知识梳理电化学基础

第七单元 │ 使用建议
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编写思路 1．本单元中，易混淆的知识点很多。在本单元的内容
编排时，首先是将原电池、电解池的原理进行了对比分析， 以使知识系统化、网络化。 2．常见的化学电源的题目命题主要落脚点放在正负极
材料、电极反应式的书写、总反应式的书写上。而对于金
属的腐蚀与防护主要是放在了原电池的构成水膜的性质以 及正极反应式的不同上。
第七单元
电化学基础
第七单元 │ 知识框图
知识框图
第七单元 │ 知识框图
第七单元 │ 使用建议 使用建议
► 内容特点
1．原电池与电解池的知识理论性、规律性较强，并且
概念较多，容易混淆，需要在加强理解的基础上准确记忆 概念的定义和实例。 2．新型燃料电池、熔融盐电池、二次电池的原理，电 极反应式和总反应式的书写都是高考中常常涉及的知识，
＋
第20讲 │要点探究
【典例精析】 例1 [2010· 广东卷]铜锌原电池(如图20－4)工作时， 下列叙述正确的是( BC )
A．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋ B．电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu C．在外电路中，电子从负极流向正极 D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
第20讲 │要点探究
Cu ＋2e ===Cu Cu片 ，电极反应式：___________________ 正极：________ 。 Zn＋ Cu2＋===Zn2＋＋Cu 电池反应：______ ________________________________ _____。
2＋
－
(2)电子移动方向 负极 释放，经__________ 外电路 沿导线流入________ 正极 ， 电子由________ 阳离子 移向正极，在其表面得电子被 电解质溶液中的__________ 还原 ，形成一个闭合回路。 ________
第20讲 │要点探究
2．二次电池 铅蓄电池 (1)总反应式： PbO2＋Pb＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O
(2)放电的电极反应为： － 2－ Pb ＋ SO － 2e ＝PbSO4 4 负极：__________________________________________ ；
＋ － 2－ PbO ＋ 4H ＋ SO ＋ 2e ＝PbSO4＋2H2O 2 4 正极：__________________________________________ 。
第20讲 │要点探究
【要点深化】 1．原电池原理图解
第20讲 │要点探究
2．原电池电极的判断和电极方程式的书写 (1)原电池正负极的判断
第20讲 │要点探究
(2)原电池电极方程式的书写原则与技巧 ①电极反应是氧化还原反应，要遵循质量守恒、电子守恒及 电荷守恒。另外还要遵守以下两个原则： a．共存原则：注意介质对电极产物的影响，物质得失电子后 在不同的介质环境中所存在的形式不同。如电解质溶液的酸碱性 不同，在酸性条件下，碳元素以 CO2 释放出去，而碱性条件下， 碳元素则以 CO2 3 形式存在；O2 放电时，在酸性溶液中它与 H 结
第20讲 │要点探究
3．原电池的两极
强 的金属，发生________ 氧化 反应。 负极：活泼性______ 弱 的金属或导体，发生________ 还原 反应。 正极：活泼性______
4．电极反应式的书写和电子移动方向(如图20－1)
第20讲 │要点探究
(1)电极反应式的书写 － 2＋ Zn===Zn ＋ 2e Zn片 ，电极反应式：___________________。 负极：________
第20讲 │要点探究
A 原电池中活泼的一极作为负极，从图中可得出，还原性 Cd＞Co＞Ag。A 项若能发生，则得出还原性 Ag＞Cd，与题意矛 盾，故错。
第20讲 │要点探究
► 探究点二 化学电源
【知识梳理】 1．一次电池
碱性锌—锰干电池
电池反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2 MnO2 ，电解质：KOH。 Zn 负极：________ ，正极：________ Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2 负极反应：______________________________________ 。 － － 2MnO ＋ 2H O ＋ 2e ===2MnOOH ＋ 2OH 2 2 正极反应：______________________________________。
是重点也是难点。金属的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应
第七单元 │ 使用建议
式的书写或正误判断是常见的命题采分点，要注意从原理 上去分析掌握，并了解金属保护的方法。
3．电解池的工作原理、电解的规律、电解的应用(包括
氯碱工业、铜的精炼、电镀、电冶金)等知识点较多，经常 与氧化还原反应、热化学方程式、元素化合物知识、化学 计算等多个知识领域联合命题。
第20讲 │要点探究
方法二：直接书写。 首先标出燃料中碳元素的化合价，计算出失去的电子数，根 据溶液的介质情况写出生成物，并根据碳原子守恒写出生成物的
－ 化学计量数，若是碱性介质，则生成 CO2 3 ，若是酸性介质，则生
成 CO2；其次根据电荷守恒配平电极方程式，电极方程式左边减 去几个电子就相当于左边带几个单位正电荷，配平电荷的方法有： 电极方程式左边加入带负电荷的 OH－以抵消左边的正电荷数或右 边加入带正电荷的 H 以抵消右边的负电荷数， 但要根据电解质溶 液的酸碱性选择使用；最后观察法配平其他粒子。
第七单元 │ 使用建议
3．在电解池的编制中，重点对电解的原理与应用、 电化学的解题思路等进行了比较、分析与归纳，特别重
视规律的总结和方法的归纳，体现理论内容的系统性、
逻辑性。 4．本单元最后设置了一套滚动卷，滚动范围是六、 七单元。
第七单元 │ 使用建议
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教学建议
1．电化学部分复习时要注意“四池”(原电池、电解池、
第七单元 │ 使用建议
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课时安排
本单元共2讲，建议8课时完成，5课时用于在课堂
上互动式完成20～21讲，3课时进行单元测试、滚动卷测
试及讲评。
第20讲 │ 原电池原理
第20讲原电池原理
考纲导学
考纲要求 命题预测
1.原电池的工作原理。运用原电池 1.了解原电池的工 工作原理书写电极方程式或正误判断， 作原理，能写出电极反 以及金属腐蚀的类型判断与防护是近几 应和电池反应方程式。 年高考的重点，常以选择或填空的形式 了解常见化学电源的种 进行考查，难度中等。 类及其工作原理。 2.对新型化学电源的考查。近年来 2.理解金属发生电化 这一考点成为高考命题的必考点和区分 学腐蚀的原因、金属腐 点，通常是以新型(燃料电池、固体熔 蚀的危害、防止金属腐 融电解质等)电池，对其工作原理分析 蚀的措施。 及电极方程式的书写为主，难度较大。
第20讲 │要点探究
[2010· 宁夏卷]根据图20－5可判断出下列离子方 程式中错误的是( A )
A．2Ag(s)＋Cd2＋(aq)===2Ag＋(aq)＋Cd(s) ＋ ＋ B．Co2 (aq)＋Cd(s)===Co(s)＋Cd2 (aq) C．2Ag＋(aq)＋Cd(s)===2Ag(s)＋Cd2＋(aq) D．2Ag＋(aq)＋Co(s)===2Ag(s)＋Co2＋(aq)
第20讲 │ 要点探究 要点探究
► 探究点一 原电池的工作原理 【知识梳理】 一、碳、硅比较 1．原电池
电能 的装置。 把__________ 转化为________ 化学能 2．形成条件 金属活动性 不同的金属或由 (1)两个电极由两种______________ __________________ 的材料(非金属或某些氧化物等)组成。 金属和其他导电 (2)电解质溶液。 (3)形成闭合回路。
[解析] Cu 是正极， 电极反应式是 Cu2＋＋2e－＝Cu； Zn 是负极，
－ ＋ ＋ ＋
电极反应式是 Zn－2e ＝Zn2 ，总反应为 Cu2 ＋Zn＝Zn2 ＋Cu，B 正确；外电路的电子流向是从负极经导线流向正极，C 正确；由于 CuSO4 溶液中的 Cu2＋参与了电极反应， 所以盐桥中的 K＋要向 CuSO4 溶液移动，D 项错误。 [ 点评 ] 本题考查了电极反应方程式的判断和离子移动方向问 题。离子移动的规律可简单总结为：参加反应的离子向该离子的反 应电极移动， 不参加反应的离子与带相反电荷的离子移动方向相反。 下面的变式题则对原电池原理与氧化还原反应做了反向考查。
－ ＋
合成 H2O，在碱性溶液中与 H2O 结合成 OH 。
－
第20讲 │要点探究
b．减法原则：若已知总反应方程式，要求写出某一极的电极 反应方程式，可以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)，然后写出较易书写的电极反应式， 将这个反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去较易书写(一 般为负极)的电极反应式，即得另一极的电极反应式。 ②燃料电池负极方程式的书写 方法一：用总方程式减去正极电极方程式。 燃料电池的总方程式就是该燃料在氧气中燃烧的方程式 ( 但 要注意如果电解质溶液是碱性，则生成的二氧化碳要与氢氧根离 子继续反应，写成碳酸根离子)，而正极反应都是氧气得到电子： O2＋2H2O＋4e－＝4OH－(碱性介质)或 O2＋4H＋＋4e－＝2H2O(酸性 介质)。
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2－
第20讲 │要点探究
3．燃料电池 (1)燃料电池与前几种电池的差别：①氧化剂与还原 剂在工作时 不断补充 ；②反应产物 不断排出 ；③能 量转化率高(超过80%)，普通的只有30%，有利于节约 能源。 (2)氢氧燃料电池 ①酸性电解质 － ＋ 2H － 4e ===4H 负极： 2 ； ＋ － O ＋ 4H ＋ 4e ===2H2O 正极： 2 ； 2H2＋O2===2H2O 总反应： 。
(3)充电的电极反应为： － ＋ 2－ PbSO ＋ 2H O － 2e ＝ PbO ＋ 4H ＋ SO 4 2 2 4 阳极：__________________________________________ ；
PbSO4＋2e ＝Pb＋SO4 阴极：__________________________________________ 。
第20讲 │要点探究
②碱性电解质
－ － 2H － 4e ＋ 4OH ===4H2O 2 负极：
； ；
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正极： O2＋2H2O＋4e ===4OH
－
－
总反应： 2H2＋O2===2H2O
。
第20讲 │要点探究
【要点深化】 1．二次电池和燃料电池的几个注意事项 (1)可充电电池(二次电池)充电时，电池正极接电源正 极，电池负极接电源负极。 (2)可充电电池(二次电池)放电时负极发生氧化反应， 充电时该极(阴极)发生还原反应；放电时正极发生还原反 应，充电时该极(阳极)发生氧化反应。 (3)燃料电池的负极为通入燃料的一极，正极为通入 助燃剂的一极(一般为氧气)，电极材料一般不参加化学反
电镀池、电解精炼池)的对比，抓住概念的定义、原理与本 质来加以分析和理解，从知识本源上去掌握。
2．在教学中，建议以阳离子和阴离子的放电顺序为线
索，强化对电极上放电微粒分析的训练。 3．常见的化学电源，要掌握电极反应式与总反应式的 书写。
第七单元 │ 使用建议
4．要从电极名称的判断、电极材料的性质、离子的放 电顺序等方面去复习电解池，利用电子守恒法解决相关的 计算问题。 5．注意这部分内容以社会热点，例如能源危机问题、 自然资源合理开发利用以及科技前沿动态为背景，以身边 的生活经验为情境命题是一个明显的动向，也是近几年高 考命题的重点，需要特别注意。
应，只起传导电子的作用。
第20讲 │要点探究
2．新型电池的分析思路 以新型电池的研制开发为素材对原电池原理的考查是 高考命题的热点题型，涉及的主要问题有： (1)正、负极的判断：发生失电子反应的电极是负极， 发生得电子反应的电极是正极。 (2)电子的流向和电解质溶液中离子的流向：电流方向： “外电路：从正极流向负极；电源内电路：从负极流向正 极。”原电池装置中，外电路电子流向与电流相反，从负 极流向正极；电源内电路即电解质溶液，阳离子流向与电 流相同，流向正极，阴离子流向与电流方向相反，流向负 极。