电化学专题(老).doc

原电池基础知识回顾：
在Zn|H2SO4|Cu原电池中，如右图所示：Zn为 极， 电子，
发生 反应，电极反应式 ；Cu为 极， 电子，
发生 反应，电极反应式 ，总反应：
电子的流向 ，电流的方向 ，溶液中电子的流向 ，溶液中阳离子移向 极，阴离子移向 极。
例1：依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s) = Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。
请回答下列问题：
⑴电极X的材料是________；电解质溶液Y是___________；
⑵银电极为电池的________极，发生的电极反应为______________________________；盐桥
X
Y
A
CuSO4溶液
电流计
Ag

X电极上发生的电极反应为____________________________；
⑶外电路中的电子是从_______电极流向________电极。盐桥的作用 ，盐桥中阳离子移向 ，
（4）与上图原电池装置相比该原电池供电效率 ，理由是
一、 原电池
1、原电池的反应原理：发生 反应， 能转化为 能
2、构成原电池的条件很多，但前提条件是 。
3、正、负极的判断：负极一般较活泼的 为负极，或者电子流 的极，或者发生 反应（即总反应中价态 ）的电极。
正极 。
练习1.用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为：Ag++e-=Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A. ①② B.②③ C.②④ D.③④
例2 设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是本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，一个极通入空气，另一个极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2-,回答如下问题:
(1)以丁烷为汽油代表,这个电池放电时发生的化学反应的方程式是:
(2)这个电池负极发生的反应是: C4H10+13O2—-26e-=4CO2+5H2O，正极发生的反应是:
固体电解质里O2-的移动方向是: 向外电路释放电子的电极是:
(3)人们追求燃料电池氧化汽油而不在内燃机里燃烧汽油产生动力的主要原因是:
(4)汽油燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全产生 堵塞电极的气体通道,有人估计,完全避免这种副反应至少还需10年,这正是新一代化学家的历史使命.
二、化学电源
1、一次电池（不能充电，不能反复使用）
如 碱性锌-锰干电池
负极(锌筒):
正极(MnO2)
总反应 Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2
2、二次电池（可充电，能多次重复使用）
如铅蓄电池(电解质溶液为稀硫酸)
负极(Pb):
正极(PbO2):
总反应: PbO2+ Pb +2H2SO4= 2PbSO4+2 H2O
3、氢氧燃料电池
① 酸式(H+):
负极; 正极:
总反应: 2H2+O2=2H2O
②碱式(OH-)
负极 ; 正极:
总反应: 2H2+O2=2H2O
4、乙醇燃料电池（KOH为电解质）
负极;
正极:
总反应:
练习2－1、2012年，科学家们发明了一种能够给电子设备提供动力的生物燃料电池。该电池包括两个涂覆着酶的电极，它们处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中。由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜，其工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．左边为该电池的负极
B．该电池可在高温环境下使用
C．该电池负极反应为：H2—2e－＝2H+
D．该电池正极反应为O2＋4e－＝2O2
练习2－2、一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通入乙烷和氧气，电极反应式为C2H6＋18OH――14e－＝2CO32－＋12H2O；7H2O＋7/2O2 ＋14e－＝14OH－。有关此电池的推断错误的是
A．通氧气的电极为负极
B．参加反应的O2与C2H6 的物质的量之比为7∶2
C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降
D．在电解质溶液中CO32－向正极移动
小结：1、燃料电池由于具有较高的能量利用率很受欢迎，其电极一般不参与反应，起 作用
2、电极反应式的书写要借助于总反应中氧化剂和还原剂及介质进行分析，并善于利用电荷守恒、质量守恒配平，有时可利用总反应减去熟悉的一极电极反应式得出另一极电极反应式
电解基础知识回顾:
用碳棒作电极电解氯化铜溶液：
与电源 极相连的碳棒叫 极；电子的流向 到 ,再
从 到 ,溶液中 电子的流动；溶液中阳离子( )移向 ,阴离子( ) 移向 ；该电解反应的两极反应为 、 总反应为 。
例3、下列说法不正确的是（ ）
A由于电解质溶液的导电过程就是电解该溶液的过程，所以电解质溶液的导电是化学变化。
B电解池的阴阳极取决于外接电源的正负极，与电极材料的金属活动性无关。
C阳极只要是金属电极（Au Pt除外），则电极优先失去电子，发生氧化反应，溶液中的阳离子无法放电
D通过电解可以实现许多无法自发进行的氧化还原反应，如电解Cu和稀H2SO4产生氢气。
三、电解原理
1、电解的概念：使电流通过 溶液而在阴、阳两极引起 反应的过程叫做电解。
2、电解池：把 能转变成 能的装置叫做电解池或电解槽。
3、电解电极产物的判断
（1）在阳极上
① 作电极时：电极本身在阳极 电子被 成 离子进入溶液， 离子不容易在电极上放电。
②用惰性电极(Pt、Au、石墨)时；溶液中 离子的放电顺序是：
（2）在阴极上
无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的 离子，
在阴极上放电顺序是
练习3、用酸性氢氧燃料电池电解苦卤水 (含Cl―、Br―、Na＋、Mg2＋)的装置如图所示 (a、b为石墨电极)。下列说法中，正确的是
A．电池工作时，正极反应式为：O2 +2 H2O + 4e—=4 OH―
B．电解时，a 电极周围首先放电的是Br―而不是Cl―，说明当其它条件相同时前者的还原性强于后者
C．电解时，电子流动路径是：负极→外电路→阴极→溶液→阳极→正极
D．忽略能量损耗，当电池中消耗0.02g H2 时，b 极周围会产生0.02g H2

例4、下列叙述不正确的是
A．铁表面镀锌，铁作阳极 B．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2 +2 H2O + 4e—=4 OH―
C工业上电解饱和和食盐水的阳极反应：2Cl——2e-=Cl2D船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀
四、电解原理的应用
（1）氯碱工业
氯碱工业：用电解饱和食盐水的方法来制取 、 和 ，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业。 总反应：
（2）电镀（以镀铜为例）
电镀是电解池的特例。电镀池的构成条件是：①镀层金属（Cu）做 极 ②待镀金属（镀件）做 极③电解质溶液中含 离子( )
电极反应式为：阳极： 、阴极：
电镀后，理论上电解液的浓度
（3）电解精炼铜（粗铜提纯）
电解精炼是电镀的特例。电解精炼时：① 做阳极② 做阴极
③电解质溶液中含该物质的阳离子(Cu2+)
电极反应式为：阳极：
阴极：
电解精炼后，电解液（CuSO4）的浓度 。
练习4、金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是(已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）
A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2+ + 2e－＝ Ni
B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+ 和Zn2+
D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt
例5、钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：
2Fe＋2H2O＋O2 = 2Fe2＋＋4OH－。以下说法正确的是( )
A．负极发生的反应为：Fe－2e－ = Fe2＋
B．正极发生的反应为：2H2O＋O2＋2e－ = 4OH－
C．原电池是将电能转变为化学能的装置
D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
五、金属的腐蚀：
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 的过程。
1、化学腐蚀与电化腐蚀
2、析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以钢铁为例）

析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条 件

电极
反应
负极

正极

总反应式

3. 金属腐蚀的快慢规律：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：
电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀
4、金属防护的几种重要方法
①改变金属内部的组成结构，②在金属表面覆盖 。③电化学保护法
练习5、有如图装置，装置A的烧杯中盛有1L1mol/L的硫酸溶液，
装置B的烧杯中盛有1L1mol/L硫酸铜溶液。下列有关说法正确的是
A．当锌棒质量减少6.5g时，和碳棒相连的Pt电极质量增加6.4g
B．同温同压下，当电路中转移1mol 电子时碳棒以及和碳棒相连
的Pt电极上产生的气体体积相等
C．假设两装置中溶液的体积保持不变，则当电路中转移1mol电子时，
装置A中pH增大，装置B中pH为1
D．当电路中转移1mol电子时，装置A中的溶液质量增加31.5g，装置B中的溶液质量减少40g
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