电化学知识专题高考重要考点1、原电池、电解池的原理;2、电化学的应用(电镀池、氯碱工业、粗铜精炼、金属的电化学防护等)一、原电池、电解池、电镀池的比较二、原电池正负极的判断1、由组成原电池两极的电极材料判断,如果两极是由活泼性不同的金属作电极时,一般情况下相对活泼的金属是负极,活泼性较弱的金属是正极(注:此判定为默许规则,一定要注意实际情况,如:Mg—Al—NaOH,Al才是负极;Al—Cu—浓硝酸,Cu才是负极);如果是由金属和非金属导体(或金属氧化物导体)作电极,金属是负极,非金属导体(或金属氧化物导体)是正极。
2、根据氧化反应、还原反应发生的位置判定,发生氧化反应的极(或在该极处失电子)为负极,即(负失氧);发生还原反应的极(或在该极处得电子)为正极,即(正得还)。
3、根据电子流出或电流流入的电极为负极,相反为正极。
4、根据原电池里电解质溶液内离子流动方向判断:阳离子移向的极为正极,阴离子移向的极为负极。
5、根据原电池的两极发生的现象判断。
溶解或质量减轻的电极为负极,有气体或金属析出的电极为正极。
三、常见的几类电池1、锌—锰干电池,以NH4Cl为电解质溶液的电极反应式:负极:Zn —2e- =Zn2+正极:2MnO2 +2NH4+ +2e- =Mn2O3+2NH3↑+H2O总反应:Zn +2MnO2 +2NH4+ =Zn2+ +Mn2O3 +2NH3 ↑+H2O2、碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。
锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为:Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s) 则下列说法错误的是( )A.电池工作时,锌失去电子,电极反应式为:Zn +2OH-—2e- =Zn(OH)2(s)B.电池正极的电极反应式为:2MnO2(s) +H2O(l) +2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq)C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极D.外电路中每通过0.2 mol电子,锌的质量理论上减小6.5 g3、锂电池是新一代高能电池,目前已经研制成多种锂电池(已广泛应用于手机行业中)。
某种锂电池总的反应式为:Li+ MnO 2 = LiMnO 2,关于该电池,下列说法正确的是( )A 放电时,负极反应:Li —e - = Li +B 放电时,负极反应:MnO 2 + e - = MnO 2-C 电池反应时,锂为正极,二氧化锰为负极 D.电池反应时,混合物由黑色变成紫色4、银锌电池(钮扣式电池)的两个电极分别是由氧化银与少量石墨组成的活性材料和锌汞合金构成,电解质为氢氧化钾溶液,总反应为:Ag 2O +Zn =2Ag +ZnO ,下列判断正确的是( )A 、锌为正极,Ag 2O 为负极B 、锌为负极:Zn +2OH --2e - = ZnO +H 2O ;Ag 2O 为正极:Ag 2O +H 2O +2e - = 2Ag +2OH -C 、原电池工作时,负极区PH 减小,正极区PH 增大D 、原电池工作时,负极区PH 增大5、铅蓄电池(Pb —PbO 2—H 2SO 4)放电时[原电池]的电极反应式:(请写出充电时[电解池]的电极反应式)放电时[原电池]:负极:正极:总反应:充电时[电解池]:6、高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。
高铁电池的总反应为下列叙述不正确...的是() A .放电时负极反应为:Zn —2e — +2OH —= Zn(OH)2B .充电时阳极反应为:Fe(OH)3 —3e— + 5 OH — = FeO 24 + 4H 2OC .放电时每转移3 mol 电子,正极有1mol K 2FeO 4被氧化D .放电时正极附近溶液的碱性增强7、熔融盐燃料电池具有高的发电效率,现可用LI 2CO 3和Na 2CO 3的熔融盐的混合物做电解质,CO 为阳极燃气,空气与CO 2的混合气体为就阴极助燃气,制得在6500C 下的燃料电池,请书写电极反应式:负极反应式:2CO + 2CO 32- -4e -= 4CO 2 正极反应式:O 2 + CO 2 +4e - = 2CO 32-总反应式:2CO + O 2 ====4CO2 8、(燃料电池)宇宙飞船上的氢氧燃料电池,两个电极均由多孔碳制成,其电池反应为:2H 2+O 2=2H 2O ,试写出电解质溶液为盐酸时的电极反应式,并指出各电极和电解质溶液的PH 值的变化,若电解质溶液为KOH 时又如何?若电解质溶液为NaCl 时又如何?1、电解质为盐酸或硫酸时:负极: PH 值变正极: PH 值变总反应式: 溶液被稀释,PH 值变 。
2、电解质为KOH 时:负极: PH 值变正极: PH 值变总反应式: 溶液被稀释,PH 值变 。
拓展:如把H 2改CH 4,用KOH 作电解质溶液,则电极反应为:负极: 正极:总反应式: 消耗了 , 溶液PH 值变 。
如把电解质KOH 溶液改为盐酸或硫酸时,则电极反应为:负极: 正极:总反应式: , 溶液PH 值变 。
四、原电池应用1.金属腐蚀:(1)化学腐蚀——由一般的化学反应引起的腐蚀。
(2)电化腐蚀:以钢铁的腐蚀为例 a.析氢腐蚀: 负极:Fe -2e - = Fe 2+(强或较强酸性条件下) 正极:2H + +2e - = H 2↑ (析氢腐蚀) (吸氧腐蚀)总反应式: Fe + 2H + == Fe 2+ + H2↑放电 充电3Zn + 2K 2FeO 4 + 8H 2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH 点燃 Fe C H 2SO 4 Fe C NaClb.吸氧腐蚀: 负极:Fe -2e - = Fe 2+(中性、碱性或极弱酸性条件下) 正极:O 2 + 2H 2O+ 4e总反应式: 2Fe + 2H 2.防护方法: (1)改变金属内部组织结构 (2)在金属表面覆盖保护 )](3)电化学保护法[牺牲阳(负)极的阴(正) 注:原电池的负极又叫阳极,正极又叫阴极。
3.制造新化学电源(注意新型原电池、电解池在考题中的出现,常以判定电极反应是否正确、电子转移是否正确以及溶液的酸碱性的变化的形式出现。
在填空题中可能会让我们由已知信息书写电极反应,希望同学们加强这方面知识的归纳和总结,并逐步形成一定的技巧和能力。
)五、电解池电解质的导电的过程实质上就是电解过程;电解是在外电源的作用下被迫发生的氧化还原的过程,把电能转化为化学能,而在原电池中正好相反,是自发的氧化还原反应的过程,把化学能转化为电能。
离子放电顺序——阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。
阳极——①若为惰性电极(C,Pt, Au 等),则阴离子放电(失电子,发生氧化反应),放电顺序为:阳极金属(除Pt 、Au )>S 2—>I —>Br —>Cl —>OH —>含氧酸根离子>F —②若为活泼电极,则电极本身失去电子而放电。
因为活泼电极的还原性几乎大于一切的阴离子。
阴极——无论是惰性电极,还是活性电极,阴极都不会参与电极反应,始终为阳离子放电(得电子,发生还原反应),放电顺序为:Ag +>Hg 2+>Fe 3+>Cu 2+>H +(酸)>Pb 2+>Sn 2+>Fe 2+>Zn 2+> H +( H 2O )>Al 3+>Mg 2+>Na +>Ca +>K +六、电解规律(惰性电极,带*号的例外)及溶液pH 的变化1、氯碱工业:电解饱和食盐水制取烧碱、氯气、氢气阳极: 阴极:总的方程式:2、电镀: (1)概念:应用电解原理在某些金属表面镀上其它金属 或合金的过程。
(2)电镀池的形成条件:A 镀件作阴极B 镀层金属作阳极C 电镀液中含有镀层金属离子 电镀例:在一根铁棒上镀上Cu 阳极:Cu —2e — = Cu 2+ 阴极:Cu 2+ + 2e — = Cu3、铜的电解精炼CuSO 4 Fe Cu阳极: Cu —2e — = Cu 2+ 杂质比铜活泼的Zn 、Fe 、Ni 等也会放电: Zn —2e — = Zn 2+ ; Fe —2e —= Fe 2+ ; Ni —2e — = Ni 2+还原性比铜差的,如活泼性在铜之后的银、金等不能失去电子,它们以单质的形式沉积在电解槽溶液中,成为阳极泥。
阳极泥可再用于提炼金、银等贵重金属。
阴极: Cu 2+ + 2e — = Cu电解质溶液硫酸铜的浓度基本不变,但要定时除去里面的杂质。
4、电解制Na 、Mg 、Al (以下反应均在熔融状态下进行) 电解冶炼Na 、Mg 、Al :2NaCl (熔融)2Na + Cl 2↑ MgCl 2 (熔融) Mg + Cl 2↑2Al 2O 3 4Al + 3O 2↑ 5、金属腐蚀的快慢规律——电解原理引起的腐蚀> 原电池原理引起的腐蚀> 化学腐蚀> 有防腐措施的腐蚀高考试题专练提升1.(2010广东)23.铜锌原电池(如图9)工作时,下列叙述正确的是A 正极反应为:Zn —2e -=Zn 2+B 电池反应为:Zn+Cu 2+=Zn 2+ +C UC 在外电路中,电子从负极流向正极D 盐桥中的K +移向ZnSO 4溶液2.(2011福建11)研究人员研制出一种锂水电池,可作鱼雷和潜艇的储备电源。
该电池以金属锂和钢板为电极材料,以LiOH 为电解质,加入水即可放电。
关于该电池的说法不正确...的是 A .水既是氧化剂又是溶剂 B .放电时正极上有氢气生成C .放电时OH -向正极移动D .总反应为:2Li +2H 2O=== 2LiOH +H 2↑3.(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:Cu 2++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,Cu 2+向铜电极移动 4.(2011全国)铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为:Fe+Ni 2O 3+3H 2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2下列有关该电池的说法不正确...的是 A. 电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni 2O 3、负极为FeB. 电池放电时,负极反应为Fe+2OH --2e -=Fe (OH )2C. 电池充电过程中,阴极附近溶液的pH 降低D. 电池充电时,阳极反应为2Ni (OH )2+2OH --2e -=Ni 2O 3+3H 2O5.(2011海南)根据下图,下列判断中正确的是A.烧杯a 中的溶液pH 升高B.烧杯b 中发生氧化反应电解 电解36铜的电解精炼 纯铜 4C.烧杯a中发生的反应为2H++2e-=H2D.烧杯b中发生的反应为2Cl--2e-=Cl2 6.(2011全国II卷10)用石墨做电极电解CuSO4溶液。