1、2015金版新學案高中化學總復習講義：專題五第三單元電解池金屬的腐蝕與防護考點一電解原理1電解：使電流通過電解質溶液(或熔融的電解質)而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程。2電解池(也叫電解槽)電解池是把電能轉化為化學能的裝置。3電解池的組成和工作原理(電解CuCl2溶液)總反應方程式：CuCl2CuCl24電子和離子移動方向(1)電子：從電源負極流向電解池的陰極；從電解池的陽極流向電源的正極。(2)離子：陽離子移向電解池的陰極；陰離子移向電解池的陽極。5陰、陽兩極放電順序(1)陰極：AgFe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水)Al3Mg2NaCa2K。(2)陽極：活潑電極S2IBrClOH含

2、氧酸根離子。分析電解下列物質的過程，并總結電解規(guī)律(用惰性電極電解)電解質(水溶液)電極方程式被電解的物質總化學方程式或離子方程式電解質濃度溶液pH電解質溶液復原含氧酸(如H2SO4)陽極：_陰極：_加_強堿(如NaOH)陽極：_陰極：_加_活潑金屬的含氧酸鹽(如KNO3、Na2SO4)陽極：_陰極：_加_無氧酸(如HCl)，除HF外陽極：_陰極：_不活潑金屬的無氧酸鹽(如CuCl2)，除氟化物外陽極：_陰極：_加_活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl)陽極：_陰極：_生成新電解質不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4)陽極：_陰極：_2Cu22H2O2CuO24H生成新電解質或_加_ (1)上表中要使

3、電解后的CuSO4溶液復原，加入Cu(OH)2固體可以嗎？(2)在框圖推斷中若出現“AH2OBCD”的模式，則A一般可能為什么物質？提示：(從左到右，從上到下)4OH4e=O22H2O4H4e=2H2水2H2OO22H2增大減小H2O4OH4e=O22H2O4H4e=2H2水2H2OO22H2增大增大H2O4OH4e=O22H2O4H4e=2H2水2H2OO22H2增大不變H2O2Cl2e=Cl22H2e=H2酸2HClCl2H2減小增大通入HCl氣體2Cl2e=Cl2Cu22e=Cu鹽CuCl2CuCl2減小CuCl22Cl2e=Cl22H2e=H2水和鹽2Cl2H2OCl2H22OH增大通

4、入HCl氣體4OH4e=O22H2O2Cu24e=2Cu水和鹽減小CuOCuCO3(1)使CuSO4溶液復原應加入CuO，而加入Cu(OH)2會使溶液的濃度降低。(2)CuSO4、NaCl(KCl)或AgNO3，要視其他條件而定。1用惰性電極電解下列物質的稀溶液，經過一段時間后，溶液的pH減小的是()ANa2SO4BNaOHCNaCl DAgNO3解析：根據電解規(guī)律，電解Na2SO4和NaOH的稀溶液實質是電解水，Na2SO4溶液pH不變，NaOH溶液pH變大；電解NaCl溶液生成NaOH，pH變大，電解AgNO3溶液生成HNO3，pH變小。答案：D2Cu2O是一種半導體材料，基于綠色化學理念

5、設計的制取Cu2O的電解池示意圖如下圖所示，電解總反應為：2CuH2OCu2OH2。下列說法正確的是()A石墨電極上產生氫氣B銅電極發(fā)生還原反應C銅電極接直流電源的負極D當有0.1 mol電子轉移時，有0.1 mol Cu2O生成解析：由2CuH2OCu2OH2知Cu發(fā)生氧化反應，作陽極，則石墨作陰極，因此Cu接直流電源的正極。根據上述電解反應方程式，陽極反應為：2Cu2OH2e=Cu2OH2O，當有0.1 mol e轉移時，有0.05 mol Cu2O生成；陰極反應為：2H2e=H2。答案：A1分析電解過程的思維程序(1)首先判斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。(2)再分析電解

6、質水溶液的組成，找全離子并分陰、陽兩組(不要忘記水溶液中的H和OH)。(3)然后排出陰、陽兩極的放電順序(4)分析電極反應，判斷電極產物，寫出電極反應式，要注意遵循原子守恒和電荷守恒。(5)最后寫出電解反應的總化學方程式或離子方程式。2判斷電解質溶液離子濃度的變化(1)若陰極為H放電，則陰極區(qū)c(OH)增大；(2)若陽極為OH放電，則陽極區(qū)c(H)增大；(3)若陰、陽兩極同時有H、OH放電，相當于電解水，溶質離子的濃度增大。3按要求書寫有關的電極反應式及總方程式。(1)用惰性電極電解AgNO3溶液：陽極反應式 _；陰極反應式_；總反應離子方程式_。(2)用惰性電極電解MgCl2溶液陽極反應式_

7、；陰極反應式_；總反應離子方程式_。 (3)用鐵作電極電解NaCl溶液陽極反應式_； 陰極反應式_； 總化學方程式_。(4)用銅作電極電解鹽酸溶液陽極反應式_；陰極反應式_；總反應離子方程式_。答案：(1)4OH4e=O22H2O4Ag4e=4Ag4Ag2H2O4AgO24H(2)2Cl2e=Cl22H2e=H2Mg22Cl2H2OMg(OH)2Cl2H2(3)Fe2e=Fe22H2e=H2Fe2H2OFe(OH)2H2(4)Cu2e=Cu22H2e=H2Cu2HCu2H24CuI是一種不溶于水的白色固體，可以由反應：2Cu24I=2CuII2得到?，F以石墨為陰極，以Cu為陽極電解KI溶液，通

8、電前向電解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。回答下列問題：(1)陽極區(qū)的現象_。(2)陽極電極反應式_。答案：(1)銅電極逐漸溶解，有白色沉淀產生，溶液變?yōu)樗{色(2)2Cu4I4e=2CuII25某水溶液中含有等物質的量濃度的Cu(NO3)2和NaCl，以惰性電極對該溶液進行電解，分階段寫出電解反應的化學方程式。解析：第一階段陽極：2Cl2e=Cl2陰極：Cu22e=Cu第二階段陰極：2Cu24e=2Cu陽極：4OH4e=O22H2O第三階段陰極：4H4e=2H2陽極：4OH4e=O22H2O將電極反應式合并可得電解反應的化學方程式。答案：第一階段的反應：CuCl2CuCl2第二階段的反應：2Cu(

9、NO3)22H2O2CuO24HNO3第三階段的反應：2H2O2H2O21電解方程式的書寫步驟以寫出用石墨作電極電解CuSO4溶液的電極反應式及總的電解方程式為例。第一步：明確溶液中存在哪些離子。陽離子：Cu2、H；陰離子：OH、SO。第二步：判斷陰陽兩極附近離子種類及離子放電順序。陰極：Cu2H；陽極：OHSO。第三步：寫電極反應式和總的電解方程式。陰極：2Cu24e=2Cu；陽極：2H2O4e=O24H。根據得失電子數相等，兩極反應式相加得總方程式：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4。2規(guī)避電解池中方程式書寫的3個易失分點(1)書寫電解池中電極反應式時，要以實際放電的離子表示，但書

10、寫總電解反應方程式時，弱電解質要寫成分子式。(2)要確保兩極電子轉移數目相同，且注明條件“電解”。(3)電解水溶液時，應注意放電順序中H、OH之后的離子一般不參與放電?？键c二電解原理的應用1電解食鹽水陰極：2H2e=H2，陽極：2Cl2e=Cl2，電解反應方程式：2NaCl2H2OCl2H22NaOH。2電鍍與電解精煉銅電鍍(Fe上鍍Cu)電解精煉銅陽極電極材料銅粗銅(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質)電極反應Cu2e=Cu2Cu2e=Cu2Zn2e=Zn2Fe2e=Fe2Ni2e=Ni2陰極電極材料鐵純銅電極反應Cu22e=Cu電解質溶液CuSO4溶液注：電解精煉銅時，粗銅中的Ag、Au

11、等不反應，沉在電解池底部形成陽極泥3.電冶金(1)鈉的冶煉總反應：2NaCl(熔融)2NaCl2陰極反應：2Na2e=2Na陽極反應：2Cl2e=Cl2(2)Mg的冶煉總反應：MgCl2(熔融)MgCl2(3)Al的冶煉總反應：2Al2O3(熔融)4Al3O2(1)Cu的還原性比H2弱，能否采取一定措施使Cu將酸中的H置換出來？采用什么措施？(2)氯堿工業(yè)在生產過程中必須把陽極室和陰極室用離子交換膜隔開，原因是什么？提示：(1)能。采用電解的方法，用Cu做陽極，電解稀H2SO4。陽極反應為Cu2e=Cu2，陰極反應為2H2e=H2。電解反應方程式：CuH2SO4CuSO4H2。(2)防止H2和

12、Cl2混合爆炸，防止Cl2與溶液中的NaOH反應。1甲圖為一種新型污水處理裝置，該裝置可利用一種微生物將有機廢水的化學能直接轉化為電能。乙圖是一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用惰性電極電解飽和食鹽水。下列說法中不正確的是()A裝置乙的a極要與裝置甲的X極連接B裝置乙中b極的電極反應式為2Cl2e=Cl2C若有機廢水中主要含有葡萄糖，則裝置甲中M極發(fā)生的電極反應為C6H12O66H2O24e=6CO224HDN電極發(fā)生還原反應，當N電極消耗5.6 L(標況下)氣體時，則有2NA個H通過離子交換膜解析：由圖甲分析得出M(或X)為負極，N(或Y)為正極，由圖乙分析得出a為陰極，b為陽極。乙的a極要與甲的

13、X極相連接，A項正確；乙的b極為陽極，氯離子放電，B項正確；因圖甲中傳遞的是質子，葡萄糖在M極放電，故電極反應式為C6H12O66H2O24e=6CO224H，C項正確；氧氣在N電極得到電子，電極反應式為O24H4e=2H2O，故消耗5.6 L氧氣時，轉移1 mol電子，即有NA個H通過離子交換膜，D項錯誤。答案：D2工業(yè)品氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸根雜質，可用離子交換膜法電解提純。電解槽內裝有陽離子交換膜(只允許陽離子通過)，其工作原理如下圖所示：(1)該電解槽的陽極反應式是_。(2)通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，請簡述原因_。(3)除去雜質后的氫氧化鉀溶液從液體出口_(填寫“A”

14、或“B”)導出。答案：(1)4OH4e=2H2OO2(2)H放電，促進水的電離，OH濃度增大(3)B3對金屬制品進行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命。(1)以下為鋁材表面處理的一種方法： 堿洗的目的是除去鋁材表面的自然氧化膜，堿洗時常有氣泡冒出，原因是_(用離子方程式表示)。為將堿洗槽液中鋁以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列試劑中的_。aNH3 bCO2cNaOH dHNO3以鋁材為陽極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應式為_。取少量廢電解液，加入NaHCO3溶液后產生氣泡和白色沉淀，產生沉淀的原因是_。(2)鍍銅可防止鐵制品腐蝕，電鍍時用銅而不用石墨作陽極的原因是_。解

15、析：(1)冒氣泡的原因是Al與NaOH溶液反應，離子方程式為2Al2OH2H2O=2AlO3H2；使AlO生成沉淀，最好是通入CO2，若加HNO3，過量時沉淀容易溶解。陽極是Al發(fā)生氧化反應，要生成氧化膜，還必須有H2O參加，故電極反應式為2Al3H2O6e=Al2O36H；加入NaHCO3溶液后產生氣泡和白色沉淀，是由于HCO消耗H，使溶液pH不斷升高。(2)電鍍時，陽極Cu可以發(fā)生氧化反應生成Cu2，以補充溶液中的Cu2。答案：(1)2Al2OH2H2O=2AlO3H2b2Al3H2O6e=Al2O36HHCO消耗H，c(H)減小，c(OH)增大，使Al(OH)3沉淀析出(2)陽極Cu可以

16、發(fā)生氧化反應生成Cu2工業(yè)上用粗鹽生產燒堿、氯氣和氫氣的過程考點三金屬的腐蝕與防護1化學腐蝕與電化學腐蝕類型化學腐蝕電化學腐蝕反應物金屬、干燥的氣體或非電解質不純金屬、電解質溶液反應類型直接發(fā)生化學反應原電池反應有無電流產生無有實質金屬原子失電子被氧化2.電化學腐蝕的分類(鋼鐵腐蝕)類型析氫腐蝕吸氧腐蝕水膜性質酸性弱酸性、中性或堿性負極反應Fe2e=Fe2正極反應2H2e=H22H2OO24e=4OH總反應Fe2H=Fe2H22FeO22H2O=2Fe(OH)2其他反應4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(3x)H2O注：吸氧腐蝕比析氫腐蝕更普遍3

17、.金屬的防護(1)犧牲陽極的陰極保護法利用原電池原理。(2)外加電流的陰極保護法利用電解池原理。(3)改變金屬內部結構如制成不銹鋼。(4)加保護層如電鍍、噴漆、覆膜等。1探究鋼鐵生銹(Fe2O3xH2O)的主要過程。2探究影響金屬腐蝕的因素。提示：1.(1)吸氧腐蝕：負極：2Fe4e=2Fe2正極：O22H2O4e= 4OH原電池反應：2FeO22H2O=2Fe(OH)2(2)Fe(OH)2被氧化：4Fe(OH)2O22H2O= 4Fe(OH)3(3)Fe(OH)3分解形成鐵銹：2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O(3x)H2O2影響金屬腐蝕的因素包括金屬的本性和介質兩個方面。就金屬本性來說，

18、金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐蝕。介質對金屬的腐蝕的影響也很大，如果金屬在潮濕的空氣中，接觸腐蝕性氣體或電解質溶液，都容易被腐蝕。1相同材質的鐵在下列情形下最不易被腐蝕的是()解析：A、D均可由Fe、Cu構成原電池而加速鐵的腐蝕；在B中，食鹽水提供電解質溶液環(huán)境，炒鍋和鐵鏟都是鐵碳合金，符合原電池形成的條件，鐵是活潑金屬作負極，碳作正極，易被腐蝕；C中銅鍍層把鐵完全覆蓋，構不成原電池而不被腐蝕。答案：C2下面各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快到慢的順序是()ABC D答案：A判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律(1)對同一電解質溶液來說，腐蝕速率的快慢：電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學腐蝕

19、有防腐措施的腐蝕。(2)對同一金屬來說，在不同溶液中腐蝕速率的快慢：強電解質溶液中弱電解質溶液中非電解質溶液中。(3)活動性不同的兩種金屬，活動性差別越大，腐蝕越快。(4)對同一種電解質溶液來說，電解質濃度越大，金屬腐蝕越快。3.按如圖所示裝置，進行鐵釘被腐蝕的實驗，一周后觀察(設水不蒸發(fā))。(1)若試管中液面上升，發(fā)生的是_腐蝕，則正極反應式為_，負極反應式為_。要順利完成此實驗，所用的電解質溶液可以是_。(2)若試管中液面下降，發(fā)生的是_腐蝕，正極反應式為_，負極反應式為_。要順利完成此實驗，所用的電解質溶液可以是_。答案：(1)吸氧2H2OO24e=4OH2Fe4e=2Fe2氯化鈉溶液(

20、或其他合理答案)(2)析氫2H2e=H2Fe2e=Fe2稀硫酸(或其他合理答案)4下列裝置中(杯中均盛有海水)能使鐵受到保護不被腐蝕的是()解析：A、D項中Fe為電解池的陽極，加快Fe的腐蝕；B項中Fe為電解池的陰極被保護；C項中Fe為原電池的負極，易被腐蝕。答案：B5利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學防護。若X為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關K應置于_處。若X為鋅，開關K置于M處，該電化學防護法稱為_。解析：鐵被保護，可以是作原電池的正極，或者電解池的陰極，故若X為碳棒，開關K應置于N處，Fe作陰極受到保護；若X為鋅，開關K置于M處，鐵作正極，鋅作負極，稱為犧牲陽極的陰極保護法。答案：N犧牲陽極的

21、陰極保護法1(2013北京理綜9)用石墨電極電解CuCl2溶液(如右圖所示)。下列分析正確的是()Aa端是直流電源的負極B通電使CuCl2發(fā)生電離C陽極上發(fā)生的反應：Cu22e=CuD通電一段時間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體解析：通過圖中離子的運動狀態(tài)可判斷連接a的為陰極，連接b的為陽極，故a端為直流電源的負極，b端為直流電源的正極，A項正確；CuCl2在水溶液中就能發(fā)生電離，而不是通電的結果，B項錯誤；陽極發(fā)生氧化反應，即2Cl2e=Cl2，C項錯誤；陰極發(fā)生還原反應，析出Cu，陽極發(fā)生氧化反應，在陽極附近可觀察到黃綠色氣體，D項錯誤。答案：A2.(2013浙江理綜11)電解裝置如圖所示，

22、電解槽內裝有KI及淀粉溶液，中間用陰離子交換膜隔開。在一定的電壓下通電，發(fā)現左側溶液變藍色，一段時間后，藍色逐漸變淺。已知：3I26OH=IO5I3H2O下列說法不正確的是()A右側發(fā)生的電極反應式：2H2O2e=H22OHB電解結束后，右側溶液中含有IOC電解槽內發(fā)生反應的總化學方程式：KI3H2OKIO33H2D如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜，電解槽內發(fā)生的總化學反應不變解析：裝置圖中左側電極為陽極，I失去電子生成I2，右側電極為陰極，H2O得到電子生成H2，A、C項正確；分析可知，B項正確；D項，如果將陰離子交換膜換為陽離子交換膜，那么陰極產生的OH不會與I2發(fā)生反應，故電解槽內發(fā)生

23、的總化學反應要變化，D項錯誤。答案：D3(2013天津高考6)為增強鋁的耐腐蝕性，現以鉛蓄電池為外電源，以Al作陽極、Pb作陰極，電解稀硫酸，使鋁表面的氧化膜增厚。反應原理如下：電池：Pb(s)PbO2(s)2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)2H2O(l)電解池：2Al3H2OAl2O33H2電解過程中，以下判斷正確的是()電池電解池AH移向Pb電極H移向Pb電極B每消耗3 mol Pb生成2 mol Al2O3C正極：PbO24H2e=Pb22H2O陽極：2Al3H2O6e=Al2O36HD解析：原電池中陽離子向正極移動，所以H移向PbO2極，電解池中，陽離子移向陰極，即H移向Pb極，

24、A項錯誤；原電池中消耗3 mol Pb，轉移6 mol e，在電解池中轉移6 mol e生成1 mol Al2O3，B項錯誤；原電池中正極反應為PbO22e4HSO=PbSO42H2O，C項錯誤；原電池中Pb失電子轉化為PbSO4，所以Pb電極質量增加，而電解池中Pb作陰極，不參與反應，所以質量不變，D項正確。答案：D4(2013全國理綜9)電解法處理酸性含鉻廢水(主要含有Cr2O)時，以鐵板作陰、陽極，處理過程中存在反應Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O，最后Cr3以Cr(OH)3形式除去。下列說法不正確的是()A陽極反應為Fe2e=Fe2B電解過程中溶液pH不會變化C過程中有

25、Fe(OH)3沉淀生成D電路中每轉移12 mol電子，最多有1 mol Cr2O被還原解析：以鐵板作陰、陽極，所以鐵在陽極被氧化，A項正確；由題目提示的離子方程式可知，陽極產生的Fe2被氧化，同時有氫離子參與反應，所以電解過程中溶液的pH會升高，B項錯誤；因為氫離子在陰極放電，不斷產生氫氧根離子，所以反應過程中會有Fe(OH)3沉淀生成，C項正確；從題目提供的離子方程式可知，1 mol Cr2O參與反應轉化成Cr3時，需6 mol Fe2，故電路中需轉移12 mol電子，D項正確。答案：B5(1)2013山東理綜28(3)(4)如圖為電解精煉銀的示意圖，_(填“a”或“b”)極為含有雜質的粗銀

26、，若b極有少量紅棕色氣體產生，則生成該氣體的電極反應式為_。為處理銀器表面的黑斑(Ag2S)，將銀器浸于鋁質容器里的食鹽水中并與鋁接觸，Ag2S轉化為Ag，食鹽水的作用是_。(2)2013重慶理綜11(2)化學在環(huán)境保護中起著十分重要的作用，催化反硝化法和電化學降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。電化學降解NO的原理如圖所示。電源正極為_(填“A”或“B”)，陰極反應式為_。若電解過程中轉移了2 mol電子，則膜兩側電解液的質量變化差(m左m右)為_g。解析：(1)電解精煉銀時，粗銀連接在電源正極上，作陽極，電極本身放電溶解，精銀連接到電源負極上，作陰極。由圖可知，b極為電解池陰極，發(fā)生反應為A

27、ge=Ag，若該電極產生紅棕色氣體即NO2，則應發(fā)生如下電極反應：NO2He=NO2H2O。將銀器浸于鋁質容器的食鹽水中并相互接觸，則構成原電池，Al作負極，銀器作正極，Ag2S得電子還原為單質銀，食鹽水主要是起到電解質溶液導電的作用。(2)圖中NO在AgPt電極附近轉化成N2，說明NO在該極得電子，則AgPt電極作陰極，B為負極，A為正極。陰極反應式為：2NO6H2O10e=N212OH 。陽極反應為：4OH4e=O22H2O，當轉移2 mol電子時，左側生成16 g O2，同時有2 mol H向右側移動，所以左側溶液質量減少了16 g2 g18 g；右側生成5.6 g N2，同時質量又增加

28、了2 mol H，所以右側溶液質量減少了3.6 g，兩側質量變化差為18 g3.6 g14.4 g。答案：(1)aNO2He=NO2H2O作電解質溶液(或導電)(2)A2NO6H2O10e=N212OH 14.462012新課標全國卷36(3)粗銅的電解精煉如圖所示。在粗銅的電解過程中，粗銅板應是圖中電極_(填圖中的字母)；在電極d上發(fā)生的電極反應式為_；若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，它們在電解槽中的存在形式和位置為_。解析：電解精煉時，粗銅作陽極，純銅作陰極，CuSO4溶液作電解液，比銅活潑的金屬失電子生成離子進入溶液，不如銅活潑的金屬形成陽極泥沉積下來。答案：cCu22e=CuAu、Ag

29、以單質的形式沉積在c(陽極)下方，Fe以Fe2的形式進入電解液7(2012山東理綜13)下列與金屬腐蝕有關的說法正確的是()A圖a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴重B圖b中，開關由M改置于N時，CuZn合金的腐蝕速率減小C圖c中，接通開關時Zn腐蝕速率增大，Zn上放出氣體的速率也增大D圖d中，ZnMnO2干電池自放電腐蝕主要是由MnO2的氧化作用引起的解析：圖a中，鐵棒發(fā)生化學腐蝕，靠近底端的部分與氧氣接觸少，腐蝕程度較輕，A項錯誤；圖b中開關由M改置于N，CuZn作正極，腐蝕速率減小，B項正確；圖c中接通開關時Zn作負極，腐蝕速率增大，但氫氣在Pt上放出，C項錯誤；圖d中干電池自放電

30、腐蝕是Zn與C活動性不同形成原電池，與MnO2性質無關，MnO2的作用是原電池放電過程中吸收H元素防止電池溶脹，D項錯誤。答案：B學科素養(yǎng)培優(yōu)(十)_應對電化學計算的三種方法 1.計算類型原電池和電解池的計算包括兩極產物的定量計算、溶液pH的計算、相對原子質量和阿伏加德羅常數的計算、產物的量與電量關系的計算等。2方法技巧(1)根據電子守恒計算用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產物、正負兩極產物、相同電量等類型的計算，其依據是電路中轉移的電子數相等。(2)根據總反應式計算在電解池中進行有關量的計算時，常常結合電子守恒得出一些關系式，利用這些關系式可簡捷計算，常用到的關系式有：(1)eHOHAgCl(2)2e

31、H2CuZnO2Cl2(3)根據關系式計算根據得失電子守恒定律關系建立起已知量與未知量之間的橋梁，構建計算所需的關系式。如以通過4 mol e為橋梁可構建如下關系式：4e2Cl2(Br2、I2)O2H22Cu4AgM(式中M為金屬，n為其離子的化合價數值)該關系式具有總攬電化學計算的作用和價值，熟記電極反應式，靈活運用關系式便能快速解答常見的電化學計算問題。提示：在電化學計算中，還常利用QIt和Qn(e)NA1.601019C來計算電路中通過的電量。在右圖中，甲燒杯中盛有100 mL 0.50 molL1 AgNO3溶液，乙燒杯中盛有100 mL 0.25 molL1 CuCl2溶液，A、B、

32、C、D均為質量相同的石墨電極，如果電解一段時間后，發(fā)現A極比C極重1.9 g，則(1)電源E為_極，F為_極。(2)A極的電極反應式為_，析出的物質_mol。(3)B極的電極反應式為_，析出氣體_mL(標準狀況)。(4)C極的電極反應式為_，析出的物質_mol。(5)D極的電極反應式為_，析出氣體 _mL(標準狀況)。(6)甲燒杯中滴入石蕊試液，_極附近變紅，如果繼續(xù)電離，在甲燒杯中最終得到_溶液。解析：由電解一段時間后A極比C極重，可知A極上有Ag析出，C極上有Cu析出，若A極上析出銀的物質的量為n(Ag)，則C極上析出Cu的物質的量為n(Ag)，有關系式108 gmol1n(Ag)64 g

33、mol1n(Ag)1.9 g，n(Ag)0.025 mol。由此可知，兩電解池內的電解質均是足量的，故兩池電極反應式分別為：A極：4Ag4e=4Ag；B極：4OH4e=2H2OO2；C極：Cu22e=Cu；D極：2Cl2e=Cl2。A、C兩極析出物質的物質的量分別為0.025 mol和0.012 5 mol；B極析出O2的體積為：0.006 25 mol22.4 Lmol10.14 L140 mL；D極析出Cl2的物質的量為0.012 5 mol22.4 Lmol10.28 L280 mL。答案：(1)負正(2)4Ag4e=4Ag0.025(3)4OH4e=2H2OO2140(4)Cu22e=

34、Cu0.012 5(5)2Cl2e=Cl2280(6)BHNO3專題講座(六)電化學一、串聯(lián)電路中電化學裝置的判斷及相關計算將原電池和電解池結合在一起，綜合考查化學反應中的能量變化、氧化還原反應、化學實驗和化學計算等知識，是高考試卷中電化學部分的重要題型。該類題目的考查內容通常有以下幾個方面：電極的判斷、電極反應方程式的書寫、實驗現象的描述、溶液離子的移動、pH的變化及電解質溶液的恢復、運用電子守恒處理相關數據等。注重考查學生對知識的遷移能力、靈活應用能力、運用化學用語的能力。1多池串聯(lián)裝置中電池類型的判斷 (1)直接判斷：非常直觀明顯的裝置，如燃料電池、鉛蓄電池等在電路中，則其他裝置為電解池

35、。如下圖：A為原電池，B為電解池。(2)根據電池中的電池材料和電解質溶液判斷：原電池一般是兩種不同的金屬電極或一種金屬電極和一個碳棒做電極；而電解池則一般都是兩個惰性電極，如兩個鉑電極或兩個碳棒。原電池中的電極材料和電解質溶液之間能發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應，電解池的電極材料一般不能和電解質溶液自發(fā)反應。如圖：B為原電池，A為電解池。(3)根據電極反應現象判斷：在某些裝置中根據電極反應或反應現象可判斷電極，并由此判斷電池類型，如圖：若C極溶解，D極上析出Cu，B極附近溶液變紅，A極上放出黃綠色氣體，則可知乙是原電池，D是正極，C是負極；甲是電解池，A是陽極，B是陰極。B、D極發(fā)生還原反應，A、C極

36、發(fā)生氧化反應。 2有關概念的分析判斷在確定了原電池和電解池后，有關概念的分析和判斷如：電極的判斷、電極反應方程式的書寫、實驗現象的描述、溶液離子的移動、pH的變化及電解質溶液的恢復等。只要按照各自的規(guī)律分析就可以了。3綜合裝置中的有關計算原電池和電解池綜合裝置的有關計算的根本依據就是電子轉移的守恒，分析時要注意兩點：(1)串聯(lián)電路中各支路電流相等。(2)并聯(lián)電路中總電流等于各支路電流之和。新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2，電解質為KOH溶液。某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進行飽和氯化鈉溶液電解實驗，如圖所示。回答下列問題：(1)甲烷燃料電池正極

37、、負極的電極反應分別為_、_；(2)閉合K開關后，a、b電極上均有氣體產生，其中b電極上得到的是_，電解氯化鈉溶液的總反應方程式為_；(3)若每個電池甲烷通入量為1 L(標準狀況)，且反應完全，則理論上通過電解池的電量為_(法拉第常數F9.65104 Cmol1，列式計算)，最多能產生的氯氣體積為_L(標準狀況)。解析：(1)總反應式為：CH42O22OH=CO3H2O，正極反應式為2O24H2O8e=8OH，則負極反應式由總反應式減正極反應式得到；(2)由圖可看出一二兩池為串聯(lián)的電源，其中甲烷是還原劑，所在電極為負極，因而與之相連的b電極為陰極，產生的氣體為氫氣；(3)1 mol甲烷氧化失去

38、電子8 mol，電量為896 500 C，因題中雖有兩個燃料電池，但電子的傳遞只能用一個池的甲烷量計算，1 L為1/22.4 mol，可求電量；甲烷失電子是Cl失電子數的8倍，則得到氫氣為4 L(CH48Cl4Cl2)答案：(1)2O24H2O8e=8OHCH410OH8e=CO7H2O(2)H22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(3)89.65104 Cmol13.45104 C4二、新型化學電源的高考命題角度新型化學電源是高考中每年必考的知識點，隨著全球能源逐漸枯竭，研發(fā)、推廣新型能源迫在眉睫，因此化學中的新型電源，成為科學家研究的重點方向之一，也成了高考的高頻考點。高考中的新型化學電

39、源，有“氫鎳電池”、“高鐵電池”、“鋅錳堿性電池”、“海洋電池”、“燃料電池”(如新型細菌燃料電池、氫氧燃料電池、丁烷燃料電池、甲醇質子交換膜燃料電池、CO燃料電池)“鋰離子電池”、“銀鋅電池”、“紐扣電池”等，一般具有高能環(huán)保、經久耐用、電壓穩(wěn)定、比能量(單位質量釋放的能量)高等特點。由于該類試題題材廣，信息新、陌生度大，因此許多考生感覺難度大。雖然該類試題貌似新穎、但應用的解題原理還是原電池的知識，只要細心分析，實際上得分相對比較容易。試題主要有以下幾種考查角度：角度一新型電池“放電”時正、負極的判斷在ZnCu原電池中，較活潑的金屬材料作負極，較不活潑的金屬材料或非金屬材料作正極。負極：Zn2e=Zn2；正極：2H2e=H2。解題指導新型電池中下圖是一種染料敏化太陽能電池的示意圖。電池的一個電極由有機光敏染料(S)涂覆在TiO2納米晶體表面制成，另一電極由導電玻璃鍍鉑構成，電池中發(fā)生的反應為：TiO2/STiO2/S*(激發(fā)態(tài))TiO2/S*TiO2/SeI2e3I