高中化学《电化学》考点精心

考点一原电池的工作原理

1.概念和反应本质

原电池是把化学能转化为电能的装置，其反应本质是氧化还原反应。

2.原电池的构成条件

(1)一看反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的

金属与电解质溶液反应)。

(2)二看两电极：一般是活泼性不同的两电极。

(3)三看是否形成闭合回路，形成闭合回路需三个条件：①电解质溶液；②

两电极直接或间接接触；③两电极插入电解质溶液中。

3.工作原理

以锌铜原电池为例

ZnSO,溶液

I

(1)反应原理

电极名称负极正极

电极材料锌片铜片

电极反应Zn—2e----ZirCu2++2e——Cu

反应类型氧化反应还原反应

电子流向由Zn片沿导线流向Cu片

盐桥中离子移向盐桥含饱和KC1溶液，K+移向正极，crWflft

(2)盐桥的组成和作用

①盐桥中装有饱和的KCLKNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。

②盐桥的作用：①连接内电路，形成闭合回路；②平衡电荷，使原电池不

断产生电流。

(3)图I中Zn在CuS04溶液中直接接触Cu2+,会有一部分Zn与CIJ2+直接

反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热

能，装置的温度会升高。

图n中Zn和CuSCU溶液分别在两个池子中，Zn与CLJ2+不直接接触，不存

在Zn与Cu2+直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，

且持续时间长。

关键点：盐桥原电池中，还原剂在负极区，而氧化剂在正极区。

【深度思考】

1.原电池正'负极判断方法

较不活该金

一电极材料

|较话谈去黑h属或丰金属

|复化反应卜

T迁原反应卜电池反应

I电子流出卜T负班卜匚I正枝|-T也于流入卜~电孑■流向

(外电路)

I不断溶斛卜|电极增重

-或有气体.反应现象

明离子移向

P产生等

U阳高子容向】•■离子移向

(内电路)

[:q作〒传司同]

说明原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，

不要形成“活泼电极一定作负极”的思维定势。

2.当氧化剂得电子速率与还原剂失电子速率相等时，可逆反应达到化学平

衡状态，电流表指针示数为零；当电流表指针往相反方向偏转，暗示电路

中电子流向相反，说明化学平衡移动方向相反。

考点二原电池原理的“四”个基本应用

1.用于金属的防护

使被保护的金属制品作原电池正圾而得到保护。例如，要保护一个铁质的

输水管道或钢铁桥梁等，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的

负极。

2.设计制作化学电源

(1)首先将氧化还原反应分成两个半反应。

(2)根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶

液。

3.比较金属活动性强弱

两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。

4.加快氧化还原反应的速率

一个自发进行的氧化还原反应,设计成原电池时反应速率增大。例如，在

Zn与稀H2s。4反应时加入少量CuS04溶液能使产生出的反应速率加快。

1.将过量的两份锌粉a、b分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加入少量

的CuSCU溶液，请画出产生比的体积！/(!_)与时间t(min)的关系图像。

答案孚【浮回

【反思归纳】

改变Zn与H+反应速率的方法

⑴加入Cu或CuSCU,形成原电池，加快反应速率，加入Cu不影响Zn的

量，但加入CuSCU,Zn的量减少，是否影响产生H2的量，应根据Zn、H

+的相对量多少判断。

(2)加入强碱弱酸盐，由于弱酸根与H+反应，使c(H+)减小，反应速率减小,

但不影响生成H2的量。

“装置图”常见失分点提示

1.不注明电极材料名称或元素符号。

2.不画出电解质溶液(或画出但不标注)。

3.误把盐桥画成导线。

4.不能连成闭合回路。

考点三化学电源

1.日常生活中的三种电池

⑴碱性锌锦干电池一一一次电池

正极反应：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-；

负极反应：Zn+20H-2e==Zn(OH)2;

总反应：Zn+2MnO2+2H2O==2MnOOH+Zn(OH)2o

(2)锌银电池一一一次电池

负极反应：Zn+20H-2e==Zn(OH)2；

--

正极反应：Ag2O+H2O+2e==2Ag+2OH；

总反应：Zn+Ag20+H20=Zn(0H)2+2Ago

⑶二次电池(可充电电池)

铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是比，正极材料是PbO2。

①放电时的反应

_2—

a.负极反应：Pb+SO4—2e-=PbSO4；

一2—

+-

b.正极反应：PbO2+4H+SO^4+2e==PbSO4+2H2O；

c.总反应：Pb+PbC）2+2H2so4=2PbSO4+2H2。。

②充电时的反应

a.阴极反应：PbSO4+2e-===Pb+SO-4；

-+

b.阳极反应：PbSO4+2H2O-2e=PbO2+4H+SO^4；

c.总反应：2PbSO4+2H2O===Pb+PbO2+2H2so4。

注：可逆电池的充、放电不能理解为可逆反应。

2.“高效'环境友好”的燃料电池

氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。

种类酸性碱性

负极反应式-+

2H2-4e=4H2H2+4OH--4e-=4H2O

正极反应式+-

O2+4e+4H=2H2OO2+2H2O+4e==4OH

电池总反应式

2H2+O2-2H2O

燃料电池的电极不参与反应工很强的催化活芈礴后誓乍

备注

【深度思考】

1.化学电源中电极反应式书写的一般步骤

“加减法”书写电极反应式

⑴先确定原电池的正、负极，列出正、负极上的反应物质，并标出相同数目电

子的得失。

⑵注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，

则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式；若正极上的反应物质是。2,且

电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应式中，且02生成0H,若电

解质溶液为酸性，则H+必须写入正极反应式中，。2生成水。

⑶正、负极反应式相加得到电池反应的总反应式。若已知电池反应的总反应式,

可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守恒的基础上，总反应式减

去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写出的另一极的电极反应式。

⑷燃料电池的电极反应中，酸性溶液中不能出现0H,碱性溶液中不能出现H+,

水溶液中不能出现02,而熔融电解质中。2被还原为

2.锂离子电池充放电分析

常见的锂离子电极材料

正极材料:LiM02（M：Co、Ni、Mn等）

LiM2O4（M：Co、Ni、Mn等）

LiMPO4（M：Fe等）

负极材料：石墨（能吸附锂原子）

负极反应：LixCn—xe—=xLi++nC

正极反应：Lii-xMC）2+xLi++xe-=LiMC）2

总反应：Lii-xMCh+LixCn放电nC+LiM02。

考点四电解的原理

1.电解定义

在电流作用下,电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。

2.能量转化形式

电能转化为化学能。

3.电解池

⑴构成条件

①有与电源相连的两个电极。

②电解质溶液（或熔融盐）O

③形成闭合回路。

⑵电极名称及电极反应式（如图）

电源

石墨

电极名称：阳极「电极名称：阴极

反应类型：氧化反应反应类型：还原反应

电极反应式：电极反应式：Cu"+2e-=Cu

2Cl--2e-=C12t卬字化字园

CuCM容液

⑶电子和离子的移动方向

特别提醒电解时，在外电路中有电子通过，而在溶液中是依靠离子定向移动形

成电流，即电子本身不会通过电解质溶液。

4.分析电解过程的思维程序

⑴首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。

⑵再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组（不要忘记水溶液中的

酎和0K）。

⑶然后排出阴、阳两极的放电顺序

阴极：阳离子放电顺序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（I®）>Fe2+>Zn2+>H+（zK）>AI3+>Mg2+>Na

+>Ca2+>K+o

阳极：活泼电极>S2—>「油厂>C「>OFF>含氧酸根离子。

注意①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液（或熔融电解质）中

的阳离子放电。②最常用、最重要的放电顺序：阳极：CI->OH;阴极：Ag+>Cu2

+>H+o③电解水溶液时，K+〜AF+不可能在阴极放电，即不可能用电解水溶液的

方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金属。

⑷分析电极反应，判断电极产物，写出电极反应式，要注意遵循原子守恒和电

荷守恒。

⑸最后写出电解反应的总化学方程式或离子方程式。

深度思考

1.用分析电解过程的思维程序分析电解下列物质的过程，并总结电解规律（用惰

性电极电解）。

⑴电解水型

电解质（水电解电解质溶液

电极方程式总化学方程式溶液复原

溶液）物质浓度PH

含氧酸（如

减小加旦也

H2s04）

强碱（如阳极：

增大加H2。

NaOH）4OH--4e-

=O2t+2氏0电解

H20增大

活泼金属的阴极：2H2O^=O2f+2H2f

含氧酸盐4H++4e-

=2Ht不变加压。

（如KNO3、2

Na2sO”':二中学化学园

①电解水型电解一段时间后，其电解质的浓度一定增大吗？举例说明。

答案不一定，如用惰性电极电解饱和Na2s。4溶液，一段时间后会析出Na2SO4-10

山0晶体，剩余溶液仍为该温度下的饱和溶液，此时浓度保持不变。

②用惰性电极电解饱和Na2s。4溶液，一段时间后，析出wgNa2s。4口0七0晶体，

阴极上放出ag气体，贝U饱和Na2so4溶液的质量分数为。

答案161(w+9aX100%

解析2H2。电解2H2t+02t

aa

2mol2mol

被电解的水的质量为9ag

被电解的水与wg晶体组成该温度下的饱和溶液

71w

其质量分数为322X100%=161（w+9aX100%。

（2）电解电解质型

电解质（水电解总化学方电解质溶液复

电极方程式溶液pH

溶液）物质程式浓度原

阳极：2c厂一

无氧酸（如2HC1

2e-=Chf通入HC1

HC1）,除HF酸增大

阴极：2H++气体

外

2e-=H2t+CLt

减小

不活泼金属阳极：「一\

2CCuCl

的无氧酸盐-2

2e-Cl2t士卜电解「加CuCC

（如）阴极：Cu2++--------Cu二学

CuCl2,忑匚18Al

除氟化物外2e-=Cu+CI2t\

⑶放H2生碱型

电解质（水溶电解总化学方电解质溶液溶液

电极方程式

液）物质程式浓度pH复原

阳极：2c「2CF+

—2e-2H2。

活泼金属的无通入

=C1f水和电解生成新

氧酸盐（如2增大HC1

阴极：2H+盐Clt+电解质

NaCI）2气体

+2e~Ht+

2'七中学化学园

——H2t2OH-

要使电解后的NaCI溶液复原，滴加盐酸可以吗？

答案不可以，电解NaCI溶液时析出的是等物质的量的CL和出，所以应通入

氯化氢气体，加入盐酸会引入过多的水。

⑷放02生酸型

电

电解质解总化学方电解质溶液

电极方程式溶液复原

（水溶液）物程式浓度pH

质

阳极：4OH-

2CU2++

—4e-

不活泼金属2H2O

=2HO+水和生成新加CuO或

的含氧酸盐2电解减小

Ot盐-------2Cu电解质CuCO3

（如CuSO）2

4阴极：。？++。2t+

2中学化学园

+4e-=2Cu4H+

1.做到“三看”，正确书写电极反应式

⑴一看电极材料，若是金属（Au、Pt除外）作阳极，金属一定被电解（注：Fe生成

2+

Fe）o

（2）二看介质，介质是否参与电极反应。

⑶三看电解质状态，若是熔融状态，就是金属的电冶炼。

2.规避“三个”失分点

⑴书写电解池中电极反应式时，一般以实际放电的离子表示，但书写总电解反

应方程式时，弱电解质要写成分子式。

⑵要确保两极电子转移数目相同，且应注明条件“电解”。

⑶电解水溶液时，应注意放电顺序中H+、OH-之后的离子一般不参与放电。

考点五电解原理的应用

1.电解饱和食盐水

⑴电极反应

阳极反应式：2d—2e=CI2t（氧化反应）

阴极反应式：2H++21=山t（还原反应）

（2）总反应方程式

-

2NaCl+2H2OitW2NaOH+H2t+CI2t

离子反应方程式：2（：厂+2力0一国篦20丁+%t+CI2f

⑶应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。

2.电镀

右图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题:

⑴镀件作画极，镀层金属银作阳极。

⑵电解质溶液是A&NO3溶液等含镀层金属阳离子的盐溶液。

⑶电极反应：

阳极：Ag—==Ag-；

阴极：Ag+e-==Ago

⑷特点：阳极溶解，阴极沉积，电镀液的浓度不变。

3.电解精炼铜

⑴电极材料：阳极为粗铜;阴极为纯铜。

⑵电解质溶液：含Cl|2+的盐溶液。

⑶电极反应：

阳极：Zn—2e==Zn2+^Fe—2e==Fe2+^Ni—2e==Ni2+>Cu—2e=Cu2+；

阴极：Cu2++2e==Cuo

4.电冶金

利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。

⑴冶炼钠

2NaCI（熔融）lfff2Na+Cl2t

电极反应：

+

阳极：2CP—2e==CI2t；阴极：2Na+2e===2Nao

⑵冶炼铝

2Al2。3（熔融）用薛4AI+3O2t

电极反应：

2-3+

阳极：6O-12e==3O2t;阴极：4AI+12e-=4Alo

考点六应对电化学定量计算的三种方法

1.计算类型

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。

2.三种方法

⑴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出比例式计算。

⑵根据电子守恒计算

①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。

②用于混合溶液中电解的分阶段计算。

⑶根据关系式计算

根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系

式。

如以通过4mol-为桥梁可构建如下关系式：

4e〜2cb（Br2、L）〜。2〜2H2〜2Cu〜4ArM

n

阳极产物阴极产疡，中学化学团

（式中M为金属，n为其离子的化合价数值）

该关系式具有总揽电化学计算的作用和价值，熟记电极反应式，灵活运用关系式

便能快速解答常见的电化学计算问题。

提示在电化学计算中，还常利用◊="和（2=。伯一）＞＜以*1.60*10-19£；来计算

电路中通过的电量。

串联装置图比较

稀硫酸稀硫酸稀硫酸稀硫酸

图甲中无外接电源，二者必有一个装置是原电池（相当于发电装置），为电解装置

提供电能，其中两个电极活动性差异大者为原电池装置，即左图为原电池装置，

右图为电解装置。图乙中有外接电源，两烧杯均作电解池，且串联电解，通过的

电流相等。

考点七金属的腐蚀和防护

1.金属腐蚀的本质

金属原子失去电子变为金属阳离子,金属发生氧化反应。

2.金属腐蚀的类型

⑴化学腐蚀与电化学腐蚀

类型化学腐蚀电化学腐蚀

条件金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触

现象无电流产生