2013年高考化学艺术生精品提分秘籍专题九电化学原理及其应用课件

3.电解池是将 转电化能为
化的学装能置。
电解时，电子从电源的负极沿导线流入
电解池的阴极，该电极上发生还原反应
的同时，阳极上发生氧化反应，电子又
从电解池的阳极流出回到电源正极。
5
4.当电极材料为惰性电极(如Pt、C)电解电解 质溶液时，在阴极区氧化性强的阳离子先 电得子到，被 。还在原阳极区还原性强的阴离 子先 失电去子被 。氧例化如：阳离子Ag+、 H+、Na+、Al3+、Cu2+在阴极得电子难易顺 序为Ag+>Cu2+>H+>Al3+>Na+，阴离子OH、Cl-、含氧酸根在阳极上失电子难易顺序 为Cl->OH->含氧酸根。
电池的正极反应不同。吸氧反应正极上发
O生2+：2H2O+4e2H++2e-
发生
4OH-
H2↑ ，析氢反应正极上 。
9
7.金属的防护方法有很多。牺牲阳极的 阴极保护法的特点是在被保护的金属 附近加装更具活性的金属，使被保护 的金属变成正极；外加电流的阴极保 护法的特点是向被保护金属通电而使 其成为阴极；还可以通过许多物理方 法和化学方法防护金属。
14
②根据电极反应表现的现象判断：电极若不断 溶解或质量不断减少，该电极发生氧化反应 ，此电极为负极。电极的质量若不断增加或 不变，该电极发生还原反应，此电极为正极 。
③还可以通过电极附近溶液颜色的变化来判断 反应的类型，进一步判断电极的正负极。
④根据电流（电子流动）的方向判断：从外电 路看，电流是从正极流向负极，电子是从负 极流向正极。
6
5.当电极材料为金属时，阳极通常是电极 参加反应被氧化，阴极金属不参加反应。例 如，要在铁片上镀银，如图：

专题十 │ 要点热点探究
例1 [2011·北京卷] 结合图10－1判断，下列叙述正确的是( )
图10-1 A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护 B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋ C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－==4OH－ D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe(CN)6]溶液，均有蓝色沉淀
专题十 │ 要点热点探究
要点热点探究 ► 探究点一 原电池的工作原理及其应用
1．原电池正负极的判断
专题十 │ 要点热点探究
2．原电池电极反应式的书写 如果题目给定的是图示装置，先要分析正、负极，再根据反应规 律去写电极反应式；如果题目给定的是总反应式，可先分析此反 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)， 再选择一个简单变化情况去写电极反应式，另一极的电极反应式 可直接写或将各反应式看作是数学中的代数式，用总反应式减去 已写出的电极反应式，即得结果。 [特别注意] (1)对于可充电电池的反应，需要看清楚“充电、放 电”的方向，放电过程应用原电池原理，充电过程应用电解池原 理。(2)对于电解质溶液中有离子参与的反应，要特别注意将参 与(2)碱性锌锰干电池
反应原理：Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH 负极：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ 2．铅蓄电池(属于二次电池)
二次电池在放电时是原电池，遵循原电池工作原理；在充电时是
专题十 │ 主干知识整合
3．电解精炼 如粗铜(含 Zn、Fe、Ag 等)的提纯 电解质溶液：含 Cu2＋的盐溶液(如 CuSO4 溶液) 阳极(粗铜)：Zn－2e－===Zn2＋ Fe－2e－===Fe2＋ Cu－2e－===Cu2＋ 阴极(纯铜)：Cu2＋＋2e－===Cu 特点：电解过程中，活泼性比 Cu 弱的 Ag 不放电，形成阳极泥(可 从阳极泥中提纯 Ag)，电解质溶液中 c(Cu2＋)会不断减小，应定期更换电 解质溶液。 4 ． 将 不 能 自 发 进 行 的 氧 化 还 原 反 应 使 之 能 够 发 生 ， 如 Cu ＋ 2HCl===CuCl2＋H2↑，使 Cu 作阳极电解盐酸。

反应 ) ；③形成闭合回路直 电源正极；
流电源；
电 极 名 负极：较活泼金属；
阳极：与电源正极相
阳极：镀层金属； 阴极：
称
正极：较不活泼金属 ( 或能 连的极；
镀件 ( 同电解池 )
导电的非金属 )
阴极：与电源负极相
连的极 ( 由外加电源
决定 )
电 极 反 负极： 氧化反应， 金属失电
阳极：氧化反应， 阳极：金属电极失电子；
电解
Cu2＋ ＋ 2Cl －
Cu
＋ Cl 2↑
主 要 应 金属的电化学腐蚀分析；
电解食盐水 ( 氯碱工 镀层金属为铬、锌、镍、银
用
牺牲阳极的阴极保护法；
业 ) ； 电 冶金 ( 冶炼 等，使被保护的金属抗腐蚀
制造多种新的化学电源
Na、Mg、Al) ；精炼铜 能力增强， 增加美观和表面
硬度
实质
使氧化还原反应中的电子
总反应： (2) 自身分解型： 无氧酸 ( 除 HF 外 ) 、不活泼金属的无氧酸盐 ( 除氟化物外， 如 HCl 、CuCl2 等) 溶液的电解。如： 阴极： Cu2＋＋ 2e－＝ Cu， 阳极： 2Cl －－ 2e－＝ Cl 2↑，
(3) 放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐 如：
阴极： 2H＋＋ 2e－＝ H2↑， 阳极： 2Cl －－ 2e－＝ Cl 2↑，
负极： Zn－ 2e－＝ Zn2＋ 正极： 2H＋＋ 2e－＝ H2↑
总反应：
阳极： 2Cl － － 2e－ ＝ Cl 2↑ 阴极：Cu2＋＋ 2e－ ＝Cu 总反应：
阳极： Zn－2e－＝ Zn2＋ 阴极： Zn2＋＋ 2e－＝ Zn 溶液中 Zn2 ＋ 浓度不变
6
电解

第三章 电化学原理与应用
1
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
总体概述
点击此处输入 相关文本内容
点击此处输入 相关文本内容
2
目录
§3.1 氧化还原反应基本概念 §3.2 原电池 §3.3 电池电动势与电极电势 §3.4 影响电极电势的因素 §3.5 电极电势及电池电动势的应用 §3.6 电解与化学电源 §3.7 金属的腐蚀及其防止4Fra bibliotek氧化值
氧化值是元素一个原子的荷电数，这种 荷电数由假设把每一个键中的电子指定给电 负性更大的原子而求得。
5
❖ 确定氧化值的方法如下： ❖ a 一些规定 ❖ 在单质中，元素的氧化值皆为零。如白磷(P4)中磷的氧化
值。 ❖ 氧的氧化值在正常氧化物中皆为－2；在过氧化物（如
H202、BaO2等）中，氧的氧化值为-1，在超氧化合物（如KO2） 中，氧化值为-1/2。在氟化物中（OF2）氧化值为+2。 ❖ b 在离子型化合物中，元素原子的氧化值就等于该原子的离 子电荷。 ❖ C 在共价化合物中，将属于两原子的共用电子对指定给两原 子中电负性更大的原子以后，在两原子上形成的电荷数就是 它们的氧化数。共价化合物中元素的氧化数是原子在化合状 态时的一种形式电荷数。 ❖ d 在结构未知的化合物中，某元素的氧化值可按下述规则求 得：原子或离子的总电荷数等于各元素氧化值的代数和。分 子的总电荷数等于零。
H+(c)|H2 (p) |Pt
17
四类常见电极
电极类型 电对(例)
金属电极
Zn2+/Zn
非金属电 极 Cl2/Cl氧化还原电极 Fe3+/Fe2+
难溶盐电极 AgCl/Ag

考点三 例3
金属的腐蚀与防护
(2009· 上海，13)如图装置中，U 型管内为红墨水，a、b 试 ( )
管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段 时间。下列有关描述错误的是
A．生铁块中的碳是原电池的正极 B．红墨水柱两边的液面变为左低右高 C．两试管中相同的电极反应式是 Fe－2e－===Fe2＋ D．a 试管中发生了吸氧腐蚀，b 试管中发生了析氢腐蚀
2013-4-24
3.防腐措施： 电化学方法： （1）牺牲阳极的阴极保护法（原电池原理） （2）外加电流的阴极保护法（电解池原理）
2013-4-24
即时巩固 3 下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是 ①纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗 的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
( C ) ②当镀锡铁制品 ③海轮外壳连
电解池：外电路电子由电源负极流向阴极，阳极流向电源正极；内电 2013-4-24 路离子做定向移动即阴离子流向阳极，阳离子流向阴极。
3．原电池中易弄错的问题 (1)电解液中离子的移动方向：阴离子移向负极； 阳离子移向正极。 (2)电解液中的离子参与电极反应的电极反应式的 书写，如铅蓄电池的电极反应： 负极：Pb－2e－＋SO2－===PbSO4(不能写成：Pb－2e 4 － 2＋ ＝Pb ) － ＋ 2－ 正极：PbO2＋2e ＋4H ＋SO4 ===PbSO4＋2H2O(不能 － 2＋ 2－ 写成：PbO2＋2e ＝ Pb ＋2O )
2013-4-24
电解池的阴极。综合上述分析，可知①、③正确。
高考失分警示 1． 只有氧化还原反应才有电子的得失， 只有自发的氧化还原 反应才可能被设计成原电池如 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu，非自发 电解 氧化还原反应可能被设计成电解池如 Cu＋2H2O=====Cu(OH)2 ＋H2↑。 2．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，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。 3.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，负极永远发生氧化反应，正极永远发生还原反应。

负极：___________________________；
正极： 电池反应为
O2＋2H2O＋4e－===4OH－ 2H2＋O2===2H2O
2H2＋4OH－－4e－===4H2O
； 。
问题探究一、
由两个半电池构成的原电池中，盐桥的作用 是什么？ 【提示】 (1)使两个半电池溶液连成一个通
路；(2)使两溶液保持电中性。
辅助阳极 （不溶性）
外加电流的阴极保护法示意图
小结
金属防护的几种重要方法 ①在金属表面覆盖保护层。 ②改变金属内部的组织结构，制成合金。 ③电 化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电 解池的阴极而受到保护。
考点整合
1．原电池
(1)原电池的判定 ①先分析有无外接电源，有外接电源的为电解池，无外接电源的可 能为原电池。然后依据原电池的形成条件分析判断，主要是“四 看”：看电极——两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电极 一般为惰性电极)；看溶液——两极插入溶液中；看回路——形成闭 合回路或两极直接接触；看本质——有无氧化还原反应发生，原电 池反应应该是总反应能够发生的反应。 ②多池相连，但无外接电源时，两极活泼性差异最大的一池为原电 池，其他各池可看做电解池。
2．金属腐蚀快慢的判断以及金属的防护
(1)不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成原电池发生电化学腐蚀， 活泼金属因被腐蚀而损耗。金属腐蚀的快慢与下列两种因素有关： ①与构成原电池的材料有关，两极材料的活泼性差别越大，电动势 越大，氧化还原反应的速率越快，活泼金属被腐蚀的速度就越快。 ②与金属所接触 的电解质强弱有关，活泼金属在电解质溶液中的腐 蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于 在弱电解质溶液中的腐蚀。 一般来说，可用下列原则判断： 电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措 施的腐蚀。

线
只允许阳离子、阴离子通过)：
①写出阳极的电极
反应式：
______________。
②分析产品室可
得到H3PO2的原因： _____。
图Z9-2
精选ppt
5
返回目录
专题九 电化学原理
典
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2：将“四室电
型 真 题
渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替，并撤去阳 极室与产品室之间的阳膜，从而合并了阳极室与产品室。
典
型
真
题
在
线
高 频
专题九 电化学原理
考
点
探
究
精选ppt
1
返回目录
知识网络构建
精选ppt
2
返回目录
专题九 电化学原理
典
型
1．[2014·新课标全国卷Ⅱ] 2013年3月我国科学家报道了
真 题
如图Z9-1所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的
在
是( )
线
A．a为电池的正极
B．电池充电反应为
LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋
点
考向一 原电池的工作原理及应用
探 究
1．原电池解题的一般思路
精选ppt
10
返回目录
专题九 电化学原理
高
频
考
2．确定原电池正负极方法
点
探
究
精选ppt
11
返回目录
专题九 电化学原理
高
频
3．原电池电极反应式的书写步骤及方法
考
点
探
究
4．燃料电池电极反应产物及电板反应式书写 (1)燃料电池中的氧化产物、还原产物的确定

（2）试写出充电时的阳、阴极反应式
阳极:__P_b_S_O__4+__2_H_2_O_-_2_e_-__=_P_b_O__2 _+__4_H_+_+_S_O__42_-____ 阴极:__P__b_S_O_4__+_2_e__- _=_P_b___+__S_O_4_2_-_____________
( C )6. 实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐 水制氯气。已知铅蓄电池放电时发生如下反应：
Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO42－
2PbSO4＋2H2O
请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：
放电时：正极的电极反应式是
；电解液中
H2SO4的浓度将变 ；当外电路通过1mol电子时， 理论上负极板的质量增加 g。
3、 把A、B、C、D四块金属片浸入稀硫酸溶液
中，用导线两两相连，若A、B相连时，A为负
通电
2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+ Cl2↑
电镀池知识小结
定义
应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属 或合金的过程。
装置 条件 电极
待镀品
Cu
CuSO4溶液 (1)待镀金属作阴极;(2)镀层金属作阳极;
(3)电镀液必须含有镀层金属的离子。
同电解池(略)
电极反应
阴极:电镀液中金属离子得到电子,发生还原反应; 阳极:金属电极失去电子,发生氧化反应。
C．CuSO4溶液的pH值逐渐减小 D．CuSO4溶液的pH值不变
•X Y •
Pt
Cu
a
b
CuSO 溶液
NaCl和酚酞溶液
燃料电池
新型电池中，电极的导电材料一般多孔的金属板，负极是 通入还原剂的一方，正极是通入氧化剂的一方。 如：氢氧燃料电池，电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液：

专题九 │ 要点热点探究
黄铁矿(FeS2，其中 S 为－1 价)是工业生产硫酸的重 高温 要原料。FeS2 在高温下与氧气反应：3FeS2 ＋8O2===== 6SO2＋Fe3O4。 (1)若有标准状况 22.4 L O2 参加反应，转移电子的物 质的量为________。 (2)已知 1 g 的二氧化硫催化氧化生成气态三氧化硫， 放出 热 量 1.536 kJ ， 请 写 出 该 反 应 的 热 化 学 方 程 式 ： _____________。
专题九 │ 要点热点探究
[解析] (1)参加反应的氧气在反应中全部做氧化剂，故 1 mol 氧气参加反应转移 4 mol 电子。 (2)由 1 g 二氧化硫催化氧化生成气态三氧化硫，放出热 量 1.536 kJ，则 1 mol SO2 催化氧化成 SO3 时放出的热量为： 1 1.536 kJ×64＝98.3 kJ，故其热化学方程式为：SO2(g)＋ 2 － O2(g)===SO3(g) ΔH＝－98.3 kJ· mol 1。 － (3)SO2 发生失电子的氧化反应生成 SO2 ，电极反应为： 4 SO2－2e－＋2H2O===SO2－＋4H＋，故 B 极为负极，A 极为正 4 ＋ 极，阳离子由负极移向正极，即 H 的移动方向为由 B 极移 ＋ 向 A 极；由质子膜只允许 H 通过，可知硫酸必在负极产生。
专题九 │ 要点热点探究
图 A 和图 B 两装置的相同点：正负极、电极反应、总反 应、反应现象。 － ＋ 负极：Zn－2e ===Zn2 ＋ － 正极：Cu2 ＋2e ===Cu 总反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋ ＋ 不同点： A 中 Zn 在 CuSO4 溶液中直接接触 Cu2 ， 图 会 有一部分 Zn 与 Cu2＋直接反应，该装置中既有化学能和电能 的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升 高。 ＋ 图 B 中 Zn 和 CuSO4 溶液在两个池子中，Zn 与 Cu2 不 ＋ 直接接触，不存在 Zn 与 Cu2 直接反应的过程，所以仅是化 学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长。 关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在 正极区。

A.电极a为粗铜，电极b为纯铜 B.甲膜为过滤膜，可阻止阳极泥及
漂浮物杂质进入阴极区 C.乙膜为阴离子交换膜，可阻止杂
质阳离子进入阴极区 D.当电路中通过1 mol电子时，可
生成32 g纯铜
6.四室式电渗析法制备盐酸和NaOH的装置如图所示。a、b、c为阴、阳离子交 换膜。已知：阴离子交换膜只允许阴离子透过，阳离子交换膜只允许阳离子
透过。下列叙述正确的是( D )
A.b、c 分别依次为阳离子交换膜、阴离子交 换膜
B.通电后Ⅲ室中的 Cl－透过 c 迁移至阳极区 C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四室中的溶液的 pH 均升高 D.电池总反应为 4NaCl＋6H2O=电==解==4NaOH＋
4HCl＋2H2↑＋O2↑
【课堂点拨】 (1)含离子交换膜电化学装置题的解题步骤
1.根据总反应式计算 先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。
2.根据电子守恒计算 (1)用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算， 其依据是电路中转移的电子数相等。 (2)用于混合溶液中电解的分阶段计算。
3.根据关系式计算 根据得失电子守恒建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。 如以电路中通过 4 mol e－为桥梁可构建以下关系式：
的溶解)。则电解过程中转移电子的物质的量为( C )
A.0.4 mol
B.0.5 mol
C.0.6 mol
D.0.8 mol
3.500 mL KNO3 和 Cu(NO3)2 的混合溶液中 c(NO－3 )＝0.6 mol·L－1，用石墨作电极 电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到 2.24 L 气体(标准状况下)，假
图甲
图乙
显然两图中，A均为原电池，B均为电解池。