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1、电化学 电化学复习一、原电池要点一、原电池 1、概念：将化学能转化为电能的装置叫原电池。 2、原电池的构成条件 两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属)，分别发生氧化和还原反应。 负极：活泼性强，失去电子发生氧化反应。 正极：活泼性弱，溶液中阳离子得到电子发生还原反应。 电解质溶液，电解质中阴离子向负极方向移动，阳离子向正极方向移动，阴阳离子定向移动形成内电路。 导线将两电极连接，形成闭合回路。 有能自发进行的氧化还原反应。 要点诠释：a原电池中，电极材料可能与电解质反应，也可能与电解质不反应。如图： b形成闭合回路的方式有多种，可以是用导线连接两个电极，也可以是两电极直接接触。如

2、图： 要点二、原电池工作原理的实验探究 1、实验设计 按照图示装置进行实验。请观察两个金属片插入溶液后电流表指针位置的变化、金属电极表面的变化以及溶液温度的变化，分析是否有电流产生。 按照下图组装实验装置，注意最后将盐桥插入两种电解质溶液中。请观察反应过程中电流表指针位置的变化，判断是否有电流产生，并观察电极表面以及溶液温度的变化情况。 要点诠释：盐桥的作用及优点 a组成：将热的饱和KCl或NH4NO3琼胶溶液倒入U形管中(不能产生裂隙)，即可得到盐桥。将冷却后的U形管浸泡在KCl饱和溶液或NH4NO3饱和溶液中备用。 b作用：使两个半电池中的溶液连成一个通路。 c优点：使原电池中的氧化剂和还

3、原剂近乎完全隔离，并在不同区域之间实现了电子的定向移动，使原电池能持续、稳定地产生电流。 2、实验记录电流产生情况电极表面变化情况温度变化情况能量变化情况()有电流产生锌片质量减小，同时铜片上有红色物质析出，铜片质量增加溶液温度升高化学能转化为电能、热能()有电流产生锌片质量减小，铜片上有红色物质析出，铜片质量增加溶液温度不变化学能转化为电能 3、实验分析 对于图甲装置 Zn片：Zn2eZn2+ Cu片：Cu2+2eCu 同时在Zn片上，Zn可直接与CuSO4溶液反应，生成Cu与ZnSO4，因此该装置中既有化学能转化为电能，同时也有化学能转化为热能。 对于图乙所示原电池 锌片：负极，Zn2eZ

4、n2+(氧化反应) 铜片：正极，Cu2+2eCu(还原反应) 总化学方程式：Zn+Cu2+Cu+Zn2+ 4、实验原理分析：(如图所示) 要点三、原电池中电荷移动方向 在原电池构成的闭合电路中，有电荷的流动；从电路的构成方面来说，有外电路上电荷的流动和内电路上电荷的流动；从电荷的类型方面来说，有电子的流动和阴、阳离子的流动，其中的具体情况见图。 要点四、原电池的电极判断 要点诠释：活泼金属在原电池中不一定作负极。 如MgAlNaOH溶液原电池，活泼性MgAl，但此原电池中Al作负极，Mg作正极。负极反应：Al+4OH3e AlO2+2H2O，正极反应：2H+2eH2，总反应：2Al+2NaOH

5、+2H2O2NaAlO2+3H2。判断一个原电池中的正负极，最根本的方法是：失e的一极是负极；得e的一极为正极。要点五、原电池电极反应式的书写 1、题目给定图示装置 2、题目给定总反应式 分析化合价，确定电极反应物与产物，按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应的原理，写出正负电极的反应物与产物。 在电极反应式的左边写出得失电子数，并使左右两边电荷守恒。 根据质量守恒定律配平电极反应式。 3、几个注意点 负极材料若不与电解质溶液发生反应，则负极失电子，空气中的O2得电子发生还原反应。 电极反应式的书写必须遵守离子方程式的书写要求，如难溶物、难电离物、气体、单质、氧化物等均应写成化学式形式。 注意

6、电解质溶液的成分对正负极反应产物的影响。如负极反应生成的阳离子若与电解质溶液的阴离子反应，则电解质溶液的阴离子应写入电极反应式，例如Fe与Cu在NaOH溶液中形成原电池，负极反应为Fe+2OH2eFe(OH)2。要点六、原电池原理在化学中的应用 1、设计原电池 从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。 关键： 电解质溶液：一般能与负极反应。或者溶解在溶液中的物质(如O2)与负极反应。 电极材料：一般较活泼的金属作负极，较不活泼的金属或非金属作正极。 设计思路：设计思路实例以自发的氧化还原反应为基础2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2把氧化还原反应分为氧化反应和还原反应

7、两个半反应，从而确定电极反应氧化反应(负极)：Cu2eCu2+；还原反应(正极)：2Fe3+2e2Fe2+以两极反应原理为依据，确定电极材料及电解质溶液负极材料：Cu；正极材料：石墨或铂或比Cu不活泼的其他金属；电解质溶液：FeCl3溶液画出示意图 2、原电池工作原理的其他应用制造种类电池金属的腐蚀与防护判断金属的活泼性 加快反应的速率 构成原电池时反应速率比直接接触的反应速率快。如实验室制取H2时，用粗锌与稀H2SO4反应比用纯锌时的速率快。二、化学电源知识点一、化学电池 1、定义 化学电池是将化学能转变成电能的装置。 2、分类 3、化学电池的优点 化学电池的能量转换效率较高，供能稳定可靠。

8、 可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电池组。 使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。 4、判断电池优劣的主要标准 比能量：即单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位(Wh)/k或(Wh)/L。 比功率：即单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位W/kg或W/L。 电池的可储存时间的长短。知识点二、常见的化学电池电池负极反应正极反应总反应式一次电池普通干电池(Zn、MnO2、NH4Cl、C)Zn2eZn2+2MnO2+2NH4+2e2NH3+Mn2O3+H2O2MnO2+2NH4+Zn2NH3+Mn2O3+H2O+Zn2+碱性锌锰电池(Zn、KOH、MnO2)Zn+2OH2e

9、Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e2MnOOH+2OHZn+2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn(OH)2锌银电池(Zn、KOH、Ag2O)Zn+2OH2eZn(OH)2Ag2O+H2O+2e2Ag+2OHZn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag二次电池铅蓄电池(Pb、H2SO4、PbO2)Pb+SO422ePbSO4PbO2+4H+SO42+2ePbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O氢镍电池H2、OH、NiO(OH)H2+2OH2e2H2O2NiO(OH)+2H2O+2e2Ni(OH)2+2OH2NiO(OH)+H22Ni(OH)2燃料电池氢氧燃料

10、电池(H2、H+、O2)2H24e4H+O2+4H+4e2H2O2H2+O22H2O氢氧燃料电池(H2、Na2SO4、O2)2H24e4H+O2+2H2O+4e4OH2H2+O22H2O氢氧燃料电池(H2、OH、O2)2H2+4OH4e4H2OO2+2H2O+4e4OH2H2+O22H2O知识点三、各种化学电池的特点名称一次电池(干电池)二次电池(充电电池或蓄电池)燃料电池定义发生氧化还原反应的物质消耗到一定程度，就不能再使用放电后可以再充电使发生氧化还原反应的物质获得再生一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池特点电解质溶液制成胶状，不流动可以多次重复使用工作时，燃料和氧化剂

11、连续地由外部供给，在电极上不断地进行反应，生成物不断地被排除，于是电池就连续不断地提供电能举例普通的锌锰电池、碱性锌锰电池铅蓄电池、氢镍电池、镉镍电池氢氧燃料电池、CH4燃料电池、CH3OH燃料电池知识点四、化学电池电极反应式的书写 1、根据装置书写电极反应式 先分析题目给定的图示装置，确定原电池正负极上的反应物质，并标出电子得失的数目。 电极反应式的书写 a负极：活泼金属或H2失去电子生成阳离子；若电解质溶液中的阴离子与生成的阳离子不共存，则该阴离子应写入负极反应式。如铅蓄电池，负极：Pb+SO422ePbSO4。 b正极：阳离子得到电子生成单质或O2得到电子，若反应物是O2，则有以下规律：

12、 电解质溶液是碱性或中性：O2+2H2O+4e4OH 电解质溶液是酸性；O2+4H+4e2H2O 正负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。 2、给出总反应式，写电极反应式 如果题目给定的是总反应式，可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)，选择一个简单的变化去写电极反应式，另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去已写出的电极反应式，即得结果。以2H2+O22H2O为例，当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式的书写步骤如下。 根据总反应方程式分析有关元素化合价的变化情况，确定2 mol H2失掉4 mol电子，初步确定负极反应为：

13、2H24e4H+。 根据电解质溶液为碱性，与H+不能共存，反应生成水，推出OH应写入负极反应式为：2H2+4OH4e4H2O。 用总反应式2H2+O22H2O减去负极反应式得正极反应式为：2H2O+O2+4e4OH。 3、可充电电池电极反应式的书写 在书写可充电电池电极反应式时，要明确电池和电极，放电为原电池，充电为电解池。 原电池的负极与电解池的阳极发生氧化反应，对应元素化合价升高； 原电池的正极与电解池的阴极发生还原反应，对应元素化合价降低。 要点诠释：书写燃料电池的电极反应式时，首先要明确电解质是酸、碱还是熔融盐。在酸性电解质溶液中电极反应式中不能出现OH，碱性电解质溶液中电极反应式中不

14、要出现H+，同时还要分清燃料是H+还是含碳燃料(CO、CH4、CH3OH、C2H5OH)，但无论是哪一种燃料在碱性条件下正极反应式都是一样的，即O2+4e+2H2O4OH。如果是含碳燃料，负极反应式的书写同CH4作负极时的书写方法相同，只是需要配上不同的化学计量数。一般来说，燃料电池的总反应式与燃料燃烧的反应方程式相同，因此可以通过将两极加和的方法，判断各极反应方程式的书写是否正确。知识点五、新型电池 1、菠菜电池 科学家参照光合作用原理，利用生物技术手段发明了一种新型菠菜电池。科学家们首先从菠菜的叶绿体中分离出多种蛋白质，并将这些蛋白质分子与一种肽分子混合，这种肽分子能在蛋白质分子外形成保护

15、层，为其创造类似植物叶片内的生存环境。之后，科学家又将提取出的蛋白质分子铺在一层金质薄膜上，而后在其最上方再加一层有机导电材料，做成一个类似“三明治”的装置。当光照射到这个“三明治”上时，装置内会发生光合作用，最终产生电流。 2、水充电池 水充电池的发明使水直接转化为电能成为现实。当水流动时，因摩擦而充满带正、负电荷的物质，与固体相互吸引，这样就会产生一个很薄的带静电荷的水流层，也叫双电荷层或者电偶层，如果将这两种电荷分开，就能使其像我们日常生活中使用的电池那样提供电能。这种“水充电池”无污染、无毒并且易于携带，预计在不久的将来，这种电池就可以投入商用了。 3、生物热电池 生物热电池是一块植有

16、数千个微型热电发生器的芯片。它利用“热电偶效应”发电，即将两种不同的材料连接起来组成一个闭合回路，如果两个连接点的温度不一样，就能产生微小的电压。该装置用碲化铋半导体材料制造，其中掺入了杂质，使得一端富有多余的电子，另一端则因为缺少了电子而带正电，这样的制造方法使热电偶的发电能力比同等规模的金属装置更强。“生物热电池”能够持续工作约30年，这就可以减少更换电池的次数。 4、汽油电池 设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是本世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通人空气，另一电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了YO3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2。 5、溶氧生物

17、电池 用作人体心脏起搏器的电池规格与通常的电池有很大的不同。要求是一次电池，输出功率只需几个毫瓦，但必须连续工作若干年，其间不需要维持保养，例如Zn2+/Zn和H+/O2、Pt构成的“生物电池”。因人体体液中含有一定量的溶解氧，若该“生物电池”在低功率下工作，人体就会易于适应Zn2+的增加和H+的迁出。三、电解原理要点一、电解原理 1定义：使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫电解。 2装置特点：电能转化为化学能。 3形成条件：（1）与电源两个电极相连；（2）电解质溶液（或熔融的电解质）；（3）形成闭合回路。 4阴阳极的判断及反应原理（以电解熔融NaCl、

18、CuCl2溶液为例）要点二、电解反应类型 1只有电解质参加的反应（电解CuCl2溶液） 阳极：2Cl2eCl2（氧化反应） 阴极：Cu2+2eCu（还原反应）总反应：CuCl2Cu+Cl22只有水参加的反应（电解稀硫酸）阳极：4OH-4e=2H2O+O2 阴极：2H+2e=H2总反应：2H2O2H2+O23水和电解质均参加的反应（电解饱和食盐水）阳极：2Cl-2e=Cl2 阴极：2H+2e=H2 总反应：2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH 4电极参加的反应阳极反应：Cu-2e=Cu2+ 阴极反应：2H+-2e=H2总反应：Cu+2H+Cu2+H2要点三、电解时电极反应式的书写 1看电

19、极。 主要是看阳极是何类型的电极，若为活性电极，电极本身被氧化发生氧化反应。阴极一般不参与电极反应。 2看离子。 搞清电解质溶液中存在哪些阴离子、阳离子，根据放电顺序书写电极反应式。3水溶液中始终有H+和OH，放电顺序中H+、OH之后的离子一般不参与电极反应。 例如：电解CuSO4（aq）的电极反应分析： 如图所示：（1）看电极。石墨作阳极，Fe作阴极，所以两电极都不反应。 （2）看离子。 阳离子放电顺序：Cu2+H+，故Cu2+2eCu 阴离子放电顺序：OHSO42，故4OH4e2H2O+O2总方程式为：2Cu2+2H2O2Cu+O2+4H+或2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4

20、 要点诠释：书写电极反应式的步骤一般分为四步：（1）列物质、标得失；（2）选离子、配电荷；（3）配个数、巧用水；（4）两式加、验总式。四、电解规律要点一、电解时电极产物的判断 1阳极产物的判断。 首先看电极，如果是活性电极（除Au、Pt、石墨以外的材料作电极），则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极（Pt、Au、石墨），则要再看溶液中阴离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序加以判断。阴离子放电顺序：S2IBrClOH含氧酸根（SO42、NO3等）。 2阴极产物的判断。直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+（H+浓度较

21、大时）Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+H+（H+浓度较小时）Al3+Mg2+。 要点诠释：（1）离子的放电顺序主要取决于离子的本性，但还与其他的因素有关（如离子的浓度、溶液的酸碱性等），如在电镀条件下Fe2+、Zn2+的放电顺序在H+之前。 （2）阳离子的放电顺序基本上与金属活动性顺序相反，即越活泼的金属，其阳离子越难结合电子，但需注意：Fe3+氧化性较强，排在Cu2+之前。要点二、酸、碱、盐溶液电解规律类型电极反应特点实例电解对象电解质浓度pH电解质溶液复原电解水型阴：2H+2eH2阳：4OH4e2H2O+O2NaOH水增大增大水H2SO4水增大减小水Na2SO4水增大不变水电解电解型电解质

22、电离出的阴、阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大氯化氢CuCl2电解质减小氯化铜放H2生碱型阴极：H2O放H2生碱阳极：电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质增大氯化氢放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生酸CuSO4电解质和水生成新电解质增大氧化铜 要点诠释：（1）用惰性电极电解电解质溶液时，首先要全面分析电解质溶液的组成找全离子并分为阴、阳离子两组，然后排出阴、阳离子的放电顺序，写出两极上的电极反应式，根据两极的电极反应式写出反应的总方程式。 （2）若阴极为H+放电，则阴极区c (OH)增大；若阳极为OH放电，则阳极区c (H+)增大；若阴、阳极同时有H+、OH

23、放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大。 （3）用惰性电极电解时，若使电解后的溶液恢复原状态，应遵循“缺什么加什么，缺多少加多少”的原则，一般加入阴极产物与阳极产物的化合物，例如电解CuSO4溶液，发生反应2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4，若使溶液恢复原状态，可向溶液中加入CuO，若加入Cu(OH)2（可拆写成CuOH2O）会使溶液中水量增多，CuSO4溶液被稀释，其他如电解NaOH溶液加H2O，电解食盐水通入HCl气体等。要点三、电化学计算的基本方法 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测定的计算、根据电量求产物的量与根据产

24、物的量求电量等的计算。不论哪类计算，均可概括为下列三种方法： 1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、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等（或阴、阳两极得、失电子守恒） 2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比例式计算。 3根据关系式计算：根据得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。 要点诠释：电解的计算：首先正确书写电极反应式（要特别注意阳极材料）；注意溶液中多种离子共存时，要根据离子放电顺序确定离子放电的先后；最后根据得失电子守恒进行相关计算。五、电解原理的应用要点一、电解原理的应用氯

25、碱工业概念电解饱和食盐水的方法制取NaOH、Cl2和H2，以它们为原料生产系列化工产品电极反应阳极：2Cl2eCl2 阴极：2H+2eH2总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2方法离子交换式食盐水的精制粗盐水精制食盐水电镀概念利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程电极材料阳极：镀层金属 阴极：镀件电镀液含镀层金属离子的电解质溶液电解精炼铜电极材料阳极：粗铜 阴极：纯铜电解质溶液CuSO4溶液电极反应阳极：Cu2eCu2+阴极：Cu2+2eCu电冶金属概念使用电解的方法使金属离子从其化合物中还原出来 Mn+neM电冶钠电解反应阳极：2Cl2eCl2阴极：2Na+2

26、e2Na电冶铝电解反应阳极：6O212e3O2阴极：4Al3+12e4Al 要点诠释：（1）电解精炼铜，粗铜中含有的Zn、Fe、Ni等失去电子，变成金属阳离子进入溶液，Zn2eZn2+、Fe2eFe2+、Ni2eNi2+，其他的杂质以阳极泥的形式沉积。 （2）电镀时，阳极（镀层金属）失去电子的数目跟阴极镀层金属离子得到电子的数目相等，因此电镀液的浓度保持不变。 （3）电解或电镀时，电极质量减少的电极必为金属电极（阳极），电极质量增加的电极必为阴极且溶液中的金属阳离子得电子变成金属吸附在阴极上。 （4）由于Al2O3熔点很高，电冶时加入冰晶石（Na3AlF6）以降低其熔点。 （5）离子交换膜法制

27、烧碱 离子交换膜电解槽的组成 由阳极（金属钛网）、阴极（碳钢网）、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。下图表示一个单元槽的示意图。 阳离子交换膜的作用 将电解槽隔成阴极室和阳极室，它只允许阳离子（Na+）通过，而阻止阴离子（Cl、OH）和气体通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。要点二、原电池和电解池的区别和联系六、金属的腐蚀与防护要点一、金属的腐蚀 金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。 1金属腐蚀的实质。 金属腐蚀的实

28、质都是金属原子失去电子被氧化的过程，用反应方程式表示为：MneMn+（M代表金属元素）。 2金属腐蚀的分类。 3化学腐蚀和电化学腐蚀的比较。化学腐蚀电化学腐蚀相同点金属原子失去电子而被氧化的过程，即金属原子转化为阳离子的过程不同点条件金属与氧化剂直接接触不纯金属与电解质溶液接触现象无电流有微弱电流本质金属被氧化活泼金属被氧化相互关系往往同时发生，电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多，危害更严重 4钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较。类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜呈弱酸性或中性水膜呈酸性正极反应（O2）O2+2H2O+4e4OH2H+2eH2负极反应（Fe）Fe2eFe2+Fe2eFe2+其他反应Fe2+2OHFe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3Fe(OH)3失去部分水转化为铁锈 要点诠释：由于金属表面一般不会遇到酸性较强的溶液，故吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式；另外，只有在金属活动性顺序中位于氢前面的金属才可能发生析氢腐蚀，而位于氢之后的金属腐蚀时只能是发生吸氧腐蚀： 5判断金属腐蚀快慢的规律。 （1）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。 （2）对同一种金属来说，腐蚀的快慢： 强电解质溶液弱电解质溶液非