1、理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应和总反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。
2、了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。
电化学原理的分析和应用是高考的热点。和2016年大纲相比,主要变化有:“理解原电池和电解池的构成”,要求由“了解”提高为“理解”;“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”降低为“了解”。因此预测2018年关于新型电源的工作原理分析、电极反应式的书写仍会在高考中出现,必须高度关注。同样电解原理及其应用也是高考的高频考点,因其与氧化还原反应、离子反应,电解质溶液、元素化合物性质等知识联系密切而成为高考的重点和热点。由于电解原理在工业上的应用更加广泛,预测2018年高考,仍会联系化学工艺过程对电解原理的应用进行考查,以原电池和电解池的工作原理为基点,考察新情境下化学电源的工作原理和电解原理的应用,应给予高度关注。
一、原电池
1、装置特点:化学能转化为电能的装置。
2、原电池的电极:
(1)原电池的负极—活泼金属—发生氧化反应—向外电路提供电子。
(2)原电池的正极—不活泼金属(或惰性电极如石墨)—发生还原反应—接受外电路提供的电子。
注意:
原电池中阴离子移向负极、阳离子移向正极,这是因为负极失电子,生成大量阳离子聚集在负极附近,致使该极附近有大量正电荷,所以溶液中的阴离子要移向负极;正极得电子,该极附近的阳离子因得电子生成电中性物质而使该极附近带负电荷,所以溶液中阳离子要移向正极。
3、原电池的构成条件:
(1)能自发地发生氧化还原反应。
(2)电解质溶液或熔融的电解质(构成电路或参加反应)。
(3)由还原剂和导体构成负极系统,由氧化剂和导体构成正极系统。
(4)形成闭合回路(两电极接触或用导线连接)。
小结:原电池的四个判定方法:
①观察电极—两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电极一般为惰性电极);
②观察溶液—两极插入溶液中;
③观察回路—形成闭合回路或两极直接接触;
④观察本质—原电池反应是自发的氧化还原反应。
4、工作原理(以锌—铜原电池为例,如图所示)
电极名称 负极 正极
电极材料 锌 铜
电极反应 Zn-2e-=Zn2+ Cu2++2e-=Cu
反应类型 氧化反应 还原反应
电子流向 由负极沿导线流向正极
盐桥中离子流向 阴离子流向负极,阳离子流向正极
电池反应方程式 Zn+Cu2+=Zn2++Cu
注意:
(1)盐桥的作用:
①使整个装置构成闭合回路,代替两溶液直接接触。
②通过带电离子的定向移动,平衡烧杯中电解质溶液的电荷。如在Zn/ZnSO4—Cu/CuSO4原电池中Zn失去电子Zn2+进入ZnSO4溶液,ZnSO4溶液中因Zn2+增多而带正电荷。同时,CuSO4溶液则由于Cu2+变成Cu,使得SO4(2-)相对较多而