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第十四讲 电化学原理及其应用1．了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2．了解常见化学电源的种类及工作原理，认识化学能转化为电能的实际意义。 3．知道电解在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用。认识电能转化为化学能的实际意义。 4．了解化学腐蚀和电化学腐蚀的含义，理解金属发生电化学腐蚀的原因。5．了解金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施，了解常见的防止金属腐蚀的方法，并能解释其中的原因。6．认识钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀发生的条件和原理，会书写电极反应式和总反应式。例1．(2011年浙江理综将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是 A．液滴中的Cl?由a区向b区迁移 B．液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e? =4OH－ C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH―形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈 D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu－2e? = Cu2＋ 例2．(2010年浙江理综)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。有关该电池的下列说法中，正确的是 ALi-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 用惰性电极分别电解下列各物质的水溶液，一段时间后，向剩余的电解质溶液中加入适量水能使溶液恢复到电解前浓度的是A．AgNO3 B．H2SO4 C．NaCl D．NaOH 例4．(2011年安徽理综)研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl。下列“水” 电池在海水中放电时的有关说法正确的是 A．正极反应式：Ag+Cl—e-=AgCl B．每生成1 molNa2Mn5O10转移2 mol电子 C．Na+不断向“水”电池的负极移动 D．AgCl是还原产物 例5．实验室用铅蓄电池作为电源电解饱和食盐水制氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应： 负极：Pb+SO42－?2e=PbSO4 正极：PbO2+4H++SO42－+2e?=PbSO4+2H2O 今若制得Cl20.050mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是 A0.025mol???? ??B．0.050mol? ??C．0.10mol??? ???D．0.20mol 例6．(2012年浙江理综)以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下： 下列说法不正确的是 A．在阴极式，发生的电极反应为：2H2O＋2e－＝2OH－＋H2 B．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区H＋浓度增大，使平衡2CrO42?+2H＋Cr2O72-+H2O向右移动 C．该制备过程总反应的化学方程式4K2CrO4+4H2O2K2Cr2O7+4KOH+2H2+O2↑? D．测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比为d，则此时铬酸钾的转化率为1?d/2 7．(2011年全国理综 Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2。 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 规律小结： 一、燃料电池的电极反应式和总反应方程式的书写步骤： 写出燃烧反应的化学方程式；根据电解质溶液的酸碱性改写燃料电池的总反应； 3．写出正极的电极反应式（一般较简单） 4．由燃料电池总反应方程式减去正极的电极反应式得到负极的电极反应式。二、原电池电极反应式的书写除注意正确判断正、负极外，还应充分考虑介质的影响。一般而言，中性溶液中反应物不可出现H+和OH?；酸性溶液中反应物、生成物不会有OH?；碱性溶液中反应物、生成物不会有H+；水溶液中不会出现O2?。特别注意的是介质还能影响正、负极的改变，如Mg?Al?NaOH原电池中，Mg为正极，Al为负极。 三、电解时电解产物的判断