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2010高考考前20天备战化学冲刺系列--专题8 电化学及其应用

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专题8·电化学及其应用

【2010考纲解读】原电池和电解池原理及应用一、考点归纳：从高考试题看，考查的知识点主要是：①原电池、电解池、电镀池的电极名称、电子流向及电极反应式；②根据原电池、电解池的电极变化判断金属活泼性强弱；③根据电解时电极变化判断电极材料或电解质种类；④新型电池的电极反应及应用；⑤有关电解产物的判断和计算。从题型看主要是选择题和填空题，其题型包括五判断、二写、一比较和三解释。⑴五判断是判断工作原理题型、判断电极、判断电子流向、判断电极上析出的产物、判断电极附近或整个溶液的酸碱性；⑵二写是书写电极反应式和总反应方程式；⑶一比较是利用电化学知识比较金属的活动性；⑷三解释是利用电化学知识解释电化学腐蚀、电化学防护和某些反应速率加快的原因。高考中对于电化学知识的几个考题类型：

1、比较金属活动性强弱

2、分析比较金属腐蚀的快慢

3、电极判断及产物的计算

4、溶液pH变化，浓度变化及其计算

5、实验设计

6、综合应用

【考点回顾】

考点一、原电池工作原理

1．原电池的定义：把化学能转化为电能的装置叫原电池。

2．形成条件：

（1）活泼性不同的两电极：一个是较活泼的金属，另一个是较不活泼的金属、石墨（碳棒）或某些金属氧化物（如PbO₂）。

（2）电解质溶液

（3）形成闭合回路

3．工作原理：原电池是利用能发生的氧化还原反应设计而成，较活泼的金属材料作为负极，失去电子，经外电路流向较不活泼金属，再经电解质溶液回到负极，构成闭合回路，电流反向流动。溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。

4．原电池的正负极的判断方法：

（1）金属与金属或金属与导电非金属做电极时，较活泼金属做负极；较不活泼金属做正极。

（2）根据电子的流向判断：电子流出的极为负极，电子流入的极为正极；也可以根据电流方向判断：电流流出极为正极，电流流入极为负极；

（3）根据发生的反应判断：发生氧化反应的极为负极，发生还原反应的极为正极；

（4）根据反应现象判断：一般来说，溶解的一极为负极，有气体或固体析出的一极为正极；

（5）如果给出一个方程式判断电极反应，则化合价升高的电极为负极，化合价降低的电极为正极，由此可设计原电池。

5．电极反应：

（1）以铜-锌和稀硫酸组成的原电池为例说明：

电极反应             本质      现象

负极 Zn－2e^－=Zn²^＋   氧化反应   溶解

正极 2H^＋+2e^－=H₂↑   还原反应   气泡

总反应 Zn＋2H^＋= Zn²^＋＋H₂↑

(2)书写电极反应式一般规律：

①两极电极反应式中的电子得失数目保持相等。

②看负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子能否共存，若不能共存，则该电解质溶液中的阴离子也要写入负极的电极反应式中。如Al－Cu－NaHCO₃溶液构成的原电池中，因Al失去电子生成的Al³⁺能与HCO₃^－反应：Al³⁺+3HCO₃^－=Al(OH)₃↓+3CO₂↑，故铝电极（负极）上发生的反应为：Al－3e^－+3HCO₃^－=Al(OH)₃↓+3CO₂↑，而不是仅仅写为：Al－3e^－=Al³⁺。

③当正极上的反应物质为O₂时（吸氧腐蚀），要注意电解质溶液的性质。溶液为碱性时，电极反应式中不能出现H⁺；溶液为酸性时，电极反应式中不能出现OH^－。

④ 知道总反应式时，可以先分析此反应中的氧化反应或还原反应（即分析有关元素的化合价变化情况），再写出其离子反应方程式；将各反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去较易写出一极（一般为负极）的电极反应式，即得另一极的电极反应式。

⑤ 对于可逆电池反应，需要看清楚“充电、放电”的方向，放电过程是体现原电池原理，充电过程是体现电解池原理。

6．原电池原理的应用：

（1）设计化学电源：根据氧化还原反应的特点，将其拆成两个半反应：氧化反应和还原反应，分别作为原电池的负极反应式和正极反应式；若发生氧化反应的物质为金属单质，则用该金属作为负极材料，若为气体或溶液中的某种离子，则用惰性材料做负极；而作为正极的材料必须不如负极活泼，或为惰性电极；电解质溶液选择反应中的电解质即可，若与电解质无关，则需选择一种不能使电极材料消耗的电解质溶液，以增强导电性；

（2）判断反应速率：如在制取氢气的过程中，加入少量铜或硫酸铜可形成锌－铜原电池，使反应速率加快；

（3）判断金属的活泼性：一般情况下，作为负极的金属活泼性较强；如：锌－铜原电池；

（4）金属防护。

考点二、几种常见的电池

1．几种常见的电池：

（1）锌-锰干电池（一次电池）：

锌为干电池的负极，碳棒为正极。以NH₄Cl、ZnCl₂、MnO₂呈糊状液为电解质溶液。电极反应式：

负极（锌筒）：Zn－2e^－＝Zn²^＋

正极（石墨）：

2NH₄^＋＋2e^－＝2NH₃↑＋ H₂↑

2NH₄^＋＋2MnO₂＋ 2e^－＝2NH₃↑＋Mn₂O₃＋H₂O

总反应：Zn＋2NH₄^＋＝Zn²^＋＋2NH₃↑＋H₂↑

Zn＋2NH₄^＋＋2MnO₂＝ Zn²^＋＋2NH₃↑＋Mn₂O₃＋H₂O

（2）铅蓄电池：
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