高考化学二轮复习课件：专题8 电化学基础

答案：(1)①碳(或C) 铁(或Fe) ②4OH－－4e－
===2H2O＋O2↑
(2)①O2＋2H2O＋4e－===4OH－ ②2Cl－＋
2H2O
电解 =====
2OH－＋H2↑＋Cl2↑ ③NaCl＋
电解 H2O=====NaClO＋H2↑
归纳总结：有关原电池问题的解题思路
解决原电池问题时，一般的思维程序是： 根据电极材料的活泼性判断出正、负极 ―→ 电 极 反 应 的 类 型 ( 氧 化 反 应 、 还 原 反 应)―→电极反应方程式―→原电池反应方 程式
解析：放电时作原电池，负极失电子，化 合价升高，发生氧化反应；正极得电子， 化合价降低，发生还原反应；由题给电池 的总反应式可知，铁元素的化合价升高， Fe失电子，作负极；镍元素化合价降低， Ni2O3 得 电 子 ， 作 正 极 ； 负 极 反 应 为 Fe ＋ 2OH－－2e－===Fe(OH)2，A、B正确。充 电时作电解池，阴极得电子，发生还原反 应，即Fe(OH)2在阴极上放电生成Fe和OH －，阴极的电极反应式为：
第一步：确定电极的正、负；
第二步：根据溶液中离子参加反应的情况 确定电极反应；
第三步：将电极反应相加得总反应式。
(2)电解池的电极反应和总反应式的书写方 法
第一步：先检查阳极电极材料和确定溶液 中的离子种类；
第二步：由放电顺序确定放电产物和电极 反应；
第三步：将电极反应相加得总反应式。
[例1]甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒 (如图)。请回答下列问题：
()
A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgCl
B．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子 C．Na＋不断向“水”电池的负极移动
D．AgCl是还原产物
解析：本题综合考查原电池和氧化还原反 应的相关知识。正极反应应该得电子，因 此A错；原电池中电解质溶液中的阳离子 应该向正极移动，C错；Ag是反应的还原 剂，因此AgCl是氧化产物，D错。
变式训练 1．(2010·广东理综，23改编)铜锌原电池(如下图) 工作时，下列叙述正确的是( )
A．正极反应为：Zn－2e－＝Zn2＋ B．电池反应为：Zn＋Cu2＋＝Zn2＋＋Cu C．在外电路中，电子从正极流向负极 D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
解析：铜锌原电池工作时，负极反应为： Zn－2e－===Zn2＋，正极反应为：Cu2＋＋2e － ===Cu ， 电 池 总 反 应 为 ： Zn ＋ Cu2 ＋ ===Zn2＋＋Cu，故A项错误，B项正确。原 电池工作时，电子从负极由外电路流向正 极，由于左池阳离子增多、右池阳离子减 少，为平衡电荷，则盐桥中的K＋移向 CuSO4溶液，而Cl－则移向ZnSO4溶液，故 C、D项错误。
答案：B
电化学内容是高考试卷中的常客，对原电池和电解池 的考查往往以选择题的形式考查两电极反应式的书写、 两电极附近溶液性质的变化、电子的转移或电流方向的 判断等。
在第Ⅱ卷中会以应用性和综合性进行命题， 如与生产生活(如金属的腐蚀和防护等)相 联系，与无机推断、实验及化学计算等学 科内知识综合，尤其特别注意燃料电池和 新型电池的正、负极材料分析和电极反应 式的书写。题型新颖、但不偏不怪，只要 注意基础知识的落实，以及能力的训练便 可以从容应对。
惰性电极
(2)阴极产物的判断
直接根据溶液中阳离子放电顺序加以判断。 阳离子放电顺序：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋ >H＋>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋>Mg2＋ >Na＋>Ca2＋>K＋
2．电解规律(惰性电极)
类型 电极反应特点
阴极：4HBaidu Nhomakorabea＋4e－
===2H2↑或4H＋
D．充电时，阴极发生的电极反应式为：Li2S＋Fe－ 2e－===2Li＋＋FeS
解析：在Li－Al/FeS电池中，负极材料 为Li－Al，该材料中Li以游离态存在，为0 价，故A错；负极反应式为2Li－2e－ ===2Li＋或2Li―→2Li＋＋2e－，C错；已知 正极反应式为2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe 或2Li＋＋FeS＋2e－―→Li2S＋Fe，则总反 应为2Li＋FeS===Li2S＋Fe，故B对；充电 时，阴极应发生还原反应得电子，故D错。
②写出乙池中的总反应的离子方程式： _________。
③据资料显示电解氯化钠稀溶液可制备 “84消毒液”(主要成分为NaClO)，通电时 氯气被溶液完全吸收，若所得消毒液仅含 一种溶质，写出该电解过程的化学方程式： _____________________________________ ___。
高考化学第二轮复习
专题8 电化学基础
1．了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池 反应方程式。
2．了解常见化学电源的种类及其工作原理。 3．了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池 反应方程式。 4．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。
(2011·新课标，11)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放 电时的总反应为：
D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用
解析：电镀时Zn为阳极，Fe为阴极，KCl、ZnCl2的混合 溶液为电解质溶液，若未通电，不存在自发进行的氧化 还原反应，故不能构成原电池，故A错；电镀时，导线中 每通过2 mol电子，就会析出1 mol锌，通过的电量与析出 的锌量的关系确定，故B错；电镀时保持电流恒定，则反 应的速率就不会改变，故升高温度对反应的速率无影响， 故C正确；镀锌层破损后，锌与铁可构成原电池的两个电 极，铁做正极受到保护，故D错。
解析：甲为原电池，乙为电解池。当溶液 均为CuSO4溶液时，甲中的碳棒为正极， 电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu；乙中的 铁 棒为阴 极 ，电 极反应 式为 Cu2 ＋＋2e － ===Cu。当溶液均为NaCl溶液时，甲池发 生吸氧腐蚀，乙池为氯碱工业的反应，生 成氢气、氯气和氢氧化钠。制备“84消毒 液”时，由于其溶质只有一种，故阳极只 产生NaClO，阴极只产生氢气。
Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－，由于生成了 OH－，故阴极附近溶液的pH升高，C错； 阳极失电子，发生氧化反应，即Ni(OH)2在 阳极上放电，生成Ni2O3和水，D正确；选 C。
答案：C
2．(2011·全国卷，10)用石墨作电极电解
CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解 质溶液恢复到起始状态，应向溶液中加入
Fe＋Ni2O3＋3H2O===Fe(OH)2＋2Ni(OH)2 下列有关该电池的说法不正确的是( ) A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极 为Fe
B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－－ 2e－=== Fe(OH)2 C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH 降低
D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋ 2OH－－2e－===Ni2O3＋3H2O
答案：B
4．(2011·山东，15)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
HCl 溶液
CuCl2 溶液
电解质 本身
电解质 本身
减小 增大 氯化氢
减小
氯化铜
放H2 生碱型
阴极：放出H2 生成碱 阳极：电解质 阴离子放电
NaCl 溶液
电解质 和水
生成新 电解质
增大
氯化氢
放O2 生酸型
阴极：电解质 阳离子放电 阳极：OH－放 电生成酸
CuSO4 溶液
电解质 和水
生成新 电解质
答案：C
5．(2011·浙江，10)将NaCl溶液滴在一块
光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现 液滴覆盖的圆圈中心区(a)已被腐蚀而变暗， 在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。 导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含 量比边缘处少。下列说法正确的是( )
A．液滴中的Cl－由a区向b区迁移
B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为： O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀， 生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH－ 形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈 D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁 接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反 应为：Cu－2e－===Cu2＋
答案：B
2．(2010·浙江理综)Li－Al/FeS电池是一种正在开发 的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：
2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe 有关该电池的下列说法中，正确的是( )
A．Li－Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化 合价为＋1价
B．该电池的电池反应式为：2Li＋FeS===Li2S＋Fe C．负极的电极反应式为：Al－3e－===Al3＋
新型可充电电池是近年来高考的热点， 旨在考查学生对原电池工作原理的理解， 注意充分利用题给信息、准确判断电池正、 负极材料的反应特点，综合分析选项即可 作出判断。
答案：B
考点 2 电解原理
1.离子放电顺序及电解产物的判断 (1)阳极产物判断 首先看电极，若是活性电极(除金、铂外的金属)，则 电极材料本身失电子，电极溶解形成阳离子进入溶液； 若是惰性电极(如石墨、铂、金等)，则根据溶液中阴离子 放电顺序加以判断。阳极放电顺序：金属活除性A电u、极Pt外> S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F－
解析：本题考查电化学内容中金属吸氧腐 蚀的原理的分析。液滴边缘O2多，在铁板 的碳粒上发生正极反应 O2＋2H2O＋4e － ===4OH－，液滴下的Fe发生负极反应，Fe －2e－===Fe2＋，为腐蚀区(a)。A项错误， Cl－应该由b区向a区迁移；液滴下的Fe因 发生氧化反应而被腐蚀，C项错误；Cu更 稳定，作正极，反应为 O2＋2H2O＋4e－ ===4OH－，D项错误。
考点 1 原电池的工作原理 1.原电池正负极的判断
2．电极反应式及总反应式的书写
无论是原电池还是电解池，其电极反应均 是氧化还原反应，因此电极反应式的书写 要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒。 书写时应先对电极材料和溶液介质情况分 析，再书写电极反应式和总反应式。
(1)原电池的电极反应式和总反应式的书写 方法
适量的( )
A．CuSO4 C．CuO
B．H2O D．CuSO4·5H2O
电解 解析：依据2CuSO4＋2H2O ===== 2Cu＋O2↑ ＋2H2SO4，欲使电解质溶液恢复到起始状态，应向 溶液中加入适量的CuO。
答案：C
3．(2011·安徽，12)研究人员最近发明了 一种“水”电池，这种电池能利用淡水与 海水之间含盐量差别进行发电，在海水中 电池总反应可表示为：5MnO2＋2Ag＋ 2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl。下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是
减小
氧化铜
[例2]Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设 计的一制取Cu2O的电解池示意图如下，电解总反应：
通电 2Cu＋H2O=====Cu2O＋H2↑。下列说法正确的是( )
A．石墨电极上产生氢气 B．铜电极发生还原反应 C．铜电极接直流电源的负极 D ． 当 有 0.1mol 电 子 转 移 时 ， 有 0.1mol Cu2O生成
电解 水型
＋4e－―→2H2↑ 阳极：4OH－－4e －===2H2O＋O2↑
或4OH－―→2H2O
＋O2↑＋4e－
实例
NaOH 溶液 H2SO4 溶液 Na2SO4 溶液
电解 物质
水 水 水
电解质 溶液浓
度
增大
增大
增大
pH
增大 减小 不变
电解质溶 液复原所 需加入物 质
水
水
水
电解 电解 质型
电解质电离出 的阴、阳离子 分别在两极放 电
(1)若两池中均盛放CuSO4溶液，反应一段 时间后：
①有红色物质析出的是：甲池中的 ______________棒； 乙池中的________________棒。
②在乙池中阳极的电极反应式是 ________________。
(2)若两池中均盛放饱和NaCl溶液。
①写出甲池中正极的电极反应式： _____________。