第18讲---电化学

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＋+ C6

B．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－＝2H2O

C 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 + 10H2O

C、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 + 5H2O

2-3、（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（）