電化學(xué)基礎(chǔ)-學(xué)案版

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第1節(jié) 原電池1、 教材提煉電化學(xué)：研究化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)換的裝置、過程和效率的科學(xué)。電化學(xué)反應(yīng)過程（及其裝置）可以分為兩類（從反應(yīng)產(chǎn)物和電流的關(guān)系）：產(chǎn)生電流的反應(yīng)（發(fā)生在化學(xué)電池中，是自發(fā)的，向外界輸送能量）；借助電流而發(fā)生的反應(yīng)（發(fā)生在電解池中，由外界輸入的能量推動）。電化學(xué)相關(guān)工業(yè)：電解、電鍍、電冶金、電池制造氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是反應(yīng)物之間電子的轉(zhuǎn)移，但通常的的氧化還原反應(yīng)中不能獲得電流。（相當于短路，反應(yīng)時，有熱量放出來）2、 考點解讀要點一、原電池 1、概念：將 轉(zhuǎn)化為 的裝置叫原電池。（是電的源頭） 2、原電池的構(gòu)成條件 (材料可以是金屬或?qū)щ姷姆墙饘?

2、，分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)。 負極：活潑性 ，失去電子發(fā)生 反應(yīng)。（負陽氧失） 正極：活潑性 ，溶液中陽離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。（正陰還得） ，電解質(zhì)中陰離子（帶負電）向負極方向移動，陽離子（帶正電）向正極方向移動，陰陽離子定向移動形成內(nèi)電路。（正正負負） 導(dǎo)線將兩電極連接， 。ZnSO4CuSO4ZnCuZnCCH3CH2OHZnCuSO4ZnCuuCuSO4有能 反應(yīng)。 要點詮釋：a原電池中，電極材料可能與電解質(zhì)反應(yīng)，也可能與電解質(zhì)不反應(yīng)。如圖： b形成閉合回路的方式有多種，可以是用導(dǎo)線連接兩個電極，也可以是兩電極直接接觸。如圖： 要點二、原電池工作原理的實驗探究 1、實驗設(shè)計 按照圖示裝

3、置進行實驗。請觀察兩個金屬片插入溶液后電流表指針位置的變化、金屬電極表面的變化以及溶液溫度的變化，分析是否有電流產(chǎn)生。1mol/L的CuSO4溶液CuZn 極 Zn片： 極 Cu片： 同時在Zn片上，Zn可直接與CuSO4溶液反應(yīng)，生成Cu與ZnSO4，因此該裝置中既有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，同時也有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。指針發(fā)生 ，但是 標注出電子流向 按照下圖組裝實驗裝置，注意最后將鹽橋插入兩種電解質(zhì)溶液中。請觀察反應(yīng)過程中電流表指針位置的變化，判斷是否有電流產(chǎn)生，并觀察電極表面以及溶液溫度的變化情況。1mol/LZnSO4 1mol/LCuSO4ZnCu 鋅片： 極， ( 反應(yīng))銅片： 極， (

4、反應(yīng))總化學(xué)方程式： 指針發(fā)生 ，且 標注出電子流向 要點詮釋：鹽橋的作用及優(yōu)點 a組成：將熱的飽和KCl或NH4NO3瓊膠溶液倒入U形管中(不能產(chǎn)生裂隙)，即可得到鹽橋。將冷卻后的U形管浸泡在KCl飽和溶液或NH4NO3飽和溶液中備用。 b作用：使兩個半電池中的溶液連成一個 路。 c優(yōu)點：使原電池中的氧化劑和還原劑近乎完全隔離，并在不同區(qū)域之間實現(xiàn)了電子的定向移動，使原電池能 、 地產(chǎn)生電流。 2、實驗記錄電流產(chǎn)生情況電極表面變化情況溫度變化情況能量變化情況()有電流產(chǎn)生，指針偏轉(zhuǎn)，但不穩(wěn)定鋅片質(zhì)量 ，銅片上有 色物質(zhì)析出，銅片質(zhì)量 溶液溫度 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為 能、 能()有電流產(chǎn)生，指針較穩(wěn)定

5、偏轉(zhuǎn)，鋅片質(zhì)量 ，銅片上有 色物質(zhì)析出，銅片質(zhì)量 溶液溫度 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為 能 3、實驗分析 要點三、原電池中電荷移動方向 在原電池構(gòu)成的閉合電路中，有電荷的流動；從電路的構(gòu)成方面來說，有外電路上電荷的流動和內(nèi)電路上電荷的流動；從電荷的類型方面來說，有電子的流動和陰、陽離子的流動，其中的具體情況見圖。 電子從負極出發(fā) 流向正極，陰、陽離子：陽離子流向正極，陰離子流向負極離子不上岸（導(dǎo)線），電子不下水（溶液）要點四、原電池的電極判斷 要點詮釋：活潑金屬在原電池中不一定作負極。如MgAlNaOH溶液原電池，活潑性MgAl，但此原電池中Al作負極， 作正極。負極反應(yīng)： ，正極反應(yīng)： ，總反應(yīng)： 。判斷

6、一個原電池中的正負極，最根本的方法是：失e的一極是 極；得e的一極為 極。要點五、原電池電極反應(yīng)式的書寫 1、題目給定圖示裝置 2、題目給定總反應(yīng)式 分析化合價，確定電極反應(yīng)物與產(chǎn)物，按照負極發(fā)生 反應(yīng)，正極發(fā)生 反應(yīng)的原理，寫出正負電極的反應(yīng)物與產(chǎn)物。 在電極反應(yīng)式的左邊寫出得失電子數(shù)，并使左右兩邊 守恒。 根據(jù)質(zhì)量守恒定律配平電極反應(yīng)式。 3、幾個注意點 負極材料若不與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)，則負極失電子，空氣中的O2得電子發(fā)生還原反應(yīng)。 電極反應(yīng)式的書寫必須遵守離子方程式的書寫要求，如難溶物、難電離物、氣體、單質(zhì)、氧化物等均應(yīng)寫成化學(xué)式形式。注意電解質(zhì)溶液的成分對正負極反應(yīng)產(chǎn)物的影響。如負極

7、反應(yīng)生成的陽離子若與電解質(zhì)溶液的陰離子反應(yīng)，則電解質(zhì)溶液的陰離子應(yīng)寫入電極反應(yīng)式，例如Fe與Cu在NaOH溶液中形成原電池，負極反應(yīng)為 。要點六、原電池原理在化學(xué)中的應(yīng)用 1、設(shè)計原電池 從理論上講，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，都可以設(shè)計成原電池。 關(guān)鍵： 電解質(zhì)溶液：一般能與負極反應(yīng)?；蛘呷芙庠谌芤褐械奈镔|(zhì)(如O2)與負極反應(yīng)。 電極材料：一般較活潑的金屬作 極，較不活潑的金屬或非金屬作 極。 設(shè)計思路：設(shè)計思路實例以 自發(fā) 的氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2把氧化還原反應(yīng)分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個半反應(yīng)，從而確定電極反應(yīng)氧化反應(yīng)(負極)： ；還原反應(yīng)(正極)：

8、以兩極反應(yīng)原理為依據(jù)，確定電極材料及電解質(zhì)溶液負極材料： ；正極材料：石墨或鉑或比Cu不活潑的其他金屬；電解質(zhì)溶液： 溶液畫出示意圖 2、原電池工作原理的其他應(yīng)用制造電池金屬的腐蝕與防護判斷金屬的活潑性 加快反應(yīng)的速率 構(gòu)成原電池時反應(yīng)速率比直接接觸的反應(yīng)速率 。如實驗室制取H2時，用粗鋅與稀H2SO4反應(yīng)比用純鋅時的速率快?！镜湫屠}】類型一：原電池原理及簡單應(yīng)用 例1 有關(guān)原電池的下列說法中正確的是 ( ) A在外電路中電子由正極流向負極 B在原電池中，只有金屬鋅作負極 C原電池工作時，陽離子向正極方向移動D原電池工作時，陽離子向負極方向移動 【變式1】下列變化中屬于原電池反應(yīng)的是 ( )

9、（雙選） A在空氣中金屬鋁表面迅速氧化成保護層 B鍍鋅鐵表面有劃損時，仍然能阻止鐵被氧化 C紅熱的鐵絲與冷水接觸，表面形成藍黑色的保護層 D鋅與稀硫酸反應(yīng)時，加入少量的CuSO4溶液可使反應(yīng)加快 例2 如圖所示的原電池裝置中，X、Y為兩電極，電解質(zhì)溶液為稀硫酸，外電路中的電子流向如圖所示，則對此裝置的下列說法正確的是( ) A外電路的電流方向為：X外電路Y B若兩電極分別為Zn棒和碳棒，則X為碳棒，Y為Zn棒 C若兩電極都是金屬，則它們的活動性為XY DX極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，Y極上發(fā)生的是氧化反應(yīng) 【變式1】X、Y、Z、W四塊金屬分別用導(dǎo)線兩兩相連浸入稀硫酸中，組成原電池。X、Y相連時，X為

10、負極；Z、W相連時，電流方向是WZ；X、Z相連時，Z極上產(chǎn)生大量氣泡；W、Y相連時，W極發(fā)生氧化反應(yīng)。據(jù)此判斷四種金屬的活潑性順序是( ) AXZWY BZXYW CWXYZ DYWZX 類型二：原電池的設(shè)計 例3 利用反應(yīng)Zn+2Fe3+Zn2+2Fe2+設(shè)計一個原電池，在下邊方框內(nèi)畫出實驗裝置圖，并指出正極為_，電極反應(yīng)式為_；負極為_，電極反應(yīng)式為_。 實驗裝置圖如下： 或 【變式1】如圖所示裝置中，電流表A發(fā)生偏轉(zhuǎn)，a極逐漸變粗，同時b極逐漸變細，c為電解質(zhì)溶液，則a、b、c應(yīng)是下列各組中的( ) Aa是Zn、b是Cu、c為稀H2SO4 Ba是Cu、b是Zn、c為稀H2SO4 ca是F

11、e、b是Ag、c為AgNO3溶液 Da是Ag、b是Fe、c為AgNO3溶液 類型三：電極反應(yīng)式、電池反應(yīng)式的書寫 例4 依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag+ (aq)+Cu (s)Cu2+ (aq)+2Ag (s)設(shè)計的原電池如圖所示。 請回答下列問題： (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。3、 課后練習(xí)一、選擇題1下列各組成金屬和溶液，能組成原電池的是( ) （雙選）A. Cu、Cu、稀硫酸 B. Zn、Cu、稀硫酸 C. Cu、Zn、酒精 D. Zn、Cu、CuSO4溶液2.有

12、A、B、C、D四種金屬，將A與B用導(dǎo)線連接起來，浸入電解質(zhì)溶液中，B不易腐蝕。將A、D分別投入等物質(zhì)的量濃度的鹽酸中，D比A反應(yīng)劇烈。將銅浸入B的鹽溶液里，無明顯變化，如果把銅浸入C的鹽溶液里，有金屬C析出，據(jù)此判斷它們的活動性由強到弱的順序是（ ）ABCDA BDBCA CDCBA DDABC 3將鐵片和銀片用導(dǎo)線連接置于同一稀鹽酸溶液中，并經(jīng)過一段時間后，下列各敘述正確的是 （ ） A. 負極有Cl-逸出，正極有H+逸出 B. 負極附近Cl-的濃度減小C. 正極附近Cl-的濃度逐漸增大 D. 溶液中Cl-的濃度基本不變4以Mg片和Al片為電極，并用導(dǎo)線連接，同時插入NaOH溶液中，下列說法

13、正確的是 （ ） A.Mg片作負極，電極反應(yīng)：Mg2e-Mg2+B.Al片作負極，電極反應(yīng)：Al4OH-3eAlO22H2OC.電子從Mg電極沿導(dǎo)線流向Al電極 D.Al片上有氣泡產(chǎn)生5下列事實能說明Al的金屬活動性比Cu強的是 （ ）A、常溫下將鋁和銅用導(dǎo)線連接組成原電池放入到氫氧化鈉溶液中B、常溫下將鋁和銅用導(dǎo)線連接組成原電池放入到稀鹽酸溶液中C、與氯氣反應(yīng)時，鋁失去3個電子，而銅失去2個電子D、常溫下，鋁在濃硝酸中鈍化而銅不發(fā)生鈍化6關(guān)于如圖所示裝置的敘述，正確的是 （ ）A銅是陽極，銅片上有氣泡產(chǎn)生B銅片質(zhì)量逐漸減少C電流從鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片D銅離子在銅片表面被還原7有關(guān)如右圖所示原電

14、池的敘述，正確的是（鹽橋中裝有含瓊膠的KCl飽和溶液）（ ）A銅片上有氣泡逸出 B取出鹽橋后，電流計依然發(fā)生偏轉(zhuǎn)C反應(yīng)中，鹽橋中的K+會移向CuSO4溶液 D反應(yīng)前后銅片質(zhì)量不改變 8.現(xiàn)有一定條件下進行的反應(yīng)：Cu+2H2OCu(OH)2+H2，根據(jù)該反應(yīng)設(shè)計原電池的說法正確的是（ ）A可以銅為負極，碳為正極，氯化鈉為電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池B可以銅為正極，碳為負極，氯化鈉為電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池C可以銅為負極，碳為正極，稀硫酸為電解質(zhì)構(gòu)成原電池D該反應(yīng)不能構(gòu)成原電池9.將鋅片和銀片接觸放入相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液中，反應(yīng)一段時間后，溶液質(zhì)量減輕的是（ ） A氯化鋁 B硫酸銅 C硝酸銀 D稀硫酸

15、10如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心向燒杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是（ ） A鐵圈和銀圈左右搖擺不定 B鐵圈和銀圈保持平衡狀態(tài) C鐵圈向下傾斜，銀圈向上傾斜 D銀圈向下傾斜，鐵圈向上傾斜11.100 mL濃度為2 molL的鹽酸跟過量的鋅片反應(yīng)，為加快反應(yīng)速率，又不影響生成H2的總量，可采用的方法是（ ） A加入適量6 molL的鹽酸 B加入幾滴CuCl2溶液 C加入適量蒸餾水 D加入適量的NaCl溶液第二節(jié) 化學(xué)電源一、教材提煉2、 考點解讀知識點一、化學(xué)電池 1、定義 化學(xué)電池是將 能轉(zhuǎn)變成 能的裝置。 2、分類 3、化學(xué)電

16、池的優(yōu)點 化學(xué)電池的能量轉(zhuǎn)換效率較 ，供能 可靠。 可以制成 種形狀和大小、不同容量和電壓的電池及電池組。 使用方便，易于維護，并可在 種環(huán)境下工作。 4、判斷電池優(yōu)劣的主要標準 比能量：即單位質(zhì)量或單位體積所能輸出 的多少，單位(W·h)/k或(W·h)/L。 比功率：即單位質(zhì)量或單位體積所能輸出 的大小，單位W/kg或W/L。 電池的可儲存時間的長短。知識點二、常見的化學(xué)電池電池負極反應(yīng)正極反應(yīng)總反應(yīng)式一次電池普通干電池(Zn、MnO2、 、C) 2MnO2+2NH4+2e2NH3+Mn2O3+H2O2MnO2+2NH4+Zn2NH3+Mn2O3+H2O+Zn2+堿性鋅

17、錳電池(Zn、 、MnO2) 2MnO2+2H2O+2e2MnOOH+2OHZn+2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn(OH)2鋅銀電池(Zn、KOH、 ) Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag二次電池鉛蓄電池(Pb、 、PbO2) Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O氫鎳電池H2、OH、NiO(OH) 2NiO(OH)+2H2O+2e2Ni(OH)2+2OH2NiO(OH)+H22Ni(OH)2燃料電池氫氧燃料電池(H2、H+、O2) 2H2+O22H2O氫氧燃料電池(H2、Na2SO4、O2) 2H2+O22H2O氫氧燃料電池(H2、OH、O2) 2H2+O22H2

18、O知識點三、各種化學(xué)電池的特點名稱一次電池(干電池)二次電池(充電電池或蓄電池)燃料電池定義發(fā)生 反應(yīng)的物質(zhì)消耗到一定程度，就不能再使用放電后可以再 使發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)獲得再生一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池特點電解質(zhì)溶液制成 狀，不流動可以 次重復(fù)使用工作時，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給，在電極上不斷地進行反應(yīng)，生成物不斷地被排除，于是電池就連續(xù)不斷地提供電能舉例普通的鋅錳電池、堿性鋅錳電池 電池、氫鎳電池、鎘鎳電池 燃料電池、CH4燃料電池、CH3OH燃料電池知識點四、化學(xué)電池電極反應(yīng)式的書寫 1、根據(jù)裝置書寫電極反應(yīng)式 先分析題目給定的圖示裝置，確定原電池正

19、負極上的反應(yīng)物質(zhì)，并標出電子得失的數(shù)目。 電極反應(yīng)式的書寫 a負極：活潑 或 失去電子生成 離子；若電解質(zhì)溶液中的陰離子與生成的陽離子不共存，則該陰離子應(yīng)寫入負極反應(yīng)式。如鉛蓄電池，負極：Pb+SO422ePbSO4。 b正極： 離子得到電子生成 或 得到電子，若反應(yīng)物是O2，則有以下規(guī)律： 電解質(zhì)溶液是堿性或中性： 電解質(zhì)溶液是酸性； 正負電極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總反應(yīng)方程式。 2、給出總反應(yīng)式，寫電極反應(yīng)式 如果題目給定的是總反應(yīng)式，可分析此反應(yīng)中的氧化反應(yīng)或還原反應(yīng)(即分析有關(guān)元素的化合價變化情況)，選擇一個簡單的變化去寫電極反應(yīng)式，另一極的電極反應(yīng)式可直接寫或?qū)⒏鞣磻?yīng)式看作數(shù)學(xué)中的

20、代數(shù)式，用總反應(yīng)式減去已寫出的電極反應(yīng)式，即得結(jié)果。以2H2+O22H2O為例，當電解質(zhì)溶液為KOH溶液時的電極反應(yīng)式的書寫步驟如下。 根據(jù)總反應(yīng)方程式分析有關(guān)元素化合價的變化情況，確定2 mol H2失掉4 mol電子，初步確定負極反應(yīng)為：2H24e4H+。 根據(jù)電解質(zhì)溶液為堿性，與H+不能共存，反應(yīng)生成水，推出OH應(yīng)寫入負極反應(yīng)式為：2H2+4OH4e4H2O。 用總反應(yīng)式2H2+O22H2O減去負極反應(yīng)式得正極反應(yīng)式為：2H2O+O2+4e4OH。 3、可充電電池電極反應(yīng)式的書寫 在書寫可充電電池電極反應(yīng)式時，要明確電池和電極，放電為 ，充電為 。 原電池的負極與電解池的陽極發(fā)生 反應(yīng)，

21、對應(yīng)元素化合價升高；（負陽氧失） 原電池的正極與電解池的陰極發(fā)生 反應(yīng)，對應(yīng)元素化合價降低。（正陰還得） 要點詮釋：書寫燃料電池的電極反應(yīng)式時，首先要明確電解質(zhì)是酸、堿還是熔融鹽。在酸性電解質(zhì)溶液中電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)OH，堿性電解質(zhì)溶液中電極反應(yīng)式中不要出現(xiàn)H+，同時還要分清燃料是H2還是含碳燃料(CO、CH4、CH3OH、C2H5OH)，但無論是哪一種燃料在堿性條件下正極反應(yīng)式都是一樣的，即O2+4e+2H2O4OH。如果是含碳燃料，負極反應(yīng)式的書寫同CH4作負極時的書寫方法相同，只是需要配上不同的化學(xué)計量數(shù)。一般來說，燃料電池的總反應(yīng)式與燃料燃燒的反應(yīng)方程式相同，因此可以通過將兩極加和的

22、方法，判斷各極反應(yīng)方程式的書寫是否正確?！镜湫屠}】類型一：常見的化學(xué)電源 例1 下列說法中正確的是( ) A堿性鋅錳電池是二次電池 B鉛蓄電池是一次電池 C二次電池又叫蓄電池，它放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生 D燃料電池的活性物質(zhì)儲存在電池內(nèi) 例2 普通鋅錳干電池在放電時電池總反應(yīng)方程式可以表示為：Zn+2MnO2+2NH4+Zn2+Mn2O3+ 2NH3+H2O。此電池放電時，正極(碳棒)上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是( ) AMnO2和NH4+ BZn2+和NH4+ CZn D碳棒【變式1】生產(chǎn)鉛蓄電池時，在兩極板上的鉛銻合金上均勻涂上膏狀的PbSO4，干燥后再安裝，充電后即可使用，發(fā)生的反應(yīng)是

23、：2PbSO4+2H2OPbO2+Pb+2H2SO4下列對鉛蓄電池的說法中錯誤的是( ) A需要定期補充硫酸 B工作時Pb是負極，PbO2是正極 c工作時負極上發(fā)生的反應(yīng)是Pb2e+SO42PbSO4 D工作時電解質(zhì)溶液的密度減小 例3 電池是人類生產(chǎn)和生活的重要能量來源，各式各樣電池的發(fā)明是化學(xué)對人類的一項重大貢獻。下列有關(guān)電池的敘述中正確的是( ) A鋅錳干電池工作一段時間后碳棒變細 B氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?C氫氧燃料電池工作時氫氣在負極被氧化 D太陽能電池的主要材料是高純度的二氧化硅 類型二：電極方程式的書寫例4 天津是我國研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的重要基地。鋰離子電池正極材料

24、是含鋰的二氧化鈷(LiCoO2)，充電時LiCoO2中Li被還原，并以原子形式嵌入電池負極材料碳(C6)中，以LiC6表示。電池反應(yīng)為LiCoO2+C6CoO2+LiC6。則下列說法正確的是( ) A放電時，電池的正極反應(yīng)為LiC6eLi+C6 B放電時，電池的正極反應(yīng)為CoO2+Li+eLiCoO2 C羧酸、醇等含活潑氫的有機物可用作鋰離子電池的電解質(zhì) D鋰離子電池的比能量(單位質(zhì)量釋放的能量)低 【變式1】某可充電的鋰離子電池以LiMn2O4為正極，嵌入鋰的碳材料為負極，含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。放電時的電池反應(yīng)為：Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4。下列說法正確的是 （ ）A放電時，

25、LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng) B放電時，正極反應(yīng)為：Li+LiMn2O4+e=Li2Mn2O4 C充電時，LiMn2O4發(fā)生氧化反應(yīng) D充電時，陽極反應(yīng)為：Li+e-=Li 【變式2】把一小塊鎂鋁合金放入6 mol/L的NaOH溶液中，可形成微型原電池。則該電池負極上發(fā)生的電極反應(yīng)為( )A Mg2eMg2+ BAl+4OH3eAlO2+2H2OC4OH4e2H2O+O2 D2H2O+2e2OH+H2例5.甲烷燃料電池是一種新型高效的電池，它采用鉑為電極材料，兩極上分別通入CH4和O2進行反應(yīng)，KOH溶液作為電解質(zhì)。你認為選擇KOH溶液作為電解質(zhì)的原因是什么？請寫出總反應(yīng)的離子方程式和正、負極反

26、應(yīng)式。原因： 甲烷燃燒生成CO2,KOH溶液可以吸收CO2,避免爆炸。負極反應(yīng)式： ；正極反應(yīng)式： ；總反應(yīng)離子反應(yīng)方程式： ； 總反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)方程式： 。書寫負極方程式電子計算方法：C 4 H 1 O -2 N不管【變式1】、甲醇燃料電池（DMFC）可用于生命探測儀，該燃料電池以甲醇為燃料，氧氣為氧化劑，電解質(zhì)可以是質(zhì)子交換膜（可傳導(dǎo)氫離子），甲醇和氧氣分別在多孔金屬電極上發(fā)生反應(yīng)，從而將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，如圖所示，（1）請寫出正、負極反應(yīng)式。負極反應(yīng)式： ；正極反應(yīng)式： ；（2）如果電解質(zhì)換成NaOH溶液，請寫出請寫出正、負極反應(yīng)式。負極反應(yīng)式： ；正極反應(yīng)式： ；【變式2】肼（N2H

27、4）一空氣燃料電池是一種環(huán)保型堿性燃料電池，其電解質(zhì)是20%-30%的KOH溶液，產(chǎn)物是N2和H2O，請寫出總反應(yīng)的離子方程式和正、負極反應(yīng)式。負極反應(yīng)式： ；正極反應(yīng)式： ； 總反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)方程式： 。3、 課后練習(xí)1.隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高,廢電池必須進行集中處理的問題被提到議事日程,其首要原因是( )A.利用電池外殼的金屬材料 B.不使電池中滲漏的電解液腐蝕其他物品C.回收其中石墨電極 D.防止電池中汞、鎘和鉛等重金屬離子對土壤和水源的污染2. 在鉛蓄電池放電時,溶液的pH將( )A.不變 B.升高 C.降低 D.無法確定3.紐扣電池可用于計算器、電子表等的電源。有一種紐扣電池,其電

28、極分別為Zn和Ag2O,以KOH溶液為電解質(zhì)溶液,電池的總反應(yīng)為Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2。關(guān)于該電池的敘述不正確的是( )A.使用時電子由Zn極經(jīng)外電路流向Ag2O極,Zn是負極B.使用時電子由Ag2O極經(jīng)外電路流向Zn極,Ag2O是負極C.正極的電極反應(yīng)為Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-D.Zn極發(fā)生氧化反應(yīng),Ag2O極發(fā)生還原反應(yīng)4.(雙選) 燃料電池是一種新型電池，它主要是利用燃料在燃燒過程中把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。氫氧燃料電池的基本反應(yīng)是：X極： O22H2O4e4OH；Y極：2H24OH-4e4H2O下列判斷正確的是 （ ）AX是正極 B負極材料是氫氣C電

29、解液可能是硫酸 DY極發(fā)生氧化反應(yīng)，故是負極5下列有關(guān)電池的說法不正確的是（ ） A手機上用的鋰離子電池屬于二次電池 B銅鋅原電池工作時，電子沿外電路從銅電極流向鋅電極C甲醇燃料電池可把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能D鋅錳干電池中，鋅電極是負極6.有關(guān)下圖裝置中的敘述正確的是（ ）ANaOH溶液的堿性逐漸減弱B這是一個原電池裝置，利用該裝置可長時間的觀察到 Fe(OH)2 沉淀的顏色CPt為正極，其電極反應(yīng)為：O22H2O 4e4OHDFe為負極，其電極反應(yīng)為：Fe3e3OHFe(OH)37.利用生活中常見的材料可以進行很多科學(xué)實驗,甚至制作出一些有實際應(yīng)用價值的裝置來,下圖就是一個用廢舊材料制作的可用于驅(qū)

30、動玩具的電池的示意圖。該電池工作時,有關(guān)說法正確的是( )A.鋁罐將逐漸被腐蝕B.石墨顆粒和炭棒上發(fā)生的反應(yīng)為:O2+4e-2O2-C.炭棒應(yīng)與玩具電機的負極相連D.該電池工作一段時間后炭棒和石墨顆粒的質(zhì)量會減輕8.實驗室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取氯氣（2NaCl+2H2O 2NaOH +H2+Cl2），已知鉛蓄電池放電時發(fā)生如下反應(yīng)：負極 Pb-2e-+SO42-PbSO4 ；正極 PbO2+4H+SO42-+2e-PbSO4+2H2O今若制得Cl2 0.050摩，這時電池內(nèi)消耗的H2SO4的物質(zhì)的量至少是（ ）A.0.025 mol B.0.050 m

31、ol C.0.10 mol D.0.20 mol9. 甲醇燃料電池工作原理如圖，下列說法不正確的是（ ）A鹽橋中的K+向負極移動B負極電極反應(yīng)方程式為：CH3OH-6e-+8OH-CO32-+6H2OC每消耗1mol甲醇，需消耗33.6L標況下的氧氣D正極燒杯中溶液pH增大10.熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽 混合物作電解質(zhì)，CO為陽極燃氣，空氣與CO2的混合氣體為陰極助燃氣，制得在650下工作的燃料電池， 負極反應(yīng)式：2CO+2CO32-4e- = 4CO2，正極反應(yīng)式： ， 電池總反應(yīng)式： 。11.ZnMnO2干電池應(yīng)用廣泛,其電解質(zhì)溶

32、液是ZnCl2、NH4Cl混合溶液。(1)該電池的負極材料是 ，負極反應(yīng)式是 。 (2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2+,會加速某電極的腐蝕,其主要原因是 ， 。欲除去Cu2+,最好選用下列試劑中的 (填代號)。 a.NaOH b.Zn c.Fe d.NH3·H2O12.市場出售的“熱敷袋”，其主要成分是鐵屑、炭粉、木屑與少量氯化鈉、水等它在使用之前需用塑料袋與空氣隔絕使用時開啟塑料袋的小氣孔，輕輕揉搓就會放出熱量來當使用完后還會發(fā)現(xiàn)有鐵銹生成，依上述現(xiàn)象完成下列問題：（1）“熱敷袋”放出熱量時鐵發(fā)生了 反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）。（2）炭粉的主

33、要作用是： ；加入氯化鈉的作用： 。（3）試用有關(guān)電極反應(yīng)和化學(xué)方程式來表示上述變化過程：負極反應(yīng)式： ； 正極反應(yīng)式： 。化學(xué)方程式： , , 。13.一種甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑，在稀硫酸電解液中直接加入純化后的甲醇，同時向另一個電極通入空氣?；卮鹣铝袉栴}： （1）此電池放電時發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是 。（2）此電池的正極發(fā)生的電極反應(yīng)是_ ；負極發(fā)生的電極反應(yīng)是 。 （3）電解液中的H+向_ _極移動；向外電路釋放電子的電極是_ _。 （4）比起直接燃燒燃料產(chǎn)生電力，使用燃料電池有許多優(yōu)點，其中主要有兩點：首先是燃料電池能量轉(zhuǎn)化效率高，其次是 _。 第三節(jié) 電解池一教材提煉2

34、考點解讀要點一、電解原理 1定義：使電流通過 溶液（或 的電解質(zhì)）而在陰、陽兩極引起 反應(yīng)的過程叫電解。 2裝置特點： 能轉(zhuǎn)化為 能。 3形成條件：（1）與電源兩個電極相連；（2）電解質(zhì)溶液（或熔融的電解質(zhì)）；（3）形成閉合回路。 4陰陽極的判斷及反應(yīng)原理電極連接正正負負，離子流向：陰陽相吸要點二、電解反應(yīng)類型（標出電子流向） 1只有電解質(zhì)參加的反應(yīng)（電解CuCl2溶液） 陽極： （ 反應(yīng)） 陰極： （ 反應(yīng)）總反應(yīng)： 2只有水參加的反應(yīng)（電解稀硫酸）陽極： 陰極： 總反應(yīng)： 3水和電解質(zhì)均參加的反應(yīng)（電解飽和食鹽水）陽極： 陰極： 總反應(yīng)： 4電極參加的反應(yīng)陽極反應(yīng)： 陰極反應(yīng)： 總反應(yīng)：

35、要點三、電解時電極反應(yīng)式的書寫1看電極。主要是看陽極是何類型的電極，若為活性電極，電極本身被氧化發(fā)生氧化反應(yīng)。陰極一般不參與電極反應(yīng)。2看離子。 搞清電解質(zhì)溶液中存在哪些陰離子、陽離子，根據(jù)放電順序書寫電極反應(yīng)式。3水溶液中始終有H+和OH，放電順序中H+、OH之后的離子一般不參與電極反應(yīng)。 例如：電解CuSO4（aq）的電極反應(yīng)分析： 如圖所示：（1）看電極。石墨作陽極，F(xiàn)e作陰極，所以兩電極都不反應(yīng)。 （2）看離子。 陽離子放電順序：Cu2+H+，故 陰離子放電順序：OHSO42，故 總方程式為： 或2CuSO4+2H2OCu+O2+2H2SO4【典型例題】類型一、電化學(xué)中電極及電極反應(yīng)的

36、判斷例1 蓄電池在放電時起原電池的作用，在充電時起電解池的作用。下面是愛迪生蓄電池分別在充電和放電時發(fā)生的反應(yīng)：下列有關(guān)愛迪生蓄電池的推斷錯誤的是：（雙選）（ ）A放電時，F(xiàn)e是負極，NiO2是正極B蓄電池的電極可以浸入某中酸性電解質(zhì)溶液中C充電時，陰極上的電極反應(yīng)為：Fe(OH)2+2e=Fe+2OHD放電時，電解質(zhì)溶液中的陰離子向正極方向移動【變式1】右圖為直流電源電解稀Na2SO4水溶液的裝置，通電后在石墨電極a和b附近分別滴加石蕊溶液，下列實驗現(xiàn)象正確的是( ) A逸出氣體的體積：a電極的小于b電極的B電極逸出無味氣體，另一電極逸出刺激性氣味氣體Ca電極附近呈紅色，b電極附近

37、呈藍色Da電極附近呈藍色，b電極附近呈紅色【變式2】如下圖裝置，A、B中電極為多孔的惰性電極；C、D為夾在濕的Na2SO4濾紙條上的鉑夾；電源有a、b兩極。若在A、B中充滿KOH溶液后倒立于KOH溶液的水槽中。切斷K1，閉合K2、K3通直流電，則： （1）標出電源的正、負極，a為負極，b為 極。 （2）在濕的Na2SO4濾紙條中心的KMnO4液滴，有什么現(xiàn)象： 。 （3）寫出電極反應(yīng)式：A中 ，B中 。 （4）若電解一段時間，A、B中均有氣體包圍電極。此時切斷K2、K3，閉合K1，則電流表的指針是否移動(填是或否)_。 理由是_ 。類型二、電解原理 例2 右圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中c

38、、d為石墨電極，則下列有關(guān)判斷正確的是（ ）。 Aa為負極，b為正極 Ba為陽極，b為陰極 C電解過程中，d電極質(zhì)量增加 D電解過程中，氯離子濃度不變 【變式1】在原電池和電解池的電極上所發(fā)生的反應(yīng)，同屬氧化反應(yīng)或同屬還原反應(yīng)的是（ ）。 A原電池的正極和電解池的陽極所發(fā)生的反應(yīng) B原電池的正極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng) C原電池的負極和電解池的陽極所發(fā)生的反應(yīng) D原電池的負極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)【變式2】下圖中能驗證氯化鈉溶液電解產(chǎn)物的裝置是 （ ）【變式3】如圖電解池中裝有硫酸銅溶液，選用不同材料的電極進行電解。下列敘述中正確的是（ ）電極材料通電后的變化陽極陰極A石墨石墨陰極質(zhì)量增

39、加，溶液的pH 增大B銅銅陽極質(zhì)量減小，陰極質(zhì)量增加C鐵鐵兩極的質(zhì)量不發(fā)生變化D鉑鐵陰極質(zhì)量增加，溶液的pH 不變要點四、電解時電極產(chǎn)物的判斷 1陽極產(chǎn)物的判斷。 首先看電極，如果是活性電極（除Au、Pt、石墨以外的材料作電極），則電極材料失電子，電極被溶解，溶液中的陰離子不能失電子。如果是惰性電極（Pt、Au、石墨），則要再看溶液中陰離子的失電子能力，此時根據(jù)陰離子放電順序加以判斷。陰離子放電順序：S2IBrClOH含氧酸根（SO42、NO3等）。 2陰極產(chǎn)物的判斷。直接根據(jù)陽離子放電順序進行判斷，陽離子放電順序：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+（H+濃度較大時）Pb2+Sn2+Fe2+Z

40、n2+H+（H+濃度較小時）Al3+Mg2+。 要點詮釋：（1）離子的放電順序主要取決于離子的本性，但還與其他的因素有關(guān)（如離子的濃度、溶液的酸堿性等），如在電鍍條件下Fe2+、Zn2+的放電順序在H+之前。 （2）陽離子的放電順序基本上與金屬活動性順序相反，即越活潑的金屬，其陽離子越難結(jié)合電子，但需注意：Fe3+氧化性較強，排在Cu2+之前。（易得難失）要點五、酸、堿、鹽溶液電解規(guī)律類型電極反應(yīng)特點實例電解對象電解質(zhì)濃度pH電解質(zhì)溶液復(fù)原電解水型陰： 陽： NaOH H2SO4 Na2SO4 電解電解質(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分別在兩極放電HCl CuCl2 放H2生堿型陰極：H2O放H2

41、生堿陽極：電解質(zhì)陰離子放電NaCl 放O2生酸型陰極：電解質(zhì)陽離子放電陽極：H2O放O2生酸CuSO4 要點詮釋：（1）用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時，首先要全面分析電解質(zhì)溶液的組成找全離子并分為陰、陽離子兩組，然后排出陰、陽離子的放電順序，寫出兩極上的電極反應(yīng)式，根據(jù)兩極的電極反應(yīng)式寫出反應(yīng)的總方程式。 （2）若陰極為H+放電，則陰極區(qū)c (OH)增大；若陽極為OH放電，則陽極區(qū)c (H+)增大；若陰、陽極同時有H+、OH放電，相當于電解水，電解質(zhì)溶液濃度增大。 （3）用惰性電極電解時，若使電解后的溶液恢復(fù)原狀態(tài)，應(yīng)遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原則，一般加入陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物的化合物，例

42、如電解CuSO4溶液，發(fā)生反應(yīng)2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4，若使溶液恢復(fù)原狀態(tài)，可向溶液中加入 ，若加入Cu(OH)2（可拆寫成CuO·H2O）會使溶液中水量增多，CuSO4溶液被稀釋，其他如電解NaOH溶液加H2O，電解食鹽水通入HCl氣體等。要點六、電化學(xué)計算的基本方法 原電池和電解池的計算包括兩極產(chǎn)物的定量計算、溶液pH的計算、相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)測定的計算、根據(jù)電量求產(chǎn)物的量與根據(jù)產(chǎn)物的量求電量等的計算。不論哪類計算，均可概括為下列三種方法： 1根據(jù)電子守恒法計算：用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等（或陰、