(通用版)201X-201x版高中化学 第四章 电化学基础 微型专题四 电化学基础学案 新人教版选修

微型专题四电化学基础

[学习目标定位] 1.会判断原电池的正、负极。2.会正确书写原电池的电极反应式。3.会正确区分判断原电池和电解池。4.熟知电解的规律及其应用。

一、原电池原理及其应用

1.原电池的构成及正、负极判断

例1将镁条和铝条平行插入一定浓度的氢氧化钠溶液中，用导线连接形成原电池。下列有关该装置的叙述正确的是( )

A.因镁比铝活泼，故镁是原电池的负极，铝为正极

B.铝条表面虽有氧化膜，但可不必处理

C.该电池的内、外电路中，电流均由电子定向移动形成

D.铝是电池的负极，工作时溶液中会立即有白色沉淀生成

答案 B

解析判断原电池的正、负极时只考虑两极的活泼性，没有注意电极能否与电解质溶液反应，易错选A。A项，因Al易与NaOH溶液反应，Al失电子，铝为负极；B项，Al2O3能与NaOH溶液反应，故不必处理；C项，内电路靠阴、阳离子的定向移动形成电流；D项，电池刚开始工作时NaOH过量，故Al反应后在溶液中是以AlO－2形式存在的，而无沉淀。

【易错辨析】判断原电池的正、负极，不能单纯看金属的活泼性，还要考虑电解质溶液的性质，同样的电极在不同的电解质溶液中显现出不同的性质。如本题的镁、铝电极，在酸性溶液中，镁是负极，而在氢氧化钠溶液中，铝是负极，镁是正极；又如铁、铜电极在盐酸中，铁是负极，铜是正极，而在浓硝酸中，铁是正极，铜是负极。

考点原电池的工作原理

题点原电池正极和负极判断

2.正确书写或判断电极反应式

例2燃料电池是燃料(如CO、H2、CH4等)跟氧气(或空气)反应将化学能转变为电能的装置。下面关于甲烷燃料电池(KOH溶液为电解质溶液)的说法正确的是( )

A.负极的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－

B.负极的电极反应式为CH4＋8OH－－8e－===CO2＋6H2O

C.随着放电的进行，溶液的pH值不变

D.放电时溶液中的OH－向负极移动

答案 D

解析由于正、负极不分，易错选A；不考虑介质的碱性条件，误认为甲烷在负极反应生成CO2，易错选B。燃料在负极上失电子发生氧化反应，甲烷燃烧能生成二氧化碳和水，二氧化碳和氢氧化钾反应生成碳酸钾，所以负极的电极反应式为CH4＋10OH－－8e－===CO2－3＋7H2O，A、B 项错误；该电池的总反应为CH4＋2O2＋2KOH===K2CO3＋3H2O，故随着放电的进行，溶液的碱性减弱，C项错误；放电时，OH－向负极移动，D项正确。

【易错警示】在书写原电池电极反应式或判断其正误时，一要看清正、负极，二要注意电解质溶液的性质对电极产物的影响。

考点原电池的工作原理

题点电极反应式的书写及正误判断

3.原电池原理多角度的考查

例3热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。一种热激活电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl－KCl混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO4＋2LiCl＋Ca===CaCl2＋Li2SO4＋Pb。下列有关说法正确的是( )

A.正极反应式：Ca＋2Cl－－2e－===CaCl2

B.放电过程中，Li＋向负极移动

C.每转移0.1 mol电子，理论上生成20.7 g Pb

D.常温下，在正、负极间接上电流表，指针不偏转

答案 D

解析正极发生还原反应，故为PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4，A项错误；放电过程为原电池，故阳离子向正极移动，B项错误；每转移0.1 mol电子，生成0.05 mol Pb为10.35 g，C项错误；常温下，电解质不能熔化，不能形成原电池，故指针不偏转，D项正确。

【解题指导】本题从多角度考查原电池的原理：

(1)判断电极反应类型，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；

(2)判断离子迁移方向，电解质溶液中阴离子移向负极，阳离子移向正极；

(3)判断电子流向，电子从负极流出经外电路流向正极；

(4)电极反应式的正误判断，要特别注意电极产物是否与电解质溶液反应。

考点原电池的相关综合

题点原电池原理的多角度考查

【相关链接】

1.图解原电池正、负极的判断方法

特别提示判断一个原电池中的正、负极，最根本的方法是失电子(发生氧化反应)的一极是负极，得电子(发生还原反应)的一极是正极。如果给出一个化学方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断，化合价升高、发生氧化反应的一极为负极，化合价降低、发生还原反应的一极为正极。

2.根据装置书写原电池的电极反应式

(1)先分析题目给定的图示装置，确定原电池正、负极上的反应物，并标出相同数目电子的得失。

(2)负极反应式的书写

常见电池负极反应特点负极反应式书写方法

锌锰干电池(Zn|NH4Cl|C) ①负极(Zn)本身失去电子生

成阳离子(Zn2＋)

②生成的阳离子不与电解质

溶液成分反应

直接写出负极反应式：

Zn－2e－===Zn2＋

铅蓄电池①负极(Pb)本身失去电子生

成阳离子(Pb

将①和②进行叠加：

(3)正极反应式的书写

①首先判断在正极发生反应的物质：当负极材料与电解质溶液能自发的发生化学反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒；当负极材料与电解质溶液不能自发的发生化学反应时，在正极上发生反应的物质是溶解在电解质溶液中的O 2。

②然后再根据具体情况写出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若参与反应也要书写叠加式。 ③燃料电池的正极反应式

电解质是碱性或中性溶液：O 2＋2H 2O ＋4e －

===4OH －

， 电解质是酸性溶液：O 2＋4H ＋

＋4e －

===2H 2O 。

(4)正、负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。 3.根据总反应式书写原电池的电极反应式

如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)，再选择一个简单变化情况写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式即得结果。 以2H 2＋O 2===2H 2O 为例，当电解质溶液为KOH 溶液时的电极反应式的书写步骤如下： (1)根据总反应方程式分析有关元素化合价的变化情况，确定2 mol H 2失掉4 mol 电子，初步确定负极反应式为2H 2－4e －

===4H ＋

。

(2)根据电解质溶液为碱性，与H ＋

不能大量共存，反应生成水，推出OH －

应写入负极反应式中，故负极反应式为2H 2＋4OH －

－4e －===4H 2O 。

(3)用总反应式2H 2＋O 2===2H 2O 减去负极反应式得正极反应式：2H 2O ＋O 2＋4e －

===4OH －

。

二、电解原理及其应用 1.电解问题的分析与判断

例4 近年来，加“碘”食盐中添加较多的是碘酸钾(KIO 3)，碘酸钾在工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极材料，以KI 溶液为电解液，在一定条件下进行电解，反应的化学方程式为KI ＋3H 2O=====电解

KIO 3＋3H 2↑。下列有关说法不正确的是( ) A.转移3 mol 电子，理论上可制得107 g KIO 3 B.电解时，石墨作阳极，不锈钢作阴极 C.阳极的电极反应式为I －

＋3H 2O －6e －

===IO －

3＋6H

＋