1、0615电化学高二章复习修改 电化学章复习 一、原电池：1、 把握几个守恒关系原电池的工作原理：(1)能量守恒：是一种把化学能转化为电能的装置(2)电子转移守恒：右图为铜锌原电池，请在图中标出电子流向、离子流向、电流方向 电子流向：从负极（Zn）流向正极（Cu）离子流向：阳离子向正极，阴离子向负极移动 电流方向：从正极（Cu）流向负极（Zn）外电路： 极导线 极内电路：盐桥中 离子移向负极的电解质溶液，盐桥中 离子移向正极的电解质溶液。(3)电荷守恒、电子转移守恒：写出对应的电极反应和原电池反应负极：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）；正极：2H+2e-=H2（还原反应）2、组成原电池的条件：
2、（1）有活泼性不同的两个金属电极（或金属与非金属）；作负极的一般是较活泼的金属材料，作正极的材料用一般导体即可。（2）导线连接电极（或电极直接接触）；（3）电极插入电解质溶液（电解质之间或通过盐桥连接），构成闭合回路；（4）一个自发进行的氧化-还原反应（从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池）。3、原电池正、负极的判断：(1) 从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。（特殊情况：考虑反应自发性。例如：Mg-Al合金放入稀盐酸中，Mg比Al易失去电子，Mg作负极；将Mg-Al合金放入烧碱溶液中，由于发生电极反应的是Al，故Al作负极。AlHNO3Cu电池中，
3、Cu才是负极。试分别写镁铝氢氧化钠和铜铝浓硝酸构成的原电池的电极反应式和电池反应式：负极： 负极： 正极： 正极： 总： 总： (2)根据电极上发生的反应类型判断：氧化反应的一极为负极；还原反应的一极为正极。(3) 根据电子流向或电流方向判断：电子由负极流向正极；电流由正极流向负极。(4) 根据电解质中离子流向判断：阳离子由负极流向正极；阴离子由正极流向负极。（5）根据实验现象 溶解的一极为负极； 增重或有气泡一极为正极4、电极反应书写：(1)负极：失电子，发生氧化反应（负极材料失电子或者负极上的还原性物质失电子）(2)正极：得电子，发生还原反应（电解质溶液中阳离子得电子，正极材料本身得电子或
4、者氧气上的还原性物质失电子）(3)电池总反应式=正极反应式 + 负极反应式（在电子得失守恒的前提下）【注意点】在正、负极上发生电极反应不是孤立的，得失电子后的产物往往会与电解质溶液发生反应。例如：氢-氧燃料电池，它的负极是多孔的镍电极，正极为覆盖氧化镍的镍电极，电解质溶液是KOH溶液，在负极通入H2，正极通入O2，电极反应为：负极：2H2+4OH-4e-=4H2O；正极：O2+2H2O+4e-=4OH-负极的反应我们不能写成：2H24e-=4H+。因生成的H+会迅速与OH-生成H2O。配平电极反应步骤：先电子得失守恒，再电荷守恒，最后质量守恒。5、原电池的应用：（1）金属的腐蚀：化学腐蚀：金属
5、或合金直接与周围介质发生反应而产生的腐蚀。电化腐蚀：不纯的金属或合金因发生原电池反应而造成的腐蚀。A、 吸氧腐蚀：极弱酸性、中性或碱性条件下最普遍的钢铁腐蚀 负极：2Fe-4e-=2Fe2+Fe2+2OH-=Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3正极：O2+2H2O+4e-=4OH- 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n)H2OB、析氢腐蚀：（2）金属的防护的三条途径：改变金属内部结构：如制成合金覆盖保护层：例如_电化学保护法：A牺牲阳极的阴极保护法：B外加电流的阴极保护法：例如：在铁表面镀上锌或锡，即成白铁与马口铁，但一旦破损，因原电池反应，白铁外面的锌
6、可进一步起保护作用，而马口铁外面的锡反而会加速铁的腐蚀（铁作负极被溶解）。（3）制作各种电池：化学电池的分类： 一次电池 、 二次电池 、 燃料电池 一、一次电池A、一次电池：a、概念：活性物质（发生氧化还原反应的物质）消耗到一定程度，就不能使用的电池，也叫 ；b、常见一次电池及电极反应：碱性锌锰电池 _极：锌： ；_极：氧化锰： 总反应式： 锌银电池 负极： 正极： 总反应式： B、二次电池a、概念：放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池。b、常见一次电池及电极反应：铅蓄电池 放电：负极（铅）：PbSO422e PbSO4正极（氧化铅）： PbO24H+S
7、O422e PbSO42H2O充电：阴极： PbSO42H2O2e PbO24H+SO42阳极： PbSO42e PbSO42两式可以写成一个可逆反应：PbO2Pb2H2SO4 2PbSO42H2O 3银锌蓄电池总反应式：ZnAg2OH2O ZnOH22Ag 负极：Zn2OH2e ZnOH2 正极：Ag2OH2O2e 2Ag2OH 银锌电池跟铅蓄电池一样，在使用放电一段时间后就要充电，充电过程表示如下： 阳极：2Ag2OH2e Ag2OH2O 阴极：ZnOH22e Zn2OHC、燃料电池a、概念：是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池（电极材料一般为活化电极，碳电极上嵌有微细分散的铂等金
8、属作催化剂，如铂电极、活性炭电极等，具有很强的催化活性。电解质溶液一般为40%的KOH溶液。）b、电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。要注意一般电解质溶液要参与电极反应。*氢氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性：当电解质溶液呈酸性时：负极：2H24e =4H+ 正极：24 e 4H+ =2H2O当电解质溶液呈碱性时：负极： 2H24OH4e4H2O 正极：22H2O4 e4OH甲烷、氧气 燃料电池：金属铂片、KOH溶液电极反应式为：负极： CH410OH8e CO327H2O；正极：4H2O2O28e
9、8OH。电池总反应式为：CH42O22KOHK2CO33H2O燃料电池的优点：能量转换率高（可达70%以上）、废弃物少、运行噪音低【前沿观察】目前已研制成功的铝空气燃料电池，它的优点是：体积小、能量大、使用方便、不污染环境、耗能少。这种电池可代替汽油作为汽车的动力，还能用于收音机、照明电源、野营炊具、野外作业工具等。例如：海水电池 1991年，我国首创以铝空气海水电池为能源的新型电池，用作海水标志灯已研制成功。 该电池以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光，其能量比干电池高2050倍。负极材料是铝，正极材料可以用石墨。电
10、极反应式为：负极反应：Al3 eAl3+，正极反应：2H2OO24 e4OH。 电池总反应式为：4Al3O2 + 6H2O4AlOH3二、电解池1、把握几个守恒关系电解池的工作原理：(1)能量守恒：是一种把电能转化为化学能的装置(2)电子转移守恒：电极表面发生电子得失画出电解池图，请在图中标出电子流向、离子流向、电流方向 电子流向：电源负极阴极表面（氧化性物质得到电子）；阳极表面（还原性物质失电子）电源正极；离子流向：阳离子向阴极，阴离子向阳极移动。（离子定向运动）(3)电荷守恒：电解质溶液呈电中性；电极反应式两端电荷守恒；(4)质量守恒：电极反应和原电池反应中元素种类个数守恒。2、电极名称及
11、反应书写： 阳极：与直流电源的 相连的电极，发生 反应 阴极：与直流电源的 相连的电极，发生 反应 规律总结：电解反应离子方程式书写：（1）注意先要看电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极（Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，变成离子进入溶液；若为惰性材料，则根据阴阳离子的放电顺序，依据阳氧、阴还的规律来书写电极反应式。（2）配平顺序：电子得失守恒、电荷守恒、质量守恒（3）注意点：电极反应必须写离子放电，总反应中弱电解质写化学式注明条件；总反应一定要注明条件-通电（或电解）3、电极电解时两极放电顺序及的类型归纳：放电顺序：阳极：发生氧化反应，化合价升高，失去电子；
12、顺序：金属阳极 S2-I-Br-Cl-OH-NO3-SO42-(等含氧酸根离子)F-阴极：化合价降低，得到电子发生还原反应。顺序：Ag+ Fe3+Cu2+H+ Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+类型归纳：（见下页表）类型实例电极反应特点电解对象电解质浓度pH溶液复原电解水NaOH阴：2H+2e-=H2阳：4OH-4e-=2H2O+O2水增大增大水H2SO4水增大减小水Na2SO4水增大不变水电解电解质HCl电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电电解质减小增大氯化氢CuCl2电解质减小氯化铜放H2生碱NaCl阴极：H2O放H2生碱阳极：电解质阴离子放电电解质和水生成新电解质增大氯化
13、氢放O2生酸CuSO4阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生酸电解质和水生成新电解质减小氧化铜3、电解原理的应用 （1）氯碱工业：电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气通电前，溶液中的离子：H+、OH、Cl、Na+通电后，H+ 、Cl 优先放电 阳极： 阴极： 总反应式： （2）电镀：应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法电极、电解质溶液的选择：阳极：镀层金属，失去电子，成为离子进入溶液 M ne = M n+阴极：待镀金属（镀件）：溶液中的金属离子得到电子，成为金属原子，附着在金属表面M n+ + ne = M电解质溶液：含有镀层金属离子的溶液做电镀液镀铜反应原理：阳极(
14、纯铜)：Cu-2e-=Cu2+，阴极(镀件)：Cu2+2e-=Cu， 电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4溶液 （3）铜的精炼 阳极： ；阴极： 电解质溶液： 粗铜中含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等 阳极(粗铜)： （Zn-2e- = Zn2+， Fe-2e- = Fe2+，等） 阴极(精铜)： 电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4。【解释】Zn2、Ni2等 阳离子得电子能力小于Cu2+而留在电解质溶液中。金属活动顺序排在Cu后的Ag、Pt、Au等失电子能力小于Cu，以金属单质沉积于阳极，成为“阳极泥”。（4）电冶金电冶金：使矿石中的 获得电子，从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属金
15、属钠的制取：电解熔融氯化钠通电前，氯化钠高温下熔融：NaCl = Na + + Cl通直流电后：阳极：2Na+ + 2e = 2Na；阴极：2Cl 2e = Cl2金属镁的制取：电解熔融氯化镁通电前，氯化钠高温下熔融：MgCl2= Mg2+ + 2Cl通直流电后：阳极： Mg2+ + 2e = Mg；阴极：2Cl 2e = Cl2金属铝的制取：电解熔融氧化铝通电前，氯化钠高温下熔融：Al2O3= 2Al3+ + 3O2通直流电后：阳极：4Al3+ + 12e = 4Al；阴极：6O212e = 3O2一、金属的电化学腐蚀（1）金属腐蚀： 的现象。（2）金属腐蚀的本质：都是金属原子 电子而被氧化
16、的过程（3）金属腐蚀的分类：化学腐蚀 电化学腐蚀 （4）、电化学腐蚀的分类： 析氢腐蚀腐蚀过程中不断有氢气放出条件：潮湿空气中形成的水膜,酸性较强（水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体）电极反应：负极： （氧化反应） 正极： （还原反应）总反应式： 吸氧腐蚀反应过程吸收氧气条件：水膜的酸性很弱或中性 电极反应：负极： （氧化反应）正极： （还原反应）总反应式： 生成的 Fe(OH)2被空气中的O2氧化，生成 Fe(OH)3 ， Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2O3x H2O（铁锈主要成分）规律总结：金属腐蚀快慢的规律：在同一
17、电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀 防腐措施由好到坏的顺序如下：外接电源的阴极保护法牺牲负极的正极保护法有一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀二、金属的电化学防护 1、利用原电池原理进行金属的电化学防护 （1）、牺牲阳极的阴极保护法 原理：原电池反应中，负极被腐蚀，正极不变化 应用：在被保护的钢铁设备上装上若干锌块，腐蚀锌块保护钢铁设备 负极：锌块被腐蚀；正极：钢铁设备被保护 （2）、外加电流的阴极保护法原理：通电，使钢铁设备上积累大量电子，使金属原电池反应产生的电流不能输送，从而防止金属被腐蚀应用：把被保护的钢铁设备作为阴极，惰
18、性电极作为辅助阳极，均存在于电解质溶液中，接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累，抑制了钢铁失去电子的反应。 2、改变金属结构：把金属制成防腐的合金 3、把金属与腐蚀性试剂隔开：电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等【相关练习】1、熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混和气为正极助燃气，制得在650下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式：负极反应式：2CO+2CO32-4e 4CO2正极反应式： 总电池反应式： 2、普通干电池中装有二氧化锰和其它物质，二氧化锰的作用是 （ ）A. 和正极作用把碳变成
19、CO2B. 把正极附近生成的H2氧化成水C. 电池中发生化学反应的催化剂D. 和负极作用，将锌变成锌离子Zn2+3、（多选）用石墨做电极电解AlCl3溶液时，下列电解液变化曲线合理的是 沉淀量 A B C D4、将0.lmol醋酸溶液加水稀释，下列说法正确的是（ ）A溶液中c(H+)和c(OH-)都减小 B溶液中c(H+)增大C醋酸电离平衡向左移动 D溶液的pH增大5、已知0.1molL-1的二元酸H2A溶液的pH=4.0，则下列说法中正确的是（ ）A在Na2A、NaHA两溶液中，离子种类不相同B在溶质物质的量相等的Na2A、NaHA两溶液中，阴离子总数相等C在NaHA溶液中一定有：c(Na+
20、)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-)D在Na2A溶液中一定有：c(Na+)c(A2-)c(H+) c(OH-)6、剪长约6cm、宽2cm的铜片、铝片各一片，分别用接线柱平行地固定在一块塑料板上（间隔2cm）。将铜片与铝片分别和电流表的“+”、“”端相连接，电流表指针调到中间位置。取两个50mL的小烧杯，在一个烧杯中注入约40mL的浓硝酸，在另一只烧杯中注入40mL0.5mol/L的硫酸溶液。试回答下列问题：（1）两电极同时插入稀硫酸中，电流表指针偏向 （填“铝”或“铜”）极，铝片上电极反应式为 ；（2）两电极同时插入浓硝酸时，电流表指针偏向 （填“铝”或“铜”）极，此时铝
21、是 （填“正”或“负”）极，铝片上电极反应式为 。7、0.100 molL-1的Na2S的溶液中，下列关系不正确的是（ ）Ac(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1 Bc(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)Cc(OH-)=c(H+)+ c(HS-)+2c(H2S) Dc(Na+)+c(H+)=c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)8、在某未知溶液中再溶入CH3COONa晶体，测得Na与CH3COO几乎相等，则原溶液可能是（ ）AHCl溶液 BNaOH溶液 CKCl溶液 DKOH溶液9、已知同温同浓度时H2CO3比H2S电离度大，H2S比HCO3电离度大，
22、则下列反应不正确的是（ ）（A）Na2CO3H2SNaHCO3NaHS（B）Na2SH2OCO2NaHSNaHCO3（C）2NaHCO3H2SNa2S2H2O2CO2（D）2NaHSH2OCO2Na2CO32H2S10、下列操作中，能使电离平衡H2OHOH，向右移动且溶液呈酸性的是（ ）（A）向水中加入NaHSO4溶液 （B）向水中加入Al2(SO4)3溶液（C）向水中加入Na2CO3溶液 （D）将水加热到100，使pH611、要使水的电离平衡向右移动，且使pH7，可采取的措施是（ ）A 加少量NaOH B 加少量NH4Cl C 加少量盐酸 D 加热12、在室温下，0.1mol/L 100ml
23、的醋酸溶液中，欲使其溶液的pH减小，但又要使醋酸电离度减少，应采取（ ）A 加入少量CH3COONa固体 B 通入少量氯化氢气体C 提高温度 D 加入少量纯醋酸13、电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两电极板，通过导线与直流电源相连。回答以下问题：（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则电解池中X极上的电极反应式为 。在X极附近观察到的现象是 。Y电极的电极反应式为 ,检验该电极反应产物的方法是 。（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则X的电极材料是 ，电极反应式为 。Y电极的材
24、料是 ,电极反应式为 。（说明：杂质发生的电极反应不必写出）14、将0.05mol/L的盐酸溶液和未知浓度的NaOH溶液以12的体积比混和，所得溶液的pH12，用上述NaOH溶液滴定pH3的某一元弱酸溶液20mL，达到终点时消耗NaOH溶液12.5mL，试求：（1）NaOH溶液的物质的量的浓度 ；（2）此一元弱酸的物质的量的浓度 ；15、右图为20mL未知浓度的盐酸用一标准浓度NaOH溶液滴定时的滴定曲线。则两种溶液的物质的量浓度分别是：HCl ，NaOH 。四、电化学的计算 （1）电子总数=氧化反应中的失电子总数=还原反应中的得电子数 （2）根据得电子数计算原溶液中某种溶质的物质的量1、50
25、0 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3)6.0 molL1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4 L气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是 （ ）A原混合溶液中c(K)为2 molL1 B上述电解过程中共转移4 mol电子C电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol D电解后溶液中c(H)为2 molL12、实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极PbSO=PbSO42e，正极PbO24HSO2e=PbSO42H2O今若制得Cl20.050mol，这时电池内消耗的H2SO4的物
26、质的量至少是A.0.025 mol B.0.050 mol C.0.10 mol D.0.20 mol3、食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。（1）粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：提供的试剂：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化碳欲除去溶液I中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42离子，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为_（只填化学式）。洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，选用的试剂为_。（2）用提纯的NaCl配制500 mL 4.
27、00 molL-1 NaCl溶液，所用仪器除药匙、玻璃棒外还有 （填仪器名称）。（3）电解饱和食盐水的装置如图所示，若收集的H2为2 L，则同样条件下收集的Cl2 （填“”、“=”或“”）2 L，原因是 。装置改进后，可用于制备NaOH溶液，若测定溶液中NaOH的浓度，常用的方法是 。（4）实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2；MnO2+4HCl（浓）MnCl2+Cl2+2H2O据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置 (填代号)和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置 （填代号）。可选用制备气体的装置：4、下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛
28、放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：电源的N端为 极；电极b上发生的电极反应为 ；列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积： ；电极c的质量变化是 g；电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因： 甲溶液 ； 乙溶液 ； 丙溶液 ；（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？ 5、X、Y、Z、W为按原子序数由小到大排列的四种短周期元素。已知：X可分别与Y、W形成X2Y，X2Y2、XW等共价化合物；Z可分别与Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等离子化合物。请回答：（1）Z2Y的化学式是 。（2）Z2Y2与X2Y反应的化学方程式是 。（3）如图所示装置，两玻璃管中盛满滴有酚酞溶液的ZW饱和溶液，C（）、C（）为多孔石墨电极。接通S1后，C（）附近溶液变红，两玻璃管中有气体生成。一段时间后（两玻璃管中液面未脱离电极），断开S1，接通S2，电流表的指针发生偏转。此时：C（I）的电极名称是 （填写正极或负极）；C（II）的电极反应式是 。（4）铜屑放入稀硫酸不发生反应，若在稀硫酸中加入X2Y2，铜屑可逐渐溶解，该反应的离子方程式是 。
