化學-2017高考-第8講電化學(課件)

第8講電化學【考綱點擊】1．理解原電池和電解池的工作原理。了解常見化學電源的種類及其工作原理。了解原電池和電解池的應用。2．了解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因。了解金屬腐蝕的危害和防止金屬腐蝕的措施。3．能正確書寫電極反應式以及原電池和電解池的反應方程式?！咀圆樽约m】①化學能②電能③正、負極④電解質溶液⑤閉合回路⑥氧化還原反應⑦陰、陽極⑧熔融鹽1．如果用銅和硫酸銅溶液、銀和硝酸銀溶液、鹽橋(裝有KNO3溶液)設計一個原電池，寫出原電池的總離子方程式，鹽橋中的K＋運動方向如何？ 答案

Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag。鹽橋中的K＋移向硝酸銀溶液。2．兩種活潑性不同的金屬組成原電池，活潑性強的金屬一定作負極嗎？ 答案不一定，還要看電解質溶液，如原電池MgAlNaOH溶液中金屬鋁作負極，而原電池MgAlHCl溶液中金屬鋁作正極；原電池FeCuHCl溶液中Fe作負極，而原電池FeCuHNO3(濃)中Fe作正極。3．由H＋、Cu2＋、Na＋、SO、Cl－五種離子中的兩種離子組成電解質，以碳棒為陽極，鐵棒為陰極進行電解，使電解質和水的質量都減少，可采用的電解質是什么？ 答案NaCl、CuSO4。4．電解精煉銅時，電解質溶液的成分是否發(fā)生變化？陽極減小的質量是否等于陰極增加的質量？ 答案電解精煉銅時，陽極放電的金屬除Cu外，還有比銅活潑的雜質金屬，陰極放電的只有Cu2＋。由此可知電解質溶液中Cu2＋的量減少，雜質離子的量增加。陽極減小的質量大于陰極增加的質量。知識鏈接 原電池正、負極的判斷：考點一原電池工作原理角度1原電池正、負極的判斷方法(2013·海南，4A)

知識鏈接

“加減法”書寫電極反應式：(1)定正負極，列反應物，標同數(shù)電子得失。(2)注意電極生成物是否與電解質溶液中的某些微粒反應。(3)總反應式減去其中一極反應式，即得另一極電極反應式。角度發(fā)散 根據(jù)氧化還原方程式設計原電池。角度2原電池電極反應式的書寫(2012·四川，11C、D)

知識鏈接 比較方法：(1)首先依據(jù)電子流向、電流流向、反應現(xiàn)象確定正負極。(2)對于酸性電解質，一般是作負極的金屬為較活潑金屬，作正極的是相對較不活潑的金屬。角度3根據(jù)原電池判斷金屬活潑性(2012·全國，11)

1．(2012·四川，11)一種基于酸性燃料電池原理設計的酒精檢測儀，負極上的反應為：CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。下列有關說法正確的是 (

)。

A．檢測時，電解質溶液中的H＋向負極移動

B．若有0.4mol電子轉移，則在標準狀況下消耗4.48L氧氣

C．電池反應的化學方程式為：CH3CH2OH＋O2=== CH3COOH＋H2O D．正極上發(fā)生的反應為：O2＋4e－＋2H2O===4OH－[高考印證]

解析審題是關鍵，反應是在酸性電解質溶液中進行的。在原電池中，陽離子要往正極移動，故A錯；因電解質溶液為酸性的，不可能存在OH－，故正極的反應式為：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，轉移4mol電子時消耗1molO2，則轉移0.4mol電子時消耗2.24LO2，故B、D錯；電池反應式即正負反應式的和，將兩極的反應式相加可知C正確。答案

C1．人工光合作用能夠借助太陽能，用CO2 和H2O制備化學原料。右圖是通過人工 光合作用制備HCOOH的原理示意圖， 下列說法不正確的是 ()。 A．該過程是將太陽能轉化為化學能的過程 B．催化劑a表面發(fā)生氧化反應，有O2產生 C．催化劑a附近酸性減弱，催化劑b附近酸性增強 D．催化劑b表面的反應是CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH[應用體驗]

答案

C

知識鏈接

(1)電極反應：考點二電解原理及其應用角度1電極及其產物的判斷方法(2013·北京，9D)

(2)陽離子在陰極上的放電順序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋，其還原產物依次對應為Ag、Fe2＋、Cu、H2、Pb、Sn、Fe、Zn；(3)陰離子在陽極上的放電順序：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－，其氧化產物依次對應為S、I2、Br2、Cl2和O2。知識鏈接 書寫的一般程序為：(1)找電源(或現(xiàn)象)來確定陰、陽極。(2)看陽極是活性電極還是惰性電極，是電極本身失電子還是溶液中的陰離子失電子。(3)依據(jù)陰陽離子的放電順序確定陰陽極上反應的物質或離子。(4)書寫電解池電極反應式時，要以實際放電的離子表示，但書寫總電解反應方程式時，要找出實際放電離子的來源，如果為弱電解質(如水)要寫出分子式。角度發(fā)散 根據(jù)電極反應式或電池反應式進行簡單計算。角度2電解池電極反應式的書寫(2013·北京，9C)

2．(2013·北京理綜，9)用石墨電極電解CuCl2溶液(見下圖)。下列分析正確的是 (

)。[高考印證]

A．a端是直流電源的負極B．通電使CuCl2發(fā)生電離C．陽極上發(fā)生的反應：Cu2＋＋2e－===CuD．通電一段時間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體解析

A項，Cu2＋流向電解池的陰極，可判斷a極為電源的負極，正確；B項，CuCl2的電離與通電無關，錯誤；C項，陽極上發(fā)生的反應為2Cl－－2e－===Cl2↑，錯誤；D項，通電后Cl2應在陽極生成，錯誤。答案

A2．(2013·成都二模)以鉻酸鉀為原料，電化學法制備重鉻酸鉀的實驗裝置示意圖如下：下列說法不正確的是 (

)。[應用體驗]

答案

D

知識鏈接

吸氧腐蝕與析氫腐蝕(以鋼鐵為例)考點三金屬的電化學腐蝕與防護角度1金屬腐蝕的類型[2013·重慶化學，8(2)]

類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件水膜呈弱酸性或中性水膜呈酸性正極反應(O2)O2＋2H2O＋4e－===4OH－2H＋＋2e－===H2↑負極反應(Fe)Fe－2e－===Fe2＋其他反應Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水轉化為鐵銹角度發(fā)散 依據(jù)實驗現(xiàn)象判斷金屬腐蝕類型。知識鏈接 判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律：(1)電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學腐蝕>有防護腐蝕措施的腐蝕。(2)對同一種金屬在不同溶液中的腐蝕速率：強電解質溶液>弱電解質溶液>非電解質溶液。(3)原電池原理引起的腐蝕速率：活潑性不同的兩金屬，活潑性差別越大，腐蝕越快。(4)對同一種電解質溶液來說，電解質溶液濃度越大，腐蝕越快。角度2金屬腐蝕快慢的規(guī)律(2012·山東，13)

知識鏈接 金屬的電化學防護：(1)犧牲陽極的陰極保護法：在被保護的鋼鐵設備(如閘門、地下管道、船體等)上連接或安裝若干鋅塊，使鋅、鐵形成原電池，鋅作負極，從而保護了鋼鐵免受腐蝕。(2)外加電流的陰極保護法：使被保護的鋼鐵接直流電源的負極，作為陰極，惰性材料連接電源的正極，作為陽極。通電后，電子被強制流向被保護的鋼鐵設備，從而使鋼鐵表面產生電子積累，抑制鋼鐵設備失去電子，起到保護作用。角度3金屬的電化學防護方法(2013·北京理綜，7)

3．(2013·北京理綜，7)下列金屬防腐的措施中，使用外加電流的陰極保護法的是 (

)。

A．水中的鋼閘門連接電源的負極

B．金屬護欄表面涂漆

C．汽車底盤噴涂高分子膜

D．地下鋼管連接鎂塊[高考印證]

解析

A項，水中鋼閘門連接電源的負極，即作為電化學保護裝置的陰極，使其不發(fā)生失電子反應而被保護，正確；B項和C項都屬于外加防護層的防腐方法，B、C兩項不符合題意，錯誤；D項，屬于犧牲陽極的陰極保護法，錯誤。答案

A3．下列有關鋼鐵腐蝕與防護的說法正確的是 (

)。

A．鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護

B．鐵遇冷濃硝酸表現(xiàn)鈍化，可保護內部不被腐蝕

C．鋼管與銅管露天堆放在一起時，鋼管不易被腐蝕

D．鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負極反應是Fe－3e－===Fe3＋[應用體驗]

解析鋼管與電源正極相連，則鋼管作陽極，發(fā)生氧化反應而被腐蝕，A項錯誤；鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，在表面生成一層致密的氧化膜保護內部不被腐蝕，B項正確；鋼管與銅管露天堆放在一起，形成原電池時鋼管作負極，發(fā)生氧化反應而被腐蝕，C項錯誤；鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時，負極反應為：Fe－2e－===Fe2＋，D項錯誤。答案

B知識鏈接

電化學的計算常見方法有三種：

(1)根據(jù)電子守恒計算，用于串聯(lián)電路、陰陽電極產物、正負兩極產物等計算，其依據(jù)是電路中轉移電子數(shù)相等；

(2)根據(jù)總反應式計算：先寫出電極反應式，再寫出總反應式，然后根據(jù)總反應式列比例式計算；

(3)根據(jù)關系式計算：根據(jù)得失電子守恒關系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關系式。防范1有關原電池或電解池不能正確計算

[防范演練]

知識鏈接

(1)電解質溶液復原的原則：“減少什么補什么”，即加入的物質與析出的物質相同或等價。不要只注意恢復電解前的狀態(tài)，而忽視了溶液的濃度。如恢復電解CuSO4溶液原狀，應加入CuO或CuCO3，不能加Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，這樣會使“H2O”增加；電解鹽酸從溶液中出去的是H2和Cl2(1∶1)，故補入時應通入HCl氣體而不是加入鹽酸。(2)要注意電解的階段性。如含Cl－和Cu2＋的溶液中，Cl－在陽極電解完后繼續(xù)通電會使OH－放電，Cu2＋在陰極電解完后繼續(xù)通電H＋又會放電。防范2對電解質溶液復原及電解的實質理解不深刻

2．用石墨作電極電解CuSO4溶液。通電一段時間后，欲使電解液恢復到起始狀態(tài)，應向溶液中加入適量的 (

)。

A．CuSO4 B．H2O C．CuO D．CuSO4·5H2O

答案

C[防范演練]

新型電池的放電過程遵循原電池的工作原理，充電過程遵循電解池的工作原理。解答新型電池問題的關鍵在于正確判斷電極名稱和書寫電極反應式。1．新型電池“放電”時正、負極反應電極反應式的書寫： ①一般電極反應式的書寫新型化學電源題的解題關鍵2．充電電池上的“－”表示放電時的負極，充電時接電源負極，作陰極；反之，“＋”表示放電時的正極，充電時接電源的正極，作陽極。原電池的負極反應與電解池的陰極反應、原電池的正極反應與電解池的陽極反應互為逆反應，據(jù)此可快速寫出放、充電時的電極反應式。

1．(2011·安徽，12)研究人員最近發(fā)明了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進行發(fā)電，在海水中電池總反應可表示為：5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl。下列“水”電池在海水中放電時的有關說法正確的是 (

)。

A．正極反