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1、专题六原电池电解池 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life, there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望考点简析 1. 理解原电池原理，熟记金属活动性顺序， 了解化学腐蚀与电化腐蚀及一般防腐方法。 2. 理解电解的基本原理及应用。 3. 掌握氯碱工业反应原理及铜的电解精炼， 了解电镀铜。 专题点金（一 ）命题焦点： 电化学是氧化还原反应知识的应用它能将物理、生物等学科知识进行综合，并贴近生活、生产实际，为开发新能源提供理论指导，因此在高考试题中占有重要地位。它考查了学生分析问题和解决问题的能力。主要
2、题型有选择题、填空题、简答题、简单的计算题。纵观近几年的理综高考试题，围绕新型电池的命题较多，预计在2005年高考中会继续沿用。（二）应考策略： 1.原电池、电解池是中学电化学基础，高考热点之一，主要以选择题的形式出现。它考查的主要内容有：原电池、电解池的电极名称及电极反应式；根据原电池、电解池的电极变化，判断金属活泼性强弱；判断酸、碱、盐的水溶液在电解时pH的变化趋势；对几种新型电池的电极反应的认识和书写；有关电解产物的判断和计算。2.原电池是利用自发的氧化还原反应把化学能转变成电能的装置，正确理解原电池的工作原理及其形成条件，掌握原电池的应用：一是由电极反应现象确定其电极，从而判断电极金属
3、活动性强弱或分析判断金属腐蚀的快慢；二是由电池反应分析判断新的化学电源的变化；三是必须会书写电极反应式及总反应式。3.通常，在原电池中正负极上的现象为：正极：有气体产生，电极质量不变或增加等；负极：电极不断溶解，质量减少。 由电池反应进行综合分析判断时，解题方法思路是：先分析电池反应有关物质化合价的变化，确定原电池正极和负极，然后根据两极的变化，分析判断其他指定性质的变化。4.电解池是在外加电源的作用下，发生非自发的氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置。电解时，主要掌握水溶液中离子放电的顺序及电极材料（特别是阳极）的影响。（1）阴离子：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子（2）阳离子：A
4、g+Fe3+Cu2+H+（酸）Fe2+ Zn2+ H+（水）Al3+Na+ 注H+（酸）指酸提供的H+， H+（水）指水电离出的H+。 此外，还要注意总结电解规律：（1）电解水型，即强碱、强酸、活泼金属的含氧酸盐的电解，如：NaOH、H2SO4、Na2CO3（2）电解电解质型，即无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐的电解，如：HCl、CuCl2（3）电解电解质和水型，即活泼金属的无氧酸盐、不活泼金属的含氧酸盐的电解，如：NaCl、CuSO4。 解决电解计算等较复杂问题的关键是掌握各电极转移电子数目相同。（三）知识归纳1.原电池 : (1) 装置特点：化学能转化为电能 (2)形成条件 两个活泼性不同的电
5、极(相连) 插入电解质溶液中(发生氧化 还原反应) 形成闭合回路 (3)工作原理 负极 正极 负极：Zn2e-=Zn2 （失电子氧化反应） H2SO4正极：2H2e-=H2（得电子还原反应）(4)应用 化学电源，如干电池、蓄电池、锂电池、燃料电池电化学腐蚀：吸氧腐蚀 负极：Fe-2e-=Fe2 正极:O2+2H2O+4e-=4OH- 阳极阳极 : (1) 活泼电极：Ag以前金属 做阳极,优先失电子，M-ne-=Mn (2) 惰性电极(Pt,C):溶液中阴离子移向阳极，在阳极上放电顺序为:（由易到难）S2-,I-,Br-,Cl-,OH-,含氧酸根离子(NO3-,SO42-)阴极阴极: 溶液中阳离
6、子移向阴极，在阴极上放电顺序为：（由难到易） K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、(H+)、Zn2+、Fe2+、Cu2+、Hg2+ 、 Ag+ 2. 电解原理 阳极 阴极Pt Pt3.电解原理的应用(1)氯碱工业:阳极室阴极室电解原理2222O2H2NaCl:ClHNaOH阻止阴离子和气体通过只允许阳离子通过阳离子交换膜碳钢网阴极金属钛网阳极设备,:冶炼活泼金属)2(2222322)(2)(34)(2ClNaNaClClMgMgClOAlOAl电解熔融电解熔融电解熔融),(:)(:)()3(的浓度不变电镀液中电解后的溶液含镀层金属离子电镀液镀件阴极镀层金属阳极电镀nMnMMnenMnM
7、neM电解精炼铜)4(CueCuFeeFeZnZeZnCueCuAgFeZnAuAg22:22,2,22);,:(),(阴极等含粗铜沉积在阳极泥中比铜活泼性弱的金属如形成离子比铜活泼的金属失电子阳极（四 ）重要考点1. 常见原电池的电极反应(1)一般在原电池中，活泼金属作负极，负极金属失去电子被氧化；不活泼金属或非金属作正极，电子从负极流向正极，电解质溶液中的阳离子移向正极，在正极上得电子被还原。如铜锌原电池(稀H2SO4为电解质)：222:222:)(2:)(2HZnHZnHeHCuZneZnZn总反应正极负极(2)干电池(一般是锌锰电池，NH4Cl为电解质)：2323242:2242: )
8、(2: )(22HNHZnNHZnHNHeNHZneZn总反应碳棒正极锌筒负极(3)铅蓄电池（H2SO4溶液为电解质）：OHPbSOSOHPbOPbOHPbSOeSOHPbOPbOPbSOeSOPbPb2442224224222:224: )(2: )(2424总反应正极负极(4)氢氧燃料电池(以Pt为电极，一极通入氢气一极通入氧气)：(碱性电解质溶液) (酸性电解质溶液) OHOHOHeOHOOHeOHH222222222: 442:4442:总反应正极负极OHOHOHeHOHeH22222222:244:442:总反应正极负极2. 金属腐蚀与防护 (1)金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的
9、气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。无论何种类型腐蚀都是金属失去电子被氧化。金属腐蚀不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应，有弱电流产生主要是吸氧腐蚀化学腐蚀：直接发生化学反应而腐蚀，无电流产生电化学腐蚀(2)钢铁的生锈过程：22222)(222:442:)(2242:)(OHFeOHOFeOHeOHOCFeeFeFe总反应正极负极Fe(OH)2在空气中被氧化：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，Fe(OH)3失水形成铁锈Fe2O3nH2O)。 （3）金属的防护： 品电解池原理保护金属制应用原电池与周围物质隔离在金属表面覆盖保护层如不锈钢改变金属的内部结构制成合金,金
10、属的防护方法 (1) 仅溶质电离出的离子在两极放电，水只起溶剂的作用，溶液的浓度逐渐减小。 如无氧酸(HF除外)和不活泼金属的无氧酸盐溶液。 2HCl H2+Cl2 CuCl2 Cu+Cl2电解电解3. 用惰性电极电解酸、碱、盐水溶液的一般规律。 酸、碱、盐水溶液中除存在溶质的电离外，还存在溶剂水的电离。当用惰性电极电解酸、碱、盐水溶液时，一般出现三种可能的情况：（2）仅H+、OH-在两极放电实际上是电解水，溶质不参与电解反应，仅起增强溶液导电性的作用，溶液的浓度逐渐增大。如含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐溶液。 2H2O 2H2+O2电解（3）溶质电离出的一种离子和水电离出的一种离子分别在两
11、极放电，即溶质和水都参与电解反应，由于水电离出的H+或OH-中的一种在阴极或阳极上放电使水的电离平衡正向移动电解过程中溶液的pH发生明显变化如活泼金属的无氧酸盐、不活泼金属的舍氧酸盐溶液。2NaCl+2H2O + 2CuSO4+2H2O +电解电解 阴极2HNaOH2阳极2Cl阴极Cu2阳极422SO2HO点题剖析【例l】把a、b、c、d四块金属溶入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，b上产生大量气泡，则四种金属的活动性顺序由强到弱的是 Aabcd B. acdb C. cabd Dbdca分
12、析点拨：答案：B分析点拨：由原电池知识可知作为负极的金属活动性比正极金属活动性强。电子活动方向是由负极流向正极，电流方向与电子运动方向相反。可判断ab cd ac db，综合得B正确。 【例2】以铁为阳极，铜为阴极，对足量的NaOH溶液进行电解。一段时间后得到2 mol Fe(OH)3沉淀，此间共消耗水的物质的量为A2mol B 3 mol C 4mol D 5mol 分析点拨：由原电池知识可知作为负极的金属活动性比正极金属活动性强。电子活动方向是由负极流向正极，电流方向与电子运动方向相反。可判断ab cd ac db，综合得B正确。 答案：B 【例3】（2000年理综）熔融盐燃料电池具有高的
13、发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2混合气为阴极助燃气，制得在650下工作的燃料电池，完成有关的电极反应式： 阳极反应式：2CO+2CO32- 4CO2+4e- 阴极反应式: _ 总电池反应式: _ 分析点拨：2COO2=2CO2O22CO24e-= 2CO23分析点拨：原电池的反应原理，就是利用氧化还原反应中有电子的转移，在阳极CO失去电子，且消耗了CO ,在阴极得电子的是O2再与CO2结合生成CO ，故阴极的反应式为O22CO24e-= 2CO 阴阳两极消耗和生成的CO 的量相等，所以总反应式为两极电极反应式之和，为2C
14、OO2=2CO2。23232323考题精练1.(00 全国）钢铁发生电化学腐蚀时，负极发生的反应是A. 2H+2e - H2B.2H2O+O2+4e-4OH-C. Fe-2e - Fe2+D. 4OH-4e-2H2O+O22.(00 全国春招) 100mL浓度为2molL-1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是A.加入适量的6molL-1的盐酸 B.加入数滴氯化铜溶液C.加入适量蒸馏水 D.加入适量的氯化钠溶液CB 3.(00 全国)下列关于实验现象的描述不正确的是A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B.用锌片做阳极，铁片做阴极，电
15、解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌C.把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快 C4. (00 全国春招）用两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时（设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略），电极上析出银的质量大约是 A27mg B54mg C108mg D216mgB5.(02 上海)某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石黑作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒
16、液的主要成分判断正确的是Aa为正极，b为负极；NaClO和NaClBa为负极，b为正极；NaClO和NaCl Ca为阳极，b为阴极；HClO和NaCl Da为阴极，b为阳极；HClO和NaCl a电源 b B6(04湖南)在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如图所示。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成，停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分戏踊层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答：(1)阳极上的电极反应式为 。(2)阴极上的电极反应式为 。(3)原上层液体是 。(4)原下层液体是 。(5)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是(6)要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是 ，现象是 。搅棒石墨电极石墨电极答案：(1)2I- - 2e- = I2(2)2H+ + 2e- = H2(3)KI(或NaI等)水溶液(4)CCl4(或CHCl3等)(5)I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，所以绝大部分I2都转移到CCl4中(6)焰色反应 透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色