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1、专题06电化学一、一、原电池的工作原理及应用原电池的工作原理及应用（1）在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极。()（2）在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强。()（3）在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应。()（4）带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长。()（5）电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，是因为铜导线价格高，尽量节省成本。()（6）原电池内部阳离子移向负极。()（7）带盐桥的原电池中，可用金属代替盐桥。()【答案】（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）二、电池电极反应式或总反应式的书写二、电池电极反应式或
2、总反应式的书写1铝镍电池(负极Al，正极Ni，电解液NaCl溶液、O2)负极：4Al12e=4Al3；正极：3O26H2O12e=12OH；总反应式：4Al3O26H2O=4Al(OH)3。2镁铝电池(负极Al，正极Mg，电解液KOH溶液)负极：2Al8OH6e=2AlO2-4H2O；正极：6H2O6e=3H26OH；总反应离子方程式：2Al2OH2H2O=2AlO2-3H2。3锂电池(负极Li，正极石墨，电解液LiAlCl4SOCl2)已知电池总反应式：4Li2SOCl2=SO24LiClS，则负极：4Li4e=4Li；正极：2SOCl24e=SO2S4Cl。负极：Fe2e2OH=Fe(OH
3、)2；正极：NiO22H2O2e=Ni(OH)22OH。阴极：Fe(OH)22e=Fe2OH；阳极：Ni(OH)22e2OH=NiO22H2O。负极：Lie=Li；正极：FePO4Lie=LiFePO4。阴极：Lie=Li；阳极：LiFePO4e=FePO4Li。负极：3Zn6e6OH=3Zn(OH)2；正极：2FeO42-6e8H2O=2Fe(OH)310OH。阴极：3Zn(OH)26e=3Zn6OH；阳极：2Fe(OH)36e10OH=2FeO42-8H2O。7氢氧燃料电池（1）电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极：2H24e4OH=4H2O；正极：O22H2O4e=4OH；总反应式：2H
4、2O2=2H2O。（2）电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极：2H24e=4H；正极：O24H4e=2H2O；总反应式：2H2O2=2H2O。（3）电解质是NaCl溶液(中性电解质)负极：2H24e=4H；正极：O22H2O4e=4OH；总反应式：2H2O2=2H2O。8甲烷燃料电池(铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入甲烷、电解液有三种)（1）电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)正极：2O28e4CO2=4CO32-；负极：CH48e4CO32-=5CO22H2O；总反应式：CH42O2=CO22H2O。（2）酸性电解质(电解液为H2SO4溶液)正极：2O28e8H=4H2
5、O；负极：CH48e2H2O=CO28H；总反应式：CH42O2=CO22H2O。（3）碱性电解质(电解液为KOH溶液)正极：2O28e4H2O=8OH；负极：CH48e10OH=CO32-7H2O；总反应式：CH42O22KOH=K2CO33H2O。9甲醇燃料电池（1）碱性电解质(铂为两极、电解液为KOH溶液)正极：3O212e6H2O=12OH；负极：2CH3OH12e16OH=2CO32-12H2O；总反应式：2CH3OH3O24KOH=2K2CO36H2O。（2）酸性电解质(铂为两极、电解液为H2SO4溶液)正极：3O212e12H=6H2O；负极：2CH3OH12e2H2O=12H2
6、CO2；总反应式：2CH3OH3O2=2CO24H2O。三、电解池电极反应式的书写三、电解池电极反应式的书写1用惰性电极电解下列溶液（1）NaCl溶液（2）CuSO4溶液2用惰性电极电解下列熔融态物质（1）MgCl2（2）Al2O33用铜作电极电解下列溶液（1）H2O（2）H2SO4溶液（3）NaOH溶液4用Al作电极电解下列溶液（1）H2SO4溶液（2）NaOH溶液四、电解原理的应用四、电解原理的应用（1）CuH2SO4=CuSO4H2可以设计成电解池，但不能设计成原电池。()（2）电解饱和食盐水时，两个电极均不能用金属材料。()（3）根据得失电子守恒可知电解精炼铜时，阳极减少的质量和阴极增
7、加的质量相等。()（4）电解是把电能转变成化学能。()（5）电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化。()（6）任何水溶液电解时，必将导致氧化还原反应。()【答案】（1）（2）（3）（4）（5）（6）1化学能与电能转化2金属腐蚀1原电池中的“3”个方向（1）电子方向：电子从负极流出经外电路流入正极；（2）电流方向：电流从正极流出经外电路流入负极；（3）离子的迁移方向：电解质溶液中，阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移。2原电池正、负极判断的“五个角度”3“三步”突破原电池电极反应式、总反应式的书写4电解池中电极反应式的书写步骤5有关电化学定量计算的方法（1）根据总反应式计算。先写出电极反应式
8、、再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。（2）守恒法计算。用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。6金属腐蚀快慢的判断7理解充、放电，准确剖析电化学原理（1）对于可充电电池，放电时为原电池，符合原电池工作原理，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；外电路中电子由负极流向正极，内电路中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。（2）可充电电池充电时为电解池，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应；充电时电池的“”极与外接直流电源的正极相连，电池的“”极与外接直流电源的负极相连。8燃料电池电极反应式的书写方法根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的
9、物质都是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况：（1）酸性电解质溶液环境下电极反应式：O24H4e=2H2O。（2）碱性电解质溶液环境下电极反应式：O22H2O4e=4OH。（3）固体电解质(高温下能传导O2)环境下电极反应式：O24e=2O2。（4）熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下电极反应式：O22CO24e=2CO32-。再根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式：电池的总反应和正、负极反应之间有如下关系：电池的总反应式电池正极反应式电池负极反应式。电池负极反应式电池的总反应式电池正极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物
10、O2。1如图是利用一种微生物将废水中的有机物(如淀粉)和废气NO的化学能直接转化为电能，下列说法中一定正确的是A质子透过阳离子交换膜由右向左移动B与X相连接是用电器标有“”的接线柱CM电极反应式：(C6H10O5)n7nH2O24ne=6nCO224nHD当M电极微生物将废水中16.2g淀粉转化掉时，N电极产生134.4LN2（标况下）【答案】C【解析】根据题给信息知，该装置是将化学能转化为电能的原电池，由图可知，M是负极，N是正极，电解质溶液为酸性溶液，负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，AM是负极，N是正极，质子透过离子交换膜由左M极移向右N极，故A错误；B电子从M极（负极
11、）流出，与X相连接处是电子流入端，则与X相连接是用电器标有“”的接线柱，故B错误；C若有机废水中含有葡萄糖，葡萄糖属于燃料，在负极M上失电子发生氧化反应，电极反应式为：（C6H10O5）n+7nH2O-24ne-6nCO2+24nH+，故C正确；D每转化掉16.2g淀粉（即0.1nmol）时，转移电子数为2.4mol，N电极产生0.6mol氮气，在标准状况下的体积为13.44L，故D错误答案选C。2利用右图装置实现钢铁的电化学防护，下列说法错误的是AK连N，X极发生氧化反应BK连N，称外接电流的阴极保护法CK连M，X为Zn时，铁不易被腐蚀DK连M，铁上电极反应为2H+2eH2【答案】D【解析】
12、AK连N，X极发生氧化反应，铁电极上发生还原反应，保护铁不被氧化，A正确；BK连N，称外接电流的阴极保护法，B正确；CK连M，X为Zn时，锌失电子，铁不易被腐蚀，C正确；DK连M，铁作负极，电极反应为：Fe2e-Fe2+，D错误。答案选D。3锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)2MnO2(s)H2O(l)Zn(OH)2(s)Mn2O3(s)下列说法错误的是（）A电池工作时，锌失去电子，电解液内部OH-向负极移动B电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)H2O(1)2eMn2O3(s)2OH(aq)C电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D外电路中每通过0.2mol电
13、子，锌的质量理论上减小6.5g【答案】C【解析】A、锌的化合价升高，失去电子，电解液内部OH-向负极移动，A正确；B、负极失去电子，正极得到电子，则根据总反应式可判断正极是二氧化锰得到电子，电极反应式为2MnO2(s)H2O（1）2eMn2O3(s)2OH(aq)，B正确；C、电池工作时，电子从负极经外电路流向正极，C错误；D、总的反应式可知消耗0.2mol电子时负极消耗0.1mol锌，则消耗锌的质量0.1mol65g/mol6.5g，D正确，答案选C。4H2S废气资源化利用途径之一是回收能量并得到单质硫。反应原理为：2H2S(g)+O2(g)=S2(s)+2H2O(l)H-632kJmol-
14、1。右图为质子膜H2S燃料电池的示意图。下列说法不正确的是A电路中每流过2mol电子，电池内部释放316kJ热能B每34gH2S参与反应，有2molH+经质子膜进入正极区C电极a为电池的负极D电极b上发生的电极反应为：O2+4e-+4H+2H2O5H3BO3(一元弱酸)可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备，其工作原理如图，下列叙述错误的是AM室发生的电极反应式为：2H2O4e=O4HBN室中：a%b%C理论上每生成1mol产品，阴极室可生成标准状况下5.6L气体Db膜为阴膜，产品室发生反应的化学原理为强酸制弱酸【答案】C【解析】A、左边石墨电极为电解池的阳极，M室中的H2O失去电子生成氧
15、气，电极方程式为：2H2O4e=O4H，A正确；B、右边石墨电极为阴极，水中的H+得到电子生成H2，溶液中的OH-浓度增大，原料室中的Na+通过c膜移向N室，所以N室中NaOH的浓度增大，故N室中：a%b%，B正确；C、M室中生成的H+通过a膜进入产品室，原料室中的B(OH)4-通过b膜进入产品室，发生反应：H+B(OH)4-=H3BO3+H2O。生成1molH3BO3，需要从M室中产生1molH+，则电路中转移的电子为1mol，阴极室产生的是H2，根据电子守恒可知阴极室产生的H2的物质的量为0.5mol，其在标准状况下的体积为11.2L，C错误；D、M室中产生的H+通过a膜进入产品室，a膜为阳膜，原料室中的B(OH)4-通过b膜进入产品室，b膜为阴膜，两者在产品室发生反应：H+B(OH)4-=H3BO3+H2O，反应的原理为强酸制取弱酸，D正确。正确答案为C。
