高考化学二轮复习专题突破电化学教案

专题七电化学【考纲要求】1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。

2.了解常见的化学电源的种类及其工作原理。

3.了解电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。

4.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。

【考情分析】近几年高考试题可发现，可充电电池试题的关键在于能否正确书写电极反应式；书写电极反应式的关键是能否正确书写放电时的电极反应式。

要正确书写放电时的电极反应式，既要弄清得失电子的物质，还要特别注意电极产物是否与电解质溶液共存，要写出实际存在的电极反应式。

然后根据原电池的负极反应与电解池的阳极反应、原电池的正极反应与电解池的阴极反应互为逆反应，即可快速写出充电时的电极反应式。

各电极反应式顺利写出以后，即可正确解题。

我们推断电化学及其应用仍为高考命题的重点。

命题角度主要为原电池和电解池原理及应用；从题型看主要是选择题和填空题，【课时安排】 3课时【教学过程】考点一: 原电池原理及电极反应方程式的书写一、知识梳理1.原电池原理（1）原电池工作时，其本质是通过自发进行的氧化还原反应，使反应中电子转移而产生电流。

反应中的氧化反应和还原反应分别在两个电极上发生，这便形成了带电粒子按一定方向流动的闭合回路。

（2）原电池工作原理示意图2．正、负极的判断3.电极反应式的书写(1)一般电极反应式的书写（2）复杂电极反应式的书写复杂电极反应式=总反应式—较简单一极的电极反应式二、典例探究例1．铜锌原电池(如图)工作时，有关叙述正确的是( )A ．正极反应为Zn －2e －===Zn 2＋B ．电池反应为Zn ＋Cu 2＋===Zn 2＋＋Cu C ．在外电路中，电子从正极流向负极 D ．盐桥中的K ＋移向ZnSO 4溶液解析：原电池中活泼金属做负极，负极发生氧化反应。

所以Zn 是负极，反应电极方程式为：Zn －2e －===Zn 2＋，阳离子增加，盐桥中阴离子移向该溶液。

电子从负极流向正极。

答案选B 。

例2：二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93 kW ·＋CuSO 4===ZnSO 4＋Cu(或Fe ＋CuSO 4===Cu ＋FeSO 4)；②由所给的电极材料可知，当铜片作电极时，铜片一定是正极，则负极是活泼的金属(失电子，发生氧化反应)，反应现象是电极逐渐溶解，表面有红色固体析出；③以锌片和铜片作电极为例，如果不用盐桥，则除了发生原电池反应外还发生锌和铜离子的直接的置换反应，会使部分化学能以热能的形式转化掉，而盐桥的使用可以避免锌和铜离子的直接接触，从而避免了化学能转化为热能，提高电池效率。

(2)根据牺牲阳极的阴极保护法，可知被保护的金属作阴极，即铁片作阴极，锌片作阳极。

三、特别提醒应用原电池原理可以将任何自发进行的氧化还原反应设计成原电池，但有的电池相当微弱，同时要注意电解质溶液不一定参与反应，如燃料电池，水中一般要加入强碱或强酸，以增强溶液的导电性。

考点三：电解原理及有关计算 一、知识梳理1．电解池工作原理示意图2．电解原理分析(1)通电前，电解质溶液中电离(包括电解质和水的电离)的离子作无规则运动。

(2)通电时①离子移动方向：阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。

②放电能力⎩⎪⎨⎪⎧阳极：金属阳极>S 2－>I －>Cl －>OH －>含氧酸根>惰性电极阴极：Ag ＋>Fe 3＋>Cu 2＋>H ＋>Pb 2＋>Sn2＋>Fe 2＋>Zn 2＋>Al 3＋>Mg 2＋>Na ＋>K＋③电极反应⎩⎪⎨⎪⎧阳极：氧化反应阴极：还原反应3．电极产物的判断(1)阳极：首先依据电极材料，若为活泼电极，则电极本身失电子被氧化，若为惰性电极(C 、Pt 、Au)，再依据阴离子放电顺序考虑。

(2)阴极：依据阳离子放电顺序考虑。

4．电解离子方程式的书写 (1)必须在短线上标明电解。

(2)只是电解质被分解，电解化学方程式中只写电解质及分解产物。

如电解CuCl 2溶液：Cu 2＋＋2Cl －=====电解Cu ＋Cl 2↑(3)只有水被分解，只写水电解即可。

如电解稀硫酸、NaOH 溶液、Na 2SO 4溶液：2H 2O=====电解2H 2↑＋O 2↑(4)电解质、水同时被分解，则都要写出，凡是水电离的H ＋或OH －放电时，在写电解的离子方程式必须写水(弱电解质)。

如电解饱和食盐水：2Cl －＋2H 2O=====电解2OH －＋Cl 2↑＋H 2↑5.电解计算的类型和方法 (1)计算类型电解池中有关量的计算或判断主要包括以下几方面：根据直流电源提供的电量求产物的量(析出固体的质量、产生气体的体积等)、溶液的pH 、相对原子质量或某元素的化合价、化学式等。

(2)解题方法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，其依据是电路中转移的电子数相等。

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：根据得失电子守恒关系，在已知量与未知量之间，建立计算所需的关系式如： 4e －～4H ＋～2H 2～4OH －～O 2～2Cl 2～2Cu 二、典例探究例4.下图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中，a 、b 、c 和d 均为Pt 电极。

电解过程中，电极b 和d 上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b>d 。

符合上述实验结果的盐溶液是( )【答案】B. 【解析】 题意表明b 、d 没有气体逸出，所以析出金属，由质量关系知，B 正确。

例5．用石墨作电极电解CuSO4溶液。

通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的( )A．CuSO4B．H2O C．CuO D．CuSO4·5H2O答案：C；解析：电解CuSO4溶液分别从溶液析出铜单质，放出氧气，根据减少什么原子加什么原子，所以应加入CuO 。

例6．人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图。

(1)电源的负极为________(填“A”或“B”)。

(2)阳极室中发生的反应依次为_____________ 、________ 。

(3)电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将________；若两极共收集到气体13.44 L(标准状况)，则除去的尿素为________g(忽略气体的溶解)。

答案：(1)B (2)2Cl－－2e－===Cl2↑ CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl (3)不变7.2【解析】(1)产生Cl2极为阳极知A为正极，B为负极。

(2)阳极室发生的反应依次为2Cl－－2e－===Cl2↑。

由产物CO2、N2知CO(NH2)2在此室反应被氧化，CO(NH2)2―→CO2＋N2，发生还原反应的为Cl2。

故方程式为CO(NH2)2＋3Cl2＋H2O===N2＋CO2＋6HCl(3)阴极室2H＋＋2e－===H2↑；阳极室产生的H＋通过质子交换膜进入阴极室，从而使阴极室H＋浓度保持不变。

pH与电解前相比不变。

两极共收集到的气体n(气体)＝13.44 L22.4 L·mol－1＝0.6 mol，三、方法总结以惰性电极电解电解质溶液的规律(1)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；若阴极、阳极同时有H＋、OH－放电，相当于电解水，电解质溶液浓度增大。

(2)用惰性电极电解电解质溶液时，若要使电解后的溶液恢复到原状态，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。

(3)电解过程中产生的H＋或OH－，其物质的量等于转移电子的物质的量。

考点四：电解原理的应用一、知识梳理1.氯碱工业(1)主要生产过程(2)电极反应阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑阴极：2H＋＋2e－===H2↑总反应：2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH2．电镀(如铁件镀锌)电镀液：含Zn2＋的盐溶液(如ZnCl2溶液)阳极(Zn)：Zn－2e－===Zn2＋阴极(铁件)：Zn2＋＋2e－===Zn电镀过程中电镀液浓度不发生变化。

镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液中必须含有镀层金属离子。

3．电解精炼如粗铜(含Zn、Fe、Ag等)的提纯电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液(如CuSO4溶液)阳极(粗铜)：Zn－2e－===Zn2＋ Cu-2e- =Cu2+ Fe－2e－===Fe2＋阴极(纯铜)：Cu2＋＋2e－===Cu电解过程中，活泼性比Cu弱的Ag等不放电，形成阳极泥(可从阳极泥中提纯Ag等)；电解质溶液中c(Cu2＋)会不断减小，应定期更换电解质溶液。

4．可充电电池(1)对可充电电池充电和放电两过程认识：放电是原电池反应，充电是电解池反应。

(2)对可充电电池电极极性和材料的判断：①放电时：可先标出放电(原电池)总反应式电子转移的方向和数目，失去电子的一极为负极，该物质即为负极材料；得到电子的一极为正极，该物质即为正极材料。

②充电时：方法同前，失去电子的一极为阳极，该物质即为阳极材料；得到电子的一极为阴极，该物质即为阴极材料。

(3)可充电电池充电时与电源的连接：可充电电池用完后充电时，原电池的负极与外电源的负极相连，原电池的正极与外电源的正极相连。

二、典例探究例7. 如图为电解精炼银的示意图，________(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银，若b极有少量红棕色气体产生，则生成该气体的电极反应式为_____________________________ 。

【答案】 a NO－3＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O【解析】电解精炼银时，用含杂质的粗银作阳极，用纯银作阴极，含Ag＋的电解质溶液做电解液。

图中b极与电源的负极相连，则b极为阴极，NO－3在阴极放电生成红棕色的NO2，电极反应式为NO－3＋2H＋＋e－===NO2↑＋H2O。

例8. 镁电池毒性低、污染小，电压高而平稳，它逐渐成为人们研制绿色电池的关注焦点。

其中一种镁电池的反应原理为：x Mg＋Mo3S4Mg x Mo3S4，下列说法不正确的是( ) A．放电时，Mo3S4发生氧化反应B．放电时，正极反应式：Mo3S4＋2x e－===Mo3S2x－4C．充电时，Mg2＋向阴极迁移D．充电时，阴极反应式：x Mg2＋＋2x e－===x Mg【答案】 A 解析：由题意可知，放电时发生原电池反应，Mg由0价变为＋2价，被氧化，发生氧化反应，作原电池的负极；Mo3S4为正极，正极反应式为：Mo3S4＋2x e－===Mo3S2x－4，A错，B正确；电池充电时发生电解反应，阴极发生还原反应，金属阳离子Mg2＋放电，反应式为：x Mg2＋＋2x e －===x Mg，电解质溶液中，阳离子Mg2＋向阴极移动，C、D正确。