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F專題九電化學(xué)基礎(chǔ)

專題導(dǎo)語：

考點(diǎn)分布1.原電池原理及化學(xué)電源

2.電解原理

3.金屬的腐蝕與防護(hù)

分值分布L選擇題：6分

2.填空題：4分

題型特點(diǎn)1.電化學(xué)是高考命題的熱點(diǎn)之一。原電池與電解池的工作原理、新型電池

的分析及應(yīng)用、金屬的腐蝕與防護(hù)、電解產(chǎn)物的判斷與計算、電極及電極

反應(yīng)方程式的書寫、離子的移動方向、溶液PH的變化依舊是高考命題的

熱八'、八占、、。

2.電化學(xué)的考查在選擇題和反應(yīng)原理綜合題及實驗題中都可能出現(xiàn)?？梢?/p>

與圖表結(jié)合考查，也可以和氧化還原反應(yīng)結(jié)合考查。

復(fù)習(xí)策略1.首先要理清有關(guān)概念，可采用對比的方法把原電池、電解池的概念加以

對比，對比中找異同。

2.要注意知識的深化和遷移，需要抓實質(zhì)、善分析、重遷移。

3.要抓規(guī)律，例如電解規(guī)律，對于不同的電解質(zhì)溶液，電解后溶液的變化

不同，要恢復(fù)原狀態(tài)，需要加入的物質(zhì)不同，這其中的規(guī)律要總結(jié)、掌握。

4.要重應(yīng)用，本專題內(nèi)容在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，為了體現(xiàn)理論聯(lián)

系實際，所以是高考熱點(diǎn)。

教學(xué)流程1.教師重點(diǎn)閱讀專題導(dǎo)語和學(xué)習(xí)目標(biāo)、方法突破三個模塊，課前根據(jù)學(xué)生

實際情況精選試題，明確授課流程。

（策略）

2.指導(dǎo)學(xué)生填寫必備知識模塊，可以是學(xué)生填寫老師糾錯，也可以是學(xué)生

和老師一起回顧知識，一定要做到先復(fù)習(xí)再練習(xí)。

3.基礎(chǔ)過關(guān)后，根據(jù)題型分類來指導(dǎo)學(xué)生做題，做題的過程中發(fā)現(xiàn)問題要

及時指導(dǎo)學(xué)生修正并標(biāo)識，總結(jié)易錯點(diǎn)、重難點(diǎn)等記錄在我的記錄空間，

以備課后復(fù)習(xí)。

4.選取相關(guān)練習(xí)題來強(qiáng)化訓(xùn)練，也可以根據(jù)學(xué)生的具體情況進(jìn)行限時訓(xùn)

練。特別是簡單題，一定要提高正確率。

5.回顧總結(jié)，可以是沒有掌握好的概念、化學(xué)方程式、解題方法，也可以

是做錯的題目。最后留出課后作業(yè)，作業(yè)根據(jù)學(xué)生實際情況，選留30分

鐘到60分鐘的題目。

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學(xué)習(xí)目標(biāo)：

1.了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)的方程式。了解常見化學(xué)電

池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。

方法突破：

解題方法

一、原電池裝置的確定、正負(fù)極的判斷與電極反應(yīng)式的書寫

在本考法中，高考題命題的角度大多圍繞原電池的工作原理展開，考生在復(fù)習(xí)備考時,

需掌握原電池的構(gòu)成條件、工作原理、正負(fù)極的判斷等知識?？忌谡莆者@些基礎(chǔ)知識之后，

要對其進(jìn)行理解，會在考題給出的原電池模型中進(jìn)行分析判斷。解題時需掌握以下方法：

1.原電池的判斷方法

（1）分析有無外接直流電源，有外接直流電源的為電解池，無外接直流電源的才可能為原電

池。

（2）依據(jù)原電池的形成條件判斷

①看電極：兩極為導(dǎo)體，且存在活動性差異。

②看溶液：兩極插入溶液中。

③看回路：形成閉合回路或兩極直接接觸。

④看本質(zhì)：看能否發(fā)生氧化還原反應(yīng)，原電池反應(yīng)是總反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。

2.原電池正負(fù)極的判斷方法

判斷方法負(fù)極正極

①據(jù)電極材料較活潑金屬較不活潑金屬或石墨

②據(jù)通入物通入還原劑的電極通入氧化劑的電極

③據(jù)兩極反應(yīng)類型發(fā)生氧化反應(yīng)的電極發(fā)生還原反應(yīng)的電極

④據(jù)電子流向（或電流電子流出的電極（或電

電子流入的電極（或電流流出的電極）

方向）流流入的電極）

⑤據(jù)離子流向陰離子流向的電極陽離子流向的電極

⑥據(jù)電極質(zhì)量變化質(zhì)量減小的電極質(zhì)量增加或不變的電極

⑦據(jù)有無氣泡一有氣泡產(chǎn)生的電極

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4注意

判斷電極時，不能簡單地依據(jù)金屬的活動性順序來判斷，要看反應(yīng)的具體情況，例如：A1

在強(qiáng)堿性溶液中比Mg更易失電子，A1作負(fù)極，Mg作正極；Fe、Al在濃HNO3中鈍化后，比

Cu等金屬更難失電子，Cu等金屬作負(fù)極，F(xiàn)e、Al作正極。

3.電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式的書寫方法

⑴電極反應(yīng)式的書寫步驟

?”|按照負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng).正極發(fā)生還原反

|列物質(zhì)|

|標(biāo)得失|應(yīng)，判斷出電極反應(yīng)產(chǎn)物，標(biāo)出得失電子的

數(shù)量

電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中，應(yīng)能穩(wěn)定

看環(huán)境存在，如堿性介質(zhì)中生成的H+應(yīng)讓其結(jié)合

配守恒OH-生成水，電極反應(yīng)式要遵守電荷守恒

和質(zhì)量守恒等，并加以配平

|兩式加|

|驗總式||一|兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)式對照驗證

（2）較復(fù)雜的電極反應(yīng)式的書寫一一差值法

復(fù)雜電極反應(yīng)式=總反應(yīng)式一較簡單（或已知）一極的電極反應(yīng)式，如燃料電池電極反應(yīng)式的

書寫。

①第一步：燃料電池總反應(yīng)方程式的書寫

可根據(jù)燃料燃燒反應(yīng)寫出燃料電池的總反應(yīng)方程式，但要注意燃料和電解質(zhì)的種類。若燃料

是含碳元素的可燃物，其電池總反應(yīng)方程式就與電解質(zhì)的狀態(tài)和電解質(zhì)溶液的酸堿性有關(guān),

如甲烷燃料電池在酸性電解質(zhì)中生成CO2和H20,在堿性電解質(zhì)中生成CO鼠和H20O

②第二步：燃料電池正極反應(yīng)式的書寫

因為燃料電池正極反應(yīng)物一律是氧氣，正極反應(yīng)的本質(zhì)都是02得電子生成O',即0?+4院

=20~。（）2-的存在形式與燃料電池的電解質(zhì)的狀態(tài)和電解質(zhì)溶液的酸堿性有著密切的關(guān)系，

主要包括以下四種情況：

a.電解質(zhì)為酸性電解質(zhì)溶液（如稀硫酸）

在酸性環(huán)境中，-不能單獨(dú)存在，可供O?一結(jié)合的微粒有酎和&0,O?一優(yōu)先結(jié)合酎生成H2。

這樣，在酸性電解質(zhì)溶液中，正極反應(yīng)式為。2+用++4/=2壓0。

b.電解質(zhì)為中性或堿性電解質(zhì)溶液（如氯化鈉溶液或氫氧化鈉溶液）

在中性或堿性環(huán)境中，一也不能單獨(dú)存在，-只能結(jié)合壓0生成0H,故在中性或堿性電

解質(zhì)溶液中，正極反應(yīng)式為02+2壓0+4r=40『。

c.電解質(zhì)為熔融的碳酸鹽（如LizCOs和Na￡C）3熔融鹽混合物）

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在熔融的碳酸鹽環(huán)境中，。2一也不能單獨(dú)存在，0~可結(jié)合CO?生成COT,則其正極反應(yīng)式為

-

O2+2CO2+4e=2COr=

d.電解質(zhì)為固體電解質(zhì)（如固體氧化錯一氧化鋁）

2

該固體電解質(zhì)在高溫下可允許O'-在其間通過，故其正極反應(yīng)式應(yīng)為02+4e-=20-o

③第三步：燃料電池負(fù)極反應(yīng)式的書寫

一般燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式都是采用間接方法書寫，即按上述要求先正確寫出燃料電池的總

反應(yīng)式和正極反應(yīng)式，然后在電子守恒的基礎(chǔ)上用總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式即得負(fù)極反應(yīng)式。

二、原電池閉合回路

考查原電池閉合回路的形成的題目，一般來說，考查點(diǎn)和考查方式都比較固定。考生在

備考復(fù)習(xí)時，只要熟練掌握原電池的閉合回路模型（如下圖所示的內(nèi)容），即可以不變應(yīng)萬變,

熟練解答本類型的高考考題。

失「，電子沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生

Ii

I負(fù)極II正極I

I*

負(fù)極溶解II-“——II陽離子移向

1——T電解質(zhì)溶液I-----1

1.電子流向（外電路）：負(fù)極一導(dǎo)線一正極（電流方向與電子流向相反）。

2.離子流向（內(nèi)電路）：陰離子向負(fù)極移動，陽離子向正極移動。

■＜注意

無論在原電池中還是在電解池中，電子均不能通過電解質(zhì)溶液。

三、原電池原理的綜合應(yīng)用

考查原電池原理的綜合運(yùn)用能力，是新高考以來的熱點(diǎn)題型，由于其很好地考查了考生

運(yùn)用所學(xué)知識解決實際問題的能力，所以一直備受命題專家的青睞，作為考生應(yīng)該清楚并熟

練掌握原電池原理的綜合運(yùn)用點(diǎn)，只有這樣，才能在考場中準(zhǔn)確快速定位，找到回答問題的

切入點(diǎn)：

1.加快氧化還原反應(yīng)的速率

一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，設(shè)計成原電池時，反應(yīng)速率增大。如實驗室制取氫氣時，可以在

稀硫酸中加入少量硫酸銅溶液，鋅置換出銅，形成原電池，可以加快化學(xué)反應(yīng)速率。

2.用于比較金屬的活動性強(qiáng)弱

兩種金屬分別作原電池的兩極時，一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑。

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3.設(shè)計原電池

(1)根據(jù)一個氧化還原反應(yīng)的方程式，將其分為氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個半反應(yīng)。

(2)根據(jù)原電池反應(yīng)特點(diǎn)，結(jié)合兩個半反應(yīng)，選擇合適的電極材料和電解質(zhì)溶液設(shè)計原電池。

(3)電解質(zhì)溶液的選擇：電解質(zhì)是使負(fù)極放電的物質(zhì)，因此電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)

生反應(yīng)［或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng)(如溶液中溶解的氧氣)］。但如

果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中進(jìn)行(中間連接鹽橋)，則左右兩個容器中的電解質(zhì)溶液要選

擇與電極材料相同的陽離子的鹽溶液。

(4)電極材料的選擇：原電池的電極必須能導(dǎo)電。負(fù)極一般能夠與電解質(zhì)溶液反應(yīng)，容易失

去電子，因此負(fù)極一般是活潑的金屬材料。正極和負(fù)極之間只有產(chǎn)生電勢差，電子才能定向

移動，所以正極和負(fù)極一般不用同一種材料。

4.用于金屬的防護(hù)：使被保護(hù)的金屬制品作原電池正極而得到保護(hù)。

四、化學(xué)電源

考生熟練解答本類型的題目，除熟練掌握解題策略中所提到的解題技巧外，還要熟練掌

握如下幾種常見的化學(xué)電源的工作原理，在高考考場中這些常見的化學(xué)電源就是解答新型化

學(xué)電源問題的模型。

1.鋅鎰干電池(屬于一次電池)

(1)酸性鋅銃干電池

2+

反應(yīng)原理：Zn+2MnO2+2NH^=Zn+Mn2O3+2NH3t+H20

負(fù)極：Zn—2e-=Zn2+

正極：2MnO2+2NHt+2e—=MmO3+2NH3t+H20

(2)堿性鋅鎰干電池

反應(yīng)原理：Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH

負(fù)極：Zn+2OH~-2e"=ZnO+H2O

-

正極：2MnO2+2H20+2e-=2MnOOH+20H

2.鉛蓄電池(屬于二次電池)

放工

⑴反應(yīng)原理：Pb+PbO2+2H2SO4軍龜T2PbS04+2H20

(2)放電反應(yīng)

-

負(fù)極：Pb+S0r-2e=PbS04

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+-

正極：PbO2+4H+SOt+2e=PbS04+2H20

⑶充電反應(yīng)

陰極：PbSO&+2e-=Pb+SO7

+

陽極：PbSO4+2H2—2e-=PbO2+4H+SOt

3.燃料電池

(1)正負(fù)極

以還原劑(氫氣、燒類、甲醇等)為負(fù)極反應(yīng)物；

以氧化劑(氧氣、空氣等)為正極反應(yīng)物。

⑵電解質(zhì)溶液

①酸性溶液(以氫氧燃料電池為例)

反應(yīng)原理為：2H2+。2=2上0

負(fù)極：2H2—4e-=4H+

+-

正極：02+4H+4e=2H20

②堿性溶液(以甲烷燃料電池為例)

反應(yīng)原理為：CH4+202+20H-=C0r+3H20

--

負(fù)極：CH4+100H-8e=C0r+7H20

正極：202+4任0+8r=80IT

五、電解原理

為順利解答本題，考生在復(fù)習(xí)備考時，既要形成分析電解過程的良好思路，又必須熟練

掌握電解原理的有關(guān)知識：

1.分析電解過程的良好思路

(1)首先判斷陰、陽極，分析陽極材料是惰性電極還是活潑電極。

(2)再分析電解質(zhì)溶液的組成，找全離子并分陰、陽兩組(不要忘記水溶液中的仁和0『)。

(3)依據(jù)陰、陽兩極離子的放電順序判斷電極反應(yīng)。

(4)分析電極反應(yīng)，判斷電極產(chǎn)物，寫出電極反應(yīng)式，要注意遵循原子守恒和電荷守恒。

(5)最后寫出電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式或離子方程式。

2.電解原理的有關(guān)知識

(1)電解池陰陽極的判斷方法

①陽極的判斷

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一I陰離子移向］

一I與電源正極相連I

I陽極I—

一|電極溶解或產(chǎn)生（%、Clz|

一I發(fā)生氧化反應(yīng)

②陰極的判斷

陽離子移向I

卜I與電源負(fù)極福

--析出金屬或產(chǎn)生H?

1一|發(fā)生還原反應(yīng)I

（2）電極產(chǎn)物的判斷方法

①陽極產(chǎn)物的判斷

a.如果是活電極（除Au、Pt、石墨以外的金屬材料作電極），電極材料失電子，生成金屬陽

離子。

b.如果是惰性電極（Pt、Au、石墨），要依據(jù)陰離子放電順序加以判斷。陰離子的放電順序：

s2-〉：F〉Br—>C「〉OfF>含氧酸根離子

②陰極產(chǎn)物的判斷

直接根據(jù)陽離子放電順序進(jìn)行判斷。陽離子放電順序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Fe2+>Zn2+>H+

（水）〉A(chǔ)13+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。

■<注意

①陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液（或熔融電解質(zhì)）中的陽離子放電。

+2++

②最常用、最重要的放電順序為陽極：CIDOIT；陰極：Ag>Cu>Ho

③電解水溶液時，K+?A1"不可能在陰極放電，即不可能用電解水溶液的方法得到K、Ca、

Na、Mg、Al等金屬。

（3）惰性電極的電解規(guī)律

電解質(zhì)電解質(zhì)溶

類型電極反應(yīng)特點(diǎn)實例電解對象pH

濃度液復(fù)原

陰：2H++2e=Hzt(或NaOH水增大增大加水

--

電解2H20+2e=20H+H2H2SO4水增大減小加水

水型t)

Na2sO4水增大不變加水

--

陽：40H-4e=2H20

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+02t（或2H2（）-4e“

+

^4H+02f）

電解HC1電解質(zhì)減小增大通氯化氫

電解質(zhì)電離出的陰、陽

電解

離子分別在兩極放電CuCl2電解質(zhì)減小加氯化銅

質(zhì)型/

放壓

陰極：放H?生堿陽電解質(zhì)和生成新

生堿NaCl增大通氯化氫

極：電解質(zhì)陰離子放電水電解質(zhì)

型

放陰極：電解質(zhì)陽離子放

電解質(zhì)和生成新

生酸電CuS04減小加氧化銅

水電解質(zhì)

型陽極：壓0放生酸

3.電極反應(yīng)式的書寫方法

⑴根據(jù)裝置書寫

①根據(jù)電源確定陰、陽兩極一確定陽極是否為活性金屬電極一據(jù)電極類型及電解質(zhì)溶液中陰、

陽離子的放電順序?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式。

②在確保陰、陽兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相同的條件下，將兩極電極反應(yīng)式合并即得總反應(yīng)式。

(2)由氧化還原反應(yīng)方程式書寫電極反應(yīng)式。

①找出發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的物質(zhì)一兩極名稱和反應(yīng)物一利用得失電子守恒分別寫出

兩極反應(yīng)式。

②若寫出一極反應(yīng)式，而另一極反應(yīng)式不好寫，可用總反應(yīng)式減去已寫出的電極反應(yīng)式即得

另一電極反應(yīng)式。

六、電解池的閉合回路

解答關(guān)于電解池的閉合回路的問題時，一方面需要熟練掌握電解池閉合回路的形成(如

下圖所示的內(nèi)容)，另一方面需要有利用閉合回路知識解決有關(guān)問題的意識。

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七、電解池的綜合應(yīng)用

解答電解原理綜合運(yùn)用的題目，有兩個核心內(nèi)容：一是電解原理的相關(guān)知識內(nèi)容，這是

基礎(chǔ)，在復(fù)習(xí)備考時必須熟練掌握；二是利用氯堿工業(yè)、電解精煉銅、電鍍以及電冶煉金屬

等經(jīng)典例子，建立分析問題的模型。

1.氯堿工業(yè)工藝圖

2.電鍍

⑴陽極：鍍層金屬。

⑵陰極:鍍件。

(3)電鍍液：一般用含有鍍層金屬陽離子的電解質(zhì)溶液作電鍍液。

(4)電鍍液濃度：保持不變。

3.電解精煉金屬

(1)電極反應(yīng)

<Cu—2e~==C/+

電極Zn—2e-==Zn2+

陽極(電極材料為粗銅)：

反應(yīng)式Fe—2e-==Fe2+

.Ni-2e-==Ni2+

陰極(電極材料為精銅)：Cu2++2e-=Cu

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(2)溶液中各離子濃度的變化

①陰離子濃度不變；②陽離子中C/+濃度變小，Zn2\Fe?+、Ni?+等濃度變大。

(3)陽極泥的成分：含有Ag、Pt、Au等貴重金屬。

4.電冶金

利用電解熔融鹽或氧化物的方法來冶煉活潑金屬Na、Ca、Mg、Al等。

(1)冶煉鈉：2NaCl(熔融)型曳2Na+Ckt

-+-

電極反應(yīng)：陽極：2C1~-2e=Cl2t,陰極：2Na+2e=2Nao

通電

(2)冶煉鋁：2Alz。3(熔融)^^4A1+302t

冰晶石

2-3+-

電極反應(yīng)：陽極：60-12e-=3023陰極：4A1+12e=4Al0

(3)冶煉鎂：MgCk(熔融)型曳Mg+Cl2t

電極反應(yīng)：陽極：2C1--2e-=C12t，陰極：Mg2++2e-=Mgo

八、電化學(xué)的有關(guān)計算

為順利解答本類試題，考生需熟悉常見的計算類型和方法技巧：

1.計算類型

原電池和電解池的相關(guān)計算包括兩極產(chǎn)物的定量計算、溶液pH的計算、相對原子質(zhì)量和阿

伏加德羅常數(shù)的計算、產(chǎn)物的量與電量關(guān)系的計算等。

2.方法技巧

(1)根據(jù)電子守恒計算：用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的

計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。

(2)根據(jù)總反應(yīng)式計算：先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列出比例

式計算。

(3)根據(jù)關(guān)系式計算：根據(jù)得失電子關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計算所需的

關(guān)系式。如以通過4mole-為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：

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A

4e—~2CI2(BQ、卜)?()?~2H2?2Cu?4Ag~—M

'---v--------------'------------------v----------u_，

陽極產(chǎn)物陰極產(chǎn)物

（式中M為金屬，〃為其離子的化合價數(shù)值）

該關(guān)系式具有總攬電化學(xué)計算的作用和價值，熟記電極反應(yīng)式，靈活運(yùn)用該關(guān)系式便能快速

解答常見的電化學(xué)計算問題。

九、金屬的腐蝕原理

為順利解答有關(guān)金屬腐蝕的題目，考生在備考復(fù)習(xí)時，務(wù)必熟練掌握金屬腐蝕的類型和

金屬腐蝕的原理，并以鋼鐵的電化學(xué)腐蝕為例，構(gòu)建解決金屬腐蝕問題的模型，并能熟練運(yùn)

用這一模型解決問題：

1.化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較

化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接

條件金屬與干燥氣體或非電解質(zhì)直接接觸

觸，形成原電池

特點(diǎn)無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生

金屬失電子變成金屬陽離子而被氧化

本質(zhì)（乂一小一^乂"+）

金屬被氧化的過程較活潑的金屬被氧化的過程

相互關(guān)系兩種腐蝕往往同時發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，危害更嚴(yán)重

2.鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕

類型析氫腐蝕吸氧腐蝕

水膜性質(zhì)水膜呈酸性水膜呈弱酸性或中性或堿性

負(fù)極反應(yīng)Fe—2e-=Fe2+2Fe—4e-=2Fe2+

+

正極反應(yīng)2H+2e-=H2t2H20+02+4e-=40H"

2Fe+O2+2H20=2Fe(OH)2、4Fe(0H)2+02+

+2+

總反應(yīng)Fe+2H=Fe+H2t

2H20=4Fe(OH)3

聯(lián)系普遍性：吸氧腐蝕更普遍

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十、金屬腐蝕的快慢

為順利解答有關(guān)金屬腐蝕快慢的題目，考生在備考復(fù)習(xí)時，務(wù)必熟練掌握影響金屬腐蝕

快慢的因素和金屬腐蝕快慢的一般規(guī)律，然后通過訓(xùn)練，提高解決實際問題的能力：

1.影響金屬腐蝕快慢的因素

(1)就金屬本性來說，金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐蝕。

(2)就介質(zhì)而言，介質(zhì)對金屬的腐蝕的快慢影響也很大。介質(zhì)中離子濃度越大，導(dǎo)電能力越

強(qiáng)，金屬腐蝕速率越快，如金屬在海水中的腐蝕比在河水中腐蝕得要快；金屬在潮濕的空氣

中，接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)溶液，容易被腐蝕。

2.金屬腐蝕的一般規(guī)律

(1)對同一種金屬來說，腐蝕的快慢：強(qiáng)電解質(zhì)溶液〉弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液。

(2)活動性不同的兩金屬：活動性差別越大，活動性強(qiáng)的金屬腐蝕越快。

(3)對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快，且氧化劑的濃度越高，氧

化性越強(qiáng)，腐蝕越快。

(4)電解原理引起的腐蝕〉原電池原理引起的腐蝕〉化學(xué)腐蝕〉有防護(hù)措施的腐蝕。

(5)從防腐措施方面分析，腐蝕的快慢為：外接電源的陰極保護(hù)法防腐〈犧牲陽極的陰極保護(hù)

法防腐〈有一般防護(hù)條件的防腐〈無防護(hù)條件的防腐。

十一、金屬腐蝕的防護(hù)方法

為順利解答有關(guān)金屬防護(hù)的題目，考生在備考復(fù)習(xí)時，務(wù)必熟練掌握金屬防護(hù)的常用方

法及其特點(diǎn)和原理：

1.電化學(xué)防護(hù)法

(1)犧牲陽極的陰極保護(hù)法：如在被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備上裝上若干較活潑金屬(如Zn),讓被保

護(hù)的金屬作原電池的正極。

(2)外加電流的陰極保護(hù)法：如用被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作陰極，外接直流電源。

2.其他方法

(D改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如把金屬制成防腐的合金(如不銹鋼)。

⑵加涂防護(hù)層，如噴油漆、涂油脂、電鍍［電鍍耐腐蝕的金屬(Zn、Sn、Ni、Cr等)］、噴鍍

或表面鈍化等方法。

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必備知識

一、原電池的工作原理

1.原電池工作時，其本質(zhì)是通過自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，使反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生電流。

反應(yīng)中的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個電極上發(fā)生,這便形成了帶電粒子按一定方向流動

的閉合回路。

2.原電池工作原理示意圖

e-沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生

迪還原反應(yīng)

陽

移2H++2e-=H2f

離

向

子

二、電解池的工作原理

1.電解池工作原理示意圖

e-沿嚀線

傳

JL「1,CP

C

氣化反應(yīng)'如原反應(yīng)

iWi

2CI--2e-=Cl,I

、Cu'+2e-=Cu

二一二-__CuCI-一二

陰?---------------------

二三生溶液

離

移---一一離陽移

向

子

1也解質(zhì)溶液卜壬同

2.電解原理分析

(1)通電前，電解質(zhì)溶液中電離(包括電解質(zhì)和水的電離)的離子做無規(guī)則運(yùn)動。

(2)通電時，陽極反應(yīng)物—電子，發(fā)生―反應(yīng)，陰極反應(yīng)物—電子，發(fā)

生―反應(yīng)；電解質(zhì)溶液中—移向陽極，—移向陰極，由此形成了帶電粒子按一定方向

流動的閉合回路。

3.電極產(chǎn)物的判斷

(1)陽極：首先依據(jù)電極材料，若為活潑電極，則電極本身—電子被氧化，若為惰性電極

(C、Pt、Au),再依據(jù)陰離子放電順序考慮。

(2)陰極：依據(jù)陽離子放電順序考慮。

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三、原電池、電解池、電鍍池的比較

\原電池電解池電鍍池

定將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能應(yīng)用電解原理在某些金屬表面

義置的裝置鍍上一層其他金屬的裝置

裝

iCZnFe

置CuZn

—

舉LJ--------u------U

稀硫酸CuCl2(aq)ZnCl2(aq)

例

陽極：氧化反應(yīng)，溶液陽極：鍍層金屬失電子

電負(fù)極：還原劑失電子，發(fā)生

中的陰離子失電子，或陰極：電鍍液中鍍層金屬陽離子

極氧化反應(yīng)；

金屬電極失電子得電子（在電鍍控制的條件下，

反正極：氧化劑得電子，發(fā)生

陰極：還原反應(yīng)，溶液水電離產(chǎn)生的H+及0IT一般不放

應(yīng)還原反應(yīng)

中的陽離子得電子電）

電

電源負(fù)極網(wǎng)?陰極

子

導(dǎo)線

負(fù)極正極同電解池

流陽極星線電源正極

向

題型分類：

題型1:原電池裝置的確定、正負(fù)極的判斷與電極反應(yīng)式的書寫

例1.（2014?廣東，H,4分）某同學(xué)組裝了如圖所示的電化學(xué)裝置。電極I為AL其他電

極均為Cu,則（）

m111V

<Cu2*<二

君邑行食逑

"___O__j____I___s_o_：_______Inrv

A.電流方向：電極IV-0-電極I

B.電極I發(fā)生還原反應(yīng)

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C.電極II逐漸溶解

D.電極III的電極反應(yīng)：Cu2++2e-=Cu

為解題策略本題通過一個裝置圖呈現(xiàn)了一個電化學(xué)情境，考查考生利用電化學(xué)原理分析

解決原電池與電解池的判斷、電極的確定以及電極反應(yīng)式的書寫問題。題目綜合性較強(qiáng)，但

難度不大。解答本題，考生需首先根據(jù)原電池的形成條件,判斷裝置圖中哪一部分是原電池，

哪一部分是電解池，然后根據(jù)原電池原理和電解池原理確定每個選項正確與否。

練習(xí)1.利用生活中常見的材料可以進(jìn)行很多科學(xué)實驗，下圖就是一個用廢舊材料制作的可

用于驅(qū)動玩具的電池示意圖。當(dāng)電池工作時，有關(guān)說法正確的是（）

A.鋁罐將逐漸被腐蝕

B.該電池驅(qū)動電動玩具時，石墨棒應(yīng)與玩具電機(jī)的負(fù)極相連

C.石墨棒上發(fā)生的反應(yīng)為：。2—4屋+2H2。=40『

D.該電池工作一段時間后石墨棒的質(zhì)量會減輕

練習(xí)2.（2015?甘肅3月聯(lián)考，15）液體燃料電池相對于氣體燃料電池具有體積小等優(yōu)點(diǎn)。

一種以液態(tài)?。∟2HJ為燃料的電池裝置如圖所示，該電池用空氣中的氧氣作為氧化劑，KOH

溶液作為電解質(zhì)溶液。下列關(guān)于該電池的敘述正確的是（）

-

B.a極的反應(yīng)式:N2H4+40H--4e=N21+4H20

C.放電時，電流從a極經(jīng)過負(fù)載流向b極

D.其中的離子交換膜需選用陽離子交換膜

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題型2：原電池閉合回路

例2.（2015?天津，4,6分）鋅銅原電池裝置如圖所示，其中陽離子交換膜只允許陽離子和

水分子通過。下列有關(guān)敘述正確的是（）

A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

B.電池工作一段時間后，甲池的c（SOT）減小

C.電池工作一段時間后，乙池溶液的總質(zhì)量增加

D.陰陽離子分別通過交換膜向負(fù)極和正極移動，保持溶液中電荷平衡

為解題策略解答本題時，首先應(yīng)迅速搞清楚原電池的工作原理：電池反應(yīng)為Zn+

CuS04=ZnS04+Cuo原電池工作時，鋅是還原劑，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，為負(fù)極，電子經(jīng)

導(dǎo)線流入銅極；CuSO,是氧化劑，從銅電極上得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，為正極。由于兩池中

間為陽離子交換膜，所以溶液中陽離子向正極（右）移動，陰離子向負(fù)極（左）移動，形成閉合

回路。然后，分析各項即可快速得出答案。

練習(xí)3.（2016?湖北武漢2月調(diào)研，13）如圖所示，杠桿AB兩端分別掛有體積相同、質(zhì)量

相等的空心銅球和空心鐵球，調(diào)節(jié)杠桿并使其在水中保持平衡，然后小心地向燒杯中滴入

CuSOi溶液，一段時間后，下列有關(guān)杠桿的偏向判斷正確的是（）

A.杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時，均為A端高B端低

B.杠桿為導(dǎo)體或絕緣體時，均為A端低B端高

C.當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時，A端低B端高；杠桿為絕緣體時，A端高B端低

D.當(dāng)杠桿為導(dǎo)體時，A端高B端低；杠桿為絕緣體時，A端低B端高

練習(xí)4.（2015?廣東四校聯(lián)考，11）一種新型的乙醇電池，它用磺酸類質(zhì)子溶劑。電池總反

應(yīng)為：C2H5OH+3O2^=2662+3H2O,電池不意如圖，下列說法正確的是（）

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a極為電池的正極

電池工作時電流由a極沿導(dǎo)線經(jīng)燈泡再到b極

氧氣

+-——*CZ

電池負(fù)極的電極反應(yīng)：4H+02+4e=2H20

.質(zhì)子交換膜

D.電池工作時，1mol乙醇被氧化時有12mol電子轉(zhuǎn)移

題型3：原電池原理的綜合應(yīng)用

例3.（2013?新課標(biāo)I,10,6分）銀質(zhì)器皿日久表面會逐漸變黑，這是生成了Ag2s的緣故。

根據(jù)電化學(xué)原理可進(jìn)行如下處理：在鋁質(zhì)容器中加入食鹽溶液，再將變黑的銀器浸入該溶液

中，一段時間后發(fā)現(xiàn)黑色會褪去。下列說法正確的是（）

A.處理過程中銀器一直保持恒重

B.銀器為正極，Ag2s被還原生成單質(zhì)銀

C.該過程中總反應(yīng)為2Al+3Ag2s=6Ag+Al2s3

D.黑色褪去的原因是黑色Ag2s轉(zhuǎn)化為白色AgCl

為解題策略本題以處理銀器表面的黑色Ag2s為例，考查了考生綜合運(yùn)用原電池原理解決

實際問題的能力，題目難度較大。要想順利解答本題，首要的是通過閱讀題目，能迅速意識

到本題中所提到的“電化學(xué)原理”就是原電池原理，即本題對銀器進(jìn)行處理的過程，就是原

電池的工作過程。

練習(xí)5.（2015?浙江六校聯(lián)考，11）將反應(yīng)I07+5I-+6H+=3L+3H20設(shè)計成如下圖所示

的原電池。開始時向甲燒杯中加入少量濃硫酸，電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，一段時間后，電流計

指針回到零，再向甲燒杯中滴入幾滴濃NaOH溶液，電流計指針再次發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列判斷不

正確的是（）

~&靈敏電流計

溶液

A.開始加入少量濃硫酸時，乙中石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

B.開始加入少量濃硫酸時，同時在甲、乙燒杯中都加入淀粉溶液，只有乙燒杯中溶液變

C.電流計讀數(shù)為零時，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)

D.兩次電流計指針偏轉(zhuǎn)方向相反

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題型4：化學(xué)電源

例4.（1）（2014?新課標(biāo)II,12,6分）2013年3月我國科學(xué)家報道了如圖所示的水溶液鋰

離子電池體系。下列敘述錯誤的是（）

A.a為電池的正極

B.電池充電反應(yīng)為LiMmOinLiLMizCX+Wi

C.放電時，a極鋰的化合價發(fā)生變化

D.放電時，溶液中Li卡從b向a遷移

（2）（2012?四川，11,6分）一種基于酸性燃料電池原理設(shè)計的酒精檢測儀，負(fù)極上的反應(yīng)

為CH3cHzOH—4e-+H20=CH￡00H+4H+。下列有關(guān)說法正確的是（）

A.檢測時，電解質(zhì)溶液中的H+向負(fù)極移動

B.若有0.4mol電子轉(zhuǎn)移，則在標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗4.48L氧氣

C.電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH3CH2OH+02=CH3C00H+H20

D.正極上發(fā)生的反應(yīng)為：02+4e-+2H20=40H~

（3）（2011?新課標(biāo)全國，11,6分）鐵銀蓄電池又稱愛迪生電池，放電時的總反應(yīng)為：Fe+

Ni203+3H20=Fe（OH）2+2Ni（OH）2o下列有關(guān)該電池的說法不正確的是（）

A.電池的電解液為堿性溶液，正極為NizOs、負(fù)極為Fe

B.電池放電時，負(fù)極反應(yīng)為Fe+201r—2e-=Fe（0H）z

C.電池充電過程中，陰極附近溶液的pH降低

D.電池充電時，陽極反應(yīng)為2Ni（0H）2+20fT—2e-=Ni2（）3+3H20

明解題策略（1）一般來說，由于新型化學(xué)電源的工作原理有時較復(fù)雜，所以造成考題中所

設(shè)計的，需要考生回答的問題盡管難度不大，但給考生的感覺往往較難，因為從某種意義上

講，新情境本身就是一種難度，這樣的題目要求考生在平時備考復(fù)習(xí)時，養(yǎng)成良好的心態(tài),

以應(yīng)對這種高起點(diǎn)，低落點(diǎn)現(xiàn)象；（2）燃料電池一直是高考考題的高頻考點(diǎn)，新型燃料電池

將成為新的考查熱點(diǎn)；（3）解答新型化學(xué)電源的題目，正確的思路是：首先大致瀏覽一下題

目和題目所配的原理圖（此時不要過多地糾結(jié)于化學(xué)電源的工作原理）；然后，重點(diǎn)關(guān)注需要

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回答的問題，看是否屬于考查原電池一般原理的題目［如（1）題中的D選項、（2）題中的A選

項以及C選項］;最后，解決必須借助化學(xué)電源工作原理解決的題目［如（1）題中的B選項、

（3）題的D選項］,此時，帶著問題去研究題目或題目所提供的原理圖。

練習(xí)6.（2015?陜西西工大附中四模，10）常用的電池是一個液體電解質(zhì)將兩個固體電極隔

開。而鈉一硫（Na/Sj電池相反，它是由固體電解質(zhì)將兩個液體電極隔開（如圖），一個由鈉

氧化鋁固體電解質(zhì)做成的中心管，將內(nèi)室的熔融鈉（熔點(diǎn)98℃）和外室的熔融硫（熔

點(diǎn)119°C）隔開，并允許Na+通過。下列有關(guān)說法不正確的是（）

*「密封

不銹鋼容器

--------Na-8-氧化鋁

—固體電解質(zhì)

------熔融鈉電極

---熔融硫電極

（含c粉）

A.a為電池的正極

B.充電時b接電源的正極

-

C.正極反應(yīng)：/7S8+16/7e=8S^

D.Na+可以穿過固體電解質(zhì)和硫反應(yīng)從而傳遞電流

題型5：電解原理

例5.（2014?上海，12,3分）如右圖所示，將鐵棒和石墨棒插入盛有

飽和NaCl溶液的U形管中。下列分析正確的是（）

A.K閉合，鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為2H++2葭=&t

B.K閉合，石墨棒周圍溶液pH逐漸升高

C.K?閉合，鐵棒不會被腐蝕，屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法

D.K,閉合，電路中通過0.0024個電子時，兩極共產(chǎn)生0.001mol

氣體

為解題策略本題是一個“一池多用”題，即用一個池子為情境，既考查原電池原理，又

考查電解池原理。考生解答本題時，需要首先明確電鍵Ki、Kz分別閉合時，分別對應(yīng)電解池

還是原電池，然后再根據(jù)情況選擇原電池原理或電解池原理解答問題。

氣體出“展'I'~石墨

練習(xí)7.（2016?北京朝陽區(qū)一模，10）關(guān)于如圖裝置說法正確的是（）

A.裝置中電子移動的途徑是：負(fù)極fFefM溶液f石墨一正極

M溶液

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B.若M為NaCl溶液，通電一段時間后，溶液中可能有NaClO

C.若M為FeCl2溶液，可以實現(xiàn)石墨上鍍鐵

D.若M是海水，該裝置是通過“犧牲陽極的陰極保護(hù)法”使鐵不被腐蝕

題型6：電解池閉合回路

例6.（2013?重慶，11節(jié)選）電化學(xué)降解N0「的原理如下圖所示。

｛直流電源盧■

質(zhì)子交換膜

（1）電源正極為（填“A”或"B”）,陰極反應(yīng)式為

⑵若電解過程中轉(zhuǎn)移了2moi電子，則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差（A"左一右）為

為解題策略本題第（2）題表面上是一個電化學(xué)的計算題，實際上考查的是電解池閉合回路

的形成?？疾辄c(diǎn)比較隱蔽，難度較大。解答本題時，首先根據(jù)題圖所提供的信息：NO「一Nz,

確定NO「在右側(cè)極板上轉(zhuǎn)化為Nz,得電子發(fā)生了還原反應(yīng)。直流電源的B端應(yīng)為負(fù)極，A端

為正極。電子從Pt電極流出，經(jīng)導(dǎo)線流入直流電源的正極，電子又從電源的負(fù)極流出，經(jīng)

導(dǎo)線流向Ag—Pt電極，被NO「得到轉(zhuǎn)化成Nz。溶液中間隔有質(zhì)子交換膜，只允許氫離子（質(zhì)

子）從左邊通過質(zhì)子交換膜到達(dá)右邊，整個裝置形成閉合回路。外電路（導(dǎo)線）中有幾摩爾電

子轉(zhuǎn)移，溶液中就有幾摩爾氫離子從左側(cè)流向右側(cè)，在此基礎(chǔ)上，再結(jié)合題目進(jìn)行作答。

練習(xí)8.（2015?山東實驗中學(xué)診斷，13）如圖，將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U

形管中，下列分析正確的是（）

A.根閉合，鐵棒側(cè)溶液會出現(xiàn)白色沉淀，而且沉淀最終變?yōu)榧t褐色

B.跖或K?閉合，石墨棒周圍溶液pH均升高

C.K?閉合，鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為2C「一2屋=Cl2t

D.Kz閉合，電路中通過0.0024個電子時，兩極共產(chǎn)生0.002mol氣

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體

題型7：電解池的綜合應(yīng)用

例7.（1）（2012?新課標(biāo)全國，36節(jié)選）由黃銅礦（主要成分是CuFeSj煉制精銅的工藝流程示

意圖如下：

銅礦石I—T銅精礦砂|冰銅轉(zhuǎn)宿I粗銅電新制電解銅

粗銅的電解精煉如下圖所示。在粗銅的電解過程中，粗銅板應(yīng)是圖中電極（填圖

中的字母）；在電極d上發(fā)生的電極反應(yīng)式為；若粗銅中還含有Au、

Ag、Fe,它們在電解槽中的存在形式和位置為o

（2）（2014?新課標(biāo)I,27節(jié)選）H3P。2也可用電滲析法制備?！八氖译姖B析法”工作原理如圖

所示（陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過）。

①寫出陽極的電極反應(yīng)式“

②分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因____________________________________o

③早期采用“三室電滲析法”制備H3P。2：將“四室電滲析法”中陽極室的稀硫酸用H3P0,稀

溶液代替，并撤去陽極室與產(chǎn)品室之間的陽膜，從而合并了陽極室與產(chǎn)品室，其缺點(diǎn)是產(chǎn)品

中混有雜質(zhì)，該雜質(zhì)產(chǎn)生的原因是o

為解題策略本題以電解精煉粗銅和電解的方法制備H3P為例，考查了考生綜合利用電解

原理分析解決問題的能力，同時考查了識圖能力和信息提取能力，能力層次要求較高，題目

難度較大。對于（2）題，需首先結(jié)合電解原理和題目提供的信息讀懂題目所給的流程圖或裝

置圖，弄清楚電解法制備H3P的原理，然后結(jié)合題目進(jìn)行作答。

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練習(xí)9.（2015?北京海淀區(qū)期末，10）關(guān)于下列裝置的說法正確的是（）

ZnSO4溶液CuSO4溶液CuSO,溶液

①②

A.裝置①中鹽橋內(nèi)的K+移向CuS04溶液

B.裝置①將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能

C.若裝置②用于鐵棒鍍銅，則N極為鐵棒

D.若裝置②用于電解精煉銅，溶液中的Cu"濃度保持不變

題型8：電化學(xué)的有關(guān)計算

例8.（2012?海南，16,9分）新型高效的甲烷燃料電池采用箱為電極材料，兩電極上分別通

入CH”和電解質(zhì)為K0H溶液。某研究小組將兩個甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行飽

和氯化鈉溶液電解實驗，如