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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,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,*,*,第5讲电化学,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,(1)确定正、负极的方法如下,(2)书写步骤,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氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)，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，用总反应式减去较易书写(一般为负极)的电极反应式，即得另一极的电极反应式。,2电解池的电极反应式和总反应式的书写方法,3电解质溶液中离子的流向,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，阴离子移向正极。,2在碱性燃料电池中有时易把正极反应错写为：,4OH,4e,=,O,2,2H,2,O,3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(导线)，离子走水路(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,1电解规律(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，则需按比例补充哪些原子。如电解盐酸从溶液中出去的是H,2,和Cl,2,(1,1)，故补入时应通入HCl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AgNO,3,、CuSO,4,、NaCl等，可以此作为推断题的突破口。,电极反应式的书写,例,1,(2010年高考浙江卷),LiAl/FeS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：,2Li,FeS2e,=,Li,2,SFe,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Li的化合价为1价,B该电池的电池反应式为：2LiFeS,=,Li,2,SFe,C负极的电极反应式为：Al3e,=,Al,3,D充电时，阴极发生的电极反应式为：Li,2,SFe2e,=,2Li,FeS,解析,在该电池中LiAl是负极材料，该材料中Li的化合价为0价，负极电极反应式为：Lie,=,Li,，结合题给的正极电极的反应式可推出总反应式为：2LiFeS,=,Li,2,SFe；故B正确，A、C错误。D项，充电时，阴极上发生还原反应得电子，故D项错误。,答案,B,1,(2011年高考课标全国理综),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,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Ni,2,O,3,、负极为Fe,B电池放电时，负极反应为Fe2OH,2e,=,Fe(OH),2,C电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低,D电池充电时，阳极反应为2Ni(OH),2,2OH,2e,=,Ni,2,O,3,3H,2,O,解析：,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Fe为负极，Ni,2,O,3,为正极，A正确。放电时，Fe失电子被氧化，负极反应为Fe2OH,2e,=,Fe(OH),2,，B正确。充电时，阴极发生还原反应，电极反应为Fe(OH),2,2e,=,Fe2OH,，pH增大，C错误。充电时，阳极发生氧化反应，电极反应为2Ni(OH),2,2OH,2e,=,Ni,2,O,3,3H,2,O，D正确。,答案：,C,电解的工作原理,例,2,(2010年高考全国,理综),如图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO,4,溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的pH变色范围：6.88.0，酸色红色，碱色黄色),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_(填编号)。,A管溶液由红变黄；,B管溶液由红变黄；,A管溶液不变色；,B管溶液不变色。,(2)写出A管中发生反应的反应式：_。,(3)写出B管中发生反应的反应式：_。,(4)检验a管中气体的方法是_。,(5)检验b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象是_。,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。该电解的本质是电解水，A、B极分别是阴极和阳极，阴极反应为2H,2e,=,H,2,，故该极区溶液呈碱性，则Mg,2,2OH,=,Mg(OH),2,。B管反应为4OH,4e,=,2H,2,OO,2,。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H,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。,答案,(1),(2)2H,2e,=,H,2,(写2H,2,O2e,=,2OH,H,2,同样给分)、Mg,2,2OH,=,Mg(OH),2,(3)4OH,4e,=,2H,2,OO,2,(写2H,2,O4e,=,4H,O,2,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内会复燃,(6)溶液呈红色，白色沉淀溶解(或大部分溶解),2,(2011年衡水模拟),1 L某溶液中含有的离子如下表：,用惰性电极电解该溶液，当电路中有3 mol e,通过时(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)，下列说法正确的是(),A电解后溶液的pH0,B,a,3,C阳极生成1.5 mol Cl,2,D阴极析出的金属是铜与铝,解析：,根据离子的放电顺序及电子守恒可知：阴极：1 mol铜离子先放电，然后1 mol氢离子放电(铝离子不放电)，溶液中产生氢离子浓度为1 mol/L，故A正确，D不正确。阳极氯离子放电只能产生0.5 mol氯气，C不正确。根据电荷守恒可推知,a,应等于4。,答案：,A,电化学的有关计算,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，电池总反应式为：,请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：,(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H,2,SO,4,的物质的量至少是_mol。,(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 gcm,3,)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H,2,SO,4,2 mol，则可收集到H,2,的体积(标准状况下)为_L。,若消耗硫酸,a,mol，电解后除去隔膜，所得溶液中NaOH的质量分数表达式为(假设氯气全部排出)_(用含,a,的代数式表达)。,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：,【实验1】,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30 s内，阳极附近出现白色浑浊，然后开始出现橙黄色浑浊，此时测定溶液的pH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底部，溶液始终未出现蓝色。,【实验2】将实验1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：,阅读资料：常见铜的化合物颜色如下：,请回答下列问题：,(1)铜的常见正化合价为_、_，最终试管底部橙黄色沉淀的化学式为_；,(2)阴极上发生的反应为：_；,阳极上发生的反应为：_；,(3)写出实验2中,、,的离子方程式,_；,_。,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化合价为1、2。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。(2)阴极氢离子先于钠离子放电，电极反应为2H,2e,=,H,2,或2H,2,O2e,=,H,2,2OH,；根据实验1中现象以及氯化亚铜的颜色，不难判断阳极反应为2Cu2Cl,2e,=,2CuCl,。(3),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NO，据此再根据电子得失守恒和电荷守恒写出方程式即可。,氧化亚铜中铜元素为1价，其既具有氧化性，又具有还原性，滴入稀硫酸溶液后，其生成单质铜和铜离子。,1,(2011年高考山东理综),以KCl和ZnCl,2,混合液为电镀液在铁制品上镀锌，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，电镀过程是该原电池的充电过程,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,D镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用,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电过程，故A错误；B项，消耗锌时转移的电子与通过的电量有确定的关系，故锌的析出量与通过的电量有确定关系，故B错误；C项，电镀时保持电流恒定，有利于保证电镀的质量，温度不影响电解的速率，故C正确；D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D错误。,答案：,C,2,(2011年高考安徽理综),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：5MnO,2,2Ag2NaCl,=,Na,2,Mn,5,O,10,2AgCl。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：AgCl,e,=,AgCl,B每生成1 mol Na,2,Mn,5,O,10,转移2 mol电子,CNa,不断向,“,水,”,电池的负极移动,DAgCl是还原产物,解析：,由电池总反应式可知，Ag在负极失去电子，生成氧化产物AgCl，每生成2 mol AgCl，即生成1 mol Na,2,Mn,5,O,10,时，转移2 mol电子，故A、D错误，B正确；Na,应向电池的正极移动，C错误。,答案：,B,3用惰性电极电解NaCl和CuSO,4,混合溶液250 mL，经过一段时间后两极均得到11.2 L气体(标准状况下)，则下列有关描述中，正确的是(),A阳极发生的电极反应只有：4OH,4e,=,2H,2,OO,2,B两极得到的气体均为混合气体,C若Cu,2,的起始浓度为1 mol,/L,，则,c,(Cl,),起始浓度为,2 mol/,L,DCu,2,的起始浓度最大应小于4 mol/L,解析：,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，而阴极只能生成氢气；若Cu,2,的起始浓度为1 mol,/L,，则阴极得到氢气,11.2 L,时共转移的电子数为,1.5 mol,，若,c,(Cl,),起始浓度为,2 mol/,L，则阳极得到氯气0.25 mol、氧气0.25 mol，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Cu,2,的起始浓度最大应小于2 mol/L。,答案：,C,4,(2010年高考山东理综),对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。,(1)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，碱洗时常有气泡冒出，其原因是 _(用离子方程式表示)。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_。,a.NH,3,bCO,2,c.NaOHdHNO,3,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，阳极电极反应式为_。取少量废电解液，加入NaHCO,3,溶液后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是_。,(3)利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。,若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于_处。,若 X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为_。,解析：,(1)铝与碱反应产生H,2,
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