2022年高三化學(xué)暑假輔導(dǎo)資料 第三講 原電池和電解池

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1、2022年高三化學(xué)暑假輔導(dǎo)資料 第三講 原電池和電解池 考點總結(jié) 1．原電池和電解池的比較： 裝置 原電池 電解池 實例 原理 形成條件 反應(yīng)類型 自發(fā)的氧化還原反應(yīng) 非自發(fā)的氧化還原反應(yīng) 電極名稱 電極反應(yīng) 負極： 正極： 陰極： 陽極： 電子流向 電流方向 能量轉(zhuǎn)化 化學(xué)能→電能 電能→化學(xué)能 應(yīng)用 ①抗金屬的電化腐蝕； ②實用電池。 ①電解食鹽水（氯堿工業(yè)）；②電鍍（鍍銅）；③電冶（冶煉Na、Mg、Al）；④精煉（精銅）。 2．化學(xué)腐蝕和電化腐蝕的區(qū)別 3．吸氧

2、腐蝕和析氫腐蝕的區(qū)別 電化腐蝕類型 吸氧腐蝕 析氫腐蝕 條件 水膜酸性很弱或呈中性 水膜酸性較強 正極反應(yīng) O2 + 4e- + 2H2O == 4OH- 2H+ + 2e-==H2↑ 負極反應(yīng) Fe －2e-==Fe2+ Fe －2e-==Fe2+ 腐蝕作用 是主要的腐蝕類型，具有廣泛性 發(fā)生在某些局部區(qū)域內(nèi) 4.常見實用電池的種類和特點 ⑴干電池（屬于一次電池） ⑵鉛蓄電池（屬于二次電池、可充電電池） ① 結(jié)構(gòu)：鉛板、填滿PbO2的鉛板、稀H2SO4。 ② ②A.放電反應(yīng) 負極： Pb-2e-+ SO42- = PbS

3、O4 正極： PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2O B.充電反應(yīng) 陰極：PbSO4 +2e-= Pb+ SO42- 陽極：PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42- 總式：Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O （3）A.氫氧燃料電池 ① 結(jié)構(gòu)：石墨、石墨、KOH溶液。 ② ②電極反應(yīng) 負極： H2- 2e-+ 2OH- = 2H2O 正極： O2 + 4e- + 2H2O = 4OH- 總式：2H2+O2=2H2O 其他

4、燃燒電池： 5．電解、電離和電鍍的區(qū)別 電解 電離 電鍍 條件 受直流電作用 受熱或水分子作用 受直流電作用 實質(zhì) 陰陽離子定向移動，在兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng) 陰陽離子自由移動，無明顯的化學(xué)變化 用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金 實例 CuCl2 Cu＋Cl2 CuCl2==Cu2++2Clˉ 陽極 Cu －2e- = Cu2+ 陰極 Cu2++2e- = Cu 關(guān)系 先電離后電解，電鍍是電解的應(yīng)用 6．電鍍銅、精煉銅比較 電鍍銅 精煉銅 形成條件 鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，電鍍液必須含有鍍層金屬的離

5、子 粗銅金屬作陽極，精銅作陰極，CuSO4溶液作電解液 電極反應(yīng) 陽極 Cu －2e- = Cu2+ 陰極 Cu2++2e- = Cu 陽極：Zn - 2e- = Zn2+ Cu - 2e- = Cu2+ 等 陰極：Cu2+ + 2e- = Cu 溶液變化 電鍍液的濃度不變 溶液中溶質(zhì)濃度減小 7.電解方程式的實例 ①．電解反應(yīng)中反應(yīng)物的判斷——放電順序 ⑴陰極 A.陰極材料(金屬或石墨)總是受到保護。 B.陽離子得電子順序 — 金屬活動順序表的反表：K+

6、2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < Cu2+ < Hg2+ < Ag+ ⑵陽極 A.陽極材料是惰性電極(C、Pt、Au、Ti等)時：陰離子失電子：S2- ＞ I- ＞ Br- ＞ Cl- ＞ OH- ＞ NO3- 等含氧酸根離子 ＞F- B.陽極是活潑電極時：電極本身被氧化液中的離子不放電。 ②．（用惰性電極電解）： 電解質(zhì) 溶液 陽極反應(yīng)式 陰極反應(yīng)式 總反應(yīng)方程式 （條件：電解） 溶液酸堿性變化 CuCl2 HCl Na2SO4 H2SO4 NaOH

7、 NaCl CuSO4 電解反應(yīng)方程式的書寫步驟：①分析電解質(zhì)溶液中存在的離子；②分析離子的放電順序；③確定電極、寫出電極反應(yīng)式；④寫出電解方程式。如： 電解液的PH變化:根據(jù)電解產(chǎn)物判斷?？谠E：“有氫生成堿，有氧生成酸；都有濃度大,都無濃度小”。（“濃度大”、“濃度小”是指溶質(zhì)的濃度） 8．使電解后的溶液恢復(fù)原狀的方法： 先讓析出的產(chǎn)物（氣體或沉淀）恰好完全反應(yīng)，再將其化合物投入電解后的溶液中即可。如：①NaCl溶液：通HCl氣體（不能加鹽酸）；②AgNO3溶液：加Ag2O固體（不能加AgOH）；③C

8、uCl2溶液：加CuCl2固體；④KNO3溶液： 加H2O；⑤CuSO4溶液：CuO（不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3）等。 圖20-1 9．電解原理的應(yīng)用 A、電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)） ⑴反應(yīng)原理 陽極： 2Cl- - 2e-== Cl2↑ 陰極： 2H+ + 2e-== H2↑ 總反應(yīng)：2NaCl+2H2OH2↑+Cl2↑+2NaOH 。 B、電解冶煉鋁 C、電鍍：用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金的過程。 D、電解冶煉活潑金屬Na、Mg、Al等。 E、電解精煉銅：粗銅作陽極，精銅作陰極，電解液含有Cu2+

9、。銅前金屬先反應(yīng)但不析出，銅后金屬不反應(yīng)，形成 “陽極泥”。 習(xí)題 1.某小組為研究電化學(xué)原理，設(shè)計如圖2裝置。下列敘述不正確的是 A、a和b不連接時，鐵片上會有金屬銅析出 B、a和b用導(dǎo)線連接時，銅片上發(fā)生的反應(yīng)為：Cu2＋+2e－= Cu C、無論a和b是否連接，鐵片均會溶解，溶液從藍色逐漸變成淺綠色 D、a和b分別連接直流電源正、負極，電壓足夠大時，Cu2＋向銅電極移動 2.①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池，①②相連時，外電路電流從②流向①；①③相連時，③為正極；②④相連時，②上有氣泡逸出；③④相連時，③的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活動性

10、由大到小的順序是 A． ①③②④ B．①③④② C．③④②① D．③①②④ 3.將NaCl溶液滴在一塊光亮清潔的鐵板表面上，一段時間后發(fā)現(xiàn)液滴覆蓋的圓周中心區(qū)(a)已被腐蝕而變暗，在液滴外沿形成棕色鐵銹環(huán)(b)，如圖所示。導(dǎo)致該現(xiàn)象的主要原因是液滴之下氧氣含量比邊緣少。下列說法正確的是 A．液滴中的Cl―由a區(qū)向b區(qū)遷移 B．液滴邊緣是正極區(qū)，發(fā)生的電極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－4OH－ C．液滴下的Fe因發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕，生成的Fe2＋由a區(qū)向b區(qū)遷移，與b區(qū)的OH―形成Fe(OH)2，進一步氧化、脫水形成鐵銹 D．若改用嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴

11、加NaCl溶液，負極發(fā)生的電極反應(yīng)為：Cu－2e－Cu2＋ 4.研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進行發(fā)電，在海水中電池總反應(yīng)可表示為：5MnO2＋2Ag＋2NaCl=Na2Mn5O10＋2AgCl，下列“水” 電池在海水中放電時的有關(guān)說法正確的是： A.正極反應(yīng)式：Ag＋Cl－－e－=AgCl B.每生成1 mol Na2Mn5O10轉(zhuǎn)移2 mol電子 C.Na＋不斷向“水”電池的負極移動 D. AgCl是還原產(chǎn)物 5.鐵鎳蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應(yīng)為：Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2

12、 下列有關(guān)該電池的說法不正確的是 A. 電池的電解液為堿性溶液，正極為Ni2O3、負極為Fe B. 電池放電時，負極反應(yīng)為Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2 C. 電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低 D. 電池充電時，陽極反應(yīng)為2Ni（OH）2+2OH--2e-=Ni2O3+3H2O 6.一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計的酒精檢測儀，負極上的反應(yīng)為： CH3CH2OH－4e－+ H2O = CH3COOH + 4H＋。下列有關(guān)說法正確的是 A．檢測時，電解質(zhì)溶液中的H+向負極移動 B．若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標準狀況下消耗4.

13、48L氧氣 C．電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH3CH2OH + O2 = CH3COOH + H2O D．正極上發(fā)生的反應(yīng)為：O2 + 4e－ + 2H2O = 4OH－ 1.（15分） 新型鋰離子電池在新能源的開發(fā)中占有重要地位?？捎米鞴?jié)能環(huán)保電動汽車的動力電池。磷酸亞鐵鋰（LiFePO4）是新型鋰離子電池的首選電極材料，它的制備方法如下： 方法一：將碳酸鋰、乙酸亞鐵［(CH3COO) Fe］、磷酸二氫銨按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰，同時生成的乙酸及其它產(chǎn)物均以氣體逸出。 方法二：將一定濃度的磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液

14、作為電解液，以鐵棒為陽極，石墨為陰極，電解析出磷酸亞鐵鋰沉淀。沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥，在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰。 在鋰郭了電池中，需要一種有機聚合物作為正負極之間鋰郭子選移的介質(zhì)，該有機聚合物的單體之一（用M表示）的結(jié)構(gòu)簡式如下： 請回答下列問題： （1）上述兩種方法制備磷酸亞鐵鋰的過程都必須在惰性氣體氛圍中進行。其原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （2）在方法一所發(fā)生的反應(yīng)中，除生成磷酸亞鐵鋰、乙酸外，還有　　　　　　　　、 　　　　　　　　、　　　　　　　?。ㄌ罨瘜W(xué)式）生成。 （3）在方法二中，陽極生成磷酸亞鐵鋰的電極反應(yīng)式為 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）寫出M與足量氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （5） 已知該鋰離子電池在充電過程中，陽極的磷酸亞鐵鋰生成磷酸鐵，則該電池放電時正極的電極反應(yīng)式為