高考化學複習電化學專題

　　電化學是研究電和化學反應相互關係的科學。下面是小編為您帶來的，希望對大家有所幫助。

　　：知識點

　　1.判斷電極

　　1“放電”時正、負極的判斷

　　①負極：元素化合價升高或發生氧化反應的物質;②正極：元素化合價降低或發生還原反應的物質。

　　2“充電”時陰、陽極的判斷

　　①陰極：“放電”時的負極在“充電”時為陰極;②陽極：“放電”時的正極在“充電”時為陽極。

　　2.微粒流向

　　1電子流向

　　①電解池：電源負極→陰極，陽極→電源正極;

　　②原電池：負極→正極。

　　提示：無論是電解池還是原電池電子均不能流經電解質溶液。

　　2離子流向

　　①電解池：陽離子移向陰極，陰離子移向陽極;②原電池：陽離子移向正極，陰離子移向負極。

　　3.書寫電極反應式

　　1“放電”時電極反應式的書寫

　　①依據條件，指出參與負極和正極反應的物質，根據化合價的變化，判斷轉移電子的數目;

　　②根據守恆書寫負極或正極反應式，特別應注意電極產物是否與電解質溶液共存。

　　2“充電”時電極反應式的書寫

　　充電時的電極反應與放電時的電極反應過程相反，充電的陽極反應為放電時正極反應的逆過程，充電的陰極反應為放電時負極反應的逆過程。

　　3.確定正負極應遵循：

　　1一般是較活潑的金屬充當負極，較不活潑的金屬或非金屬或金屬氧化物作正極。說明:正負極的確定還與所用的電解質溶液有關,如 Mg—Al —HCl溶液構成的原電池中, Mg為負極,Al為正極; 若改用溶液即Mg—Al —NaOH溶液構成的原電池中,則Mg為正極,Al為負極。

　　2 根據電子流向或電流方向確定：電子流出的一極或電流流入的一極為負極;

　　3根據內電路中自由離子的移動方向確定：在內電路中陰離子移向的電極為負極，陽離子移向的電極為正極。

　　4根據原電池反應式確定: 失電子發生氧化反應還原劑中元素化合價升高的一極為負極。此外還可以藉助氧化反應過程發生的一些特殊現象如電極溶解、減重，電極周邊溶液或指示劑的變化等來判斷。

　　4.書寫電極反應式應注意：

　　第一、活性電極：負極失去電子發生氧化反應;正極上，①電解質溶液中的陽離子與活性電極直接反應時，陽離子或氧化性強的離子得到電子;②電解質溶液中的陽離子與活性電極不反應時，溶解在溶液中的O2得電子，發生還原反應。

　　第二、兩個電極得失電子總數守恆。

　　第三、注意電極產物是否與電解質溶液反應，若反應，一般要將電極反應和電極產物與電解質溶液發生的反應合併寫。

　　5、電解時電極產物的判斷

　　a.陽極產物判斷

　　首先看電極，如果是活性電極金屬活動順序表Ag以前，則電極材料失電子，電極被溶解，溶液中的陰離子不能失電子。如果是惰性電極Pt、Au、石墨，則要再看溶液中的離子的失電子能力，此時根據陰離子放電順序判斷。

　　陰離子放電順序：S2—>I—>Br—>Cl—>OH—>含氧酸根>F—

　　b.陰極產物的判斷

　　直接根據陽離子得電子能力進行判斷，陽離子放電順序：

　　Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

　　c.電鍍條件，由於陽極不斷溶解，電鍍液中陽離子保持較高的濃度，故在此條件下Zn2+先於H+放電。

　　6、原電池、電解池、電鍍池之比較

　　原電池 電解池 電鍍池

　　定義 將化學能轉變為電能的裝置 將電能轉變為化學能的裝置 應用電解的原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬的裝置

　　形成條件 活動性不同的兩電極連線

　　電解質溶液電極插入其中並與電極自發反應

　　形成閉合迴路 兩電極接直流電源

　　兩電極插入電解質溶液

　　形成閉合迴路 鍍層金屬接電源的正極;待鍍金屬接電源的負極

　　電鍍液必須含有鍍層金屬的離子電鍍過程濃度不變

　　電極名稱 負極：氧化反應，金屬失電子

　　正極：還原反應，溶液中的陽離子或者O2得電子 陽極：氧化反應，溶液中的陰離子失電子，或電極金屬失電子

　　陰極：還原反應，溶液中的陽離子得電子 陽極：電極金屬失電子

　　陰極：電鍍液中鍍層金屬的陽離子得電子在電鍍控制的條件下，水電離產生的H+、OH—一般不放電

　　電子的流向 負極導線→正極 電源負極導線→陰極

　　電源正極導線→陽極 同電解池

　　1同一原電池的正負極的電極反應得失電子數相等。

　　2同一電解池的陽極、陰極電極反應中得失電子數相等。

　　3串聯電路中的各個電極反應得失電子數相等。上述三種情況下，在寫電極反應式時得失電子數相等;在計算電解產物的量時，應按得失電子數相等計算。

　　7、書寫燃料電池電極反應式必須遵循的原則：

　　1電池的負極一定是可燃性氣體如H2、CO、CH4在失電子時，發生氧化反應，電池的正極一定是助燃性氣體如O2，在得電子時，發生還原反應。

　　2電極材料一般不發生化學反應，只起傳導電子的作用。

　　3電極反應式作為一種特殊的電子反應方程式，也必須遵循原子守恆、電荷守恆的規律。

　　4寫電極反應式時，一定要注意電解質是什麼，其中的離子要和電極反應式中出現的離子相對應。

　　例如：宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池，電解質溶液是KOH，其中H2為負極，O2為正極，電極反應式為：正極 O2+2H2O+4e—=4OH— 還原反應 負極 2H2+4OH——4e—=4H2O 氧化反應

　　電解質溶液中的OH—和電極反應式中OH—相對應，符合原子守恆，電荷守恆。

　　8、金屬的腐蝕和防護

　　金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應而腐蝕損耗的過程。其本質是金屬原子失去電子被氧化的過程。

　　⑴化學腐蝕與電化腐蝕

　　化學腐蝕 電化腐蝕

　　條件 金屬跟非金屬單質直接接觸 不純金屬或合金跟電解質溶液接觸

　　現象 無電流產生 有微弱電流產生

　　本質 金屬被氧化 較活潑金屬被氧化

　　聯絡 兩者往往同時發生，電化腐蝕更普遍

　　⑵析氫腐蝕與吸氧腐蝕以Fe為例

　　析氫腐蝕 吸氧腐蝕

　　條件 水膜酸性較強pH<4.3 水膜酸性很弱或中性

　　電極反應 負極 Fe-2e—=Fe2+

　　正極 2H++2e—=H2↑ O2+2H2O+4e—=4OH—

　　總反應式 Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O=2FeOH2

　　⑶金屬防護的幾種重要方法

　　改變金屬內部的組成結構，將金屬製成合金，增強抗腐蝕能力。

　　②在金屬表面覆蓋保護保護層，使金屬和周圍物質隔離開來。

　　③電化學保護法：利用電化學反應使金屬鈍化而受到保護，或者利用原電池反應將需要保護的金屬作為電池的正極而受到保護。

　　4金屬腐蝕速率大小

　　電解池陽極>原電池負極>化學腐蝕>原電池正極>電解池陰極

　　9、原電池、電解池、電鍍池和精煉池的判斷方法

　　a.單池判斷：

　　Ⅰ原電池、電解池的區分關鍵看是否有外接電源;有外加電源的裝置一定是電解池，無外加電源的裝置一定是原電池。

　　Ⅱ電解池、電鍍池和精煉池的區分關鍵看陽極材料和電解質溶液。

　　b.多池組合判斷：

　　①無外電源：一池為原電池，其餘為電解池;

　　②有外電源：全部為電解池或電鍍池、精煉池

　　【說明】：多池組合時, 一般是含有活潑金屬的池為原電池，其餘都是在原電池帶動下工作的電解池;若最活潑的電極相同時，則兩極間活潑性差別較大的是原電池，其餘為電解池。

　　10、電解後pH變化判斷

　　先分析原溶液的酸鹼性，再看電極產物：①如果只產生H2而沒有O2，則pH變大;②如果只產生O2而無H2，則pH變小;③如果既產生O2又有H2，若原溶液呈酸性，則pH減小;若原溶液呈鹼性，則pH增大;若原溶液呈中性，pH不變;④如果既無O2產生也無H2產生，則溶液的pH均趨於7。

　　11、電化學計算題

　　解題時要注意電極反應式的正確書寫，可根據電解方程式或電極反應式列式求解;還可利用各電極，線路中轉移的電子數守恆列等式求解;或者由電解方程式及電極反應式找出關係式，最後根據關係式列式計算。

　　常見微粒間的計量關係式為：4e?～4H+～4OH?～4Cl?～4Ag+～2Cu2+～2H2～O2～2Cl2～4Ag～2Cu～2H2O。

　　：教案

　　一、教學目標：

　　1、使學生掌握原電池、電解池、電鍍池幾種電化學裝置的區別和聯絡

　　2、使學生掌握電極反應式的書寫方法

　　3、使學生掌握電極上的放電順序

　　4、使學生掌握常見的電解型別

　　5、使學生了解原電池、電解原理的應用

　　6、培養學生進行理論分析以及理論聯絡實際的能力

　　7、通過兩極上離子的放電順序的教學，培養學生的辯證唯物主義觀點。

　　二、教學重點

　　1、原電池和電解池

　　2、放電順序

　　3、電極反應式的書寫

　　4、電解的型別

　　三、教學難點

　　1、電極反應式的書寫

　　2、放電順序

　　四、教學方式方法

　　講練結合，學生自主分析、討論、歸納

　　採用多媒體輔助教學

　　五、教學過程

　　1、原電池、電解池對比

　　通過計算機投影先給出表頭，讓學生進行討論，完成對比

　　為突出重點，在學生完成對比的同時，提出相關問題：

　　1區別原電池和電解池的基本方法是什麼?

　　2判斷原電池和電解池的電極名稱有那些方法?

　　3原電池和電解池的電極反應有什麼關係?

　　3原電池和電解池的總反應式有什麼區別?

　　4如何判斷原電池和電解池內電路的電流方向和離子運動方向?

　　5如何利用電化學原理對金屬進行保護?

　　6根據原電池的能量轉化方式，從能量變化方面看，其總反應式有什麼特點?

　　2、放電順序

　　提問：1在電解池陰極上放電的應是什麼樣的物質電極本身還是溶液中的離子?

　　2應該是什麼樣的離子到陰極上去放電?

　　3這些離子到陰極去幹什麼得電子還是失電子?

　　4什麼樣的離子先得電子?

　　由此得出結論：陰極上的放電順序，關鍵看陽離子的氧化性順序

　　追問：5如何判斷常見陽離子的氧化性順序?

　　由此得出常見陽離子在陰極上的放電順序

　　教師提醒：1注意Fe2+和Fe3+的位置;2注意H+的位置

　　轉折提問：6陰極上放電的是陽離子，其順序即為氧化性順序;那麼陽極上放電的又是什麼樣的物質呢?此時應看什麼順序呢?陽極材料本身又有沒有可能參與放電呢?

　　由此得出陽極上的放電順序

　　教師強調：以上只是常見物質的放電順序，並不是絕對的，不要死記規律，關鍵抓住兩極上的放電順序的本質：分別為氧化、還原性順序。

　　練習：1、用Pt電極電解MgCl2、KI、CuNO32組成的混合溶液，電解產物應是___________ 。

　　2、已知：SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI，若用惰性電極電解BaCl2、NaHSO3組成的混合溶液，電解過程中可以觀察到什麼現象?

　　3、寫出用Cu電極電解NaCl溶液的電極反應式和總反應式

　　由此可以突出重點、初步解決難點，加深學生對放電順序的理解。

　　3、電解型別見表二

　　通過計算機投影先給出表頭，讓學生討論，並歸納出用惰性電極電解常見物質水溶液的四種基本型別。

　　為突出重點，強化學生對事物本質的認識，強調學生在分析問題過程中不要死記規律，而應抓住事物本質，在學生歸納過程中提出以下問題

　　1實驗室用電解水的方法制取氫氣和氧氣時，通常要加入一些Na2SO4或H2SO4，那麼為什麼可以加入這些物質?為什麼要加入這些物質?

　　2電解硫酸、燒鹼、硫酸鈉等物質水溶液時，溶液的pH值分別有什麼變化?

　　3若用惰性電極電解硫酸鈉和紫色石蕊的混合溶液，在陰極區、陽極區和中間區分別可以觀察到什麼現象?

　　4若用惰性電極電解Na2CO3水溶液，在陰陽兩極上產生的氣體體積之比 ___________ 2：1填>、<或=

　　5若用惰性電極電解HF水溶液，實質又是在電解什麼?

　　6要想使電解後的硫酸銅溶液恢復原樣，可加入哪些物質?

　　4、電解原理的應用

　　佈置任務，讓學生回家自學

　　補充：電解法測兩阿伏加德羅常數

　　例題：阿伏加德羅常數NA、物質的量n和粒子數之間的關係為：NA=N/n。測定NA的方法有多種，其中電解法根據電子的物質的量及電子數來測定NA是常用的方法，試回答：

　　1實驗室有相同濃度的NaCl、CuSO4、AgNO3、H2SO4等溶液，若實驗過程中用惰性電極電解，且不考慮電解產物與電解質溶液的反應，你認為應該選擇___________ 作電解液，實驗既簡便，誤差又小，理由是 ______________________ 。

　　2採用你所選定的溶液來進行實驗，至少需要測定 ___________個數據，它們是 ___________ 。

　　3已知一個電子的電量為qC，選定符號代表有關資料，列出電解法測定NA的表示式___________。

　　5、電化學裝置的判斷和電極反應式的書寫

　　設計練習，通過對電化學裝置的判斷，突出重點，通過電極反應式書寫的訓練，突破難點

　　練習：4、構成原電池的一般條件有哪些?判斷下列裝置的型別,寫出有關電極反應式和總反應式

　　5、宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池是一種新型的化學電池，其構造如圖示：兩個電極均由多孔性碳製成，通入的氣體由孔隙逸出，並在電極表面放電。

　　1該電池工作時 _____ 能、不能看到淡藍色火焰;與傳統的火力發電相比,燃料電池的優點是 _______________ 。

　　2寫出a的電極反應式_____ 。

　　3若將KOH換成H2SO4,寫出b極的電極反應__________ 。

　　4若將H2換成CH4電解液仍為KOH,則構成甲烷燃料電池,寫出總反應式和電極反應式 _____.

　　6、另一種化學電源是熔融鹽燃料電池，由於其發電效率高，因而逐漸受到重視。它是用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質，CO為陽極燃氣，空氣和CO2為陰極助燃氣，製得在650℃下工作的燃料電池。試寫出電極反應式和總反應 。

　　六、課後小結：本節對某些概念作了淡化處理，只針對某幾個問題進行了重點複習，培養了學生分析，解決理論問題的能力。但是缺乏全面性，以後應適當增加一點關於電解計算的問題，刪掉一些電極反應式的書寫問題。

　　：解題策略

　　一. 電化學中四個極

　　正負極是根據物理學上的電極電勢高低而規定的，多用於原電池。正極電極電勢高，是流入電子外電路的電極;負極電極電勢低，是流出電子外電路的電極。

　　陰陽極是針對電解池或電鍍池來命名的。陽極是指與電源正極相連，發生氧化反應的電極;陰極是指與電源負極相連，發生還原反應的電極。

　　二. 電化學中四個池

　　1. 原電池：化學能轉化為電能的裝置。除燃料電池外，一般由活潑金屬作負極。

　　2. 電解池：電能轉化為化學能的裝置。

　　3. 電鍍池：應用電解原理在某些金屬表面鍍上一層新金屬的裝置。通常鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬的物件接電源負極，含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。

　　4. 電解精煉池：應用電解原理提純某些金屬的裝置，通常提純的金屬接電源正極，該金屬的純淨固體接電源負極，電解液含有待提純金屬的陽離子。

　　三. 原電池電極的四種判斷方法

　　1. 根據構成原電池的電極材料判斷：活潑金屬作負極，較不活潑金屬或導電的非金屬及金屬氧化物作正極。

　　2. 根據電子流向或電流流向判斷：電子流出或電流流入的電極為負極，反之為正極。

　　3. 根據電極反應進行判斷：發生氧化反應的為負極，發生還原反應的為正極。也可依據電極附近指示劑石蕊、酚酞、澱粉試液等的顯色情況判斷該電極是或等放電，從而確定正、負極。如用酚酞作指示劑，若電極附近溶液變紅色，說明該電極附近溶液顯鹼性，在該電極附近得電子被還原，該電極為正極。

　　4. 根據兩極現象判斷：通常溶解或質量減少的一極為負極;質量增加或有氣泡產生的一極為正極。

　　四. 電解的四種類型

　　1. 只有溶質發生化學變化：如用惰性電極電解溶液、溶液，其電解反應式分別為：

　　2. 形式上看只有水發生化學變化：如惰性電極電解溶液的電解反應式均為：

　　3. 溶質、水均發生化學變化：如惰性電極電解溶液、溶液，其電解反應式分別為：

　　4. 形式上看溶質和水均未發生化學變化：如鐵器上鍍銅，電極反應式分別為：陽極銅棒：，陰極鐵器：。

　　五. 書寫電極反應的四原則

　　1. 加減原則：根據得失電子守恆，總反應式為兩個電極反應式之和。若已知一個電極反應式，可用總反應式減去已知的反應式，得另一電極反應式。

　　2. 共存原則：因為物質得失電子後在不同介質中的存在形式不同，所以電極反應式的書寫必須考慮介質環境。鹼性溶液中不可能存在，也不可能有參加反應;當電解質溶液呈酸性時，不可能有參加反應。如甲烷燃料電池以KOH為電解質溶液時：負極反應式：;正極反應式：。

　　3. 得氧失氧原則：得氧時，在反應物中加電解質為酸性時或電解質溶液為鹼性或中性時;失氧時，在反應物中加電解質為鹼性或中性時或電解質為酸性時。如“鈕釦”電池以KOH為電解質溶液，其電池總反應式為：，負極，根據得氧原則，負極反應式為：;正極，根據失氧原則，正極反應式為：。

　　4. 中性吸氧反應成鹼原則：在中性電解質溶液中，通過金屬吸氧所建立起來的原電池反應，其反應的最後產物是鹼。如銀鋅電池、鐵的吸氧腐蝕、以鋁、空氣、海水為材料組成的海水電池等。