1原电池原理 2化学电源 4金属的电化学腐蚀与防护 电化学基础 3电解原理 氧化还原反应 化学能转化为电能 自发进行 电能转化为化学能 外界能量推动 知识结构 氯碱工业 电镀 含粗铜精炼 电冶金 金属防护 外加电流的阴极防护 金属防护 牺牲阳极的阴极防护 二 电解规律 用惰性电极 带 号的例外 及溶液pH的变化 三 电解池及原电池的应用 金属的防护 2 金属的防护方法 1 改变金属内部结构 2 覆盖保护层 电化学保护法 外加电源的阴极保护法 牺牲阳极的阴极保护法 1 金属腐蚀快慢的判断电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 无外界条件的正常腐蚀 用原电池防腐蚀措施的腐蚀 用电解原理防腐 例题1 下列关于原电池的叙述正确的是 A 构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属B 原电池是将化学能转变为电能的装置C 在原电池中 电子流出的一极是负极 该电极被还原D 原电池放电时 电流的方向是从负极到正极 解析 A 正极可以是导电的非金属单质 如石墨 故A错误 B 原电池的装置是化学能转化成电能的装置 故B正确 C 根据原电池的工作原理 负极失去电子 化合价升高 被氧化 故C错误 D 电流的方向是从正极流向负极 故D错误 例题2 原电池的电极名称不仅与电极的性质有关 也与电解质溶液有关 下列说法中不正确的是 A 有Al Cu 稀H2SO4组成原电池 其负极反应式为 Al 3e Al3 B Mg Al NaOH溶液组成原电池 其负极反应式为 2Al 8OH 6e 2AlO2 4H2OC 由Fe Cu FeCl3溶液组成原电池 其负极反应式为 Cu 2e Cu2 D 由Al Cu 浓硝酸组成原电池 其负极反应式为 Cu 2e Cu2 解析 A 铝比铜活泼 因此铝为负极 电极反应式为Al 3e Al3 故A说法正确 B Mg虽然比Al活泼 但是Mg不与NaOH反应 因此Al为负极 即负极反应式为2Al 8OH 6e 2AlO2 4H2O 故B说法正确 C 铁比铜活泼 因此铁作负极 即负极反应式为Fe 2e Fe2 故C说法错误 D 铝与浓硝酸发生钝化反应 因此铜作负极 即负极反应式为Cu 2e Cu2 故D说法正确 例题3 科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池 利用细菌将有机酸转化为氢气 氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电 该电池负极反应为 A H2 2OH 2H2O 2e B O2 4H 4e 2H2OC H2 2H 2e D O2 2H2O 4e 4OH 解析 根据燃料电池的工作原理 燃料为负极 环境是酸性 因此负极反应式为H2 2e 2H 故C正确 例题4 某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极 嵌入锂的碳材料为负极 含Li 导电固体为电解质 放电时的电池反应为 Li LiMn2O4 Li2Mn2O4 下列说法正确的是 A 放电时 LiMn2O4发生氧化反应B 放电时 正极反应为 Li LiMn2O4 e Li2Mn2O4C 充电时 LiMn2O4发生氧化反应D 充电时 阳极反应为 Li e Li 解析 A 根据电池反应式 以及原电池的工作原理 LiMn2O4作正极 得到电子 化合价降低 发生还原反应 故A错误 B 负极反应式为Li e Li 因此正极反应式为Li LiMn2O4 e Li2Mn2O4 故B正确 C 充电时 电池的正极接电源的正极 即充电时 电池正极反应式为Li2Mn2O4 e Li LiMn2O4 被还原 故C错误 D 根据C选项分析 故D错误 例题5 据报道 摩托罗拉公司开发的一种以甲醇为原料 以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池 充一次电可持续使用一个月 1 关于该电池的叙述正确的是 A放电时 正极反应为式 O2 4e 4H 2H2OB 放电时 负极反应为式 CH3OH 6e 8OH CO32 6H2OC 充电时 原电池的负极与电源的正极相连接D 充电时 阴极反应式为 4OH 4e 2H2O O2 2 若以熔融的K2CO3为电解质 正极充入CO2与O2的混合气体 试写出该燃料电池的电极反应式 负极 正极 解析 1 A 此环境为碱性 因此正极反应式为O2 2H2O 4e 4OH 故A错误 B 燃料电池相当于燃烧 此环境为碱性 因此有CH3OH 8OH 6e CO32 6H2O 故B正确 C 充电时 电池的负极接电源的负极 故C错误 D 充电时 阴极的反应式为负极反应式的逆过程 即为CO32 6H2O 6e CH3OH 8OH 故D错误 2 电解质为熔融的K2CO3 负极反应式为CH3OH 3CO32 6e 4CO2 2H2O 正极反应式为O2 2CO2 4e 2CO32 例题6 下列有关电解池的说法不正确的是 A 电解池是把电能转化为化学能的装置B 电解池中阴离子向阴极移动 阳离子向阳极移动C 电解池中与电源正极相连的一极是阳极 发生氧化反应D 电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程 解析 A 电解池装置为电能转化为化学能的装置 故A说法正确 B 根据电解原理 阴离子向阳极移动 阳离子向阴极移动 故B说法错误 C 电解池中阴离子在阳极上放电 化合价升高 发生氧化反应 故C说法正确 D 电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程 故D说法正确 例题7 右图是电解CuCl2溶液的装置 其中c d为石墨电极 则下列有关的判断正确的是 A a为负极 b为正极B a为阳极 b为阴极C 电解过程中 d电极质量增加D 电解过程中 氯离子浓度不变 解析 A 根据电流的方向 a为正极 b为负极 故A错误 B 电源电极为正负极 故B错误 C d为阴极 电极反应式为Cu2 2e Cu d电极的质量增加 故C正确 D c为阳极 反应式2Cl 2e Cl2 溶液中Cl 的浓度降低 故D错误 例题8 课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法 某研究性学习小组将下列装置如图连接 C D E F X Y都是惰性电极 将电源接通后 向乙中滴入酚酞试液 在F极附近显红色 试回答下列问题 1 电源A极的名称是 2 甲装置中电解反应的总化学方程式是 3 如果收集乙装置中产生的气体 两种气体的体积比是 4 欲用丙装置给铜镀银 G应该是 填 铜 或 银 电镀液的主要成分是 填化学式 5 装置丁中的现象是 解析 1 F电极附近显红色 说明此极产生OH 即F为阴极 即A为正极 B为负极 2 装置甲为电极CuSO4溶液 阴极反应式为Cu2 2e Cu 阳极反应式为4OH 4e O2 2H2O 因此总化学反应方程式为 2CuSO4 2H2O2Cu O2 2H2SO4 3 乙装置中总反应式为2NaCl 2H2O H2 Cl2 2NaOH 两种气体的体积比为1 1 4 镀银 G为阳极 根据电镀原理 银为阳极 即G为银 电镀液含有Ag 即为AgNO3 5 氢氧化铁胶粒带有正电 丁装置考查电泳 即Y极附近红褐色变深 例题9 下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是 A 纯银器表面在空气中因电化学腐蚀渐渐变暗B 当镀锡铁制品的镀层破损时 镀层仍能对铁制品起保护作用C 在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D 可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀 解析 A 纯银器变暗 发生化学腐蚀 故A错误 B 铁比锡活泼 构成原电池 铁作负极 加速腐蚀 故B错误 C 锌比铁活泼 构成原电池锌作负极 铁被保护 这叫牺牲阳极的阴极保护法 故C正确 D 应接电源的负极 此方法是外加电流的阴极保护法 故D错误