电化学复习教学案.doc
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高二化学电化学部分第二轮复习教学案
★学习目标★
1.能够通过不同的方法判断原电池或电解池的两极名称。
2.能够根据电解质溶液的不同判断电极反应。
3.能正确区分原电池、电解池、电镀池的不同。
4.能够正确书写原电池或电解池的电极反应，尤其掌握燃料电池的书写方法。
5.能够掌握金属的腐蚀和防护部分的相关知识。
6.掌握有关电化学计算的相关技巧。
★知识巩固提升★
一、电极判断
1.原电池正负极的确定：
确定正负极应遵循：
（1）一般是较活泼的金属充当_____极，较不活泼的金属或非金属或金属氧化物作____极。
例如：
Mg--Al--HCl溶液构成的原电池中,Mg为____极,Al为_____极;但是有几个特殊情况：
Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中,Mg为_____极,Al为______极,Fe（Al）—Cu—浓硫酸（浓硝酸）构成的原电池，Fe（Al）为____极，Cu为____极。
（2）根据电子流向或电流方向确定：
电子______的一极或电流________的一极为负极；电子______的一极或电流________的一极为正极。
（填流入或流出）
（3）根据内电路中自由离子的移动方向确定：
在内电路中阴离子移向的电极为_____极，阳离子移向的电极为______极。
（4）根据原电池反应式确定:
失电子发生氧化反应（还原剂中元素化合价升高）的一极为_____极。
此外还可以借助氧化反应过程发生的一些特殊现象（如电极溶解、减重，电极周边溶液或指示剂的变化等）来判断。
2.电解池阴、阳极的判断
（1）可根据电极与电源两极相连的顺序判断：
与直流电源的负极相连接的电解池中的电极为____极。
与直流电源的正极相连接的电解池中的电极为____极。
（2）根据氧化还原反应确定：
发生氧化反应的为电解池的____极，发生还原反应的为电解池的___极。
（3）根据内电路中自由离子的移动方向确定：
在内电路中阴离子移向的电极为_____极，阳离子移向的电极为______极。
（4）①若是惰性电极（Pt、Au、C、Ti），在该极上，溶液中还原性强的阴离子首先失去电子被氧化②若是活性电极，电极材料参与反应，自身失去电子被氧化而溶入溶液中。
二、用惰性电极电解电解质溶液时的总结
类型
电极反应
实例
电解对象
电解质浓度
PH
电解质溶液复原
总反应式
电解水型
阴极__________
阳极__________
NaOH
H2SO4
Na2SO4
分解电解质型
阴极__________
阳极__________
HCl
CuCl2
放氢生碱型
阴极__________
阳极__________
NaCl
放氧生酸型
阴极_________
阳极__________
CuSO4
AgNO3
三、原电池、电解池、电镀池之比较
原电池
电解池
电镀池
定义
将化学能转变为电能的装置
将电能转变为化学能的装置
应用电解的原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置
形成条件
1.______________
2.______________
3.______________
1._____________
2.______________
3._______________
镀层金属接电源的___极；待镀金属接电源的____极
电镀液须含有_______的离子（电镀过程离子浓度________）
电极名称
负极：
_____反应，金属失电子
正极：
______反应，溶液中的阳离子或者O2得电子
阳极：
_____反应，溶液中的阴离子失电子，或电极金属失电子
阴极：
_____反应，溶液中的阳离子得电子
阳极：
电极金属失电子
阴极：
电镀液中镀层金属的阳离子得电子（在电镀控制的条件下，水电离产生的H+、OH—一般不放电）
电子的流向
负极导线→正极
电源负极导线→阴极
电源正极导线→阳极
同电解池
（1）同一原电池的正负极的电极反应得失电子数相等。
（2）同一电解池的阳极、阴极电极反应中得失电子数相等。
（3）串联电路中的各个电极反应得失电子数相等。
上述三种情况下，在写电极反应式时得失电子数相等；在计算电解产物的量时，应按得失电子数相等计算。
四、书写电极反应的原则
1．加和性原则：
根据得失电子守恒，总反应式为两个反应式之和，若已知一个电极反应式，可用总反应式减去已知的反应式，得另一电极反应式。
2．能否共存原则：
因为物质得失电子后在不同的介质环境中所存在的形式不同，所以电极反应式必须考虑介质环境。
碱性溶液中CO2不可能存在，也不可能有H+参加反应；当电解质溶液成酸性时，不可能有OH—参加反应。
如甲烷燃料电池以KOH为电解质溶液时：
负极反应式CH4+10OH－-8e－=CO32－+7H2O；正极反应式：
2O2+4H2O+8e－=8OH－。
3.中性吸氧反应成碱原则：
在中性电解质溶液环境中，通过金属吸氧所建立起来的原电池反应，其反应的最后产物是碱。
如银锌电池、铁的吸氧腐蚀、以铝、空气、海水为材料组成的海水电池等。
书写燃料电池电极反应式必须遵循的原则：
（1）电池的负极一定是可燃性气体（如H2、CO、CH4）在失电子时，发生氧化反应，电池的正极一定是助燃性气体（如O2），在得电子时，发生还原反应。
（2）电极材料一般不发生化学反应，只起传导电子的作用。
（3）电极反应式作为一种特殊的电子反应方程式，也必须遵循原子守恒、电荷守恒的规律。
（4）写电极反应式时，一定要注意电解质是什么，其中的离子要和电极反应式中出现的离子相对应。
例如：
宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，电解质溶液是KOH，其中H2为负极，O2为正极，电极反应式为：
正极______________________负极__________________________;若将电解质溶液改为酸性，则该燃料电池电极反应为：
正极_______________________ 负极________________________;
（5）燃料电池总反应一般为该燃料在氧气中燃烧的化学方程式，只不过在这里不用写条件。
例如：
写出氢氧燃料电池电池反应______________________________
写出甲烷酸性燃料电池电池反应__________________________
写出甲烷碱性燃料电池电池反应__________________________
五、金属的腐蚀和防护
金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。
⑴化学腐蚀与电化腐蚀
化学腐蚀
电化腐蚀
条件
金属跟非金属单质直接接触
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
金属被氧化
较活泼金属被氧化
联系
两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍
⑵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＜4.3）
水膜酸性很弱或中性
电极反应
负极
正极
总反应式
⑶金属防护的几种重要方法
①改变金属内部的组成结构，将金属制成合金，增强抗腐蚀能力。
②在金属表面覆盖保护层，使金属和周围物质隔离开来。
③电化学保护法：
利用电化学反应使金属钝化而受到保护，或者利用原电池反应将需要保护的金属作为电池的正极而受到保护。
（4）金属腐蚀速率大小
将下列几种情况按照金属腐蚀由快到慢的顺序排列起来。
___________________________
①普通化学腐蚀②电解池阴极③电解池阳极④原电池负极⑤原电池正极
六、电化学计算题
解题时要注意电极反应式的正确书写，可根据电解方程式或电极反应式列式求解；还可利用各电极，线路中转移的电子数守恒列等式求解；或者由电解方程式及电极反应式找出关系式，最后根据关系式列式计算。
我们平时解关于电化学计算题时往往是利用得失电子守恒将需要的关系串联在一起从而解决问题。
★应用提高★
1.在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是（）
A.原电池正极和电解池阳极所发生的反应
B.原电池正极和电解池阴极所发生的反应
C.原电池负极和电解池阳极所发生的反应
D.原电池负极和电解池阴极所发生的反应
2.下列叙述中错误的是（）
A.电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应；
B.原电池跟电解池连接后，电子从电池负极流向电解池阳极；
C.电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应；
D.电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气。
3.将铝片和镁片用导线连接后插入盛有NaOH溶液的烧杯中组成原电池，下列说法中正确的是（）
A.镁为负极，有Mg（OH）2生成B.铝为负极，有NaAl（HO）4生成
C.镁为正极，镁片上有气泡产生D.铝为正极，铝片质量不变
4.据环保部门测定，我国一些大城市的酸雨pH＝3.5。
在酸雨季节铁制品极易腐蚀，则在其腐蚀中
正极发生的反应是（）
A.Fe－2e-＝Fe2+B.2H2O＋O2＋4e-＝4OH-
C.2H+＋2e-＝H2↑D.4OH-－4e-＝2H2O＋O2↑
5.下列叙述不正确的是（）
A．铁表面镀锌，铁作阳极
B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：
D．工业上电解饱和和食盐水的阳极反应：
6.下图各容器中盛有海水，铁在其中腐蚀时由快到慢的顺序是 （）
A．（4）＞
（2）＞
（1）＞（3）
B．
（2）＞
（1）＞（3）＞（4）
C．（4）＞
（2）＞（3）＞
（1）
D．（3）＞
（2）＞（4）＞
（1）
7.下列有关电池的说法不正确的是（）
A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极
C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能
D．锌锰干电池中，锌电极是负极
8.将等物质的量的K2SO4、NaCl、Ba（NO3）2、AgNO3混合均匀后，置于指定容器中，加入足量的水，搅拌、静置、过滤。
取滤液，用铂电极电解一段时间。
则两极区析出的氧化产物与还原产物的质量比约为（ ）
A.35.5:
108 B.108:
35.5 C.8:
1 D.1:
2
9.在1LK2SO4和CuSO4的混合溶液中，c（SO42-）=2.0mol·L-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L（标准状况）气体，则原溶液中K+的物质的量浓度为（）
A.2.0mol·L-1B.1.5mol·L-1C.1.0mol·L-1D.0.5mol·L-1
10.能够使反应Cu+2H2O==Cu（OH）2+H2↑发生的是（）
A．用铜片作阴、阳极，电解氯化铜溶液
B．用铜片作阴、阳极，电解硫酸钾溶液
C．铜锌合金在潮湿空气中发生电化学腐蚀
D．铜片作原电池的负极，碳棒作原电池的正极，氯化钠作电解质溶液
11.在盛有饱和Na2CO3溶液的烧杯中插入惰性电极进行电解，若温度始终不变，则通电一段时间后，下列说法中不正确的是（）
A.溶液的PH值不变B.溶液中Na2CO3的物质的量不变
C.Na2CO3溶液的浓度不变.D.溶液水解程度将变大。
12.碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。
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
B．电池正极的电极反应式为：
2MnO2（s）+H2O
（1）+2e—=Mn2O3（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O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g
13.氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。
氢镍电池的总反应式是H2+NiO（OH）Ni（OH）2。
根据此反应式判断，下列叙述中正确的是（）
A.电池放电时，电池负极周围溶液的PH不断增大B.电池放电时，镍元素被氧化
C.电池充电时，氢元素被还原D.电池放电时，H2是负极
14.下列叙述正确的是（）
①锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率。
②镀层破损后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易腐蚀。
③电镀时应把镀件置于电解槽的阴极。
④冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中成为熔融体后电解。
⑤钢铁表面常易腐蚀生成Fe2O3·nH2O
A.①②③④⑤B.①③④⑤C.①③⑤D.②④
15.有关右图装置中的叙述正确的是（）
A．这是电解NaOH溶液的装置
B．这是一个原电池装置，利用该装置可长时间的观察到Fe（OH）2沉淀的颜色
C．Pt为正极，其电极反应为：
O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
D.Pt为正极，其电极反应为：
2H++2e-=H2
16.有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。
电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是（）
①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-
②负极上CH4失去电子，电极反应式CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O
③负极上是O2获得电子，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-
④电池放电后，溶液PH不断升高
A.①②B.①③C.①④D.③④
17.用Pt作电极，电解串联电路中分装在甲、乙两个烧杯中的200mL0.3mol/LNaCl溶液和0.2mol/L的溶液，当产生（标准状况）时停止电解，取出电极，将两杯溶液混合，混合液的pH为（设混合后总体积为500mL）（）
A.1.4B.5.6C.7D.12.6
18.近年来，加“碘”食盐较多使用了碘酸钾，KIO3在工业上可用电解法制取，以石墨和铁为电极，以KI溶液为电解液在一定条件下电解，反应式为KI+H2O→KIO3+H2↑。
下列有关说法中，正确的是（）
A．电解时，石墨做阳极，铁作阴极B．电解时，在阳极上产生氢气
C．电解后得到KIO3产品的步骤有：
过滤→浓缩→结晶→灼烧
D．电解中，每转移0.6mol电子，理论上可得到0.1mol无水KIO3晶体
19.用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入0.1molCu（OH）2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。
则电解过程中转移的电子数为（）
A．0.1mol B．0.2mol C．0.3mol D．0.4mol
20.右图是2004年批量生产的笔记本电脑所用甲醇燃料电
池的结构示意图。
甲醇在催化剂作用下提供质子（H+）
和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与
氧气反应，电池总反应为：
2CH3OH+3O22CO2+
4H2O。
下列说法正确的是（）
A．右电极为电池的正极，b处通入的物质是空气
B．左电极为电池的负极，a处通入的物质是空气
C．正极反应式为：
CH3OH+H2O－6e－CO2+6H+
D．负极反应式为：
O2+4e－2O3－
21.一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，
其总反应式为：
2C2H6＋7O2＋8KOH＝4K2CO3＋10H2O。
有关此电池的推断正确的是（）
A.负极反应为14H2O＋7O2＋28e—＝28OH—B.放电一段时间后，负极周围的pH升高
C.每消耗1molC2H6，则电路上转移的电子为14molD.放电过程中KOH的物质的量浓度不变
22.按下图装置进行实验，并回答下列问题
Zn
C2
Cu
C1
A
B
CuSO4溶液
KCl酚酞溶液
⑴判断装置的名称：
A池为___________B池为______________
⑵锌极为__________极，电极反应式为_________________________；
铜极为__________极，电极反应式为_________________________；
A池中Cu2+向_____极移动，SO42-向______极移动。
石墨棒C1为______极，电极反应式为________________________
石墨棒C2附近发生的实验现象为_______________________________
⑶当C2极析出224mL气体（标准状态时，锌的质量变化（增加或减少）_________g.CuSO4溶液的质量变化了（增加或减少了）_________g
23.设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是对世纪最富有挑战性的课题之一。
最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－离子。
回答如下问题：
（1）以丁烷代表汽油，这个电池放电时发生的化学反应的化学方程式是：
（2）这个电池的正极发生的反应是：
负极发生的反应是：
固体电解质里的O2－的移动方向是：
向外电路释放电子的电极是：
24.如图是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图，
其中A、B是两块纯铜片，插在CuSO4稀溶液中，铜
片与引出导线相连，引出端分别为X、Y。
B
A
X
Y
⑴当以I=0.21A的电流电解60min后，测得铜片A
的质量增加了0.25g，则图装置中的X端应与直流电
的_______极相连，它是电解池的__________极。
⑵电解后铜片B的质量____________。
（答“增加”“减少”或“不变”）
⑶列式计算实验测得的阿伏加德罗常数NA。
（已知电子电量e=1.60×10-19C）
25.在T℃时，取一定量食盐的饱和溶液用惰性电极进行电解，当阳极析出2.24L气体（标准状况）时，食盐完全电解，所得溶液的质量为36.9g，并测得其密度为1.20g/cm3，试计算：
（1）电解后溶液中溶质的物质的量浓度？
（2）T℃时食盐的溶解度是多少？
26.由铜片、锌片和200mL稀H2SO4组成的原电池中，若锌片发生电化学腐蚀，则当铜片上放出3.36L（标态）气体时，硫酸恰好全部作用完。
试计算：
（1）产生这些气体消耗了多少克锌
（2）有多少个电子通过了导线
（3）200mL稀H2SO4的物质的量浓度是多少。
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