2020屆高三化學二輪復習教案14：原電池和電解池

1、2021屆高三化學二輪復習教案14:原電池和電解池考點聚焦i通過進行化學能轉(zhuǎn)化為電能的探究活動，了解原電池工作原理 2能正確書寫原電池的正、負極的電極反響式及電池反響方程式。知識梳理1 :組成原電池的條件。 有兩種活性不同的金屬或一種是非金屬導體。 電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。 兩電極相連形成閉合電路。2.原電池的原理負極-較爽朗的金屬-電子-發(fā)生反響正極-較不爽朗的金屬-電子-發(fā)生反響試題枚舉|【例1】以下表達中正確的選項是A. 構(gòu)成原電池正極和負極的材料必須是兩種金屬。B. 由銅、鋅作電極與硫酸銅溶液組成的原電池中銅是負極。C. 馬口鐵鍍錫鐵破舊時與電解質(zhì)溶液接觸錫先被腐蝕。D. 銅鋅原電

2、池工作時，假設(shè)有13克鋅被溶解，電路中就有0.4mol電子通過。解析： 兩種活動性不同的金屬與電解質(zhì)溶液能夠組成原電池，但不能因此講構(gòu)成原電池電極的材料 一定差不多上金屬，例如鋅和石墨電極也能跟電解質(zhì)溶液組成原電池。在原電池中，活動金屬中的電子流 向不活動的電極，因此活動金屬是負極。鍍錫鐵表皮破舊后與電解質(zhì)溶液組成原電池，鐵較錫爽朗，鐵先 失電子被腐蝕。銅鋅原電池工作時，鋅負極失電子，電極反響為Zn -2e=Zn2+, 1molZn失去2mol電子,0.2mol 鋅質(zhì)量為13克被溶解電路中有 0.4mol電子通過。應選 Do答案：D【例2】把A、B、C、D四塊金屬泡在稀 H2SO中，用導線兩兩

3、相連能夠組成各種原電池。假設(shè)A、B相連時，A為負極；C、D相連，D上有氣泡逸出；A、C相連時A極減輕；B、D相連，B為正極。那么四種金 屬的爽朗性順序由大到小排列為A. A B CDB. ACB D C. A C DBD. B DC A解析：金屬組成原電池，相對爽朗金屬失去電子作負極，相對不爽朗金屬作正極。負極被氧化質(zhì)量減 輕，正極上發(fā)生復原反響，有物質(zhì)析出，由題意得爽朗性A B、AC、C D、D B,故正確答案為Bo答案：B【例3】電子運算機所用鈕扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其電極反響是：Zn+ 2 OH- -2e= ZnO + H2OAg2O +H2O + 2e=

4、 2Ag +2 OH以下判定正確的選項是A. 鋅為正極，Ag2O為負極。B.鋅為負極，Ag2O為正極。C.原電池工作時，負極區(qū)溶液PH減小。D.原電池工作時，負極區(qū)溶液PH增大。解析：此題考查原電池和PH的概念。原電池中失去電子的極為負極，因此鋅為負極，Ag2O為正極。B是正確答案。因為Zn + 2OH- -2e= ZnO + HzO，負極區(qū)域溶液中OH-不斷減少，故 PH減小，因此 C也正確。應選 B、C。答案：BC【變式】 化學電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應用。目前常用的鎳Ni鎘Cd電池，其電池總反響能夠表示為：Cd+2NiO(OH)+2fO放電充電2Ni(OH)2+Cd(OH)

5、2Ni(OH)2和Cd(OH)2均難溶于水但能溶于酸，以下講法中正確的選項是以上反響是可逆反響以上反響不是可逆反響 充電時化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊烹姇r化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹵.B.C.D.(2) 廢棄的鎳鎘電池已成為重要的環(huán)境污染物，有資料講明一節(jié)廢鎳鎘電池能夠使一平方米面積的耕地失 去使用價值。在酸性土壤中這種污染尤為嚴峻。這是因為(3) 另一種常用的電池是鋰電池鋰是一種堿金屬元素，其相對原子質(zhì)量為7，由于它的比容量單位質(zhì)量電極材料所能轉(zhuǎn)換的電量專門大而廣泛應用于心臟起搏器，一樣使用時刻可長達十年。它的負極用金屬鋰制成，電池總反響可表示為：Li+MnO2i LiMn6試答復：鋰電池比容量專門大的緣故是。

6、鋰電池中的電解質(zhì)溶液需用非水溶劑配制，什么緣故這種電池不能使用電解質(zhì)的水溶液？請用化學方程式表示其緣故。答案：1B 2Ni(OH)2和Cd(OH)2能溶于酸性溶液。3鋰的摩爾質(zhì)量??；2Li+2H2O 2LiOH+Hd電解池原理考點聚焦1通過電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的探究活動，了解電解池工作原理，能正確書寫電解池的陰、陽極的電極反 應式及電解反響方程式。2.明白電解在氯堿工業(yè)、精煉銅、電鍍、電冶金等方面的應用。認識電能轉(zhuǎn)化為化學能的實際意義。知識梳理1.原電池和電解池的比擬:裝置原電池電解池實例fO原理形成條件 電極：兩種不同的導體相連； 電解質(zhì)溶液：能與電極反響。 電源； 電極惰性或非惰性； 電解質(zhì)水

7、溶液或熔化態(tài)。反響類型自發(fā)的氧化復原反響非自發(fā)的氧化復原反響電極名稱由電極本身性質(zhì)決定： 正極：材料性質(zhì)較不爽朗的電極； 負極：材料性質(zhì)較爽朗的電極。由外電 陽極: 陰極:去源決定：連電源的正極； 連電源的負極；電極反響負極：Zn-2e-=Zn2+ 氧化反響 正極：2H+2e-=H2f復原反響陰 陽Cu2+ +2e- = Cu 復原反響2Cl-2e-=C2 f氧化反響電子流向電流方向能量轉(zhuǎn)化應用 抗金屬的電化腐蝕； 有用電池。電解食鹽水氯堿工業(yè)；電鍍鍍 銅；電冶冶煉Na、Mg、Al；精 煉精銅。4 .電解反響中反響物的判定放電順序陰極A.陰極材料金屬或石墨總是受到保護。B. 陽離子得電子順序

8、一金屬活動順序表的反表：K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Z* Fe2+ S* Pb?+ H+ Cu2+ Hg2+ Br-CtOH- NO3-等含氧酸根離子 F-B. 陽極是爽朗電極時：電極本身被氧化，溶液中的離子不放電。5電解反響方程式的書寫步驟： 分析電解質(zhì)溶液中存在的離子；分析離子的放電順序；確定電極、寫出電極反響式； 寫出電解方程式。如：電解電解NaCI溶液：2NaCI+2H2O =H2 f +C2 f +2NaOH,溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電解反響，PH增大。電解CuSO4溶液：電解2CuSQ + 2H2O=2Cu + Q f + 2H2SQ溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電解反響，PH減小。電解

9、電解CuC2溶液：CuC2= Cu+ CI2 f電解鹽酸：2HCI = H2f+ Cl2f溶劑不變，實際上是電解溶質(zhì)， PH增大。電解稀H2SQ、NaOH溶液、NazSQ溶液：2出0= 2H2 f + Q f,溶質(zhì)不變，實際上是電解水，PH分不減小、增大、不變。酸、堿、鹽的參加增加了溶液導電性，從而加快電解速率不是起催化作用。電解電解熔融 NaOH: 4NaOH =4Na + 02 f + HOf電解用銅電極電解 NazSQ溶液：Cu +2H2O= CuOH占+ H2 f注意：不是電解水。&電解原理的應用A、電解飽和食鹽水氯堿工業(yè)反響原理邛日極：陰極：電解總反響：2NaCI+2H2O=H2 f

10、 +C2 f +2NaOH設(shè)備陽離子交換膜電解槽 組成：陽極 一Ti、陰極一Fe 陽離子交換膜的作用：它只承諾陽離子 通過而阻止陰離子和氣體通過。制燒堿生產(chǎn)過程離子交換膜法6 tcrH*F1匚Na*OHMaOH)圖 20-1食鹽水的精制：粗鹽含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO於等 電H2O從陰極區(qū)參加。陰極 H+放電，破壞了水的電離t參加NaOH溶液t參加BaC2溶液宀參加Na2CO溶液 宀過濾宀參加鹽酸 宀參加離子交換劑NaR 解生產(chǎn)要緊過程見圖 20-1： NaCl從陽極區(qū)參加， 平穩(wěn)，使OH濃度增大，OH和Na+形成NaOH溶液。B、電解冶煉鋁原料：A、冰晶石：Na3AIF6=3

11、Na+AIF63-、氧化鋁：鋁土礦一？ NaAQ2CO?過T AI(OH)3 一 Al2。3原理 陽極陰極-總反響：4AI3+6O2 解=4AI+3O2 f 設(shè)備：電解槽陽極 C、陰極Fe因為陽極材料不斷地與生成的氧氣反響：C+O2 t CO+CO,故需定時補充。C、電鍍：用電解的方法在金屬外表鍍上一層金屬或合金的過程。鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，電鍍液必須含有鍍層金屬的離子。電鍍鋅原理：陽極 Zn 2e _ = Zntl 陰極 ZM+2e 一 =Zn電鍍液的濃度在電鍍過程中不發(fā)生變化。在電鍍操縱的條件下，水電離出來的H+和OK一樣不起反響。電鍍液中加氨水或NaCN的緣故：使ZM+離子濃度專門

12、小，鍍速慢，鍍層才能致密、光亮。D、 電解冶煉爽朗金屬 Na、Mg、Al等。E、 電解精煉銅：粗銅作陽極，精銅作陰極，電解液含有Cu2+。銅前金屬先反響但不析出，銅后金屬不反響，形成陽極泥。試題枚舉【例1】將兩個鉑電極插入 500mL CuSQ溶液中進行電解，通電一定時刻后，某一電極增重0.064g(設(shè)電解時該電極無氫氣析出，且不考慮水解和溶液體積變化)，現(xiàn)在溶液中氫離子濃度約為A.4 X 10mol/L B.2 X lol/LC.1 X lol/LD.1 X 10mol/L解析：依照電解規(guī)律可知陰極反響：Cu2+2e-=Cu,增重0.064gCu,應是Cu的質(zhì)量，依照總反響方程式：電解 2C

13、uSQ+2H2O2Cu+C2 f +2H2SC4-4H +2X 64g4mol0.064gxx=0.002molH+=-=4 X 10mol/L答案：A【例2】某堿性蓄電池在充電和放電時發(fā)生的反響為：_戒電-Fe+NiO2+2H2O三壬Fe(OH)2+Ni(OH)2,以下講法中正確的選項是 ：A、 放電時，負極上發(fā)生反響的物質(zhì)是Fe.B、 放電時，正極反響是：NiO2+2e-+2H+=Ni(OH)2C、 充電時，陰極反響是：Ni(OH)2-2e-+2OH=NiO2+2H2OD、充電時，陽極鄰近 pH值減小.解析：依照原電池在放電時，負極發(fā)生氧化反響，正極發(fā)生復原反響，再依照元素化合價變化，可判

14、定該電 池負極發(fā)生反響的物質(zhì)為 Fe，正極為NiO2，此電池為堿性電池，在書寫電極反響和總電池反響方程式時不能顯 現(xiàn)H+，故放電時的電極反響是 ：負極:Fe-2e-+2OH=Fe(OH)2,正極：NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH。原電池充電 時,發(fā)生電解反響，現(xiàn)在陰極反響為原電池負極反響的逆反響，陽極反響為原電池正極反響的逆反響，由此可判定正確選項應為 A、Do答案：AD【例3】甲、乙兩個容器中，分不參加0.1mol/LNaCI溶液與O.lmol/LAgNOs溶液后，以Pt為電極進行電解時，在A、B、C、D各電極上生成物的物質(zhì)的量之比為：1a r1| 1ID-1 Fjrh J

15、J1.乙.h-JI7I丿Nad血 NO 了解析：此裝置相當于兩個電解槽串聯(lián)到一起，在整個電路中電子轉(zhuǎn)移總數(shù)相等.第一判定各極是陽極依舊陰極，即電極名稱，再分析各極發(fā)生的反響.A極(陰極)反響：2H+2e-=H2 f , B極(陽極)反響:2C-2e-=Cb f;C極(陰極)反響：Ag+ e- =Ag； D極(陽極)反響：4OH-4e-=2H2O+O2 f，依照電子守恒法可知，假設(shè)整個電路中 有 4mol 電子轉(zhuǎn)移 ,生成 H2、Cl2、Ag、O2 的物質(zhì)的量分不為： 2mol 、 2mol 、 4mol 、 1mol 因此各電極上生成 物的物質(zhì)的量之比為： 2:2:4:1 。答案： 2:2:4:1【例 4】有三個燒杯，分不盛有氯化銅，氯化鉀和硝酸銀三種溶液；均以Pt 作電極，將它們串聯(lián)在一起電解一定時刻，測得電極增重總和 2.8 克，這時產(chǎn)生的有色氣體與無色氣體的物質(zhì)的量之比為A、 4： 1B、 1： 1C、 4： 3D、 3：4解析：串聯(lián)電路中，相同時刻內(nèi)各電極得或失的電子的物質(zhì)的量相