高三化学第二轮专题复习专题 电化学
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专题： 电化学
[专题目标]：
1、复习、巩固电化学方面的有关知识和基本原理，掌握电化学一些相关规律；
2、熟练运用电化学的有关理论知识解决生活实际中的相关问题
[经典题型]
题型一：原电池原理在燃料电池中的运用
[例1]：有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是（ ）
①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-
②负极上CH4失去电子，电极反应式CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O
③负极上是O2获得电子，电极反应式为 O2+2H2O+4e-=4OH-
④电池放电后，溶液PH不断升高
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
[点拨]：本题是考查原电池原理在燃料电池中的具体应用，首先要判断出电池的正负极，其方法是确定在该电极上发生的是失电子还是得电子反应，若发生的是失电子反应是原电池的负极，反之是正极。CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2燃烧反应，即CH4 →CO2严格讲生成的CO2还与KOH反应生成K2CO3，化合价升高，失去电子，是电池的负极，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，1molCH4参加反应有8mole-发生转移，O2在正极上发生反应，获得电子，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。虽然正极产生OH-，负极消耗OH-，但从总反应CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O可看出是消耗KOH，所以电池放电时溶液的PH值不断下降，故①②正确，③④错误。
答案：A
点评：燃料电池在特定条件下发生的反应就是在一般原电池反应的式子上，加上该条件的影响而得到的最后结果。
[规律总结]：
1、 原电池电极名称的判断方法
（1）根据电极材料的性质确定 金属—金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极；金属—非金属电极，金属是负极，非金属是正极；金属—化合物电极，金属是负极，化合物是正极。
（2）根据电极反应的本身确定 失电子的反应—氧化反应—负极；得电子的反应—还原反应—正极
2、 原电池电极反应式书写关键
（1）明确电池的负极反应物是电极本身还是其他物质、反应产物及化合价的变化；
（2）确定电池的正极反应物是电解质溶液中的离子，还是其他物质（如溶有或通入的氧气）；
（3）判断是否存在特定的条件（如介质中的微粒H+、OH- 非放电物质参加反应），进而推断电解质溶液的酸碱性的变化；
（4）总的反应式是否满足质量守衡、得失电子守衡、电荷守衡。
[巩固]：航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为2H2+O2=2H2O，酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为2H2-4e-=H2 ，则其正极反应式为_______________。碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，则其负极反应可表示为______________________________。
题型二：电解原理的运用
[例2]：某一学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和NaCl溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示装置，则电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（ ）
A.a为正极，b为负极；NaClO和 NaCl
B. a为负极，b为正极；NaClO和 NaCl
C. a为阳极，b为阴极；HClO和 NaCl
D. a为阴极，b为阳极；HClO和 NaCl
[点拨]：石墨作电极电解饱和NaCl溶液发生的反应是
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑伴随
进行过程中可能发生的副发应为2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O，若使Cl2完全吸收制得有较强杀菌消毒能力的消毒液的主要成分是NaClO和NaCl，怎样才能使产生的Cl2与NaOH充分反应，只有发生器下端产生Cl2才能确保其被完全吸收，从中可推知电源a为负极，b为正极。
答案：B
[点评]：本题是原电池原理在新情境下的具体应用，要求用已有知识对实际问题进行分析处理，从而找出正确的结论。
[规律总结] （归纳整理）
1、阳极放电次序：非惰性电极>S2->I->Br->Cl->OH->高价含氧酸根离子>F-
阴极放电次序一般为：
Ag+>Hg2+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+
当然，微粒的浓度也会影响放电的顺序，如电镀锌时，溶液中C(Zn2+)>C(H+),放电次序 Zn2+>H+。
2、电解原理应用：
⑴电解食盐水：电极反应式：_________________________________________
⑵电镀：以铁件镀铜为例 阳极材料：_________ 电极反应：___________
阴极材料：__________ 电极反应：___________
电镀液：___________
⑶精炼铜：阳极材料__________ 阴极材料__________电解质溶液___________
3、惰性电极电解溶液时各种情况简析
类 型 电极反应特点 实 例 电解对象 电解质浓度 PH 电解质溶液复原
电解水型
分解电解质型
放出H2生成碱型
放出O2生成酸型
题型三：电池判断
[例3]：按下图装置进行实验，并回答下列问题
⑴判断装置的名称：A池为___________ B池为______________
⑵锌极为__________极，电极反应式为_________________________
铜极为__________极，电极反应式为_________________________
石墨棒C1为______极，电极反应式为________________________
石墨棒C2附近发生的实验现象为_______________________________
⑶当C2极析出224mL气体（标准状态时，锌的质量变化（增加或减少）_________g.CuSO4溶液的质量变化了（增加或减少了）_________g
[点拨]：A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中构成原电池，B池中两个电极均为石墨电极，在以A为电源的情况下构成电解池，即A原电池带动B电解池，A池中Zn负极，Cu为正极，B池中C1为阳极，C2为阴极、析出H2，周围OH-富集，酚酞变红，且故电路上转移电子的物质的量为0.01mol×2=0.02mol，根据得失电子守恒锌极有0.01molZn溶解，即Zn极重量减少0.01mol×65g/mol=0.65g铜极上有0.01molCu析出，即CuSO4溶液增加了0.01mol×(65g/mol-64g/mol)=0.01g
答案：⑴A为原电池 B为电解池
⑵Zn为负极 Zn-2e-=Zn2+
Cu为正极 Cu2++2e-=Cu
C1为正极 2Cl—2e-=Cl2↑
C2极发生的现象为：有无色气体产生，附近溶液出现红色
⑶Zn质量减少0.65g，CuSO4溶液增加0.01g.
[规律总结]
1、 原电池、电解池、电镀池判定
（1）若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条件判定；
（2）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同则为电镀池；
（3）若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能发生自发氧化还原反应的装置为原电池。
2、可充电电池的判断 放电时相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当于电解池，放电时的正极变为电解池的阳极，与外电源正极相连，负极变为阴极，与外电源负极相连。
3、电解有关计算方法：
（1）串联电路中各电极得失电子数相等,即电路中通过的电量（电子总数）相等求解。通常存在下列物质的量关系
H2~Cl2 ~ O2 ~Cu ~ 2Ag ~ 2H+ ~ 2OH-
（2）根据电极反应式或电解方程式列比例求解
电源
a
b
电解
Zn
C2
Cu
C1
A
B
CuSO4溶液
KCl酚酞溶液
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专题： 电化学
[专题目标]：
1、复习、巩固电化学方面的有关知识和基本原理，掌握电化学一些相关规律；
2、熟练运用电化学的有关理论知识解决生活实际中的相关问题
[经典题型]
题型一：原电池原理在燃料电池中的运用
[例1]：有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是（ ）
①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-
②负极上CH4失去电子，电极反应式CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O
③负极上是O2获得电子，电极反应式为 O2+2H2O+4e-=4OH-
④电池放电后，溶液PH不断升高
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
[点拨]：本题是考查原电池原理在燃料电池中的具体应用，首先要判断出电池的正负极，其方法是确定在该电极上发生的是失电子还是得电子反应，若发生的是失电子反应是原电池的负极，反之是正极。CH4在铂电极上发生类似于CH4在O2燃烧反应，即CH4 →CO2严格讲生成的CO2还与KOH反应生成K2CO3，化合价升高，失去电子，是电池的负极，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，1molCH4参加反应有8mole-发生转移，O2在正极上发生反应，获得电子，电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。虽然正极产生OH-，负极消耗OH-，但从总反应CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O可看出是消耗KOH，所以电池放电时溶液的PH值不断下降，故①②正确，③④错误。
答案：A
点评：燃料电池在特定条件下发生的反应就是在一般原电池反应的式子上，加上该条件的影响而得到的最后结果。
[规律总结]：
1、 原电池电极名称的判断方法
（1）根据电极材料的性质确定 金属—金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极；金属—非金属电极，金属是负极，非金属是正极；金属—化合物电极，金属是负极，化合物是正极。
（2）根据电极反应的本身确定 失电子的反应—氧化反应—负极；得电子的反应—还原反应—正极
2、 原电池电极反应式书写关键
（1）明确电池的负极反应物是电极本身还是其他物质、反应产物及化合价的变化；
（2）确定电池的正极反应物是电解质溶液中的离子，还是其他物质（如溶有或通入的氧气）；
（3）判断是否存在特定的条件（如介质中的微粒H+、OH- 非放电物质参加反应），进而推断电解质溶液的酸碱性的变化；
（4）总的反应式是否满足质量守衡、得失电子守衡、电荷守衡。
[巩固]：航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为2H2+O2=2H2O，酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为2H2-4e-=H2 ，则其正极反应式为_______________。碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，则其负极反应可表示为______________________________。
题型二：电解原理的运用
[例2]：某一学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和NaCl溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图所示装置，则电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（ ）
A.a为正极，b为负极；NaClO和 NaCl
B. a为负极，b为正极；NaClO和 NaCl
C. a为阳极，b为阴极；HClO和 NaCl
D. a为阴极，b为阳极；HClO和 NaCl
[点拨]：石墨作电极电解饱和NaCl溶液发生的反应是
2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑伴随
进行过程中可能发生的副发应为2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O，若使Cl2完全吸收制得有较强杀菌消毒能力的消毒液的主要成分是NaClO和NaCl，怎样才能使产生的Cl2与NaOH充分反应，只有发生器下端产生Cl2才能确保其被完全吸收，从中可推知电源a为负极，b为正极。
答案：B
[点评]：本题是原电池原理在新情境下的具体应用，要求用已有知识对实际问题进行分析处理，从而找出正确的结论。
[规律总结] （归纳整理）
1、阳极放电次序：非惰性电极>S2->I->Br->Cl->OH->高价含氧酸根离子>F-
阴极放电次序一般为：
Ag+>Hg2+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+
当然，微粒的浓度也会影响放电的顺序，如电镀锌时，溶液中C(Zn2+)>C(H+),放电次序 Zn2+>H+。
2、电解原理应用：
⑴电解食盐水：电极反应式：_________________________________________
⑵电镀：以铁件镀铜为例 阳极材料：_________ 电极反应：___________
阴极材料：__________ 电极反应：___________
电镀液：___________
⑶精炼铜：阳极材料__________ 阴极材料__________电解质溶液___________
3、惰性电极电解溶液时各种情况简析
类 型 电极反应特点 实 例 电解对象 电解质浓度 PH 电解质溶液复原
电解水型
分解电解质型
放出H2生成碱型
放出O2生成酸型
题型三：电池判断
[例3]：按下图装置进行实验，并回答下列问题
⑴判断装置的名称：A池为___________ B池为______________
⑵锌极为__________极，电极反应式为_________________________
铜极为__________极，电极反应式为_________________________
石墨棒C1为______极，电极反应式为________________________
石墨棒C2附近发生的实验现象为_______________________________
⑶当C2极析出224mL气体（标准状态时，锌的质量变化（增加或减少）_________g.CuSO4溶液的质量变化了（增加或减少了）_________g
[点拨]：A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中构成原电池，B池中两个电极均为石墨电极，在以A为电源的情况下构成电解池，即A原电池带动B电解池，A池中Zn负极，Cu为正极，B池中C1为阳极，C2为阴极、析出H2，周围OH-富集，酚酞变红，且故电路上转移电子的物质的量为0.01mol×2=0.02mol，根据得失电子守恒锌极有0.01molZn溶解，即Zn极重量减少0.01mol×65g/mol=0.65g铜极上有0.01molCu析出，即CuSO4溶液增加了0.01mol×(65g/mol-64g/mol)=0.01g
答案：⑴A为原电池 B为电解池
⑵Zn为负极 Zn-2e-=Zn2+
Cu为正极 Cu2++2e-=Cu
C1为正极 2Cl—2e-=Cl2↑
C2极发生的现象为：有无色气体产生，附近溶液出现红色
⑶Zn质量减少0.65g，CuSO4溶液增加0.01g.
[规律总结]
1、 原电池、电解池、电镀池判定
（1）若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条件判定；
（2）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，当阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同则为电镀池；
（3）若为无明显外接电源的串联电路，则应利用题中信息找出能发生自发氧化还原反应的装置为原电池。
2、可充电电池的判断 放电时相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当于电解池，放电时的正极变为电解池的阳极，与外电源正极相连，负极变为阴极，与外电源负极相连。
3、电解有关计算方法：
（1）串联电路中各电极得失电子数相等,即电路中通过的电量（电子总数）相等求解。通常存在下列物质的量关系
H2~Cl2 ~ O2 ~Cu ~ 2Ag ~ 2H+ ~ 2OH-
（2）根据电极反应式或电解方程式列比例求解
电源
a
b
电解
Zn
C2
Cu
C1
A
B
CuSO4溶液
KCl酚酞溶液
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