1,2,热点知识剖析 电化学基础知识是高考中常考的知识点。这部分知识的主要考点有原电池和电解池的工作原理、电极的判断、电极反应式的书写以及与氧化还原反应、离子反应、化学计算等知识相综合的问题。试题常常以生产、生活中的问题为切入点，以新的角度来考查运用电化学知识分析问题的能力。在复习中，要从氧化还原反应的原理和规律上理解原电池和电解池的反应原理，并注意归纳和总结这两种装置的基本类型，学会运用守恒的规律解决定量计算的问题。,3,基础知识回顾1.原电池是利用氧化还原反应，将 。转化为电能的装置。由铜、锌和稀硫酸组成的原电池，锌为负极，发生氧化反应，电子从负(或锌)极通过导线流向正(或铜)极，溶液中的氢离子获得电子被还原成氢气。正极电极反应式是 ，负极电极反应式是 。,化学,能,2H+2e- H2,Zn-2e- Zn2+,4,2.化学电源主要包括一次电池、二次电池、燃料电池等几大类。常见的普通锌锰电池、碱性锌锰电池属于一次电池，又叫干电池，其特点是一次电池的活性物质消耗到一定程度，就不能再用了。常见的蓄电池属于二次电池，又叫充电电池或蓄电池，其特点是放电后可以再充电使活性物质获得再生。燃料电池是一种连续将燃料和氧化剂的化学能转化成电能的化学电池。燃料电池的电极本身不包含活性物质，只是一个催化转化元件，它工作时燃料和氧化剂连续由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断被排出，从而使电池可连续不断地提供电能。,5,3.电解池是将 转化为 的装置。电解时，电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，该电极上发生还原反应的同时，阳极上发生氧化反应，电子又从电解池的阳极流出回到电源正极。,电能,化学能,6,4.当电极材料为惰性电极(如Pt、C)电解电解质溶液时，在阴极区氧化性强的阳离子先 电子，被 。在阳极区还原性强的阴离子先 电子被 。例如：阳离子Ag+、H+、Na+、Al3+、Cu2+在阴极得电子难易顺序为Ag+Cu2+H+Al3+Na+，阴离子OH-、Cl-、含氧酸根在阳极上失电子难易顺序为Cl-OH-含氧酸根。,得到,还原,失去,氧化,7,5.当电极材料为金属时，阳极通常是电极参加反应被氧化，阴极金属不参加反应。例如，要在铁片上镀银，如图：,阳极：Ag-e- Ag+阴极：Ag+e- Ag电镀时，通常把待镀的金属制品作阴极，把镀层金属作 极，用含有 的电解质溶液作电镀液。,阳,镀层金属离子,8,6.金属腐蚀的本质是金属原子失去电子变成金属阳离子，金属腐蚀一般可分为腐蚀和 腐蚀，这两种腐蚀的主要差别是一个以原电池原理反应，一个是直接的化学反应不形成原电池。,电化学,化学,9,钢铁的腐蚀主要是电化学腐蚀，常有吸氧腐蚀和析氢腐蚀，它们具有的共同点是两种腐蚀都是铁作负极，被氧化失去电子成为亚铁离子，电极反应：Fe-2e- Fe2+;不同点是吸氧腐蚀是在酸性不强的条件下，析氢腐蚀是在酸性条件下，两者形成原电池的正极反应不同。吸氧反应正极上发生：，析氢反应正极上发生 。,O2+2H2O+4e- 4OH-,2H+2e- H2,10,7.金属的防护方法有很多。牺牲阳极的阴极保护法的特点是在被保护的金属附近加装更具活性的金属，使被保护的金属变成正极；外加电流的阴极保护法的特点是向被保护金属通电而使其成为阴极；还可以通过许多物理方法和化学方法防护金属。,11,重点知识归纳 1.原电池 (1)原电池的装置特点：利用氧化还原反应将化学能转化为电能。 (2)原电池的形成的一般条件：电极；电解质溶液；形成闭合回路。,12,(3)反应原理负极：失去电子，向外电路提供电子，发生氧化反应。正极：得到电子，从外电路获得电子，发生还原反应。电极反应与电子流向：以铜锌原电池为例：总反应：Zn+H2SO4 ZnSO4+H2,电极,13,(4)原电池正负极的判断判断原电池正负极最根本的方法是根据电极发生的氧化还原反应，即发生氧化反应的电极为负极，发生还原反应的电极为正极。下列方法也可以作为一般的辅助判断方法。,14,根据电极的材料判断：一般来说较活泼的金属作负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属作正极。但有的有特殊性，例如，当Mg和Al两个电极与稀硫酸形成原电池时，Mg为负极，Al为正极；而当Mg和Al两个电极与氢氧化钠溶液形成原电池时，由于Al与氢氧化钠溶液反应失去电子，Mg不与氢氧化钠溶液反应，故Al为负极，Mg为正极。,15,根据电极反应表现的现象判断：电极若不断溶解或质量不断减少，该电极发生氧化反应，此电极为负极。电极的质量若不断增加或不变，该电极发生还原反应，此电极为正极。 还可以通过电极附近溶液颜色的变化来判断反应的类型，进一步判断电极的正负极。 根据电流（电子流动）的方向判断：从外电路看，电流是从正极流向负极，电子是从负极流向正极。 根据总反应判断：在电池总反应中，元素化合价升高的物质所在电极为负极，化合价降低的物质所在电极为正极。,16,(5)电极反应式的书写 书写原电池的电极反应，有以下两种基本的思路： 如果题目给定的是原电池的装置图，一般先正确分析正、负极，根据电极和电解质溶液正确判断得失电子的元素和反应前后的价态变化，在此基础上写出电极反应式。 如果题目给定的是总反应式，先分析元素化合价的变化把反应分成氧化反应（失电子）和还原反应（得电子），选择一个变化简单的电极写出电极反应，再推断另一个电极的电极反应。,17,(6)常见化学电源,18,续表,19,2.电解池 (1)电解池的装置特点 利用外加电源将电能转化为化学能。 (2)电解池的形成条件 直流电源； 两个电极，电解质溶液(或熔化的电解质)，形成闭合回路。,20,(3)反应原理阳极：与直流电源正极相连 的电极叫阳极,电极发生氧化反应。阴极：与直流电源负极相连的电极叫阴极,电极发生还原反应。,电极,电极反应及电子流向：以电解氯化钠溶液为例总反应：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2,电解,21,(4)电极产物的判断 电解池的阳极上一定失去电子发生氧化反应，阴极上一定得到电子发生还原反应。电极上得失电子的物质与得失电子的能力有关。 阳极：如果电极为活泼电极（如：Fe、Cu等），则电极材料失去电子，电极溶解。如果电极为惰性电极（Pt、Au、石墨），则是溶液中的阴离子失去电子，阴离子失去电子强弱（即还原性）的顺序为S2-I-Br-Cl-OH- （含氧酸根）F-。,22,阴极：电极不参与反应，电解液中的阳离子得到电子，阳离子得电子强弱（即氧化性）的顺序为 Ag+Fe3+Cu2+H+Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+Al3+Mg2+Na+。 注意：上面顺序中有两个H+，其中前面的H+一般指酸提供的氢离子（即浓度较大时），后者一般是指水提供的氢离子（即浓度较小时）。,23,(5)电解的类型举例 电极为惰性电极：碳棒或铂等材料为电极，电极不参与反应特点：溶质中的阳离子得电子,阴 离子失电子,溶质的量减少阴极：Cu2+2e- Cu阳极：2Cl-2e- Cl2总反应：CuCl2 Cu+Cl2,CuCl2型,电解,24,特点：溶质中的阳离子得电子,水中 的氢氧根离子失电子,溶液pH减小阴极：Cu2+2e- Cu阳极：4OH-4e- 2H2O+O2总反应：2CuSO4+2H2O,CuSO4型,电解,2Cu+,2H2SO4+O2,25,特点：水中的氢离子得电子,阴离子失电子,溶液pH增大阴极：2H+2e- H2阳极：2Cl-2e- Cl2总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,NaCl型,电解,特点：水中的氢离子得电子，水中的氢氧根离子失电子,溶液浓度增阴极：2H+2e- H2阳极：4OH-4e- 2H2O+O2总反应：2H2O 2H2+O2,Na2SO4型,电解,26,活泼电极：阳极上为活泼电极，电极失去电子参与反应特点：活泼金属失去电子，溶液中 的金属离子得到电子，理论上电镀液浓度不变阳极：镀层金属阴极：镀件电镀液：含镀层金属离子的可溶性溶液,电镀,27,(6)电解的应用 电镀：目的是使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。电镀时待镀金属作阴极，镀层金属作阳极，含镀层金属离子的盐溶液作电镀液。 精炼铜：以粗铜（粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质）作阳极，精铜作阴极，含铜离子的盐溶液为电解质，可以提纯粗铜。 氯碱工业：用碳棒作阳极，铁棒作阴极，电解氯化钠溶液，可制得氢氧化钠、氢气、氯气等化工原料。,28,冶炼活泼的金属：Na、Mg、Al等较活泼的金属很难用还原剂将其还原出来，工业日常采用电解熔融态物质的方法，制得这些金属单质。例如： 2Al2O3（熔融） 4Al+3O2 MgCl2(熔融) Mg+Cl2 2NaCl（熔融） 2Na+Cl2,通电,冰晶石,通电,通电,29,3.金属的腐蚀与防护 (1)腐蚀的本质：金属原子失去电子被氧化，即 M-ne-Mn+ (2)金属腐蚀的类型： 化学腐蚀：金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。 电化学腐蚀：不纯的金属因构成原电池发生氧化还原反应而引起的腐蚀。,30,钢铁腐蚀主要是电化学腐蚀，并有以下两种情况： 吸氧腐蚀：电解质溶液呈弱碱性、中性或弱酸性时发生吸氧腐蚀，主要反应如下： 负极(Fe)：Fe-2e- Fe2+ 正极(C)：O2+2H2O+4e- 4OH- 总反应：2Fe+O2+2H2O 2Fe(OH)2 后继反应： 4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O,31,析氢腐蚀：电解质溶液呈酸性时发生析氢腐蚀，主要反应如下： 负极(Fe)：Fe-2e- Fe2+； 正极(C)：2H+2e- H2 总反应：Fe+2H+ Fe2+H2 (3)金属腐蚀快慢规律 活泼性不同的两种金属构成两个电极,活泼性差别越大,活泼性强的金属腐蚀得越快。 同种金属中，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护措施的腐蚀。,32,(4)金属的防护：影响腐蚀的因素一是金属本身的活泼性，二是金属存在的环境。金属的防护的主要方法有 改变金属的内部组织结构，如合金钢； 覆盖保护层，如电镀、涂油漆等； 电化学保护法：牺牲阳极的阴极保护法（即在要保护的金属上连接一个更活泼的金属）和外加电流的阴极保护法（即把要保护的金属连接在电源的负极上）。,33,34,35,方法指导：考查新型原电池，原电池的两电极反应式，电子流向与电流流向，太阳能电池的工作原理，原电池的总反应式等，还考查考生变通能力和心理素质，能否适应陌生的情境下应用所学知识解决新的问题等。,36,（考查电化腐蚀的知识）为了避免青铜器生成铜绿，以下方法不正确的是（ ） A.将青铜器放在铁质托盘上 B.将青铜器保存在干燥的环境中 C.将青铜器保存在潮湿的空气中 D.在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜,C,37,铜绿是生活中常见的现象，反应原理为2Cu+O2+CO2+H2O Cu2CO3(OH)2，故青铜器应保存在干燥的环境中或表面覆盖一层防渗的高分子膜防止被腐蚀。放在铁质托盘上，会构成原电池反应，但铜为正极被保护。 方法指导：原电池原理在解决能源的利用和金属材料防腐等问题中应用较广，要学会运用原电池的反应原理分析社会和生活中的具体问题。,38,（考查电化学的计算问题）将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为( ) A.123 B.321 C.631 D.632,D,39,三个电解槽串联时，每个电解槽的电极上通过的电子数相等。设每个电极上都通过6 mol电子(此为参照数法，也可设其他的数为参照)，则析出金属钾、镁、铝的物质的量分别为6 mol、3 mol、2 mol，所以析出钾、镁、铝的物质的量之比为632。 方法指导：在解决有关电解池或原电池的计算问题时，运用电子得失守恒的规律是一种基本的方法。,