第四章化學(xué)反應(yīng)與電能（學(xué)生版）

第四章化學(xué)反應(yīng)與電能0101思維導(dǎo)圖0202考點速記原電池一原電池及其工作原理1．定義和反應(yīng)本質(zhì)原電池是把____轉(zhuǎn)化為____的裝置，其反應(yīng)本質(zhì)是____。2．工作原理(以銅鋅原電池為例)ⅠⅡ說明：裝置Ⅱ鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊脂制成的凍膠。(1)原理分析。電極名稱負極正極電極材料Zn片Cu片電極反應(yīng)Zn－2e－=Zn2＋Cu2＋＋2e－=Cu反應(yīng)類型____反應(yīng)____反應(yīng)電子流向由____片沿____流向____片鹽橋中離子移向鹽橋含飽和KCl溶液和瓊脂制成的膠凍，K＋移向____，Cl－移向____電池反應(yīng)方程式Zu＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu鹽橋作用①連接內(nèi)電路形成閉合回路②平衡電荷，使原電池能持續(xù)產(chǎn)生電流裝置差異比較原電池Ⅰ：溫度升高，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和熱能，兩極反應(yīng)在相同區(qū)域，部分Zn與Cu2＋直接反應(yīng)，使電池效率降低原電池Ⅱ：溫度不變，化學(xué)能只轉(zhuǎn)化為____，兩極反應(yīng)在不同區(qū)域，Zn與Cu2＋隔離，電池效率提高，電流穩(wěn)定3．構(gòu)成條件一看反應(yīng)能發(fā)生____的氧化還原反應(yīng)(一般是活潑性強的金屬與電解質(zhì)溶液反應(yīng))二看兩電極一般是活潑性不同的兩電極(金屬或____)三看是否形成閉合回路形成需三個條件：①____；②兩電極直接或間接接觸；③兩電極插入____中4．原電池中的三個移動方向電子方向從____極流出沿導(dǎo)線流入____極電流方向從____極沿導(dǎo)線流向____極離子遷移方向電解質(zhì)溶液中，陰離子向____極遷移，陽離子向____極遷移★易錯提醒(1)原電池閉合回路的形成有多種方式，可以是導(dǎo)線連接兩個電極，也可以是兩電極相接觸。(2)電解質(zhì)溶液中陰、陽離子的定向移動，與導(dǎo)線中電子的定向移動共同組成了一個完整的閉合回路。(3)無論在原電池還是在電解池中，電子均不能通過電解質(zhì)溶液。(4)注意鹽橋不能用一根導(dǎo)線連接，因為導(dǎo)線是不能傳遞陰陽離子的。用導(dǎo)線連接后相當于一個是原電池，一個是電解池。5．一般電極反應(yīng)式的書寫eq\x(\a\al(列物質(zhì),標得失))——eq\x(\a\al(按照負極發(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)產(chǎn)物，,找出得失電子的數(shù)量))?eq\x(\a\al(看環(huán)境,配守恒))——eq\x(\a\al(電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液中應(yīng)能穩(wěn)定存在，如堿性介質(zhì)中不會生成H＋。,配平后的電極反應(yīng)式要遵循電荷守恒、質(zhì)量守恒和得失電子守恒))?eq\x(\a\al(兩式加,驗總式))——eq\x(在得、失電子相等時，將兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)式對照驗證)★易錯提醒①只有自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)才能設(shè)計成原電池。②在原電池中活潑性強的金屬不一定作負極，但負極一定發(fā)生氧化反應(yīng)。③電子不能通過電解質(zhì)溶液，溶液中的離子不能通過鹽橋。④負極失去的電子總數(shù)一定等于正極得到的電子總數(shù)。⑤同一氧化還原反應(yīng)，設(shè)計成原電池反應(yīng)的速率一定比直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)的速率快。⑥電極產(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)結(jié)合OH－生成水。電極反應(yīng)式要遵守電荷守恒、質(zhì)量守恒及電子得失守恒。6．原電池中正、負極的確定方法7．原電池電極反應(yīng)式的書寫(1)先確定原電池的正、負極，列出正、負極上的反應(yīng)物。(2)根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理寫出電極反應(yīng)式。①負極反應(yīng)。負極上發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)。要注意負極反應(yīng)生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存，若不共存，則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫入負極反應(yīng)式。②正極反應(yīng)。正極上發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)。當正極上的反應(yīng)物是O2時：若電解質(zhì)溶液為中性或堿性，則水必須寫入正極反應(yīng)式中，與O2反應(yīng)生成OH－，電極反應(yīng)式為O2＋2H2O＋4e－=4OH－；若電解質(zhì)溶液為酸性，則H＋必須寫入正極反應(yīng)式中，O2得電子與H＋生成水，電極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－=2H2O。(3)寫出電池總反應(yīng)方程式。結(jié)合電子守恒將正、負極電極反應(yīng)式相加即得到電池總反應(yīng)方程式。(4)若已知電池反應(yīng)的總反應(yīng)式，可先寫出較易書寫的一極的電極反應(yīng)式，然后在電子守恒的基礎(chǔ)上，用總反應(yīng)式減去較易寫出的一極的電極反應(yīng)式，即可得到較難寫出的另一極的電極反應(yīng)式。8．鹽橋的組成及在原電池中的作用（1）組成：鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO3等溶液和瓊膠制成的膠凍（2）鹽橋中的離子流向：鹽橋中的陽離子(K＋)向正極區(qū)移動，陰離子(Cl－或NOeq\o\al(－,3))向負極區(qū)移動（3）作用：連接內(nèi)電路，形成閉合回路；平衡電荷，使原電池不斷產(chǎn)生電流[若沒有鹽橋，當反應(yīng)進行到一定時間后，負極的正電荷增多而導(dǎo)致電子(負電荷)難以流出，正極負電荷增多也會導(dǎo)致電子流入困難，從而電池電流減弱。二、原電池原理的四大應(yīng)用1．加快氧化還原反應(yīng)速率一個____進行的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計成原電池時反應(yīng)速率____，例如Zn與稀硫酸反應(yīng)時加入少量的CuSO4溶液能使產(chǎn)生氫氣的速率加快。2．比較金屬活動性強弱兩種金屬分別作原電池的兩極時，一般作負極的金屬活動性比正極的____。3．用作金屬的防護使被保護的金屬制品作原電池的____極而得到保護。例如，保護鐵制輸水管或鋼鐵橋梁，可用導(dǎo)線將其和一塊鋅塊相連，使Zn作原電池的____極。4．設(shè)計制作化學(xué)電源eq\x(\a\al(拆分,反應(yīng)))—eq\a\vs4\al(首先將氧化還原反應(yīng)分成兩個__半反應(yīng)__)↓eq\x(\a\al(選擇電,極材料))—eq\a\vs4\al(根據(jù)原電池的反應(yīng)特點，結(jié)合兩個半反應(yīng),將還原劑一般為比較活潑金屬作__負極__,活潑性比負極弱的金屬或非金屬導(dǎo)體作__正極__)↓eq\x(\a\al(構(gòu)成閉,合回路))—eq\a\vs4\al(如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中進行中間,連接鹽橋，則兩個容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)含有,與__電極材料__相同的金屬的陽離子)↓eq\x(\a\al(畫出,裝置圖))—eq\a\vs4\al(結(jié)合要求及反應(yīng)特點，畫出原電池裝置圖，標出,電極材料名稱、正負極、電解質(zhì)溶液等)三、化學(xué)電源的種類及其工作原理1．一次電池只能使用一次，不能充電復(fù)原繼續(xù)使用。(1)普通鋅錳干電池總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2NH4Cl=ZnCl2＋Mn2O3＋2NH3＋H2O負極：___。正極：2NHeq\o\al(＋,4)＋2e－=2NH3＋H2↑、2MnO2＋H2=2MnOOH(2)堿性鋅錳干電池負極(Zn)，電極反應(yīng)式：____正極(MnO2)，電極反應(yīng)式：____總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O=____2．二次電池(以鉛蓄電池為例)：放電后能充電復(fù)原繼續(xù)使用(1)放電時的反應(yīng)：(原電池)①負極反應(yīng)：____②正極反應(yīng)：____③總反應(yīng)：Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)＋2H2O(l)(2)充電時的反應(yīng)：(電解池)①陰極反應(yīng)：____②陽極反應(yīng)：____③總反應(yīng)：2PbSO4(s)＋2H2O(l)eq\o(=,\s\up7(通電))Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)放電時原電池的負極作充電時電解池的____極。[易錯警示](1)可充電電池的充、放電不能理解為可逆反應(yīng)。(2)燃料電池的電極不參與反應(yīng)，有很強的催化活性，起導(dǎo)電作用。(3)可充電電池在充電時，其負極連接外接電源的負極，正極連接外接電源的正極。3．燃料電池(1)氫氧燃料電池是將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性兩種。酸性堿性負極反應(yīng)式__2H2－4e－=4H＋____2H2－4e－＋4OH－=4H2O__正極反應(yīng)式__O2＋4e－＋4H＋=2H2O____O2＋4e－＋2H2O=4OH－__總反應(yīng)式2H2＋O2=2H2O(2)燃料電池的電極本身不參與反應(yīng)，燃料和氧化劑連續(xù)地由__外部__供給。對于燃料電池要注意燃料在負極反應(yīng)，O2在正極反應(yīng)，要注意電解質(zhì)溶液或傳導(dǎo)介質(zhì)的影響，如堿性條件下，CO2以COeq\o\al(2－,3)形式存在?！镆族e提醒(1)熔融的金屬氧化物作介質(zhì)傳導(dǎo)O2－負極：H2－2e－＋O2－=H2O；正極：O2＋4e－=2O2－。(2)碳酸鹽作介質(zhì)負極：H2－2e－＋COeq\o\al(2－,3)=H2O＋CO2；正極：O2＋4e－＋2CO2=2COeq\o\al(2－,3)。(3)復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫總體思路：eq\x(\a\al(復(fù)雜電極,反應(yīng)式))＝eq\x(總反應(yīng)式)－eq\x(\a\al(較簡單一極,電極反應(yīng)式))遵循原理，信息優(yōu)先，用守恒直接書寫。4．二次電池的解題思路5．二次電池電極反應(yīng)式的書寫方法①先標出原電池總反應(yīng)式電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，指出參與負極和正極反應(yīng)的物質(zhì)。②寫出一個比較容易書寫的電極反應(yīng)式(書寫時一定要注意電極產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液共存)③在電子守恒的基礎(chǔ)上，總反應(yīng)式減去寫出的電極反應(yīng)式即得另一電極反應(yīng)式。④充電的電極反應(yīng)與放電的電極反應(yīng)過程相反。6．書寫燃料電池電極反應(yīng)式的三大步驟①先寫出燃料電池總反應(yīng)式一般都是可燃物在氧氣中的燃燒反應(yīng)方程式。但由于燃燒產(chǎn)物還可能與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，燃燒產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的方程式與其相加得總反應(yīng)方程式。②再寫出燃料電池正極的電極反應(yīng)式由于燃料電池正極一般都是O2得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，基礎(chǔ)反應(yīng)式為O2＋4e－=2O2－。A．電解質(zhì)為固體時，O2－可自由通過，正極的電極反應(yīng)式為O2＋4e－=2O2－。B．電解質(zhì)為熔融的碳酸鹽時，正極的電極反應(yīng)式為O2＋2CO2＋4e－=2COeq\o\al(2－,3)。C．當電解質(zhì)為中性或堿性環(huán)境時，正極的電極反應(yīng)式為：O2＋4e－＋2H2O=4OH－。D．當電解質(zhì)為酸性環(huán)境時，正極的電極反應(yīng)式為：O2＋4e－＋4H＋=2H2O。③最后寫出燃料電池負極的電極反應(yīng)式燃料電池負極的電極反應(yīng)式＝燃料電池總反應(yīng)式－燃料電池正極的電極反應(yīng)式。在利用此法時一要注意消去反應(yīng)中的O2，二要注意兩極反應(yīng)式和總反應(yīng)式電子轉(zhuǎn)移相同。電解池一電解原理及規(guī)律1．電解的定義讓直流電通過電解質(zhì)溶液或____，在兩個電極上分別發(fā)生____和____的過程。或eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(電解質(zhì)溶液,熔融電解質(zhì)))eq\o(→,\s\up7(通電))eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(→,\s\up7(陰極),\s\do5())__還原__反應(yīng),\o(→,\s\up7(陽極),\s\do5())__氧化__反應(yīng)))2．電解池(1)定義：電解池是把____轉(zhuǎn)變?yōu)開___的裝置。(2)電解池的構(gòu)成條件：①有外接____電源。②有與____相連的兩個電極eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(陽極與電源__正__極相連,陰極與電源__負__極相連))③形成____。④電解質(zhì)溶液或____電解質(zhì)。(3)電解池工作原理(以電解CuCl2溶液為例)?？偡磻?yīng)的化學(xué)方程式：__eq\o(=,\s\up7())__總反應(yīng)的離子方程式：__eq\o(=,\s\up7())__(4)電子和離子的移動方向(惰性電極)★易錯提醒①金屬活動性順序中銀以前的金屬(含銀)作電極時，由于金屬本身可以參與陽極反應(yīng)，稱為金屬電極或活性電極(如Zn、Fe、Cu、Ag等)；金屬活動性順序中銀以后的金屬或非金屬作電極時，稱為惰性電極，主要有鉑(Pt)、石墨等。②電解時，在外電路中有電子通過，而在溶液中是靠離子移動導(dǎo)電，即電子不通過電解質(zhì)溶液。(5)分析電解過程的思維程序：①首先判斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活性電極。②再分析電解質(zhì)水溶液的組成，找全離子并分陰、陽兩組(不要忘記水溶液中的H＋和OH－)。③然后排出陰、陽兩極的放電順序：A．陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離子放電。B．最常用、最重要的放電順序是陽極：Cl－＞OH－；陰極：Ag＋＞Cu2＋＞H＋。C．電解水溶液時，K＋～Al3＋不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、A1等金屬。④分析電極反應(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應(yīng)式，要注意遵循原子守恒和電荷守恒。⑤最后寫出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式。3．電解池電極反應(yīng)式的書寫步驟與方法★易錯提醒(1)書寫電解池的電極反應(yīng)式時，可以用實際放電的離子表示，但書寫電解池的總反應(yīng)時，弱電解質(zhì)要寫成分子式。如用惰性電極電解食鹽水時，陰極反應(yīng)式為2H＋＋2e－=H2↑(或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－)；總反應(yīng)離子方程式為2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2OH－＋H2↑＋Cl2↑。(2)電解水溶液時，應(yīng)注意放電順序，位于H＋、OH－之后的離子一般不參與放電。(3)Fe3＋在陰極上放電時生成Fe2＋而不是得到單質(zhì)Fe。(4)判斷電解產(chǎn)物、書寫電極反應(yīng)式以及分析電解質(zhì)溶液的變化時首先要注意陽極是活性材料還是惰性材料。(5)書寫電解化學(xué)方程式時，應(yīng)看清是電解電解質(zhì)的水溶液還是熔融電解質(zhì)。Al3＋、Mg2＋、Na＋、Ca2＋、K＋只有在熔融狀態(tài)下才放電。4．判斷電解池陰、陽極的常用方法判斷方法陽極陰極與電源連接與正極相連與負極相連閉合回路導(dǎo)線中電子流出電子流入電解質(zhì)溶液中陽離子移離陽離子移向陰離子移向陰離子移離電極反應(yīng)得失電子失電子得電子化合價升高降低反應(yīng)類型氧化反應(yīng)還原反應(yīng)電極質(zhì)量減小或不變增大或不變5．用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的類型類型電解質(zhì)特點實例電解產(chǎn)物電極反應(yīng)特點電解對象電解質(zhì)溶液的變化電解質(zhì)溶液的復(fù)原陰極陽極電解水型含氧酸H2SO4H2O2陰極：4H＋＋4e－=2H2↑陽極：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑水濃度增大加H2O可溶性強堿NaOH活潑金屬含氧酸鹽KNO3電解質(zhì)型無氧酸HClH2Cl2電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分別在兩極放電電解質(zhì)濃度減小通HCl不活潑金屬無氧酸鹽CuCl2CuCl2加CuCl2放H2生堿型活潑金屬無氧酸鹽NaClH2Cl2陰極：2H＋＋2e－=H2↑陽極：電解質(zhì)陰離子放電電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)通HCl放O2生酸型不活潑金屬含氧酸鹽CuSO4CuO2陰極：電解質(zhì)陽離子放電陽極：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑電解質(zhì)和水生成新電解質(zhì)加CuO★易錯提醒(1)電解時溶液pH的變化規(guī)律。①若電解時陰極上產(chǎn)生H2，陽極上無O2產(chǎn)生，電解后溶液pH增大；②若陰極上無H2產(chǎn)生，陽極上產(chǎn)生O2，則電解后溶液pH減?。虎廴絷帢O上有H2產(chǎn)生，陽極上有O2產(chǎn)生，且VH2＝2VO2，則有“酸更酸，堿更堿，中性就不變”，即：a．如果原溶液是酸溶液，則pH變?。籦．如果原溶液為堿溶液，則pH變大；c．如果原溶液為中性溶液，則電解后pH不變。(2)電解質(zhì)溶液的復(fù)原措施。電解后的溶液恢復(fù)到原狀態(tài)，出什么加什么(即一般加入陰極產(chǎn)物與陽極產(chǎn)物的化合物)。如用惰性電極電解鹽酸(足量)一段時間后，若使溶液復(fù)原，應(yīng)通入HCl氣體而不能加入鹽酸。5．電化學(xué)的計算技巧原電池和電解池的相關(guān)計算，主要包括兩極產(chǎn)物的定量計算、相對原子質(zhì)量的計算、阿伏加德羅常數(shù)測定的計算、溶液pH的計算，根據(jù)產(chǎn)物的量求轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量及根據(jù)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量求產(chǎn)物的量等。在進行有關(guān)計算時，可運用以下基本方法：(1)根據(jù)總反應(yīng)式計算。先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例式計算。(2)根據(jù)電子守恒計算。①用于串聯(lián)電路中陰、陽兩極產(chǎn)物或正、負兩極產(chǎn)物在相同電量時的計算，其依據(jù)是各電極上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。②用于混合溶液中電解的分階段計算。(3)根據(jù)關(guān)系式計算。根據(jù)得失電子守恒關(guān)系建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計算所需的關(guān)系式。如以通過4mole－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：(式中M為金屬，n為金屬離子的化合價數(shù)值)該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計算的作用，熟記電極反應(yīng)式，靈活運用關(guān)系式便能快速解答常見的電化學(xué)計算問題。提示：在電化學(xué)計算中，還常利用Q＝I·t和Q＝n(e－)×NA×1.60×10－19C來計算電路中通過的電量。二、電解原理的應(yīng)用1．電解飽和食鹽水(1)電極反應(yīng)：陰極：電極反應(yīng)式：____反應(yīng)類型：____反應(yīng)。陽極：電極反應(yīng)式：____反應(yīng)類型：____反應(yīng)。(2)總反應(yīng)離子方程式：__eq\o(=,\s\up7())__總反應(yīng)化學(xué)方程式：__eq\o(=,\s\up7())__(3)應(yīng)用：氯堿工業(yè)制燒堿、氫氣和氯氣。離子交換膜電解槽原理示意圖陽離子交換膜：①只允許陽離子通過，能阻止陰離子和氣體通過。②將電解槽隔成陽極室和陰極室。2．電解精煉銅—eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(—兩極材料—\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(—陽極：__粗銅__,—陰極：__精銅__)),—\a\vs4\al(兩極,反應(yīng))—\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(—陽極設(shè)Zn、Fe雜質(zhì)：,Zn－2e－=Zn2＋,Fe－2e－=Fe2＋,__Cu－2e－=Cu2＋__,主要反應(yīng),—陰極：__Cu2＋＋2e－=Cu__)),—應(yīng)用：電解精煉銅))注意：電解精煉銅時，陽極質(zhì)量減小，陰極質(zhì)量增加，溶液中的Cu2＋濃度減小。3．電鍍銅—eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(—兩極材料—\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(—陽極：__精銅__,—陰極：__待鍍金屬__)),—電鍍液：含__Cu2＋__的電解質(zhì)溶液。,—\a\vs4\al(兩極,反應(yīng))—\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(—陽極：__Cu－2e－=Cu2＋__,—陰極__Cu2＋＋2e－=Cu__,—應(yīng)用：鐵上鍍銅等。)),—\a\vs4\al(特點)\a\vs4\al(陽極質(zhì)量__減小__，陰極,質(zhì)量__增加__)\a\vs4\al(溶液中的離子濃度__不變__)))4．電冶金利用電解熔融鹽的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。eq\x(\a\al(,,電,,,冶,,,金,,,))eq\a\vs4\al\co1(—鈉—\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(—陽極：__2Cl－－2e－=Cl2↑__,—陰極：__2Na＋＋2e－=2Na__,—總方程式：__2NaCl熔融\o(=,\s\up7(通電))2Na＋Cl2↑__)),—鎂—\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(—陽極：__2Cl－2e－=Cl2↑__,—陰極：__Mg2＋＋2e－=Mg__,—總方程式：MgCl2熔融\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑)),—鋁—\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(—陽極：__6O2－－12e－=3O2↑__,—陰極：__4Al3＋＋12e－=4Al__,—總方程式：__2Al2O3熔融\o(=,\s\up7(通電))4Al＋3O2↑__)))★易錯提醒(1)氯堿工業(yè)所用的飽和食鹽水需要精制，除去NaCl中混有的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)。(2)電鍍銅時，電解質(zhì)溶液中c(Cu2＋)不變；電解精煉銅時，電解質(zhì)溶液中c(Cu2＋)減小。(3)電解熔融MgCl2冶煉鎂，而不能電解MgO冶煉鎂，是因為MgO的熔點很高；電解熔融Al2O3冶煉鋁，而不能電解AlCl3冶煉鋁，是因為AlCl3是共價化合物，其熔融態(tài)不導(dǎo)電。電解精煉銅時，陽極減少的質(zhì)量與陰極增加的質(zhì)量不相等，電解質(zhì)溶液中Cu2＋的濃度減小。粗銅中不活潑的雜質(zhì)(金屬活動性順序中位于銅之后的銀、金等)，在陽極難以失去電子，當陽極上的銅失去電子變成離子之后，它們以金屬單質(zhì)的形式沉積于電解槽的底部，成為陽極泥。4．電解原理應(yīng)用的四點注意事項(1)陽離子交換膜(以電解NaCl溶液為例)，只允許陽離子(Na＋)通過，而阻止陰離子(Cl－、OH－)和氣體分子(Cl2)通過，這樣既能防止H2和Cl2混合發(fā)生爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液反應(yīng)生成NaClO而影響燒堿的質(zhì)量。(2)電解或電鍍時，電極質(zhì)量減小的電極必為金屬電極——陽極；電極質(zhì)量增加的電極必為陰極，即溶液中的金屬陽離子得電子變成金屬附著在陰極上。(3)電解精煉銅，粗銅中含有的Zn、Fe、Ni等活潑金屬失去電子，變成金屬陽離子進入溶液，其他活潑性弱于銅的雜質(zhì)以陽極泥的形式沉積。電解過程中電解質(zhì)溶液中的Cu2＋濃度會逐漸減小。(4)電鍍時，陽極(鍍層金屬)失去電子的數(shù)目與陰極鍍層金屬離子得到電子的數(shù)目相等，因此電鍍液中電解質(zhì)的濃度保持不變。金屬的腐蝕與防護三、金屬的腐蝕與防護1．金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子____電子變?yōu)榻饘訇栯x子，金屬發(fā)生____反應(yīng)。2．金屬腐蝕的類型(1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕定義金屬與接觸到的干燥氣體(如O2、Cl2等)或非電解質(zhì)溶液等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的腐蝕不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸，會形成____，____的金屬失去電子被氧化腐蝕特點____電流產(chǎn)生____電流產(chǎn)生普遍性兩者往往同時發(fā)生，金屬的____腐蝕更普遍，而且危害性大，腐蝕速率大(2)析氫腐蝕與吸氧腐蝕(以鋼鐵的腐蝕為例進行分析)類型析氫腐蝕吸氧腐蝕水膜酸性________負極反應(yīng)___正極反應(yīng)________總反應(yīng)______其他反應(yīng)____Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O(鐵銹)腐蝕速率較快，一般極少較慢，非常普遍普遍性____腐蝕更普遍聯(lián)系往往兩種腐蝕交替發(fā)生，但吸氧腐蝕更普遍，兩種過程都有微弱電流產(chǎn)生。3．金屬電化學(xué)腐蝕規(guī)律(1)對同一種金屬來說，在不同溶液中腐蝕的快慢：強電解質(zhì)溶液____弱電解質(zhì)溶液____非電解質(zhì)溶液。(2)活動性不同的兩金屬：活動性差別越大，活動性強的金屬腐蝕越____。(3)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快，且氧化劑的濃度越高，氧化性越強，腐蝕越快。(4)對同一電解質(zhì)溶液來說。電解原理引起的腐蝕____原電池原理引起的腐蝕____化學(xué)腐蝕____有防護措施的腐蝕。4．金屬電化學(xué)保護的兩種方法5．其他防護方法(1)覆蓋保護層(涂油漆、油脂、搪瓷、陶瓷、瀝青、塑料等)，電鍍。(2)改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)→可根據(jù)不同的用途，運用不同的金屬或非金屬制成合金，如制成不銹鋼?！镆族e提醒(1)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，負極鐵去電子生成Fe2＋，而不是生成Fe3＋。(2)金屬腐蝕時，電化學(xué)腐蝕與化學(xué)腐蝕往往同時存在，但前者更普遍，危害也更嚴重。(3)銅暴露在潮濕的空氣中發(fā)生的是化學(xué)腐蝕，而不是電化學(xué)腐蝕，生成銅綠的化學(xué)成分是Cu2(OH)2CO3。(4)兩種保護方法的比較外加電流的陰極保護法比犧牲陽極的陰極保護法保護效果好。（5）金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐蝕，金屬活動順序表中位于氫前面和氫后面的金屬都能發(fā)生吸氧腐蝕，但只有在金屬活動順序表中氫前面的金屬才可能發(fā)生析氫腐蝕。0303素養(yǎng)提升◆判斷正誤考點一原電池及其工作原理1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)原電池裝置中，溶液中的陰離子移向正極，陽離子移向負極。()(2)在原電池中，負極材料的活潑性一定比正極材料強。()(3)原電池工作時，溶液中的陽離子向負極移動，鹽橋中的陽離子向正極移動。()(4)在銅鋅原電池中，因為有電子通過電解質(zhì)溶液形成閉合回路，所以有電流產(chǎn)生。()(5)在原電池中，正極本身一定不參與電極反應(yīng)，負極本身一定要發(fā)生氧化反應(yīng)。()(6)Mg－Al－稀H2SO4組成的原電池中，Mg作負極，Mg－Al－NaOH溶液組成的原電池中，Mg作正極。()(7)氧化還原反應(yīng)2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2H2↑＋O2↑可以設(shè)計成原電池。()(8)同種條件下，帶有“鹽橋”的原電池比不帶“鹽橋”的原電池電流持續(xù)時間長。()(9)反應(yīng)CaO＋H2O=Ca(OH)2可以放出大量的熱，故利用該反應(yīng)可以設(shè)計成原電池，把其中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。()(10)在原電池中，發(fā)生氧化反應(yīng)的電極一定是負極。()(11)兩種活潑性不同的金屬組成原電池的兩極，活潑性強的金屬一定作負極。()(12)由Fe、Cu、FeCl3溶液組成的原電池中，正極反應(yīng)為Cu－2e－=Cu2＋。()考點二原電池原理的四大應(yīng)用1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)電工操作中規(guī)定不能把銅導(dǎo)線與鋁導(dǎo)線連接在一起使用，是因為銅、鋁在潮濕的環(huán)境中形成原電池，加快了鋁的腐蝕，易造成斷路。()(2)鍍鋅鐵皮與鍍錫鐵皮的鍍層破損后，前者腐蝕速率大于后者。()(3)生鐵比純鐵更耐腐蝕。()(4)鐵與HCl反應(yīng)時加入少量CuSO4溶液，產(chǎn)生H2的速率加快。()(5)C＋H2O=CO＋H2可設(shè)計成原電池。()(6)將氧化還原反應(yīng)設(shè)計成原電池，可以把物質(zhì)內(nèi)部的能量全部轉(zhuǎn)化為電能。()(7)太陽能電池不屬于原電池。()(8)某原電池反應(yīng)為Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2Ag，裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的KCl飽和溶液。()(9)10mL濃度為1mol·L－1的鹽酸與過量的鋅粉反應(yīng)，若加入適量的CuSO4溶液能減慢反應(yīng)速率但又不影響氫氣生成量。()(10)若在海輪外殼上附著一些銅塊，則可以減緩海輪外殼的腐蝕。()考點三化學(xué)電源的種類及其工作原理1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)可充電電池中的放電反應(yīng)和充電反應(yīng)互為可逆反應(yīng)。()(2)鉛蓄電池放電時的負極和充電時的陽極均發(fā)生氧化反應(yīng)。()(3)鉛蓄電池工作時，當電路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時，消耗的H2SO4為0.1mol。()(4)鉛蓄電池工作時，當電路中轉(zhuǎn)移0.1mol電子時，負極增加4.8g。()(5)二次電池充電時，充電器的正極接二次電源的正極。()(6)多孔碳可用作氫氧燃料電池的電極材料。()(7)根據(jù)反應(yīng)4Li＋FeS2=Fe＋2Li2S設(shè)計的可充電電池是一種應(yīng)用廣泛的鋰電池，可用水溶液作電解質(zhì)溶液。()(8)原電池中的電解質(zhì)溶液一定參與反應(yīng)。()(9)一種基本酸性燃料電池原理設(shè)計的酒精檢測儀，負極上的反應(yīng)為CH3CH2OH－4e－＋H2O=CH3COOH＋4H＋，正極上發(fā)生的反應(yīng)為O2＋4e－＋2H2O=4OH－。()(10)鋰離子電池的總反應(yīng)為LixC＋Li1－xCoO2eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))C＋LiCoO2，放電時Li＋向負極移動。()(11)碘可用作鋰碘電池的材料，該電池反應(yīng)為2Li(s)＋I2(s)=2LiI(s)，則碘電極作該電池的負極。()(12)負極材料不與電解質(zhì)溶液反應(yīng)就不能構(gòu)成原電池。()(13)若使反應(yīng)Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋以原電池方式進行，可用鋅、鐵作電極材料。()(14)堿性鋅錳干電池是一次電池，其中MnO2作催化劑，可使鋅錳干電池的比能量高、可儲存時間長。()(15)燃料電池工作時，燃料在電池中燃燒，熱能轉(zhuǎn)化為電能。()(16)以葡萄糖為燃料的微生物燃料電池，放電過程中，H＋從正極區(qū)向負極區(qū)遷移。()(17)固體酸燃料電池以Ca(HSO4)2固體為電解質(zhì)傳遞H＋，電池總反應(yīng)可表示為2H2＋O2=2H2O，則電池工作時電子從通O2的一極通過外電路流向通H2的一極。()考點四電解原理及規(guī)律1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就是電解質(zhì)溶液被電解的過程。()(2)Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑能設(shè)計成電解池。()(3)陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)。()(4)陽極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)。()(5)電解過程中陰離子向陰極定向移動。()(6)用惰性電極電解飽和食鹽水，溶液的pH不變。()(7)電解時，電解液中陽離子移向陽極，發(fā)生還原反應(yīng)。()(8)某些不能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，通過電解可以實現(xiàn)。()(9)電解CuCl2溶液，陰極逸出的氣體能夠使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{色。()(10)電解鹽酸、硫酸等溶液，H＋放電，溶液的pH逐漸增大。()(11)用惰性電極電解CuSO4溶液一段時間后，加入Cu(OH)2可使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到電解前的情況。()(12)用銅作電極電解CuSO4溶液的方程式為2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2Cu＋O2↑＋4H＋。()(13)電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。()(14)直流電源跟電解池連接后，電子從電源負極流向電解池陽極。()(15)電解NaCl溶液得到22.4LH2(標準狀況)，理論上需要轉(zhuǎn)移NA個電子。()考點五電解原理的應(yīng)用1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)電解飽和食鹽水時，兩個電極均不能用金屬材料。()(2)電解精煉銅時，同一時間內(nèi)陽極溶解銅的質(zhì)量比陰極析出銅的質(zhì)量小。()(3)在鍍件上電鍍銅時，鍍件應(yīng)連接電源的正極。()(4)電解冶煉鎂、鋁通常電解MgCl2和Al2O3，也可電解MgO和AlCl3。()(5)Cu＋H2SO4=CuSO4＋H2↑可以設(shè)計成電解池，但不能設(shè)計成原電池。()(6)用銅作陽極、石墨作陰極電解CuCl2溶液時，陽極電極反應(yīng)式為2Cl－－2e－=Cl2↑。()(7)根據(jù)得失電子守恒可知電解精煉銅時，陽極減少的質(zhì)量和陰極增加的質(zhì)量相等。()(8)電鍍過程中，溶液中離子濃度不變。()(9)電解精煉銅時，溶液中的陽離子濃度會發(fā)生變