归纳与整理教学内容概述

第四章

电化学基础

[知识概括] 一个反应：氧化还原反应 两个转化：化学能和电能的相互转化

三个条件：原电池、电解池和电镀池的形成条件 四个池子：原电池、电解池、

电镀池、精炼池

第一节

原电池

原电池：

1、概念： _________ 2、组成条件：①_______________________________ ②_______________________________ ③ 3、电子流向：外电路： 极——导线—— 极

内电路：盐桥中 离子移向负极的电解质溶液，盐桥中 离子移向正极的电解质溶液。

4、电极反应：以锌铜原电池为例：

负极： 反应： （较活泼金属）

正极： 反应： （较不活泼金属）

总反应式： 5、正、负极的判断：（发散思维）

（1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。

（分别写①镁铝氢氧化钠和②铜铝浓硝酸构成的原电池）

①负极： ②负极： 正极： 正极： 总： 总：

（2）从电子的流动方向 （3）从电流方向 （4）根据电解质溶液内离子的移动方向 （5）根据实验现象①___________________________② _________ 6、电解质溶液的选择：选择与电极越容易反应的电解质溶液越好。

7、原电池的设计

以氧化还原反应为基础，首先要确定原电池的正、负极，电解质溶液及电极反应；再利用基础知识书写电极反应式，参照Zn－Cu－H2SO4原电池模型处理问题。如根据反应：Cu＋2FeCl3＝2CuCl2＋2FeCl2设计一个原电池，为： 作负极， 作正极 作电解质溶液，负极反应为： 正极反应为： 第二节 化学电池

1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池

2、化学电池： 装置

3、化学电池的分类： 、 、 4、判断电池优劣的标准：电能和输出功率的大小、电池储存时间的长短等

一、一次电池

1、一次电池：活性物质（发生氧化还原反应的物质）消耗到一定程度，就不能使用的电池，也叫 2、常见一次电池： 、 、锌银电池、锂电池等

3、电极反应：碱性锌锰电池 负极：锌： 氧化锰： 总反应式： 锌银电池 负极： 正极： 总反应式：

二、二次电池

1、二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池。

2、电极反应：铅蓄电池

放电：作 池 负极（铅）： 正极（氧化铅）： 总反应式： 充电：作 池 阴极： 阳极： 总反应式： 两式可以写成一个可逆反应：

介绍目前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池

三、燃料电池

1、燃料电池： 2、电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性。燃料电池的电极反应式与其电解质的酸碱性紧密联系。 当电解质溶液呈酸性时： 负极： 正极： 当电解质溶液呈碱性时： 负极： 正极： 3、燃料电池的优点：能量转换率高、废弃物少、运行噪音低

四、废弃电池的处理：回收利用

第三节 电解池

一、电解原理

1、电解池： 也叫电解槽

2、电解 的过程

3、放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程

4、电子流向：

（电源）负极—（电解池）阴极—（离子定向运动）电解质溶液—（电解池）阳极—（电源）正极

5、电极名称及反应：

阳极：与直流电源的 相连的电极，发生 反应

阴极：与直流电源的 相连的电极，发生 反应

6、电解CuCl2溶液的电极反应：

阳极： （ 反应）

阴极： （ 反应）

总反应式： 7、电解本质：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程

☆规律总结：电解反应离子方程式书写：

（1）分清电极：阳极和阴极

（2）先看电极材料再分析溶液：阳离子和阴离子

（3）放电顺序：阳离子的放电顺序 阴离子的放电顺序 （4）牢记守恒：原子守恒、电荷守恒和电子守恒

（5）电极反应必须写离子放电，总反应中弱电解质写化学式

（6）注明条件：总反应一定要注明条件---通电（或电解）

注意先要看电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极（Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，变成离子进入溶液；若为惰性材料，则根据阴阳离子的放电顺序，依据阳氧阴还的规律来书写电

极反应式。

二、电解原理的应用 1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气

（1）、通电前，溶液中的离子：H、OH、Cl、Na

（2）、通电后，H

、Cl优先放电

阳极： 阴极： 总反应式： （1）、电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法

（2）、电极、电解质溶液的选择：

阳极：镀层金属，失去电子，成为离子进入溶液 M— ne == M

阴极：待镀金属（镀件）：溶液中的金属离子得到电子，成为金属原子，附着在金属表面

M + ne == M 电解质溶液：含有镀层金属离子的溶液做电镀液

镀铜反应原理

阳极(纯铜)：Cu-2e=Cu2+，阴极(镀件)：Cu+2e=Cu，

电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4溶液 （3）、电镀应用之一：铜的精炼

阳极： ；阴极： 电解质溶液：

粗铜中含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等 阳极(粗铜)： （Zn-2e = Zn， Fe-2e = Fe，等）

阴极(精铜)： 电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4。

-2+-2+-2+-n+——n++—

+——+

Zn、N2＋i2＋等

阳离子得电子能力小于Cu而留在电解质溶液中。金属活动顺序排在Cu后的Ag、Pt、2+Au等失电子能力小于Cu，以金属单质沉积于阳极，成为“阳极泥”。

3、电冶金

（1）、电冶金：使矿石中的 获得电子，从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属，如钠、镁、钙、铝

（2）、电解氯化钠：

通电前，氯化钠高温下熔融：NaCl == Na + Cl

通直流电后：阳极：2Na + 2e == 2Na 阴极：2Cl

— 2e== Cl2↑

☆规律总结：原电池、电解池、电镀池的判断规律 （1）若无外接电源，又具备组成原电池的三个条件。①有活泼性不同的两个电极；②两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里；③较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还原反应（有时是与水电离产生的H+作用），只要同时具备这三个条件即为原电池。 （2）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池；当阴极为金属，阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时，则为电镀池。 （3）若多个单池相互串联，又有外接电源时，则与电源相连接的装置为电解池成电镀池。若无外接电源时，先选较活泼金属电极为原电池的负极（电子输出极），有关装置为原电池，其余为电镀池或电解池。

第四节 金属的电化学腐蚀和防护

一、金属的电化学腐蚀

（1）金属腐蚀： 的现象。

（2）金属腐蚀的本质：都是金属原子 电子而被氧化的过程

（3）金属腐蚀的分类：

化学腐蚀—

电化学腐蚀— （4）、电化学腐蚀的分类：

——

+—+ —

析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出

①条件：潮湿空气中形成的水膜,酸性较强（水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体）

②电极反应：负极： （氧化反应）

正极： （还原反应）

总反应式： 吸氧腐蚀——反应过程吸收氧气

①条件：水膜的酸性很弱或中性 ②电极反应：负极： （氧化反应）

正极： （还原反应）

总反应式：

生成的 Fe(OH)2被空气中的O2氧化，生成 Fe(OH)3

， Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3

Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2O3·x H2O（铁锈主要成分）

规律总结：

金属腐蚀快慢的规律：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：

电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀

防腐措施由好到坏的顺序如下：

外接电源的阴极保护法＞牺牲负极的正极保护法＞有一般防腐条件的腐蚀＞无防腐条件的腐蚀

二、金属的电化学防护

1、利用原电池原理进行金属的电化学防护

（1）、牺牲阳极的阴极保护法

原理：原电池反应中，负极被腐蚀，正极不变化

应用：在被保护的钢铁设备上装上若干锌块，腐蚀锌块保护钢铁设备

负极：锌块被腐蚀；正极：钢铁设备被保护

（2）、外加电流的阴极保护法

原理：通电，使钢铁设备上积累大量电子，使金属原电池反应产生的电流不能输送，从而防止金属被腐蚀

应用：把被保护的钢铁设备作为阴极，惰性电极作为辅助阳极，均存在于电解质溶液中，接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累，抑制了钢铁失去电子的反应。

2、改变金属结构：把金属制成防腐的合金

3、把金属与腐蚀性试剂隔开：电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等

高二化学（理科班）期末复习提纲参考答案

第四章参考答案：

第一节

原电池

1、

化学能转化成电能的装置 2、①金属性不同的两个电极②电解质溶液③形成闭合回路

3、负

正 阴 阳 4、氧化反应 Zn – 2e-=Zn2+ 还原 Cu2+ + 2e-=Cu Zn + Cu2+

= Zn2+

+Cu 5、⑵铝极流向镁极⑶由镁极流向铝极⑷阴离子流向负极，阳离子流向镁极墨（或比铜金属性差的金属） 可溶性铁盐 Cu – 2e-=Cu2+

2Fe3+ +2e- = 2Fe2+

第二节化学电池 化学能转化成电能 3、一次电池

二次电池

燃料电池

一、2、锌锰干电池 锌锰碱性电池3、Zn + 2OH- - 2e-=Zn（OH）2

2MnO--2+ 2H2O + 2e=2MnOOH + 2OH

Zn +2MnO2 + 2H2O=2MnOOH + Zn（OH）2

Zn + 2OH- - 2e- =ZnO + H-2O Ag2O + H2O + 2e-=2Ag + 2OH Zn + Ag2O = ZnO + 2Ag 二、2、原电池 Pb+ SO2-4 - 2e- = PbSO4 PbO2 + 4H+ + SO2-4+2e-=PbSO4 + 2H2O 电解池 PbSO2- + 2-4 + 2e- = Pb+ SO4 PbSO4 + 2H2O -2e-=PbO2 + 4H+ SO4

2PbSO4 + 2H2O = Pb + PbO2 + 2H2SO4

三、一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池

2H-++---2

– 2e = 4H O2 + 4H +4e =2H2O H2 + 2OH -2e = 2H2O O- -2 + 2H2O + 4e= 4OH

第三节电解池

1、

电能转化成化学能的装置 2、

使电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程

5、正极

氧化

负极

还原 、Cu 石 7

6、2Cl-2e =Cl2↑

氧化 Cu +2e= Cu还原

CuCl2 = Cu + Cl2↑（条件“电解”）

二、1、⑵2Cl - 2e = Cl2↑ 2H +2e= H2↑ 2NaCl + 2H2O= 2NaOH + H2↑ + Cl2↑（条件“电解”）

⑶

Cu 镀件 CuCl2溶液 Cu- 2e = Cu Cu+ 2e=Cu 3、金属离子

第四节金属的电化学腐蚀和防护

一、⑴金属与周围气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象

⑵失去 ⑶金属与接触到的干燥气体或非电解质液体等直接发生化学反应而引起的腐蚀

不纯的金属与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。

⑷①Fe-2e = Fe 2H+ 2e-=H2↑ Fe + 2H =Fe + H2↑

①2Fe – 4e = 2Fe 2HO + O2 + 4e = 4OH 2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe（OH）2

-2+2---2+ + +2+-2+2+ ---+- - -2+-