电化学原理及其应用答案.doc

电化学原理及其应用 【能力要求】 1．体验化学能与电能相互转化的探究过程。 2．理解原电池和电解池的工作原理，能够正确分析和判断电化学中的电极反应，正确书写电极反应式。 3．了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 4．能解释金属发生电化学腐蚀的原因，联系生产、生活中的金属腐蚀现象，会分析和区别化学腐蚀和电化学腐蚀了解一般防腐蚀的方法，并能运用原电池的基本原理解释简单的防腐蚀等生产实际问题。 ．铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业等是电解原理的具体应用，要了解和熟悉这些反应原理。 7．掌握原电池和电解池中有关计算。 提示 反应和 ⑶ 根据原电池里电解质溶液中离子的移动方向判断。 ⑷ 根据原电池两极发生的变化判断。 5．原电池原理的应用 ⑴ 制作化学电源。例如： ② 铅蓄电池：作作的稀（）（）– 2e―═PbSO4 ；（）池 ③ 新型燃料电池：– 4e―═4H+ ；正极：O2 + 4H+ + 4e―═2H2O。 碱式氢氧燃料电池中的电解质是碱（如30 %的KOH溶液），电极为多孔的Ni电极。 其电极反应式：负极：2 H2 + 4OH― – 4e―═4H2O ；正极：O2 + 2 H2O + 4e―═4OH―。 ⑵ 加快反应速度。例如，实验室用Zn和稀硫酸（或稀盐酸）反应制H2时，常用 粗Zn，而不用纯Zn；若用纯Zn，须在稀硫酸中加入数滴CuSO4溶液。其原因是Zn与Cu2+发生反应生成Cu，Zn再与Cu（或粗Zn中的杂质）在酸溶液中形成原电池，加快了产生H2的速率。 ⑶ 根据原电池判断金属活动性的强弱。 二1. 金属的腐蚀 ⑴ 概念： 金属的腐蚀是指金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。分为化学腐蚀和电化学腐蚀，后者存在更普遍。 ⑵ 电化学腐蚀的分类（以钢铁腐蚀为例） ① 吸氧腐蚀： 吸氧腐蚀的条件为中性溶液或酸性很弱的溶液。电极反应式：负极（Fe）2 Fe – 4e―═2Fe2+；正极（C）O2 + 2H2O + 4e―═4OH―；总反应式：2 Fe + O2 + 2 H2O═2Fe (OH)2 。 ② 析氢腐蚀： 析氢腐蚀的条件为酸性溶液。电极反应式：负极（Fe）Fe – 2e―═Fe2+ ；正极（C）2 H+ + 2e―═H2↑；（通常）三直流 2. 电解原理从能量转变看，电解是将电能转变为化学能的过程；电解时，电流依靠溶液里阴、阳离子的定向移动而通过溶液，所以电解质溶液的导电过程，就是该溶液的电解过程。 3. 电解池的电极反应式和总反应式的书写 在电解池中：阴极（电子流入的极）溶液里的阳离子得到电子，发生还原反应； 正极（电子流出的极）溶液里的阴离子失去电子，发生氧化反应。 电解池的总反应式一般是把阳极和阴极的电极反应式相加而得。若电解质为弱电解质，在相加时应把离子改为相应的弱电解质。 注意：总反应式中必须注明反应条件。没有电解条件，反应根本不发生。 4. 电解时电极产物的判断 ⑴ 阴极产物：根据溶液里的阳离子得电子能力强弱来判断。 ⑵ 阳极产物：根据溶液里的阴离子失电子能力强弱来判断。 5.电解池的阴阳极的判断方法 ⑴ 根据所连接的外加电源判断。 ⑵ 据电子流动方向判断。 ⑶ 根据电解池里电解质溶液中离子的定向移动方向判断。 ⑷ 根据电解池两极产物判断。 6. 电解原理的应用 ⑴ 用惰性电极电解酸、碱、盐溶液 主要解决以下问题：① 电极反应的确定；② 电解产物的判断；③ 电解反应方程式（化学方程式和离子方程式）的书写；④ 电解前后溶液的组成、浓度及pH的变化等。 请按下表的项目，参照含氧酸的小结完成下表。 电解质类型 电极反应式 电解反应方程式 电解的电解后的 含氧酸（如H2SO4） 增大 减小 无氧酸（如HCl） 可溶性碱（如NaOH） 活泼金属含氧酸盐（如Na2SO4） 不活泼金属含氧酸盐（如CuSO4） 活泼金属无氧酸盐（如NaCl） 不活泼金属无氧酸盐（如CuCl2） ⑵ 电解原理在氯碱工业中的应用 ⑶ 电镀 利用电解的原理在金属（非金属）制品的表面镀上一薄层其他 金属或合金的过程。电镀的目的是增强制品的抗腐蚀性或表面硬度，使制品更 加美观耐用。 例如，在铁制品表面镀铜时，铁制品作阴极，镀层金属铜作阳极，硫酸铜 溶液作电镀液。其电极反应式为： 阴极： Cu2+ + 2e―═ Cu； 阳极：Cu – 2e―═ Cu2+ 注意：① 在电镀过程中，极板上发生的反应受多种因素的影响，主要靠控 制离子的浓度等条件而使电镀液中的