电化学原理.

自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模专题九电化学原理自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模[最新考纲]1．理解原电池和电解池的工作原理。了解常见化学电源的种类及其工作原理。了解原电池和电解池的应用。2．了解金属发生电化学腐蚀的原因。了解金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模1．原电池、电解池的判定自查(1)根据概念判定原电池：化学能⇒电能电解池：电能⇒化学能如：二次电池使用过程的分析，其中放电过程是将_____能转变成__能，为_______反应。充电过程是将__能转变成____能，为_______反应。(2)根据有无外接电源判定：有外接电源的为_____池，无外接电源的为_____池。化学电原电池电化学电解池电解原电自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模2．电极的判定(1)原电池正、负极的确定说明：自己整理正极判断方法自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模(2)电解池阴、阳极的判定说明：自己整理阳极判断方法：自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模3．金属的腐蚀(1)干燥的环境下以_____腐蚀为主，一般情况下以_________腐蚀为主。(2)金属腐蚀快慢的规律电解原理引起的腐蚀__原电池原理引起的腐蚀__有防腐措施的腐蚀。(3)钢铁吸氧腐蚀过程负极：___________________正极：_______________________―→Fe(OH)2―――→＋O2＋H2OFe(OH)3―→Fe2O3·xH2O(铁锈)2Fe－4e－===2Fe2＋O2＋2H2O＋4e－===4OH－电化化学学自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模1．两种活泼性不同的金属组成原电池，活泼性强的金属一定作负极吗？提示不一定，还要看电解质溶液，如原电池Mg－Al－NaOH溶液中金属铝作负极，而原电池Mg－Al－HCl溶液中金属铝作正极；原电池Fe－Cu－HCl溶液中Fe作负极，而原电池Fe－Cu－HNO3(浓)中Fe作正极。自悟自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模2．在原电池外部，电子由负极沿外电路流向正极，而在原电池内部，电子由正极流向负极吗？电解池的情况又是怎样？提示原电池中电子由负极沿外电路流向正极，在原电池内部，没有电子的流动，而是离子的移动；在电解池中，电子由电源负极流向阴极，由阳极流向电源正极，在电解池内部，没有电子的流动，而是离子的流动。即“电子走陆路，离子走水路”。自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模3．电解饱和氯化钠溶液一小段时间后(氯化钠足量)，向电解液中加入适量盐酸可以使之复原吗？提示根据“出什么，补什么”即加入的物质与析出的物质相同或等价。电解时生成H2和Cl2，相当于析出“HCl”，故应向电解液中通入适量HCl气体可使之复原。4．电解精炼铜时，电解质溶液的成分是否发生变化？阳极减小的质量是否等于阴极增加的质量？提示电解精炼铜时，阳极放电的金属除Cu外，还有比铜活泼的杂质金属，阴极放电的只有Cu2＋。由此可知电解质溶液中Cu2＋的量减少，杂质离子的量增加。阳极减小的质量大于阴极增加的质量。自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模自建自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模有关原电池的易错易混辨析1．原电池将一个完整的氧化还原反应分为两个半反应，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，一般将两个电极反应中得失电子的数目写为相同，相加便得到总反应方程式。必考点一原电池原理及电极反应式的书写[突破核心考点]自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模2．不参与电极反应的离子从微观上讲发生移动，但从宏观上讲其在溶液中各区域的浓度基本不变。3．原电池反应中，负极材料不一定与电解质溶液发生反应。如燃料电池的负极为惰性电极，就不和电解质溶液反应。4．在书写电极反应式时，不要只关注得失电子，而忽略电解质溶液中的某些微粒也有可能参加反应。如酸性氢氧燃料电池中的正极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，而不是O2＋4e－===2O2－或O2＋4e－＋2H2O===4OH－。自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模(2013·江苏化学，9)MgH2O2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，示意图如右。该电池工作时，下列说法正确的是()。【真题1】A．Mg电极是该电池的正极B．H2O2在石墨电极上发生氧化反应C．石墨电极附近溶液的pH增大D．溶液中Cl－向正极移动自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模[思维提示]解析MgH2O2海水电池，活泼金属(Mg)作负极，发生氧化反应：Mg－2e－===Mg2＋，H2O2在正极(石墨电极)发生还原反应：H2O2＋2e－===2OH－(由于电解质为中性溶液，则生成OH－)，A项、B项错误，C项正确。由于负极阳离子(Mg2＋)增多，则Cl－向负极移动平衡电荷，D错误。答案C自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模1．(2013·惠州模拟)以氨作为燃料的固体氧化物(含有O2－)燃料电池，具有全固态结构、能量效率高的特点，其工作原理如图所示。下列说法正确的是()。【题组】自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模A．该电池工作时的总反应式为4NH3＋5O2===4NO＋6H2OB．固体氧化物作为电池工作时的电解质，其作用是让电子在电池内部移动C．电池工作时，接触面上的电极反应式为2NH3＋3O2－－6e－===N2＋3H2OD．外电路的电流方向为从电极a流向电极b解析NO不稳定易被氧化，且有毒不可能作为电池反应产物，A错；电子不能在电解质中移动，B错；外电路中的电子从负极流向正极，通入燃料气的一极为负极，所以D错。答案C自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模2．(2013·自贡统考)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：CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋。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0.4mol电子转移，则在标准状况下消耗4.48L氧气C．电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2OD．正极上发生的反应为：O2＋4e－＋2H2O===4OH－自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模解析原电池内阳离子向正极移动，A项错误；酸性溶液中，正极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，D项错误，转移0.4mol电子时，消耗O20.1mol，即标准状况下为2.24L，B项错误；正极反应式与负极反应式相加可得电池反应为CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O，C正确。答案C自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模3．(2013·合肥质检)图甲和图乙是双液原电池装置，由图可以判断下列说法错误的是()。A．甲图电池反应的离子方程式为Cd(s)＋Co2＋(aq)===Co(s)＋Cd2＋(aq)B．反应2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===Cd(s)＋2Ag＋(aq)能发生C．盐桥的作用是形成闭合回路，并使两边溶液保持电中性D．图乙中当有1mol电子通过外电路时，正极有108gAg析出自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模解析题图中两个装置都是原电池，根据电池中标明的正负极可以判断出：图甲中Cd比Co活泼，图乙中Co比Ag活泼，则Cd的活泼性强于Ag，B项中反应不能发生。图乙中正极反应为Ag＋＋e－===Ag，当有1mol电子通过外电路时，有1molAg析出，其质量为108g。答案B自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模4．瓦斯爆炸是煤矿开采中的重大危害，一种瓦斯分析仪(下图甲)能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时，可以通过传感器显示。该瓦斯分析仪工作原理类似燃料电池的工作原理，其装置如图乙所示，其中的固体电解质是Y2O3－Na2O，O2－可以在其中自由移动。自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模下列有关叙述正确的是()。A．瓦斯分析仪工作时，电池内电路中电子由电极b流向电极aB．电极b是正极，O2－由电极a流向电极bC．电极a的反应式为CH4＋5O2－－8e－===CO2－3＋2H2OD．当固体电解质中有1molO2－通过时，电子转移4mol自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模解析电子不能在电池内电路流动，只能在外电路中流动，A项错；电极b上氧气得电子，生成O2－，而电极a需要O2－作为反应物，故O2－由正极(电极b)流向负极(电极a)，B项错；1molO2得4mol电子生成2molO2－，故当固体电解质中有1molO2－通过时，电子转移了2mol，D项错。答案C自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模原电池反应式的书写1．一般电极反应式的书写[掌握方法技能]自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模2．复杂电极反应式的书写复杂电极反应式＝总反应式－较简单一极的电极反应式如CH4酸性燃料电池中CH4＋2O2===CO2＋2H2O……总反应式2O2＋8H＋＋8e－===4H2O……正极反应式CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋……负极反应式自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模电解池电极反应式的书写步骤必考点二电解原理及其规律[突破核心考点]自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模(2013·浙江理综，11)电解装置如图所示，电解槽内装有KI及淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开。在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。【真题2】已知：3I2＋6OH－===IO－3＋5I－＋3H2O自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模下列说法不正确的是()。A．右侧发生的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－B．电解结束时，右侧溶液中含IO－3C．电解槽内发生反应的总化学方程式：KI＋3H2O=====通电KIO3＋3H2↑D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模[科学审题]审题干：①左侧溶液变蓝⇒左侧为阳极，反应：2I－－2e－===I2右侧为阴极，反应：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－②阴离子交换膜――→电解时OH－进入左侧，发生3I2＋6OH－===IO－3＋5I－＋3H2O――→结束后IO－3进入右侧。审选项：阳离子交换膜代替阴离子交换膜→两极产生的OH－和I2无法进行二次反应。自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模答案D解析左侧变蓝，说明左侧是阳极，I－在阳极放电，被氧化生成I2，因而右侧是阴极，只能是水电离的H＋放电被还原生成H2，其电极反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，A项正确；OH－通过阴离子交换膜进入左侧与I2反应生成IO－3，IO－3又通过阴离子交换膜进入右侧，B项正确；电解KI的过程发生如下两个反应：①2I－＋2H2O=====通电I2＋2OH－＋H2↑②3I2＋6OH－===IO－3＋5I－＋3H2O①×3＋②即得总方程式，C项正确；如果将阴离子交换膜换成阳离子交换膜，阴极产生的OH－将不能到达阳极区，I2与OH－无法反应生成IO－3，因而D项错。自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模1．(2013·大连测试)用惰性电极实现如下电解过程，下列说法正确的是()。A．电解稀硫酸溶液实质上是电解水，故溶液pH不变B．电解稀氢氧化钠溶液要消耗OH－，故溶液pH减小C．电解硫酸钠溶液，在阴极上发生反应：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1【题组】自查·自悟·自建考点·方法·技能实验·思想·建模解析电解稀硫酸实质上是电解水，硫酸的物质的量不变，但溶液体积减小，浓度增大，故溶液pH减小，A错误。电解稀NaOH溶液，