1、1基本理论部分- 电化学根据电化学的有关知识所设计的高考题是多年高考命题的热点之一。由于电化学内容便于进行学科间的渗透，所以，电化学作为重点内容之一，与其他知识结合起来考查学生各方面的能力将是高考中进行综合能力测试的理想知识点。一、本章的重要知识点1.构成原电池、电解池的条件 2 金属的腐蚀.3.原电池、电解（镀）池电极名称的确定 4.电极反应及其产物的分析 5.电解的应用：电镀、精炼铜、氯碱工业一、原电池与电解池例 1.分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。研究两池的关系（结构、原理） 。总结：1.原电池由_ _组成。较活泼的金属是_极，较不活泼的金属（或能导电的非金属）是_极。2.电解池由
2、_ _ _组成，其中与外电源的正极相连的极板叫_极，与外电源的负极相连的极板叫_极。3.原电池是把_能转化为_能的装置。电解池是把_能转化为_能的装置。在能量转化过程中，都发生了_反应。4.写出上述各原电池和电解池的各电极反应。例 2.下图中的装置会出现什么现象？依据是什么？电极名称？电子的流动方向？总结：1.使电流通过电解质溶液，而在阴、阳两极发生氧化还原反应的过程叫电解。电离是电解的前提。电解质的导电过程即是被电解过程。2.确定原电池电极名称的方法方法一：根据电极材料的性质确定。通常是（1）对于金属金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极；（2）对于金属非金属电极，金属是负极，非金属是正
3、极，如干电池等；（3）对于金属化合物电极，金属是负极，化合物是正极。方法二：根据电极反应的本身确定。失电子的反应氧化反应负极；得电子的反应还原反应正极。总结：中学化学常见原电池分为三大类。1、仅有一电极材料参与反应在这类原电池中，参与反应的电极失去电子、被氧化，是负极，一般为金属；不参与反应的另一电极为正极，正极周围的离子或分子（如：H +、Cu 2+、O 2、Cl 2 等）得电子、被还原。例：教材上介绍的以 Zn 和 Cu 为电极材料，H 2SO4 溶液为电解质的原电池属于这一类。钢铁的电化腐蚀过程中形成的许多微小的原电池也属于这一类。例 3：以铜和石墨为电极材料，硝酸银溶液为电解质的原电池
4、 负极反应式为： ；正极电极反应式为： 。氯化钠水溶液为电解质组成的原电池，负极反应式为： ；正极电极反应式为： 。2、两电极材料都参与反应这一类电池的两电极材料分别由金属和金属的化合物组成。金属失去电子，被氧化，为负极。金属的化合物得电子，被还原，为正极。这一类电池一般可以充电。铅蓄电池、银锌钮扣电池都属于这类。例 4铅蓄电池放电时总反应的方程式如下：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O（ ）为负极：电极反应式为： （ ）为正极：电极反应式为： 银锌钮扣电池放电时总反应的方程式如下：Zn+Ag 2O=2Ag+ZnO（ ）为负极，电极反应式为：Zn+2OH -2e-=ZnO+H2
5、O（ ）为正极，电极反应式为：Ag 2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-3、两电极都不参与反应这类电池的电极材料均为惰性材料，常常为同一材料，但在两极周围的物质有差别。一极周围的物质有还原性，失电子，为负极；另一极周围的物质有氧化性，得电子，为正极。燃料电池则属于这类。如氢氧燃料电池，天然气与氧气的燃料电池都是以多孔性碳、多孔性铂等惰性材料做两极，两电极浸在电解质溶液或熔化的电解质里。在一极通燃料气，另一极通氧气。通燃料的一极的燃料发生氧化反应，为负极，失电子；通氧气的一极的氧气发生还原反应，为正极，得电子。如果电解质溶液为 KOH 溶液，其电极反应式为：氢氧燃料电池：负极： 正极： 天然气
6、与氧气燃料电池：负极： 正极： 对氢氧燃料电池，如果电解质溶液为硫酸溶液，其电极反应式为：2负极： 正极： 3确定电解（镀）池电极名称的方法方法一：与外电源正极连接的一极是阳极、与负极连接的一极是阴极。方法二：电极上发生氧化反应的是阳极，发生还原反应的是阴极。例 5. （05 江苏高考）14高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为 下列叙述不正确的是A放电时负极反应为：Zn 2e +2OH= Zn(OH)2B充电时阳极反应为：Fe(OH) 3 3e + 5 OH = FeO + 4H2O4C放电时每转移 3 mol 电子，正极有 1
7、mol K2FeO4 被氧化D放电时正极附近溶液的碱性增强4电子流动方向：原电池：负极 外电路 正极电解池：电源负极 流出 流入 电源正极 5电极判断，电极反应式书写原电池：负极：M-ne -=Mn+正极：（1）酸性溶液中 2H+2e-=H2（2）不活泼金属盐溶液 Mn+ne-=M（3）中性、弱酸性条件下 2H2O+O2+4e-=4OH-电解（镀）池：阳极：（1）若阳极是由活性材料（除 C、Pt、Au 等以外的其它金属）做成，阳极反应是阳极金属失去电子而被氧化成阳离子；（2）若阳极是由 C、Pt、Au 等惰性材料做成，阳极反应则是电解液中阴离子在阳极失去电子被氧化。阴离子失去电子能力大小顺序为
8、：I -Br-Cl-OH-含氧酸根F -。阴极：阴极反应一般是溶液中的阳离子得电子的还原反应，阳离子得电子能力大小顺序为：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+。必须注意的是，电镀时通过控制条件，Fe 2+和 Zn2+得电子的能力强于 H+。例 6. （05 全国卷 I）11关于电解 NaCl 水溶液，下列叙述正确的是A电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B若在阳极附近的溶液中滴入 KI 试液，溶液呈棕色C若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性总结：电解液 溶质类别 电
9、极反应 电解总反应式 相当于 电解 溶液 pHNaOH 溶液 强碱H2SO4溶液 含氧酸Na2SO4溶液活泼金属的含氧酸盐2H2O 2H2+电 解O2水CuCl2溶液不活泼金属的无氧酸盐CuCl2 Cu+电 解Cl2HCl 溶液 无氧酸 2HCl H2+电 解Cl2电解质本身NaCl 溶液活泼金属的无氧酸盐2NaCl+2H2OH2+2NaOH+电 解Cl2CuSO4溶液不活泼金属的含氧酸盐2CuSO4+2H2O2Cu+O2+电 解2H2SO4电解质与水NaCl(熔融) 2NaCl 2Na+电 解Cl2Al2O3(熔融)离子化合物2Al2O3 4Al+电 解3O2电解质本身例 7 （江苏高考）用
10、惰性电极实现电解，下列说法正确的是A 电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液 pH 不变B 电解稀氢氧化钠溶液，要消耗 OH ，故溶液 pH 减小C 电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为 1:2D 电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为 1:1二、电解原理应用例 8. （全国高考题）下列关于铜电极的叙述正确的是（ ）。 铜锌原电池中铜是正极 用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极放电充电3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH3 在镀件上电镀铜时，可用金属铜作阳极 电解稀硫酸制 2， 2时铜作阳极总结：电解原理应
11、用:1.电镀池原理2.精炼铜原理3.氯碱工业三、金属的腐蚀例 9(2007 年高考广东理基，原电池)钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：2Fe2H 2OO 2 = 2Fe2 4OH 。以下说法正确的是( )(A)负极发生的反应为： Fe 2e = Fe2(B)正极发生的反应为：2H 2OO 22e = 4OH(C)原电池是将电能转变为化学能的装置(D)钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀总结：1金属腐蚀的实质：金属原子失去电子被氧化而消耗的过程。2金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。3化学腐蚀实质：金属和非电解质或其它物质相接触直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀。其腐蚀过程没有电
12、流产生。4电化学腐蚀实质：不纯金属或合金在电解质溶液中发生原电池反应。电化学腐蚀过程有电流产生。5腐蚀的常见类型（1）析氢腐蚀 在酸性条件下，正极发生 2H+2e-=H2反应。（2）吸氧腐蚀 在极弱酸或中性条件下，正极发生 2H2O+O2+4e-=4OH-反应。若负极金属不与电解质溶液发生直接的反应，则形成吸氧腐蚀的原电池反应。如生铁浸入食盐水中，会形成许多微小的原电池。例 10下列试管中的铁钉腐蚀最快的是（ ）总结：6在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢可用下列原则判断：电解原理引起的腐蚀原电池引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。例 11.下列各装置中都盛有 0.1mol/L 的 NaCl 溶
13、液，放置一定时间后，装置中的四块相同锌片，腐蚀速度由快到慢的正确顺序是（ ）A 3124 B1243 C 1234 D21432008 化学高考回顾1 （08 海南卷）关于铅蓄电池的说法正确的是（ ）A在放电时，正极发生的反应是 Pb(s) +SO42（aq）= PbSO4(s) +2eB在放电时，该电池的负极材料是铅板C在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小D在充电时，阳极发生的反应是 PbSO4(s)+2e= Pb(s)+ SO42（aq）2 （08 上海卷）取一张用饱和的 NaCl 溶液浸湿的 pH 试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现 a 电极与试纸接触处出现一个双色同心
14、圆，内圈为白色，外圈呈浅红色。则下列说法错误的是( ) Ab 电极是阴极 Ba 电极与电源的正极相连C电解过程中水是氧化剂 Db 电极附近溶液的 pH 变小3 （08 全国卷）电解 100mL 含c（H +）0.30mol/L 的下列溶液，当电路中通过 0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是（ ）A0.10mol/LAg + B0.02mol/L Zn 2+C0.20mol/L Cu 2+ D0.20mol/L Pb 2+4 （08 广东卷）用铜片、银片、Cu (NO 3)2 溶液、AgNO 3 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
15、述正确的是（ ）在外电路中，电流由铜电极流向银电极 正极反应为：Ag +e-=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入 AgNO3 溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A B C D5 （08 广东卷）下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（ ）A纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B当镀锡铁制品的镀层破损时，镶层仍能对铁制品起保护作用C在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀6 （08 广东卷）LiFePO 4 电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：FePO 4+Li L
16、iFePO4，电池的正极材料是 LiFePO4，负极材料是石墨，放 电充 电4含 U 导电固体为电解质。下列有关 LiFePO4 电池说法正确的是（ ）A可加入硫酸以提高电解质的导电性B 放电时电池内部 Li 向负极移动.C充电过程中，电池正极材料的质量减少D放电时电池正极反应为： FePO4+Li+e-=LiFePO47 （08 江苏卷）镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为 KOH 溶液，其充、放电按下式进行：Cd + 2NiOOH + 2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2 有关该电池的说法正确的是（ ）A充电时阳极反应：Ni(OH) 2
17、 e + OH- = NiOOH + H2OB充电过程是化学能转化为电能的过程C放电时负极附近溶液的碱性不变D放电时电解质溶液中的 OH-向正极移动8 （08 宁夏卷）一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是（ ）ACH 3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2eBO 2(g)+4H+(aq)+4e =2H2O(1)CCH 3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6eDO 2(g)+2H2O(1)+4e =4OH9 （08 重庆卷）如题图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含
18、有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶（离子在琼胶内 可以移动） ，下列叙述正确的是（ ）Aa 中铁钉附近呈现红色Bb 中铁钉上发生还原反应Ca 中铜丝上发生氧化反应Db 中铝条附近有气泡产生10 （08 全国卷）右图为直流电源电解稀 Na2SO4 水溶液的装置，通电后在石墨电极 a 和b 附近分别滴加石蕊溶液，下列实验现象正确的是( ) A逸出气体的体积：a 电极的小于 b 电极的B电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体Ca 电极附近呈红色，b 电极附近呈蓝色Da 电极附近呈蓝色，b 电极附近呈红色11 （08 广东卷）电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发展
19、是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是（ ）A锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅12 （08 天津卷）下列叙述正确的是（ ）A在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应B用惰性电极电解 Na2SO4 溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为 1：2C用惰性电极电解饱和 NaCl 溶液，若有 1 mol 电子转移，则生成 1 molNaOHD镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀13 （08 北京卷）据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在奥运会期间为运动员
20、提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为 KOH 溶液。下列有关电池的叙述不正确的是（ ）A正极反应式为：O 22H 2O4e =4OHB工作一段时间后，电解液中的 KOH 的物质的量不变C该燃料电池的总反应方程式为：2H 2O 2=2H2OD用该电池电解 CuCl2 溶液，产生 2.24LCl2(标准状况) 时，有 0.1mol 电子转移14 （08 海南卷）如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素，某同学做了如下探究实验：序号 内容 实验现象1 常温下将铁丝放在干燥空气中一个月 干燥的铁丝表面依然光亮2 常温下将铁丝放在潮湿空气中一小时 铁丝表面依然光亮 3 常温下将铁丝
21、放在潮湿的空气中一个月 铁丝表面已变得灰暗4 将潮湿的铁丝放在常温的氧气流中一小时 铁丝表面略显灰暗5 将潮湿的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面已变得灰暗6 将浸过氯化钠溶液的铁丝放在高于常温的氧气流中一小时 铁丝表面灰暗程度比实验 5 严重回答以下问题： (1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是( 填实验序号) _; 在电化学腐 蚀中，负极反应是_; 正极反应是_； (2)由该实验可知，可以影响铁锈蚀速率的因素是_ ； (3)为防止铁的锈蚀，工业上普遍采用的方法是_(答两种方法) 15(2007 年高考全国理综卷 II)在盛有稀 H2SO4 的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是( )(A)正极附近的 SO 离子浓度逐渐增大 (B)电子通过导线由铜片流向锌片(C)正极有 O2 逸出 (D)铜片上有 H2 逸出16(2007 年高考理综宁夏卷，原电池)(14 分)(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。锌片上发生的电极反应：_；银片上发生的电极反应：_。(2)若该电池中两电极的总质量为 60 g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为 47 g，试计算：5产生氢气的体积(标准状况 )；通过导线的电量。(已知 NA = 6.021023 /mol，电子电荷为 1.601019 C)
