二轮复习 化学能与电能的相互转化 专题复习.
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直接判 断电极
无外加直流电源
活泼金属→负极； 电源负极→阴极； 不活泼金属或碳→正极 电源正极→阳极
对比分析
负 Fe 极
e-
角度三：电子流向和离子流向 A
C 正 极
e-
阴 Fe 极
e-
阳 C 极
OH- ClH+ Na+
e-
H+ Na+ OH- Cl-
NaCl溶液
原电池
NaCl溶液
电解池 负极→阴极； 阳极→正极 阳离子→阴极； 阴离子→阳极
在金属表 面覆盖保 护层,如涂 油、刷漆、 电镀等
电化学防护
改变微观结构
隔绝空气、水等
考点3：电化来自百度文库原理的应用
【典型例题1】
(2012山东高考)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 （
B）
A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B．图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小 C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大 D．图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
专题复习：电化学原理及其应用 化学能与电能的相互转化
专题复习
临沭二中 威武的 靖一铭
自由电子
山东高考再现
【2009】Zn—MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是 ZnCl2—NH4Cl混合溶液。 Zn (1)该电池的负极材料是________。电池工作时，电子流 正极 向________( 填“正极”或“负极”)。 （2008·山东理综) 29、以丙烷为燃料制作新型燃料电池， 电池的正极通入CO2和O2时，电解质是熔融下的碳酸盐， CO32-移向电池的 负 （填正或负）极
电极方程式的书写
(2008) 已丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入 CO2和O2时， 电解质是熔融下的碳酸盐，电池正极反应式为 ______。
(2009)MnO2的生产方式之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶 液。阴极的电极反应式是______。 (2010)以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜， 阳极电极反应式为 ______。
2Al + 3H2O - 6e- == Al2O3 + 6H+
考点2：电极反应式的书写
规律提升：
列物质→判断电极的反应物、产物 标得失→分析化合价的升降，找出得失电子数 看环境 → (1)配平电荷
配守恒
(2)配平原子
重点突破
电极反应式的书写
铅蓄电池是一种典型的可充电电池， 电池总反应式为： Pb+PbO2+4H++2SO422PbSO4+2H2O 请写出其充电时阴极反应式： 化 2PbSO4 + 2e = Pb + SO4 燃料电池是将燃料具有的化学能 直接变为电能的发电装置。 请写出甲烷燃料电池在碱性条件下， 负极电极反应式： CH -8e- + 10OH- = CO 2-+ 7H O
【2012】利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可 制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应 式为____ O2+4H++4e-=2H2O
【2010】利用右图装置，可以模拟铁 的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的 N 腐蚀，开关K应置于______ 处。若X为锌， 开关K置于M处，该电化学防护法称为_______
电解池
能量转 化方式
化学能→电能
自发的氧化还原反应
电能→化学能
自发/非自发的 氧化还原反应均可
反应类型及 是否自发
对比分析
负 正 Fe Mg 极 极 A
角度二：装置构成和电极判断 正 负 C Al 极 极 阴 极 阳 C 极
Fe
NaCl溶液 NaOH 溶液
原电池
NaCl溶液
电解池 有外加直流电源
装置不同
【典型例题1】
（2010山东高考）以铝为阳极，在H2SO4 溶液 中电解，铝材表面形成氧化膜。写出阳极的电 极反应式，并总结书写电极反应式的步骤.
【归纳】
2Al 2Al 2Al — Al2O3 - 6e- — Al2O3 - 6e- — Al2O3 + 6H+
书写步骤
反应物---生成物 得失电子数 配平电荷 配平原子
【2010】利用右图装置，可以模拟铁 的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的 腐蚀，开关K应置于______处。若X为锌， 开关K置于M处，该电化学防护法称为_______ 【2011】以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程 B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率 D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用 【2012】下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 （ ） A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B．图b中，开关由M改置于N时，Cu-Zn合金的腐蚀速率减小 C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大 D．图d中，Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的 )。
总结提升
本专题思维导图
化学能
能 量 转 化 观
电冶金 氯碱工业 电镀 电解精炼 外加电流的 阴极保护法 应用
转化 电解池原理 Text 原电池原理 应用 转化
判断两极活泼性 加速氧化还原反应 设计各种化学电源 钢铁吸氧/析氢腐蚀 牺牲阳极的阴极保 护法
氧 化 还 原 观
电能
当堂练习
1. 2. 3.
巩固练习
（2012福建）将右图所示实验装置的K闭合，下列判断 正确的是( ) A A．Cu 电极上发生还原反应 B．电子沿Zn →a → b → Cu路径流动 C．片刻后甲池中c（SO42-）增大 D．片刻后可观察到滤纸b点变红色
电化学装置的工作原理 【归纳1】
电化学
氧化还原观
考点2：电极反应式的书写
(2011)钠硫高能电池，该电池的工作温度为320℃左右，电池反应为
2Na+ xS＝Na2Sx ，正极的电极反应式为______。
(2012)利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备CuSO4，
若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为______。
电化学应用
【2009】若ZnCl2—NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速某电极的腐蚀，其主要原 因是_____。
在我国，每年约有30%的钢铁因腐蚀而报废, 损失高达2800亿人民币，约占GDP的4%.
探寻本质
模拟钢铁的最主要腐蚀方式： 吸氧腐蚀
A Fe C Fe
A C
NaCl溶液 装置简图
盐酸溶液 溶液酸性 较强时
梳理回顾
1
列举常用金属防护措施
2
3
牺牲阳极 的阴极保 护法/外加 电流的阴 极保护法
改变金属 的内部结 构,如不锈 钢(掺杂 Ni,Cr等)
考点2：电极反应式的书写
（2012·青岛一模）一种新型燃料电池，一极通入空气，一 极通入CH3OH(g)，电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆 （ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2－。则在该熔融电解 负 质中，O2－向 ________ （ 填“正”或“负”)极移动，电池 CH3OH ＋3O2- –6e- = ； CO2＋ 2H2O 负极电极反应为： ________________ （2012·泰安一模）用Na2CO3熔融盐作电解质，CO、O2为 原料组成的新型电池的研究取得了重大突破。该电池示意图 CO＋CO32- –2e- = 2CO2 ， 如右：负极电极反应式为________________ 为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保 持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环。A物质的化 CO2 学式为_______________ 。
反应物---产物 得失电子数 Mn2+ Mn2+ — MnO2 - 2e- — MnO2
配平电荷
配平原子
Mn2+
- 2e- — MnO2+4H+
Mn2+ + 2H20- 2e- = MnO2 +4H+
1、【2012潍坊二模】氨的合成是最重要的化工生产之一， 直接供氨式碱性燃料电池的反应为 4NH3+3O2=2N2+6H2O,试写出电池的负极反应式为， 2NH3+6OH-—6e-=N2+6H2O __________________ 从理论上分析该电池 不需要 (填需要或不需要)补充碱（KOH） 工作过程中________
D
FeO42- + 3e- + 4H2O = Fe(OH)3 + 5OH-
C
电化学原理的考查
(2009·山东理综)29、Zn—MnO2干电池应用广泛，其电解质溶 液是ZnCl2—NH4Cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是_____。 电池工作时，电子流向________(填“正极”或“负极”)。
考点3：电化学应用
巩固提升
（2012烟台一模）13．氯碱工业常利用阳离子交换膜电 解食盐水，下列说法不正确的是 ( B ) A．随着电解的进行，c(NaCl)降低，需不断补充饱和食盐 水 B．电解过程中采用增大阳极区溶液pH的方法，可以减少 Cl2在水中的溶解量 C．阳离子交换膜的作用是阻止OH-移向阳极，以使氢氧化 钠在阴极区富集 D．阳极表面用钛氧化物涂层处理，目的是降低电解产物 Cl2对电极的腐蚀
（2008·山东理综) 29、以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极 通入CO2和O2时，电解质是熔融下的碳酸盐，CO32-移向电池的 （填 正或负）极 （2012·山东理综)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、 Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是 a．电能全部转化为化学能 b．粗铜接电源正极，发生氧化反应 c．溶液中Cu2＋向阳极移动 d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属 （2012·山东理综) 电解NaCl溶液得到22.4LH2(标准状况)，理论上需 要转移NA个电子(NA表示阿伏加德罗常数)
考点3：电化学应用
巩固提升 例1. [改编题]粗镍中含有少量Fe，Zn，Cu，Pt等 杂质，可用氢氧燃料电池电解制备高纯度镍，说 法正确的是 be （已知氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+） a、电能全部转化为化学能。 b、粗镍接该燃料电池通入O2的一极，发生氧化 反应。 c、电解过程中，阳极质量的减少和阴极质量的增 加相等。 d、电解后，溶液中存在的阳离子有Fe2+和Zn2+ Cu2+ 。 e、利用阳极泥可以回收Pt、Cu等金属。
电子流向
离子流向
负极→正极 阳离子→正极； 阴离子→负极
对比分析
A Fe
角度四：电极反应和放电顺序
C
Fe
C
NaCl溶液
原电池 负极→氧化反应 正极→还原反应
NaCl溶液
电解池 阳极→氧化反应 阴极→还原反应
电极反 应类型 放电 顺序
阳极：活性阳极> S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>……
阴极：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>……
4 3 2
干电池
学 电 源
铅蓄电池
燃料电池
能力提升
电极反应式的书写
以铁为阳极电解浓氢氧化钠 溶液，制备FeO42-,阳极电极 反应为： Fe-6e-+8OH- =FeO42-+4H2O
物 质 制 备
电 解 应 用
考点2：电极反应式的书写
【练一练】 1 、（2008山东高考改编）MnO2的生产方式之一 是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阳极 的电极反应式是__________________
外加电源的阴极保护法
考查重点
电 化 学 原 理 电 化 学 应 用
原电池、电解池的判定
电极名称及发生的反应类型
电子、离子的移动方向 电子转移的数目相关计算 干电池
电极反应方程式的书写
金属的腐蚀与防护
精炼、电镀、电冶金
对比分析
A Fe
角度一：能量转化和物质转化 C
Fe
C
NaCl溶液
原电池
NaCl溶液
无外加直流电源
活泼金属→负极； 电源负极→阴极； 不活泼金属或碳→正极 电源正极→阳极
对比分析
负 Fe 极
e-
角度三：电子流向和离子流向 A
C 正 极
e-
阴 Fe 极
e-
阳 C 极
OH- ClH+ Na+
e-
H+ Na+ OH- Cl-
NaCl溶液
原电池
NaCl溶液
电解池 负极→阴极； 阳极→正极 阳离子→阴极； 阴离子→阳极
在金属表 面覆盖保 护层,如涂 油、刷漆、 电镀等
电化学防护
改变微观结构
隔绝空气、水等
考点3：电化来自百度文库原理的应用
【典型例题1】
(2012山东高考)下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 （
B）
A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B．图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小 C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大 D．图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的
专题复习：电化学原理及其应用 化学能与电能的相互转化
专题复习
临沭二中 威武的 靖一铭
自由电子
山东高考再现
【2009】Zn—MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是 ZnCl2—NH4Cl混合溶液。 Zn (1)该电池的负极材料是________。电池工作时，电子流 正极 向________( 填“正极”或“负极”)。 （2008·山东理综) 29、以丙烷为燃料制作新型燃料电池， 电池的正极通入CO2和O2时，电解质是熔融下的碳酸盐， CO32-移向电池的 负 （填正或负）极
电极方程式的书写
(2008) 已丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入 CO2和O2时， 电解质是熔融下的碳酸盐，电池正极反应式为 ______。
(2009)MnO2的生产方式之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶 液。阴极的电极反应式是______。 (2010)以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜， 阳极电极反应式为 ______。
2Al + 3H2O - 6e- == Al2O3 + 6H+
考点2：电极反应式的书写
规律提升：
列物质→判断电极的反应物、产物 标得失→分析化合价的升降，找出得失电子数 看环境 → (1)配平电荷
配守恒
(2)配平原子
重点突破
电极反应式的书写
铅蓄电池是一种典型的可充电电池， 电池总反应式为： Pb+PbO2+4H++2SO422PbSO4+2H2O 请写出其充电时阴极反应式： 化 2PbSO4 + 2e = Pb + SO4 燃料电池是将燃料具有的化学能 直接变为电能的发电装置。 请写出甲烷燃料电池在碱性条件下， 负极电极反应式： CH -8e- + 10OH- = CO 2-+ 7H O
【2012】利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可 制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应 式为____ O2+4H++4e-=2H2O
【2010】利用右图装置，可以模拟铁 的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的 N 腐蚀，开关K应置于______ 处。若X为锌， 开关K置于M处，该电化学防护法称为_______
电解池
能量转 化方式
化学能→电能
自发的氧化还原反应
电能→化学能
自发/非自发的 氧化还原反应均可
反应类型及 是否自发
对比分析
负 正 Fe Mg 极 极 A
角度二：装置构成和电极判断 正 负 C Al 极 极 阴 极 阳 C 极
Fe
NaCl溶液 NaOH 溶液
原电池
NaCl溶液
电解池 有外加直流电源
装置不同
【典型例题1】
（2010山东高考）以铝为阳极，在H2SO4 溶液 中电解，铝材表面形成氧化膜。写出阳极的电 极反应式，并总结书写电极反应式的步骤.
【归纳】
2Al 2Al 2Al — Al2O3 - 6e- — Al2O3 - 6e- — Al2O3 + 6H+
书写步骤
反应物---生成物 得失电子数 配平电荷 配平原子
【2010】利用右图装置，可以模拟铁 的电化学防护。若X为碳棒，为减缓铁的 腐蚀，开关K应置于______处。若X为锌， 开关K置于M处，该电化学防护法称为_______ 【2011】以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程 B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系 C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率 D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用 【2012】下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 （ ） A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B．图b中，开关由M改置于N时，Cu-Zn合金的腐蚀速率减小 C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大 D．图d中，Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的 )。
总结提升
本专题思维导图
化学能
能 量 转 化 观
电冶金 氯碱工业 电镀 电解精炼 外加电流的 阴极保护法 应用
转化 电解池原理 Text 原电池原理 应用 转化
判断两极活泼性 加速氧化还原反应 设计各种化学电源 钢铁吸氧/析氢腐蚀 牺牲阳极的阴极保 护法
氧 化 还 原 观
电能
当堂练习
1. 2. 3.
巩固练习
（2012福建）将右图所示实验装置的K闭合，下列判断 正确的是( ) A A．Cu 电极上发生还原反应 B．电子沿Zn →a → b → Cu路径流动 C．片刻后甲池中c（SO42-）增大 D．片刻后可观察到滤纸b点变红色
电化学装置的工作原理 【归纳1】
电化学
氧化还原观
考点2：电极反应式的书写
(2011)钠硫高能电池，该电池的工作温度为320℃左右，电池反应为
2Na+ xS＝Na2Sx ，正极的电极反应式为______。
(2012)利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备CuSO4，
若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为______。
电化学应用
【2009】若ZnCl2—NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2＋，会加速某电极的腐蚀，其主要原 因是_____。
在我国，每年约有30%的钢铁因腐蚀而报废, 损失高达2800亿人民币，约占GDP的4%.
探寻本质
模拟钢铁的最主要腐蚀方式： 吸氧腐蚀
A Fe C Fe
A C
NaCl溶液 装置简图
盐酸溶液 溶液酸性 较强时
梳理回顾
1
列举常用金属防护措施
2
3
牺牲阳极 的阴极保 护法/外加 电流的阴 极保护法
改变金属 的内部结 构,如不锈 钢(掺杂 Ni,Cr等)
考点2：电极反应式的书写
（2012·青岛一模）一种新型燃料电池，一极通入空气，一 极通入CH3OH(g)，电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆 （ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2－。则在该熔融电解 负 质中，O2－向 ________ （ 填“正”或“负”)极移动，电池 CH3OH ＋3O2- –6e- = ； CO2＋ 2H2O 负极电极反应为： ________________ （2012·泰安一模）用Na2CO3熔融盐作电解质，CO、O2为 原料组成的新型电池的研究取得了重大突破。该电池示意图 CO＋CO32- –2e- = 2CO2 ， 如右：负极电极反应式为________________ 为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保 持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环。A物质的化 CO2 学式为_______________ 。
反应物---产物 得失电子数 Mn2+ Mn2+ — MnO2 - 2e- — MnO2
配平电荷
配平原子
Mn2+
- 2e- — MnO2+4H+
Mn2+ + 2H20- 2e- = MnO2 +4H+
1、【2012潍坊二模】氨的合成是最重要的化工生产之一， 直接供氨式碱性燃料电池的反应为 4NH3+3O2=2N2+6H2O,试写出电池的负极反应式为， 2NH3+6OH-—6e-=N2+6H2O __________________ 从理论上分析该电池 不需要 (填需要或不需要)补充碱（KOH） 工作过程中________
D
FeO42- + 3e- + 4H2O = Fe(OH)3 + 5OH-
C
电化学原理的考查
(2009·山东理综)29、Zn—MnO2干电池应用广泛，其电解质溶 液是ZnCl2—NH4Cl混合溶液。(1)该电池的负极材料是_____。 电池工作时，电子流向________(填“正极”或“负极”)。
考点3：电化学应用
巩固提升
（2012烟台一模）13．氯碱工业常利用阳离子交换膜电 解食盐水，下列说法不正确的是 ( B ) A．随着电解的进行，c(NaCl)降低，需不断补充饱和食盐 水 B．电解过程中采用增大阳极区溶液pH的方法，可以减少 Cl2在水中的溶解量 C．阳离子交换膜的作用是阻止OH-移向阳极，以使氢氧化 钠在阴极区富集 D．阳极表面用钛氧化物涂层处理，目的是降低电解产物 Cl2对电极的腐蚀
（2008·山东理综) 29、以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极 通入CO2和O2时，电解质是熔融下的碳酸盐，CO32-移向电池的 （填 正或负）极 （2012·山东理综)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、 Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是 a．电能全部转化为化学能 b．粗铜接电源正极，发生氧化反应 c．溶液中Cu2＋向阳极移动 d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属 （2012·山东理综) 电解NaCl溶液得到22.4LH2(标准状况)，理论上需 要转移NA个电子(NA表示阿伏加德罗常数)
考点3：电化学应用
巩固提升 例1. [改编题]粗镍中含有少量Fe，Zn，Cu，Pt等 杂质，可用氢氧燃料电池电解制备高纯度镍，说 法正确的是 be （已知氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+） a、电能全部转化为化学能。 b、粗镍接该燃料电池通入O2的一极，发生氧化 反应。 c、电解过程中，阳极质量的减少和阴极质量的增 加相等。 d、电解后，溶液中存在的阳离子有Fe2+和Zn2+ Cu2+ 。 e、利用阳极泥可以回收Pt、Cu等金属。
电子流向
离子流向
负极→正极 阳离子→正极； 阴离子→负极
对比分析
A Fe
角度四：电极反应和放电顺序
C
Fe
C
NaCl溶液
原电池 负极→氧化反应 正极→还原反应
NaCl溶液
电解池 阳极→氧化反应 阴极→还原反应
电极反 应类型 放电 顺序
阳极：活性阳极> S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>……
阴极：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>……
4 3 2
干电池
学 电 源
铅蓄电池
燃料电池
能力提升
电极反应式的书写
以铁为阳极电解浓氢氧化钠 溶液，制备FeO42-,阳极电极 反应为： Fe-6e-+8OH- =FeO42-+4H2O
物 质 制 备
电 解 应 用
考点2：电极反应式的书写
【练一练】 1 、（2008山东高考改编）MnO2的生产方式之一 是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阳极 的电极反应式是__________________
外加电源的阴极保护法
考查重点
电 化 学 原 理 电 化 学 应 用
原电池、电解池的判定
电极名称及发生的反应类型
电子、离子的移动方向 电子转移的数目相关计算 干电池
电极反应方程式的书写
金属的腐蚀与防护
精炼、电镀、电冶金
对比分析
A Fe
角度一：能量转化和物质转化 C
Fe
C
NaCl溶液
原电池
NaCl溶液