高三复习原电池电解池.docx

1、（二）化学能与电能【1】原电池1.定义原电池是把_转化为_的装置。答案：1化学能 电能2原电池的构成条件(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：电解质溶液；两电极直接或间接接触；两电极插入电解质溶液。3工作原理(以锌铜原电池为例)电极名称 负极 正极电极材料 _ _电极反应 _ _反应类型 _ _电子流向 由_沿导线流向_盐桥中离子移向 盐桥含饱和 KCl溶液，_移向正极，_移向负极答案：3锌片 铜片 Zn2e =Zn2 Cu 2 2e =Cu

2、氧化反应 还原反应 Zn Cu K Cl 3.种常见的化学电源电池 负极反应 正极反应 总反应式酸性锌锰干电池 _ 2NH 2e =2NH3H 24一次电池(锌锰干电池) 碱性锌锰 干电池 Zn2OH 2e =Zn(OH)22MnO22H 2O2e = 2MnO(OH)2OH _二次电池(铅蓄电池)_ _Pb(s)PbO 2(s)2H 2SO4(aq)= 2PbSO4(s)2H 2O(l)燃料电池(氢氧燃料电池)酸性氢氧燃料电池_ 2H2O 2=2H2O碱性氢氧燃料电池_ 2H2O 2=2H2O答案：Zn2e =Zn2 Zn2MnO 22H 2O=2MnO(OH)Zn(OH) 2 PbSO 2

3、e =PbSO4 PbO 24H SO 2e =PbSO42H 2O 2H 24e =4H24 24O24e 4H =2H2O 2H 24e 4OH =4H2OO24e 2H 2O=4OH4.金属的腐蚀与防护（1）腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀 电化学腐蚀定义金属跟接触到的物质(如 O2、Cl 2、SO 2等)_发生_反应而引起的腐蚀不纯金属与电解质溶液接触时，发生_反应，_的金属失电子而被氧化本质 _电流产生 _电流产生现象 金属被_(氧化) _金属被腐蚀(氧化)实例 金属与 Cl2、O 2等物质直接发生化学反应 钢铁在潮湿的空气中生锈实质与联系实质都是金属原子_电子被_而损耗；化学腐蚀与电化学腐

4、蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍、危害性更大、腐蚀速率更快答案：1直接 化学 原电池 比较活泼 无 有微弱 腐蚀 较活泼 失去 氧化（2）铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀析氢腐蚀 吸氧腐蚀条件 水膜酸性较_ 水膜酸性_或_正极反应 _ _负极反应 _ _答案：2强 很弱 呈中性 2H 2e =H2 O 22H 2O4e =4OH Fe2e =Fe2 2Fe4e =2Fe2（3）金属的防护(1)改变金属的组成结构。如铁中加入一定比例的铬炼制得铬钢，具有很高的耐腐蚀性。(2)在金属表面覆盖一层_层，使金属与周围具有腐蚀性的气体和电解质溶液隔离，便可保护金属，防止金属腐蚀。如在金属表面上喷漆、电镀或覆盖搪瓷

5、，使表面钝化等。(3)电化学保护法：牺牲阳极保护法：使被保护的金属设备作原电池的_极。外加电流阴极保护法：使被保护的金属设备作电解池_极，与外接电池的负极相连接，用废铁作_极。答案：3(2)保护 (3)正 阴 阳例 1 ：判断正误正确的打“” ，错误的打“” 。1锂水电池以金属锂和钢板为电极材料，以 KOH为电解质，使用时加入水即可放电；放电时 OH 向正极移动( )2镀锌层破损后对铁制品失去保护作用( )3铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应( )4铜的金属活泼性比铁的差，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀( )5碘也可用作心脏起搏器电源锂碘电池的材料。该电池反应为：2Li(s

6、)I 2(s)=2LiI(s)，碘电极作为该电池的正极( )6浸入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重( )7原电池中盐桥的作用是传导电子( )8原电池中负极金属的活泼性一定比正极金属的活泼性强( )9可逆电池充电时，可逆电池的负极与外接电池的正极相连，其正极与外接电源的负极相连( )10钢铁在吸氧腐蚀过程中，Fe 最终变成了 Fe(OH)2( )答案：1 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.1(2013江苏卷)MgH 2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是( )AMg 电极是该电池的正极BH 2O2在石墨电极

7、上发生氧化反应C石墨电极附近溶液的 pH增大D溶液中 Cl 向正极移动解析：Mg 电极是该电池的负极，A 错误；H 2O2在石墨电极上得电子，发生还原反应，B错误；石墨电极上发生的电极反应式为：H 2O22e =2OH ，从电极反应式可以判断出，石墨电极附近溶液的 pH增大，C 正确；溶液中的阴离子移向负极，D 错误。答案：C2下列反应没有涉及原电池的是( )A生铁投入稀盐酸中B铜片与银片用导线连接后，同时插入 FeCl3溶液中C纯锌投入硫酸铜溶液中D含铜的铝片投入浓硫酸中解析：A 项生铁中含碳，投入稀盐酸中时构成原电池。B 项构成原电池。C 项置换出铜后，构成锌铜原电池。D 项浓硫酸不导电，

8、不能构成原电池。答案：D3一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为：CH3CH2OH4e H 2O=CH3COOH4H 。下列有关说法正确的是( )A检测时，电解质溶液中的 H 向负极移动B若有 0.4 mol电子转移，则在标准状况下消耗 4.48 L氧气C电池反应的化学方程式为：CH 3CH2OHO 2=CH3COOHH 2OD正极上发生的反应为：O 24e 2H 2O=4OH解析：本题考查新型燃料电池，意在考查学生能否正确书写电极反应式。结合题意，该电池总反应即是乙醇的氧化反应，不消耗 H ，故负极产生的 H 应向正极移动，A 项错误；酸性溶液中，正极电极反应式为：O 24

9、e 4H =2H2O，D 项错误，结合 D项，转移0.4 mol电子时，消耗 0.1 mol O2，即标况下的体积为 2.24 L，B 项错误；C 项符合题目要求，正确。答案：C4(双选)如图所示的原电池，下列说法正确的是( )A电子从锌电极通过电流表流向铜电极B盐桥中的阴离子向硫酸锌溶液中迁移C锌电极发生还原反应，铜电极发生氧化反应D铜电极上发生的电极反应是：2H 2e =H2解析：由原电池装置图可知，负极为 Zn，发生氧化反应：Zn2e =Zn2 ；正极为Cu，发生还原反应：Cu 2 2e =Cu。盐桥中的阴离子向 ZnSO4溶液中迁移；阳离子向CuSO4溶液中迁移。故选 A、B 两项。答

10、案：AB5(2013广东卷)能量之间可以相互转化：电解食盐水制备 Cl2是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。(1)设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。限选材料：ZnSO 4(aq)，FeSO 4(aq)，CuSO 4(aq)；铜片，铁片，锌片和导线。完成原电池的甲装置示意图(见下图)，并作相应标注。要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。以铜片为电极之一，CuSO 4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极_。甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是_，其原因是_。(2)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中

11、铁片的腐蚀，在(1)的材料中应选_作阳极。解析：(1)由题给试剂，结合原电池的形成条件可知可以组合的原电池可以是：锌铜、锌铁、铁铜原电池。由图示所给电子移动方向可知左边为负极(活泼金属)、右边为正极(不活泼金属)，则组装的原电池可以如下：由所给的电极材料可知，当铜片做电极时，铜片一定是正极，则负极是活泼的金属(失电子发生氧化反应)，反应的现象是电极逐渐溶解。以 Zn和 Cu做电极为例，如果不用盐桥则 Zn与 CuSO4反应，置换出的 Cu附着在 Zn表面，阻碍了 Zn与 CuSO4的接触，不能提供稳定电流。(2)根据牺牲阳极的阴极保护法，可知被保护的金属作阴极，即锌片作为阳极。答案：(1)(装

12、置图如下) 电极逐渐溶解 甲 可以避免活泼金属如 Zn和CuSO4的接触，从而提供稳定电流 (2)锌片【2】电解池1概念把_能转化为_能的装置。答案：1电 化学2电解原理(1)电解：使_通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在_引起_的过程。(2)电极名称与电极反应。与电源正极相连的为_，发生_反应；与电源负极相连的为_，发生_反应。(3)电极材料惰性电极：如_。活性电极：如_。(4)工作原理：(以石墨为电极电解 CuCl2溶液为例)电极反应式阳极：_阴极：_总式：_电子流向 电源_导线电解池_电解池_导线电源_离子移动方向 电解质溶液中的阳离子移向_电解质溶液中的阴离子移向_答案：2(1)电流

13、阴、阳两极 氧化还原反应 (2)阳极 氧化 阴极 还原 (3)石墨、铂 Cu、Zn、Fe (4)2Cl 2e =Cl2 Cu 2 2e =Cu CuCl 2CuCl 2 负极 阴极 阳极 正极 阴极 阳极= = = = =通 电 3.电解池的应用1.电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气。阴极反应式：_；阳极反应式：_；电解反应总方程式：_。答案：12H 2e =H2 2Cl 2e =Cl2 2NaCl2H 2O Cl2H 22NaOH= = = = =通 电 2电镀电镀时，阳极是_，阴极是_，一般用含有_的电解质溶液作电镀液；电镀池工作时，阳极质量_，阴极质量_，电解质溶液浓度_。以电镀铜为例写出电

14、极反应式：阳极反应：_；阴极反应：_。答案：2镀层金属 镀件 镀层金属离子 减小 增大 不变 Cu2e =Cu2 Cu 2 2e =Cu3铜的精炼(粗铜中通常含有 Zn、Fe、Ni、Ag、Au 等杂质)。电极名称 电极材料 电极反应 电解质溶液阳极 _铜 _，_，_，_，阴极 _铜 Cu2 2e =Cu_溶液粗铜中比较活泼的金属杂质形成阳离子进入溶液，金属活动性弱于铜的金属(Ag 和 Au)沉淀在电解槽底部，形成_。答案：3粗 Zn2e =Zn2 Fe2e =Fe2 Ni2e =Ni2 Cu2e =Cu2 纯 CuSO 4 阳极泥4电冶金。金属冶炼：M n ne =M。(1)电解熔融的氯化钠冶

15、炼金属钠。阳极反应：_。阴极反应：_。总反应：_。(2)电解熔融的氯化镁冶炼金属镁。阳极反应：_。阴极反应：_。总反应：MgCl 2(l) MgCl 2 。= = = = =通 电 (3)电解熔融的氧化铝冶炼金属铝。阳极反应：_。阴极反应：_。总反应：_ 。答案：4(1)2Cl 2e =Cl2 2Na 2e =2Na2NaCl(l) 2NaCl 2 (2)2Cl 2e =Cl2= = = = =通 电 Mg 2 2e =Mg (3)6O 2 12e =3O24Al 3 12e =4Al 2Al 2O3 4Al3O 2= = = = =通 电 例题 1 ：判断正误正确的打“” ，错误的打“” 。

16、1电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率( )2电解 58.5 g熔融的 NaCl，能产生 22.4 L氯气(标准状况)、23.0 g 金属钠( )3用惰性电极电解熔融氯化钠的离子方程式为：2Cl 2H 2O 2OH H 2Cl 2( )= = = = =通 电 4在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液( )5工业上电解熔融状态的 Al2O3制备 Al( )6电解 NaCl溶液得到 22.4 L H2(标准状况)，理论上需要转移 NA个电子( NA表示阿伏加德罗常数)( )7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，溶液中 Cu2

17、 向阳极移动( )8电解质溶液导电时，一定会发生化学反应( )9电解精炼铜时，阳极减少的质量与阴极增加的质量相等( )答案：1 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.1用石墨作电极电解 CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的( )ACuSO 4 BH 2OCCuO DCuSO 45H2O解析：由硫酸铜溶液的电解方程式：2CuSO 42H 2O 2CuO 22H 2SO4= = = = =通 电 可知，加入 CuO才可与生成的 H2SO4反应生成 CuSO4而使电解液恢复到原浓度，故 C项正确。答案：C变式一：双选)用惰性电极电解下列溶液一段时间后

18、再加入一定量的某种纯物质(括号内物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是( )AAgNO 3(AgNO3) BNaOH(H 2O)CKCl(KCl) DCuSO 4(CuCO3)解析：分析电解反应的原理，在两极析出什么物质(固体或气体)，相当于什么物质脱离反应体系，就加入什么物质，即可使溶液完全复原。A4AgNO 32H 2O 4AgO 24HNO 3脱离反应体系的物质是 4AgO 2，= = = = =通 电 相当于 2Ag2O，所以应当加入适量 Ag2O才能复原(加入 AgNO3，会使 NO 的量增加)。3B2H 2O 2H2O 2脱离反应体系的是 2H2O 2，相当于 2H2O，加=

19、= = = =通 电 入适量水可以复原。C2KCl2H 2O 2KOHH 2Cl 2脱离反应体系的是 H2Cl 2，相当于= = = = =通 电 2HCl，应通入适量 HCl气体才能复原(加入盐酸时，同时也增加了水)。D2CuSO 42H 2O 2H2SO42CuO 2脱离反应体系的是 2CuO 2，相当= = = = =通 电 于 2CuO，加入适量 CuO可以复原，CuCO 3也可以。答案：BD变式二：用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的 pH下降的是( )ACuSO 4 BNaOHCBaCl 2 DH 2SO4解析：符合该题条件的电解质应为不活泼金属的含氧酸盐

20、。答案：A2下列关于电解 NaNO3溶液的叙述正确的是( )A随着电解的进行，溶液的 pH减小BOH 向阳极移动，阳极附近溶液呈碱性CNO 向阳极移动，Na 向阴极移动，分别在对应的电极上析出3D阴极上 H 得电子被还原成 H2，使得阴极附近的溶液呈碱性解析：电解 NaNO3溶液，实际上是电解水，故电解后溶液的 pH不变；阳极：4OH 4e =2H2OO 2，由于 OH 放电，使阳极附近溶液呈酸性，阴极：2H 2e =H2，由于 H 放电，使阴极附近溶液呈碱性，故选 D项。答案：D3(2014广州一模)某小组设计电解饱和食盐水的装置如图，通电后两极均有气泡产生，下列叙述正确的是( )A铜电极附

21、近观察到黄绿色气体B石墨电极附近溶液呈红色C溶液中的 Na 向石墨电极移动D铜电极上发生还原反应答案：D4下列对几种常见的金属防腐方法的描述错误的是( )选项 方法 对相应方法的描述A 改变金属内部的组成结构 此法实际上是将金属制成合金，增强抗腐蚀能力B 在金属表面覆盖保护层 保护层破损后，就完全失去了对金属的保护作用C 外加电流的阴极保护法 接外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极D 牺牲阳极的阴极保护法 构成原电池，被保护的金属作正极解析：如果镀层金属比被保护的金属活泼，破损后可构成原电池，仍然能在一定程度上保护金属，B 错误。答案：B5按下图所示装置进行实验，并回答下列问题：(1)判

22、断装置的名称：A 池为_，B 池为_。(2)锌极为_极，电极反应式为_；铜极为_极，电极反应式为_；石墨棒 C1为_极，电极反应式为_；石墨棒 C2附近发生的实验现象为_。(3)当 C2极析出 224 mL气体(标准状况)时，锌的质量_(填“增加”或“减少”)_g，CuSO 4溶液的质量_(填“增加”或“减少”)_g。解析：A 池中 Zn、Cu 放入 CuSO4溶液中构成原电池，B 池中两个电极均为石墨电极，在以 A为电源的情况下构成电解池，即 A原电池带动 B电解池。A 池中 Zn为负极，Cu 为正极，B 池中 C1为阳极，C 2为阴极，阴极区析出 H2，周围 OH 富集，酚酞变红，且 n(

23、H2)0.01 mol，故电路中转移电子的物质的量为 0.01 mol20.02 mol，0.224 L22.4 Lmol 1根据得失电子守恒，锌极有 0.01 mol Zn溶解，即 Zn极质量减少 0.01 mol65 gmol1 0.65 g，铜极上有 0.01 mol Cu析出，即 CuSO4溶液增加了 0.01 mol(65 gmol1 64 gmol 1 )0.01 g。答案：(1)原电池 电解池 (2)负 Zn2e =Zn2 正Cu2 2e =Cu 阳 2Cl 2e =Cl2 有无色气体产生，附近溶液出现红色 (3)减少 0.65 增加 0.016如图是一个用铂丝作电极，电解稀的 MgSO4溶液的装置，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。(指示剂的 pH变色范围：6.88.0，酸色红色，碱色黄色)回答下列问题：(1)下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是_(填编号)；A 管溶液由红变黄；B 管溶液由红变黄；A 管溶液不变色；B 管溶液不变色。(2)写出 A管中发生反应的反应式：_；(3)写出 B管中发生反应的反应式：_；(4)检验 a管中气体的方法是_；(5)检验 b管中气体的方法是_。