1、成才之路 化學(xué),路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 選修,電化學(xué)基礎(chǔ),第四章,章末專題復(fù)習(xí),第四章,原電池原理及應(yīng)用,專題歸納,1原電池正負極的判斷方法 原電池有兩個極：一個正極，一個負極。判斷原電池正負極常用的方法有： (1)由組成原電池的電極材料判斷：一般是活潑金屬作負極，活潑性較差的金屬或能導(dǎo)電的非金屬作正極。 (2)根據(jù)電流方向或電子移動的方向判斷：外電路電流是由正極流向負極，電子移動的方向是由負極移向正極。,(3)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的反應(yīng)來判斷：原電池的負極總是失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；其正極總是得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。 (4)根據(jù)原電池的電解質(zhì)溶液中離子的移動方向判斷：在原電池的

2、電解質(zhì)溶液中，陽離子移向正極；陰離子移向負極。 (5)根據(jù)發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象判斷：一般來說原電池的負極質(zhì)量減少，無氣泡產(chǎn)生；正極質(zhì)量不變或有氣泡產(chǎn)生或質(zhì)量增加。,2電極反應(yīng)式的書寫 電極反應(yīng)式的書寫在很大程度上反映了對電化學(xué)知識掌握的情況。無論是平時考試還是高考，書寫電極反應(yīng)式都是考查的重要內(nèi)容之一。利用加減法寫電極反應(yīng)式是一種行之有效的方法。 (1)加減法的依據(jù)。電極反應(yīng)是指物質(zhì)在原電池兩極上發(fā)生電子的得、失，是氧化還原反應(yīng)的半反應(yīng)。正、負極發(fā)生的電極反應(yīng)式可寫成：,正極：氧化劑ne電解質(zhì)溶液=還原產(chǎn)物其他物質(zhì)； 負極：還原劑電解質(zhì)溶液=氧化產(chǎn)物其他物質(zhì)ne 正、負極電極反應(yīng)式相加即得電池總反應(yīng)

3、式： 氧化劑還原劑電解質(zhì)溶液=還原產(chǎn)物氧化產(chǎn)物其他物質(zhì)。 注意：電解質(zhì)溶液是否參與反應(yīng)、有無其他物質(zhì)生成隨具體情況而定。若知電池總反應(yīng)式和某一電極反應(yīng)式，用電池總反應(yīng)式減去某一電極反應(yīng)式即可得另一電極反應(yīng)式。,(2)用加減法書寫電極反應(yīng)式的步驟：寫出電池總反應(yīng)式(離子方程式)。寫出較易判斷出的電極反應(yīng)式。用總反應(yīng)式減去已寫出的電極反應(yīng)式即得另一電極反應(yīng)式。檢驗電極反應(yīng)式的電荷、電子轉(zhuǎn)移、質(zhì)量是否守恒。,3應(yīng)用原電池原理設(shè)計化學(xué)電源 (1)一次電池：只能放電一次，放電后不能充電復(fù)原的化學(xué)電源，工作原理為原電池原理。 (2)二次電池：放電后能充電復(fù)原繼續(xù)使用的化學(xué)電源，又稱為可充電電池或蓄電池。二

4、次電池放電時為原電池，充電時為電解池。 (3)燃料電池：將燃料燃燒的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿幕瘜W(xué)電源，符合原電池原理，但電極不參與電極反應(yīng)，負極上為燃料的氧化反應(yīng)，正極上為氧氣或其他氧化劑的還原反應(yīng)。,4應(yīng)用原電池原理預(yù)防金屬的電化學(xué)腐蝕 (1)金屬的腐蝕包括化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，其中電化學(xué)腐蝕為主要的形式。電化學(xué)腐蝕就是金屬在潮濕空氣中發(fā)生原電池反應(yīng)而被氧化腐蝕，又包括析氫腐蝕和吸氧腐蝕，其中吸氧腐蝕為普遍形式。,(2)金屬防護的主要措施： 破壞發(fā)生原電池反應(yīng)的條件如在金屬表面覆蓋保護層等； 利用原電池原理使被保護的金屬作為原電池正極而被保護(犧牲陽極的陰極保護法)； 利用電解原理使被保護的金屬作

5、陰極而被保護(外加電源的陰極保護法)。,(3)金屬腐蝕快慢的規(guī)律 在相同的電解質(zhì)溶液中： 電解反應(yīng)引起的腐蝕原電池反應(yīng)引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防護措施的腐蝕。 在不同的電解質(zhì)溶液中： 金屬在強電解質(zhì)溶液中的腐蝕金屬在弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕金屬在非電解質(zhì)溶液中的腐蝕。 在不同防護措施下： 有一般防護條件的腐蝕處于原電池正極條件下的腐蝕處于電源陰極保護條件下的腐蝕。,(2014高考福建卷)某原電池裝置如圖所示，電池總反應(yīng)為2AgCl2=2AgCl。下列說法正確的是(),典例透析,A正極反應(yīng)為AgCle=AgCl B放電時，交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成 C若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應(yīng)隨之改

6、變 D當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e時，交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02 mol離子,【解析】本題考查原電池原理，意在考查考生對電化學(xué)知識的理解和掌握情況。在原電池中負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，故由總反應(yīng)式可知，負極反應(yīng)為：2Ag2e2Cl=2AgCl，正極反應(yīng)為：Cl22e=2Cl，A項錯誤；由于電解質(zhì)溶液中含有大量Cl，故放電時，Ag在交換膜左側(cè)即與Cl反應(yīng)生成AgCl沉淀，B項錯誤；用NaCl溶液代替鹽酸，電池總反應(yīng)不變，C項錯誤；電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e時，交換膜左側(cè)溶液有0.01 mol Cl參與反應(yīng)生成AgCl沉淀，還有0.01 mol H通過陽離子交換膜進入右側(cè)溶液

7、，故D項正確。 【答案】D,變式訓(xùn)練,解析：本題考查原電池知識，意在考查考生對原電池工作原理的理解和應(yīng)用能力。選項A，金屬活潑性FeSn，故Fe為負極，該項錯誤；選項B，F(xiàn)e失電子，質(zhì)量逐漸減小，該項錯誤；選項C，H在Sn極得電子生成H2，該項錯誤；選項D,3%的NaCl溶液為中性溶液，鐵發(fā)生吸氧腐蝕，該項正確。 答案：D,1電解原理 (1)電解 在直流電作用下，電解質(zhì)在兩個電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程叫電解。把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，叫電解池或電解槽。,電解原理及其應(yīng)用,專題歸納,陰、陽極的判斷： (2)電解池工作原理 陽極：電子流出失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)； 陰極：電子流入得到電子發(fā)

8、生還原反應(yīng)。,(3)電解時電極產(chǎn)物的判斷 陽極產(chǎn)物的判斷 首先看電極，如果是活性電極(除Au、Pt、石墨以外的材料作電極)，則電極材料失電子被氧化，電極被溶解，溶液中的陰離子不能失電子；如果是惰性電極(Pt、Au、石墨)，則要再看溶液中陰離子的失電子能力，此時根據(jù)陰離子放電順序加以判斷。 陰極產(chǎn)物的判斷 無論電極為何種材料，電極均不參加反應(yīng)，直接根據(jù)陽離子放電順序進行判斷。,(4)書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式的規(guī)律 根據(jù)給出的兩個電極反應(yīng)式，寫出總反應(yīng)式 已知兩個電極反應(yīng)式，寫總反應(yīng)式并不難，只要使兩個電極反應(yīng)式得、失電子數(shù)相等后，將兩式相加，消去相同的化學(xué)式即可。 給出總反應(yīng)式，寫出電極反應(yīng)式

9、書寫電極反應(yīng)式的步驟一般分為四步：A列物質(zhì)、標(biāo)得失；B選離子、配電荷；C配個數(shù)、巧用水；D兩式加、驗總式。,2電解原理的應(yīng)用 (1)電解飽和食鹽水制備燒堿、氯氣和氫氣 工業(yè)上用電解飽和食鹽水溶液的方法來制取NaOH、H2和Cl2，并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列的化工產(chǎn)品，稱為氯堿工業(yè)。,3電解質(zhì)水溶液電解產(chǎn)物的規(guī)律,下列圖示中關(guān)于銅電極的連接錯誤的是(),典例透析,【解析】A項，銅鋅原電池中，Zn作負極，Cu作正極，正確；B項，電解精煉銅時，粗銅作陽極，純銅作陰極，正確；C項，電鍍銅時，銅作陽極，鍍件作陰極，故C錯誤；D項，電解氯化銅溶液時，銅作陰極，正確。 【答案】C,2如圖，當(dāng)線路接通時，發(fā)現(xiàn)M

10、(用石蕊試液浸潤過的濾紙)a端顯藍色，b端顯紅色，且知甲中電極材料是鋅、銀，乙中電極材料是鉑、銅，且乙中兩電極不發(fā)生變化?；卮鹣铝袉栴}：,變式訓(xùn)練,(1)甲、乙分別是什么裝置_、_。 (2)寫出A、B、C、D的電極名稱以及電極材料和電極反應(yīng)式_ _。 解析：由于a端顯藍色，可推知a端附近呈堿性。顯然濾紙上水電離的H在a端獲得電子發(fā)生反應(yīng)，使該端OH濃度較大。由于鋅活動性大于銀，甲池為原電池。乙池中Cu、Pt不參與反應(yīng)，故C極為Pt，D極為Cu，顯然乙池為電解池。電子從Aa，bD，CB。濾紙上水電離的OH在b端反應(yīng)，b端H濃度增大，使b端出現(xiàn)紅色。請注意：,某電極質(zhì)量增加，該電極必為陰極，金屬陽

11、離子放電。某電極質(zhì)量減少，必定是陽極且為活性電極，電極本身參加電極反應(yīng)。某極附近溶液呈堿性，是在該極上H參加電極反應(yīng)：2H2e=H2，從而產(chǎn)生OH。 答案：(1)原電池電解池 (2)A極(負極Zn)：Zn2e=Zn2； B極(正極Ag)：Cu22e=Cu； C極(陽極Pt)：4OH4e=2H2OO2； D極(陰極Cu)：2H2e=H2,1基本類型 原電池和電解池的計算包括兩極產(chǎn)物的定量計算、溶液pH的計算、相對原子質(zhì)量的計算、電荷量與產(chǎn)物的量的相互計算。,電化學(xué)計算的基本方法,專題歸納,2基本方法 (1)根據(jù)電子守恒法計算：用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負兩極產(chǎn)物、相同電荷量等類型的計算，其依

12、據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。該方法較為簡便，也更為常用。 (2)根據(jù)電極反應(yīng)、總反應(yīng)式計算：先寫出電極反應(yīng)式，然后根據(jù)需要再寫出總反應(yīng)式，分析兩極產(chǎn)物找出比例關(guān)系。 (3)根據(jù)關(guān)系式計算：據(jù)電子守恒關(guān)系建立已知量與未知量之間的關(guān)系式。,3基本步驟 (1)根據(jù)現(xiàn)象或其他條件(如果是電解池，可以根據(jù)與電源正負極的連接情況)，準(zhǔn)確判定電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)的類型和電極名稱； (2)準(zhǔn)確寫出電極反應(yīng)式； (3)根據(jù)題目所給條件和所要求解的問題，使用上述合適的方法建立等量關(guān)系求解。,(2015經(jīng)典習(xí)題選萃)如下圖所示，已知A、B、C、D為鉑電極，P、Q為直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)B極的質(zhì)量增加。,典例透

13、析,(1)P、Q哪個是負極？ (2)當(dāng)甲池溶液的pH由6.0降到2.0時，B極的質(zhì)量增加多少克？ (3)此時乙池溶液中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由2%變?yōu)槎嗌伲?【解析】(1)因電解后B極的質(zhì)量增加，說明有金屬離子在B極被還原，所以B極為陰極，A極為陽極，則P為電源的正極，Q為電源的負極。,【答案】(1)Q是負極。(2)B極的質(zhì)量增加0.32 g。(3)此時乙池溶液中NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由2%變?yōu)?.42%。,【點評】(1)根據(jù)電解池中“負極連陰極”與“陰極還原”的原理，由B極的質(zhì)量增加判定B極的名稱，繼而判斷P、Q兩極的名稱。(2)根據(jù)電解方程式計算當(dāng)pH降為2.0時B極產(chǎn)物的質(zhì)量。(3)根據(jù)甲、乙兩池通過電子的物質(zhì)的量相等由電解方程式建立關(guān)系式，由B極質(zhì)量的增加量(或pH的變化)求NaCl的消耗量。,3在100 mL H2SO4與CuSO4的混合液中，用石墨作電極電解，兩極上均收集到2.24 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則原混合溶液中Cu2的物質(zhì)的量濃度為() A1 molL1B