第三讲电化学问题
电化学第3章电化学极化讲解
电化学第3章电化学极化讲解第3章电化学极化（电荷转移步骤动⼒学）绪论中曾提到：⼀个电极反应是由若⼲个基本步骤形成的，⼀个反应⾄少有三个基本步骤：00R R ze O O s s →→+→-1) 反应粒⼦⾃溶液深处向电极表⾯的扩散——液相传质步骤。
2) 反应粒⼦在界⾯得失电⼦的过程——电化学步骤。
3) 产物⽣成新相，或向溶液深处扩散。
当有外电流通过电极时，?将偏离平衡值，我们就说此时发⽣了极化。
如果传质过程是最慢步骤，则?的偏离是由浓度极化引起的（此时0i s i C C ≠，e ?的计算严格说是⽤s i C 。
⽆浓度极化时0i s i C C =，?的改变是由s i C 的变化引起）。
这时电化学步骤是快步骤，平衡状态基本没有破坏。
因此反映这⼀步骤平衡特征的Nernst ⽅程仍能使⽤，但须⽤?代e ?，s i C 代0i C ，这属于下⼀章的研究内容。
如果传质等步骤是快步骤，⽽电化学步骤成为控制步骤，则这时?偏离e ?是由电化学极化引起的，也就是本章研究的内容。
实际上该过程常常是⽐较慢的，反应中电荷在界⾯有积累（数量渐增），?随之变化。
由此引起的?偏离就是电化学极化，这时Nernst ⽅程显然不适⽤了，这时?的改变将直接以所谓“动⼒学⽅式”来影响反应速度。
3.1 电极电位与电化学反应速度的关系电化学反应是⼀种特殊的氧化—还原反应（⼀个电极上既有氧化过程，⼜有还原过程）。
若⼀个电极上有净的氧化反应发⽣，⽽另⼀个电极上有净的还原反应发⽣，则在这两个电极所构成的电化学装置中将有电流通过，⽽这个电流刚好表征了反应速度的⼤⼩，)(nFv i v i =∝[故电化学中总是⽤i 表⽰v ，⼜i 为电信号，易测量，稳态下串联各步速度同，故浓差控制也⽤i 表⽰v 。
i 的单位为A/cm 2，zF 的单位为C/mol ，V 的单位为mol/（cm 2.s ）]。
既然电极上有净的反应发⽣（反应不可逆了），说明电极发⽣了极化，?偏离了平衡值，偏离的程度⽤η表⽰，极化的⼤⼩与反应速度的⼤⼩有关，这⾥就来研究i ~?⼆者间的关系。
第三讲 氧化还原反应答案
氧化还原反应一、教学目的：1．知识目的：⑴．理解氧化和还原、氧化性和还原性、氧化剂和还原剂、氧化产物和还原产物等概念。
能判断氧化还原反应中物质的氧化性、还原性的强弱和电子转移方向和数目。
能应用氧化还原反应中电子得失规律解决一些化学问题。
⑵．能配平常见的氧化还原反应方程式（包括常规配平、缺项配平、离子方程式配平、简单的有机反应配平等）。
⑶．掌握化合、分解、置换、复分解等四种基本化学反应类型，并能进行判断分析。
2．能力目的：⑴．掌握从不同的角度分析化学反应的方法⑵．理解和掌握有关氧化还原反应的一些列的概念⑶．掌握重要的氧化剂、还原剂之间的常见反应⑷．能正确判断氧化还原反应中电子转移的方向和数目⑸．运用氧化还原规律解决一些实际的问题3．考纲透视：⑴．氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的判断⑵．判断氧化还原反应中电子转移的方向和数目⑶．判断反应是否属于氧化还原反应⑷．掌握重要的氧化剂、还原剂之间的常见反应⑸．氧化还原反应方程式的配平⑹．依据质量守恒、电子守恒、电荷守恒等解决一些计算问题(7). 正确书写化学方程式和离子方程式二、教学重点：有关概念的理解和掌握三、教学难点：氧化还原反应的守恒规律的应用考点1：氧化还原反应四、教学过程：1．学案导学⑴有关氧化还原反应的概念：氧化反应：物质所含元素化合价（电子或电子对）的反应。
还原反应：物质所含元素化合价（电子或电子对）的反应。
氧化还原反应：凡是物质所含元素化合价（或）的反应。
⑵氧化还原反应的特征和本质：氧化还原反应的特征是；氧化还原反应的本质是。
⑷氧化剂、还原剂；氧化产物、还原产物等概念：氧化剂：是电子（或电子对）的反应物。
还原剂：是电子（或电子对）的反应物。
还原产物：物质电子（或元素化合价）后的生成物。
氧化产物：物质电子（或元素化合价）后的生成物。
⑸氧化还原反应中的几对概念：[口诀:升被养(氧),降被换(还)]氧化剂→（）→（）→（）→（）→（）反应物→化合价变化→表现性质→变化过程→发生反应→所得产物还原剂→（）→（）→（）→（）→（）或以H2 + CuO = H2O + Cu 加以记忆⑹氧化还原反应氧化还原反应中：氧化剂总数目≡还原剂总数目；中的元素的化合价总数≡中的元素的化合价总数。
电化学腐蚀二)
电位－pH平衡图中的pH值是指处于平衡状态的溶液 pH值，而金属表面附近溶液的pH值与主体溶液pH 值是有差别的。
电位－pH平衡图只涉及纯金属，而工程上多使用合 金。
1、若环境电位处于A点，环境电位与电极反应的平衡电极电位 相等，系统处于平衡状态，电极反应平衡，即电极反应向右的 反应速率与向左的反应速率相等，腐蚀不继续发生。
电位－pH图线为动态平衡线。
电位－pH图对金属腐蚀倾向的判断 φ
一、对于电极反应：Fe→Fe2++2e
二、φ与pH值的函数关系为：
Fe2
相连，使Fe的电极电位降低。
a
2、不改变pH值，提高金属电位。 D →E
阳极保护：将 Fe与外电源正极相连，电 极电位向正方向移动。
3、不改变电位值，提高pH值。 B →C
提高溶液的pH值， Fe也会进入钝化区，
从而得到保护。 14
六、电位－pH平衡图的局限
电位－pH平衡图是用热力学数据绘制的电化学平衡 图,只能说明体系的腐蚀倾向，不能指示腐蚀速度。
pH
这类电极反应的电极电位只与氧化态和还原态物质的浓度有 关，而与溶液的pH值无关。反映在电位－pH图上为一条与横坐 标平行的直线。
电位－pH图对金属腐蚀倾向的判断 φ
一、对于电极反应：Fe→Fe2++2e
二、φ与pH值的函数关系为：
Fe2
Fe
0
RT 2F
ln
[Fe2 ] [1]
●A
三、分析
pH
电位－pH图线下区域为保护区。
（二）只与pH值有关，与电极电位无关的曲线
1、该曲线的特点是：有H＋或OH-离子参与电极反应，而无电 子得失。
第三讲电化学的发展省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件
电化学分析分类
电化学分析系统依据不一样分类条件，电化学分析法有不一样分类， 下面是几个常见分类： 1.依据国际纯粹与应用化学联合会倡仪，电化学分析法分为三大类：
①既不包括双电层，也不包括电极反应，包含电导分析法、高频滴定 法等；
②包括双电层，但不包括电极反应，比如经过测量表面张力或非法拉 第阻抗而测定浓度分析方法；
1806年左右, 英国化学家H.戴维发觉了金属盐类水 溶液在电解时, 正负电极附近溶液中产生了酸和碱, 证实溶 液中盐在电作用下发生了分解反应, 从而启发他提出了金属 与氧之间化学亲协力实质上是一个电力吸引看法。这一事实 和看法启发了贝采利乌斯提出了各种原子和分子都是偶极体, 但却净荷不一样电性学说, 认为不一样原子间结合都是源于 这种电性而产生吸引力。这一假说即所谓“电化二元论”。
1799年伏打在伽伐尼工作基础上创造了用两种不一样金属片夹湿纸 组成“电堆”，即现今所谓“伏打堆”。这是化学电源雏型。在直流电 机创造以前，各种化学电源是唯一能提供恒稳电流电源。当初创造了以 银、铜为极板伏打电堆，接着又创造了所谓“杯冕”电堆，即世界上第 一具能够提供连续、稳定电流实用铜锌电池。他在研究金属起电现象过 程中发觉了金属起电次序:
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电化学起源
1780年, 意大利解剖学家伽伐尼正在做解剖青蛙试验。他左手拿 着镊子, 右手拿着解剖刀, 无意中同时碰在青蛙大腿上, 青蛙大腿肌肉 立刻抽搐了一下。伽伐尼有点吃惊, 因为这只青蛙已经死了很久了。 他又重复试验, 发觉只有两个金属器械同时去碰青蛙腿才会有这种反 应, 假如只用一个去碰就什么也不会发生。
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电化学发展历史
电分析化学发展含有悠久历史，是与尖端科学技术和学科发展紧密相关。 近代电分析化学，不但进行组成形态和成份含量分析，而且对电极过程理论， 生命科学、能源科学、信息科学和环境科学发展含有主要作用。
电化学腐蚀原理
§1 电化学腐蚀概述 §2 电化学腐蚀热力学 §3 电化学腐蚀动力学
§5 金属腐蚀防护 §6 腐蚀与防护研究方法
§1 电化学腐蚀概述
电化学腐蚀概述
1、电化学腐蚀含义: 金属表面与电解质溶液接触发生电化学反应，使
0 0 -35184 0 G = iI = －35184 Cal
例3：Au在酸性溶液中： Au + 3H+ Au3+ + 3/2H2
0 0 103600 0 G = 103600 Cal
例2： Ni在酸性溶液中 Ni + 2H+ Ni2+ + H2
0 0 －11530 0 G = －11530 Cal
G = iI 可判断： Zn在酸中可能腐蚀 Ni在酸中可能腐蚀 Zn 腐蚀倾向性 > Ni腐蚀倾向性 Au在酸中不会腐蚀。
（2）由标准电极电位可判断腐蚀倾向性 标准电极电位与反应自由能变化关系：
G = -nFΔEo = -nF(Eo+ - Eo- )
(2.7)
— 电池所作最大功（电功）等于该体系自由能的减少。 (+) ：阴极发生还原反应， (-) ：阳极发生氧化反应。
IE
阴离
子
紧密层－
相间电荷转 分散层－
移
粒子热运
动
++++++ ++-
• 紧密双电层的定量描述 －平板电容模型：
a = q / C 或 C＝q / a = / 4 d
(2.1)
• 考虑到分散层：
a = 紧密层 + 分散层 = a －1 + 1 式中a－相间电位；q－界面电荷；C－双层电容；－介电常数；d－双层距离。
电化学十五问
电 化 学 知 识 十 五 项 问江苏省兴化中学经志俊 2257001、是否所有化学反应的化学能均能直接转换成电能？答：否。
只有氧化还原反应的化学能才有可能直接转换成电能。
2、如何确定原电池的正负极？答：原电池的正负极的确定依据为：①物理学定义：输入电流（输出电子）的电极为负极，输出电流（输入电子）的电极为正极，②电极反应类型：发生氧化反应的电极为负极，发生还原反应的电极为正极，③电极材料：较活泼电极为负极，较不活泼电极为正极。
3、原电池的两电极中，通常较活泼的电极是否一定为负极？答：否。
准确地说在特定环境下，较活泼电极为负极，较不活泼电极为正极。
如用铝、镁、氢氧化钠溶液构成原电池，在氢氧化钠溶液中铝表现出更强的化学活性，构成原电池的负极；铁、铜、浓硝酸构成原电池，在浓硝酸中铁被钝化，铜表现为较强的化学活性，构成原电池的负极。
4、原电池工作时电解质溶液中的离子是否一定向两极迁移？如若迁移，离子迁移的方向如何确定？答：否。
在溶液中离子自发地由浓度高的区域向浓度低的区域扩散，离子在溶液中尽可能均匀分布。
原电池工作时，若某电极周围离子浓度发生变化（负极材料溶解成金属阳离子进入溶液或溶液中的阳离子在正极放电而被消耗），则对应离子将发生迁移；若某离子浓度不发生变化，则该离子不会作定向迁移。
离子定向迁移的方向是：阳离子迁向正极，阴离子迁向负极。
如伏打电池（图1）工作时，Zn 2+、H +迁向正极，SO 42-在溶液中均匀分布。
5、伏打电池工作时，锌片上为何看到有氢气放出？能否阻止锌片上产生氢气？答：若锌片为纯锌，化学腐蚀导致锌片上氢气的释放； 若锌片不纯，则锌片上有微小原电池构成导致锌片上氢气的释放。
若锌片为纯锌，将伏打电池设计成两个半电池，负极：锌/硫酸锌，正极：铜/硫酸，半电池间用盐桥沟通可有效阻止锌片上释放氢气，提高能量转换的效率（图2）。
6、构成原电池是否一定要有电解质溶液的存在？电解质溶液在原电池工作时的作用是什么？答：原电池工作时内电路依靠电解质沟通，可以是电解质溶液（如铅蓄电池），亦可是熔融电解质（如熔融盐燃料电池），还可以是固体电解质（能传导离子的固体）（如锂电池）。
电化学 第3章 电化学极化讲解
第3章 电化学极化 （电荷转移步骤动力学）绪论中曾提到：一个电极反应是由若干个基本步骤形成的，一个反应至少有三个基本步骤：00R R ze O O s s →→+→-1) 反应粒子自溶液深处向电极表面的扩散——液相传质步骤。
2) 反应粒子在界面得失电子的过程——电化学步骤。
3) 产物生成新相，或向溶液深处扩散。
当有外电流通过电极时，ϕ将偏离平衡值，我们就说此时发生了极化。
如果传质过程是最慢步骤，则ϕ的偏离是由浓度极化引起的（此时0i s i C C ≠，e ϕ的计算严格说是用s i C 。
无浓度极化时0i s i C C =，ϕ的改变是由s i C 的变化引起）。
这时电化学步骤是快步骤，平衡状态基本没有破坏。
因此反映这一步骤平衡特征的Nernst 方程仍能使用，但须用ϕ代e ϕ，s i C 代0i C ，这属于下一章的研究内容。
如果传质等步骤是快步骤，而电化学步骤成为控制步骤，则这时ϕ偏离e ϕ是由电化学极化引起的，也就是本章研究的内容。
实际上该过程常常是比较慢的，反应中电荷在界面有积累（数量渐增），ϕ随之变化。
由此引起的ϕ偏离就是电化学极化，这时Nernst 方程显然不适用了，这时ϕ的改变将直接以所谓“动力学方式”来影响反应速度。
3.1 电极电位与电化学反应速度的关系电化学反应是一种特殊的氧化—还原反应（一个电极上既有氧化过程，又有还原过程）。
若一个电极上有净的氧化反应发生，而另一个电极上有净的还原反应发生，则在这两个电极所构成的电化学装置中将有电流通过，而这个电流刚好表征了反应速度的大小，)(nFv i v i =∝[故电化学中总是用i 表示v ，又i 为电信号，易测量，稳态下串联各步速度同，故浓差控制也用i 表示v 。
i 的单位为A/cm 2，zF 的单位为C/mol ，V 的单位为mol/（cm 2.s ）]。
既然电极上有净的反应发生（反应不可逆了），说明电极发生了极化，ϕ偏离了平衡值，偏离的程度用η表示，极化的大小与反应速度的大小有关，这里就来研究i ~ϕ二者间的关系。
电化学规范答题模板
解题思路与方法
明确问题要求
首先需要明确题目要求解决的问题， 如电池电动势计算、电极反应书写等 。
分析反应原理
根据问题要求，分析反应原理，确定 电极反应和总反应方程式。
选择合适的方法
根据问题类型选择合适的解题方法， 如能斯特方程计算电池电动势等。
规范答题格式
按照规范答题模板，写出答案，注意 答案的准确性和完整性。
注意事项与建议
注意单位换算
在计算过程中注意单位换算，如将温度从摄 氏度换算为开尔文等。
理解概念
理解电化学相关概念，如电极电势、电池电 动势等，以便更好地解决问题。
多练习
通过多练习电化学题目，提高解题能力和技 巧。
05
CATALOGUE
电化学前沿研究动态
新型电池技术发展
锂硫电池
利用硫作为正极材料，具有高能量密度和低成本 的优势，是当前研究的热点。
器材清洁
在使用前应确保实验器材清洁，无残留物，以免影响 实验结果。
实验操作步骤
01
实验操作流程
按照实验要求，遵循正确的操作 流程进行实验，确保实验结果的 准确性和可靠性。
02
03
实验条件控制
实验安全
根据实验需求，控制实验条件， 如温度、压力、浓度等，确保实 验结果的准确性和可靠性。
在实验过程中，应注意安全，遵 循安全操作规程，避免发生意外 事故。
04
CATALOGUE
电化学问题解答技巧
常见问题解析
01
电池正负极判断
根据电极反应判断，发生氧化反应的 电极为负极，发生还原反应的电极为 正极。
02
电解池阴阳极判断
根据电流方向和电子流动方向判断， 电流流入的电极为阴极，电流流出的 电极为阳极。
电化学 第3章 电化学极化讲解
电化学第3章电化学极化讲解电化学极化是指在电池或电化学反应中，由于电流通过电解质溶液或固体电解质内部所引起的电势变化和电化学反应过程，使得电极表面的电位波动而导致的极化现象。
这种现象会对电化学反应的速度和效果产生影响，并且还会对电池的使用寿命产生影响。
因此，研究电化学极化对于电化学研究和应用具有十分重要的意义。
电化学极化产生的原因主要有三种：电阻极化、化学极化和双极化。
其中，电阻极化是由于电解质的电阻对电流的阻碍所导致的电极电位下降；化学极化是因为电化学反应产生的中间物质在电极表面积累，妨碍了电荷的传输而导致的电极电位变化；而双极化则是化学极化和电阻极化的综合效果。
这三种极化加起来就是总极化。
电阻极化是电解质电导率降低或电池电解液中溶质浓度增加所引起的。
电解质溶液中的电离度影响电导率，溶液浓度越大，电离度越高，导电性也越高。
但是在一定条件下，由于电解质的抵抗和电荷的平衡，电离度会下降，导致电导率降低。
在电化学反应中，当电流通过电解液时，会引起内部电场的变化，从而引起电位的变化，使得电极表面电位下降，产生电阻极化。
电阻极化的产生会使得电化学反应的速率降低，因此需要采取措施来消除电阻极化。
解决电阻极化的方法包括增加电极表面积、缩短电解质厚度等。
化学极化是指在电化学反应过程中，由于反应产物在电极表面积累，导致电位的变化。
这种极化既可以是消极的，也可以是积极的。
消极的化学极化通常是由于电极表面积累的反应产物造成了反应的中止，而积极的化学极化则会催化反应，促使反应速率的提高。
如果化学极化过于严重，会导致电极表面被覆盖，阻碍电流的传输，从而造成电位的下降。
为了避免化学极化的影响，可以采用刷新电极表面、增加电极表面积、调整电解质中的反应物浓度等方法。
双极化是指电阻极化和化学极化同时存在，两者综合起来导致电位的变化。
双极化是一种复杂的极化，它的产生需要考虑多种因素，如电荷的传输速度、电解质电导率、化学反应等。
为了消除双极化，可以采用加速电荷传输速度、采用高电导率的电解质、优化反应条件等方法。
电化学原理和方法
电化学原理和方法电化学原理和方法是研究化学反应中电荷转移过程的学科。
它通过控制电子和离子的流动来实现化学反应的调控。
电化学原理涉及电极反应、电解质与溶液的电导性、电化学平衡等基本概念。
而电化学方法则是应用电化学原理来研究和解决实际问题的具体手段。
电化学原理的核心是电化学电位，它是表征电化学反应进行方向和强度的物理量。
电化学电位可以通过标准电极电势和电极反应的物质浓度来计算。
标准电极电势是指在标准状态下，电极与其相应离子的物质浓度均为1mol/L时，电极反应达到平衡时的电位差。
电化学电势越高，表示反应越容易进行。
电解质和溶液的电导性是电化学研究中的另一个重要概念。
电解质是能在溶液中电离产生离子的物质。
离子是携带电荷的粒子，在外电场作用下可以移动。
溶液的电导性与其中的电解质浓度有关，通常用电导率来表示。
电导率是单位体积内的电导量，越高表示电导性越强。
电化学平衡是指在电化学反应过程中，正反应和逆反应达到动态平衡。
在平衡状态下，正反应和逆反应发生的速率相等，但是电位存在差异。
电化学平衡的研究可以通过测量电化学过程的电动势来实现。
电动势是电极反应导致的电势差，是判断电化学反应进行方向和速率的重要参量。
除了电化学原理，电化学研究中的方法也具有重要意义。
例如，电化学分析法可以通过测量溶液中的电位变化来确定样品中的化学成分。
电化学合成法可以利用电流在电极反应中产生化学物质。
电化学腐蚀和电镀等工艺也是基于电化学原理和方法进行的。
总之，电化学原理和方法是研究电荷转移过程的学科，涉及电化学电位、电导性、电化学平衡等基本概念。
它们在实际应用中具有重要的意义，可以用来解决实际问题和开展电化学研究工作。
电化学原理思考题答案解析
电化学原理思考题答案解析第三章1.自发形成的双电层和强制形成的双电层在性质和结构上有无不同？为什么？2．理想极化电极和不极化电极有什么区别？它们在电化学中有什么重要用途？答：当电极反应速率为0，电流全部用于改变双电层的电极体系的电极称为理想极化电极，可用于界面结构和性质的研究。
理想不极化电极是指当电极反应速率和电子反应速率相等时，极化作用和去极化作用平衡，无极化现象，通向界面的电流全部用于电化学反应，可用作参比电极。
3．什么是电毛细现象？为什么电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状？答：电毛细现象是指界面张力随电极电位变化的现象。
溶液界面存在双电层，剩余电荷无论带正电还是负电，同性电荷间相互排斥，使界面扩大，而界面张力力图使界面缩小，两者作用效果相反，因此带电界面的张力比不带电时小，且电荷密度越大，界面张力越小，因此电毛细曲线是具有极大值的抛物线形状。
4．标准氢电极的表面剩余电荷是否为零？用什么办法能确定其表面带电状况？答：不一定，标准氢电极电位为0指的是氢标电位，是人为规定的，电极表面剩余电荷密度为0时的电位指的是零电荷电位,其数值并不一定为0;因为形成相间电位差的原因除了离子双电层外,还有吸附双电层\偶极子双电层\金属表面电位。
可通过零电荷电位判断电极表面带电状况，测定氢标电极的零电荷电位，若小于0则电极带正电，反之带负电。
5．你能根据电毛细曲线的基本规律分析气泡在电极上的附着力与电极电位有什么关系吗？为什么有这种关系？（提示：液体对电极表面的润湿性越高，气体在电极表面的附着力就越小。
）6．为什么在微分电容曲线中，当电极电位绝对值较大时，会出现“平台”？7．双电层的电容为什么会随电极电位变化？试根据双电层结构的物理模型和数学模型型以解释。
8．双电层的积分电容和微分电容有什么区别和联系？9．试述交流电桥法测量微分电容曲线的原理。
10．影响双电层结构的主要因素是什么？为什么？答：静电作用和热运动。
静电作用使符号相反的剩余电荷相互靠近，贴于电极表面排列，热运动使荷电粒子外散，在这两种作用下界面层由紧密层和分散层组成。
2020年高考化学 专题6.3 电解池(知识讲解)(含解析)
第三讲电解池【真题速递】1.（2019.天津）我国科学家研制了一种新型的高比能量锌-碘溴液流电池,其工作原理示意图如下。
图中贮液器可储存电解质溶液，提高电池的容量。
（)A. 放电时，a电极反应为2I Br2e2I Br----++B。
放电时，溶液中离子的数目增大C。
充电时，b电极每增重0.65g，溶液中有0.02mol I-被氧化D。
充电时，a电极接外电源负极【答案】D【解析】放电时，Zn是负极,负极反应式为Zn-2e－═Zn2＋，正极反应式为I2Br－+2e－=2I－+Br－，充电时，阳极反应式为Br－+2I－—2e－=I2Br－、阴极反应式为Zn2＋+2e－=Zn,放电时，只有阳离子能穿过交换膜，阴离子不能穿过交换膜，据此分析解答.A、放电时，a电极为正极，碘得电子变成碘离子，正极反应式为I2Br －+2e－=2I－+Br－，故A正确；B、放电时，正极反应式为I2Br－+2e－=2I－+Br－，溶液中离子数目增大,故B正确；C、充电时,b电极反应式为Zn2＋+2e－=Zn，每增加0.65g,转移0.02mol电子,阳极反应式为Br－+2I－—2e－=I2Br－，有0。
02molI －失电子被氧化，故C正确;D、充电时，a是阳极，应与外电源的正极相连,故D错误；2.（2017·全国卷Ⅰ,11）支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐,工作原理如图所示,其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。
下列有关表述不正确的是（)A.通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零B.通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩C。
高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流D。
通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整【答案】C【解析】钢管桩接电源的负极,高硅铸铁接电源的正极,通电后，外电路中的电子从高硅铸铁（阳极)流向正极，从负极流向钢管桩(阴极），A、B正确；C项，题给信息高硅铸铁为“惰性辅助阳极”不损耗，错误。
第六章 第三讲 电解池 金属的腐蚀与防护
钢铁的析氢腐蚀示意图
钢铁的吸氧腐蚀示意图
钢铁在潮湿的空气中发生的电化学腐蚀的原理： 负极（Fe）： Fe—2e— = Fe2+ 正极（C）： 2H++2e— = H2↑ 或2H2O+O2+4e— = 4OH—
【讨论】两者情况的进一步反应或总反应
三、金属的防护
1、 改善金属的内部组织结构(内因) ——制成 合金（不锈钢） 2、在金属表面覆盖保护层——电镀、油漆、 钝化等 3、电化学保护法——牺牲阳极的阴极保护法、 外加直流电源的阴极保护法
电解原理在化学工业中有广泛的应用。如图表示一 个电解池，装有电解液a；X，Y是两块电极板，通过导 线与直流电源相连。请回答以下问题： (1)若X，Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开 始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则： ++2e— = H ↑ 2H ①电解池中X极上的电极反应式为 _____ 。 2 在X极附近观察到的现象是______ 。 有气泡且溶液变红 - - 2e— = Cl ↑ 2Cl， ②Y电极上的电极反应式为____ 2 将湿润的淀粉KI试 检验该电极反应产物的方法是___ (2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液 a 纸接近管口 选用溶液，则： 2++2e— = Cu Cu Cu ①X电极的材料是__ ，电极反应式为 __ 。 ②Y电极的材料是__ ，电极反应式为 __ 粗 Cu Cu -。 2e— = Cu2+ (说明：杂质发生的电极反应不必写出)
阳极：镀层金属
阴极：待镀金属制品 电镀液：含有镀层金 铜片
硫酸铜溶液 待镀件
属的电解质
实质：阳极参加反应的电解
电镀铜原理
阳极：镀层金属（纯铜板） 阴极：待镀金属制品
最新整理高三化学高考化学复习之电化学的解题技巧.docx
最新整理高三化学教学高考化学复习之电化学的解题技巧高考化学复习之电化学的解题技巧在“化学”科目中，电化学是一个要点，同时也是难点。
本次“化学”科目答疑过程中，同学们对“电化学的解题方法”存在的疑问非常多，另有部分同学提出了“化学的学习与提高”提出了疑问。
下面是对本次答疑的汇总，希望对同学们学习化学，尤其是电化学部分有所帮助。
一、电化学的解题方法问题1：问题2：电化学不会，尤其是方程式。
问题3：电化学不明白什么意思，不知道做题思路问题4：怎么复习电化学呢当时学的也不太好问题5：电化学的技巧重要吗问题6：电极方程式怎么写？一遇到题就乱了应该怎么学问题7：固体电解质的电极方程式怎么写问题8：总是写不好电极反应问题9：请问原电池的电极方程式怎么写？总是找不准。
问题10：总是分不清电解池阴阳极，阴阳极方程式不会写问题11：电解质溶液放电顺序那里的什么都搞不清不会用问题12：怎样书写电极方程式问题13：怎样正确判别原电池中的正负极？问题14：遇到新型电池如何入手做题，有时遇到的新型电池根本看不懂。
问题15：有的里面成分过于复杂，分不清是哪个，哪个阳极哪个阴极，哪边得电子，哪边失电子，也有的成分太少也看不出来问题16：正极和负极，阳极和阴极的电极方程式都有固定的模式吗？如果没有，那要怎么书写？通过什么来看？问题17：电极反应式不太会写特别是燃料电池的负极反应式问题18：有时候电池题里会出现有机物这怎么判断化合价和正负极反应呢问题19：有时候原电池他给的总反应式是没见过的，而其中的元素化合价又不知道，该怎么办啊？问题20：在写电化学方程式时，有些是直接电解水，然后还有些是电解电极本身，还有些要电解电解质。
请问这些如何区分，谢谢问题21：正负极反应式不会写，遇到新型电池看不懂，有什么对策吗问题22：原电池的配平怎么配？然后氧化还原怎么判断？问题23：请问一下电解质溶液是熔融盐要怎么书写?问题24：燃料电池的电极反应式怎么写不太会问题25：燃料电池和充电电池的方程式应该怎么写问题26：什么是放电顺序问题27：不会写电极方程式？这该怎么学？问题28：选择题：怎么判断新型电池装置图中两极？大题：很难写对方程式，怎么学会类比学过的电池原理问题29：考试的时候一出陌生的电化学，都不会做，怎么办？问题30：酸性燃料电池和碱性燃料电池中的H和OH-怎么区分在哪一极生成哪一极消耗！谢谢老师。
电化学原理及其应用(习题及答案)
电化学原理及其应用(习题及答案)一、电化学原理概述电化学是研究化学反应与电现象之间关系的科学。
电化学反应涉及电子的转移，是化学能与电能之间的转化过程。
电化学原理广泛应用于电镀、电池、电解、电合成等领域。
1. 电化学反应的基本概念电化学反应包括氧化还原反应和电解质溶液中的离子反应。
氧化反应是指物质失去电子的过程，还原反应是指物质获得电子的过程。
电解质溶液中的离子反应是指阳离子和阴离子在电极上发生反应。
2. 电极与电解质电极是电化学反应中传递电子的导体，分为阳极和阴极。
阳极是电子流出的地方，阴极是电子流入的地方。
电解质是能在水溶液中导电的物质，包括酸、碱、盐等。
3. 电动势与电极电位电动势是指电池两极间的电位差。
电极电位是指电极在电解质溶液中的电位。
根据电极电位可以判断氧化还原反应的方向。
二、电化学应用1. 电池电池是利用电化学反应将化学能转化为电能的装置。
电池分为一次性电池和可充电电池。
一次性电池包括碱性电池、锌碳电池等；可充电电池包括铅酸电池、镍氢电池、锂电池等。
以下为几个习题及答案：习题1：碱性电池的正极材料是什么？答案：碱性电池的正极材料是二氧化锰（MnO2）。
习题2：铅酸电池的负极材料是什么？答案：铅酸电池的负极材料是海绵铅（Pb）。
2. 电解电解是利用电化学反应将电能转化为化学能的过程。
电解广泛应用于电镀、电解铝、电解水制氢等领域。
习题3：电解水制氢时，阳极产生的气体是什么？答案：电解水制氢时，阳极产生的气体是氧气（O2）。
习题4：电解铝时，阴极产生的物质是什么？答案：电解铝时，阴极产生的物质是铝（Al）。
3. 电镀电镀是利用电解原理在金属或非金属表面沉积一层金属或合金的过程。
电镀广泛应用于防护、装饰、修复等领域。
习题5：电镀过程中，阳极材料是什么？答案：电镀过程中，阳极材料是待镀金属。
习题6：电镀过程中，阴极材料是什么？答案：电镀过程中，阴极材料是待镀物体。
4. 电合成电合成是利用电解原理将两个或多个反应物在电极上发生化学反应，生成目标产物。
电化学保护技术及其应用第三讲牺牲阳极
型 A l2Zn2In2Sn 2. 2～ 5. 2 0. 020～ 0. 045
-
A l2Zn2In2Si 5. 5～ 7. 0 0. 025～ 0. 035
-
0. 018～ 0. 035 -
-
-
-
≤0. 10 ≤0. 15 ≤0. 01 余量
- 0. 10～ 0. 15 ≤0. 15 ≤0. 01 余量
极化率低, 单位重量发生电量大, 是牺牲阳极的理想 材料, 但是它致命的不足是电流效率低, 一般只有 50% 左右。 镁阳极的电位与钢铁的保护电位差高达 0. 6V 以上, 因此保护半径大, 适用于电阻率较高的 土壤和淡水中金属的保护。
镁和镁合金牺牲阳极有三大系列: 高纯镁、M g2 M n 合金和M g2A l2Zn2M n 合金。它们的成分和性能 分别列于表 2、3。
0. 82
≥95 ≥0. 78 11. 23 ≥65 0. 53 ≤17. 25
阳极类别 高纯 Zn Zn2A l2Cd
Al
< 0. 005 0. 3～ 0. 6
表 4 锌阳极的化学成分 (% ) [4]
电化学解题方法
电化学常见的解题方法教学过程一、课堂导入根据两极金属相对活性判定原电池的电极名称，根据X极所连接在的外接电源极性(“+”或“-”)判定电解池的电极名称；根据电子（或电流）流向或测电极电势高低等电学原理判断电极名称；此外根据X极发生氧化还是还原,移向X极的离子是阳离子还是阴离子,X极增重还是减重,X极区PH值是升高还是降低等判定X 电极的名称。
但要注意X极指的是在原电池还是电解池。
说明：化学上规定，凡发生氧化变化的电极均为阳极，而发生还原的电极均为阴极。
据此，从发生的化学变化角度看，原电池中的负极（-）又叫阳极，正极（+）又叫阴极。
二、复习预习一原电池1、构成原电池的条件（1）活泼性不同的两个电极（2）电解质溶液（3）形成闭合回路2、原电池的工作原理（1）、原电池：活泼金属在负极失电子发生氧化反应，电解质中的阳离子在正极得电子发生还原反应（2）、电子的流动方向由负极流出经导线移向正极，（3）、离子移动方向阴离子移向负极，阳离子移向正极二、电解池1、构成电解池的条件（1）有外电源（2）两个电极（3）电解质溶液（4）形成闭合回路2、电解池的工作原理原电池：正极与阳极相连，负极与阴极相连，阳离子在阴极得电子发生还原反应，阴离子在阳极失电子发生氧化反应发3、离子移动方向阴离子移向阳极，阳离子移向阴极4、阴阳离子得失电子的顺序如何判断？阳极：应是失电子能力强的优先反应，阴离子放电顺序为：阴极：应是得电子能力强的优先反应，阳离子放电顺序一般为：说明：离子放电顺序和离子本性、离子浓度、电极材料、电压等很多因素有关，这里只是一般顺序。
三、知识讲解考点1：解题步骤方法①判断两池(原电池还是电解池)—②标注电极名称—③写出电极反应式—(根据电极产物、溶液成分变化)—④描述或解释现象或进行有关计算。
Eg1：把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中（如图所示平面图），经过一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是（ B ）A、Ⅰ和Ⅲ附近B、Ⅰ和Ⅳ附近C、Ⅱ和Ⅲ附近D、Ⅱ和Ⅳ附近[解析] ①判两池：通常有外接电源的装置是电解池,故左图为电解池,根据右图为两个活性不同金属浸在电解质溶液中可判断为原电池；②标电极名：左图由外接电源极性可知I为阴极，II为阳极；右图因Zn比Fe活泼，故III为负极，IV为正极。
电化学基础
电化学基础一.考点解析考点1：原电池⑴定义：原电池——将化学能转化为电能的装置。
⑵组成条件：①两个活泼性不同的电极。
通常用活泼金属做负极，用不活泼金属或可以导电的非金属做正极。
②电解质溶液：一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应或做氧气的载体。
③通过导线连接电极（或电极相互接触），形成闭合回路。
④(实质条件)：通过自发的氧化还原反应中的电子转移，在外电路上形成电流。
(3)、原电池中的几个判断①正极负极的判断：正极：活泼的一极负极：不活泼的一极②.电流方向与电子流向的判断电流方向：正→负电子流向：负→正电解质溶液中离子运动方向的判断阳离子:向正极区移动阴离子:向负极区移动⑷电极反应的书写方法：①首先确定氧化还原反应的总化学方程式；②根据化学反应确定原电池的正、负极，发生氧化反应的一极为负极。
③由反应物和生成物结合电解质溶液写出负极的电极反应。
④较繁电极反应式=总反应式-简单电极反应式.一般情况下用总反应方程式减去负极反应，根据得失电子数目相同的原理写出正极反应的电极反应。
⑸应用：金属的腐蚀与防护考点2：电解池⑴将电能转化为化学能的装置。
⑵组成条件：①外电源——提供电能②导线——形成闭合回路③电解质溶液——帮助实现能量转化⑶实质：通过外加电源使不能自发进行的氧化还原反应得以实现。
⑷电解池中离子的放电顺序：①阴离子氧化顺序为：S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧根离子②阳离子的还原顺序为：Ag+ > Hg2+ > Fe3+ > Cu2+ > > H+（与金属活动性顺序相反）注意：书写阳极反应时，首先要注意观察电极材料，当电极为C、Pt、Au等惰性电极时，根据阴离子放电顺序考虑溶液中的阴离子放电，若阳极本身为活泼金属材料，则首先考虑电极反应。
而阴极无论什么材料都不参与电极反应。
⑸用惰性电极电解电解质溶液的基本规律：①电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐（如NaOH、H2SO4、K2SO4溶液等）的电解阴极：4 H+ + 4 e—= H2↑阳极：4 OH—- 4 e—= 2 H2O + O2↑总反应：2 H2O 电解2H2↑+ O2↑②分解电解质型：无氧酸（除HF外），不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）（CuCl2、HCl溶液）的电解（以CuCl2为例）阴极：Cu2+ + 2 e—= Cu 阳极：2 Cl—- 2 e—= Cl2↑总反应：CuCl2电解Cu +Cl2↑③放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）（如NaCl、MgBr等溶液）的电解。
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第三讲 氧化还原电化学第1题（5分）已知HClO −−−→−V （ ）Cl 2−−→−V 36.1Cl －和OCl －−−−→−V （ ）Cl 2−−→−V 36.1Cl － 1．将0.40和1.36两个数值填入什么的空格，说明判断理由；2．计算氯气分压力为101.3kPa 时的氯水的pH 值（已知：nFE 电池＝RTlnK ）。
第2题（6分）下图是U 的各氧化态在酸性溶液中的标准电极电势图。
U U U UO UO V V V V −−−→←−−−→←−−→←−−→←-+-+++++789.13607.0462.0205.022附：E ø(H ＋/H 2)＝0V ；E ø(Cl 2/Cl －)＝1.36V ；E ø(O 2/H 2O)＝1.23V 。
1．预测哪些氧化态最稳定？哪些氧化态不稳定？并说明理由（有反应的写出方程式）。
2．判断U 4＋能否与Cl 2或Cl －反应，说明理由（有反应的写出方程式）。
第3题（9分）已知：θA Φ O 2−−−→←+V 682.0H 2O 2−−→←+V 77.1H 2O ；Fe 3＋−−−→←+V 771.0Fe 2＋−−→←-V 44.0Fe 试根据上图用反应式表明Fe 3＋能够催化H 2O 2分解的原因。
第4题．电极电势的理论计算公式是E ＝E ＋n 059.0lg ][][还原型氧化型（其中n 表示得到或失去的电子数目）。
E Cu 2+/Cu +和E I2/I -分别是＋0.15V 和＋0.54V 。
但是，在水溶液中，Cu 2＋离于可以从碘化钾中释放出I 2。
写出化学方程式，并解释该反应为什么能发生。
第5题（6分）密闭的镍镉电池广泛用于各种无线器具，Ni －Cd 电池经济效应高，循环寿命长，在高低温下可完好放电，已知：典型Ni －Cd 电池中：E 1Θ(Cd(OH)2/Cd)＝－0.809V 、E 2Θ(NiO(OH)/2Ni(OH)2)＝＋0.490V （E 1Θ与E 2Θ是25℃下的标准电极电池）。
1．写出电池自发放电反应配平的化学方程式和电极反应式。
2．计算25℃下电池的电动势E3．一手机的Ni －Cd 电池的额定电容量为700mAh ，问电池含Cd 质量多少第6题（5分）电解熔融KCl 易发生爆炸，其原因是在阴极生成中间产物A ，A 再与阴极另一产物反应发生爆炸。
已知A 为红色顺磁性物质，A 与水作用有过氧化氢生成，求：阳极反应：__________________；阴极反应：___________________；涉及爆炸的总反应：________________________________。
第7题（9分）在260K 左右时，用惰性材料做电极，以高电流密度电解碳酸钠Na 2CO 3的浓溶液，在阳极可得到浅蓝色的盐A 。
经分析，盐A 的阴离子是由两个平面三角形通过氧原子相连得到的。
1．确定盐A 的化学式，画出其阴离子的结构。
2．该电解反应中，阳极反应为_________________；阴极反应为______________；电解反应方程式为________________；电解过程中溶液的pH 值_____（“增大”或“降低”）。
3．写出盐A 与稀硫酸反应的化学方程式。
第8题（5分）某新型二次锂离子电池结构如右图，电池内部是固体电解质，充电、放电时允许Li ＋在其间通过。
已知放电时LiCoO 2电极、C 电极分别转化为Li 1－x CoO 2和Li x C 6。
1．写出充电、放电时总反应表示式； 2．写出放电时负极电极反应和充电时阳极电极反应式； 3．外电路上的“→”，表示放电还是充电时的电流方向；4．外电路有0.1mol e －通过，发生迁移的Li ＋的质量是多少。
第9题（8分）有机物A （右图）主要用于制备菊酯类杀虫剂，新制备方法是以有机物B 为原料，用间接电氧化法合成，具体方法如下：A ：O COOHB ：O CH 3在电解槽的阴极区注入10% H 2SO 4溶液，阳极区注入Cr 2(SO 4)3－H 2SO 4混合液，电解；结束后将电解液转入反应器中，并加入有机物B 。
……1．系统命名法命名有机物A 和B ；2．写出电极反应方程式；3．写出电解液氧化B 的反应方程式和现象；4．请补充完整上述制备方法。
第10题（5分）羟胺（NH 2OH ）熔点33.05℃，沸点56.5℃，是有机合成上最常用的还原剂，工业上可电解硝酸制得，羟胺盐酸盐在工业上用途非常广泛。
1．写出电解硝酸电极上生成羟胺的电极反应方程式；2．写出能体现羟胺弱碱性的离子方程式； 3．羟胺能还原溴化银，写出该反应的化学方程式；4．酸性条件下羟胺能将硫酸亚铁氧化，写出反应的离子方程式；5．系统命名右图所示物质的名称。
第11题（6分）吡啶－2－甲酸，是重要的有机合成中间体。
电化学直接氧化2－甲基吡啶法是一条对环境友好的绿色合成路线。
下表是某研究者通过实验获得的最佳合成条件。
12．比较途径一、二，引起选择性、电流效率不同的原因是什么？请用电极反应表示。
CH 3N OH－Li + (C) 2)第1题（分）1．1.63 0.40（1分）酸性条件下发生反歧化反应，碱性条件发生歧化反应，E(＋)＞E(－)反应自发（1分） 2．酸性介质中，反应Cl 2＋H 2O ＝HClO ＋Cl －＋H ＋的lgK ＝nFE /2.30RT ＝－4.58K ＝2.65×10－5；忽略HClO 的电离，c(H ＋)＝0.0297，pH ＝1.53（3分）第2题（6分）1．＋4，＋6氧化态稳定，0，＋3，＋5氧化态都不稳定（1分），因为U 0，U 3＋都容易被H ＋离子氧化（0.5分），UO 2＋在酸性条件下发生歧化（0.5分） 2U ＋6H ＋＝2U 3＋＋3H 2↑（0.5分） 2U 3＋＋2H ＋＝2U 4＋＋H 2↑（0.5分） 2UO 2＋＋4H ＋＝UO 22＋＋U 4＋＋2H 2O （1分） 2．E ø(UO 22＋/U 4＋)＝0.335V ＜E ø(Cl 2/Cl －)（1分） U 4＋＋Cl 2＋2H 2O ＝UO 22＋＋4H ＋＋2Cl －（1分） 第3题（9分）1．因为标准电极电势：Fe 3＋/Fe 2＋＞O 2/H 2O 2 所以2Fe 3＋＋H 2O 2＝2Fe 2＋＋O 2＋2H ＋又因为O 2/H 2O ＞Fe 3＋/Fe 2＋ 所以H 2O 2＋2Fe 2＋＋2H ＋＝2Fe 3＋＋2H 2O （各1.5分）4 3．2Cu 2＋＋4I －＝2CuI ↓＋I 2（1分）由于CuI 是沉淀，则在溶液中[Cu ＋]很小，致使0.059lg[Cu 2＋]/[Cu ＋]值增大，所以E Cu 2+/Cu +值增大，使E ＝E Cu 2+/Cu +－E I2/I -＞0，上述反应能够自发进行（2分）第5题（6分）1．Cd （s ）＋2Ni(OH)（s ）＋2H 2O ＝2Ni(OH)2（s ）＋Cd(OH)2（s ）正极：2NiO(OH)（s ）＋2H 2O ＋2e －＝2Ni(OH)2（s ）＋2OH －负极：Cd （s ）＋2OH －Cd(OH)2（s ）＋2e －（各1分） 2．E ＝E 2Θ－E 1Θ＝0.490V －(－0.809V)＝1.299V （1分）3．700mAh ＝0.700A ×3600s ＝2520.0C m cd ＝2520.0×112.4g/2×96485＝1.47g （2分） 第6题A ：KO 2；阳极：2Cl －－2e →Cl 2↑；阴极：2K ＋＋2O 2＋2e →2KO 2 K ＋＋e →K涉及到的爆炸反应为：3KO 2＋K →2K 2O ＋2O 2第7题1．A ：Na 2C 2O 6；C O O -O O O O -； 2．阳极：2CO 32－－2e ＝C 2O 62－；阴极：2H 2O ＋2e ＝H 2↑＋2OH －；电解反应：2K 2CO 3＋2H 2O K 2C 2O 6＋2KOH ＋H 2↑；随着KOH 浓度增大，溶液的pH 值增大。
3．K 2C 2O 6＋H 2SO 4＝K 2SO 4＋2CO 2＋1/2O 2＋H 2O 。
第8题（5分）1．LiCoO 2＋6CLi 1－x CoO 2＋Li x C 6（1分） 2．LiCoO 2－xe －＝Li 1－x CoO 2＋xLi ＋ Li x C 6－xe －＝6C ＋xLi ＋（各1分）3．充电（1分）4．0.7g （1分）第9题1．A：间苯氧基苯甲酸B：间甲基二苯醚（各0.5分）2．阳极：2Cr3＋＋7H2O＝Cr2O72－＋14H＋＋6e－阴极：6H＋＋6e－＝3H2↑（各1分）3．m－ph－O－ph－CH3＋Cr2O72－＋8H＋→m－ph－O－ph－COOH＋2Cr3＋＋5H2O 溶液呈墨绿色（各1分）4．将反应液冷却至室温，固液分离得到A固体粗品，滤液进一步油水分离，油相为未反应B，水相为含Cr(Ⅲ)的酸性水溶液，返回电解槽，电解再生为Cr(Ⅵ)，循环使用。
粗品A以10% NaOH溶液溶解后，滤除杂质，然后再以10% HCl酸析、冷水洗，即得精制的A。
（3分，答出要点）第10题（5分）1．NO3－＋7H＋＋6e－＝NH2OH＋2H2O（1分）OH＋H2O＋NH3OH＋OH－（1分）2．NH3．2NH2OH＋2AgBr＝N2↑＋2Ag↓＋2HBr＋2H2O（1分）4．2Fe2＋＋NH2OH＋3H＋＝NH4＋＋2Fe3＋＋H2O（1分）5．E－苯乙酮肟（1分）第11题（6分）1．阳极：C5H4N－CH3＋2H2O→C5H4N－COOH＋6H＋＋6e－（2分）阴极：2H＋＋2e－＝H2（1分）2．选择性低由于发生副反应：C5H4N－CH3＋H2O→C5H4N－CHO＋4H＋＋4e－（1.5分）电流效率低由于发生副反应：2H2O＝O2↑＋4H＋＋4e－（1.5分）。