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1、成才之路成才之路 化学化学路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 选修选修 电化学基础电化学基础 第四章第四章章末专题复习章末专题复习 第四章第四章专题突破专题突破纵引横连纵引横连2知识网络知识网络宏观掌控宏观掌控1知识网络知识网络宏观掌控宏观掌控专题突破专题突破纵引横连纵引横连原电池原理及应用原电池原理及应用专题归纳专题归纳 1原电池正负极的判断方法原电池正负极的判断方法原原电电池池有有两两个个极极：一一个个正正极极，一一个个负负极极。判判断断原原电电池池正正负负极常用的方法有：极常用的方法有：(1)由由组组成成原原电电池池的的电电极极材材料料判判断断：一一般
2、般是是活活泼泼金金属属作作负负极极，活泼性较差的金属或能导电的非金属作正极。活泼性较差的金属或能导电的非金属作正极。(2)根根据据电电流流方方向向或或电电子子移移动动的的方方向向判判断断：外外电电路路电电流流是是由由正极流向负极，电子移动的方向是由负极移向正极。正极流向负极，电子移动的方向是由负极移向正极。(3)根根据据原原电电池池两两极极发发生生的的反反应应来来判判断断：原原电电池池的的负负极极总总是是失失去去电电子子，发发生生氧氧化化反反应应；其其正正极极总总是是得得到到电电子子，发发生生还还原原反反应。应。(4)根根据据原原电电池池的的电电解解质质溶溶液液中中离离子子的的移移动动方方向向
3、判判断断：在在原原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极；阴离子移向负极。电池的电解质溶液中，阳离子移向正极；阴离子移向负极。(5)根根据据发发生生反反应应的的现现象象判判断断：一一般般来来说说原原电电池池的的负负极极质质量量减少，无气泡产生；正极质量不变或有气泡产生或质量增加。减少，无气泡产生；正极质量不变或有气泡产生或质量增加。2电极反应式的书写电极反应式的书写电电极极反反应应式式的的书书写写在在很很大大程程度度上上反反映映了了对对电电化化学学知知识识掌掌握握的的情情况况。无无论论是是平平时时考考试试还还是是高高考考，书书写写电电极极反反应应式式都都是是考考查查的的重重要要内内容容之之一一。利
4、利用用加加减减法法写写电电极极反反应应式式是是一一种种行行之之有有效效的的方法。方法。(1)加加减减法法的的依依据据。电电极极反反应应是是指指物物质质在在原原电电池池两两极极上上发发生生电电子子的的得得、失失，是是氧氧化化还还原原反反应应的的半半反反应应。正正、负负极极发发生生的的电电极反应式可写成：极反应式可写成：正正极极：氧氧化化剂剂ne电电解解质质溶溶液液=还还原原产产物物其其他他物物质；质；负负极极：还还原原剂剂电电解解质质溶溶液液=氧氧化化产产物物其其他他物物质质ne正、负极电极反应式相加即得电池总反应式：正、负极电极反应式相加即得电池总反应式：氧氧化化剂剂还还原原剂剂电电解解质质溶
5、溶液液=还还原原产产物物氧氧化化产产物物其他物质。其他物质。注注意意：电电解解质质溶溶液液是是否否参参与与反反应应、有有无无其其他他物物质质生生成成随随具具体体情情况况而而定定。若若知知电电池池总总反反应应式式和和某某一一电电极极反反应应式式，用用电电池池总总反应式减去某一电极反应式即可得另一电极反应式。反应式减去某一电极反应式即可得另一电极反应式。(2)用用加加减减法法书书写写电电极极反反应应式式的的步步骤骤：写写出出电电池池总总反反应应式式(离离子子方方程程式式)。写写出出较较易易判判断断出出的的电电极极反反应应式式。用用总总反反应应式式减减去去已已写写出出的的电电极极反反应应式式即即得得
6、另另一一电电极极反反应应式式。检检验验电电极极反应式的电荷、电子转移、质量是否守恒。反应式的电荷、电子转移、质量是否守恒。3应用原电池原理设计化学电源应用原电池原理设计化学电源(1)一一次次电电池池：只只能能放放电电一一次次，放放电电后后不不能能充充电电复复原原的的化化学学电源，工作原理为原电池原理。电源，工作原理为原电池原理。(2)二二次次电电池池：放放电电后后能能充充电电复复原原继继续续使使用用的的化化学学电电源源，又又称称为为可可充充电电电电池池或或蓄蓄电电池池。二二次次电电池池放放电电时时为为原原电电池池，充充电电时时为电解池。为电解池。(3)燃燃料料电电池池：将将燃燃料料燃燃烧烧的的
7、化化学学能能转转变变为为电电能能的的化化学学电电源源，符符合合原原电电池池原原理理，但但电电极极不不参参与与电电极极反反应应，负负极极上上为为燃燃料料的的氧氧化反应，正极上为氧气或其他氧化剂的还原反应。化反应，正极上为氧气或其他氧化剂的还原反应。4应用原电池原理预防金属的电化学腐蚀应用原电池原理预防金属的电化学腐蚀(1)金金属属的的腐腐蚀蚀包包括括化化学学腐腐蚀蚀和和电电化化学学腐腐蚀蚀，其其中中电电化化学学腐腐蚀蚀为为主主要要的的形形式式。电电化化学学腐腐蚀蚀就就是是金金属属在在潮潮湿湿空空气气中中发发生生原原电电池池反反应应而而被被氧氧化化腐腐蚀蚀，又又包包括括析析氢氢腐腐蚀蚀和和吸吸氧氧
8、腐腐蚀蚀，其其中中吸吸氧氧腐蚀为普遍形式。腐蚀为普遍形式。(2)金属防护的主要措施：金属防护的主要措施：破坏发生原电池反应的条件如在金属表面覆盖保护层等；破坏发生原电池反应的条件如在金属表面覆盖保护层等；利利用用原原电电池池原原理理使使被被保保护护的的金金属属作作为为原原电电池池正正极极而而被被保保护护(牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法)；利利用用电电解解原原理理使使被被保保护护的的金金属属作作阴阴极极而而被被保保护护(外外加加电电源的阴极保护法源的阴极保护法)。(3)金属腐蚀快慢的规律金属腐蚀快慢的规律在相同的电解质溶液中：在相同的电解质溶液中：电电解解反反应应引引起起的的腐腐蚀蚀原
9、原电电池池反反应应引引起起的的腐腐蚀蚀化化学学腐腐蚀蚀有防护措施的腐蚀。有防护措施的腐蚀。在不同的电解质溶液中：在不同的电解质溶液中：金金属属在在强强电电解解质质溶溶液液中中的的腐腐蚀蚀金金属属在在弱弱电电解解质质溶溶液液中中的的腐蚀腐蚀金属在非电解质溶液中的腐蚀。金属在非电解质溶液中的腐蚀。在不同防护措施下：在不同防护措施下：有有一一般般防防护护条条件件的的腐腐蚀蚀处处于于原原电电池池正正极极条条件件下下的的腐腐蚀蚀处处于电源阴极保护条件下的腐蚀。于电源阴极保护条件下的腐蚀。 (2014高高考考福福建建卷卷)某某原原电电池池装装置置如如图图所所示示，电电池池总总反反应应为为2AgCl2=2A
10、gCl。下下列列说说法法正正确的是确的是()典例透析典例透析 A正极反应为正极反应为AgCle=AgClB放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C若用若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D当当电电路路中中转转移移0.01 mol e时时，交交换换膜膜左左侧侧溶溶液液中中约约减减少少0.02 mol离子离子【解解析析】本本题题考考查查原原电电池池原原理理，意意在在考考查查考考生生对对电电化化学学知知识识的的理理解解和和掌掌握握情情况况。在在原原电电池池中中负负极极发发生生氧氧化化反反应应，正正极极发发生生还
11、还原原反反应应，故故由由总总反反应应式式可可知知，负负极极反反应应为为：2Ag2e2Cl=2AgCl，正正极极反反应应为为：Cl22e=2Cl，A项项错错误误；由由于于电电解解质质溶溶液液中中含含有有大大量量Cl，故故放放电电时时，Ag在在交交换换膜膜左左侧侧即即与与Cl反反应应生生成成AgCl沉沉淀淀，B项项错错误误；用用NaCl溶溶液液代代替替盐盐酸酸，电电池池总总反反应应不不变变，C项项错错误误；电电路路中中转转移移0.01 mol e时时，交交换换膜膜左左侧侧溶溶液液有有0.01 mol Cl参参与与反反应应生生成成AgCl沉沉淀淀，还还有有0.01 mol H通过阳离子交换膜进入右侧
12、溶液，故通过阳离子交换膜进入右侧溶液，故D项正确。项正确。【答案】【答案】D变式训练变式训练 解解析析：本本题题考考查查原原电电池池知知识识，意意在在考考查查考考生生对对原原电电池池工工作作原原理理的的理理解解和和应应用用能能力力。选选项项A，金金属属活活泼泼性性FeSn，故故Fe为为负负极极，该该项项错错误误；选选项项B，Fe失失电电子子，质质量量逐逐渐渐减减小小，该该项项错错误误；选选项项C，H在在Sn极极得得电电子子生生成成H2，该该项项错错误误；选选项项D,3%的的NaCl溶液为中性溶液，铁发生吸氧腐蚀，该项正确。溶液为中性溶液，铁发生吸氧腐蚀，该项正确。答案：答案：D1电解原理电解原
13、理(1)电解电解在在直直流流电电作作用用下下，电电解解质质在在两两个个电电极极上上分分别别发发生生氧氧化化反反应应和和还还原原反反应应的的过过程程叫叫电电解解。把把电电能能转转化化为为化化学学能能的的装装置置，叫叫电电解池或电解槽。解池或电解槽。电解原理及其应用电解原理及其应用专题归纳专题归纳 阴、阳极的判断：阴、阳极的判断：(2)电解池工作原理电解池工作原理阳极：电子流出阳极：电子流出失去电子失去电子发生氧化反应；发生氧化反应；阴极：电子流入阴极：电子流入得到电子得到电子发生还原反应。发生还原反应。(3)电解时电极产物的判断电解时电极产物的判断阳极产物的判断阳极产物的判断首首先先看看电电极极
14、，如如果果是是活活性性电电极极(除除Au、Pt、石石墨墨以以外外的的材材料料作作电电极极)，则则电电极极材材料料失失电电子子被被氧氧化化，电电极极被被溶溶解解，溶溶液液中中的的阴阴离离子子不不能能失失电电子子；如如果果是是惰惰性性电电极极(Pt、Au、石石墨墨)，则则要要再再看看溶溶液液中中阴阴离离子子的的失失电电子子能能力力，此此时时根根据据阴阴离离子子放放电电顺顺序序加加以以判断。判断。阴极产物的判断阴极产物的判断无无论论电电极极为为何何种种材材料料，电电极极均均不不参参加加反反应应，直直接接根根据据阳阳离离子放电顺序进行判断。子放电顺序进行判断。(4)书写电极反应式和总反应式的规律书写电
15、极反应式和总反应式的规律根据给出的两个电极反应式，写出总反应式根据给出的两个电极反应式，写出总反应式已已知知两两个个电电极极反反应应式式，写写总总反反应应式式并并不不难难，只只要要使使两两个个电电极极反反应应式式得得、失失电电子子数数相相等等后后，将将两两式式相相加加，消消去去相相同同的的化化学学式即可。式即可。给出总反应式，写出电极反应式给出总反应式，写出电极反应式书书写写电电极极反反应应式式的的步步骤骤一一般般分分为为四四步步：A列列物物质质、标标得得失失；B选选离离子子、配配电电荷荷；C配配个个数数、巧巧用用水水；D两两式式加加、验总式。验总式。2电解原理的应用电解原理的应用(1)电解饱
16、和食盐水制备烧碱、氯气和氢气电解饱和食盐水制备烧碱、氯气和氢气工工业业上上用用电电解解饱饱和和食食盐盐水水溶溶液液的的方方法法来来制制取取NaOH、H2和和Cl2，并以它们为原料生产一系列的化工产品，称为氯碱工业。，并以它们为原料生产一系列的化工产品，称为氯碱工业。3电解质水溶液电解产物的规律电解质水溶液电解产物的规律电解质电解质的组成的组成无氧酸无氧酸(除除HF)、不活泼金属的、不活泼金属的无氧酸盐无氧酸盐(F除除外外)不活泼金属不活泼金属的含氧酸盐、的含氧酸盐、活泼金属的无活泼金属的无氧酸盐氧酸盐含氧酸、含氧酸、可溶性碱、可溶性碱、活泼金属的活泼金属的含氧酸盐含氧酸盐被电解被电解的物质的物
17、质电解质本身电解质本身电解质水电解质水水水实例实例CuCl2、HBr、HClNaCl、CuSO4、AgNO3H2SO4、NaOH、KNO3下下列列图图示示中中关关于于铜铜电电极极的的连连接接错错误的是误的是()典例透析典例透析 【解解析析】A项项，铜铜锌锌原原电电池池中中，Zn作作负负极极，Cu作作正正极极，正正确确；B项项，电电解解精精炼炼铜铜时时，粗粗铜铜作作阳阳极极，纯纯铜铜作作阴阴极极，正正确确；C项项，电电镀镀铜铜时时，铜铜作作阳阳极极，镀镀件件作作阴阴极极，故故C错错误误；D项项，电电解氯化铜溶液时，铜作阴极，正确。解氯化铜溶液时，铜作阴极，正确。【答案】【答案】C2如如图图，当当
18、线线路路接接通通时时，发发现现M(用用石石蕊蕊试试液液浸浸润润过过的的滤滤纸纸)a端端显显蓝蓝色色，b端端显显红红色色，且且知知甲甲中中电电极极材材料料是是锌锌、银银，乙乙中中电电极极材材料料是是铂铂、铜铜，且且乙乙中中两两电电极极不不发发生生变变化化。回回答答下下列列问问题：题：变式训练变式训练 (1)甲、乙分别是什么装置甲、乙分别是什么装置_、_。(2)写写出出A、B、C、D的的电电极极名名称称以以及及电电极极材材料料和和电电极极反反应应式式_ _。解解析析：由由于于a端端显显蓝蓝色色，可可推推知知a端端附附近近呈呈碱碱性性。显显然然滤滤纸纸上上水水电电离离的的H在在a端端获获得得电电子子
19、发发生生反反应应，使使该该端端OH浓浓度度较较大大。由由于于锌锌活活动动性性大大于于银银，甲甲池池为为原原电电池池。乙乙池池中中Cu、Pt不不参参与与反反应应，故故C极极为为Pt，D极极为为Cu，显显然然乙乙池池为为电电解解池池。电电子子从从Aa，bD，CB。滤滤纸纸上上水水电电离离的的OH在在b端端反反应应，b端端H浓浓度增大，使度增大，使b端出现红色。请注意：端出现红色。请注意：某某电电极极质质量量增增加加，该该电电极极必必为为阴阴极极，金金属属阳阳离离子子放放电电。某某电电极极质质量量减减少少，必必定定是是阳阳极极且且为为活活性性电电极极，电电极极本本身身参参加加电电极极反反应应。某某极
20、极附附近近溶溶液液呈呈碱碱性性，是是在在该该极极上上H参参加加电电极极反应：反应：2H2e=H2，从而产生，从而产生OH。答案：答案：(1)原电池电解池原电池电解池(2)A极极(负极负极Zn)：Zn2e=Zn2；B极极(正极正极Ag)：Cu22e=Cu；C极极(阳极阳极Pt)：4OH4e=2H2OO2；D极极(阴极阴极Cu)：2H2e=H21基本类型基本类型原原电电池池和和电电解解池池的的计计算算包包括括两两极极产产物物的的定定量量计计算算、溶溶液液pH的的计计算算、相相对对原原子子质质量量的的计计算算、电电荷荷量量与与产产物物的的量量的的相相互互计计算。算。电化学计算的基本方法电化学计算的基
21、本方法专题归纳专题归纳 2基本方法基本方法(1)根根据据电电子子守守恒恒法法计计算算：用用于于串串联联电电路路、阴阴阳阳两两极极产产物物、正正负负两两极极产产物物、相相同同电电荷荷量量等等类类型型的的计计算算，其其依依据据是是电电路路中中转转移的电子数相等。该方法较为简便，也更为常用。移的电子数相等。该方法较为简便，也更为常用。(2)根根据据电电极极反反应应、总总反反应应式式计计算算：先先写写出出电电极极反反应应式式，然然后根据需要再写出总反应式，分析两极产物找出比例关系。后根据需要再写出总反应式，分析两极产物找出比例关系。(3)根根据据关关系系式式计计算算：据据电电子子守守恒恒关关系系建建立
22、立已已知知量量与与未未知知量量之间的关系式。之间的关系式。3基本步骤基本步骤(1)根根据据现现象象或或其其他他条条件件(如如果果是是电电解解池池，可可以以根根据据与与电电源源正正负负极极的的连连接接情情况况)，准准确确判判定定电电极极上上发发生生氧氧化化还还原原反反应应的的类类型型和电极名称；和电极名称；(2)准确写出电极反应式；准确写出电极反应式；(3)根根据据题题目目所所给给条条件件和和所所要要求求解解的的问问题题，使使用用上上述述合合适适的的方法建立等量关系求解。方法建立等量关系求解。 (2015经经典典习习题题选选萃萃)如如下下图图所所示示，已已知知A、B、C、D为为铂铂电电极极，P、
23、Q为为直直流流电电源源的的两两极极，通通电后发现电后发现B极的质量增加。极的质量增加。典例透析典例透析 (1)P、Q哪个是负极？哪个是负极？(2)当当甲甲池池溶溶液液的的pH由由6.0降降到到2.0时时，B极极的的质质量量增增加加多多少少克？克？(3)此时乙池溶液中此时乙池溶液中NaCl的质量分数由的质量分数由2%变为多少？变为多少？【解解析析】(1)因因电电解解后后B极极的的质质量量增增加加，说说明明有有金金属属离离子子在在B极极被被还还原原，所所以以B极极为为阴阴极极，A极极为为阳阳极极，则则P为为电电源源的的正正极，极，Q为电源的负极。为电源的负极。 【答答案案】(1)Q是是负负极极。(
24、2)B极极的的质质量量增增加加0.32 g。(3)此此时乙池溶液中时乙池溶液中NaCl的质量分数由的质量分数由2%变为变为1.42%。【点点评评】(1)根根据据电电解解池池中中“负负极极连连阴阴极极”与与“阴阴极极还还原原”的的原原理理，由由B极极的的质质量量增增加加判判定定B极极的的名名称称，继继而而判判断断P、Q两两极极的的名名称称。(2)根根据据电电解解方方程程式式计计算算当当pH降降为为2.0时时B极极产产物物的的质质量量。(3)根根据据甲甲、乙乙两两池池通通过过电电子子的的物物质质的的量量相相等等由由电电解解方方程程式式建建立立关关系系式式，由由B极极质质量量的的增增加加量量(或或p
25、H的的变变化化)求求NaCl的的消消耗耗量。量。3在在100 mL H2SO4与与CuSO4的的混混合合液液中中，用用石石墨墨作作电电极极电电解解，两两极极上上均均收收集集到到2.24 L气气体体(标标准准状状况况)，则则原原混混合合溶溶液液中中Cu2的物质的量浓度为的物质的量浓度为()A1 molL1B2 molL1C3 molL1 D4 molL1变式训练变式训练 解解析析：电电解解H2SO4和和CuSO4的的混混合合溶溶液液，开开始始只只有有Cu和和O2生生成成。当当CuSO4溶溶液液电电解解完完全全时时，实实质质为为电电解解H2SO4溶溶液液，由由电电解解过过程程可可知知，实实质质为为电电解解水水，生生成成H2和和O2，在在生生成成这这两两种种气气体体时时，H2和和O2的的体体积积比比应应为为2 1。由由电电极极反反应应式式：4OH4e=2H2OO2，2Cu24e=2Cu,2H2e=H2知知，Cu2得电子数和得电子数和H得电子数总和与得电子数总和与OH失去的电子数相等。失去的电子数相等。答案：答案：A
