電化學專題（老）.doc

原電池基礎知識回顧：在Zn|H2SO4|Cu原電池中，如右圖所示：Zn為 極， 電子，發(fā)生 反應，電極反應式 ；Cu為 極， 電子，發(fā)生 反應，電極反應式 ，總反應： 電子的流向 ，電流的方向 ，溶液中電子的流向 ，溶液中陽離子移向 極，陰離子移向 極。例1：依據氧化還原反應：2Ag(aq)Cu(s) = Cu2(aq)2Ag(s)設計的原電池如圖所示。請回答下列問題：電極X的材料是_；電解質溶液Y是_；銀電極為電池的_極，發(fā)生的電極反應為_；鹽橋XYACuSO4溶液電流計AgX電極上發(fā)生的電極反應為_；外電路中的電子是從_電極流向_電極。鹽橋的作用 ，鹽橋中陽離子移向 ，（4）與上圖原電池裝置相比該原電池供電效率 ，理由是 一、 原電池1、原電池的反應原理：發(fā)生 反應， 能轉化為 能2、構成原電池的條件很多，但前提條件是 。3、正、負極的判斷：負極一般較活潑的 為負極，或者電子流 的極，或者發(fā)生 反應（即總反應中價態(tài) ）的電極。正極 。 練習1.用銅片、銀片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、導線和鹽橋（裝有瓊脂-KNO3的U型管）構成一個原電池。以下有關該原電池的敘述正確的是在外電路中，電流由銅電極流向銀電極 正極反應為：Ag+e-=Ag實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學反應與該原電池反應相同A. B.C.D.例2 設計出燃料電池使汽油氧化直接產生電流是本世紀最富有挑戰(zhàn)性的課題之一。最近有人制造了一種燃料電池，一個極通入空氣，另一個極通入汽油蒸氣，電池的電解質是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體，它在高溫下能傳導O2-,回答如下問題:(1)以丁烷為汽油代表,這個電池放電時發(fā)生的化學反應的方程式是: (2)這個電池負極發(fā)生的反應是: C4H10+13O2-26e-=4CO2+5H2O，正極發(fā)生的反應是: 固體電解質里O2-的移動方向是: 向外電路釋放電子的電極是: (3)人們追求燃料電池氧化汽油而不在內燃機里燃燒汽油產生動力的主要原因是: (4)汽油燃料電池最大的障礙是氧化反應不完全產生 堵塞電極的氣體通道,有人估計,完全避免這種副反應至少還需10年,這正是新一代化學家的歷史使命.二、化學電源1、一次電池（不能充電，不能反復使用）如 堿性鋅-錳干電池負極(鋅筒): 正極(MnO2) 總反應 Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)22、二次電池（可充電，能多次重復使用）如鉛蓄電池(電解質溶液為稀硫酸)負極(Pb): 正極(PbO2): 總反應: PbO2+ Pb +2H2SO4= 2PbSO4+2 H2O3、氫氧燃料電池 酸式(H+):負極; 正極: 總反應: 2H2+O2=2H2O堿式(OH-)負極 ; 正極: 總反應: 2H2+O2=2H2O4、乙醇燃料電池（KOH為電解質）負極; 正極: 總反應: 練習21、2012年，科學家們發(fā)明了一種能夠給電子設備提供動力的生物燃料電池。該電池包括兩個涂覆著酶的電極，它們處于充滿空氣和少量氫氣的玻璃槽中。由于氣體可以混合從而省去了昂貴的燃料隔離膜，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是A左邊為該電池的負極B該電池可在高溫環(huán)境下使用C該電池負極反應為：H22e2H+D該電池正極反應為O24e2O2練習22、一種新型燃料電池，以鎳板為電極插入KOH溶液中，分別向兩極通入乙烷和氧氣，電極反應式為C2H618OH14e2CO3212H2O；7H2O7/2O2 14e14OH。有關此電池的推斷錯誤的是A通氧氣的電極為負極B參加反應的O2與C2H6 的物質的量之比為72C放電一段時間后，KOH的物質的量濃度將下降D在電解質溶液中CO32向正極移動小結：1、燃料電池由于具有較高的能量利用率很受歡迎，其電極一般不參與反應，起 作用2、電極反應式的書寫要借助于總反應中氧化劑和還原劑及介質進行分析，并善于利用電荷守恒、質量守恒配平，有時可利用總反應減去熟悉的一極電極反應式得出另一極電極反應式電解基礎知識回顧: 用碳棒作電極電解氯化銅溶液：與電源 極相連的碳棒叫 極；電子的流向 到 ,再從 到 ,溶液中 電子的流動；溶液中陽離子( )移向 ,陰離子( ) 移向 ；該電解反應的兩極反應為 、 總反應為 。例3、下列說法不正確的是（ ）A由于電解質溶液的導電過程就是電解該溶液的過程，所以電解質溶液的導電是化學變化。B電解池的陰陽極取決于外接電源的正負極，與電極材料的金屬活動性無關。C陽極只要是金屬電極（Au Pt除外），則電極優(yōu)先失去電子，發(fā)生氧化反應，溶液中的陽離子無法放電D通過電解可以實現許多無法自發(fā)進行的氧化還原反應，如電解Cu和稀H2SO4產生氫氣。三、電解原理1、電解的概念：使電流通過 溶液而在陰、陽兩極引起 反應的過程叫做電解。2、電解池：把 能轉變成 能的裝置叫做電解池或電解槽。3、電解電極產物的判斷（1）在陽極上 作電極時：電極本身在陽極 電子被 成 離子進入溶液， 離子不容易在電極上放電。用惰性電極(Pt、Au、石墨)時；溶液中 離子的放電順序是： （2）在陰極上無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應，發(fā)生反應的是溶液中的 離子，在陰極上放電順序是 練習3、用酸性氫氧燃料電池電解苦鹵水 (含Cl、Br、Na、Mg2)的裝置如圖所示 (a、b為石墨電極)。下列說法中，正確的是A電池工作時，正極反應式為：O2 +2 H2O + 4e=4 OH B電解時，a 電極周圍首先放電的是Br而不是Cl，說明當其它條件相同時前者的還原性強于后者C電解時，電子流動路徑是：負極外電路陰極溶液陽極正極D忽略能量損耗，當電池中消耗0.02g H2 時，b 極周圍會產生0.02g H2例4、下列敘述不正確的是A鐵表面鍍鋅，鐵作陽極 B鋼鐵吸氧腐蝕的正極反應：O2 +2 H2O + 4e=4 OHC工業(yè)上電解飽和和食鹽水的陽極反應：2Cl2e-=Cl2D船底鑲嵌鋅塊，鋅作負極，以防船體被腐蝕四、電解原理的應用（1）氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)：用電解飽和食鹽水的方法來制取 、 和 ，并以它們?yōu)樵仙a一系列化工產品的工業(yè)。 總反應： （2）電鍍（以鍍銅為例）電鍍是電解池的特例。電鍍池的構成條件是：鍍層金屬（Cu）做 極 待鍍金屬（鍍件）做 極電解質溶液中含 離子( )電極反應式為：陽極： 、陰極： 電鍍后，理論上電解液的濃度 （3）電解精煉銅（粗銅提純）電解精煉是電鍍的特例。電解精煉時： 做陽極 做陰極電解質溶液中含該物質的陽離子(Cu2+)電極反應式為：陽極： 陰極： 電解精煉后，電解液（CuSO4）的濃度 。練習4、金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質，可用電解法制備高純度的鎳，下列敘述正確的是(已知：氧化性Fe2+Ni2+Cu2+）A陽極發(fā)生還原反應，其電極反應式：Ni2+ + 2e Ni B電解過程中，陽極質量的減少與陰極質量的增加相等C電解后，溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+ 和Zn2+D電解后，電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt例5、鋼鐵在潮濕的空氣中會被腐蝕，發(fā)生的原電池反應為：2Fe2H2OO2 = 2Fe24OH。以下說法正確的是( )A負極發(fā)生的反應為：Fe2e = Fe2B正極發(fā)生的反應為：2H2OO22e = 4OHC原電池是將電能轉變?yōu)榛瘜W能的裝置D鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕五、金屬的腐蝕：金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應而腐蝕損耗的過程，其本質是 的過程。1、化學腐蝕與電化腐蝕2、析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以鋼鐵為例）析氫腐蝕吸氧腐蝕條 件 電極反應負極 正極 總反應式 3. 金屬腐蝕的快慢規(guī)律：在同一電解質溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：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腐措施的腐蝕4、金屬防護的幾種重要方法改變金屬內部的組成結構，在金屬表面覆蓋 。電化學保護法 練習5、有如圖裝置，裝置A的燒杯中盛有1L1mol/L的硫酸溶液，裝置B的燒杯中盛有1L1mol/L硫酸銅溶液。下列有關說法