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1、电化学专题知识复习电化学专题知识复习主讲：王无限【考纲要求考纲要求】1、理解原电池原理。初步了解化学电源。、理解原电池原理。初步了解化学电源。2、理解电解原理。了解铜的电解精炼、镀铜、理解电解原理。了解铜的电解精炼、镀铜、氯氯 碱工业反应原理。碱工业反应原理。3、熟记金属活动顺序表和离子放电顺序。、熟记金属活动顺序表和离子放电顺序。【复习重点复习重点】原电池、电解池工作原理及有关计算。原电池、电解池工作原理及有关计算。原原电电池池电电解池解池电镀电镀池池定定义义化学能化学能转变转变成成电电能的能的装置。装置。将将电电能能转变转变成化学能成化学能的装置。的装置。应应用用电电解原理在某些金属解原理
2、在某些金属表面表面镀镀上一上一层层其它金属的其它金属的装置。装置。形成形成条件条件活活动动性不同两性不同两电电极极电电解解质质溶液溶液形成形成闭闭合回路合回路两两电电极接直流极接直流电电源源电电极插人极插人电电解解质质溶溶液液形成形成闭闭合回路合回路镀层镀层金属接金属接电电源正极，源正极，待待镀镀金属接金属接电电源源负负极极电镀电镀液液须须含有含有镀层镀层金属金属的离子的离子电电极极名称名称负负极：极：较较活活泼泼金属；金属；正极：正极：较较不活不活泼泼金属金属(或能或能导电导电的非金属等的非金属等)阳极：阳极：电电源正极相源正极相连连阴极：阴极：电电源源负负极相极相连连阳极：阳极：镀层镀层金
3、属；金属；阴极：阴极：镀镀件件电电极极反反应应负极：氧化反应负极：氧化反应正极：正极：还还原反原反应应阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：阴极：还还原反原反应应阳极：氧化反应阳极：氧化反应阴极：还原反应阴极：还原反应要点一：原电池、电解池、电镀池的比较要点一：原电池、电解池、电镀池的比较稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 稀硫酸稀硫酸 硫酸硫酸 A B C D A B C D 例例1 下列装置中属于原电池的是下列装置中属于原电池的是 （）属于电解池的是属于电解池的是 （）BCD 要点二、电解电极产物的判断要点二、电解电极产物的判断 要判断电极反应的产物，必须掌握离子的放电顺序。判断电要判断电极反应的产物
4、，必须掌握离子的放电顺序。判断电极反应的一般规律是：极反应的一般规律是：(1)在阳极上在阳极上 活性材料作活性材料作电电极极时时：金属在阳极失：金属在阳极失电电子被氧化成阳离子子被氧化成阳离子进进人人溶液，阴离子不容易在溶液，阴离子不容易在电电极上放极上放电电。用惰性用惰性电电极极(Pt、Au、石墨、石墨、钛钛等等)时时：溶液中阴离子的放：溶液中阴离子的放电电顺顺序（由序（由难难到易）是：到易）是：(2)在阴极上在阴极上 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上放电
5、顺序是：上放电顺序是：上述顺序基本上是金属活动性顺序，越活泼的上述顺序基本上是金属活动性顺序，越活泼的金属，其阳离子越难得到电子，但金属，其阳离子越难得到电子，但Fe3+氧化性较氧化性较Cu2+强。强。例例2 对于下列装置中的反应，写出相应的电极反应对于下列装置中的反应，写出相应的电极反应式并注明反应类型：式并注明反应类型：(1)甲装置中，甲装置中，Zn极：极：Ag极：极：(2)乙装置中，乙装置中，Cu极：极：Ag极：极：(3)丙装置中，丙装置中，Fe极：极：C极：极：(4)丁装置中，丁装置中，Pt极：极：Fe极：极：电解质溶液用惰性电极电解的规律小结：电解质溶液用惰性电极电解的规律小结：电电
6、解解类类型型举举 例例电电极反极反应应溶液溶液PH变变化化溶液复原方法溶液复原方法物物质类别质类别实实例例仅仅溶溶剂剂水水电电解解含氧酸含氧酸H2SO4阳极：阳极：4OH-4e =O2+2H2O阴极：阴极：4H+4e=2H2减小减小H2O强强碱碱NaOH增大增大 活活泼泼金属的金属的含氧酸含氧酸盐盐Na2SO4不不变变仅仅溶溶质质电电解解 无氧酸无氧酸HCl阳极：阳极：2Cl-2e=Cl2阴极：阴极：2H+2e=H2增大增大HCl 不活不活泼泼金属金属的无氧酸的无氧酸盐盐CuCl2阳极：阳极：2Cl-2e=Cl2阴极：阴极：Cu2+2e=Cu？CuCl2溶溶质质和和溶溶剂剂同同时电时电解解 活
7、活泼泼金属的金属的无氧酸无氧酸盐盐NaCl阳极：阳极：2Cl-2e=Cl2阴极：阴极：2H+2e=H2增大增大HCl 不活不活泼泼金属的金属的含氧酸含氧酸盐盐CuSO4阳极：阳极：4OH-4e =O2+2H2O阴极：阴极：2Cu2+4e=2Cu减小减小CuO1、镀铜反应原理、镀铜反应原理 阳极阳极(纯铜纯铜)：Cu-2e=Cu2+，阴极阴极(镀件镀件)：Cu2+2e=Cu，电解液：可溶性铜盐溶液，如电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4 .2、氯碱工业反应原理氯碱工业反应原理 阳极：阳极：2Cl-2e=Cl2，阴极：阴极：2H+2e=H2 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl23、电解精
8、炼反应原理电解精炼反应原理(电解精炼铜电解精炼铜)粗铜中含粗铜中含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等等 阳极阳极(粗铜粗铜)：Cu-2e=Cu2+，（Zn-2e=Zn2+，Fe-2e=Fe2+，等）等）阴极阴极(精铜精铜)：Cu2+2e=Cu，电解液：可溶性铜盐溶液，如电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4。Zn2、Ni2等等 阳离子得电子能力小于阳离子得电子能力小于Cu2+而留在电解而留在电解质溶液中。金属活动顺序排在质溶液中。金属活动顺序排在Cu后的后的Ag、Pt、Au等失电子等失电子能力小于能力小于Cu，以金属单质沉积于阳极，成为以金属单质沉积于阳极，成为“阳极泥阳极泥”。要点三要点三、
9、电解原理的应用、电解原理的应用考点考点1 1 电极反应式的书写电极反应式的书写例例3 a今有2H2+O2=2H2O反应,KOH为电解质溶液构成燃料电池,则负极应通入_气,正极通入_气,电极反应为:负极_正极_ b如把KOH改为H2SO4作导电物质则电极反应:负极_正极_ a和b的电池液不同,反应进行后溶液的PH值各有何变化_ c.如把H2改CH4,KOH作导电物质则电极反应为:负极_正极_总反应式_氢氢氧氧2H2+4OH-4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-2H2-4e-=4H+O2+4H+4e-=2H2oa变小变小 b变大变大CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O2O2+
10、4H2O+8e-=8OH-CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O 例例4 工业上采用工业上采用Fe、C为电极电解为电极电解K2MnO4溶液制溶液制KMnO4。1.电解时电解时,应以应以 作阴极，电解过程中阴极附近溶液作阴极，电解过程中阴极附近溶液pH将会将会 ,2.阳极反应式为阳极反应式为 ,3.总电解反应式为总电解反应式为 .答案答案:Fe 增大增大 MnO42_e=MnO4 2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2电解电解思考：思考：原电池、电解池的电极反应式与总反应式之间有什原电池、电解池的电极反应式与总反应式之间有什么关系？有什么启示？么关系？有什么启示？原电池或
11、电解池的两电极反应式之和即为总反应式，原电池或电解池的两电极反应式之和即为总反应式，反之，总反应式减去一电极反应式即为另一个电极反应式。反之，总反应式减去一电极反应式即为另一个电极反应式。对于较复杂的、陌生的反应可用该方法解题并检验。对于较复杂的、陌生的反应可用该方法解题并检验。考点考点2.判断电解后溶液判断电解后溶液pH变化变化 例例5 用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，阴极质量增加，电解液的后，阴极质量增加，电解液的pH下降的是下降的是 A.CuSO4 B.AgNO3 C.BaCl2 D.H2SO4 解析解析:阴极质量增加阴极质量增加,说明溶液中含
12、有不活泼金属说明溶液中含有不活泼金属的阳离子的阳离子,电解液的电解液的pH下降下降,说明在阳极上是说明在阳极上是OH-离子离子放电而使溶液中放电而使溶液中C(H+)增大增大,溶液中的阴离子应该是含溶液中的阴离子应该是含氧酸根离子氧酸根离子.综合分析应为综合分析应为AB.考点考点3 电化学有关计算电化学有关计算例例6(1996年年全全国国，21)实实验验室室用用铅铅蓄蓄电电池池作作电电源源电电解解饱饱和和食食盐盐水水制制取取氯氯气气，已已知知铅铅蓄蓄电电池池放放电电时时发发生生如下反应：如下反应：负极：负极：Pb+SO42=PbSO4+2e，正极：正极：PbO2+4H+SO42+2e=PbSO4
13、+2H2O 今今若若制制得得Cl2 0.050mol，这这时时电电池池内内消消耗耗的的H2SO4的的物质的量至少是物质的量至少是()A0.025 mol B0.050 mol C0.10 mol D0.20 molC 例例7 两支惰性电极插入两支惰性电极插入1000mLAgNO3溶液溶液中通电电解中通电电解.当溶液的当溶液的pH从从6.0变为变为3.0时时(设设电解过程没有电解过程没有H2析出析出,且电解前后溶液的体积且电解前后溶液的体积变化不计变化不计)电极上析出电极上析出Ag的质量大约是的质量大约是()A.27mg B.54mg C.108mg D.216mgC考点考点4 4 电解原理的应
14、用电解原理的应用例例8 如如图图装装置置，用用离离子子交交换换膜膜法法电电解解饱饱和和食食盐盐水水制制烧烧碱碱。若若X电电极极材材料料为为金金属属钛钛网网（表表面面有有氧氧化化物物涂涂层层），Y电电极极材材料料为为碳碳钢钢网网。阳阳离离子子交交换换膜膜只只允允许许阳阳离离子子通通过过，而而阻阻止止阴阴离离子子和和气气体体通通过过。分分别别收收集集两两极极产产生生的的气气体并通入淀粉体并通入淀粉KI溶液中。请回答下列问题：溶液中。请回答下列问题：能使淀粉能使淀粉KI溶液变蓝的是溶液变蓝的是 （填（填“a”或或“b”）气体；气体；其阳极的电极反应式为其阳极的电极反应式为 ，阴极的电极反应式为阴极的
15、电极反应式为 ；总反应的化学方程式为总反应的化学方程式为 。a2Cl2e=Cl2 2H2O+2e=H2+2OH-2004年江苏高考）碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，年江苏高考）碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电流总反应式为：电流总反应式为：Zn s 2MnO2 s H2O l Zn OH 2 s Mn2O3 s 下列说法错误的是下列说法错误的是A 电池工作时，锌失去电子电池工作时，锌失去电子B 电池正极电极反应式为：电池正极电极反应式为：2MnO2 s H2O l 2e Mn
16、2O3 s 2OHaq C 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D 外电路中每通过外电路中每通过0 2 mol电子，锌的质量理论上减小电子，锌的质量理论上减小6 5 g 再见！考点考点5 5 电化学综合应用电化学综合应用例例题题9 9 把把锌锌片片和和铁铁片片放放在在有有稀稀食食盐盐水水的的酚酚酞酞溶溶液液的的表表面面皿皿中中，如如图图所所示示经经过过一一段段时时间间后后，最最先先观观察察到到变变红红的的区区域域是是（）A和和 B和和C和和 D和和B解析：解析：这是有关金属腐蚀、原电池和电解的微型实验试题，这是有关金属腐蚀、原电池和电解的微型实验试题，左边图示发生的是吸氧腐蚀，其中左边图示发生的是吸氧腐蚀，其中Fe电极作阴极，电极反应电极作阴极，电极反应式是：式是：O2+4e-+2H2O=4OH-；右边图示是电解装置，所以右边图示是电解装置，所以Zn电极发生还原反应：电极发生还原反应：2H2O+4e-=H2+2OH-。