单独报考
当前位置:中华考试网 >> 高考 >> 重庆高考 >> 重庆高考化学模拟题 >> 2017年重庆高考化学:电化学及其应用

2017年重庆高考化学:电化学及其应用

中华考试网  2017-04-14  【

一、 原电池电极的判断以及电极方程式的书写

1.原电池正、负极的判断方法:

(1)由组成原电池的两极材料判断。

一般是活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。

(2)根据电流方向或电子流动方向判断。

电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。

(3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断。

在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。

(4)根据原电池两极发生的变化来判断。

原电池的负极失电子发生氧化反应,其正极得电子发生还原反应。

(5)电极增重或减轻。

工作后,电极质量增加,说明溶液中的阳离子在电极(正极)放电,电极活动性弱;反之,电极质量减小,说明电极金属溶解,电极为负极,活动性强。

(6)有气泡冒出。

电极上有气泡冒出,是因为发生了析出H2的电极反应,说明电极为正极,活动性弱。

2.原电池电极反应式和总反应式的书写

(1)题目给定原电池的装置图,未给总反应式:

①首先找出原电池的正、负极,即分别找出氧化剂和还原剂。

②结合介质判断出还原产物和氧化产物。

③写出电极反应式(注意两极得失电子数相等),将两电极反应式相加可得总反应式。

(2)题目中给出原电池的总反应式:

①分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况,找出氧化剂及其对应的还原产物,氧化剂发生的反应即为正极反应;找出还原剂及其对应的氧化产物,还原剂参加的反应即为负极反应。

②当氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物由多种元素组成时,还应注意介质的反应。

③若有一电极反应较难写出,可先写出较易写出的电极反应,然后再利用总反应式减去该电极反应即得到另一电极反应。

说明:在书写电极反应式时要注意哪些方面?

1.两极得失电子数目相等;

2.电极反应式常用“=”不用“→”表示;

3.电极反应式中若有气体生成,需加“↑”;而弱电解质或难溶物均以分子式表示,其余以离子符号表示;

4.写电极反应式时要保证电荷守恒、元素守恒,可在电极反应式一端根据需要添加H+或OH-或H2O;

5.两电极反应、电池总反应的三个方程式,若已知其中两个,可由方程式的加减得到第三个。

二 、原电池工作原理的应用

1.依据原电池原理比较金属活动性强弱

(1)电子由负极流向正极,由活泼金属流向不活泼金属,而电流方向是由正极流向负极,二者是相反的。

(2)在原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反应;不活泼金属作正极,发生还原反应。

(3)原电池的正极通常具备特定的现象:有气体生成,或电极质量增加或不变等;负极通常不断溶解,质量减少。

2.根据原电池原理,把各种氧化还原反应设计成电池

从理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应,都可以设计成原电池。关键是选择合适的电解质溶液和两个电极。

(1)电解质溶液的选择

电解质是使负极放电的物质。因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应。或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如空气中的氧气)。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),则左右两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子。如,在铜—锌—硫酸构成的原电池中,负极金属锌浸泡在含有Zn2+的电解质溶液中,而正极铜浸泡在含有Cu2+的溶液中。

(2)电极材料的选择

4种情况:

①活泼性不同的两种金属。例如,锌铜原电池中,锌作电池的负极,铜作电池的正极。

②金属和非金属。例如,锌锰干电池中,锌片作电池的负极,石墨棒作电池的正极。

③金属和化合物。例如,铅蓄电池中,铅板作电池的负极,二氧化铅作电池的正极。

④惰性电极。例如,氢氧燃料电池中,两根电极均可用Pt。

三、原电池正负极判断的方法

1.由组成原电池的两极材料判断

较活泼的金属为负极,较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。

2.根据电流方向或电子流向判断

外电路中,电流由正极流向负极,电子由负极流向正极。

3.根据原电池电解质溶液中离子的移动方向判断

在原电池电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。

4.根据原电池中两极发生的反应判断

原电池中,负极总是发生氧化反应,正极总是发生还原反应。若给出一个总方程式,则可根据化合价升降来判断。

5.根据电极质量的变化判断

原电池工作后,某一电极质量增加,说明溶液中的阳离子在该电极上放电,该极为正极,活泼性较弱;反之,如果某一电极质量减轻,则该电极溶解,为负极,活泼性较强。

6.根据电极上有气泡产生判断

原电池工作后,如果某一电极上有气体产生,通常是因为该电极发生了析出H2的反应,说明该电极为正极,活泼性较弱。

7.根据某电极(X)附近pH的变化判断

析氢或吸氧的电极反应发生后,均能使该电极附近电解质溶液的pH增大,因而原电池工作后,X极附近的pH增大了,说明X极为正极,金属活动性较强。

书写电极反应式前,我们应首先明确电池的正负极、电极材料和电解质溶液的性质,对于二次电池还要注意放电或充电的方向。

(1)电极的判断

对于普通电池,我们通常比较两个电极的金属活动性,通常金属活动性强的电极为电池的负极,金属活动性弱的电极或非金属(通常为石墨)为电池的正极。

对于燃料电池,两个电极的材料通常相同,所以从电极材料上很难判断电池的正负极。判断电池正负极的方法,通常是利用电池总反应式,含化合价升高元素的反应物为电池的负极反应物,此电极为负极;含化合价降低元素的反应物通常为电池的正极反应物,此电极为电池的正极。

(2)电极反应书写步骤

例如,铅蓄电池其总反应式为:

PbO2(s)+Pb(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l)

其电极反应式的书写步骤为:放电时,为原电池原理,总反应式中已指明放电方向从左向右的过程,即可逆符号左边为反应物,右边为生成物。

①由化合价的升降判断负、正极的反应物

负极:Pb 正极: PbO2

②主产物 负极:PbSO4 正极:PbSO4

③由化合价升降确定电子得失的数目 负极:-2e- 正极:+2e-

④电极反应关系式 负极:Pb-2e-⇒PbSO4 正极:PbO2+2e-⇒PbSO4

⑤考虑电解质溶液,再利用电荷守恒、质量守恒调整反应式

负极:Pb-2e-+SO42-=PbSO4

正极:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O

充电时,是总反应式的逆向过程,氧化剂、还原剂都为PbSO4

分析反应过程

阴极(发生还原反应或与外电源负极相连)反应过程:PbSO4

阳极(发生氧化反应或与外电源正极相连)反应过程:PbSO4

充电时电极反应

阴极:PbSO4+2e-=Pb+SO42-

阳极:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-

五、电解质溶液的电解规律(惰性电极)

1.以惰性电极电解电解质溶液,分析电解反应的一般方法和步骤

(1)分析电解质溶液的组成,找出离子,并分为阴、阳两组。

(2)分别对阴、阳离子排出放电顺序,写出两极上的电极反应式。

(3)合并两个电极反应式,得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。

2.反应类型

(1)电解水型:含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐(如NaOH、H2SO4、K2SO4等)溶液的电解。如:

阴极:4H++4e-=2H2↑,

阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑,

总反应:

(2)自身分解型:无氧酸(除HF外)、不活泼金属的无氧酸盐(除氟化物外,如HCl 、CuCl2等)溶液的电解。如:

阴极:Cu2++2e-=Cu,

阳极:2Cl--2e-=Cl2↑,

(3)放氢生碱型:活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外,如NaCl、MgCl2等)溶液的电解。如:

阴极:2H++2e-=H2↑,

阳极:2Cl--2e-=Cl2↑,

(4)放氧生酸型:不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4、AgNO3等)溶液的电解。如:

阴极:2Cu2++4e-=2Cu,

阳极:2H2O-4e-=O2↑+4H+,

原电池、电解池和电镀池的比较

原电池 电解池 电镀池 定义 将化学能转化成电能的装置 将电能转变成化学能的装置 应用电解原理,在某些金属表面镀上一层其他金属的装置 装置举例 形成条件 ①活动性不同的两个电极(连接);②电解质溶液(电极插入其中并与电极自发反应);③形成闭合回路直流电源; ①两个电极接②两个电极插入电解质溶液;③形成闭合回路电源正极; ①镀层金属接

②电镀液必须含有镀层金属的离子 电极名称 负极:较活泼金属;

正极:较不活泼金属(或能导电的非金属) 阳极:与电源正极相连的极;

阴极:与电源负极相连的极(由外加电源决定) 阳极:镀层金属;阴极:镀件(同电解池) 电极反应 负极:氧化反应,金属失电子;

正极:还原反应,溶液中的阳离子得电子 阳极:氧化反应,溶液中的阴离子失电子,或电极金属失电子;

阴极:还原反应,溶液中的阳离子得电子 阳极:金属电极失电子;

阴极:电镀液中阳离子得电子 电子流向 负极正极 电源负极阴极

电源正极阳极 电源负极阴极电源正极阳极 反应原理举例 负极:Zn-2e-=Zn2+

正极:2H++2e-=H2↑

总反应:

Zn+2H+Zn2++H2↑ 阳极:2Cl--2e-=Cl2↑

阴极:Cu2++2e-=Cu

总反应:

Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑ 阳极:Zn-2e-=Zn2+

阴极:Zn2++2e-=Zn

溶液中

Zn2+浓度不变 主要应用 金属的电化学腐蚀分析;

牺牲阳极的阴极保护法;

制造多种新的化学电源 电解食盐水(氯碱工业);电冶金(冶炼Na、Mg、Al);精炼铜 镀层金属为铬、锌、镍、银等,使被保护的金属抗腐蚀能力增强,增加美观和表面硬度 实质 使氧化还原反应中的电子通过导线定向转移,形成电流 使电流通过电解质溶液,而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程 联系 (1)同一原电池的正、负极发生的电极反应得、失电子数相等。

(2)同一电解池的阴极、阳极发生的电极反应中得、失电子数相等。

(3)串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。上述三种情况下,在写电极反应式时,得、失电子数要相等,在计算电解产物的量时,应按得、失电子数相等计算

12345
纠错评论责编:jiaojiao95
相关推荐
热点推荐»