高考化学大串讲 专题12 电化学教案-人教版高三全册化学教案.doc

专题12电化学
一．原电池工作原理
1．工作原理示意图(以铜锌原电池为例)

2．原电池电极的判断

3.原电池的负极
一般，在原电池反应中活泼金属作负极包含两层含义：
(1)“活泼”是指相对活泼而不是绝对活泼。
(2)在大部分原电池反应中，金属活动性较强的一极作负极，另一电极作正极。但在某些特殊条件下例外，例如：
①冷的浓硝酸作电解质溶液，金属铁或铝与金属铜作电极时，铁或铝在冷的浓硝酸中钝化，金属活动性弱的铜与浓硝酸发生氧化反应作负极。
②NaOH溶液作电解质溶液，金属镁与金属铝作电极时，因铝能与NaOH溶液反应，作负极，而金属活动性强的镁只能作正极。
4.原电池的设计
从理论上讲，能自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池，实际设计时应注意以下几点：
⑴负极(还原性较强的物质)；
⑵正极是活动性较差的金属或能导电的非金属；
⑶电解质溶液：两电极浸入电解质溶液中，阴离子移向负极，阳离子移向正极。
例1关于下列各装置图的叙述不正确的是

A．用图①装置实现铁上镀铜，a极为铜，电解质溶液可以是CuSO4溶液
B．图②装置盐桥中KCl的Cl－移向乙烧杯
C．图③装置中钢闸门应与外接电源的负极相连获得保护
D．图④两个装置中通过导线的电子数相同时，消耗负极材料的物质的量不同
【答案】B
例2锌-空气电池（原理如下图）适宜用作城市电动车的动力电源。该电池放电时Zn转化为ZnO。该电池工作时下列说法正确的是（）

A．该电池的正极反应为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
B．该电池放电时电子经氢氧化钾溶液向石墨电极移动
C．该电池的锌电极是负极
D．氧气在石墨电极上发生氧化反应
【答案】C
二．原电池原理的应用
1．加快氧化还原反应的速率
例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液，能使产生H2的速率加快。
2．比较金属活动性强弱

3．设计化学电池
例如：以Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu为依据，设计一个原电池。
(1)将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极和正极的电极反应式。
负极：Fe－2e－===Fe2＋，
正极：Cu2+＋2e－===Cu。
(2)确定电极材料
若发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极；若发生氧化反应的为气体(如H2)或溶液中的还原性离子，可用惰性电极(如Pt、碳棒)作负极。发生还原反应的电极材料一般不如负极材料活泼。
本例中可用Fe作负极，用铂丝或碳棒作正极。
(3)确定电解质溶液
一般选用反应物中的电解质溶液即可，如本例中可用CuCl2溶液作电解液。
(4)构成闭合回路：将电极用导线连接，使之构成闭合回路。
4．电化学防护：牺牲阳极的阴极保护法——利用原电池原理
①负极(阳极)是作保护材料的金属；
②正极(阴极)是被保护的金属设备。
例3研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。下列有关说法错误的是（）

A．d为石墨，铁片腐蚀加快
B．d为石墨，石墨上电极反应为：O2+2H2O+4e==4OH–
C．d为锌块，铁片不易被腐蚀
D．d为锌块，铁片上电极反应为：2H++2e==H2↑
【答案】D
三．电极反应式的书写
总的原则同化学方程式的书写：先写反应物，再写生成物，根据化合价标出得失电子数，再根据电荷守恒和物料守恒配平，同时注意溶液的酸碱性。
1.先确定原电池的正、负极，列出正、负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。
2.注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且O2生成OH－，若电解质溶液为酸性，则H＋必须写入正极反应式中，O2生成水。
3.正、负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。
4.燃料电池电极反应中，酸性溶液中不能出现OH－，碱性溶液中不能出现H＋，水溶液中不能出现
O2－，而熔融电解质中O2被还原为O2－。
例4利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极排出的溶液吸收NO2。下列关于该装置的四种说法，正确的组合是

①.a为直流电源的负极
②.阴极的电极反应式为：2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O
③.阳极的电极反应式为：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
④.电解时，H+由阴极室通过阳离子交换膜到阳极室
A．①和②B．①和③
C．②和③D．③和④
【答案】C
例5右图1为甲烷和O2构成的燃料电池示意图，电解质溶液为KOH溶液，图2为电解AlCl3溶液的装置，电极材料均为石墨。用该装置进行实验