高三化学电化学原理及其应用

专题:电化学原理及其应用高考复习高考展望：1、电化学是高中化学主干知识之一，高考再现率高。试题常以选择题居多，也有以填空、简答、实验、计算等形式命题。2、理综命题趋势是要求宽而不是难，注重对基础知识的考查。3、实物图分析（包括教材插图）及新型电池的分析是近年来高考中的热点。复习建议：1、电化学反应的本质是氧化还原反应，理解电化学原理就是理解氧化还原反应过程中的各种关系；2、理综高考注重的是基础，复习时要以课本为本，全面落实基础，如池型的判断、电极的判断、电极反应的书写等；3、关注与社会生活、工业生产、前沿科技等紧密联系的相关知识。主要考点1、原电池、电解池、电镀池的构成条件，工作原理及区别；2、两极产物判断，两电极反应式的书写，两电极产物间的相当量关系，电解质溶液中离子浓度变化、pH变化及简单计算；3、原电池、电解池原理在社会生活、工业生产中的应用。原电池知识小结把化学能转化为电能的装置ZnCuH2SO4溶液负极：较活泼金属（Zn）正极：较不活泼金属（Cu）或非金属（石墨）（1）活泼性不同的两电极；（2）电解质溶液；（3）形成闭合回路。（4）有自发的氧化还原反应。Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑负极：（Zn）氧化反应：Zn-2e-=Zn2+正极：（Cu）还原反应：2H++2e-=H2↑定义装置条件电极电极反应总反应例题点评1、在盛有稀H2SO4的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是（）A．正极附近的SO42—离子浓度逐渐增大B．电子通过导线由铜片流向锌片C．正极有O2逸出D．铜片上有H2逸出D2、将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（）A两烧杯中铜片表面均无气泡产生B甲中铜片是正极，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慢D把电能转化为化学能的装置CFeNaCl溶液(1)两电极接直流电源;(2)电极插入电解质溶液;(3)形成闭合电路。阴极:与电源负极相连的电极阳极:与电源正极相连的电极2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑通电电解池知识小结定义装置形成条件电极电极反应电解反应阴极:还原反应2H++2e-=H2↑阳极:氧化反应2Cl--2e-=Cl2↑待镀品CuCuSO4溶液应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金的过程。(1)待镀金属作阴极;(2)镀层金属作阳极;(3)电镀液必须含有镀层金属的离子。同电解池(略)阴极:电镀液中金属离子得到电子,发生还原反应;阳极:金属电极失去电子,发生氧化反应。阳极：Cu-2e-=Cu2+阴极：Cu2++2e-=Cu电镀池知识小结定义装置电极条件电极反应电镀反应电极产物的判断1.阳极产物的判断:(先看电极后看溶液)(1)活性电极:(活动性排在Pt以前)则电极失电子,电极溶解(2)惰性电极:(如Pt.C)则看溶液中阴离子失电子能力。阴离子的放电顺序:S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子F-2.阴极产物的判断:(看阳离子得电子能力)阳离子的放电顺序：Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+5.右图是电解CuCl2溶液的装置，其中()c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是A.a为负极，b为正极B.a为阳极，b为阴极C.电解过程中，d电极质量增加D.电解过程中，氯离子浓度不变BC某同学按右图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是（）A．电解过程中，铜电极上有H2产生B．电解初期，主反应方程式为：Cu+H2SO4CuSO4+H2↑C．电解一定时间后，石墨电极上有O2产生D．整个电解过程中，H＋的浓度不断增大B1、池型的判断有外加电源为电解池，无外加电源为原电池；小结：原电池与电解池的比较及判断3、电解池放电顺序的判断阳极放电：1）惰性电极：溶液中阴离子放电。2）非惰性电极：电极材料首先失电子。阴极放电：电极材料受保护，溶液中阳离子放电。2、电极的判断原电池，看电极材料；电解池，看电源的正负极。13.关于电解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B溶液电解的类型电解液浓度溶液pH值复原方法H2SO4NaOHNa2SO4HClNaClCuSO4增大加H2O电解水不变减小减小减小增大减小增大生成新物质生成新物质通入HCl通入HCl加入CuO电解电解质放出H2生成碱放出O2生成酸用惰性电极电解下列溶液,根据电解规律填写下表电解池及原电池的应用----金属的防护1）金属腐蚀快慢的判断①电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀②同一种金属的腐蚀：强电解质弱电解质非电解质2）金属的防护方法①改变金属内部结构②覆盖保护层③电化学保护法外加电源的阴极保护法牺牲负极的正极保护法原电池原理的应用：①制作多种化学电源，如干电池、蓄电池、高能电池、燃料电池；②加快化学反应速率。如纯锌与盐酸反应制H2反应速率较慢，若滴入几滴CuCl2溶液，使置换出来的铜紧密附在锌表面，形成许多微小的原电池，可大大加快化学反应；③金属的电化学保护，牺牲阳极的阴极保护法；④金属活动性的判断。电解原理的应用：①制取物质：例如用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。②电镀：应用电解原理，在某些金属或非金属表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，选择含有镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液。电镀过程中该金属阳离子浓度不变。③精炼铜：以精铜作阴极，粗铜作阳极，以硫酸铜为电解质溶液，阳极粗铜溶解，阴极析出铜，溶液中Cu2+浓度减小④电冶活泼金属：电解熔融状态的Al2O3、MgCl2、NaCl可得到金属单质。3、我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为：4A1＋3O2＋6H2O＝4A1(OH)3下列说法不正确的是A正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－B电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极C以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积D该电池通常只需更换铝板就可继续使用高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH24FeO下列叙述不正确的是A.放电时负极反应为：Zn－2e＋2OH＝Zn(OH)2B.充电时阳极反应为：Fe(OH)3－3e＋5OH＝＋4H2OC.放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化D.放电时正极附近溶液的碱性增强C以惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量0.0100mol，则阴极上析出Cu的质量为（）A．0.64gB．1.28gC．2.56gD．5.12gB5.用两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH值从6.0变为3.0时（设电解阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略），则电极上析出的银的质量大约为()A.27mgB.54mgC.108mgD.216mgB6、汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H2SO4作电解液。总反应式为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O（1）试写出放电时的正、负极反应式正极:______________________________________负极:______________________________________（2）试写出充电时的阳、阴极反应式阳极:______________________________________阴极:______________________________________PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2OPb+SO42-－2e-=PbSO4练习PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-PbSO4+2e-=Pb+SO42-(C)6.实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制氯气。已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极：Pb＋SO42－－2e－==PbSO4正极：PbO2＋4H+＋SO42－＋2e－==PbSO4＋2H2O今若制得Cl20.05mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是A.0.025molB.0.05molC.0.1molD.0.2mol铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO42－2PbSO4＋2H2O请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：放电时：正极的电极反应式是；电解液中H2SO4的浓度将变；当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加g。3、把A、B、C、D四块金属片浸入稀硫酸溶液中，用导线两两相连，若A、B相连时，A为负极；C、D相连时电流由D到C；A、C相连时C极上产生大量气泡，B、D相连时，B上有大量气泡产生，则四种金属活动性由强到弱的顺序为4、用惰性电极分别电解下列物质的溶液，一段时间后，向剩余电解质溶液中加入适量水能使溶液恢复到电解前浓度的是A.AgNO3B.Na2SO4C.CuCl2D.H2SO4ACDBBD5.下列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀由快到慢顺序.FeFeCFeZnFeZnFeSnA(海水)B(海水)C(海水)D(海水)E(海水)DEACB10．为下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈红色。下列说法正确的是A．X是正极，Y是负极B．X是负极，Y是正极C．CuSO4溶液的pH值逐渐减小D．CuSO4溶液的pH值不变ACa•XY•bPtCuCuSO4溶液NaCl和酚酞溶液燃料电池新型电池中，电极的导电材料一般多孔的金属板，负极是通入还原剂的一方，正极是通入氧化剂的一方。如：氢氧燃料电池，电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液：正极：O2+4e—+2H2O===4OH—负极：2H2–4e—+4OH—===4H2O电解质溶液为酸性又如何？4．一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总反应为：2C2H6+7O2+8KOH==4K2CO3+10H2O，有关此电池的推断正确的是（）A．负极反应为14H2O+7O2+28e-==28OH-B．放电一段时间后，负极周围的pH减低C．每消耗1molC2H6，则电路上转移的电子为14molD．放电过程中KOH的物质的量浓度不变BC图中（A）为直流电源，（B）为浸透饱和氯化钠溶液和酚酞试液的滤纸，（C）为电镀槽，接通电路后，发现（B）上的c点显红色，请填空：（1）电源（A）上的a为极（2）滤纸（B）上发生的总化学反应方程式为：（3）欲在电镀槽中实现铁上镀锌，接通（K）点，使c、d两点短路，则电极e上发生的反应为：，电极f上发生的反应为：，槽中盛放的镀液可以是或。正2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑通电Zn—2e—=Zn2+Zn2++2e—=ZnZnSO4ZnCl2