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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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