归纳与整理国家获奖教案

电化学专题复习

考点一

原电池与电解池的工作原理

【典型例题】铁铬氧化还原液流电池是一种低成本的储能电池，电池结构如下图所示，工作原理为Fe+Cr3+2+ Fe+Cr。下列说法一定正确的是(

) 3+3+ 2+3+A. 氧化性：Cr>FeB. 电池放电时，负极的电极反应式为Fe-eC. 充电时，阴极的电极反应式为Cr+e-3+-2+-Fe2+ 3+ CrD. 电池放电时，Cl从负极室穿过选择性透过膜移向正极室

【整理归纳】

1、原电池的工作原理

（1）负极： 电子

，化合价 ，发生 反应。

（2）正极： 电子

，化合价 ，发生 反应。

（3）外电路：电子由 极流向 极，电流由 极流向 极。

（4）内电路：阳离子移向 极，阴离子移向 极。（异性相吸）

2、电解池的工作原理

（1）阳极（与电源 极相连）， 电子

，化合价 ，发生 反应。

（2）阴极（与电源 极相连）， 电子

，化合价 ，发生 反应。

（3）电子：由电源 极流出，流入到电解池的 极，

再由电解池的 极流回到电源的 极。

（4）阳离子移向 极，阴离子移向 极。（异性相吸）

经验：

1、判断正负极与阴阳极

（1）

化合价（方程式与图像中标价态）：化合价上升为负极或阳极反应物与产物

化合价下降为正极或阴极反应物与产物

（2）

电子（离子）流向：电子流出：原电池负极；电子流入原电池正极

（3）

负极：一般质量减轻、活泼金属、可燃物；正极：一般质量增加、助燃物（氧气）

2、原理判断时需标价态，代入相关概念判断。有机物中氢呈+1价，氧呈—2价

【变式训练】

1、Mg-H2O2电池（Mg+H2O2=Mg(OH)2）可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液，示意图如下。该电池工作时，下列说法正确的是

1

A．Mg 电极是该电池的正极

B．H2O2

在石墨电极上发生氧化反应

C．电子从镁经外电路流向石墨

D．溶液中Cl向正极移动

2、一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该电池的说法正确的是（ ）

点燃－通电电解催化剂= =======

A

．反应

=======

========

3H2＋CO,每消耗1molCH4转移12mol 电子

CH4＋H2O△B．电极A上H2发生还原反应

C．电池工作时，CO3向电极B移动 [来源:

D．电极B上发生的电极反应为：O2＋2CO2＋4e－=2CO32－

考点二

电极反应的书写

【整理归纳】

步骤：

准备工作：（1）判断“池”的类型；（2）判断电极要求（电解时是否为阳极惰性电极）；（3）判断电解质特点（酸碱性）

书写：

负极（阳极）：还原剂 - ne + (a) = 氧化产物 + (b) （特点：化合价升高的变化）

正极（阴极）：氧化剂 + ne + (c) = 还原产物 + (d) （特点：化合价下降的变化）

注意：a、b、c、d一般为氧氢不够，水来凑（溶液中的反应）；

酸性时为H2O和H的组合；中性碱性时为H2O和OH的组合前后需结合电荷守恒判断

经验：

（1）

先判断产物的价态，再结合电解质特点与离子共存考虑产物的形式

例：铁作负极反应物，可形成二价铁，若强酸性溶液则为Fe；若为碱性中性则与氢氧根作用形成Fe(OH)2；氧气作正极反应物，可形成负二价氧，若为酸性溶液则与H结合形成水，若为中性或碱性溶液则形成OH。拆写时需注意是否为可溶且强电解质（强酸、强碱、盐）。

（2）结合图（优先）或者题给方程式书写相关反应，可通过总反应与正负（阴阳）极方程式叠加推断相关反应。

【典型例题】写出下列电池的正负（阴阳极）极反应

2

—+2++—--2－

（1）

以铁、石墨和稀硫酸构成的原电池

（2）

以铁、石墨、氢氧化钠和氧气构成的原电池

（3）

以甲烷、空气和稀硫酸构成的燃料电池

（4）

以甲烷、空气和氢氧化钠构成的燃料电池

（5）

铅蓄电池工作原理如下：Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O （6）

工业制氯气（电解饱和食盐水）

【变式训练】

1、铝电池性能优越，Al-AgO电池可用作水下动力电源，其原理如右图所示。该电池的负极反应________________________ 2、电解HNO2（弱酸）可制备HNO3（强酸）。写出电解时阳极的电极反应式_______________ 3、铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2O7的酸性废水通过铁炭混合物，在微．．电池正极上Cr2O7转化为Cr，其电极反应式为________________________ 考点三

电化学相关计算

【典型例题】

研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2＋2Ag＋2NaCl=Na2Mn5O10＋2AgCl，下列“水”

电池在海水中放电时的有关说法正确的是：

A．正极反应式：Ag＋Cl－e=AgCl B．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子

C．Na不断向“水”电池的负极移动 D．AgCl是还原产物

【整理归纳】

得失电子守恒构建关系式

【变式训练】

以惰性电极电解CuSO4溶液。若阳极上产生气体的物质的量为0.0100 mol，则阴极上析出铜的质量为（铜相对原子质量为64）

A．0.64 g B．1.28 g C．2.56 g D．5.12 g 考点四

电化学相关应用

【整理归纳】

1、

金属防腐：（1）牺牲阳极的阴极保护法（2）与直流电源的负极相连

2、

比较金属的活泼型：一般活泼的作负极，加速负极的消耗

3、

电解精炼铜：阳极：粗铜

3

＋－－2－3＋2-

阴极：纯铜 电解质

4、

工业制金属钠：电解熔融氯化钠

．．．．．5、

工业制铝：电解熔融氧化铝

．．．．．6、

电镀：阳极：镀层金属

阴极：待镀镀件 电解质：含镀层金属阳离子的溶液

【随堂反馈】

1、某同学按图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是

A．电解过程中，铜电极上有H2产生

B．电解初期，主反应方程式为：Cu＋H2SO4C．电解一定时间后，石墨电极上有铜析出

D．整个电解过程中，H的浓度不断增大

2、在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的＋电解CuSO4＋H2↑

Cu 稀

H2SO4

石墨

能源利用方式，基本原理如下图所示。下列说法不正确的是(

)

A. X是电源的负极

B. 阴极的电极反应式是H2O+2e-C. 总反应可表示为H2O+CO2H2+O2-，CO2+2e-CO+O2-

H2+CO+O2

D. 阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1

【整理归纳】

4