高中化學(xué)選修4原電池與電解池講義及習(xí)題(共23頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上個(gè)性化輔導(dǎo)講義講義編號(hào)學(xué)員編號(hào)： 年 級(jí)：高二 課時(shí)數(shù)： 學(xué)員姓名： 輔導(dǎo)科目：化學(xué) 學(xué)科教師： 授課課題電化學(xué)基礎(chǔ)-原電池、電解池 授課時(shí)間及時(shí)段 年 月 日 星期 時(shí)段： 教學(xué)目標(biāo)1.理解原電池的工作原理，了解組成原電池的條件2.掌握電極反應(yīng)和原電池總反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)3.認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化教學(xué)內(nèi)容與過(guò)程1原電池和電解池的比較：裝置原電池電解池實(shí)例原理使氧化還原反應(yīng)中電子作定向移動(dòng)，從而形成電流。這種把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池。使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程叫做電解。這種把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置叫做電解池。形成條件電極：兩種

2、不同的導(dǎo)體相連；電解質(zhì)溶液：能與電極反應(yīng)。能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)形成閉合回路電源；電極（惰性或非惰性）；電解質(zhì)（水溶液或熔化態(tài)）。反應(yīng)類(lèi)型自發(fā)的氧化還原反應(yīng)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)電極名稱(chēng)由電極本身性質(zhì)決定：正極：材料性質(zhì)較不活潑的電極；負(fù)極：材料性質(zhì)較活潑的電極。由外電源決定：陽(yáng)極：連電源的正極；陰極：連電源的負(fù)極；電極反應(yīng)負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反應(yīng)）正極：2H+2e-=H2（還原反應(yīng)）陰極：Cu2+ +2e- = Cu （還原反應(yīng)）陽(yáng)極：2Cl-2e-=Cl2 （氧化反應(yīng)）電子流向負(fù)極正極電源負(fù)極陰極；陽(yáng)極電源正極電流方向正極負(fù)極電源正極陽(yáng)極；陰極電源負(fù)極能量轉(zhuǎn)化化學(xué)能電能電能

3、化學(xué)能應(yīng)用抗金屬的電化腐蝕；實(shí)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）。2.原電池正負(fù)極的判斷：根據(jù)電極材料判斷：活潑性較強(qiáng)的金屬為負(fù)極，活潑性較弱的或者非金屬為正極。根據(jù)電子或者電流的流動(dòng)方向：電子流向：負(fù)極正極。電流方向：正極負(fù)極。根據(jù)電極變化判斷：氧化反應(yīng)負(fù)極； 還原反應(yīng)正極。根據(jù)現(xiàn)象判斷：電極溶解負(fù)極； 電極重量增加或者有氣泡生成正極。根據(jù)電解液內(nèi)離子移動(dòng)的方向判斷：陰離子移向負(fù)極；陽(yáng)離子移向正極。3.電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)：負(fù)極：負(fù)極材料本身被氧化： 如果負(fù)極金屬生成的陽(yáng)離子與電解液成分不反應(yīng)，則為最簡(jiǎn)單的：M-ne-=Mn+ 如：Zn-2e

4、-=Zn2+如果陽(yáng)離子與電解液成分反應(yīng)，則參與反應(yīng)的部分要寫(xiě)入電極反應(yīng)式中：如鉛蓄電池，Pb+SO42-2e-=PbSO4負(fù)極材料本身不反應(yīng)：要將失電子的部分和電解液都寫(xiě)入電極反應(yīng)式，如燃料電池CH4-O2(C作電極)電解液為KOH：負(fù)極：CH4+10OH-8 e-=C032-+7H2O 正極：當(dāng)負(fù)極材料能自發(fā)的與電解液反應(yīng)時(shí)，正極則是電解質(zhì)溶液中的微粒的反應(yīng)，H2SO4電解質(zhì)，如2H+2e-=H2 CuSO4電解質(zhì)： Cu2+2e-= Cu當(dāng)負(fù)極材料不與電解質(zhì)溶液自發(fā)反應(yīng)時(shí)，正極則是電解質(zhì)中的O2發(fā)生還原反應(yīng)當(dāng)電解液為中性或者堿性時(shí)，H2O參加反應(yīng)，且產(chǎn)物必為OH-, 如氫氧燃料電池（KOH

5、電解質(zhì)）O2+2H2O+4e-=4OH-當(dāng)電解液為酸性時(shí)，H+參加反應(yīng)，產(chǎn)物為H2O O2+4H+4e-=2H2O4化學(xué)電源新型電池一、一次電池 1、定義：一次電池的活性物質(zhì)（發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)）消耗到一定程度，就不能使用了一次電池中電解質(zhì)溶液制成膠狀，不流動(dòng)，也叫干電池常用的有普通的鋅錳干電池、堿性鋅錳電池、鋅汞電池、鎂錳干電池等2、常見(jiàn)的一次電池：（1）普通鋅錳干電池鋅錳干電池是最常見(jiàn)的化學(xué)電源，分酸性堿性?xún)煞N干電池的外殼（鋅）是負(fù)極，中間的碳棒是正極，在碳棒的周?chē)羌?xì)密的石墨和去極化劑MnO2的混合物，在混合物周?chē)傺b入以NH4Cl溶液浸潤(rùn)ZnCl2，NH4Cl和淀粉或其他填充物（制

6、成糊狀物）為了避免水的蒸發(fā)，干電池用蠟封好干電池在使用時(shí)的電極反應(yīng)為：負(fù)極：Zn2e=Zn2+正極：2NH4+2e+2MnO2=2NH3 +Mn2O3+H2O總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2NH4+=Mn2O3+2NH3+Zn2+H2O（2）堿性鋅錳干電池負(fù)極：Zn+2OH2e=Zn（OH）2正極：2MnO2+2H2O+2e=2MnOOH+2OH總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn（OH）2（3）鋅銀電池 電子手表、液晶顯示的計(jì)算器或一個(gè)小型的助聽(tīng)器等所需電流是微安或毫安級(jí)的，它們所用的電池體積很小，有“紐扣”電池之稱(chēng)它們的電極材料是Ag2O和Zn，所以叫鋅銀電池電極反應(yīng)和電池反

7、應(yīng)是：負(fù)極：Zn+2OH2e=Zn（OH）2正極：Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH總反應(yīng)：Zn+Ag2O+H2O=Zn（OH）2+2Ag 利用上述化學(xué)反應(yīng)也可以制作大電流的電池，它具有質(zhì)量輕、體積小等優(yōu)點(diǎn)這類(lèi)電池已用于宇航、火箭、潛艇等方面（4）鋰二氧化錳非水電解質(zhì)電池 以鋰為負(fù)極的非水電解質(zhì)電池有幾十種，其中性能最好、最有發(fā)展前途的是鋰一二氧化錳非水電解質(zhì)電池，鋰-電池負(fù)極是金屬鋰，正極活性物質(zhì)是二氧化錳。電解質(zhì)是無(wú)機(jī)鹽（），溶于（PC）和1、2-二甲氧基乙烷（DME）的混合有機(jī)溶劑中，電極反應(yīng)為：負(fù)極反應(yīng)：Lie=Li+正極反應(yīng)：MnO2 + Li+ +e= LiMnO2 總反應(yīng)：L

8、i+ MnO2 = LiMnO2該種電池的電動(dòng)勢(shì)為2.69V，重量輕、體積小、電壓高、比能量大，充電1000次后仍能維持其能力的90%，貯存性能好，已廣泛用于電子計(jì)算機(jī)、手機(jī)、無(wú)線電設(shè)備等 （5）鋁空氣海水電池1991年，我國(guó)首例以鋁空氣海水為材料組成的新型電池用作航海標(biāo)志燈該電池以取之不盡的海水為電解質(zhì)，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流 工作原理：負(fù)極：4Al12e = 4Al3+正極：3O2+6H2O+12 e =12OH總反應(yīng)：4Al+3O2+6H2O = 4Al（OH）3 特點(diǎn)：這種海水電池的能量比“干電池”高2050倍（6）高能電池鋰電池 該電池是20世紀(jì)70年代研制出的一種高能

9、電池由于鋰的相對(duì)原子質(zhì)量很小，所以比容量（單位質(zhì)量電極材料所能轉(zhuǎn)換的電量）特別大，使用壽命長(zhǎng)，適用于動(dòng)物體內(nèi)（如心臟起搏器）因鋰的化學(xué)性質(zhì)很活潑，所以其電解質(zhì)溶液應(yīng)為非水溶劑如作心臟起搏器的鋰碘電池的電極反應(yīng)式為：負(fù)極：2Li2e = 2Li+ 正極：I2+2e = 2 I總反應(yīng)式為：2Li+I2 = 2LiI 練習(xí)：（9分）鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiCIO4。溶于混合有機(jī)溶劑中，Li+通過(guò)電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列問(wèn)題：（1）外電路的電流方向是由_極流向_極。（填字母）（2）電池正極反應(yīng)式為 。（3）是否可

10、用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑？_（填“是”或“否”），原因是_。（4）MnO2可與KOH和KClO3，在高溫下反應(yīng)，生成K2MnO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物質(zhì)的量之比為_(kāi)。二、二次電池1、定義：二次電池又稱(chēng)充電電池或蓄電池，放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生這類(lèi)電池可以多次重復(fù)使用2、常見(jiàn)的二次電池：（1）鉛蓄電池是最常見(jiàn)的二次電池，它由兩組柵狀極板交替排列而成，正極板上覆蓋有PbO2，負(fù)極板上覆蓋有Pb，電解質(zhì)是H2SO4鉛蓄電池放電的電極反應(yīng)如下：負(fù)極：Pb+SO422e=PbSO4（氧化反應(yīng)）正極：PbO2+SO42十4H+2e=

11、PbSO4+2H2O（還原反應(yīng)）總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4十2H2O鉛蓄電池充電的反應(yīng)是上述反應(yīng)的逆過(guò)程：陰極：PbSO4+2e=Pb+SO42（還原反應(yīng)）陽(yáng)極：PbSO4+2H2O2e=PbO2+SO42十4H+（氧化反應(yīng)）總反應(yīng)：2PbSO4十2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4可以把上述反應(yīng)寫(xiě)成一個(gè)可逆反應(yīng)方程式：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4十2H2O練習(xí)：已知鉛蓄電池的工作原理為PbPbO22H2SO42PbSO42H2O，現(xiàn)用如圖裝置進(jìn)行電解(電解液足量)，測(cè)得當(dāng) 鉛蓄電池中轉(zhuǎn)移0.4 mol電子時(shí)鐵電極的質(zhì)量減少11.2 g。請(qǐng)回答 下列問(wèn)題。

12、(1)A是鉛蓄電池的    極，鉛蓄電池正極反應(yīng)式為               ，放電過(guò)程中電解液的密度       (填“減小”、“增大”或“不變”)。(2)Ag電極的電極反應(yīng)式是        ，該電極的電極產(chǎn)物共   g。(3)Cu電極的電極反應(yīng)式是&

13、#160;       ，CuSO4溶液的濃度   (填“減小”、“增大”或“不變”)(4)如圖表示電解進(jìn)行過(guò)程中某個(gè)量(縱坐標(biāo)x)隨時(shí)間的變化曲線，則x表示       。a各U形管中產(chǎn)生的氣體的體積b各U形管中陽(yáng)極質(zhì)量的減少量c各U形管中陰極質(zhì)量的增加量（2）堿性鎳鎘電池：該電池以Cd和NiO（OH）（氫氧化鎳酰）作電極材料，NaOH作電解質(zhì)溶液負(fù)極：Cd+2OH2e=Cd（OH）2正極：2NiO（OH）+2H2O+2e=2Ni（O

14、H）2+2OH總反應(yīng)式為：Cd+2NiO（OH）+2H2O=Cd（OH）2+2Ni（OH）2充電時(shí)：陽(yáng)極發(fā)生如下反應(yīng)Ni(OH)2 e- + OH- = NiO(OH) + H2O陰極發(fā)生的反應(yīng)：Cd(OH)2 + 2e-= Cd + 2OH-總反應(yīng)為：2Ni(OH)2 + Cd(OH)2 = 2NiO(OH)+ Cd+ 2 H2O從上述兩種蓄電池的總反應(yīng)式可看出，鉛蓄電池在放電時(shí)除消耗電極材料外，同時(shí)還消耗電解質(zhì)硫酸，使溶液中的自由移動(dòng)的離子濃度減小，內(nèi)阻增大，導(dǎo)電能力降低而鎳鎘電池在放電時(shí)只消耗水，電解質(zhì)溶液中自由移動(dòng)的離子濃度不會(huì)有明顯變化，內(nèi)阻幾乎不變，導(dǎo)電能力幾乎沒(méi)有變化練習(xí)：鎘鎳可

15、充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，它的充、放電反應(yīng)按下式進(jìn)行：Cd+2NiOOH+ 2H2O  Cd（OH）2+2Ni（OH）2 ，由此判斷錯(cuò)誤的是：（   ）A放電時(shí)，Cd作負(fù)極B放電時(shí)，NiO(OH)作負(fù)極C電解質(zhì)溶液為堿性溶液D放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為Cd+2OH-2e-=Cd(OH)2（3）氫鎳可充電池：該電池是近年來(lái)開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種新型可充電池，可連續(xù)充、放電500次，可以取代會(huì)產(chǎn)生鎘污染的鎳鎘電池負(fù)極：H2+2OH2e=2H2O正極：2NiO（OH）+2H2O+2e=2Ni（OH）2+2OH總反應(yīng)式為：H2+2NiO（OH）=2Ni（OH）2練習(xí)：氫鎳

16、電池是近年開(kāi)發(fā)出來(lái)的可充電電池，可以取代會(huì)產(chǎn)生隔污染的鎘鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式H2+NiO(OH)Ni(OH)2，根據(jù)此反應(yīng)式判斷，下列敘述中正確的是（ ）A電池放電時(shí)，電池負(fù)極周?chē)芤簆H不斷增大 B電池放電時(shí)，鎳元素被氧化C電池充電時(shí)，氫元素被氧化 D電池放電時(shí)，H2是負(fù)極三、燃料電池 又稱(chēng)連續(xù)電池：一般以天然燃料或其它可燃物質(zhì)如H2、CH4等作為負(fù)極反應(yīng)物質(zhì)，以O(shè)2作為正極反應(yīng)物質(zhì)而形成的燃料電池體積小、質(zhì)量輕、功率大，是正在研究的新型電池之一（1）氫氧燃料電池主要用于航天領(lǐng)域，是一種高效低污染的新型電池，一般用金屬鉑（是一種惰性電極，并具有催化活性）或活性炭作電極，用40%的KOH

17、溶液作電解質(zhì)溶液其電極反應(yīng)式為：負(fù)極：2H2+4OH4e=4H2O正極：O2+2H2O+4e=4OH總反應(yīng)式為：2H2+O2=2H2O（2）甲烷燃料電池用金屬鉑作電極，用KOH溶液作電解質(zhì)溶液負(fù)極：CH4+10OH8e=CO3 2+7H2O正極：2O2+4H2O+8e=8OH總反應(yīng)式為：CH4+2O2+2KOH =K2CO3+3H2O（3）甲醇燃料電池是最近摩托羅拉公司發(fā)明的一種由甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿作為電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池，電量是現(xiàn)有鎳氫電池或鋰電池的10倍負(fù)極：2CH4O+16OH12e=2CO3 2+12H2O正極：3O2+6H2O+12e=12OH總反應(yīng)式為：2CH4O+3O2+4O

18、H=2CO3 2+6H2O（4）固體氧化物燃料電池該電池是美國(guó)西屋公司研制開(kāi)發(fā)的，它以固體二氧化鋯氧化釔為電解質(zhì)，這種固體電解質(zhì)在高溫下允許O2在其間通過(guò)負(fù)極：2H2+2O2-4e=2H2O正極：O2+4e=2O2總反應(yīng)式為：2H2+O2 =2H2O練習(xí)：固體氧化物燃料電池（SOFC）以固體氧化物作為電解質(zhì)，O2-可以在其內(nèi)部自由通過(guò)。其工作原理如圖所示。下列關(guān)于固體燃料電池的有關(guān)說(shuō)法正確的是     A電極b為電池負(fù)極，電極反應(yīng)式為O2+4e-=2O2- B固體氧化物的作用是讓電子在電池內(nèi)通過(guò)C若H2作為燃料氣，則接觸面上發(fā)生的反應(yīng)為H2+2

19、OH-4e-=2H+H2O D若C2H4作為燃料氣，則接觸面上發(fā)生的反應(yīng)為C2H4+6O2-12e-=2CO2+2H2O（5）熔融鹽燃料電池： 該電池用Li2CO3和的Na2CO3熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為陽(yáng)極燃?xì)?，空氣與CO2的混合氣為陰極助燃?xì)?，制得?500C下工作的燃料電池熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率負(fù)極：2CO+2CO3 24e=4CO2正極：O2+2CO2+4e=2CO3 2總反應(yīng)式為：2CO+O2=2CO25化學(xué)腐蝕和電化腐蝕的區(qū)別化學(xué)腐蝕電化腐蝕一般條件金屬直接和強(qiáng)氧化劑接觸不純金屬，表面潮濕反應(yīng)過(guò)程氧化還原反應(yīng)，不形成原電池。因原電池反應(yīng)而腐蝕有無(wú)電流無(wú)電流產(chǎn)生

20、有電流產(chǎn)生反應(yīng)速率電化腐蝕化學(xué)腐蝕結(jié)果使金屬腐蝕使較活潑的金屬腐蝕6.吸氧腐蝕和析氫腐蝕的區(qū)別電化腐蝕類(lèi)型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性較強(qiáng)正極反應(yīng)O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-2H+ + 2e-=H2負(fù)極反應(yīng)Fe 2e-=Fe2+Fe 2e-=Fe2+腐蝕作用是主要的腐蝕類(lèi)型，具有廣泛性發(fā)生在某些局部區(qū)域內(nèi)7金屬的防護(hù)改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。合金鋼中含有合金元素，使組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，耐腐蝕。如：不銹鋼。在金屬表面覆蓋保護(hù)層。常見(jiàn)方式有：涂油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面鍍一層有自我保護(hù)作用的另一種金屬。電化學(xué)保護(hù)法外加電源的陰極保護(hù)法

21、:接上外加直流電源構(gòu)成電解池，被保護(hù)的金屬作陰極。犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法：外加負(fù)極材料，構(gòu)成原電池，被保護(hù)的金屬作正極8電解池的陰陽(yáng)極判斷：由外電源決定：陽(yáng)極：連電源的正極； 陰極：連電源的負(fù)極；根據(jù)電極反應(yīng): 氧化反應(yīng)陽(yáng)極 ；還原反應(yīng)陰極根據(jù)陰陽(yáng)離子移動(dòng)方向：陰離子移向陽(yáng)極；陽(yáng)離子移向陰極，根據(jù)電子幾點(diǎn)流方向：電子流向: 電源負(fù)極陰極；陽(yáng)極電源正極 電流方向: 電源正極陽(yáng)極；陰極電源負(fù)極9.電解時(shí)電極產(chǎn)物判斷：陽(yáng)極：如果電極為活潑電極，Ag以前的，則電極失電子，被氧化被溶解，Zn-2e-=Zn2+如果電極為惰性電極，C、Pt、Au、Ti等，則溶液中陰離子失電子，4OH- 4e-= 2H2O+

22、O2陰離子放電順序S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > NO3- > SO42- > CO32- > F-即：活性陽(yáng)極（金屬）>無(wú)氧酸根離子> OH- >含氧酸根離子 > F- 陰極：（陰極材料(金屬或石墨)總是受到保護(hù)）根據(jù)電解質(zhì)中陽(yáng)離子活動(dòng)順序判斷，陽(yáng)離子得電子順序即金屬活動(dòng)順序表的反表，金屬活潑性越強(qiáng)，則對(duì)應(yīng)陽(yáng)離子的放電能力越弱，既得電子能力越弱: K+ <Ca2+ < Na+ < Mg2+ < Al3+< Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ <

23、Pb2+ < (H+ ) < Cu2+ < Hg2+ < Ag+10電解、電離和電鍍的區(qū)別電解電離電鍍條件受直流電作用受熱或水分子作用受直流電作用實(shí)質(zhì)陰陽(yáng)離子定向移動(dòng)，在兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)陰陽(yáng)離子自由移動(dòng)，無(wú)明顯的化學(xué)變化用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金實(shí)例CuCl2 CuCl2CuCl2=Cu2+2Cl陽(yáng)極 Cu 2e- = Cu2+陰極 Cu2+2e- = Cu關(guān)系先電離后電解，電鍍是電解的應(yīng)用11電鍍銅、精煉銅比較電鍍銅精煉銅形成條件鍍層金屬作陽(yáng)極，鍍件作陰極，電鍍液必須含有鍍層金屬的離子粗銅金屬作陽(yáng)極，精銅作陰極，CuSO4溶液作電解液電極反應(yīng)陽(yáng)極 C

24、u 2e- = Cu2+陰極 Cu2+2e- = Cu陽(yáng)極：Zn - 2e- = Zn2+Cu - 2e- = Cu2+ 等陰極：Cu2+ + 2e- = Cu溶液變化電鍍液的濃度不變?nèi)芤褐腥苜|(zhì)濃度減小12電解方程式的實(shí)例（用惰性電極電解）：電解質(zhì)溶液陽(yáng)極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式總反應(yīng)方程式（條件：電解）溶液酸堿性變化CuCl22Cl-2e-=Cl2Cu2+ +2e-= CuCuCl2= Cu +Cl2HCl2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H22HCl=H2+Cl2酸性減弱Na2SO44OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2不變H2SO44OH-4e-=2H2O+O2

25、2H+2e-=H22H2O=2H2+O2消耗水，酸性增強(qiáng)NaOH4OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2消耗水，堿性增強(qiáng)NaCl2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H22NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOHH+放電，堿性增強(qiáng)CuSO44OH-4e-=2H2O+O2Cu2+ +2e-= Cu2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2+2H2SO4OH放電,酸性增強(qiáng)13，以惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律：電解水型：電解含氧酸，強(qiáng)堿，活潑金屬的含氧酸鹽，如稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液：陽(yáng)極：4OH-4e-=2H2O+O2 陰極：2H+2e-=H2 總反

26、應(yīng)：2H2O 2H2 + O2，溶質(zhì)不變，pH 分別減小、增大、不變。酸、堿、鹽的加入增加了溶液導(dǎo)電性,從而加快電解速率（不是起催化作用）。電解電解質(zhì)：無(wú)氧酸（HF除外）、不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽，如CuCl2陽(yáng)極：2Cl-2e-=Cl2 陰極：Cu2+ +2e-= Cu 總反應(yīng)：CuCl2= Cu +Cl2放氫生成堿型：活潑金屬的無(wú)氧酸鹽（F化物除外）如NaCl陽(yáng)極：2Cl-2e-=Cl2 陰極：2H+2e-=H2 總反應(yīng)：2NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOH公式：電解質(zhì)+H2O堿+ H2+非金屬放氧生酸型：不活潑金屬的含氧酸鹽，如CuSO4陽(yáng)極：4OH-4e-=2H2O+O2 陰極：

27、Cu2+ +2e-= Cu 總反應(yīng)：2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2+2H2SO4公式：電解質(zhì)+H2O酸+ O2+金屬電解NaCl溶液：2NaCl+2H2O H2+Cl2+2NaOH，溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電解反應(yīng)，pH增大8電解原理的應(yīng)用A、電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)）反應(yīng)原理陽(yáng)極： 2Cl- - 2e-= Cl2 陰極： 2H+ + 2e-= H2總反應(yīng)：2NaCl+2H2O H2+Cl2+2NaOH設(shè)備 （陽(yáng)離子交換膜電解槽）組成：陽(yáng)極Ti、陰極Fe陽(yáng)離子交換膜的作用：它只允許陽(yáng)離子通過(guò)而阻止陰離子和氣體通過(guò)。制燒堿生產(chǎn)過(guò)程 （離子交換膜法）食鹽水的精制：粗鹽（含泥沙、Ca2+、Mg2+、

28、Fe3+、SO42- 等）加入NaOH溶液加入BaCl2溶液加入Na2CO3溶液過(guò)濾加入鹽酸加入離子交換劑(NaR)電解生產(chǎn)主要過(guò)程（見(jiàn)圖20-1）：NaCl從陽(yáng)極區(qū)加入，H2O從陰極區(qū)加入。陰極H+ 放電，破壞了水的電離平衡，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：Na3AlF6 = 3Na+ AlF63- （B）氧化鋁： 鋁土礦 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 原理： 陽(yáng)極 2O2 4e- =O2 陰極 Al3+ 3e- =Al總反應(yīng)：4Al3+6O24Al+3O2 設(shè)備：電解槽（陽(yáng)極C、陰極Fe） 因?yàn)殛?yáng)極材料不斷地與生成的氧氣反應(yīng)：

29、C+O2 CO+CO2，故需定時(shí)補(bǔ)充。C、電鍍：用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金的過(guò)程。鍍層金屬作陽(yáng)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(yáng)極 Zn2e = Zn2+陰極 Zn2+2e= Zn電鍍液的濃度在電鍍過(guò)程中不發(fā)生變化。在電鍍控制的條件下，水電離出來(lái)的H+和OH一般不起反應(yīng)。電鍍液中加氨水或 NaCN的原因：使Zn2+離子濃度很小，鍍速慢，鍍層才能致密、光亮。D、電解冶煉活潑金屬Na、Mg、Al等。E、電解精煉銅：粗銅作陽(yáng)極，精銅作陰極，電解液含有Cu2+。銅前金屬先反應(yīng)但不析出，銅后金屬不反應(yīng)，形成 “陽(yáng)極泥”。 習(xí)題精練1(00全國(guó))下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描

30、述不正確的是（ C ）A把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡B用鋅片做陽(yáng)極，鐵片做做陰極，電解氯化鋅溶液，鐵片表面出現(xiàn)一層鋅C把銅片插入三氯化鐵溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鐵D把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快2(00蘇浙理綜)鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是 （ C ）A2H+2e H2 B2H2O+O2+4e 4OHCFe2e Fe2+ D4OH4e 2H2O+O23(04廣西)pH=a某電解質(zhì)溶液中，插入兩支惰性電極通直流電一段時(shí)間后，溶液的pH>a，則該電解質(zhì)可能是 （ A ）ANaOHBH2SO4CAgNO3DNa2SO44(0

31、1年上海)銅片和鋅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，鋅片是 （ D ）A陰極B正極C陽(yáng)極D負(fù)極5用鉑電極（惰性）電解下列溶液時(shí)，陰極和陽(yáng)極上的主要產(chǎn)物分別是H2和O2的是（ AC ）A稀NaOH溶液 BHCl溶液C酸性MgSO4溶液 D酸性AgNO3溶液6在原電池和電解池的電極上所發(fā)生的反應(yīng)，同屬氧化反應(yīng)或同屬還原反應(yīng)的是（ BC ）A原電池的正極和電解池的陽(yáng)極所發(fā)生的反應(yīng)B原電池的正極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)C原電池的負(fù)極和電解池的陽(yáng)極所發(fā)生的反應(yīng)D原電池的負(fù)極和電解池的陰極所發(fā)生的反應(yīng)7(00上海)在外界提供相同電量的條件，Cu2+或Ag+分別按Cu2+2eCu或Ag+eAg在電極上放電，其析

32、出銅的質(zhì)量為1.92g，則析出銀的質(zhì)量為 （ B ）A1.62g B.6.48g C.3.24g D.12.96g8(02上海)某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解 飽和氯化鈉溶液，通電時(shí)，為使Cl2被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖的裝置，則對(duì)電源電極名稱(chēng)和消毒液的主要成分判斷正確的是（ B ）Aa為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaClBa為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaClCa為陽(yáng)極，b為陰極；HClO和NaClDa為陰極，b為陽(yáng)極；HClO和NaCl9(02春季理綜)通以相等的電量，分別電解等濃度的硝酸銀和硝酸亞汞（亞汞的化合價(jià)為1）溶液，若被還原的

33、硝酸銀和硝酸亞汞的物質(zhì)的量之比n（硝酸銀）n（硝酸亞汞）21，則下列表述正確的是 （ D ）A在兩個(gè)陰極上得到的銀和汞的物質(zhì)的量之比n（銀）n（汞）21B在兩個(gè)陽(yáng)極上得到的產(chǎn)物的物質(zhì)的量不相等C硝酸亞汞的分子式為HgNO3D硝酸亞汞的分子式為Hg2(NO3)210(03江蘇)用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解，下列說(shuō)法正確的是 （ D ）A電解稀硫酸溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變B電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH，故溶液pH減小C電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2D電解氯化銅溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:111右圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨

34、電極。則下列有關(guān)的判斷正確的是 （ C ）Aa為負(fù)極、b為正極Ba為陽(yáng)極、b為陰極C電解過(guò)程中、d電極質(zhì)量增加D電解過(guò)程中，氯離子濃度不變12(03春季理綜)家用炒菜鐵鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹斑，在此變化過(guò)程中不發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是 （D ）A4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3B2Fe+2H2O+O22Fe(OH)C2H2O+O2+4eOHDFe3eFe3+13鎳鎘（NiCd）可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，它的充放電反應(yīng)按下式進(jìn)行：Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，該電池放電時(shí)的負(fù)極材料是 （C ）ACd(OH)2BNi(OH)2

35、CCdDNiO(OH)14(04江蘇)堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 （ C ）A電池工作時(shí)，鋅失去電子B電池正極的電極反應(yīng)式為：2MnO2(s)+H2O(1)+2e=Mn2O3(s)+2OH(aq)C電池工作時(shí)，電子由正極通過(guò)外電路流向負(fù)極D外電路中每通過(guò)0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g15下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是（ B ）Aa電極是負(fù)極Bb電極的電極反應(yīng)為：4OH4

36、e 2H2O+O2C氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源D氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置16(03廣東)用惰性電極實(shí)現(xiàn)電解，下列說(shuō)法正確的是 （ D）A電解稀硫酸溶液，實(shí)質(zhì)上是電解水，故溶液pH不變B電解稀氫氧化鈉溶液，要消耗OH，故溶液pH減小C電解硫酸鈉溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:2D電解氯化銅溶液，在陰極上和陽(yáng)極上析出產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:117(99全國(guó))氫鎳電池是近年開(kāi)發(fā)出來(lái)的可充電電池，它可以取代會(huì)產(chǎn)生污染的銅鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是根據(jù)此反應(yīng)式判斷，下列敘述中正確的是 （ CD ）A電池放電時(shí)，電池負(fù)極周?chē)?/p>

37、液的PH不斷增大 B電池放電時(shí)，鎳元素被氧化C電池充電時(shí)，氫元素被還原D電池放電時(shí)，H2是負(fù)極18(99全國(guó))惰性電極電解M（NO3）x的水溶液，當(dāng)陰極上增重ag時(shí)，在陽(yáng)極上同時(shí)產(chǎn)生bL氧氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況）：從而可知M的原子量為 （ C ） ABCD19(98全國(guó))下列關(guān)于銅電極的敘述正確的是 （ AC ） A銅鋅原電池中銅是正極 B用電解法精煉粗銅時(shí)銅作陽(yáng)極C在鍍件上電鍍銅時(shí)可用金屬銅作陽(yáng)極 D電解稀硫酸制H2、O2時(shí)銅作陽(yáng)極4(04全國(guó)理綜)電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。右圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過(guò)導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：（1）若X、Y都是惰性電極，

38、a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則電解池中X極上的電極反應(yīng)式為2H+2e H2 。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是放出氣體溶液變紅。Y電極上的電極反應(yīng)式為 2Cl-2e Cl2，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是 將濕潤(rùn)的KI淀粉試紙放在Y極附近，試紙變藍(lán) （2）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則X電極的材料是 純銅，電極反應(yīng)式是 Cu2+ + 2e = Cu 。Y電極的材料是 粗銅，電極反應(yīng)式是 Cu - 2e = Cu2+ 。（說(shuō)明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫(xiě)出）5(04全國(guó)理綜)在玻璃圓筒中盛有兩種無(wú)色的互不相溶的中性液體。上層液體中插入兩根石墨電極，圓

39、筒內(nèi)還放有一根下端彎成環(huán)狀的玻璃攪棒，可以上下攪動(dòng)液體，裝置如右圖。接通電源，陽(yáng)極周?chē)囊后w呈現(xiàn)棕色，且顏色由淺變深，陰極上有氣泡生成。停止通電，取出電極，用攪棒上下劇烈攪動(dòng)。靜置后液體又分成兩層，下層液體呈紫紅色，上層液體幾乎無(wú)色。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答：（1）陽(yáng)極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)2I-2e I2_。（2）陰極上的電極反應(yīng)式為_(kāi)2H+2e H2_。（3）原上層液體是_KI水溶液_。（4）原下層液體是_CCl4_。（5）攪拌后兩層液體顏色發(fā)生變化的原因是_I2在CCl4中溶解度遠(yuǎn)大于在水中 的溶解度，所以大部分I2被CCl4萃取。_。（6）要檢驗(yàn)上層液體中含有的金屬離子，其方法是_焰色反應(yīng)_，現(xiàn)象是_透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰呈紫色。17（17分）工業(yè)上為了除去含Cr2O72-離子的酸性廢水，采用以下處理方法：往工業(yè)廢水中加入適量的食鹽水12g/L；以鐵作為電極進(jìn)行電解,鼓入空氣，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，使廢水中的含鉻（有毒）量降到可排放的標(biāo)準(zhǔn)。其原理是將Cr2O72-離子還原為可溶性三價(jià)鉻離子；在電解除鉻過(guò)程中，溶液的pH不斷升高，使工業(yè)廢水由酸性變?yōu)閴A性，再把三價(jià)鉻離子變成不溶性氫氧化物除去。根據(jù)上述原理回答下