高三第一輪復(fù)習(xí)第六章電化學(xué)

1、 專(zhuān)注中高考理科電化學(xué)知識(shí)梳理：一、原電池原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置1.原電池原理、原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置、形成條件：活動(dòng)性不同的兩電極（連接）；電解質(zhì)溶液（插入其中并與電極自發(fā)反應(yīng)）；電極形成閉合電路能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)、電極名稱(chēng)：負(fù)極：較活潑的金屬（電子流出的一極）正極：較不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬（電子流入的一極）、電極反應(yīng)：負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬失電子正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽(yáng)離子得電子或氧氣得電子（吸氧腐蝕）、電子流向：由負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極鋅-銅電池，負(fù)極-Zn，正極-Cu。負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+，電解質(zhì)溶液稀硫酸。正極：2H+2e-=H2總反應(yīng)：2H+Zn

2、=H2+Zn2+注意：如果在銅鋅的導(dǎo)線中加一個(gè)電流計(jì)，電流計(jì)指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。隨時(shí)間的延續(xù)，電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角度逐漸減小。鹽橋的作用：鹽橋起到了使整個(gè)裝置構(gòu)成通路的作用例如:銅鋅原電池中用到了鹽橋現(xiàn)象:、檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明有電流通過(guò)。反應(yīng)一段時(shí)間后，稱(chēng)重表明，Zn棒減輕，Cu棒增重。、取出鹽橋，檢流計(jì)指針歸零，重新放入鹽橋，指針又發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明鹽橋起到了使整個(gè)裝置構(gòu)成通路的作用。鹽橋是裝有飽和KCl瓊脂溶膠的U形管，溶液不致流出來(lái)，但離子則可以在其中自由移動(dòng)。 原電池的本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)2.化學(xué)電源化學(xué)電源又稱(chēng)電池，是一種能將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置，它通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，消耗某種化學(xué)物質(zhì)，輸出電

3、能。它包括一次電池、二次電池和燃料電池等幾大類(lèi)。判斷一種電池的優(yōu)劣或是否符合某種需要，主要看這種電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少（比能量，單位是（W·h）/kg, （W·h）/L）,或者輸出功率的大?。ū裙β?，W/kg,W/L）以及電池的可儲(chǔ)存時(shí)間的長(zhǎng)短。除特殊情況外，質(zhì)量輕、體積小而輸出點(diǎn)能多、功率大、可儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)的電池，更適合使用者的需要。（1）一次電池 一次電池的活性物質(zhì)（發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)）消耗到一定程度，就不能使用了。一次電池中電解質(zhì)溶液制成膠狀，不流動(dòng)，也叫干電池。常用的有普通的鋅錳干電池、堿性鋅錳電池、鋅汞電池、鎂錳干電池等。例如；堿性鋅錳干電池負(fù)

4、極： Zn 2OH2eZn（OH）2正極：2MnO2 2H2O 2e2MnO(OH) 2OH總反應(yīng)：Zn 2MnO2 2H2O2MnO(OH) Zn（OH）2銀一鋅電池 電子手表、液晶顯示的計(jì)算器或一個(gè)小型的助聽(tīng)器等所需電流是微安或毫安級(jí)的，它們所用的電池體積很小，有“紐扣”電池之稱(chēng)。它們的電極材料是Ag2O和Zn，所以叫銀一鋅電池。電極反應(yīng)和電池反應(yīng)是： 負(fù)極： Zn2OH2eZn(OH)2正極：Ag2OH2O2e2Ag2OH 總反應(yīng)： ZnAg2OH2OZn(OH)22Ag 利用上述化學(xué)反應(yīng)也可以制作大電流的電池，它具有質(zhì)量輕、體積小等優(yōu)點(diǎn)。這類(lèi)電池已用于宇航、火箭、潛艇等方面。鋰二氧化錳

5、非水電解質(zhì)電池 以鋰為負(fù)極的非水電解質(zhì)電池有幾十種，其中性能最好、最有發(fā)展前途的是鋰一二氧化錳非水電解質(zhì)電池，這種電池以片狀金屬及為負(fù)極，電解活性MnO2作正極，高氯酸及溶于碳酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有機(jī)溶劑作為電解質(zhì)溶液，以聚丙烯為隔膜，電極反應(yīng)為： 負(fù)極反應(yīng)：LiLie 正極反應(yīng)：MnO2LieLiMnO2 總反應(yīng)：LiMnO2LiMnO2 該種電池的電動(dòng)勢(shì)為2.69V，重量輕、體積小、電壓高、比能量大，充電1000次后仍能維持其能力的90，貯存性能好，已廣泛用于電子計(jì)算機(jī)、手機(jī)、無(wú)線電設(shè)備等。 （2）二次電池二次電池又稱(chēng)充電電池或蓄電池，放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生。這類(lèi)電池可

6、以多次重復(fù)使用。鉛蓄電池是最常見(jiàn)的二次電池，它由兩組柵狀極板交替排列而成，正極板上覆蓋有PbO2，負(fù)極板上覆蓋有Pb，電介質(zhì)是H2SO4 .鉛蓄電池放電的電極反應(yīng)如下：負(fù)極：Pb（s）SO42（aq）2ePbSO4（s）（氧化反應(yīng)）正極：PbO2（s）SO42（aq）十4H（aq）2ePbSO4（s）2H2O (l)（還原反應(yīng)）總反應(yīng)：Pb（s）PbO2（s）2H2SO4（aq）2PbSO4（s）十2H2O (l)鉛蓄電池充電的反應(yīng)是上述反應(yīng)的逆過(guò)程：陰極：PbSO4（s）2ePb（s）SO42（aq）（還原反應(yīng)）陽(yáng)極：PbSO4（s）2H2O (l) 2ePbO2（s）SO42（aq）十4H

7、（aq）（氧化反應(yīng)）總反應(yīng)：2PbSO4（s）十2H2O (l) Pb（s）PbO2（s）2H2SO4（aq）可以把上述反應(yīng)寫(xiě)成一個(gè)可逆反應(yīng)方程式：Pb（s）PbO2（s）2H2SO4（aq）2PbSO4（s）十2H2O (l)（3）燃料電池燃料電池是一種連續(xù)的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。燃料電池的電極本身不包含活性物質(zhì)，只是一個(gè)催化轉(zhuǎn)化元件。它工作時(shí)，燃料和氧化劑連續(xù)的由外部供給，在電極上不斷的進(jìn)行反應(yīng)，生成物不斷地被排除，于是電池就連續(xù)不斷的提供電能。氫氧燃料電池以氫氣為燃料，氧氣為氧化劑，鉑做電極，使用酸性電解質(zhì)。它的的工作原理：負(fù)極：2H2 4e 4H正極：O2十4

8、H（aq）4e2H2O總反應(yīng)：2H2十O22H2O以堿性氫氧燃料電池為例，它的燃料極常用多孔性金屬鎳，用它來(lái)吸附氫氣。空氣極常用多孔性金屬銀，用它吸附空氣。電解質(zhì)則由浸有KOH溶液的多孔性塑料制成，其電極反應(yīng)為： 負(fù)極反應(yīng)：2H24OH4H2O4e 正極反應(yīng)：O22H2O4e 4OH 總反應(yīng)：2H2O22H2O 除氫氣以外，烴、肼、甲醇、氨等液體或氣體，均可作燃料電池的燃料；除純氧外，空氣中的氧氣也可以做氧化劑。(3)甲烷燃料電池（KOH做電解質(zhì)）用金屬鉑片插入KOH溶液作電極，又在兩極上分別通甲烷(燃料)和氧氣(氧化劑)。電極反應(yīng)式為：負(fù)極：CH410OH8e- CO32-7H2O；正極：4

9、H2O2O28e- 8OH-。電池總反應(yīng)式為：CH42O22KOHK2CO33H2O知識(shí)拓展：海洋電池 1991年，我國(guó)首創(chuàng)以鋁空氣海水為能源的新型電池，稱(chēng)之為海洋電池。它是一種無(wú)污染、長(zhǎng)效、穩(wěn)定可靠的電源。海洋電池徹底改變了以往海上航標(biāo)燈兩種供電方式：一是一次性電池，如鋅錳電池、鋅銀電池、鋅空（氣）電池等。這些電池體積大，電能低，價(jià)格高。二是先充電后給電的二次性電源，如鉛蓄電池，鎳鎘電池等。這種電池要定期充電，工作量大，費(fèi)用高。 海洋電池，是以鋁合金為電池負(fù)極，金屬（Pt、Fe）網(wǎng)為正極，用取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液，它靠海水中的溶解氧與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電能的。我們知道，海水中只含有0.5%的溶解

10、氧，為獲得這部分氧，科學(xué)家把正極制成仿魚(yú)鰓的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以增大表面積，吸收海水中的微量溶解氧。這些氧在海水電解液作用下與鋁反應(yīng)，源源不斷地產(chǎn)生電能。兩極反應(yīng)為： 負(fù)極：（Al）：4Al12e4Al3 正極：（Pt或Fe等）：3O26H2O十12e12OH 總反應(yīng)式：4Al3O2十6H2O4Al(OH)3 海洋電池本身不含電解質(zhì)溶液和正極活性物質(zhì)，不放入海洋時(shí)，鋁電極就不會(huì)在空氣中被氧化，可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存。用時(shí)，把電池放入海水中，便可供電，其能量比干電池高2050倍。 電池設(shè)計(jì)使用周期可長(zhǎng)達(dá)一年以上，避免經(jīng)常交換電池的麻煩。即使更換，也只是換一塊鋁板，鋁板的大小，可根據(jù)實(shí)際需要而定。 海洋電池沒(méi)有怕壓

11、部件，在海洋下任何深度都可以正常了作。海洋電池，以海水為電解質(zhì)溶液，不存在污染，是海洋用電設(shè)施的能源新秀。 3.電極方程式的書(shū)寫(xiě)一般電極方程式的書(shū)寫(xiě)：列物質(zhì)，標(biāo)得失：按照負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，判斷出電極反應(yīng)的產(chǎn)物，找出得失電子的數(shù)量；看環(huán)境，配守恒：點(diǎn)擊產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中，應(yīng)能穩(wěn)定存在，如堿性介質(zhì)中生成的H+應(yīng)讓其結(jié)合OH生成水。電解反應(yīng)式要遵守電荷守恒、質(zhì)量守恒和得失電子守恒等，并配平；兩式加，驗(yàn)總式：兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)式對(duì)照檢驗(yàn)。對(duì)于某些復(fù)雜的電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，則可采用總的反應(yīng)式減去較為簡(jiǎn)單的電極反應(yīng)式例題精講1確定金屬活動(dòng)性順序例1（1993年上海高考化學(xué)題）

12、有A、B、C、D四種金屬，將A與B用導(dǎo)線聯(lián)結(jié)起來(lái)，浸入電解質(zhì)溶液中，B不易被腐蝕；將A、D分別投入到等濃度的鹽酸中，D比A反應(yīng)劇烈；將銅浸入B的鹽溶液中無(wú)明顯變化；將銅浸入C的鹽溶液中，有金屬C析出。據(jù)此可推知它們的金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?（ ）ADCAB BDABC CDBAC DBADC2比較反應(yīng)速率例2（2000年北京春季高考化學(xué)題）100mL濃度為2 mol·L-1的鹽酸跟過(guò)量的鋅片反應(yīng)，為加快反應(yīng)速率，又不影響生成氫氣的總量，可采用的方法是 （ ）A加入適量的6mol·L-1的鹽酸 B加入數(shù)滴氯化銅溶液 C加入適量蒸餾水D加入適量的氯化鈉溶液 3書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式

13、、總反應(yīng)式例3（2000年全國(guó)高考理綜題）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(yáng)極燃?xì)猓諝馀cCO2的混合氣體為陰極助燃?xì)?，制得?50下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：陽(yáng)極反應(yīng)式：2CO+2CO32-4e-= 4CO2陰極反應(yīng)式：_，電池總反應(yīng)式：_。電池總反應(yīng)式為：2CO+O2=2CO2。用總反應(yīng)式減去電池負(fù)極（即題目指的陽(yáng)極）反應(yīng)式，就可得到電池正極（即題目指的陰極）反應(yīng)式：O2+2CO2+4e-= 2CO32- 4分析電極反應(yīng)例4（1999年全國(guó)高考化學(xué)題）氫鎳電池是近年開(kāi)發(fā)出來(lái)的可充電電池，它可以取代會(huì)產(chǎn)生

14、污染的銅鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是：(1/2)H2+NiO(OH) Ni(OH)2根據(jù)此反應(yīng)式判斷下列敘述中正確的是（ ）A電池放電時(shí)，電池負(fù)極周?chē)芤旱膒H不斷增大 B電池放電時(shí)，鎳元素被氧化C電池充電時(shí)，氫元素被還原 D電池放電時(shí)，H2是負(fù)極例5（2000年全國(guó)高考理綜題）鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí),負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)（ ）A2H+2e-=H2 B2H2O+O2+4e-= 4OH- CFe-2e-=Fe2+ D4OH-+4e-=2H2O+O25判斷原電池的電極例6（2001年廣東高考化學(xué)題）鎳鎘（Ni-Cd）可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，它的充放電反應(yīng)按下式進(jìn)行：由此可知，該電池放電時(shí)的負(fù)極材

15、料是（ ）ACd(OH)2 BNi(OH)2 CCd DNiO(OH)例7（2001年上海高考化學(xué)題）銅片和鋅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，鋅片是（ ）A陰極 B正極 C陽(yáng)極 D負(fù)極6原電池原理的綜合應(yīng)用例8（2004年天津高考理綜題）下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是 ( )Aa電極是負(fù)極Bb電極的電極反應(yīng)為：4OH-4e-= 2H2O+O2C氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源D氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置例9（2004年江蘇高考化學(xué)題）堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶

16、液為電解液，電池總反應(yīng)式為： Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l) = Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ） A電池工作時(shí)，鋅失去電子 B電池正極的電極反應(yīng)式為：2MnO2(s)+H2O(1)+2e- = Mn2O3(s)+2OH-(aq) C電池工作時(shí)，電子由正極通過(guò)外電路流向負(fù)極 D外電路中每通過(guò)O.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g二、電解池1.電解原理電解、使電流流過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程叫電解。、形成條件：直流電源；電解液；電極形成閉合電路、電極名稱(chēng)：陰極：與直流電源負(fù)極相連陽(yáng)極：與直流電源正極相連、電極反應(yīng)：陰極：還原反應(yīng)

17、，陽(yáng)離子得電子正極：氧化反應(yīng)，陰離子失電子或電極失電子、電子流向：外電路由負(fù)極沿導(dǎo)線流向正極電解液中電流從正極到負(fù)極，或陰離子相陽(yáng)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)電解池與原電池的聯(lián)系與區(qū)別 原電池電解池電極正極、負(fù)極陰極、陽(yáng)極電極確定由電極材料本身的相對(duì)活潑性決定，較活潑的是負(fù)極，較不活潑的是正極由外接直流電源的正、負(fù)極決定，與負(fù)極相連的是陰極，與正極相連的是陽(yáng)極電極反應(yīng)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)正極發(fā)生還原反應(yīng)陰極發(fā)生還原反應(yīng)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)電子流向電子由負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流入正極電子從電源負(fù)極流入陰極再由陽(yáng)極流回電源正極能量轉(zhuǎn)變化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娊怆娔苻D(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能反應(yīng)自發(fā)性能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)反應(yīng)一般不能夠自發(fā)進(jìn)行

18、，需電解條件舉例Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4CuCl2 Cu+Cl2裝置特點(diǎn)無(wú)外接直流電源有外接直流電源相似之處均能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，且同一裝置中兩個(gè)電極在反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子總數(shù)相等。（3）電解CuCl2溶液電極材料陰極可用惰性電極，甚至較活潑的金屬，但陽(yáng)極需使用惰性電極，否則會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)而溶解。惰性電極一般指金、鉑、石墨電極，銀、銅等均是活性電極。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：通電后，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，陰極石墨棒上析出一層紅色固體，陽(yáng)極表面有氣泡放出，可聞到刺激性氣味。淀粉碘化鉀試紙的作用：檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物是否為Cl2。使用時(shí)應(yīng)先潤(rùn)濕并纏于玻棒端或用鑷子夾持，作用時(shí)間不宜太久，否則變藍(lán)后會(huì)被Cl2漂白。（

19、4）電解的應(yīng)用I電解飽和食鹽水反應(yīng)原理1電解飽和食鹽水飽和食鹽水成分：溶液存在Na+、Cl、H+、OH四種離子。電極反應(yīng)式：陰極：2H+2e=H2（還原反應(yīng)）； 陽(yáng)極：2Cl2e=Cl2（氧化反應(yīng)）。該電解反應(yīng)屬于放氫生堿型，電解質(zhì)與水均參與電解反應(yīng)，類(lèi)似的還有K2S、MgBr2等。II、銅的電解精煉 1原理：電解時(shí)，用粗銅板作陽(yáng)極，與直流電源的正極相連；用純銅板作陰極，與電源的負(fù)極相連，用CuSO4溶液（加入一定量的硫酸）作電解液。 CuSO4溶液中主要有Cu2+、SO42- 、H+、OH，通電后H+和Cu2+移向陰極，并在陰極發(fā)生Cu2+2e=Cu，OH和SO42-移向陽(yáng)極，但陽(yáng)極因?yàn)槭腔?/p>

20、性電極故而陰離子并不放電，主要為陽(yáng)極（活潑及較活潑金屬）發(fā)生氧化反應(yīng)而溶解，陽(yáng)極反應(yīng)：Cu2e=Cu2+。 電解過(guò)程中，比銅活潑的Zn、Fe、Ni等金屬雜質(zhì)，在銅溶解的同時(shí)也會(huì)失電子形成金屬陽(yáng)離子而溶解，此時(shí)陰極仍發(fā)生Cu2+2e=Cu，這會(huì)導(dǎo)致電解液濃度不發(fā)生變化；Ag、Au不如Cu易失電子，Cu溶解時(shí)它們以陽(yáng)極泥沉積下來(lái)可供提煉Au、Ag等貴金屬。 該過(guò)程實(shí)現(xiàn)了提純銅的目的。 離子在電極上得失電子的能力與離子的性質(zhì)、溶液的濃度、電流的大小、電極的材料等都有關(guān)系。2電極反應(yīng)中得失電子的規(guī)律（1）陽(yáng)極上失電子的規(guī)律應(yīng)首先看電極材料是惰性電極，還是活性電極，如是惰性電極，則由溶液中的陰離子失去電

21、子，陰離子的還原性越強(qiáng)越易失電子，陰離子的放電順序?yàn)椋篠2->I>Br>Cl>OH>含氧酸根離子>F-；如是活性電極，則這些金屬首先失去電子進(jìn)入溶液，此時(shí)溶液中其他離子不再失電子。（2）陰極上得電子的規(guī)律陰極上只能由溶液中陽(yáng)離子獲得電子，陽(yáng)離子氧化性越強(qiáng)越易得電子，陽(yáng)離子放電順序一般為：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(酸)>Fe2+>Zn2+>H+(鹽溶液)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ （3）變價(jià)的金屬 Fe在作陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)時(shí)電極反應(yīng)為：Fe2e=Fe2+

22、 III、電解冶煉鋁工業(yè)上，用純凈的氧化鋁為原料，采用電解的方法制取鋁。純凈的氧化鋁熔點(diǎn)很高（2045），很難熔化，現(xiàn)在都用熔化的冰晶石（Na3AlF6）作熔劑，使氧化鋁在1000左右溶解在液態(tài)的冰晶石里，成為冰晶石和氧化鋁的熔融體，然后進(jìn)行電解。電極反應(yīng)式：陰極： 4Al3+12e-4Al陽(yáng)極： 6O212e-3O2總反應(yīng)式：2Al2O3 4Al3O2 (只能電解Al2O3，不能是AlCl3)在冶煉鋁時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣，石墨陽(yáng)極在如此高溫條件下，將不斷被氧氣氧化而消耗，因而需不斷補(bǔ)充石墨陽(yáng)極。（5）、電鍍銅1原理：電鍍時(shí)，一般都是用含鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液為電鍍液；把待鍍金屬制成品浸入電鍍液

23、中與直流電源的負(fù)極相連，作為陰極，而用鍍層金屬為陽(yáng)極，陽(yáng)極金屬溶解在溶液中成為陽(yáng)離子，移向陰極，并在陰極上被還原成金屬析出。電鍍銅規(guī)律可概括為“陽(yáng)極溶解，陰極沉積，電解液不變”。工業(yè)上電鍍常使用有毒電鍍液，因此電鍍廢水應(yīng)回收有用物質(zhì)、降低有害物質(zhì)含量后，達(dá)標(biāo)排放，以防污染環(huán)境。2實(shí)驗(yàn)分析：電鍍銅實(shí)驗(yàn)（1）待鍍件需酸洗去除表面的銹。 （2）電鍍液CuSO4中加氨水制成銅氨溶液以降低Cu2+濃度使鍍層光亮。（6）、電解質(zhì)溶液電解時(shí)（均為惰性電極），pH變化情況，電解液復(fù)原所需加入物質(zhì)及電解類(lèi)型。 1、（1）分解水型：含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧酸鹽（如NaOH、H2SO4、K2SO4等）的電解。

24、陰極：4H+4e=2H2 陽(yáng)極：4OH4e=O2+2H2O 總反應(yīng)：2H2O 2H2+O2 陰極產(chǎn)物：H2；陽(yáng)極產(chǎn)物：O2。 電解質(zhì)溶液復(fù)原加入物質(zhì)：H2O。 pH變化情況：原來(lái)酸性的溶液pH變小，原來(lái)堿性的溶液pH變大，強(qiáng)酸（含氧酸）強(qiáng)堿的正鹽溶液pH不變。 （2）分解電解型：無(wú)氧酸（除HF外）、不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽（氟化物除外）的電解，如HCl、CuCl2等。 陰極：Cu2+2e=Cu 陽(yáng)極：2Cl2e=Cl2 總反應(yīng)：CuCl2 Cu+Cl2 陰極產(chǎn)物：酸為H2，鹽為金屬；陽(yáng)極產(chǎn)物：鹵素等非金屬單質(zhì)。 電解液復(fù)原加入物質(zhì)為原溶質(zhì)，如電解CuCl2溶液，需加CuCl2。 pH變化情況：如電

25、解無(wú)氧酸溶液pH變大但不會(huì)超過(guò)7；如為鹽溶液的電解則視無(wú)氧酸根的情況而定。 （3）放氫生堿型：活潑金屬的無(wú)氧酸鹽（氟化物除外）溶液的電解，如NaCl、MgBr2等。 陰極：2H+2e=H2 陽(yáng)極：2Cl2e=Cl2 總反應(yīng)：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2 陰極產(chǎn)物：堿和H2；陽(yáng)極產(chǎn)物：鹵素等非金屬單質(zhì)。電解飽和食鹽水的產(chǎn)物分別為NaOH和H2以及Cl2。 電解液復(fù)原加入物質(zhì)為鹵化氫。電解飽和食鹽水，要使電解質(zhì)溶液復(fù)原需加入HCl。 pH變化情況：電解液pH顯著變大 （4）放氧生酸型：不活潑金屬的含氧酸鹽溶液的電解，如CuSO4、AgNO3等。 陰極：2Cu2+4e=Cu 陽(yáng)極：

26、4OH4e=O2+2H2O 總反應(yīng)：2CuSO4+2H2O 2Cu+O2+2H2SO4 陰極產(chǎn)物：析出不活潑金屬單質(zhì)；陽(yáng)極產(chǎn)物是該鹽對(duì)應(yīng)的含氧酸和氧氣，本例中分別是Cu以及H2SO4、O2. 電解液復(fù)原加入物質(zhì)為不活潑金屬的氧化物（金屬價(jià)態(tài)與原鹽中相同）。如電解CuSO4溶液，復(fù)原需加入CuO。 pH變化情況：溶液pH顯著變小。電解反應(yīng)類(lèi)型電解質(zhì)類(lèi)型規(guī) 律 例PH變化溶液復(fù)原法電解水含氧酸實(shí)質(zhì)電解水- > H2 + O2 電解稀H2SO4 降低加 H2O強(qiáng)堿溶液實(shí)質(zhì)電解水- > H2 + O2電解NaOH溶液 升高加 H2O活潑金屬含氧酸鹽實(shí)質(zhì)電解水- > H2 + O2 電

27、解Na2SO4溶液 不變加 H2O電解質(zhì)分解無(wú)氧酸酸-> H2 + 非金屬2HCl=H2 + Cl2升高加 HCl不活潑金屬無(wú)氧酸鹽鹽- > 金屬 + 非金屬CuCl2 = Cu + Cl2升高加 CuCl2放氧生酸不活潑金屬含氧酸鹽鹽+ 水-> 金屬+O2+酸2CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4降低CuO（CuCO3）放氫生堿活潑金屬無(wú)氧酸鹽鹽+水-> H2 +非金屬+堿2KCl+2H2O=H2+Cl2+2KOH升高加 HCl原電池與電解池的判斷判斷下圖是原電池、電解池還是電鍍池，為什么？（2）延伸有人設(shè)計(jì)以Pt和Zn為電極材料，埋入人體內(nèi)作為某種心臟病

28、人的心臟起搏的能源。它依靠人體內(nèi)含有一定濃度的溶解氧進(jìn)行工作，下列各種敘述中錯(cuò)誤的是（ ）A.Pt作負(fù)極 B.正極發(fā)生的電極反應(yīng)為：O+4H+4e-=2HO C.負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為：Zn+2e=Zn² D.正極發(fā)生的電極反應(yīng)為：2H+2e=H注：原電池、電解池、電鍍池判定規(guī)律：若無(wú)外接電源，可能是原電池，然后依據(jù)原電池的形成條件分析判定；若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池。當(dāng)陽(yáng)極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽(yáng)離子相同則為電鍍池，其余情況為電解池。判斷電極反應(yīng)練習(xí)：電解液中含有K+、Cl、SO42、OH（少量）、Cu2+、H+（少量），用兩個(gè)石墨棒作電極，電解時(shí)，

29、陽(yáng)極上析出_,電極反應(yīng)式是_；陰極析出_,電極反應(yīng)式是_。改用兩個(gè)銅棒作電極，則陽(yáng)極變化是_，電極反應(yīng)式是_；陰極上析出_,電極反應(yīng)式是_。小結(jié)與反思：關(guān)鍵是放電順序：陽(yáng)極：（活性電極）>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-陰極：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+三、金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)1、金屬腐蝕的類(lèi)型：（1）、化學(xué)腐蝕：金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反

30、應(yīng)而引起的腐蝕。例如鐵絲在氧氣中燃燒、銅在氯氣中燃燒等。（2）、電化學(xué)腐蝕：不純金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)比較活潑的金屬失電子而被氧化的腐蝕。2、金屬的電化學(xué)腐蝕：金屬或合金與周?chē)佑|到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過(guò)程。不純的金屬跟電解質(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。鋼鐵在潮濕的空氣中所發(fā)生的腐蝕是電化學(xué)腐蝕最突出的例子。金屬腐蝕的本質(zhì)： Mne=Mn+（1）、鋼鐵的電化學(xué)腐蝕 析氫腐蝕 吸氧腐蝕條 件水膜酸性較強(qiáng) 水膜酸性很弱或非酸性 正極反應(yīng)2H+ + 2e- = H2 O2 + 2H2O + 4e-=4OH-負(fù)極反應(yīng)Fe 2e-

31、 = Fe2+ 其它4Fe2+O2+4H+=Fe3+2H2OFe2+2OH-=Fe(OH)2 ；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3（2）化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的區(qū)別和聯(lián)系：化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬與氧化劑直接接觸不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無(wú)電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化的過(guò)程較活潑金屬被氧化的過(guò)程相互聯(lián)系化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生3、金屬的防護(hù)（1）、犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法正極：要保護(hù)的金屬 負(fù)極：比要保護(hù)金屬活潑的金屬（2）、外加電流的陰極保護(hù)法（比組成原電池防護(hù)更好）陰極：被保護(hù)的金屬 陽(yáng)極：惰性電極 兩者均存在于電解質(zhì)溶液中接上外接直流電源。（3）、覆蓋

32、保護(hù)膜及其他保護(hù)方法覆蓋保護(hù)膜（涂油漆，電鍍，鈍化等）改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（鋼不銹鋼，在鋼中加入鎳和鉻）題型分析：1.解題步驟方法 判斷兩池(原電池還是電解池)標(biāo)注電極名稱(chēng)寫(xiě)出電極反應(yīng)式(根據(jù)電極產(chǎn)物、溶液成分變化)描述或解釋現(xiàn)象或進(jìn)行有關(guān)計(jì)算?！纠}1】 把鋅片和鐵片放在盛有稀食鹽水和酚酞試液混合溶液的玻璃皿中（如圖所示平面圖），經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，首先觀察到溶液變紅的區(qū)域是（ ）A、和附近 B、和附近C、和附近 D、和附近【例題2】 如圖 甲乙兩池分別以碳棒、鉑條、鋁條、鎂條為電極，并用導(dǎo)線相連接，以NaCl、NaOH溶液為電解溶液，有關(guān)該裝置的描述正確的是 ( )A. 乙池中,Mg極的電極反應(yīng)

33、是 Mg-2e-=Mg2+ B. 甲池中,Pt極的電極反應(yīng)是 2Cl2e-=Cl2 C. 隨著反應(yīng)的進(jìn)行.乙池中 n(NaOH)保持不變D. 反應(yīng)過(guò)程中,甲池中兩極附近溶液 PH( C )<PH(Pt)【例題3】如圖A、B為兩個(gè)串聯(lián)的電解池，已知B池中c為鐵，d為石墨，電解質(zhì)溶液為NaCl溶液。試回答：（1）若A池為用電解原理精練銅裝置，則a電極名稱(chēng)為 極，電極材料是 ，電極反應(yīng)式為 ，電解質(zhì)溶液可以是 。（2）B池中c極(Fe)電極反應(yīng)式為 ，若在B池中加入少量酚酞試液，開(kāi)始電解一段時(shí)間，鐵極附近呈 色。（3）若A池a極增重12.8g,則B池d極(石墨)上放出氣體在標(biāo)況下的體積為 。電

34、解后,若B池余下的溶液為 400ml,則溶液的PH值是 。【例題4】金屬鎳有廣泛的的用途。粗鎳中含有少量的 Fe、Zn、Cu、Pt等金屬雜質(zhì)，可電解法制備高純度原鎳（已知： 氧化性：Fe2+<Ni2+<Cu2+）, 下列敘述正確的是( )A陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng),其電極反應(yīng)式是 Ni2+ + 2e- = Ni B電解過(guò)程中,陽(yáng)極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等 C電解后,溶液中存在的陽(yáng)離子只有 Fe2+ 、Zn2+ D電解后,電解模底部陽(yáng)極泥中中存在 Cu、Pt 【例題5】 鉛蓄電池是典型的可充型電池，它的正負(fù)極格板是惰性 材料，電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO2+4H+2SO2-42PbSO

35、4+2H2O請(qǐng)回答下列問(wèn)題（不考慮氫、氧的氧化還原）:(1) 放電時(shí)：正極的電極反應(yīng)式是_;電解液中H2SO4的濃度將變_;當(dāng)外電路通過(guò)1 mol電子時(shí)，理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加_g。(2) 在完全放電耗盡PbO2和Pb時(shí)，若按題27圖連接，電解一段時(shí)間后，則在A電極上生成_、B電極上生成_,此時(shí)鉛蓄電池的正負(fù)極的極性將_。解析： 正極 A-（PbO2） PbO2 + 2e- + 2H+ SO42- = PbSO4+ H2O （與常見(jiàn)電池不同，鉛蓄電池放電時(shí)正極材料（PbO2）本身參與了電極反應(yīng)理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加 49g。因放電時(shí)要消耗H2SO4，故;電解液中H2SO4的濃度將變小。完全放電

36、后兩極材料都有變?yōu)榱蛩徙U（PbSO4），外接電源時(shí)，發(fā)生電解過(guò)程，電極反應(yīng)如下：陰極A-（PbSO4） PbSO4 + 2e-+ = Pb + SO42- ，A 電極上生成 Pb陽(yáng)極B-（PbSO4） PbSO4 - 2e-+ 2H2O = PbO2 + + 4H+ SO42-，B 電極上生成 PbO2此時(shí)鉛蓄電池的正負(fù)極的極性將2、電極名稱(chēng)判斷法根據(jù)兩極金屬相對(duì)活性判定原電池的電極名稱(chēng)，根據(jù)X極所連接在的外接電源極性(“+”或“-”)判定電解池的電極名稱(chēng)；根據(jù)電子（或電流）流向或測(cè)電極電勢(shì)高低等電學(xué)原理判斷電極名稱(chēng)；此外根據(jù)X極發(fā)生氧化還是還原,移向X極的離子是陽(yáng)離子還是陰離子,X極增重還是

37、減重,X極區(qū)PH值是升高還是降低等判定X電極的名稱(chēng)。但要注意X極指的是在原電池還是電解池。說(shuō)明：化學(xué)上規(guī)定，凡發(fā)生氧化變化的電極均為陽(yáng)極，而發(fā)生還原的電極均為陰極。據(jù)此，從發(fā)生的化學(xué)變化角度看，原電池中的負(fù)極（-）又叫陽(yáng)極，正極（+）又叫陰極?！纠}6】 x，y 分別為直流電源的兩極，通電后，發(fā)現(xiàn)a極質(zhì)量加，b極處有無(wú)色無(wú)味氣體放出，符合此情況的是：( )x y a b 乙溶液備選項(xiàng) a 電極 B 電極x 電極溶液A 鋅（Zn）石墨（C）負(fù)CuSO4B 石墨（C）石墨（C）負(fù)NaOHC銀（Ag）鐵（Fe）正AgNO3D 銅（Cu）石墨（C）負(fù)CuCl23、電極反應(yīng)式寫(xiě)法電解池電極反應(yīng)式寫(xiě)法要領(lǐng)

38、 陽(yáng)極，首先看為何材料，若為金屬（除Au、Pt外），則陽(yáng)極金屬本身優(yōu)先被氧化，此時(shí)不必考慮溶液中陰離子放電；若陽(yáng)極為惰性材料，則分析溶液中陰離子及放電順序，還原性強(qiáng)者優(yōu)先在陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)。陰極，不必考慮電極為何材料，只要看溶液中有何離子及其放電順序，氧化性強(qiáng)者優(yōu)先得電子發(fā)生被還原反應(yīng)。 原電池電極反應(yīng)式寫(xiě)法要領(lǐng) 負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，兩電極轉(zhuǎn)移的電子數(shù)要相等；負(fù)極和正極兩電極反應(yīng)式相加則得到原電池的總反應(yīng)式；若溶液中OH- 有參與電極反應(yīng)必發(fā)生在負(fù)極。若結(jié)果H+有增加，酸性增強(qiáng)，PH降低，必在負(fù)極區(qū)；若溶液中H+ 有參與電極反應(yīng)必發(fā)生在

39、正極;若結(jié)果OH-有增加，堿性增強(qiáng)，PH升高，必在正極區(qū)。【例題7】以鉑為電極，在兩極上分別通入 H2 和 O2 ，可組成氫氧燃燒電池。分別寫(xiě)出以硫酸為電解質(zhì)和KOH為電解質(zhì)溶液中的有關(guān)電極反應(yīng)式。 解析 由于 H2具有強(qiáng)還原性，O2具有強(qiáng)氧化性，故H2為負(fù)極 ，O2 為正極。若電解質(zhì)為 H2SO4 電極反應(yīng)式： 負(fù)極 (Pt-H2) 2H2 4e- = 4H+ 正極 (Pt-O2) O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O 因溶液有高濃度 H+，正極O2的還原產(chǎn)物只能是H2O，不可能為OH-。 若電解質(zhì)為 KOH 電極反應(yīng)式： 負(fù)極 (Pt-H2) 2H2 4e- + 4OH- = 4H2

40、O 正極 (Pt-O2) O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- 因溶液有高濃度OH- ，故 H2 氧化產(chǎn)物 H+將在負(fù)極上與OH-結(jié)合為H2O，而正極上O2的還原產(chǎn)物 O2- 不能在溶液中存在，而是與H2O反應(yīng)轉(zhuǎn)化為 OH-。氫氧燃燒電池總反應(yīng)方程式 ： 2H2 + O2 = 2H2O 【例題8】 將兩塊鉑片連接后插入 KOH 溶液中作電極，并在兩極片上分別通入甲烷和氧氣從而組成了堿性燃燒電池，試寫(xiě)出有關(guān)電極反應(yīng)式，并說(shuō)明溶液PH變動(dòng)情況。解析 負(fù)極(Pt-CH4): CH4 8e- + 10OH- = CO32- + 7H2O 正極(Pt- O2): 2O2 + 8e- + 4H2O

41、 = 8OH- 電池總反應(yīng): CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O (將兩電極反應(yīng)式相加即得總反應(yīng)式)聯(lián)想到甲烷的燃燒的氧化產(chǎn)物是CO2 ,而在KOH溶液中不可能存在CO2 ,CO2會(huì)與KOH作用生成 K2CO3 和 H2O ,因此有如上負(fù)極反應(yīng)式?？梢?jiàn)，電極上放電反應(yīng)后的產(chǎn)物還常可能與電解質(zhì)溶液發(fā)生離子反應(yīng)。 該電池工作時(shí)，負(fù)極區(qū)由于OH-參與電極反應(yīng)而減少，故該區(qū)PH呈降低態(tài)勢(shì)；正極有OH-生成,故該區(qū)PH呈升高態(tài)勢(shì)。但負(fù)極消耗的OH-比正極生成的多，所以總的結(jié)果是溶液OH-減少，PH值要降低?！纠}9】高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長(zhǎng)時(shí)