电化学基础精选文档.ppt

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1、电化学基础本讲稿第一页，共四十七页电电化化学学知知识识是是历历年年高高考考的的重重要要内内容容，主主要要考考点点有有：原原电电池池、电电解解池池的的电电极极判判断断及及电电极极反反应应式式的的书书写写；根根据据原原电电池池、电电解解池池的的电电极极变变化化判判断断金金属属活活动动性性强强弱弱；根根据据电电解解时时电电极极变变化化判判断断电电极极材材料料或或电电解解质质种种类类；新新型型电电池池的的电电极极反反应应及及应应用用；有有关关电电解解产产物物的的判判断断和和计计算算。其其中中原原电电池池的的工工作作原原理理、电电解解产产物物判判断断与与计计算算是是高高考考命命题题的的热热点点。试试题题

2、主主要要涉涉及及电电极极反反应应、溶溶液液的的pHpH变变化化、金金属属活活动动性性判判断断、相相关关定定量量计计算算等等；主主要要题题型型有选择题、简答题、综合分析计算题等。有选择题、简答题、综合分析计算题等。本讲稿第二页，共四十七页在在高高考考中中，电电化化学学基基础础知知识识出出现现的的频频率率很很高高，分分析析其其中中的的原原因因，一一是是这这部部分分知知识识在在实实际际生生活活、工工业业生生产产中中有有极极为为重重要要的的地地位位和和作作用用；二二是是这这部部分分知知识识的的综综合合程程度度非非常常高高，除除了了有有机机化化学学以以外外，涉涉及及到到高高中中化化学学中中基基本本概概念

3、念、基基本本理理论论、元元素素化化合合物物知知识识、化化学学计计算算、化化学学实实验验等等各各个个板板块块的的知知识识，对对考考生生的的知知识识、能能力力要要求求极极高高。展展望望今今后后命命题题会会继继续续在在上上述述几几方方面面进进行行，同同时时也也会会出出现现涉涉及及新新能能源源、环环境境保保护护、工工业业生生产产等等热热点点问问题题，及及利利用用电电解解原原理理实实现现用用通通常常方法难以制备的物质等方面的内容。方法难以制备的物质等方面的内容。本讲稿第三页，共四十七页原原电电池池和和电电解解池池的的实实质质是是在在电电极极上上发发生生的的氧氧化化还还原原反反应应，是是氧氧化化还还原原反

4、反应应的的进进一一步步延延伸伸和和深深化化。在在这这部部分分知知识识中中，既既有有化化学学实实验验验验证证，又又有有理理论论分分析析推推理理过过程程。由由于于电电化化学学常常常常涉涉及及物物理理学学中中的的串串联联电电路路、并并联联电电路路以以及及相相关关物物理理量量如如电电流流、电电压压、电电阻阻、时时间间、电电荷荷量量等等，还还要要求求学学生生具具备备一一定定的的物物理理知知识识基基础础。毫毫不不夸夸张张地地说说，能能否否掌掌握握好好电电化化学学的的知知识识，可可以以充充分分反反映映出出考考生生在在化化学学学学科科、甚甚至至是是自自然然科科学学领领域域知知识识水水平平和能力的高低。和能力的

5、高低。本讲稿第四页，共四十七页高考中对于电化学的具体要求如下：了解原电池和电解池的工作原理。能够结合氧化还原、离子反应以及相应的元素化合能够结合氧化还原、离子反应以及相应的元素化合物知识，准确判断电极上发生的化学反应，并能写出电极物知识，准确判断电极上发生的化学反应，并能写出电极反应和电池反应方程式。反应和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。了解常见化学电源的种类及其工作原理。了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业等反应原理。理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。本讲稿第五页，共四十七页热点一 对日常生活中使用的充电电池进行分析1 1、化学电源在日常生活和

6、工业生产中有广泛的用途，因、化学电源在日常生活和工业生产中有广泛的用途，因此在高考中越来越多地考查有关原电池的知识，主要集中在运此在高考中越来越多地考查有关原电池的知识，主要集中在运用原电池的原理分析生活中的电池（特别是新型电池、燃料电用原电池的原理分析生活中的电池（特别是新型电池、燃料电池）。基本思路：池）。基本思路：根据原电池原理、元素化合价变化判断电极根据原电池原理、元素化合价变化判断电极根据题目要求书写原电池反应的总方程式，并且写出某根据题目要求书写原电池反应的总方程式，并且写出某一个电极的电极反应式。在书写电极反应式和总方程式时必须一个电极的电极反应式。在书写电极反应式和总方程式时必

7、须注意，除了考虑氧化还原过程（电子转移）外，还必须考虑溶注意，除了考虑氧化还原过程（电子转移）外，还必须考虑溶液中的溶质参与反应（离子反应）。液中的溶质参与反应（离子反应）。用电池反应的总方程式和已经写出的电极反应式用电池反应的总方程式和已经写出的电极反应式“减去减去”另一另一个电极的电极反应式。个电极的电极反应式。本讲稿第六页，共四十七页规规规规律律律律：先先写写出出自自己己比比较较熟熟悉悉的的那那个个电电极极反反应应式式，然然后后根根据据条条件件书书写写总总方方程程式式，最最后后用用总总方方程程式式“减减去去”已已经经写写出出的的电电极极反应式，就可以得到另外一个不常见的电极反应式。反应式

8、，就可以得到另外一个不常见的电极反应式。例如：甲烷燃料电池，电解质溶液：强碱（KOH）溶溶液液 首首 先先 写写 出出O2所所 在在 电电 极极正正 极极 的的 反反 应应 式式：2O2O2+8e+8e+4H+4H2O=8OH；然然后后写写出出总总方方程程式式：CHCH4 4+2O+2O2 2+2OH+2OH=CO=CO3 32 2+3H+3H2 2OO（由由于于溶溶液液中中存存在在大大量量OHOH，因因此此不不能能生生成成CO2 2）最后得到负极的反应式：CH48e+10OH+10OH=CO3 32+7H+7H2O 本讲稿第七页，共四十七页原原 电电 池池电电 解解 池池装置装置本质本质两极

9、发生氧化还原反应，两极发生氧化还原反应，产生电流，将化学能转产生电流，将化学能转化为电能。化为电能。在直流电作用下，两极上发生氧在直流电作用下，两极上发生氧化还原反应，把电能转化为化学化还原反应，把电能转化为化学能。能。电子电子流动流动方向方向电子由负极流向正极。电子由负极流向正极。电子由直流电源的负极流出，经电子由直流电源的负极流出，经过导线到达电解池的阴极，然后过导线到达电解池的阴极，然后由离子通过电解液到达阳极，离由离子通过电解液到达阳极，离子在阳极失去电子，电子再回到子在阳极失去电子，电子再回到直流电源的正极。直流电源的正极。电极电极上的上的反应反应负极：还原剂失去电子，负极：还原剂失

10、去电子，发生氧化反应。发生氧化反应。正极：氧化剂得到电子，正极：氧化剂得到电子，发生还原反应。发生还原反应。阳极：发生氧化反应。若是惰性阳极：发生氧化反应。若是惰性电极，溶液中阴离子失电子；若电极，溶液中阴离子失电子；若是活性电极阳极本身失电子。是活性电极阳极本身失电子。阴极：发生还原反应。阴极本身阴极：发生还原反应。阴极本身仅起传递电子作用，溶液中阳离仅起传递电子作用，溶液中阳离子得电子发生还原反应。子得电子发生还原反应。本讲稿第八页，共四十七页例1（0808高高考考）电电池池是是人人类类生生产产和和生生活活中中的的重重要要能能量量来来源源，各各式式各各样样电电池池的的发发展展是是化化学学对

11、对人人类类的的一一项项重重大大贡贡献献。下列有关电池的叙述正确的是（下列有关电池的叙述正确的是（）A锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C C氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D D太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 解析：选项A中ZnMn干干电电池池作作负负极极的的是是Zn，石墨作电池的正极，只起导电的作用，被腐蚀的是Zn；选项B B中中氢氢氧氧燃燃料料电电池池是是把把化化学学能能直直接接转转化化为为电电能能，而而不不是是把把热热能能直直接接转转化化为为电电能能；太太阳阳能能电电池池的的主主

12、要要材材料料是是高高纯纯度度的的单单晶晶硅，它的能量转化高。硅，它的能量转化高。C本讲稿第九页，共四十七页例例2 2（0808高高考考）LiFePOLiFePO4 4电电池池具具有有稳稳定定性性高高、安安全全、对对环环境境友友好好等等优优点，可用于电动汽车。电池反应为：点，可用于电动汽车。电池反应为：FePOFePO4 4+Li+Li LiFePOLiFePO4 4，电电池池的的正正极极材材料料是是LiFePOLiFePO4 4，负负极极材材料料是是石石墨墨，含含Li+Li+导导电电固固体体为为电电解解质质。下下列列有有关关LiFePOLiFePO4 4电电池池说说法法正正确的是（确的是（）A

13、 A可加入硫酸以提高电解质的导电性可加入硫酸以提高电解质的导电性B B放电时电池内部放电时电池内部LiLi向负极移动向负极移动.C C充电过程中，电池正极材料的质量减少充电过程中，电池正极材料的质量减少D D放电时电池正极反应为：放电时电池正极反应为：FePOFePO4 4+Li+Li+e+e =LiFePO=LiFePO4 4解解 析析：放放 电电 时时，负负 极极：LiLie e=Li=Li+，正正 极极：FePOFePO4 4+Li+Li+e+e=LiFePOLiFePO4 4；充充电电时时，阳阳极极：LiFePOLiFePO4 4e e=FePO=FePO4 4+Li+Li+，阴阴极极

14、：LiLi+e+e=Li=Li，所所以以C.DC.D正正确确。若若加加入入硫硫酸酸，与与LiLi单单质质（固固体体）发发生生反反应应，所所以以A A错错；放放电电时时，LiLi+（正正电电荷荷）应应在在电电池池内内部部（电电解解质质中中）向向正正极移动，故极移动，故B B错。错。CD放电放电充电充电本讲稿第十页，共四十七页例3（08高考）镍镉高考）镍镉（Ni-CdNi-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2NiOOH+2H2 2O Cd(OH)O Cd(OH)2+2Ni(OH)+2Ni(OH)2 2有关该电池的说法正确的是

15、（）A充电时阳极反应：充电时阳极反应：Ni(OH)2 2 e+OH+OH =NiOOH+H=NiOOH+H2OOB充电过程是化学能转化为电能的过程充电过程是化学能转化为电能的过程C C放电时负极附近溶液的碱性不变D放电时电解质溶液中的OH OH 向正极移动向正极移动 放电放电 充电充电本讲稿第十一页，共四十七页解解析析：由由充充电电时时方方程程式式中中的的CdCd和和NiNi的的化化合合价价的的变变化化可可知知，Ni(OH)Ni(OH)2作阳极，电解质溶液为KOH，所所以以电电极极反反应应式式为为：Ni(OH)Ni(OH)2 2e e+OH =NiOOH+H=NiOOH+H2O；Cd(OH)2

16、作阴极，Cd(OH)Cd(OH)2 2+2e=Cd+2OH；充电的过程是将电能转化为化学能。放放电电时时，Cd作作负负极极，Cd2e+2OH+2OH =Cd(OH)2，CdCd周周围的围的c c(OH(OH)下降，OH向负极移动。本讲稿第十二页，共四十七页例3（08高考）镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2NiOOH+2H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2有关该电池的说法正确的是（）A充电时阳极反应：Ni(OH)2 e+OH=NiOOH+H2OB充电过程是化学能转化为电能的过程C放电时负极附近溶液的碱性不

17、变D放电时电解质溶液中的OH向正极移动A放电放电充电充电本讲稿第十三页，共四十七页例4（09高考）市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料（碳作为金属锂的载体），电解质为一种能传导Li+的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：下列说法不正确的是（）A放电时，负极的电极反应式：Lie=Li+B充电时，Li0.85NiO2既发生氧化反应又发生还原反应C该电池不能用水溶液作为电解质D放电过程中Li+向负极移动D本讲稿第十四页，共四十七页例例5 5（0909高考）高考）Li-SOClLi-SOCl2 2电池可用于心脏起搏器。该电池的电电池可用于心

18、脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlClLiAlCl4 4SOClSOCl2 2。电池的总反应。电池的总反应可表示为：可表示为：4Li+2SOCl4Li+2SOCl2 2=4LiCl+S+SO=4LiCl+S+SO2 2。请回答下列问题：请回答下列问题：（1 1）电池的负极材料为）电池的负极材料为，发生的电极反应为，发生的电极反应为；（2 2）电池正极发生的电极反应为）电池正极发生的电极反应为；（3 3）SOClSOCl2 2易挥发，实验室中常用易挥发，实验室中常用NaOHNaOH溶液吸收溶液吸收SOClSOCl2 2，有，有NaNa2 2SOS

19、O3 3和和NaClNaCl生成。生成。如果把少量水滴到如果把少量水滴到SOClSOCl2 2中，实验现象是中，实验现象是 ，反，反应的化学方程式为应的化学方程式为 ；（4 4）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是）组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行，原因是_。锂Lie=Li+2SOCl2+4e=4Cl+S+SO2出现白雾，有刺激性气体生成SOCl2+H2O=SO2+2HCl锂是活泼金属，易与H2O、O2反应；SOCl2也可与水反应 本讲稿第十五页，共四十七页2 2、燃燃料料电电池池是是目目前前研研究究的的热热点点，在在工工业业生生产产中中有有着着巨巨大大的的应应用用前前景景。燃

20、燃料料电电池池与与传传统统的的原原电电池池不不同同，利利用用某某些些金金属属材材料料对对气气体体的的良良好好吸吸附附性性能能，使使气气体体在在金金属属电电极极表表面面发发生生氧氧化化还还原原反反应应。燃燃料料电电池池使使用用的的原原料料非非常常容容易易得得到到，但但是是相相对对于于传传统统电电池池而而言言，维维护护成成本本较较高高，使使用用时时还还涉涉及及到到安安全全问问题题。解解答答燃燃料料电电池池有有关关的的问问题题时时，要要求求考考生生深入理解原电池的形成条件：深入理解原电池的形成条件：（1 1）还还原原剂剂与与氧氧化化剂剂在在两两个个不不同同的的电电极极上上发发生生反反应应（在在反反应

21、应中中，还还原原剂剂与与氧氧化化剂剂的的粒粒子子不不是是通通过过直直接接的的有有效效碰碰撞撞而而发发生生反反应应，否否则则无无法法形形成成电流）电流）（2 2）形形成成闭闭合合回回路路，两两个个电电极极之之间间通通过过导导线线相相连连（或或直直接接接接触触）。电电池池内内部部，两两电电极极之之间间应应填填充充导导电电介介质质（通通常常是是用用电电解解液液，但但某某些些电池中因电极与水剧烈反应而不能使用水溶液）。电池中因电极与水剧烈反应而不能使用水溶液）。本讲稿第十六页，共四十七页例例6 6（0808高高考考）用用铜铜片片、银银片片、Cu(NOCu(NO3 3)2 2溶溶液液、AgNOAgNO3

22、 3溶溶液液、导导线线和和盐盐桥桥（装装有有琼琼脂脂KNOKNO3 3的的U U型型管管）构构成成一一个个原原电电池池。以以下下有有关该原电池的叙述正确的是（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在外电路中，电流由铜电极流向银电极 正极反应为：正极反应为：AgAg+e+e=Ag=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将将铜铜片片浸浸入入AgNOAgNO3 3溶溶液液中中发发生生的的化化学学反反应应与与该该原原电电池池反反应应相相同同A AB BC CD D解解析析：CuCu作作负负极极，AgAg作作正正极极。负负极极：Cu Cu 2

23、e2e=Cu=Cu2+2+；正正极极：AgAg+e e=Ag=Ag。在在外外电电路路中中，电电子子由由CuCu电电极极流流向向AgAg电电极极，而而电电流流方方向向与与电电子子流流向向相相反反，所所以以错错。没没有有盐盐桥桥，原原电电池池不不能能继继续续工工作作，错错。无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，无论是否为原电池，反应实质相同，均为氧化还原反应，对。对。C本讲稿第十七页，共四十七页例7（09高考）控制适合的条件，将反应2Fe3+2I=2Fe2+I2设计成如右图所示的原电池。下列判断不正确的是（）DKIKI溶液溶液石墨石墨FeCl3溶液 盐桥 石墨石墨 灵敏电流计灵敏电流计

24、甲甲乙乙A反应开始时，乙中石墨电反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应极上发生氧化反应B B反应开始时，甲中石墨电极上FeFe3+3+被还原被还原C电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态D电流计读数为零后，在甲中电流计读数为零后，在甲中溶入溶入FeCl2固定，乙中石墨电极为负极本讲稿第十八页，共四十七页例8（08高考）一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是（）A ACH3 3OH(g)+O2(g)=H(g)=H2O(l)+CO2(g)+2H(g)+2H+(aq)+2eBOO2(g)+4H+(aq)+4e(aq)+4e=2H2 2O(l)

25、O(l)C CCHCH3OH(g)+H2 2O(l)=COO(l)=CO2(g)+6H(g)+6H+(aq)+6e(aq)+6eDO2 2(g)+2H2 2O(l)+4e=4OH解析：甲醇与氧气反应的化学方程式为：2CH3OH3O22CO24H2O，所以在负极上甲醇失去电子而放电，在该极上的电极反应式为：CH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+6H+(aq)+6e。C本讲稿第十九页，共四十七页例例9（0909高考）以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示高考）以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是（意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是（）BA该电池能够在

26、高温下工作B电池的负极反应为：C C6H1212O6+6H2O24e24e=6CO=6CO2 2+24H+C放电过程中，H+从正极区向负极区迁移D D在电池反应中，每消耗在电池反应中，每消耗1mol1mol氧氧气，理论上能生成标准状况下气体气，理论上能生成标准状况下气体（22.4/6）L本讲稿第二十页，共四十七页例例1010（0909高高考考）氢氢氧氧燃燃料料电电池池是是符符合合绿绿色色化化学学理理念念的的新新型型发发电电装装置置。下下图图为为电电池池示示意意图图，该该电电池池电电极极表表面面镀镀一一层层细细小小的的铂铂粉粉，铂铂吸吸附附气气体体的的能能力强，性质稳定，请回答：力强，性质稳定，

27、请回答：（1 1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 _ _，在在导导线线中中电子流动方向为电子流动方向为（用（用a a、b b 表示）。表示）。（2 2）负极反应式为：）负极反应式为：_。（3 3）电极表面镀铂粉的原因为：）电极表面镀铂粉的原因为：_ _ _。由化学能转变为电能由a到b2H2+4OH4e=4H2O 或或 H2+2OH2e=2H2O增大电极单位面积吸附H2、O2分子数，加快电极反应速率本讲稿第二十一页，共四十七页由由生生成成的的LiHLiH与与HH2 2OO作作用用，放放出出的的HH2 2用用作作电电池池燃燃料料，若若能能量量转转化化率率为为80

28、80，则则导导线线中通过电子的物质的量为中通过电子的物质的量为_ _molmol。（4 4）该该电电池池工工作作时时，HH2 2和和OO2 2连连续续由由外外部部供供给给，电电池池可可连连续续不不断断提提供供电电能能。因因此此，大大量量安安全全储储氢氢是是关关键键技技术术之之一一。金金属属锂锂是是一一种种重重要要的的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：储氢材料，吸氢和放氢原理如下：2Li+H2Li+H2 2 2LiH 2LiHLiH+HLiH+H2 2O=LiOH+HO=LiOH+H2 2 反应反应中的还原剂中的还原剂，反应，反应中的氧化剂是中的氧化剂是 。已已知知LiHLiH固固体体密密度度为为0

29、.82g/cm0.82g/cm3 3。用用锂锂吸吸收收224L224L（标标准准状状况况）HH2 2，生成的，生成的LiHLiH体积与被吸收的体积与被吸收的HH2 2体积比：体积比：。LiH2O1/1148或或8.7110432A H2 O2 abKOH溶液溶液本讲稿第二十二页，共四十七页例例1111X X、Y Y、Z Z、W为为按按原原子子序序数数由由小小到到大大排排列列的的四四种种短短周周期期元元素素。已已知知：X X可分别与Y、WW形形成成X X2Y Y，X X2Y2、XW等等共共价价化化合合物物；Z Z可可分分别别与与Y Y、WW形成Z2Y、Z Z2 2Y2 2、ZWZW等离子化合物。

30、请回答：请回答：（1）Z2 2Y Y的化学式是。（2 2）Z Z2Y Y2 2与与X2Y反应的化学方程式是 。Na2O2Na2O22H2O4NaOHO2本讲稿第二十三页，共四十七页（3 3）如如图图所所示示装装置置，两两玻玻璃璃管管中中盛盛满满滴滴有有酚酚酞酞溶溶液液的的ZWZW饱饱和和溶液，溶液，C C（I I）、）、）、）、C C（IIII）为多孔石墨电极。为多孔石墨电极。接接通通S S1 1后后，C C（I I）附附近近溶溶液液变变红红，两两玻玻璃璃管管中中有有气气体体生生成成。一一段段时时间间后后（两两玻玻璃璃管管中中液液面面未未脱脱离离电电极极），断断开开S S1 1，接接通通S S

31、2 2，电电流流表表的指针发生偏转。此时：的指针发生偏转。此时：负极Cl22e2ClCuH2O22HCu22H2OC（I）C（II）直流电源AS1S2ZW饱和饱和溶液溶液C C（I I）的电极名称是的电极名称是（填写正极或负（填写正极或负极）；极）；C C（IIII）的电极反应式是的电极反应式是_。（4 4）铜屑放入稀硫酸不发生反应，若）铜屑放入稀硫酸不发生反应，若在稀硫酸中加入在稀硫酸中加入X X2 2Y Y2 2，铜屑可逐渐溶解，铜屑可逐渐溶解，该反应的离子方程式是该反应的离子方程式是_。本讲稿第二十四页，共四十七页热点二 电解的知识与实验和计算相结合1、电解池中的物质在电流的作用下发生氧

32、化还原反应，在工业上广泛应用于金属的冶炼、物质的制备、污水处理等领域。在近年的高考中，很少单纯地考查电解的原理，往往结合化学实验或计算，主要目的在于考查考生是否真正掌握了电解池中的反应原理，能否运用所学过的知识分析、解决实际问题。本讲稿第二十五页，共四十七页直流电源ab例例1212（0808高高考考）取取一一张张用用饱饱和和的的NaClNaCl溶溶液液浸浸湿湿的的pHpH试试纸纸，两两根根铅铅笔笔芯芯作作电电极极，接接通通直直流流电电源源，一一段段时时间间后后，发发现现a a电电极极与与试试纸纸接接触触处处出出现现一一个个双双色色同同心心圆圆，内内圈圈为为白白色色，外外圈圈呈呈浅浅红红色色。则

33、则下下列列说说法法错误的是（错误的是（）A Ab b电极是阴极电极是阴极B Ba a电极与电源的正极相连电极与电源的正极相连C C电解过程中水是氧化剂电解过程中水是氧化剂D Db b电极附近溶液的电极附近溶液的pHpH变小变小解解析析：本本题题选选自自课课本本中中电电解解氯氯化化钠钠溶溶液液的的演演示示实实验验，a a电电极极与与试试纸纸接接触触处处出出现现一一个个双双色色同同心心圆圆，内内圈圈为为白白色色，外外圈圈呈呈浅浅红红色色，说说明明a a极极负负极极产产生生了了ClCl2 2，所所以以a a极极与与电电源源的的正正极极相相连连，即即a a为为阳阳极极，电电极极反反应应式式为为：2Cl

34、2Cl 2e2e=Cl=Cl2 2，b b为为阴阴极极，2H2H2 2OO4e4e =H=H2 2 2OH2OH，所以所以b b极附近的极附近的pHpH增大。增大。D本讲稿第二十六页，共四十七页例例1313（0707高高考考）某某课课外外小小组组对对一一些些金金属属单单质质和和化化合合物物的的性性质质进进行研究。行研究。（1 1）下表为）下表为“铝与氯化铜溶液反应铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分：实验报告的一部分：实验步骤实验步骤实验现象实验现象将打磨过的铝片（过将打磨过的铝片（过量）放入一定浓度的量）放入一定浓度的CuClCuCl2 2溶液中。溶液中。产生气泡，析出疏松的红色固体，产生气

35、泡，析出疏松的红色固体，溶液逐渐变为无色。溶液逐渐变为无色。反应结束后分离出溶反应结束后分离出溶液备用液备用红色固体用蒸馏水洗红色固体用蒸馏水洗涤后，置于潮湿空气涤后，置于潮湿空气中。中。一段时间后固体由红色变为绿色一段时间后固体由红色变为绿色 视视其主要成分为其主要成分为CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3 本讲稿第二十七页，共四十七页按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个（是离子反应的只写离子方程式）置换反应 ；化合反应。（2）用用石石墨墨作作电电极极，电电解解上上述述实实验验分分离离出出的的溶溶液液，两两极极产产生生气气泡泡。持持续续电电解解，在在阴阴极极附附近近的

36、的溶溶液液中中还还可可以以观观察察到到的现象是的现象是 。解释此现象的离子方程式是解释此现象的离子方程式是 。2Al+6H+=2Al3+3H2或或2Al+3Cu2+=2Al3+3Cu2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3白色沉淀生成,后沉淀逐渐溶解至消失Al3+3OH=Al(OH)3；Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O本讲稿第二十八页，共四十七页例例1414（09高考）下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 100g 5.00%5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4 4溶液和100g 10.00%的的K2 2SO4 4溶液，电极均为石墨电极。直流电源直流

37、电源甲甲 乙乙 丙丙 a b c d e f M N 本讲稿第二十九页，共四十七页（1 1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中）接通电源，经过一段时间后，测得丙中KK2 2SOSO4 4浓度为浓度为10.47%10.47%，乙中，乙中c c电极质量增加。据此回答问题：电极质量增加。据此回答问题：电源的电源的N N端为端为极；极；电极电极b b上发生的电极反应为上发生的电极反应为_；列式计算电极列式计算电极b b上生成的气体在标准状态下的体积：上生成的气体在标准状态下的体积：_；电极电极c c的质量变化是的质量变化是g g；电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其电解前后各溶液的酸、碱性

38、大小是否发生变化，简述其原因：原因：甲溶液甲溶液；乙溶液乙溶液；丙溶液丙溶液 _。（2 2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？。正4OH4e=2H2O+O22.8L16甲增大，因为相当于电解水乙减小，OH放电，H+增多丙不变，相当于电解水 可以，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应本讲稿第三十页，共四十七页解解析析：（1 1）乙乙中中C C电电极极质质量量增增加加，则则c c处处发发生生的的反反应应为为：CuCu2+2+2e+2e=Cu=Cu，即即C C处处为为阴阴极极，由由此此可可推

39、推出出b b为为阳阳极极，a a为为阴阴极极，MM为为负负极极，N N为为正正极极。丙丙中中为为KK2 2SOSO4 4，相相当当于于电电解解水水，设设电电解解的的水水的的质质量量为为xgxg。由由电电解解前前后后溶溶质质质质量量相相等等有有：10010%=(100-x)10.47%10010%=(100-x)10.47%，得得x=4.5gx=4.5g，故故为为0.25mol0.25mol。由由方方程程式式2 2HH2 2+O+O2 2=2H=2H2 2OO可可知知，生生成成2mol 2mol HH2 2OO，转转移移4mol4mol电电子子，所所以以整整个个反反应应中中转转化化0.5mol0

40、.5mol电电子子，而而整整个个电电路路是是串串联联的的，故故每每个个烧烧杯杯中中的的电电极极上上转转移移电电子子数数是是相相等等的的。甲甲中中为为NaOHNaOH，相相当当于于电电解解HH2 2OO，阳阳极极b b处处为为阴阴离离子子OHOH放放电电，即即4OH4OH4e4e=2H=2H2 2O+OO+O2 2。转转 移移0.5mol0.5mol电电 子子，则则 生生 成成OO2 2为为0.5/4=0.125mol0.5/4=0.125mol，标标况况下下的的体体积积为为0.12522.4=2.8L0.12522.4=2.8L。CuCu2 2+2e+2e=Cu=Cu，转转移移0.5mol0.

41、5mol电电子子，则则生生成成的的mm(Cu)=0.5/264(Cu)=0.5/264=16g=16g。甲甲中中相相当当于于电电解解水水，故故NaOHNaOH的的浓浓度度增增大大，pHpH变变大大。乙乙中中阴阴极极为为CuCu2+2+放放电电，阳阳极极为为OHOH放放电电，所所以以HH+增增多多，故故pHpH减减小小。丙丙中中为为电电解解水水，对对于于KK2 2SOSO4 4而而言言，其其pHpH几几乎乎不不变变。（2 2）铜全部析出，可以继续电解）铜全部析出，可以继续电解HH2 2SOSO4 4，有电解液即可电解。，有电解液即可电解。本讲稿第三十一页，共四十七页2 2、电解原理在工业生产上有

42、重要的应用，在工业生产中，电解前首先需要对原料进行提纯，必然会考查到离子反应与实验设计；工业生产追求的是经济效益，会与计算发生关系；而现代工业“可持续发展”的方向，必然要求能够对现有的工业生产原理进行评价、改进，还会与环境保护进行结合；工业生产中有关电解精炼、电镀的相关生产涉及到非惰性电极的使用。因此在高考中，一旦出现涉及工业生产的题目，其综合程度远远超过其它题目。本讲稿第三十二页，共四十七页例例15（07高高考考）某某同同学学按按下下图图所所示示的的装装置置进进行行电电解解实实验。下列说法正确的是（验。下列说法正确的是（）BCA A电解过程中，铜电极上有H2产生产生B电解初期，主反应方程式为

43、：电解初期，主反应方程式为：Cu+HCu+H2 2SO4 CuSO4 4+H+H2 2C电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D整个电解过程中，整个电解过程中，H的浓度不断增大石墨 Cu 稀H2SO4 电解电解本讲稿第三十三页，共四十七页例例1616（0909高考）请回答氯碱工业的如下问题：高考）请回答氯碱工业的如下问题：（1 1）氯氯气气、烧烧碱碱是是电电解解食食盐盐水水时时按按照照固固定定的的比比率率k k（质质量量比比）生生成成的的产品。理论上产品。理论上k k_ （要求计算表达式和结果）（要求计算表达式和结果）;（2 2）原原料料粗粗盐盐中中常常含含有有泥泥沙沙和和CaCa2 2、MgMg

44、2 2、FeFe3 3、SOSO4 42 2等等杂杂质质，必必须须精精制制后后才才能能供供电电解解使使用用。精精制制时时，粗粗盐盐溶溶于于水水过过滤滤后后，还还要要加加入入的的试试剂剂分分别别为为NaNa2 2COCO3 3、HClHCl（盐盐酸酸）BaClBaCl2 2，这这3 3种种试试剂剂添添加加的的合理顺序是合理顺序是_（填序号）（填序号）（3 3）氯氯碱碱工工业业是是高高耗耗能能产产业业，一一种种将将电电解解池池与与燃燃料料电电池池相相组组合合的的新新工工艺艺可可以以节节（电电）能能3030以以上上。在在这这种种工工艺艺设设计计中中，相相关关物物料料的的传传输输与与转转化化关关系系如

45、如下下图图所所示示，其其中中的的电电极极未未标标出出，所所用用的的离离子子膜膜都都只只允允许许阳离子通过。阳离子通过。M(Cl2)/2M(NaOH)=71/80=1:1.13或或0.89本讲稿第三十四页，共四十七页图中X、Y分别是 、（填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数a与b的大小 ；分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：；负极：；这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处）。Cl2H2a小于bO2+4e+2H2O4OHH22e+2OH2H2O燃料电池可以补充电解池消耗的电能；提高产出碱液的浓度；降低能耗本讲稿第三十五页，共四十七页例例1717（0909高高考考）新新型型

46、锂锂离离子子电电池池在在新新能能源源的的开开发发中中占占有有重重要要地地位位。可可用用作作节节能能环环保保电电动动汽汽车车的的动动力力电电池池。磷磷酸酸亚亚铁铁锂锂（LiFePOLiFePO4 4）是是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：方方法法一一：将将碳碳酸酸锂锂、乙乙酸酸亚亚铁铁(CH(CH3 3COO)COO)2 2FeFe、磷磷酸酸二二氢氢铵铵按按一一定定比比例例混混合合、充充分分研研磨磨后后，在在800800左左右右、惰惰性性气气体体氛氛围围中中煅煅烧烧制制得得晶晶态态磷磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其它产物均以气体逸出。酸

47、亚铁锂，同时生成的乙酸及其它产物均以气体逸出。方方法法二二：将将一一定定浓浓度度的的磷磷酸酸二二氢氢铵铵、氯氯化化锂锂混混合合溶溶液液作作为为电电解解液液，以以铁铁棒棒为为阳阳极极，石石墨墨为为阴阴极极，电电解解析析出出磷磷酸酸亚亚铁铁锂锂沉沉淀淀。沉沉淀淀经经过过滤滤、洗洗涤涤、干干燥燥，在在800800左左右右、惰惰性性气气体体氛氛围围中中煅煅烧烧制制得得晶晶态态磷磷酸亚铁锂。酸亚铁锂。在在锂锂离离子子电电池池中中，需需要要一一种种有有机机聚聚合合物物作作为为正正负负极极之之间间锂锂离离子子转转移移的的介介质质，该有机聚合物的单体之一（用该有机聚合物的单体之一（用MM表示）的结构简式如下：

48、表示）的结构简式如下：本讲稿第三十六页，共四十七页请回答下列问题：请回答下列问题：（1 1）上上述述两两种种方方法法制制备备磷磷酸酸亚亚铁铁锂锂的的过过程程都都必必须须在在惰惰性性气气体体氛氛围围中进行。其原因是中进行。其原因是 。（2 2）在在方方法法一一所所发发生生的的反反应应中中，除除生生成成磷磷酸酸亚亚铁铁锂锂、乙乙酸酸外外，还还有有、（填化学式）生成。（填化学式）生成。（3 3）在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为：）在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为：。为了防止亚铁化合物被氧化CO2H2ONH3Fe+H2PO4+Li+2e=LiFePO4+2H+本讲稿第三十七页，

49、共四十七页（4）写出M与足量氧化钠溶液反应的化学方程式：。（5）已知该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为：FePO4+Li+e=LiFePO4 本讲稿第三十八页，共四十七页例18（08高考）食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。（1）粗食盐常含有少量K+、Ca2+2+、MgMg2+、Fe3+3+、SO42等杂质离子，实验室提纯NaClNaCl的流程如下：的流程如下：水水粗食盐溶液I沉淀滤液加热溶液a过滤过滤盐酸晶体洗涤（除去K+），烘干纯NaCl调pH=45溶液II蒸发浓缩糊状物冷却过滤本讲稿第三十九页，共四十七页欲除去溶液I中中的的Ca

50、Ca2+、Mg2+2+、Fe3+、SOSO4 42离离子子，选选出出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为 （只填化学式）。洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，选选用用的的试试剂剂为为_。（2 2）用提纯的NaCl配制500 500 mL mL 4.00 4.00 molLmolL-1NaCl溶溶液液，所用仪器除药匙、玻璃棒外还有所用仪器除药匙、玻璃棒外还有 （填仪器名称）。（填仪器名称）。BaCl2、NaOH、Na2CO375乙醇天平、烧杯、500 mL容量瓶、胶头滴管提供的试剂：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化