电化学集体备课

淄博六中高三备课组

一、学习考试大纲

把握复习方向

07 大纲要求

• 了解电解池和原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式

• 了解常见化学电源的种类及其工作原理• 理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀

的危害，防止金属腐蚀的措施

06 大纲要求• 理解原电池和电解原理的原理。• 初步了解化学电源。• 了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀

方法• 了解铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业反应

原理。

二、知 识 要 点 分 析

1 、原电池2 、化学电源3 、金属的腐蚀及其防护4 、电解池5 、电解规律及应用

定义形成条件正负极名称和电子流向判断

工作原理（氧还反应，熟写电极反应式）

应用

分析各种电池。比较金属活动性强弱比较反应速率比较金属腐蚀的快慢判断溶液 pH 变化

金属的腐蚀和防护

原电

池

腐蚀（定义、本质、类型）腐蚀防护（常见三种方法）

（从活泼性比较、电子得失、氧还反应等多角度判断）

题型

（三点记住）

Zn Cu A

稀硫酸负极

电子流出极

发生氧化反应

Zn – 2e- = Zn2+

正极

电子流入极

发生还原反应

2H+ + 2e- = H2↑化学能 电能

材料相对活泼 材料相对不活泼电解质溶液

负极反应式 正极反应式

要 点一：原电池 原理

负极： Al+ 4OH －— 3e- =Al O2－ +2H2O

正极： 2H2O + 2 e- = H2↑+ 2OH －

总： 2Al+ 2OH － +2H2O =2Al O2－ + 3H2 ↑

负极： Cu —2e- = Cu 2+

正极： 2H+ +NO3－ + e- = NO2 ↑+ H2O

总： Cu + 4H+ +2NO3－ =2NO2 ↑+ Cu 2+ + 2H2O

是否金属越活泼，一定作负极？

在判断电极及电极反应时要注意考虑介质对其的影响！

书写电极反应式

2 ．负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如＋ 4 价的 C 在酸性溶液中以 CO2 形式存在，在碱性溶液中以 CO3

2 －形式存在）；

1 ．将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；

要点二、化学电源1) 概念 : 将化学能变成电能的装置

2) 分类 :

①一次电池又称不可充电电池——如：干电池②二次电池又称充电电池——蓄电池③燃料电池

3) 优点 :

4) 电池优劣的判断标准 :

①能量转换效率高，供能稳定可靠。②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便。③ 易维护，可在各种环境下工作。

① 比能量 ［符号 (A·h/kg) ， (A·h/L)］指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少

② 比功率 [ 符号是 W/kg ， W/L)]指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小

③ 电池的储存时间的长短

a 、干电池 ( 普通锌锰电池）

干电池用锌制桶形外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充 NH4Cl 、 ZnCl2和淀粉作电解质溶液，还

填充 MnO2的黑色粉末吸收正极放出的 H2，防止产生极化现象。电池内总的反应式为：4NH4Cl+2Zn+2MnO2=[Zn(NH3)4]Cl2+ZnCl2+Mn2O3+H2O请写出各电极的电极反应。

一次电池

练：写出锌锰干电池的电极反应和总化学反应方程式。

负极————————————————

正极————————————————

总反应———————————————

通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它已经不能正常供电了？ _____________________________ 我们在使用干电池的过程中并没有发现有气体产生，请推测可能是干电池中的什么成分起了作用？

Zn-2e-=Zn2+

2NH4++2e-=2NH3+H2

Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2

锌筒变软，电池表面变得不平整

MnO2

碱性锌 -锰干电池

负极：

正极：

电池反应：

电解质：KOH

——Zn

——MnO2

Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2

2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-

Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2

［思考］该电池的正负极材料和电解质．

干电池小结

负极 : Zn － 2e- ＝ Zn2 ＋

普通锌锰干电池：（ - ） Zn ZnCl2 、 NH4Cl （糊状） 石墨 ( Ｍ nO2)

(+ ）

正极 : 2NH4+ ＋ 2e- ＝ 2NH3↑ ＋ H2 ↑

总电池反应方程式 ： 2NH4Cl ＋ Zn＝ ZnCl2 ＋ 2NH3↑ ＋ H2↑

缺点：放电量小，放电过程中易气涨或漏液

改进后碱性锌锰电池的优点： 电流稳定，放电容量、时间增大几倍，不会气涨或漏液。Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2

b、迷你型电池

优点：电压高、稳定，低污染。

用途：手表、相机、心率调节器

HgO （ S ） +Zn （ S ） =Hg （ l ） +ZnO

（ S ） Ag2O （ S ） +Zn （ S ） =2Ag （ l ） +Zn

O （ S ）

c、锂电池锂电池：（ -） Li （ S ） LiI （晶片） I2(+ ）

锂亚硫酰氯电池 (Li-SOCl2) ： 8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S负极： ；正极： 。

用途：质轻、高能 ( 比能量高 ) 、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域。

8Li-8e-

=8Li+3SOCl2+8e-=6Cl-

+SO32-+2S

铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池……铅蓄电池1) 正负极材料正极： PbO2 负极： Pb

2) 工作机制电解质： H2SO4 溶液

铅蓄电池为典型的可充电电池，其电极反应分为放电和充电两个过程

二次电池

放电过程总反应：

Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)

Pb(s) + SO42- (aq)-2e- =PbSO4 (s)

正极：PbO2(s) + 4H+(aq)+SO4

2- (aq)+2e- =2PbSO4 (s) +2H2O(l)

氧化反应

还原反应

负极：

①放电过程

铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程

2PbSO4(s)+2H2O(l) Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq )

① 充电过程

PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- (aq) 还原反应阴极：

阳极：PbSO4 (s)+2H2O(l) -2e- = PbO2(s) + 4H+(aq) + SO4

2-(aq)

氧化反应

接电源负极

接电源正极

充电过程总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)

铅蓄电池的充放电过程：放电充电

3) 优缺点简析缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境

优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉

其它二次电池镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池……

银锌蓄电池

正极壳填充 Ag2O 和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液 KOH 。反应式为：

2Ag+Zn(OH)2 Zn+Ag2O+H2O

写出电极反应式。

充电放电

1970-1975, 1970-1975, 开发了先进的银锌、镍镉电池技术。 开发了先进的银锌、镍镉电池技术。

1975-1983, 1975-1983, 为美国海军生产潜水艇用银锌电池。为美国海军生产潜水艇用银锌电池。

1979-1987,1979-1987, 为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。 为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。

1998-1992, 1998-1992, 为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。

银 - 锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：

2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O放电充电

此电池放电时，负极上发生反应的物质是（ ）A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn

D

电极反应：

负极： Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2

正极： Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-

镉镍电池

NiO2+Cd+2H2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放电充电

负极材料： Cd ；

正极材料：涂有 NiO2，

电解质： KOH 溶液。

反应式如下：

写出电极反应式。 特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。

镍—镉可充电电池可发生如下反应：Cd+2NiO(OH)+2H2O

由此可知，该电池的负极材料是Cd(OH)2+2Ni(OH)2 放电

充电

A. Cd

（ A ）

B. NiO(OH) D. Ni(OH)2C. Cd(OH)2

电极反应：负极： Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2

正极： 2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-

大有发展前景的燃料电池 燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃料与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类原电池。目前燃料电池的能量转化率可达近 80%，约为火力发电的 2倍。这是因为火力发电中放出的废热太多。燃料电池的噪声及硫氧化物、氮氧化物等废气污染都接近零；燃料电池发明于 19世纪 30年代末，经反复试验、改进，到 20世纪 60年代才开始进入实用阶段。第一代燃料电池的 大致情况如下：

燃料电池

燃料电池

优点：能量转化率高，可持续使用，对环境友好

用途：宇宙飞船，应用前景广阔

负极 : 2H2+4OH- － 4e- ＝ 4H2O

正极 : O2+2H2O ＋ 4e- ＝ 4OH-

总反应方程式 ： 2H2 ＋ O2＝ 2H2O

（ -） Ni （多孔） KOH （溶液） NiO2 (+ ）

燃 料 电 池

介质 电池反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O

酸性 负极正极

中性 负极

正极碱性 负极

正极

2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O

2H2 - 4e- = 4H+

O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-

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

O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-

固体燃料电池

介质 电池反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O 负极正极

负极

正极

2H2 - 4e- +2O2 － = 2H2O

O2 + 4e-= 2O2 －

2H2 - 4e- = 4H+

O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O

航天技术上使用的一种电池，它具有高能、轻便、不污染环境等优点。用 Pt做电极， KOH 溶液做电解液，因其反应与氢氧燃烧相似，故称为氢氧燃烧电池。请写出各电极的电极反应。

氢氧燃料电池

若将氢气换成甲烷，写出各电极的电极反应

Pt电极

H2O2

氢氧燃料电池模拟

KOH

将铂丝插入 KOH 溶液作电极，然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气，可以形成原电池，由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称作燃料电池，根据两极上反应的实质判断，通入甲烷的一极为 ____ ，这一极的电极反应为 ___________________ ；通入氧气的一极为 _______ ，电极反应为

__________________________________ ，总反应为 __________________________ 。

负极CH4-8e-+10OH-=CO3

2-+7H2O

正极O2+4e-+2H2O=4OH-

CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O

若将氢气换成甲烷，写出各电极的电极反应

金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。 ⑴化学腐蚀与电化腐蚀

化学腐蚀 电化腐蚀

条件

现象

本质

联系

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

无电流产生 有微弱电流产生

金属被氧化 较活泼金属被氧化

两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍

要点三：金属的腐蚀与防护

⑵析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以 Fe为例）

析氢腐蚀 吸氧腐蚀

条件

总反应式

水膜酸性较强（ pH＜ 4.3）

水膜酸性很弱或中性

Fe-2e— = Fe2+

2H++2e- =H2↑ O2+2H2O+4e- =4OH—

Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2

电电极极反反应应

负负极极正正极极

①改变金属内部的组织结构，制成合金。 ② 在金属表面覆盖保护层。 ③ 电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。

【特别提示】 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＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防腐条件的腐蚀＞无防腐条件的腐蚀

（ 3）金属防护的几种重要方法

　　根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的 4%左右。另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。 　　腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如 Cl2 、 H2S 、 HCN 等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。

金属腐蚀的危害和防腐的意义

　　另外，新技术、新产品乃至新工业的产生往往也需要首先克服由腐蚀带来的问题。历史上，在找到了耐稀硫酸的铅材后，铅室法硫酸工业才得以发展起来；发明了不锈钢以后，生产和应用硝酸的工业才蓬勃兴起；实施登月计划中，也曾遇到过一个严重的腐蚀问题：用钛合金制成的盛 N2O4 （氧化剂）的容器在试验中几小时就破裂了，经查是应力腐蚀所致。后来经过反复试验，在氧化剂中加入缓蚀剂控制应力腐蚀，才实现了人类登上月球的计划。在现代新技术、新产品的发展中，也需要不断地解决各种新的、越来越困难的腐蚀问题。

金属腐蚀的危害和防腐的意义

1 、电解原理2 、离子放电顺序3、电解规律4、电解质溶液中 pH值的变化

要点四、电解池

CuCl2 溶液阴离子移

向

阳极 阴极

氧化反应 还原反应

电子流向

阳离子移向

e- e-

Cu2++ 2e-=2Cu↓2Cl--2 e- =Cl2↑

1. 电解原理

电解 :CuCl2 Cu+Cl2 ↑电解

2. 离子放电顺序阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。

① 活性材料作电极时：

金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液，阴离子不放电。

② 用惰性电极 (Pt、 Au、石墨、钛等 ) 时：溶液中阴离子的放电

顺序（由难到易）是：SS 2-2->I>I

-->Br>Br -->Cl>Cl

-->OH>OH -->NO>NO3 3

-->SO>SO442-2-(( 等含氧酸根离子）等含氧酸根离子） >F>F--

AgAg++>Fe>Fe3+3+>Cu>Cu2+2+>H>H++>Pb>Pb2+2+>Sn>Sn2+2+>Fe>Fe2+2+>Zn>Zn2+2+>Al>Al3+3+>>MgMg2+2+>Na>Na++>Ca>Ca++>K>K++

活性电极不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。

阳极：

阴极 :

阳离子在阴极上放电顺序是：

3. 电解规律

阴极阳极

氯气 铜

实例 电极反应 浓度 PH值

复原

CuCl2   

    

阳极： 2Cl--2 e- =Cl2↑

阴极： Cu2++ 2e-=2Cu↓

CuCl2 Cu+Cl2 ↑电解

减小 增大 CuCl2

CuCl2 溶液

阳极 阴极

氧气

氢气

实例 电极反应 浓度 PH值

复原

Na2SO4   

     

实例 电极反应 浓度 PH值

复原

Na2SO4   

     

阳极 : 4OH-- 4e- = 2H2O+O2 ↑

阴极 : 4H ++ 4e- = 2H2 ↑ 变大 不变

加Na2SO4

Na2SO4 溶液

2H2O 2H2 ↑+O2 ↑电解

阳极 阴极

氯气

氢气

实例 电极反应 浓度 PH值

复原

NaCl   

     

阳极 : 2Cl-- 2e- = Cl 2↑

阴极 : 2H ++ 2e- = H2 ↑

2NaCl+2H2O 2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑电解

减小 增大

加HCl

NaCl 溶液

实例 电极反应 浓度 PH值 复原

CuSO4

阳极 阴极

氧气 铜

阳极 : 4OH-- 4e- = 2H2O+O2 ↑

阴极： Cu2++ 2e-=Cu↓

2CuSO4+ 2H2O === 2Cu ↓+O2 ↑+ 2H2SO4

电解

减小 减小 加CuO

CuSO4 溶液

电解规律（惰性电极）小结

阳极： S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F-

Ⅰ Ⅱ

Ⅲ ⅣⅠ与Ⅲ区：电解本身型 如 CuCl2

Ⅰ与Ⅳ区：放氢生碱型 如 NaCl

Ⅱ与Ⅲ区：放氧生酸型 如 CuSO4 、 AgNO3

Ⅱ与Ⅳ区：电解水型 如 Na2SO4 、 H2SO4 、 NaOH

阴极： Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+

电解质溶液用惰性电极电解的示例：

电解类型

举例电极反应 溶液 PH

变化 溶液复原方法物质类别 实例

仅溶剂水电解

仅溶质电解

溶质和溶剂同时电解

含氧酸 H2SO4

强碱 NaOH

活泼金属的含氧酸盐 Na2SO4

无氧酸 HCl

阳极： 4OH—-4e—

=O2↑+2H2O

阴极： 4H++4e—=2H2↑

减小

增大

不变

H2O

阳极： 2Cl—-2e—=Cl2↑

阴极： 2H++2e—=H2↑增大 HCl

不活泼金属的无氧酸盐 CuCl2

阳极： 2Cl—-2e—=Cl2↑

阴极： Cu2++2e—=Cu↓增大 CuCl2

活泼金属的无氧酸盐

NaCl 阳极： 2Cl—-2e—=Cl2↑

阴极： 2H++2e—=H2↑增大 HCl

不活泼金属的含氧酸盐 CuSO4

阳极： 4OH—-4e—

=O2↑+2H2O

阴极： 2Cu2++4e—=2Cu↓

减小 CuO

要点五 : 电解原理的应用1 、镀铜反应原理 阳极 (纯铜 ) ： Cu-2e—=Cu2+ ，阴极 (镀件 ) ： Cu2++2e—=Cu ， 电解液：可溶性铜盐溶液，如 CuSO4 .

2 、氯碱工业反应原理 阳极： 2Cl--2e- =Cl2↑ ，阴极： 2H++2e- =H2↑ 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑

3 、电解精炼反应原理 ( 电解精炼铜 ) 粗铜中含 Zn 、 Fe 、 Ni 、 Ag 、 Pt 、 Au 等 阳极 (粗铜 ) ： Cu-2e- = Cu2+ ， （ Zn-2e- = Zn2+ ， Fe-2e- = Fe2+ ，等） 阴极 (精铜 ) ： Cu2++2e- =Cu↓ ， 电解液：可溶性铜盐溶液，如 CuSO4 。 Zn2 ＋、 Ni2 ＋等 阳离子得电子能力小于 Cu2+而留在电解质

溶液中。金属活动顺序排在 Cu 后的 Ag 、 Pt 、 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”。

总结 : 原电池、电解池、电镀池的比较原电池 电解池 电镀池

定义

形成条件

电极名称

电极反应

化学能转变成电能的装置。

将电能转变成化学能的装置。

应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置。

①活动性不同两电极②电解质溶液③形成闭合回路

①两电极接直流电源②电极插入电解质溶液③形成闭合回路

①镀层金属接电源正极待镀金属接电源负极②电镀液须含有镀层金属的离子

负极：较活泼金属；正极：较不活泼金属(或能导电的非金属等 )

阳极：电源正极相连阴极：电源负极相连

阳极：镀层金属；阴极：镀件

负极：氧化反应正极：还原反应

阳极：氧化反应阴极：还原反应

阳极：氧化反应阴极：还原反应

【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、电解池的形成条件四个池子：原电池、电解池、

电镀池、精炼池

三、高考考点分析：

根据氧化还原反应书写电极反应式

根据电子守恒计算电极产物的量

根据电极反应判断金属活动性强弱

电极种类和电极产物的判断

电化腐蚀基本原理的应用

判断电解池或原电池中电解质溶液的酸碱性变化情况

加强对新科技电池的考查

实物图、图表类问题的分析

☆综合应用

2007年命题趋势

2007年命题趋势

（ 2 ）若液面下降，则溶液呈　　　　　　　性，发生　　 腐蚀 , 电极反应式为：负极：　　　　　　　　　　　 ,

正极：　　　　　　　　　　　　　 ；

1 、如图 , 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：

（ 1 ）若液面上升，则溶液呈　　　　　　　性，发生　　 腐蚀 , 电极反应式为：负极：　　　　　　　　　　　 ,

正极：　　　　　　　　　　　　　 ；

中性或碱性

吸氧Fe–2e-＝ Fe2+

O2+2H2O+4e-＝ 4OH －

酸性 析氢Fe–2e-＝ Fe2+

2H++2e-＝ H2↑

考点 1 、电化腐蚀基本原理的应用

2 、分析右图，按要求写出有关反应方程式：

（ 1 ）、铁棒上的电极反应式为：

（ 2 ）、碳棒上的电极反应式为：

（ 3 ）、溶液中发生反应的化学方程式：2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2

4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3

O2+2H2O+4e-＝ 4OH-

2Fe–4e-＝ 2Fe2+

3 、下列各情况，在其中 Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 (5

)(2) (1

)(3)

(4)

改变金属的内部组织结构 防腐

4 、 2000年 5月，保利集团在香港拍卖会上花费 3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是 [Cu2(OH)2CO3]这三件 1760年铜铸的国宝在 240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是 （ D

）A.

C.

铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；

B.

D.

它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；

环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；

它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；

5 、下表数据是在某高温度下，金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应时，在金属表面生成氧化薄膜的实验记录：

反应时间 t/h

1 4 9 16 25

MgO 层厚 Y/nm

NiO 层厚 Y′/nm0.05a

b

0.20a

2b

0.45a

3b

0.80a

4b

1.25a

5b Mg 与 Ni 比较，哪一种金属具有良好的耐氧化腐蚀性？

24

放电

1、（ 05江苏高考 14 ）高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH

下列叙述不正确的是（ ）

A．放电时负极反应为： Zn—2e— +2OH—= Zn(OH)2

B ．充电时阳极反应为： Fe(OH)3 —3e— + 5 OH— = FeO4

2—+ 4H2O C．放电时每转移 3 mol电子，正极有 1mol K2FeO4 被氧化 D．放电时正极附近溶液的碱性增强

考点 2 、电极反应式的书写

充电

C

放电时为原电池，负极发生氧化反应，充电时为电解池，阳极发生还原反应。

结合电极总反应式可判断 A 、 B正确；

放电时每转移 3 mol电子，正极应该有 1mol K2FeO4被还原（ Fe的价态由+6降为 +3）

放电时由于正极生成 KOH所以碱性增强。 选（ C）

解析：

2 、 (99 理综 ) 熔融盐燃料电池具有高的发电效率 , 因而受到重视 . 可用 Li2CO3 和 Na2CO3 的熔融盐混合物作电解质 ,CO 为阳极燃气 , 空气与 CO2 的混合气为阴极助燃气 , 制得在 1500℃ 下工作的燃料电池 , 完成有关的电池反应式 :

阳极反应式 : 　　　　 ,

阴极反应式 : O2+2CO2+4e- = 2CO32-

总电池反应 式 : .

2CO+2CO32--4 e- =4CO2↑

2CO+O2=2CO2↑

若为原电池 , 先根据电极活泼性 ,判断正负极 ,然后则根据负氧正还的规律书写电极反应式。分析问题过程中一定要考虑介质，即电解质溶液的酸碱性，有无沉淀或其它的氧化还原反应等等。

若为电解池，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。

电极反应式的书写规律【特别提示】

考点3.电解产物的判断

（ 05天津高考 12 ）金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量 Fe、 Zn、 Cu、 Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（ ）

（已知：氧化性 Fe2+＜Ni2+＜ Cu2+ ）

A ．阳极发生还原反应，其电极反应式： Ni2+ + 2e— = NiB．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加 相等C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有 Fe2+ 和 Zn2+

D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有 Cu和 Pt

[典型例题 1]

D

解析： 电解池阳极发生氧化反应， 所以阳极反应为 Ni —2e— = Ni2+ ；

电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等，因为粗镍中含有少量 Fe、 Zn、 Cu、 Pt等杂质，当阳极溶解 Fe而阴极析出 Ni时，阳极质量的减少与阴极质量的增加就不相等；

电解后，溶液中存在的金属阳离子除了 Fe2+ 和 Zn2+ 还可能存在 Ni2+ ；

电解后，电解槽底部的阳极泥中不可能存在 Fe、 Zn，因为 Fe、 Zn比 Ni活泼，所以只存在 Cu和Pt。

考点 4.电解计算——电子守恒法

铂电极电解 1LCu(NO3)2 和 KNO3混合溶液通电一段时间，两极均产生 11.2L(S.T.P) 气体 .求电解后溶液的 pH ，并确定析出铜的物质的量 .

解析：阳极 4OH--4e-=2H2O+O2↑ 阴极 Cu2++2e- =Cu↓ 2H++2e- =H2↑ 阳极转移电子的物质的量为 : 0.5×4 = 2mol, 消耗 4OH- 2mol, 即产生 H+ 2mol. 阴极生成 0.5molH2,消耗 H+ 1mol; 所以溶液中 C(H+)=1mol/L pH=0 生成 H2 转移的电子 :0.5 ×2=1mol,故还有 1mole- 用于还原 Cu2+, 可析出铜为 0.5mol.

[典型例题 1]

[典型例题 2]——陷阱设在电极材料中

解题过程中要注意题设的陷阱

25℃时，将两铜电极插入一定量的硫酸钠饱和溶液中进行电解。通电一段时间后，阴极析出了 a mol气体，同时有 ω gNa2SO4·10H2O晶体析出。温度不变时剩余

溶液中溶质的质量分数为 （ ）

B

D

18A ×100%

C

×100%

C

解题时电极易被当成惰性电极，误认为是电解水，并根据 2H2O 2H2↑+O2↑ 算出产生 a molH2 时即电解了 a mol 水，而导致误选（ D）。

但题目中的电极材料铜是参与反应的，电解的总反应式为Cu+2H2O Cu（ OH） 2↓+H2↑，

显然，产生 a molH2 时减少了 2a mol 水。 正确答案应为（ C）。

电解

电解

解析：

24SO

3NO

向水中加入等物质的量的 Ag+、 Pb2+、 Na+ 、 Cl－，

将该溶液倒入惰性材料作电极的电解槽中，

通电片刻。氧化产物与还原产物的质量比为（ ）

（ A ） 35.5： 108 （ B） 16： 207

（ C） 8： 1 （ D） 108： 35.5

、

[典型例题 3]——陷阱设在离子反应中

C

、

易误认为 Ag+在阴极上放电析出 Ag， Cl －在阳极上放电析出 Cl2，从而误选（ A）。

稍加分析后则不难看出，将等物质的量的 Ag+、Pb2+、 Na+ 、 、 、 Cl－放入水中， Ag+与Cl－要生成不溶性的 AgCl， Pb2+ 与 要生成微溶性的 PbSO4 ，最终得到的是 NaNO3 溶液，

用惰性电极电解此溶液的产物是 H2 和 O2 。

正确答案是（ C）。

24SO

3NO2

4SO

解析：

（ 06全国理综 I 9 ）把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为：

A ． 1 ： 2 ： 3 B ． 3 ： 2 ： 1

C ． 6 ： 3 ： 1 D ． 6 ： 3 ： 2

（ 05南通二模 17）右图是某空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用 KOH为电解液，下列有

关说法中不正确的是（ ）A．该能量转化系统中的水也是可以循环的B．燃料电池系统产生的能量实际上来自于水C．水电解系统中的阳极反应： 4OH －― 4e －＝ 2H2O＋ O2

↑D．燃料电池放电时的负极反应： H2－ 2e －＋ 2OH －＝ 2

H2O

考点考点 5.5. 新能源——新电池新能源——新电池

向日面时 背日面时光电转换器 水电解

系统氢氧储罐

燃料电池系统

[例题 1]

B

燃料电池系统中生成的水可循环至水电解系统；

燃料电池系统产生的能量实际上来自于太阳能；

电解水阳极反应： 4OH －— 4e －＝ 2H2O＋ O2↑

燃料电池放电时的负极反应： H2 － 2e －＋ 2OH －＝ 2H2O （因其在碱性介质条件下）

解析：

下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统。左右两侧为电解质储罐，中央为电池，电解质通过泵不断在储罐和电池间循环；电池中左右两侧为电极，中间为离子选择性膜，在电池放电和充电时允许钠离子通过；放电前，被膜隔开的电解质为 Na2S2 和 NaBr3 ，放电后分别变为 Na2S4 和 NaBr 。电池充放电的反应方程式： 2Na2S2+NaBr3 Na2S4+3NaBr

放电充电

[例题 2]

（ 1 ）左右储罐中的电解质分别为：左 ，右： 。

（ 2 ）写出电池放电时的电极反应：

负极： 2Na2S2—2e—= Na2S4+2Na+ ，

正极： ；

（ 3 ）指出在充电过程中钠离子通过膜的流向 。

NaBr3Na2S2

NaBr3+2Na++2e—=3NaBr

左→右

解析：（ 2 ）用总反应式减去电池的负极反应式，得电池的正极反应式。（ 3）充电过程中总反应逆向进行，此时隔膜左侧的电极反应式为： 3NaBr—2e—= NaBr3+2Na+ ；

隔膜右侧的电极反应式为： Na2S4+2Na+ +2e—= 2Na2S2 。

由此说明 Na+ 通过膜的流向为：由左 右

锌锰碱性电池是一种新型的干电池。正极材料为 MnO2 , 还原产物为 Mn2O3 , 电解质是 KOH 溶液，其放电曲线如图所示：

请写出电极反应式并分析其工作原理。该电池有何优点？

[例题 3]

负极： Zn + 2OH －－ 2e- = Zn(OH)2

正极： 2MnO2 + H2O + 2 e- = Mn2O3 + 2OH － 总： Zn + 2MnO2 + H2O = Zn(OH)2 + Mn2O3

工作电动势稳定

例 4：心脏起博器的原电池

已知人体血液的 pH值在 7.35～ 7.45之间。将心脏起博器植入如图红色区域静脉血管内，请写出电极反应式并分析其工作原理。

Zn-负极， Pt-正极；人体体液作电解质，溶解氧做氧化剂。

负极反应： 2Zn-4e+4OH-=2Zn(OH)2 正极反应： O2+4e+2H2O=4OH-电池反应： 2Zn+O2+2H2O=2Zn(OH)2放出电脉冲进行工作

例 5 ：（ 06 天津理综 12 ）我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为：

4 Ａｌ＋ 3 Ｏ 2 ＋ 6 Ｈ 2 Ｏ＝ 4 Ａｌ（ＯＨ） 3 ， 下列说法不正确的是Ａ．正极反应为：Ｏ 2 ＋ 2 Ｈ 2 Ｏ＋ 4 ｅ－＝ 4 Ｏ

Ｈ－Ｂ．电池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极Ｃ．以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积Ｄ．该电池通常只需要更换铝板就可继续使用

例 6 ：（ 06 广东 16 ）某可充电的锂离子电池以 LiMn2O4 为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含 Li+ 导电固体为电解质。放电时的电池反应为： Li+LiMn2O4==Li2Mn2O4 。下列说法正确的是

A ．放电时， LiMn2O4 发生氧化反应 B ．放电时，正极反应为： Li++LiMn2O4+e-==Li2Mn2O4C ．充电时， LiMn2O4 发生氧化反应D ．充电时，阳极反应为： Li++e-==Li

（ 2 ）写出电极反应： A 中： ___B 中： ____ C 中： ___ D 中： ___

（ 1 ）标出电源的正、负极， X为 ______ ， Y为 ______.

考点 6 、综合应用

由电极产物判断电源

电极Ａ： 4H ＋＋ 4ｅ－＝ 2H ２↑Ｂ： 4OH －－ 4ｅ－＝ 2H ２ O ＋ O ２↑

C ： 2H ＋＋ 2ｅ－＝ H ２↑D ： 2Cl －＋ 2ｅ－＝ Cl ２↑

分析电极、离子移动方向 ,依据放电规律，

判断产物。

例 1 、如图装置中 ,E为一只盛有 AlCl3 溶液的烧杯， C为铂棒、 D为铁棒， X 与 Y为电源的电极， A 、 B中插入多孔的惰性电极。切断开关 K1

，闭合开关 K2 ，通直流电一端时间后， A 、 B 中液面如图所示，请回答 ：

(3) 电解 AlCl3 溶液时 , 下图所示的电解变化曲线合理的是 ( )(忽略烧杯中阳极产生气体与溶液的反应 )

A ．①④ B ．②④ C ．②③ D．①③

A

依据阴阳两极得失电子守恒，以及铝元素的性质特点，结合图表分析

Al3+~3Cl-~3e-~3OH-~Al(OH)3

例 1 、如图装置中 ,E为一只盛有 AlCl3 溶液的烧杯， C为铂棒、 D为铁棒， X 与 Y为电源的电极， A 、 B中插入多孔的惰性电极。切断开关 K1

，闭合开关 K2 ，通直流电一端时间后， A 、 B 中液面如图所示，请回答 ：

例 1 、如图装置中 ,E为一只盛有 AlCl3 溶液的烧杯， C为铂棒、 D为铁棒， X 与 Y为电源的电极， A 、 B中插入多孔的惰性电极。切断开关 K1

，闭合开关 K2 ，通直流电一端时间后， A 、 B 中液面如图所示，请回答 ：(4) 电解 AlCl3 溶液时 ,若产生沉淀 1.56g 时 , 将 A 极产生的气体在常温下燃烧 , 生成液态水 ,放出 8.574KJ热量 , 写出其燃烧热的热化学方程式 .

依据电路中转移电子相等

Al3+~3Cl-~3e-~3OH-~Al(OH)3

Ａ： 2Ｈ＋＋ 2ｅ－＝Ｈ２↑3H2 ~ 6e- ~ 2Al(OH)3 ~热量3mol 2*78g QKJ

0.03 mol 1.56g 8.5７ 4KJ

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);

△H=-285.8KJ/mol

（ 5 ）若电解一段时间后， A 、 B 中均有气体包围，此时切断开关 K2 ，闭合开关 K1 ，则电流指针 __( 是或否）偏转 .

若偏转写出电极反应： A 中： ____ B 中： ____ .

负极（ A ）： 2H2 ＋ 4OH －－ 4e- =4H2

O 正极（ B）： O2 ＋ 2H2O + 4e- = 4OH-　 总反应： 　　 2H2 ＋ O2 =2H2O　　

例 1 ：如图装置中 ,E为一只盛有 AlCl3 溶液的烧杯， C为铂棒、 D为铁棒， X 与 Y为电源的电极， A 、 B中插入多孔的惰性电极。切断开关 K1

，闭合开关 K2 ，通直流电一端时间后， A 、 B 中液面如图所示，请回答 ：

负极氧化、正极还原

电极产物是否与电解质溶液发生反应

遵循电子转移守恒 、电荷守恒、质量守恒

（ 6 ）若把 A 气体换为甲醇，此时切断开关 K2 ，闭合开关 K1 ，则电流指针也偏转 . 写出电极反应： A 中： ____ B 中： ____ .

2CH3OH ＋ 3O2＝ 2CO2 ＋ 4H2O

2CH3OH ＋ 3O2 ＋４ OH －＝ 2CO32 －＋ 6H2O

总反应式

正极 : 3O2 ＋ 6H2O ＋ 12e －＝ 12OH －

负极 : 2CH3OH － 12e －＋ 16OH －＝ 2CO32 －＋ 12H2O

先写出难度较小的总反应式

根据题给条件的正极电极反应式或简单的电极

反应式

用减法写出复杂的负极反应式 , 注意三守恒

例 2 、银质奖章较长时间后变黑， 形成黑锈Ag2S ，可以采用抛光的方法恢复光泽，抛光的简单方法是：将变质的奖章放入盛有食盐和小苏打的铝锅中，放置一段时间后，黑锈就被除去。（ 1 ）形成黑锈的原因：

（ 2 ）除锈的原理：

4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O

负极： Al -3e- = Al3+

正极： 3Ag2S + 6e-= 6Ag+3S2-

2Al3+ +3S2-+6H2O=3H2S↑+2Al(OH)3↓2Al +3Ag2S+6H2O=3H2S↑+2Al(OH)3 +6Ag