電化學(xué)原理及其應(yīng)用

1、專題復(fù)習(xí)：電化學(xué)原理及其應(yīng)用專題復(fù)習(xí)：電化學(xué)原理及其應(yīng)用 臨沭二中臨沭二中靖一銘靖一銘【2010】利用右圖裝置，可以模擬鐵利用右圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若的電化學(xué)防護(hù)。若X為碳棒，為減緩鐵的為碳棒，為減緩鐵的腐蝕，開關(guān)腐蝕，開關(guān)K應(yīng)置于應(yīng)置于_處。若處。若X為鋅，為鋅，開關(guān)開關(guān)K置于置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為_【2009】ZnMnO2干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液?；旌先芤骸?1)該電池的負(fù)極材料是該電池的負(fù)極材料是_。電池工作時(shí)，電子流。電池工作時(shí)，電子流向向_(填填“正極正極”或或“負(fù)極負(fù)極”)。（2

2、008山東理綜山東理綜) 29、以丙烷為燃料制作新型燃料電池，、以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入電池的正極通入CO2和和O2時(shí)，電解質(zhì)是熔融下的碳酸鹽，時(shí)，電解質(zhì)是熔融下的碳酸鹽，CO32-移向電池的移向電池的 （填正或負(fù)）極（填正或負(fù)）極山東高考再現(xiàn)山東高考再現(xiàn)【2012】利用反應(yīng)利用反應(yīng)2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可可制備制備CuSO4，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其正極電極反應(yīng)，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其正極電極反應(yīng)式為式為_Zn正極正極N外加電源的陰極保護(hù)法外加電源的陰極保護(hù)法O2+4H+4e-=2H2O負(fù)負(fù) 原電池、電解池的判定原電池、電解池的判定 電極

3、名稱及發(fā)生的反應(yīng)類型電極名稱及發(fā)生的反應(yīng)類型 電子、離子的移動(dòng)方向電子、離子的移動(dòng)方向電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目相關(guān)計(jì)算電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目相關(guān)計(jì)算 電極反應(yīng)方程式的書寫電極反應(yīng)方程式的書寫金屬的腐蝕與防護(hù)金屬的腐蝕與防護(hù)考查重點(diǎn)考查重點(diǎn)精煉、電鍍、電冶金精煉、電鍍、電冶金電電化化學(xué)學(xué)原原理理電電化化學(xué)學(xué)應(yīng)應(yīng)用用干電池干電池對(duì)比分析對(duì)比分析原電池原電池電解池電解池能量轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)化方式化方式反應(yīng)類型及反應(yīng)類型及是否自發(fā)是否自發(fā)化學(xué)能電能電能化學(xué)能自發(fā)自發(fā)/ /非自發(fā)的非自發(fā)的 氧化還原反應(yīng)均可氧化還原反應(yīng)均可自發(fā)的氧化還原反應(yīng)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)角度一：能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)轉(zhuǎn)化角度一：能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)轉(zhuǎn)化對(duì)比分析對(duì)比分析原電

4、池原電池電解池電解池裝置不同裝置不同直接判直接判斷電極斷電極無外加直流電源無外加直流電源有外加直流電源有外加直流電源活潑金屬活潑金屬負(fù)極；負(fù)極；不活潑金屬或碳不活潑金屬或碳正極正極電源負(fù)極電源負(fù)極陰極；陰極；電源正極電源正極陽(yáng)極陽(yáng)極正正極極負(fù)負(fù)極極陰陰極極 陽(yáng)陽(yáng) 極極 正正極極負(fù)負(fù)極極角度二：裝置構(gòu)成和電極判斷角度二：裝置構(gòu)成和電極判斷對(duì)比分析對(duì)比分析原電池原電池電解池電解池電子流向電子流向離子流向離子流向負(fù)極負(fù)極正極正極陽(yáng)離子陽(yáng)離子正極；正極；陰離子陰離子負(fù)極負(fù)極陽(yáng)離子陽(yáng)離子陰極；陰極；陰離子陰離子陽(yáng)極陽(yáng)極負(fù)極負(fù)極陰極；陰極；陽(yáng)極陽(yáng)極正極正極正正極極負(fù)負(fù)極極e-e-H+ Na+ OH- Cl

5、-OH- Cl- H+ Na+陰陰極極 陽(yáng)陽(yáng) 極極 e-e-角度三：電子流向和離子流向角度三：電子流向和離子流向?qū)Ρ确治鰧?duì)比分析原電池原電池電解池電解池電極反電極反應(yīng)類型應(yīng)類型放電放電順序順序負(fù)極負(fù)極氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)正極正極還原反應(yīng)還原反應(yīng)陽(yáng)極陽(yáng)極氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)陰極陰極還原反應(yīng)還原反應(yīng)陽(yáng)極：活性陽(yáng)極陽(yáng)極：活性陽(yáng)極 S S2 2IIBrBr ClClOHOH陰極：陰極：AgAgHgHg2 2FeFe3 3CuCu2 2HH( (酸酸)角度四：電極反應(yīng)和放電順序角度四：電極反應(yīng)和放電順序（20122012福建）將右圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的福建）將右圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的K K閉合，下列判斷閉合，下列判斷正確的

6、是正確的是( )( )ACu 電極上發(fā)生還原反應(yīng)電極上發(fā)生還原反應(yīng)B電子沿電子沿Zn a b Cu路徑流動(dòng)路徑流動(dòng)C片刻后甲池中片刻后甲池中c（SO42-）增大）增大D片刻后可觀察到濾紙片刻后可觀察到濾紙b點(diǎn)變紅色點(diǎn)變紅色鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)A電化學(xué)裝置的工作原理【歸納1】氧化還原觀氧化還原觀電化學(xué)考考點(diǎn)點(diǎn)2：電極反應(yīng)式的書寫：電極反應(yīng)式的書寫 （2010山東高考）以山東高考）以鋁鋁為陽(yáng)極，在為陽(yáng)極，在H2SO4 溶液溶液中電解，鋁材表面形成中電解，鋁材表面形成氧化膜氧化膜。寫出陽(yáng)極的電。寫出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式，并總結(jié)書寫電極反應(yīng)式的步驟極反應(yīng)式，并總結(jié)書寫電極反應(yīng)式的步驟.【典型例題典型例題1】【

7、歸納】 書寫步驟 2Al Al2O3 反應(yīng)物反應(yīng)物-生成物生成物得失電子數(shù)得失電子數(shù) 2Al Al2O3 - - 6e- 2Al Al2O3 - - 6e-+ 6H+配平電荷配平電荷 2Al = Al2O3 - - 6e-+ 6H+ 3H2O配平原子配平原子考考點(diǎn)點(diǎn)2：電極反應(yīng)式的書寫：電極反應(yīng)式的書寫 規(guī)律提升：規(guī)律提升：列物質(zhì)列物質(zhì)判斷電極的反應(yīng)物、產(chǎn)物判斷電極的反應(yīng)物、產(chǎn)物標(biāo)得失標(biāo)得失分析化合價(jià)的升降，找出得失電子數(shù)分析化合價(jià)的升降，找出得失電子數(shù)(1)配平電荷配平電荷(2)配平原子配平原子看環(huán)境看環(huán)境配守恒配守恒燃料電池是將燃料具有的化學(xué)能燃料電池是將燃料具有的化學(xué)能直接變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電

8、裝置。直接變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置。請(qǐng)寫出甲烷燃料電池在堿性條件下，請(qǐng)寫出甲烷燃料電池在堿性條件下，負(fù)極電極反應(yīng)式：負(fù)極電極反應(yīng)式：重點(diǎn)突破重點(diǎn)突破 PbSO4 + 2e- = Pb + SO42- 鉛蓄電池是一種典型的可充電電池，鉛蓄電池是一種典型的可充電電池， 電池總反應(yīng)式為：電池總反應(yīng)式為： Pb+PbOPb+PbO2 2+4H+4H+ +2SO+2SO4 42-2- 2PbSO 2PbSO4 4+2H+2H2 2O O 請(qǐng)寫出其充電時(shí)陰極反應(yīng)式：請(qǐng)寫出其充電時(shí)陰極反應(yīng)式：化化學(xué)學(xué)電電源源干電池干電池鉛蓄電池鉛蓄電池燃料電池燃料電池電極反應(yīng)式的書寫電極反應(yīng)式的書寫能力提升能力提升 以鐵為陽(yáng)極電

9、解濃氫氧化鈉以鐵為陽(yáng)極電解濃氫氧化鈉溶液，制備溶液，制備FeO42-, ,陽(yáng)極電極陽(yáng)極電極反應(yīng)為：反應(yīng)為：Fe-6e-+8OH- =FeO42-+4H2O電電解解應(yīng)應(yīng)用用物物質(zhì)質(zhì)制制備備電極反應(yīng)式的書寫電極反應(yīng)式的書寫考考點(diǎn)點(diǎn)2：電極反應(yīng)式的書寫：電極反應(yīng)式的書寫 【練一練練一練】1 、（2008山東高考改編）山東高考改編）MnO2的生產(chǎn)方式之一的生產(chǎn)方式之一是以石墨為電極，電解是以石墨為電極，電解酸化酸化的的MnSO4溶液。陽(yáng)極溶液。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是的電極反應(yīng)式是_反應(yīng)物反應(yīng)物-產(chǎn)物產(chǎn)物 Mn2+ MnO2得失電子數(shù)得失電子數(shù) Mn2+ - 2e- MnO2配平原子配平原子 Mn2+ +

10、2H20- 2e- = MnO2 +4H+配平電荷配平電荷 Mn2+ - 2e- MnO2+4H+1、【2012濰坊二模濰坊二?！堪钡暮铣墒亲钪匾幕どa(chǎn)之一，氨的合成是最重要的化工生產(chǎn)之一，直接供氨式堿性燃料電池的反應(yīng)為直接供氨式堿性燃料電池的反應(yīng)為4NH3+3O2=2N2+6H2O,試寫出電池的負(fù)極反應(yīng)式為，試寫出電池的負(fù)極反應(yīng)式為，_ 從理論上分析該電池從理論上分析該電池工作過程中工作過程中_ (填需要或不需要填需要或不需要)補(bǔ)充堿（補(bǔ)充堿（KOH）2NH3+6OH-6e-=N2+6H2O不需要不需要（2012青島一模）一種新型燃料電池，一極通入空氣，一青島一模）一種新型燃料電池，一極

11、通入空氣，一極通入極通入CH3OH(g)，電解質(zhì)是摻雜氧化釔（，電解質(zhì)是摻雜氧化釔（Y2O3）的氧化鋯）的氧化鋯（ZrO2）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2。則在該熔融電解。則在該熔融電解質(zhì)中，質(zhì)中，O2向向 _（ 填填“正正”或或“負(fù)負(fù)”)極移動(dòng)，電池極移動(dòng)，電池負(fù)極電極反應(yīng)為：負(fù)極電極反應(yīng)為： _ ；考考點(diǎn)點(diǎn)2：電極反應(yīng)式的書寫：電極反應(yīng)式的書寫 （2012泰安一模）用泰安一模）用Na2CO3熔融鹽作電解質(zhì)，熔融鹽作電解質(zhì)，CO、O2為為原料組成的新型電池的研究取得了重大突破。該電池示意圖原料組成的新型電池的研究取得了重大突破。該電池示意圖如右：負(fù)極電極反應(yīng)式為如右：

12、負(fù)極電極反應(yīng)式為_，為了使該燃料電池長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保為了使該燃料電池長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定，電池工作時(shí)必須有部分持穩(wěn)定，電池工作時(shí)必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)。物質(zhì)參加循環(huán)。A物質(zhì)的化物質(zhì)的化學(xué)式為學(xué)式為_。負(fù)負(fù)CH3OH3O2- 6e- = CO2 2H2OCOCO32- 2e- = 2CO2CO2 在我國(guó)，每年約有在我國(guó)，每年約有30%30%的鋼鐵因腐蝕而報(bào)廢的鋼鐵因腐蝕而報(bào)廢, , 損失高達(dá)損失高達(dá)28002800億人民幣，約占億人民幣，約占GDPGDP的的4%.4%.探尋本質(zhì)探尋本質(zhì)模擬鋼鐵的最主要腐蝕方式：模擬鋼鐵的最主要腐蝕方式：123犧牲陽(yáng)極犧

13、牲陽(yáng)極的陰極保的陰極保護(hù)法護(hù)法/ /外加外加電流的陰電流的陰極保護(hù)法極保護(hù)法改變金屬改變金屬的內(nèi)部結(jié)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu), ,如不銹如不銹鋼鋼( (摻雜摻雜Ni,CrNi,Cr等等) )在金屬表在金屬表面覆蓋保面覆蓋保護(hù)層護(hù)層, ,如涂如涂油、刷漆、油、刷漆、電鍍等電鍍等電化學(xué)防護(hù)電化學(xué)防護(hù)改變微觀結(jié)構(gòu)改變微觀結(jié)構(gòu)隔絕空氣、水等隔絕空氣、水等梳理回顧梳理回顧列舉常用金屬防護(hù)措施列舉常用金屬防護(hù)措施考點(diǎn)考點(diǎn)3：電化學(xué)原理的應(yīng)用：電化學(xué)原理的應(yīng)用 【典型例題典型例題1】A A圖圖a a中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重中，插入海水中的鐵棒，越靠近底端腐蝕越嚴(yán)重B B圖圖b b中，開關(guān)由中，開關(guān)由M

14、 M改置于改置于N N時(shí)，時(shí)，CuZnCuZn合金的腐蝕速率減小合金的腐蝕速率減小C C圖圖c c中，接通開關(guān)時(shí)中，接通開關(guān)時(shí)ZnZn腐蝕速率增大，腐蝕速率增大，ZnZn上放出氣體的速率也增大上放出氣體的速率也增大D D圖圖d d中，中，ZnMnOZnMnO2 2干電池自放電腐蝕主要是由干電池自放電腐蝕主要是由MnOMnO2 2的氧化作用引起的的氧化作用引起的(2012山東高考山東高考)下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法正確的是 （ ） B 例例1. 改編題改編題粗鎳中含有少量粗鎳中含有少量Fe，Zn，Cu，Pt等等雜質(zhì)，可用氫氧燃料電池電解制備高純度鎳，說雜質(zhì)，可用氫氧

15、燃料電池電解制備高純度鎳，說法正確的是法正確的是 （已知氧化性（已知氧化性Fe2+Ni2+Cu2+） a、電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。、電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。 b、粗鎳接該燃料電池通入、粗鎳接該燃料電池通入O2的一極，發(fā)生氧化的一極，發(fā)生氧化反應(yīng)。反應(yīng)。 c、電解過程中，陽(yáng)極質(zhì)量的減少和陰極質(zhì)量的、電解過程中，陽(yáng)極質(zhì)量的減少和陰極質(zhì)量的增加相等。增加相等。 d、電解后，溶液中存在的陽(yáng)離子有、電解后，溶液中存在的陽(yáng)離子有Fe2+和和Zn2+ Cu2+ 。 e、利用陽(yáng)極泥可以回收、利用陽(yáng)極泥可以回收Pt、Cu等金屬。等金屬?？键c(diǎn)考點(diǎn)3：電化學(xué)應(yīng)用：電化學(xué)應(yīng)用be鞏固提升鞏固提升考點(diǎn)考點(diǎn)3：電化學(xué)應(yīng)用：電

16、化學(xué)應(yīng)用鞏固提升鞏固提升（2012煙臺(tái)一模）煙臺(tái)一模）13氯堿工業(yè)常利用陽(yáng)離子交換膜電氯堿工業(yè)常利用陽(yáng)離子交換膜電解食鹽水，下列說法不正確的是解食鹽水，下列說法不正確的是 ( )A隨著電解的進(jìn)行，隨著電解的進(jìn)行，c(NaCl)降低，需不斷補(bǔ)充飽和食鹽降低，需不斷補(bǔ)充飽和食鹽 水水B電解過程中采用增大陽(yáng)極區(qū)溶液電解過程中采用增大陽(yáng)極區(qū)溶液pH的方法，可以減少的方法，可以減少 Cl2在水中的溶解量在水中的溶解量C陽(yáng)離子交換膜的作用是阻止陽(yáng)離子交換膜的作用是阻止OH-移向陽(yáng)極，以使氫氧化移向陽(yáng)極，以使氫氧化鈉在陰極區(qū)富集鈉在陰極區(qū)富集D陽(yáng)極表面用鈦氧化物涂層處理，目的是降低電解產(chǎn)物陽(yáng)極表面用鈦氧化物

17、涂層處理，目的是降低電解產(chǎn)物Cl2對(duì)電極的腐蝕對(duì)電極的腐蝕B電解池原理電解池原理Text原電池原理原電池原理化學(xué)能化學(xué)能電能電能本專題思維導(dǎo)圖本專題思維導(dǎo)圖電冶金電冶金氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)電鍍電鍍電解精煉電解精煉外加電流的外加電流的陰極保護(hù)法陰極保護(hù)法判斷兩極活潑性判斷兩極活潑性加速氧化還原反應(yīng)加速氧化還原反應(yīng)設(shè)計(jì)各種化學(xué)電源設(shè)計(jì)各種化學(xué)電源鋼鐵吸氧鋼鐵吸氧/析氫腐蝕析氫腐蝕犧牲陽(yáng)極的陰極保犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法護(hù)法應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化能能量量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化觀觀氧氧化化還還原原觀觀總結(jié)提升總結(jié)提升 當(dāng)堂練習(xí)當(dāng)堂練習(xí)FeO42- + 3e- + 4H2O = Fe(OH)3 + 5OH- CD3

18、.2.1.(2009山東理綜山東理綜)29、ZnMnO2干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶干電池應(yīng)用廣泛，其電解質(zhì)溶液是液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。混合溶液。(1)該電池的負(fù)極材料是該電池的負(fù)極材料是_。電池工作時(shí)，電子流向電池工作時(shí)，電子流向_(填填“正極正極”或或“負(fù)極負(fù)極”)。（2008山東理綜山東理綜) 29、以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極、以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入通入CO2和和O2時(shí)，電解質(zhì)是熔融下的碳酸鹽，時(shí)，電解質(zhì)是熔融下的碳酸鹽，CO32-移向電池的移向電池的 （填（填正或負(fù)）極正或負(fù)）極（2012山東理綜山東理綜)以以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行

19、粗銅溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì)等雜質(zhì))的電解精煉，下列說法正確的是的電解精煉，下列說法正確的是 a電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 b粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)c溶液中溶液中Cu2向陽(yáng)極移動(dòng)向陽(yáng)極移動(dòng) d利用陽(yáng)極泥可回收利用陽(yáng)極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬等金屬（2012山東理綜山東理綜) 電解電解NaCl溶液得到溶液得到22.4LH2(標(biāo)準(zhǔn)狀況標(biāo)準(zhǔn)狀況)，理論上需，理論上需要轉(zhuǎn)移要轉(zhuǎn)移NA個(gè)電子個(gè)電子(NA表示阿伏加德羅常數(shù)表示阿伏加德羅常數(shù))電化學(xué)原理的考查電化學(xué)原理的考查電極方程式的書寫電極方程式的書寫(200

20、8) 已丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入已丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入CO2和和O2時(shí)，時(shí)，電解質(zhì)是熔融下的碳酸鹽，電池正極反應(yīng)式為電解質(zhì)是熔融下的碳酸鹽，電池正極反應(yīng)式為 _。 (2009)MnO2的生產(chǎn)方式之一是以石墨為電極，電解酸化的的生產(chǎn)方式之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO4溶溶液。陰極的電極反應(yīng)式是液。陰極的電極反應(yīng)式是_。 (2010)以鋁材為陽(yáng)極，在以鋁材為陽(yáng)極，在H2SO4溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽(yáng)極電極反應(yīng)式為陽(yáng)極電極反應(yīng)式為 _。(2011)鈉硫高能電池，該電池的工作溫度為鈉硫高能電池，該電池的工作溫度為320左右，電池反應(yīng)為左右，電池反應(yīng)為2Na+ xSNa2Sx ，正極的電極反應(yīng)式為，正極的電極反應(yīng)式為_。(2012)利用反應(yīng)利用反應(yīng)2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制備可制備CuSO4，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其正極電極反應(yīng)式為若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其正極電極反應(yīng)式為_。電化學(xué)應(yīng)用電化學(xué)應(yīng)用【2009】若若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有雜質(zhì)混合溶液中含有雜質(zhì)Cu2，會(huì)加速