高中化学《电化学》考点精心汇总Word下载.docx

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考点二　原电池原理的“四”个基本应用

1．用于金属的防护

使被保护的金属制品作原电池正极而得到保护。

例如，要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。

2．设计制作化学电源

（1）首先将氧化还原反应分成两个半反应。

（2）根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。

3．比较金属活动性强弱

两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。

4．加快氧化还原反应的速率

一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。

例如，在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。

1．将过量的两份锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，请画出产生H2的体积V（L）与时间t（min）的关系图像。

答案　

【反思归纳】

改变Zn与H＋反应速率的方法

（1）加入Cu或CuSO4，形成原电池，加快反应速率，加入Cu不影响Zn的量，但加入CuSO4，Zn的量减少，是否影响产生H2的量，应根据Zn、H＋的相对量多少判断。

（2）加入强碱弱酸盐，由于弱酸根与H＋反应，使c（H＋）减小，反应速率减小，但不影响生成H2的量。

“装置图”常见失分点提示

1．不注明电极材料名称或元素符号。

2．不画出电解质溶液（或画出但不标注）。

3．误把盐桥画成导线。

4．不能连成闭合回路。

考点三　化学电源

1．日常生活中的三种电池

（1）碱性锌锰干电池——一次电池

正极反应：

2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－；

负极反应：

Zn＋2OH－－2e－===Zn（OH）2；

总反应：

Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn（OH）2。

（2）锌银电池——一次电池

Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－；

Zn＋Ag2O＋H2O===Zn（OH）2＋2Ag。

（3）二次电池（可充电电池）

铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2。

①放电时的反应

a．负极反应：

Pb＋SO2－4－2e－===PbSO4；

b．正极反应：

PbO2＋4H＋＋SO2－4＋2e－===PbSO4＋2H2O；

c．总反应：

Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。

②充电时的反应

a．阴极反应：

PbSO4＋2e－===Pb＋SO2－4；

b．阳极反应：

PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO2－4；

2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。

注：

可逆电池的充、放电不能理解为可逆反应。

2．“高效、环境友好”的燃料电池

氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。

1．化学电源中电极反应式书写的一般步骤

“加减法”书写电极反应式

（1）先确定原电池的正、负极，列出正、负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失。

（2）注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。

若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；

若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且O2生成OH－，若电解质溶液为酸性，则H＋必须写入正极反应式中，O2生成水。

（3）正、负极反应式相加得到电池反应的总反应式。

若已知电池反应的总反应式，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。

（4）燃料电池的电极反应中，酸性溶液中不能出现OH－，碱性溶液中不能出现H＋，水溶液中不能出现O2－，而熔融电解质中O2被还原为O2－。

2．锂离子电池充放电分析

常见的锂离子电极材料

正极材料：

LiMO2（M：

Co、Ni、Mn等）

LiM2O4（M：

LiMPO4（M：

Fe等）

负极材料：

石墨（能吸附锂原子）

LixCn－xe－===xLi＋＋nC

Li1－xMO2＋xLi＋＋xe－===LiMO2

Li1－xMO2＋LixCn放电nC＋LiMO2。

考点四　电解的原理

1．电解定义

在电流作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。

2．能量转化形式

电能转化为化学能。

3．电解池

（1）构成条件

①有与电源相连的两个电极。

②电解质溶液（或熔融盐）。

③形成闭合回路。

（2）电极名称及电极反应式（如图）

（3）电子和离子的移动方向

特别提醒　电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是依靠离子定向移动形成电流，即电子本身不会通过电解质溶液。

4．分析电解过程的思维程序

（1）首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。

（2）再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组（不要忘记水溶液中的H＋和OH－）。

（3）然后排出阴、阳两极的放电顺序

阴极：

阳离子放电顺序：

Ag＋>

Fe3＋>

Cu2＋>

H＋（酸）>

Fe2＋>

Zn2＋>

H＋（水）>

Al3＋>

Mg2＋>

Na＋>

Ca2＋>

K＋。

阳极：

活泼电极>

S2－>

I－>

Br－>

Cl－>

OH－>

含氧酸根离子。

注意①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液（或熔融电解质）中的阳离子放电。

②最常用、最重要的放电顺序：

OH－；

H＋。

③电解水溶液时，K＋～Al3＋不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。

（4）分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电荷守恒。

（5）最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。

深度思考

1．用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程，并总结电解规律（用惰性电极电解）。

（1）电解水型

①电解水型电解一段时间后，其电解质的浓度一定增大吗？

举例说明。

答案　不一定，如用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液，一段时间后会析出Na2SO4·

10H2O晶体，剩余溶液仍为该温度下的饱和溶液，此时浓度保持不变。

②用惰性电极电解饱和Na2SO4溶液，一段时间后，析出w 

gNa2SO4·

10H2O晶体，阴极上放出a 

g气体，则饱和Na2SO4溶液的质量分数为__________。

答案　71w161（w＋9a×

100%

解析　2H2O=====电解2H2↑＋O2↑

a2mol 

a2mol

被电解的水的质量为9a 

g

被电解的水与w 

g晶体组成该温度下的饱和溶液

其质量分数为322×

100%＝71w161（w＋9a×

100%。

（2）电解电解质型

（3）放H2生碱型

要使电解后的NaCl溶液复原，滴加盐酸可以吗？

答案　不可以，电解NaCl溶液时析出的是等物质的量的Cl2和H2，所以应通入氯化氢气体，加入盐酸会引入过多的水。

（4）放O2生酸型

1.做到“三看”，正确书写电极反应式

（1）一看电极材料，若是金属（Au、Pt除外）作阳极，金属一定被电解（注：

Fe生成Fe2＋）。

（2）二看介质，介质是否参与电极反应。

（3）三看电解质状态，若是熔融状态，就是金属的电冶炼。

2．规避“三个”失分点

（1）书写电解池中电极反应式时，一般以实际放电的离子表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。

（2）要确保两极电子转移数目相同，且应注明条件“电解”。

（3）电解水溶液时，应注意放电顺序中H＋、OH－之后的离子一般不参与放电。

考点五　电解原理的应用

1．电解饱和食盐水

（1）电极反应

阳极反应式：

2Cl－－2e－===Cl2↑（氧化反应）

阴极反应式：

2H＋＋2e－===H2↑（还原反应）

（2）总反应方程式

2NaCl＋2H2O=====电解2NaOH＋H2↑＋Cl2↑

离子反应方程式：

2Cl－＋2H2O=====电解2OH－＋H2↑＋Cl2↑

（3）应用：

氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。

2．电镀

右图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题：

（1）镀件作阴极，镀层金属银作阳极。

（2）电解质溶液是AgNO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。

（3）电极反应：

Ag－e－===Ag＋；

Ag＋＋e－===Ag。

（4）特点：

阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。

3．电解精炼铜

（1）电极材料：

阳极为粗铜；

阴极为纯铜。

（2）电解质溶液：

含Cu2＋的盐溶液。

Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e－===Ni2＋、Cu－2e－===Cu2＋；

Cu2＋＋2e－===Cu。

4．电冶金

利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。

（1）冶炼钠

2NaCl（熔融）=====电解2Na＋Cl2↑

电极反应：

2Cl－－2e－===Cl2↑；

2Na＋＋2e－===2Na。

（2）冶炼铝

2Al2O3（熔融）=====电解4Al＋3O2↑

6O2－－12e－===3O2↑；

4Al3＋＋12e－===4Al。

考点六　应对电化学定量计算的三种方法

1．计算类型

原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。

2．三种方法

（1）根据总反应式计算

先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。

（2）根据电子守恒计算

①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。

②用于混合溶液中电解的分阶段计算。

（3）根据关系式计算

根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。

如以通过4mole－为桥梁可构建如下关系式：

（式中M为金属，n为其离子的化合价数值）

该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式便能快速解答常见的电化学计算问题。

提示　在电化学计算中，还常利用Q＝I·

t和Q＝n（e－）×

NA×

1.60×

10－19C来计算电路中通过的电量。

串联装置图比较

图甲中无外接电源，二者必有一个装置是原电池（相当于发电装置），为电解装置提供电能，其中两个电极活动性差异大者为原电池装置，即左图为原电池装置，右图为电解装置。

图乙中有外接电源，两烧杯均作电解池，且串联电解，通过的电流相等。

考点七　金属的腐蚀和防护

1．金属腐蚀的本质

金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。

2．金属腐蚀的类型

（1）化学腐蚀与电化学腐蚀

类型

化学腐蚀

电化学腐蚀

条件

金属跟非金属单质直接接触

不纯金属或合金跟电解质溶液接触

现象

无电流产生

有微弱电流产生

本质

金属被氧化

较活泼金属被氧化

联系

两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍

（2）析氢腐蚀与吸氧腐蚀

以钢铁的腐蚀为例进行分析：

析氢腐蚀

吸氧腐蚀

水膜酸性较强（pH≤4.3）

水膜酸性很弱或呈中性

电极反应

负极

Fe－2e－===Fe2＋

正极

2H＋＋2e－===H2↑

O2＋2H2O＋4e－===4OH－

总反应式

Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑

2Fe＋O2＋2H2O===2Fe（OH）2

吸氧腐蚀更普遍

3.金属的防护

（1）电化学防护

①牺牲阳极的阴极保护法—原电池原理

a．负极：

比被保护金属活泼的金属；

b．正极：

被保护的金属设备。

②外加电流的阴极保护法—电解原理

a．阴极：

被保护的金属设备；

b．阳极：

惰性金属或石墨。

（2）改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。

（3）加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。

1．判断金属腐蚀快慢的规律

（1）对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：

电解原理引起的腐蚀>

原电池原理引起的腐蚀>

化学腐蚀>

有防腐措施的腐蚀。

（2）对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：

强电解质溶液中>

弱电解质溶液中>

非电解质溶液中。

（3）活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。

（4）对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。

2．两种保护方法的比较

外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法。

3．根据介质判断析氢腐蚀和吸氧腐蚀

正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。

潮湿的空气、酸性很弱或中性溶液发生吸氧腐蚀；

NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。