山西教師資格考試電化學(xué)精講與例題精析

XX教師資格考試：電化學(xué)精講與例題精析

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一、原電池

1.原電池的構(gòu)成條件：

a、活潑性不同的兩電極；

b、電解質(zhì)溶液，一般能與某一電極自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)；

c、形成閉合回路（導(dǎo)線連接或直接接觸且電極插入電解質(zhì)溶液）

例1：在下圖所示的裝置中，能夠發(fā)生原電池反應(yīng)的是（）。

【答案】BDE。解析：A兩個(gè)電極相同，所以不能發(fā)生原電池反應(yīng);C中液體為非電解

質(zhì)乙醇，所以不能發(fā)生原電池反應(yīng)。

2.正極負(fù)極的判斷：

方法一：根據(jù)兩極材料判斷。一般活潑金屬為負(fù)極，活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非

金屬為正極；

方法二：根據(jù)電極現(xiàn)象判斷。一般情況下電極逐漸溶解為負(fù)極，電極增重、可放出氣

體的為正極；

方法三：根據(jù)電子運(yùn)動(dòng)方向或離子的定向移動(dòng)方向判斷。

方法四：根據(jù)原電池電極反應(yīng)方程式判斷。

方法五：根據(jù)電解質(zhì)溶液來(lái)判斷電極。能與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的電極為負(fù)極，不能與電

解質(zhì)溶液反應(yīng)的為正極。

例如：鎂、鋁為電極，氫氧化鈉溶液為電解質(zhì)溶液，雖然鎂比鋁活潑，但是由于鎂不

與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，鋁能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所以鋁為負(fù)極、鎂為正極。

3.電極反應(yīng)式的書寫（注意考慮離子共存問(wèn)題）

根據(jù)判斷出的正負(fù)極去寫;較繁電極反應(yīng)式=總反應(yīng)式?簡(jiǎn)單電極反應(yīng)式

4.鹽橋

一般選用充滿飽和氯化鉀浸泡的瓊脂。鹽橋可使由它連接的兩溶液保持電中性，使電

池能夠持續(xù)放電。

例2：結(jié)合下圖判斷，下列敘述正確的是（）。

3%N?CI滯ME經(jīng)修化的3*Nq博液

II

A?I和II中正極均被保護(hù)

B?I和II中負(fù)極反應(yīng)均是Fe-2e-=Fe2-

C?I和II中正極反應(yīng)均是02+2比0+46-=40曠

D.I和II中分別加入少量K#e(CN)6溶液，均有藍(lán)色沉淀

【答案】A。解析：題給裝置I、II都是原電池，活潑金屬作負(fù)極，苜先被腐蝕，不活

潑金屬作正極，被保護(hù)，故A對(duì)；I中的負(fù)極反應(yīng)式為：Zn-2e=Zn2j而II中負(fù)極是鐵，反

應(yīng)式為：FmeFe2，，故B錯(cuò)；I溶液顯中性，其電極反應(yīng)式為：6-2比。570口，而口

溶液顯酸性，電極反應(yīng)式為：2H“2”氏3故C錯(cuò)；I中沒(méi)有Fe>,不能與K[Fe(CN)&

生成藍(lán)色的Fes[Fe(CN)止沉淀，故D錯(cuò)；故選A。

5.常見(jiàn)化學(xué)電源解嚶及其工作原理

(1)堿性鋅鎰干電池：正極MnO?,負(fù)極是Zn,電解質(zhì)是KOH。

電極反應(yīng)為：負(fù)極：Zn+2OH--2—Zn(OH1

正極：2MnO2+2H2。+2a=2MnOOH+2OH-;

總反應(yīng)式：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2

(2)鉛蓄電池：

放電的電極反應(yīng)為：負(fù)極：Pb+SO產(chǎn)-2L=PbSOa。

正極：PbO2+4H-+SOP+2e-=PbSO^+2HQ

充電的電極反應(yīng)為：陽(yáng)極：PbSOH2H2。-2e-=PbO2+4H'+SO-

陰極：PbSOi+2e-=Pb+SO?-

放電

蓄電池放電和充電的總反應(yīng)式：PbO2+Pb+2H2SO4十二2PbSO44/+2H2O

(3)氫氧燃料電池：

電極反應(yīng)式為：負(fù)極H2-2e=2H^正極I/2O2+2H?+2e=H2O

電池總反應(yīng)式為：H2+1/202=HzO

例，燃料電池是燃料(例如CO、坨、CH,等)跟氧氣或空氣起反應(yīng)，將此反應(yīng)的化學(xué)

能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，電解質(zhì)溶液通常是KOH溶液。下列關(guān)于甲烷燃料電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的

是(

2

A.負(fù)極反應(yīng)式為CHa+100H--8e-=CO3-+7H2O

B.正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-

C.隨著不斷放電，電解質(zhì)溶液堿性不變

D.甲烷燃料電池的能量利用率比甲烷燃燒的能量利用率大

【答案】Co解析：甲烷燃燒生成二氧化碳和水，二氧化碳和氫氧化鉀反應(yīng)生成碳酸鉀,

所以電極反應(yīng)式為：CH.+IOOIT-Se^cor+VH.O,故A正確；電解質(zhì)溶液是氫氧化鉀溶液，氧

氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為：0；+2H：0+4e=40H-,故B正確；該電池

的電池反應(yīng)式為：CH,+2O：+2KOH=K￡O：+3H：O,溶流由堿溶'液變成鹽溶液，所以堿性;咸弱，故C

錯(cuò)誤并艮據(jù)能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律，燃燒時(shí)產(chǎn)生的熟能是不可能全部串靴為功的，能量利用率不高,

而電能轉(zhuǎn)化為功的效率要大得多，故D正確；故選C。

二、電解池

1.電解池電極式的書寫

陽(yáng)極：活潑金屬電極失電子（Au,Pt除外）；惰性電極，溶液中陰離子失電子。陰極：

溶液中陽(yáng)離子得電子。

失電子能力：活潑金屬（Mg~Ag）>S2->「>BCCbOH>含氧酸根（NO3>SOJ?F

得電子能力：（酸）>Pb2*>Sn2+>Fe2->Zn2>H^（?K）>A!3->Mg2->Na->Ca2*>K*

（規(guī)律：鋁前（含鋁）離子不放電，氫（酸）后離子先放電，氫（酸）前鋁后的離子看條件）

名師點(diǎn)睛：蓄電池放電時(shí)員極反時(shí)的逆反應(yīng)為充電時(shí)的陰梯反應(yīng)。反方，放電時(shí)正檢的

逆反應(yīng)為充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)。

例4：銀鎘（Ni《d）可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某銀鎘電池的電解質(zhì)溶

液為KOH溶液，其充、放電按下式進(jìn)行：Cd+2NiOOH+2HQ飛寺Cd（OH）2+2Ni（OH）2有關(guān)

該電池的說(shuō)法正確的是（）。

A.充電過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程

B.放電時(shí)電解質(zhì)溶液中的OH?向正極移動(dòng)

C.充電時(shí)陰極附近溶液的堿性不變

D.充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)：Ni（OH）2-e-+OH-=NiOOH+H2O

【答案】D。解析：充電過(guò)程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程，故A錯(cuò)誤；放電時(shí)是原電池

的工作原理，原電池工作時(shí)，電解質(zhì)中的陰離子0H?向負(fù)極移動(dòng)，故B錯(cuò)誤：充電時(shí)是電解

池的工作原理，電解池中，陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，21+Cd（OH）:=Cd+201G陰極

附近溶液的PH增大，故C錯(cuò)誤；充電時(shí)是電解池的工作原理，電解池中，與直流電源正極

相連的電極是陽(yáng)極，陽(yáng)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即發(fā)生近（0H）；轉(zhuǎn)化為NiO（OH）的反

應(yīng)，故D正確；故選D。

2.■翹：

①電解水型（強(qiáng)堿，含氧酸，活潑金屬的含氧酸鹽）

電極反應(yīng)式：堿性陰HKAe-OH—Hr陽(yáng)4OHTe-=2HXAO2

酸性陰2?+2。=氐；陽(yáng)2Hq-4e-=OZH+

中性陰2H++2e-=H2j陽(yáng)4OH-4e-2H2CK）2

②電解電解質(zhì)型（無(wú)氧酸，不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽）

③放氫生堿型（活潑金屬的無(wú)氧酸鹽）

④放氧生酸型（不活潑金屬的含氧酸鹽）

例5：用粕電極電解一定濃度的下列物質(zhì)的水溶液，在電解后的電解液中加適量水，

能使溶液濃度恢復(fù)到電解前濃度的是（）。

A.NaClB.Na2CO3C.CuS04D.K2S

t答案】B。解析：加適量水能使溶液恢復(fù)到電解前的濃度，實(shí)際是電解水，故只有B

項(xiàng)符合條件。

3.電解原理的應(yīng)用

a.氯堿工業(yè)（電解飽和食鹽水）

總反應(yīng)的化學(xué)方程式：2NaCl-2HX>2NaOH+H：T+C1：T

飽和食鹽水的精制：

食鹽水中混有Ca'Mg”、SO「等雜質(zhì)，所以需要精制。

步驟一、

（1）先加過(guò)量的BaCh和過(guò)蚩的NaOH（順序可換"再加入過(guò)量的NazCCh;

（2）過(guò)濾；

（3）加鹽酸調(diào)節(jié)pH為7。

步驟二、送入陽(yáng)離子交換塔進(jìn)一步除去Ca^、Mg??等。

b.電鍍和電解精煉銅

①鍍件做陰極

②鍍層金屬做陽(yáng)極

③電鍍港中含鍍層金屬離子。八k

c.電解法冶煉金屬

鈉、鈣、鎂、鋁等活潑金屬，很難用還原劑從它們的化合物中還原得到單質(zhì)，必須通過(guò)

電解熔融的化合物的方法得到°如電解熔融的氯化鈉可以得到金屬鈉。

三、金屬的腐蝕與防護(hù)

1.金屬的電化學(xué)腐蝕（以鐵為例）

（1）析氫腐蝕（酸性較強(qiáng)的溶液〉

負(fù)極：Fe