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- 2024-04-19 发布
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原电池和电解池
【本讲教育信息】
一. 教学内容：
高考第二轮复习《专题5》
二. 教学目的：
1. 通过进行化学能转化为电能的探究活动，了解原电池工作原理，能正确书写原电池的正、负极的电极反应式及电池反应方程式。
2. 通过电能转变为化学能的探究活动，了解电解池工作原理，能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解反应方程式。
3. 通过查阅资料等途径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。
4. 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。
5. 了解金属腐蚀带来的危害，认识防止金属腐蚀的重要意义。
6. 了解化学腐蚀和电化学腐蚀的涵义，理解电化学腐蚀发生的条件，能解释金属发生电化学腐蚀的原因。
7. 认识钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀发生的条件及原理，会书写电极反应式和总反应式。
8. 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及其原理。
三. 重点和难点
1、原电池原理，电极反应式，电池反应方程式。
2、电解池工作原理，电解池电极反应式，电解反应方程式。
3、氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金的化学原理。
4、金属的腐蚀和防护及其反应原理。
四. 考点分析
本专题内容在高考中的主要考查点是：
1、原电池原理，电极反应式，电池反应方程式。
2、电解池工作原理，电解池电极反应式，电解反应方程式。
3、氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金的化学原理。
4、金属的腐蚀和防护及其反应原理。
五. 知识网络
1. 原电池、电解池、电镀池的比较
原电池
电解池
电镀池
能量转换（实质）
化学能电能
（两极分别发生氧化还原反应，产生电流）
电能化学能
（在电流作用下两极分别发生氧化还原反应）
电极
负极
正极
较活泼金属
较不活泼金属
Pt/C
Pt/C
金属
阳极：接电源正极
阴极：接电源负极
阳极：镀层金属
阴极：镀件
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金属氧化物
电解液
和负极反应（也可不反应）
无特殊要求
电解液须含有镀层金属离子
构成条件
两极、一液、一反应（自发）
直流电源、两极、一液
直流电源、两极、一液（含镀层离子）
离子迁移
阳离子正极
阴离子负极
阳离子阴极 阴离子阳极
电子流向
负极（－）正极（+）
2. 电解电极产物的判断
要判断电极反应的产物，必须掌握离子的放电顺序，判断电极反应的一般规律是：
（1）在阳极上
①活性材料作电极时，金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。
②用惰性电极（Pt、Au、石墨、钛等）时；溶液中阴离子的放电顺序是：
（2）在阴极上
无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子，阳离子在阴极上放电顺序是
3. 金属的腐蚀
【典型例题】
例1. 如图所示，请按要求回答下列问题。
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（1）打开，合并。
A为（填“正”或“负”）________极，在该电极可观察到的现象是________________；B极的电极反应为________________________。
（2）打开，合并。
A为（填“阴”或“阳”）________极，在该电极可观察到的现象是________________；B极的电极反应为________________；当有0.2mol电子转移时，则析出铜的质量为________g。
答案：（1）负 A处金属不断溶解
（2）阴 A上有红色金属析出 6.4
分析：打开，合并，该电池为原电池，A为负极，电解反应为：，B极为正极，正极反应为：。打开，合并，则构成了电解池，A为阴极，电解反应为：，B极为阳极，阳极反应为：。
例2. 水银法电解食盐水是氯碱工业发展进程中的重要里程碑，以制得碱液纯度高、质量好著称，其生产原理示意如下：
（1）分别写出电解池、解汞室中发生反应的离子方程式。
（2）当阳极产生（标准状况）时，解汞室中生成的质量为多少千克？
（3）电解室中溶液的流入、流出速率均为，若生产上要求流出碱液的物质的量浓度为，计算解汞室中碱液的流出速率Q（单位：）。
（4）20世纪60年代，氯碱生产采用离子膜法，水银法逐渐被淘汰，你认为被淘汰的主要原因是什么？
答案：（1）电解池：
解汞室：
（2）解：
（3）Q=
（4）汞有毒性，对环境造成污染。
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分析：首先分析出电解池、解汞室中发生反应的离子方程式分别为：和，根据这两个方程式就可以计算出生成的氢氧化钠的质量。根据方程式还可以发现消耗的的物质的量和生成的氢氧化钠的物质的量相等。据此，可以列出方程：。
例3. 常温下电解一定浓度的与混合溶液，理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图I、II所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），根据图中信息进行下列计算：
（1）原混合溶液和的物质的量浓度。
（2）时所得溶液的。
（3）电解至时，消耗水的质量。
答案：（1）阳极首先逸出的是氯气：，则，阳极得到气体中，含和，转移电子的物质的量为：，此过程中阴极刚好全部析出铜：，则。
（2）时溶液中，，根据电荷守恒有：，即溶液的。
（3）电解至时，消耗水，在电解的过程中，两极依次发生的反应为：
阳极：
阴极：
电解的过程，首先是电解氯化铜，进而是电解硫酸铜溶液，最后是电解水。
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