复习题课件配套优秀教案案例

原电池、电解池基本理论和运用专题复习导学案

一、

考情分析：

1、常见考点：

（1）、原电池、电解池的判定

（2）、

电极名称及反应类型

（3）、电子、离子的移动方向

（4）、电子转移的相关计算

（5）、电极反应方程式的书写

（6）、电解质溶液的酸碱性变化；

（7）、金属的腐蚀与防护、精炼、电镀等电解原理的应用

二、考点呈现形式：装置图结合文字叙述，呈现新信息。

1、

考查方式：多数以选择题形式出现，有时也以填空题形式出现。

三．、题型示例

例1、已知信息为给出总反应方程式和装置图（利用氧化还原反应双线桥法结合电化学知识分析电极和相关反应）

（2017新课标Ⅲ）1、全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+xS8=8Li2Sx（2≤x≤8）。下列说法错误的是

A．电池工作时，正极可发生反应：2Li2S6+2Li++2e-=3Li2S4 B．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g C．石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性

D．电池充电时间越长，电池中的Li2S2量越多

（2014福建）2、某原电池装置如右图所示，电池总反应为2Ag＋Cl2＝2AgCl。下列说法正确的是

A．正极反应为AgCl ＋e－＝Ag ＋Cl－

1

B．放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成

C．若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变

D．当电路中转移0.01 mol e－时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子

例2、已知信息为：只给出总方程式

（2016年四川）3.

某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。放电时电池的总反应为：Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+ C6(x<1)。下列关于该电池的说法不正确的是

A．放电时，Li+在电解质中由负极向正极迁移

B．放电时，负极的电极反应式为LixC6-xe-= xLi++ C6

C．充电时，若转移1mole-，石墨C6电极将增重7xg D．充电时，阳极的电极反应式为LiCoO2-xe-=Li1-xCoO2+Li+

例3、已知信息为:给出语言文字叙述

（2016年新课标Ⅱ）4、Mg–AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是

．．A.负极反应式为Mg–2e–=Mg2+

B.正极反应式为Ag++e–=Ag C.电池放电时Cl–由正极向负极迁移

D.负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑

（2013年新课标）5、银制器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是

A．处理过程中银器一直保持恒重

B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银

C．该过程中总反应为2Al + 3Ag2S = 6Ag + Al2S3

2

D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl 例4、已知信息为：只给出装置图

[2014·新课标全国卷Ⅱ] 6、2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是(

) A．a为电池的正极

B．电池充电反应为LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi C．放电时，a极锂的化合价发生变化

D．放电时，溶液中Li＋从b向a迁移

[2013·新课标全国卷Ⅱ]7、ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/NiCl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是

A.电池反应中有NaCl生成

B.电池的总反应是金属钠还原三个铝离子

C.正极反应为：NiCl2+2e-=Ni+2Cl- D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动

．[2015·新课标全国卷Ⅰ]8、微生物电池是指在微生物下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图下列有关微生物电池的说法错误的是（

）

A．正极反应中有CO2生成

B．微生物促进了反应中电子的转移

C．质子通过交换膜从负极区移向正极区

D．电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O 四、解题方法总结：

1、分析是什么池，再分析什么电极和发生什么反应。

3 的作用所示。

1、区分原电池和电解池的方法：

若有装置图形：(1)原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源；有外加电源的装置一定是电解池，无外加电源的装置一定是原电池。

（2）含盐桥的装置是原电池

（3）多池相连，但无外接电源时，两极活泼性差异最大的一池为原电池，其他各池可看做电解池。

★电镀池和精炼池的区分关键看阳极材料和电解质溶液

2.区分正负极的方法

3.区分阴阳极的方法：

与电源正极相连

阳离子移向阴离子移向 发生氧化反应 电子流出

阳

极

阴

极

电子流入

与电源负极相连发生还原反应

4、发生的反应：原电池（电解池）负极（阳极）失电子，化合价升高，发生氧化反应

已知总反应方程式时，借助双线桥法分析，再把两个半反应放到情景中分析做判断

★5、电极反应式的书写（强化重点）

方法：

①分清何种池，什么极，确定什么反应。②找反应物和产物（注意产物能否与介质离子反应）③标价态，找得失电子数④电荷守恒，找介质离子。⑤原子守恒，补水或其它物质。

4

例：现欲以右图所示装置用电化学原理将SO2和O2 转化为重要化工原料H2SO4。写负极的电极反应式，并总结书写电极反应式的步骤。

【归纳】

书写步骤

SO2

—

SO42-

反应物---生成物

SO2

—

2e — SO42-

标得失电子数

SO2 - 2e-— SO42-

+ 4H+

配平电荷

SO2 + 2H2O- 2e- = SO42-+4H+

配平原子

五、基础知识贮备

5

工作原理(以Cu—Zn原电池为例)

原电池

带盐桥的原电池

粗铜电解池

纯铜 装置图

CuSO4溶液

6

①

氧化还原反应的速率

举例：

②比较金属活动性强弱：一般作

极的金属比作

极的金属

③用于金属的防护：

牺牲阳极的阴极保护法：使被保护的重

金属制品作

而得到保护(原电

池保护) 要

④外接电流阴极保护法：让被保护的

金属变为阴极。(电解池保护) 应

⑤制造新化学电源：如太阳能电池、

核电池、燃料电池、银-锌电池碱性蓄用

电池、银-锌电池、浓差电池等）

⑥设计电池：理论上能自发进行的

反应都可以设计成原电池

①电解

制备烧碱、

、

阴极：

阳极：

总反应：

②电冶金：（电解法制钠、镁、铝）

③电解精炼铜：（活性金属做阳极）

阳极(材料

)：

阴极(材料

)：

2＋电解质溶液：

，Cu浓度的变化： ，阳极泥的主要成分

④电镀：（活性金属做阳极）

镀层金属作

，镀件作

，含有 的电解质溶液作电镀液，工作时，阳极质量 ，阴极质量 ，电解质溶液的浓度 。

2、常见的化学电源：

电池种类

锌锰

干电

池

酸性

碱性

放电

充电

酸性

氢氧

燃料

电池

碱性

固体电解质

熔融碳酸盐

两极材料

电解质溶液

两极反应

电池总反应

铅蓄

电池

3.氢氧燃料电池不同环境下的正极反应式的区别

7

电解质

酸性

碱性

熔融碳酸盐

熔融氧化物

正极反应式

4.电解规律：

电极反应规律与离子放电顺序：1、电极反应规律：(1)阴极： 电子， 反应

①(一般)电极本身不参加反应 ②一定是电解质溶液中 离子“争”得电子

(2)阳极： 电子， 反应，①若为活性金属（Au、Pt除外)电极， 失电子②若为惰性电极，电解质溶液中 离子“争”失电子

2、离子放电顺序：离子的放电顺序主要取决于离子的本性，还与离子的浓度、溶液的酸碱性有关。

(1)阳离子放电顺序：

Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+

(水溶液中只

考虑此部分) Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+

(浓度很大

时排在H+前) Al3+Mg2+Na+K+

(只在熔化

状态下放电) 上述顺序基本上与金属活动顺序一致，即越活泼的金属，其阳离子越 结合电子，但Fe3+氧化性较强，排在 之前。

(2)阴离子放电顺序：活性电极

S2-I-Br-Cl-OH-

(水溶液中只

考虑此部分) 22NO3SO4CO3F若是活性金属（Au、Pt除外)作阳极，因金属失电子能力强，阳极反应则是电极材料本身失电子被氧化，而不是阴离子放电。

六、强化训练（高考真题练习）

1.【2016年新课标Ⅲ卷】锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)。下列说法正确的是（

）

逐渐减小

A．充电时，电解质溶液中K+向阳极移动

B．充电时，电解质溶液中C．放电时，负极反应为：Zn+4OH–-2e–===Zn(OH)

D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）

2.【2016年新课标Ⅱ卷】Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是（

）

A．负极反应式为Mg-2e-=Mg2+

B．正极反应式为Ag++e-=Ag C．电池放电时Cl-由正极向负极迁移

D．负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2

8

3.【2016年海南卷】某电池以K2FeO4和Zn为电极材料，KOH溶液为电解溶质溶液。下列说法正确的是（

）

A．Zn为电池的负极

B．正极反应式为2FeO42−+ 10H++6e−=Fe2O3+5H2O C．该电池放电过程中电解质溶液浓度不变

D．电池工作时向负极迁移

4.[2015·新课标全国卷1]11．微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是（

）

A．正极反应中有CO2生成

B．微生物促进了反应中电子的转移

C．质子通过交换膜从负极区移向正极区

D．电池总反应为C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O 5. [2014·新课标全国卷Ⅱ] 2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是(

) A．a为电池的正极

B．电池充电反应为LiMn2O4===Li1－xMn2O4＋xLi C．放电时，a极锂的化合价发生变化

D．放电时，溶液中Li从b向a迁移

6．（2013•北京）下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是（

）

A．

水中的钢闸门连接电源的负极

B．

金属护拦表面涂漆

C．

汽车底盘喷涂高分子膜

D．

地下钢管连接镁块

7.（2013.新课标1卷）10．银制器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是

A．处理过程中银器一直保持恒重 B．银器为正极，Ag2S被还原生成单质银 C．该过程中总反应为2Al + 3Ag2S = 6Ag + Al2S3 D．黑色褪去的原因是黑色Ag2S转化为白色AgCl 8.（2013.新课标2卷）11. “ZEBRA”蓄电池的结构如图所示，电极材料多孔Ni/Nicl2和金属钠之间由钠离子导体制作的陶瓷管相隔。下列关于该电池的叙述错误的是

A.电池反应中有NaCl生成

B.电池的总反应是金属钠还原三个铝离子

C.正极反应为：NiCl2+2e-=Ni+2Cl- D.钠离子通过钠离子导体在两电极间移动

9.（2013•江苏）Mg﹣H2O2电池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（

）

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．

石墨电极附近溶液的pH增大

D．

溶液中Cl向正极移动

10.．（2014•广东）某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其它均为Cu，则（

）

9 ﹣＋

A．

电流方向：电极Ⅳ→A→电极Ⅰ

B．

电极Ⅰ发生还原反应

C．

电极Ⅱ逐渐溶解

D．

电极Ⅲ的电极反应：Cu+2e═Cu 11．（2014•福建）某电源装置如图所示，电池总反应为2Ag+Cl2═2AgCl．下列说法正确的是（

）

A．

正极反应为AgCl+e═Ag+Cl

B．

放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成

C．

若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变

D．

当电路中转移0.01mol e时，交换膜左则溶液中约减少0.02mol离子

12.(2011•福建）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源．该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电．关于该电池的下列说法不正确的是（

）

A．

水既是氧化剂又是溶剂

B．

放电时正极上有氢气生成

C．

放电时OH向正极移动

D．

总反应为：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑

1.．(2011江苏∙20) (4)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图12（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为

。

2.（2010江苏卷∙17）⑵方法Ⅲ中用惰性电极电解NaHSO3溶液的装置

如右图所示。阳极区放出气体的成分为

。

3.[2014·四川卷]

(4)MnO2可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2，其阳极的电极反应式是________________________________。

(5)MnO2是碱性锌锰电池的正极材料。碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是________________。

4.[2014·新课标全国卷Ⅰ]

(4)H3PO2也可用电渗析法制备，“四室电渗析法”工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)：

①写出阳极的电极反应式：_________________________________________。

5.[2014·新课标全国卷Ⅱ] 铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题：

PbO2也可以通过石墨为电极，Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式为____________________，阴极上观察到的现象是____________________；若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式为

6.（2015·新课标II）26.酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是有碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。

（1）该电池的正极反应式为________，电池反应的离子方程式为________。

7.（2012·新课标）26.(4)与MnO2-Zn电池类似，K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正﹣﹣﹣﹣2+﹣极材料，其电极反应式为________，该电池总反应的离子方程式为_____

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