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1、 永久免费组卷搜题网专题8电化学及其应用【2010考纲解读】原电池和电解池原理及应用一、考点归纳：从高考试题看，考查的知识点主要是：原电池、电解池、电镀池的电极名称、电子流向及电极反应式；根据原电池、电解池的电极变化判断金属活泼性强弱；根据电解时电极变化判断电极材料或电解质种类；新型电池的电极反应及应用；有关电解产物的判断和计算。从题型看主要是选择题和填空题，其题型包括五判断、二写、一比较和三解释。五判断是判断工作原理题型、判断电极、判断电子流向、判断电极上析出的产物、判断电极附近或整个溶液的酸碱性；二写是书写电极反应式和总反应方程式；一比较是利用电化学知识比较金属的活动性；三解释是利用电化学
2、知识解释电化学腐蚀、电化学防护和某些反应速率加快的原因。高考中对于电化学知识的几个考题类型：1、 比较金属活动性强弱2、 分析比较金属腐蚀的快慢3、 电极判断及产物的计算4、 溶液pH变化，浓度变化及其计算5、 实验设计6、 综合应用【考点回顾】考点一、原电池工作原理1原电池的定义：把化学能转化为电能的装置叫原电池。2形成条件：（1）活泼性不同的两电极：一个是较活泼的金属，另一个是较不活泼的金属、石墨（碳棒）或某些金属氧化物（如PbO2）。（2）电解质溶液（3）形成闭合回路3工作原理：原电池是利用能发生的氧化还原反应设计而成，较活泼的金属材料作为负极，失去电子，经外电路流向较不活泼金属，再经电
3、解质溶液回到负极，构成闭合回路，电流反向流动。溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。4 原电池的正负极的判断方法：（1）金属与金属或金属与导电非金属做电极时，较活泼金属做负极；较不活泼金属做正极。（2）根据电子的流向判断：电子流出的极为负极，电子流入的极为正极；也可以根据电流方向判断：电流流出极为正极，电流流入极为负极；（3）根据发生的反应判断：发生氧化反应的极为负极，发生还原反应的极为正极；（4）根据反应现象判断：一般来说，溶解的一极为负极，有气体或固体析出的一极为正极；（5）如果给出一个方程式判断电极反应，则化合价升高的电极为负极，化合价降低的电极为正极，由此可设计原电池。5电极反应：
4、（1）以铜-锌和稀硫酸组成的原电池为例说明：电极反应 本质 现象 负极 Zn2e=Zn2 氧化反应 溶解正极 2H+2e=H2 还原反应 气泡总反应 Zn2H= Zn2H2(2)书写电极反应式一般规律：两极电极反应式中的电子得失数目保持相等。看负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子能否共存，若不能共存，则该电解质溶液中的阴离子也要写入负极的电极反应式中。如AlCuNaHCO3溶液构成的原电池中，因Al失去电子生成的Al3+能与HCO3反应：Al3+3HCO3=Al(OH)3+3CO2，故铝电极（负极）上发生的反应为：Al3e+3HCO3=Al(OH)3+3CO2，而不是仅仅写为：Al3e=
5、Al3+。当正极上的反应物质为O2时（吸氧腐蚀），要注意电解质溶液的性质。溶液为碱性时，电极反应式中不能出现H+；溶液为酸性时，电极反应式中不能出现OH。 知道总反应式时，可以先分析此反应中的氧化反应或还原反应（即分析有关元素的化合价变化情况），再写出其离子反应方程式；将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去较易写出一极（一般为负极）的电极反应式，即得另一极的电极反应式。 对于可逆电池反应，需要看清楚“充电、放电”的方向，放电过程是体现原电池原理，充电过程是体现电解池原理。6原电池原理的应用：（1）设计化学电源：根据氧化还原反应的特点，将其拆成两个半反应：氧化反应和还原反应，分别作为原电池
6、的负极反应式和正极反应式；若发生氧化反应的物质为金属单质，则用该金属作为负极材料，若为气体或溶液中的某种离子，则用惰性材料做负极；而作为正极的材料必须不如负极活泼，或为惰性电极；电解质溶液选择反应中的电解质即可，若与电解质无关，则需选择一种不能使电极材料消耗的电解质溶液，以增强导电性；（2）判断反应速率：如在制取氢气的过程中，加入少量铜或硫酸铜可形成锌铜原电池，使反应速率加快；（3）判断金属的活泼性：一般情况下，作为负极的金属活泼性较强；如：锌铜原电池；（4）金属防护。考点二、几种常见的电池1几种常见的电池：（1）锌-锰干电池（一次电池）：锌为干电池的负极，碳棒为正极。以NH4Cl、ZnCl2
7、、MnO2呈糊状液为电解质溶液。电极反应式：负极（锌筒）：Zn2eZn2正极（石墨）： 2NH42e2NH3 H2 2NH42MnO2 2e2NH3Mn2O3H2O总反应：Zn2NH4Zn22NH3H2 Zn2NH42MnO2 Zn22NH3Mn2O3H2O（2）铅蓄电池 ：Pb为负极，PbO2为正极，30%的H2SO4溶液为电解质溶液。负极Pb：PbSO422e PbSO4正极PbO2：PbO24HSO422ePbSO42H2O总反应：PbPbO22H2SO42PbSO42H2O来源:学_科_网 汽车用电池大多用铅蓄电池（3）燃料电池：氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造为：两个电极均由
8、多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。（一般以KOH为电解质溶液）负极H2：2H24OH4e4H2O 正极O2：O22H2O4e4OH 总反应： O22H22H2O（4）高能电池锌银电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金做负极活性材料，电解质溶液为浓KOH溶液，已知电池内Zn的氧化产物为ZnO，如：银-锌电池负极：Zn2OH2eZnOH2O 正极：Ag2OH2O2e2Ag2OH 总反应： Ag2OZnZnO2Ag考点三、金属的腐蚀与防护1金属的腐蚀：化学腐蚀：金属或合金跟接触到的物质直接
9、发生氧化还原反应而消耗的过程。电化学腐蚀：不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程。 化学腐蚀电化学腐蚀条件金属与非电解质直接接触（不与电解质溶液接触）不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生（不发生原电池反应）有电流产生（发生原电池反应）本质发生氧化还原反应，金属被腐蚀氧化反应和还原反应分两极进行，较活泼的金属被腐蚀相互关系两种腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍 2电化学腐蚀： 例：钢铁的电化腐蚀。来源:学#科#网类型析氢腐蚀吸氧腐蚀形成条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或呈中性来源:Z&xx&k.Com电解质溶液溶有CO2的水溶液溶有O2的水溶液负极Fe负极反应Fe-2e-
10、=Fe2+正极C正极反应2H+2e-=H22H2O+O2+4e-=4OH-电子如何流动形成电通路Fe失电子成为Fe2+ 进入溶液，Fe失去的电子流入C极，H+ 趋向于C极与C极上的电子结合成H2析出溶液Fe失电子成为Fe2+进入溶液，Fe失去的电子流入C极，O2在C极获得电子成为OH进入溶液最终腐蚀产物铁锈（Fe2O3的复杂水合物）普遍性吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍 3金属的防护 （1）制成合金以改变金属的内部结构，如不锈钢。 （2）金属表面覆盖保护层：如电镀、喷油漆。 （3）电化学保护法：利用原电池原理，可将比被保护金属更活泼的金属焊在被保护金属表面，形成原电池时，更活泼金属被腐蚀。4金属腐蚀快
11、慢的判断：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀；考点四、电解池原理1定义： 电解池借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。2构成电解池的条件电流必须是直流而不是交流两个电极。其中与电源的正极相连的电极叫做阳极，与电源的负极相连的电极叫做阴极。电解质溶液或熔融态电解质。3电解结果：在两极上有新物质生成。4电解质导电的实质对电解质溶液（或熔融态电解质）通电时，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，电解质的阳离子移向阴极得电子发生还原反应；电解质的阴离子移向阳极失去电子（有的是组成阳极的金属原子失去电子）发生氧化反应，电子从电
12、解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极。这样，电流就依靠电解质溶液（或熔融态电解质）里阴、阳离子的定向移动而通过溶液（或熔融态电解质），所以电解质溶液（或熔融态电解质）的导电过程，就是电解质溶液（或熔融态电解质）的电解过程。5原电池与电解池的区别类型原电池 电解池 本质 化学能转化为电能 电能转化为化学能 装置判断 无外加电源 有外加电源 电极判断 负极：还原性较强的极或电子流出的极正极：还原性较弱的极或电子流入的极 阳极：与直流电源正极相连的极阴极：与直流电源负极相连的极 电极上的反应 （1）负极本身或还原剂失去电子发生氧化反应（2）正极：溶液中某些阳离子或氧化剂得到电子 （1）阳极发生氧化
13、反应即阳极金属或溶液中阴离子失去电子的反应（2）阴极本身不反应，溶液中的阳离子得到电子发生还原反应 电子流向 负极外电路正极 电源负极由导线阴极由溶液阳极电源正极 电流方向 正极外电路负极 电源正极由导线阳极由溶液阴极电源负极应用 铅蓄电池 电镀、精炼、冶金 6电解质溶液电解的类型(惰性电极)（1）电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐的电解（2）电解电解质型：无氧酸（除HF外）、不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）溶液的电解（3）放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）溶液的电解（4）放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐溶液的电解7用惰性电极电解电解质溶液的变化情况类 型电极反应特点实 例
14、电 解物 质电解质溶液的浓度pH电解质溶液复原电解水型来源:Zxxk.Com来源:学#科#网阴极：2H+2e=H2来源:学科网ZXXK来源:学科网ZXXK阳极：4OH-4e-= O2+2H2O来源:学科网ZXXK来源:Zxxk.ComNaOH水来源:学科网ZXXK增大来源:学科网增大水来源:Zxxk.ComH2SO4水增大减小水Na2SO4水增大不变水电解电解质电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大氯化氢CuCl2电解质减小氯化铜放H2生碱型阴极：放出氢气生成碱阳极：电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质增大氯化氢放O2生酸型阳极：OH-放电生成酸阴极：电解质阳离子放电CuSO4电解质和水生成新电解质减小氧化铜8电极产物的判断 阳离子得到电子或阴离子失去电子而使离子所带电荷数目降低的过程又叫做放电。阳极产物的判断：用铁、锌、铜、银等还原性较强的材料制做
