(學(xué)生)第7講電化學(xué)

1、第7講電化學(xué)基礎(chǔ)【考查內(nèi)容】（1） 了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。了解常見(jiàn)化學(xué)電源的種類及其工作原理。（2）理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施。【知識(shí)回顧】第1課時(shí)二原電池（一） 原電池的概念： 的裝置叫做原電池。（二）原電池的本質(zhì)： （三）原電池的工作原理：把鋅與稀硫酸的反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，畫出其裝置示意圖（單液及雙液），標(biāo)注：電極、電子及離子的移動(dòng)方向，書寫：電極反應(yīng)式及電池總反應(yīng)式。例1、（08廣東5）用銅片、銀片、Cu（NO3）2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋（裝有瓊脂 -KNO 3的U 型管）構(gòu)成一個(gè)原電池，以下有關(guān)該原電

2、池的敘述正確的是在外電路中，電流由銅電極流向銀電極正極反應(yīng)為：Ag+e-=Ag實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入 AgNO 3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同A. B. C. D.例2、（08廣東16）LiFePO 4電池具有穩(wěn)定性高、安全、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，可用于電動(dòng)汽車。電池反應(yīng)為：FePO4+Li、鳧電LiFePO 4,電池的正極材料是 LiFePO 4,負(fù)極材料是石墨，含 Li + 導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。下列有關(guān)LiFePO 4電池說(shuō)法正確的是A.可加入硫酸以提高電解質(zhì)的導(dǎo)電性B.放電時(shí)電池內(nèi)部 Li +向負(fù)極移動(dòng)C.充電過(guò)程中，電池正極材料的質(zhì)量減少 D.放電時(shí)電池正極

3、反應(yīng)為：FePO4+Li+e-=LiFePO 4 （四）原電池電極反應(yīng)式的書寫1、負(fù)極（還原劑）失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)； 正極一一（氧化劑）得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。2、遵循三大守恒（電子得失守恒、電荷守恒、質(zhì)量守恒），這也是電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式書寫的一般順序。3、注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，若反應(yīng)，一般要將電極反應(yīng)和電極產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液發(fā) 生的反應(yīng)（往往是生成沉淀或水的離子反應(yīng)）合并。例3、(09海南15) Li-SOCl 2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl 4SOC12。電池的總反應(yīng)可表示為：4Li+2SOCl 2= 4LiCl +S +SO 2。請(qǐng)

4、回答下列問(wèn)題：(1)電池的負(fù)極材料為 ,發(fā)生的電極反應(yīng)為 ;(2)電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為 ;(3)SOCl2易揮發(fā)，實(shí)驗(yàn)室中常用 NaOH溶液吸收SOC12,有Na2SO3和NaCl生成。 如果把少 量水滴到SOC12中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 , 反應(yīng)的化學(xué)方程式為;(4)組裝該電池必須在無(wú)水、無(wú)氧的條件下進(jìn)行，原因是 。(五)練習(xí)1、電池是人類生產(chǎn)和生活中重要的能量來(lái)源。各式各樣電池的發(fā)明是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。下列有關(guān)電池的敘述正確的是A .鋅鎰干電池工作一段時(shí)間后碳棒變細(xì)B.氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹸.氫氧燃料電池工作時(shí)氫氣在負(fù)極被氧化D.太陽(yáng)能電池的主要材料是高純度的二氧化硅2、

5、某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計(jì)如圖2裝置。下列敘述不正確的是聲(LA. a和b不連接時(shí)，鐵片上會(huì)有金屬銅析出,白不B. a和b用導(dǎo)線連接時(shí)，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為：Cu2 +2e-= CucC.無(wú)論a和b是否連接，鐵片均會(huì)溶解，溶液從藍(lán)色逐漸變成淺綠色包三目D. a和b分別連接直流電源正、負(fù)極，電壓足夠大時(shí)， Cu#向銅電極移動(dòng),一最 -3、(07廣東9)科學(xué)家近年來(lái)研制出一種新型細(xì)菌燃料電池，利用細(xì)菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為氫氣，氫氣進(jìn)入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池發(fā)電。電池負(fù)極反應(yīng)為：A . H2+2OH 2e =2H2OB, O2+4H +4e =2HzOC. H22e = 2H+D, O2+2H2O +

6、4e =4OH4、據(jù)報(bào)道，最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿做電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池，電量可 達(dá)現(xiàn)在使用的饃氫電池或鋰電池的十倍，可連續(xù)使用一個(gè)月才充一次電。其電池反應(yīng)為：2CH 30H + 3O 2+ 4OH -器 J 2CO32 + 6H 2O,則下列說(shuō)法錯(cuò)誤.的是A.放電時(shí)CH3 0H參與反應(yīng)的電極為正極B.放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)為：CH3OH -6e + 8OH = CO32 + 6H 2OC.放電時(shí)每消耗 1 mol CH 3OH電路中轉(zhuǎn)移 6 mol電子D.充電時(shí)電解質(zhì)溶液的 pH逐漸增大5、一個(gè)化學(xué)電池的總反應(yīng)方程式為：Zn+Cu 2+ = Zn 2+Cu ,該化學(xué)電

7、池的組成可能為ABCD正極CuCuZnFe負(fù)極ZnZnCuZn電解質(zhì)溶液H2SO4CuSO4ZnCl 2CuCl 26、實(shí)驗(yàn)室由鐵與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí)，分別加入下列物質(zhì)，試分析生成氫氣的速率如何變化？滴入幾滴硫酸銅溶液氯化鈉溶液氯化鈉固體碳粉 銅粉醋酸鈉固體加入少量濃硫酸改用濃硫酸加入硝酸鈉固體第2課時(shí)電化學(xué)第3頁(yè)共11頁(yè)(1)加快的有, (2)減慢的有, (3)發(fā)生其它反應(yīng)而不產(chǎn)生 H2的有, (4)無(wú)影響的有 c7、堿性鋅鎰干電池的總反應(yīng)式：Zn+2MnO 2 + 2H2O =2MnOOH +Zn(OH) 2,則該電池的正極上發(fā)生的電極反應(yīng)為2MnO 2 + 2H 2O + 2e = 2

8、MnOOH + 2OH ,則正極上被還原的物質(zhì)為負(fù)極材料為，發(fā)生的電極反應(yīng)方程式為CuSO4溶液Y電極。8、依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag (aq) + Cu(s) =Cu2 (aq) + 2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)電極X的材料是 ;電解質(zhì)溶液 Y是;(2)銀電極為電池的 極，發(fā)生的電極反應(yīng)為 ;X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為 ; (3)外電路中的電子是從 電極流向 電極。鹽橋中的陽(yáng)離子流向 9、(1)美國(guó)阿波羅宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電源。氫氧燃料電池的突出優(yōu)點(diǎn)是 把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，而不經(jīng)過(guò)熱能中間形式。電極反應(yīng)產(chǎn)生的水，經(jīng)冷凝后又可作為宇航 員

9、的飲用水，以 KOH溶液做導(dǎo)電物質(zhì)，發(fā)生的反應(yīng)為：2H2+O2=2H2O,則電極反應(yīng)式分別為：負(fù)極。正極(2)若把電解質(zhì)溶液改為稀H2SO4,則電極反應(yīng)式分別為：負(fù)極。正極(3)如果把H2改為甲烷，KOH溶液做電解質(zhì)溶液，則電極反應(yīng)式分別為：負(fù)極。正極如果用稀硫酸做電解質(zhì)溶液，則電極反應(yīng)式分別為： 負(fù)極。正極 二、電解池（一）概念：的裝置叫做電解池。（二）本質(zhì)：（三）電解池的工作原理畫出實(shí)驗(yàn)室用惰性電極電解 CuCl2溶液的裝置圖，標(biāo)注：電極、電子及離子的移動(dòng)方向，書寫： 電極反應(yīng)式及電池總反應(yīng)式。（四）電解池中離子的放電順序1、陰極一一 在陰極放電，的氧化性越強(qiáng)的越先在陰極 電子，發(fā)生 反應(yīng)

10、。得電子能力大小順序?yàn)椋?2、陽(yáng)極一一活潑金屬或 在陽(yáng)極放電，越活潑的金屬或還原性越強(qiáng)的 離子越先在陽(yáng)極 電子，發(fā)生 反應(yīng)。 當(dāng)陽(yáng)極為活性電極時(shí)，電極本身放電。例如：用銅作陽(yáng)極時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)為： 。 當(dāng)陽(yáng)極為惰性電極（如 C、Pt等）時(shí)，溶液中的 放電。放電順序?yàn)椋?例4、根據(jù)電解的原理，分析用惰性電極電解下列溶液，完成下表。典型實(shí)例電解對(duì)象電極反應(yīng)式、總反應(yīng)式的化學(xué)方程式及總反應(yīng)的離子方程式電解質(zhì)溶液 濃度變化溶液pH變化NaOH（aq）H2SO4（aq）Na2SO4（aq）HCl（aq）CuCl 2（aq）NaCl（aq）CuSO 4（aq）AgNO 3（aq）思考：電解水時(shí)為了增強(qiáng)水

11、的導(dǎo)電性常常需加入氫氧化鈉或硫酸，為什么？可以加食鹽嗎？除加 入NaOH或H2SO4外，還可以加入什么物質(zhì)。（五）電解的應(yīng)用1、氯堿工業(yè)：電解 制、和。畫出實(shí)驗(yàn)室用惰性電極電解飽和NaCl溶液制取漂漬液（主要成分是 NaClO ）的實(shí)驗(yàn)裝置圖。2、銅的精煉與電鍍：銅的精煉：通常把 作陰極，把 作陽(yáng)極，用含有 作電解質(zhì)溶液。陽(yáng)極反應(yīng)：;陰極反應(yīng)：思考1：根據(jù)電解池中溶液中離子的放電順序分析粗銅中的雜質(zhì)（例如 Zn、Fe、Ag、Au等） 是如何從粗銅中分離出去的。電鍍銅思考2：設(shè)計(jì)一個(gè)裝置，在自己的鑰匙表面鍍上一層銅。畫出裝置圖，并分析在兩極上發(fā)生的 電極反應(yīng)。3、電冶金 等金屬，工業(yè)上用電解法冶

12、煉。工業(yè)上用電解 的方法制取金屬鈉，陰極反應(yīng)： 陽(yáng)極反應(yīng)： ,化學(xué)方程式 工業(yè)上用電解 的方法制取金屬鎂，化學(xué)方程式隔膜（只允許so4通過(guò)）濾紙（滴加了 Na2SO4、酚酬溶液）工業(yè)上用電解 的方法制取金屬鋁，化學(xué)方程式 （六）練習(xí)10、如圖所示，下列敘述正確的是A. 丫為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)B. X為正極，發(fā)生氧化反應(yīng)C. Y與濾紙接觸處有氧氣生成D. X與濾紙接觸處變紅11、某同學(xué)按圖所示的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法正確的是電化學(xué) 第11頁(yè)共11頁(yè)A.電解過(guò)程中，銅電極上有H2產(chǎn)生電解B.電解初期，主反應(yīng)方程式為：Cu + H 2SO4 CuSO4+H 2 TC.電解一定時(shí)間后，石墨電極上有

13、銅析出D.整個(gè)電解過(guò)程中，H+的濃度不斷增大12、饃鎘(NiCd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某饃鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,其充、放電按下式進(jìn)行:放電Cd + 2NiOOH + 2H 2O二充電一 Cd(OH) 2 + 2Ni(OH) 2。有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是A.充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)：Ni(OH) 2-e + OH = NiOOH + H 2OB.充電過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程C .放電時(shí)負(fù)極附近溶液的堿性不變13、下列敘述正確的是D.放電時(shí)電解質(zhì)溶液中的OH向正極移動(dòng)A .在原電池的負(fù)極和電解池的陰極上都是發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)B.用惰性電極電解 Na2SO4溶液，陰、陽(yáng)兩極產(chǎn)

14、物白物質(zhì)的量之比為1: 2C.用惰性電極電解飽和NaCl溶液，若有1 mol電子轉(zhuǎn)移，則生成 1 molNaOHD.鍍層破損后，鍍錫鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕14、電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。右圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a； X、Y是兩塊電極板，通過(guò)導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酬:試液，則： 電解池中X極上的電極反應(yīng)式為。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是_Y電極上的電極反應(yīng)式為O,檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是(2)如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則X電極的材料是,電極反應(yīng)式是 Y電極的材料是

15、,電極反應(yīng)式是 (說(shuō)明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出)15、對(duì)金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長(zhǎng)其使用壽命。(1)以下為鋁材表面處理的一種方法：鋁材gR工星電解海薄槽液堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時(shí)常有氣泡冒出，原因是（用離子方程式表示）。為將堿洗槽液中的鋁以沉淀形式回收，最好向糟液中加入下列試劑中的。（填序號(hào)）a. NH3b. CO2c. NaOHd. HNO 3以鋁材為陽(yáng)極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為 。取少量廢電解液，加入 NaHCO 3溶液后產(chǎn)生氣泡和白色沉淀，產(chǎn)生沉淀的原因是 （2）鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時(shí)用銅而不有石墨作陽(yáng)極的原因是 第

16、3課時(shí)三、金屬的腐蝕與防護(hù)（一）金屬腐蝕的本質(zhì)：（二）金屬的腐蝕的分類化學(xué)腐蝕金屬腐蝕J析氫腐蝕I電化學(xué)腐蝕L吸氧腐蝕1、金屬的化學(xué)腐蝕金屬與接觸到的干燥氣體（如。2、Cl 2、SO2等）或非電解質(zhì)液體（如石油）等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。2、金屬的電化學(xué)腐蝕不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧 化，這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。3、電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕的區(qū)別和聯(lián)系化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬跟氧化劑接觸不純金屬或自金與 接觸現(xiàn)象本質(zhì)電流產(chǎn)生（宥”或無(wú)”）金屬被的過(guò)程電流產(chǎn)生較活潑金屬被的過(guò)程相互關(guān)系化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕往往 發(fā)生，腐蝕更晉遍舉例4、電化學(xué)腐

17、蝕可以分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕。鋼鐵的析氫腐蝕鋼鐵的吸氧腐蝕形成條件負(fù)極材料負(fù)極反應(yīng)正極材料正極反應(yīng)電子流向最終腐蝕產(chǎn)物普遍性思考：試分析炒菜的鐵鍋生銹的原理，寫出相關(guān)的反應(yīng)方程式。）影響金屬腐蝕快慢的因素1、本性：例如金屬的活動(dòng)性、純度、氧化膜2、介質(zhì)：如腐蝕性氣體、電解質(zhì)溶液的存在等（四）金屬的防護(hù)1、改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（制成合金，如不銹鋼）2、覆蓋保護(hù)膜（涂油漆、電鍍、表面鈍化等）3、電化學(xué)保護(hù)： 外加電流陰極保護(hù)法， 犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法（畫出相應(yīng)的裝置圖，并進(jìn)行必要的標(biāo)注。）（五）練習(xí)16、（07廣東12）為了避免青銅器生成銅綠，以下方法正確的是A.將青銅器放在銀質(zhì)托盤上B.將青銅器保存

18、在干燥的環(huán)境中C.將青銅器保存在潮濕的空氣中D.在青銅器的表面覆蓋一層防滲的高分子膜 17、（08廣東12）下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法正確的是A .純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗B.當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí)，鍍層仍能對(duì)鐵制品起保護(hù)作用C .在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法D.可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕18、（09廣東10）出土的錫青銅（銅錫合金）文物常有CU2（OH）3C1覆蓋在其表面。下列說(shuō)法正確的是A.錫青銅的熔點(diǎn)比純銅高B.在自然環(huán)境中，錫青銅中的錫對(duì)銅起保護(hù)作用C.錫青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中快D.生成CU

19、2（OH）3C1覆蓋物是電化學(xué)腐蝕過(guò)程，但不是化學(xué)反應(yīng)過(guò)程 19、（09上海13）右圖裝置中，U型管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和氯化錢溶液，各加入生鐵塊，放置一段時(shí)間。下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是A.生鐵塊中的碳是原電池的正極B.紅墨水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤.兩試管中相同的電極反應(yīng)式是：Fe2e =Fe2+D. a試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕20、（10北京6）下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說(shuō)法正確的是A.鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù)B.鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕C.鋼管與銅管露天堆放在一起，鋼管不易被腐蝕D.鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)是Fe 3e Fe3

20、21、利用右圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若X為碳棒,.為減緩鐵的腐蝕，開(kāi)關(guān) K應(yīng)置于 處。若X為鋅，開(kāi)關(guān)K置于M處,該電化學(xué)防護(hù)法稱為 電化學(xué)知識(shí)在化學(xué)電源的制備、電解及金屬防腐等方面都有重要的應(yīng)用。1、研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進(jìn)行發(fā)電，在海水中電池總反應(yīng)可表示為：5MnO 2 + 2Ag + 2NaCl = Na2Mn 5O10 + 2AgCl ,下列 水”電池在海水中放電時(shí)的有關(guān)說(shuō)法正確的是：A .正極反應(yīng)式：Ag + Cl e =AgClB.每生成1 mol Na 2Mn 50io轉(zhuǎn)移2 mol電子C. Na卡不斷向 水”電池的負(fù)極移動(dòng)D

21、. AgCl是還原產(chǎn)物2、人工腎臟可用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素CO（NH 2）2,是非電解質(zhì),原理如圖29圖2。電源的負(fù)極為 （填“A"或"B'）。陽(yáng)極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為 、電解結(jié)束后，陰極室溶液的pH與電解前相比 填變大“變小“不變”）。3、下列與金屬腐蝕有關(guān)的說(shuō)法正確的是NaCl溶液NaCl、尿素混合溶液>2漉圖2A.圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重B.圖b中，開(kāi)關(guān)由M改置于N時(shí)，Cu-Zn合金的腐蝕速率減小C.圖c中，接通開(kāi)關(guān)時(shí) Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大D.圖d中，Zn-MnO 2干電池自放電腐蝕主要是由 MnO 2的氧化作用引起的【我的總結(jié)】答案 例題： 1 、 C 2 、 CD3、 （ 1）鋰Li e=Li （2） 2SOCl24e=4Cl S SO2（3）出現(xiàn)白霧，有刺激性氣體生成SOCI2+H2O=SO2懺2HCl T（4）鋰是活潑金