电化学基础复习

电化学基础专题复习学案
【知识要点】
要点一、原电池原理：将化学能转化为电能的装置
☆1.原电池构成条件：
①两个活动性不同的电极（可以是金属材料，也可以是导电的非金属材料石墨）；②将电极插入电解质溶液中；③形成闭合回路；④能自发的进行的氧化还原反应。

易错点：1、原电池正负极的判断2、原电池电极反应式以及总电池反应方程式书写
★温馨提示：注意构成原电池电解质溶液与电极反应类型
（）例1.已知能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计原电池的是
A．C（s）+CO2(g)==2CO(g) △H>0
B. NaOH(aq)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(l) △H<0
C. 4HNO3(aq)==4NO2(g )+O2(g)+2H2O (l ) △H<0
D. 2C2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(l) △H<0
（）例2．将纯锌片和纯铝片按图示1方式插入同浓
度的NaOH溶液中一段时间，以下叙述正确的是
A．两烧杯中铝片表面均有气泡产生
B．甲中铝片是正极，乙中锌片是负极
C．两烧杯中溶液的pH均增大
D．产生气泡的速度甲比乙快
★温馨提示： 1、（含有盐桥的原电池）盐桥作用：
①平衡两个烧杯中电解质溶液阴、阳离子电荷；②构成闭合的回路。

2、判断盐桥中K+、Cl-离子移动方向（记忆
．．．．．．．．．．．．．．．）
．．阴离子移向负极，阳离子移向正极
．．：原电池
．．．——
（）例3.有关
．．．．．．．．．．．．．（盐桥中
．．图．2．所示原电池的叙述不正确的是
装有含琼胶的KCl饱和溶液）
A、Z锌片做原电池的负极
B、取出盐桥后，电流计不发生偏转
C、反应中，盐桥中的Cl-会移向CuSO4溶液
D、反应前后铜棒的质量增加
★温馨提示：利用氧化还原反应设计原电池
★还原性强物质
．．．．．．（①活泼金属（Mg、Al、Fe）②燃料（CH4、C2H6、甲醇、乙醇、肼（N2H4））→负极→电子流出→发生氧化反应；
★氧化性强的物质
．．．．．．．（Ag+、Fe3+、Cu2+、H+、O2、Cl2、HNO3等）→正极（惰性电极（包括铂
电极、石墨电极））→电子流入→发生还原反应。

要点二、☆设计原电池以及电极反应和总反应的书写（包括化学方程式和离子方程式）
例4.以Fe3+和Cu反应(印刷电路板)设计原电池（要求包含盐桥）画出装置图，并标明正负极以及书写电极反应、反应类型。

要点三、☆判断电极金属活泼性
（）例5．有一合金由X、Y、Z、W四种金属组成，若将合金放入盐酸中只有Z、Y能溶解；若将合金置于潮湿空气中，表面只出现Z的化合物；若将该合金做阳极，用X盐溶液作电解液，通电时四种金属都以离子形式进入溶液中，但在阴极上只析出X。

这四种金属的活动性顺序是
A．Y＞Z＞W＞X B．Z＞Y＞W＞X C．W＞Z＞Y＞X D．X＞Y＞Z＞W
要点四、☆化学电源与燃料电池将氢气、甲烷、乙醇等物质在氧气中燃
．．．．．．．．．
．．．．．．．．．．．．．．．．烧的化学能直接转化
为电能的装置叫燃料电池
．．．．．．．．．．．．．．燃料电．．．．．．．．．．．。

燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。

池优点能量利用率高，无污染。

⑴氢氧燃料电池以氢气为燃料，氧气为氧化剂，铂做电极，使用酸性电解质。

它的的工作原理：负极：4H+＋O2＋4e-＝2H2O
⑵碱性氢氧燃料电池（以KOH溶液为电解质）：
负极：总电池反应：
(3)甲烷燃料电池（KOH做电解质）
负极：_ 正极：4H2O＋2O2＋8e-＝8OH-。

电池总反应式为：。

（4）高能燃料肼（N2H4）—O2—硫酸溶液构成燃料电池：
负极：总电池反应：。

（）例6.一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成水和碳酸根离子。

该电池正极发生的反应是
A．CH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e-B．O2(g)+4H＋(aq)+4e－=2H2O(1) C．CH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H＋(aq)+6e－D．O2(g)+2H2O(1)+4e－=4OH－
（）例7.一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通丙烷（C3H8）和氧气，其中某一电极反应为：C3H8+26OH-+20e-==3CO32-+17H2O.有关此电池的推断错误的是A.通氧气的电极为正极 B. 参加反应的C3H8与O2的物质的量之比为1：5
C．放电一段时间后，负极附近溶液的P H减小
D．放电一段时间后，电解质KOH物质的量浓度不变
要点五、☆电解原理：电解池是将电能转化为化学能的装置，在电解池中，阳极发生氧化反应、阴极发生还原反应。

电解时电极产物的判断：
①阳极产物判断：首先看电极，如果是活性电极（金属活动顺序表Ag以前的金属），则电极材料失电子，电极溶解。

如果是惰性电极（P t、Au、石墨），则要再看溶液中的阴离子的失电
子能力。

阴离子放电顺序如下：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞SO-2
4＞NO-
3
②阴极产物的判断：直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序：
Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+
（）例8.pH＝a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH＞a，则该电解质可能是
A．H2SO4 B．AgNO3C．NaCl D．Ba(NO3)2
（）例9.用Pt电极电解含有各0.1molCu2+和X3+的溶液，阴极析出固体物质的质量m(g)与溶液中通过电子的物质的量n(mol)的关系见图示。

则离子的氧化能力
由大到小排列正确的
A．Cu2+＞X3+＞H+B．H+＞X3+＞Cu2+
C．X3+＞H+＞Cu2+ D．Cu2+＞H+＞X3+
（）例10.用石墨电极持续电解下列溶液（电流强度不变），电解后溶液的PH变小的是
(1)HCl (2)H2SO4 (3)NaOH (4)Na2SO4 (5)CuSO4 (6)KCl
A.(1)(2)(5)
B.(3)(4)(6)
C.(4)(5)(6)
D.(2)(5)
（）例11.关于电解饱和食盐水（NaCl水溶液），下列叙述正确的是( ) A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠
B．若在阳极附近的溶液中滴入KI试液，溶液呈棕色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性
要点七、☆电解原理的应用
（1）电解精炼铜：粗铜作阳极，精铜作阴极，CuSO4溶液作电解质溶液。

电解时，发生如下反应：阳极Cu-2e-=Cu2+（主要），阴极Cu2++2e-=Cu。

阳极泥中存在金、银等不活泼的贵重金属，阴极得到纯铜。

（2）电镀铜：精铜作阳极，镀件金属作阴极，硫酸铜（或其他可溶性铜盐）溶液作电解质溶液，从理论上讲电镀时电解质溶液组成、浓度和质量不变化。

电极反应：阳极Cu-2e-=Cu2+，阴极Cu2++2e-=Cu。

（3）氯碱工业：阳极2Cl--2e-=Cl2↑，阴极2H++2e-=H2↑
总反应2NaCl+2H2O电解2NaOH+H2↑+Cl2↑(反应条件：直流电)（4）冶炼金属：电解熔融电解质，可炼得活泼金属。

如：K、Na、Ca、Mg、Al等金属可通过电解其熔融的氯化物或氧化物制得。

如电解冶炼铝：总反应式为：2Al2O3电解4Al+3O2↑。

例12.电解原理在化学工业中有广泛应用。

右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。

请回答以下问题：
（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
①电解池中X极上的电极反应式为；在X极附近
观察到的现象是。

②Y电极上的电极反应式为；检验该电极反应产物的方
法是。

③写出总的电解反应离子方程式。

（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
①X电极的材料是，电极反应式
是。

②Y电极的材料是，电极反应式是。

（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
要点八、☆金属的电化学腐蚀
（1）化学腐蚀
．．．．是金属与接触到的物质直接反应，金属直接被腐蚀，无电流产生，如Fe与Cl2
（2）电化学腐蚀
．．．．．是不纯金属接触到电解质溶液发生原电池反应，较活泼金属被腐蚀有电流产生。

（3
★温馨提示：析氢腐蚀主要发生在强酸性环境中，而吸氧腐蚀发生在弱酸性或中性环境中。

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
( )例13．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应是．．．．．．．．．．．
（ ） A. 2H +＋2e －＝H 2 B. Fe 2+＋2e －＝Fe C. 2H 2O ＋O 2＋4e －＝4OH － D. Fe 3+＋e －
＝Fe 2+ ( )例14．钢铁在锈蚀过程中，下列6种变化可能发生的是
①、Fe 直接由0价转化为+3价 ②、Fe 有+2价转化为+3价 ③、O 2被还原
④、F e (O H )3失水形成Fe 2O 3·H 2O ⑤、杂质碳被氧化除去 ⑥、有H 2产生
A . ①②④⑤
B . ③④⑤
C . ②③④⑥
D . ①②③④⑤
★温馨提示：金属腐蚀快慢的规律
①电解池的阳极腐蚀．．．． > 原电池负极腐蚀．．．．
> 化学腐蚀>有防护措施的腐蚀 ②对于同一种金属，腐蚀的快慢：强电解质．．．．> ．弱电解质．．．．> ．非电解质．．．．
③两种金属活泼性差别越大，腐蚀越快。

如：Zn —Fe 原电池，Zn —Cu 原电池后者腐蚀更快。

( )例15.如图各容器中盛有海水，铁在其中腐蚀时由快到慢的顺序是
A ．③>②>④>①
B ．②>①>③>④
C ．④>②>③>①
D ．④>②>①>③
( )例16.下列关于金属腐蚀的叙述正确的是 （ ）
A.金属在潮湿情况下的腐蚀实质是M+ nH 2O====M(OH)n +
2
n H 2↑ B.金属的化学腐蚀实质是M-ne -M n+，电子直接转移给氧化剂 C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行
D.在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是析氢腐蚀
要点九、☆有关电化学（原电池、电解池）转移电子计算
（ ）例17．把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下
通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为
A ．1︰2︰3
B ．3︰2︰1
C ．6︰3︰1
D ．6︰3︰2
（ ）例18.用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加
入0.1mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH 。

则电解过程中转移的电子数为（ ） A ．0.1mol B. 0.2mol C. 0.3mol D. 0.4mol
（ ）例19 .甲、乙两个电解池均以Pt 为电极，且互相串联，甲池中盛有AgNO 3溶液，乙池中盛有一定量的某盐溶液。

通电一段时间后，测得甲池中电极质量增加2.16g ，乙池中电极上
析出０.64g 金属,则乙池中溶质可能是 （ ） A ．CuSO 4 B ． MgSO 4 C ． Al(NO 3)3 D ． AgNO 3
要点十、☆原电池和电解池的综合应用
例20.右图3所示的装置：
（1）当A键断开，B、C两键闭合时，
甲为____________池，乙为_____________池。

（2）若将乙池中铁电极也换为铜电极，同时断开B、C两键，
闭合A键，则甲为_________池，其中Cu电极为________ 极,
电极反应式____________________________,乙为_________池,
其中左端Cu电极名称_________,电极反应式
________________________________；
（3）工作一段时间，甲中电解质溶液PH值________（填增大、
减小、或不变）。

例21. 燃料电池具有广阔的发展前途，科学家近年研制出一种微型的燃料电池，采用甲醇取代氢气做燃料可以简化电池设计，该电池有望取代传统电池。

某学生在实验室利用碱性甲醇燃料电池电解Na2SO4溶液。

请根据图示回答下列问题：
（1）图中a电极是（填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”）。

该电极上发生的电极反应式为。

（2）碱性条件下，通入甲醇的一极发生的电极反应式为。

（3）当消耗3.36 L 氧气时（已折合为标准状况），理论上电解Na2SO4溶液生成气体的总物质的量是mol。

（4）25℃、101kPa时，燃烧16g甲醇生成CO2和H2O(l)，放出的热量为363.26kJ，写出甲醇燃烧的热化学方程式：。