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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高三化学二轮专题复习,电化学原理及其应用,2013,年理综考试说明,了解原电池和电解池的工作原理。,了解常见化学电源的种类及其工作原理。,能正确书写电极反应和电池反应方程式。,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。,原电池、电解池的判定,电极名称及发生的反应类型,电子、离子的移动方向,电子转移的数目相关计算,电极反应方程式的书写,金属的腐蚀与防护,考查重点,精炼、电镀、电冶金,电化学原理,电化学应用,干电池,考点分析,一 原电池工作原理及其应用,主要考查点：,1,、原电池反应的特点及正负极反应的特征,2,、放电时外电路上电子的流动方向,内电路上阴阳离子的流动方向,3,、电极附近溶液的,pH,变化分析,电解质溶液中的,pH,变化分析,4,、,电极反应式的书写尤其是电解质环境对电极反应的影响,5,、,原电池原理的应用（新型电池、金属腐蚀与防护、原电池原理对反应速率的影响等）,例（,2011,海南,11,，改编）根据下图，回答问题：,（,1,）烧杯,a,中发生,反应，电极反应式为：,。,烧杯,b,中发生,反应，电极反应式为：,。,（,2,）烧杯,a,中溶液的,pH,，烧杯,b,中溶液的,pH,。,（填“升高”或“降低”）,（,3,）盐桥中阳离子移向烧杯,（填“,a”,或“,b”,）,还原,氧化,O,2,+4e,-,+2H,2,O,=4OH,-,Zn,-,2e,-,=,Zn,2+,升高,降低,a,题型,1,、原电池工作状态的分析,考查：原电池反应理解,(,电极的判断,),；,电子、离子的移动方向；,电解质溶液的酸碱性变化；,电极方程式的书写,A,总结：,电子,流向：,（外,电路,）,负极,正极,离子,流向：,（内,电路,）,阳离子,正极,阴离子,负极,电极反应：,负极：,（,失,电子）,氧化,反应,正极：,（,得,电子）,还原,反应,A,Fe,C,正极,负极,e,-,e,-,H,+,Na,+,OH,-,Cl,-,练习,（,09,福建卷,11,，改编）,控制适合的条件，将反应,2Fe,3,2I,2Fe,2,I,2,设计成如下图所示的原电池。下列判断不正确的是,A.,反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应,B.,反应开始时，甲中石墨电极上,Fe,3+,被还原,C.,电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态,D.,电流计读数为零后，在甲中溶入,FeCl,2,固体，乙中石墨电极为负极,E.,电流计读数为零后，若向乙中加入,KI,固体，则盐桥中的阳离子向甲中移动,F.,电流计读数为零后，若向甲中加入铁粉，则乙中石墨电极为正极,D,例,现欲以右图所示装置用电化学原理将,SO,2,和,O,2,转化为重要化工原料,H,2,SO,4,。,通入的气体,A,为,，气体,B,为,，,负极的电极反应式为,。,正极的电极反应式为,。,若以该装置用电化学原理将,CO,和,H,2,转化成甲醇，则通入的,气体,B,的电极上发生的电极反应为：,。,SO,2,O,2,O,2,+4e,-,+4H,+,=,2H,2,O,SO,2,+2H,2,O-2e,-,=,SO,4,2-,+4H,+,CO,=,CH,3,OH,+4e,-,+4H,+,题型,2,电极方程式的书写,考查：正确书写电极反应式的方法；,电解质溶液对电极反应式的影响,电极反应式的书写,现欲以右图所示装置用电化学原理将,SO,2,和,O,2,转化为重要化工原料,H,2,SO,4,。,写出负极的电极反应式，并总结书写电极反应式的步骤,。,【归纳】 书写步骤,SO,2,SO,4,2-,反应物,-,生成物,得失电子数,SO,2,SO,4,2-,-,2e,-,SO,2,SO,4,2-,-,2e,-,+,4H,+,配平电荷,SO,2,=,SO,4,2-,-,2e,-,+ 2H,2,O,+ 4H,+,配平原子,【,方法总结,】,书写电极方程式应注意的问题,注意,1,：电极反应属离子反应范畴,例如：,某碱性高铁电池，放电时的电池反应为：,2K,2,FeO,4,+3Zn Fe,2,O,3,+ZnO+2K,2,ZnO,2,，正极反应式为：,2K,2,FeO,4,+6e,-,+5H,2,O,Fe,2,O,3,+10OH,-,+4K,+,注意,2,：电解质溶液对产物存在形式的影响,例,1,甲烷碱性燃料电池放电时负极反应式为：,CH,4,+8OH,-,CO,2,+8e,-,+6H,2,O,例,2,（,09,广东化学,14,）可用于电动汽车的铝,-,空气燃料电池，通常以,NaCl,溶液或,NaOH,溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是,B,以,NaOH,溶液为电解液时，负极反应为：,Al,3OH,3e,-,Al(OH),3,CO,3,2-,AlO,2,-,FeO,4,2-,SO,2,-2e,-,= H,2,SO,4,+2H,+,+2H,2,O,SO,2,= SO,4,2-,+ 4H,+,+2H,2,O - 2e,-,注意,3,：电解质溶液环境对电极反应的影响,例如：,氢氧燃料电池不同环境下的正极反应式的区别,电解质,正极反应式,酸性,碱性,熔融碳酸盐,熔融氧化物,书写电极方程式应注意的问题,【,方法总结,】,O,2,+4e,-,+ 4H,+,O,2,+4e,-,O,2,+4e,-,O,2,+4e,-,+ 2H,2,O,2H,2,O,4OH,-,2CO,3,2-,+ 2CO,2,2O,2-,+2H,2,O,+ 4OH,-,练习,2,：,写出,CO,燃料电池不同环境下的负极反应式,电解质,负极反应式,酸性,碱性,熔融碳酸盐,熔融氧化物,CO+H,2,O,-2e,-,=CO,2,+2H,+,CO+2OH,-,-2e,-,=CO,2,+H,2,O,CO+4OH,-,-2e,-,=CO,3,2-,+2H,2,O,CO+CO,3,2-,-2e,-,=2CO,2,CO+O,2-,-2e,-,=CO,2,例（,2011,新课标全国）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：,Fe+Ni,2,O,3,+3H,2,O= Fe(OH),2,+2Ni(OH),2,，,电解质溶液为强碱性,(1),电池放电时，负极反应为,;,正极反应为,;,(2),电池放电时，负极附近溶液的,pH,;,正极附近溶液的,pH,;,Fe+2OH,-,-2e,-,=Fe(OH),2,Ni,2,O,3,+,2e,-,+3H,2,O,=,2OH,-,+2Ni(OH),2,减小,升高,(3),电池放电一段时间后，溶液的,pH,;,升高,分析,电极附近,溶液酸碱性变化，应该分析,电极,反应的影响,分析,电解液,酸碱性变化，应该分析,电池总,反应的影响,【,方法指导,】,不考虑阴阳离子的移动的影响,题型,3,溶液酸碱性变化分析,考查：原电池工作原理的理解,例（,07,年山东理综,29,（,2,），改编）,若将,设计成原电池，,请画出原电池装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。,Cu,C,FeCl,3,溶液,负极,正极,题型,4,、设计原电池,考查：原电池反应的理解；原电池原理的灵活应用,正极材料能否选择铁？,不能,正误判断：,做原电池负极的金属材料活泼性一定比做正极的金属强,关闭,K,1,镁做,，铝做,。,关闭,K,2,镁做,，铝做,。,【,方法指导,】,2,、原电池电极的判断应该基于,反应,，不能仅依靠活性的差别,负极,正极,负极,正极,1,、常规原电池中负极材料的活性一般强于正极材料,浓盐酸,问题,1,不能，原电池反应应该是自发进行的氧化还原反应,能否将反应,Fe+Cu,2+,=Fe,2+,+Cu,设计成原电池？,能否将反应,Cu+H,2,SO,4,CuSO,4,+H,2,设计成原电池，为什么？,问题,2,能否将,2Fe,3+,+Cu=2Fe,2+,+Cu,2+,设计成电解池？,能,若要设计一个电化学装置实现,Cu+H,2,SO,4,=CuSO,4,+H,2,，则应该如何设计？,【,总结,】,原电池反应必须是,自发进行,的氧化还原反应,电解池反应既可以是自发进行的氧化还原反应，也可以是非自发进行的氧化还原反应,能,电解池,例：右图中，两电极上发生的电极反应如下：,a,极：,Cu,2,2e,Cu,，,b,极：,Fe,2e,Fe,2,，则以下说法不正确的是,A.,该装置可能是电解池,B.a,极上一定发生还原反应,C.a,、,b,可能是同种电极材料,D.,该过程中能量的转换一定是化学能转化为电能,考点分析,二 电解池工作原理及其应用,主要考查点：,1,、阴阳极定义的理解,2,、电解池放电规律的灵活运用,3,、电解时外电路上电子的流动方向,内电路上阴阳离子的流动方向,4,、电解质溶液中,变化分析,5,、,电极反应式的书写尤其是新型功能电解池的电,极反应式的书写,6,、,电解池原理的应用（铜的精炼、电镀、二次电,池的充电、金属腐蚀的防护、有关电池的计算）,3H,2,O+,1,、（,09,山东卷,29(3),改编）,MnO,2,的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的,MnSO,4,溶液。阴极的电极反应式是,。若电解电路中通过,2mol,电子，,MnO,2,的理论产量,。,阳极的电极反应式是,。,【,问题,】,【,方法指导,】,新情景题目中的电极反应式书写，一定要尊重题干信息,2H,+,+2e,-,=,H,2,Mn,2+,MnO,2,2H,2,O,+,+ 4H,+,-2e,-,+4,例如：,（,2010,山东卷,29,（,1,）,）,以铝材为阳极，在,H,2,SO,4,溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应为,。,Al,Al,3+,Al,2,O,3,2,+6H,+,-6e,-,87g,题型,1,电解池中电极反应式的书写,=,=,SCY,固体介质,H,2,N,2,N,2,NH,3,H,2,H,+,钯电极,A,钯电极,B,2,、,2001,年两位希腊化学家提出了电解合成氨的方法，即在常压下把氢气和用氦气稀释的氮气，分别通入一个加热到,570,的电解池中，采用高质子导电性的,SCY,陶瓷（能传递,H,+,）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现了常压、,570,条件下高转化率的电解法合成氨（装置如下图）。,请回答：钯电极,A,是电解池的,极（填“阳”或“阴”），该极上的电极反应式,是,。,【,跟踪练习,】,阴,N,2,+ 6e,+6H,+,=,2NH,3,3,、,(2011,江苏,20,（,4,）,),电解尿素,CO(NH,2,),2,的碱性溶液制氢的装置示意图见图,12,（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,。,N,2,CO(NH,2,),2,-3,0,+4,-6e,-,+CO,2,+CO,3,2-,8OH,-,+,+6H,2,O,【,跟踪练习,】,题型,2,电解池工作状态的分析,下列说法正确的是,1,、（,09,安徽卷,12,改编,）,Cu,2,O,是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取,.Cu,2,O,的电解池示意图如下，电解总反应：,2Cu+H,2,O Cu,2,O+H,2,A.,石墨电极上产生氢气,B.,铜电极发生还原反应,C.,铜电极接直流电源的负极,D.,当有,0.1mol,电子转移时，有,0.1molCu,2,O,生成。,E.,电解后，溶液的,pH,不变,F.,铜电极上发生的电极反应式是：,2,Cu+H,2,O Cu,2,O+2e,-,+2H,+,2Cu+2OH,-,=,Cu,2,O+2e,-,+H,2,O,A,D,3.(2011,海南,),一种充电电池放电时的电极反应为,H,2,+2OH,-,=2H,2,O +2e,-,；,NiO(OH)+H,2,O+e,-,=Ni(OH),2,+OH,-,当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是,A. H,2,O,的还原,B. NiO(OH),的还原,C. H,2,的氧化,D. Ni(OH),2,的氧化,原电池充电时：,负极,负极,接,正极,正极,接,【,规律总结,】,(2011,全国,II,卷,10),用石墨做电极电解,CuSO,4,溶液。通电一段时间后，欲使用电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的,A,CuSO,4,B,H,2,O C,CuO D,CuSO,4,5H,2,O,【,方法指导,】,电解质溶液复原,:,分析,总,电池反应中溶液成分的减小,加入的物质应该是,阴阳两极生成的,单质化合,而得到的物质,。,电极材料,电解质溶液,恢复需加入的物质,石墨,CuCl,2,溶液,石墨,NaCl,溶液,石墨,AgNO,3,溶液,铜,NaCl,溶液,CuCl,2,HCl,Ag,2,O,H,2,O,题型,3,电解质溶液的变化分析,(,变式题,),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,0.1mol Cu,2,(OH),2,CO,3,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. 0.6mol B. 0.2mol C. 0.3mol D. 0.4 mol,A,(,变式题,),甲乙两烧杯,Na,2,SO,4,溶液，甲烧杯中用铜做电极电解，乙烧杯中用石墨做电极电解。当两烧杯中的阴极上产生等量的气体时，停止通电，欲使用电解液恢复到起始状态，应向甲乙两溶液中加入的物质的质量比为：,。,2:1,题型,4,电化学中的基本计算,原电池和电解池的计算包括：两极产物的 定量计算，溶液,PH,值的计算，相对原子质量和阿伏伽德罗常数测定的计算等。,1.,根据电子守恒法计算：用于“串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物”相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。,2.,根据总反应式计算：先写出电极反应式。最后根据总反应式列比例式计算。,D,解析,:,混合后,Ag,+,先与,Cl,-,作用形成,AgCl,沉淀,当有,0.3 mol Cu,生成时,电路中共转移,0.6 mol e,-,此时阳极上先生成,0.2 mol Cl,2,然后再是,OH,-,放电生成,0.05 mol O,2,即共生成,0.25 mol,气体。,答案,:,C,C,3.,（,2010,福建卷,11,）,铅蓄电池的工作原理为：,研读右图，下列判断不正确的是,A,K,闭合时，,d,电极反应式：,C,K,闭合时，,II,中,向,c,电极迁移,D,K,闭合一段时间后，,II,可单独作为原电池，,d,电极为正极,为,0,2 mol,B,当电路中转移,0,2mol,电子时，,I,中消耗的,E.,当电路中转移,0.2mol,电子时，,a,极质量,（填“增大”或减小）,g,6.4,增大,求消耗某物质的质量或物质的量,:,最好用电池反应式求算。,（,2011,浙江高考,10,）将,NaCl,溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区,(a),已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环,(b),，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是,A,液滴中的,Cl,由,a,区向,b,区迁移,B,液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：,O,2,2H,2,O,4e,4OH,C,液滴下的,Fe,因发生还原反应而被腐蚀，生成的,Fe,2,由,a,区向,b,区迁移，与,b,区的,OH,形成,Fe(OH),2,，进一步氧化、脱水形成铁锈,D,若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加,NaCl,溶液，则负极发生的电极反应为：,Cu,2e,Cu,2,题型,5,金属的腐蚀与防护,B,钢铁的吸氧腐蚀,【,2012,山东高考,T,13,】,),下列与金属腐蚀有关的说法正确的是,(,),A,图,a,中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重,B,图,b,中，开关由,M,改置于,N,时，,Cu,Zn,合金的腐蚀速率减小,C,图,c,中，接通开关时,Zn,腐蚀速率增大，,Zn,上放出气体的速率也增大,D,图,d,中，,Zn,MnO,2,干电池自放电腐蚀主要是由,MnO,2,的氧化作用引起的,1,2,3,牺牲阳极的阴极保护法,/,外加电流的阴极保护法,改变金属的内部结构,如不锈钢,(,掺杂,Ni,Cr,等,),在金属表面覆盖保护层,如涂油、刷漆、电镀等,电化学防护,改变微观结构,隔绝空气、水等,梳理回顾,常用金属防护措施,bd,题型,6,精炼 电镀 电冶金,2012,福建理综化学卷,24,（,1,）电镀是，镀件与电源的,极连接。,（,2,）化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉淀在镀件表面形成的镀层。,若用铜盐进行化学镀铜，应选用,（填,“,氧化剂,”,或,“,还原剂,”,）与之反应。,某化学镀铜的反应速率随镀液,pH,变,化如右图所示。该镀铜过程中，镀液,pH,控制在,12.5,左右。据图中信息，给,出使反应停止的方法：,_,抓住概念的定义、原理与本质来加以分析和理解,从知识本源上去掌握。,负,还原剂,调节溶液的,pH,至,89,之间,对比分析,原电池,电解池,能量转,化方式,反应类型及,是否自发,A,Fe,C,NaCl,溶液,Fe,C,NaCl,溶液,化学能电能,电能化学能,自发,/,非自发的,氧化还原反应均可,自发的氧化还原反应,角度一：能量转化和物质转化,对比分析,A,Fe,C,NaCl,溶液,Fe,C,NaCl,溶液,原电池,电解池,装置不同,直接判,断电极,无外加直流电源,有外加直流电源,活泼金属,负极；,不活泼金属或碳,正极,电源负极,阴极；,电源正极,阳极,Al,Mg,NaOH,溶液,正极,负极,阴极,阳 极,正极,负极,角度二：装置构成和电极判断,对比分析,A,Fe,C,NaCl,溶液,Fe,C,NaCl,溶液,原电池,电解池,电子流向,离子流向,负极,正极,阳离子,正极；,阴离子,负极,阳离子,阴极；,阴离子,阳极,负极,阴极；,阳极,正极,正极,负极,e,-,e,-,H,+,Na,+,OH,-,Cl,-,OH,-,Cl,-,H,+,Na,+,阴极,阳 极,e,-,e,-,角度三：电子流向和离子流向,对比分析,A,Fe,C,NaCl,溶液,Fe,C,NaCl,溶液,原电池,电解池,电极反应类型,放电,顺序,负极,氧化反应,正极,还原反应,阳极,氧化反应,阴极,还原反应,阳极：活性阳极,S,2,I,Br,Cl,OH,阴极：,Ag,Hg,2,Fe,3,Cu,2,H,(,酸,),角度四：电极反应和放电顺序,
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