电化学原理及应用 PPT课件
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【重点考点1】 新型电池
原电池电极反应式的书写： 1．如果题目给定的是图示装置，先分析正、负极和溶 液中的电解质离子，再根据正、负极反应规律和离子 放电规律书写电极反应式，由两电极反应式相加得总 反应方程式。 2．如果题目给定的是总反应方程式，可分析此反应中 的氧化或还原反应(即从化合价变化分析)，再选择一个 简单的电极反应进行书写，然后用总反应减去此电极 反应，即可得另一电极反应式。
解析：图2是原电池，其中A(负极)电极反应式为： BH－—8e－＋8OH－ BO＋6H2O，B(正极)电极反应式为： H2O2＋2e－ 2OH－，故Na＋应往正极区迁移，A错B对；
C 项 所 对 应 的 情 况 是 Zn － C － ZnSO4 原 电 池 ( 吸 氧 腐 蚀)，负极(Zn板)电极反应式为：Zn－2e－ Zn2＋，正极 (铅笔)电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O 4OH－，C对；
答案：A、B
与原电池正极相连的电极为电解池的 阳极，与负极相连的电极为电解池的阴极。 在阳极处为阴离子放电，在阴极处为阳离 子放电，根据题中的现象，可以得出阴、 阳极，进而得出正、负极。
【变式2】(2011·苏锡常镇二模)图1是在金属锌板上贴 上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是NaBH4/H2O2燃料 电池；
解析：一般微生物的最适生长温度是20℃～70℃，高温
条件下微生物不能正常生长，A不正确。通入燃料
C6H12O6的极为负极，负极反应为： C6H12O6＋6H2O－24e－ 6CO2↑＋24H＋(能放出CO2应该 是酸性，所以右边写H＋。不能在左边加OH－、右边写
H2O)，B项正确。 正极反应为：6O2＋24H＋＋24e－ 12H2O，从两极反应 可知：负极生成H＋，正极消耗H＋，即通过质子交换膜
从负极到正极传Biblioteka H＋，选项C不正确。从总反应C6H12O6＋6O2 6CO2＋6H2O可知，每消耗1 mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体22.4 L，D 项错。 答案：B
原电池的电极反应为“负氧正还”， 电解池的电极反应为“阳氧阴还”。在 写电极反应时要注意H＋ H＋、OH－在电 极反应中的位置。
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
解析：本题主要考查的是电化学知识。 A项，在该装置系统中，至少有四种能量转化的关系， 即太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化； B项，装置Y为氢氧燃料电池，负极电极反应为 H2－2e－＋2OH－ 2H2O； C项，相当于用光能电解水，产生H2和O2，实现燃料 (H2)和氧化剂(O2)的再生； D项，在反应过程中，有能量的损耗和热效应的产生， 不可能实现化学能和电能的完全转化。综上分析可知， 本题选C项。
【变式1】(2010·江苏卷)下图是 一种航天器能量储存系统原理 示意图。下列说法正确的是( )
A．该系统中只存在3种形式的能量转化 B．装置Y中负极的电极反应式为： O2＋2H2O＋4e－ 4OH－ C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 D．装置X、Y形成的子系统能实 现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转 化
3．对于二次电池反应，需要看清“充电、放电” 的方向，放电的过程为原电池，充电的过程为电 解池。 4．电解质溶液中的离子(如H+、OH-)，若电极反 应的产物能与之反应，则要写在反应式中。
【典型例题1】 以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结 构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是( B) A．该电池能够在高温下工作 B．电池的负极反应为： C6H12O6＋6H2O－24e－ 6CO2↑＋24H＋ C．放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移 D．在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上能生成 标准状况下CO2 44.8 L
下列说法正确的是( ) A．图2电池放电过程中，Na＋从正极区向负极区迁移 B．图2电池负极区的电极反应为 BH－—8e－＋8OH－ BO＋6H2O C．若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线 将a、b直接相连，则铅笔芯c点处出现红色 D．若用KI淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b与A、B 电极相连，铅笔芯c点处出现蓝色，则b接的是A电极
5．原电池、电解池、电镀池对比：
续表1
续表2
【典型例题2】(2010·苏北四市一调)下图中，图1为甲烷 和O2构成的燃料电池，图2为电解MgCl2溶液装置。用该 装置进行实验，反应开始后，观察到x电极附近出现白色 沉淀。下列说法正确的是( )
A．A处通入的气体为CH4，B处通入的气体为O2 B．电池内部K+向b极移动，溶液中OH-向a极移动 C．图1装置中发生的总反应为：CH4+2O2 ＝ CO2+3H2O D．图1、图2中电解质溶液的pH均增大
答案：C
【重点考点2】 电解原理
电解池电极反应式的书写 1．根据与电源的正、负极相连识别出阳、阴极。 2．阳极电极式，首先看电极材料，若为非惰性电极， 则自身先反应；若为惰性电极，则为溶液中的阴离子放 电，且按放电顺序依次进行。 3．阴极反应式，根据溶液中阳离子的放电顺序依次进 行。 4．两池电极关系： 原电池正极颠倒即为电解池的阳极；负极颠倒即为阴极。
解析：本题以甲烷燃料电池作为电源电解MgCl2溶液， 综合考查了原电池原理和电解池原理。根据x电极附 近出现白色沉淀判断x电极为阴极，y为阳极，则a为 负极，b为正极， a电极反应式为CH4-8e-+10OH- ＝ CO32-+7H2O， b电极反应式为2O2+8e-+4H2O ＝ 8OH-， C选项，总反应式为CH4+2O2+2OH- ＝ CO32-+3H2O， D选项，图1的pH降低，图2的pH增大。
D项对应的情况是电解池，a，b两极反应式为： O2＋4e－＋2H2O 4OH－(阴极)、2I－－2e－ I2(阳极， 出现蓝色)，故b接的是B(正极)，D错。
答案：A、B
原电池电极反应式的书写： 1．如果题目给定的是图示装置，先分析正、负极和溶 液中的电解质离子，再根据正、负极反应规律和离子 放电规律书写电极反应式，由两电极反应式相加得总 反应方程式。 2．如果题目给定的是总反应方程式，可分析此反应中 的氧化或还原反应(即从化合价变化分析)，再选择一个 简单的电极反应进行书写，然后用总反应减去此电极 反应，即可得另一电极反应式。
解析：图2是原电池，其中A(负极)电极反应式为： BH－—8e－＋8OH－ BO＋6H2O，B(正极)电极反应式为： H2O2＋2e－ 2OH－，故Na＋应往正极区迁移，A错B对；
C 项 所 对 应 的 情 况 是 Zn － C － ZnSO4 原 电 池 ( 吸 氧 腐 蚀)，负极(Zn板)电极反应式为：Zn－2e－ Zn2＋，正极 (铅笔)电极反应式为：O2＋4e－＋2H2O 4OH－，C对；
答案：A、B
与原电池正极相连的电极为电解池的 阳极，与负极相连的电极为电解池的阴极。 在阳极处为阴离子放电，在阴极处为阳离 子放电，根据题中的现象，可以得出阴、 阳极，进而得出正、负极。
【变式2】(2011·苏锡常镇二模)图1是在金属锌板上贴 上一张用某溶液浸湿的滤纸，图2是NaBH4/H2O2燃料 电池；
解析：一般微生物的最适生长温度是20℃～70℃，高温
条件下微生物不能正常生长，A不正确。通入燃料
C6H12O6的极为负极，负极反应为： C6H12O6＋6H2O－24e－ 6CO2↑＋24H＋(能放出CO2应该 是酸性，所以右边写H＋。不能在左边加OH－、右边写
H2O)，B项正确。 正极反应为：6O2＋24H＋＋24e－ 12H2O，从两极反应 可知：负极生成H＋，正极消耗H＋，即通过质子交换膜
从负极到正极传Biblioteka H＋，选项C不正确。从总反应C6H12O6＋6O2 6CO2＋6H2O可知，每消耗1 mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体22.4 L，D 项错。 答案：B
原电池的电极反应为“负氧正还”， 电解池的电极反应为“阳氧阴还”。在 写电极反应时要注意H＋ H＋、OH－在电 极反应中的位置。
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
解析：本题主要考查的是电化学知识。 A项，在该装置系统中，至少有四种能量转化的关系， 即太阳能、电能、化学能和机械能之间的相互转化； B项，装置Y为氢氧燃料电池，负极电极反应为 H2－2e－＋2OH－ 2H2O； C项，相当于用光能电解水，产生H2和O2，实现燃料 (H2)和氧化剂(O2)的再生； D项，在反应过程中，有能量的损耗和热效应的产生， 不可能实现化学能和电能的完全转化。综上分析可知， 本题选C项。
【变式1】(2010·江苏卷)下图是 一种航天器能量储存系统原理 示意图。下列说法正确的是( )
A．该系统中只存在3种形式的能量转化 B．装置Y中负极的电极反应式为： O2＋2H2O＋4e－ 4OH－ C．装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 D．装置X、Y形成的子系统能实 现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转 化
3．对于二次电池反应，需要看清“充电、放电” 的方向，放电的过程为原电池，充电的过程为电 解池。 4．电解质溶液中的离子(如H+、OH-)，若电极反 应的产物能与之反应，则要写在反应式中。
【典型例题1】 以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结 构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是( B) A．该电池能够在高温下工作 B．电池的负极反应为： C6H12O6＋6H2O－24e－ 6CO2↑＋24H＋ C．放电过程中，H＋从正极区向负极区迁移 D．在电池反应中，每消耗1 mol氧气，理论上能生成 标准状况下CO2 44.8 L
下列说法正确的是( ) A．图2电池放电过程中，Na＋从正极区向负极区迁移 B．图2电池负极区的电极反应为 BH－—8e－＋8OH－ BO＋6H2O C．若用硫酸钠和酚酞的混合溶液浸湿滤纸，用导线 将a、b直接相连，则铅笔芯c点处出现红色 D．若用KI淀粉溶液浸湿滤纸，用导线将a、b与A、B 电极相连，铅笔芯c点处出现蓝色，则b接的是A电极
5．原电池、电解池、电镀池对比：
续表1
续表2
【典型例题2】(2010·苏北四市一调)下图中，图1为甲烷 和O2构成的燃料电池，图2为电解MgCl2溶液装置。用该 装置进行实验，反应开始后，观察到x电极附近出现白色 沉淀。下列说法正确的是( )
A．A处通入的气体为CH4，B处通入的气体为O2 B．电池内部K+向b极移动，溶液中OH-向a极移动 C．图1装置中发生的总反应为：CH4+2O2 ＝ CO2+3H2O D．图1、图2中电解质溶液的pH均增大
答案：C
【重点考点2】 电解原理
电解池电极反应式的书写 1．根据与电源的正、负极相连识别出阳、阴极。 2．阳极电极式，首先看电极材料，若为非惰性电极， 则自身先反应；若为惰性电极，则为溶液中的阴离子放 电，且按放电顺序依次进行。 3．阴极反应式，根据溶液中阳离子的放电顺序依次进 行。 4．两池电极关系： 原电池正极颠倒即为电解池的阳极；负极颠倒即为阴极。
解析：本题以甲烷燃料电池作为电源电解MgCl2溶液， 综合考查了原电池原理和电解池原理。根据x电极附 近出现白色沉淀判断x电极为阴极，y为阳极，则a为 负极，b为正极， a电极反应式为CH4-8e-+10OH- ＝ CO32-+7H2O， b电极反应式为2O2+8e-+4H2O ＝ 8OH-， C选项，总反应式为CH4+2O2+2OH- ＝ CO32-+3H2O， D选项，图1的pH降低，图2的pH增大。
D项对应的情况是电解池，a，b两极反应式为： O2＋4e－＋2H2O 4OH－(阴极)、2I－－2e－ I2(阳极， 出现蓝色)，故b接的是B(正极)，D错。
答案：A、B