家教教案選修四第四章

1、一、原電池的工作原理學(xué)習(xí)好資料歡迎下載第四章電化學(xué)1將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池,它的原理是將氧化仍原反應(yīng)中仍原劑失去的電子經(jīng)過(guò)導(dǎo)線傳給氧化劑,使氧化仍原反應(yīng)分別在兩極上進(jìn)行；2原電池的形成條件： （如下圖所示）（1）活潑性不同的電極材料（2）電解質(zhì)溶液（3）構(gòu)成閉合電路（用導(dǎo)線連接或直接接觸）（4）自發(fā)進(jìn)行的氧化仍原反應(yīng)特殊提示： 構(gòu)成原電池的四個(gè)條件是相互聯(lián)系的,電極不肯定參與反應(yīng),電極材料不肯定都是金屬,但應(yīng)為導(dǎo)體,電解質(zhì)溶液應(yīng)合理的選?。?判定原電池正負(fù)極常用的方法負(fù)極：一般為較活潑金屬,發(fā)生氧化反應(yīng)；是電子流出的一極,電流流入的一極；或陰離子定向移動(dòng)極；往往表現(xiàn)溶解；正極：一般

2、為較不活潑金屬,能導(dǎo)電的非金屬；發(fā)生仍原反應(yīng)；電子流入一極,電流流出一極；或陽(yáng)離子定向移向極；往往表現(xiàn)為有氣泡冒出或固體析出；學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載4原電池電極反應(yīng)式書寫技巧（1）依據(jù)給出的化學(xué)方程式或題意,確定原電池的正、負(fù)極,弄清正、負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的詳細(xì)物質(zhì)（2）弱電解質(zhì)、氣體、難溶物均用化學(xué)式表示,其余以離子符號(hào)表示,寫電極反應(yīng)式時(shí),要遵循質(zhì)量守恒、元素守恒定律及正負(fù)極得失電子數(shù)相等的規(guī)律,一般用“=” 而不用“ ”（3）留意電解質(zhì)溶液對(duì)正、負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物的影響,正、負(fù)極產(chǎn)物可依據(jù)題意或化學(xué)方程式加以確定；（4）正負(fù)電極反應(yīng)式相加得到原電池的總反應(yīng)式,通常用總反應(yīng)式減去較易寫的電極反應(yīng)式,從

3、而得到較難寫的電極反應(yīng)式；二、原電池原理的應(yīng)用（1）設(shè)計(jì)原電池（這是近幾年高考的命題熱點(diǎn)）（2）加快了化學(xué)反應(yīng)速率：形成原電池后, 氧化仍原反應(yīng)分別在兩極進(jìn)行,使反應(yīng)速率增大, 例如：試驗(yàn)室用粗鋅與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣；在鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)加入少量的 CuSO 4 溶液,能使產(chǎn)生 H2 的速率加快（3）進(jìn)行金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的比較（4）電化學(xué)愛護(hù)法：即金屬作為原電池的正極而受到愛護(hù),如在鐵器表面鍍鋅（5）從理論上說(shuō)明鋼鐵腐蝕的主要緣由三、化學(xué)電源1充電電池是指既能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能（即放電）,又能將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能（充電）的一類特殊的電池；充電、放電的反應(yīng)不能懂得為可逆反應(yīng)（因充電、放電的條件不同）；

4、2書寫燃料電池電極反應(yīng)式時(shí)應(yīng)留意如下幾點(diǎn)：（1）電池的負(fù)極肯定是可燃性氣體,失電子, 發(fā)生氧化反應(yīng)； 電池的正極肯定是助燃?xì)怏w,得電子,發(fā)生仍原反應(yīng)；（2）寫電極反應(yīng)時(shí),肯定要留意電解質(zhì)是什么,其中的離子要和電極反應(yīng)中顯現(xiàn)的離子相對(duì)應(yīng),堿性電解質(zhì)時(shí),電極反應(yīng)式不能顯現(xiàn)H +；酸性電解質(zhì)時(shí),電極反應(yīng)式不能顯現(xiàn)OH；（3）可由正負(fù)兩極的電極反應(yīng)式相疊加得到總電極反應(yīng)式,但要留意是在得失電子守恒前提下；電學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載極反應(yīng)要留意是燃料反應(yīng)和燃料產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的相疊加的反應(yīng)式；四、電解原理及規(guī)律 電極的判定與電極上的反應(yīng)；（1）陽(yáng)極：與電源正極相連的電極,是發(fā)生氧化反應(yīng)；如惰性材料（石墨

5、、Pt 、Au ）作陽(yáng)極,失電子的是溶液中的陰離子；如為活性金屬電極（溶解；Pt 、Au 除外）,失電子的是電極本身,表現(xiàn)為金屬（2）陰極：是與電源負(fù)極相連的電極,電極本身不參與反應(yīng)；溶液 中的陽(yáng)離子在陰極上得電子,發(fā) 生仍原反應(yīng)； 電流或電子的流向：電解池中電子由電源負(fù)極流向陰極,被向陰極移動(dòng)的某種陽(yáng)離子獲得,而向 陽(yáng)極移動(dòng)的某種陰離子或陽(yáng)極本身在陽(yáng)極上失電子,電子流向電源正極； 離子的放電次序：主要取決于離子本身的性質(zhì),也與溶液濃度、溫度、電極材料等有關(guān)；（1）陰極（得電子才能） ：Ag +Fe 3+Cu 2+H +Pb 2+Sn 2+Fe 2+Zn 2+Al鍍時(shí)通過(guò)掌握條件（如離子濃度等

6、）,Fe 2+和 Zn 2+可先于 H +放電；3+Mg 2+Na +Ca 2+ K +,但應(yīng)留意,電（2）陽(yáng)極（失電子才能） ：如陽(yáng)極材料為活性電極（Pt 、Au 除外）,就電極本身失去電子,而溶液F中的陰離子不參與電極反應(yīng)；如陽(yáng)極材料為惰性電極,就有S 2IBrClOH含氧酸根離子及等；4酸、堿、鹽溶液電解規(guī)律（惰性電極）學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載5原電池、電解池、電鍍池的判定（1）如無(wú)外接電源,可能是原電池,然后依據(jù)原電池的形成條件判定（2）如有外接電源,兩極插入電解質(zhì)溶液中,就可能是電解池或電鍍池,當(dāng)陽(yáng)極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬離子相同,就為電鍍池（3）如無(wú)明顯外接電源的串聯(lián)電路,池；就應(yīng)利

7、用題中信息找出能發(fā)生自發(fā)氧化仍原反應(yīng)的裝置為原電（4）可充電電池的判定：放電時(shí)相當(dāng)于原電池,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生仍原反應(yīng)；充電時(shí)相當(dāng)于電解池,放電時(shí)的正極變?yōu)殡娊獬氐年?yáng)極,與外電源正極相連,負(fù)極變?yōu)殛帢O,與外電源負(fù)極相連；五、電解原理的應(yīng)用1氯堿工業(yè)（電解飽和食鹽水）：2NaCl + 2H電解 2O 2NaOH + H 2 + Cl22電鍍：待鍍金屬制品作陰極,鍍層金屬作陽(yáng)極,含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液,陽(yáng)極反應(yīng)：M ne =M n+（進(jìn)入溶液） ,陰極反應(yīng) M n+ + ne =M（在鍍件上沉積金屬）3電解精煉銅： 以粗銅為陽(yáng)極, 精銅為陰極, 含銅離子的溶液作電解質(zhì)溶液；電解時(shí)發(fā)

8、生如下反應(yīng)：陽(yáng)極（粗 銅）：Cu 2e = Cu 2+；陰極（純銅） ：Cu 2+ + 2e = Cu；4電冶金： Mg、Al 的制取,如,電解熔融 NaCl 制金屬 Na：2NaCl 熔融 =2Na + Cl 2學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載六、三池的比較原電池電解池電鍍池定義將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電解的裝置將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置舉CuZn置裝置CCZnFe例稀硫酸CuCl 2ZnCl2活動(dòng)性不同的兩電極（連形成條接）兩電極接直流電源鍍層金屬接電源正極,待鍍金屬接電源負(fù)極件電解質(zhì)溶液 （電極插入其中兩電極插入電解質(zhì)溶液電鍍液必需含有鍍層金并與電極自發(fā)反應(yīng)）形成閉

9、合回路屬的離子形成閉合回路電極名負(fù)極：較活動(dòng)金屬陽(yáng)極：與電源正極相連的極名稱同電解, 但有限制條件稱正極： 較不活動(dòng)金屬 （或能導(dǎo)陰極：與電源負(fù)極相連的極陽(yáng)極：必需是鍍層金屬電的非金屬）陰極：鍍件陽(yáng)極： 氧化反應(yīng), 溶液中的電極反負(fù)極： 氧化反應(yīng)、 金屬失電子陰離子失電子, 或電極金屬陽(yáng)極：金屬電極失電子正極： 仍原反應(yīng), 溶液中的陽(yáng)失電子陰極：電鍍液中陽(yáng)離子得電應(yīng)離子得電子陰極： 仍原反應(yīng), 溶液中的子陽(yáng)離子得電子電子流負(fù)極導(dǎo)線正極學(xué)習(xí)好資料導(dǎo)線歡迎下載同電解池電源負(fù)極陰極導(dǎo)線向電源正極陽(yáng)極七、鋼鐵的腐蝕與防護(hù) 以鋼鐵鐵腐蝕為例 1鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕：條件析氫腐蝕2+ H 2吸氧腐蝕水

10、膜呈酸性；水膜呈中性或酸性很弱；電極反應(yīng)負(fù)極 Fe ：Fe2e2+=Fe2+ 2Fe4e=2Fe正極 C+ ：2H+2e=H2O2+2H2O+4e=4OH總電極反應(yīng)式：Fe + 2H+ = Fe2Fe+2H2O+O 2= 2 FeOH24FeOH2+2H2O+O 2=4FeOH3FeOH3 Fe2O3 nH2O 通常兩種腐蝕同時(shí)存在,但后者更普遍；2金屬腐蝕和電化學(xué)腐蝕：電化學(xué)腐蝕（吸氧腐蝕）化學(xué)腐蝕條件不純金屬或合金與電解質(zhì) 金屬跟接觸物質(zhì)（多為非電解質(zhì)）溶液接觸構(gòu)成微小原電池 直接反應(yīng)現(xiàn)象有柔弱電流產(chǎn)生無(wú)電流產(chǎn)生結(jié)果活潑金屬被腐蝕各種金屬都有可能被腐蝕學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載較不活潑金屬得到愛

11、護(hù)2+負(fù)極： Fe 2e=Fe實(shí)例 2Fe+3Cl2=2FeCl3（某些工廠）正極： O2+2H2O+4e=4OH本質(zhì)聯(lián)系金屬的防護(hù)金屬原子失去電子被氧化而損耗兩種腐蝕同時(shí)發(fā)生,但電化腐蝕較化學(xué)腐蝕普遍,鋼鐵以吸氧腐蝕常見轉(zhuǎn)變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu),如制成不銹鋼；在金屬表面掩蓋愛護(hù)層,如電鍍、涂油、噴漆、搪瓷、鍍氧化膜（致密）,目的使金屬制品與四周物質(zhì)隔開；電化學(xué)愛護(hù)法（被愛護(hù)金屬作為原電池的正極或電解池的陰極）特殊提示 ：1金屬腐蝕的快慢：在相同的電解質(zhì)溶液中,金屬腐蝕的快慢一般為：電解池的陽(yáng)極 原電池負(fù)極 化學(xué)腐蝕 電解池陰極、原電池正極；八、電化學(xué)運(yùn)算的基本方法1依據(jù)電子守恒法運(yùn)算：用于串聯(lián)電路、

12、陰陽(yáng)兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的運(yùn)算,其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等；2依據(jù)總反應(yīng)式運(yùn)算：先寫出電極反應(yīng)式,再寫出總反應(yīng)式,最終依據(jù)總反應(yīng)式列出比例式運(yùn)算；例題：1原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān),也與電解質(zhì)溶液有關(guān)；以下說(shuō)法中正確選項(xiàng) A12學(xué)習(xí)好資料歡迎下載中 Mg作負(fù)極, 34中 Fe 作負(fù)極B2 中 Mg作正極,電極反應(yīng)式為 C3 中 Fe 作負(fù)極,電極反應(yīng)式為 D4 中 Cu 作正極,電極反應(yīng)式為6H2O6e=6OH 3H2Fe2e2=Fe2H2e=H2答案： B解析： 1 中 Mg作負(fù)極； 2 中 Al 作負(fù)極； 3 中銅作負(fù)極；4 是鐵的吸氧腐蝕,Fe 作負(fù)極

13、；2某愛好小組設(shè)計(jì)如圖試驗(yàn)裝置；試驗(yàn)時(shí),先斷開后,斷開 K1,閉合 K2,發(fā)覺電流表 指針偏轉(zhuǎn)；以下有關(guān)描述正確選項(xiàng) A斷開 K2,閉合 K1時(shí),銅電極為陽(yáng)極 B斷開 K2,閉合 K1時(shí),石墨電極鄰近溶液變紅 C斷開 K1,閉合 K2時(shí),銅電極發(fā)生仍原反應(yīng) D斷開 K2,閉合 K2時(shí),石墨電極作正極 答案： DK2,閉合 K1,兩極均有氣泡產(chǎn)生；一段時(shí)間解析： 此題解題關(guān)鍵在于由反應(yīng)現(xiàn)象判定電源的正、負(fù)極,進(jìn)而確定其他各電極及其電極反應(yīng)式；由題意斷開 K2,閉合 K1時(shí),兩極均有氣泡生成,確定電源左側(cè)為正極,右側(cè)為負(fù)極,石墨為陽(yáng)極, Cu 為陰極,陽(yáng)極的電極反應(yīng)為 2Cl2e=Cl2 ,不能使

14、酚酞變紅,故 A、B 選項(xiàng)都錯(cuò)；斷開K1,閉合 K2 時(shí),形成原電池,Cu為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),H22e2OH=2H2O,石墨為正極,發(fā)生仍原反應(yīng), Cl 2 2e=2Cl,故 C項(xiàng)錯(cuò)誤, D項(xiàng)正確；學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載3關(guān)于以下裝置的說(shuō)法正確選項(xiàng) A裝置中鹽橋內(nèi)的 K移向 CuSO 4溶液B裝置將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能C如裝置用于鐵棒鍍銅,就 N極為鐵棒D如裝置用于電解精煉銅,就溶液中的 Cu 2濃度保持不變答案： A解析： 此題考查了電化學(xué)學(xué)問(wèn),意在考查考生運(yùn)用所學(xué)學(xué)問(wèn)分析、解決問(wèn)題的才能；裝置為原電池,其將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?鋅為負(fù)極,銅為正極,鹽橋中的 錯(cuò)誤；裝置為電解池,如用于鐵棒鍍銅,就銅

15、應(yīng)作陽(yáng)極,即K移向正極區(qū), A 項(xiàng)正確, B 項(xiàng)N 極為銅棒, C 項(xiàng)錯(cuò)誤；如裝置用于電解精煉銅,就粗銅應(yīng)作陽(yáng)極,粗銅中比銅活潑的金屬也會(huì)失電子,以離子形式進(jìn)入溶液,而比銅不活潑的金屬就形成陽(yáng)極泥,在陰極只有 Cu 2得電子形成 Cu,依據(jù)陽(yáng)極和陰極轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等可知電解質(zhì)溶液中 Cu 2濃度減小, D項(xiàng)錯(cuò)誤；4某同學(xué)組裝了如下列圖的電化學(xué)裝置,電極為 Al 電極,其他均為 Cu 電極,就以下表達(dá)正確的是 A電子流淌方向：電極A電極B電極發(fā)生氧化反應(yīng)C電極質(zhì)量不變D電極的電極反應(yīng)：Cu 22e=Cu 答案： B 解析： 此題考查了電化學(xué)學(xué)問(wèn),意在考查考生的懂得記憶才能和對(duì)裝置的分析才能；由題給

16、裝置可知,左邊燒杯和中間燒杯組成一個(gè)原電池裝置,Al 作負(fù)極, Cu作正極,右邊燒杯是一個(gè)電解池裝置；電子從負(fù)極流出,即電子流淌方向：電極 I A電極, A 選項(xiàng)錯(cuò)誤；電極 I 是負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng), B 選項(xiàng)正確；電極上 Cu 2得電子生成單質(zhì)銅,電極質(zhì)量增加,C選項(xiàng)錯(cuò)誤；電極與學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載原電池的正極相連,是陽(yáng)極,發(fā)生反應(yīng) Cu2e=Cu 2,D選項(xiàng)錯(cuò)誤；5納米級(jí) Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注；采納離子交換膜掌握電解液中 OH的濃度制備納米級(jí) Cu2O的裝置如下列圖,發(fā)生的反應(yīng)為：2CuH2O= 通電 Cu2OH2 ；以下說(shuō)法正確選項(xiàng) A鈦電極發(fā)生氧化反應(yīng)B陽(yáng)極鄰近溶液

17、的 pH逐步增大C離子交換膜應(yīng)采納陽(yáng)離子交換膜D陽(yáng)極反應(yīng)式是：2Cu2OH2e=Cu 2O H2O 答案： D解析： 此題考查了電解原理,意在考查考生運(yùn)用電解原理分析,解決實(shí)際問(wèn)題的才能；鈦電極為陰極,發(fā)生仍原反應(yīng),A 項(xiàng)錯(cuò)誤；銅作陽(yáng)極,陽(yáng)極上銅發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),陽(yáng)極反應(yīng)式為 2Cu2OH2e=Cu2OH2O,OH由陰極區(qū)遷移到陽(yáng)極區(qū)參與反應(yīng),離子交換膜應(yīng)為陰離子交換膜,C項(xiàng)錯(cuò)誤, D 項(xiàng)正確；由陰極區(qū)遷移過(guò)來(lái)的 OH在陽(yáng)極全部參與反應(yīng),陽(yáng)極鄰近溶液的 pH 不變, B 項(xiàng)錯(cuò)誤；6電解硫酸鈉溶液生產(chǎn)硫酸和燒堿的裝置加圖所示,其中陰極和陽(yáng)極均為惰性電極；測(cè)得同溫同壓下,氣體甲與氣體乙的體積比

18、約為12,以下有關(guān)說(shuō)法正確選項(xiàng) 說(shuō)明：陽(yáng)離子交換膜只答應(yīng)陽(yáng)離子通過(guò),陰離子交換膜只答應(yīng)陰離子通過(guò)Aa 電極反應(yīng)式為：2H2e=H2B產(chǎn)物丙為硫酸Cd 為陰離子交換膜DNa2SO4溶液濃度增大答案： B學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載解析： 此題考查電解硫酸鈉溶液相關(guān)學(xué)問(wèn),意在考查考生對(duì)電解原理的懂得和應(yīng)用才能；電解硫酸鈉溶液的實(shí)質(zhì)是電解水,又同溫同壓下氣體甲與氣體乙的體積比約為 1 2,就甲為 O2,乙為 H2,故 a 電極上為 H2O電離出的 OH放電,產(chǎn)生氧氣,A 項(xiàng)錯(cuò)誤； a 電極為陽(yáng)極,陽(yáng)極上 H2O電離出的 OH2放電, SO 4 向陽(yáng)極移動(dòng),因此產(chǎn)物丙為硫酸,B 項(xiàng)正確； b 為陰極,陰極上

19、H2O 電離出的 H放電,Na向陰極移動(dòng),就 d 為陽(yáng)離子交換膜,C 項(xiàng)錯(cuò)誤； Na2SO4溶液中 Na向陰極移動(dòng)、 SO 24 向陽(yáng)極移動(dòng),因此 Na2SO4 溶液的濃度減小,D項(xiàng)錯(cuò)誤；7用惰性電極電解 100 mL CuSO4溶液一段時(shí)間后,可以通過(guò)添加 0.1 mol CuOH 2將溶液的量與濃度完全復(fù)原,就電解時(shí)電路中通過(guò)的電子為 A0.1 mol B0.2 mol C0.4 mol D0.8 mol 答案： C解析： 此題解題關(guān)鍵是通過(guò)加入 CuOH2將溶液完全復(fù)原這一信息,確定該電解過(guò)程分為兩個(gè)過(guò)程,分別為電解 CuSO 4溶液和 H2O,可分別進(jìn)行運(yùn)算；依據(jù)題意知,通過(guò)添加 0.1 mol CuOH 2將溶液的量與濃度完全復(fù)原,可知電解時(shí) Cu 2放電完全,且電解了一部分水；由 0.1 mol CuOH 2 可知,電解時(shí)陽(yáng)極產(chǎn)生了 0.1 mol Cu 和 0.1 mol H 2,結(jié)合電極反應(yīng)式知,通過(guò)的電子為 0.4 mol ；8. 以下有關(guān)鋼鐵腐蝕和防護(hù)的說(shuō)法不正確選項(xiàng) A自行車的鋼圈上鍍一層鉻,防止生銹B外加直流電源愛護(hù)鋼閘門時(shí),鋼閘門與電源的負(fù)極相連C鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕的正極反應(yīng)：D鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕的負(fù)極反應(yīng)：2H2OO24e=4OHFe 3e3=Fe答案： D解析： 鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕的負(fù)極反應(yīng)為Fe 2e=Fe 2,D項(xiàng)錯(cuò)誤；9. 電解法可排除甲醇