第四章 电化学基础 第二节 化学电源
【 学习目标】 1、常识性介绍日常生活中常用的化学电源和新型化学电池；
2、认识一次电池、二次电池、燃料电池等几类化学电池；
3、学习化学电池的构成，电极反应式及总反应式的书写。
【学习重点】 化学电源的结构及电极反应的书写
【学习过程】
化学电源是将化学能转化为电能的装置，它包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类。
一次电池（又称干电池）
如：普通锌锰电池、碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等。
（1）碱性锌锰电池，电解质是KOH，其电极反应：
负极（Zn）：
正极（MnO2）：
总反应：
（2）锌银电池的负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH，其电极总反应如下：
Zn + Ag2O = ZnO + 2Ag
则：负极( )：
正极( )：
二次电池（又称充电电池或蓄电池）
如：铅蓄电池。反应方程式如下式：
Pb (s)+ PbO2(s) +2H2SO4(aq) 2PbSO4(s) +2H2O(l)
①其放电电极反应：
负极( )：
正极( )：
②其充电反应是上述反应的逆过程，则电极反应：
（电化学上规定：发生氧化反应的电极为阳极，发生还原反应的电极为阴极）
阴极：
阳极：
燃料电池
燃料电池是一种持续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。它与一般的化学电源不同，一般化学电池的活性物质储存在电池内部，故而限制了电池的容量，而燃料电池的电极本身不包括活性物质，只是一个催化转化元件。
如：氢氧燃料电池。
①酸性介质时，电极反应：
负极：
正极：
总反应：
②碱性介质时，电极反应：
负极：
正极：
总反应：
除H2外，烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体，均可作燃料电池的燃料；除纯氧气外，空气中的氧气也可作氧化剂。
燃料电池与前几种电池的差别：
①氧化剂与还原剂在工作时不断补充；
②反应产物不断排出
③能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%，有利于节约能源。
[补充] 判断电池优劣的标准：
（１）比能量［符号(A·h/kg)，(A·h/L)］
指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少
（２）比功率[符号是W/kg，W/L)]
指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小
（3）电池的储存时间的长短
除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池，其质量好。
【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）
【基础达标】
1.随着人们生活质量的不断提高,废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程,其首要原因是( )。
A.利用电池外壳的金属材料
B.防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染
C.不使电池中渗漏的电解液腐蚀其他物品
D.回收其中石墨电极
2.锌锰干电池在放电时总反应方程式可以表示为:Zn(s)+2MnO2+2NZn2++Mn2O3(s)+2NH3↑+H2O,在此电池放电时正极(碳棒)上发生反应的物质是( )。
A.Zn B.碳
C.MnO2和N D.Zn2+和NH3
3.纽扣电池可用于计算器、电子表等的电源。有一种纽扣电池,其电极分别为Zn和Ag2O,以KOH溶液为电解质溶液,电池的总反应为Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2。关于该电池的叙述不正确的是( )。
A.使用时电子由Zn极经外电路流向Ag2O极,Zn是负极
B.使用时电子由Ag2O极经外电路流向Zn极,Ag2O是负极
C.正极的电极反应为Ag2O+2e-+H2O2Ag+2OH-
D.Zn极发生氧化反应,Ag2O极发生还原反应
已知蓄电池在放电时起原电池的作用,在充电时起电解池的作用。汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成。两个电极用稀硫酸作电解质溶液。在放电时,两极发生的反应可分别表示为:
Pb+S-2e-PbSO4
PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O
充电时,两极发生的反应分别表示为:
PbSO4+2e-Pb+S
PbSO4+2H2O-2e-PbO2+4H++S
根据上述材料,完成4~6题。
4.在放电时,下列说法中正确的是( )。
A.充满海绵状灰铅的铅板为电源正极
B.充满二氧化铅的铅板为电源负极
C.铅板在放电时发生氧化反应
D.铅板在放电时发生还原反应
5.在蓄电池放电时,溶液的pH将( )。
A.不变 B.升高
C.降低 D.无法确定
6.在蓄电池生产和使用时,下列说法中正确的是( )。
A.生产和使用铅蓄电池,不会造成环境污染
B.生产和使用铅蓄电池时,可能引起铅中毒和环境污染
C.使用铅蓄电池时,若铅板上有1 mol铅反应就消耗1 mol H2SO4
D.在使用时,电池内溶液的密度会增大
7.新型LiFePO4可充电锂离子动力电池以其独特的优势成为绿色能源的新宠。已知该电池放电时的电极反应式为:正极:FePO4+Li++e-LiFePO4,负极:Li-e-Li+。下列说法中正确的是( )。
A.充电时动力电池上标注“+”的电极应与外接电源的正极相连
B.充电时电池反应为FePO4+Li++e-LiFePO4
C.放电时电池内部Li+向负极移动
D.放电时,在正极上Li+得电子被还原
8.有一种锂电池,用金属锂和石墨作电极材料,电解质溶液是由四氯铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯()中而形成的,电池总反应方程式为:8Li+3SOCl26LiCl+Li2SO3+2S,下列叙述中正确的是( )。
A.电解质溶液中混入水,对电池反应无影响
B.金属锂作电池的正极,石墨作电池的负极
C.电池工作过程中,亚硫酰氯(SOCl2)被还原为Li2SO3
D.电池工作过程中,金属锂提供的电子与正极区析出硫的物质的量之比为4∶1
9.利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验,甚至制作出一些有实际应用价值的装置来,下图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图。该电池工作时,有关说法正确的是( )。
A.铝罐将逐渐被腐蚀
B.石墨颗粒和炭棒上发生的反应为:O2+4e-2O2-
C.炭棒应与玩具电机的负极相连
D.该电池工作一段时间后炭棒和石墨颗粒的质量会减轻
10.化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)目前常用的镍镉(NiCd)电池,其电池总反应可以表示为:
Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2
已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸,以下说法中正确的是( )。
①以上反应是可逆反应 ②以上反应不是可逆反应
③充电时化学能转变为电能 ④放电时化学能转变为电能
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
(2)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物,有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。在酸性土壤中这种污染尤为严重。这是因为 。
11.ZnMnO2干电池应用广泛,其电解质溶液是ZnCl2NH4Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是 。电池工作时,电子流向 (填“正极”或“负极”)。
(2)若ZnCl2NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+,会加速某电极的腐蚀,其主要原因是 。欲除去Cu2+,最好选用下列试剂中的 (填代号)。
a.NaOH b.Zn
c.Fe d.NH3·H2O
【拓展提高】
12.铅蓄电池是典型的可充型电池,电池总反应式为:Pb+PbO2+4H++2S2PbSO4+2H2O。
请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原):
(1)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1 mol电子时,理论上负极板的质量增加 g。
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时,若按图连接,电解一段时间后,则在A电极上生成 ,电极反应: ,B电极上生成 ,电极反应 ,此时铅蓄电池的正负极的极性将 。
【参考答案】
1.B
2.解析:根据方程式可知:Zn为原电池的负极,碳棒为原电池的正极,负极失电子变成Zn2+,失去的电子被MnO2和N得到,生成了低价态的Mn2O3和不带电的NH3。所以在正极上N和MnO2为反应物。
答案:C
3.解析:由总方程式可以看出,负极为Zn,正极为Ag2O,使用时电子由负极流向正极,A项正确,B项错误;负极发生氧化反应,正极发生还原反应,C项正确,D项也正确。
答案:B
4.解析:由电极反应式可知:铅板作负极,二氧化铅为正极,故A、B均错;负极上金属失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,故C对,D错。
答案:C
5.解析:将放电时的两个电极反应式相加可得:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,可见,放电时不断消耗H2SO4,c(H+)减小,pH升高。
答案:B
6.解析:铅的化合物会造成环境污染,故A错误,B正确;由电池反应可知,1 mol铅反应消耗2 mol H2SO4,故C错误;在电池的使用过程中,硫酸溶液的浓度会逐渐降低,密度逐渐减小,故D错误。
答案:B
7.解析:A项,充电时电池上标注“+”的电极应与电源的正极相连;B项,充电时的电池反应为放电时电池反应的逆反应,应为LiFePO4FePO4+Li;C项,放电时电池内部Li+向正极移动;D项,在正极上FePO4得电子被还原。
答案:A
8.解析:由电池总反应式可知,Li失电子,作电池的负极,石墨作电池的正极,故B选项不正确;Li为碱金属,易与水发生反应:2Li+2H2O2LiOH+H2↑,故A选项不正确;电池工作过程中,SOCl2被还原为S,故C选项不正确;由电池总反应式知,8 mol Li参与反应,可提供8 mol e-,同时在正极析出2 mol S,故本题正确选项为D。
答案:D
9.A
10.解析:(1)NiCd电池的充、放电条件不相同,因此电池的充、放电反应不属于可逆反应。
(2)Ni(OH)2和Cd(OH)2在酸性土壤中溶解,生成重金属离子Ni2+和Cd2+,污染土壤。
答案:(1)B
(2)Ni(OH)2和Cd(OH)2能溶于酸性溶液
11.(1)Zn(或锌) 正极
(2)锌与还原出来的铜构成铜锌原电池而加快锌的腐蚀 b
12.解析:(1)放电时正极上发生还原反应,由总电池反应知,发生还原反应的物质为PbO2,产物为PbSO4,同时消耗H2SO4,故正极反应为:PbO2+2e-+4H++SPbSO4+2H2O。
(2)当完全耗尽PbO2和Pb时,按图连接时,A极为电解池的阴极,电解质溶液中PbSO4产生的Pb2+,在此极上得电子,发生还原反应PbSO4+2e-Pb+S;而B为电解池的阳极,电极反应可由总电池反应2PbSO4+2H2OPb+PbO2+4H++2S,减去阴极反应得到,PbSO4+2H2OPbO2+4H++S+2e-。
答案:(1)PbO2+2e-+4H++SPbSO4+2H2O 小 48
(2)Pb PbSO4+2e-Pb+S PbO2 PbSO4+2H2OPbO2+4H++S+2e- 对换
放电
充电第四章 电化学基础
第一节 原电池
【学习目标】： 1、了解原电池原理；
2、掌握原电池正、负极的判断及构成原电池的条件；电极反应式的书写；
3、理解铜锌原电池的原理与结构。
【学习重点】：原电池原理
【学习过程】
一、1、原电池是______________________的装置。原电池反应的本质是_____________反应。
2、如右图所示，组成的原电池：
（1）当电解质溶液为稀H2SO4时： Zn电极是____（填“正”或 “负”）极，其电极反应为_______________，该反应是______（填“氧化”或“还原”，下同）反应； Cu电极是______极，其电极反应为______________ ,该反应是 反应。
（2）当电解质溶液为CuSO4溶液时： Zn电极是____极，其电极反应
为 ，该反应是________反应；Cu电极是____极，其电极反应为_______________,该反应为_________反应.
「探究」：上图当电解质溶液为CuSO4溶液时：
现象1：电流计的指针发生偏移，并指示电子是由锌片流向铜片，在铜片表面有红色的铜析出。
结论： 发生了原电池反应，且其中锌为原电池的负极，铜为正极
现象2：随着时间的延续，电流计指针偏转的角度逐渐减小，直至无电流通过。同时锌片表面逐渐被铜全部覆盖。
分析： 锌与CuSO4溶液发生置换反应，溶液中的Cu2+在锌片表面被直接还原，析出的铜在锌片表面构成原电池，逐渐使向外输出的电流强度减弱直至无电流再产生。
当电解质溶液为稀H2SO4时，在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻，使电流不能畅通 ，电流也不断减弱。
解决办法：使用盐桥。
●盐桥：通常是KCl饱和溶液和琼脂制成的胶冻。
如右图所示，组成的原电池：
观察有什么现象发生？取出盐桥，又有什么现象发生？
现象：有盐桥存在时电流计指针 ，即 （有或无）电流通过电路。取出盐桥，电流计指针 ，说明 （有或无）电流通过。
分析：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？
有盐桥存在时，盐桥中的Cl- 会移向ZnSO4溶液，K+ 移向CuSO4溶液，使 ZnSO4溶液和CuSO4溶液继续保持电中性。于是，锌和CuSO4的氧化还原反应继续进行，从而不断产生电流。同时能使两个烧杯中的溶液形成一个通路。
● 盐桥的使用突破了氧化剂、还原剂只有直接接触、相互作用才能发生电子转移的思维模式，使氧化剂和还原剂在不同的区域之间通过特定的装置实现了电子的定向转移，为原电池持续、稳定地产生电流创造了必要的条件，也为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础 。
● 盐桥制法： （1）. 将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。
（2）. 将KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管，用棉花都住管口即可.
二、形成原电池的条件
1、由两个半电池组成原电池的工作原理:
把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，再以适当方式连接，可以获得电流。
①.在这类电池中，用 为负极，负极向外电路提供电子；
用 作为正极，正极从外电路得到电子。
②.在原电池的内部，两极浸在电解质溶液中，并通过阴阳离子的定向运动而形成内电路。
练习①：锌铜原电池产生电流时， （ ）
A、阳离子移向Zn 极，阴离子移向Cu 极 B、阳离子移向Cu 极，阴离子移向Zn 极
C、阳离子和阴离子都移向Zn极 D、阳离子和阴离子都移向Cu 极
2、探究组成原电池的条件: 判断下列哪几个装置能形成原电池？
分析：组成原电池的条件：
①
②
③
④
练习②一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu, 该反应的的原电池正确组合是 （ ）
A B C D
正 极 Zn Cu Cu Fe
负 极 Cu Zn Zn Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 HCl
3、电解质溶液和电极材料的选择:
电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液一般应与电极材料具有相同的阳离子。
①.活泼性不同的两种金属。如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极
②.金属和非金属。如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极
③.金属和化合物。如铅蓄电池，铅版作负极，PbO2作正极
④.惰性电极。如氢氧燃料电池中，两根电极均可用Pt
练习③：请根据氧化还原反应 : Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+ 设计成原电池。
负 极：
正 极：
电解质溶液：
若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是什么？试画出原电池的装置简图。
【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）
【基础达标】
1．关于原电池的叙述中正确的是( )
A．构成原电池的两极必须是两种不同金属
B．原电池是将化学能转化为电能的装置
C．原电池工作时总是负极溶解，正极上有物质析出
D．原电池的正极是还原剂，总是溶液中的阳离子在此被还原
2．下列反应可用于设计原电池的是( )
A．H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O
B．2FeCl3＋Fe===3FeCl2
C．Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑
D．NaCl＋AgNO3===NaNO3＋AgCl↓
3．有关原电池的下列说法中正确的是( )
A．在外电路中电子由正极流向负极
B．在原电池中，只有金属锌作为负极
C．原电池工作时，阳离子向正极方向移动
D．原电池工作时，阳离子向负极方向移动
4．如图所示的装置，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬吊在盛水的烧杯中，使之平衡。小心地向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是( )
A．铁圈和银圈左右摇摆不定
B．保持平衡状况
C．铁圈向下倾斜
D．银圈向下倾斜
5．以Mg片和Al片为电极并用导线连接，同时插入NaOH溶液中，下列说法正确的是( )
A．Mg片作负极，电极反应：Mg－2e－===Mg2＋
B．Al片作负极，电极反应：Al＋4OH－－3e－===AlO＋2H2O
C．电子从Mg电极沿导线流向Al电极
D．Al片上有气泡产生
6．在如图所示的装置中，a的金属活泼性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是( )
A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大
B．a是正极，b是负极
C．导线中有电子流动，电子从a极流向b极
D．a极上发生了氧化反应
7．下列四组原电池，其中放电后，电解质溶液质量增加，且在正极有单质生成的是( )
A．Cu、Ag、AgNO3溶液
B．Zn、Cu、稀H2SO4
C．Fe、Zn、ZnSO4溶液
D．Fe、C、Fe2(SO4)3溶液
【拓展提高】
8.依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如下图所示。
请回答下列问题：
(1)电极X的材料是__________；电解质溶液Y是__________；
(2)银电极为电池的________极，发生的电极反应为______________________；
X电极上发生的电极反应为
________________________________________________________________________；
(3)外电路中的电子是从__________电极流向__________电极。
9．银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫化银。有人设计用原电池原理加以除去，其处理方法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，有臭鸡蛋气味的气体放出，银表面的黑色会褪去而银不会损失。试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应为____________________；正极发生的反应为_______；反应过程中产生有臭鸡蛋气味的气体，原电池总反应方程式为_____________________
________________________________________________________________________。
【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）
【参考答案】
1．B 2.B
3．C [在原电池中，电子从负极流向正极；原电池中活泼的金属作负极，而不一定是Zn；随着反应的进行，阳离子在正极被还原，所以电解质溶液中的阳离子向正极移动，而阴离子向负极移动。答案为C。]
4．D [向水中滴加CuSO4溶液后，形成Fe－Ag－CuSO4原电池，由电池反应为Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4可知，Fe为负极，Ag为正极，Cu在Ag圈上析出，质量增大，向下倾斜，答案为D。]
5．B [原电池中发生的电池反应为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，铝作负极，镁作正极。]
6．B [本题考查原电池基本知识，难度不大，但概念容易混淆。没有扎实的基础知识容易搞错，显然，电极a、b与电解质溶液稀H2SO4组成原电池。因活泼性a>b(碳棒)，所以a为电池的负极，b为正极。电极反应式：
a(负)极：a－ne－===an＋(氧化反应)
b(正)极：nH＋＋ne－===H2(还原反应)
由于正极放电消耗H＋，溶液中c(H＋)减小，pH增大，在外电路中，电子由a极流出经电流计A流向b极。]
7．B
8．(1)Cu AgNO3溶液
(2)正 Ag＋＋e－===Ag Cu－2e－===Cu2＋
(3)X(Cu) Ag
解析 该原电池的电池总反应为2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)，由此可知X极是铜，作负极，银作正极，Y应是AgNO3溶液。电子从电池的负极经导线流向正极，即从铜电极流向银电极。
9．Al－3e－===Al3＋
Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－
3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑
解析 要善于抓住题示信息。“黑色褪去而银不会损失”，必然发生变化：Ag2S―→Ag，显然这是原电池的正极反应Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－，负极反应应为活泼金属发生氧化反应：Al－3e－===Al3＋，正极生成的S2－和负极生成的Al3＋在溶液中发生双水解：2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，与题意产生臭鸡蛋气味的气体相吻合。原电池的总反应为上述三个反应式的加合：3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3↓＋3H2S↑
Zn
Cu
×第四章 第三节 电解池（第1课时）
【学习目标】 1．理解电解原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法
2．了解氯碱工业，电镀，冶金的原理
3．掌握电解电极方程式的书写。
【学习重点】 电解原理及应用
【学习过程】
[知识回顾] 1、电解质是指在 能够导电的化合物。
2、电离是指电解质在_____________或__________状态下离解成____________的过程。
3、原电池是_______ _____的装置 。
4、写出下列物质的电离方程式
CuCl2 H2O
NaHSO4 CH3COONH4
一、电解原理：1、试验探究
如图所示：与电源正极相连的电极叫 极，
与电源负极相连的电极叫 极。
若烧杯中的液体为CuCl2溶液，合上电源开关，
能否看到小灯泡发光？ 。
给CuCl2溶液通电时现象：
阴极上 ，
经检验该物质是 。
阳极上： ，
经检验该物质是 。
两支电极上发生的反应为：
阳极： 。反应类型： 反应。
阴极： 。反应类型： 反应。
总反应式： 。
过程分析：CuCl2溶液能导电是因为存在 ，通电后这些自由移动的离子，在电场作用下作 移动，根据 相互吸引的原理，带负电的氯离子向 极移动，在阳极，氯离子失去电子被 为氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出，带正电的铜离子向 极移动，在阴极铜离子获得电子被 成铜原子，覆盖在阴极上。
2、电解：使电流通过 溶液而在阴、阳两极引起 的过程。
所用电流一般为直流电还是交流电较好？ ！该过程中 能转化为 能！ 这是一个物理过程还是一个化学过程？ 过程！显然：电解质溶液的导电过程就是 的过程。
3、电解池：将 能转化为 能的装置。
构成电解池的条件：
① ②
③ ④
练习1：判断下列装置是否属于电解池：
区分原电池与电解池的方法：有外接电源的为电解池；没有外接电源的则为原电池。
4、原电池与电解池的比较
装置类别 原电池 电解池（也称电解槽）
举例（图）
电极名称
反应类型
能量转变
反应是否自发进行
在CuCl2的电解池装置中，电子流动方向从电源的 极沿着导线到达 极，从 极沿着导线回到电源的 极。
在溶液中电子有没有从阴极直接到达阳极呢？ 。溶液中的 在电场作用下到达阴极，得到从电源负极流出的电子；溶液中的 在电场作用下到达阳极，失去了电子流向电源的正极。就是说：在电解质溶液中依靠 的定向移动而形成闭合回路的。
对CuCl2溶液而言，溶液中是否只有Cu2+和Cl－两种离子呢？ 。水电离出少量的H＋和OH－ 在电场作用下是否也要做定向移动呢？ 。通电时，溶液中的 两种离子都要向阴极移动， 都要向阳极移动。
二、电解原理的应用：
1、氯碱工业：通过电解 可制得 、 和 ，三种重要的工业原料。
电极反应方程式：
阳极： （Cl-- 比OH-- 易失电子）
阴极： （H+比Na+易得电子）
总方程式
2、电镀：
电镀是 的方法。
电镀时，通常把 作阴极，把 作阳极，
用含有 作电镀液。
电镀的目的是：
铜的精炼
电解时，通常把 作阴极，把 作阳极，
用含有_____________________________作电镀液。
粗铜中的多数杂质沉积在电解槽底部，形成
思考：粗铜中含有Au、Ag、Zn、Ni等杂质，为什么在电解精炼时，这些杂质不能在阴极析出？
电冶金
对于___、_____、_____、_______这样活泼的金属，工业上用电解法冶炼。
工业上用电解_____________的方法制取金属钠，方程式 _____________________________
工业上用电解_____________的方法制取金属镁，方程式 _____________________________
工业上用电解_____________的方法制取金属铝，方程式 _____________________________
【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）
【基础达标】
1．关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是( )
A．原电池中失去电子的一极为负极
B．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极
C．原电池中相对活泼的一极为正极
D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极
2．下面列出了电解不同物质的电极反应式，其中错误的是( )
A．电解饱和食盐水
阴极：Na＋＋e－===Na
B．电镀铜时(电解质溶液为CuSO4溶液)
阳极：Cu－2e－===Cu2＋
C．电解熔融NaCl
阴极：Na＋＋e－===Na
D．电解NaOH溶液
阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
3.
右图，是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列判断正确的是( )
A．a为负极、b为正极
B．a为阳极、b为阴极
C．电解过程中，d电极质量增加
D．电解过程中，氯离子浓度不变
4．用惰性电极实现电解，下列说法正确的是( )
A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变
B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH－，故溶液pH减小
C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2
D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶1
5．用铂作电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，电解结束后，向剩余电解液中加适量水，能使溶液和电解前相同的是( )
A．CuSO4 B．H2SO4 C．CuCl2 D．NaCl
6．用惰性电极电解某溶液时，发现两极只有H2和O2生成，则电解一段时间后，下列有关该溶液(与电解前同温度)的说法中正确的有( )
①该溶液的pH可能增大；②该溶液的pH可能减小；③该溶液的pH可能不变；④该溶液的浓度可能增大；⑤该溶液的浓度可能不变；⑥该溶液的浓度可能减小
A．①②③ B．①②③④
C．①②③④⑤ D．全部
7．在同温同压下，用惰性电极在U形管中电解下列物质的水溶液，消耗相同的电量，生成气体体积最大的是( )
A．饱和食盐水 B．CuCl2溶液
C．CuSO4溶液 D．NaOH溶液
8．在水中加等物质的量的Ag＋、Pb2＋、Na＋、SO、NO、Cl－，将该溶液放在用惰性电极作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物质量比为( )
A．35.5∶108 B．16∶207
C．8∶1 D．108∶35.5
9．为将反应2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑的化学能转化为电能，下列装置能达到目的的是(铝条均已除去了氧化膜)( )
10．用惰性电极电解V L ASO4的水溶液，当阴极上有m g 金属析出(阴极上无气体产生)时，阳极上产生x L气体(标准状况)，同时溶液的pH由原来的6.5变为2.0(设电解前后溶液体积不变)。则A的相对原子质量的表示式为( )
① ② ③ ④
A．①② B．②④
C．①④ D．③④
【拓展提高】
11.下图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到 336 mL (标准状态)气体。回答：
(1)直流电源中，M为__________极。
(2)Pt电极上生成的物质是________，其质量为
________g。
(3)电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为2∶______∶________________________________________________________________________
∶________。
(4)AgNO3溶液的浓度________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，AgNO3溶液的pH______，硫酸的浓度__________，硫酸的pH________。
(5)若硫酸的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的硫酸________g。
12．铅蓄电池是典型的可充电型电池，电池总反应式为Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO
2PbSO4＋2H2O
请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)：
(1)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1 mol电子时，理论上负极板的质量增加____g。
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成________，电极反应：_______________________________________
________________________________________________________________________，
B电极上生成________，电极反应：__________________________________
____________，此时铅蓄电池的正、负极的极性将________。
【参考答案】
1．C 2.A 3.C 4.D 5.B 6.C 7.A
8．C [溶液中的六种离子，有四种发生反应生成沉淀，Ag＋＋Cl－===AgCl↓、Pb2＋＋SO===PbSO4↓，最后溶液就成了NaNO3溶液；而电解NaNO3溶液，实质就是电解水，电解方程式为：2H2O2H2↑＋O2↑。氧化产物和还原产物的质量之比为m(O2)∶m(H2)＝(1 mol×32 g·mol－1)∶(2 mol×2 g·mol－1)＝8∶1，即C项正确。]
9．B [A项电解质溶液为NaOH，Al与之反应实质不是与H＋反应，生成产物是AlO而不是Al3＋；C项Al与稀HNO3反应产生的为NO；D项为电能转变为化学能。]
10．B [电解离子方程式为：2A2＋＋2H2O2A＋O2↑＋4H＋。由于阳极OH－放电，破坏水的电离平衡，造成c(H＋)增大，使溶液酸性增强，pH减小。溶液中氢离子变化的物质的量为：Δn(H＋)≈0.01 mol·L－1×V L＝0.01V mol，根据电解离子方程式得：n(A)＝n(H＋)＝×0.01V mol＝0.005V mol，则A的相对原子质量M(A)＝＝ g·mol－1，故②项正确；根据电解离子方程式还可得：n(A)＝2n(O2)＝2×＝ mol，则A的摩尔质量M(A)＝m g÷ mol＝ g·mol－1，故④项正确。]
11．(1)正 (2)Ag 2.16 (3)2 1
(4)不变 不变 增大 减小
(5)45.18
12．(1)PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O 小 48
(2)Pb PbSO4＋2e－===Pb＋SO PbO2 PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO 对换
解析 (1)放电时正极上发生还原反应，由总电池反应知，发生还原反应的物质为PbO2，产物为PbSO4，同时消耗H2SO4，故正极反应式为PbO2＋2e－＋4H＋＋SO===PbSO4＋2H2O。
(2)当完全耗尽PbO2和Pb，装置按图连接时，A极为电解池的阴极，电解质溶液中PbSO4产生的Pb2＋在此极上得电子，发生还原反应：PbSO4＋2e－===Pb＋SO；而B极为电解池的阳极，电极反应可由总电池反应2PbSO4＋2H2OPb＋PbO2＋4H＋＋2SO减去阴极反应得到PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO。
CuCl2溶液
C
C
×
C
C
CH3CH2OH
稀H2SO4
Fe
C
稀H2SO4
玻璃棒
玻璃棒
稀H2SO4
Cu
C
稀H2SO4
C
Cu第四章 第四节 金属的电化学腐蚀与防护
【学习目标】 1．了解金属腐蚀的危害及金属腐蚀的本质原因；
2．了解金属腐蚀的种类，发生腐蚀的反应式的书写；
3．掌握金属防护的方法。
【学习重点】 金属的电化学腐蚀
【学习过程】
一、金属的电化学腐蚀
（一）、金属腐蚀：
1、定义：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生 反应而腐蚀损耗的过程。
2、本质：M – n e- → M n+（氧化反应）
3、类型：化学腐蚀——直接反应 电化学腐蚀——原电池反应
两种腐蚀往往 发生，但 腐蚀更普遍，速度更快，危害更严重。
（二）、化学腐蚀：
1、定义：金属与接触到的干燥气体（如 、 、 等）或非电解质液体
（如 等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。如：钢管被原油中的 腐蚀，
2、影响因素：与接触物质的氧化性有关和温度越高，化学腐蚀越 。
（三）、电化学腐蚀：
1、定义：不纯的金属跟电解质溶液接触时。会发生 反应， 的金属失去电子而被 。如 在潮湿的空气中生锈。
2、类型：(以钢铁腐蚀为例)
（1）、析氢腐蚀 (酸性较强的溶液)
负极: 正极:
总方程式：
（2）、 吸氧腐蚀 (碱性、中性或弱酸性溶液)
负极: 正极:
总方程式：
Fe(OH)2继续与空气中的氧气作用：
铁锈的主要成分是 ， 阻止钢铁继续腐蚀。（能、不能）
（3）、析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条 件 水膜呈 水膜呈
电极反应 负极（Fe极）
正极（C极）
总反应
（四）、影响金属腐蚀快慢的因素：
内因：（1）金属的活动性：金属越 ，越容易被腐蚀
（2）纯度：不纯的金属比纯金属 腐蚀，如纯铁比钢 腐蚀。（难、易）
电化学腐蚀：两电极活动性差别越大，氧化还原反应速率越 ，活泼金属被腐蚀得越快。
（3）氧化膜：如果金属被氧化形成致密的氧化膜，那么会保护内层金属，如 、
；如果金属被氧化形成疏松的氧化膜，那么不会保护内层金属，如 。
外因：环境（腐蚀性气体，电解质溶液）
（五）、化学腐蚀与电化学腐蚀的共同点和不同点：
电化腐蚀 化学腐蚀
条 件 不纯金属或合金与 接触 与 直接接触
有无电流产生
本 质 较活泼的金属被氧化 金属被氧化
相互联系
练习：下列各情况，Fe片被腐蚀由快到慢的是
二、金属的防护
1、金属的防护：
⑴ 覆盖保护膜（涂油漆，电镀，钝化等）
⑵ 改变金属的内部结构（钢→不锈钢，在钢中加入镍和铬）
2、电化学保护
⑴ 牺牲阳的极阴极保护法（较活泼金属作 极，钢铁作 极被保护）
原电池的负极（也称为阳极）的金属被腐蚀 原电池的正极（也称为阴极）的金属被保护
①原理：形成原电池反应时，让被保护金属做 极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。
②、装置图： 看课本86 页图
[科学探究]：看课本87 页：验证牺牲阳极的阴极保护法
讨论：
电压表指针有何变化？为什么？
Zn、Fe两个电极上发生了什么反应？
Fe2+ 与[Fe(CN) 6]3- 反应生成带有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀：
3 Fe2+ + 2 [Fe(CN) 6]3- === Fe 3 [Fe(CN) 6] 2↓
在这个装置中没有Fe2+ 产生？说明什么问题？
⑵ 外加电流阴极保护法（外加电流，使钢铁被迫成为 极受保护）
①、原理：将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为 极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。
②、装置图：看课本87 页图
【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）
【基础达标】
1．下列各种方法中，能对金属起到防止或减缓腐蚀作用的是( )
①金属表面涂抹油漆 ②改变金属内部结构 ③保持金属表面清洁干燥 ④金属表面进行电镀 ⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜
A．①②③④ B．①③④⑤
C．①②④⑤ D．全部
2．为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是( )
①将青铜器放在银质托盘上 ②将青铜器保存在干燥的环境中 ③将青铜器保存在潮湿的空气中 ④在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜
A．①③ B．②③
C．②④ D．①④
3．下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是( )
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，镀层不能对铁制品起保护作用
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
4．以下现象与电化学腐蚀无关的是( )
A．黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿
B．生铁比纯铁芯(几乎是纯铁)容易生锈
C．铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈
D．银质奖牌(纯银制成)久置后表面变暗
5．下列有关金属的保护方法的说法中正确的是( )
A．常使用的快餐杯表面有一层搪瓷，若搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
B．白铁(镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀速度很慢
C．轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法
D．钢铁制造的暖气管道外常涂有一层沥青，这是钢铁的电化学保护法
6．相同材质的铁在下图中各情形下最不易被腐蚀的是( )
7．镀锌铁在发生析氢腐蚀时，若有0.2 mol 电子发生转移，下列说法正确的是( )
①有5.6 g金属被腐蚀 ②有6.5 g金属被腐蚀 ③在标准状况下有2.24 L气体放出 ④在标准状况下有1.12 L气体放出
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
8．为保护地下钢管不受腐蚀，可采取的措施有( )
①与石墨棒相连
②与直流电源负极连接
③与直流电源正极连接
④与锌板相连
A．①② B．②③ C．②④ D．①④
9．如图所示水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
(1)铁钉在逐渐生锈，则铁钉的腐蚀属于________腐蚀。
(2)若试管内液面上升，则原溶液呈______________性，发生________腐蚀，电极反应：负极：________________________________________________________________________，
正极： ___________________________________。
(3)若试管内液面下降，则原溶液呈______性，发生________腐蚀。电极反应式，负极：________________________________________________________________________，
正极： ____________________________________。
【拓展提高】
10．铁生锈是比较常见的现象，某实验小组为研究铁生锈的条件，设计了以下快速、易行的方法：
首先检查制氧气装置的气密性，然后按图连接好装置，点燃酒精灯给药品加热，持续3分钟左右，观察到的实验现象为：①直形管中用蒸馏水浸过的光亮铁丝表面颜色变得灰暗，发生锈蚀；②直形管中干燥的铁丝表面依然光亮，没有发生锈蚀；③烧杯中潮湿的铁丝表面依然光亮。
试回答以下问题：
(1)由于与金属接触的介质不同，金属腐蚀分成不同类型，本实验中铁生锈属于________________。
(2)仪器A的名称为______________，其中装的药品可以是________________，其作用是________。
(3)由实验可知，该类铁生锈的条件为
________________________________________________________________________。
决定铁生锈快慢的一个重要因素是
________________________________________________________________________。
11．关于铁生锈的机理有人提出如下步骤：
①Fe(s)－2e－===Fe2＋；②H＋＋e－===H；
③4H＋O2(g)===2H2O；④4Fe2＋＋O2(g)＋(4＋2x)H2O===(2Fe2O3·xH2O)(s)＋8H＋
根据以上过程，回答下列问题：
(1)根据以上机理，判断下列说法正确的是( )
A．以上锈蚀过程是发生的化学腐蚀
B．从锈蚀反应的最终结果看，水既是氧化剂，又是还原剂
C．反应的实质是氧气被还原，金属铁被氧化
D．从反应机理看，锈蚀过程发生的是析氢腐蚀
(2)某铁件需长期浸于水下，为了减少腐蚀，想采取下列措施，其中正确的有( )
A．给铁件铆上一些锌板
B．给铁件通入直流电，把铁件与电源正极连接
C．在制造铁件时，在铁中掺入一定比例的铜制成合金
D．在铁件表面涂上一层较厚的沥青
(3)现有质量为1 000 g的某铁件已在水下生锈，若测知整个锈蚀过程中有6 mol电子发生转移，则参加反应的O2在标准状况下的体积为____L，反应后铁件的质量为____g(已知铁锈Fe2O3·xH2O中x值为1)。
【参考答案】
1．D [金属的腐蚀主要是电化学腐蚀，题目中①③④⑤中的方法都可以起到避免金属和电解质溶液接触形成原电池的目的；②中如在金属中加入某些其他元素改变金属内部结构也可以起到防腐蚀的效果。]
2．C [Cu比较活泼，放在银质托盘上更易受腐蚀，①错；将其保存在干燥的环境中避免与空气中的水分和CO2等物质接触，可避免腐蚀，②正确，则③错误；覆盖防渗的高分子膜也可以隔绝潮湿空气，④正确。]
3．D [纯银器表面在空气中易生成硫化物失去光泽；当镀锡铁制品镀层破损时，由于铁比锡活泼，形成原电池时，铁作原电池的负极，加快铁的腐蚀；锌比铁活泼，当在海轮外壳上连接锌块后，锌失电子而海轮外壳被保护；要采用电解原理保护金属，应将金属与电源的负极相连，即作电解池的阴极。]
4．D [黄铜(铜锌合金)若发生电化学腐蚀时，被腐蚀的金属应是金属性较活泼的锌而不是铜，故黄铜制作的铜锣不易产生铜绿，A项正确；生铁中含有较多的碳，比纯铁芯在电解质作用下更容易形成原电池，也更容易生锈，B项正确；铁质器件附有铜配件时，在接触电解质溶液时，铁是原电池的负极，易被腐蚀生成铁锈，C项正确；银质奖牌久置后可与氧气或H2S反应生成银的化合物而表面变暗，这是化学腐蚀，与电化学腐蚀无关，答案为D项。]
5．B [A项中涂层破损后，铁直接暴露在空气中，因而搪瓷层不能对破损部分进行保护；B项中镀层破损后由于锌的金属性比铁强，和铁构成原电池，锌作负极，保护铁不被腐蚀；C选项应是牺牲阳极的阴极保护法；D项中应是用沥青作涂层的涂层保护法。]
6．C [A、B、D均形成原电池而使铁腐蚀，而C中铁被铜镀层保护则不易被腐蚀。]
7．B [在镀锌铁的析氢腐蚀中：负极(Zn)：Zn－2e－===Zn2＋，有0.2 mol e－转移时，有0.1 mol Zn溶解，即6.5 g；正极(Fe)：2H＋＋2e－===H2↑，生成0.1 mol H2，标准状况下的体积为2.24 L。]
8．C [本题考查金属腐蚀一种防护方法——电化学保护法。该方法的理论根据是：金属晶体(如Fe)中存在如下平衡：Fe－2e－,Fe2＋。显然，铁接触到的物质若易失电子，使平衡向左移动，即铁不易失电子；否则，将加速Fe失电子被腐蚀，Zn比Fe活泼。]
9．(1)电化学 (2)弱酸性或中 吸氧 2Fe－4e－===2Fe2＋ O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(3)较强的酸 析氢 Fe－2e－===Fe2＋ 2H＋＋2e－===H2↑
解析 根据原电池的构成条件可知铁钉的腐蚀属于电化学腐蚀。试管内液面上升，说明试管内压强减小，试管内气体被吸收所致，是铁钉吸氧腐蚀的结果，据此写出电极反应；试管内液面下降，说明试管内气体压强变大，试管内产生了新气体所致，是铁钉的析氢腐蚀的结果，据此写出电极反应。
10．(1)电化学腐蚀
(2)球形干燥管 碱石灰(或无水CaCl2) 干燥O2
(3)①与O2接触，②与水接触 氧气浓度
解析 钢铁在潮湿环境下形成原电池，发生电化学腐蚀。此实验在直形管中的现象说明，潮湿是铁生锈的必需前提，而没有涉及潮湿程度对生锈快慢的影响，直形管实验与烧杯实验的对比，则说明O2浓度是影响生锈快慢的一个重要因素。
11．(1)C (2)AD (3)33.6 1 066
解析 (1)根据反应机理，将方程式叠加：①×4＋②×8＋③×2＋④可得：
4Fe＋3O2＋2xH2O===2(Fe2O3·xH2O)(s)
可知为吸氧腐蚀。
(2)保护铁不被腐蚀，可隔绝O2或采取牺牲阳极的阴极保护法等。
(3)
4Fe＋3O2＋2H2O===2(Fe2O3·H2O) 转移电子
3×22.4 L·mol－1 12 mol
V(O2) 6 mol
V(O2)＝＝33.6 L
由差值法得Δm＝＝66 g。第四章 第三节 电解池（第2课时）
【学习目标】掌握电解质溶液中离子的放电顺序及电解质溶液的电解规律（惰性电极）
【学习重点】电解质溶液中离子的放电顺序
【学习过程】
三、电解质溶液中离子的放电顺序
只有掌握电解质溶液中离子的放电顺序才能正确的写出电极反应方程式。
1.阴极上：由于阴极上 电子，不管阴极材料是金属还是石墨，此时都不能得电子，只能是溶液中的 得电子。阳离子氧化性越强就越 得电子。
因此阴极上氧化性强的离子 得电子。金属越不活泼，对应阳离子氧化性越 ，越 得电子。由此根据金属活动顺序表，分析下列离子得电子能力的强弱：金属活动顺序表
Ag+ Cu2+ H+(酸) Pb2+ Fe2+ Zn2+ H+(水) Al3＋…
严格讲：离子的放电能力与其浓度也有一定的关系，如酸溶液中：c[H+(酸)]>c[ H+(水)]，因而放电能力 > 。但在中学范围内一般不考虑上述金属离子浓度对其放电能力的影响。 、 、 、 、 、 等活泼金属阳离子在水溶液中电解时不得电子。
小结：质量增加，或有氢气产生的电极一定是 极。
2. 阳极上：电解池中阳极上 电子，而 与溶液中的 都可失电子，因此阳极上的电极反应与 有关。由于一般的 比阴离子更容易失去电子，因此如果用一般的金属材料做阳极，电解时阳极上是 失去电子。而阳极如果用石墨或金属铂（Pt）等难失电子的物质做惰性电极时，则是溶液中 失去电子。阴离子还原性越强就越 失去电子。
通过查资料，分析下列离子失电子能力的强弱：
S2－ I－ Br－ Cl－ OH－（水或碱） 最高价含氧酸根离子 F－。
注意：放电顺序这个考点不难，但要细心，极易出错。要能根据放电顺序判断阴、阳极产物，如果是惰性电极则直接考虑溶液中离子的放电顺序。如果阳极是较活泼金属（即除金、铂以外的金属），那一定要能想起：一般的 比阴离子更容易失去电子，因此如果用一般的金属材料做阳极，电解时阳极上是 失去电子。
四. 电解质溶液的电解规律
练习：1、用惰性电极电解下列电解质溶液，请你分析下列问题（注意得失电子的顺序）
①、CuCl2 : 阴极： 阳极
总方程式： 电解质浓度 ，pH
电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。
、HCl: 阴极： 阳极
总方程式： 电解质浓度 ，pH
电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。
小结：经过总方程式发现以上两个电解池反应的电解对象都是 ，这一类电解反应称为电解电解质型
练习：2、用惰性电极电解NaCl溶液，请你分析下列问题
阴极： 阳极
总方程式： 电解质浓度 ，pH
电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。
小结：经过总方程式发现该电解池反应的电解对象是 ，这一类电解反应称为 放氢生碱型。
练习：3、用惰性电极电解CuSO4溶液，请你分析下列问题
阴极： 阳极
总方程式： 电解质浓度 ，pH
电解对象： ，要把电解质溶液复原，加 。
小结：经过总方程式发现该电解池反应的电解对象是 ，这一类电解反应称为 放氧生酸型。
练习：4、用惰性电极电解下列电解质溶液，请你分析下列问题
NaOH: 阴极： 阳极
总方程式： 电解质浓度 ，pH
H2SO4:阴极： 阳极
总方程式： 电解质浓度 ，pH
Na2SO4: 阴极： 阳极
总方程式： 电解质浓度 ，pH
小结：经过总方程式发现以上三个电解池反应的电解对象都是 ，要把电解质溶液复原，加 。这一类电解反应称为 电解水型。
练习5、用铜电极电解下列电解质溶液，请你分析下列问题（注意得失电子的顺序）
①、H2SO4: 阴极： 阳极
总方程式：
②、ZnSO4: 阴极： 阳极
总方程式：
③、CuSO4: 阴极： 阳极
总方程式：
【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）
【基础达标】
1．工业上电解熔融NaCl与电解食盐水都能直接得到的物质是( )
A．Na B．Cl2 C．H2 D．NaOH
2．下列各组溶液电解一段时间后，再加入相关物质，溶液能恢复原状况的是( )
电解质溶液 阳极 阴极 加入的物质
A NaCl溶液 碳 铁 盐酸
B NaOH溶液 碳 碳 水
C 硫酸铜溶液 铜 碳 硫酸铜
D 硫酸 铁 碳 H2O
3.火法炼铜得到的粗铜中含多种杂质(如锌、金和银等)，其性能远不能达到电气工业的要求，工业上常使用电解精炼法将粗铜提纯。在电解精炼时( )
A．粗铜接电源负极
B．纯铜作阳极
C．杂质都将以单质形式沉积到池底
D．纯铜片增重2.56 g，电路中通过电子为0.08 mol
4．用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L氧气(标准状况)，从而可知M的相对原子质量为( )
A. B.
C. D.
5．以惰性电极电解CuSO4溶液，若阳极上产生气体的物质的量为0.010 0 mol，则阴极上析出Cu的质量为( )
A．0.64 g B．1.28 g C．2.56 g D．5.12 g
6．在冶金工业中，常用电解法得到钠、镁、铝等金属，其原因是( )
A．都是轻金属
B．都是活泼金属
C．成本低廉
D．这些金属的化合物熔点较低
7．欲在金属表面镀银，应把镀件挂在电镀池的阴极。下列各组中，选用的阳极金属和电镀液均正确的是( )
A．Ag和AgCl溶液 B．Ag和AgNO3溶液
C．Pt和Ag2CO3溶液 D．Pt和Ag2SO4溶液
8．观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是( )
A．装置①工业上可用于生产金属钠，电解过程中石墨电极产生金属，此法也可用于生产活泼金属镁、铝等
B．装置②中随着电解的进行左边电极会产生红色的铜，并且电流表示数不断变小
C．装置③中的离子交换膜只允许阳离子、阴离子和小分子水通过
D．装置④的待镀铁制品应与电源正极相连
9.如图所示，甲、乙为相互串联的两电解池。
(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置，则A电极名
称为________极，电极材料是________，电极反应式为________________，电解质溶液可以是________。
(2)乙池中Fe极电极反应式为________________，若在乙池中滴入少量酚酞试液，开始电解一段时间，Fe极附近呈________色。
10．铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：
(1)工业冶炼铝的化学方程式是
________________________________________________________________________。
(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是
________________________________________________________________________。
(3)工业级氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。
①该电解槽的阳极反应式是
________________________________________________________________________。
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因
________________________________________________________________________。
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口________(填写“A”或“B”)导出。
【拓展提高】
11．如图所示，若电解5 min时，测得铜电极的质量增加2.16 g。试回答：
(1)电源中X极是__________(填“正”或“负”)极。
(2)通电5 min时，B中共收集到224 mL(标准状况)气体，溶液体积为200 mL(电解前后溶液的体积变化忽略不计)，则通电前c(CuSO4)＝____________。
(3)若A中KCl溶液的体积也是200 mL，电解后溶液中仍有Cl－，则电解后溶液的pH＝__________。
【参考答案】
1．B 2.B 3.D 4.C 5.B 6.B 7.B
8．B
9．(1)阴 精铜 Cu2＋＋2e－===Cu 含Cu2＋的溶液(如CuSO4溶液)
(2)2H＋＋2e－===H2↑ 红
10．(1)2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
(3)①4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
②H＋放电，促进水的电离，OH－浓度增大 ③B
11．(1)负 (2)0.025 mol·L－1 (3)13
解析 ①要注意电解的阶段性。如含Cl－的溶液中Cl－电解完后继续通电会使OH－放电，Cu2＋在阴极上被电解完全后H＋又会放电等。②电极反应式和总反应方程式、电解产物物质的量与得失电子数之间的关系式是电化学计算的主要依据。
(1)铜极增重，说明银在铜极析出，则铜极为阴极，X为负极。
(2)C中铜极增重2.16 g，即析出0.02 mol Ag，线路中通过0.02 mol电子。由4e－～O2，可知B中产生的O2只有0.005 mol，即112 mL。但B中共收集到224 mL气体，说明还有112 mL是H2，即Cu2＋全部在阴极放电后，H＋接着放电产生了112 mL H2，则通过0.01 mol电子时，Cu2＋已被电解完。由2e－～Cu，可知n(Cu2＋)＝0.005 mol，则：
c(CuSO4)＝0.005 mol÷0.2 L＝0.025 mol·L－1。
(3)由4e－～4OH－知，A中生成0.02 mol OH－，则：c(OH－)＝0.1 mol·L－1，pH＝13。
