江苏省江阴市成化高级中学2016届高三一轮复习化学导学案电化学的

二、电化学的原理及其应用

[考点解读] 1、了解原电池工作的基本原理，原电池的构成条件及电池设计；原电池正负极的判断；

原电池电极反应式的书写；认识和了解日常生活中常用的化学电源和新型化学电池；金属的电化学腐蚀发生条件和原理，了解防止金属腐蚀的方法。

2、了解电解池工作原理，能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解反应方程式。知道电解在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用。认识电能转化为化学能的实际意

义。

[知识网络] 一、原电池

1． 原电池的定义及构成条件

定义：原电池是一种把 能转化为 能的装置。

构成条件：从理论上说，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。 其构成条件有三个：

① ② ③ 2．原电池的工作原理：

（1）电极反应：负极： 电子，发生 反应

正极： 电子，发生 反应

（2）电子流向：从 极经外电路流向 极 （3）电流方向： （4）能量转变：将 能转变成 能

3．化学电源和电源的电池反应：

（1）化学电源：

（2）化学电源可分为 、 ；其中一次电源是

指 ，二次电源是指： 。 （3）常见的电源的组成与反应原理

锌锰干电池

负极（ ）反应为 正极（ ）反应为 总反应式：

特点及应用： 氢氧燃料电池

负极（ ）反应为 正极（ ）反应为 总反应式： 特点及应用：

在正、负极上发生电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。如氢-氧燃料电池，它的负极是多孔的镍电极，正极为覆盖氧化镍的镍电极，电解质溶液是KOH溶液，在负极通入H2，正极通入O2，电极反应：

负极：2H2+4OH-－4e-=4H2O 正极：O2+2H2O+4e-=4OH-

负极的反应我们不能写成：2H2－4e-=4H+。因生成的H+会迅速与OH-生成H2O。 4．金属的腐蚀和防护 金属的腐蚀分为两类：

（１） 化学腐蚀：金属或合金直接与周围介质发生反应而产生的腐蚀。 （２） 电化腐蚀：不纯的金属或合金因发生原电池反应而造成的腐蚀。

最普遍的钢铁腐蚀是：负极：2Fe-4e-=2Fe2+

正极：O2+2H2O+4e-=4OH-

（注：在少数情况下，若周围介质的酸性较强，正极的反应是：2H++2e-=H2↑） 金属的腐蚀以电化腐蚀为主.例如,钢铁生锈的主要过程为:

｛

2Fe-4e-=2Fe2+

Fe2++2OH-=Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

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

2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O 金属的防护

一般有三条途径：其一是改变金属内部结构，如制成合金；其二是涂保护层；其三是电化学保护法。

二、电解池 1．电解原理

电解： 。 能量变化：把 能转化为 能。 2．电解池的构成： 有外界直流电源

①两个电极（惰性电极和金属电极）

阳极：与电源 极相连的电极为电解池的阳极；阳极上发生 反应； 阴极：与电源 极相连的电极为电解池的阴极；阴极上发生 反应； ②电解质溶液 ③形成闭合回路

3．部分离子的放电顺序和电极产物的判断：

阳极：若为活泼金属，则阳极的金属失去电子溶解，电极反应：M- ne-=Mn+

若为惰性电极（如铂、石墨），则常见的几种阴离子放电顺序：Cl>OH>SO4 阴极：Ag>Cu> H>Pb>Fe>···

当然，微粒的浓度也会影响放电的顺序，如电镀锌时，溶液中C(Zn)>C(H),放电次序 Zn>H。 4．电解的应用

⑴电解食盐水：阳极材料：_________ 电极反应：___________

阴极材料：__________ 电极反应：___________ 总电解反应式：_________________________________________

⑵电镀：（以铁件镀铜为例）

阳极材料：_________ 电极反应：___________ 阴极材料：__________ 电极反应：___________ 电镀液：___________

⑶精炼铜：阳极材料__________ 阴极材料__________ 电解质溶液___________

2+

+

2+

+

+

2+

+

2+

2+

--2-

[范例精析]

【例1】可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是

A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e＝4OH B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－3e-＝Al(OH)3↓

－

－

－

C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变

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