目錄

第20講原電池原理

第21講電解原理第七單元電化學(xué)基礎(chǔ)第七單元電化學(xué)基礎(chǔ)知識框圖第七單元

│知識框圖第七單元

│知識框圖使用建議第七單元

│使用建議?內(nèi)容特點

1．原電池與電解池的知識理論性、規(guī)律性較強，并且概念較多，容易混淆，需要在加強理解的基礎(chǔ)上準(zhǔn)確記憶概念的定義和實例。2．新型燃料電池、熔融鹽電池、二次電池的原理，電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式的書寫都是高考中常常涉及的知識，是重點也是難點。金屬的析氫腐蝕和吸氧腐蝕的電極反應(yīng)第七單元

│使用建議式的書寫或正誤判斷是常見的命題采分點，要注意從原理上去分析掌握，并了解金屬保護的方法。3．電解池的工作原理、電解的規(guī)律、電解的應(yīng)用(包括氯堿工業(yè)、銅的精煉、電鍍、電冶金)等知識點較多，經(jīng)常與氧化還原反應(yīng)、熱化學(xué)方程式、元素化合物知識、化學(xué)計算等多個知識領(lǐng)域聯(lián)合命題。第七單元

│使用建議?編寫思路1．本單元中，易混淆的知識點很多。在本單元的內(nèi)容編排時，首先是將原電池、電解池的原理進行了對比分析，以使知識系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。2．常見的化學(xué)電源的題目命題主要落腳點放在正負極材料、電極反應(yīng)式的書寫、總反應(yīng)式的書寫上。而對于金屬的腐蝕與防護主要是放在了原電池的構(gòu)成水膜的性質(zhì)以及正極反應(yīng)式的不同上。第七單元

│使用建議3．在電解池的編制中，重點對電解的原理與應(yīng)用、電化學(xué)的解題思路等進行了比較、分析與歸納，特別重視規(guī)律的總結(jié)和方法的歸納，體現(xiàn)理論內(nèi)容的系統(tǒng)性、邏輯性。4．本單元最后設(shè)置了一套滾動卷，滾動范圍是六、七單元。第七單元

│使用建議?教學(xué)建議1．電化學(xué)部分復(fù)習(xí)時要注意“四池”(原電池、電解池、電鍍池、電解精煉池)的對比，抓住概念的定義、原理與本質(zhì)來加以分析和理解，從知識本源上去掌握。2．在教學(xué)中，建議以陽離子和陰離子的放電順序為線索，強化對電極上放電微粒分析的訓(xùn)練。3．常見的化學(xué)電源，要掌握電極反應(yīng)式與總反應(yīng)式的書寫。第七單元

│使用建議4．要從電極名稱的判斷、電極材料的性質(zhì)、離子的放電順序等方面去復(fù)習(xí)電解池，利用電子守恒法解決相關(guān)的計算問題。5．注意這部分內(nèi)容以社會熱點，例如能源危機問題、自然資源合理開發(fā)利用以及科技前沿動態(tài)為背景，以身邊的生活經(jīng)驗為情境命題是一個明顯的動向，也是近幾年高考命題的重點，需要特別注意。第七單元

│使用建議?課時安排本單元共2講，建議8課時完成，5課時用于在課堂上互動式完成20～21講，3課時進行單元測試、滾動卷測試及講評。第20講

│原電池原理第20講原電池原理考綱導(dǎo)學(xué)第20講

│考綱導(dǎo)學(xué)考綱要求命題預(yù)測

1.了解原電池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。

2.理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的措施。

1.原電池的工作原理。運用原電池工作原理書寫電極方程式或正誤判斷，以及金屬腐蝕的類型判斷與防護是近幾年高考的重點，常以選擇或填空的形式進行考查，難度中等。

2.對新型化學(xué)電源的考查。近年來這一考點成為高考命題的必考點和區(qū)分點，通常是以新型(燃料電池、固體熔融電解質(zhì)等)電池，對其工作原理分析及電極方程式的書寫為主，難度較大。要點探究?探究點一原電池的工作原理

第20講

│要點探究

【知識梳理】

一、碳、硅比較1．原電池把__________轉(zhuǎn)化為________的裝置。2．形成條件(1)兩個電極由兩種______________不同的金屬或由__________________的材料(非金屬或某些氧化物等)組成。(2)電解質(zhì)溶液。(3)形成閉合回路?；瘜W(xué)能電能金屬活動性金屬和其他導(dǎo)電第20講

│要點探究3．原電池的兩極負極：活潑性______的金屬，發(fā)生________反應(yīng)。正極：活潑性______的金屬或?qū)w，發(fā)生________反應(yīng)。4．電極反應(yīng)式的書寫和電子移動方向(如圖20－1)強氧化弱還原第20講

│要點探究(1)電極反應(yīng)式的書寫負極：________，電極反應(yīng)式：___________________。正極：________，電極反應(yīng)式：___________________。電池反應(yīng)：___________________________________________。(2)電子移動方向電子由________釋放，經(jīng)__________沿導(dǎo)線流入________，電解質(zhì)溶液中的__________移向正極，在其表面得電子被________，形成一個閉合回路。Zn片Cu片Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu

負極外電路正極陽離子還原第20講

│要點探究【要點深化】1．原電池原理圖解

第20講

│要點探究2．原電池電極的判斷和電極方程式的書寫(1)原電池正負極的判斷第20講

│要點探究第20講

│要點探究第20講

│要點探究第20講

│要點探究

例1

[2010·廣東卷]銅鋅原電池(如圖20－4)工作時，下列敘述正確的是(

)

【典例精析】BCA．正極反應(yīng)為Zn－2e－===Zn2＋B．電池反應(yīng)為Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋CuC．在外電路中，電子從負極流向正極D．鹽橋中的K＋移向ZnSO4溶液第20講

│要點探究第20講

│要點探究變式題

[2010·寧夏卷]根據(jù)圖20－5可判斷出下列離子方程式中錯誤的是(

)

A第20講

│要點探究?探究點二化學(xué)電源第20講

│要點探究

【知識梳理】

1．一次電池堿性鋅—錳干電池電池反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2負極：________，正極：________，電解質(zhì)：KOH。負極反應(yīng)：______________________________________。正極反應(yīng)：______________________________________。ZnMnO2Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2第20講

│要點探究第20講

│要點探究3．燃料電池(1)燃料電池與前幾種電池的差別：①氧化劑與還原劑在工作時

；②反應(yīng)產(chǎn)物

；③能量轉(zhuǎn)化率高(超過80%)，普通的只有30%，有利于節(jié)約能源。(2)氫氧燃料電池①酸性電解質(zhì)負極：

；正極：

；總反應(yīng)：

。不斷補充不斷排出

第20講

│要點探究②堿性電解質(zhì)負極：

；正極：

；總反應(yīng)：

。第20講

│要點探究

【要點深化】1．二次電池和燃料電池的幾個注意事項(1)可充電電池(二次電池)充電時，電池正極接電源正極，電池負極接電源負極。(2)可充電電池(二次電池)放電時負極發(fā)生氧化反應(yīng)，充電時該極(陰極)發(fā)生還原反應(yīng)；放電時正極發(fā)生還原反應(yīng)，充電時該極(陽極)發(fā)生氧化反應(yīng)。(3)燃料電池的負極為通入燃料的一極，正極為通入助燃劑的一極(一般為氧氣)，電極材料一般不參加化學(xué)反應(yīng)，只起傳導(dǎo)電子的作用。第20講

│要點探究2．新型電池的分析思路以新型電池的研制開發(fā)為素材對原電池原理的考查是高考命題的熱點題型，涉及的主要問題有：(1)正、負極的判斷：發(fā)生失電子反應(yīng)的電極是負極，發(fā)生得電子反應(yīng)的電極是正極。(2)電子的流向和電解質(zhì)溶液中離子的流向：電流方向：“外電路：從正極流向負極；電源內(nèi)電路：從負極流向正極?！痹姵匮b置中，外電路電子流向與電流相反，從負極流向正極；電源內(nèi)電路即電解質(zhì)溶液，陽離子流向與電流相同，流向正極，陰離子流向與電流方向相反，流向負極。第20講

│要點探究第20講

│要點探究

例2

[2010·浙江卷]Li-Al/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池，該電池中正極的電極反應(yīng)式為：2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe。有關(guān)該電池的下列說法中，正確的是(

)【典例精析】B第20講

│要點探究

B由給出的正極反應(yīng)知負極反應(yīng)式為Li－e－===Li＋，C項錯。A項，Li為0價，錯。B項，將兩電極反應(yīng)疊加可得總反應(yīng)，正確。D項，將原電池負極反應(yīng)顛倒即可得陰極反應(yīng)式，故錯。第20講

│要點探究

[點評]新型電池以其命題背景或情景新穎為特點，往往具有時代感，給人以全新的感覺，但無論如何命題，其考查點都落腳于原電池原理上，該類試題難度不會很大。因此，解決該類試題時，首先不要被其陌生的方程式或情景嚇倒，其次，要認真分析題意，找出有用的信息。本題容易忽視總反應(yīng)方程式而錯選C。燃料電池也是高考中常見的新試題背景，分析時要注意燃料一定在負極發(fā)生氧化反應(yīng)，還要注意電極方程式的書寫與介質(zhì)的關(guān)系。請看下面的變式題。第20講

│要點探究變式題

乙醇燃料電池中采用磺酸類質(zhì)子溶劑，電池總反應(yīng)為C2H5OH＋3O2＝2CO2＋3H2O，下列說法錯誤的是(

)A．電池工作時，質(zhì)子向電池的正極遷移B．電池工作時，電流由b極沿導(dǎo)體流向a極C．a(chǎn)為負極，電極反應(yīng)式是C2H5OH+3H2O+12e-=2CO2+12H+D．b為正極，電極反應(yīng)式是4H++O2+4e-=2H2OC第20講

│要點探究?探究點三金屬的腐蝕與防護第20講

│要點探究

【知識梳理】

1．金屬腐蝕(1)定義：金屬與周圍的氣體(或液體)發(fā)生

反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。(2)本質(zhì)：金屬原子

而被氧化(3)氧化還原失電子化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕第20講

│要點探究犧牲陽極保護法2．金屬的防護方法(1)加防護層，如在金屬表面加上耐腐蝕的油漆、搪瓷、瀝青、塑料、橡膠及電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。(2)電化學(xué)防護①

——原電池原理。

(陰極)：被保護的金屬設(shè)備。

(陽極)：比被保護的金屬活潑的金屬。②

——電解原理。

：被保護的金屬設(shè)備。

：惰性電極。正極

負極外加電流陰極保護法

陰極陽極第20講

│要點探究水泥玻璃條件金屬在較強的酸性溶液中

金屬在中性或酸性很弱的溶液中

電極反應(yīng)負極(Fe)：Fe－2e－＝Fe2＋正極(C)：2H＋＋2e－＝H2↑

負極(Fe)：2Fe－4e－＝2Fe2＋正極(C)：2H2O＋O2＋4e－＝4OH－

發(fā)生情況相對較少腐蝕速率一般較快

非常普遍腐蝕速率一般較慢聯(lián)系兩種腐蝕常相繼發(fā)生，吸氧腐蝕為主

1．析氫腐蝕與吸氧腐蝕的比較【要點深化】第20講

│要點探究2.金屬腐蝕的快慢順序一般來說可用下列原則進行判斷：(1)電解原理引起的腐蝕(金屬作陽極)>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護措施的腐蝕。(2)對同一金屬來說：強電解質(zhì)溶液中的腐蝕>弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕>非電解質(zhì)溶液中的腐蝕。(3)對同一電解質(zhì)溶液來說：一般濃度越大，金屬的腐蝕越快。第20講

│要點探究

例3

[2010·上海卷]鐵是用途最廣的金屬材料之一。為探究鐵的化學(xué)性質(zhì)，某同學(xué)將盛有生鐵屑的試管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中(如圖20－7所示)。數(shù)天后，他觀察到的現(xiàn)象是(

)

A．鐵屑不生銹，試管內(nèi)液面上升B．鐵屑不生銹，試管內(nèi)液面高度不變C．鐵屑生銹，試管內(nèi)液面上升D．鐵屑生銹，試管內(nèi)液面高度不變【典例精析】圖20－7C第20講

│要點探究C在潮濕的空氣中，鐵容易生銹，并且發(fā)生的是吸氧腐蝕，導(dǎo)致試管內(nèi)壓強減小，液面上升。[點評]有關(guān)金屬腐蝕的常見考查為金屬腐蝕的類型、電極反應(yīng)以及金屬電化學(xué)腐蝕的后續(xù)反應(yīng)等。鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的類型與其表面水膜的酸堿性有關(guān)，下面的變式題對此進行了較為詳細的考查。第20講

│要點探究變式題

如圖20－8所示裝置中，小試管內(nèi)為紅墨水，具支試管內(nèi)盛有pH＝4的雨水和生鐵片。觀察：開始導(dǎo)管內(nèi)液面下降，一段時間后導(dǎo)管內(nèi)液面回升，略高于小試管液面。以下有關(guān)解釋合理的是(

)C第20講

│要點探究C該雨水酸性較強，開始時，發(fā)生的是析氫腐蝕，故導(dǎo)管內(nèi)液面下降，后來發(fā)生的是吸氧腐蝕，故導(dǎo)管內(nèi)液面又升高；無論析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，生鐵片中的碳都做原電池的正極，故A、B錯誤，C正確；具支試管中開始時發(fā)生析氫腐蝕，消耗氫離子，pH增大，后來發(fā)生吸氧腐蝕，產(chǎn)生OH－，pH繼續(xù)增大，D項錯誤。

第21講

│電解原理第21講電解原理考綱導(dǎo)學(xué)第21講

│考綱導(dǎo)學(xué)考綱要求命題預(yù)測

了解電解池的工作原理。能寫出電極反應(yīng)。1.電解原理。近年來，該考點通常以選擇題形式考查，重點考查該部分基礎(chǔ)知識，難度中等。2.電解原理的應(yīng)用。該命題點一般是在非選擇題中出現(xiàn)，結(jié)合元素化合物知識或基本理論，難度較大。要點探究?探究點一氯氣的性質(zhì)第21講

│要點探究

【知識梳理】1．電解：電流通過電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))而在陰、陽兩極引起______________反應(yīng)的過程。正確理解電解的概念應(yīng)注意以下三點：①電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過程就是________的過程；②電解是非自發(fā)地將________能轉(zhuǎn)化為________能；③電流是________流電。氧化還原電解電化學(xué)直第21講

│要點探究2．電解池：把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。(1)電解池的構(gòu)成條件(見圖21－1)：①外加直流電源；②與電源相連的兩個電極；③電解質(zhì)溶液或熔化的電解質(zhì)。(2)電極名稱和電極材料①電極名稱陽極：接電源正極的為陽極，發(fā)生________反應(yīng)；陰極：接電源負極的為陰極，發(fā)生________反應(yīng)。②電極材料惰性電極：C、Pt、Au等，僅導(dǎo)電，不參與反應(yīng)；活性電極：Fe、Cu、Ag等，既可以導(dǎo)電，又可以參與電極反應(yīng)。圖21－1氧化還原第21講

│要點探究【要點深化】1．電解原理圖解第21講

│要點探究2．離子放電順序(1)陽極：①活性材料作電極時：金屬在陽極失電子被氧化成陽離子進入溶液，陰離子不容易在電極上放電。②惰性材料作電極(Pt、Au、石墨等)時：溶液中陰離子的放電順序(由易到難)是：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根離子。(2)陰極：無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽離子。陽離子在陰極上的放電順序是：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋>Zn2＋>Al3＋>Mg2＋>Na＋。第21講

│要點探究第21講

│要點探究第21講

│要點探究

例1

[2010·全國卷Ⅱ]圖21－3是一個用鉑絲作電極，電解稀的MgSO4溶液的裝置，電解液中加有中性紅指示劑，此時溶液呈紅色。(指示劑的pH變色范圍：6.8～8.0，酸色——紅色，堿色——黃色)回答下列問題：【典例精析】(1)下列關(guān)于電解過程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確的是________(填編號)；①A管溶液由紅變黃②B管溶液由紅變黃③A管溶液不變色④B管溶液不變色①④第21講

│要點探究

(2)寫出A管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：_____________________________________________

_________________________________；(3)寫出B管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：

________________________________________________________________________________；(4)檢驗a管中氣體的方法是______________________________________________

_________________________；

用拇指按住管口，取出試管，靠近火焰，放開拇指，有爆鳴聲，管口有藍色火焰第21講

│要點探究

(5)檢驗b管中氣體的方法是_______________________________________________________________________________

；

用拇指按住管口，取出試管，放開拇指，將帶有火星的木條伸入試管內(nèi)會復(fù)燃

(6)電解一段時間后，切斷電源，將電解液倒入燒杯內(nèi)，觀察到的現(xiàn)象是_____________________________________________；

溶液呈紅色，白色沉淀溶解(或大部分溶解)第21講

│要點探究第21講

│要點探究[點評]有關(guān)電解的試題關(guān)鍵是弄清電解的原理：陰、陽兩極及兩極發(fā)生的反應(yīng)。本題容易忽視陰極反應(yīng)的后續(xù)反應(yīng)，即生成的氫氧根離子與原溶液中的鎂離子生成沉淀。下面的變式題則對電解原理及應(yīng)用做了較全面的考查。第21講

│要點探究變式題

下列敘述錯誤的是(

)A.鋼鐵表面發(fā)生吸氧腐蝕時，鋼鐵表面水膜的pH增大B.電解精煉銅時，同一時間內(nèi)陽極溶解的銅的質(zhì)量比陰極析出的銅的質(zhì)量少C.在鍍件上電鍍鋅，用鋅作陽極D.工作時，在原電池的負極和電解池的陰極上都是發(fā)生失電子過程D第21講

│要點探究?探究點二電解規(guī)律第21講

│要點探究

【知識梳理】

項目物質(zhì)類別代表物被電解物質(zhì)陰極產(chǎn)物陽極產(chǎn)物電解方程式濃度變化pH溶液復(fù)原加入物質(zhì)電解類型含氧酸H2SO4H2O電解水型可溶性堿NaOHH2O活潑金屬含氧酸鹽Na2SO4H2O不變無氧酸HClHCl電解自身型不活潑金屬無氧酸鹽CuCl2CuCl2活潑金屬無氧酸鹽NaClNaClH2ONaCl濃度減小，有NaOH生成放氫生堿型不活潑金屬含氧酸鹽CuSO4CuSO4H2OCuSO4濃度減小，有H2SO4生成放氧生酸型增大降抵增大升高增大H2O減小升高減小升高升高降低CuO第21講

│要點探究

【要點深化】離子的放電順序與電解規(guī)律的關(guān)系如果金屬做陽極(除金、鉑外)，金屬優(yōu)先失去電子形成對應(yīng)的金屬陽離子進入溶液，電解質(zhì)溶液中的陰離子不失電子。如果陽極為惰性電極，則兩極按照下列順序放電：實驗室制取、收集純凈干燥Cl2的裝置如下第21講

│要點探究離子區(qū)域電解類型溶液酸堿性變化規(guī)律實例Ⅰ與Ⅲ區(qū)電解質(zhì)本身被電解溶液變稀，酸堿性變化根據(jù)具體溶質(zhì)而定CuCl2、HClⅠ與Ⅳ區(qū)電解質(zhì)和水被電解堿性增強NaClⅡ與Ⅲ區(qū)電解質(zhì)和水被電解酸性增強CuSO4、AgNO3Ⅱ與Ⅳ區(qū)電解水型溶液被濃縮，酸堿性變化根據(jù)具體溶質(zhì)而變Na2SO4、H2SO4、NaOH第21講

│要點探究【典例精析】

例2

在如圖21－4所示的裝置中，電極均為石墨電極，通電一段時間后，發(fā)現(xiàn)a電極附近溶液呈紅色，甲、乙兩池中溶液的pH均減小，而①和④兩極電極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1︰2，則下表中各組物質(zhì)的水溶液符合上述條件的是(

)圖21－4C第21講

│要點探究ABCD甲KOHH2SO4CuSO4NaNO3乙CuSO4AgNO3HNO3HCl第21講

│要點探究[點評]電解池串聯(lián)時，各個電極上通過的電子數(shù)相等，這是該類試題的突破口之一。此外，根據(jù)某極的現(xiàn)象推斷各個電極的類型是這類試題的切入點。本題集電源電極的判斷、電解產(chǎn)物的判斷及有關(guān)計算為一體，具有一定的綜合性，但只要熟悉電解的規(guī)律便能迅速解題。下面的變式題則需要對離子的放電規(guī)律較為熟悉才能正確解答。第21講

│要點探究變式題

將0.3molNaCl和0.1molH2SO4溶于一定量的水中配成溶液，用石墨作電極電解該溶液時，根據(jù)電極產(chǎn)物，可分為三個階段，下列說法正確的是(

)①陰極始終只析出H2②第一階段相當(dāng)于電解NaCl溶液③第一階段相當(dāng)于電解HCl溶液④第二階段相當(dāng)于電解NaCl溶液⑤第二階段相當(dāng)于電解HCl溶液⑥第三階段相當(dāng)于電解Na2SO4溶液A．①③④⑥B．①②④C．①②④⑥D(zhuǎn)．②④⑤⑥A第21講

│要點探究?探究點三電解原理的應(yīng)用第21講

│ 要點探究

【知識梳理】

電解食鹽水電解NaCl(熔融)電鍍鋅電解精煉銅裝置示意圖略陰極反應(yīng)Zn2＋＋2e－＝Zn

__________________(精銅)

陽極反應(yīng)

__________________(粗銅)

電解總反應(yīng)2NaCl______________無無說明

(1)陰極室與陽極室應(yīng)用隔膜分開

(2)食鹽水需經(jīng)凈化，除去Mg2＋、Ca2＋、SO等離子電解法冶煉金屬常見的有：Na、Mg、Al，用的分別是熔融NaCl、熔融MgCl2、熔融Al2O3

(1)________必須作陰極

(2)____________作陽極

(3)用含______________的溶液作電鍍液

(1)________作陽極，溶解下來

(2)________作陰極

(3)電解質(zhì)溶液常用______________第21講

│要點探究【