第18讲---电化学
]电化学知识点总结
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]电化学知识点总结电化学是研究化学变化与电能之间的关系的一个学科，它是化学和物理学的交叉学科。
电化学的研究对象是电解过程和电池，并且在化学分析、电镀、腐蚀、电解制氧等领域应用广泛。
下面是一些电化学的基本知识点总结。
1. 电化学基础概念- 电池：由阳极和阴极以及连接二者的电解质构成，能够将化学能转化为电能的装置。
- 电解：在电解质中施加外加电势，使其发生化学反应，将化学能转化为电能。
- 氧化还原反应：电化学过程中的基本反应类型，包括氧化（电子流从物质中流出）和还原（电子流进入物质）两个反应。
2. 电解过程中的电解质和电极- 电解质：电解质是指携带电荷的溶液或熔融物质，可以将其称为离子液体，它在电解过程中离子扮演着重要的角色。
- 电极：电解过程中用于传输电子的导体，包括阳极（电流从电池中流出的极）和阴极（电流流入电池的极）。
3. 电势和电位- 电势：电势是指电池两个电极之间的电势差，用于描述电化学反应的驱动力。
单位是伏特（V）。
- 电位：电位是电池中某个电极的电势，用于描述物质的氧化还原能力，单位也是伏特（V）。
4. 电极电势和标准电极电势- 电极电势：电极电势是单个电极与某种参考电极之间的电势差，用于表示电极的氧化还原能力。
- 标准电极电势：标准电极电势是指在特定条件下，使用标准氢电极作为参照电极时，其他电极与标准氢电极之间的电势差。
标准氢电极的电极电势被定义为0V。
5. 动力学和热力学电极反应- 动力学电极反应：描述电极反应速率的反应动力学方程，例如质子还原动力学反应可以用Tafel方程或Butler-Volmer方程表示。
- 热力学电极反应：描述电极反应发生与否以及方向的反应热力学条件。
通过比较标准电极电势可以得知电极反应的方向。
6. 电化学电池- 电化学电池分类：电化学电池分为两大类，即原电池和电解池。
原电池直接将化学能转化为电能，如干电池；电解池则是利用外部电势来促进电解反应。
- 实例：常见的电化学电池有锌-铜电池、铅蓄电池、锂离子电池等。
第讲---电化学
第讲---电化学————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第18讲电化学考点要义⑴理解原电池原理，初步了解化学电源，了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀的方法。
⑵理解电解原理，了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业的反应原理。
知识梳理(1)原电池、电解池的比较原电池电解池定义形成条件电极名称电极反应电子流向（2）惰性电极上离子放电顺序：阳离子放电顺序：阴离子放电顺序：(3)电化学原理应用原电池原理应用于制作化学电源①干电池用锌制成筒型外壳作负极，石墨处于柱体中央作正极，在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl 及其其它填加物做电解质，MnO2吸收正极产生H2。
负极：正极：2NH4++2e-=2NH3↑+H2↑ （H2+2MnO2=Mn2O3+H2O、4NH3+Zn2+=[Zn(NH3)4]2+）②铅蓄电池蓄电池可充、放电，它用于汽车、摩托车等供电，外壳一般用硬塑制成，正极是PbO2，负极是Pb，两极浸入硫酸溶液中。
负极：正极：总反应：③燃料电池氢氧燃烧电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。
它的电极材料一般是具有很强催化活性的Pt电极、活性炭电极等。
电解液为40%的KOH溶液负极：正极：总反应：电解原理的应用①氯碱工业 电解饱和食盐水制氯气和烧碱。
用金属钛网作阳极（上涂有钛钌等氧化物）；阴极由碳钢网制成（上涂有镍涂层）；阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。
阳极：阴极： （在阴极由于H +放电生成氢气，促使水的电离平衡向正向移动，结果导致阴极区OH -浓度增大，因而碱生成在阴极）总反应：②电解法精炼铜 以粗铜（含有Fe 、Zn 、Ni 、Ag 、Au 等杂质）为 极、精铜为 极，以 溶液为电解质溶液。
阳极：阴极：比铜弱的金属Ag 、Au 等不会在阳极放电，成为阳极泥沉积在阳极区。
③电镀铜 以铜（镀层金属）作 极，镀件（被镀金属）作 极，以 溶液（含有镀层金属离子的溶液）为电解液（又称电镀液）。
电化学概念
电化学原理思念我的老教授毕业一年整2010-07-05 20:57:13| 分类：默认分类 | 标签：曾经整理的笔记|举报|字号订阅di 2 zhang1：相间电位，两相界面中的电位差：1）离子双电层2)吸附双电层3）偶极子层4）表面电位2：金属接触电位：金属相之间的电位差。
3：电极电位：金属/溶液之间的相电位。
4：绝对电位：电极电位内的电位差相对电位：将参比电极与被测电极组成一个原电池回路所测出的电池端电压叫做该被测电极的相对电位。
5：液体接界电位：相互接触的两个组成不同或浓度不同的电解质容液相之间的相间电位6：盐桥的作用：为了减少液界电位要求：高浓度正负离子的迁移速度应尽量接近（越接近液界电位越小）7: 电化学体系:1原电池，两个电极和外电路负载接通后能自发地将电流送到外电路中做功8: 电解池，与外电源组成回路，强迫电流在电化学体系中通过并使电化学反应发生9: 腐蚀电池，电化学反应能自发进行但不能对外做功，只能破坏金属的作用10: 丹尼尔电池25°，{-}Zn|ZnS04{aZn2+=1}||CuSO4(aCu2+=1)Cu{+}11:电池可逆:1物质变化可逆2能量转换可逆W=EQ,W=NFE12:电极可逆：在平衡条件下工作的电荷交换与物质交换都处于平横的电极。
可逆电极就是平衡电极。
13:可逆电极必须具备的条件1电极反应是可逆的2电极在平衡条件下工作14:可逆电极类型1第一类可逆{阳离子可逆电极}，金属侵在含有该离子的可溶性盐溶液中所组成的电极（特征：进行电极反应时靠金属阳离子从极板上溶解到溶液中从溶液中沉积到极板上）2第二类可逆电极{阴离子电极}金属插进其难溶盐和与该盐具有相同阴离子的可溶性盐中所组成的电极（特征如果难溶盐是氯化物溶液中就应有可溶性氯化物。
）3第三类可逆电极{Pt或其他堕性金属插入同一元素的两种不同价态离子的溶液所组成的电极（可逆电极电位大小主要取决于两种价态离子活度之比）4，气体电极因为气体电极在常温常压下不导电故需借助其他惰性金属起导电作用使气体吸附在其表面上与溶液中相应的离子氧化还原反应并达到平衡状态15:电毛细现象：界面张力随电极电位变化的现象关系曲线最高点是零电荷电位16：理想极化电极:不发生任何电极反应的电极体系17：电极/溶液界面作用1）静电作用--紧密层两相间剩余电荷所引起的2）短程作用--电极和溶液中各种离子所形成18：电极反映和化学反应主要区别在于：除了物质变化外还有电荷转移所以在电极反应平衡的能量条件中还应考虑电能的变化电极反应平衡条件是反映物质电化学位的代数和为零19：平衡电位的数值反映了物质的氧化还原能力可以判断电化学反应进行的可能性20：影响电极电位的因数1）金属性质（有物理化学状态，种类，结构，表面状态，机械变形与内应力；金属表面成膜或吸附物的存在与否2)外围介质性质（离子性质和浓度溶剂的性质溶解在溶剂中的气体，分子和聚合物等性质与浓度；以及温度压力光照高能辐射等）di 3 zhang1: 界面电场是由电极/溶液相间存在的双电层引起的2: 理想极化电极：不发生任何电极反应的电极体系可等效为电容，研究电化学体系时可作为超电容使用。
人教化学教材《电解池》PPT(完整版)
NaCl CuSO4
电解 对象
电解 质和 水
电解 质和 水
电解 质浓
度
生成 新电 解质
生成 新电 解质
电解质 pH 溶液复
原
增 通氯化 大氢
减 加氧化 小铜
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(3)向乙池两电极附近滴加适量紫色石蕊试液，附近变 红的电极为__A___极(填“A”或“B”)，并写出此电极的 反应式4：O＿H-＿-4e＿-=＿O2＿↑+＿2H＿2O＿＿＿。 (4)乙池中总反应的离子方程式： ＿4A＿g+＿+2＿H2＿O＿＿＿4A＿g↓＿+O＿2↑＿+＿4H＿+ ＿＿。
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3、纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。 采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度制备纳米级 Cu2O的装置如图所示，发生的反应为： 2Cu+H2O 电解 Cu2O+H2↑。下列说法正确的是( D) A．钛电极发生氧化反应 B．阳极附近溶液的pH逐渐增大 C．离子交换膜应采用阳离子离子 交换膜 D．阳极反应式是： 2Cu+2OH--2e-= Cu2O+H2O
化学-电解池金属的腐蚀与防护检测-解析版
第18讲 电解池、金属的腐蚀与防护 （精准检测卷）时间：50分钟一、选择题（12个小题，每小题只有一个正确选项，每题5分，共60分）1．《环境科学》刊发了我国科研部门采用零价铁活化过硫酸钠(Na 2S 2O 8，其中S 为＋6价)去除废水中的正五价砷［As(V)]的研究成果，其反应机制模型如图所示。
下列叙述错误的是A ．56 gFe 参加反应，共有N A 个S 2O 被还原28-B ．1 mol 过硫酸钠(Na 2S 2O 8)含N A 个过氧键C ．碱性条件下，硫酸根自由基发生反应的方程式为：SO·+OH -=SO +·OH 4-24-D ．pH 越小，越不利于去除废水中的正五价砷【答案】A【解析】A ．一个S 2O和一个Fe 反应生成两个SO 和一个Fe 2+，该过程转移2个电子，28-24-但是Fe 2+还要与个S 2O 反应变成Fe 3+和自由基，56gFe 为1molFe 因此1mol 铁参加反应28-要消耗1.5 mol 个S 2O ，共有1.5N A 个S 2O 被还原，故A 错误；28-28-B ．1 mol 过硫酸钠(Na 2S 2O 8)含1 mol 过氧键，即含有N A 个过氧键，故B 正确；C ．结合图示可知，碱性条件下，SO ·发生反应的方程式为：SO·+OH -=SO +·OH ，故4-4-24-C 正确；D．因为最后是将离子转变为沉淀析出的，则溶液的碱性越强越有利于析出，即pH越大越有利于去除废水中的正五价砷，pH越小，越不利于去除废水中的正五价砷，故D正确；故选A。
2．通过3D打印技术制作的人工肾脏是一种可替代肾脏功能的装置，用于帮助患有尿毒症疾病的患者。
实验室用如图装置模拟人工肾脏的工作原理，电解生成的质子Cl2将尿素[CO(NH2)2]氧化排出，则下列说法正确的是A．b为电源的正极，H+从左室通过质子交换膜移动到右室B．阳极室中发生的反应依次是：2C1--2e-=Cl2↑，CO(NH2)2+7Cl2+ 5H2O=2NO2+CO2+14HCl C．电解结束后，阴极室中溶液的pH与电解前相同D．该方法与血液透析清除尿素的原理基本相同【答案】C【解析】A．由图示可知，左室产生二氧化碳，右室产生氢气，则左室是电解池的阳极，右室是电解池的阴极，b为电源的负极，H+从左室通过质子交换膜移动到右室，A错误；B．电解生成的质子Cl2将尿素氧化排出，阳极室中发生的反应依次是：2C1--2e-=Cl2↑，CO(NH2)2+3Cl2+ H2O=N2+CO2+6HCl，B错误；C．阴极电极反应式为：2H2O+2e-=2OH-+H2↑，阳极室中发生的反应依次是：2C1--2e-=Cl2↑，CO(NH2)2+3Cl2+ H2O=N2+CO2+6HCl，依据得失电子守恒可知，阴、阳极产生的氢氧根离子和氢离子数目相等，阳极室产生的H+通过质子交换膜进入阴极室与氢氧根离子结合生成水，所以阴极室中溶液的pH与电解前相同，C正确；D．血液透析属于物理方法进行分离物质，但是电解法属于化学方法，该方法与血液透析清除尿素的原理不同，D错误；答案选C。
物理化学课件：电化学
03
电化学保护
利用原电池原理或外加电流方法对金属进行保护，以延长其使用寿命。
电极过程动力学基础
01
极化现象
由于电极表面上的电流密度不同，导致电极电位发生偏离，称为极化现象。
02
腐蚀与防护
金属在某些环境中发生腐蚀，通过电化学方法可以减缓或防止金属腐蚀。
02
电池及电极过程
电池的组成
电池通常由正极、负极、电解质、隔膜和外壳等组成。
能源生产
利用电解和电合成技术处理废水、废气等污染物，实现环保和资源化利用。
环境保护
通过电解和电合成方法制备新型材料，如电池电极材料、光电器件等。
材料制备
电解和电合成应用
04
电化学分析方法
电极过程
电极过程是指发生在电极与电解质界面上的电荷转移过程，包括吸附、反应、双电层充电等。
电化学分析基本原理
电动势与电极电势
目前，燃料电池的研究集中在提高电池的效率和稳定性，以及降低成本等方面。
太阳能电池研究
03
目前，金属电沉积的研究主要集中在提高沉积质量和降低成本等方面。
金属电沉积研究
01
金属电沉积是指利用电化学方法在电极上沉积金属或合金的过程。
02
金属电沉积在工业上广泛应用于金属表面处理和材料制备等方面。
06
电化学应用领域
脉冲伏安法优缺点
03
脉冲伏安法具有高灵敏度、高分辨率等优点，但也存在一些缺点，如仪器复杂、对实验条件要求较高、数据处理繁琐等。
循环伏安法原理
循环伏安法是一种常用的电化学分析方法，通过在一定时间间隔内反复扫描电压，并测量电流响应的方法，可以获得电流随电压变化的关系曲线。
循环伏安法
(北京专用)2019版高考化学一轮复习 第18讲 原电池 化学电源讲义
性溶液中为CH3OH-6e-+8OH- C +O6H32 2O。 3.书写电极反应式时应注意的问题
(1)两电极得失电子数目相等。
(2)电极反应式常用“ ”而不用“ ”表示。
(3)书写电极反应式时要保证电荷守恒、原子守恒。
典例1 Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂
和碳,电解质是LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为4Li+2SOCl2
L
(标准状况)。
(2)用高铁(Ⅵ)酸盐设计的高铁(Ⅵ)电池是一种新型充电电池,电解质溶 液为KOH溶液,放电时的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O 3Zn(OH)2+2
Fe(OH)3+4KOH。
①写出正极反应式:
。
②用高铁(Ⅵ)电池作电源,以Fe作阳极,Cu作阴极,对足量KOH溶液进行
电解,当电池中有0.2 mol K2FeO4反应时,在电解池中生成H2
名师点睛 在原电池内电路中,阳离子移向正极,阴离子移向负极(包 括盐桥中的阴、阳离子)。这是因为负极发生的是失电子的反应,致使 该极附近有大量正电荷,所以溶液中的阴离子要移向负极;正极发生的 是得电子的反应,致使该极附近有大量负电荷,所以溶液中的阳离子要 移向正极。可以简记为“正正负负”,即带正电荷的移向正极,带负电 荷的移向负极。 4.原电池原理的应用 (1)比较金属的活动性强弱 原电池中,一般活动性相对较强的金属作负极,而活动性相对较弱的金 属(或导电的非金属)作正极。 (2)加快化学反应速率
,电解质溶液是H2SO4溶液,它的电池反应式为Pb+PbO2+2H2SO4 2 PbSO4+2H2O。 3.碱性氢氧燃料电池的电极反应 负极反应式:⑥ 2H2+4OH--4e- 4H2O ;正极反应式:⑦ O2+2H2O+ 4e- 4OH- ;电池反应式:⑧ 2H2+O2 2H2O 。
电化学基础知识
电化学基础知识电化学是一门研究电子在化学变化中作用的科学。
它主要研究电化学反应的机理、热力学和动力学等。
电化学可以用来研究电解质溶液的性质、金属腐蚀的原理、电池的工作原理、电镀的原理以及电化学分析等。
一、电化学反应一个化学反应发生，需要有电子的转移。
电化学反应也是如此，它需要电子的转移。
一个完整的电化学反应分两个半反应式，分别称为氧化半反应和还原半反应。
氧化半反应式： A → A+ + e-还原半反应式： B+ + e- → B这两个半反应式通过电子转移而产生化学反应。
氧化半反应式是电子被剥离的一方，称为还原剂，还原半反应式是电子参与化学反应的一方，称为氧化剂。
还原剂和氧化剂组成氧化还原对。
电子是一种基本的负电荷物质，具有负电荷。
二、电化学反应热力学电化学反应的热力学包括了内能、熵、焓、自由能等概念。
自由能是化学反应是否能够自发进行的重要标准，它可以通过以下公式求出：∆G=∆H-T∆S式中：∆G是自由能变化；∆H是焓变化；∆S是熵变化；T是温度。
当∆G＜0时，化学反应可以自发进行；当∆G＝0时，反应处于平衡状态；当∆G＞0时，反应不能自发进行。
三、电化学反应动力学电化学反应动力学主要研究电化学过程中的反应速率和化学动力学规律。
在电化学反应中，主要的影响因素有电极表面的物理化学状态、电化学反应的温度、电化学反应的电位等。
电极表面的物理化学状态是影响电化学反应速率的主要因素。
它可以通过电极的面积、形状、表面不纯物质的存在与否等因素来影响电化学反应速率。
温度对电化学反应速率也有较大的影响。
当温度升高时，电化学反应速率会增加；当温度降低时，反应速率会减慢。
因此，电化学反应的温度是要进行控制的。
电化学反应的电位对电化学反应速率也有较大的影响。
电位是电化学反应中实际电位和标准电位之间的差值。
当实际电位高于标准电位时，电化学反应速率会加快；当实际电位低于标准电位时，反应速率则会减慢。
四、电化学分析电化学分析是依靠电化学原理进行的分析和检测。
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➢电位梯度对离子迁移速率的影响:
电位梯度越大，离子运动的推动力越大，即离子在电场作 用下的运动速率与电位梯度成正比。用公式表示为：
r u (dE / dl)
r u (dE / dl)
式中 dE/dl 为电位梯度，比例系数u+和u- 分别称为正、负离子 的电迁移率，又称为离子淌度（ionic mobility），相当于单位电 位梯度时离子迁移的速率。它的单位是m2·s-1·V-1。
没有通电流前，各区有5 mol 的一价的正离子及负离子 （分别用“+”、“-”表示，数 量多少表示物质的量）。
当有4 mol 电子电量通入电解池后，在阳极上有4 mol 负离子发生氧化反应， 同时在阴极上有4 mol 正离子发生还原反应。溶液中的离子也同时发生迁移
当溶液中通过4mol电子的电荷量时，整个导电任务是由正、负离子共同分担的 ，每种离子所迁移的电荷量随它们迁移速率的不同而不同。现假设有以下两种 情况：
举例区分各种电极：
1) 若电流表的偏转方向与 电流方向相反，请标出正极和 负极。并说明为什么？
2) 哪个是阳极？哪个是阴 极？为什么？
3) 离子迁移方向： 负（阴)离子迁向阳极； 正（阳）离子迁向阴极
举例区分各种电极：
1) 标出：正极、负极； 阳极、阴极。
2) 标出：正、负离子ຫໍສະໝຸດ 迁移 方向§2.3 离子的电迁移率和迁移数
通电后离子迁移的结果：中部溶液的浓度仍保持不变，阴、阳 两极部溶液浓度不同，且两极部的浓度比原溶液相比都有所下 降，但降低的程度不同。(阳极部减少3mol ，阴极部减少1mol )
3、离子电迁移规律:
从上述两种假设可归纳出如下规律，即离子的电迁移规律： 1)向阴、阳两极迁移的正、负离子物质的量总和恰好等于通 入溶液的总电量。
2020高考一轮复习：第18讲 原电池 化学电源
原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成
活泼金属一定作负极的思维定式。如Al、Mg和NaOH溶液构成的原电池中，Al 为负极，Mg为正极。
4．(2019·山东滨州检测)用铜片、银片设计成如图所
3．(2019·福建省漳州市八校联考)“软电池”采用一个薄层纸片作为传导体，在
其一边镀锌，而在其另一边镀二氧化锰，在纸内的带电离子“流过”水和氧化 锌列组说成 法的正电确解的液是。电池总反应( 为：) Zn＋2MnO2＋H2O===2MnO(OH)＋ZnO。下
A．该电池的正极为锌
B．该电池反应中二氧化锰起催化作用
( D)
A．甲组操作时，电流表(A)指针发生偏转 B．甲组操作时，溶液颜色变浅 C．乙组操作时，C4作正极 D．乙组操作时，C3上发生的电极反应为I2＋2e－===2I－
[解析] 装置Ⅰ中发生反应，AsO34－＋2I－＋2H＋ AsO33－＋I2＋H2O，当加 入适量浓盐酸时，平衡向右移动，有电子转移，但电子不会沿导线转移，所以甲 组操作中，电流表(A)指针不会发生偏转，但由于 I2 浓度增大，所以溶液颜色变 深，故 A、B 错误；向装置Ⅱ的 B 烧杯中加入 NaOH 溶液，AsO33－－2e－＋2OH－ ===AsO34－＋H2O，电子沿导线由 C4 移向 C3 棒，C3 上发生的电极反应为 I2＋2e－ ===2I－，所以 C4 为负极，C3 为正极，C 错误，D 正确。
纵观近几年的高考试题可以发现，高考主要围绕着原电池工作原 理及应用进行命题。考查原电池工作原理往往以新型能源电池或 燃料电池为载体，考查原电池正负极的判断、电极反应的书写、 电子或电流的方向及溶液pH的变化等；原电池的应用主要考查原 电池的设计、电化学腐蚀及解释某些化学现象等，题型主要以选 择题、填空题形式出现。 复习本讲知识，要注意：(1)以铜锌原电池为模板掌握电子流向、 溶液中离子移动方向、电极反应等知识；以铜锌原电池为基础， 逐步学会分析新型电池的工作原理。(2)规范燃料电池电极反应式 的书写，注意电解质溶液性质对电极反应的影响。
高考化学一轮复习原电池化学电源精品PPT课件
8.下图Ⅰ、Ⅱ分别是甲、乙两组同学将反应“AsO34－＋2I－＋2H＋ AsO33－ ＋I2＋H2O”设计成的原电池装置，其中C1、C2均为碳棒。甲组向图Ⅰ烧 杯中逐滴加入适量浓盐酸；乙组向图ⅡB烧杯中逐滴加入适量40% NaOH 溶液。
下列叙述中正确的是 答案 解析 A.甲组操作时，电流计(G)指针发生偏转 B.甲组操作时，溶液颜色变浅 C.乙组操作时，C2作正极 D.乙组操作时，C1上发生的电极反应为I2＋2e－===2I－
2.判断原电池正、负极的5种方法
说明 原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液 有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。
题组二 应用原电池原理比较金属活动性强弱 4.有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验： (1)A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极，活动 性A>B； 答案 (2)C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C， 活动性 C>D； 答案 (3)A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡，活动性
放电 充电
2PbSO4＋2H2O
请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)： (1)放电时：正极的电极反应式是 PbO2＋2e－＋4H＋＋ SO24－===PbSO4＋2H2O ； 电 解 液 中 H2SO4 的 浓 度 将 变 小 ；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的
质量增加 48 g。 答案 解析
由题给原电池装置可知，电子经过导线，由Zn电极流向Fe电极，则O2在 Fe电极发生还原反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，烧杯a中c(OH－)增大， 溶液的pH升高；烧杯b中，Zn发生氧化反应：Zn－2e－===Zn2＋。
化学-电解池金属的腐蚀与防护讲义-解析版
2Cu＋Cl2↑。
=====通电电解池中电子和离子的移动：①电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。
微提醒：活泼电极是指除金、铂等惰性金属外的其他金属电极。
1．因镍与盐酸反应缓慢，工业上以镍和盐酸为原料，利用离子膜电解技术制取氯化镍)，其原理如图。
电解过程露不断往b极区补充盐酸。
下列说法正确的是2NiClA．a接外电源的负极B．离子交换膜为阳离子交换膜C．总反应为：2通电N i+2H C l N i C l+HD．电解过程可用溶液代替盐酸NaCl【答案】CA ．a 处的试纸变红B ．b 电极是正极C ．a 处发生的电极反应：D ．b 处发生的电极反应：2Fe 2e e=F -+-22Cl 2e Cl =---↑【答案】D【解析】由图可知，b 处与电源正极相连，b 为阳极，a 与电源负极相连，可知铁棒为阴极，电解饱和食盐水，阴极生成氢气，阳极生成氯气，以此来解答。
A ．实验相当于电解饱和氯化钠溶液，a 作为阴极，氢离子放电后浓度降低，使氢氧根浓度增大，碱性增强，故使pH 试纸变蓝，故A 错误；B ．b 处与电源正极相连，b 为阳极，故B 错误；C ．a 与电源负极相连，可知铁棒为阴极，电解饱和食盐水，阴极生成氢气，发生的电极反应： ，故C 错误；222H O 2e =H 2OH --+↑+D ．b 处与电源正极相连，b 为阳极，氯离子放电生成氯气，发生的电极反应：，故D 正确；22Cl 2e Cl =---↑故答案选：D 。
4．电解处理垃圾渗液是一项重要的环保课题，研究小组用图装置进行渗液(pH=6.5-8)处理，可以实现其中的和有机物COD 的转化，下列说法错误的是3NHA ．a 为电源负极Al 3＋、Mg 2＋、Na ＋、Ca 2＋、K ＋只有在熔融状态下才放电。
(6)阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。
(7)最常用、最重要的放电顺序是阳极：Cl －＞OH －；阴极：Ag ＋＞Cu 2＋＞H ＋。
电化学课件
通过测量交流信号作用下的电极响 应，分析电极过程的阻抗特性。
电导测量技术
溶液电导测量
测量溶液的电导率，了解溶液中 离子的迁移性质。
电极电导测量
测量电极材料的电导率，研究电 极的导电性能。
电导滴定法
通过测量滴定过程中溶液电导的 变化，确定滴定终点及待测物质
的浓度。
电化学测量实验方法
循环伏安法
掌握电化学基本原理和基础知识，了解电化学在各个领域的应用，培养分析和 解决电化学问题的能力。
学习内容
包括电解质溶液、原电池与电解池、电极过程动力学、电化学热力学与电化学 动力学、电化学分析方法等。通过实验和案例分析，加深对理论知识的理解和 应用。
02 电化学基础
电解质溶液
01
02
电解质溶液的定义和分类
电化学的历史与发展
18世纪末，意大利物理学家伏特发明了电池，为电化学的研究奠定了基础。
19世纪，英国科学家法拉第发现了电解定律，揭示了电流与化学反应之间的关系。
20世纪以来，随着理论和实验技术的不断发展，电化学在能源转换与存储、环境科 学、生物医学等领域取得了重要突破。
课程目标与学习内容
课程目标
交流阻抗谱
利用交流阻抗技术，研究金属腐蚀过程中的电荷转移和物 质传输过程。
金属腐蚀与防护实验技术
失重法
通过测量金属在腐蚀前后的质量 损失，评估金属的腐蚀速率。
电化学测试
运用电化学工作站进行电位、电 流、阻抗等参数的测量和分析。
表面分析技术
利用扫描电子显微镜（SEM）、 能谱仪（EDS）等手段，观察和 分析金属表面的腐蚀形貌和成分 变化。
离子选择性电极
利用离子选择性电极对特 定离子的响应，测量离子 浓度及电位。
电化学知识点总结
电化学知识点总结电化学是研究电能转化为化学能，或者化学能转化为电能的科学与技术。
它是电学和化学的交叉学科，广泛应用于电池、蓄电池、电解槽、电解质溶液、腐蚀等领域。
下面将介绍电化学的几个重要知识点。
第一个知识点是电化学电池。
电化学电池是电化学系统的核心。
电池分为两个电极，一个是阳极，一个是阴极。
在电化学电池中，阳极是发生氧化反应的电极，阴极是发生还原反应的电极。
当两个电极通过导电介质连接后，阳极上发生氧化反应，产生电子，并且在阴极上发生还原反应，消耗电子。
这样就形成了电池中的电流。
常见的电化学电池包括原电池、库仑电池、氢燃料电池等。
第二个知识点是电化学反应动力学。
电化学反应动力学是研究电化学反应速率的科学。
在电化学反应中，有两个重要的动力学参数，一个是电极电势，一个是交换电流密度。
电极电势是指电极与溶液之间的电势差，是衡量反应进行方向和程度的重要指标。
交换电流密度是指电极界面上电子从电极向溶液传输的电流密度，是反应速率的决定因素之一。
电化学反应动力学的研究对于揭示反应机制、优化反应条件具有重要意义。
第三个知识点是电化学电容器。
电化学电容器是利用电荷在电介质中的吸附和解吸附现象储存电能的装置。
常见的电化学电容器包括超级电容器和电化学锂离子电容器。
超级电容器具有高能量储存密度和高电荷-放电速率的特点，被广泛应用于电动车、电池管理系统等领域。
电化学锂离子电容器则利用锂离子在电极材料中的嵌入和脱嵌过程储存电能，具有高能量密度和长循环寿命的优点。
第四个知识点是电化学腐蚀。
电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中遭受的腐蚀现象。
在电化学腐蚀中，金属表面存在阳极和阴极两个区域，阳极区发生氧化反应，金属离散为阳离子并且溶解入电解质溶液中，而阴极区发生还原反应，电子从电解质溶液传输到金属表面。
这样就形成了电流，产生腐蚀作用。
电化学腐蚀是金属材料破坏的主要原因之一，研究电化学腐蚀对于预防腐蚀具有重要意义。
以上就是电化学知识的一些重要点的简要总结。
电化学的课件
电化学的课件电化学是化学的一个分支领域，研究电子和化学反应之间的相互关系。
它通过电化学现象和方法来研究物质的性质、反应过程以及相关应用。
在电化学的学习中，课件是一种常见的教育工具，可以帮助学生更好地理解和掌握电化学的基本概念和原理。
一、电化学基础知识1.1 电化学的定义电化学是研究电能和化学能之间相互转化的学科，它涉及电化学现象（如电导、电解、电动势等）以及电化学方法（如电化学分析、电沉积等）。
1.2 电化学反应电化学反应涉及电子的转移和离子的迁移。
其中，还包括氧化还原反应（redox reaction）和非氧化还原反应（non-redox reaction）等。
1.3 电化学电池电化学电池是将化学能转化为电能的装置，其中包括原电池（如锌电池、铅蓄电池）和可充电电池（如锂离子电池、镍氢电池）等。
二、电化学分析2.1 电解质溶液的电导性电解质溶液的电导性与其中的离子浓度相关，通过测量电导率可以获得溶液中离子的数量信息。
2.2 电化学分析方法电化学分析是利用电化学方法进行定量和定性分析的技术。
常见的电化学分析方法包括电位滴定、极谱法、电析法等。
三、电化学腐蚀与防护3.1 金属腐蚀金属腐蚀是金属与外界环境中的化学物质发生反应并受到破坏的过程。
电化学腐蚀是其中的一种重要机制。
3.2 电化学防护措施通过电化学手段可以实施防腐措施，包括阴极保护、阳极保护和涂层防护等。
四、电化学能源4.1 燃料电池燃料电池是将燃料与氧气进行氧化还原反应并产生电能的装置。
常见的燃料电池包括氢燃料电池、甲醇燃料电池等。
4.2 电化学储能技术电化学储能技术包括超级电容器和电池等，可以将电能转化为化学能进行储存，并在需要时释放出来。
五、电化学在环境保护中的应用电化学在环境保护中有广泛的应用，如电化学氧化、电化学光催化等，可以高效地降解污染物和净化环境。
六、电化学在工业中的应用电化学在工业中的应用涵盖电镀、电解制氢、电解制氯等领域，为工业生产提供了高效、环保的解决方案。
第18讲 原电池 化学电源(练)-2023年高考化学一轮复习(原卷版)
第18讲原电池化学电源第一部分：高考真题感悟1．（2021·浙江·高考真题）镍镉电池是二次电池，其工作原理示意图如下(L 为小灯泡，K1、K2为开关，a、b为直流电源的两极)。
下列说法不正确．．．的是A．断开K2、合上K1，镍镉电池能量转化形式：化学能→电能B．断开K1、合上K2，电极A为阴极，发生还原反应C．电极B发生氧化反应过程中，溶液中KOH浓度不变D．镍镉二次电池的总反应式：Cd+ 2NiOOH+2H2O 放电充电Cd(OH)2+2Ni(OH)22．（2021·河北·高考真题）K—O2电池结构如图，a和b为两个电极，其中之一为单质钾片。
关于该电池，下列说法错误的是A．隔膜允许K+通过，不允许O2通过B．放电时，电流由b电极沿导线流向a电极；充电时，b电极为阳极C．产生1Ah电量时，生成KO2的质量与消耗O2的质量比值约为2.22D．用此电池为铅酸蓄电池充电，消耗3.9g钾时，铅酸蓄电池消耗0.9g水3．（2022·全国·高考真题）一种水性电解液Zn-MnO2离子选择双隔膜电池如图所示(KOH 溶液中，Zn2+以Zn(OH)24存在)。
电池放电时，下列叙述错误的是A ．Ⅱ区的K +通过隔膜向Ⅱ区迁移B ．Ⅱ区的SO 24-通过隔膜向Ⅱ区迁移C ． MnO 2电极反应：MnO 2+2e -+4H +=Mn 2++2H 2OD ．电池总反应：Zn+4OH -+MnO 2+4H +=Zn(OH)24-+Mn 2++2H 2O4．（2022·湖南·高考真题）海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。
下列说法错误的是A ．海水起电解质溶液作用B ．N 极仅发生的电极反应：--222H O+2e =2OH +H ↑C ．玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能D ．该锂-海水电池属于一次电池5．（2022·全国·高考真题）2Li-O 电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。
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第18讲电化学考点要义⑴理解原电池原理，初步了解化学电源，了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀的方法。
⑵理解电解原理，了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业的反应原理。
知识梳理（2）惰性电极上离子放电顺序：阳离子放电顺序：阴离子放电顺序：(3)电化学原理应用原电池原理应用于制作化学电源①干电池用锌制成筒型外壳作负极，石墨处于柱体中央作正极，在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl 及其其它填加物做电解质，MnO2吸收正极产生H2。
负极：正极：2NH4++2e-=2NH3↑+H2↑ （H2+2MnO2=Mn2O3+H2O、4NH3+Zn2+=[Zn(NH3)4]2+）②铅蓄电池蓄电池可充、放电，它用于汽车、摩托车等供电，外壳一般用硬塑制成，正极是PbO2，负极是Pb，两极浸入硫酸溶液中。
负极：正极：总反应：③燃料电池氢氧燃烧电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。
它的电极材料一般是具有很强催化活性的Pt电极、活性炭电极等。
电解液为40%的KOH溶液负极：正极：总反应：电解原理的应用①氯碱工业 电解饱和食盐水制氯气和烧碱。
用金属钛网作阳极（上涂有钛钌等氧化物）；阴极由碳钢网制成（上涂有镍涂层）；阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。
阳极：阴极： （在阴极由于H +放电生成氢气，促使水的电离平衡向正向移动，结果导致阴极区OH -浓度增大，因而碱生成在阴极）总反应：②电解法精炼铜 以粗铜（含有Fe 、Zn 、Ni 、Ag 、Au 等杂质）为 极、精铜为 极，以 溶液为电解质溶液。
阳极：阴极：比铜弱的金属Ag 、Au 等不会在阳极放电，成为阳极泥沉积在阳极区。
③电镀铜 以铜（镀层金属）作 极，镀件（被镀金属）作 极，以 溶液（含有镀层金属离子的溶液）为电解液（又称电镀液）。
阳极：阴极：电镀过程中电镀液的浓度 。
考题剖析及训练一、工作原理例1．把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中（如右图），经过一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是（ ）A Ⅰ和Ⅲ 附近 B.Ⅰ和Ⅳ附近C.Ⅱ和Ⅲ附近D.Ⅱ和Ⅳ附近.练习1-1(05上海)关于如图所示装置的叙述，正确的是 （ ）A 、铜是阳极，铜片上有气泡产生B 、铜片质量逐渐减少C 、电流从锌片经导线流向铜片D 、氢离子在铜片表面被还原1-2（2004年上海市高考化学试题）下图中能验证氯化钠溶液（含酚酞）电解产物的装置是 ( ) （ ）1-3、（2007全国高考上海卷）某学生设计了一个"黑笔写红字"的趣味实验。
滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后Ⅰ Ⅱ Zn Fe Ⅲ Ⅳ Fe Zn平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。
据此，下列叙述正确的是A 铅笔端作阳极，发生还原反应B 铂片端作阴极，发生氧化反应C 铅笔端有少量的氯气产生D a点是负极，b点是正极二.电极的判断及电极方程式和原电池（电解）总反应式的书写一般的书写步骤归纳如下：⑴判断池型，确定电极名称。
⑵根据反应类型和放电顺序写出电极反应式，注意电荷守恒、质量守恒和不忽视介质参与反应。
酸性介质只消耗或产生H+介质作用碱性介质只消耗或产生OH－中性介质H+或OH－均可消耗或产生⑶弱电解质或难溶物写化学式，其余写离子符号，但水比较特殊。
例2（2007全国卷天津考题）天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。
锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴（LiCoO2），充电时LiCoO2中Li被氧化，Li＋迁移并以原子形式CoO2 + LiC6，嵌入电池负极材料碳（C6）中，以LiC6表示。
电池反应为LiCoO2 + C6充电放电下列说法正确的是A．充电时，电池的负极反应为LiC6－e－== Li＋+ C6B．放电时，电池的正极反应为CoO2 + Li＋+ e－== LiCoO2，C．羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质D．锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低练习2-`1（2007全国卷广东考题）科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。
电池负极反应为：A H2＋2OH－＝2H2O＋2e－B O2＋4H＋＋4e－＝2H2OC H2＝2H＋＋2e－D O2＋2H2O＋4e－＝4OH－2-2（05广东）一种新燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（Z r O2）晶体，在熔融状态下能传导O2-。
下列对该燃料说法正确的是A、在熔融电解质中，O2－由负极移向正极B、电池的总反应是：2C4H10 + 13O2→8CO2 + 10H2OC、通入空气的一极是正极，电极反应为：O2 + 4e- = 2O2-D、通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10 + 26e- + 13O2 = 4CO2 + 5H2O2-3、（2004年天津市高考理综试题）下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确．．．的是（）A ．a 电极是负极B ．b 电极的电极反应为：4OH - — 4e -=2H 2O+O 2↑C ．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D ．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置三、有关计算以及p H 变化的判断例3．（2003年江苏）用惰性电极实现电解，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p H 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，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2D 电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1小结：练习3-1（2004年广东） pH ＝a 某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH ＞a ，则该电解质可能是A NaOHB H 2SO 4C AgNO 3D Na 2SO 43-2（2000年春季）用两支惰性电极插入500mLAgNO 3溶液中，通电电解。
当电解液的pH从6.0变为3.0时（设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略），电极上析出银的质量大约是A ．27mgB ．54mgC ．108mgD ．216mg3-3（05江苏）高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。
高铁电池的总反应为下列叙述不正确．．．的是 A ．放电时负极反应为：Zn —2e — +2OH —= Zn(OH)2B ．充电时阳极反应为：Fe(OH)3 —3e — + 5 OH — = FeO24 + 4H 2OC ．放电时每转移3 mol 电子，正极有1mol K 2FeO 4被氧化D ．放电时正极附近溶液的碱性增强四、电化学的应用例4．氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH 的工艺流程示意图如下： 放电 充电 3Zn + 2K 2FeO 4 + 8H 2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH依据上图，完成下列填空：⑴在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为与电源负极相连的电极附近，溶液pH （选填：不变、升高或下降）⑵工业食盐含Ca 2+、Mg 2+等杂质。
精制过程中发生反应的离子方程式为 、 ；⑶如果粗盐中SO 42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO 42-，该钡试剂可以是 （选填 a 、b 、c ，多选扣分）。
a.Ba(OH)2 b.Ba(NO 3)2 c.BaCl 2⑷为了有效除去Ca 2+、Mg 2+、SO 42-，加入试剂的合理顺序为 （选填 a 、b 、c ，多选扣分）。
a.先加NaOH ，后加Na 2CO 3，再加钡试剂b.先加NaOH ，后加钡试剂，再加Na 2CO 3c.先加钡试剂，后加NaOH ，再加Na 2CO 3⑸脱盐工序中利用NaOH 和NaCl 在溶解度上的差异，通过 、冷却、 （填操作名称）除去NaCl 。
⑹在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl 2与NaOH 反应；采取无隔膜电解冷的食盐水时，Cl 2与NaOH 充分接触，产物仅是NaClO 和H 2，相应的化学方程式为4-1．（2002上海）某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氯化钠溶液，通电时，为使C12被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（ ）（A ）ａ为正极，ｂ为负极；N ａC1O 和N ａC1（B ）ａ为负极，ｂ为正极；N ａC1O 和N ａC1（C ）ａ为阳极，ｂ为阴极；HC1O 和N ａC1（D ）ａ为阴极，ｂ为阳极；HC1O 和N ａC14-2（06江苏）利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一。
某研究小组设计了如右图所示的循环系统实现光分解水制氢。
反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供，反应体系中I 2和Fe 3+等可循环使用。
⑴写出电解池A 、电解池B 和光催化反应池中 电解池A 电解池B 光催化反应池 H ++I - Fe 3+H ++I 2+Fe 2+ ↑ ↑ — + ↑H 2O↑H 2 I 2 H ++Fe 2+ ↑O 2 光电池 ↑ ↑反应的离子方程式。
⑵若电解池A中生成3.36 L H2（标准状况），试计算电解池B中生成Fe2+的物质的量。
⑶若循环系统处于稳定工作状态时，电解池A中流入和流出的HI浓度分别为a mol·L－1和b mol·L－1，光催化反应生成Fe3+的速率为c mol·min－1，循环系统中溶液的流量为Q（流量为单位时间内流过的溶液体积）。
试用含所给字母的代数式表示溶液的流量Q。
电化学练习姓名1．把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。
若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，c为负极；a、c相连时，c为正极；b、d相连时，b 为正极，则这四种金属活动性顺序由大到小为（）（A）a > b > c > d （B）a > c > d > b（C）c > a > b > d （D）b > d > c > a2．将铁棒与石墨棒用导线联接后浸入0.01mol/L食盐溶液中，可能出现的现象是（）（A）铁棒附近产生OH-（B）铁棒被腐蚀（C）石墨棒上放出Cl2（D）石墨棒上放出O23．（06上海13）将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（）A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C．两烧杯中溶液的pH均增大D．产生气泡的速度甲比乙慢4．某金属硝酸盐的水溶液用石墨电极电解时，阳极在标准状况下产生的气体体积为560mL，阴极上析出m g金属，当该金属硝酸盐的化学式为M（NO3）n时，则M的相对原子质量是（）（A）mn （B）2mn （C）10mn （D）20mn5．（06四川理综11）下列描述中，不符合生产实际的是（）A、电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极B、电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极C、电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极D、在镀件上电镀锌，用锌作阳极6．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。