高考化学原电池电解池专题复习.docx

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高考化学原电池电解池专题复习

高考化学原电池、电解池专题复习

【教学目标】

1、了解学生在原电池、电解池学习中掌握得很好和困惑地方；

2、了解学校上课内容及最近学习情绪。

【导学】一、Don’t傻傻分不清

【知识点】1．原电池和电解池的比较：

装置

原电池

电解池

实例

原理

使氧化还原反应中电子作定向移动，从而形成电流。

这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。

使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。

这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。

形成条件

①电极：

两种不同的导体相连；

②电解质溶液：

能与电极反应。

①电源；②电极（惰性或非惰性）；

③电解质（水溶液或熔化态）。

反应类型

自发的氧化还原反应

非自发的氧化还原反应

电极名称

由电极本身性质决定：

正极：

材料性质较不活泼的电极；

负极：

材料性质较活泼的电极。

由外电源决定：

阳极：

连电源的正极；

阴极：

连电源的负极；

电极反应

负极：

Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）

正极：

2H++2e-=H2↑（还原反应）

阴极：

Cu2++2e-=Cu（还原反应）

阳极：

2Cl--2e-=Cl2↑（氧化反应）

电子流向

负极→正极

电源负极→阴极；阳极→电源正极

电流方向

正极→负极

电源正极→阳极；阴极→电源负极

能量转化

化学能→电能

电能→化学能

应用

①抗金属的电化腐蚀；

②实用电池。

①电解食盐水（氯碱工业）；②电镀（镀铜）；③电冶（冶炼Na、Mg、Al）；④精炼（精铜）。

【知识点】2．化学腐蚀和电化腐蚀的区别

化学腐蚀

电化腐蚀

一般条件

金属直接和强氧化剂接触

不纯金属，表面潮湿

反应过程

氧化还原反应，不形成原电池。

因原电池反应而腐蚀

有无电流

无电流产生

有电流产生

反应速率

电化腐蚀＞化学腐蚀

结果

使金属腐蚀

使较活泼的金属腐蚀

【知识点】3．吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别

电化腐蚀类型

吸氧腐蚀

析氢腐蚀

条件

水膜酸性很弱或呈中性

水膜酸性较强

正极反应

O2+4e-+2H2O==4OH-

2H++2e-==H2↑

负极反应

Fe－2e-==Fe2+

Fe－2e-==Fe2+

腐蚀作用

是主要的腐蚀类型，具有广泛性

发生在某些局部区域内

【知识点】4．电解、电离和电镀的区别

电解

电离

电镀

条件

受直流电作用

受热或水分子作用

受直流电作用

实质

阴阳离子定向移动，在两极发生氧化还原反应

阴阳离子自由移动，无明显的化学变化

用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金

实例

CuCl2Cu＋Cl2

CuCl2==Cu2++2Clˉ

阳极Cu－2e-=Cu2+

阴极Cu2++2e-=Cu

关系

先电离后电解，电镀是电解的应用

【知识点】5．电镀铜、精炼铜比较

电镀铜

精炼铜

形成条件

镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液必须含有镀层金属的离子

粗铜金属作阳极，精铜作阴极，CuSO4溶液作电解液

电极反应

阳极Cu－2e-=Cu2+

阴极Cu2++2e-=Cu

阳极：

Zn-2e-=Zn2+Cu-2e-=Cu2+等

阴极：

Cu2++2e-=Cu

溶液变化

电镀液的浓度不变

溶液中溶质浓度减小

【知识点】6．电解方程式的实例（用惰性电极电解）：

电解质溶液

阳极反应式

阴极反应式

总反应方程式

（条件：

电解）

溶液酸碱性变化

CuCl2

2Cl--2e-=Cl2↑

Cu2++2e-=Cu

CuCl2=Cu+Cl2↑

——

HCl

2Cl--2e-=Cl2↑

2H++2e-=H2↑

2HCl=H2↑+Cl2↑

酸性减弱

Na2SO4

4OH--4e-=2H2O+O2↑

2H++2e-=H2↑

2H2O=2H2↑+O2↑

不变

H2SO4

4OH--4e-=2H2O+O2↑

2H++2e-=H2↑

2H2O=2H2↑+O2↑

消耗水，酸性增强

NaOH

4OH--4e-=2H2O+O2↑

2H++2e-=H2↑

2H2O=2H2↑+O2↑

消耗水，碱性增强

NaCl

2Cl--2e-=Cl2↑

2H++2e-=H2↑

2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOH

H+放电，碱性增强

CuSO4

4OH--4e-=2H2O+O2↑

Cu2++2e-=Cu

2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4

OHˉ放电,酸性增强

【我爱展示】

一、原电池工作原理

1．为将反应2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是（铝条均已除去了氧化膜）（　B　）

2．日常所用的干电池，其电极分别为碳棒（上面有帽）和锌（皮），以糊状NH4Cl和ZnCl2作为电解质溶液（其中加入MnO2吸收H2），电极反应可简化为Zn－2e－===Zn2＋，2NH＋2e－===2NH3↑＋H2↑（NH3与Zn2＋结合），根据上面叙述判断下列说法正确的是（　D　）

A．Zn为正极，碳为负极

B．负极反应为2NH＋2e－===2NH3↑＋H2↑

C．工作时电子由碳极经外电路流向锌极

D．长时间连续使用时，内装的糊状物可能流出腐蚀电器

二、电解原理及其应用

3．如图中，两电极上发生的电极反应为a极：

Cu2++2e-===Cu　

b极：

Fe-2e-===Fe2+，下列说法中不正确的是（　D　）

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

4．下列图示中关于铜电极的连接错误的是（　C　）

5．如下图，a、b是石墨电极，通电一段时间后，b极附近溶液显红色。

下列说法正确的是（　B　）

A．Pt为阴极，Cu为阳极

B．b极的电极反应式是2H＋＋2e－===H2↑

C．电解过程中CuSO4溶液的pH逐渐增大

D．Pt极上有6.4gCu析出时，b极产生2.24L（标准状况）气体

6．取一张用饱和NaCl溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圈呈浅红色。

则下列说法错误的是（　D　）

A．b电极是阴极

B．a电极与电源的正极相连接

C．电解过程中，水是氧化剂

D．b电极附近溶液的pH变小

7．下列各组溶液电解一段时间后，再加入相关物质，溶液能恢复原状况的是（　B　）

电解质溶液

阳极

阴极

加入的物质

A

NaCl溶液

碳

铁

盐酸

B

NaOH溶液

碳

碳

水

C

硫酸铜溶液

铜

碳

硫酸铜

D

硫酸

铁

碳

H2O

【导学】二、考点解说

【知识点】1．电化腐蚀：

发生原电池反应，有电流产生

（1）吸氧腐蚀

负极：

Fe－2e-==Fe2+

正极：

O2+4e-+2H2O==4OH-

总式：

2Fe+O2+2H2O==2Fe（OH）2

4Fe（OH）2+O2+2H2O==4Fe（OH）3Fe（OH）3失去部分水转化为铁锈Fe2O3·xH2O

（2）析氢腐蚀：

负极：

Fe－2e-==Fe2+

正极：

2H++2e-==H2↑

总式：

Fe+2H+=Fe2++H2↑

【知识点】

2．金属的防护

⑴改变金属的内部组织结构。

合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。

如：

不锈钢。

⑵在金属表面覆盖保护层。

常见方式有：

涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属

⑶电化学保护法

1外加电源的阴极保护法:

接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极。

2牺牲阳极的阴极保护法：

外加负极材料，构成原电池，被保护的金属作正极

【知识点】3．常见实用电池的种类和特点

1干电池（属于一次电池）锌锰干电池

结构：

锌筒、填满MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊状物。

电极反应:

负极：

Zn-2e-=Zn2+

（2）铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池）

结构：

铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。

1

A.放电反应负极：

Pb-2e-+SO42-=PbSO4

正极：

PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O

B.充电反应阴极：

PbSO4+2e-=Pb+SO42-

阳极：

PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-

总式：

Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O

注意：

放电和充电是完全相反的过程，放电作原电池，充电作电解池。

电极名称看电子得失，电极反应式的书写要求与离子方程式一样，且加起来应与总反应式相同。

（3）A.氢氧燃料电池

结构：

石墨、石墨、KOH溶液。

2

电极反应:

负极：

H2-2e-+2OH-=2H2O

正极：

O2+4e-+2H2O=4OH-

总式：

2H2+O2=2H2O

（反应过程中没有火焰，不是放出光和热，而是产生电流）

注意：

还原剂在负极上反应，氧化剂在正极上反应。

书写电极反应式时必须考虑介质参加反应（先常规后深入）。

若相互反应的物质是溶液，则需要盐桥（内装KCl的琼脂，形成闭合回路）。

B．B.铝、空气燃料电池

以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。

这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而源源不断产生电流。

只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍。

电极反应：

铝是负极4Al-12e-==4Al3+；

石墨是正极3O2+6H2O+12e-==12OH-

【知识点】4．电解反应中反应物的判断——放电顺序

⑴

A.阴极材料（金属或石墨）总是受到保护。

B.阳离子得电子顺序—金属活动顺序表的反表：

K+

⑵阳极

A.阳极材料是惰性电极（C、Pt、Au、Ti等）时：

阴离子失电子：

S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根离子＞F-

B.阳极是活泼电极时：

电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。

【知识点】

5．电解反应方程式的书写步骤：

A、分析电解质溶液中存在的离子；

B、析离子的放电顺序；

C、定电极、写出电极反应式；

D、写出电解方程式。

【知识点】6．电解液的PH变化:

根据电解产物判断。

口诀：

“有氢生成碱，有氧生成酸；都有浓度大,都无浓度小”。

（“浓度大”、“浓度小”是指溶质的浓度）

【知识点】

7．使电解后的溶液恢复原状的方法：

先让析出的产物（气体或沉淀）恰好完全反应，再将其化合物投入电解后的溶液中即可。

如：

①NaCl溶液：

通HCl气体（不能加盐酸）；

3AgNO3溶液：

加Ag2O固体（不能加AgOH）；

4CuCl2溶液：

加CuCl2固体；

5KNO3溶液：

加H2O；

6CuSO4溶液：

CuO或CuCO3（不能加Cu2O、Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3）等。

【知识点】8．电解原理的应用

A