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1、1原电池原理2化学电源4金属的电化学腐蚀与防护电化学基础3电解原理氧化还原反应化学能转化为电能，自发进行电能转化为化学能，外界能量推动知识结构：知识结构：氯碱工业、电镀（含粗铜氯碱工业、电镀（含粗铜精炼）、电冶金、精炼）、电冶金、应用应用应用应用应用应用应用应用金属防护（外加金属防护（外加电流的阴极防护）电流的阴极防护）金属防护（牺牲金属防护（牺牲阳极的阴极防护）阳极的阴极防护）原电池电解池电镀池形成条件活泼性不同 的两电极电解质溶液形成闭合回路两电极接直流电源两电极插入电解质溶液中形成闭合回路镀层金属接电源正极，作为阳极；待镀金属接电源负极，作为阴极电镀液必须含有镀层金属的离子电极名称负极：
2、较活泼金属正极：较不活泼金属(或能导电的非金属)阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连名称同电解池，但有限制条件阳极：必须是镀层金属阴极：镀件(待镀的物件)2原电池电解池电镀池电极反应负极：氧化反应(负失氧)正极：还原反应(正得还)，原电池的电极反应较为复杂，不易总结出明显的规律特征阳极：氧化反应，溶液中的阴离子或金属电极失电子(阳失氧)阴极：还原反应，一定是溶液中的阳离子得电子(阴得还)阳极：氧化反应，金属电极失电子，并不断溶解(阳失氧)阴极：还原反应，电镀液中的镀层金属阳离子得电子(阴得还)3原电池电解池电镀池电子流向(外电路)负极正极负极阴极阳极正极同电解池电流方向(外电路)正极负极正
3、极阳极电解质溶液阴极负极同电解池对比电解质导电的过程实质上就是电解过程；电解是在外电源的作用下被迫发生氧化还原的过程，把电能转化为化学能，而在原电池中正好相反，是自发的氧化还原反应的过程，把化学能转化为电能4二、电解规律(用惰性电极，带*号的例外)及溶液pH的变化类型电解质(水溶液)被电解的物质电极产物溶液pH变化的原因、结果电解质复原阳极阴极电解水型含氧酸(如H2SO4)水O2H2水减少，酸溶液的浓度增大，pH减小加H2O5类型电解质(水溶液)被电解的物质电极产物溶液pH变化的原因、结果电解质复原阳极阴极电解水型强碱(如NaOH)水O2H2水减少，碱溶液的浓度增大，pH增大加H2O活泼金属的
4、含氧酸盐(如KNO3、Na2SO4 )水O2H2水减少，盐溶液的浓度增大，pH不变或略减小(若为水解的盐)加H2O6类型电解质(水溶液)被电解的物质电极产物溶液pH变化的因、结果电解质复原阳极阴极电解电解质型无氧酸(如HCl)，除HF外酸非金属单质(如Cl2)H2H+放电，c(H+)降低，pH增大加酸(如HCl)不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2)，除氟化物外盐非金属单质(如Cl2)金属单质(如Cu)pH基本不变；但严格意义上对水解有影响。pH略为增大加盐(如CuCl2)7类型电解质(水溶液)被电解的物质电极产物溶液pH变化的原因、结果电解质复原阳极阴极放H2生碱型活泼金属的无氧酸盐(如NaC
5、l)水和盐非金属单质(如Cl2)H2H+放电，H+减小，OH-增大，pH增大加酸(如HCl)放O2生酸型不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4)水和盐O2金属单质(如Cu)OH-放电，OH-降低，H+增大，pH减小加氧化物(如CuO)电镀型*电镀液溶解阳极金属析出电镀液组成基本未变，pH不变8三、电解池及原电池的应用金属的防护2金属的防护方法(1) 改变金属内部结构；(2) 覆盖保护层；(3) 电化学保护法：外加电源的阴极保护法，牺 牲阳极的阴极保护法。1金属腐蚀快慢的判断电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀无外界条件的正常腐蚀用原电池防腐蚀措施的腐蚀用电解原理防腐。9【例题1】下列关于原电池的
6、叙述正确的是（ ）A. 构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属 B. 原电池是将化学能转变为电能的装置C. 在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原 D. 原电池放电时，电流的方向是从负极到正极【解析】【解析】A、正极可以是导电的非金属单质，如石、正极可以是导电的非金属单质，如石墨，故墨，故A错误；错误；B、原电池的装置是化学能转化成、原电池的装置是化学能转化成电能的装置，故电能的装置，故B正确；正确；C、根据原电池的工作原、根据原电池的工作原理，负极失去电子，化合价升高，被氧化，故理，负极失去电子，化合价升高，被氧化，故C错错误；误；D、电流的方向是从正极流向负极，故、电流的方向是
7、从正极流向负极，故D错误。错误。【例题2】原电池的电极名称不仅与电极的性质有关，也与电解质溶液有关，下列说法中不正确的是（ ）A有Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：Al-3e-=Al3+BMg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：2Al8OH6e=2AlO24H2OC由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Cu-2e-=Cu2+D由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu-2e-=Cu2+【解析】【解析】A、铝比铜活泼，因此铝为负极，电极反应式为、铝比铜活泼，因此铝为负极，电极反应式为Al3e=Al3，故，故A说法正确；说法正确；B、Mg虽
8、然比虽然比Al活泼，但是活泼，但是Mg不与不与NaOH反应，因此反应，因此Al为负极，即负极反应式为为负极，即负极反应式为2Al8OH6e=2AlO24H2O，故，故B说法正确；说法正确；C、铁比铜活泼，因此铁作负极，即负极、铁比铜活泼，因此铁作负极，即负极反应式为反应式为Fe2e=Fe2，故，故C说法错误；说法错误；D、铝与浓硝酸发生钝、铝与浓硝酸发生钝化反应，因此铜作负极，即负极反应式为化反应，因此铜作负极，即负极反应式为Cu2e=Cu2，故，故D说说法正确。法正确。【例题【例题3】科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用】科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机酸转化为
9、氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料细菌将有机酸转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。该电池负极反应为（电池发电。该电池负极反应为（ ）AH2+2OH-=2H2O+2e-BO2+4H+4e-=2H2OCH2=2H+2e-DO2+2H2O+4e-=4OH-【解析】根据燃料电池的工作原理，燃料为负极，【解析】根据燃料电池的工作原理，燃料为负极，环境是酸性，因此负极反应式为环境是酸性，因此负极反应式为H22e=2H，故故C正确。正确。【例题4】某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为：Li+LiMn2O4=Li2Mn2O
10、4。下列说法正确的是（ ） A放电时，LiMn2O4发生氧化反应 B放电时，正极反应为：Li+LiMn2O4+e-=Li2Mn2O4C充电时，LiMn2O4发生氧化反应D充电时，阳极反应为：Li+e-=Li【解析】【解析】A、根据电池反应式，以及原电池的工作原理，、根据电池反应式，以及原电池的工作原理，LiMn2O4作正极，得到电子，化合价降低，发生还原反应，故作正极，得到电子，化合价降低，发生还原反应，故A错误；错误；B、负极反应式为、负极反应式为Lie=Li，因此正极反应式为，因此正极反应式为LiLiMn2O4e=Li2Mn2O4，故，故B正确；正确；C、充电时，电池的正、充电时，电池的正
11、极接电源的正极，即充电时，电池正极反应式为极接电源的正极，即充电时，电池正极反应式为Li2Mn2O4e=LiLiMn2O4，被还原，故，被还原，故C错误；错误；D、根据、根据C选项分析，选项分析，故故D错误。错误。【例题5】据报道，摩托罗拉公司开发的一种以甲醇为原料，以KOH为电解质的用于手机的可充电的高效燃料电池，充一次电可持续使用一个月。（1）关于该电池的叙述正确的是（ ）A 放电时，正极反应为式：O24e-+4H+=2H2OB. 放电时，负极反应为式：CH3OH6e-+8OH-=CO32-+6H2OC. 充电时，原电池的负极与电源的正极相连接D. 充电时，阴极反应式为：4OH-4e-=2
12、H2O+O2（2）若以熔融的K2CO3为电解质，正极充入CO2与O2的混合气体。试写出该燃料电池的电极反应式：负极_，正极_。【解析】（【解析】（1）A、此环境为碱性，因此正极反应式为、此环境为碱性，因此正极反应式为O22H2O4e=4OH，故，故A错误；错误；B、燃料电池相、燃料电池相当于燃烧，此环境为碱性，因此有当于燃烧，此环境为碱性，因此有CH3OH8OH6e=CO326H2O，故，故B正确；正确；C、充电时，电池的、充电时，电池的负极接电源的负极，故负极接电源的负极，故C错误；错误；D、充电时，阴极的反、充电时，阴极的反应式为负极反应式的逆过程，即为应式为负极反应式的逆过程，即为CO3
13、26H2O6e=CH3OH8OH，故，故D错误；（错误；（2）电解质为熔融的）电解质为熔融的K2CO3，负极反应式为，负极反应式为CH3OH3CO326e=4CO22H2O，正极反应式为，正极反应式为O22CO24e=2CO32。【例题6】下列有关电解池的说法不正确的是（ ）A. 电解池是把电能转化为化学能的装置B. 电解池中阴离子向阴极移动，阳离子向阳极移动C. 电解池中与电源正极相连的一极是阳极，发生氧化反应D. 电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程【解析】【解析】A、电解池装置为电能转化为化学能的装置，、电解池装置为电能转化为化学能的装置，故故A说法正确；说法正确；B、根据电解原
14、理，阴离子向阳极移动，、根据电解原理，阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动，故阳离子向阴极移动，故B说法错误；说法错误；C、电解池中阴离、电解池中阴离子在阳极上放电，化合价升高，发生氧化反应，故子在阳极上放电，化合价升高，发生氧化反应，故C说说法正确；法正确；D、电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的、电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程，故电解过程，故D说法正确。说法正确。【例题7】右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关的判断正确的是（ ）A. a为负极，b为正极 B. a为阳极，b为阴极C. 电解过程中，d电极质量增加 D. 电解过程中，氯离子浓度不变【解析】
15、【解析】A、根据电流的方向，、根据电流的方向，a为为正极，正极，b为负极，故为负极，故A错误；错误；B、电、电源电极为正负极，故源电极为正负极，故B错误；错误；C、d为阴极，电极反应式为为阴极，电极反应式为Cu22e=Cu，d电极的质量增加，故电极的质量增加，故C正确；正确；D、c为阳极，反应式为阳极，反应式2Cl2e=Cl2，溶液中，溶液中Cl的浓度降低，故的浓度降低，故D错误。错误。【例题8】课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置如图连接，C、D、E、F、X、Y 都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题:（1）电源A
16、 极的名称是_。 （2）甲装置中电解反应的总化学方程式是_。（3）如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是_。（4）欲用丙装置给铜镀银，G应该是_（填“铜”或“银”），电镀液的主要成分是_（填化学式）。（5）装置丁中的现象是_。【解析】（【解析】（1）F电极附近显红色，说明此极产生电极附近显红色，说明此极产生OH，即，即F为阴为阴极，即极，即A为正极，为正极，B为负极；为负极；(2)装置甲为电极装置甲为电极CuSO4溶液，阴极溶液，阴极反应式为反应式为Cu22e=Cu，阳极反应式为，阳极反应式为4OH4e=O22H2O，因此总化学反应方程式为：，因此总化学反应方程式为：2CuSO4+2H
17、2O 2Cu+O2+2H2SO4 ；（；（3）乙装置中总反应式为）乙装置中总反应式为2NaCl2H2O = H2Cl22NaOH，两种气体的体积比为，两种气体的体积比为1：1；（4）镀银，）镀银，G为阳极，根据电镀原理，银为阳极，即为阳极，根据电镀原理，银为阳极，即G为银，电为银，电镀液含有镀液含有Ag，即为，即为AgNO3；（；（5）氢氧化铁胶粒带有正电，丁）氢氧化铁胶粒带有正电，丁装置考查电泳，即装置考查电泳，即Y极附近红褐色变深。极附近红褐色变深。【例题9】下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（ ）A. 纯银器表面在空气中因电化学腐蚀渐渐变暗B. 当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制
18、品起保护作用C. 在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D. 可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀【解析】【解析】A、纯银器变暗，发生化学腐蚀，故、纯银器变暗，发生化学腐蚀，故A错误；错误；B、铁、铁比锡活泼，构成原电池，铁作负极，加速腐蚀，故比锡活泼，构成原电池，铁作负极，加速腐蚀，故B错误；错误；C、锌比铁活泼，构成原电池锌作负极，铁被保护，这叫牺、锌比铁活泼，构成原电池锌作负极，铁被保护，这叫牺牲阳极的阴极保护法，故牲阳极的阴极保护法，故C正确；正确；D、应接电源的负极，此、应接电源的负极，此方法是外加电流的阴极保护法，故方法是外加电流的阴极保
19、护法，故D错误。错误。【例题10】为了使埋在地下的钢管不易生锈，设计了如下几种方案，将钢管 用导线与铅板连接 用导线与锌板连接 用导线与碳棒连接 与直流电源负极连接 直流电源正极连接，其中可采取的方法是（ ） A. B. C. D. 【解析】【解析】Fe比比Pb活泼，活泼，Fe作负极，构成原电池，加作负极，构成原电池，加速腐蚀，故速腐蚀，故错误；错误；锌比铁活泼，铁被保护，故锌比铁活泼，铁被保护，故正确；正确；铁作负极，构成原电池，加速腐蚀，故铁作负极，构成原电池，加速腐蚀，故错错误；误；铁作阴极，保护铁，故铁作阴极，保护铁，故正确；正确；铁作阳极，铁作阳极，加速腐蚀，故加速腐蚀，故错误；综上所述，选项错误；综上所述，选项A正确。正确。
