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1、2008高考化学复习教案：专题11电化学基础 一、考点回顾1. 考点阐释考点1：原电池定义：原电池将化学能转化为电能的装置。组成条件：两个活泼性不同的电极。通常用活泼金属做负极，用不活泼金属或可以导电的非金属做正极。电解质溶液：一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应或做氧气的载体。通过导线连接电极（或电极相互接触），形成闭合回路。实质：通过自发的氧化还原反应中的电子转移，在外电路上形成电流。电极反应的书写方法：首先确定氧化还原反应的总化学方程式；根据化学反应确定原电池的正、负极，发生氧化反应的一极为负极。由反应物和生成物结合电解质溶液写出负极的电极反应。用总反应方程式减去负极反应，根据得失电子数
2、目相同的原理写出正极反应的电极反应。应用：金属的腐蚀与防护金属的腐蚀：金属或合金与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。一般分为化学腐蚀（金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀）和电化学腐蚀（不纯的金属与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而氧化而引起的腐蚀）。电化学腐蚀又分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。化学腐蚀与电化学腐蚀的比较类型化学腐蚀电化学腐蚀发生条件金属与反应物直接接触不纯金属或合金与电解质溶液接触现象无电流产生有电流产生本质金属被氧化的过程较活泼的金属被氧化的过程相互关系两种腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀类型析氢腐蚀
3、吸氧腐蚀发生条件水膜酸性较强水膜弱酸性、中性或碱性正极反应2 H+ + 2 e= H2O2 + 2H2O + 4e= 4OH负极反应Fe 2 e = Fe2+Fe 2 e = Fe2+溶液反应Fe2+ + 2 OH= Fe(OH)24 Fe(OH)3+O2+2H2O= Fe(OH)3金属的防护措施改变金属的内部结构、在金属表面覆盖保护层、电化学保护法考点2：电解池将电能转化为化学能的装置。组成条件：外电源提供电能导线形成闭合回路电解质溶液帮助实现能量转化实质：通过外加电源使不能自发进行的氧化还原反应得以实现。电解池中离子的放电顺序：阴离子氧化顺序为：S2- I- Br- Cl- OH- 含氧根
4、离子阳离子的还原顺序为：Ag+ Hg2+ Fe3+ Cu2+ H+ （与金属活动性顺序相反）注意：书写阳极反应时，首先要注意观察电极材料，当电极为C、Pt、Au等惰性电极时，根据阴离子放电顺序考虑溶液中的阴离子放电，若阳极本身为活泼金属材料，则首先考虑电极反应。而阴极无论什么材料都不参与电极反应。用惰性电极电解电解质溶液的基本规律：电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐（如NaOH、H2SO4、K2SO4溶液等）的电解阴极：4 H+ + 4 e = H2 阳极：4 OH - 4 e = 2 H2O + O2总反应：2 H2O 2H2+ O2分解电解质型：无氧酸（除HF外），不活泼金属的无氧
5、酸盐（氟化物除外）（CuCl2、HCl溶液）的电解（以CuCl2为例）阴极：Cu2+ + 2 e = Cu 阳极：2 Cl - 2 e = Cl2总反应：CuCl2 Cu +Cl2放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）（如NaCl、MgBr等溶液）的电解。例NaCl溶液的电解阴极：2 H2O + 2 e = H2+ 2 OH 阴极：2 Cl - 2 e = Cl2总反应：2 NaCl + 2 H2O H2+ Cl2+ 2 NaOH放氧生酸性：不活泼金属的含氧酸盐（如CuSO4、AgNO3等溶液）的电解；以CuSO4溶液为例：阴极：2 Cu2+ + 4 e = 2 Cu 阳极：4 OH -
6、 4 e = 2 H2O + O2总反应：2 CuSO4 + 2 H2O O2+ 2 Cu + 2 H2SO4 电解原理的应用：氯碱工业：2 Cl + 2 H2O H2+ Cl2+ 2 OH电镀2考查角度：理解原电池原理，初步了解化学电源；了解化学腐蚀与电化学腐蚀以及一般的防护方法；理解电解原理。了解铜的精炼、镀铜、氯碱工业反应原理。根据电化学反应判断电解质溶液的变化新型电池的反应原理以及它们的优势。3常见失误：电池的正、负极的判断或阴、阳极的判断失误。原电池为正负极，是根据氧化还原反应来确定的：发生氧化反应的一极为负极，另一极为正极；电解池为阴阳极，是根据外加电源的正负极来判断的。接电源正极
7、的一端为阳极，在阳极上发生的反应为氧化反应。在解决蓄电池的充、放电时出现一些失误，充电时为原电池，充电时为电解池。对反应后电解质溶液变化情况的判断：在反应过程中的一些变化，有两个要注意的问题：一是溶液的酸碱性的变化，另一个是电解质溶质的变化，这个判断对于很多学生来说是个难点。转移电子数目的判断也会出现一些失误。二、经典例题剖析例1(2007年高考全国理综卷II 10题)在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是( )A正极附近的SO42 离子浓度逐渐增大 B电子通过导线由铜片流向锌片C正极有O2逸出 D铜片上有H2逸出【解析】由题意可判断本题涉及的是原电池的知识，发
8、生的总反应为Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2，活泼金属锌为原电池的负极，失去的电子沿导线流向铜片，H+在作为正极的铜片上得到电子后生成氢气，因此B、C项错误，所以H+向正极移动，而SO42向负极移动，则负极附近的SO42 离子浓度逐渐增大。【答案】 D【点评】原电池中电子是由负极流向正极，电解质溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。例2(2007年高考上海化学卷16题)某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是( )A铅笔端作阳极，发生还原反应 B
9、铂片端作阴极，发生氧化反应C铅笔端有少量的氯气产生 Da点是负极，b点是正极【解析】由题目所给信息可以判断本题涉及的是电解池的知识。总反应为2 NaCl + 2 H2O H2+ Cl2+ 2 NaOH，生成氢气的一端产生NaOH，生成氢气发生还原反应，为阴极，所以铅笔一端为阴极，与电源的负极相连。则A、B、C项错误。【答案】 D【点评】电解池的阴阳极是由外接电源的正负极确定的。电源的正极接电解池的阳极，发生氧化反应，负极接电源的阴极，发生还原反应。例3(2007年高考广东理基25题)钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：2Fe2H2OO2 = 2Fe24OH。以下说法正确的是( )A
10、负极发生的反应为：Fe2e = Fe2B正极发生的反应为：2H2OO22e = 4OHC原电池是将电能转变为化学能的装置D钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀【解析】本题考查了学生对于电化学腐蚀的一般规律。由原电池反应的化学方程式可知，属于铁在中性、弱酸性或碱性溶液条件下的腐蚀，为吸氧腐蚀，所以腐蚀的条件为有水以及与氧气接触，所以D项错误。书写的电极方程式应该满足质量守恒、电荷守恒以及得失电子守恒。B项的得失电子不守恒，错误。原电池是将化学能转化为电能的装置，C项错误。【答案】 A【点评】电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍，吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍。金属的腐蚀过程中金属为负极失去电子。铁如果发生
11、电化学腐蚀，失去电子只能生成Fe2+后，再被空气中氧气氧化为+3价的化合物。进而生成铁锈。例4(2007年高考江苏卷11题)某同学按图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是( )稀H2SO4Cu石墨A电解过程中，铜电极上有H2产生B电解初期，主反应方程式为：CuH2SO4CuSO4H2C电解一定时间后，石墨电极上有铜析出D整个电解过程中，H的浓度不断增大【解析】本题考查的是电解池发生反应的情况。由外电源的正极可以判断Cu为阳极，金属做阳极则发生氧化反应，Cu 2e= Cu2+，阴极上发生还原反应，电解质中的H+得到电子生成氢气，所以A、C项错误，B项正确；当溶液中溶解铜后含有Cu2+时，由于
12、Cu2+的氧化性大于H+的氧化性，所以Cu2+在阴极发生还原反应，在碳棒上析出铜单质。【答案】 BC【点评】电解池中若阳极为惰性金属或非金属时，则电极不发生反应，若电极为金属，则首先考虑到电极的反应。例5(2007年高考广东化学卷20题)三氧化二镍(Ni2O3)可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加放适量硫酸钠后进行电解。电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO，把二价镍氧化为三价镍。以下说法正确的是( )A可用铁作阳极材料B电解过程中阳极附近溶液的pH升高C阳极反应方程式为：2Cl2eCl2D1 mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过
13、了1 mol电子。【解析】本题考查了电解后溶液的变化以及电子转移的情况。根据题意电解时产生了Cl2，发生的是氧化反应，所以推断这一反应发生在阳极，所以A项错误，C项正确；阳极生成的Cl2与OH反应生成ClO时要消耗OH，所以pH降低，B项错误。由得失电子与化合价的关系可知D项也正确。【答案】 CD【点评】电解池中氧化反应与还原反应得失电子的数目相同，氧化反应发生在阳极，还原反应发生在阴极。例6(2007年高考理综天津卷13题)天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时LiCoO2中Li被氧化，Li迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6
14、)中，以LiC6表示。电池反应为LiCoO2C6CoO2LiC6，下列说法正确的是( )A充电时，电池的负极反应为LiC6e = LiC6B放电时，电池的正极反应为CoO2Lie = LiCoO2C羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质D锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低【解析】本题考查了电解池和原电池的综合应用能力。充电时，Li被氧化，为电解池的阳极，所以A项错误；在整个电极反应过程中，Li+起着转移电子的作用，但如果电解质溶液中含有H+，H+得电子能力大于Li+，则首先放电的是H+，所以C项错误。由于金属Li的密度小，所以单位质量的Li失去电子的物质的量大，因此其比能量比其他金属大。当电池放电的情况下，正极得到电子，Li+得到电子进入到CoO2中。【答案】 B【点评】当电池充电时表现为电解池，发生氧化反应的一极为阳极，放电时表现为原电池，负极失去电子发生氧化反应。例7(2007年高考海南化学卷14题) 依据氧化还原反应：2Ag(aq)Cu(s) = Cu2(aq)2Ag(s)设计的原电池如图所示。盐桥XYACuSO4溶液电流计Ag请回答下列问题：电极X的材料是_；电解质溶液Y是_
