電化學(xué)(原創(chuàng))

1、第六講 電化學(xué)（一） 原電池 一原電池1.概念：把 轉(zhuǎn)化為 的裝置2 .實(shí)質(zhì)： 。3.原電池構(gòu)成條件(1)兩個(gè) 的電極(常見為金屬或石墨)(2)將兩極插入 中(3)兩電極間構(gòu)成 (4)能自發(fā)發(fā)生 【例1】以下面兩個(gè)原電池為例，書寫電極反應(yīng)。負(fù)極： 正極： 總反應(yīng)： 負(fù)極： 正極： 總反應(yīng)： 鹽橋XYACuSO4溶液電流計(jì)Ag4.雙液原電池的特點(diǎn):（1）鹽橋中裝有 等溶液和瓊脂制成的膠凍(2）鹽橋的作用： 平衡電荷,使原電池不斷產(chǎn)生電流。（3）雙液原電池的優(yōu)點(diǎn)： 5正、負(fù)極的判斷負(fù)極： 正極： 6.小結(jié)：（1）負(fù)極：一般為 金屬， 電子發(fā)生 反應(yīng) 正極：一般為活潑性 的金屬或 ， 電子發(fā)生 反應(yīng)

2、（2）電子流向：從 極（Zn）經(jīng)外電路流向 極（Cu）；電流方向：從 極（Cu）流向 極（Zn）（3）電解質(zhì)溶液離子流向：陽(yáng)離子： 陰離子： 7. 原電池的設(shè)計(jì)： 從理論上說，任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計(jì)成原電池根據(jù)電池反應(yīng)設(shè)計(jì)原電池：（三部分導(dǎo)線）(1)負(fù)極為的金屬（即化合價(jià)的物質(zhì)）；(2)正極為的金屬或 ；(3) 電解質(zhì)溶液含有離子（即化合價(jià)的物質(zhì)）。練習(xí)1、某原電池總反應(yīng)離子方程式為2Fe3+Fe3Fe2+，能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池是（ ）A、正極為銅，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為氯化鐵溶液B、正極為銅，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為硝酸亞鐵溶液C、正極為鐵，負(fù)極為鋅，電解質(zhì)溶液為硫酸鐵溶液D、正極

3、為銀，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液2、下列各變化中屬于原電池反應(yīng)的是（ ）A在空氣中金屬鋁表面迅速氧化形成保護(hù)層 B鍍鋅鐵表面有劃損時(shí)，也能阻止鐵被氧化C紅熱的鐵絲與冷水接觸，表面形成藍(lán)黑色保護(hù)層 D濃硝酸比稀硝酸更能氧化金屬銅3、100mL濃度為2mol/L的鹽酸跟過量的鋅片反應(yīng)，為加快反應(yīng)速率，又不影響生成氫氣的量，可采用的方法是（ ）A、 加入適量的6mol/L的鹽酸 B、 加入數(shù)滴氯化銅溶液C、加入適量蒸餾水 D、加入適量的氯化鈉溶液4下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是A純鋅和1mol/L 硫酸； B純鋅和18 mol/L 硫酸； C粗鋅和 1mol/L 鹽酸；D粗鋅和1mol/L 硫酸

4、的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。5下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中乙溶解，甲上有H2氣放出；B.在氧化還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多；C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極； D.同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；二、常見的化學(xué)電源：1一次電池堿性鋅錳干電池 負(fù)極材料是 ，正極是 . 負(fù)極反應(yīng)： ； 正極反應(yīng)： ； 電池總反應(yīng)：Zn2MnO22H2O = 2MnOOHZn(OH)2 2二次電池(可充電電池) 鉛蓄電池是常見的二次電池，負(fù)極材料是 ，正極材料是 .(1)放電時(shí)的反應(yīng) 負(fù)極反應(yīng)： 正極反應(yīng)： 電池總反應(yīng)：PbPbO22H2SO4 = 2P

5、bSO42H2O(2)充電時(shí)的反應(yīng) 陰極反應(yīng)： 陽(yáng)極反應(yīng)： 電池總反應(yīng)：2PbSO42H2O = PbPbO22H2SO43燃料電池（1）若以KOH溶液為電解質(zhì)溶液 負(fù)極： ； 正極： 總反應(yīng)方程式： （2） 若以H2SO4為電解質(zhì)溶液 負(fù)極： ； 正極： 總反應(yīng)方程式： 二、新型化學(xué)電源 1、海水電池 1991年我國(guó)首創(chuàng)以鋁海水為能源的新型電池，用作航海標(biāo)志燈，該電池以取之不盡的海水作為電解質(zhì)，靠空氣中的氧氣使鋁不斷被氧化而產(chǎn)生電流，電極反應(yīng)式為： 負(fù)極： _ 正極： 總反應(yīng)方程式： 2、銀鋅電池紐扣式電池 它是用不銹鋼制成的一個(gè)由正極殼和負(fù)極蓋組成的小圓盒，形似紐扣，盒內(nèi)正極殼一端填充由氧

6、化銀和石墨組成的正極活性材料，負(fù)極蓋一端填充由鋅汞合金組成的負(fù)極活性材料，電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀濃溶液， 總的化學(xué)方程式：H2O+Ag2O + Zn = Zn(OH)2 +2Ag 負(fù)極： ； 正極： 3、燃料電池（1）今有甲烷、空氣、氫氧化鉀溶液構(gòu)成燃料電池，則負(fù)極通入氣體是_，正極通入氣體是_，電極反應(yīng)式為：負(fù)極_ _ 正極_， 電池反應(yīng)為 _（2） 如把KOH改為稀H2SO4作電解質(zhì)，則電極反應(yīng)式為？負(fù)極：_ 正極_; （1）和（2）的電解液不同，反應(yīng)進(jìn)行后，其溶液的pH 有何變化 _ 練習(xí) 1、阿波羅號(hào)宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池，其電池反應(yīng)為：2H2+O2=2H2O，電解質(zhì)溶液為KOH溶

7、液，反應(yīng)保持在較高溫度，使水分蒸發(fā)，則下列敘述正確的是（ ） A、此電池能發(fā)出藍(lán)色光焰 B、H2為正極，O2為負(fù)極 C、工作時(shí)，電解質(zhì)溶液的pH不斷減小 D、電極反應(yīng)式為： 負(fù)極 2H2+4OH4H2O+4e 正極 O2+2H2O+4e4OH2、下圖2004年批量生產(chǎn)的筆記本電腦所用甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子（H+）和電子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達(dá)另外一極與氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)為2CH3OH+3O22CO2+4H2O下列說法正確的是（ ） A、左電極為電池的陰極，a處通入的物質(zhì)是甲醇 B、右電極為電池的負(fù)極，b處通入的物質(zhì)是空氣 C、負(fù)極反應(yīng)式：CH3OH+H2

8、O CO2+6H+6e D、正極反應(yīng)式：O2+2H2O+4e 4OH- 3、以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入O2和CO2，負(fù)極通入丙烷，電解質(zhì)是熔融碳酸鹽。電池反應(yīng)方程式為 _；放電時(shí)，CO32移向電池的 _（填“正”或“負(fù)”）極。4、有甲乙兩位同學(xué)均想利用原電池反應(yīng)檢測(cè)金屬的活動(dòng)性順序，兩人均使用鎂片和鋁片作電極，但甲同學(xué)將電極放入6mol/L的硫酸溶液，乙同學(xué)將電極放入6mol/L的氫氧化鈉溶液中，如圖所示（1）寫出甲電池中正極的電極反應(yīng)式 _ （2）寫出乙池中負(fù)極的電極反應(yīng)式 ： 負(fù)極： 總反應(yīng)的離子方程式： _（3）如果甲與乙同學(xué)均認(rèn)為“構(gòu)成原電池的電極材料如果都是金屬，則

9、構(gòu)成負(fù)極材料的金屬活潑”，則甲會(huì)判斷出 活動(dòng)性更強(qiáng)，而乙會(huì)判斷出 活動(dòng)性更強(qiáng)（填名稱）（4）由此實(shí)驗(yàn)，可得到如下哪些正確結(jié)論（ ） A、利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動(dòng)性順序時(shí)應(yīng)注意選擇合適的介質(zhì) B、鎂的金屬性不一定比鋁的強(qiáng) C、該實(shí)驗(yàn)說明金屬活動(dòng)性順序表已過時(shí)，已沒有利用價(jià)值 D、該實(shí)驗(yàn)說明化學(xué)研究對(duì)象復(fù)雜，反應(yīng)受條件影響較大，因此應(yīng)具體問題具體分析（5）上述實(shí)驗(yàn)也反過來證明了“直接利用金屬活動(dòng)順序表判斷原電池中的正負(fù)極”這種做法 _（填“可靠”或“不可靠”）。如不可靠，請(qǐng)你提出另一個(gè)判斷原電池正負(fù)極的可行實(shí)驗(yàn)方案 _（如可靠，可不填）（二） 電解一、電解原理：1、定義：電解池是 2、實(shí)質(zhì)：3構(gòu)

10、成條件： 、 以及 4、 電解熔融的氯化鈉陽(yáng)極 陰極 總反應(yīng) 5、 電解氯化銅溶液 溶液中_離子向陽(yáng)極移動(dòng)_離子向陰極移動(dòng)，陽(yáng)極_陰極_總反應(yīng)_6小結(jié)（1） 電極名稱：（2） 電極反應(yīng)：（3） 電子流向：（4） 離子遷移方向：7、電解規(guī)律：（1）電極材料A.惰性電極（C、Pt、Au）：不管做陽(yáng)極還是陰極，都只起導(dǎo)電作用，本身不參與反應(yīng)B.活性電極（除C、Pt、Au外的其他金屬）：做陰極時(shí)，只起導(dǎo)電作用，本身不參與反應(yīng)；做陽(yáng)極時(shí)，除起導(dǎo)電作用外，還失電子，參與電極反應(yīng)（2） 陰離子在 極放電，常見陰離子的放電順序是 陽(yáng)極材料是活性電極時(shí)，陽(yáng)極本身優(yōu)先失電子被氧化（3） 陽(yáng)離子在 極上放電，常見的

11、陽(yáng)離子的放電順序是 2、 電解原理的應(yīng)用1.電解飽和食鹽水制備燒堿、氯氣和氫氣（氯堿工業(yè)）下圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。若X、Y都是惰性電極，a是NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則 電解池中X極上的電極反應(yīng)式為 在X極觀察到的現(xiàn)象是 原因是 Y電極上的電極反應(yīng)式為 檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是 2、 銅的電解精煉粗銅中含有的雜質(zhì) 等。陽(yáng)極 陰極 電解液 電解時(shí)電解質(zhì)溶液中Cu2+的濃度 ，陽(yáng)極質(zhì)量 ，陰極質(zhì)量 ，兩極質(zhì)量改變是否相等 。 3、 電鍍 陽(yáng)極 陰極 電鍍液 例如鐵制品上鍍銅，若用銅作陽(yáng)極，則陽(yáng)極反應(yīng)式為 陰極反應(yīng)

12、式為 ，電鍍液中Cu2+的濃度 4、酸、堿、鹽溶液的電解規(guī)律表（惰性電極）電 解 質(zhì)類 別電 解對(duì) 象實(shí) 例濃度變化PH復(fù)原所加物質(zhì)強(qiáng)堿NaOH含氧酸H2SO4氫前金屬含氧酸鹽Na2SO4無氧酸（HF除外）HCl氫后金屬無氧酸鹽CuCl2氫前金屬無氧酸鹽NaCl氫后金屬含氧酸鹽CuSO4練習(xí)通電1、某同學(xué)按圖所示的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是 （ ） A、電解初期，主要反應(yīng)方程式為 Cu + H2SO4 CuSO4 + H2B、電解過程中，銅電極上有H2產(chǎn)生C、電解一定時(shí)間后，石墨電極上不會(huì)有銅析出D、整個(gè)電解過程中，H+ 濃度不斷增大稀H2SO4石墨Cu Cu u2 、下列關(guān)于銅電極的

13、敘述，正確的是 （ ） A 銅鋅原電池中銅是負(fù)極 B用電解法精煉銅時(shí)，粗銅作陰極C在鍍件上電鍍銅時(shí)，可用金屬銅作陽(yáng)極 D電解稀硫酸制H2、O2時(shí)，銅作陽(yáng)極3、關(guān)于電解NaCl水溶液，下列敘述正確的是（ ）A電解時(shí)在陽(yáng)極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉B若在陽(yáng)極附近的溶液中滴入KI試液，溶液呈棕黃色C若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液，溶液呈無色D電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行?、用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解，下列說法正確的是（ ）A. 電解稀硫酸溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變B. 電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH，故溶液pH減小C. 電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的

14、物質(zhì)的量之比為12D. 電解氯化銅溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1 15、金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，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(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni2+ + 2eNiB電解過程中，陽(yáng)極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等C電解后，溶液中存在的金屬陽(yáng)離子只有Fe2+ 和Zn2+D電解后，電解槽底部的陽(yáng)極泥中只有Cu和Pt6、在鐵制品上鍍一層一定厚度的鋅層，以下方案設(shè)計(jì)正確的是()A鋅作陽(yáng)極，鍍件作陰極，溶液中含有鋅離子B鉑作陰極，鍍件作陽(yáng)極，溶液中含有鋅離子C鐵作陽(yáng)極，

15、鍍件作陰極，溶液中含有亞鐵離子D鋅作陰極，鍍件作陽(yáng)極，溶液中含有亞鐵離子7、用惰性電極電解飽和食鹽水，當(dāng)電源提供給0.2 mol電子時(shí)停止通電。若此溶液體積為2 L，則電解液中c(OH)為()A0.3 mol·L1 B0.2 mol·L1C0.1 mol·L1 D0.05 mol·L18、以惰性電極電解CuSO4溶液，若陽(yáng)極上產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量為0.010 0 mol，則陰極上析出Cu的質(zhì)量為()A0.64 g B1.28 gC2.56 g D5.12 g9、如圖所示，甲、乙為相互串聯(lián)的兩電解池。(1)甲池若為用電解原理精煉銅的裝置，則A電極名稱為_極，

16、電極材料是_，電極反應(yīng)式為_，電解質(zhì)溶液可以是_。(2)乙池中Fe極電極反應(yīng)式為_，若在乙池中滴入少量酚酞試液，開始電解一段時(shí)間，F(xiàn)e極附近呈_色。 10如下圖，a、b是石墨電極，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液顯紅色?；卮鹣铝袉栴}：（1）Pt為_極，Cu為_極（2）b極的電極反應(yīng)式是_（3）電解過程中CuSO4溶液的pH_（4）Pt極上有6.4 g Cu析出時(shí)，b極產(chǎn)生(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體體積是_11下列各組溶液電解一段時(shí)間后，再加入相關(guān)物質(zhì)，溶液能恢復(fù)原狀況的是()電解質(zhì)溶液陽(yáng)極陰極加入的物質(zhì)ANaCl溶液碳鐵鹽酸BNaOH溶液碳碳水C硫酸銅溶液碳銅硫酸銅D硫酸鐵碳H2O（三）金屬的腐蝕與防護(hù)1金

17、屬腐蝕(1)概念：金屬或合金與周圍環(huán)境中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的現(xiàn)象。(2)金屬腐蝕分類：化學(xué)腐蝕：電化學(xué)腐蝕：(3) 用鋁制飯盒盛放醋酸，一段時(shí)間后，飯盒被腐蝕，該種腐蝕屬于 ；若用鋁飯盒盛放食鹽(含水時(shí))，一段時(shí)間后，飯盒被腐蝕，這種腐蝕屬于 ，反應(yīng)原理是(寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式)：負(fù)極：_，正極：_，總反應(yīng)_2鋼鐵的電化學(xué)腐蝕根據(jù)鋼鐵表面水溶液薄膜的酸堿性不同，鋼鐵的電化學(xué)腐蝕分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕 (1) 析氫腐蝕：當(dāng)鋼鐵表面的電解質(zhì)溶液酸性較強(qiáng)時(shí)，腐蝕過程中有H2放出。Fe是負(fù)極，C是正極。負(fù)極：Fe2e=Fe2；正極：2H2e=H2；總反應(yīng)：Fe2H=Fe2H2。(2) 吸氧

18、腐蝕：當(dāng)鋼鐵表面的電解質(zhì)溶液呈中性或呈弱酸性并溶有O2時(shí)，將會(huì)發(fā)生吸氧腐蝕。負(fù)極：2Fe4e=2Fe2；正極：2H2OO24e=4OH；總反應(yīng)：2Fe2H2OO2=2Fe(OH)2。3. 金屬的防護(hù)金屬防護(hù)的方法：(1)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)其本身的抗腐蝕能力，成為耐腐蝕金屬；(2)在金屬表面覆蓋油漆、鍍層金屬、氧化膜等保護(hù)層。(3)犧牲陽(yáng)極保護(hù)法(4)外加直流電源的陰極保護(hù)法練習(xí)1下列關(guān)于金屬的防護(hù)方法的說法不正確的是()A我們使用的快餐杯表面有一層搪瓷，搪瓷層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用B給鐵件通入直流電，把鐵件與電池負(fù)極相連接C輪船在船殼水線以下常裝有一些鋅塊，這是利用了犧牲陽(yáng)極的陰

19、極保護(hù)法D鋼鐵制造的暖氣管管道外常涂有一層較厚的瀝青2下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說法正確的是()A鋼管與電源正極連接，鋼管可被保護(hù)B鐵遇冷濃硝酸表面鈍化，可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕C鋼管與銅管露天堆放在一起時(shí)，鋼管不易被腐蝕D鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí)，負(fù)極反應(yīng)是Fe3e=Fe33如圖裝置中，U形管內(nèi)為紅墨水，a、b試管內(nèi)分別盛有食鹽水和醋酸溶液，各加入生鐵塊，放置一段時(shí)間。下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是()A生鐵塊中的碳是原電池的正極B紅墨水水柱兩邊的液面變?yōu)樽蟮陀腋逤兩試管中相同的電極反應(yīng)式是Fe2e=Fe2Da試管中發(fā)生了吸氧腐蝕，b試管中發(fā)生了析氫腐蝕4為了防止鋼鐵銹蝕，下列防護(hù)方法中正確的是()A在精密機(jī)床的鐵

20、床上安裝銅螺釘B在排放海水的鋼鐵閥門上用導(dǎo)線連接一塊石墨，一同浸入海水中C在海輪舷上用鐵絲系住鋅板浸在海水里D在地下輸油的鑄鐵管上接直流電源的正極（4） 電化學(xué)知識(shí)綜合1、燒杯A中盛放0.1 mol/L的H2SO4溶液，燒杯B中盛放0.1 mol/L的CuCl2溶液(兩種溶液均足量)，組成的裝置如圖所示。下列說法不正確的是()A. A為原電池，B為電解池BA為電解池，B為原電池C當(dāng)A燒杯中產(chǎn)生0.1 mol氣體時(shí)，B燒杯中產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量也為0.1 molD經(jīng)過一段時(shí)間，B燒杯中溶液的pH增大2、如圖所示，將兩燒杯中電極用導(dǎo)線相連，四個(gè)電極分別為Mg、Al、Pt、C。當(dāng)閉合開關(guān)S后，以下表述正確的是()A電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)BAl、Pt兩極有H2產(chǎn)生C甲池pH減小，乙池pH不變DMg、C兩極生成的氣體在一定條件下可以恰好完全反應(yīng)3、鉛蓄電池的工作原理為： PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。研讀下圖，下列判斷不正確的是()A. K 閉合時(shí)，d電極反應(yīng)式：PbSO42H2O2e=PbO24HSOB. 當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0