09电化学【考纲点击】1、了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。

了解常见化学电源的种类及其工作原理。

2、理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。

【原电池 电解池 考点重现率】（1）电极的判定及电极反应现象的描述（2）电极反应式的书写（3）工作原理的分析（电子、离子的转移方向）（4）电解的简单计算（电极质量、产生气体与转移 电子数的关系）（5）工作前后溶液酸碱性的判断【课前预习区】1.（2009年南师附中模拟）烧杯A 中盛放0.1mol·L -1的H 2SO 4溶液，烧杯B 中盛放0.1mol·L -1的CuSO 4溶液（两种溶液均足量），装置如下图所示，下列说法不正确的是（ ）A.A 为原电池，B 为电解池B.Fe 电极的反应式为：Fe-2e -=Fe 2+C.当A 烧杯中产生0.1mol 气体时，B 烧杯中产生气体的物质的量也为0.1molD.一段时间后，B 烧杯中溶液的pH 下降2. 下列与金属腐蚀有关的说法正确的是（ ）A.图a 中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重B.图b 中，开关由M 改置于N 时，Cu-Zn 合金的腐蚀速率减小C.图c 中，接通开关时Zn 腐蚀速率增大，Zn 上放出气体的速率也增大D.图d 中，Zn-MnO 2干电池自放电腐蚀主要是由MnO 2的氧化作用引起的3. 某兴趣小组设计如下微型实验装置。

实验时，现断开K 2，闭合K 1，两极均有气泡产生；一段时间后，断开K 1，闭合K 2，发现电流表指针偏转，下列有关描述正确的是（ ） A ．断开K 2，闭合K 1时，总反应的离子方程式为：2H ++2Cl −===通电Cl 2↑+H 2↑ B ．断开K 2，闭合K 1时，石墨电极附近溶液变红C ．断开K 1，闭合K 2时，铜电极上的电极反应为：Cl 2+2e —＝2Cl −D ．断开K 1，闭合K 2时，石墨电极作正极【课堂互动区】含酚酞的饱和食盐水 K 1 K 2 石墨 直流电源 A 铜一、原电池和电解池工作原理【例题1】如右图所示：（1）如果只接通K，铁棒是极，发生（氧化或还原）反应，电极反应式是，石墨是极；电极反应式是；总反应式是漏斗中的液面(2）如果只接通K3，铁棒是极，电极反应式是石墨是极；电极反应式是；总反应式是（3）如果只接通K1，铁棒周围便出现白色沉淀，则铁棒应与电源的极相连，电极式；石墨是极，电极反应式是；总反应式是漏斗中的液面【例2】［2012·福建理综化学卷9］将右图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是（）A．Cu电极上发生还原反应B．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动C．片刻后甲池中c（SO42—）增大D．片刻后可观察到滤纸b点变红色【规律总结】1.原电池、电解池的电极判断(1)电极材料（原电池）；电源（电解池）(2)电极上的现象及发生的反应(3)电子运动方向;电流的流向(4) 溶液中阳离子、阴离子的运动方向2分析电极反应及其产物原电池：负极：M-n e-=M n+正极：（1）酸性溶液中：2 H+ +2 e-=H2↑（2）不活泼金属盐溶液：M n++n e- =M（3）中性、弱酸性条件下：2 H2O +O2+4 e-=4 OH-电解(镀)池：阳极：⑴若阳极是由活性材料(除C、Pt、Au等以外的其它金属)做成，阳极反应是阳极金属失去电子而被氧化成阳离子；⑵若阳极是由C、Pt、Au等惰性材料做成，阳极反应则是电解液中阴离子在阳极失去电子被氧化。

阴离子失去电子能力大小顺序为：I->Br-> Cl- >OH->含氧酸根>F-。

阴极：阴极反应一般是溶液中的阳离子得电子的还原反应，阳离子得电子能力大小顺序为：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Fe2+>Zn2+ >H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。

必须注意的是，电镀时通过控制条件，Fe2+和Zn2+得电子的能力强于H+。

3.电极反应式书写方法（1）分析反应，标出电子（2）关注介质，离子搭配（3）遵循守恒，巧配两式【变式1】（2011广东·12）某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。

下列叙述不正确．．．的是A、a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B、a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋+2e-= CuC、无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色D、a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动二、常见的化学电源【例3】（1）［2012·天津理综］熔融状态下，钠和FeCl2能组成可充电电池（装置示意图如下），反应原理为：Array 2Na + FeCl2Fe + 2NaCl放电时，电池的正极反应式为__________________________：充电时，______________（写物质名称）电极接电源的负极；该电池的电解质为________ 。

（2）［2012·新课程全国］高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。

FeCl3和KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为；与MnO2—Zn电池类似，K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为，该电池总反应的离子方程式为。

N224和水蒸气。

已知：①N2(g)+2O2(g)= N2O4 (1) ；△H1= -19.5kJ·mol-1②N2H4 (1) + O2(g)= N2(g) + 2 H2O(g)；△H2= -534.2kJ·mol-1写出肼和N2O4反应的热化学方程式；(4)肼一空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为。

三、金属腐蚀与防护【例4】［2012·海南化学卷10］下列叙述错误的是（）A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀【规律总结】1、金属腐蚀的快慢顺序：①电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐蚀措施的腐蚀（电解原理的防护>原电池原理的防护）②强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液2、常见的金属防腐蚀措施①涂防护层②添加缓蚀剂③改变金属的结构④电化学保护（a.牺牲阳极的阴极保护法b.阴极电保护法）【变式3】（2011浙江高考10）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。

导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。

下列说法正确的是（）A．液滴中的Cl―由a区向b区迁移B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O＋2H2O＋4e－4OH－C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH―形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：Cu－2e－Cu2＋四、电化学计算【例5】［2012·海南化学卷16］(9分) 新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2 ，电解质为KOH溶液。

某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氧化钠辖液电解实验，如图所示。

回答下列问题：(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为、。

(2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生．其中b电极上得到的是，电解氯化钠溶液的总反应方程式为；(3)若每个电池甲烷通如量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为（法拉第常数F=9.65×l04C · mol-1列式计算)，最多能产生的氯气体积为L(标准状况)。

【规律总结】有关电化学计算主要有以下类型（1）计算电解产物的质量或体积（2）计算电解过程中转移电子的物质的量（3）计算电解质溶液的pH （4）测定阿伏加德罗常数等。

主要解题方法（1）电子守恒法：阴阳两极转移电子的物质的量相等。

（2）电荷守恒法：溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。

（3）方程式法：根据电极方程式或电解总反应式进行相关计算。

【变式4】铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极是惰性材料，电池总反应式为：Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：（1）放电时：正极的电极反应式是____________________________；电解液中pH将变_______；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加_________g；电池内消耗H2SO4的物质的量至少是_______mol。

（2）用铅蓄电池电解1L饱和食盐水（食盐水足量、密度为1.15g·cm-3）时，①若收集到11.2L（标准状况下）氯气，则至少转移电子_______mol；②若蓄电池消耗2mol H2SO4，则可收集到H2的体积（标准状况下）为___________L；③若消耗硫酸amol，电解后出去隔膜，所得溶液中NaOH的质量分数表达式为（假设氯气全部排出）_____________________________________（用含a的代数式表示）【课后巩固区】1、［2012·全国大纲理综化学卷11］①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极，②④相连时，②有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少，据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是（）A ①③②④B ①③④②C ③④②①D ③①②④2、［2012·山东理综］以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是。

a．电能全部转化为化学能b．粗铜接电源正极，发生氧化反应c．溶液中Cu2＋向阳极移动d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为。

3、如下图所示，若电解5min时铜电极质量增加2.16g，试回答：⑴电源电极X名称为______ _。

⑵电极反应：A阳极：阴极：B 阳极：阴极C 阳极：阴极：⑶通电5min时，B中共收集224mL气体（标况），溶液体积为200mL。