人教版高中化学选修四专题八电化学(原电池和电解池)

Cu Zn

H2SO4 专题八 电化学（原电池和电解池）

考纲解读：

1、 掌握原电池原理

2、 了解化学电源、化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防护腐蚀的方法

3、 掌握电解的原理

4、 了解铜的精炼、镀铜、氯碱工业、铝的冶炼等反应原理。

考点精讲：

（一）原电池

考点一：原电池工作原理

例1：如右图：写出电极反应：正极： 负极：

总方程式为： 。电子的流向：

电流的流向：

在电解质溶液中H+运动到： 极。

实现的能量转化： 。

上述原电池工作一段时间后，硫酸溶液的pH怎样变化： 。

例2：关于如图所示装置的叙述，正确的是（ ）

A、铜是阳极，铜片上有气泡产生 B、铜片质量逐渐减少

C、电流从锌片经导线流向铜片 D、氢离子在铜片表面被还原

思考：什么样的反应可以设计成原电池？原电池正、负极的现象？

考点二、燃料电池：

例3：（ 2004，天津理综）下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是( )

A．a电极是负极

B．b电极的电极反应为： 4OH--4e-= O2↑+2H2O

C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源

D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置

例4：(1)氢氧燃料电池是一种新型的化学电源。氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转变为电能，而不经过热能中间形式,且电极反应产生的水，经过冷凝后又可作为宇航员的饮用水，发生的反应为：2H2+O2====2H2O,

(1)则负极通的是 ，正极通的是 ，

正、负极两极电极反应式分别： ， 。

(2)如把KOH改为稀H2SO4作导电物质,

则电极反应式 ， 。

考点三：金属腐蚀

例5：下列五个烧杯中均有天然水，铁被腐蚀由快到慢的顺序是

思考：金属腐蚀的快慢的判断方法一般判断原则？

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

同种金属腐蚀：强电解质＞弱电解质＞非电解质

强化训练：

1、在用Zn、Cu片和稀H2SO4组成的原电池装置中，经过一段时间工作后，下列说法中正确的是（ ）

A. 锌片是正极，铜片上有气泡产生 C 电流方向是从锌片流向铜片

B:溶液中H2SO4 的物质的量减少 D 电解液的pH保持不变

2、下列关于原电池的叙述中，正确的是 （ ）

A：原电池中，正极就是阳极，负极就是阴极 B：形成原电池时，在负极上发生氧化反应

C：原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动 D：电子从负极流向正极

3、下列关于原电池的叙述正确的是 （ ）

A：构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属 B：原电池是化学能转变为电能的装置

C：在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原D：原电池放电时，电流的方向是从负极到正极

4、下列事实能说明Al的金属活动性比Cu强的是（ ）

A：常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到氢氧化钠溶液中

B：常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到稀盐酸溶液中

C：与氯气反应时，铝失去3个电子，而铜失去2个电子

D：常温下，铝在浓硝酸中钝化而铜不发生钝化

5、我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为：4A1＋3O2＋6H2O＝4A1(OH)3，下列说法不正确的是（ ）

A．正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－B．电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极

C．以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积D．该电池通常只需更换铝板就可继续使用

6、一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2－。下列对该燃料电池说法正确的是（ ）

A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极B．电池的总反应是：2C4H10＋13O2→8CO2＋10H2O C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2＋4e－＝2O2－

D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10＋26e－＋13O2－＝4CO2＋5H2O

7:燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能．氢氧燃料电池的基本反应是：

X极：1/2O2(g)＋H2O(l)＋2e－＝＝2OH－ Y极：H2(g)＋2OH－＝＝2H2O(l)＋2e－

下列判断正确的是 （ ）

A．X是正极 B．Y是正极 C．Y极发生还原反应 D．Y极发生氧化反应

8、一种新型燃料电池，以镍板为电极插入KOH溶液中，分别向两极通乙烷和氧气，电极反应为：

C2H6+18OH——14e—=2CO32—+12H2O 7H2O+7/2O2+14e—=14OH—。有关此电池的推断错误的是（ ）

A．通氧气的电极为负极 B．参加反应的O2与C2H6的物质的量之比为7：2

C．放电一段时间后，KOH的物质的量浓度将下降 D．在电解质溶液中CO32—向正极移动

9、下列有关实验现象的描述不正确的是 （ ）

A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀H2SO4中，铜片表面出现气泡

B．用锌片作阳极，铁片作阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌

C．把铜片插入氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁

D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快

10、、100 mL浓度为2 mol·L－1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是 （ ）

A.加入适量的6 mol·L－1的盐酸 B.加入数滴氯化铜溶液

C.加入适量蒸馏水 D.加入适量的氯化钠溶液

11、将Mg条、Al条平行插入一定浓度的NaOH溶液中，用导线、电器连接成原电池，此电池工作时，下列叙述中正确的是 （ ）

A．Mg比Al活泼，Mg 失去电子被氧化成Mg2+

B．负极反应式为：Al－3e－+4OH－＝AlO2－+2H2O

C．该电池的内外电路中，电流均是由电子定向移动形成的

D．Al是电池正极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出

12、（05年广东化学）一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2—。下列对该燃料电池说法正确的是（ ）

A．在熔融电解质中，O2— 由负极移向正极 B．电池的总反应是：2C4H10 + 13O2→ 8CO2 + 10H2O

C．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2 + 4e— = 2O2—

D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10 + 26e— + 13O2—== 4CO2 + 5H2O

13、设想通过原电池反应以H2和Cl2为原料生产盐酸。关于这种原电池的设想正确的是（ ）

A．正极反应为H2－2e－=2H+ B．在电池工作时，H+移向负极

C．电池正极发生氧化反应

D．以盐酸作为电解质，并不断补充蒸馏水，以维持溶液一定的pH

14、锌与100mL1mol/L盐酸反应的实验中，若设想向溶液中加入少量的①醋酸钠，②溴化铜，③醋酸铜（均为可溶性），并测定生成H2的速率（mL/min），预计三种方案的速率大小是（ ）

A、①＞③＞② B、③＞②＞① C、②＞③＞① D、①＞②＞③ NaCl C C

15、下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述正确的是（ ）

A．a电极是负极

B．b电极的电极反应为：4OH-－4 e－＝2H2O ＋Ｏ2

C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极

D．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源

参考答案：

例1： 2H++2e—=H2↑ Zn—2e—=Zn2+ 2H+ +Zn=H2↑+Zn2+ 负极到正极

正极到负极 正 化学能转化为电能 减低

例2：D 例3：B 例4：（1）H2 O2 O2+4e—+2H2O=4OH— 2H2+4OH——4e—=4H2O

（2）负极：2H2—4e—=4H+ 正极：O2+4e—+4H+=2H2O 例5：(4)(2)(1)(3)(5)

强化训练：

1、B 2、BD 3、B 4、B 5、B 6、BC 7、AD 8、AD 9、C 10、B 11、B 12、BC

13、D 14、C

（二）电解

考点一：电解池原理：

例1：写出右图的电极反应：阴极：

总方程式： 。电子的流向：

实现的能量转化是：

随着电解的进行溶液的pH将会： （填升高，减低或不变）

若让电解后的溶液恢复到原来的浓度，应该加的物质是： 。

若电解前NaCl溶液的体积是500ml，电解的结果，阳极得到标准状况下11.2ml

的气体，则电解后溶液的pH为： （溶液体积变化不计）。

请分析氢氧化钠在哪个极上产生的，原因是： 。

思考：电解池电极反应的书写方法？

考点2：电解的应用

1、电镀：目的使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。

待镀金属作 极，镀层金属作 极，含镀层金属离子的盐溶液作电镀液。如：电镀铜，阳极反应 ，阴极反应 ，

电镀液 ， 电解前后电解质的浓度 。

2、精练铜： 作阳极， 作阴极，电解质为 。粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质，阳极泥中会有 。电解质的浓度有无变化？

3、氯碱工业：

①.电极材料：阳极 ，阴极 。