電化學(xué)專題復(fù)習(xí)

1、外電路中電子由負極流出經(jīng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到正極；內(nèi)部電路一般是由離子的定向移動并在電極上發(fā)生電子的得失電化學(xué)專題復(fù)習(xí)電化學(xué)專題復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)方法導(dǎo)引要點提示了解原電池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施了解電解池的工作原理能寫出電解的電極反應(yīng)式和總方程式能進行電化學(xué)的有關(guān)簡單計算名師解讀本部分知識常見的考查點為：原電池的工作原理及電極方程式的書寫、 判斷； 金屬腐蝕的類型判斷與防護；以新信息為載體，考查燃料電池的工作原理及電極方程式的書寫。常見的考查形式為：以選擇或填空的形式考查對電解原理的理解和有關(guān)電解

2、產(chǎn)物的簡單計算，如電極、 電解方程式的書寫與判斷、 電解質(zhì)溶液中離子的移動方向以及電解質(zhì)溶液的復(fù)原等；有關(guān)計算則主要利用電子守恒來進行。基礎(chǔ)知識梳理1. 原電池、電解池的構(gòu)成與異同對比原電池含義將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置構(gòu)成條件活潑性不同的兩電極( 燃料電池例外電解質(zhì)溶液形成閉合回路電極種類兩電極材料均能與電解質(zhì)溶液反應(yīng)及變化時，比較活潑的作負極，被腐蝕只有一種能與電解質(zhì)溶液反應(yīng)時，能電解質(zhì)溶液反應(yīng)的作負極，被腐蝕燃料電極中還原劑在負極上反應(yīng))電解池將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置兩個電極、直流電源電解質(zhì)溶液形成閉合回路陽極：材料不是惰性電極(Au 、 Pt 、 C)時，本身失去電子被腐蝕陰極：與電源負

3、極相連，本身受保護。電極反應(yīng)陽極：溶液中的陰離子或非惰性電極本負極：金屬失電子為氧化反應(yīng)身失電子為氧化反應(yīng)正極：電解質(zhì)溶液中的陽離子得電子為陰極：電解質(zhì)溶液中的陽離子得電子為還原反應(yīng)還原反應(yīng)電路分析外電路中電子從陽極流入電源的正極再由電源負極流出轉(zhuǎn)移至陰極；內(nèi)部電路是由離子的定向移動并在電極上發(fā)生電子的得失2一般電解池與電鍍池、電解精煉池的異同電解池電鍍池電解精煉池電極材料陽極：鍍層金屬 (M)陽極：需要提純的金屬 (M)無特殊要求陰極：待鍍金屬陰極：相應(yīng)的純金屬電解質(zhì)依電解目的必須含鍍層金屬的離子必須含需要提純的金屬離子確定電極反應(yīng)依電解目的陰陽兩極反應(yīng)物與生成物互逆陰陽兩極反應(yīng)物與生成物互

4、逆。特點-n+-n+確定陽極： M-n e=M陽極： M-n e =Mn+-=Mn+-=M陰極： M +n e陰極： M +n e電解質(zhì)溶電解質(zhì)電離只有鍍層金屬的單質(zhì)與離子參陽極：被提純金屬及比它活潑的電化學(xué)專題復(fù)習(xí)液變化出離子或水與反應(yīng)金屬單質(zhì)失電子參與反應(yīng)陰極：被提純金屬陽離子得電子3電解過程中離子的放電順序陽極：陽極金屬（除Pt 、 Au 外） I - Br- Cl - OH- 含氧酸根等+2+3+2+( 酸) Pb2+2+2+2+3+2+2+陰極： Ag Hg Fe Cu HSn Fe ZnH（水） Al Mg NaCa K說明：當(dāng)溶液中H+只來源于水的電離時，其放電順序介于Zn2+、

5、 Al 3+之間；若 H+濃度與金屬離子濃度相差不大時，其放電順序介于Cu2+、 Fe2+之間。4金屬的腐蝕及防護金屬腐蝕是指金屬失去電子被氧化的過程，依腐蝕的原理可分為化學(xué)腐蝕與電化腐蝕。（ 1）化學(xué)腐蝕與電化腐蝕的比較：化學(xué)腐蝕電化腐蝕含義金屬與接觸到的氣體（如22不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時，會發(fā)O、 Cl 、SO2 等）或非電解質(zhì)液體（如石油）生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電等直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕子而被氧化電 子 轉(zhuǎn) 移金屬將電子直接轉(zhuǎn)移給氧化劑金屬將電子通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移給氧化劑方式電流無電流產(chǎn)生有微弱的電流產(chǎn)生舉例2鋼鐵在潮濕的空氣中生銹金屬與 O、 Cl 直接反應(yīng)（ 2）金屬

6、腐蝕速率與腐蝕方式關(guān)系電解池陽極金屬原電池負極金屬化學(xué)腐蝕原電池正極金屬電解池陰極金屬同一金屬所處的環(huán)境不同腐蝕快慢不同（同濃度時）：強電解質(zhì)弱電解質(zhì)非電解質(zhì)（ 3）金屬防護：金屬防護可從改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)、隔斷金屬表面與空氣、水等介質(zhì)接觸等方面進行。金屬防腐蝕能力：改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)電解池陰極金屬原電池正極金屬金屬表面處理方法規(guī)律提煉一、原電池電極的判斷和電極方程式的書寫1原電池正負極的判斷2原電池電極方程式的書寫。常見電極反應(yīng)式總結(jié)如下：一般情況下活潑的金屬失去電子：M-n e - =Mn+負極2-+42-2+酸型： 2H -4e=4H （ CH+2HO-8e=CO+8H）燃料電池-2-原+7

7、H2O)堿型： 2H2+4OH-4e= 4H 2O(CH4+10OH-8e= CO3電一般情況（負極能與電解質(zhì)反應(yīng)）：溶液中的陽離子（或氧化劑）得到電子池-特殊情況（負極不能與電解質(zhì)反應(yīng)如吸氧腐蝕型）： O+2H O+4e=4OH22正極酸型： O2+4H+4e =2H2O燃料電池22-堿型： O+2H O+4e =4OH注：酸 ( 堿 ) 型是指電解質(zhì)溶液為酸( 堿 ) 溶液，括號中的電極反應(yīng)式表示CH 代替氫時情況。4二 . 電解規(guī)律（惰性陽極電解）電解類型（ aq）電解本陰極反陽極反應(yīng)電 極 附 近 溶液復(fù) 原 應(yīng)質(zhì)應(yīng)PHPH加物質(zhì)電化學(xué)專題復(fù)習(xí)比鋅活潑金屬的含氧電解水4H+4e-4OH

8、-4e- =O陰極增大不變水三、有關(guān)電化學(xué)的酸鹽222陽極減小計算=2H +2H O含氧酸減小原電池和電解池強堿增大的計算包括兩極產(chǎn)物比鋁金屬性弱的無氧電解電Cu2+2e2Cl -2e /CuCl2的定量計算、溶液pH2為例解質(zhì)2的計算、相對原子質(zhì)酸鹽，以 CuCl=Cu=Cl量無氧酸，以 HCl 為例2H+2e-2Cl -2e 陰極增大增大HCl 氣體和阿伏加德羅常數(shù)測比鋁金屬性弱的含氧電解鹽=H2=Cl 2=陽極減小減小CuO或定的計算、根據(jù)電荷量Cu +2e4OH-4e-求產(chǎn)物的量與根據(jù)2+-產(chǎn)酸以 CuSO為例和水-O+2H OCuCO物的量求電荷量的=Cu4223計比氫活潑金屬的無氧

9、2H+2e-2Cl -2e 陰極增大增大HCl 氣體算等。不論哪類計算，酸鹽，以 NaCl 為例=H2=Cl 2均可概括為下列三種方法：1. 根據(jù)電子守恒計算：用于串聯(lián)電路，陰、陽兩極產(chǎn)物，正、負兩極產(chǎn)物，相同電荷量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。2. 根據(jù)總反應(yīng)式計算：先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例計算。3. 根據(jù)關(guān)系式計算：借助電子得失守恒關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關(guān)系式。四、考題類型與解題思維建模題型 1：電化裝置類型的判斷例 1：下列裝置不可能構(gòu)成原電池的是( )分析：A 完全符合經(jīng)典原電池的構(gòu)成條件，B 中雖然鐵與食鹽水

10、不直接反應(yīng)， 但食鹽水中溶解的氧氣能氧化單質(zhì)鐵，故 B 仍能以原電池方式進行反應(yīng)( 負極為鐵失去電子，正極為-C，反應(yīng)為 2HO+O+4e =4OH) ， C 中電極材料相同，無法2構(gòu)成原電池， D中甲烷與氧氣分別通入到兩個電極上并被電極吸附而發(fā)生反應(yīng)，可構(gòu)成原電池，答案為C。答案： C【解題思維建模】能否構(gòu)成原電池可以根據(jù)構(gòu)成的三個條件來判斷。若當(dāng)電極材料均不能與電解質(zhì)直接反應(yīng)，題中又沒有提供其它氧化劑時，該類裝置均可從電解質(zhì)溶液中溶解的氧氣可能參與反應(yīng)角度來考慮。題型 2：氧化還原反應(yīng)與原電池關(guān)系例 2：若要使 2Fe3+Fe=3Fe2+ 在反應(yīng)中產(chǎn)生電流，下面裝置可以達到此目的是()AB

11、CD負極FeFeZnFe正極CuCFeAg電解質(zhì)溶液FeCl2Fe(NO )3Fe (SO )3CuSO3244分析： 由于該反應(yīng)的鐵是還原劑且鐵本身是導(dǎo)體，故在原電池中鐵應(yīng)作為負極，而正極材料應(yīng)是失電子能力比鐵弱的導(dǎo)體材料， Fe3+是氧化劑，故原電池中電解質(zhì)應(yīng)是可溶性鐵鹽。答案： B【解題思維建?！看祟愒囶}中，若還原劑本身是導(dǎo)體，則原電池的負極就是該還原劑，若不是導(dǎo)體，則負極可以是多種導(dǎo)體材料，氧化劑若屬于電解質(zhì)，則氧化劑應(yīng)是與原電池反應(yīng)具有相同離子的氧化性電解質(zhì)。題型 3：新型電池工作原理分析例 3：（ 2014全國理綜II ）2013年3月我國科學(xué)家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系

12、。下列敘述錯誤的是 （ ）電化學(xué)專題復(fù)習(xí)A a 為電池的正極B電池充電反應(yīng)為LiMn2O4=Li 1-x Mn2O4+x LiC放電時， a 極鋰的化合價發(fā)生變化D放電時，溶液中的Li +從 b 向 a 遷移分析： 根據(jù)題給裝置圖判斷，電極b 是原電池的負-極，電極反應(yīng)式為 Li-e=Li +，則電極 a 是原電池的正極， A 項正確；根據(jù)正負極的電極反應(yīng)可知，電池充電反應(yīng)為LiMn2O4=Li 1-x Mn2O4+xLi ，B項正確；放電時， a 極錳的化合價發(fā)生變化， Li 的化合價沒有變化，C 項錯誤；放電時，溶液中的Li +從 b 向 a 遷移， D項正確。答案： C【解題思維建模】無

13、論什么樣的新型電池，總有一個氧化還原反應(yīng)作為理論基礎(chǔ)。找出得、失電子的物質(zhì)就是此類試題的突破口。原電池工作中離子定向移動方向是一個易錯點，應(yīng)明確負極是帶正電的；另外兩個電極上的反應(yīng)相加應(yīng)該與電池總反應(yīng)相同。題型 4：電解過程分析例 4：如下圖，將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl 溶液的 U 形管中，下列分析正確的是（）A K 1閉合，鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為2H+2e H2K 2B K閉合，石墨棒周圍溶液pH逐漸升高GK 11C K 2閉合，鐵棒不會被腐蝕，屬于犧牲陽極的陰極保護法D K 2閉合，電路中通過 0.002N A 個電子時，兩極共產(chǎn)生0.001mol 氣體FeC分析： K1 閉合時，該裝

14、置構(gòu)成了Fe C NaCl 溶液的原電池， 鐵作負極， 發(fā)生氧化反應(yīng)， 電極飽反和應(yīng)NaCl是 2Fe溶液-4e - =2Fe2+，A 項錯誤； K1 閉合 C 棒作正極，發(fā)生的電極反應(yīng)式-pH 逐漸升高， B 項正確； K2閉2H2O+O2+4e =4OH，故石墨棒周圍溶液合時，該裝置構(gòu)成了 Fe C外加電源的電解池，C 作陽極， Fe 作陰極而不被腐蝕， 該方法稱為外加電流的陰極保護法，-+-C項錯誤； K 閉合時， 陽極的電極反應(yīng)式是 2Cl -2e =Cl2，陰極的電極反應(yīng)式 2H +2e =H，所以當(dāng)電路中通過 0.002NA22個（相當(dāng)于 0.002mol ）電子時，生成 H2 和

15、 Cl 2 的物質(zhì)的量均為0.001mol ，則兩極共產(chǎn)生0.002mol 氣體， D 項錯誤。答案： B【解題思維建模】有外接電源的必然是電解反應(yīng)，然后分析電極的電極材料找出陰陽極。也可根據(jù)電極變化來判斷陰陽極：電極增重必然析出金屬單質(zhì)，是陰極，減輕則只能是陽極；有氣泡出現(xiàn)則是溶液中的離子放電。無論怎樣，得失電子或轉(zhuǎn)移電子總數(shù)守恒。題型 5：可逆電池的放電與充電過程分析例 5：鋰離子電池已經(jīng)成為新一代實用化的蓄電池， 該電池具有能量密度大、 電壓高的特性。鋰離子電池放電時的電極反應(yīng)式為-+（C Li 表示鋰原子嵌入石墨形成復(fù)合材料）負極反應(yīng)： CLi-xe =CLi1-x+xLi666正極反

16、應(yīng)： Li1-x MO2+xLi +xe- =LiMO2（ LiMO2 表示含鋰的過渡金屬氧化物）下列有關(guān)說法正確的是（）A鋰離子電池充電時電池反應(yīng)為C Li+LiMO=LiMO+CLi61-x2261-xB電池反應(yīng)中，鋰、鋅、銀、鉛各失去1mol 電子，金屬鋰所消耗的質(zhì)量最小C鋰離子電池放電時電池內(nèi)部Li +向負極移動D鋰離子電池充電時陰極反應(yīng)為61-x+x Li+-6C Li+x e =C Li分析： 因為鋰的相對原子質(zhì)量最小，時 兩 電 極 反 應(yīng) 的 疊 加 ： C6Li+Li 1-x MO2電化學(xué)專題復(fù)習(xí)B 項正確；電池溶液中陽離子移動正極，C 項錯誤；電池放電時總反應(yīng)為放電LiMO

17、2+C6Li 1-x ， 原 電 池 充 電 反 應(yīng) 是 放 電 反 應(yīng) 的 逆 反 應(yīng) ： LiMO2+C6Li1-xC6Li+Li 1-x MO2， A 項錯誤；原電池充電時相當(dāng)于電解池，其原來的負極與電源負極相連作陰極，且陰極的電極反應(yīng)是放電時負極反應(yīng)的逆反應(yīng)， D 項正確。答案： BD【解題思維建?！吭姵爻潆姾头烹姇r：電池反應(yīng)式、電極反應(yīng)式均互為逆反應(yīng)；充電時連接方法：原電池的負極連接直流電源的負極， （即使電子移動方向相反） 。題型 6：電解原理的應(yīng)用例 6：（ 2014廣東理綜化學(xué)卷）某同學(xué)組裝了下圖所示的電化學(xué)裝置，電極Al ，其它均為Cu，則（）A電流方向：電極A電極B電極發(fā)

18、生還原反應(yīng)C電極逐漸溶解D電極的電極反應(yīng)：Cu2+ + 2e -=Cu分析： 注意左邊兩個燒杯形成雙桶原電池，最右邊燒杯是電鍍池。各電極名稱依次是（負極）（正極）（陽極）（陰極）電子從經(jīng)A 流向，電流方向相反，A 項正確。Al鋁是金屬失電子，還原劑發(fā)生氧化反應(yīng)。極上有銅析出，C 項錯誤。陽極銅溶解，陰析銅析出，D 項錯誤。答案： A【解題思維建?！侩娊獾膽?yīng)用主要是分清與原電池“+”、“ - ”極相連的電極是什么，本實驗想達到什么目的，是電鍍還是精煉。然后，回答電極反應(yīng)、電極現(xiàn)象等問題則迎刃而解。題型 7：電解中的相關(guān)計算例 7：將質(zhì)量相等的銅片和鉑片插入足量硫酸銅溶液中，銅片與電源正極相連鉑片與電源負極相連，以電流強度1A 通電 10min，然后反接電源，以電流強度2A 繼續(xù)通電10min。下列表示銅電極、鉑電極、電解池中產(chǎn)生氣體的質(zhì)量和電解時間的關(guān)系圖正確的是（）ABCD分析：由于反應(yīng)后電流強度是開始時的2 倍，故在相同的時間內(nèi)，兩種情況下通過電路的電量反接時是正接時的2倍，故有下列數(shù)量關(guān)系前陰極陽極銅電極變化鉑電極變化前 10min鉑銅溶解 mg析出 mgCu后 10min銅鉑析出 2m