专题（七）　　　电化学

学习目标

1、熟练掌握原电池的电极名称、电子流向、电极反应式及原电池总反应式；

2、掌握几种新型燃料电池的工作原理；

3、熟练掌握电解池电极名称、材料、电解质种类等的判断；会书写电极反应式和电解总反应方程式；

4、掌握电解前后溶液的浓度和pH值变化的计算。

典型例题　

【例1】⑴今有2H₂+O₂ 2H₂O反应，构成燃料电池，则负极通的应是

  ，正极通的应是 ，电极反应式为负极：　 　　　　　，正极：　　　　　　　　  。

⑵若把KOH改为稀H₂SO₄作电解质，则电极反应式为负极：　　　　　　　  ，

正极：　　　　　　　　　  。⑴和⑵的电解质不同，反应进行后，其溶液的pH个有什么变化　　　　　　　　　　　　　  。

⑶若把H₂改为CH₄，用KOH作电解质，则电极反应式为负极： ，

正极　　　　　　　　　　  　　　　　　 。

【例2】 （2003年南通四市联考试题）右图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，在c、d两极上共收集到336mL（标准状态）气体。回答：

　　　 （1）直流电源中，M为　　　　　　　　　 极。

（2）Pt电极上生成的物质是　　　　　　　，其质量为　　　 __g。

　　　 （3）电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为：2∶___∶_　　∶　　。

　　　 （4）AgNO₃溶液的浓度（填增大、减小或不变。下同）　　 ，AgNO₃溶液的pH　　　，H₂SO₄溶液的浓度　　　　　 ，H₂SO₄溶液的pH　　　___。

　　　 （5）若H₂SO₄溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H₂SO₄溶液为　　　　　　　g。

课堂练习

1、蓄电池在放电时起原电池作用，在充电时起电解池作用，

下列是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时的反应：Fe +NiO₂+2H₂O放电充电Fe(OH)₂+ Ni(OH)₂，下列有关爱迪生蓄电池的推断中不正确的是(　)　　

A．放电时Fe作负极，NiO₂作正极

B．放电时溶液中的阳离子向正极移动

C．充电时的阴极反应是Fe(OH)₂ +2e^- == Fe + 2OH^-

D．该蓄电池既可用KOH溶液又可用稀H₂SO₄作电解质溶液

2、生物体中细胞膜内的葡萄糖与细胞膜外富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池。下列有关电极反应及产物的判断正确的是：

A．负极反应可能是O₂+2H₂O+4e^- =4OH^-

B．负极反应的产物主要是C₆H₁₂O₆ 被氧化生成的CO₃^2-、HCO₃^-、H₂O

C．正极反应可能是6C₆H₁₂O₆－24e^- + 24OH^-==6CO₂+18H₂O

D．正极反应的产物主要是C₆H₁₂O₆生成的CO₂、CO₃^2-、H₂O

3、下列四组原电池，其中放电后，电解质溶液质量增加，且在正极有单质生成的是(　　)

A.Cu、Ag、AgNO₃溶液　　　　　　　　　　B.Zn、Cu 浓H₂SO₄

C.Fe、Zn、CuSO₄溶液　　　　　　　　　　 　　D.Fe、C、Fe₂(SO₄)₃溶液

4．（多选）用石墨做电极电解AlCl₃溶液时，下列电解液变化曲线合理的是（　　 ）　

　　　　 

　　　 A　　　　　　　 　 B　　　　　　　  C　　　　　　　　　 D

5．用惰性电极电解M（NO₃）_x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生bL氧气（标准状况），则M的相对原子质量为（　　）

A．　　B．　　 C．　　  D．

6．摩托罗拉公司最新研发了一种由甲醇和氧气及强碱作电解质溶液的新型手机电池，电量可达现用锂电池的10倍，且待机时间超过一个月。假定放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO₂被充分吸收生成CO₃^2- 。

⑴该电池总反应的离子方程式为_{——————————————————————————————————————}；

⑵甲醇是_————极，电池在放电过程中溶液的pH将_________（填“下降”或“上升”、不变”）；若有16g 甲醇蒸汽被完全氧化产生电能，并利用该过程中释放的电能电解足量的CuSO₄溶液（假设整个过程中能量总利用率为80%），则将产生标准状况下的O₂ ______升。

⑶最近，又有科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高。一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸汽。其中固体大是掺杂了Y₂O₃(Y：钇)的ZrO₂(Zr：锆)固体，它在高温下能传导O^2-离子（其中氧化反应发生完全）。以丁烷（C₄H₁₀）代表汽油。

①　　 电池的正极反应式为_________________，

②　　 放电时固体电解质里O^2-离子的移动方向是向_______极移动（填正或负）。

7、1991年我国首创以铝、空气和海水电池为能源的新型海水航标灯.它以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水中数分钟，就发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍.根据以上叙述，填写这种电池两极的电极反应式：

(1)负极：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 .

(2)正极：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 .

课后练习　　

1．下列关于实验现象的描述不正确的是（　）

A． 把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡

B． 用锌片做阳极，铁片做阴极，电解氯化铜溶液，铁片表面析出铜

C．把铜片插入三氯化铁溶液，在铜片表面析出铁

D．把锌放入稀盐酸中，加几滴氯化铜溶液，产生气泡速率加快

2．据报道，美国正在研究用锌电池取代目前广泛使用的蓄电池，它具有容量大、污染小的特点，其电池反应为：2Zn+O₂=2ZnO ，其原料为锌、空气和电解质溶液，则下列叙述正确的是（　）

A．锌为正极，空气在负极反应　　B．负极还原反应，正极氧化反应

C．负极的电极反应为：Zn－2e^- + 2OH^-== ZnO+H₂O

D．电池工作时溶液的pH 降低

3．有a、b、c、d四种金属，将a与b用导线连接起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀；将a、d分别投入等浓度盐酸中，d比a反应激烈；将铜浸入b的盐溶液中，无明显变化；若将铜浸入c的盐溶液中，有金属c析出，据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是：

A．dcab　　　　B．dabc  　　 C．dbac 　　　 D．badc

4．在H₂O中加入等物质的量的Ag⁺ 、 Na⁺ 、 Ba²⁺ 、NO₃^— SO₄^2—、Cl^—，该溶液放在惰性电极的电解槽中通电片刻后，氧化产物与还原产物的质量比是（　　）

　　A．1 : 8　　　　B．8 : 1　　　 C．35.5 : 108　　D．108 : 35.5

5、在装有水的烧杯里，用细线挂一个呈水平方向的由Fe和Ag焊接成的圆柱棒，如右图。⑴向烧杯中加入CuSO₄溶液后，棒的状态将如何变化？（溶液密度的变化忽略不计）

⑵说明上述变化的原因。

6．（18分）由于Fe(OH)₂极易被氧化，所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)₂沉淀。若用下图所示实验装置可制得纯净的Fe(OH)₂沉淀。两极材料分别为石墨和铁。

⑴a电极材料_______，其电极反应式为_____________________。

⑵电解液d可以是_______，则白色沉淀在电极上生成；也可以是_______，则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。

A． 纯水　　　　B．NaCl溶液　 C．NaOH溶液　 D．CuCl₂溶液

⑶液体c为苯，其作用是________________，在加入苯之前，对d溶液进行加热处理的目的是__________________________。

⑷若d改为Na₂SO₄溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为_______________________________________。

专题（七）答案例 题例1【答案】⑴H₂、O₂；负极：2H₂+4OH^- －4e^- =4H₂O，正极：O₂+2H₂O+4e^- =4OH^-；⑵负极：2H₂－4e^- =4 H⁺，正极：O₂+4 H⁺+4e^- =2H₂O；pH变小；pH变大；⑶负极：CH₄＋１０OH^-－８e^- = CO₃^2-+７H₂O，正极：２O₂+４H₂O+８e^- =８OH^-。

例2【答案】（1）正；（2）Ag、2.16；（3）2∶∶1；（4）不变、不变、增大、减小；（5）45.18。

课堂练习

1D

2B

3C

4AD

5C

6． ⑴2CH₃OH +3O₂+4OH^-==2CO₃^2-+6H₂O，⑵负极，下降，13.44L，

⑶①O₂+4e^-=4O^2-,②负极。）

7答案：(1)Al-3e=Al³⁺

(2)2H₂O+O₂+4e=4OH^-

课后练习　

1C

2C

3B

4B

5答案： ⑴Fe一端升高，Ag一端降低，同时Fe端逐渐溶解，Ag端有红色物质析出，水溶液略显浅蓝色；⑵上述变化的原因见解析。

6．⑴Fe，Fe-2e^—=Fe²⁺；⑵C；B；⑶隔绝空气，防止产物被氧化；赶尽溶液中的氧气；⑷白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。