高考一轮复习：电化学基础

3．工作原理(以 Zn‖CuSO4(aq)‖Cu 原电池为例)
离子方程式：
Zn + Cu2+==Cu + Zn2+
动手1：在练习本上设计只用一个烧杯就能 实现该原电池的装置(不带盐桥)。
A
Zn
Cu
CuSO4溶液 单液原电池的缺点： 负极金属和反应溶液直接接触而反应， 使电流转化效率不高，电流衰减较快。
3．氢氧燃料电池(碱性介质中)（理解并强记） (1)构造：负极：氢气；正极：氧气；电解质溶液：氢氧化
钾溶液。
(2)电极反应。
－－4e－===4H O 2H ＋ 4OH 2 2 负极：_________________________________________ 。 －＋2H O===4OH－ O ＋ 4e 2 2 正极：_________________________________________ 。
【基础导练】 1．用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和 盐桥(装有琼脂－KNO3的U型管)构成一个原电池。以下有关该 原电池的叙述正确的是( )。
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极；②正极反应为： Ag＋＋e－===Ag；③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作； ④将铜片浸入 AgNO3 溶液中发生的化学反应与该原电池反应 相同。 A．①② B．②③ C．②④ D．③④
解析：充电时与外界电源正极相连的为阳极，发生氧化反 应，而该极在放电时发生的是还原反应，即 NiO(OH)＋H2O＋e－ ===Ni(OH)2＋OH－，故答案选 D。
4．下列说法正确的是( D )。 A．金属腐蚀就是金属原子失去电子被还原的过程 B ．钢铁吸氧腐蚀时，负极反应式为：2H2O＋O2＋4e－ ===4OH－ C．镀锌铁皮的镀层损坏后，铁更容易腐蚀 D．氯碱工业中，阳极发生的反应为：2Cl－－2e－===Cl2↑
3．(2011年全国高考)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( D )。
A．H2O的还原 C．H2的氧化 B．NiO(OH)的还原 D．Ni(OH)2的氧化
2H2＋O2===2H2O 电池反应：_____________________________________ 。
(3)优点：能量利用率高、无污染、原料来源广泛等 ____________________________________(写一条)。
3．氢氧燃料电池(酸性介质中) (1)构造：负极：氢气；正极：氧气；电解质溶液：稀硫酸
(2)电解池：把电能转化为化学能的装置。 (3)电极名称与电极反应。
氧化反应 。 与电源正极相连的为______ 阳极 ，发生__________
还原反应 。 阴极 ，发生__________ 与电源负极相连的为______ (4)电解池的构成：直流电源、电极、电解质、闭合回路。
2．电解 CuCl2 溶液
解析：在原电池中，活动性强的金属Cu作负极，而Ag作 正极，电流由正极流向负极；负极反应式：Cu－2e－===Cu2＋； 正极反应式：2Ag＋＋2e－===2Ag；总反应式：Cu＋2Ag＋=== 2Ag＋Cu2＋；取出盐桥后形成断路，原电池停止工作。 答案：C
2．可用于电动汽车的铝－空气燃料电池，通常以 NaCl 溶 液或 NaOH 溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。 下列说法正确的是( )。
解析：无论在中性还是碱性电解质溶液中，正极反应都为： O2＋2H2O＋4e－===4OH－，负极反应，中性条件下：Al＋3OH－ －3e－===Al(OH)3↓，碱性条件下：Al＋4OH－－3e－=== AlO2 ＋
－
2H2O(碱性条件下，电解质NaOH参与反应被消耗，pH减小)；
外电路中电子由负极流向正极。 答案：A
溶液。
(2)电极反应。
－===4H+ 2H － 4e 2 负极：_________________________________________。 －＋ 4H+ ===2H O O ＋ 4e 2 2 正极：_________________________________________ 。
2H2＋O2===2H2O 电池反应：_____________________________________ 。
A．以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解液时，正极反应都为：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－
3e－===Al(OH)3↓
C．以 NaOH 溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液 的 pH 保持不变 D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
第 21 讲
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电化学基础
第一课时
课时安排(4课时) 1、电化学基础知识 2、原电池原理 3、电解池原理 4、习题集评讲及小测
考纲定位
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工作原理。
3．了解电解池的工作原理及应用，能写电极反应 和电池反应方程式。 4．发生电化学腐蚀的原因、危害及防止措施。
Cu2＋＋2e－===Cu 阴极：__________________________________________ 。
3．冶炼金属(以冶炼 Na 为例) 2Cl－－2e－===Cl2↑ (1)电极反应：阳极：______________________________ ； 2Na＋＋2e－===2Na 阴极：__________________________________________ 。 2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑ (2)总反应式：____________________________________ 。 (3)应用：冶炼____________ 钠、镁、铝 等活泼金属。
(3)优点：能量利用率高、无污染、原料来源广泛等 ____________________________________(写一条)。
三、电解池 1．电解原理
电流 通过电解质溶液(或熔融的电解质)而 (1)电解：使________ 氧化还原反应 的过程。 在阴、阳两极 __________引起________________
2．电镀或电解精炼铜(强记且不能调乱) 阴极 ；镀层金属或粗 (1)两极材料：待镀金属或精铜作________ 含镀层金属的盐溶液或铜盐溶液 阳极 。 电解质溶液：_________________________ 铜作________ Cu－2e－===Cu2＋ (2)电极反应：阳极：______________________________ ；
应
总反
应
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ _____________________
2Fe＋O2＋2H2O=== _____________________ 2Fe(OH)2 _____________________
普遍性
吸氧 腐蚀更普遍 ________
3.金属的防护方法 (1)加防护层，如涂油漆、覆盖陶瓷、电镀、金属钝化等 __________________________________。 金属的内部结构，如将普通钢制成不锈钢 (2)改变_________________________________________ 。
图 3－21－2 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑； 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu。 总反应：CuCl2
电解
1.两极附近的现象？ 阴极：红色物质 阳极：黄绿色气体 2.如何检验阳极气体？ 湿润的淀粉碘化钾试纸
Cu＋Cl2↑。
四、电解原理的应用
1．电解饱和食盐水(总方程式需强记，能直接写出) (1)电极反应。
2 Pb ＋ SO 负极：__________________________________________ ； 4 －2e ===PbSO4
－ －
－ 正极：PbO2＋2e－＋4H＋＋SO2 4 ===PbSO4＋2H2O。
电池反应：PbO2＋Pb＋2H2SO4
2PbSO4＋2H2O。
(3)优点：铅蓄电池是二次电池，可多次充电，反复利用。
水膜________ 呈酸性
水膜 ____________ 呈中性或弱酸性
_____________________ _____________________ Fe－2e－===Fe2＋ 2Fe－4e－===2Fe2＋
－ － 2H＋＋2e－===H2↑ O _____________________ _____________________ 2＋4e ＋2H2O===4OH
－－2e－===Cl ↑ 2Cl 2 阳极：____________________________ ；
2H＋＋2e－===H2↑ 阴极：____________________________ 。 电解 2NaCl ＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2。 ↑ (2)总反应式： __________________________________ 氯气 和________ 氢气 、________ 烧碱 。 (3)应用：氯碱工业制________
原电池 ____________ 反应，较活泼的金属被氧化的腐蚀。 同时 发生，但________ 电化学 腐蚀更普遍， (3)两种腐蚀往往________ 速度快，危害更重。
2．电化学腐蚀的分类(以铁的腐蚀为例)(吸氧腐蚀要强记) 析氢 腐蚀 ______ ______ 吸氧 腐蚀
Байду номын сангаас条件
负极 电 极 反 (Fe) 正极 (C)
电解
五、金属的电化学腐蚀与防护 1．金属的腐蚀 氧化还原 反应而引起 金属与周围的气体或液体物质发生__________ 金属失e-被氧化 损耗的现象。金属腐蚀的本质：____________ 。 化学反应 而引 (1)化学腐蚀：金属与接触的物质直接发生__________
起的腐蚀。 (2) 电 化 学 腐 蚀 ： 不纯的金属 跟 电 解 质 溶 液接触发生
1．碱性锌锰干电池——一次电池 Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 负极：_________________________________ ； 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－。 电池反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===Zn(OH)2＋2MnOOH。
2．铅蓄电池——二次电池(强记) (1)构造：负极：铅；正极：二氧化铅；电解质溶液：硫酸 溶液。 (2)电极反应。
一、原电池 1．概念 化学能 转化为________ 电能 的装置。 把________
2．构成条件
活泼性不同的 电极。 (1)两个________________ 电解质溶液 中。 (2)将两个电极插入____________
闭合回路 。 (3)用导线连接电极形成__________
氧化还原反应 。 (4)具有自发进行的________________
(3)电化学保护法。 正 极 ①牺牲阳极的阴极保护法——利用原电池 ______原理，______ 被保护。如在被保护的钢铁设备上装上若干较活泼的金属如锌， 让被保护的金属作原电池的正极。 阴 极 ②外加电流的阴极保护法——利用电解池 ______原理，______ 被保护。如用被保护的钢铁设备作阴极，惰性电极作阳极，外 接直流电源。
3．工作原理(以 Zn‖CuSO4(aq)‖Cu 原电池为例)
带盐桥的双液原电池：
1.负极区溶液一般用什么? 负极金属的同离子溶液 2.正极区溶液用什么? 反应溶液 3.盐桥的作用是什么？ 导电并使溶液保持电中性 4.双液原电池的优点？ 提高电流效率，提供相对持 续稳定的电流
图 3－21－1
电极名称
负极
正极
电极材料
电极反应
______ Zn
______ Cu
____________________ ____________________ Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 氧化反应 __________ 还原反应 __________
反应类型
电子流向
由负极沿导线流向正极
二、化学电源