选修4第四章《电化学基础》复习
一、原电池
1.定义:原电池是将 转化为 的装置,其本质是 反应 2.典例:Ⅰ.单液电池
①电极名称、电极反应式、反应类型(“氧化”或“还原”)和总反应方程式: Zn极( 极):_____________________ ( 反应) Cu极( 极):________________ ____( 反应) 总反应方程式:_____________________ ______ _____ __
稀H2SO4
(单液电池)
Zn Cu
②内外电路电流的传导方式:
外电路:电子由________极通过导线流向_______极;(填“正”或“负”) 内电路:溶液中_______离子向正极移动,________离子向负极移动。(填“阳”或“阴”) Ⅱ.盐桥电池
盐桥的作用:使整个装置构成___ __,代替两溶液直接接触。(导线的作用是传递电子,沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。)
思考:图右能否构成盐桥原电池? 练习1:下述装置中能形成原电池的是
二.电解池
1.定义:电解池是将 转化为 的装置。
CuSO4溶液 ZnSO4溶液
(盐桥电池)
图右
2.典例:右图,电极反应式、反应类型(“氧化”或“还原”)和总反应方程式: a极( 极,接电源 极):__________________ ( 反应) b极( 极,接电源 极):___________ ____( 反应) 总反应离子方程式:_____________________ ______ _____ __ 3.①、阴极放电的总是溶液中的阳离子,与电极材料无关。放电顺序是:
K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+(H+)、Cu2+、Hg2+、Ag+、Au3+ 放电由难到易
阳极:若是惰性电极作阳极,溶液中的阴离子放电,放电顺序是: S2-、I-、Br-、Cl-、OH-、含氧酸根离子(NO3-、SO42-、CO32-)、F-
失电子由易到难
②、S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-
Ⅰ Ⅱ
Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+ Ⅲ Ⅳ
电解质溶液电解规律
Ⅰ与Ⅲ区:电解电解质型 Ⅰ与Ⅳ区:放氢生碱型 Ⅱ与Ⅲ区:放氧生酸型 Ⅱ与Ⅳ区:电解水型
③、电解时溶液pH值的变化规律:
电解质溶液在电解过程中,有时溶液pH值会发生变化。判断电解质溶液的pH值变化,有时可以从电解产物上去看。
ⅰ若电解时阴极上产生H2,阳极上无O2产生,电解后溶液pH值增大; ⅱ若阴极上无H2,阳极上产生O2,则电解后溶液pH值减小;
ⅲ若阴极上有H2,阳极上有O2,且V(H2)==2V(O2),则有三种情况:a 如果原溶液为中性溶液,则电解后pH值不变;b 如果原溶液是酸溶液,则pH值变小;c 如果原溶液为碱溶液,则pH值变大;
ⅳ若阴极上无H2,阳极上无O2产生,电解后溶液的pH可能也会发生变化。如电解CuCl2溶液(CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性),一旦CuCl2全部电解完,pH值会变大,成中性溶液
4.有关计算:电解完成后,若溶液的体积为1 L,整个电解过程中共转移0.1 mol e,则溶液的pH为 ,若使电解质溶液复原,需通入氯化氢的物质的量为 mol。
5.应用:若用该装置给铁钉镀铜,则应用铜作 ,用铁钉作 ,电解质溶液应为 溶液; 若用该装置精炼铜,则应用粗铜作 ,用纯铜作 ,电解质溶液应为 溶液。 练习2.用电解法提取氯化铜废液中的铜,方案正确的是( )
A.用铜片连接电源正极,另一电极用铂片 B.用碳棒连接电源正极,另一电极用铜片 C.用氢氧化钠溶液吸收阴极产物 D.用带火星的木条检验阳极产物
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三、新型化学电源
1.铅蓄电池(属于 电池,填“一次”或“二次”)
负极反应: 。正极反应: 。 总反应:
练习3.(08年广东化学·16)LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点,可用于电动汽 车。电池反应
放电
为:FePO4+Li 充电
LiFePO4,电池的正极材料是LiFePO4,负极材料是石墨,含Li导电固体为电解质。下
+
列有关LiFePO4电池说法正确的是( )
A.可加入硫酸以提高电解质的导电性 B.放电时电池内部Li向负极移动.
C.充电过程中,电池正极材料的质量减少 D.放电时电池正极反应为:FePO4+Li++e-=LiFePO4 5)镍镉(Ni—Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶练习4.(08年江苏化学·
液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:Cd + 2NiOOH + 2H2O的说法正确的是
A.充电时阳极反应:Ni(OH)2 -e— + OH- == NiOOH + H2O
B.充电过程是化学能转化为电能的过程 C.放电时负极附近溶液的碱性不变 D.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动
放电充电+
Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2。有关该电池
练习5.(2011·新课标全国卷)铁镍蓄电池又称爱迪生电池,放电时的总反应为:Fe+Ni2O3+3H2O===Fe(OH)2+2Ni(OH)2。下列有关该电池的说法不正确的是
A.电池的电解液为碱性溶液,正极为Ni2O3、负极为Fe B.电池放电时,负极反应为 Fe+2OH-2e===Fe(OH)2 C.电池充电过程中,阴极附近溶液的pH降低
D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+2OH-2e ===Ni2O3+3H2O 2.燃料电池
(1)反应原理:燃料电池以还原剂(如氢气、烃类、甲醇等)为负极反应物,发生 反应;以氧化剂(如氧气、空气等)为正极反应物,发生 反应。
(2)燃料电池的电池总反应、电极反应,可能会因不同的电解质环境而有所不同。 ①氢氧燃料电池(碱性电解质溶液)的反应方程式为: 。 负极反应: 。正极反应: 。 ②氢氧燃料电池(酸性电解质溶液)的反应方程式为: 。 负极反应: 。正极反应: 。 ③甲烷燃料电池酸性介质时的电池总反应: 负极反应: 。正极反应: 。
④甲烷燃料电池碱性介质时电池总反应: 。 负极反应: 。正极反应: 。 (3)燃料电池铂电极的作用:吸附燃料气和催化燃料气的反应(加快反应速率) (4)O2在正极放电的电极方程式写法总结:
①酸性介质:O2+4e—+4H+==2H2O ②碱性或中性介质:O2+4e—+2H2O ==4OH— ③固体氧化物熔融传导O2—:O2+4e— ==2O2—
④熔融碳酸盐: O2+4e+2CO2==2CO32(O2与CO2反应)
练习6.(2000年理科高考综合卷26题)熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混和气为正极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关电极及电池方程式
负极:2CO+2CO32- —4e== 4CO2
正极: 总反应式 练习7.(09年广东化学·14)可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液电解液,铝合金为负极,空气电极为正极。下列说法正确的是
A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为:O2+2H2O+4e=4OH B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为:Al+3OH-3e=Al(OH)3↓
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