铜离子。1(2011年高考山东理综年高考山东理综)以以KCl和和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是上镀锌，下列说法正确的是()A未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是
19、该原电池未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程的充电过程B因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系确定关系C电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用解析：解析：A项，未通电时是原电池，但电镀过程并不是原电池的充项，未通电时是原电池，但电镀过程并不是原电池的充电过程，故电过程，故A错误；错误；B项，消耗锌时转移的电子与通过的电量有确定项，消耗锌时转移的电子与通过的电量有确定的关系，
20、故锌的析出量与通过的电量有确定关系，故的关系，故锌的析出量与通过的电量有确定关系，故B错误；错误；C项，项，电镀时保持电流恒定，有利于保证电镀的质量，温度不影响电解的电镀时保持电流恒定，有利于保证电镀的质量，温度不影响电解的速率，故速率，故C正确；正确；D项，镀锌层破损后与铁构成了原电池，锌作负极项，镀锌层破损后与铁构成了原电池，锌作负极被腐蚀，保护了铁，故被腐蚀，保护了铁，故D错误。错误。答案：答案：C2(2011年高考安徽理综年高考安徽理综)研究人员最近发明了一种研究人员最近发明了一种“水水”电池，电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电这种电池能利用淡水与海水之间
21、含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：池总反应可表示为：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl。下列下列“水水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是电池在海水中放电时的有关说法正确的是()A正极反应式：正极反应式：AgCle=AgClB每生成每生成1 mol Na2Mn5O10转移转移2 mol电子电子CNa不断向不断向“水水”电池的负极移动电池的负极移动 DAgCl是还原产物是还原产物解析：解析：由电池总反应式可知，由电池总反应式可知，Ag在负极失去电子，生成氧化产物在负极失去电子，生成氧化产物AgCl，每生成，每生成2 mol AgCl，即生成，即生成1 mol
22、 Na2Mn5O10时，转移时，转移2 mol电子，故电子，故A、D错误，错误，B正确；正确；Na应向电池的正极移动，应向电池的正极移动，C错误。错误。答案：答案：B3用惰性电极电解用惰性电极电解NaCl和和CuSO4混合溶液混合溶液250 mL，经过一段时间，经过一段时间后两极均得到后两极均得到11.2 L气体气体(标准状况下标准状况下)，则下列有关描述中，正确的，则下列有关描述中，正确的是是()A阳极发生的电极反应只有：阳极发生的电极反应只有：4OH4e=2H2OO2B两极得到的气体均为混合气体两极得到的气体均为混合气体C若若Cu2的起始浓度为的起始浓度为1 mol/L，则，则c(Cl)起
23、始浓度为起始浓度为2 mol/LDCu2的起始浓度最大应小于的起始浓度最大应小于4 mol/L解析：解析：根据放电顺序，阴极放电顺序为：铜离子、氢离子，阳极放根据放电顺序，阴极放电顺序为：铜离子、氢离子，阳极放电顺序为：氯离子、氢氧根离子，因此阳极可能生成氧气，而阴极只电顺序为：氯离子、氢氧根离子，因此阳极可能生成氧气，而阴极只能生成氢气；若能生成氢气；若Cu2的起始浓度为的起始浓度为1 mol/L，则阴极得到氢气，则阴极得到氢气11.2 L时共转移的电子数为时共转移的电子数为1.5 mol，若，若c(Cl)起始浓度为起始浓度为2 mol/L，则阳极得，则阳极得到氯气到氯气0.25 mol、氧
24、气、氧气0.25 mol，阳极转移的电子总数也为，阳极转移的电子总数也为1.5 mol，符合电子守恒定律；由于阴极得到氢气，故符合电子守恒定律；由于阴极得到氢气，故Cu2的起始浓度最大应的起始浓度最大应小于小于2 mol/L。答案：答案：C4(2010年高考山东理综年高考山东理综)对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。使用寿命。(1)以下为铝材表面处理的一种方法：以下为铝材表面处理的一种方法：碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，其原因是出，其原因是 _(用离子方程式表示用离子方程
25、式表示)。为将碱洗槽液中的铝。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的_。a. NH3bCO2 c. NaOHdHNO3 以铝材为阳极，在以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为阳极电极反应式为_。取少量废电解液，加入。取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是_。(2)镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因镀铜可防止铁制品腐蚀，电镀时用铜而不用石墨作阳极的原因是是_。(3)
26、利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。若若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于应置于_处。处。若若 X为锌，开关为锌，开关K置于置于M处，该电化学防护法称为处，该电化学防护法称为_。解析：解析：(1)铝与碱反应产生铝与碱反应产生H2，离子方程式为，离子方程式为2Al2OH6H2O=2Al(OH)43H2，通，通CO2气体，可以让溶液中的气体，可以让溶液中的Al(OH)4全部转化为全部转化为Al(OH)3沉淀。沉淀。阳极材料是铝，属于活性电极，电极本身参与反应，反应过程阳极材料是铝，属于活性电极，电极本身参与反应，反应过程中失去
27、电子而生成中失去电子而生成Al2O3。电解质溶液是稀硫酸，溶液中的水为金属。电解质溶液是稀硫酸，溶液中的水为金属铝提供了氧元素，所以电极反应式为铝提供了氧元素，所以电极反应式为2Al3H2O6e=Al2O36H，电解后的溶液中含有大量，电解后的溶液中含有大量H和少量和少量Al3，加入，加入NaHCO3消耗消耗H产生产生CO2气体，气体，Al3的水解平衡向右移动，产生的水解平衡向右移动，产生Al(OH)3沉淀。沉淀。(2)电镀时，镀件做阴极，镀层金属做阳极，镀层金属的盐溶液做电镀时，镀件做阴极，镀层金属做阳极，镀层金属的盐溶液做电解液。电解液。(3)X为碳棒时，接为碳棒时，接M时，时，Fe做负极，被腐蚀；接做负极，被腐蚀；接N时，时，Fe做阴极，做阴极，被保护。被保护。X为为Zn时，接时，接M时，形成原电池，时，形成原电池，Zn为负极，为负极，Fe为正极，为正极，属牺牲阳极的阴极保护法。属牺牲阳极的阴极保护法。
