高三化学教案：电化学原理及应用复习教案

专题八电化学原理及应用

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【课前自主复习与思考】

1.阅读并思考《创新设计》相关内容。

2.原电池、电解池的工作原理、应用。

3.原电池、电解池电极反应式的书写。

【结合自主复习内容思考如下问题】

1.用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U型管)构成一个原电池。以下关于该原电池的叙述正确的是

①在外电路中，电流由铜电极流向银电极

②正极反应为Ag++e-===Ag

③实验过程中取出盐桥，电池仍能继续工作

④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同

A.①② B.②③ C.②④ D.③④

2.用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W，能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的是

组号 X Y Z W

A C Fe NaCl H2O

B Pt Cu CuSO4 CuSO4溶液

C C C H2SO4 H2O

D Ag Fe AgNO3 AgNO3晶体

【考纲点拨】

1.理解原电池和电解池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。

2.了解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。

3.认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能运用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。

4.了解提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型化学电源的重要性。认识化学在解决能源危机中的重要作用。

【自主研究例题】

1.控制合适的条件，将反应2Fe3++2I- Fe2++I2

设计成如图所示的原电池。下列判断不正确的是( )

A.反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应

B.反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+发生还原反应

C.电流计计数为零时，反应达化学平衡状态

D.电流计计数为零后，在甲中加入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极

2.如下图所示装置，A、B中电极为多孔的惰性电极;C、D为夹在湿的Na2SO4滤纸条上的铂夹，a、b为电源的两极。若在A、B中充满KOH溶液后倒立于盛有KOH的水槽中。切断K1，闭合K2、K3，通直流电，电解一段时间后A、B中均有气体产生。

⑴电源的a极为 (填正或负)极。

⑵在湿的Na2SO4滤纸条中心滴KMnO4溶液，现象是。

⑶写出A中电极反应式。

⑷若电解一段时间后A、B中均有气体包围电极。此时切断K2、K3，闭合K1，电流表的指针偏转，此时B极电极反应式为。

我思我疑：

【高考链接】

【例1】(2010浙江卷.9)Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为： 2Li++FeS+2e-===Li2S+Fe 有关该电池的下列中，正确的是

A.Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价

B.该电池的电池反应式为：2Li+FeS===Li2S+Fe

C.负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+

D.充电时，阴极发生的电极反应式为：Li2S+Fe-2e-===2Li++FeS

【例2】(2010广东理综卷.23)铜锌原电池(如图9)工作时，下列叙述正确的是

A.正极反应为：Zn2e-=Zn2+

B.电池反应为：Zn+Cu2+=Zn2+ +CU

C.在外电路中，电子从负极流向正极

D.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液

【例3】(2010福建卷.11)铅蓄电池的工作原理为：

Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O，研读右图，

下列判断不正确的是( )

A.K 闭合时，d电极反应式：

PbSO4+2H2O-2e-===PbO2+4H++SO42-

B.K闭合时，II中SO42-向c电极迁移

C.当电路中转移0.2mol电子时，I中消耗的H2SO4为0.2 mol

D.K闭合一段时间后，II可单独作为原电池，d电极为正极

【例4】(09全国卷Ⅰ.28)下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g

5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。

⑴接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。

据此回答问题：

①电源的N端为极;

②电极b上发生的电极反应为 ;

③列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积： ;

④电极c的质量变化是 g;

⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：

甲溶液 ;

乙溶液 ;

丙溶液 ;

⑵如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么?

【归纳与思考】

【自主检测】

1.(2010江苏卷.11)右图是一种航天器能量储存系统原理示意图。

下列说法正确的是

A.该系统中只存在3种形式的能量转化

B.装置Y中负极的电极反应式为：

O2+2 H2O+4e-===4OH-

C.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生

D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化

2.(2010全国卷1)右图是一种染料敏化太阳能电池的示意图。电池的一个点极由有机光敏燃料(S)涂覆在TiO2纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发生的反应为：

TiO2/S TiO2/S*(激发态)

TiO2/S* TiO2/S++e-

I3-+2e- 3I-

2 TiO2/S++3I- TiO2/S+I3-

下列关于该电池叙述错误的是：

A.电池工作时，是将太阳能转化为电能

B.电池工作时，I-离子在镀铂导电玻璃电极上放电

C.电池中镀铂导电玻璃为正极

D.电池的电解质溶液中I-和I3-的浓度不会减少

3.(2010安徽卷.11)某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2+O2=2H2O，下列有关说法正确的是

A.电子通过外电路从b极流向a极

B.b极上的电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-

C.每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2

D.H+由a极通过固体酸电解质传递到b极

4.(09广东理科基础.25)钢铁生锈过程发生如下反应：

①2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2;

②4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3;

③2Fe(OH)3===Fe2O3+3H2O。

下列说法正确的是

A.反应①、②中电子转移数目相等

B.反应①中氧化剂是氧气和水

C.与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀

D.钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀

5.电解100 mL含c(H+)=0.30 mol/L的下列溶液，当电路中通过0.04 mol电子时，

理论上析出金属质量最大的是

A.0.10 mol/L Ag+ B.0.20 mol/L Zn2+ C.0.20 mol/L Cu2+ D.0.20 mol/L Pb2+

6.根据右图，可判断出下列离子方程式错误的是

A.2 Ag(s)+Cd2+(aq)===2Ag+(aq)+Cd(s)

B.Co2+(aq)+Cd(s)===Co(s)+Cd2+(aq)

C.2Ag+(aq)+Cd(s)===2Ag(s)+Cd2+(aq)

D.2Ag+(aq)+Co(s)===2Ag(s)+Co2+(aq)

7.一种新型酸性乙醇电池用磺酸类质子作溶剂，

比甲醇电池效率高出32倍，电池反应式为：C2H5OH

+3O2===2CO2+3H2O，电池构造如右图所示。下列

说法正确的是

A.放电过程中，电源内部的H+从正极区向负极区迁移

B.通入乙醇的电极是与正极

C.该电池的正极反应为：4H++O2+4e-===2H2O

D.用该电池作电源，用惰性电极电解饱和NaCl溶液时，

每消耗0.2 mol C2H5OH，阴极产生标准状况下气体的体积为13.44 L

8.用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，电解一段时间后，向电解液中加入0.1 mol碱式碳酸铜晶体(不含结晶水)，恰好使溶液恢复到电解前的浓度和pH。下列叙述不正确的是

A.电解过程产生的气体体积(在标准状况下)为5.6 L

B.电解过程转移的电子数为3.6121023个

C.电解过程中只发生了2 CuSO4+2 H2O===2Cu+O2+2 H2SO4

D.加入碱式碳酸铜的反应是：Cu2(OH)2CO3+2H2SO4===2CuSO4+CO2+3H2O

9. 为探究钢铁的吸氧腐蚀原理设计了如图所示装置，下列

说法中错误的是

A.正极的电极方程式为：O2+2H2O+4e-===4OH-

B.将石墨改成镁电极，难以观察到铁锈生成

C.若向自来水中加入少量NaCl(s)，可较快地看到铁锈

D.分别向铁、石墨电极附近吹入O2，前者铁锈出现得快

10.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3具有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中的悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去(或撇掉)浮渣层，即起到浮选净化的作用。某科研小组用电浮选法处理污水，设计装置如图所示：

⑴实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率较慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时应向污水中加入适量的。

A.H2SO4 B.BaSO4 C.Na2SO4 D.NaOH E.CH3CH2OH

⑵电解池阳极的电极反应式分别是① ;②4OH--4e-===2H2O+O2

⑶电极反应①和②的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是。

⑷熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。

已知负极的电极反应是CH4+4CO32--8e-===5CO2+2H2O。

①正极的电极反应是。

②为了使该燃料电池长时间运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环。则A物质的化学式是。

⑸实验过程中，若在阴极产生了44.8L(标况)气体，则熔融盐燃料电池消耗CH4 L(标况)。

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