高考电化学复习电化学化学老师秦吉兵总结.docx

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高考电化学复习电化学化学老师秦吉兵总结

电化学

一、原电池基础复习

一、原电池

1．定义：

把转化成的装置。

2．构成条件：

3．原电池的原理：

从化学反应来看，较活泼的金属发生氧化反应，

电子从较活泼的金属（负极）流向较不活泼的金属（正极）。

以Cu－Zn（稀H2SO4）原电池为例：

负极：

电子，较活泼，

（锌片）：

Zn－2e－=Zn2+（反应）（锌板）（负失氧）

正极：

电子，较不活泼，

（铜片）：

2H++2e－=H2↑（反应）（铜板上有）（正得还）

电池总反应为：

原电池中：

电子流向：

从极─→极

电流方向：

从极─→极

阴离子向极移动，阳离子向极移动。

4．原电池的正﹑负极判断方法：

5．原电池电极反应式的书写规律：

（1）首先写出原电池的总反应式：

（2）再写出较易书写的负极（或正极）电极反应式。

（3）：

由于电化学的总反应式是两电极反应式的加和，所以可根据原电池的总反应式，以及写出的负极（或正极）电极式、由：

总—负=正、总—正=负，可顺利写出正极（或负极）反应式。

【注意】：

（a）、注意分析负极失电子后的氧化产物能否与电解质溶液反应，若氧化产物能与电解质溶液反应，一般电极反应式应写有的电极反应式。

（b）注意溶液的酸碱性，适当地在电极反应式两边加上以满足质量守恒和电荷守恒。

（c）酸性电解质溶液，电极反应式中不应出现。

碱性电解质溶液，电极反应式中不应出现。

6．原电池原理的应用

（1）利用原电池原理可以制造出各种实用电池，即化学电源，如锌锰干电池、铅蓄电池、锂电池、新型燃料电池等。

（2）改变金属与酸反应产生氢气的反应速率——锌的速率比锌要快。

（稀硫酸与锌反应时，常滴入几滴硫酸铜溶液）；

（3）依据原电池反应的原理防止金属的，保护金属。

（4）比较金属的活泼性活泼金属作极被损耗，不活泼金属作极。

【注】1、一般原电池负极与电解质溶液自发反应。

2、一般活动性强的电极做负极，失电子化合价升高，与电解质溶液中氧化性较强的离子先反应。

3、原电池反应可以加快反应速率。

【练习】根据下式氧化还原反应设计一个原电池。

Zn（s）+Fe2+（aq）===Zn2+（aq）+Fe（s）

（1）装置可采用烧杯和盐桥，画出此原电池的装置简图

（2）注明原电池的正极、负极和外电路中电子的流向

（3）写出两个电极上的电极反应

二、金属的电化学腐蚀

1、金属腐蚀：

是指或与周围的物质（气体或液体）发生反应而腐蚀损耗的过程。

其本质是金属原子电子被的过程。

由于金属接触的介质不同，一般金属腐蚀一般分腐蚀和腐蚀两大类。

2、电化学腐蚀：

的金属跟溶液接触时，会发生反应，的金属失去电子被氧化腐蚀，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。

（1）化学腐蚀与电化腐蚀的比较

化学腐蚀

电化腐蚀

含义

金属或合金与具有腐蚀性的化学物质发生氧化还原反应而消耗的过程

不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程

电子得失

金属将电子转移给

有性的物质

活泼金属将电子转移给氧化性较强的物质

电流

电流产生

有微弱产生

本质（腐蚀对象）

金属被氧化

金属被氧化

实例

金属与Cl2、O2等物质

直接反应

钢铁在潮湿的空气中被腐蚀

联系

两者往往同时发生，腐蚀更普遍

（2）析氢腐蚀与吸氧腐蚀比较（以Fe为例）

电化腐蚀类型

析氢腐蚀

吸氧腐蚀

条件

钢铁表面吸附的水膜中溶有CO2等，水膜酸性。

钢铁表面吸附的水膜中溶有O2，

水膜酸性或呈性

电极反应

负极

正极

总反应式

腐蚀作用

发生在某些局部区域内

是主要的腐蚀类型，具有广泛性

4、金属腐蚀快慢的规律

〈1〉金属腐蚀速率大小

电解原理引起的极腐蚀＞原电池原理引起的极腐蚀＞腐蚀＞有防护措施的腐蚀。

〈2〉对同一种金属，腐蚀的快慢：

电解质溶液＞电解质溶液＞电解质溶液。

〈3〉活泼性不同的两金属，活泼性差别越，腐蚀越。

〈4〉对同一种电解质溶液，电解质溶液浓度越，腐蚀越。

5、金属腐蚀防护方法

（1）基本原理：

M-ne－==Mn＋（aq）

（2）常见的金属腐蚀防护方法：

①改变金属的结构，将金属制成合金，增强抗腐蚀能力。

如：

不锈钢。

②在金属表面覆盖层，使金属和周围物质隔离开来。

常见方式有：

涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。

③电化学保护法：

a、牺牲阳极的极保护法（电池）b、外接电源的极保护法（电池）

防腐措施由好到坏的顺序如下：

外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防腐条件的腐蚀＞无防腐条件的腐蚀

三、化学电源

1．一次电池

碱性锌锰电池的负极是，正极是，电解质是。

电极反应是：

负极（锌筒）：

正极（石墨）：

电池总反应式：

Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn（OH）2＋2MnOOH（氢氧化氧锰）

2．银锌电池：

这种电池能量大，电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电，常制成纽扣式

微型电池，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。

负极是，正极是，电解质是。

放电：

负极：

正极：

充电：

阳极：

阴极：

总反应式：

Zn＋Ag2O＋H2OZnOH2＋2Ag

3．铅蓄电池（Pb—PbO2—H2SO4）

负极为，正极为，电解质溶液是较浓。

放电（作原电池）时的电极反应是：

负极：

（反应）

正极：

（反应）

充电（作电解池）时的电极反应为：

阳极：

阴极：

总反应式为：

Pb＋PbO2＋H2SO4

2PbSO4＋2H2O

4．锂电池：

是新一代高能电池，目前已经研制成多种锂电池（已广泛应用于手机行业中）。

某种锂电池总的反应式为：

Li+MnO2＝LiMnO2

负极：

、

正极：

5．海水电池：

1991年，我国科学家首创以铝---空气---海水为材料组成的新型电池，用作航海标志灯。

该电池以取之不尽的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。

负极：

正极：

电池总反应式为：

6．新型燃料电池

（1）氢氧燃料电池：

宇宙飞船上的氢氧燃料电池，两个电极均由多孔碳制成，

氢氧燃料电池负极通入，正极通入，

用KOH溶液作为电解质溶液。

电极反应为：

用H2SO4溶液为电解质溶液，电极反应为：

负极：

负极：

正极：

正极：

电池总反应：

电池总反应：

（2）甲烷燃料电池（电池负极甲烷燃烧失去电子，在碱性条件下生成的CO2与OH-反应生成CO32-和H2O,而正极是O2得到电子而成为OH-。

）

负极：

正极：

电池总反应式为：

【考点分析】

考点1.金属性强弱的判断

已知①M+N2+=M2++N②Pt极电解同浓度P和M的硫酸盐，阴极先析出M③N与E有导线相连放入E的硫酸盐,电极反应：

E2++2e—=E，N-2e—=N2+，则金属活泼性由强到弱为

【变式1】（2012大纲∙11）①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池，①②相连

时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连

时，③的质量减少。

据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是

A．①③②④B．①③④②C．③④②①D．③①②④

考点2.电极反应式书写见专题

【随堂练习】

1、镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：

由此可知，该电池放电时的负极材料是（）

A．Cd（OH）2B．Ni（OH）2C．CdD．NiO（OH）

2、研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。

该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。

关于该电池的下列说法不正确的是

A．水既是氧化剂又是溶剂B．放电时正极上有氢气生成

C．放电时OH－向正极移动D．总反应为：

2Li＋2H2O==2LiOH＋H2↑

3、下列与金属腐蚀有关的说法正确的是

A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重

B．图b中，开关由M改置于N时，Cu-Zn合金的腐蚀速率减小

C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大

D．图d中，Zn-MnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的

4、某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。

下列叙述不正确的是

A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出

B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：

Cu2＋＋2e－＝Cu

C．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色

D．a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动

5、铁镍蓄电池放电时的总反应为：

Fe＋Ni2O3＋3H2O＝Fe（OH）2＋2Ni（OH）2下列有关该电池的说法不正确的是

A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe

B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH−−2e−＝Fe（OH）2

C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低

D．电池充电时，阳极反应为2Ni（OH）2＋2OH−−2e−＝Ni2O3＋3H2O

二、电解池基础复习

一、电解原理

1、定义：

把能转变为能的装置叫电解池。

2、实质：

使通过电解质溶液而在两极上引发氧化还原反应。

3、构成条件：

①两个电极（性或性）；②溶液。

③外加电源；

4、电解原理及电解时电极产物的判断：

（1）阳极产物判断：

与外加电源极相连，离子定向移至阳极。

首先看极，如果是性电极（金属活动顺序表Ag以前），

则电极材料失电子，电极被，溶液中的离子不能失电子。

如果是性电极（Pt、Au、石墨、钛等），

则要再看溶液中的离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序（即还原能力）加以判断，阴离子放电顺序为

注：

一般，在水溶液中，最后放电的阴离子是OH-

（2）阴极产物的判断：

与外加电源极相连，离子定向移至阴极。

无论是惰性电极还是活性电极都参与电极反应，发生反应的是溶液中的离子。

阳离子放电顺序为。

注：

一般，在水溶液中，最后放电的阳离子是H+

5、阴、阳极的判断

阴极与电源的极相连，电子，发生反应；

阳极与电源极相连，电子，发生反应。

7、电解质溶液用惰性电极电解的规律小结：

电解

类型

举例

电极反应

溶液PH

变化

溶液复原方法

物质类别

实例

电解

含氧酸

H2SO4

阳极:

阴极：

强碱

NaOH

活泼金属的含氧酸盐

Na2SO4KNO3

电解

无氧酸

HCl

阳极:

阴极：

不活泼金属的无氧酸盐

CuCl2

阳极:

阴极：

——

放H2生碱型

活泼金属的无氧酸盐

NaCl

阳极:

阴极：

放O2生酸型

不活泼金属的含氧酸盐

CuSO4

阳极:

阴极：

溶液电解pH变化规律

若水中OH-在阳极放电生成O2,则阳极区溶液增生H+，pH降低;若水中H+在阴极放电生成H2,则阴极区溶液增生OH-，pH升高;总反应的结果，若溶液生成酸,则溶液pH降低；若生成碱，则pH升高。

二、电解原理及应用

1、电解精炼铜：

粗铜中含有的杂质通常为等。

电解时，粗铜与直流电源的极相

连，作极，阳极的主要反应为：

，相伴随的反应有：

、、。

用纯铜片接直流电源的极，作极，阴极的反应为：

，用溶液作电解液。

电解过程中阳极质量少，阴极质量加，溶液中CuSO4浓度不变。

比铜活泼的杂质，如：

Zn、Fe、Ni被氧化，以离子的形式进入溶液，留在中。

比铜活泼性差的杂质，如：

Ag、Au在阴极溶解，解体后沉积在电解槽底部形成泥。

【原理】阳极（粗铜）：

阴极（纯铜）：

c（Cu2+）

2、电镀:

是一种特殊的电解，它对电极和电解质溶液都有要求，电镀时，让金属作阴极，使其被保护，金属作阳极，含有金属离子的溶液作电解液。

如铁制品上镀铜的电极方程式为：

阳极（纯铜）：

阴极（镀件）：

，溶液中c（Cu2+）保持。

3．氯碱工业：

装置：

离子交换膜电解槽

离子交换膜的作用：

阻止Cl-、OH-等阴离子及气体分子通过。

这样可防止阴极产生的与阳极产生的混合而，也避免了Cl2与阴极产生的作用生成而影响产品质量。

原理（阳离子交换膜）阳极：

阴极：

电解的化学方程式为：

电解的离子方程式为：

4、冶炼金属：

电解熔融电解质，可炼得活泼金属。

如：

K、Na、Ca、Mg、Al等金属可通过电解其熔融的氯化物或氧化物制得。

电源的负极是最强的“还原剂”，可“强迫”活泼金属的阳离子得电子。

如电解冶炼铝：

电解冶炼Na

阳极反应：

，

阴极反应：

，

总反应式为：

____________________。

阳极反应：

，

阴极反应：

，

总反应式为：

___________________。

三、电解产物的计算

1．必须写出两电极的电极反应式，以阴阳两极得失电子数相等为桥梁，对两极产物进行计算。

根据电子守恒法计算：

用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。

【考点分析】

[一]:

金属腐蚀的电极反应方程式的书写

例1：

钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生电化学腐蚀时，正极的反应式为（　　）

A.Fe-2e-

Fe2+B.2H++2e-

H2↑

C.

4

D.Fe-3e-

Fe3+

[二]：

电解原理（能量转化，电极反应，活泼电极，惰性电极，浓度变化，恢复，PH变化等。

）

例2：

如图所示，下列叙述正确的是（）

A.Y为阴极，发生还原反应B.X为正极，发生氧化反应

C.Y与滤纸接触处有氧气生成D.X与滤纸接触处变红

【变式训练2】三氧化二镍（Ni2O3）可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：

用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加放适量硫酸钠后进行电解。

电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成

，把二价镍氧化为三价镍。

以下说法正确的是（）

A.可用铁作阳极材料B.电解过程中阳极附近溶液的pH升高

C.阳极反应方程式为：

2

－2e－＝Cl2

D.1mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1mol电子。

【变式训练3】某同学按图所示的装置进行电解实验。

下列说法正确的是（）

A.电解过程中，铜电极上有H2产生

B.电解初期，主反应方程式为：

Cu＋H2SO4

CuSO4＋H2↑

C.电解一定时间后，石墨电极上有铜析出

D.整个电解过程中，H＋的浓度不断增大

[三]：

电解的有关计算（电解液浓度,电解后的PH,两极产物）

例3：

某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3︰1，用石墨电极电解该混

合液。

下列叙述不正确的是

A．阴极自始至终均析出H2B．阳极先析出Cl2，后析出O2

C．电解最后阶段为电解水D．溶液pH不断增大，最后为7

【变式训练4】在100mlH2SO4与CuSO4的混合液中，用石墨作电极电解一段时间，两极上均收集到2.24L气体（标准状况），则原溶液中Cu2+物质的量浓度为（）

A．1molL-1B．2molL-1C．3molL-1D．4molL-1

【变式训练5】蓄电池反应如下：

负极：

Pb+

=PbSO4+2e-正极：

PbO2+4H++

+2e=PbSO4+2H2O若用其电解饱和食盐水制Cl20.05mol电池内消耗H2SO4至少是（）

A.0.025molB.0.05molC.0.1molD.0.2mol

[四]：

电解的运用（氯碱工业,电解精炼铜,电镀等）

例4：

下列有关工业生产的叙述正确的是（）

A.合成氨生产过程中将NH3液化分离，可加快正反应速率，提高N2、H2的转化率

B.硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量

C.电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的Cl2进入阳极室

D.电解精炼铜时，同一时间内阳极溶液铜的质量比阴极析出铜的质量小

【变式训练6】下列描述中，不符合生产实际的是

A.电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极B.电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极

C.电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极D.在镀件上电镀锌，用锌作阳极

[五]：

金属腐蚀原理

例3.下列关于金属腐蚀的叙述正确的是（）

A.金属在潮湿情况下的腐蚀实质是M+nH2O====M（OH）n+n/2H2↑

B.金属的化学腐蚀实质是M-ne-→Mn+，电子直接转移给氧化剂

C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行

D.在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀

【变式训练8】下列叙述不正确的是（）

A.金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更普通B.钢铁在干燥空气里不易被腐蚀

C.用铝质铆钉铆接铁板，铝铆钉易被腐蚀D.原电池中电子由正极流入负极

【变式训练9】下列说法正确的是（　）

A.钢铁因含杂质而容易发生电化学腐蚀，所以合金都不耐腐蚀

B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀

C.钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同，引起的正极反应不同

D.无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化

【变式训练10】为保护地下钢管不受腐蚀，可采取的措施有（）

A.与石墨棒相连B.与直流电源负极连接C.与直流电源正极连接D.与锌板相连

【变式训练11】下列金属防护的方法不正确的是（）

A.对健身器材涂油漆以防止生锈B.对某些工具的“机械转动部位”选用刷油漆的方法来防锈

C.用牺牲锌块的方法来保护船身D.自行车的钢圈上镀上一层铬防锈

【练习7】．（1993年上海高考化学题）有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线联结起来，浸入电解质溶液中，B不易被腐蚀；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。

据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为（）

A．D＞C＞A＞BB．D＞A＞B＞C．D＞B＞A＞CD．B＞A＞D＞C

例6．在锌与稀硫酸反应时，滴入2滴硫酸铜溶液，则生成氢气的速率（　）

A.不变　　B.减慢　　C.加快　　D.立即停止

【练习8】实验室中欲快速制氢气，应采取的措施是（　）

A.纯锌与稀硫酸反应B.纯锌与浓硫酸反应

C.含铜、铅等杂质的粗锌与稀硫酸反应D.粗锌与稀硝酸反应

例7．镍氢电池是近年来开发出来的可充电电池,它可以取代会产生污染镉的镍镉电池,镍氢电池的总反应是:

H2+2NiO（OH）=2Ni（OH）2,根据此反应式判断,下列叙述中正确的是（）

A.电池放电时,电池负极周围溶液的PH不断增大B.电池放电时,镍元素被氧化

C.电池充电时,氢元素被还原D.电池放电时,H2是负极

【练习11】．按下图装置进行实验，并回答下列问题

⑴判断装置的名称：

A池为___________B池为______________

⑵锌极为__________极，电极反应式为_________________________

铜极为__________极，电极反应式为_________________________

石墨棒C1为______极，电极反应式为________________________

石墨棒C2附近发生的实验现象为_______________________________

⑶当C2极析出224mL气体（标准状态时，锌的质量变化（增加或减少）_________g.CuSO4溶液的质量变化了（增加或减少了）_________g

【课后练习】

1、（2007年高考广东化学卷）三氧化二镍（Ni2O3）可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：

用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加入适量硫酸钠后进行电解。

电解过程中产生的Cl2在弱碱性条件下生成ClO-，把二价镍氧化为三价镍。

以下说法正确的是（）

A.可用铁作阳极材料B.电解过程中阳极附近溶液的pH升高

C.阳极反应方程式为：

2Cl-－2e－＝Cl2

D.1mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过了1mol电子。

2、用铂电极电解CuSO4溶液，当c（Cu2+）降至原来的一半时停止通电，则加入下面物质能使溶液恢复成原来浓度的是（）

A.无水CuSO4B.CuOC.Cu（OH）2D.CuSO4·5H2O

3、在100mlH2SO4与CuSO4的混合液中，用石墨作电极电解一段时间，两极上均收集到2.24L气体（标准状况），则原溶液中Cu2+物质的量浓度为（）

A．1mol·L-1B．2mol·L-1C．3mol·L-1D．4mol·L-1

4、在25℃时，将2个铜电极插入到一定的Na2SO4饱和溶液中，通直流电电解并不断搅拌，当阴极上收集到amol的气体的同时，溶液中析出了bmol的结晶水合物Na2SO4·10H20，若保持温度不变，则所剩溶液中溶质的质量分数是（）

A.

B.

C.

D.

5、下列有关工业生产的叙述正确的是（）

A.合成氨生产过程中将NH3液化分离，可加快正反应速率，提高N2、H2的转化率

B.硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量

C.电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法，可防止阴极室产生的Cl2进入阳极室

D.电解精炼铜时，同一时间内阳极溶液铜的质量比阴极析出铜的质量小

7、下列描述中，不符合生产实际的是（）

A.电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极B.电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极

C.电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极D.在镀件上电镀锌，用锌作阳极

8、下列关于铜电极的叙述不正确的是（）

A.铜锌原电池中铜是正极B.用电解法精炼粗铜时铜作阳极

C.在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极D.电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极

9、（09福建卷

11）控制适合的条件，将反应

设计成如右图所示的原电池。

下列判断不正确的是

A.反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应

B.反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原

C.电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态

D.电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固定，乙中石墨电极为负极

10．（09安徽卷12）

Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取.Cu2O的电解池示意图如下，点解总反应：

2Cu+H2O==Cu2O+H2O

。

下列说法正确的是

A.石墨电极上产生氢气

B.铜电极发生还原反应

C.铜电极接直流电源的负极

D.当有