201x年化學高考沖刺總復(fù)習精品：30電化學基礎(chǔ)

1、l2.化學電源主要包括一次電池、二次電池、燃料電池等幾大類。常見的普通鋅錳電池、堿性鋅錳電池屬于一次電池，又叫干電池，其特點是一次電池的活性物質(zhì)消耗到一定程度，就不能再用了。常見的蓄電池屬于二次電池，又叫充電電池或蓄電池，其特點是放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生。燃料電池是一種連續(xù)將燃料和氧化劑的化學能轉(zhuǎn)化成電能的化學電池。燃料電池的電極本身不包含活性物質(zhì)，只是一個催化轉(zhuǎn)化元件，它工作時燃料和氧化劑連續(xù)由外部供給，在電極上不斷地進行反應(yīng)，生成物不斷被排出，從而使電池可連續(xù)不斷地提供電能。l3.電解池是將轉(zhuǎn)化為的裝置。電解時，電子從電源的負極沿導線流入電解池的陰極，該電極上發(fā)生還原反應(yīng)的同時，

2、陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電子又從電解池的陽極流出回到電源正極。電能電能化學能化學能l4.當電極材料為惰性電極(如Pt、C)電解電解質(zhì)溶液時，在陰極區(qū)氧化性強的陽離子先電子，被。在陽極區(qū)還原性強的陰離子先電子被。例如：陽離子Ag+、H+、Na+、Al3+、Cu2+在陰極得電子難易順序為Ag+Cu2+H+Al3+Na+，陰離子OH-、Cl-、含氧酸根在陽極上失電子難易順序為Cl-OH-含氧酸根。得到得到還原還原失去失去氧化氧化l5.當電極材料為金屬時，陽極通常是電極參加反應(yīng)被氧化，陰極金屬不參加反應(yīng)。例如，要在鐵片上鍍銀，如圖：陽極：陽極：Ag-e-Ag+陰極：陰極：Ag+e-Ag電鍍時，通常把待鍍的

3、金屬制品作陰極，電鍍時，通常把待鍍的金屬制品作陰極，把鍍層金屬作把鍍層金屬作極，用含有極，用含有的電的電解質(zhì)溶液作電鍍液。解質(zhì)溶液作電鍍液。陽陽鍍層金屬離子鍍層金屬離子l6.金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬原子失去電子變成金屬陽離子，金屬腐蝕一般可分為l腐蝕和腐蝕，這兩種腐蝕的主要差別是一個以原電池原理反應(yīng)，一個是直接的化學反應(yīng)不形成原電池。電化學電化學化學化學l鋼鐵的腐蝕主要是電化學腐蝕，常有吸氧腐蝕和析氫腐蝕，它們具有的共同點是兩種腐蝕都是鐵作負極，被氧化失去電子成為亞鐵離子，電極反應(yīng)：Fe-2e-Fe2+;不同點是吸氧腐蝕是在酸性不強的條件下，析氫腐蝕是在酸性條件下，兩者形成原電池的正極反應(yīng)不同。吸

4、氧反應(yīng)正極上發(fā)生：l，析氫反應(yīng)正極上發(fā)生。O2+2H2O+4e-4OH-2H+2e-H2l7.金屬的防護方法有很多。犧牲陽極的陰極保護法的特點是在被保護的金屬附近加裝更具活性的金屬，使被保護的金屬變成正極；外加電流的陰極保護法的特點是向被保護金屬通電而使其成為陰極；還可以通過許多物理方法和化學方法防護金屬。l重點知識歸納l1.原電池l(1)原電池的裝置特點：利用氧化還原反應(yīng)將化學能轉(zhuǎn)化為電能。l(2)原電池的形成的一般條件：電極；電解質(zhì)溶液；形成閉合回路。l(3)反應(yīng)原理l負極：失去電子，向外電路提供電子，l發(fā)生氧化反應(yīng)。l正極：得到電子，從外電路獲得電子，l發(fā)生還原反應(yīng)。l電極反應(yīng)與電子流向

5、：以銅鋅原電池為例：l總反應(yīng)：Zn+H2SO4ZnSO4+H2電極電極l (4)原電池正負極的判斷l(xiāng)判斷原電池正負極最根本的方法是根據(jù)電極發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，即發(fā)生氧化反應(yīng)的電極為負極，發(fā)生還原反應(yīng)的電極為正極。下列方法也可以作為一般的輔助判斷方法。l根據(jù)電極的材料判斷：一般來說較活潑的金屬作負極，活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬作正極。但有的有特殊性，例如，當Mg和Al兩個電極與稀硫酸形成原電池時，Mg為負極，Al為正極；而當Mg和Al兩個電極與氫氧化鈉溶液形成原電池時，由于Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)失去電子，Mg不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，故Al為負極，Mg為正極。l根據(jù)電極反應(yīng)表現(xiàn)的現(xiàn)象判斷：電極

6、若不斷溶解或質(zhì)量不斷減少，該電極發(fā)生氧化反應(yīng)，此電極為負極。電極的質(zhì)量若不斷增加或不變，該電極發(fā)生還原反應(yīng)，此電極為正極。l還可以通過電極附近溶液顏色的變化來判斷反應(yīng)的類型，進一步判斷電極的正負極。l根據(jù)電流（電子流動）的方向判斷：從外電路看，電流是從正極流向負極，電子是從負極流向正極。l根據(jù)總反應(yīng)判斷：在電池總反應(yīng)中，元素化合價升高的物質(zhì)所在電極為負極，化合價降低的物質(zhì)所在電極為正極。l(5)電極反應(yīng)式的書寫l書寫原電池的電極反應(yīng)，有以下兩種基本的思路：l如果題目給定的是原電池的裝置圖，一般先正確分析正、負極，根據(jù)電極和電解質(zhì)溶液正確判斷得失電子的元素和反應(yīng)前后的價態(tài)變化，在此基礎(chǔ)上寫出電極

7、反應(yīng)式。l如果題目給定的是總反應(yīng)式，先分析元素化合價的變化把反應(yīng)分成氧化反應(yīng)（失電子）和還原反應(yīng)（得電子），選擇一個變化簡單的電極寫出電極反應(yīng)，再推斷另一個電極的電極反應(yīng)。l(6)常見化學電源24SO24SOl續(xù)表l2.電解池l(1)電解池的裝置特點l利用外加電源將電能轉(zhuǎn)化為化學能。l(2)電解池的形成條件l直流電源；l兩個電極，電解質(zhì)溶液(或熔化的電解質(zhì))，形成閉合回路。l(3)反應(yīng)原理l 陽極：與直流電源正極相連 的電l 極叫陽極,電極發(fā)生氧化反應(yīng)。l 陰極：與直流電源負極相連的電極l 叫陰極,電極發(fā)生還原反應(yīng)。電極電極電極反應(yīng)及電子流向：以電解氯化鈉溶液電極反應(yīng)及電子流向：以電解氯化鈉溶

8、液為例為例總反應(yīng)：總反應(yīng)：2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2電解電解l(4)電極產(chǎn)物的判斷l(xiāng)電解池的陽極上一定失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上一定得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。電極上得失電子的物質(zhì)與得失電子的能力有關(guān)。l陽極：如果電極為活潑電極（如：Fe、Cu等），則電極材料失去電子，電極溶解。如果電極為惰性電極（Pt、Au、石墨），則是溶液中的陰離子失去電子，陰離子失去電子強弱（即還原性）的順序為S2-I-Br-Cl-OH-l（含氧酸根）F-。24SOl陰極：電極不參與反應(yīng)，電解液中的陽離子得到電子，陽離子得電子強弱（即氧化性）的順序為 Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2

9、+H+Al3+Mg2+Na+。l注意：上面順序中有兩個H+，其中前面的H+一般指酸提供的氫離子（即濃度較大時），后者一般是指水提供的氫離子（即濃度較小時）。l(5)電解的類型舉例l電極為惰性電極：碳棒或鉑等材料為電極，電極不參與反應(yīng)l特點：溶質(zhì)中的陽離子得電子,陰l離子失電子,溶質(zhì)的量減少l陰極：Cu2+2e-Cul陽極：2Cl-2e-Cl2l總反應(yīng)：CuCl2Cu+Cl2CuCl2型型電解電解l特點：溶質(zhì)中的陽離子得電子,水中l(wèi)的氫氧根離子失電子,溶液pH減小l陰極：Cu2+2e-Cul陽極：4OH-4e-2H2O+O2l總反應(yīng)：2CuSO4+2H2OlCuSO4型型電解電解2Cu+2H2S

10、O4+O2l特點：水中的氫離子得電子,陰離l子失電子,溶液pH增大l陰極：2H+2e-H2l陽極：2Cl-2e-Cl2l總反應(yīng)：2NaCl+2H2Ol2NaOH+H2+Cl2NaCl型型電解電解特點：水中的氫離子得電子，水中特點：水中的氫離子得電子，水中的氫氧根離子失電子的氫氧根離子失電子,溶液濃度增溶液濃度增陰極：陰極：2H+2e-H2陽極：陽極：4OH-4e-2H2O+O2總反應(yīng)：總反應(yīng)：2H2O2H2+O2Na2SO4型型電解電解l活潑電極：陽極上為活潑電極，電極失去電子參與反應(yīng)l特點：活潑金屬失去電子，溶液中l(wèi)的金屬離子得到電子，理論l上電鍍液濃度不變l陽極：鍍層金屬l陰極：鍍件l電鍍

11、液：含鍍層金屬離子的可溶性l溶液電鍍電鍍l(6)電解的應(yīng)用l電鍍：目的是使金屬增強抗腐蝕能力，增加美觀和表面硬度。電鍍時待鍍金屬作陰極，鍍層金屬作陽極，含鍍層金屬離子的鹽溶液作電鍍液。l精煉銅：以粗銅（粗銅中含有Zn、Fe、Ag、Au等雜質(zhì)）作陽極，精銅作陰極，含銅離子的鹽溶液為電解質(zhì)，可以提純粗銅。l氯堿工業(yè)：用碳棒作陽極，鐵棒作陰極，電解氯化鈉溶液，可制得氫氧化鈉、氫氣、氯氣等化工原料。l冶煉活潑的金屬：Na、Mg、Al等較活潑的金屬很難用還原劑將其還原出來，工業(yè)日常采用電解熔融態(tài)物質(zhì)的方法，制得這些金屬單質(zhì)。例如：l2Al2O3（熔融）4Al+3O2lMgCl2(熔融) Mg+Cl2l2

12、NaCl（熔融）2Na+Cl2通電通電冰晶石冰晶石通電通電通電通電l3.金屬的腐蝕與防護l(1)腐蝕的本質(zhì)：金屬原子失去電子被氧化，即lM-ne-Mn+l(2)金屬腐蝕的類型：l化學腐蝕：金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學反應(yīng)而引起的腐蝕。l電化學腐蝕：不純的金屬因構(gòu)成原電池發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕。l鋼鐵腐蝕主要是電化學腐蝕，并有以下兩種情況：l吸氧腐蝕：電解質(zhì)溶液呈弱堿性、中性或弱酸性時發(fā)生吸氧腐蝕，主要反應(yīng)如下：l負極(Fe)：Fe-2e-Fe2+l正極(C)：O2+2H2O+4e- 4OH-l總反應(yīng)：2Fe+O2+2H2O 2Fe(OH)2l后繼反應(yīng)：l4Fe(OH)2+O2+2H2O

13、 4Fe(OH)3l2Fe(OH)3Fe2O3+3H2Ol析氫腐蝕：電解質(zhì)溶液呈酸性時發(fā)生析氫腐蝕，主要反應(yīng)如下：l負極(Fe)：Fe-2e-Fe2+；l正極(C)：2H+2e-H2l總反應(yīng)：Fe+2H+Fe2+H2l(3)金屬腐蝕快慢規(guī)律l活潑性不同的兩種金屬構(gòu)成兩個電極,活潑性差別越大,活潑性強的金屬腐蝕得越快。l同種金屬中，電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學腐蝕有防護措施的腐蝕。l(4)金屬的防護：影響腐蝕的因素一是金屬本身的活潑性，二是金屬存在的環(huán)境。金屬的防護的主要方法有l(wèi)改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，如合金鋼；l覆蓋保護層，如電鍍、涂油漆等；l電化學保護法：犧牲陽極的陰極保護法（

14、即在要保護的金屬上連接一個更活潑的金屬）和外加電流的陰極保護法（即把要保護的金屬連接在電源的負極上）。l方法指導：考查新型原電池，原電池的兩電極反應(yīng)式，電子流向與電流流向，太陽能電池的工作原理，原電池的總反應(yīng)式等，還考查考生變通能力和心理素質(zhì)，能否適應(yīng)陌生的情境下應(yīng)用所學知識解決新的問題等。l（考查電化腐蝕的知識）為了避免青銅器生成銅綠，以下方法不正確的是（）lA.將青銅器放在鐵質(zhì)托盤上lB.將青銅器保存在干燥的環(huán)境中l(wèi)C.將青銅器保存在潮濕的空氣中l(wèi)D.在青銅器的表面覆蓋一層防滲的高分子膜Cl銅綠是生活中常見的現(xiàn)象，反應(yīng)原理為2Cu+O2+CO2+H2O Cu2CO3(OH)2，故青銅器應(yīng)保

15、存在干燥的環(huán)境中或表面覆蓋一層防滲的高分子膜防止被腐蝕。放在鐵質(zhì)托盤上，會構(gòu)成原電池反應(yīng)，但銅為正極被保護。l方法指導：原電池原理在解決能源的利用和金屬材料防腐等問題中應(yīng)用較廣，要學會運用原電池的反應(yīng)原理分析社會和生活中的具體問題。l（考查電化學的計算問題）將分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氧化鋁的三個電解槽串聯(lián)，在一定條件下通電一段時間后，析出鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為()lA.1 2 3B.3 2 1lC.6 3 1D.6 3 2Dl三個電解槽串聯(lián)時，每個電解槽的電極上通過的電子數(shù)相等。設(shè)每個電極上都通過6 mol電子(此為參照數(shù)法，也可設(shè)其他的數(shù)為參照)，則析出金屬鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量分別

16、為6 mol、3 mol、2 mol，所以析出鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為6 3 2。l方法指導：在解決有關(guān)電解池或原電池的計算問題時，運用電子得失守恒的規(guī)律是一種基本的方法。l（考查原電池與電解池知識的綜合運用）下圖所示裝置中，甲、乙、丙三個燒杯依次分別盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 1000%的K2SO4溶液，電極均為石墨電極。l(1)接通電源，經(jīng)過一段時間后，測得丙中K2SO4濃度為10.47%，乙中c電極質(zhì)量增加。據(jù)此回答問題：l電源的N端為極；l電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為。l；l列式計算電極b上生成的氣體在標準狀況l下的體積：。l。正正4OH-

17、4e-2H2O+O21 10 00%100 g ()4.5 g10 47%水減少的質(zhì)量：-12-14 5 g1O22 4 L mol =2 8 L18 g mol2生成體積：l電極c的質(zhì)量變化是g；l電解前后各溶液的酸、堿性大小是否發(fā)生變化，簡述其原因：l甲溶液。l；l乙溶液。l；l丙溶液。l。酸堿性大小沒有變化因為酸堿性大小沒有變化因為K2SO416堿性增大，因為電解后，水量減少，堿性增大，因為電解后，水量減少，酸性增大因為陽極上酸性增大因為陽極上OH-生成生成O2，溶液中溶液中NaOH濃度增大濃度增大溶液中溶液中H+濃度增大濃度增大是強酸強堿鹽，濃度增加不影響溶液的酸堿性是強酸強堿鹽，濃度

18、增加不影響溶液的酸堿性l(2)如果電解過程中銅全部析出，此時電解能否繼續(xù)進行，為什么？l。l。能繼續(xù)進行，因為能繼續(xù)進行，因為CuSO4溶液已轉(zhuǎn)變?yōu)槿芤阂艳D(zhuǎn)變?yōu)镠2SO4溶液，反應(yīng)也就變?yōu)樗碾娊夥磻?yīng)溶液，反應(yīng)也就變?yōu)樗碾娊夥磻?yīng)l (1)乙中c電極質(zhì)量增加，則c處發(fā)生的反應(yīng)為：Cu2+2e-Cu,即c處為陰極，由此可推出b為陽極，a為陰極，M為負極，N為正極。丙中為K2SO4，相當于電解水，設(shè)電解的水的質(zhì)量為xg。由電解前后溶質(zhì)質(zhì)量相等有，10010%=(100-x)10.47%，得x=4.5 g，故為0.25mol。由方程式2H2+O2l2H2O可知，生成2mol H2O，轉(zhuǎn)移4 mol電子，所以整個反應(yīng)中轉(zhuǎn)移0.5 mol電子，而整個電路是串聯(lián)的，故每個燒杯中的電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)是相等的。l甲中為NaOH，相當于電解H2O，陽極b處為陰離子OH-放電，即4OH-4e-2H2O+O2。轉(zhuǎn)移0.5 mol電子，則生成O2為0.5/4=0.125 mol,標準狀況