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1、第第8讲电化学讲电化学1了解原电池和电解池的工作原理，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。【考纲点击考纲点击】【自查自纠】化学能电能 正、负极电解质溶液闭合回路氧化还原反应阴、阳极熔融盐1如果用铜和硫酸铜溶液、银和硝酸银溶液、盐桥(装有KNO3溶液)设计一个原电池，写出原电池的总离子方程式，盐桥中的K运动方向如何？答案Cu2Ag=Cu22Ag。盐桥中的K移向硝酸银溶液。2两种活泼性不同的金属组成原电池，活泼性强的金属一定作负极吗？答案不一定，还要看电解质溶液，如原电池MgAlNaOH溶液中金属
2、铝作负极，而原电池MgAlHCl溶液中金属铝作正极；原电池FeCuHCl溶液中Fe作负极，而原电池FeCuHNO3(浓)中Fe作正极。3由H、Cu2、Na、SO42、Cl五种离子中的两种离子组成电解质，以碳棒为阳极，铁棒为阴极进行电解，使电解质和水的质量都减少，可采用的电解质是什么？答案NaCl、CuSO4。4电解精炼铜时，电解质溶液的成分是否发生变化？阳极减小的质量是否等于阴极增加的质量？答案电解精炼铜时，阳极放电的金属除Cu外，还有比铜活泼的杂质金属，阴极放电的只有Cu2。由此可知电解质溶液中Cu2的量减少，杂质离子的量增加。阳极减小的质量大于阴极增加的质量。考点一考点一原电池工作原理原电
3、池工作原理原电池正、负极的判断：知识链接知识链接角度角度1原电池正、负极的判断方法原电池正、负极的判断方法(2013海南，海南， 4A)“加减法”书写电极反应式：(1)定正负极，列反应物，标同数电子得失。(2)注意电极生成物是否与电解质溶液中的某些微粒反应。(3)总反应式减去其中一极反应式，即得另一极电极反应式。知识链接知识链接角度角度2原电池电极反应式的书写原电池电极反应式的书写(2013安徽，安徽，10A)角度发散角度发散根据氧化还原方程式设计原电池。根据氧化还原方程式设计原电池。比较方法：(1)首先依据电子流向、电流流向、反应现象确定正负极。(2)对于酸性电解质，一般是作负极的金属为较活
4、泼金属，作正极的是相对较不活泼的金属。知识链接知识链接角度角度3根据原电池判断金属活泼性根据原电池判断金属活泼性(2012全国，全国，11)1(2013安徽理综，10)热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiClKCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为：高考印证高考印证PbSO42LiClCa=CaCl2Li2SO4Pb。下列有关说法正确的是 ()。A正极反应式：Ca2Cl2e=CaCl2B放电过程中，Li向负极移动C每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g PbD常温时，在正负极间接上电流表或检流计，指针不偏
5、转解析正极应得到电子发生还原反应，A错误；放电时为原电池，阳离子移向正极，B错误；每转移0.1 mol电子，根据转移电子守恒，应生成0.05 mol Pb，质量为10.35 g，C错误；常温下，电解质不能熔融形成自由移动的离子，所以不能导电，故指针不偏转，D正确。答案D1(2013皖北联考)人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是 ()。应用体验应用体验A该过程是将太阳能转化为化学能的过程B催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生C催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强D催化剂b表面的反应是CO22H2e=H
6、COOH答案答案C考点二考点二电解原理及其应用电解原理及其应用(1)电极反应：知识链接知识链接角度角度1电极及其产物的判断方法电极及其产物的判断方法(2013安徽，安徽， 11C、D)(2)阳离子在阴极上的放电顺序：AgFe3Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2，其还原产物依次对应为Ag、Fe2、Cu、H2、Pb、Sn、Fe、Zn；(3)阴离子在阳极上的放电顺序：S2IBrClOH，其氧化产物依次对应为S、I2、Br2、Cl2和O2。书写的一般程序为：(1)找电源(或现象)来确定阴、阳极。(2)看阳极是活性电极还是惰性电极，是电极本身失电子还是溶液中的阴离子失电子。(3)依据阴阳离子的放电顺序确定
7、阴阳极上反应的物质或离子。(4)书写电解池电极反应式时，要以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，要找出实际放电离子的来源，如果为弱电解质(如水)要写出分子式。知识链接知识链接角度角度2电解池电极反应式的书写电解池电极反应式的书写(2013北京，北京，9C)角度发散角度发散根据电极反应式或电池反应式进行简单计算。根据电极反应式或电池反应式进行简单计算。2(2013北京理综，9)用石墨电极电解CuCl2溶液(见下图)。下列分析正确的是 ()。高考印证高考印证Aa端是直流电源的负极B通电使CuCl2发生电离C阳极上发生的反应：Cu22e=CuD通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体解析
8、A项，Cu2流向电解池的阴极，可判断a极为电源的负极，正确；B项，CuCl2的电离与通电无关，错误；C项，阳极上发生的反应为2Cl2e=Cl2，错误；D项，通电后Cl2应在阳极生成，错误。答案A2(2013皖北协作区联考)以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：下列说法不正确的是 ()。应用体验应用体验A在阴极室，发生的电极反应为：2H2O2e=2OH H2答案D考点三考点三金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护吸氧腐蚀与析氢腐蚀(以钢铁为例)知识链接知识链接角度角度1金属腐蚀的类型金属腐蚀的类型2013重庆化学，重庆化学，8(2)类型类型吸氧腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀析氢腐
9、蚀条件条件水膜呈弱酸性或中性水膜呈弱酸性或中性水膜呈酸性水膜呈酸性正极反应正极反应(O2)O22H2O4e=4OH2H2e=H2负极反应负极反应(Fe)Fe2e=Fe2其他反应其他反应Fe22OH=Fe(OH)24Fe(OH)22H2OO2=4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈失去部分水转化为铁锈依据实验现象判断金属腐蚀类型。角度发散角度发散判断金属腐蚀快慢的规律：(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护腐蚀措施的腐蚀。(2)对同一种金属在不同溶液中的腐蚀速率：强电解质溶液弱电解质溶液非电解质溶液。(3)原电池原理引起的腐蚀速率：活泼性不同的两金属，活泼性差别越
10、大，腐蚀越快。(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。知识链接知识链接角度角度2金属腐蚀快慢的规律金属腐蚀快慢的规律(2012山东，山东，13)金属的电化学防护：(1)牺牲阳极的阴极保护法：在被保护的钢铁设备(如闸门、地下管道、船体等)上连接或安装若干锌块，使锌、铁形成原电池，锌作负极，从而保护了钢铁免受腐蚀。(2)外加电流的阴极保护法：使被保护的钢铁接直流电源的负极，作为阴极，惰性材料连接电源的正极，作为阳极。通电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，从而使钢铁表面产生电子积累，抑制钢铁设备失去电子，起到保护作用。知识链接知识链接角度角度3金属的电化学防护方法金属的电化学防
11、护方法(2013北京理综，北京理综，7)3(2013北京理综，7)下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是 ()。A水中的钢闸门连接电源的负极B金属护栏表面涂漆C汽车底盘喷涂高分子膜D地下钢管连接镁块解析A项，水中钢闸门连接电源的负极，即作为电化学保护装置的阴极，使其不发生失电子反应而被保护，正确；B项和C项都属于外加防护层的防腐方法，B、C两项不符合题意，错误；D项，属于牺牲阳极的阴极保护法，错误。答案A高考印证高考印证3下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正确的是 ()。A钢管与电源正极连接，钢管可被保护B铁遇冷浓硝酸表现钝化，可保护内部不被腐蚀C钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐
12、蚀D钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是Fe3e=Fe3解析钢管与电源正极相连，则钢管作阳极，发生氧化反应而被腐蚀，A项错误；铁遇冷浓硝酸表面钝化，在表面生成一层致密的氧化膜保护内部不被腐蚀，B项正确；钢管与铜管露天堆放在一起，形成原电池时钢管作负极，发生氧化反应而被腐蚀，C项错误；钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应为：Fe2e=Fe2，D项错误。答案B应用体验应用体验电化学的计算常见方法有三种：(1)根据电子守恒计算，用于串联电路、阴阳电极产物、正负两极产物等计算，其依据是电路中转移电子数相等；(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，然后根据总反应式列比例式计算；(3)根据关系式计算：
13、根据得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。知识链接知识链接防范防范1有关原电池或电解池不能正确计算有关原电池或电解池不能正确计算(1)放电时：正极的电极反应式是_；电解液中pH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；电池内消耗H2SO4的物质的量至少是_mol。 防范演练防范演练(2)用铅蓄电池电解1 L饱和食盐水(食盐水足量、密度为1.15 gcm3)时，若收集到11.2 L(标准状况下)氯气，则至少转移电子_mol。若蓄电池消耗H2SO4 2 mol，则可收集到H2的体积(标准状况下)为_L。若蓄电池消耗H2SO4 a mol，则所得
14、溶液中NaOH的质量分数为_。(1)电解质溶液复原的原则：“减少什么补什么”，即加入的物质与析出的物质相同或等价。不要只注意恢复电解前的状态，而忽视了溶液的浓度。如恢复电解CuSO4溶液原状，应加入CuO或CuCO3，不能加Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，这样会使“H2O”增加；电解盐酸从溶液中出去的是H2和Cl2(11)，故补入时应通入HCl气体而不是加入盐酸。(2)要注意电解的阶段性。如含Cl和Cu2的溶液中，Cl在阳极电解完后继续通电会使OH放电，Cu2在阴极电解完后继续通电H又会放电。知识链接知识链接防范防范2对电解质溶液复原及电解的实质理解不深刻对电解质溶液复原及电解的实质理
15、解不深刻2用石墨作电极电解用石墨作电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的()。ACuSO4 BH2OCCuO DCuSO45H2O防范演练防范演练答案答案C新型化学电源题的解题关键 新型电池的放电过程遵循原电池的工作原理，充电过程遵循电解池的工作原理。解答新型电池问题的关键在于正确判断电极名称和书写电极反应式。1新型电池“放电”时正、负极反应电极反应式的书写： 一般电极反应式的书写复杂电极反应式的书写如CH4酸性燃料电池中CH42O2=CO22H2O总反应式2O28H8e=4H2
16、O正极反应式CH42H2O8e=CO28H负极反应式2充电电池上的“”表示放电时的负极，充电时接电源负极，作阴极；反之，“”表示放电时的正极，充电时接电源的正极，作阳极。原电池的负极反应与电解池的阴极反应、原电池的正极反应与电解池的阳极反应互为逆反应，据此可快速写出放、充电时的电极反应式。1(2011安徽，12)研究人员最近发明了一种“水”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，在海水中电池总反应可表示为：5MnO22Ag2NaCl= Na2Mn5O102AgCl。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是 ()。A正极反应式：AgCle=AgClB每生成1 mol Na2M
17、n5O10转移2 mol电子CNa不断向“水”电池的负极移动DAgCl是还原产物应用体验应用体验答案B2熔融状态下，Na的单质和FeCl2能组成可充电电池(装置示意图如图)，反应原理为：(1)放电时，电池的正极反应式为放电时，电池的正极反应式为_；(2)充电时，充电时，_(写物质名称写物质名称)电极接电源的负极；该电极接电源的负极；该电池的电解质为电池的电解质为_。解析解析由题给总反应可知，放电时正极上是由题给总反应可知，放电时正极上是FeCl2得到电得到电子生成单质铁：子生成单质铁：Fe22e=Fe；充电时，原电池的负；充电时，原电池的负极钠接电源的负极，电解质是极钠接电源的负极，电解质是氧化铝。氧化铝。答案答案(1)Fe22e=Fe(2)钠钠Al2O3
