1、 考点一 原电池的工作原理 1概念和反应本质 原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。 2原电池的构成条件 (1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的 金属与电解质溶液反应)。 (2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。 (3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：电解质溶液； 两电极直接或间接接触；两电极插入电解质溶液中。 3工作原理 以锌铜原电池为例 (1)反应原理 (2)盐桥的组成和作用 盐桥中装有饱和的 KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。 盐桥的作用：连接内电路，形成闭合回路；平衡电荷，使原电池不 断产生电流。 (3)图中
2、 Zn 在 CuSO4溶液中直接接触 Cu2 ， 会有一部分 Zn 与 Cu2直接 反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热 能，装置的温度会升高。 图中 Zn 和 CuSO4溶液分别在两个池子中，Zn 与 Cu2 不直接接触，不存 在 Zn 与 Cu2 直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定， 且持续时间长。 关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。 【深度思考】【深度思考】 1.原电池正、负极判断方法 说明 原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关， 不要形成“活泼电极一定作负极”的思维定势。 2当氧化剂得电子速率与还
3、原剂失电子速率相等时，可逆反应达到化学平 衡状态，电流表指针示数为零；当电流表指针往相反方向偏转，暗示电路 中电子流向相反，说明化学平衡移动方向相反。 考点二 原电池原理的“四”个基本应用 1用于金属的防护用于金属的防护 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
4、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】【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
5、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“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：2MnO22H2O2e =2MnOOH2OH； 负极反应：Zn2OH 2e=Zn(OH) 2； 总反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2。 (2)锌银电池一次电池 负极反应：Zn2OH 2e=Zn(OH) 2； 正极反应：Ag2OH2O2e
6、 =2Ag2OH； 总反应：ZnAg2OH2O=Zn(OH)22Ag。 (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。 放电时的反应 a负极反应：PbSO 4 22e=PbSO 4； b正极反应：PbO24H SO 4 22e=PbSO 42H2O； c总反应：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。 充电时的反应 a阴极反应：PbSO42e =PbSO 4 2； b阳极反应：PbSO42H2O2e =PbO 24H SO 4 2； c总反应：2PbSO42H2O=PbPbO22H2SO4。 注：可逆电池的充、放电不能理解为可逆反应。
7、 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。 【深度思考深度思考】 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，O 2生成水。 (3)正、负极反应式相加得到电池反应的总反应式。
8、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 O 2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：Co、Ni、Mn 等) LiMPO4(M：Fe 等) 负极材料：石墨(能吸附锂原子) 负极反应：LixCnxe =xLinC 正极反应：Li1xMO2xLi xe=
9、LiMO 2 总反应：Li1xMO2LixCn放电 nCLiMO2。 考点四考点四 电解的原理电解的原理 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 有与电源相连的两个电极。 电解质溶液(或熔融盐)。 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
10、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 Fe3Cu2H(酸)Fe2Zn2H(水)Al3Mg2Na Ca2K。 阳极：活泼电极S2 IBrClOH含氧酸根离子。 注意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。最常用、最重要的放电顺序：阳极：Cl OH；阴极：AgCu2 H。电解水溶液时，KAl3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
11、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 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 10 H2O 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。 用惰性电极电解饱和 Na2SO4溶液，一段时间后，析出 w g Na2SO4 10 H2O 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 161(w9a 71w 1
12、00% 解析 2H2O 电解 =2H 2O2 2 amol 2amol 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322100%161(w9a 71w 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)
13、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。 考点五考点五 电解原理的应用电解原理的应用 1 1电解饱和食盐水电解饱和食盐水 (1)电极反应 阳极反应式：2Cl 2e=Cl 2(氧化反应) 阴极反应式：2H 2e=H 2(还原反应) (2)总反应方程式 2NaCl2H2O 电解 =2NaO
14、HH 2Cl2 离子反应方程式：2Cl 2H 2O 电解 =2OHH 2Cl2 (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： 阳极：Age =Ag； 阴极：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。 (3)电极反应： 阳极：Zn2e =Zn2、Fe2e=Fe2、Ni2e=Ni2、Cu2e=Cu2；
15、阴极：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 =2NaCl 2 电极反应： 阳极：2Cl 2e=Cl 2；阴极：2Na 2e=2Na。 (2)冶炼铝 2Al2O3(熔融) 电解 =4Al3O 2 电极反应： 阳极：6O2 12e=3O 2；阴极：4Al3 12e=4Al。 考点六考点六 应对电化学定量计算的三种方法应对电化学定量计算的三种方法 1 1计算类型计算类型 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。
16、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 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。 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 4 mol e 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。 提示提示 在电化学计算中，
17、还常利用在电化学计算中， 还常利用 QI t 和和 Qn(e ) NA1.6010 19C 来计算 来计算 电路中通过的电量。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
18、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： 类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜酸性较强(pH4.3) 水膜酸性很弱或呈中性 电极反应 负极 Fe2e =Fe2 正极 2H 2e=H 2 O22H2O4e =4OH 总反应式 Fe2H =Fe2H 2 2FeO22H2O=2Fe(OH)2 联系 吸氧腐蚀更普遍 3.金属的防护 (1)电化学防护 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。 外加电流的阴
19、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。 【深度思考深度思考】 1判断金属腐蚀快慢的规律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。
