化学二轮专题复习：上篇 专题八 电化学原理

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2．在原电池外部，电子由负极沿外电路流向正极，而在原 电池内部，电子由正极流向负极吗？电解池的情况又是 怎样？ 提示 原电池中电子由负极沿外电路流向正极，在原电 池内部，没有电子的流动，而是离子的移动；在电解池 中，电子由电源负极流向阴极，由阳极流向电源正极， 在电解池内部，没有电子的流动，而是离子的流动。即 “电子走陆路，离子走水路”。
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[掌握 方法技能]
原电池反应式的书写 1．一般电极反应式的书写
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2．复杂电极反应式的书写
复杂电极反应式 ＝ 总反应式 － 较简单一极的电极反应式
如CH4酸性燃料电池中 CH4＋2O2===CO2＋2H2O……总反应式 2O2＋8H＋＋8e－===4H2O……正极反应式 CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋……负极反应式
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【题组】
1．(2013·惠州模拟)以氨作为燃料的固体氧化物(含有O2－)
燃料电池，具有全固态结构、能量效率高的特点，其工
作原理如图所示。下列说法正确的是
( )。
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A．该电池工作时的总反应式为4NH3＋5O2===4NO＋6H2O B．固体氧化物作为电池工作时的电解质，其作用是让电子
4．电解精炼铜时，电解质溶液的成分是否发生变化？阳极 减小的质量是否等于阴极增加的质量？ 提示 电解精炼铜时，阳极放电的金属除Cu外，还有比 铜活泼的杂质金属，阴极放电的只有Cu2＋。 由此可知电解质溶液中Cu2＋的量减少，杂质离子的量增 加。阳极减小的质量大于阴极增加的质量。
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必考点二 电解原理及其规律
[突破 核心考点]
电解池电极反应式的书写步骤
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【真题2】Hale Waihona Puke Baidu
(2013·浙江理综，11)电解装置如图所示， 电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴 离子交换膜隔开。在一定的电压下通电， 发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色 逐渐变浅。 已知：3I2＋6OH－===IO－ 3 ＋5I－＋3H2O
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下列说法不正确的是
( )。
A．右侧发生的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ B．电解结束时，右侧溶液中含 IO3－ C．电解槽内发生反应的总化学方程式：KI＋3H2O=通==电==
KIO3＋3H2↑ D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生
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必考点一 原电池原理及电极反应式的书写
[突破 核心考点]
有关原电池的易错易混辨析 1．原电池将一个完整的氧化还原反应分为两个半反应，负
极发生氧化反应，正极发生还原反应，一般将两个电极 反应中得失电子的数目写为相同，相加便得到总反应方 程式。
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1．原电池、电解池的判定
(1)根据概念判定原 电电 解池 池： ：化 电学 能能 ⇒化⇒学 电能 能
如：二次电池使用过程的分析，其中放电过程是将_化__学__ 能转变成_电_能，为_原__电__池__反应。充电过程是将_电_能转变 成化__学__能，为_电__解__池__反应。 (2)根据有无外接电源判定：有外接电源的为_电__解__池，无 外接电源的为_原__电__池。
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【题组】
1．(2013·大连测试)用惰性电极实现如下电解过程，下列说
法正确的是
( )。
A．电解稀硫酸溶液实质上是电解水，故溶液pH不变
B．电解稀氢氧化钠溶液要消耗OH－，故溶液pH减小
C．电解硫酸钠溶液，在阴极上发生反应：4OH－－4e－
===2H2O＋O2↑ D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物
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解析 左侧变蓝，说明左侧是阳极，I－在阳极放电，被氧化 生成 I2，因而右侧是阴极，只能是水电离的 H＋放电被还原 生成 H2，其电极反应为 2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A 项 正确；OH－通过阴离子交换膜进入左侧与 I2 反应生成 IO－ 3 ， IO－ 3 又通过阴离子交换膜进入右侧，B 项正确；电解 KI 的 过程发生如下两个反应：
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【真题1】
(2013·江苏化学，9)MgH2O2电池 可用于驱动无人驾驶的潜航器。该
电池以海水为电解质溶液，示意图
如右。该电池工作时，下列说法正
确的是
( )。
A．Mg电极是该电池的正极
B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应 C．石墨电极附近溶液的pH增大
①2I－＋2H2O=通==电==I2＋2OH－＋H2↑ ②3I2＋6OH－===IO－ 3 ＋5I－＋3H2O ①×3＋②即得总方程式，C 项正确；如果将阴离子交换膜 换成阳离子交换膜，阴极产生的 OH－将不能到达阳极区， I2 与 OH－无法反应生成 IO－ 3 ，因而 D 项错。
答案 D
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2．一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的
反应为：CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。
下列有关说法正确的是
( )。
A．检测时，电解质溶液中的H＋向负极移动
B．若有0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48 L氧气
C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH＋O2=== CH3COOH＋H2O
D．正极上发生的反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－
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解析 原电池内阳离子向正极移动，A项错误；酸性溶 液中，正极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，D项 错误，转移0.4 mol电子时，消耗O2 0.1 mol，即标准状况 下为2.24 L，B项错误；正极反应式与负极反应式相加可 得电池反应为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O，C 正确。
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解析 题图中两个装置都是原电池，根据电池中标明的正负 极可以判断出：图甲中Cd比Co活泼，图乙中Co比Ag活泼， 则Cd的活泼性强于Ag，B项中反应不能发生。图乙中正极 反应为Ag＋＋e－===Ag，当有1 mol电子通过外电路时，有1 mol Ag析出，其质量为108 g。 答案 B
的总化学反应不变
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[科学审题] 审题干：
左侧为阳极，反应： ①左侧溶液变蓝⇒2右I－侧－为2e阴－=极==，I2反应：
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ ②阴离子交换膜电―解 ―→时OH－进入左侧，发生 3I2＋6OH－ ===IO－ 3 ＋5I－＋3H2O结―― 束→后IO－ 3 进入右侧。 审选项：阳离子交换膜代替阴离子交换膜→两极产生的 OH－和 I2 无法进行二次反应。
Fe(OH)3―→Fe2O3·xH2O(铁锈)
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1．两种活泼性不同的金属组成原电池，活泼性强的金属一 定作负极吗？ 提示 不一定，还要看电解质溶液，如原电池Mg－Al－ NaOH溶液中金属铝作负极，而原电池Mg－Al－HCl溶 液中金属铝作正极；原电池Fe－Cu－HCl溶液中Fe作负 极，而原电池Fe－Cu－HNO3(浓)中Fe作正极。
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2．某兴趣小组设计如图所示微型实验装置。实验时，先断
开K2，闭合K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开
K1，闭合K2，发现电流表A指针偏转。下列有关描述正
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2．不参与电极反应的离子从微观上讲发生移动，但从宏观 上讲其在溶液中各区域的浓度基本不变。
3．原电池反应中，负极材料不一定与电解质溶液发生反 应。如燃料电池的负极为惰性电极，就不和电解质溶液 反应。
4．在书写电极反应式时，不要只关注得失电子，而忽略电 解质溶液中的某些微粒也有可能参加反应。如酸性氢氧 燃料电池中的正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O， 而不是O2＋4e－===2O2－或O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
D．溶液中Cl－向正极移动
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[思维提示]
解析 MgH2O2海水电池，活泼金属(Mg)作负极，发生氧化 反应：Mg－2e－===Mg2＋，H2O2在正极(石墨电极)发生还 原反应：H2O2＋2e－===2OH－(由于电解质为中性溶液，则 生成OH－)，A项、B项错误，C项正确。由于负极阳离子 (Mg2＋)增多，则Cl－向负极移动平衡电荷，D错误。 答案 C
答案 C
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3．(2013·合肥质检)图甲和图乙是双液原电池装置，由图可以
判断下列说法错误的是
( )。
A．甲图电池反应的离子方程式为Cd(s)＋Co2＋(aq)===Co(s)＋ Cd2＋(aq)
B．反应2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)能发生 C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性 D．图乙中当有1 mol电子通过外电路时，正极有108 g Ag析出
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3．电解饱和氯化钠溶液一小段时间后(氯化钠足量)，向电 解液中加入适量盐酸可以使之复原吗？ 提示 根据“出什么，补什么”即加入的物质与析出的物 质相同或等价。电解时生成H2和Cl2，相当于析出 “HCl”，故应向电解液中通入适量HCl气体可使之复原。
质的量之比为1∶1
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解析 电解稀硫酸实质上是电解水，硫酸的物质的量不
变，但溶液体积减小，浓度增大，故溶液pH减小，A错 误。电解稀NaOH溶液，阳极消耗OH－，阴极消耗H＋， 实质上是电解水，NaOH溶液浓度增大，故溶液的pH增 大，B错误。电解Na2SO4溶液时，在阳极上发生反应 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，在阴极上发生反应2H＋＋ 2e－===H2↑，C错误。电解CuCl2溶液时，阴极反应为 Cu2＋＋2e－===Cu，阳极反应为2Cl－－2e－===Cl2↑，故 产物Cu和Cl2的物质的量之比为1∶1。 答案 D
专题八 电化学原理
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[最新考纲] 1．了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电
池反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。 2．理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防
止金属腐蚀的措施。
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2．电极的判定 (1)原电池正、负极的确定
说明：自己整理正极判断方法
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(2)电解池阴、阳极的判定
说明：自己整理阳极判断方法：
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3．金属的腐蚀 (1)干燥的环境下以_化__学__腐蚀为主，一般情况下以_电__化__ __学__腐蚀为主。 (2)金属腐蚀快慢的规律 电解原理引起的腐蚀_>_原电池原理引起的腐蚀_>_有防腐 措施的腐蚀。 (3)钢铁吸氧腐蚀过程 负正极极：：O__22__F＋__e__－2__H__4__2e__O－__＋=____=4__=e__2－__F__=e__=2__＋=__4__O__H_－_―→Fe(OH)2―＋＋―H― O2O2→
在电池内部移动 C．电池工作时，接触面上的电极反应式为2NH3＋3O2－－
6e－===N2＋3H2O D．外电路的电流方向为从电极a流向电极b 解析 NO不稳定易被氧化，且有毒不可能作为电池反应产 物，A错；电子不能在电解质中移动，B错；外电路中的电 子从负极流向正极，通入燃料气的一极为负极，所以D错。 答案 C