电化学专题复习

1电化学专题复习一、电化学基础知识[规律总结]：1、原电池、电解池、电镀池判定（1）若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条件判定；（2）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同则为电镀池；（3）若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能发生自发氧化还原反应的装置为原电池。2、可充电电池的判断放电时相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当于电解池，放电时的正极变为电解池的阳极，与外电源正极相连，负极变为阴极，与外电源负极相连。2二、原电池的分类及电极反应的书写(一)[规律总结]：1、原电池电极名称的判断方法（1）根据电极材料的性质确定金属—金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极；金属—非金属电极，金属是负极，非金属是正极；金属—化合物电极，金属是负极，化合物是正极。（2）根据电极反应的本身确定失电子的反应—氧化反应—负极；得电子的反应—还原反应—正极2、原电池电极反应式书写关键（1）明确电池的负极反应物是电极本身还是其他物质、反应产物及化合价的变化；（2）确定电池的正极反应物是电解质溶液中的离子，还是其他物质（如溶有或通入的氧气）；（3）判断是否存在特定的条件（如介质中的微粒H+、OH-非放电物质参加反应），进而推断电解质溶液的酸碱性的变化；（4）总的反应式是否满足质量守衡、得失电子守衡、电荷守衡。（二）中学化学常见原电池分为三大类。1、仅有一电极材料参与反应在这类原电池中，参与反应的电极失去电子、被氧化，是负极，一般为金属；不参与反应的另一电极为正极，正极周围的离子或分子（如：H+、Cu2+、O2、Cl2等）得电子、被还原。例：教材上介绍的以Zn和Cu为电极材料，H2SO4溶液为电解质的原电池属于这一类。钢铁的电化腐蚀过程中形成的许多微小的原电池也属于这一类。例：以铜和石墨为电极材料，①硝酸银溶液为电解质的原电池负极反应式为：；正极电极反应式为：。②氯水为电解质融合组成的原电池，负极反应式为：；正极电极反应式为：。2．两电极材料都参与反应这一类电池的两电极材料分别由金属和金属的化合物组成。金属失去电子，被氧化，为负极。金属的化合物得电子，被还原，为正极。这一类电池一般可以充电。铅蓄电池、银锌钮扣电池都属于这类。例①铅蓄电池放电时总反应的方程式如下：Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O（）为负极：电极反应式为：3（）为正极：电极反应式为：例②银锌钮扣电池放电时总反应的方程式如下：Zn+Ag2O=2Ag+ZnO（）为负极，电极反应式为：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O（）为正极，电极反应式为：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-3、两电极都不参与反应这类电池的电极材料均为惰性材料，常常为同一材料，但在两极周围的物质有差别。一极周围的物质有还原性，失电子，为负极；另一极周围的物质有氧化性，得电子，为正极。燃料电池则属于这类。如氢氧燃料电池，天然气与氧气的燃料电池都是以多孔性碳、多孔性铂等惰性材料做两极，两电极浸在电解质溶液或熔化的电解质里。在一极通燃料气，另一极通氧气。通燃料的一极的燃料发生氧化反应，为负极，失电子；通氧气的一极的氧气发生还原反应，为正极，得电子。如果电解质溶液为KOH溶液，其电极反应式为：氢氧燃料电池：负极：2H2+4OH--4e-=4H2O正极：O2+2H2O+4e-=4OH-天然气与氧气燃料电池：负极：CH4+10OH--8e--=CO32-+7H2O正极：2O2+4H2O+8e-=8OH-若为酸性环境：负极：正极：对氢氧燃料电池，如果电解质溶液为硫酸溶液，其电极反应式为：负极：正极：练习：1，某燃料电池以熔融的K2CO3为电解质，以丁烷为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属为电极。下列叙述错误的是（）A该燃料电池的化学反应方程式为：2C4H10+13O2→8CO2+10H2OB该燃料电池的负极反应式为：2C4H10+26CO23-52e-=34CO2+10H2OC该燃料电池的正极反应式为：26CO2+13O2+52e-=26CO23D向正极通入的气体成份主要为N2和O22.原电池的电极反应不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确是（）A由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：Al-3e-=Al3+B、由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Al-3e-+4OH=AlO2+2H2OC由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Cu-2e-=Cu2+D由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu-2e-=Cu2+3、从理论上说氧化还原反应可以设计为原电池。试根据反应：Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,设计一个原电池并写出电极反应。4三、金属的腐蚀和防护①金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化：②金属腐蚀的类型及比较化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与非电解质等直接接触不纯金属或合金与电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化的过程较活泼金属被氧化的过程相互关系化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍危害更严重。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性正极反应负极反应③金属腐蚀快慢的判断：a.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；b.同一种金属的腐蚀：强电解质＞弱电解质＞非电解质④金属的防护方法：(1)改变金属的内部结构(2)覆盖保护层(3)电化学保护法练习：4、下图12-1各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时由快到慢的顺序是（）A．④②①③B．②①③④C．④②③①D．③②④①5、炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是（）A．3222)(42)(4OHFeOOHOHFeB．222)(222OHFeOOHFeC．OHeOOH44222D．33FeeFe5四、电解1、电解池电极反应书写原则①看电源定阴阳极②看电极材料定电极反应：损失阳极．．．．．．．．．．．．．．．(C．．、．Pt．．、．Au．．除外．．),．．保护阴极．．．．③看．．溶液中离子得失电子能力定阴阳极产物．．．．．．．．．．．．．．．．．若阳极为．．．．C．、．Pt,．．．易放电的阴离子在阳极上发生氧化反应．．．．．．．．．．．．．．．．．,．阳极本身不发生反应．．．．．．．．．;．阳极为非惰性电极．．．．．．．．,．则是阳极自身发生氧化而溶解．．．．．．．．．．．．．④看氧化还原产物定方程式中反应物及产物2、离子放电顺序（2）阴离子放电顺序（3）常见物质的电解规律（惰性电极）（4）对于非惰性电极（除铂、金之外的金属）：阳极金属本身失去电子形成阳离子进入溶液练习：66、使反应Cu+2H2O=Cu(OH)2↓+H2↑发生，且Cu(OH)2能在电极上析出的是（）A铜片作原电池的负极，碳棒作原电池的正极，氯化钠溶液作电解质溶液B用铜片作阴、阳极，电解硫酸钠的水溶液C用铜片作阴、阳极，电解氢氧化钠的水溶液D用铜片作阴、阳极，电解硫酸铜的水溶液7、高能钠硫电池以熔融的钠、硫为电极，用以钠离子导电的陶瓷为固体电解质。该电池放电时为原电池，充电时为电解池，反应原理为：2Na+xSNa2Sx（1）放电时S发生_____________反应，Na作______________极。（2）充电时Na所在电极与直流电源_______极相连。（3）充电时阳极反应为_____________；放电时负极反应为________________________。8、工业上为了处理含有Cr2O72-的酸性工业废水，采用下面的处理方法：向往工业废水中加入适量NaCl，以铁为电极进行电解，经过一段时间有Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀生成，使废水中铬的含量达到排放标准，根据上情况回答下列问题。⑴分别写出两电极的电极反应式。⑵Cr2O72-在酸性条件下具有强氧化性，写出Cr2O72-转变成Cr3+的离子方程式。⑶回答废水由酸性变为碱性的原因并写出生成沉淀的离子方程式。⑷能否将电极改为用石墨，为什么？9、下图中能验证氯化钠溶液（含酚酞）电解产物的装置是五、与电化学有关的计算7电解有关计算方法：1、串联电路中各电极得失电子数相等,即电路中通过的电量（电子总数）相等求解。通常存在下列物质的量关系H2~Cl2~21O2~Cu~2Ag~2H+~2OH-2、根据电极反应式或电解方程式列比例求解练习：10、用惰性电极电解2L1mol·L－1的CuSO4溶液。在电路中通过0.5mol电子后调换正负极，电路中又通过1mol电子，此时溶液(假定通电后溶液的体积不变)中[H+]是()(A)1.5mol·L－1(B)0.75mol·L－1（C）0.5mol·L－1(D)0.25mol·L－111、取pH=4的某电解质溶液1.0L，用Pt电极进行电解，经过一段时间后，测得溶液pH=1,且阴、阳两极产物的物质的量之比为2:1，则该电解质溶液是A．盐酸B．氢氧化钾溶液C．硝酸银溶液D．硫酸铜溶液12、按下图装置进行实验，并回答下列问题⑴判断装置的名称：A池为___________B池为______________⑵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_______________________________⑶当C2极析出224mL气体（标准状态时，锌的质量变化（增加或减少）_________g.CuSO4溶液的质量变化了（增加或减少了）_________gZnC2CuC1ABCuSO4溶液KCl酚酞溶液