时间：2023-03-02 15:08:46
序论：在您撰写电化学时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
英文名称：Electrochemistry
主管单位：中国科学技术协会
主办单位：中国化学会
出版周期：季刊
出版地址：福建省厦门市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：1006-3471
国内刊号：35-1172/O6
邮发代号：34-61
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1995
期刊收录：
CA 化学文摘(美)(2009)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
期刊荣誉：
Caj-cd规范获奖期刊
联系方式
一、原电池
原电池是化学能转变为电能的装置.从理论上看，任何一个氧化还原反应都发生电子转移，如果能够设法使转移的电子在导线中定向移动，就成为原电池.有些原电池是一次性的，如普通的干电池，当电池中所发生的反应在通电情况下又能逆向进行，这个电池又可重复使用，称为二次电池或蓄电池，如铅蓄电池和手机中的充电电池.原电池由三部分构成，两个不同的电极，电解质溶液（或熔融液）和导线（或直接接触）.对于一个电池我们首先关注的是使用时电路中电流的方向，规定电流由正极流向负极，电子则由负极流到正极.因此原电池的负极发生失电子的氧化反应，正极发生得电子的还原反应，以两种不同的金属为电极时，活泼金属为负极，较不活泼的金属为正极.个别例外，如Mg-Al-NaOH电池，高考不做要求.
一个使用着的电池必然构成电流的回路.下面我们从化学的视角看电池中内电路的变化，由于电子从外电路流向正极，所以在正极上聚集了负电荷，溶液中的阳离子流向正极，与此相反，溶液中的阴离子流向负极，所以从离子移动方向来看，在原电池中，正极又是阴极，负极又是阳极.正、负极和阴、阳极的称谓是从不同角度来划分的，所以这句话表面上“不通顺”，但结论上是正确的，对解相关试题十分有用.
例1 （2013年江苏-9）Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器.该电池以海水为电解质溶液.示意图如下.该电池工作时，下列说法正确的是（ ）.
A.Mg电极是该电池的正极
B.H2O2在石墨电极上发生氧化反应
C.石墨电极附近溶液的pH增大
D.溶液中Cl-向正极移动
解析 根据前面的分析，Mg电极应是原电池的负极，发生氧化反应，故选项A、B均错误.石墨电极为正极，发生还原反应H2O2+2e-2OH-，电极附近溶液的pH增大，C项正确，最后一项，溶液中Cl-应向阳极移动，而原电池的正极从电解质溶液的角度来看出是阴极，故D项错，本题应选C.
二、电解池
电解池与原电池恰好相反，在通直流电的条件下发生了氧化还原反应，是电能转化为化学能的装置.对于一个电解池我们更关心的是池内发生什么反应，电极上生成什么物质，所以电解池中的电极根据阴、阳离子的移动方向，划分为阴极和阳极，阳离子移向阴极并在阴极上得电子发生还原反应，因此阴极与电源的负极相连；阴离子移向阳极并在阳极上失电子发生氧化反应，失去的电子通过外电路回到电源的正极.简单地说，与电池正极相连的极是阳极，与电池负极相连的是阴极，阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应.
例2 （2013年北京-9）用石墨电极电解CuCl2溶液（见右图）.下列分析正确的是（ ）.
A.a端是直流电源的负极
B.通电使CuCl2发生电离
C.阳极上发生反应：Cu2++2e-Cu
D.通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体
解析 电解过程中阳离子移向阴极，阴极与电源负极相连，故A正确.电解与电离是两个不同的概念，电解质只要溶于水就发生电离，而电解是在电流的作用下发生的氧化还原反应，B项错.阳极上应发生失电子的氧化反应，C项错.通电过程中Cl-移向阳极并放电生成氯气，D也错，本题应选A.
三、电极反应与总反应
电极上发生什么反应，写出电极反应式和总反应式是高考电化学部分的重点.无论是原电池还是电解池电极上发生的反应都是“半反应”，总反应才是完整的氧化还原反应.判断电极反应，只需记住“阳极氧化”即可，由阳极氧化，可知阴极还原，对原电池，电极分正、负，但从内电路来看，正极是阴极，负极是阳极，则“阳极氧化”的判断依据同样适用.
原电池的负极或电解池的阳极如果是非惰性的金属电极，则电极本身发生氧化，电解质溶液中的阴离子不放电.原电池或电解池的总反应是两个电极反应的总和，总反应式也是两个电极反应式的加合，在加合过程中需调整化学计量数使氧化和还原过程中转移电子数相等，以保持得失电子守恒.如果在电解质溶液中还存在其它相关反应，那么这个反应也应包括在总反应方程式中，总之，通过加合可得总反应式，通过相减可得某一电极反应式.
例3 （2013年浙江-11）电解装置如图所示，电解槽内装有KI淀粉溶液，中间用阴离子交换膜隔开.在一定的电压下通电，发现左侧溶液变蓝色，一段时间后蓝色逐渐变浅.
已知：3I2+6OH-IO+5I-+3H2O
下列说法不正确的是（ ）.
A.右侧发生的电极反应式：
2H2O+2e-H2+2OH-
B.电解结束时，右侧溶液中含有IO-3
C.电解槽内发生反应的总化学方程式：
KI+3H2O通电KIO3+3H2
D.如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学反应不变
解析 左侧变蓝，说明左侧生成I2，电极反应式为2I--2e-=I2……①，则左侧Pt电极为阳极，右侧为阴极，发生2H2O+2e-H2+2OH-……②，A项正确.阴极生成的OH-穿过交换膜向阳极移动，由“蓝色变浅”知又发生了题干中的已知反应3I2+6OH-IO-3+5I-+3H2O……③生成IO-3，电极结束时IO-3可通过阴离子交换膜扩散至右侧，故选项B正确.由①×3+②×3+③可得总反应式，C项也正确.若换用阳离子交换膜，则OH-不能通过交换膜抵达左侧，反应③不能发生，电解槽中总反应肯定也会发生变化，D项错误，应选D.
四、新型电池
近些年来，高考时电化学的考查常采用信息给予题的形式，以新型电池为载体，这类试题情景新、陌生度高，要求考生有较高的心理素质和较强的自学能力.事实上，这类试题的考点依然是电极名称、电极反应和总反应等基础知识，大部分试题起点虽高，落点并不高，只要认真审题，明确题意就不难作答.复习时应重在巩固基础知识和提高能力上，不可以也不应该采用扩大知识面，罗列各种新型电池的方法，因为高考命题贵在创新，不会照搬往年的试题.
例4 （2013年安徽-10）热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源.一种热激电池的基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KCl混合物熔融后，电池即可瞬间输出电能.该反应的总反应为PbSO4+2LiCl+CaCaCl2+Li2SO4+Pb，下列有关说法正确的是（ ）.
A.正极反应式：
Ca+2Cl--2e-CaCl2
B.放电过程中，Li+向负极移动
C.每转移0.1mol电子，理论上生成20.7 g Pb
关键词：电化学 复习 《电解原理及其应用》
《电解原理及其应用》是电化学知识的一个重要组成部分，但新教材将这一部分知识内容放在第三册中，与原电池知识的学习时间间隔较长，因“前摄抑制”导致很多学生将电解知识与原电池知识弄混淆，产生很大的学习障碍。这里谈谈《电解原理及其应用》的学习方法，供学生们学习借鉴。
一、注重理解，加强记忆
理解是记忆的前提和基础，理解记忆比机械记忆更有效，因为只有理解了的东西才记得牢靠、记得长久，所以，学习过程中一定要注重理解，尤其是还有影响这部分知识学习的原电池知识在打搅，学生们在学习过程中就更应该在理解上多下工夫。要把握四点：
（1）重基础，不能放松。本单元的基础知识是电解原理，它涉及的概念、电解反应类型等是比较多的，掌握这些内容，本单元知识的学习可以说就完成了一大半。因此，在思想上应有“重基础、夯基础”的观念，在行动上要有“应用基础、落实基础”的意识。只有这样，才能较好地理解、掌握所学的知识，并通过运用加以巩固。基础知识都熟悉了，解题时才能“生巧”，才能灵活。“重基础，不放松”，这也是理解知识的前奏。
（2）抓关键，把握实质。无论是一个基本概念、基本原理的理解，还是一个基本模型的分析、基本反应式的书写等，要提纲挈领地抓住其关键内容，比如电解概念的中心词有电流、电解质、氧化还原反应、阴阳极等，它告诉我们：①必须有外加电源，这是与原电池的最大区别；②要有电解质做介质或参与反应；③一定要是氧化还原反应情况（这也是电解原理的核心内容），其它如发生中和反应等的物质就不能构成电解池的条件；④电极名称与原电池有区别。这样来理解问题，既能加深印象，又容易把握实质。又比如电解过程中，各电极上得失电子的数目始终是相等的，理解了这一条规律，有关电解问题的计算就好处理了。
（3）用对比，发现异同。对比是深化理解的“良药”，是化学学习的一种重要学科方法。可以将有联系或易混淆的知识放在一起比较，如电解知识与原电池知识、电解池与电镀池等；也可以将形似而质异或形异而质似的习题放在一起比较分析，以此来加深学生对知识的理解。如下例：
【题目】把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中（如图所示），经过一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是（）。
A、Ⅰ和Ⅲ附近B、Ⅰ和Ⅳ附近
C、Ⅱ和Ⅲ附近D、Ⅱ和Ⅳ附近
此题通过习题的形式将电解知识与原电池知识揉和在一起。学生要解决此问题，必须要从概念、模型、电极名称、电极反应式等方面去区分，这些知识都弄清楚了，才能顺利解答此题。在概念学习中可以此题为切入点，引导学生在应用过程中区分电解知识与原电池知识，达到“在应用中理解、在理解中应用”的效果。分析从略，答案为B。
（4）有问题，及时解决。在知识理解过程中，可能会遇到这样那样的问题，尤其是解题过程中最容易暴露问题，一定要及时进行修正，以强化正确记忆。如理解和记忆离子放电顺序时，既要记一般规律，又要结合具体情景分析问题，如下例：
【题目】用Pt电极电解含有各0.1molCu 和X 的溶液，阴极析出固体物质的质量m(g)与溶液中通过电子的物质的量n(mol)的关系见图示。则离子的氧化能力由大到小排列正确的是（ ）。
A、Cu ＞X ＞H B、H ＞X ＞Cu
C、X ＞H ＞Cu D、Cu ＞H ＞X
分析：有些学生没认真分析，就将X 与Fe 联系起来，选择C答案。这其实是简单记忆阳离子放电顺序导致定势思维造成的结果。本题的解题信息在图象中：一通电就有固体析出，且通过0.2mol电子后，再没有固体析出了，说明是Cu 放电的结果。X 不放电，故答案应为D。
上例充分说明理解的重要性，也强调记忆的灵活性。理解是记忆的前提，记忆是理解的归宿。将记住的东西置于
知识出现的背景中，并与具体问题结合起来进行处理，掌握学过的知识才能事半功倍。
二、抓住重点，突破难点
本单元知识学习的重点内容之一是电解饱和食盐水（氯碱工业原理），它也是高考命题的热点内容。学习时可以用一条线来贯穿这一知识点，如“粗盐的提纯电解原理电解装置电解计算综合应用”等，对每一环节的原理要在理解的基础上进行把握，然后剖析一些细节问题，条件许可还可以将部分知识进行拓展、延伸，以丰富自己的知识水平。
在抓重点内容时，对本单元的难点内容――电极反应式的书写，更不能忽视。正确书写电极反应式要从以下几个环节入手：①分清电极，与电源正极相连的为阳极，与负极相连的为阴极。②剖析溶液，电解质溶液中有哪些阳离子，哪些阴离子，并分类。③注意先后，即离子放电顺序如何。④书写电极反应式，注意使电子得失守恒。⑤检查，两电极反应式相加要等于总反应式或总反应式减一电极反应式得另一电极反应式。
三、善于总结，注意归纳
本单元可以归纳的知识还是比较多的。如用惰性电极电解酸、碱、盐溶液，就可以分为电解水型(例NaOH)、分解电解质型(例CuCl )、放H 生碱型(例NaCl)、放O 生酸型(例CuSO4)等。又如电极名称与电极反应的关系可以用四个字概括：阳――氧，阴――还；实际上只须记“阳氧”两个字就可以了，其它的可以推理。再如电解的计算是本单元的一个重点应用问题，其常用的解题方法可以归结为两种：一是根据电解方程式或电极反应式列比例求解，二是利用各电极、线路中转移的电子数目守恒列等式求解（此法较为简便）。心理学上讲，将须记忆的东西浓缩得越多，提炼得越精简，就越容易记住。所以，学习中一定要注意将知识进行归纳、总结。
四、联系应用，逐步提高
电化学的内容是历年高考命题的重点内容之一，出题形式丰富，其考查方式举例如下：
（1）电解原理的基础知识：包括电极名称或电解产物的确定、根据电极变化判断金属活泼性强弱或电极材料、电极反应式的书写或属性等。
例1（2002年河南）在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是（ ）。
A、原电池正极和电解池阳极所发生的反应
B、原电池正极和电解池阴极所发生的反应
C、原电池负极和电解池阳极所发生的反应
D、原电池负极和电解池阴极所发生的反应
分析：原电池负极和电解池阳极发生的是氧化反应；原电池正极和电解池阴极发生的是还原反应。故答案为B、C。
（2）有关电解的计算：通常是求电解后某产物的质量、物质的量、气体的体积、某元素的化合价以及溶液的pH、物质的量浓度等。运用电子守恒原理解答较好。
例2（2002年春季）通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞（亚汞的化合价为+1价）溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n（硝酸银）n（硝酸亚汞）=21，则下列表述正确的是（ ）。
A、在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n（Ag）n（Hg）=21
B、在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等
C、硝酸亚汞的分子式为HgNO
D、硝酸亚汞的分子式为Hg (NO )
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分析：通以相等的电量即是通过相同的电子数，银和亚汞都是+1价，因此，得到的单质银和汞的物质的量也应相等；又因电解的n（硝酸银）n（硝酸亚汞）=21，硝酸银的化学式为AgNO ，故硝酸亚汞的化学式不可能为HgNO ，只能为Hg (NO ) 。所以，正确选项为D。
（3）联系生产生活：主要是新技术、新情景等问题的处理。
例3（2002年上海）某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl 被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（ ）。
A、a为正极，b为负极；NaClO和NaCl
B、a为负极，b为正极；NaClO和NaCl
C、a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl
D、a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl
分析： 用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液发生的反应是：2NaCl+2H O2NaOH+H +Cl ，副反应为：2NaOH+Cl =NaCl+NaClO+H O，则可推知使Cl 被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液的主要成分是NaClO和NaCl溶液，其中起消毒作用的是NaClO溶液。电解过程中阴极产生H ，结合图示，消毒液发生器的液体上部空间充满的是H ，故电源a极是负极，b为正极。所以答案为B。
（4）综合应用：与物理学中的电路分析、电流强度、电阻、能量转化等联系渗透，也可以与环境保护、高新技术（如航天飞船）等综合测试。命题的灵活性大，学生思维空间的自由度也较大，正符合“3+X”考试精神。
例4（2003年春季）如图是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图，其中A、B是两块纯铜片，插在CuSO 稀溶液中，铜片与引出导线相连，引出端分别为X、Y。
（1）当以I=0.21A的电流电解60min后，测得铜片A的质量增加了0.25g，则图装置中的X端应与直流电的?摇?摇?摇极相连，它是电解池的?摇?摇?摇极。
（2）电解后铜片B的质量?摇?摇?摇?摇?摇?摇（答“增加”、“减少”或“不变”）。
（3）列式计算实验测得的阿伏加德罗常数NA。（已知电子电量e=1.60×10-19C）
分析：（1）因为铜片A的质量增加，A为电解池的阴极，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu，X端应与直流电的负极相连接。（2）铜片B则为电解池的阳极，电极反应式为：Cu-2e =Cu ，其质量减少。（3）N =64g・mol ×0.21C・s ×60min×60s・min /（0.25g×2×1.60×10 C）=6.0×10 mol 。
不开刀，也能使癌肿消退，这就是癌肿电化学治疗仪的独特之处。
过去，有些病人患了肿瘤，因为心肺功能不全等原因而不宜作手术等治疗，结果只好眼睁睁地看着癌细胞扩散。有些转移性肿瘤或体表肿瘤复发后，因为伤口经常难以愈合，医务人员也只能“望瘤兴叹”。医务界对上述状况束手无策多年，近来一种解决上述难题的癌肿电化学治疗仪在国内应运而生，并正在逐步推上临床。
癌肿电化学医疗技术是瑞典著名放射等家陆登斯如门教授经过20余年探索，利用生物闭合原理研究出的治疗癌肿的新方法。近年来，我国有关医学专家以及研究人员对此进行了开发，并且在治疗仪上配了电脑，使之居于国际领先地位。经临床验证，此类仪器治疗癌肿的总有效率达97％。其中癌肿全消率为46％，缩小一半率为36％。
癌肿电化学治疗仪是通过什么机理达到治疗肿瘤的目的呢?原来，人体是由细胞等组成。细胞必须在各种合适的条件下才得以生存并发挥各自的功能。这个合适的条件当然也包括细胞内外正常的酸碱值。一旦改变了细胞内外的任何条件，细胞就会失去或改变它的功能。甚至发生破裂。正常情况下，人体会自动调节以适应环境的变化。而人为地破坏这些条件，细胞就会遭受破坏。癌肿电化学治疗仪正是通过外接电源，人为地使肿瘤局部组织产生化学反应，从而改变细胞正常的生存条件，以达到治疗肿瘤的目的。在治疗时，这种人为的干预通过一组或多种正负电极针，沿肿瘤基底周边刺进肿瘤深部。在直流电电场作用下，肿瘤细胞组织的酸碱值发生剧烈变化，阳极区的酸碱值呈强酸性，阴极区的酸碱值呈强碱性。此时，癌细胞就会发生破裂。并导致蛋白凝固坏死，发生液化。这些坏死的肿瘤组织经过近一个月的自然排斥，脱痂，从而使癌肿逐步缩小，以致于完全消除。这样既不存在伤口愈合的问题，又达到了治疗的日的。此仪器对可直视的癌肿以及不宜手术的癌肿提供了一种新的治疗手段。
当然，任何事物都不可能尽善尽美。尤其对癌肿的治疗，目前更没有绝对完善的手段。因此，癌肿电化学治疗仪尽管有癌肿缩小明显、病人痛苦小、无副作用、方便经济等优点，然而它毕竟只能对肿瘤的实体部分进行直接干预。肿瘤是一种全身性的疾病，如果体表的癌肿是身体其它部位转移来的，只治其标不治其本，还是不能从根本上解决问题。所以说，癌肿电化学治疗仪只能有选择地因人因病施用，切不可把它当作治癌的万能仪。当今医学界一致认为，综合治疗是攻克肿瘤的最佳手段，因为只有这样方可取长补短，相得益彰。
一、以元素推断等知识为切入点，渗透电化学内容，体现元素化合物与电化学知识的有机融合
为拓展考查知识的宽度，在对电化学知识命题时，常常结合元素推断、物质推断、氧化还原反应、化学反应速率等知识，以提高试题的综合性。
例1 X、Y、Z、L、M五种元素的原子序数依次增大。X、Y、Z、L是组成蛋白质的基础元素，M是地壳中含量最高的金属元素。
回答下列问题：
（1）L的元素符号为______ ；M在元素周期表中的位置为__________________ ；五种元素的原子半径从大到小的顺序是__________________ （用元素符号表示）。
（2）Z、X两元素按原子数目比l∶3和2∶4构成分子A和B，A的电子式为______，B的结构式为______ 。
只要路是对的，就不怕路远。
欲望以提升热忱，毅力以磨平高山。______
（3）硒（se）是人体必需的微量元素，与L同一主族，Se原子比L原子多两个电子层，则Se的原子序数为______ ，其最高价氧化物对应的水化物化学式为______ 。该族2 ～ 5周期元素单质分别与H2反应生成1mol气态氢化物的反应热如下，表示生成1mol硒化氢反应热的是______ （填字母代号）。
a.+99.7mol・L-1
b.+29.7 mol・L-1
c.-20.6mol・L-1
d.-241.8 kJ・mol-1
（4）用M单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q 。写出阳极生成R的电极反应式：____________ ；由R生成Q的化学方程式：__________________。
命题立意：本题以元素的推断为背景，综合考查了元素符号的书写、元素位置的判断和原子半径大小的比较；考查了电子式、结构式的书写，元素周期律，和电极反应式、化学方程式的书写，是典型的学科内综合试题。
解析：（1）X、Y、Z、L是组成蛋白质的四种元素且原子序数依次增大，故分别为：H、C、N、O元素；M是地壳中含量最高的元素，为Al，其在周期表的位置为第3周第ⅢA族；再根据五种元素在周期表的位置，可知半径由大到小的顺序是：Al>C>N>O>H。
（2）N和H 1∶3构成的分子为NH3，电子式为；2：4构成的分子为N2H4，其结构式为。
（3）Se比O多两个电子层，共4个电子层，14电子层上的电子数分别为：2、8 、18、6，故其原子序数为34；其最高价氧化物对应的水化物的化学式类似H2SO4，为H2SeO4。
非金属性越强，与氢气反应放出的热量越多，故25周期放出的热量依次是：d、c、b、a，则第四周期的Se对应的是b。
（4）Al作阳极失去电子生成Al3+，Al3++3HCO-3Al（OH）3+3CO2，2Al（OH）3ΔAl2O3+3H2O。
答案：（1）O 第三周第ⅢA族 Al>C>N>O>H
（2）
（3）34 H2SeO4 b
（4） Al-3e-Al3+
Al3++3HCO-3Al（OH）3+3CO2
2Al（OH）3ΔAl2O3+3H2O。
二、以化学实验知识为切入点，渗透电化学知识，体现电化学知识和化学实验的有机融合
由于电化学知识在电极反应分析及电极反应式等知识中，会涉及电极材料、电解液中离子等性质的分析，因而在电化学考查中容易与化学实验融合在一起。如电解质溶液的制备、净化、电极反应产物的检验、电化学装置设计等等，从而提高试题的综合度，利于全面考查学生的基础知识和灵活解答问题的能力。在崇尚知识立意，注重考查能力的命题原则下，相信该类试题会备受推崇。
例2 下图是一个用铂丝作电极，电解稀的MgSO4，电解液中加有中性红指示剂，此时溶液呈红色。（指示剂的PH变色范围：6.8～8.0，酸色―红色，碱色―黄色）
回答下列问题：
（1）下列关于电解过程中电极附近溶液颜色变化的叙述正确的是____________（填编号）；
①A管溶液由红变黄； ② B溶液由红变黄 ③ A管溶液不变色 ④B管溶液不变色
（2）写出A管中发生反应的反应式：____________________________________
（3）写出B管中发生反应的反应式：____________________________________
（4）检验a管中气体的方法是______________________________
（5）检验b管中气体的方法是______________________________
（6）电解一段时间后，切断电源，将电解液倒入烧杯内观察到的现象是______ 。
解析：A管中的电极与外电源负极相连，做电解池的阴极，发生还原反应，电极反应式为2H++2e-=H2，A管中溶液的PH增大，碱性增强，溶液由红色变黄色，剩余的OH-与Mg2+结合生成Mg（OH）2：Mg2++2OH-=Mg（OH）2。B管中的电极与外电源正极相连，做电解池的阳极，发生氧化反应，4OH-―4e-=2H2O+O2，溶液中OH-浓度减小，溶液酸性增强，颜色不发生变化。试管a中收集的气体为H2，收集后靠近火焰，会听到有爆鸣声，管口有淡蓝色火焰；试管b中收集的气体为O2，收集后将带火星的木条插入试管中，木条复燃。将电解后的溶液倒入烧杯中，会使阴阳两极的电解液被重新混合均匀。MgSO4是活泼金属的含氧酸盐，电解的实质是电解水，在两电极上分别产生H2和O2，同时两极区分别生成Mg（OH）2和H2SO4，当混合后两者反应重新生成MgSO4和水。
答案：（1）①④
（2）2H++2e-=H2（或2H2O+2e-=2OH-+H2） Mg2++2OH-=Mg（OH）2
（3）4OH-―4e-=2H2O+O2
（4）用拇指按住管口，取出试管，管口靠近火焰，放开拇指，有爆鸣声，管口有淡蓝色火焰。
（5）用拇指按住管口，取出试管正立，放开拇指，将带有火星的木条插入试管内，木条复燃。
（6）溶液呈红色，白色沉淀溶解（或大部分溶解）。
三、以新型化学电源为切入点，考查电化学知识
新型化学电源一般具有电压稳定、比能量高、高能环保、经久耐用等特点，以新型化学电源为载体的化学试题，既能体现化学知识的实用性，又能体现化学命题的时代性、新颖性，使试题在考查化学知识的同时，又能较好的考查学生分析问题、解答问题的能力，这种命题情景趋势将会继续延续。
对电化学知识的考查主要集中在以下基本方面：
1.可充电电池放电时电极极性判断及充电时与电源的连接
（1）放电时新型电池中负极材料元素化合价升高的物质发生氧化反应的物质物质
正极材料元素化合价降低的物质发生还原反应的物质物质
（2）可充电电池用完后充电时，原电池的负极与电源负极相连，原电池正极与电源正极相连。
2.可充电电池电极反应式的书写
含泪播种的人一定能含笑收获。
不是境况造就人，而是人造就境况。______
书写可充电电池的电极反应式，一般都是先书写放电的电极反应式。书写放电的电极反应式时，可遵循三步：①标出总式中电子转移的数目和方向，找出参与负极反应的物质；②写出一个较容易书写的电极反应式（书写时注意溶液对电极产物的影响，即电极产物在该溶液中能否稳定存在）；③在电子守恒的基础上，用总式减去写出的电极反应式即可得另一电极反应式。
充电时电极反应式与放电时相反，充电的阳极反应式分为放电正极反应式，充电的阴极反应式分为放电负极反应式。
3.溶液中离子定向移动的判断
放电时，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充电时，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。
例3研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl，下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是（ ）
A.正极反应式：Ag+Cl--e-=AgCl
B.每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子
C.Na+不断向“水”电池的负极移动
D.AgCl是还原产物
考点：电极反应和电池反应方程式；原电池和电解池的工作原理。
解析：根据电池总反应可判断出反应中Ag的化合价升高，被氧化，Ag应为原电池的负极，AgCl是氧化产物；方程式中5MnO2生成1Na2Mn5O10，化合价共降低了2价，所以每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子；在原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，以形成闭合电路。
A项，根据电池总反应：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl，可判断出Ag应为原电池的负极，负极发生反应的电极方程式为：Ag+Cl--e-=AgCl，故A错；B项，根据方程式中5MnO2生成1Na2Mn5O10，化合价共降低了2价，所以每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子，故B正确；C项，在原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，故C错；D项，反应中Ag的化合价升高，被氧化，Ag应为原电池的负极，AgCl是氧化产物，故D错。
一、知识体系构建
1.原电池、电解池、电镀池的比较
原电池电解池电镀池
定义把化学能转化为电能的装置把电能转化为化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的装置
装置举例
形成条件①有两个活泼性不同的电极。
②有电解质溶液。
③电极间形成闭合回路（或在溶液中接触）
①有外加电源及与之相连的两个电极。
②有电解质溶液(或熔化的电解质)。
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电镀液必须含有镀层金属离子（电镀过程中浓度不变）
电极名称负极：较活泼的金属（电子流出的极）
正极：较不活泼的金属（或能导电的非金属）（电子流入的极）
阳极：与电源正极相连的电极
阴极：与电源负极相连的电极名称与电解池相同，但有限制条件：阳极――镀层金属，阴极――待镀金属
电极反应负极：氧化反应
正极：还原反应
阳极：氧化反应
阴极：还原反应
阳极：金属电极失电子溶解
阴极：电镀液中的金属阳离子得电子
电子流向
负极导线正极
电源负极导线阴极
电源正极导线阳极
与电解池相同
（1）同一原电池的正、负极的电极反应中得、失电子数相等；（2）同一电解池的阴、阳极的电极反应中得、失电子数相等；（3）串联电路中的各个电极反应得、失电子数相等。这三个相等，既是写电极反应式的依据之一，也是进行电化学计算的依据之一。
2.原电池的常见类型
根据电极材料活泼性和反应情况的不同，可将原电池分成不同类型。
（1）在金属―金属构成的原电池中，相对活泼的金属一般作负极，被氧化，生成金属阳离子；相对不活泼的金属一般作正极，溶液中的阳离子被还原（一般被还原为单质）。
例如，电池ZnH2SO4Cu的反应式：
负极 Zn-2e-Zn2+
正极 2H++2e-H2
总反应 Zn+2H+Zn2++H2
（2）在金属―非金属构成的原电池中，非金属电极（如石墨），一般只起导电作用，故作正极；金属电极作负极。
例如，电池FeH2SO4C的反应式：
负极 Fe-2e-Fe2+
正极 2H++2e-H2
总反应 Fe+2H+Fe2++H2
（3）在金属―金属氧化物构成的原电池中，金属氧化物中的金属元素已是最高（或较高）价态，难被氧化，故作正极，并直接参与还原反应；金属电极作负极。
例如，电池ZnKOHAg2O（银锌纽扣电池）的反应式：
负极 Zn+2OH--2e-ZnO+H2O
正极 Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-
总反应 Zn+Ag2OZnO+2Ag
（4）用两个惰性电极作为电极的燃料电池，通有还原性气体的电极为负极，通有氧化性气体的电极为正极。如氢氧燃料电池，其电极为可吸附气体的惰性电极，如铂电极、活性炭等，两极分别通入H2和O2，以40%的KOH溶液为电解质溶液，反应式为：
负极 2H2+4OH--4e-4H2O
正极 O2+2H2O+4e-4OH-
总反应 2H2+O22H2O
3.金属的腐蚀和防护
（1）金属的腐蚀
金属的腐蚀分化学腐蚀和电化学腐蚀两种。
化学腐蚀电化学腐蚀
定义金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀不纯的金属与电解质溶液接触时发生原电池反应而引起的腐蚀
条件金属与非电解质等直接接触不纯的金属或合金与电解质溶液接触
电子得失金属直接把电子转移给有氧化性的物质其中的活泼金属将电子间接转移给氧化性较强的物质
现象无电流产生有微弱的电流产生
本质金属被氧化的过程较活泼金属被氧化的过程
实例金属与O2、Cl2等物质直接反应钢铁在潮湿的空气中被腐蚀
相互关系化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更为普遍，危害也更严重
（2）钢铁的电化学腐蚀原理
钢铁长时间在干燥空气中不易腐蚀，但在潮湿的空气里易被腐蚀。原因是钢铁表面会吸附一层水膜，这层水膜中含有少量的H+、OH-，还溶解了少量的CO2、O2等，即在钢铁表面形成了一层电解质溶液，铁和碳构成了微原电池。
①吸氧腐蚀：此时电解质溶液酸性较弱，呈中性或碱性。
负极 2Fe-4e-2Fe2+
正极 2H2O+O2+4e-4OH-
总反应 2H2O+O2+2Fe2Fe(OH)2
在空气中，4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3，Fe(OH)3失水而成铁锈Fe2O3•xH2O。
②析氢腐蚀：此时电解质溶液的酸性较强。
负极 Fe-2e-Fe2+
正极 2H++2e-H2
总反应 Fe+2H+Fe2++H2
一般情况下，钢铁的腐蚀以吸氧腐蚀为主，吸氧腐蚀和析氢腐蚀的主要区别在于正极反应。
（3）金属的防护
金属的腐蚀主要是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀，只要减少形成原电池三个条件中的一个，就可防止原电池反应的发生。
①内因：改变金属内部结构。
②外因：采用适当方法将金属与介质（主要指电解质溶液）隔离，如喷漆、涂油、电镀、表面钝化等。
③电化学保护法：如船体外壳嵌锌，将钢铁外壳与锌人为的构成原电池，腐蚀锌，保护船体。或外加电源，使被保护的金属与电源的负极相连，成为阴极而被保护。
二、复习方法指导
通过氧化还原反应，实现化学能和电能的相互转化，这就是电化学的基本原理。要复习好这部分内容，应注意以下问题。
1.联系氧化还原反应
能自发进行的氧化还原反应在理论上都能设计成原电池，电解是非自发的氧化还原反应；将氧化还原反应方程式拆成氧化反应和还原反应的两个半反应就是电极反应，原电池的负极和电解池的阳极都发生氧化反应（负阳氧：谐音“沸羊羊”）；离子氧化性和还原性的强弱决定了电解时溶液中离子的放电顺序；电子得失守恒规律是进行电化学计算的基本依据。
2.对比容易混淆的知识
准确理解概念是学好化学的基础，本章有很多容易混淆的概念，需要对比复习。除了前面对比过的“三池”（原电池、电解池和电镀池）、化学腐蚀和电化学腐蚀、析氢腐蚀和吸氧腐蚀外，还有很多可以进行对比的知识点。例如，氢氧燃料电池在不同性质的电解质条件下电极方程式的写法，电解池在惰性电极下和非惰性电极下的放电规律，原电池和电解池的电极判断和电极反应类型，等等。只有不断进行对比，才可以澄清学习中的模糊认知，加深对知识的理解。
3.归纳重要规律或方法
善于总结一些实用的解题规律或方法，对于提高复习的效率至关重要。
（1）原电池、电解池和电镀池的判断规律
①若无外接电源，则可能是原电池，然后依据原电池的形成条件判定，主要思路是“三看”：
先看电极，两种活泼性不同的金属（或其中一种是非金属导体）作电极。
再看溶液，在电解质溶液中能自发地发生氧化还原反应。
后看回路，用导线连接的两电极与电解质溶液接触并形成闭合回路。
②若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池，若阳极金属与电解质溶液中的金属离子相同则为电镀池。
③若为无明显外接电源的串联电路，则利用题中信息，能找出发生自发氧化还原反应的装置为原电池。
（2）酸、碱、盐溶液的电解规律
用惰性电极电解酸、碱、盐的溶液时，可按下列步骤进行分析。
通电之前找离子：分析电解质溶液中有关物质的电离过程（包括电解质和水的电离），找出溶液中存在的所有离子。
通电之后四判断：
①判断离子的移动方向，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极。
②判断离子的放电能力。
阳极――金属阳极＞S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根＞F-；
阴极――Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞…。
③判断电极反应，书写电极反应式和总反应式。
④判断电解结果，两极现象、水的电离平衡结果、离子浓度、溶液的酸碱性、pH变化等。
酸、碱、盐溶液的电解规律
类型电极反应特点实例电解对象电解质浓度 pH电解质溶液复原
电解水型阴极：2H++2e-H2
阳极：4OH--4e-2H2O+O2NaOH水增大增大加水
H2SO4水增大减小加水
Na2SO4水增大不变加水
分解电解质型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大通HCl
CuCl2电解质减小-加CuCl2
放氢生碱型阴极：H2O电离出的H+得电子，放出H2生成碱
阳极：电解质的阴离子放电NaCl电解质和水 生成新电解质增大通入HCl
放氧生酸型阴极：电解质的阳离子放电
阳极：H2O电离出的OH-失电子，放出O2生成酸CuSO4电解质和水 生成新电解质减小加CuO
（3）原电池电极反应式的书写方法
①列物质，标得失：按照负极发生氧化反应、正极发生还原反应，判断出电极反应产物，标出得失电子的数量。
②看环境，配守恒：电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H+应让其结合OH-生成水。电极反应式要根据电荷守恒、质量守恒、电子守恒等加以配平。
③两式加，验总式：将两电极反应式相加，与总反应的离子方程式对照验证。
（4）可充电电池的判断方法
二次电池放电时相当于原电池，负极发生氧化反应，正极发生还原反应；充电时相当于电解池，放电时的正极变为电解池的阳极，与外电源正极相连，负极变为阴极，与外电源负极相连。
（5）金属腐蚀的快慢规律
①在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢顺序：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。
②同一金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。
③对于活动性不同的两种金属，活动性差别越大，氧化还原反应速率越快，活泼金属腐蚀速率越快。
④对于同一电解质溶液，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快（钝化除外）。
⑤纯度越高的金属，腐蚀的速率越慢（纯金属几乎不被腐蚀）。
⑥不纯的金属或合金，在潮湿的空气中腐蚀的速率远大于在干燥、隔绝空气条件下的腐蚀。
（6）电解计算的方法
有关电解的计算通常是求电解后某产物的质量、气体的体积、某元素的化合价以及溶液的pH、物质的量浓度等。解答此类题的方法有两种：一是根据电解方程式或电极反应式列比例式求解；二是利用各电极、线路中转移的电子数目守恒列等式求解。利用电子守恒较为简便，但需注意灵活运用。
三、易错知识辨析
1.原电池的电极和电极反应
（1）从不同的角度分析，对原电池的电极类型可以有不同的理解：负极是较活泼的金属，发生氧化反应的一极，电子丰富的一极，电子流出的一极，电流流入的一极，被腐蚀的一极；正极相应是较不活泼的金属，发生还原反应的一极，电子贫乏的一极，电子流入的一极，电流流出的一极，被保护的一极。
（2）原电池正、负极的判断基础是自发进行的氧化还原反应，如果给出一个方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断。不管原电池的类型如何，不管电极是否参与反应，发生氧化反应的一极总是负极，发生还原反应的一极总是正极。把握了这一点，便可以做到以不变应万变。
（3）判断电极时，不能简单地依据金属的活泼性来判断，要看反应的具体情况。例如，Al在强碱性溶液中比Mg更易失电子，Al作负极，Mg作正极；Fe、Al在浓硝酸中钝化后，比Cu等金属更难失电子，Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。
（4）燃料电池和普通电池不同，必须使用辅助电极，电极本身不参与反应，所采用的燃料一般为H2、CH4、CH3OH、CO等，助燃剂一般为O2（或空气）。
（5）原电池中正、负极的电极反应式作为一种特殊的离子方程式，对于强、弱电解质的书写形式，没有严格的规定，但必须遵循原子守恒和电荷守恒规律。
2.电解原理及其应用
（1）用惰性电极电解饱和食盐水时，Na+和水电离出的H+移向阴极，H+发生还原反应生成H2：2H++2e-H2，破坏了水的电离平衡（H2OH++OH-），导致阴极附近溶液中的c(OH-)＞c(H+)，溶液显碱性。由此可见，电解前如果向溶液中滴入酚酞试液，电解时阴极附近的溶液先变红。
（2）电解后要恢复原电解质溶液的浓度，需加适量的某物质。该物质可以是阴极与阳极产物的化合物，如用惰性电极电解CuSO4溶液，要恢复原溶液的浓度，可向电解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3，但不能加入Cu(OH)2，因为Cu(OH)2与生成的H2SO4反应后使水量增加。
（3）粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种金属杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，金属活动性位于铜之前的金属杂质，如锌、铁、镍等也会同时失去电子，但是它们的阳离子比铜离子难以还原，所以它们并不能在阴极析出，而只能以离子的形式留在电解液里；金属活动性位于铜之后的银、金等杂质，因为失去电子的能力比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子而溶解，所以当阳极的铜失去电子变成阳离子溶解之后，它们便以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥。由此可知，电解精炼时，阳极溶解铜的量大于阴极析出铜的量。
（4）可充电电池放电时作原电池，充电时作电解池，两池的电极反应式正好相反，即电解池的阴极反应式对应于原电池的负极反应的逆反应式，电解池的阳极反应式对应于原电池正极反应的逆反应式，但电解池反应与原电池反应并不是相应的可逆反应。
四、考情分析预测
高考对电化学知识的考查，常见题型是选择和填空。这部分的考点主要集中在如下几个方面：（1）原电池、电解池、电镀池的电极名称及电极反应式；（2）新型电池的电极反应以及工作原理；（3）根据电解时的电极变化，判断电极材料、电解质的种类或如何使电解质溶液复原；（4）有关电解产物的判断和计算；（5）金属的电化学腐蚀原理与防护；（6）电化学知识在能源、环保、物质制备等方面的综合应用。
受试卷含量的限制，化学考试越来越重视试题的综合性。电化学内容是进行综合命题的重要素材，与之相关的综合题预计在今后的高考中会有更多的体现。其常见综合形式有：将原电池和电解池结合在一起，综合考查化学反应中的能量变化和氧化还原反应等知识；将电化学内容与无机推断或化学实验等进行综合；以环境问题、物质制备、新能源、新科技等为载体，考查电化学知识在生产、生活中的应用。
五、考试热点例析
1.判断装置的类型
例1.某化学兴趣小组的同学用下图所示装置研究电化学的问题。当闭合该装置中的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。下列有关说法不正确的是（ ）
A.甲装置是原电池，乙装置是电解池
B.当甲中产生0.1mol气体时，乙中析出固体的质量为6.4g
C.实验一段时间后，甲溶液的pH增大，乙溶液的pH减小
D.将乙中的C电极换成铜电极，则乙装置可变成电镀装置
解析：Zn、Cu电极和稀硫酸溶液可构成原电池，其中Zn是负极，Cu是正极；乙装置是电解池，C为阴极，Pt为阳极。当甲中产生0.1molH2时，电路中通过0.2mol电子，乙中电解得到0.1molCu，质量为6.4g。实验一段时间后，甲溶液中的c(H+)减小，pH增大；乙溶液中的c(H+)增大，pH减小。乙中的C电极是阴极，将其换成铜电极，该装置不是电镀装置。
答案：D
2.判断电极和电极反应
例2.如图，E为沾有Na2SO4溶液的滤纸，并加入几滴酚酞。A、B分别为Pt片，压在滤纸两端，R、S为电池的电极。M、N是多微孔Ni的电极材料，它在碱溶液中可以视为惰性电极。G为电流计，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4溶液，K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。
（1）R为 （填“正”或“负”）极。
（2）A附近溶液的现象是 ，B附近发生的电极反应式为 。
（3）滤纸上的紫色点向哪方移动： （填“A”或“B”）。
（4）当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，C中的电极为 （填“正”或“负”）极，电极反应式为 。
解析：电解KOH溶液就是电解水，两极分别产生H2和O2，因为相同条件下产生H2的体积是O2体积的两倍，所以C管中收集到的是H2，D管中收集到的是O2。
（1）H2是在阴极产生的，所以M是阴极，与之相连的R是电源的负极。
（2）B是电解池的阳极，A是电解池的阴极。电解Na2SO4溶液也是电解水，电解时H+移动到A极得电子被还原为H2，破坏了A极附近水的电离平衡，导致A极附近溶液显碱性，使酚酞试液变红。B极OH-被氧化，放出O2。
（3）KMnO4中，紫红色的MnO-4向阳极移动。
（4）当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，此时装置变为燃料电池。经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，H2和O2反应生成水，在碱性条件下，C中H2发生氧化反应。
答案：（1）负 （2）溶液变红 4OH--4e-2H2O+O2 （3）B （4）负 2H2+4OH--4e-4H2O
3.书写电极方程式
例3.燃料电池是一种效率高的新型电池，请根据要求回答下列问题。
（1）某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，该电池的正极反应式为 。
（2）一种燃料电池中发生化学反应：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的电极方程式为 。
（3）某燃料电池以CO为燃料，以空气为氧化剂，以熔融态K2CO3为电解质。写出该燃料电池的总反应式、正极和负极的电极反应式： 。
（4）最近，科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率很高。一个电极通入空气，另一个电极通入汽油蒸汽。其中固体电解质是掺杂了Y2O3（Y：钇）的ZrO2（Zr：锆）固体，它在高温下能传导O2-（其中氧化反应发生完全）。
①以丁烷代表汽油，这类电池放电时，发生反应的化学方程式是 。
②这类电池正极的电极反应式是 ，负极的电极反应式是 ，向外电路输出电子的电极是 。
③放电时，固体电解质里的O2-向 （填“正”或“负”）极移动。
解析：燃料电池的电极只起导电作用，一般不参与电极反应。在负极上发生反应的气体一定是可燃性气体（H2、CH4、CO、CH3OH等），失电子发生氧化反应；在正极上发生反应的气体是O2或空气，得电子发生还原反应。书写电极反应式时，一定要注意电解质的性质：电解质溶液的酸碱性、固体电解质能传导的离子的种类等。
（1）因为该电池的电解液为KOH溶液，所以在正极O2被还原应生成OH-。
（2）原电池的负极发生氧化反应，该燃料电池负极通入的气体应是CH3OH，电池的总反应式为2CH3OH+3O24H2O+2CO2；酸性条件下的正极反应式为O2+4e-+4H+2H2O，即3O2+12e-+12H+6H2O，将总反应式减去正极反应式消去O2即得负极反应式。
（3）该电池的总反应式为CO+12O2CO2，因为电解质为熔融态K2CO3，所以电池中是K+和CO2-3导电，正极反应式为CO2+12O2+2e-CO2-3，用总反应式减去正极的电极反应式得到负极的电极反应式：CO+CO2-3-2e-2CO2。
（4）在固体电解质燃料电池中，电解质在高温下能传导O2-，所以O2被还原的产物为O2-，正极反应式为13O2+52e-26O2-；用总反应式减去正极反应式即得负极反应式。不管是哪种电池，负极总是向外电路输出电子的一极，阴离子向负极移动。
答案：（1）O2+2H2O+4e-4OH- （2）CH3OH+H2O-6e-CO2+6H+ （3）正极：CO2+12O2+2e-CO2-3 负极：CO+CO2-3-2e-2CO2 总反应式：CO+12O2CO2 （4）①2C4H10+13O28CO2+10H2O ②13O2+52e-26O2- 2C4H10+26O2--52e-8CO2+10H2O 负 ③负
4.分析新型电池
例4.研究人员最近发现了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电，在海水中电池的总反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaClNa2Mn5O10+2AgCl。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是（ ）
A.正极反应式：Ag+Cl--e-AgCl
B.每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子
C.Na+不断向“水”电池的负极移动
D.AgCl是还原产物
解析：由电池的总反应式可知，放电时银失去电子，被氧化得到氧化产物，即银作负极，产物AgCl是氧化产物，A、D都不正确；在原电池中，阳离子在正极得电子发生还原反应，所以阳离子向电池的正极移动，C错误；每生成1molNa2Mn5O10时消耗2molAg，转移2mol电子，B项正确。
答案：B
5.二次电池的充放电
例5.Li―SO2电池具有输出功率高和低温性能好等特点。其电解质是LiBr，溶剂是碳酸丙烯酯和乙腈，电池反应式为2Li+2SO2放电充电Li2S2O4，下列说法正确的是（ ）
A.该电池反应为可逆反应
B.放电时，Li+向负极移动
C.充电时，阴极反应式为Li++e-Li
D.该电池的电解质溶液可以换成LiBr的水溶液
解析：该电池的放电反应和充电反应分别是在不同条件下发生的反应，不是可逆反应；放电时是原电池，Li+向正极移动；充电时是电解池，阴极发生还原反应，反应式为Li++e-Li；Li是较活泼金属，能与水发生反应，因此电池的电解质溶液不能换成LiBr的水溶液。
答案：C
6.电镀和电冶原理
例6.以KCl和ZnCl2的混合液为电镀液，在铁制品上镀锌，下列说法正确的是（ ）
A.未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程
B.因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系
C.电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率
D.镀锌层破损后对铁制品会失去保护作用
解析：在铁上镀锌时，铁作阴极，锌作阳极；未通电前可构成原电池，此时锌作负极失去电子，铁作正极，而电镀时锌仍然失电子，A项错误。在氧化还原反应中必须满足得失电子守恒规律，因此电镀时通过的电量与锌的析出量有确定关系，B项错误。电镀时保持电流恒定，则导线中通过的电子速率是不变的，升高温度不能改变电解反应速率，C项正确。镀锌层破损后，由于锌比铁活泼，所以即使发生电化学腐蚀也是锌失去电子而保护了铁，D项错误。
答案：C
7.电化学实验探究
例7.某实验小组利用饱和食盐水、导线、直流电源（用“”或“”表示）、烧杯、灵敏电流计（用“”表示）和两个电极棒（分别是M、N）进行电化学实验设计和探究。
甲同学安装好仪器，接好直流电源通电几分钟，发现M处溶液逐渐变浅绿色，过一段时间，溶液变得浑浊且逐渐出现红棕色。
乙同学所用的仪器和甲同学的看上去相同，但接好直流电源通电几秒钟，却闻到一股刺鼻的气味，马上停止通电。
丙同学安装好仪器，线路闭合几秒钟后，却没有明显现象产生，他又很快接入灵敏电流计，发现电流计的指针发生了偏转。
请根据上述同学的实验现象回答以下问题。
（1）M电极棒材料是 ，N电极棒材料是 （写化学式）。
（2）在下列虚框内完成对应三位同学的装置图。
（3）按下表要求写出乙、丙两位同学实验过程中涉及的反应方程式。
要求乙丙
M电极方程式①④
N电极方程式②⑤
总反应方程式离子方程式③：化学方程式⑥：
（4）用化学方程式解释，甲同学实验时M处溶液出现浑浊后转为红棕色的原因： 。
（5）丙同学为了保护M电极不被腐蚀，他可以将N电极棒更换为 （写化学式）。为验证该防护方法有效，他又做下列对比实验：接通电路2分钟后，分别在M电极区滴入几滴NaOH溶液，发现没有更换N电极棒的烧杯中的现象是 。他还可选用的检验试剂是 。
解析：本题综合考查原电池、电解池、金属的腐蚀与防护等知识，根据实验现象正确判断电极类型和电极反应是解题的关键。
（1）从甲同学的实验现象看，M电极是铁，电解时铁被氧化，即M电极是阳极；乙同学的实验中得到的气体是Cl2，被氧化的是Cl-，则阳极N是惰性电极。
（2）甲实验中M电极作阳极，连在直流电源的正极上；乙实验中M电极作阴极，连在直流电源的负极上；丙实验不是电解，但实验中产生了电流，所以丙装置是原电池，接入电流表即可。
（3）乙实验是用惰性电极电解饱和食盐水，丙实验的反应原理相当于是铁的吸氧腐蚀。
（4）甲实验中发生电极反应：Fe-2e-Fe2+（阳极），2H++2e-H2（阴极），总反应式为Fe+2H2O电解Fe(OH)2+H2。Fe(OH)2很不稳定，易被空气中的氧气氧化为红褐色的Fe(OH)3：4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。
（5）要使M电极不被腐蚀，应将N电极换成比铁活泼的金属。没有更换N电极棒的烧杯中，Fe被氧化为Fe2+，只要加入能与Fe2+反应且产生明显实验现象的物质，都能达到检验出Fe2+的要求。
答案：（1）Fe C（或Pt等惰性电极） （2） （3）①2H++2e-H2 ②2Cl--2e-Cl2 ③2Cl-+2H2O电解Cl2+H2+2OH- ④Fe-2e-Fe2+ ⑤O2+2H2O+4e-4OH- ⑥2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2 （4）4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 （5）Zn（合理即可） 溶液中产生白色沉淀，沉淀随即变成灰绿色，最后变成红褐色 酸性KMnO4溶液（或KSCN溶液和氯水）
8.电化学知识综合运用
例8.电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中的悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去（或撇掉）浮渣层，即起到浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置图如下：
（1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的 。
a.H2SO4b.BaSO4
c.Na2SO4d.NaOH
e.CH3CH2OH
（2）电解池阳极的电极反应分别是① ，②4OH--4e-2H2O+O2。
（3）电极反应①和②的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是 。
（4）熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应式是CH4+4CO2-3-8e-5CO2+2H2O。
①正极的电极反应式是 。
②为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此，电池工作时必须有部分A物质参加循环。则A物质是 （用化学式表示）。
（5）实验过程中，若在阴极产生了44.8L（标准状况）气体，则熔融盐燃料电池消耗CH4（标准状况） L。
解析：（1）酸与电极发生反应，NaOH溶液与电极铝发生反应，BaSO4难溶于水，乙醇是非电解质，都不宜加入。加入Na2SO4可增强溶液的导电能力，电解Na2SO4溶液即是电解水。
（2）阳极是铁，电解时铁被氧化为Fe2+；阴极水电离产生的H+放电生成H2和OH-。
（3）Fe2+与OH-反应生成的Fe(OH)2沉淀被氧气氧化为Fe(OH)3。
（4）此燃料电池的总反应式为CH4+2O2CO2+2H2O，用总反应式减去负极反应式即得正极反应式。参加循环的A物质是CO2。
[关键词] 电化学 氧化还原反应 判断
在高二接触电化学的时候,老师都是通过氧化还原结合电学来帮助学生理解电化学,而后将其归纳为各种各样的口诀帮助学生运用。虽然这样可以帮助不少学生在没有完全理解电化学的基础上运用最基础的知识,但是到了高三就不行了。高考是能力和知识的结合考察,光靠背口诀来解题是不够的,我们还是要回归知识点本身,理解后才能更好地运用。特别是2009年的高考题(全国卷Ⅱ)还考察了15分的大题。所以,一定要帮助学生尽快真正理解电化学。
在这方面我试验了很多种方法,最后从学生反馈来看最好的方法还是从电学的基础来。因为学生从初中开始就接触电学,他们对电学的电路中最基本的知识有很深的记忆和理解。所以我,采取了以下的方式。
一、学生都非常清楚电流是从正极流到负极,电子是从负极流到正极,所以,先让学生将电子的流向明确。如下题:
10.(2007年全国理综卷Ⅱ在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片,下列叙述正确的是()
(A)正极附近的SO42-离子浓度逐渐增大
(B)电子通过导线由铜片流向锌片
(C)正极有O2逸出
(D)铜片上有H2逸出
[答案]D
分析:这是一道原电池的题,对于这种题首先找到总反应,因为原电池的反应是自发的氧化还原反应。电子从负极流出,回到正极,所以从得失电子的角度将总反应分成失电子的负极反应和得电子的正极反应。
总反应:H2SO4+Zn==ZnSO4+H2
负极反应:Zn-2e-=Zn2+
正极反应:2H++2e-=H2
所以锌做负极,铜做正极,电子从锌片流向铜片,正极有氢气逸出,氢离子靠向正极,硫酸根靠向负极。
二、在学生的氧化还原反应的基础上,判断反应物,并结合电子流向写出方程式。如下题:
11.(2005年全国一卷)关于电解NaCl水溶液,下列叙述正确的是
A、若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液,溶液呈无色
B、若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色
C、电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠
D、电解一段时间后,将全部电解液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性
[答案]B
分析:这是电解池的题。同样的分析方式:电子从负极出发,到达阴极,电子从阳极出发回到正极;在溶液中没有电子存在,阳离子在阴极得电子,活泼电极或阴离子在阳极失电子代替电子在溶液中定向移动形成电流。
如果更形象的比喻就是,电子通过导线到了阴极,没路了,这时阳离子就出现了,它很热情的接走了电子,同时活泼电极或阴离子在阳极,同样积极地拿出电子,让电子沿导线回正极,形成闭合回路。这样在电学的思维中,溶液中阴阳离子在两极发生氧化还原反应代替电子进行定向移动形成电流。而且电子的得失也就非常容易理解了。阳离子在阴极得电子发生还原反应;活泼电极或阴离子在阳极失电子发生氧化反应。
这题是电解NaCl水溶液的,阳离子是Na+和H+阴离子是 Cl-和OH-,通过氧化还原的知识分析可知放电顺序是H+Na+
Cl-OH-,所以在阴极得电子的是H+,在阳极失电子的是Cl-
阴极反应:2H++2e-=H2
阳极反应:2Cl―-2e-=Cl2
总反应:2NaCl+ 2H2O电解H2+ Cl2+2NaOH
在阴极因为H+得电子参加反应,不断减少从而打破了水的电离平衡,促进水电离,产生更多的OH-,使阴极附近的溶液呈碱性,所以在阴极附近滴加酚酞试液,溶液呈红色,同时逸出氢气;而阳极逸出氯气。
三、如果是要求进行计算,就在相应的方程式基础上进行就好。如下题
9.(2006年全国卷Ⅰ)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
[答案]D
分析:物理上的串联指通过每一个电解槽的电子总数是一样多的。所以基于这一点将电子总数设为1mol,设析出钾Xmol,析出镁Ymol,析出铝Zmol.
反应: K+ + e-=K
11
Xmol1mol
X= 1mol
Mg2++ 2e- =Mg
12
Ymol1mol
Y = 1/2mol
Al3++ 3e- =Al
13
Zmol1mol
Z = 1/3mol
析出钾,镁,铝的物质的量之比为1∶1/2∶1/3
即6∶3∶2
