高考化学二轮复习方案 专题10 电化学原理 新课标
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专题十 │ 主干知识整合
四、电解原理的利用 1．氯碱工业 (1)食盐水的精制
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(2)主要生产过程
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(3)电极反应 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 总反应：2NaCl＋2H2O=电==解==2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 2．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 特点：“一增(阴极)，一减(阳极)，一不变(电解后溶液浓度)”。
专题十 电化学原理
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主干知识整合 一、原电池和电解池
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二、常见的化学电源 1．锌锰干电池(属于一次电池) (1)酸性锌锰干电池 反应原理： Zn＋2MnO2＋2NH＋ 4 ===Zn2＋＋Mn2O3＋2NH3↑＋H2O 负极： Zn－2e－===Zn2＋ 正极： 2MnO2＋2NH＋ 4 ＋2e－===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O
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三、金属的腐蚀与防护 1．电化学腐蚀(以钢铁为例)
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2．金属腐蚀快慢的判断 一般来说，可用下列原则判断： (1)电解原理引起的腐蚀(金属作阳极)＞原电池原理引起的腐蚀＞ 化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。 (2)对同一金属来说：强电解质溶液中腐蚀＞弱电解质溶液中腐蚀 ＞非电解质溶液中腐蚀。 (3)对同一电解质溶液来说：一般是浓度越大，金属腐蚀越快。 (4)活泼性不同的两金属连接，活泼性差别越大，腐蚀越快。 (5)氧气的浓度越大，腐蚀越快。
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(1)以酸性溶液为电解质溶液构成的氢氧燃料电池反应原理为： 2H2＋O2===2H2O。
负极：2H2－4e－===4H＋， 正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 (2)以碱性溶液为电解质溶液构成的甲烷燃料电池反应原理为： CH4＋2O2＋2OH－===CO32－＋3H2O。 负极：CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O， 正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－。
电解池，遵循电解原理；给可充电电池充电时，外加电源的负极连接
电池的负极。
反应原理：Pb＋PbO2＋2H2SO4
2PbSO4＋2H2O
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(1)放电反应 负极：Pb＋SO24－－2e－===PbSO4 正极：PbO2＋4H＋＋SO24－＋2e－===PbSO4＋2H2O (2)充电反应 阴极：PbSO4＋2e－===Pb＋SO24－ 阳极：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO42－ 3．燃料电池 燃料电池以还原剂(氢气、烃类、甲醇等)为负极反应物，以氧化 剂(氧气、空气等)为正极反应物。
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专题十 │ 要点热点探究
例1 [2011·北京卷] 结合图10－1判断，下列叙述正确的是 ()
图10-1 A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护 B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋ C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－==4OH－ D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe精(品C课N件)6]溶液，均有蓝色沉淀
专题十 │ 要点热点探究
A 【解析】 解答本题的关键是理解原电池原理。在原电池中， 活泼金属作负极，失电子被氧化，不活泼金属做正极而被保护，A 项正确；I 中锌为负极，失电子被氧化：Zn－2e－===Zn2＋，B 项错 误；Ⅱ中电解液为酸性，不可能生成 OH－，正极反应为：2H＋＋2e －===H2↑，C 项错误；Fe2＋与六氰合铁离子生成蓝色沉淀，但 I 中 无 Fe2＋生成，故无蓝色沉淀，D 项错误。
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(2)碱性锌锰干电池
反应原理：Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH 负极：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ 2．铅蓄电池(属于二次电池)
二次电池在放电时是原电池，遵循原电池工作原理；在充电时是
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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＋ Fe－2e－===Fe2＋ Cu－2e－===Cu2＋ 阴极(纯铜)：Cu2＋＋2e－===Cu 特点：电解过程中，活泼性比 Cu 弱的 Ag 不放电，形成阳极泥(可 从阳极泥中提纯 Ag)，电解质溶液中 c(Cu2＋)会不断减小，应定期更换电 解质溶液。 4 ． 将 不 能 自 发 进 行 的 氧 化 还 原 反 应 使 之 能 够 发 生 ， 如 Cu ＋ 2HCl===CuCl2＋H2↑，使 Cu 作阳极电解盐酸。
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要点热点探究 ► 探究点一 原电池的工作原理及其应用
1．原电池正负极的判断
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2．原电池电极反应式的书写 如果题目给定的是图示装置，先要分析正、负极，再根据反应规 律去写电极反应式；如果题目给定的是总反应式，可先分析此反 应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)， 再选择一个简单变化情况去写电极反应式，另一极的电极反应式 可直接写或将各反应式看作是数学中的代数式，用总反应式减去 已写出的电极反应式，即得结果。 [特别注意] (1)对于可充电电池的反应，需要看清楚“充电、放 电”的方向，放电过程应用原电池原理，充电过程应用电解池原 理。(2)对于电解质溶液中有离子参与的反应，要特别注意将参 与反应的离子写入电极反应式中。
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3．金属的防护 (1)改变金属的内部结构，例如把 Ni、Cr 等加入普通钢中制成 不锈钢。 (2)覆盖保护层：①涂油脂、油漆、搪瓷、塑料等；②电镀耐腐 蚀的金属(Zn、Sn、Ni、Cr 等)。 (3)电化学保护法：多采用牺牲阳极保护法。如在船只的螺旋桨 附近的船体上镶嵌活泼金属锌块。另外，也可采用与电源负极相连 接的保护方式，即外加电流的阴极保护法。
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四、电解原理的利用 1．氯碱工业 (1)食盐水的精制
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(3)电极反应 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑ 总反应：2NaCl＋2H2O=电==解==2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 2．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 特点：“一增(阴极)，一减(阳极)，一不变(电解后溶液浓度)”。
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主干知识整合 一、原电池和电解池
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二、常见的化学电源 1．锌锰干电池(属于一次电池) (1)酸性锌锰干电池 反应原理： Zn＋2MnO2＋2NH＋ 4 ===Zn2＋＋Mn2O3＋2NH3↑＋H2O 负极： Zn－2e－===Zn2＋ 正极： 2MnO2＋2NH＋ 4 ＋2e－===Mn2O3＋2NH3↑＋H2O
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三、金属的腐蚀与防护 1．电化学腐蚀(以钢铁为例)
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2．金属腐蚀快慢的判断 一般来说，可用下列原则判断： (1)电解原理引起的腐蚀(金属作阳极)＞原电池原理引起的腐蚀＞ 化学腐蚀＞有防护措施的腐蚀。 (2)对同一金属来说：强电解质溶液中腐蚀＞弱电解质溶液中腐蚀 ＞非电解质溶液中腐蚀。 (3)对同一电解质溶液来说：一般是浓度越大，金属腐蚀越快。 (4)活泼性不同的两金属连接，活泼性差别越大，腐蚀越快。 (5)氧气的浓度越大，腐蚀越快。
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(1)以酸性溶液为电解质溶液构成的氢氧燃料电池反应原理为： 2H2＋O2===2H2O。
负极：2H2－4e－===4H＋， 正极：O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 (2)以碱性溶液为电解质溶液构成的甲烷燃料电池反应原理为： CH4＋2O2＋2OH－===CO32－＋3H2O。 负极：CH4＋10OH－－8e－===CO32－＋7H2O， 正极：2O2＋4H2O＋8e－===8OH－。
电解池，遵循电解原理；给可充电电池充电时，外加电源的负极连接
电池的负极。
反应原理：Pb＋PbO2＋2H2SO4
2PbSO4＋2H2O
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(1)放电反应 负极：Pb＋SO24－－2e－===PbSO4 正极：PbO2＋4H＋＋SO24－＋2e－===PbSO4＋2H2O (2)充电反应 阴极：PbSO4＋2e－===Pb＋SO24－ 阳极：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO42－ 3．燃料电池 燃料电池以还原剂(氢气、烃类、甲醇等)为负极反应物，以氧化 剂(氧气、空气等)为正极反应物。
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图10-1 A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护 B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋ C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－==4OH－ D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量K3[Fe精(品C课N件)6]溶液，均有蓝色沉淀
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A 【解析】 解答本题的关键是理解原电池原理。在原电池中， 活泼金属作负极，失电子被氧化，不活泼金属做正极而被保护，A 项正确；I 中锌为负极，失电子被氧化：Zn－2e－===Zn2＋，B 项错 误；Ⅱ中电解液为酸性，不可能生成 OH－，正极反应为：2H＋＋2e －===H2↑，C 项错误；Fe2＋与六氰合铁离子生成蓝色沉淀，但 I 中 无 Fe2＋生成，故无蓝色沉淀，D 项错误。
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(2)碱性锌锰干电池
反应原理：Zn＋2MnO2＋H2O===ZnO＋2MnOOH 负极：Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O 正极：2MnO2＋2H2O＋2e－===2MnOOH＋2OH－ 2．铅蓄电池(属于二次电池)
二次电池在放电时是原电池，遵循原电池工作原理；在充电时是
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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＋ Fe－2e－===Fe2＋ Cu－2e－===Cu2＋ 阴极(纯铜)：Cu2＋＋2e－===Cu 特点：电解过程中，活泼性比 Cu 弱的 Ag 不放电，形成阳极泥(可 从阳极泥中提纯 Ag)，电解质溶液中 c(Cu2＋)会不断减小，应定期更换电 解质溶液。 4 ． 将 不 能 自 发 进 行 的 氧 化 还 原 反 应 使 之 能 够 发 生 ， 如 Cu ＋ 2HCl===CuCl2＋H2↑，使 Cu 作阳极电解盐酸。
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要点热点探究 ► 探究点一 原电池的工作原理及其应用
1．原电池正负极的判断
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2．原电池电极反应式的书写 如果题目给定的是图示装置，先要分析正、负极，再根据反应规 律去写电极反应式；如果题目给定的是总反应式，可先分析此反 应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况)， 再选择一个简单变化情况去写电极反应式，另一极的电极反应式 可直接写或将各反应式看作是数学中的代数式，用总反应式减去 已写出的电极反应式，即得结果。 [特别注意] (1)对于可充电电池的反应，需要看清楚“充电、放 电”的方向，放电过程应用原电池原理，充电过程应用电解池原 理。(2)对于电解质溶液中有离子参与的反应，要特别注意将参 与反应的离子写入电极反应式中。
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3．金属的防护 (1)改变金属的内部结构，例如把 Ni、Cr 等加入普通钢中制成 不锈钢。 (2)覆盖保护层：①涂油脂、油漆、搪瓷、塑料等；②电镀耐腐 蚀的金属(Zn、Sn、Ni、Cr 等)。 (3)电化学保护法：多采用牺牲阳极保护法。如在船只的螺旋桨 附近的船体上镶嵌活泼金属锌块。另外，也可采用与电源负极相连 接的保护方式，即外加电流的阴极保护法。