1、電化學專題復習 復習方法導引要點提示名師解讀了解原電池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式了解常見化學電源的種類及其工作原理理解金屬發生電化學腐蝕的原因，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式和總方程式能進行電化學的有關簡單計算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電解產物的簡單計算，如電極、電解方程式的書寫與判斷、電解質溶液中離子的移動方向以及電解質溶液的復原等；有關計算則主

2、要利用電子守恒來進行。基礎知識梳理1.原電池、電解池的構成與異同對比原電池電解池含義將化學能轉化成電能的裝置將電能轉化為化學能的裝置構成條件活潑性不同的兩電極(燃料電池例外)電解質溶液形成閉合回路兩個電極、直流電源電解質溶液形成閉合回路 電極種類及變化兩電極材料均能與電解質溶液反應時，比較活潑的作負極，被腐蝕只有一種能與電解質溶液反應時，能電解質溶液反應的作負極，被腐蝕燃料電極中還原劑在負極上反應陽極：材料不是惰性電極(Au、Pt、C)時，本身失去電子被腐蝕陰極：與電源負極相連，本身受保護。電極反應負極：金屬失電子為氧化反應正極：電解質溶液中的陽離子得電子為還原反應陽極：溶液中的陰離子或非惰性

3、電極本身失電子為氧化反應陰極：電解質溶液中的陽離子得電子為還原反應電路分析外電路中電子由負極流出經導線轉移到正極；內部電路一般是由離子的定向移動并在電極上發生電子的得失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移至陰極；內部電路是由離子的定向移動并在電極上發生電子的得失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無特殊要求陽極：鍍層金屬(M)陰極：待鍍金屬陽極：需要提純的金屬(M)陰極：相應的純金屬電解質依電解目的確定必須含鍍層金屬的離子必須含需要提純的金屬離子電極反應特點依電解目的確定陰陽兩極反應物與生成物互逆陽極：M-n e-=Mn+陰極：Mn+ +n e-

4、=M陰陽兩極反應物與生成物互逆。陽極：M-n e-=Mn+陰極：Mn+ +n e-=M電解質溶液變化電解質電離出離子或水參與反應只有鍍層金屬的單質與離子參與反應陽極：被提純金屬及比它活潑的金屬單質失電子陰極：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-> 含氧酸根等陰極：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+> H+(酸)> Pb2+>Sn2+>Fe2+> Zn2+>H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>

5、K+說明：當溶液中H+只來源于水的電離時，其放電順序介于Zn2+、Al3+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腐蝕與電化腐蝕。（1）化學腐蝕與電化腐蝕的比較：化學腐蝕電化腐蝕含義金屬與接觸到的氣體（如O2、Cl2、SO2等）或非電解質液體（如石油）等直接發生化學反應而引起的腐蝕不純的金屬與電解質溶液接觸時，會發生原電池反應，比較活潑的金屬失去電子而被氧化電子轉移方式金屬將電子直接轉移給氧化劑金屬將電子通過導線轉移給氧化劑電流 無電流產生 有微弱的電流產生舉例金屬與O2、Cl

6、直接反應鋼鐵在潮濕的空氣中生銹（2）金屬腐蝕速率與腐蝕方式關系電解池陽極金屬原電池負極金屬化學腐蝕原電池正極金屬電解池陰極金屬同一金屬所處的環境不同腐蝕快慢不同（同濃度時）：強電解質弱電解質非電解質（3）金屬防護：金屬防護可從改變金屬內部結構、隔斷金屬表面與空氣、水等介質接觸等方面進行。金屬防腐蝕能力：改變金屬內部結構電解池陰極金屬原電池正極金屬金屬表面處理方法規律提煉一、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。常見電極反應式總結如下： 一般情況下活潑的金屬失去電子：M-n e-=Mn+ 負極 酸型：2H2-4e-=4H+（CH4+2H2O-8e-=CO

7、2+8H+） 燃料電池 原電池 堿型：2H2+4OH-4e-= 4H2O(CH4+10OH-8e-= CO32-+7H2O) 一般情況（負極能與電解質反應）：溶液中的陽離子（或氧化劑）得到電子 特殊情況（負極不能與電解質反應如吸氧腐蝕型）：O2+2H2O+4e-=4OH- 正極 酸型：O2+4H+4e=2H2O 燃料電池 堿型：O2+2H2O+4e=4OH-注：酸(堿)型是指電解質溶液為酸(堿)溶液，括號中的電極反應式表示CH4代替氫時情況。二.電解規律（惰性陽極電解） 電解類型（aq）電解本質陰極反應 陽極反應電極附近PH溶液PH復原應加物質比鋅活潑金屬的含氧酸鹽含氧酸強堿電解水4H+4e-

8、=2H24OH-4e-=O2+2H2O陰極增大陽極減小不變水減小增大比鋁金屬性弱的無氧酸鹽，以CuCl2為例電解電解質Cu2+2e=Cu2Cl-2e=Cl2 / /CuCl2無氧酸，以HCl為例2H+2e-=H22Cl-2e=Cl2陰極增大增大HCl氣體比鋁金屬性弱的含氧酸以CuSO4為例電解鹽和水Cu2+2e-=Cu4OH-4e=O2+2H2O陽極減小減小CuO或CuCO3比氫活潑金屬的無氧酸鹽，以NaCl為例2H+2e-=H22Cl-2e=Cl2陰極增大增大HCl氣體三、有關電化學的計算原電池和電解池的計算包括兩極產物的定量計算、溶液pH的計算、相對原子質量和阿伏加德羅常數測定的計算、根據

9、電荷量求產物的量與根據產物的量求電荷量的計算等。不論哪類計算，均可概括為下列三種方法：1.根據電子守恒計算：用于串聯電路，陰、陽兩極產物，正、負兩極產物，相同電荷量等類型的計算，其依據是電路中轉移的電子數相等。2.根據總反應式計算：先寫出電極反應式，再寫出總反應式，最后根據總反應式列出比例計算。3.根據關系式計算：借助電子得失守恒關系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關系式。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：下列裝置不可能構成原電池的是( )分析：A完全符合經典原電池的構成條件，B中雖然鐵與食鹽水不直接反應，但食鹽水中溶解的氧氣能氧化單質鐵，故B仍能以原電池方

10、式進行反應(負極為鐵失去電子，正極為C，反應為2H2O+O2+4e-=4OH-)，C中電極材料相同，無法構成原電池，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生反應，可構成原電池，答案為C。答案：C【解題思維建模】能否構成原電池可以根據構成的三個條件來判斷。若當電極材料均不能與電解質直接反應，題中又沒有提供其它氧化劑時，該類裝置均可從電解質溶液中溶解的氧氣可能參與反應角度來考慮。題型2：氧化還原反應與原電池關系例2：若要使2Fe3+Fe=3Fe2+在反應中產生電流，下面裝置可以達到此目的是( )ABCD負極FeFeZnFe正極CuCFeAg電解質溶液FeCl2Fe(NO3)3Fe2(S

11、O4)3CuSO4分析：由于該反應的鐵是還原劑且鐵本身是導體，故在原電池中鐵應作為負極，而正極材料應是失電子能力比鐵弱的導體材料，Fe3+是氧化劑，故原電池中電解質應是可溶性鐵鹽。答案：B【解題思維建模】此類試題中，若還原劑本身是導體，則原電池的負極就是該還原劑，若不是導體，則負極可以是多種導體材料，氧化劑若屬于電解質，則氧化劑應是與原電池反應具有相同離子的氧化性電解質。題型3：新型電池工作原理分析例3：（2014·全國理綜II）2013年3月我國科學家報道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯誤的是（ ）Aa為電池的正極B電池充電反應為LiMn2O4=Li1-xMn2O4+x

12、 LiC放電時，a極鋰的化合價發生變化D放電時，溶液中的Li+從b向a遷移分析：根據題給裝置圖判斷，電極b是原電池的負極，電極反應式為Li-e- =Li+，則電極a是原電池的正極，A項正確；根據正負極的電極反應可知，電池充電反應為LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLi，B項正確；放電時，a極錳的化合價發生變化，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】無論什么樣的新型電池，總有一個氧化還原反應作為理論基礎。找出得、失電子的物質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，應明確負極是帶正電的；另外兩個電極上的反

13、應相加應該與電池總反應相同。題型4：電解過程分析Fe C K1 K2 飽和NaCl溶液 G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 K1閉合，鐵棒上發生的反應為2H+2eH2B K1閉合，石墨棒周圍溶液pH逐漸升高C K2閉合，鐵棒不會被腐蝕，屬于犧牲陽極的陰極保護法D K2閉合，電路中通過0.002NA個電子時，兩極共產生0.001mol氣體分析：K1閉合時，該裝置構成了FeCNaCl溶液的原電池，鐵作負極，發生氧化反應，電極反應是2Fe-4e-=2Fe2+，A項錯誤；K1閉合C棒作正極，發生的電極反應式2H2O+O2+4e-=4OH-，故石墨

14、棒周圍溶液pH逐漸升高，B項正確；K2閉合時，該裝置構成了FeC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；K2閉合時，陽極的電極反應式是2Cl-2e-=Cl2，陰極的電極反應式2H+2e-=H2，所以當電路中通過0.002NA個（相當于0.002mol）電子時，生成H2和Cl2的物質的量均為0.001mol，則兩極共產生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，然后分析電極的電極材料找出陰陽極。也可根據電極變化來判斷陰陽極：電極增重必然析出金屬單質，是陰極，減輕則只能是陽極；有氣泡出現則是溶液中的離子放

15、電。無論怎樣，得失電子或轉移電子總數守恒。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式為負極反應：C6Li-xe-=C6Li1-x+xLi+（C6Li表示鋰原子嵌入石墨形成復合材料）正極反應：Li1-xMO2+xLi+xe-=LiMO2（LiMO2表示含鋰的過渡金屬氧化物）下列有關說法正確的是 （ ）A鋰離子電池充電時電池反應為C6Li+Li1-xMO2=LiMO2+C6Li1-xB電池反應中，鋰、鋅、銀、鉛各失去1mol電子，金屬鋰所消耗的質量最小C鋰離子電池放電時電池內部Li+向負極移動D

16、鋰離子電池充電時陰極反應為C6Li1-x+x Li+x e-=C6Li分析：因為鋰的相對原子質量最小，B項正確；電池溶液中陽離子移動正極，C項錯誤；電池放電時總反應為放電時兩電極反應的疊加：C6Li+Li1-xMO2LiMO2+C6Li1-x，原電池充電反應是放電反應的逆反應：LiMO2+C6Li1-x C6Li+Li1-xMO2，A項錯誤；原電池充電時相當于電解池，其原來的負極與電源負極相連作陰極，且陰極的電極反應是放電時負極反應的逆反應，D項正確。答案：BD【解題思維建模】原電池充電和放電時：電池反應式、電極反應式均互為逆反應；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

17、方向相反）。題型6：電解原理的應用例6：（2014·廣東理綜化學卷）某同學組裝了下圖所示的電化學裝置，電極Al，其它均為Cu，則（ ）A電流方向：電極A電極B電極發生還原反應C電極逐漸溶解D電極的電極反應：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，還原劑發生氧化反應。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【解題思維建模】電解的應用主要是分清與原電池“+”、“-”極相連的電

18、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、電極現象等問題則迎刃而解。題型7：電解中的相關計算例7：將質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繼續通電10min。下列表示銅電極、鉑電極、電解池中產生氣體的質量和電解時間的關系圖正確的是（ ） A B C D分析：由于反應后電流強度是開始時的2倍，故在相同的時間內，兩種情況下通過電路的電量反接時是正接時的2倍，故有下列數量關系陰極陽極銅電極變化鉑電極變化氣體成份與數量前10min鉑銅溶解mg析出mgCu無氣體生成后10min銅鉑析出2mg Cu放出氧氣m(O2)=2m÷64×2÷4×32=0.25mg前10min銅電極質量減小，后10min質量增大且增加量是溶解量的2倍，A項錯誤，C項正確；前10min內鉑電極質量增加，后10min鉑電極質量減小，但當銅全部溶解后鉑電極質量保持不變，前10min內沒有氣體生成，后10min內會一直生成氧氣B項正確，D項錯誤。答案：BC【解題思維建模】電解過程中若陽極不是惰性電極，則陽極本身會失去電子被腐蝕掉，有關量計算中要注意利用陰陽兩極上轉移的電子數目及電路中通過的電子數目相等這一原理。題型8：金屬腐蝕與防護方法例8：(201