1、1专题十 电化学基础知识网络 123e Zn2e=Zn2+ 2H+e=H2 12 3123 要点扫描一、原电池和电解池电极确定的方法电化学中电极的确定是电池反应式正确书写的前提，判断的方法有：1.根据反应本质速判电极不论是原电池还是电解池，阳极总是发生氧化反应，阴极总是发生还原反应（原电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应），若能找出电极发生的反应是氧化反应，还是还原反应，则可迅速确定电极。2.根据电子、离子移动方向判断电极不论是在原电 池还是在电解池中，电子总是从阳极（负极）流向外电路；电解液中总是阳离子移向阴极（正极），阴离子移向阳极（负极）。3.根据溶液 pH 变化或电极现象判断电极2无
2、论是在原电池还是在电解池中，只要是有 H2 生成的电极，该电极区溶液的 pH 就增大，该电极上发生还原反应，该电极为正极；只要是有 O2 生成的电极，该电极区 pH 就减小，该电极发生氧化反应，该电极为负极（阳极）。二、电极反应式的书写1.原电池电极反应式的书写（1 ）一般电极反应式的书写H+OH（2 ）复杂电极反应式的书写 = 2.电解池电极反应式的书写首先分析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组；然后分别对阴阳离子排出放电顺序，写出两极上的电极反应式；最后合并两个电极反应式得出电解总方程式。注意事项：（1）书写电解池中电极反应式时，要以实际参加放电的离子表示，但书写总方程式时，弱电
3、解质要写成分子式；（2 ）要确保两极电子转移数目相等，且注明条件 “电解” 。三、电解计算1.根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴 、阳两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。2.根据总反应式计算：凡是总反应式反映出的 物质的量关系都可以列比例式计算 。3.根据关系计算：由得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算的关系式，如物质：H 2O 2Cl 2CuAg H+OH e mol 2 1 2 2 4 4 4 4 【直击高考】1.课堂学习中，同学们利用铝条、锌片、铜片、导线、电流计、橙汁、烧杯等用品探究原电池的组成。下列结论错误的是( )A原电池是将化学
4、能转化成电能的装置B原电池由电极、电解质溶液和导线等组成3C图中 a 极为铝条、 b 极为锌片时，导线中会产生电流D图中 a 极为锌片、b 极为铜片时，电子由铜片通过导线流向锌片2(2012浙江理综，10)以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如右：下列说法不正确的是 ( )A在阴极室，发生的电极反应为2H2O2e =2OH H 2B在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区 H 浓度增大，使平衡2CrO 2H Cr2O H 2O 向右移动24 27C该制备过程中总反应的化学方程式为4K2CrO44H 2O 2K2Cr2O74KOH2H 2O 2= = = = =通 电
5、 D测定阳极液中 K 和 Cr 的含量，若 K 与 Cr 的物质的量之比(n K/nCr)为 d，则此时铬酸钾的转化率为 1d23(2012安徽理综，11)某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开 K2，闭合 K1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开 K1，闭合 K2，发现电流表 A 指针偏转。下列有关描述正确的是 ( )A断开 K2，闭合 K1 时，总反应的离子方程式为2H 2Cl Cl2H 2= = = = =通 电 B断开 K2，闭合 K1 时，石墨电极附近溶液变红C断开 K1，闭合 K2 时，铜电极上的电极反应式为 Cl22e =2ClD断开 K1，闭合 K2 时，石墨电极作正极
6、4(2012福建理综，9)将下图所示实验装置的 K 闭合，下列判断正确的是 ( )4ACu 电极上发生还原反应B电子沿 Zna bCu 路径流动C片刻后甲池中 c(SO )增大24D片刻后可观察到滤纸 b 点变红色5(2012北京理综，12)人工光合作用能够借助太阳能，用 CO2 和 H2O 制备化学原料。右图是通过人工光合作用制备 HCOOH 的原理示意图，下列说法不正确的是 ( )A该过程是将太阳能转化为化学能的过程B催化剂 a 表面发生氧化反应，有 O2 产生C催化剂 a 附近酸性减弱，催化剂 b 附近酸性增强D催化剂 b 表面的反应是 CO22H 2e =HCOOH6某课外活动小组，为
7、研究金属的腐蚀和防护的原理，做了以下实验：将剪下的一块生铁片，放入锥形瓶中，并滴入少量食盐水将其浸湿，按如图所示的装置进行实验，过一段时间后观察。下列现象正确的是 ( )A生铁被液封，与外界隔绝不易生锈B锥形瓶中有白色的沉淀C实验过程中，铁作为阳极，发生腐蚀DB 中导气管里形成一段水柱7下图所示装置中，已知电子由 b 极沿导线流向锌。下列判断正确的是 ( )A该装置中 Cu 极为阴极B一段时间后锌片质量减少Cb 极反应的电极反应式为 H22e 2OH =2H2OD当铜极的质量变化为 32 g 时，a 极上消耗的 O2 的体积为 5.6 L8.如右图所示，将两烧杯中电极用导线相连，四个电极分 别
8、为 Mg、Al、Pt、C。当闭合开关 S 后，以下表述正确的是 ( )A电流表指针不发生偏转BAl、Pt 两极有 H2 产生C甲池 pH 增大，乙池 pH 减小DMg、C 两极生成的气体在一定条件下可以恰好完全反应59(2012高考试题汇编)(1) 2012江苏，20(3)铝电池性能优越，AlAgO 电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为_。(2)2012山东理综，28(4)(5)以 CuSO4 溶液为电解质溶液进行粗铜(含 Al、Zn、Ag、Pt、Au 等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_。a电能全部转化为化学能b粗铜接电源正极， 发生氧化反应c溶液中 Cu2 向
9、阳极移动d利用阳极泥可回收 Ag、Pt、Au 等金属利用反应 2CuO 22H 2SO4=2CuSO42H 2O 可制备 CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应为_。(3)2012重庆理综，29(3)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如下图。电源的负极为_(填 “A”或“B ”)。阳极室中发生的反应依次为_、_。电解结束后，阴极室溶液的 pH 与电解前相比将_；若两极共收集到气体 13.44 L(标准状况)，则除去的尿素为_g(忽略气体的溶解)。(4)2012福建理综，24(1)(2)电镀时，镀件与电源的_极连接。化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件
10、表面形成镀层。a. 若用铜盐进行化学镀铜，应选用_( 填“氧化剂 ”或“还原剂”) 与之反应。b某化学镀铜的反应速率随镀液 pH 变化如下图所示。该镀铜过程中，镀液 pH 控制在 12.5 左右。据图中信息，给出使反应停止的方法：_。10.如图所示是某乙醇燃料电池工作时的装置，乙池中的两个电极一个是石墨电极，一个是铁电极，6工作时 M、N、两个电极的质量都不减少，请回答下列问题：(1)M 电极的材料是_ ，电极名称是_；N 极的电极反应式为_，加入乙醇的铂电极的电极反应式为_。(2)在此过程中，乙池中某一电极析出金属银 4.32 g 时，甲池中理论上消耗氧气 _L(标准状况下)；若此时乙池溶液
11、的体积为 400 mL，则乙池中溶液的 pH 为_。(3)若在常温常压下，1 g C2H5OH 燃烧生成 CO2 和液态 H2O 时放出 29.71 kJ 热量，表示该反应的热化学方程式为_。11在长期载人太空飞行宇航器中，每个宇航员平均每天需要消耗 0.9 kg 氧气，呼出 1.0 kg 二氧化碳。为了能保持飞船座舱内空气成分的稳定，宇航科学家进行了大量的科学探索。方法一：有的科学家提出“金属过氧化物处理系统” ，即不断把座舱内的空气通过盛有金属过氧化物(以过氧化钠为例)的容器，并把处理后的气体充入座舱。有关反应的化学方程式是 (1)_，(2)_。将处理后的气体充入座舱时，应注意采取的一项措
12、施是_。方法二：有的科学家根据电解原理设计了飞船内空气更新实验系统，该系统结构示意图如下：(1)管道把飞船座舱中含较多二氧化碳的潮湿空气通入“ 电化学二氧化碳处理系统”的 N 极室，通过该电极反应可以使二氧化碳不断被吸收，该电极反应式为_，其电解产物吸收二氧化碳的离子方程式为_。在 N 极吸收二氧化碳后形成的离子会通过隔膜进入 M 极室，通过 M 极的电极反应可使二氧化碳从电解液中释放出来，并保持系统内的 pH 不变，该电极反应式为_。二氧化碳逸出的离子方程式为_。(2)管道是将处理后的空气混入“电解水系统”产生的新鲜氧气，然后通入飞船座舱内供宇航员呼吸用。在“电解水系统”中，Y 为_极( 填
13、“阴 ”或“阳”)，X 极的电极反应式为_。(3)逸出的二氧化碳没有排出飞船外，而是通过管道进入 “二氧化碳还原系统” 。在该系统内，7二氧化碳跟氢气在一定条件下反应，其产物有甲烷等气体，请评价这样处理的重要意义_。8答案1D 2D 3D 4A 5C 6D 7C 8D 9(1)2Al3AgO2NaOH =2NaAlO23AgH 2O(2)bd 4H O 24e =2H2O(3)B 2Cl 2e =Cl2CO(NH2)23Cl 2H 2O=N2CO 26HCl 不变 7.2(4)负 a.还原剂 b调节溶液 pH 在 89 之间10(1)铁 阴极 4OH 4e =2H2OO 2C2H5OH12e 16OH =2CO 11H 2O23(2)0.224 1(3)C2H5OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)3H 2O(l) H1 366.66 kJmol 111方法一：(1)2Na 2O22CO 2=2Na2CO3O 2(2)2Na2O22H 2O=4NaOHO 2 补充适量水蒸气方法二：(1)2H 2OO 24e =4OH CO 22OH =CO H 2O 232H24OH 4e =4H2O CO 2H =CO2H 2O23(2)阴 4OH 4e =2H2OO 2(3)生成的甲烷可作飞船的气体燃料，体现了物质的循环使用和充分利用
