山东省潍坊市临朐一中2012届高三化学二轮复习 专题10 电化学基础学案

专题十 电化学基础

【考纲展示】

1.了解原电池和电解池的工作原理。

2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。

3.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。

【知识回扣】

知识网络

原电池定义：将化学能转化为电能的装置

构成条件（1）活泼性不同的两个电极

（2）合适的电解质溶液（3）形成闭合回路

—反应原理

氧化反应

Zn —2e —=Zn

2+不断溶解 还原反应2H ++2e —=H 2金属腐蚀类型

化学腐蚀电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀保护方法：（1）改变金属内部结构（2）在金属表面覆盖保护层 （3）电化学保护

定义：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引发氧化还原反应的过程

电解池装置特点：电能转化为化学能

构成条件（1）与电源相连的两电极（2）电解质溶液

（3）形成闭合回路

反应原理阳极（与电源正极相连的电极）发生氧化反应阴极（与电源负极相连的电极）发生还原反应

应用：氯碱工业、电解精炼、电镀

电解电

化

学 要点扫描

一、原电池和电解池电极确定的方法

电化学中电极的确定是电池反应式正确书写的前提，判断的方法有：

1.根据反应本质速判电极

不论是原电池还是电解池，阳极总是发生氧化反应，阴极总是发生还原反应（原电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应），若能找出电极发生的反应是氧化反应，还是还原反应，则可迅速确定电极。

2.根据电子、离子移动方向判断电极

不论是在原电池还是在电解池中，电子总是从阳极（负极）流向外电路；电解液中总是阳离子移向阴极（正极），阴离子移向阳极（负极）。

3.根据溶液pH 变化或电极现象判断电极

无论是在原电池还是在电解池中，只要是有H 2生成的电极，该电极区溶液的pH 就增大，该电极上发生还原反应，该电极为正极；只要是有O 2生成的电极，该电极区pH 就减小，该电极发生氧化反应，该电极为负极（阳极）。

二、电极反应式的书写

1.原电池电极反应式的书写

（1）一般电极反应式的书写

判断电极反应产物，找出得失电子总数

H+应让其结合

—生成水。电极反应式要依据电荷守恒、质量守恒、电子守恒加以配平两电极反应式相加，与总反应式对照

（2）复杂电极反应式的书写

复杂电极反应式 =

总反应式—较简单一极电极反应式

2.电解池电极反应式的书写

首先分析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组；然后分别对阴阳离子排出放电顺序，写出两极上的电极反应式；最后合并两个电极反应式得出电解总方程式。

注意事项：（1）书写电解池中电极反应式时，要以实际参加放电的离子表示，但书写总方程式时，弱电解质要写成分子式；（2）要确保两极电子转移数目相等，且注明条件“电解”。

三、电解计算

1.根据电子守恒法计算：用于串联电路、阴、阳两极产物、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：凡是总反应式反映出的物质的量关系都可以列比例式计算。

3.根据关系计算：由得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算的关系式，如

物质：H2～O2～Cl2～Cu～Ag～H+～OH—～e—

mol 2 1 2 2 4 4 4 4

【热点透视】

热点题型

【典例1】将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是

A.液滴中的Cl—由a区向b区迁移

B.液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－

C.液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b

区迁移，与b区的OH—形成Fe（OH）2，进一步氧化、脱水形成铁锈

D.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，

则负极发生的电极反应为：Cu－2e－=Cu2＋

解析：液滴边缘O2多，在碳粒上发生正极反应O2＋2H2O＋4e－=4OH－。液滴下的Fe发生负极反应，Fe－2e－=Fe2＋，为腐蚀区(a)。

A．错误。Cl－由b区向a区迁移；B．正确；C．错误。液滴下的Fe因发生氧化反应而被腐蚀；D．错误。Cu更稳定，作正极，反应为O2＋2H2O＋4e－=4OH－。

答案：B

命题意图：本题考查电化学内容中金属吸氧腐蚀的原理的分析。老知识换新面孔，高考试题，万变不离其宗，关键的知识内容一定要让学生自己想懂，而不是死记硬背。学生把难点真正“消化”了就可以做到一通百通，题目再怎么变换形式，学生也能回答。

【典例2】下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。

（1）接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。

据此回答问题：

①电源的N端为极；

②电极b上发生的电极反应为；

③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体

积：；

④电极c的质量变化是 g；

⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因

甲溶液；乙溶液；丙溶液；

（2）如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行，为什么？

。

解析：（1）①乙中C电极质量增加，则c处发生的反应为：Cu2＋+2e－=Cu，即C处为阴极，由此可推出b为阳极，a为阴极，M为负极，N为正极。丙中为K2SO4，相当于电解水，设电解的水的质量为xg。由电解前后溶质质量相等有，100×10%=（100-x）×10.47%，得x=4.5g，故为0.25mol。由方程式2H2+O22H2O可知，生成2molH2O，转移4mol电子，所以整个反应中转移0.5mol电子，而整个电路是串联的，故每个烧杯中的电极上转移电子数是相等的。②甲中为NaOH，相当于电解H2O，阳极b处为阴离子OH－放电，即4OH－-4e－=2H2O + O2↑。③转移0.5mol电子，则生成O2为0.5/4=0.125mol，标况下的体积为

0.125×22.4=2.8L。④Cu2＋+2e－=Cu，转移0.5mol电子，则生成的m(Cu)=0.5/2 ×64 =16g。

⑤甲中相当于电解水，故NaOH的浓度增大，pH变大。乙中阴极为Cu2＋放电，阳极为OH－放电，所以H＋增多，故pH减小。丙中为电解水，对于K2SO4而言，其pH几乎不变。（2）铜全部析出，可以继续电解H2SO4，有电解液即可电解。

答案：（1）①正极②4OH－-4e－=2H2O + O2↑。③2.8L ④16g ⑤甲增大，因为相当于电解水；乙减小，OH－放电， H＋增多。丙不变，相当于电解水。

（2）可以因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应

技巧点拨：电化学知识是氧化还原反应知识的延续和深入，在分析电化学题目时，要注意氧化还原反应知识的运用。

热点预测

【预测1】一种充电电池放电时的电极反应为（）

H2+2OH——2e—=2H2O； NiO(OH)+H2O+e—=Ni(OH)2+OH—

当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是（）

A. H2O的还原

B. NiO(OH)的还原

C. H2的氧化

D. Ni(OH) 2的氧化