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1、2013高考化学二轮复习精品资料 专题10 电化学及其应用（教师版）1.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。3.理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。电化学是氧化还原反应知识的应用和延伸，是历年高考的热点内容。考查的主要知识点：原电池和电解池的工作原理、电极反应式的书写和判断、电解产物的判断、金属的腐蚀和防护。对本部分知识的考查仍以选择题为主，在非选择题中电化学知识可能与工业生产、环境保护、新科技、新能源知识相结合进行命题。复习时，应注意：1对基础知识扎实掌握，如电极反应式的书写、燃料电池的分析等
2、。2电化学问题的探究设计、实物图分析及新型电池的分析是近年来高考中的热点，通过在练习中总结和反思，提高在新情境下运用电化学原理分析解决实际问题的能力。【知识网络构建】 【重点知识整合】一、 原电池电极的判断以及电极方程式的书写1.原电池正、负极的判断方法：(1)由组成原电池的两极材料判断。一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。(2)根据电流方向或电子流动方向判断。电流由正极流向负极；电子由负极流向正极。(3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。(4)根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的负极失电子发生氧
3、化反应，其正极得电子发生还原反应。(5)电极增重或减轻。工作后，电极质量增加，说明溶液中的阳离子在电极(正极)放电，电极活动性弱；反之，电极质量减小，说明电极金属溶解，电极为负极，活动性强。(6)有气泡冒出。电极上有气泡冒出，是因为发生了析出H2的电极反应，说明电极为正极，活动性弱。2原电池电极反应式和总反应式的书写(1)题目给定原电池的装置图，未给总反应式：首先找出原电池的正、负极，即分别找出氧化剂和还原剂。结合介质判断出还原产物和氧化产物。写出电极反应式(注意两极得失电子数相等)，将两电极反应式相加可得总反应式。(2)题目中给出原电池的总反应式：分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况，
4、找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂发生的反应即为正极反应；找出还原剂及其对应的氧化产物，还原剂参加的反应即为负极反应。当氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物由多种元素组成时，还应注意介质的反应。若有一电极反应较难写出，可先写出较易写出的电极反应，然后再利用总反应式减去该电极反应即得到另一电极反应。说明：在书写电极反应式时要注意哪些方面？1两极得失电子数目相等；2电极反应式常用“”不用“”表示；3电极反应式中若有气体生成，需加“”；而弱电解质或难溶物均以分子式表示，其余以离子符号表示；4写电极反应式时要保证电荷守恒、元素守恒，可在电极反应式一端根据需要添加H或OH或H2O；5两电极反应、电池总反
5、应的三个方程式，若已知其中两个，可由方程式的加减得到第三个。二 原电池工作原理的应用1依据原电池原理比较金属活动性强弱(1)电子由负极流向正极，由活泼金属流向不活泼金属，而电流方向是由正极流向负极，二者是相反的。(2)在原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应；不活泼金属作正极，发生还原反应。(3)原电池的正极通常具备特定的现象：有气体生成，或电极质量增加或不变等；负极通常不断溶解，质量减少。2根据原电池原理，把各种氧化还原反应设计成电池从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。关键是选择合适的电解质溶液和两个电极。(1)电解质溶液的选择电解质是使负极放电的物质。因此电解质溶液
6、一般要能够与负极发生反应。或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则左右两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子。如，在铜锌硫酸构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有Zn2的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu2的溶液中。(2)电极材料的选择电池的电极必须导电。电池中的负极必须能够与电解质溶液反应，容易失去电子，因此负极一般是活泼的金属材料。正极和负极之间只有产生电势差，电子才能定向移动，所以正极和负极不用同一种材料。一般情况下，两个电极的构成分为4种情况：活泼性不同的两种金属。例如，锌铜原电池中，锌作电池的
7、负极，铜作电池的正极。金属和非金属。例如，锌锰干电池中，锌片作电池的负极，石墨棒作电池的正极。金属和化合物。例如，铅蓄电池中，铅板作电池的负极，二氧化铅作电池的正极。惰性电极。例如，氢氧燃料电池中，两根电极均可用Pt。三、原电池正负极判断的方法1由组成原电池的两极材料判断较活泼的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。2根据电流方向或电子流向判断外电路中，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。3根据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。4根据原电池中两极发生的反应判断原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。若给出一个
8、总方程式，则可根据化合价升降来判断。5根据电极质量的变化判断原电池工作后，某一电极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极上放电，该极为正极，活泼性较弱；反之，如果某一电极质量减轻，则该电极溶解，为负极，活泼性较强。6根据电极上有气泡产生判断原电池工作后，如果某一电极上有气体产生，通常是因为该电极发生了析出H2的反应，说明该电极为正极，活泼性较弱。7根据某电极(X)附近pH的变化判断析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，X极附近的pH增大了，说明X极为正极，金属活动性较强。四 电池电极反应式的书写方法书写电极反应式前，我们应首先明确电池的正负极、电极材
9、料和电解质溶液的性质，对于二次电池还要注意放电或充电的方向。(1)电极的判断对于普通电池，我们通常比较两个电极的金属活动性，通常金属活动性强的电极为电池的负极，金属活动性弱的电极或非金属(通常为石墨)为电池的正极。对于燃料电池，两个电极的材料通常相同，所以从电极材料上很难判断电池的正负极。判断电池正负极的方法，通常是利用电池总反应式，含化合价升高元素的反应物为电池的负极反应物，此电极为负极；含化合价降低元素的反应物通常为电池的正极反应物，此电极为电池的正极。(2)电极反应书写步骤例如，铅蓄电池其总反应式为：PbO2(s)Pb(s)2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)2H2O(l) 其电极反
10、应式的书写步骤为：放电时，为原电池原理，总反应式中已指明放电方向从左向右的过程，即可逆符号左边为反应物，右边为生成物。由化合价的升降判断负、正极的反应物负极：Pb正极： PbO2主产物负极：PbSO4正极：PbSO4由化合价升降确定电子得失的数目负极：2e正极：2e电极反应关系式负极：Pb2ePbSO4正极：PbO22ePbSO4考虑电解质溶液，再利用电荷守恒、质量守恒调整反应式负极：Pb2eSO42-PbSO4正极：PbO22e4HSO42-PbSO42H2O充电时，是总反应式的逆向过程，氧化剂、还原剂都为PbSO4分析反应过程阴极(发生还原反应或与外电源负极相连)反应过程：PbSO4 阳极
11、(发生氧化反应或与外电源正极相连)反应过程：PbSO4 充电时电极反应阴极：PbSO42ePbSO42-阳极：PbSO42H2O2ePbO24HSO42-五 电解质溶液的电解规律（惰性电极）1.以惰性电极电解电解质溶液，分析电解反应的一般方法和步骤(1)分析电解质溶液的组成，找出离子，并分为阴、阳两组。(2)分别对阴、阳离子排出放电顺序，写出两极上的电极反应式。(3)合并两个电极反应式，得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。2反应类型(1)电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐(如NaOH、H2SO4、K2SO4等)溶液的电解。如：阴极：4H4e2H2，阳极：4OH4e2H2OO2，总反
12、应：(2)自身分解型：无氧酸(除HF外)、不活泼金属的无氧酸盐(除氟化物外，如HCl 、CuCl2等)溶液的电解。如：阴极：Cu22eCu，阳极：2Cl2eCl2，(3)放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外，如NaCl、MgCl2等)溶液的电解。如：阴极：2H2eH2，阳极：2Cl2eCl2，(4)放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4、AgNO3等)溶液的电解。如：阴极：2Cu24e2Cu，阳极：2H2O4eO24H，六 原电池、电解池和电镀池的比较原电池电解池电镀池定义将化学能转化成电能的装置将电能转变成化学能的装置应用电解原理，在某些金属表面镀上一层其他金属的装置装置举例形
13、成条件活动性不同的两个电极(连接)；电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应)；形成闭合回路直流电源；两个电极接两个电极插入电解质溶液；形成闭合回路电源正极；镀层金属接电镀液必须含有镀层金属的离子电极名称负极：较活泼金属；正极：较不活泼金属(或能导电的非金属)阳极：与电源正极相连的极；阴极：与电源负极相连的极(由外加电源决定)阳极：镀层金属；阴极：镀件(同电解池)电极反应负极：氧化反应，金属失电子；正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失电子，或电极金属失电子；阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：金属电极失电子；阴极：电镀液中阳离子得电子电子流向负极正极电源负
14、极阴极电源正极阳极电源负极阴极电源正极阳极反应原理举例负极：Zn2eZn2正极：2H2eH2总反应：Zn2HZn2H2阳极：2Cl2eCl2阴极：Cu22eCu总反应：Cu22ClCuCl2阳极：Zn2eZn2阴极：Zn22eZn溶液中Zn2浓度不变主要应用金属的电化学腐蚀分析；牺牲阳极的阴极保护法；制造多种新的化学电源电解食盐水(氯碱工业)；电冶金(冶炼Na、Mg、Al)；精炼铜镀层金属为铬、锌、镍、银等，使被保护的金属抗腐蚀能力增强，增加美观和表面硬度实质使氧化还原反应中的电子通过导线定向转移，形成电流使电流通过电解质溶液，而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程联系(1)同一原电池的正、负极
15、发生的电极反应得、失电子数相等。(2)同一电解池的阴极、阳极发生的电极反应中得、失电子数相等。(3)串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。上述三种情况下，在写电极反应式时，得、失电子数要相等，在计算电解产物的量时，应按得、失电子数相等计算【高频考点突破】考点一“盐桥”问题面面观1电化学装置中都有两个电极，分别发生氧化反应与还原反应。若两个电极插在同一电解质溶液的容器内，则由于阴阳离子的移动速率不同而导致两极之间出现浓度差，以及因电极本身直接与离子反应而导致两极之间电势差变小，影响了电流的稳定。为解决这个问题，人们使用了盐桥。盐桥主要出现在原电池中，有时也可在电解池中出现，其主要作用就是构建
16、闭合的内电路，但不影响反应的实质。盐桥内常为饱和氯化钾、硝酸钾等溶液。2盐桥是新课改教材中出现的新名词，因而围绕盐桥的电化学知识已成为新课改地区命题的一个热点，所以有必要分析研究盐桥问题的考查思路。常从以下四方面命题。(1)考查盐桥的作用(2)考查含盐桥的电化学总反应式的书写(3)考查盐桥内溶液离子的移动方向(4)考查含盐桥的电化学装置的设计例1、根据下图，下列判断中正确的是()A烧杯a中的溶液pH降低B烧杯b中发生氧化反应C烧杯a中发生的反应为2H2e=H2D烧杯b中发生的反应为2Cl2e=Cl2【变式探究】铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是 ()A正极反应为Zn2e=Zn2B电池反
17、应为ZnCu2=Zn2CuC在外电路中，电子从正极流向负极D盐桥中的K移向ZnSO4溶液【拓展】原电池正、负极的判断（1）负极：为较活泼金属，电极本身失电子，发生氧化反应，是电子流出的一极。（2）正极：为较不活泼金属、非金属单质或金属氧化物，电解质溶液中的阳离子或金属氧化物得电子，发生还原反应，是电子流入的一极。【特别提醒】把氧化剂、还原剂均为溶液状态的氧化还原反应设计成原电池时，必须使用盐桥才能实现氧化剂与还原剂的分离，否则不会有明显的电流出现。该题若不用盐桥，就不能把原电池知识与化学平衡知识融合在一起。总之，盐桥知识尽管比较简单，也没有改变反应的实质，但由于盐桥的引入，才能对电化学的实际应
18、用有更好的感悟，故只要把握好盐桥的组成及作用，就较易解答好盐桥问题。【变式探究2】用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂KNO3的U形管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是 ()在外电路中，电流由铜电极流向银电极正极反应为Age=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同(提示：盐桥中K、NO可自由移动)A B C D【变式探究3】依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s)=Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如下图所示。请回答下列问题：(1)电极X的材料是_；电解质溶液Y是_；(2)银电极
19、为电池的_极，发生的电极反应为_；X电极上发生的电极反应为_；(3)外电路中的电子是从_电极流向_电极。【技巧点拨】首先根据离子方程式判断出氧化剂、还原剂，明确电极反应。然后再分析两剂状态确定电极材料，若为固态时可作电极，若为溶液时则只能作电解液。然后补充缺少的电极材料及电解液。电极材料一般添加与电解质溶液中阳离子相同的金属作电极(使用惰性电极也可)，电解液则是一般含有与电极材料形成的阳离子相同的物质。最后再插入盐桥即可。考点二不同“介质”下燃料电池电极反应式的书写不同“介质”下燃料电池电极反应式的书写，大多数考生感到较难。主要集中在：一是得失电子数目的判断，二是电极产物的判断。下面以CH3O
20、H、O2燃料电池为例，分析电极反应式的书写。(1)酸性介质，如H2SO4。CH3OH在负极上失去电子生成CO2气体，O2在正极上得到电子，在H作用下生成H2O。电极反应式为负极：CH3OH6eH2O=CO26H正极：O26e6H=3H2O(2)碱性介质，如KOH溶液。CH3OH在负极上失去电子，在碱性条件下生成CO，1 mol CH3OH失去6 mol e，O2在正极上得到电子生成OH，电极反应式为负极：CH3OH6e8OH=CO6H2O正极：O26e3H2O=6OH(3)熔融盐介质，如K2CO3。在电池工作时，CO移向负极。CH3OH在负极上失去电子，在CO的作用下生成CO2气体，O2在正极
21、上得到电子，在CO2的作用下生成CO，其电极反应式为负极：CH3OH6e3CO=4CO22H2O正极：O26e3CO2=3CO(4)掺杂Y2O3的ZrO3固体电解质，在高温下能传导正极生成的O2。根据O2移向负极，在负极上CH3OH失电子生成CO2气体，而O2在正极上得电子生成O2，电极反应式为负极：CH3OH6e3O2=CO22H2O正极：O26e=3O2例2、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
22、下消耗4.48L氧气 C电池反应的化学方程式为：CH3CH2OH + O2 = CH3COOH + H2O D正极上发生的反应为：O2 + 4e+ 2H2O = 4OH【拓展】原电池电极反应式的书写技巧（1）根据给出的化学方程式或题意，确定原电池的正、负极，弄清正、负极上发生的反应的具体物质（2）弱电解质、气体、难溶物均用化学式表示，其余均以离子符号表示【变式探究】科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如下图所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO3固体，它在高温下能传导正极生成的O2。(1)c电
23、极的名称为_。(2)d电极上的电极反应式为_。解析：根据电流的流向，可判断c为正极，d为负极。在正极通入空气，电极反应式为2O28e=4O2，在负极上通入CH4，电极反应式为CH44O28e=CO22H2O。答案：(1)正极 (2)CH44O28e=CO22H2O考点三“六点”突破电解池1分清阴、阳极，与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极的反应为“阳氧阴还”。2剖析离子移向，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。3注意放电顺序。4书写电极反应，注意得失电子守恒。5正确判断产物。(1)阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解(注意：铁作阳极溶解生成Fe
24、2，而不是Fe3)；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力,阴离子放电顺序为S2IBrClOH(水)。(2)阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：AgHg2Fe3Cu2HPb2Fe2H(水)6恢复原态措施。电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。例3某同学按下图所示的装置用甲醇燃料电池(装置)进行电解的相关操作，以测定铜的相对原子质量，其中c电极为铜棒，d
25、电极为石墨，X溶液为500 mL 0.4 molL1硫酸铜溶液。当装置中某电极上收集到标准状况下的气体V1 mL时，另一电极增重m g(m原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。对同一金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液中弱电解质溶液中非电解质溶液中。活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀的速率越快。2两种保护方法(1)加防护层，如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属。(2)电化学防护牺牲阳极保护法原电池原理：正极为被保护的金属；负极为比被保护
26、的金属活泼的金属；外加电流阴极保护法电解原理：阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。例4、下列与金属腐蚀有关的说法正确的是 ()A图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小C图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的【拓展】构成原电池，当作负极时会加快金属的腐蚀。一般来说，金属腐蚀快慢的顺序是：电解原理引起的腐蚀（作阳极）原电池原理引起的腐蚀（作负极）一般的化学腐蚀；当金属受保护时，保护效果排序是：电解原理保护（作阴极）原电池原理保护（作正极）一般
27、的保护措施 。【变式探究】利用下图装置进行实验，开始时，a、b两处液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法不正确的是()Aa管发生吸氧腐蚀，b管发生析氢腐蚀B一段时间后，a管液面高于b管液面Ca处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小Da、b两处具有相同的电极反应式：Fe2e=Fe2难点一原电池的工作原理及其应用1原电池正负极的判断2原电池电极反应式的书写如果题目给定的是图示装置，先要分析正、负极，再根据反应规律去写电极反应式；如果题目给定的是总反应式，可先分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)，再选择一个简单变化情况去写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或将各反应
28、式看作是数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得结果。【特别提醒】 (1)对于可充电电池的反应，需要看清楚“充电、放电”的方向，放电过程应用原电池原理，充电过程应用电解池原理。(2)对于电解质溶液中有离子参与的反应，要特别注意将参与反应的离子写入电极反应式中。例1、结合图101判断，下列叙述正确的是()图10-1A和中正极均被保护B和中负极反应均是Fe2e=Fe2 C和中正极反应均是O22H2O4e=4OH D和中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀【答案】A【解析】 解答本题的关键是理解原电池原理。在原电池中，活泼金属作负极，失电子被氧化，不活泼金属做正极而被保护，
29、A项正确；I中锌为负极，失电子被氧化：Zn2e=Zn2，B项错误；中电解液为酸性，不可能生成OH，正极反应为：2H2e=H2，C项错误；Fe2与六氰合铁离子生成蓝色沉淀，但I中无Fe2生成，故无蓝色沉淀，D项错误。【点评】 书写原电池电极反应式要特别注意介质与电极生成物的反应：(1)负极生成的金属离子与电解质溶液中的某些阴离子如OH、Cl或SO反应生成难溶物；(2)在碱性条件下负极生成的CO2或H等与OH反应生成CO或H2O；在酸性条件下正极生成的OH与H反应生成H2O。 【变式探究】设计新型燃料电池是本世纪最富有挑战性的课题之一。(1)有人制造了一种燃料电池，一个电极通入O2(含有少量CO2
30、)，另一个电极通入CH4，电池的电解质是熔融的K2CO3。该电池的负极反应式为_，电池工作时，电解质里的CO(向_极移动(填“正”或“负”)。(2)某科研小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图103所示的原电池装置。该电池的负极反应式为_，用该电池电解CuCl2溶液，当产生33.6 L Cl2(标准状况下)时，消耗甲醇的质量为_g。 难点二 电解原理及其应用 1电解池中阴、阳极的确定及电极反应式的书写分析问题的一般程序为：找电源(或现象)阴、阳极电极反应式总反应式。连接电源正极的一极为阳极，阳极发生氧化反应；连接电源负极的一极为阴极，阴极发生还原反应。【特别注意】 书写电解池电极反应式时，要以实
31、际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，要找出实际放电离子的来源，如果为弱电解质(如水)要写出分子式。 2电解时电极产物的判断(1)阳极产物的判断如果是活泼电极(金属活动性顺序表Ag以前包括Ag)，则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子；如果是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中阴离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序进行判断，常见阴离子放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根。(2)阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序与金属活动性顺序相反，其中AgFe3Cu2H。 3电化学计算的基本方法(1)根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴阳两极产物、正
32、负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中通过的电子数相等。(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。(3)根据关系式计算：借助得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。【特别注意】混合溶液的电解要分清阶段，理清两极电解过程中的电子守恒。如电解CuSO4溶液开始发生反应2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2，后来发生反应2H2O2H2O2。 例2、臭氧(O3)是一种强氧化剂，常用于消毒、灭菌等，可由臭氧发生器(原理如图104所示)电解稀硫酸制得。 图10-4(1)图中阴极为_(填“A”或“B”)，其电极反应式为
33、_。(2)若C处通入O 2 ，则A极的电极反应式为_。(3)若C处不通入O2，D、E处分别收集到x L和y L气体(标准状况)，则E处收集的气体中O3所占的体积分数为_。(忽略O3的分解)【解析】 (1)E口产生O2、O3，是由于OH失电子发生了氧化反应，则B为阳极，与电源正极相连，A为阴极，电极反应式为2H2e=H2。(2)因O2参与反应，电极反应式为O24H4e=2H2O。(3)D处为H2，E处为O2、O3，设生成O3的体积为V1，则O2为(yV1)，根据得失电子相【点评】 解答此类题目一般先要通过外接电源的正负极、电子的流动方向、电极反应类型或反应现象确定电解池的阴阳极，再进而分析电极反
34、应式的书写、电解过程中的电子得失相等关系等。【变式探究】中学阶段介绍的应用电解法制备的物质主要有三种：一是铝的工业制备、二是氯碱工业、三是金属钠的制备。下列关于这三个工业生产的描述中正确的是()A电解法制金属钠时，负极反应式：Nae=NaB电解法生产铝时，需对铝土矿进行提纯，在提纯过程中应用了氧化铝或氢氧化铝的两性C在氯碱工业中，电解池中的阴极产生的是H2，NaOH在阳极附近产生D氯碱工业和金属钠的冶炼都用到了NaCl，在电解时它们的阴极都是Cl失电子【变式探究2】如图105所示，若反应5 min时，银电极质量增加2.16 g。图105试回答：(1)C池为_池，Cu极反应式为_，Cu电极减轻_
35、g。(2)B中阳极的电极反应式为_；若反应5 min时B中共收集224 mL气体(标准状况)，溶液体积为200 mL，则通电前硫酸铜溶液的物质的量浓度约为_。(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后溶液的pH_。【答案】(1)原电Cu2e=Cu20.64(2)4OH4e=2H2OO20.025 molL1(3)13难点三 电解规律(2)含氧酸的溶液电解时，实际上是水的电解。例如：(3)可溶性碱的溶液电解，实际上是水的电解。例如：(4)活泼金属的含氧酸盐溶液的电解，也是水的电解。例如：(6)不活泼的金属无氧酸盐水溶液电解时，其结果是该盐的电解。例如电解氯化铜溶液：(7)比氢不活泼的金
36、属或中等活泼性的金属含氧酸盐溶液电解时，则阴极析出金属，阳极得到氧气，阳极区酸性增强。例如：以上的规律都是以惰性电极为例的，如改用金属(除Au、Pt等外)作电极时，则是阳极金属溶解。2电解质溶液电解时(均为惰性电极)，pH变化情况，电解液复原所需加入物质及电解类型(1)分解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐(如NaOH、H2SO4、K2SO4等)的电解。阴极：4H4e2H2阳极：4OH4eO22H2O总反应：2H2O2H2O2阴极产物：H2；阳极产物：O2。电解质溶液复原加入物质：H2O。pH变化情况：原来酸性的溶液pH变小，原来碱性的溶液pH变大，强酸(含氧酸)强碱的正盐溶液pH不变。(
37、3)放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)溶液的电解，如NaCl、MgBr2等。阴极：2H2eH2阳极：2Cl2eCl2总反应：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2阴极产物：碱和H2；阳极产物：卤素等非金属单质。电解饱和食盐水的产物分别为NaOH和H2以及Cl2。电解液复原通入物质为卤化氢。电解饱和食盐水，要使电解质溶液复原需通入HCl。pH变化情况：电解液pH显著变大。(4)放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐溶液的电解，如CuSO4、AgNO3等。阴极：2Cu24eCu阳极：4OH4eO22H2O总反应：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4阴极产物：析出不活泼金属单质；阳极产物是
38、该盐对应的含氧酸和氧气，本例中分别是Cu以及H2SO4、O2。电解液复原加入物质为不活泼金属的氧化物(金属价态与原盐中相同)。如电解CuSO4溶液，复原需加入CuO。pH变化情况：溶液pH显著变小。例3、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()ACuSO4 BH2O CCuO DCuSO45H2O【答案】C【解析】 电解CuSO4溶液的方程式为：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4，离开溶液的物质为Cu和O2，其中铜和氧的原子个数比为11，因此需要加入CuO。【变式探究】按如图107所示装置进行实验，并回答下列问题。图107(1)
39、判断装置的名称：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)_g。【历届高考真题】【2012高考】（2012福建）9.将右图所示实验装置的 K 闭合，下列判断正确的是 A.Cu 电极上发生还原反应 B.电子沿 ZnabCu 路径流动 C.片刻后甲池中c(SO42-)增大 D.片刻后可观察到滤纸b点变红色（2012四川）11.一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极
40、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 + H2O D正极上发生的反应为：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-（2012大纲版）11 四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池 ，相连时，外电路电流从流向 ；相连时，为正极，相连时，有气泡逸出 ； 相连时， 的质量减少 ，据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是A B C D 【答案】B【解析】电流
41、从正极流向负极，而负极活泼，则金属活泼性；同理，；H2在正极放出，则；质量减少的一极为负极，则。综上可推得，金属活泼性顺序为，B项正确。【考点定位】原电池原理（2012山东）13.下列与金属腐蚀有关的说法正确的是A图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B图b中，开关由M改置于N时，Cu-Zn合金的腐蚀速率减小C图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大D图d中，Zn - MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的（2012浙江）10以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：下列说法不正确的是A在阴极式，发生的电极反应为：2H2O2e2OHH2B在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙