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第八讲电化学原理第八讲电化学原理专题二基本理论专题二基本理论2016高考导航高考导航适用于全国卷适用于全国卷专题二基本理论专题二基本理论最新考纲最新考纲高频考点高频考点高考印证高考印证1.了解原电池和电解池了解原电池和电解池的工作原理，能写出电的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程极反应和电池反应方程式。了解常见化学电源式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。的种类及其工作原理。2.理解金属发生电化学理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。的措施。原电池原理及其原电池原理及其应用应用2015T112013T102013T28电解原理及其应电解原理及其应用用2014T27电化学知识及其电化学知识及其规律的综合应用规律的综合应用2013T27专题二基本理论专题二基本理论命题趋势命题趋势电化学是高考的热点，题型以传统题型为主，其中电化学是高考的热点，题型以传统题型为主，其中原电池的工作原理、电解产物的判断与计算、电极原电池的工作原理、电解产物的判断与计算、电极及电池反应方程式的书写都是命题的热点内容，分及电池反应方程式的书写都是命题的热点内容，分值约值约46分；预计分；预计2016年高考中电化学考点还有年高考中电化学考点还有“变热变热”的趋势，题目也会更加新颖。要特别注意的趋势，题目也会更加新颖。要特别注意提高根据题中所给信息书写电极反应式及电池反应提高根据题中所给信息书写电极反应式及电池反应方程式的能力。方程式的能力。考点一原电池原理及其应用考点一原电池原理及其应用1原电池正、负极的判断原电池正、负极的判断(1)根据电极材料。一般是较活泼的金属为根据电极材料。一般是较活泼的金属为_极，活泼性极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为较弱的金属或能导电的非金属为_极。极。(2)根据电子流动方向或电流方向。电子流动方向：由根据电子流动方向或电流方向。电子流动方向：由_；电流方向：由；电流方向：由_。(3)根据原电池电解质溶液中离子的移动方向。在原电池的电根据原电池电解质溶液中离子的移动方向。在原电池的电解质溶液内，阳离子向解质溶液内，阳离子向_移动，而阴离子向移动，而阴离子向_移移动。动。(4)根据原电池两极发生的变化。原电池的负极总是失电子，根据原电池两极发生的变化。原电池的负极总是失电子，发生氧化反应；而正极总是得电子，发生还原反应。发生氧化反应；而正极总是得电子，发生还原反应。负负正正负极负极正极正极正极正极负极负极正极正极负极负极2不同介质下电极反应式的书写不同介质下电极反应式的书写(1)书写步骤书写步骤1(原电池原理应用类原电池原理应用类)(2015高考全国卷高考全国卷，T11,6分分)微生物微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()A正极反应中有正极反应中有CO2生成生成B微生物促进了反应中电子的转移微生物促进了反应中电子的转移C质子通过交换膜从负极区移向正极区质子通过交换膜从负极区移向正极区D电池总反应为电池总反应为C6H12O66O2=6CO26H2O原电池原理的应用原电池原理的应用A破题关键破题关键电池内部电流方向从电池内部电流方向从_到到_，故故H从负极产生，流向正极参加正极反应。从负极产生，流向正极参加正极反应。负极负极正极正极互动拓展互动拓展(1)任何化学反应都能设计成原电池吗？任何化学反应都能设计成原电池吗？(2)两种金属作电极时，较活泼的金属一定作负极吗？两种金属作电极时，较活泼的金属一定作负极吗？答案答案:(1)必须是能自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池必须是能自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池,非氧化还原反应没有电子的转移，必然无法设计成原电池。非氧化还原反应没有电子的转移，必然无法设计成原电池。(2)不一定，如镁、铝为电极，不一定，如镁、铝为电极，NaOH作电解质溶液时，由于作电解质溶液时，由于Mg与与NaOH溶液不反应而溶液不反应而Al能，故铝作负极。能，故铝作负极。AD电极反应式的考查电极反应式的考查DC考点二电解原理及其应用考点二电解原理及其应用1分清阴、阳极。与电源正极相连的为阳极，与电源负极相分清阴、阳极。与电源正极相连的为阳极，与电源负极相连的为阴极，两极发生的反应为连的为阴极，两极发生的反应为“阳氧阴还阳氧阴还”。2剖析离子移向。阳离子移向剖析离子移向。阳离子移向_，阴离子移向，阴离子移向_。3注意放电顺序。注意放电顺序。4书写电极反应，注意得失电子守恒。书写电极反应，注意得失电子守恒。阴极阴极阳极阳极5正确判断产物正确判断产物(1)阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解电极材料失电子，电极溶解(注意：铁作阳极溶解生成注意：铁作阳极溶解生成Fe2，而不是而不是Fe3)；如果是惰性电极作阳极，则需看溶液中阴离子；如果是惰性电极作阳极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为的失电子能力，阴离子放电顺序为S2_含氧酸根含氧酸根F。(2)阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断：_Hg2Fe3_H(酸酸)Pb2Fe2Zn2H(水水)Al3Mg2Na。IBrClOH(水水)AgCu26恢复原态措施恢复原态措施电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，溶液，Cu2完全放电之前，完全放电之前，可加入可加入CuO或或CuCO3复原，而复原，而Cu2完全放电之后，应加入完全放电之后，应加入Cu(OH)2或或Cu2(OH)2CO3复原。复原。电解原理的应用电解原理的应用B破题关键破题关键正确判断装置类型正确判断装置类型,闭合闭合K1时时,装置为装置为_，反应类型相，反应类型相当于铁的当于铁的_腐蚀；闭合腐蚀；闭合K2时时,装置为装置为_,阳极为惰性电极，相阳极为惰性电极，相当于电解食盐水。当于电解食盐水。原电池原电池吸氧吸氧电解池电解池互动拓展互动拓展(1)电解质溶液导电一定发生化学反应吗？金属导电发生什么电解质溶液导电一定发生化学反应吗？金属导电发生什么变化？变化？(2)在原电池或电解池中，阴、阳离子及电子的运动情况是怎在原电池或电解池中，阴、阳离子及电子的运动情况是怎样的？样的？答案：答案：(1)电解质溶液导电时一定发生化学反应，因为电解质电解质溶液导电时一定发生化学反应，因为电解质溶液导电的过程即电解的过程，电解池的两极分别发生氧化溶液导电的过程即电解的过程，电解池的两极分别发生氧化反应、还原反应，有新物质生成。金属导电是物理变化。反应、还原反应，有新物质生成。金属导电是物理变化。(2)原电池和电解池中，阴、阳离子一定在电解质溶液或熔融原电池和电解池中，阴、阳离子一定在电解质溶液或熔融态电解质中移动，电子一定在导线中移动。可简记为态电解质中移动，电子一定在导线中移动。可简记为“离子离子不上岸，电子不下水不上岸，电子不下水”。 (2014高考广东卷高考广东卷)某同学组装了如图所示的电化某同学组装了如图所示的电化学装置，电极学装置，电极为为Al，其他均为，其他均为Cu，则，则()A电流方向：电极电流方向：电极A电极电极B电极电极发生还原反应发生还原反应C电极电极逐渐溶解逐渐溶解D电极电极的电极反应：的电极反应：Cu22e=CuAD可充电电池可充电电池CC归纳总结归纳总结(1)对于可充电电池，放电时为原电池，符合原电池工作原理对于可充电电池，放电时为原电池，符合原电池工作原理,负极发生氧化反应，正极发生还原反应；外电路中电子由负负极发生氧化反应，正极发生还原反应；外电路中电子由负极流向正极，内电路中阳离子向正极移动，阴离子向负极移极流向正极，内电路中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。动。(2)可充电电池充电时为电解池，阳极发生氧化反应，阴极发可充电电池充电时为电解池，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应；充电时电池的生还原反应；充电时电池的“”极与外接直流电源的正极相极与外接直流电源的正极相连，电池的连，电池的“”极与外接直流电源的负极相连。极与外接直流电源的负极相连。考点三电化学知识及其规律的综合应用考点三电化学知识及其规律的综合应用1电化学计算的基本方法和技巧电化学计算的基本方法和技巧原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数的计算、产物的量与电量关系的计算等。通常有下列三种方法：电量关系的计算等。通常有下列三种方法：(1)根据电子守恒计算根据电子守恒计算用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。(2)根据总反应式计算根据总反应式计算先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算。出比例式计算。牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法(2)金属腐蚀的快慢规律金属腐蚀的快慢规律_原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀一般化学腐蚀一般化学腐蚀_。(3)防腐措施效果比较防腐措施效果比较外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有一般防外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有一般防腐条件的防护未采取任何防护措施。腐条件的防护未采取任何防护措施。电解原理引起的腐蚀电解原理引起的腐蚀有防腐措施的腐蚀有防腐措施的腐蚀有关电化学的计算有关电化学的计算(1)电源电源F为为_极；第极；第极为极为_极；极；B池为池为_池。池。(2)A池中第池中第极上的电极反应式为极上的电极反应式为_；A池中第池中第极上产生气体极上产生气体体积为体积为_ mL(标准状况下标准状况下)。(3)通电前通电前A池中原混合溶液中池中原混合溶液中Cu2的浓度为的浓度为_。破题关键破题关键根据电极现象判断电极属性，在电解池中，增根据电极现象判断电极属性，在电解池中，增重的必是重的必是_；串联的电解装置中，每个电极转移的；串联的电解装置中，每个电极转移的电子数电子数_。正正阳阳电解电解(镀镀)4OH4e=2H2OO21120.025 molL1阴极阴极相等相等互动拓展互动拓展电解池问题中，如何判断电极区域的酸碱性变化？有何数量电解池问题中，如何判断电极区域的酸碱性变化？有何数量关系？关系？答案：答案：若阴极为若阴极为H放电，则阴极区放电，则阴极区c(OH)增大；若阳极增大；若阳极为为OH放电，则阳极区放电，则阳极区c(H)增大；若阴极上增大；若阴极上H放电，同时放电，同时阳极上阳极上OH放电，相当于电解水。放电，相当于电解水。电解过程中产生的电解过程中产生的H或或OH，其物质的量等于转移电子的，其物质的量等于转移电子的物质的量。物质的量。D2HOOCCOOH2e2H=HOOCCHOH2O归纳总结归纳总结(1)无明显无明显“外接电源外接电源”的电解池的的电解池的“串联串联”问题，主要是根问题，主要是根据据“原电池原电池”的形成条件判断的形成条件判断“电源电源”的正、负极，从而判的正、负极，从而判断阴、阳极。断阴、阳极。(2)有明显有明显“外接电源外接电源”的电解池的的电解池的“串联串联”问题，主要是根问题，主要是根据据“电极现象电极现象”判断阴、阳极，从而判断电源的正、负极，判断阴、阳极，从而判断电源的正、负极，进一步判断其他进一步判断其他“电解池电解池”的阴、阳极。的阴、阳极。金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护1下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是()A水中的钢闸门连接电源的负极水中的钢闸门连接电源的负极B金属护栏表面涂漆金属护栏表面涂漆C汽车底盘喷涂高分子膜汽车底盘喷涂高分子膜D地下钢管连接镁块地下钢管连接镁块解析：解析：A.水中的钢闸门连接电源的负极水中的钢闸门连接电源的负极,即使用了外加电流。即使用了外加电流。B.金属护栏表面涂漆，是一种使用外加涂层而使金属隔绝空金属护栏表面涂漆，是一种使用外加涂层而使金属隔绝空气和水分的保护方法。气和水分的保护方法。C.汽车底盘喷涂高分子膜，也是一种汽车底盘喷涂高分子膜，也是一种使用外加涂层而使金属隔绝空气和水分的保护方法。使用外加涂层而使金属隔绝空气和水分的保护方法。D.地下地下钢管连接镁块，是牺牲阳极的阴极保护法。钢管连接镁块，是牺牲阳极的阴极保护法。A2下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是()A图图1中，铁钉易被腐蚀中，铁钉易被腐蚀B图图2中，滴加少量中，滴加少量K3Fe(CN)6溶液，没有蓝色沉淀出现溶液，没有蓝色沉淀出现C图图3中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下中，燃气灶的中心部位容易生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀铁发生化学腐蚀D图图4中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极镁块相当于原电池的正极C电化学问题的常见认识误区电化学问题的常见认识误区1误认为原电池中负极材料一定比正极材料活泼。其实不一误认为原电池中负极材料一定比正极材料活泼。其实不一定，如定，如Mg和和Al用导线相连放在用导线相连放在NaOH溶液中形成原电池时，溶液中形成原电池时，铝作负极。铝作负极。2误认为原电池质量增加的一极一定为原电池的正极。其实误认为原电池质量增加的一极一定为原电池的正极。其实不一定，如铅蓄电池的负极，在工作时，电极由不一定，如铅蓄电池的负极，在工作时，电极由Pb转变为转变为PbSO4，质量增加。，质量增加。3误认为原电池的负极一定参加反应。其实不一定，如氢氧误认为原电池的负极一定参加反应。其实不一定，如氢氧燃料电池的负极本身不参加反应，通入的燃料发生反应。燃料电池的负极本身不参加反应，通入的燃料发生反应。4用惰性电极电解饱和食盐水后，误认为要想恢复至原状需用惰性电极电解饱和食盐水后，误认为要想恢复至原状需加入适量盐酸。其实不然，应该通入加入适量盐酸。其实不然，应该通入HCl气体。气体。5误认为电解熔融的误认为电解熔融的AlCl3可以制备可以制备Al。其实不然，因为。其实不然，因为AlCl3是共价化合物，熔融状态不导电，不能被电解，应该电是共价化合物，熔融状态不导电，不能被电解，应该电解熔融的解熔融的Al2O3制备制备Al。6误认为电解过程中如果只电解水，溶液的误认为电解过程中如果只电解水，溶液的pH一定不变。一定不变。其实不一定，如电解其实不一定，如电解NaOH溶液，溶液，c(OH)变大，变大，pH增大；电增大；电解解H2SO4溶液，溶液，c(H)变大，变大，pH减小。减小。
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