201*年電化學(xué)知識(shí)規(guī)律總結(jié)

電化學(xué)知識(shí)規(guī)律總結(jié)

【知識(shí)要點(diǎn)】

一、原電池、電解池、電鍍池的比較原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置①活潑性不同的兩電極②電解質(zhì)溶液③形成閉合回路電解池將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的裝置①兩電極接直流電源②兩電極插入電解質(zhì)溶液中③形成閉合回路陽極：與電源正極相連陰極：與電源負(fù)極相連電鍍池應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置①鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接電源負(fù)極②電鍍液必須含有鍍層金屬的離子名稱同電解，但有限制條件。陽極：必須是鍍層金屬陰極：鍍件定義陽極：氧化反應(yīng)、溶液中的陰離子失電子，或電極金屬陽極：金屬電極失電子電失電子陰極：電鍍液中的陽離子得極陰極：還原反應(yīng)，溶液中的電子反應(yīng)陽離子得電子1、原電池、電解池、電鍍池判斷規(guī)律①若無外電源，可能是原電池，然后依據(jù)原電池的形成條件判定，主要思路是三“看”先看電極：兩種活潑性不同的金屬(或其中一種非金屬導(dǎo)體)作電極再看溶液：在電解質(zhì)溶液中能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

后看回路：用導(dǎo)線連接的兩電極與電解質(zhì)溶液接觸并形成閉合回路。

②若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池，當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬離子相同則為電鍍池；

③若為無明顯外接電源的串聯(lián)電路，則應(yīng)利用題中信息找出能發(fā)生自發(fā)氧化還原反應(yīng)的裝置為原電池。2、構(gòu)成原電池的類型

（1）活潑性不同的導(dǎo)電材料：

a.在金屬金屬構(gòu)成的原電池中，相對(duì)活潑的金屬作負(fù)極，被氧化，生成金屬陽離子；相對(duì)不活潑

負(fù)極：氧化反應(yīng)、金屬失電子正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子的金屬作正極，溶液中的陽離子被還原（一般被還原為單質(zhì)）。如ZnH2SO4Cu電極反應(yīng)：

負(fù)極：Zn2eZn2電極作負(fù)極，如FeH2SO4C電極反應(yīng)：

負(fù)極：Fe2eFe正極：2H2eH2

c.在金屬金屬氧化物構(gòu)成的原電池中，金屬氧化物中的金屬元素已是最高（或較高）價(jià)態(tài)，難被

第1頁

2形成條件電極名稱負(fù)極：較活潑金屬正極：較不活潑金屬（或能導(dǎo)電的非金屬）

正極：2H2eH2

b.在金屬非金屬構(gòu)成的原電池中，非金屬電極（如石墨），一般只起導(dǎo)電作用，故作正極，金屬氧化，故作正極，并直接參與還原反應(yīng)，金屬電極作為負(fù)極，如ZnKOHAg2O（銀鋅鈕扣電池）：

負(fù)極：Zn2OH2eZnOH2O正極：Ag2OH2O2e2Ag2OH

d.用兩個(gè)惰性電極作為載體的燃料電池，通有還原性氣體的電極作為負(fù)極，通有氧化性氣體的電極作為正極。如氫氧燃料電池。其電極為可吸附氣體的惰性電極，如鉑電極，活性炭等，兩極分別通入H2和O2，以40%的KOH溶液為電解質(zhì)溶液：

負(fù)極：2H24OH4e4H2O正極：O22H2O4e4OH總反應(yīng)：2H2O22H2O

3、化學(xué)電源

（1）干電池

＋－

電極反應(yīng)式為：正極（石墨）2NH4＋2e＝2NH3↑＋H2↑

－＋

負(fù)極（鋅筒）Zn－2e＝Zn2

＋＋

總反應(yīng)式為：2NH4＋Zn＝2NH3↑＋H2↑＋Zn2（2）鉛蓄電池

＋－－

電極反應(yīng)式為：正極PbO2＋4H＋SO42＋2e＝PbSO4＋2H2O

－－

負(fù)極Pb＋SO42－2e＝PbSO4

總反應(yīng)式為：PbO2＋Pb＋2H2SO4

（3）鋰電池

－－

電極反應(yīng)式為：正極I2＋2e＝2I

－＋

負(fù)極2Li－2e＝2Li

總反應(yīng)式為：I2＋2Li＝2LiI

（4）燃料電池：以氫氧燃料電池為例

2PbSO4＋2H2O

總反應(yīng)式為：2H2＋O2＝2H2O

注意：①電極反應(yīng)分別在負(fù)極和正極進(jìn)行的氧化和還原反應(yīng)叫做電極反應(yīng)。

②電池反應(yīng)電極反應(yīng)的總反應(yīng)叫做總電池反應(yīng)或電池反應(yīng)。書寫時(shí)，將兩個(gè)電極反應(yīng)式相加，消去得失電子，即得。

③書寫電極反應(yīng)時(shí)，要確定正負(fù)極，弄清正負(fù)極上的反應(yīng)，保證原子守恒、電荷守恒和不忽視介質(zhì)參與反應(yīng)，弱電解質(zhì)、氣體、或難溶物以分子形式表示，其余以離子符號(hào)表示

舉例：原電池（－）CH4|KOH（aq）|O2（＋）

－－－

負(fù)極CH4＋10OH－8e＝CO32＋7H2O

第2頁正極2O2＋4H2O＋8e＝8OH

－－

原電池總反應(yīng)CH4＋2O2＋2OH＝CO32＋3H2O4、金屬的腐蝕和防護(hù)

（1）金屬的腐蝕：分化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種含義電子得失電流腐蝕現(xiàn)象實(shí)例化學(xué)腐蝕金屬或合金直接與具有腐蝕性的物質(zhì)接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而消耗的過程金屬直接把電子轉(zhuǎn)移給有氧化性的物質(zhì)無電流產(chǎn)生金屬被氧化損耗金屬與O2、Cl2等物質(zhì)直接反應(yīng)電化學(xué)腐蝕不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸發(fā)生原電池反應(yīng)而消耗的過程其中的活潑金屬將電子間接轉(zhuǎn)移給氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)有微弱電流產(chǎn)生其中較活潑的金屬被氧化損耗鋼鐵在潮濕的空氣中被腐蝕－－

（2）鋼鐵的電化腐蝕原理

鋼鐵在干燥空氣中長(zhǎng)時(shí)間不易腐蝕，但在潮濕的空氣里易被腐蝕。原因是，鋼鐵表面會(huì)吸附一層水膜，

＋－

這層水膜中含有少量的H、OH，還溶解了少量的CO2、O2等，即在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液，構(gòu)成了原電池

－＋

①吸氧腐蝕：負(fù)極：2Fe－4e＝2Fe2

－－

正極：2H2O＋O2＋4e＝4OH

（此時(shí)電解質(zhì)溶液酸性較弱、中性、或堿性）總反應(yīng)：2H2O＋O2＋2Fe＝2Fe(OH)2

在空氣中4Fe（OH）2＋2H2O＋O2＝4Fe（OH）3，F(xiàn)e（OH）3失水而成鐵銹Fe2O3xH2O

－＋

②析氫腐蝕：負(fù)極：Fe－2e＝Fe2

－

正極：2H+＋2e＝H2↑（此時(shí)電解質(zhì)溶液酸性較強(qiáng)）

＋

總反應(yīng)：2H＋Fe＝Fe2＋H2↑

注意：①一般情況下，以吸氧腐蝕為主。②吸氧腐蝕和析氫腐蝕的主要區(qū)別在于正極反應(yīng)。（3）金屬的防護(hù)：

金屬的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕，只要減少形成原電池3條件中的一個(gè)，就可防止原電池反應(yīng)的發(fā)生。

①內(nèi)因改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

②外因采用適當(dāng)方法將金屬與介質(zhì)（主要指電解質(zhì)溶液）隔離，如噴漆、涂油、電鍍、表面鈍化等。

③電化學(xué)保護(hù)法：如船體外殼嵌鋅，將鋼鐵外殼與鋅人為的構(gòu)成原電池，腐蝕鋅，保護(hù)船體。或外加電源，使被保護(hù)的金屬與電源的負(fù)極相連，成為陰極而被保護(hù)。

二、電極產(chǎn)物的判斷規(guī)律總結(jié)

離子的放電順序與金屬或非金屬的活潑性有關(guān)，金屬越活潑，其陽離子在電極上得電子被還原就越困難；非金屬越活潑，其陰離子在電極上失電子被氧化也越困難（符合正易逆難規(guī)律）。

1、陰極：(陰極電極材料的本身受到保護(hù)，不參與反應(yīng))應(yīng)是溶液中較易得電子的陽離子在陰極上得電子而被還原，陽離子在陰極的放電（即離子的氧化性）順序：AgFe3Cu2(H)Pb2Sn2Fe2Zn2Al3Mg2Na

Ca2K。當(dāng)此放電順序適用于陽離子濃度相差不大時(shí)，順序要有相應(yīng)的變動(dòng)(當(dāng)溶液中H+只來自于

水電離時(shí)，H+的放電順序介于A13+和Zn2+之間)。

第3頁2、陽極：①如果用惰性電極(如Pt、Au、石墨等)做陽極，則溶液中較易失電子的陰離子在陽極上失電子而被氧化。②如果用活潑金屬做陽極，則陽極依金屬活潑性強(qiáng)弱的順序本身失電子被氧化成為陽離子進(jìn)入溶液，陰離子在陽極的放電（即離子的還原性）順序：S2IBrClOH含氧酸根離子F

3、用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的反應(yīng)規(guī)律及溶液的變化惰性電極的材料通常是石墨（C）或鉑（Pt），因其性質(zhì)非常穩(wěn)定，很難失去電子，因此本身不參與電極反應(yīng)。如何準(zhǔn)確地寫出用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時(shí)的反應(yīng)方程式并判斷溶液的變化呢？可以按離子的放電順序?qū)⑺�有的陰、陽離子分為四個(gè)部分：

IIIKCa2NaMg2...HCu2Fe3Ag...

IVIIIS2IBrClOH含氧酸根離子F電解質(zhì)溶液濃度增大增大電解質(zhì)pH變化溶液復(fù)原增大減小水水這樣很容易得出以下規(guī)律：電解類電解質(zhì)型電極反應(yīng)特點(diǎn)陰極：I、IV離子組成實(shí)例NaOHH2SO4電解物質(zhì)水水4H4e2H2電解水型陽極：4OH4e2H2OO2Na2SO4HClCuCl2水增大不變水II、III離子組成I、III離子組成II、IV離子組成電解電電解質(zhì)電離出的陰、陽解質(zhì)型離子分別在兩極放電放H2生堿型放O2生酸型陰極：H2O放H2生堿陽極：電解質(zhì)陰離子放電陰極：電解質(zhì)陽離子放電陽極：H2O放O2生酸電解質(zhì)電解質(zhì)電解質(zhì)和水電解質(zhì)和水減小減小生成新電解質(zhì)生成新電解質(zhì)增大HClCuCl2NaCl增大HClCuSO4減小CuO實(shí)際上I、IV中的離子（除H、OH）在水溶液中一般不考慮放電，因?yàn)樗�電離出的H、OH的放電能力比它們強(qiáng)。溶液的復(fù)原就按溶液“少啥補(bǔ)啥”，如用惰性電極電解AgNO3溶液時(shí)兩極分別產(chǎn)生

1molAg、0.25molO2，則Ag與O的物質(zhì)的量之比為2：1，所以加入Ag2O可使溶液復(fù)原。

三、用惰性電極電解鹽AmBn溶液的有關(guān)計(jì)算時(shí)常用的關(guān)系式1、認(rèn)識(shí)“荷”平使者H2O維護(hù)溶液中的“荷”平

當(dāng)只有An+放電時(shí)，水向溶液中補(bǔ)充同量的H+：An+~nH+當(dāng)只有Bm-放電時(shí)，水向溶液中補(bǔ)充同量的OH-：Bm-~mOH-當(dāng)An+、Bm-都放電時(shí)，水分子不管“閑事”

第4頁當(dāng)An+、Bm-都不放電時(shí)，水分子電離出的H+、OH-分別在陰陽極放電2、常用于計(jì)算的兩個(gè)關(guān)系式

nn+n++

（1）當(dāng)只有A放電時(shí)，A~nH~nH2O~O2

4n+

關(guān)系式意義為：1個(gè)A在陰極放電生成A單質(zhì)，則溶液中由水補(bǔ)充n個(gè)H+（另n個(gè)OH-在陽極放電生成n/4個(gè)O2分子），同時(shí)消耗n個(gè)水分子，并在陽極產(chǎn)生n/4個(gè)O2分子（∵陰陽兩極轉(zhuǎn)移電子的數(shù)量

n+ne

相等，∴An/4O2）。

m

（2）當(dāng)只有Bm-放電時(shí)，Bm-~mOH-~mH2O~H2

2

關(guān)系式意義為：1個(gè)Bm-在陽極放電生成B單質(zhì)，則溶液中由水補(bǔ)充m個(gè)OH-（另m個(gè)H+在陰極放

電生成m/2個(gè)H2分子），同時(shí)消耗m個(gè)水分子，并在陽極產(chǎn)生m/2個(gè)H2分子（∵陰陽兩極轉(zhuǎn)移電子的數(shù)量相等，∴Bm--mem/2H2）。

總之：分析電解應(yīng)用的主要方法思路

通電前：電解質(zhì)溶液的電離過程(包括電解質(zhì)和水的電離)

離子移向：陰離子移向陽極，陽離子移向陰極

放電陽極：金屬陽極＞S2+＞I＞Br＞Cl＞OH＞NO3＞SO42＞F。

－－－－－－

能力陰極：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+＞Al3+通電后＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+。

電極反應(yīng)：電極反應(yīng)式、總反應(yīng)式電解兩極現(xiàn)象、水的電離平衡

結(jié)果離子濃度、溶液酸堿性、PH值變化等四、工業(yè)運(yùn)用1、氯堿工業(yè)

－

①原料的應(yīng)用A、粗鹽的成分：泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42

B、雜質(zhì)的危害：生成沉淀損壞離子交換膜：得到的產(chǎn)品不純。C、除雜試劑：a、BaCl2b、NaOHc、Na2CO3d、HClD、試劑加入順序：abc過濾d或acb過濾d或bac過濾d②反應(yīng)原理：2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑③電極名稱與材料：陰極(碳棒)、陽極(鐵棒)

－

④電極反應(yīng)：陰極(還原反應(yīng))2H++2e=H2↑陽極(氧化反應(yīng))2Cl+2e=Cl2↑

－－電解⑤離子方程式：2Cl+2H2O2OH+H2↑+Cl2↑化學(xué)方程式：2NaCl+2H2O電解2NaOH+H2↑+Cl2↑陰極區(qū)陽極區(qū)⑥立式隔膜電解槽（市售消毒器原理）

2、電鍍：運(yùn)用于電解精煉銅或鐵表面鍍銅、鋅等

①電鍍的目的：使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力，增加美觀和表面硬度。因此鍍層金屬通常是一些在空氣或溶液里不易起變化的金屬(如鉻、鋅、鎳、銀)和合金(銅錫合金、銅鋅合金等)。

②陽極：鍍層金屬；陰極：被鍍金屬；電解質(zhì)：含陽極材料的金屬離子鹽溶液③電解前后電鍍液的含量不變。

3、銅的電解精煉

用粗銅做陽極，純銅片做陰極，硫酸銅溶液做電解液。

＋－－＋

反應(yīng)為：陰極Cu2＋2e＝Cu陽極Cu－2e＝Cu2

－＋－＋

在陽極上，比銅活潑的雜質(zhì)金屬也失去電子Zn－2e＝Zn2Ni－2e＝Ni2。但比銅活動(dòng)性弱的金屬（金、銀等）沉積在陽極泥中。4、蓄電池：

①蓄電池是原電池和電解池在生活中的綜合應(yīng)用。蓄電池的放電過程相當(dāng)于原電池，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，

第5頁正極發(fā)生還原反應(yīng)；蓄電池的充電過程相當(dāng)于電解池，放電時(shí)的正極變?yōu)殡娊獬氐年枠O，與外電源正極相連，負(fù)極變?yōu)殛帢O，與外電源負(fù)極相連。用示意圖表示如下：②關(guān)鍵是判斷放電的負(fù)極(是活潑金屬電極)

負(fù)極+正極陰極+陽極

如：銀鋅高能電池由Ag2O、Zn及KOH溶液組成。

－－

放電時(shí)電極反應(yīng)：Zn(－)：Zn+2OH－2e=ZnO+H2O

－－

Ag2O(+)：Ag2O+H2O－2e=2Ag+2OH總反應(yīng)：Zn＋Ag2O=ZnO+2Ag5、電解冶煉活潑金屬

Na、Mg、Al等活潑金屬都可用電解它們的熔融鹽或氧化物制得。

－－＋－

如制鋁：陽極6O2＋12e＝3O2↑陰極4Al3＋12e＝4Al總反應(yīng)

2Al電解2O33O2↑＋4Al

第6頁

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【知識(shí)要點(diǎn)】

一、原電池、電解池、電鍍池的比較原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置①活潑性不同的兩電極②電解質(zhì)溶液③形成閉合回路電解池將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的裝置①兩電極接直流電源②兩電極插入電解質(zhì)溶液中③形成閉合回路陽極：與電源正極相連陰極：與電源負(fù)極相連電鍍池應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置①鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接電源負(fù)極②電鍍液必須含有鍍層金屬的離子名稱同電解，但有限制條件。陽極：必須是鍍層金屬陰極：鍍件定義陽極：氧化反應(yīng)、溶液中的陰離子失電子，或電極金屬陽極：金屬電極失電子電失電子陰極：電鍍液中的陽離子得極陰極：還原反應(yīng)，溶液中的電子反應(yīng)陽離子得電子1、原電池、電解池、電鍍池判斷規(guī)律①若無外電源，可能是原電池，然后依據(jù)原電池的形成條件判定，主要思路是三“看”先看電極：兩種活潑性不同的金屬(或其中一種非金屬導(dǎo)體)作電極再看溶液：在電解質(zhì)溶液中能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

后看回路：用導(dǎo)線連接的兩電極與電解質(zhì)溶液接觸并形成閉合回路。

②若有外接電源，兩極插入電解質(zhì)溶液中，則可能是電解池或電鍍池，當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬離子相同則為電鍍池；③若為無明顯外接電源的串聯(lián)電路，則應(yīng)利用題中信息找出能發(fā)生自發(fā)氧化還原反應(yīng)的裝置為原電池。

2、構(gòu)成原電池的類型

（1）活潑性不同的導(dǎo)電材料：

a.在金屬金屬構(gòu)成的原電池中，相對(duì)活潑的金屬作負(fù)極，被氧化，生成金屬陽離子；相對(duì)不活潑的金屬作正極，溶液中的陽離子被還原（一般被還原為單質(zhì)）。如

負(fù)極：氧化反應(yīng)、金屬失電子正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽離子得電子ZnH2SO4Cu電極反應(yīng)：

負(fù)極：Zn2eZn2作正極，金屬電極作負(fù)極，如FeH2SO4C電極反應(yīng)：

負(fù)極：Fe2eFe2-huaxue.com集全國(guó)化學(xué)資料精華，按“四套教材（舊人教版、新課標(biāo)人教版、蘇教版、魯科版）目錄、知識(shí)體系”編排。資源豐富，更新及時(shí)。歡迎上傳下載。第1頁

形成條件電極名稱負(fù)極：較活潑金屬正極：較不活潑金屬（或能導(dǎo)電的非金屬）

正極：2H2eH2

b.在金屬非金屬構(gòu)成的原電池中，非金屬電極（如石墨），一般只起導(dǎo)電作用，故（e-huaxue.com/）集各地最新資料精華按“教材目錄、知識(shí)體系”編排正極：2H2eH2

c.在金屬金屬氧化物構(gòu)成的原電池中，金屬氧化物中的金屬元素已是最高（或較高）價(jià)態(tài)，難被氧化，故作正極，并直接參與還原反應(yīng)，金屬電極作為負(fù)極，如ZnKOHAg2O（銀鋅鈕扣電池）：

負(fù)極：Zn2OH2eZnOH2O正極：Ag2OH2O2e2Ag2OH

d.用兩個(gè)惰性電極作為載體的燃料電池，通有還原性氣體的電極作為負(fù)極，通有氧化性氣體的電極作為正極。如氫氧燃料電池。其電極為可吸附氣體的惰性電極，如鉑電極，活性炭等，兩極分別通入H2和O2，以40%的KOH溶液為電解質(zhì)溶液：

負(fù)極：2H24OH4e4H2O正極：O22H2O4e4OH總反應(yīng)：2H2O22H2O

3、化學(xué)電源（1）干電池

＋－

電極反應(yīng)式為：正極（石墨）2NH4＋2e＝2NH3↑＋H2↑

－＋

負(fù)極（鋅筒）Zn－2e＝Zn2

＋＋

總反應(yīng)式為：2NH4＋Zn＝2NH3↑＋H2↑＋Zn2（2）鉛蓄電池

＋－－

電極反應(yīng)式為：正極PbO2＋4H＋SO42＋2e＝PbSO4＋2H2O

－－

負(fù)極Pb＋SO42－2e＝PbSO4

總反應(yīng)式為：PbO2＋Pb＋2H2SO4

（3）鋰電池

－－

電極反應(yīng)式為：正極I2＋2e＝2I

－＋

負(fù)極2Li－2e＝2Li

總反應(yīng)式為：I2＋2Li＝2LiI

（4）燃料電池：以氫氧燃料電池為例

2PbSO4＋2H2O

總反應(yīng)式為：2H2＋O2＝2H2O

注意：①電極反應(yīng)分別在負(fù)極和正極進(jìn)行的氧化和還原反應(yīng)叫做電極反應(yīng)。

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③書寫電極反應(yīng)時(shí)，要確定正負(fù)極，弄清正負(fù)極上的反應(yīng)，保證原子守恒、電荷守恒和不忽視介質(zhì)參與反應(yīng)，弱電解質(zhì)、氣體、或難溶物以分子形式表示，其余以離子符號(hào)表示

舉例：原電池（－）CH4|KOH（aq）|O2（＋）

－－－

負(fù)極CH4＋10OH－8e＝CO32＋7H2O

－－

正極2O2＋4H2O＋8e＝8OH

－－

原電池總反應(yīng)CH4＋2O2＋2OH＝CO32＋3H2O4、金屬的腐蝕和防護(hù)

（1）金屬的腐蝕：分化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種含義電子得失電流腐蝕現(xiàn)象實(shí)例化學(xué)腐蝕金屬或合金直接與具有腐蝕性的物質(zhì)接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)而消耗的過程金屬直接把電子轉(zhuǎn)移給有氧化性的物質(zhì)無電流產(chǎn)生金屬被氧化損耗金屬與O2、Cl2等物質(zhì)直接反應(yīng)電化學(xué)腐蝕不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸發(fā)生原電池反應(yīng)而消耗的過程其中的活潑金屬將電子間接轉(zhuǎn)移給氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)有微弱電流產(chǎn)生其中較活潑的金屬被氧化損耗鋼鐵在潮濕的空氣中被腐蝕（2）鋼鐵的電化腐蝕原理

鋼鐵在干燥空氣中長(zhǎng)時(shí)間不易腐蝕，但在潮濕的空氣里易被腐蝕。原因是，鋼鐵表面會(huì)

＋－

吸附一層水膜，這層水膜中含有少量的H、OH，還溶解了少量的CO2、O2等，即在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液，構(gòu)成了原電池

－＋

①吸氧腐蝕：負(fù)極：2Fe－4e＝2Fe2

－－

正極：2H2O＋O2＋4e＝4OH

（此時(shí)電解質(zhì)溶液酸性較弱、中性、或堿性）總反應(yīng)：2H2O＋O2＋2Fe＝2Fe(OH)2在空氣中4Fe（OH）（OH）Fe（OH）2＋2H2O＋O2＝4Fe3，3失水而成鐵銹Fe2O3xH2O

－＋

②析氫腐蝕：負(fù)極：Fe－2e＝Fe2

－

正極：2H+＋2e＝H2↑（此時(shí)電解質(zhì)溶液酸性較強(qiáng)）

＋

總反應(yīng)：2H＋Fe＝Fe2＋H2↑

注意：①一般情況下，以吸氧腐蝕為主。②吸氧腐蝕和析氫腐蝕的主要區(qū)別在于正極反應(yīng)。

（3）金屬的防護(hù)：

金屬的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕，只要減少形成原電池3條件中的一個(gè)，就可防止原電池反應(yīng)的發(fā)生。

①內(nèi)因改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

②外因采用適當(dāng)方法將金屬與介質(zhì)（主要指電解質(zhì)溶液）隔離，如噴漆、涂油、電鍍、表面鈍化等。

③電化學(xué)保護(hù)法：如船體外殼嵌鋅，將鋼鐵外殼與鋅人為的構(gòu)成原電池，腐蝕鋅，保護(hù)船體�；蛲饧与娫�，使被保護(hù)的金屬與電源的負(fù)極相連，成為陰極而被保護(hù)。

二、電極產(chǎn)物的判斷規(guī)律總結(jié)

-huaxue.com集全國(guó)化學(xué)資料精華，按“四套教材（舊人教版、新課標(biāo)人教版、蘇教版、魯科版）目錄、知識(shí)體系”編排。資源豐富，更新及時(shí)。歡迎上傳下載。第3頁（e-huaxue.com/）集各地最新資料精華按“教材目錄、知識(shí)體系”編排離子的放電順序與金屬或非金屬的活潑性有關(guān)，金屬越活潑，其陽離子在電極上得電子被還原就越困難；非金屬越活潑，其陰離子在電極上失電子被氧化也越困難（符合正易逆難規(guī)律）。

1、陰極：(陰極電極材料的本身受到保護(hù)，不參與反應(yīng))應(yīng)是溶液中較易得電子的陽離子在陰極上得電子而被還原，陽離子在陰極的放電（即離子的氧化性）順序：AgFe3Cu2(H)Pb2Sn2Fe2Zn2Al3Mg2Na

Ca2K。當(dāng)此放電順序適用于陽離子濃度相差不大時(shí)，順序要有相應(yīng)的變動(dòng)(當(dāng)溶液

中H+只來自于水電離時(shí)，H+的放電順序介于A13+和Zn2+之間)。

2、陽極：①如果用惰性電極(如Pt、Au、石墨等)做陽極，則溶液中較易失電子的陰離子在陽極上失電子而被氧化。②如果用活潑金屬做陽極，則陽極依金屬活潑性強(qiáng)弱的順序本身失電子被氧化成為陽離子進(jìn)入溶液，陰離子在陽極的放電（即離子的還原性）順序：S2IBrClOH含氧酸根離子F

3、用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的反應(yīng)規(guī)律及溶液的變化惰性電極的材料通常是石墨（C）或鉑（Pt），因其性質(zhì)非常穩(wěn)定，很難失去電子，因此本身不參與電極反應(yīng)。如何準(zhǔn)確地寫出用惰性電極電解電解質(zhì)溶液時(shí)的反應(yīng)方程式并判斷溶液的變化呢？可以按離子的放電順序?qū)⑺�有的陰、陽離子分為四個(gè)部分：

III22...23...KCaNaMgHCuFeAg

IVIIIS2IBrClOH含氧酸根離子F電解質(zhì)溶液濃度增大增大電解質(zhì)pH變化溶液復(fù)原增大減小水水這樣很容易得出以下規(guī)律：電解類電解質(zhì)型電極反應(yīng)特點(diǎn)陰極：I、IV離子組成實(shí)例NaOHH2SO4電解物質(zhì)水水4H4e2H2電解水型陽極：4OH4e2H2OO2Na2SO4HClCuCl2水增大不變水II、III離子組成I、III離子組成II、IV離子組成電解電電解質(zhì)電離出的陰、陽解質(zhì)型離子分別在兩極放電放H2生堿型放O2生酸型陰極：H2O放H2生堿陽極：電解質(zhì)陰離子放電陰極：電解質(zhì)陽離子放電陽極：H2O放O2生酸電解質(zhì)電解質(zhì)電解質(zhì)和水電解質(zhì)和水減小減小生成新電解質(zhì)生成新電解質(zhì)增大HClCuCl2NaCl增大HClCuSO4減小CuO-huaxue.com集全國(guó)化學(xué)資料精華，按“四套教材（舊人教版、新課標(biāo)人教版、蘇教版、魯科版）目錄、知識(shí)體系”編排。資源豐富，更新及時(shí)。歡迎上傳下載。第4頁（e-huaxue.com/）集各地最新資料精華按“教材目錄、知識(shí)體系”編排實(shí)際上I、IV中的離子（除H、OH）在水溶液中一般不考慮放電，因?yàn)樗�電離出的H、OH的放電能力比它們強(qiáng)。溶液的復(fù)原就按溶液“少啥補(bǔ)啥”，如用惰性電極電解

AgNO3溶液時(shí)兩極分別產(chǎn)生1molAg、0.25molO2，則Ag與O的物質(zhì)的量之比為2：1，

所以加入Ag2O可使溶液復(fù)原。

三、用惰性電極電解鹽AmBn溶液的有關(guān)計(jì)算時(shí)常用的關(guān)系式1、認(rèn)識(shí)“荷”平使者H2O維護(hù)溶液中的“荷”平

當(dāng)只有An+放電時(shí)，水向溶液中補(bǔ)充同量的H+：An+~nH+當(dāng)只有Bm-放電時(shí)，水向溶液中補(bǔ)充同量的OH-：Bm-~mOH-當(dāng)An+、Bm-都放電時(shí)，水分子不管“閑事”

當(dāng)An+、Bm-都不放電時(shí)，水分子電離出的H+、OH-分別在陰陽極放電2、常用于計(jì)算的兩個(gè)關(guān)系式

n

（1）當(dāng)只有An+放電時(shí)，An+~nH+~nH2O~O2

4

關(guān)系式意義為：1個(gè)An+在陰極放電生成A單質(zhì)，則溶液中由水補(bǔ)充n個(gè)H+（另n個(gè)OH-在陽極放電生成n/4個(gè)O2分子），同時(shí)消耗n個(gè)水分子，并在陽極產(chǎn)生n/4個(gè)O2分子（∵陰陽兩極轉(zhuǎn)移電子的數(shù)量相等，∴An+nen/4O2）。

mm-m--（2）當(dāng)只有B放電時(shí)，B~mOH~mH2O~H22m-關(guān)系式意義為：1個(gè)B在陽極放電生成B單質(zhì)，則溶液中由水補(bǔ)充m個(gè)OH-（另m

個(gè)H+在陰極放電生成m/2個(gè)H2分子），同時(shí)消耗m個(gè)水分子，并在陽極產(chǎn)生m/2個(gè)H2分子（∵

m--me

陰陽兩極轉(zhuǎn)移電子的數(shù)量相等，∴Bm/2H2）�？傊�：分析電解應(yīng)用的主要方法思路

通電前：電解質(zhì)溶液的電離過程(包括電解質(zhì)和水的電離)

離子移向：陰離子移向陽極，陽離子移向陰極

放電陽極：金屬陽極＞S2+＞I＞Br＞Cl＞OH＞NO3＞SO42＞F。

－－－－－－

能力陰極：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+＞

Al3+

通電后＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+。

電極反應(yīng)：電極反應(yīng)式、總反應(yīng)式電解兩極現(xiàn)象、水的電離平衡結(jié)果離子濃度、溶液酸堿性、PH值變化等四、工業(yè)運(yùn)用1、氯堿工業(yè)

－

①原料的應(yīng)用A、粗鹽的成分：泥沙、Ca2+、Mg2+、SO42

B、雜質(zhì)的危害：生成沉淀損壞離子交換膜：得到的產(chǎn)品不純。C、除雜試劑：a、BaCl2b、NaOHc、Na2CO3d、HClD、試劑加入順序：abc過濾d或acb過濾d或bac過濾d②反應(yīng)原理：2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑③電極名稱與材料：陰極(碳棒)、陽極(鐵棒)

－

④電極反應(yīng)：陰極(還原反應(yīng))2H++2e=H2↑陽極(氧化反應(yīng))2Cl+2e=Cl2↑

－－電解⑤離子方程式：2Cl+2H2O2OH+H2↑+Cl2↑化學(xué)方程式：2NaCl+2H2O電解2NaOH+H2↑+Cl2↑陰極區(qū)陽極區(qū)

-huaxue.com集全國(guó)化學(xué)資料精華，按“四套教材（舊人教版、新課標(biāo)人教版、蘇教版、魯科版）目錄、知識(shí)體系”編排。資源豐富，更新及時(shí)。歡迎上傳下載。第5頁（e-huaxue.com/）集各地最新資料精華按“教材目錄、知識(shí)體系”編排⑥立式隔膜電解槽（市售消毒器原理）

2、電鍍：運(yùn)用于電解精煉銅或鐵表面鍍銅、鋅等

①電鍍的目的：使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力，增加美觀和表面硬度。因此鍍層金屬通常是一些在空氣或溶液里不易起變化的金屬(如鉻、鋅、鎳、銀)和合金(銅錫合金、銅鋅合金等)。②陽極：鍍層金屬；陰極：被鍍金屬；電解質(zhì)：含陽極材料的金屬離子鹽溶液③電解前后電鍍液的含量不變。

3、銅的電解精煉

用粗銅做陽極，純銅片做陰極，硫酸銅溶液做電解液。

＋－－＋

反應(yīng)為：陰極Cu2＋2e＝Cu陽極Cu－2e＝Cu2

－＋－＋

在陽極上，比銅活潑的雜質(zhì)金屬也失去電子Zn－2e＝Zn2Ni－2e＝Ni2。但比銅活動(dòng)性弱的金屬（金、銀等）沉積在陽極泥中。4、蓄電池：

①蓄電池是原電池和電解池在生活中的綜合應(yīng)用。蓄電池的放電過程相當(dāng)于原電池，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；蓄電池的充電過程相當(dāng)于電解池，放電時(shí)的正極變?yōu)殡娊獬氐年枠O，與外電源正極相連，負(fù)極變?yōu)殛帢O，與外電源負(fù)極相連。用示意圖表示如下：②關(guān)鍵是判斷放電的負(fù)極(是活潑金屬電極)

負(fù)極+正極陰極+陽極

如：銀鋅高能電池由Ag2O、Zn及KOH溶液組成。

－－

放電時(shí)電極反應(yīng)：Zn(－)：Zn+2OH－2e=ZnO+H2O

－－

Ag2O(+)：Ag2O+H2O－2e=2Ag+2OH總反應(yīng)：Zn＋Ag2O=ZnO+2Ag5、電解冶煉活潑金屬

Na、Mg、Al等活潑金屬都可用電解它們的熔融鹽或氧化物制得。

－－＋－

如制鋁：陽極6O2＋12e＝3O2↑陰極4Al3＋12e＝4Al總反應(yīng)

2Al2O3電解3O2↑＋4Al

五、考查點(diǎn)分析

1、電極方程式及電解方程式的寫法

電極及電解方程式是重要的化學(xué)用語之一，是中學(xué)生必須熟練掌握的基礎(chǔ)知識(shí)。要使學(xué)生迅速、準(zhǔn)確書寫方程式，必須注意以下幾點(diǎn)：

(1)看陽極材料是否為惰性電極，如果不是，溶液中的陰離子無需考慮。

(2)熟記陰離子和陽離子的放電順序。(3)只要牽涉到水的電解，電極方程式中一律寫

－

成OH或H+放電，而電解方程式中則寫成H2O的形式。

2、惰性電極電解產(chǎn)物定性分析(放電順序的應(yīng)用)與復(fù)原(“出啥加啥”－－陰、陽兩極的逸出物質(zhì)的對(duì)應(yīng)化合物)類型電極反應(yīng)特點(diǎn)實(shí)例NaOH強(qiáng)堿電解水陰：4H++2e=2H2↑H2SO4含氧酸－－型陽：4OH－4e=2H2O+O2↑NaSO活潑金屬的含氧24酸鹽HCl無氧酸(HF除外)分解電電解質(zhì)電離出的陰陽離子分★CuCl2不活潑金屬的無解質(zhì)型別在兩極放電氧酸鹽(氟化物除外)放H2生陰極：H2O放H2生堿NaCl活潑金屬的無氧酸堿型陽極：電解質(zhì)陰離子放電鹽(氟化物除外)－電解對(duì)電解質(zhì)PH(不考慮鹽水解)象濃度陽極陰極總水水水增大增大增大復(fù)原方法減小增大增大水減小增大減小水減小增大不變水不變?cè)龃笤龃舐然瘹洳蛔儾蛔儾蛔兟然�銅電解質(zhì)減小電解質(zhì)減小電解質(zhì)生成新不變?cè)龃笤龃舐然瘹浜退�電解質(zhì)-huaxue.com集全國(guó)化學(xué)資料精華，按“四套教材（舊人教版、新課標(biāo)人教版、蘇教版、魯科

版）目錄、知識(shí)體系”編排。資源豐富，更新及時(shí)。歡迎上傳下載。第6頁（e-huaxue.com/）集各地最新資料精華按“教材目錄、知識(shí)體系”編排放O2生陰極：電解質(zhì)陽離子放電酸型陽極：H2O放O2生酸CuSO4不活潑金屬的含氧電解質(zhì)生成新減小不變減小氧化銅酸鹽和水電解質(zhì)3、陰陽極的判斷：①與電源相連角度

②發(fā)生的反應(yīng)得失電子角度③離子移動(dòng)角度

－

④電極周圍物質(zhì)(H+、OH、氣或固物質(zhì)析出)變化角度。4、電解產(chǎn)物的定量計(jì)算。

高考中經(jīng)�？疾榈挠�(jì)算類型有：電極析出物的量、電解后溶液中離子濃度的變化、原電池作外電源消耗物質(zhì)的量的計(jì)算。類型雖多，方法就二。方法1、電極方程式，以電子守恒為紐帶，進(jìn)行計(jì)算。

串聯(lián)電路中各電極得失電子數(shù)相等,即電路中通過的電量(電子總數(shù))相等求解。通常存在下

－+

列物質(zhì)的量關(guān)系:H2~Cl2~1/2O2~Cu~2Ag~2H~2OH方法2、電解的總化學(xué)方程式，根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

用Pt作電極，電解串聯(lián)電路中分裝在甲、乙兩個(gè)燒杯中的200mL0.3mol/LNaCl溶液和300mL0.2mol/L的AgNO3溶液，當(dāng)產(chǎn)生0.56L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)Cl2時(shí)停止電解，取出電極，將兩杯溶液混合，混合液的pH為(設(shè)混合后總體積為500mL)()A.1.4B.5.6C.7D.12.6

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