2019-2020年高三化學(xué)暑假輔導(dǎo)資料 第三講 原電池和電解池.doc

2019-2020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)用抗金屬的電化腐蝕；實用電池。電解食鹽水（氯堿工業(yè)）；電鍍（鍍銅）；電冶（冶煉Na、Mg、Al）；精煉（精銅）。2化學(xué)腐蝕和電化腐蝕的區(qū)別3吸氧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干電池（屬于一次電池） 鉛蓄電池（屬于二次電池、可充電電池） 結(jié)構(gòu)：鉛板、填滿PbO2的鉛板、稀H2SO4。A.放電反應(yīng) 負極： Pb-2e-+ SO42- = PbSO4 正極： PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2OB.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 結(jié)構(gòu)：石墨、石墨、KOH溶液。電極反應(yīng) 負極： H2- 2e-+ 2OH- = 2H2O 正極： O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-總式：2H2+O2=2H2O其他燃燒電池：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 CuCl2CuCl2=Cu2+2Cl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?nèi)芤褐腥苜|(zhì)濃度減小7.電解方程式的實例 電解反應(yīng)中反應(yīng)物的判斷放電順序 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+ <Ca2+ < Na+ < Mg2+ < Al3+< (H+) < Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < Cu2+ < Hg2+ < Ag+ 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。（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CuCl2HClNa2SO4H2SO4NaOHNaClCuSO4 電解反應(yīng)方程式的書寫步驟：分析電解質(zhì)溶液中存在的離子；分析離子的放電順序；確定電極、寫出電極反應(yīng)式；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：NaCl溶液：通HCl氣體（不能加鹽酸）；AgNO3溶液：加Ag2O固體（不能加AgOH）；CuCl2溶液：加CuCl2固體；KNO3溶液： 加H2O；CuSO4溶液：CuO（不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3）等。圖20-19電解原理的應(yīng)用A、電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)） 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+。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= CuC、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2.四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池，相連時，外電路電流從流向；相連時，為正極；相連時，上有氣泡逸出；相連時，的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活動性由大到小的順序是A B C D3.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：O22H2O4e4OHC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，在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，負極發(fā)生的電極反應(yīng)為：Cu2eCu24.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：5MnO22Ag2NaCl=Na2Mn5O102AgCl，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：AgCle=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 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+3H2O6.一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：CH3CH2OH4e+ 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(biāo)準狀況下消耗4.48L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 = 4OH1.（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、（填化學(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