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1、高三化学教案：电离平衡和电化学教学设计电离平衡和电化学 电离平衡和电化学命题方向考试大纲中对这部分内容的要求可以总结成如下几条：（1）理解盐类水解的原理了解盐溶液的酸碱性。理解影响弱电解质电离平衡的因素。理解弱电解质的电离跟盐的水解的内在联系，能依据这种联结关系进行辩证分析。（2）能用电离原理、盐类水解原理分析比较溶液的酸碱性强弱，推断溶液中某些离子间浓度大小，解决一些实际问题。（3）理解原电池原理及构成原电池的条件。理解原电池反应和一般氧化还原反应的异同。能分析常见化学电源的化学原理。（4）理解化学腐蚀和电化腐蚀、析氢腐蚀和吸氧腐蚀的异同。了解生产实际中常见的金属防腐方法的化学原理和金属防腐
2、的一般方法。（5）理解电解的基本原理。记住电解反应中常见离子在阴、阳极的放电依次。阳极上失电子依次为AlZnFeSnPb(H)CuHgAgS2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根离子F-；阴极上得电子依次为O2Cl2Br2I2SAg+Hg2+Cu2+(H+)Pb2+Fe2+Zn2+Al3+（6）电解原理的应用：氯碱工业、冶炼铝、电镀、精炼铜等。近几年考查这方面内容的试题在高考所占的比例较大，在理科综合试题每年都会2-3道选题、一道大题，在化学单科试题也常会有大题出现。复习重点1本章内容的核心是实质是化学平衡移动原理的详细应用，电离平衡、水解平衡、原电池反应、电解反应中都涉及到化学平衡移动原理。下表
3、列举了这部分内容中的跟平衡移动有关的一些实例：表：化学平衡与其它各类平衡的关系学问内容与化学平衡之间的联系弱电解质的电离电离平衡实质上就是一种化学平衡，可以用化学平衡移动原理对弱电解质的电离平衡作定性的、或定量的分析。依据电离度大小可比较弱电解质相对强弱，依据相应盐的水解程度也可比较弱电解质的相对强弱。水的电离水是一种很弱的电解质，加酸、加碱会抑制水的电离，上升温度会促进水的电离。Kw=OH-H+是水的电离平衡的定量表现，H+、OH-浓度可以用这个关系进行换算。盐类水解盐类水解（如F-+H2OHF+OH-）实质上可看成是两个电离平衡移动的综合结果：水的电离平衡向正方向移动（H2OH+OH-），
4、另一种弱电解质的电离平衡向逆方向移动（HFF-+H+）。也可以看成是中和反应的逆反应，上升温度会促进水解。中和滴定水的电离程度很小，H+OH-=H2O的反应程度很大，所以可以利用这个反应进行中和滴定试验，测定酸或碱溶液的浓度。原电池反应和电解反应原电池反应和电解反应实质是氧化还原反应，其特点是一个氧化还原反应分成了两个电极反应（却氧化反应、还原反应分别在不同的电极上发生反应）。一些原电池的电极反应（如钢铁的吸氧腐蚀正极的电极反应O2+2H2O+4e=4OH-）涉及到水的电离平衡移动造成pH改变。电解硫酸、氢氧化钠、氯化钠等溶液过程中，在阴极或阳极旁边由于电极反应而使水的电离平衡发生移动造成pH
5、改变。2本部分内容的学问体系 3原电池（1）原电池的构成条件：这是一种把化学能转化为电能的装置.从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。a.负极与正极：作负极的一般是较活泼的金属材料，作正极的材料用一般导体即可b.电解质溶液：c.闭合回路留意：通常两种不同金属在电解溶液中构成原电池时,较活泼的金属作负极,但也不是肯定的,严格地说,应以发生的电极反应来定.例如，Mg-Al合金放入稀盐酸中,Mg比Al易失去电子,Mg作负极;将Mg-Al合金放入烧碱溶液中，由于发生电极反应的是Al,故Al作负极。（2）原电池的工作原理：（1）电极反应（以铜锌原电池为例）：负极：Zn-2e-=Zn2+
6、（氧化反应）正极：2H+2e-=H2（还原反应）（2）电子流向：从负极（Zn）流向正极（Cu）（3）电流方向：从正极（Cu）流向负极（Zn）（4）能量转变：将化学能转变成电能（3）电极反应：在正、负极上发生电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。如氢-氧燃料电池，它的负极是多孔的镍电极，正极为覆盖氧化镍的镍电极，电解质溶液是KOH溶液，在负极通入H2，正极通入O2，电极反应：负极：2H2+4OH-4e-=4H2O正极：O2+2H2O+4e-=4OH-负极的反应我们不能写成：2H24e-=4H+。因生成的H+会快速与OH-生成H2O。（4）金属的腐蚀：金属的腐蚀分为两类：（）化学腐蚀：金
7、属或合金干脆与四周介质发生反应而产生的腐蚀。（）电化腐蚀：不纯的金属或合金因发生原电池反应而造成的腐蚀。最普遍的钢铁腐蚀是：负极：2Fe-4e-=2Fe2+正极：O2+2H2O+4e-=4OH-（注：在少数状况下，若四周介质的酸性较强，正极的反应是：2H+2e-=H2）金属的腐蚀以电化腐蚀为主.例如,钢铁生锈的主要过程为:2Fe-4e-=2Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH- 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n)H2O（5）金属的防护一般有三条途径：其一是变更金属内部结构，如制成合金，其二是涂爱护层，其三是电化学爱护法。例如在铁表面镀上锌或锡，即成白铁与马口铁，但一旦破损，因
8、原电池反应，白铁外面的锌可进一步起爱护作用，而马口铁外面的锡反而会加速腐蚀（铁作负极被溶解）。4电解原理及其应用直流电通过电解质溶液时使阴阳两极发生氧化还原反应的过程。电解是一个电能转化为化学能的过程。从参与反应的物质来分电解反应可分成五类：（1）H2O型：实质是电解水。如电解硝酸钠、氢氧化钠、硫酸等溶液。（2）溶质型：溶质所电离出来的离子发生氧化还原，如电解氯化铜、溴化氢等溶液。（3）硫酸铜溶液型：电解产物是金属、氧气与酸。如电解硫酸铜溶液生成单质铜、氧气和硫酸，电解硝酸银溶液时生成单质银、氧气和硝酸。（4）氯化钠溶液型：电解产物是非金属单质、氢气与碱。如电解氯化钠溶液时生成氯气、氢气和氢氧
9、化钠，电解溴化钾溶液时生成溴单质、氢气和氢氧化钾。（5）电镀型：镀层金属作阳极，阳极反应是：M-ne-=Mn+，镀件作阴极，阴极反应是：Mn+ne-=M。（电解精炼与电镀，实质上是相同的）典型题析例1熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混和气为正极助燃气，制得在650下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式：负极反应式：2CO+2CO32-4e4CO2正极反应式：总电池反应式：解析本题属于那种源于教材又高于教材的题型，从通常原电池的电解质溶液，一下过渡到熔融盐，不少人无法适应，当年高考失分也很严峻。其实
10、，我们只要从最基本的一点燃料电池分析，其总电池反应式应为：2CO+O2=2CO2，然后逆向思索正极反应式应为总反应式减去负极反应式，就可得出结果：O2+2CO2+4e=2CO32-。例2一般干电池中装有二氧化锰和其它物质，二氧化锰的作用是（）A.和正极作用把碳变成CO2B.把正极旁边生成的H2氧化成水C.电池中发生化学反应的催化剂D.和负极作用，将锌变成锌离子Zn2+解析锌锰干电池的负极材料是锌，故负极反应是Zn2e=Zn2+。正极导电材料是石墨棒。两极间为MnO2、NH4Cl、ZnCl2的糊状物。正极NH4+发生还原反应生成NH3和（H），继而被MnO2氧化为水，使碳极旁边不致产生H2气泡而
11、使电极极化，故MnO2也可称为正极的去极剂，使正极旁边生成的H2氧化为水。正极反应：2MnO2+2NH4+2e=Mn2O3+2NH3+H2O电池总反应为：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O本题答案为B。例3将0.lmol醋酸溶液加水稀释，下列说法正确的是（）A溶液中c(H+)和c(OH-)都减小B溶液中c(H+)增大C醋酸电离平衡向左移动D溶液的pH增大解析答案为D。主要考查电离平衡学问。弱酸的电离可联系到溶液的pH、物质的量浓度、水的电离平衡等基础学问，要用到化学平衡移动原理。要留意酸溶液稀释时，溶液的c(OH-)增大，同样碱溶液稀释时溶液中的c(H+)增大。
12、例4已知0.1molL-1的二元酸H2A溶液的pH=4.0，则下列说法中正确的是（）A在Na2A、NaHA两溶液中，离子种类不相同B在溶质物质的量相等的Na2A、NaHA两溶液中，阴离子总数相等C在NaHA溶液中肯定有：c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-)D在Na2A溶液中肯定有：c(Na+)c(A2-)c(H+)c(OH-)解析答案选C。主要考查电离平衡、盐类水解等理论学问。弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡都会反映到溶液中各种离子浓度的关系之中，从分析离子关系角度考查电离平衡和盐类水解平衡理论学问，可以较好地区分学生对相关理论内容的理解水平。依据题给条件可推
13、断，H2A的第一级电离就较弱，属于弱酸。所以在Na2A、NaHA溶液中由于水解和电离，两溶液中所含离子种类数确定相同。在Na2A溶液中，由于A2-水解，阴离子总数增加，在NaHA溶液中由于HA-水解阴离子总数要减小，所以两溶液中阴离子总数前者多。任何溶液中，阳离子所带正电荷总数跟阴离子所带负电荷总数必定相等。所以，在Na2A溶液中H+浓度小于OH-离子浓度。例5剪长约6cm、宽2cm的铜片、铝片各一片，分别用接线柱平行地固定在一块塑料板上（间隔2cm）。将铜片与铝片分别和电流表的“+”、“”端相连接，电流表指针调到中间位置。取两个50mL的小烧杯，在一个烧杯中注入约40mL的浓硝酸，在另一只烧
14、杯中注入40mL0.5mol/L的硫酸溶液。试回答下列问题：（1）两电极同时插入稀硫酸中，电流表指针偏向（填“铝”或“铜”）极，铝片上电极反应式为；（2）两电极同时插入浓硝酸时，电流表指针偏向（填“铝”或“铜”）极，此时铝是（填“正”或“负”）极，铝片上电极反应式为。解析电极的确定依靠于详细的电极反应，在这个问题上，学生易受思维定势的影响，以为金属越活泼，便肯定是负极，殊不知，在浓硝酸中，Al表面产生了钝化，发生反应的是Cu。因此，当Al、Cu同时插入稀硫酸时，电流表指针偏向Al。（电流方向从正极到负极）。电极反应式为：Al-3e=Al3+。而当Al、Cu同时插入浓硝酸时，电流表指针偏向Cu，
15、Al作正极，且电极反应式为：NO3-+4H+3e=NO+2H2O。 预料与训练10.100molL-1的Na2S的溶液中，下列关系不正确的是（）Ac(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.1Bc(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)Cc(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)Dc(Na+)+c(H+)=c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)2在某未知溶液中再溶入CH3COONa晶体，测得Na与CH3COO几乎相等，则原溶液可能是（）AHCl溶液BNaOH溶液CKCl溶液DKOH溶液3已知同温同浓度时H2CO3比H2S电离度大，H2S比HCO3电离度
16、大，则下列反应不正确的是（）（A）Na2CO3H2SNaHCO3NaHS（B）Na2SH2OCO2NaHSNaHCO3（C）2NaHCO3H2SNa2S2H2O2CO2（D）2NaHSH2OCO2Na2CO32H2S4将0.03molCl2缓缓通入含0.02molH2SO3和0.02molHBr的混和溶液中，在此过程中，溶液中的H与Cl2用量的关系示意图是（溶液的体积不变）（）ABCD5下列操作中，能使电离平衡H2OHOH，向右移动且溶液呈酸性的是（）（A）向水中加入NaHSO4溶液（B）向水中加入Al2(SO4)3溶液（C）向水中加入Na2CO3溶液（D）将水加热到100，使pH66要使水的
17、电离平衡向右移动，且使pH7，可实行的措施是（）A加少量NaOHB加少量NH4ClC加少量盐酸D加热7在室温下，0.1mol/L100ml的醋酸溶液中，欲使其溶液的pH减小，但又要使醋酸电离度削减，应实行（）A加入少量CH3COONa固体B通入少量氯化氢气体C提高温度D加入少量纯醋酸8下图为氢氧燃料电池原理示意图，根据此图的提示，下列叙述不正确的是（）Aa电极是负极Bb电极的电极反应为：4OH-4e-=2H2O+O2C氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D氢氧燃料电池是一种不须要将还原剂和氧化剂全部贮存在电池内的新型发电装置9电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a
18、；X、Y是两电极板，通过导线与直流电源相连。回答以下问题：（1）若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，试验起先时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则电解池中X极上的电极反应式为。在X极旁边视察到的现象是。Y电极的电极反应式为,检验该电极反应产物的方法是。（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则X的电极材料是，电极反应式为。Y电极的材料是,电极反应式为。（说明：杂质发生的电极反应不必写出）10某种胃药片的制酸剂为碳酸钙，其中所含的制酸剂质量的测定如下：需配制0.1molL-1的盐酸和0.1molL-1的氢氧化钠溶液；每次取一粒（药片质量均相同）0.2g的此胃药片，磨碎后加
19、入20.00mL蒸馏水；以酚酞为指示剂，用0.1molL-1的氢氧化钠溶液滴定，需用去VmL达滴定终点；加入25.00mL0.1molL-1的盐酸溶液。（1）写出试验过程的步骤（写编号依次）_。（2）下图所示的仪器中配制0.1molL-1盐酸溶液和0.1molL-1氢氧化钠溶液确定不须要的仪器是（填序号）_，配制上述溶液还须要的玻璃仪器是（填仪器名称）_。（3）配制上述溶液应选用的容量瓶的规格是（填字母）_。（A）50mL、50mL（B）100mL、100mL（C）100mL、150mL（D）250mL、250mL（4）写出有关的化学方程式_。（5）胃药中含碳酸钙的质量是_。11将0.05mo
20、l/L的盐酸溶液和未知浓度的NaOH溶液以12的体积比混和，所得溶液的pH12，用上述NaOH溶液滴定pH3的某一元弱酸溶液20mL，达到终点时消耗NaOH溶液12.5mL，试求：（1）NaOH溶液的物质的量的浓度；（2）此一元弱酸的物质的量的浓度；参考答案1D。2D。3CD。4A。5B。6BD。76B。8B。9（1）2H+2e-=H2放出气体，溶液变红。2Cl-2e-=Cl2把潮湿的碘化钾淀粉试纸放在Y电极旁边，试纸变蓝色。（2）纯铜Cu2+2e-=Cu粗铜Cu-2e-=Cu2+10（1）这一问主要是为了考查学生对中和滴定试验过程的理解和驾驭状况而设问的。为了保证所得滴定结果的精确度，同一样
21、品溶液要重复滴定2次以上。所以操作步骤应为：（或）。但有好多学生没有想到要重复滴定一次，回答成。（2）第（2）问的回答也是要从中和滴定试验操作过程去联想回忆。答案为：A、C；玻璃棒、烧杯。（3）要滴定2次以上，所以样品溶液的总体积应超过75mL，应选B。（4）CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2OHCl+NaOH=NaCl+H2O（5）11（1）0.04mol/L（2）0.025mol/L（3）4.0% 高三化学教案：电化学教学设计 学习目标 1、娴熟驾驭原电池的电极名称、电子流向、电极反应式及原电池总反应式; 2、驾驭几种新型燃料电池的工作原理; 3、娴熟驾驭电解池电极名称、材料、
22、电解质种类等的推断;会书写电极反应式和电解总反应方程式; 4、驾驭电解前后溶液的浓度和pH值改变的计算。 典型例题 【例1】今有2H2+O22H2O反应，构成燃料电池，则负极通的应是 ，正极通的应是，电极反应式为负极：，正极：。 若把KOH改为稀H2SO4作电解质，则电极反应式为负极：， 正极：。和的电解质不同，反应进行后，其溶液的pH个有什么改变。 若把H2改为CH4，用KOH作电解质，则电极反应式为负极：， 正极。 【例2】(2022年南通四市联考试题)右图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336mL(标准状态)气体。回答：
23、 (1)直流电源中，M为极。 (2)Pt电极上生成的物质是，其质量为_g。 (3)电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为：2_。 (4)AgNO3溶液的浓度(填增大、减小或不变。下同)，AgNO3溶液的pH，H2SO4溶液的浓度，H2SO4溶液的pH_。 (5)若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2SO4溶液为g。 课堂练习 1、蓄电池在放电时起原电池作用，在充电时起电解池作用， 下列是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时的反应：Fe+NiO2+2H2O放电充电Fe(OH)2+Ni(OH)2，下列有关爱迪生蓄电池的推断中不正确的
24、是() A.放电时Fe作负极，NiO2作正极 B.放电时溶液中的阳离子向正极移动 C.充电时的阴极反应是Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH- D.该蓄电池既可用KOH溶液又可用稀H2SO4作电解质溶液 2、生物体中细胞膜内的葡萄糖与细胞膜外富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池。下列有关电极反应及产物的推断正确的是： A.负极反应可能是O2+2H2O+4e-=4OH- B.负极反应的产物主要是C6H12O6被氧化生成的CO32-、HCO3-、H2O C.正极反应可能是6C6H12O6-24e-+24OH-=6CO2+18H2O D.正极反应的产物主要是C6H12O6生成的CO2、CO32-、H
25、2O 3、下列四组原电池，其中放电后，电解质溶液质量增加，且在正极有单质生成的是() A.Cu、Ag、AgNO3溶液B.Zn、Cu浓H2SO4 C.Fe、Zn、CuSO4溶液D.Fe、C、Fe2(SO4)3溶液 4.(多选)用石墨做电极电解AlCl3溶液时，下列电解液改变曲线合理的是() ABCD 5.用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生bL氧气(标准状况)，则M的相对原子质量为() A.B.C.D. 6.摩托罗拉公司最新研发了一种由甲醇和氧气及强碱作电解质溶液的新型手机电池，电量可达现用锂电池的10倍，且待机时间超过一个月。假定放电过程中，甲醇完全氧化产
26、生的CO2被充分汲取生成CO32-。 该电池总反应的离子方程式为; 甲醇是极，电池在放电过程中溶液的pH将_(填“下降”或“上升”、不变”);若有16g甲醇蒸汽被完全氧化产生电能，并利用该过程中释放的电能电解足量的CuSO4溶液(假设整个过程中能量总利用率为80%)，则将产生标准状况下的O2_升。 最近，又有科学家制造出一种运用固体电解质的燃料电池，其效率更高。一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸汽。其中固体大是掺杂了Y2O3(Y：钇)的ZrO2(Zr：锆)固体，它在高温下能传导O2-离子(其中氧化反应发生完全)。以丁烷(C4H10)代表汽油。 电池的正极反应式为_， 放电时固体电解质里O2
27、-离子的移动方向是向_极移动(填正或负)。 7、1991年我国首创以铝、空气和海水电池为能源的新型海水航标灯.它以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水中数分钟，就发出刺眼的闪光，其能量比干电池高2050倍.依据以上叙述，填写这种电池两极的电极反应式： (1)负极：. (2)正极：. 课后练习 1.下列关于试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，电解氯化铜溶液，铁片表面析出铜 C.把铜片插入三氯化铁溶液，在铜片表面析出铁 D.把锌放入稀盐酸中，加几滴氯化铜溶液，产生气泡速率加快 2.
28、据报道，美国正在探讨用锌电池取代目前广泛运用的蓄电池，它具有容量大、污染小的特点，其电池反应为：2Zn+O2=2ZnO，其原料为锌、空气和电解质溶液，则下列叙述正确的是() A.锌为正极，空气在负极反应B.负极还原反应，正极氧化反应 C.负极的电极反应为：Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O D.电池工作时溶液的pH降低 3.有a、b、c、d四种金属，将a与b用导线连接起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀;将a、d分别投入等浓度盐酸中，d比a反应激烈;将铜浸入b的盐溶液中，无明显改变;若将铜浸入c的盐溶液中，有金属c析出，据此推断它们的活动性由强到弱的依次是： A.dcabB.dabcC.db
29、acD.badc 4.在H2O中加入等物质的量的Ag+、Na+、Ba2+、NO3SO42、Cl，该溶液放在惰性电极的电解槽中通电片刻后，氧化产物与还原产物的质量比是() A.1:8B.8:1C.35.5:108D.108:35.5 5、在装有水的烧杯里，用细线挂一个呈水平方向的由Fe和Ag焊接成的圆柱棒，如右图。向烧杯中加入CuSO4溶液后，棒的状态将如何改变?(溶液密度的改变忽视不计) 说明上述改变的缘由。 6.(18分)由于Fe(OH)2极易被氧化，所以试验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用下图所示试验装置可制得纯净的Fe(OH)2沉淀。两极材料分别为石墨和铁
30、。 a电极材料_，其电极反应式为_。 电解液d可以是_，则白色沉淀在电极上生成;也可以是_，则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。 A.纯水B.NaCl溶液C.NaOH溶液D.CuCl2溶液 液体c为苯，其作用是_，在加入苯之前，对d溶液进行加热处理的目的是_。 若d改为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，接着电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为_。 专题(七)答案例题例1【答案】H2、O2;负极：2H2+4OH-4e-=4H2O，正极：O2+2H2O+4e-=4OH-;负极：2H2-4e-=4H+，正极：O2+4H+4e-=2H2O;pH变小;pH变大;负极：CH
31、4+10OH-8e-=CO32-+7H2O，正极：2O2+4H2O+8e-=8OH-。 例2【答案】(1)正;(2)Ag、2.16;(3)21;(4)不变、不变、增大、减小;(5)45.18。 课堂练习 1D2B3C4AD5C 6.2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O，负极，下降，13.44L， O2+4e-=4O2-,负极。) 7答案：(1)Al-3e=Al3+ (2)2H2O+O2+4e=4OH- 课后练习 1C2C3B4B 5答案：Fe一端上升，Ag一端降低，同时Fe端渐渐溶解，Ag端有红色物质析出，水溶液略显浅蓝色;上述改变的缘由见解析。 6.Fe，Fe-2e=Fe2
32、+;C;B;隔绝空气，防止产物被氧化;赶尽溶液中的氧气;白色沉淀快速变为灰绿色，最终变为红褐色。 高三化学教案：电化学教案教学设计 【考点分析】 考纲要求 正确区分原电池、电解池、电镀池的不同，驾驭原电池、电解规律的应用及有关计算的方法技巧 学问结构 原电池 电解池 实 质 将化学能转变为电能的装置 将电能转变为化学能的装置 主要类别 干电池、蓄电池、高能电池，燃料电池 举 例 电镀、精炼铜 【重难点解析】 一、原电池正负极的确定及电极反应式的写法 1.确定正负极应遵循： (1)一般是较活泼的金属充当负极，较不活泼的金属或非金属或金属氧化物作正极。说明:正负极的确定还与所用的电解质溶液有关,如
33、 MgAl HCl溶液构成的原电池中, Mg为负极,Al为正极; 若改用溶液即MgAl NaOH溶液构成的原电池中,则Mg为正极,Al为负极。 (2) 依据电子流向或电流方向确定：电子流出的一极或电流流入的一极为负极; (3)依据内电路中自由离子的移动方向确定：在内电路中阴离子移向的电极为负极，阳离子移向的电极为正极。 (4)依据原电池反应式确定: 失电子发生氧化反应(还原剂中元素化合价上升)的一极为负极。此外还可以借助氧化反应过程发生的一些特别现象(如电极溶解、减重，电极周边溶液或指示剂的改变等)来推断。 2.书写电极反应式应留意： 第一、活性电极：负极失去电子发生氧化反应;正极上，电解质溶
34、液中的阳离子与活性电极干脆反应时，阳离子(或氧化性强的离子)得到电子;电解质溶液中的阳离子与活性电极不反应时，溶解在溶液中的O2得电子，发生还原反应。 其次、两个电极得失电子总数守恒。 第三、留意电极产物是否与电解质溶液反应，若反应，一般要将电极反应和电极产物与电解质溶液发生的反应合并写。 二、电解池阴、阳极的推断 依据电极与电源两极相连的依次推断 阴极：与直流电源的负极相连接的电解池中的电极。其反应时, 溶液中氧化实力强的阳离子首先在阴极上得到电子, 发生还原反应。 阳极：与直流电源的正极干脆连接的电极。 若是惰性电极(Pt、Au、C、Ti)，在该极上，溶液中还原性强的阴离子首先失去电子被氧
35、化; 若是活性电极，电极材料参加反应，自身失去电子被氧化而溶入溶液中。 三、电解时电极产物的推断 1.阳极产物推断 首先看电极，假如是活性电极(金属活动依次表Ag以前)，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。假如是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中的离子的失电子实力，此时依据阴离子放电依次推断。 阴离子放电依次：S2IBrClOH含氧酸根F 2.阴极产物的推断 干脆依据阳离子得电子实力进行推断，阳离子放电依次： Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+ 3.电镀条件，由于阳极不断溶解，电镀液中阳离子保持较高
36、的浓度，故在此条件下Zn2+先于H+放电。 四、原电池、电解池、电镀池之比较 原电池 电解池 电镀池 定义 将化学能转变为电能的装置 将电能转变为化学能的装置 应用电解的原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置 形成条件 活动性不同的两电极(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 两电极接直流电源 两电极插入电解质溶液 形成闭合回路 镀层金属接电源的正极;待镀金属接电源的负极 电镀液必需含有镀层金属的离子(电镀过程浓度不变) 电极名称 负极：氧化反应，金属失电子 正极：还原反应，溶液中的阳离子或者O2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
37、：还原反应，溶液中的阳离子得电子 阳极：电极金属失电子 阴极：电镀液中镀层金属的阳离子得电子(在电镀限制的条件下，水电离产生的H+、OH一般不放电) 电子的流向 负极导线正极 电源负极导线阴极 电源正极导线阳极 同电解池 (1)同一原电池的正负极的电极反应得失电子数相等。 (2)同一电解池的阳极、阴极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。上述三种状况下，在写电极反应式时得失电子数相等;在计算电解产物的量时，应按得失电子数相等计算。 五、用惰性电极电解电解质溶液时的总结 类型 电极反应特点 电解质溶液类别 实例 电解对象 电解质浓度 PH 电解质溶液复原 电解
38、水型 阴极： 4H+4e=2H2 阳极：4OH-4e =O2+2H2O 强碱 NaOH 水 增大 增大 加水 含氧酸 H2SO4 水 增大 减小 加水 活泼金属的含氧酸盐 Na2SO4 水 增大 不变 加水 分解电解质型 电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电 无氧酸(除 HF外)、 HCl 电解质 减小 增大 加氯化氢 不活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外) CuCl2 电解质 减小 减小 加氯化铜 放氢生碱型 阴：水放H2生碱 阳：电解质阴离子放电 活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外) NaCl 电解质和水 生成新电解质 增大 加氯化氢 放氧生酸型 阴：电解质阳离子放电 阳：水放O2生酸 不活泼金属
39、的含氧酸盐 CuSO4 电解质和水 生成新电解质 减小 加氧化铜 六、书写燃料电池电极反应式必需遵循的原则： (1)电池的负极肯定是可燃性气体(如H2、CO、CH4)在失电子时，发生氧化反应，电池的正极肯定是助燃性气体(如O2)，在得电子时，发生还原反应。 (2)电极材料一般不发生化学反应，只起传导电子的作用。 (3)电极反应式作为一种特别的电子反应方程式，也必需遵循原子守恒、电荷守恒的规律。 (4)写电极反应式时，肯定要留意电解质是什么，其中的离子要和电极反应式中出现的离子相对应。 例如：宇宙飞船上运用的氢氧燃料电池，电解质溶液是KOH，其中H2为负极，O2为正极，电极反应式为：正极 O2+
40、2H2O+4e=4OH 还原反应 负极 2H2+4OH4e=4H2O 氧化反应 电解质溶液中的OH和电极反应式中OH相对应，符合原子守恒，电荷守恒。 七、金属的腐蚀和防护 金属或合金跟四周接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。 化学腐蚀与电化腐蚀 化学腐蚀 电化腐蚀 条件 金属跟非金属单质干脆接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触 现象 无电流产生 有微弱电流产生 本质 金属被氧化 较活泼金属被氧化 联系 两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍 析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以Fe为例) 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强(pH 电极反应 负极 Fe-2e=F
41、e2+ 正极 2H+2e=H2 O2+2H2O+4e=4OH 总反应式 Fe+2H+=Fe2+H2 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 金属防护的几种重要方法 变更金属内部的组成结构，将金属制成合金，增加抗腐蚀实力。 在金属表面覆盖爱护爱护层，使金属和四周物质隔离开来。 电化学爱护法：利用电化学反应使金属钝化而受到爱护，或者利用原电池反应将须要爱护的金属作为电池的正极而受到爱护。 (4)金属腐蚀速率大小 电解池阳极原电池负极化学腐蚀原电池正极电解池阴极 八、原电池、电解池、电镀池和精炼池的推断方法 1.单池推断： 原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源;有外加电源的装置肯定是电解池，无
42、外加电源的装置肯定是原电池。 电解池、电镀池和精炼池的区分关键看阳极材料和电解质溶液。 2.多池组合推断： 无外电源：一池为原电池，其余为电解池; 有外电源：全部为电解池或电镀池、精炼池 【说明】：多池组合时, 一般是含有活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下工作的电解池;若最活泼的电极相同时，则两极间活泼性差别较大的是原电池，其余为电解池。 九、电解后pH改变推断 先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物：假如只产生H2而没有O2，则pH变大;假如只产生O2而无H2，则pH变小;假如既产生O2又有H2，若原溶液呈酸性，则pH减小;若原溶液呈碱性，则pH增大;若原溶液呈中性，pH不变;假如既无
43、O2产生也无H2产生，则溶液的pH均趋于7。 十、电化学计算题 解题时要留意电极反应式的正确书写，可依据电解方程式或电极反应式列式求解;还可利用各电极，线路中转移的电子数守恒列等式求解;或者由电解方程式及电极反应式找出关系式，最终依据关系式列式计算。 常见微粒间的计量关系式为：4e?4H+4OH?4Cl?4Ag+2Cu2+2H2O22Cl24Ag2Cu2H2O。 电化学专题测试题 单选题(2分24=48分) 1.肯定条件下，电解较稀浓度的硫酸，H2O2仅为还原产物，该原理可用于制取双氧水，其电解的化学方程式为：3H2O+3O2 O3+3H2O2。下列有关说法正确的是 ( ) A.电解池的阳极生成双氧水，阴极生成臭氧 B.电解池中硫酸溶液的pH保持不变 C.产生臭氧的电极反应式为3H2O-6e-=O3+6H+ D.产生双氧水的电极反应式为2H2O-2e-= H2O2+2H+ 2.将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡后放入如图所示装置中， 下列叙述正确的是： ( ) A.过一段时间，试管中的导管内水柱上升 B.试管中铁钉由于发生电解反应而被腐蚀 C.铁钉在该装置中被腐蚀的状况随时间的延长而加快 D.试管中铁钉发生反应的一个电极反应式为：2Cl-2e-=Cl2 3.下图中能验证用惰性电极电解NaCl溶液(含酚酞)的电