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1256-江苏省2011届高三化学二轮复习专题课件:专题8 电化学原理及其应用.


专题八

电化学原理及其应用

考 纲

展 示

高 考

预 测

1.了解原电池的工作原理,能写出电极反 了解原电池的工作原理, 了解原电池的工作原理 应和电池反应方程式。 应和电池反应方程式。 2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。 了解常见化学电源的

种类及其工作原理。 了解常见化学电源的种类及其工作原理 3.了解电解池的工作原理,能写出电极反应 了解电解池的工作原理, 了解电解池的工作原理 和电池反应方程式。 和电池反应方程式。 4.理解金属发生电化学腐蚀的原因,金属腐 理解金属发生电化学腐蚀的原因, 理解金属发生电化学腐蚀的原因 蚀的危害,防止金属腐蚀的措施。 蚀的危害,防止金属腐蚀的措施。

电化学包括原电池原理和电解原 理,对这一部分的考查重在对原理 的应用, 的应用,考查命题的特点是结合最 新成果和能成熟应用于实际生产、 新成果和能成熟应用于实际生产、 生活和科技领域作为素材, 生活和科技领域作为素材,其实质 仍是考查原电池和电解池的工作原 理。

原电池工作原理

1.原电池原理 . 负极发生氧化反应,正极发生还原反应。 氧化反应 还原反应 把化学能转化为电能,负极发生氧化反应,正极发生还原反应。 化学能转化为电 能转化为 2.组成原电池的条件 . (1)有两种活泼性不同的导电材料作电极。 有两种活泼性不同的导电材料作电极 有两种活泼性不同的导电材料作电极。 (2)电极材料均插入电解质溶液中,两种不同的电解质溶液可通过盐桥进 电极材料均插入电解质溶液 盐桥进 电极材料均插入电解质溶液中 两种不同的电解质溶液可通过盐桥 行连接。 行连接。 (3)两极相连形成闭合电路。 两极相连形成闭合电路 两极相连形成闭合电路。

3.电极反应式的书写和电荷移动的方向 .

(1)电极反应式的书写 电极反应式的书写 负极:Zn,电极反应式:Zn-2e-===Zn2+。 负极: ,电极反应式: -
+ - 正极: ,电极反应式: 正极:Cu,电极反应式:Cu2 +2e ===Cu。 。 + + 电池反应: + 电池反应: Zn+Cu2 ===Zn2 +Cu。 。 + + + - - +

(2)电荷移动方向 电荷移动方向 电子由负极释放, 外电路沿导线流入正极,电解质溶液中的阳离子 负极释放 沿导线流入正极 阳离子移 电子由负极释放,经外电路沿导线流入正极,电解质溶液中的阳离子移 向正极,在其表面得电子被还原,形成一个闭合回路。 向正极,在其表面得电子被还原,形成一个闭合回路。 还原

常见化学电源

1.碱性锌锰电池——一次电池 .碱性锌锰电池 一次电池
- - 负极反应: + 负极反应:Zn+2OH -2e ===Zn(OH)2; - - 正极反应: 正极反应:2MnO2+2H2O+2e ===2MnOOH+2OH ; + + - - - -

总反应: 总反应: Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2。 + + 2.锌银电池 .锌银电池——一次电池 一次电池
- - 负极反应: + 负极反应:Zn+2OH -2e ===ZnO+H2O; + ; - - 正极反应: 正极反应:Ag2O+H2O+2e ===2Ag+2OH ; + + + - - - -

总反应: + + 。 总反应:Zn+Ag2O===ZnO+2Ag。

3.铅蓄电池——二次电池 .铅蓄电池 二次电池
- 负极反应: + 4- 负极反应:Pb+SO2 -2e ===PbSO4。 - -

+ - - 正极反应: ; 正极反应:PbO2+4H +SO2 +2e ===PbSO4+2H2O; 4







放电 总反应: + 总反应:Pb+PbO2+2H2SO4 ??? 2PbSO4+2H2O。 。 充电 4.氢氧燃料电池(酸性介质中 .氢氧燃料电池 酸性介质中 酸性介质中) 负极反应:H2-2e-===2H+; 负极反应: 1 + - 正极反应: 正极反应: O2+2H +2e ===H2O; ; 2 总反应: 总反应:2H2+O2===2H2O。 。
- +

电解原理
1.电解原理 . 使电流通过电解质溶液 或熔融的电解质 在阴、阳两极发生氧化还原 氧化还原反 使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质 ,在阴、阳两极发生氧化还原反 电解质溶液 或熔融的电解质), 氧化反应 还原反应 应。阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。 阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。 2.电解原理的应用 . (1)电解饱和食盐水 电解饱和食盐水 电极反应: 电极反应:
- 阳极: - 阳极:2Cl -2e ===Cl2↑; - 阴极: + 阴极:2H +2e ===H2↑; + - - -

总反应: 总反应: 通电 2NaCl+2H2O=====2NaOH+H2↑+Cl2↑。 + +

(2)电镀铜或电解精炼铜 电镀铜或电解精炼铜 ①两极材料:待镀金属或精铜做阴极,镀层金属或粗铜做阳极。 两极材料:待镀金属或精铜做阴极,镀层金属或粗铜做阳极。 阴极 阳极 电极反应: ②电极反应:
+ 阳极: - - 阳极:Cu-2e ===Cu2 ; - +

+ - 阴极: 阴极:Cu2 +2e ===Cu。 。





(3)电解冶炼 Na、Al 等活泼金属 电解冶炼 、 通电 的化学反应方程式: 熔融)=====2Na+Cl2↑; 冶炼 Na 的化学反应方程式:2NaCl(熔融 熔融 + 通电 的化学反应方程式: 熔融)=====4Al+3O2↑。 冶炼 Al 的化学反应方程式:2Al2O3(熔融 熔融 +

金属的腐蚀与防护

1.金属的腐蚀 . (1)概念:金属表面与周围的干燥气体、非电解质或电解质溶液发生氧化反应 概念:金属表面与周围的干燥气体 非电解质或电解质溶液发生 干燥气体、 发生氧化反应 概念 而遭到破坏。 而遭到破坏。 (2)实质:金属原子 实质:金属原子(M)失去电子而被氧化:M-ne-===Mn+。 失去电子而被氧化: - 实质 失去电子而被氧化 (3)分类:一般分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 分类:一般分为化学腐蚀 电化学腐蚀。 化学腐蚀和 分类 2.电化学腐蚀 . (1)概念:两种金属相接触且又同时暴露在潮湿空气里或与电解质溶液接触 概念: 概念 由于形成原电池而发生的腐蚀。 原电池而发生的腐蚀 时,由于形成原电池而发生的腐蚀。 (2)分类 以钢铁为例 分类(以钢铁为例 分类 以钢铁为例) 酸性不强或呈中性, 氧气, ①吸氧腐蚀:在金属表面的水膜酸性不强或呈中性,溶解一定的氧气,金属 吸氧腐蚀:在金属表面的水膜酸性不强或呈中性 溶解一定的氧气 生成含氧化合物。 生成含氧化合物。
- +

- + 负极: 负极:2Fe-4e ===2Fe2 。 -





- - 正极: 正极:O2+2H2O+4e ===4OH 。 +





电池总反应: 电池总反应:2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2。 + ②析氢腐蚀:在金属表面的水膜酸性较高时,H+被还原而析出 H2。 酸性较高时 析氢腐蚀:在金属表面的水膜酸性较高时,
+ 负极: - - 负极:Fe-2e ===Fe2 ; - + +

- 正极: + 正极:2H +2e ===H2↑。





+ 电池总反应: + + 电池总反应:Fe+2H ===Fe2 +H2↑。





金属的防护方法 1.牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理 .牺牲阳极的阴极保护法 原电池原理 在被保护的钢铁设备上装上若干较活泼金属如锌块, 在被保护的钢铁设备上装上若干较活泼金属如锌块,让被保护的 金属作原电池的正极。 金属作原电池的正极。 正极 2.外加电流的阴极保护法——电解池原理 .外加电流的阴极保护法 电解池原理 用被保护的钢铁设备作阴极,惰性电极作阳极,外接直流电源。 用被保护的钢铁设备作阴极,惰性电极作阳极,外接直流电源。 阴极 阳极 3.其他方法 . 改变金属内部结构, 不锈钢;加涂防护层如喷油漆、涂油脂、 喷油漆 改变金属内部结构,如不锈钢;加涂防护层如喷油漆、涂油脂、 喷镀等方法。 喷镀等方法。 等方法

难点解读——掌握重点 掌握重点

突破难点

1.同一个原电池反应在不同的介质中其电极反应式有可能是不相同的,如氢 .同一个原电池反应在不同的介质中其电极反应式有可能是不相同的, 氧燃料电池, 氧燃料电池,其总反应的化学方程式都是 2H2+O2===2H2O,但在碱性介 , 中性介质和酸性介质中其电极反应式是不同的。 质、中性介质和酸性介质中其电极反应式是不同的。另外由相同的电极材 料组成的原电池,在不同的介质中其电池反应、电极名称、 料组成的原电池,在不同的介质中其电池反应、电极名称、电流方向也有 可能不同, 由镁、铝作电极组成的原电池,在氢氧化钠溶液中, 可能不同,如:由镁、铝作电极组成的原电池,在氢氧化钠溶液中,铝作 负极,镁作正极;而在稀盐酸中则铝作正极,镁作负极, 负极,镁作正极;而在稀盐酸中则铝作正极,镁作负极,因此在解电化学 题时要特别关注介质的成分,慎重思考介质所起的作用。 题时要特别关注介质的成分,慎重思考介质所起的作用。 2.只有氧化还原反应才有电子的得失,只有氧化还原反应才可能被设计成原 .只有氧化还原反应才有电子的得失 子的得失, 电池,复分解反应永远不可能被设计成原电池。 电池,复分解反应永远不可能被设计成原电池。

3.无论什么样的电极材料、电解质溶液(或熔融状态的电解质 构成原电池, .无论什么样的电极材料、电解质溶液 或熔融状态的电解质 构成原电池, 或熔融状态的电解质)构成原电池 只要是原电池就永远遵守电极的规定:电子流出的电极是负极, 只要是原电池就永远遵守电极的规定:电子流出的电极是负极,电子流 入的电极是正极。 入的电极是正极。 4.在化学反应中,失去电子的反应(电子流出的反应 是氧化反应,得到电子 .在化学反应中,失去电子的反应 电子流出的反应 是氧化反应, 电子流出的反应)是氧化反应 的反应(电子流入的反应 是还原反应 所以在原电池中, 的反应 电子流入的反应)是还原反应,所以在原电池中,负极永远发生氧 电子流入的反应 是还原反应, 化反应,正极永远发生还原反应。 化反应,正极永远发生还原反应。 5.在电解池中分析阳极上的电极反应,应首先看阳极材料,因为活泼电极 .在电解池中分析阳极上的电极反应,应首先看阳极材料, 作阳极会先放电。 作阳极会先放电。

考点1 考点

原电池及其工作原理
( )

个装置中, 【例1】 在下图中的 个装置中,属于原电池的是 】 在下图中的8个装置中

A.①④⑤ B.③⑥⑧ C.④⑥⑦ D.⑥⑦⑧ . . . .

思维点拨:构成原电池要有四个基本条件。 电解质溶液 电解质溶液; 两个电极 两个电极, 思维点拨:构成原电池要有四个基本条件。a.电解质溶液;b.两个电极, 其中一个相对较活泼,另一个相对较不活泼。两个电极直接或间接地 其中一个相对较活泼,另一个相对较不活泼。 连接在一起,并插入电解质溶液中; 能自发地发生氧化还原反应 能自发地发生氧化还原反应; 连接在一起,并插入电解质溶液中;c.能自发地发生氧化还原反应;d. 形成闭合电路。其中①、②不满足b、d条件,③不满足 条件,⑤不满 条件, 不满足b条件 条件, 形成闭合电路。其中① 不满足 、 条件 条件, 不满足d条件 条件。 足a条件,⑧不满足 条件。 条件 答案: 答案:C

要点提醒——画龙点睛 画龙点睛
1.原电池正、负极的确定 .原电池正、

触类旁通

(1)由两极的相对活泼性确定 , 相对活泼性较强的金属为负极 一般来 由两极的相对活泼性确定, 相对活泼性较强的金属为负极(一般来 由两极的相对活泼性确定 负极材料与电解质溶液能发生反应), 说,负极材料与电解质溶液能发生反应 ,相对活泼性较差的金属或导 电的非金属为正极。 溶液构成的原电池中, 电的非金属为正极。如 Mg—Al—HCl 溶液构成的原电池中,负极为 Mg。但要注意的是, Mg。但要注意的是,在 Mg—Al—NaOH 溶液构成的原电池中,负极 溶液构成的原电池中, 为 Al。 。 (2)由电极变化情况确定:某一电极若不断溶解或质量不断减少,该电 由电极变化情况确定:某一电极若不断溶解或质量不断减少, 由电极变化情况确定 极发生氧化反应,则此电极为负极;若某一电极上有气体产生、 极发生氧化反应,则此电极为负极;若某一电极上有气体产生、电极 的质量不断增加或不变,该电极发生还原反应,则此电极为正极, 的质量不断增加或不变,该电极发生还原反应,则此电极为正极, 燃 料电池除外。 溶液构成的原电池中, 料电池除外。如 Zn—C—CuSO4 溶液构成的原电池中,C 电极上会析 出紫红色固体物质, 为此原电池的正极。 出紫红色固体物质,则 C 为此原电池的正极。

(3)根据某些显色现象确定:一般可以根据电极附近指示剂(石蕊、酚酞、 根据某些显色现象确定:一般可以根据电极附近指示剂 石蕊 酚酞、 石蕊、 根据某些显色现象确定 试剂等)的显色情况来分析推断该电极发生的反应情况 的显色情况来分析推断该电极发生的反应情况, 湿润的淀粉 KI 试剂等 的显色情况来分析推断该电极发生的反应情况,
+ - - 是氧化反应还是还原反应, 等放电,从而确定正、 是氧化反应还是还原反应,是 H 还是 OH 或 I 等放电,从而确定正、 + - -

负极。 负极。 总之,负极上一定发生氧化反应,正极上一定发生还原反应; 总之,负极上一定发生氧化反应,正极上一定发生还原反应;负极电子 流出,正极电子流入,阳离子向正极定向移动,阴离子向负极定向移动。 流出,正极电子流入,阳离子向正极定向移动,阴离子向负极定向移动。

2.有关原电池问题的解题思路 . 解决原电池问题时,一般的思维程序是: 解决原电池问题时,一般的思维程序是:根据电极材料的活泼性 判断出正、负极 电极反应的类型(氧化反应 判断出正、负极―→电极反应的类型 氧化反应、还原反应 电极反应的类型 氧化反应、还原反应) ―→

1.(1)将Al片和 片用导线相连,插入稀 2SO4中组成原电池,写出电 . 将 片和 片用导线相连,插入稀H 片和Cu片用导线相连 中组成原电池, 极名称及电极反应式: 极名称及电极反应式: Al片( 片 Cu片( 片 )___________________________________________, , )__________________________________________。 。

(2)若将 片和 片用导线相连,插入浓 若将Al片和 片用导线相连,插入浓HNO3中能否组成原电池? 中能否组成原电池? 若将 片和Cu片用导线相连 ________(填“能”或“不能”,“若不能”,则不用回答下面的问 填 不能” 若不能” 题),若 , 能组成原电池,写出电极名称及电极反应式: 能组成原电池,写出电极名称及电极反应式: Al片( 片 Cu片( 片 )_________________________________________, , )________________________________________。 。

解析: (1)Al 片和 Cu 片用导线相连, 片用导线相连, 中时, Al 活泼, 解析: 插入稀 H2SO4 中时, 比 Cu 活泼, Al 为负极,失电子被氧化为 Al3+,Cu 为正极,溶液中的 H+得电子被还 为负极, 为正极, 原为 H2。 (2)Al 片和 Cu 片用导线相连,插入浓 HNO3 中时,由于铝被钝化,不能 片用导线相连, 中时,由于铝被钝化,
+ 溶解, 为正极, 为负极, 溶解,Al 为正极,Cu 为负极,失电子被氧化为 Cu2 。 + + +

答案:(1)负极 (2)能 正极


2Al-6e ===2Al3
- + -





正极

6H +6e ===3H2↑ 负极





2NO3 +4H +2e ===2NO2↑+2H2O


Cu-2e ===Cu2

考点2 考点

电极反应式的书写和判断

【例 2】 铁及铁的化合物应用广泛,如 FeCl3 可用作催化剂、印刷电路铜板 】 铁及铁的化合物应用广泛, 可用作催化剂、 腐蚀剂和外伤止血剂等。 腐蚀剂和外伤止血剂等。 (1)写出 FeCl3 溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 写出

2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ 。 _____________________________。
(2)若将 中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正、负极, 若将(1)中的反应设计成原电池 请画出原电池的装置图,标出正、负极, 若将 中的反应设计成原电池, 并写出电极反应式。 并写出电极反应式。







- 3+ 2+ 正极反应 2Fe +2e ===2Fe ,负极反应









+ + 思维点拨: 溶液中, 思维点拨:(1)Fe3 氧化性强于 Cu2 ,故 Cu 可溶于 FeCl3 溶液中,发生离子





+ + + 反应: 反应:2Fe3 +Cu===2Fe2 +Cu2 。







(2)Fe3+有氧化性,可得 e-,Cu 有一定还原性可失 e-,FeCl3 溶液与 C、Cu 有氧化性, 、 可组成原电池,发生氧化还原反应,其中铜棒做负极,碳棒做正极, 可组成原电池,发生氧化还原反应,其中铜棒做负极,碳棒做正极, FeCl3 溶液做电解质溶液。 溶液做电解质溶液。







要点提醒——画龙点睛 触类旁通 画龙点睛
电极反应式的书写 这是电化学知识学习的一个重点和难点。如果题目给定的是图示装置, 这是电化学知识学习的一个重点和难点。如果题目给定的是图示装置, 先分析正、负极,再根据正、负极反应规律去写电极反应式: 先分析正、负极,再根据正、负极反应规律去写电极反应式:如果题目 给定的是总反应式,可分析此反应中的氧化反应或还原反应 即分析有关 给定的是总反应式,可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关 元素的化合价变化情况), 元素的化合价变化情况 ,再选择一个简单变化情况去写电极反应式在电 子得失守恒的前提下, 子得失守恒的前提下,另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看做 数学中的代数式,用总反应式减去已写出的电极反应式,即得结果。 数学中的代数式,用总反应式减去已写出的电极反应式,即得结果。特 别需要指出的是:对于可逆电池的反应,需要看清楚“充电、放电” 别需要指出的是:对于可逆电池的反应,需要看清楚“充电、放电”的 方向,放电的过程应用原电池原理,充电的过程应用电解池原理。 方向,放电的过程应用原电池原理,充电的过程应用电解池原理。

2.(2010·全国Ⅰ,10)右图是一种染料敏化太 . 全国Ⅰ 全国 右图是一种染料敏化太 阳能电池的示意图。 阳能电池的示意图。电池的一个电极由有 机光敏染料(S)涂覆在 机光敏染料 涂覆在TiO2纳米晶体表面 涂覆在 制成,另一电极由导电玻璃镀铂构成, 制成,另一电极由导电玻璃镀铂构成,电 池中发生的反应为: 池中发生的反应为:

hv TiO2/S――→TiO2/S*(激发态 ――→ 激发态) ―― 激发态 TiO2/S*―→TiO2/S++e- I-+2e-―→3I- 3 2TiO2/S++3I-―→2TiO2/S+I- +3
+ - - - - - + -

下列关于该电池叙述错误的是( 下列关于该电池叙述错误的是


)

A.电池工作时,I-在镀铂导电玻璃电极上放电 .电池工作时, B.电池工作时,是将太阳能转化为电能 .电池工作时,
- C.电池的电解质溶液中 I-和 I3 的浓度不会减少 . - -

D.电池中镀铂导电玻璃为正极 . 解析:本题考查原电池的工作原理, 解析:本题考查原电池的工作原理,意在考查化学基本原理的分析和应用能 力。根据电池反应,TiO2 电极流出电子,镀铂导电玻璃电极流入电子,故镀 根据电池反应, 电极流出电子,镀铂导电玻璃电极流入电子,
- - - 铂导电玻璃作正极, - 铂导电玻璃作正极,I3 在镀铂导电玻璃电极上发生还原反应 I3 +2e ===3I , - - - -

A 项错误,D 项正确;电池工作时,有机光敏染料吸收太阳能,最终转化为 项错误, 项正确;电池工作时,有机光敏染料吸收太阳能, 电能, 项正确;根据电池反应,电池工作时, - 电能,B 项正确;根据电池反应,电池工作时,I 在负极放电和正极生成的 物质的量相等, -在正极放电和负极生成的物质的量相等, 物质的量相等,I3 在正极放电和负极生成的物质的量相等,故二者在电解质 溶液中的浓度不变, 项正确。 溶液中的浓度不变,C 项正确。 答案: 答案:A
- -

3.一种燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇与氧气作用生成 .一种燃料电池中发生的化学反应为: 水和二氧化碳。 水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是 A.CH3OH(g)+O2(g)-2e-===H2O(l)+CO2(g)+2H+(aq) . + - + + B.O2(g)+4H+(aq)+4e-===2H2O(l) . + + C.CH3OH(g)+H2O(l)-6e-===CO2(g)+6H+(aq) . + - + D.O2(g)+2H2O(l)+4e-===4OH-(aq) . + + 解析:甲醇燃料电池是甲醇在负极发生氧化反应, 解析:甲醇燃料电池是甲醇在负极发生氧化反应,氧气在正极发生还 原反应, 原反应,故 B、D 错误;A 项不是电极反应式。 、 错误; 项不是电极反应式。 答案: 答案:C
- - - + + - - +

(

)

考点3 考点

电解原理及其应用

分别为铜、 【例3】 如图所示,烧杯中装有稀硫酸,A、B、C、D分别为铜、锌、 】 如图所示,烧杯中装有稀硫酸, 、 、 、 分别为铜 碳、碳棒,下列说法正确的是 碳棒, ( )

A.A、D棒上均产生气泡 . 、 棒上均产生气泡 B.B、C棒上均产生气泡 . 、 棒上均产生气泡 C.电子流动方向A→D .电子流动方向 D.左边烧杯中溶液的pH会降低 .左边烧杯中溶液的 会降低

思维点拨:左边的装置是原电池, 为正极, 为负极;右边为电解池, 思维点拨:左边的装置是原电池,A 为正极,B 为负极;右边为电解池, C 为阴极,D 为阳极;A 棒上有氢气产生,C 棒上也有氢气产生,D 棒上 为阴极, 为阳极; 棒上有氢气产生, 棒上也有氢气产生, 有氧气产生,左边烧杯中有 H2 生成,c(H+)减小,溶液的 pH 会升高,右 有氧气产生, 生成, 减小, 会升高, 减小 边烧杯中水被电解,c(H+)增大,溶液的 pH 会降低。 边烧杯中水被电解, 增大, 会降低。 增大 答案:A 答案:
+ +

规律提示——善于总结 善于总结
1.电解时电极产物的判断 . (1)阳极产物的判断 阳极产物的判断

养成习惯

以前),则电极材料失电子, ①如果是活泼电极(金属活动性顺序表 Ag 以前 ,则电极材料失电子,电 如果是活泼电极 金属活动性顺序表 极被溶解,溶液中的阴离子不能失电子; 极被溶解,溶液中的阴离子不能失电子; ②如果是惰性电极 、Au、石墨 ,则要看溶液中离子的失电子能力, 如果是惰性电极(Pt、 、石墨),则要看溶液中离子的失电子能力,
- 此时根据阴离子放电顺序加以判断,常见阴离子放电顺序: - - 此时根据阴离子放电顺序加以判断,常见阴离子放电顺序:S2 >I >Br - - -

>Cl->OH->含氧酸根。 含氧酸根。 含氧酸根 (2)阴极产物的判断 阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序进行判断, 直接根据阳离子放电顺序进行判断,阳离子放电顺序与金属活动性顺序
+ + + + 相反, 相反,其中 Ag >Fe3 >Cu2 >H 。 + + + +





2.电解质溶液的电解规律(惰性电极 .电解质溶液的电解规律 惰性电极 惰性电极) 电极反应特 点 阴极: 阴极:4H+ +4e- 电解 水型 ===2H2↑ 阳极: 阳极:4OH
--4e-

类型

实例

电解 物质

电解质 溶液浓 度 增大

p H 增 大 减 小 不 变

电解质溶液复 原所需加入物 质 水

NaOH



H2SO4



增大



===2H2O+ + O2 ↑

Na2SO4



增大



电解电 解质型

电解质电离出的 阴、阳离子分别 在两极放电 阴极:放出 阴极:放出H2生 成碱 阳极: 阳极:电解质阴 离子放电 阴极: 阴极:电解质阳 离子放电 阳极: 阳极:OH-放电 生成酸

HCl

电解质

减小 减小

增大

氯化氢 氯化铜

CuCl2 电解质

放 H2 生碱型

NaCl

电解质 和水

生成新 电解质

增大

氯化氢

放 O2 生酸型

CuSO4

电解质 和水

生成新 电解质

减小

氧化铜

3.电解池的电极反应和总反应式的书写方法 电解池的电极反应和总反应式的书写方法 第一步:先检查阳极电极材料和确定溶液中的离子种类;第二步: 第一步:先检查阳极电极材料和确定溶液中的离子种类;第二步:由放电 顺序确定放电产物和电极反应;第三步:将电极反应相加得总反应式。 顺序确定放电产物和电极反应;第三步:将电极反应相加得总反应式。

4.取一张用饱和NaCl溶液浸湿的 试纸,两根铅笔芯作电极,接通直 .取一张用饱和 溶液浸湿的pH试纸 溶液浸湿的 试纸,两根铅笔芯作电极, 流电源,一段时间后,发现 电极与试纸接触处出现一个双色同心 流电源,一段时间后,发现a电极与试纸接触处出现一个双色同心 圆,内圆为白色,外圈呈浅红色。则下列说法错误的是( 内圆为白色,外圈呈浅红色。则下列说法错误的是 )

A.b电极是阴极 . 电极是阴极 B.a电极与电源的正极相连接 . 电极与电源的正极相连接 C.电解过程中,水是氧化剂 .电解过程中, D.b电极附近溶液的 变小 电极附近溶液的pH变小 . 电极附近溶液的 解析:根据题意, 电极应产生 电极应产生Cl 为阳极,与电源正极相连, 解析:根据题意,a电极应产生 2,为阳极,与电源正极相连,则b 为阴极。 项中 电极上H 放电,附近OH-浓度增大,pH变大。 项中b电极上 浓度增大, 变大 变大。 为阴极。D项中 电极上 +放电,附近 答案: 答案:D

5.电解原理在化学工业上有广泛应用。 .电解原理在化学工业上有广泛应用。 如图表示一个电解池, 解液a; 如图表示一个电解池,装有电 解液 ; X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题: 、 是两块电极板 通过导线与直流电源相连。请回答以下问题: 是两块电极板, (1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和 若 、 都是惰性电极 都是惰性电极, 是饱和 是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在 溶液, 溶液 实验开始时, 两边各滴入几滴酚酞试液, 电解池中 极上的电极反应式为 两边各滴入几滴酚酞试液,①电解池中X极上的电极反应式为 ___________________________________________________, , 极附近观察到的现象为_____________________________。 在X极附近观察到的现象为 极附近观察到的现象为 。 电极上的电极反应式为___________________________________, ②Y电极上的电极反应式为 电极上的电极反应式为 , 检验该电极反应产物的方法是 _____________________________________________________。 。

(2)如果用电解方法精炼粗铜,电解液a选用 如果用电解方法精炼粗铜,电解液 选用 选用CuSO4溶液 如果用电解方法精炼粗铜 电极的材料是________,电极反应式为 ①X电极的材料是 电极的材料是 ,电极反应式为_____________________。 。 电极的材料是________,电极反应式为 ②Y电极的材料是 电极的材料是 ,电极反应式为______________________。 。 (说明:杂质发生的电极反应不必写出) 说明:杂质发生的电极反应不必写出 说明 解析:此题综合考查电解原理及其应用。 解析:此题综合考查电解原理及其应用。 由于X极与直流电源的负极相连,所以进行电解时, 为阴极 为阴极, 由于 极与直流电源的负极相连,所以进行电解时,X为阴极,电解饱和 极与直流电源的负极相连 氯化钠溶液阴极氢离子放电,生成氢气,同时产生氢氧根离子,溶液显 氯化钠溶液阴极氢离子放电,生成氢气,同时产生氢氧根离子, 碱性,使酚酞变红。阳极氯离子放电,生成氯气, 碱性,使酚酞变红。阳极氯离子放电,生成氯气,检验氯气的方法之一 是使用湿润的碘化钾淀粉试纸,现象为试纸变蓝。电解精炼铜, 是使用湿润的碘化钾淀粉试纸,现象为试纸变蓝。电解精炼铜,要用粗 铜作阳极,纯铜作阴极。 铜作阳极,纯铜作阴极。

- 答案: ① + 答案:(1)①2H +2e ===H2↑





放出气体, 放出气体,溶液变红

- - ②2Cl -2e ===Cl2↑





电极附近, 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在 Y 电极附近,试纸

变蓝色 (2)①纯铜 ① ②粗铜 Cu2++2e-===Cu
- + + -

Cu-2e-===Cu2+ -

考点4 考点

金属的腐蚀与防护
)

【例4】 下列几种金属制品的镀层损坏后,金属腐蚀的速率最快的是 】 下列几种金属制品的镀层损坏后,金属腐蚀的速率最快的是( A.镀铝塑料 . C.白铁水桶(镀锌 .白铁水桶 镀锌 镀锌) B.食品罐头盒(镀锡 .食品罐头盒 镀锡 镀锡) D.镀银铜质奖章 .

思维点拨:关键是看镀层损坏后,暴露出的金属与镀层能否形成原电池, 思维点拨:关键是看镀层损坏后,暴露出的金属与镀层能否形成原电池, 形成原电池时金属是否是负极。 项塑料不会被腐蚀 项塑料不会被腐蚀; 项 为原电池负 形成原电池时金属是否是负极。A项塑料不会被腐蚀;B项Fe为原电池负 的腐蚀; 项 为原电池的负极 为原电池的负极, 极,锡为原电池的正极,加速了Fe的腐蚀;C项Zn为原电池的负极,铁为 锡为原电池的正极,加速了 的腐蚀 原电池的正极,铁被保护起来; 项 为原电池的负极 为原电池的负极, 为原电池的正 原电池的正极,铁被保护起来;D项Cu为原电池的负极,Ag为原电池的正 被腐蚀, 活泼。 极,Cu被腐蚀,但Fe比Cu活泼。 被腐蚀 比 活泼 答案: 答案:B

规律提示——善于总结 养成习惯 善于总结
判断金属腐蚀快慢的规律 1.电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀>有防护腐蚀 .电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀 有防护腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 措施的腐蚀。 措施的腐蚀。 2.对同一种金属来说,腐蚀的快慢: .对同一种金属来说,腐蚀的快慢: 强电解质溶液>弱电解质溶液 非电解质溶液 强电解质溶液 弱电解质溶液>非电解质溶液。 弱电解质溶液 非电解质溶液。 3.活动性不同的两金属,活动性越大,腐蚀越快。 .活动性不同的两金属,活动性越大,腐蚀越快。 4.对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快。 .对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快。

6.(2008·广东高考 下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是 ( . 广东高考)下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是 广东高考 A.纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗 . B.当镀锡铁制品的镀层破损时,镀层仍能对铁制品起保护作用 .当镀锡铁制品的镀层破损时,

)

C.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴 . 极保护法 D.可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 . 解析:掌握原电池的构成条件,用原电池工作原理进行分析、判 解析:掌握原电池的构成条件,用原电池工作原理进行分析、 断,分析时注意电化学腐蚀与化学腐蚀,牺牲阳极的阴极保护法与 分析时注意电化学腐蚀与化学腐蚀, 外加电源阴极保护法的区别。 项 外加电源阴极保护法的区别。A项,银器在空气中久置会生成硫化物 变黑,为化学腐蚀, 正确 正确; 项 当镀层破损时, - 可形成原 变黑,为化学腐蚀,A正确;B项,当镀层破损时,Sn-Fe可形成原 电池, 被腐蚀 被腐蚀, 错 与锌块形成原电池, 作负极 作负极(阳 电池,Fe被腐蚀,B错;C项Fe与锌块形成原电池,Zn作负极 阳 项 与锌块形成原电池 正极(阴极 正确; 项外加电源保护法应该 极),从而保护 正极 阴极 ,所以 正确;D项外加电源保护法应该 ,从而保护Fe正极 阴极),所以C正确 与直流电源的负极相连, 与直流电源的负极相连,故D错。 错 答案: 答案:AC

7.为了探究金属腐蚀的条件和快慢,某课外学习小组用不同的细金属丝 .为了探究金属腐蚀的条件和快慢, 将三根大小相同的普通铁钉分别固定在如下图所示的三个装置内, 将三根大小相同的普通铁钉分别固定在如下图所示的三个装置内,并 将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间, 将这些装置在相同的环境中放置相同的一段时间,下列对实验结果的 描述不正确的是( 描述不正确的是 )

(1)

(2)

(3)

A.实验结束时,装置(1)左侧的液面一定会下降 .实验结束时,装置 左侧的液面一定会下降 B.实验结束时,装置(1)左侧的液面一定比装置 的低 .实验结束时,装置 左侧的液面一定比装置 左侧的液面一定比装置(2)的低 C.实验结束时,铁钉b腐蚀最严重 .实验结束时,铁钉 腐蚀最严重 D.实验结束时,铁钉c几乎没有被腐蚀 .实验结束时,铁钉 几乎没有被腐蚀

解析: 中发生化学腐蚀 中发生化学腐蚀: + 解析:(1)中发生化学腐蚀:Fe+2HCl===FeCl2+H2↑ (2)中发生析氢腐蚀,Cu 为正极,铁钉为负极。 中发生析氢腐蚀, 为正极,铁钉为负极。 中发生析氢腐蚀 (3)中不被腐蚀,因为浓 H2SO4 有强吸水性,处于干燥环境的铁钉难以被腐 中不被腐蚀, 有强吸水性, 中不被腐蚀 蚀。 答案:B 答案:


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