高三化学电化学教案

专题7：电化学

班级_________ 姓名_________ 学号__________

[专题目标]：

1、复习、巩固电化学方面的有关知识和基本原理，掌握电化学一些相关规律；

2、熟练运用电化学的有关理论知识解决生活实际中的相关问题

[经典题型]

题型一：原电池原理在燃料电池中的运用

[例1]：有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是（）

①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-

②负极上CH4失去电子，电极反应式CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O

③负极上是O2获得电子，电极反应式为 O2+2H2O+4e-=4OH-

④电池放电后，溶液PH不断升高

A.①②

B.①③

C.①④

D.③④

[点拨]：本题是考查原电池原理在燃料电池中的具体应用，首先要判断出电池的正负极，其方法是确定在该电极上发生的是失电子还是得电子反应，若发生的是失电子反应是原电池的负极，反之是正极。CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2燃烧反应，即CH4 →CO2严格讲生成的CO2还与KOH反应生成K2CO3，化合价升高，失去电子，是电池的负极，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，1molCH4参加反应有8mole-发生转移，O2在正极上发生反应，获得电子，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。虽然正极产生OH-，负极消耗OH-，但从总反应CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O可看出是消耗KOH，所以电池放电时溶液的PH值不断下降，故①②正确，③④错误。

答案：A

点评：燃料电池在特定条件下发生的反应就是在一般原电池反应的式子上，加上该条件的影响而得到的最后结果。

[规律总结]：

1、原电池电极名称的判断方法

（1）根据电极材料的性质确定金属—金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极；金属—非金属电极，金属是负极，非金属是正极；金属—化合物电极，金属是负极，化合物是正极。

（2）根据电极反应的本身确定失电子的反应—氧化反应—负极；得电子的反应—还原反应—正极

2、原电池电极反应式书写关键

（1）明确电池的负极反应物是电极本身还是其他物质、反应产物及化合价的变化；（2）确定电池的正极反应物是电解质溶液中的离子，还是其他物质（如溶有或通入的氧气）；

（3）判断是否存在特定的条件（如介质中的微粒H+、OH-非放电物质参加反应），进而推断电解质溶液的酸碱性的变化；

（4）总的反应式是否满足质量守衡、得失电子守衡、电荷守衡。

[巩固]：航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为2H2+O2=2H2O，酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为2H2-4e-=H2，则其正极反应式为_______________。碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，则其负极反应可表示为

______________________________。 题型二：电解原理的运用

[例2]：某一学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和NaCl 溶液，通电时，为使Cl 2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示装置，则电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（ ） 为正极，b 为负极；NaClO 和 NaCl

B. a 为负极，b 为正极；NaClO 和 NaCl

C. a 为阳极，b 为阴极；HClO 和 NaCl

D. a 为阴极，b 为阳极；HClO 和 NaCl

[点拨]：石墨作电极电解饱和NaCl 溶液发生的反应是 2NaCl+2H 2

O 2NaOH+H 2↑+Cl 2↑伴随

进行过程中可能发生的副发应为2NaOH+Cl 2=NaCl+NaClO+H 2O ，若使Cl 2完全吸收制得有较强杀菌消毒能力的消毒液的主要成分是NaClO 和NaCl ，怎样才能使产生的Cl 2与NaOH 充分反应，只有发生器下端产生Cl 2才能确保其被完全吸收，从中可推知电源a 为负极，b 为正极。 答案：B [点评]：本题是原电池原理在新情境下的具体应用，要求用已有知识对实际问题进行分析处理，从而找出正确的结论。 [规律总结] （归纳整理）

1、阳极放电次序：非惰性电极>S 2->I ->Br ->Cl ->OH ->高价含氧酸根离子>F - 阴极放电次序一般为：

Ag +>Hg 2+>Cu 2+>H +>Pb 2+>Sn 2+>Fe 2+>Zn 2+>Al 3+>Mg 2+>Na +

当然，微粒的浓度也会影响放电的顺序，如电镀锌时，溶液中C(Zn2+)>C(H +

),放电次序 Zn 2+>H +

。

2、电解原理应用：

⑴电解食盐水：电极反应式：_________________________________________ ⑵电镀：以铁件镀铜为例 阳极材料：_________ 电极反应：___________

阴极材料：__________ 电极反应：___________ 电镀液：___________

⑶精炼铜：阳极材料__________ 阴极材料__________电解质溶液___________

题型三：电池判断

电源 a b

电解

[例3]：按下图装置进行实验，并回答下列问题

⑴判断装置的名称：A 池为___________ B 池为______________ ⑵锌极为__________极，电极反应式为_________________________ 铜极为__________极，电极反应式为_________________________ 石墨棒C 1为______极，电极反应式为________________________ 石墨棒C 2附近发生的实验现象为_______________________________

⑶当C 2极析出224mL 气体（标准状态时，锌的质量变化（增加或减少）溶液的质量变化了（增加或减少了）_________g

[点拨]：A 池中Zn 、Cu 放入CuSO 4溶液中构成原电池，B 池中两个电极均为石墨电极，在以A 为电源的情况下构成电解池，即A 原电池带动B 电解池，A 池中Zn 负极，Cu 为正极，B

池中C 1为阳极，C 2为阴极、析出H 2，周围OH -富集，酚酞变红，且

mol mol

L L

H n 01.0/4.22224.0)(2==

故电路上转移电子的物质的量为×2=，根据得失电子守恒

锌极有溶解，即Zn 极重量减少×65g/mol=0.65g 铜极上有析出，即CuSO 4溶液增加了×(65g/mol-64g/mol)=0.01g

答案：⑴A 为原电池 B 为电解池

⑵Zn 为负极 Zn-2e -=Zn 2+

Cu 为正极 Cu 2++2e -=Cu C 1为正极 2Cl —2e -=Cl 2↑

C 2极发生的现象为：有无色气体产生，附近溶液出现红色 ⑶Zn 质量减少0.65g ，CuSO 4溶液增加0.01g.

[规律总结]

1、原电池、电解池、电镀池判定

（1）若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条件判定；

（2）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同则为电镀池；

（3）若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能发生自发氧化还原反应的装置为原电池。

2、可充电电池的判断 放电时相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当于电解池，放电时的正极变为电解池的阳极，与外电源正极相连，负极变为阴极，与外电源负极相连。

3、电解有关计算方法：

（1）串联电路中各电极得失电子数相等,即电路中通过的电量（电子总数）相等求解。通常存在下列物质的量关系

H 2~Cl 2 ~

2

1O 2 ~Cu ~ 2Ag ~ 2H + ~ 2OH - （2）根据电极反应式或电解方程式列比例求解

[巩固]：用Pt 作电极，电解串联电路中分装在甲、乙两个烧杯中的200mL L mol /3.0NaCl 溶液和mL 300 L mol /2.0的3AgNO 溶液，当产生L 56.0（标准状况）2Cl 时停止电解，

Zn C 2

Cu

C 1

A B

CuSO 4溶液 KCl 酚酞溶液