2019高考化学第二轮复习 专题 原电池和电解池学案 鲁科版

原电池和电解池
【本讲教育信息】
一. 教学内容：
高考第二轮复习《专题5》
二. 教学目的：
1. 通过进行化学能转化为电能的探究活动，了解原电池工作原理，能正确书写原电池的正、负极的电极反应式及电池反应方程式。

2. 通过电能转变为化学能的探究活动，了解电解池工作原理，能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解反应方程式。

3. 通过查阅资料等途径了解常见化学电源的种类及工作原理，认识化学能转化为电能的实际意义。

4. 知道电解在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用。

认识电能转化为化学能的实际意义。

5. 了解金属腐蚀带来的危害，认识防止金属腐蚀的重要意义。

6. 了解化学腐蚀和电化学腐蚀的涵义，理解电化学腐蚀发生的条件，能解释金属发生电化学腐蚀的原因。

7. 认识钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀发生的条件及原理，会书写电极反应式和总反应式。

8. 通过实验探究防止金属腐蚀的措施，了解常见的防止金属腐蚀的方法及其原理。

三. 重点和难点
1、原电池原理，电极反应式，电池反应方程式。

2、电解池工作原理，电解池电极反应式，电解反应方程式。

3、氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金的化学原理。

4、金属的腐蚀和防护及其反应原理。

四. 考点分析
本专题内容在高考中的主要考查点是：
1、原电池原理，电极反应式，电池反应方程式。

2、电解池工作原理，电解池电极反应式，电解反应方程式。

3、氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金的化学原理。

4、金属的腐蚀和防护及其反应原理。

五. 知识网络
2. 电解电极产物的判断
要判断电极反应的产物，必须掌握离子的放电顺序，判断电极反应的一般规律是： （1）在阳极上
①活性材料作电极时，金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。

②用惰性电极（Pt 、Au 、石墨、钛等）时；溶液中阴离子的放电顺序是：
()放电能力增强
含氧酸根-
------224S
,I ,Br ,Cl ,OH ,SO ,F （2）在阴极上
无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子，阳离子在阴极上放电顺序是
由易到难
++++++++++++K ,Ca ,Na ,Mg ,Al ,H ,Zn ,Fe ,Pb ,Cu ,Ag ,Au 22322223
3. 金属的腐蚀
【典型例题】
例1. 如图所示，请按要求回答下列问题。

（1）打开2K ，合并1K 。

A 为（填“正”或“负”）________极，在该电极可观察到的现象是________________；
B 极的电极反应为________________________。

（2）打开1K ，合并2K 。

A 为（填“阴”或“阳”）________极，在该电极可观察到的现象是________________；B 极的电极反应为________________；当有0.2mol 电子转移时，则析出铜的质量为________g 。

答案：（1）负
A 处金属不断溶解 Cu e 2Cu 2=+-+
（2）阴 A 上有红色金属析出
+-=-2Cu e 2Cu 6.4
分析：打开2K ，合并1K ，该电池为原电池，A 为负极，电解反应为：+-=-2Zn e 2Zn ，
B 极为正极，正极反应为：Cu e 2Cu 2=+-+。

打开1K ，合并2K ，则构成了电解池，A 为阴极，电解反应为：Cu e 2Cu 2=+-+，B 极为阳极，阳极反应为：+-=-2Cu e 2Cu 。

例2. 水银法电解食盐水是氯碱工业发展进程中的重要里程碑，以制得碱液纯度高、质量好著称，其生产原理示意如下：
（1）分别写出电解池、解汞室中发生反应的离子方程式。

（2）当阳极产生3m 36.3（标准状况）2Cl 时，解汞室中生成NaOH 的质量为多少千克？ （3）电解室中NaCl 溶液的流入、流出速率均为min /V L ，若生产上要求流出碱液的物质的量浓度为L /mol c ，计算解汞室中碱液的流出速率Q （单位：m in /L ）。

（4）20世纪60年代，氯碱生产采用离子膜法，水银法逐渐被淘汰，你认为被淘汰的主要原因是什么？
答案：（1）电解池：↑++-
+2Cl Na 2Cl 2Na 2电解
解汞室：↑++=+-+22H OH 2Na 2O H 2Na 2 （2）解：()()
()kmol 3.0mol 300mol
/L 4.22L
100036.32Cl n 2e n NaOH n 2==⨯⨯
===-
()kg 12mol /g 40kmol 3.0NaOH m =⨯=
（3）Q=()min /cL /V b a -
（4）汞有毒性，对环境造成污染。

分析：首先分析出电解池、解汞室中发生反应的离子方程式分别为：
↑++-+2Cl Na 2Cl 2Na 2电解
和↑++=+-+22H OH 2Na 2O H 2Na 2，根据这两个方程式
就可以计算出生成的氢氧化钠的质量。

根据方程式还可以发现消耗的NaCl 的物质的量和生成的氢氧化钠的物质的量相等。

据此，可以列出方程：()min /QL L /mol c L /mol b a min /VL ⨯=-⨯。

例3. 常温下电解mL 200一定浓度的NaCl 与4CuSO 混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图I 、II 所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），根据图中信息进行下列计算：
（1）原混合溶液NaCl 和4CuSO 的物质的量浓度。

（2）2t 时所得溶液的pH 。

（3）电解至3t 时，消耗水的质量。

答案：（1）阳极首先逸出的是氯气：()()mol 02.0Cl n 2NaCl n 2==，则
()L /mol 1.0NaCl c =，阳极得到m L 336气体中，含m ol 01.02Cl 和m ol 005.02O ，转移电子
的物质的量为：m ol 04.04m ol 005.02m ol 01.0=⨯+⨯，此过程中阴极刚好全部析出铜：
()()mol 02.02mol 04.0Cu n CuSO n 4===，则()L /mol 1.0L
2.0mol
02.0CuSO c 4==。

（2）2t 时溶液中()
L /mol 1.0Na c =+，()
L /mol 1.0SO c 24
=-
，根据电荷守恒有：()
L /mol 1.0L /mol 1.0L /mol 1.02H c =-⨯=+，即溶液的1pH =。

（3）电解至3t 时，消耗水g 72.0，在电解的过程中，两极依次发生的反应为：
阳极：↑=
-
--
2Cl e 2Cl 2
m ol 02.0 m ol 02.0 m ol 01.0 ↑+=---22O O H 2e 4OH 4 m ol 02.0 m ol 02.0
m ol 005.0 阴极：Cu e 2Cu 2=
+-+
m ol 02.0
m ol 04.0 m ol 02.0 电解的过程，首先是电解氯化铜，进而是电解硫酸铜溶液，最后是电解水。