1、第21讲电化学基础/考纲导视/基础反馈 1/判断正误，正确的画“”，错误的画“/1)在原电池中，发生氧化反应的一极一定是负极/2) 在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强/。 (3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身/一定要发生氧化反应/4)其他条件均相同，带有“盐桥”的原电池比不带“盐/桥”的原电池电流持续时间长/答案：(1/2/3/4/5) (6/5)由Al、Cu、稀H2SO4组成的原电池中，负极反应式为Al3e=Al3()。 (6)由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池中，负极反应式为Cu2e=Cu2(/2/在有盐桥的铜锌原电池中，电解质溶液的选择可以是与 电极材料

2、不相同的阳离子吗？如 Zn 极对应的是硫酸锌，能不能 是***化铜或者***化钠/答案：可以，如果该溶液中溶质的阳离子对应的金属单质 比电极强的话没有问题。因为负极区发生的反应只是 Zn 的溶解 而已。但是如果比电极弱的话，例如***化铜，锌就会置换出铜， 在表面形成原电池，减少供电量。使用盐桥就是为了避免这种 情况/考点一/原电池 化学电源 【知识梳理/一、原电池/化学能/电能/1概念：把_转化为_的装置/2构成条件/活泼性不同的/电解质溶液/1)两个_电极。 (2)将两个电极***_中/3)用导线连接电极形成_。 (4)具有自发进行的_/氧化还原反应/闭合回路/3工作原理(以锌铜原电池为例/Zn/Cu/

3、氧化反应/还原反应/Zn2e=Zn2/Cu22e=Cu/二、化学电源/1碱性锌锰干电池一次电池/Zn2OH2e=Zn(OH)2/2/铅蓄电池二次电池/Pb 2e/PbO2Pb+2H2SO4/PbSO4/2PbSO42H2O/3/氢氧燃料电池(碱性介质/能量利用率高、无污染、原料来源广泛等/2H24OH4e/4H2O/O24e2H2O/4OH/2H2O2=2H2O/考点集训】 例1(2016 年新课标卷)Mg-AgCl电池是一种以海水为电/A/负极反应式为Mg2e=Mg2 B/正极反应式为Age=Ag C/电池放电时Cl由正极向负极迁移 D/负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2/答案

4、：B/解析：根据题意，电池总反应式为：Mg2AgCl=MgCl22Ag，正极反应为：2AgCl2e=2Cl2Ag，负极反应为：Mg2e=Mg2，A项正确，B项错误；对原电池来说，***离子由正极移向负极，C项正确；由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg2H2O=Mg(OH)2H2，D项正确；答案选B/归纳总结/原电池正、负极判断方法/说明：原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与 电解质溶液有关，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势/例 2(2015 年新课标卷)微生物电池是指在微生物的作用 下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有/A/正极反应中有 CO2 生成 B/微生物促

5、进了反应中电子的转移 C/质子通过交换膜从负极区移向正极区 D/电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O/思路指导：正极发生还原反应，化合价降低；负极发生氧/化反应，化合价升高/答案：A/解析：根据图知，负极上C6H12O6失电子，正极上O2得电子和H反应生成水，负极的电极反应式为C6H12O66H2O24e=6CO224H，正极的电极反应式为O24e4H=2H2O，因此CO2在负极产生，A错误；葡萄糖在微生物的作用下将化学能转化为电能，形成原电池，有电流产生，所以微生物促进了反应中电子的转移，B正确；通过原电池的电极反应可知，负极区产生了H，根据原电池中阳离子向正极移动，可知质子(

6、H)通过质子交换膜从负极区移向正极区，C正确；该反应属于燃料电池，燃料电池的电池反应式和燃烧反应式相同，则电池反应式应该为C6H12O66O2=6CO26H2O，D正确/易错警示/在原电池中，外电路由电子定向移动导电，电子总是从负 极流出，流入正极；内电路由离子的定向移动导电，阳离子向 正极移动，***离子向负极移动/料理论上能释放出的最大电能/例 3(2016 年浙江卷)金属(M)-空气电池(如图)具有原料易 得、能量密度高等优点，有望成为新能源汽车和移动设备的电 源。该类电池放电的总反应方程式为： 4MnO22nH2O = 4M(OH)n。已知：电池的“理论比能量”指单位质量的电极材/A/采用

7、多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面/积，并有利于氧气扩散至电极表面/B/比较 Mg、Al、Zn 三种金属-空气电池，Al-空气电池的理/论比能量最高/D/在 M-空气电池中，为防止负极区沉积 Mg(OH)2，宜采用/中性电解质及阳离子交换膜/C/M空气电池放电过程的正极反应式：4MnnO22nH2O4ne=4M(OH)n/解析：多孔电极的接触面积大，有利于氧气的吸收，A 项 正确；根据信息提示，相同质量的 Mg、Al、Zn 完全反应，失/答案：C/为O2放电，电极反应式为：O22H2O4e=4OH，C项错误；不能采用碱性电解质，否则负极产生的Mg2与OH反应生成沉淀，采用阳离子交换膜

8、时，正极产生的OH不能向负极移动，D项正确/归纳总结/原电池原理的应用/1)比较不同金属的活动性强弱/根据原电池原理可知，在原电池反应过程中，一般活动性 强的金属作负极，而活动性弱的金属(或碳棒)作正极/2)加快化学反应速率/原电池可以加快化学反应速率。如锌和稀硫酸反应制取氢 气时，可向溶液中滴加少量硫酸铜，形成铜-锌原电池，加快反 应的进行速率/3)设计制作化学电源/设计原电池时要紧扣原电池的四个条件。具体方法是： 首先将氧化还原反应拆成两个半反应，即氧化反应和还/原反应/结合两个半反应找出正负极材料及电解质溶液。 按要求画出原电池装置图/答案：C/考点二/电解池/知识梳理/一、电解原理/电

9、流/***阳两极/氧化还原反应/1电解：使_通过电解质溶液(或熔融的电解质)而 在_引起_的过程。 2电解池。 (1)概念：把电能转化为化学能的装置。 (2)构成：直流电源、电极、电解质、闭合回路/3)电极名称及电极反应式(如下图/4)电子和离子的移动方向/阳极/氧化/2Cl2e=Cl2/***极/还原/Cu22e=Cu/3两极放电顺序/方法技巧/1)***极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液/或熔融电解质)中的阳离子放电/3)电解水溶液时，KAl3不可能在***极放电，即不可能 用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al 等金属/二、电解原理的应用 1电解饱和食盐水/氢气/***气/烧碱/2Cl

10、2e=Cl2/2H2e=H2/2NaCl2H2O 2NaOHH2Cl2/2/电镀或电解精炼铜/***极/阳极/Cu2e=Cu2/Cu22e=Cu/3/冶炼金属(以冶炼 Na 为例/钠、镁、铝/2Cl2e=Cl2/2Na2e=2Na/2NaCl(熔融) 2NaCl2/考点集训/例5(2016年新课标卷)三室式电渗析法处理含Na2SO4 废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd 均为离子交换膜/膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室/下列叙述正确的是/答案：B/归纳总结/电池中，与外接电源正极连接的电极为阳极，与外接电源 的负极连接的电极为***极。阳极发生氧化反应，***极发生还原 反应。若阳极是活

11、性电极(除 Au、Pt、C 之外的电极)，则电极 本身失去电子，发生氧化反应；若是惰性电极(Au、Pt、C 等电 极)，则是溶液中的***离子放电，放电的先后顺序是S2I BrClOH含氧酸根离子，***极则是溶液中的阳离子放电， 放电顺序是AgHg2Fe3Cu2H，与金属活动性顺序刚好/相反。溶液中的离子移动方向符合：同种电荷相互排斥，异种 电荷相互吸引的原则，即阳离子向***极区移动，***离子向阳极 区移动/例6(2015 年福建卷)某模拟“人工树叶”电化学实验装置 如下图所示，该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O/下列说***确的是/A/该装置将化学能转化为光能和电能 B/该装置工作时，

12、H从b极区向a极区迁移 C/每生成1 mol O2，有44 g CO2被还原 D/a电极的反应为3CO216H18e=C3H8O5H2O/解析：该装置是电解池装置，是将电能转化为化学能，所 以该装置将光能和电能转化为化学能，A 错误；a 与电源负极/相连，所以a是***极，而电解池中氢离子向***极移动，所以H/从阳极 b 极区向***极 a 极区迁移，B 正确；电池总的方程式为/6CO28H2O/2C3H8O9O2，即生成9 mol的氧气，***极有/答案：B/子两组(不要忘记水溶液中的H和OH/解题模型/电解电极反应式的书写/1)首先判断***、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活性/电极/2)再分析电解质水溶

13、液的组成，找全离子并分为***、阳离/3)然后排出***、阳两极的放电顺序/4)分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注/意遵循原子守恒和电荷守恒/5)最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式/例 7(1)在 298 K 时，1 mol CH4 在氧气中完全燃烧生成二 氧化碳和液态水，放出热量 890/0 kJ。写出该反应的热化学方程 式：_。现有 CH4 和 CO 的混合 气体 0/75 mol，完全燃烧后，生成 CO2 气体和 18 g 液态水，并 放出 515 kJ 热量，则 CH4 和 CO 的物质的量分别为_、 _mol/2)利用该反应设计一个燃料电池：用氢氧化钾溶液作电解 质溶液

14、，多孔石墨作电极，在电极上分别通入甲烷和氧气。通 入甲烷气体的电极应为_极(填“正”或“负”)，该电极 上发生的电极反应是_(填字母代号/3)在下图所示实验装置中，石墨棒上的电极反应式为： _；如果起始时盛有 1000 mL pH5 的硫 酸铜溶液(25 ，CuSO4 足量)，一段时间后溶液的 pH 变为 1， 此时可观察到的现象是_；若要使 溶液恢复到起始浓度(温度不变，忽略溶液体积的变化)，可向 溶液中加入_(填物质名称)，其质量约为_/11 mol/解析：(1)1 mol CH4 在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态 水，放出热量 890/0 kJ，根据书写热化学方程式的要求写出热化/学方

15、程式即可。18 g 液态水的物质的量/18 g 18 gmol/根据 H 原子守恒可知 n(CH4/1 mol2 4/0/5 mol，故 n(CO/0/75 mol0/5 mol0/25 mol。(2)用氢氧化钾溶液作电解质溶 液，多孔石墨作电极，在电极上分别充入甲烷和氧气，甲烷在 负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，在强碱溶液中/度(忽略溶液体积的变化)，这需要加入0/05 mol Cu和0/05 mol O，即0/05 mol氧化铜或碳酸铜等，需要氧化铜的质量0/05 mol80 gmol14 g；需要碳酸铜的质量0/05 mol124 gmol16/2 g。 答案：(1)CH4(g

16、)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890/0 kJmol10/50/25 (2)负b (3)4OH4e=O22H2O(或2H2O4e=O24H)石墨电极表面有气泡产生，铁电极上附着一层红色物质，溶液颜色变浅氧化铜(或碳酸铜)4 g(或6/2 g/规律总结/电解质溶液的复原应遵循“从溶液中析出什么补什么”的 原则，即从溶液中析出哪种元素的原子，则应按比例补入哪些 原子/例 8(2016 年北京卷)用石墨电极完成下列电解实验/A/a、d处：2H2O2e=H22OH B/b处：2Cl2e=Cl2 C/c处发生了反应：Fe2e=Fe2 D/根据实验一的原理，实验二中m处能析出铜/解析：a、

17、d 处试纸变蓝，说明溶液显碱性，是溶液中的/H得到电子生成氢气，OH剩余造成的，故A 正确；b 处变红， 局部褪色，说明是溶液中的 OH和 Cl同时放电，故 B 错误； c 处为阳极，铁失去电子生成Fe2，故 C 正确；实验一中ac 形 成电解池，db 形成电解池，所以实验二中也相当于形成三个电 解池(一个球两面为不同的两极)，m 为电解池的***极，另一球 朝 m 的一面为阳极(n 的背面)，故相当于电镀，即 m 上有铜析 出，D 正确/答案：B/考点三/金属的电化学腐蚀与防护/知识梳理】 1金属的腐蚀。 金属与周围的气体或液体物质发生_反应而引起 损耗的现象。金属腐蚀的本质：_。 (1)化学腐

18、蚀：金属与接触的物质直接发生_而引 起的腐蚀。 (2)电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触发生_ 反应，较活泼的金属被氧化的腐蚀。 (3)两种腐蚀往往_发生，但_腐蚀更普遍， 速度快，危害更重/氧化还原/金属被氧化/化学反应/原电池/同时/电化学/2电化学腐蚀的分类(以铁的腐蚀为例/Fe2e=Fe2/2Fe4e=2Fe2/O24e2H2O=4OH/呈中性或弱酸性/2H2e=H2/呈酸性/吸氧/Fe2H=Fe2H2/2FeO22H2O/2Fe(OH)2/3/金属的防护方法/1)加防护层，如_。 (2)改变_/如将普通钢制成不锈钢/3)电化学保***/牺牲负极的正极保***利用_原理，_极 被保护。

19、如在被保护的钢铁设备上装上若干较活泼的金属如锌， 让被保护的金属作原电池的正极/外加电流的***极保***利用_原理，_极 被保护。如用被保护的钢铁设备作***极，惰性电极作阳极，外 接直流电源/涂油漆、覆盖陶瓷、电镀、金属钝化等(合理即可/金属的内部结构/原电池/电解池/正/***/考点集训】 例9(2016 年天津津南模拟)在城市中地下常埋有纵横交错 的管道和输电线路，有些地面上还铺有地铁或城铁的铁轨，当 有电流泄漏入潮湿的土壤中，并与金属管道或铁轨形成回路时/A/原理图可理解为两个串联电解装置/B/溶液中铁丝被腐蚀时，左侧有无色气体产生，附近产生/少量白色沉淀，随后变为灰绿色/C/溶液中铁丝左端电极反

20、应式为Fe2e=Fe2/D/地下管线被腐蚀，不易发现，维修也不便，故应将埋在/地下的金属管道表面涂绝缘膜(或油漆等/答案：C/解析：原理图可理解为两个串联的电解装置，A项正确。左侧铁棒为阳极，铁失电子生成Fe2，铁丝左侧为***极，H在***极放电生成氢气，同时有OH生成，Fe2与OH结合，产生少量白色沉淀，随后被氧化为灰绿色，B项正确、C项错误/例 10假设图中原电池产生的电压、电流强度均能满足电 解、电镀要求，即为理想化。为各装置中的电极编号/A/当 K 闭合时，A 装置发生吸氧腐蚀，在电路中作电源 B/当 K 断开时，B 装置锌片溶解，有氢气产生/C/当 K 闭合后，整个电路中电子的流动方向为/

21、D/当 K 闭合后，A、B 装置中 pH 变大，C 装置中 pH 不变 解析：当K 闭合时，B 装置构成原电池，在电路中作电源， 整个电路中电子的流动方向为/B 装置中消耗 H，pH 变大，A 装置中电解饱和食盐水，pH 变 大；C 装置中相当于在银上镀铜，pH 不变。当K 断开时，B 装 置锌片直接与稀硫酸反应，锌溶解有氢气产生/答案：A/例 11(2015 年重庆卷)我国古代青铜器工艺精湛，有很高 的***价值和历史价值，但出土的青铜器大多受到环境腐蚀， 故对其进行修复和防护具有重要意义/1)原子序数为 29 的铜元素位于元素周期表中第_/周期/2)某青铜器中 Sn、Pb 的质量分别为 11

22、9 g、20/7 g，则该/青铜器中 Sn 和 Pb 原子数目之比为_/3)研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在 CuCl。关于 CuCl 在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是 _/A/降低了反应的活化能 B/增大了反应的速率 C/降低了反应的焓变/D/增大了反应的平衡常数/4)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如 将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位，Ag2O与有害组分CuCl发生复 分解反应，该化学方程式为_/5)如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示/意图/腐蚀过程中，负极是_(填图中字母“a”“b”或“c”)。 环境中的Cl扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应

23、产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为_ _。 若生成4/29 g Cu2(OH)3Cl，则理论上耗氧体积为_L (标准状况/101，根据 NnNA 知，物质的量之比等于其个数之比，所以 Sn、Pb 原子个数之比为 101。(3)催化剂改变反应路径，能降 低反应活化能，但焓变不变，C 错误；对于指定反应，平衡常 数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，与催化剂无关， D 错误。(4) Ag2O 与有害组分 CuCl 发生复分解反应，则二者相 互交换成分生成另外的两种化合物，这里生成 Cu2O。(5)根据 图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu 失电子生成铜离子，发/答案：(1

24、)四(2)101(3)AB (4)Ag2O2CuCl=2AgClCu2O (5)c 2Cu23OHCl=Cu2(OH)3Cl 0/448/思维模型/盐桥原电池专题突破/1/盐桥的组成和作用。 (1)盐桥中装有饱和的 KCl、 KNO3等溶液和琼脂制成的胶 冻。 (2)盐桥的作用：连接内电路，形成闭合回路；平衡电 荷，使原电池不断产生电流/2单池原电池和盐桥原电池的对比/负极(Zn)：Zn2e=Zn2 正极(Cu)：Cu22e=Cu 总反应：ZnCu2=CuZn2/续表/典例1(2016 年江苏缩迁泗洪模拟)如图是某同学设计的原/电池装置，下列叙述中正确的是/A/电极上发生还原反应，作原电池的负

25、极 B/电极的电极反应式为Cu22e=Cu C/该原电池的总反应为2Fe3Cu=Cu22Fe2 D/盐桥中装有含***化钾的琼脂，其作用是传递电子/答案：C/解析：该原电池的总反应为2Fe3Cu=Cu22Fe2。电极上发生还原反应，作原电池的正极，反应式为2Fe32e =2Fe2，电极为原电池负极，发生氧化反应，电极反应式为Cu2e=Cu2。盐桥中装有含***化钾的琼脂，其作用是传递离子/应用 1某兴趣小组同学利用氧化还原反应：2KMnO4 10FeSO48H2SO4=2MnSO45Fe2(SO4)3K2SO48H2O设 计如下原电池，盐桥中装有饱和 K2SO4 溶液。下列说***确的/是/。 A/b

26、电极上发生还原反应 B/外电路电子的流向是从 a 到 b/解析：根据反应方程式判断 b 极是 FeSO4 发生氧化反应， 为负极，A 错误；由上述分析可知，a 为正极，电子由负极流 向正极，即从 b 流向 a，B 错误；原电池中***离子向负极移动/答案：D/易错警示/电化学装置图常见失分点/1)不注明电极材料名称或元素符号。 (2)不画出电解质溶液(或画出但不标注)。 (3)误把盐桥画成导线。 (4)不能连成闭合回路/思维模型/原电池电极反应式的书写/1/“加减法”书写电极反应式。 (1)先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并 标出电子的得失。 (2)注意负极反应生成的阳离子与电解质溶

27、液中的***离子 是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的***离子应写入负极 反应式/3)在电子守恒的基础上正负极反应式相加得到电池反应 的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写 的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减 去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的 电极反应式/典例 2 LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材 料分别为锂和碳，电解液是 LiAlCl4SOCl2 。电池的总反应可表 示为： 4Li2SOCl2=4LiClSSO2。 请回答下列问题： (1)电池的负极材料为_，发生的电极反应为： _。 (2)电池正极发生的电极反应为：_/

28、答案：(1)锂Lie=Li (2)2SOCl24e=4ClSSO2/2/燃料电池电极反应式的书写。 第一步：写出电池总反应式/燃料电池的总反应与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电/解质反应则总反应为加和后的反应/例如：氢氧燃料电池的总反应式为： 2H2O2=2H2O ； 甲烷燃料电池(电解质溶液为 NaOH 溶液)的反应式为： CH42O2=CO22H2O/CO22NaOH=Na2CO3H2O/式式得燃料电池总反应式为： CH42O22NaOH/Na2CO33H2O/第二步：写出电池的正极反应式/根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质 都是 O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所

29、不同，因此， 我们只要熟记以下四种情况/1)酸性电解质溶液环境下电极反应式： O24H4e=2H2O/2)碱性电解质溶液环境下电极反应式/3)固体电解质(高温下能传导O2)环境下电极反应式：O2/4e=2O2/4)熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)环境下电极反应式/第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极/反应式/根据第一、二步写出的反应，可得：电池的总反应式电 池正极反应式电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时， 要约去正极的反应物 O2/O22H2O4e=4OH/典例 3如图所示，是原电池的装置图。请回答/1)若 C 为稀 H2SO4溶液，电流表指针发生偏转，B 电极材 料为 Fe 且作负极，则 A 电极上发生的电极反应式为_ _；反应进行一段时间后溶液 C 的 pH 将_(填 “升高”“降低”或“基本不变”/2)若需将反应：Cu2Fe3=Cu22Fe2设计成如上图所示的原电池装置