1、第七单元 电化学基础 知识框图 第七单元 知识框图 第七单元 知识框图 使用建议 第七单元 使用建议 内容特点1原电池与电解池的知识理论性、规律性较强，并且概念较多，容易混淆，需要在加强理解的基础上准确记忆概念的定义和实例。2新型燃料电池、熔融盐电池、二次电池的原理，电极反应式和总反应式的书写都是高考中常常涉及的知识，是重点也是难点。金属的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应第七单元 使用建议 式的书写或正误判断是常见的命题采分点，要注意从原理上去分析掌握，并了解金属保护的方法。3电解池的工作原理、电解的规律、电解的应用(包括氯碱工业、铜的精炼、电镀、电冶金)等知识点较多，经常与氧化还原反应、热化学方
2、程式、元素化合物知识、化学计算等多个知识领域联合命题。第七单元 使用建议 编写思路1本单元中，易混淆的知识点很多。在本单元的内容编排时，首先是将原电池、电解池的原理进行了对比分析，以使知识系统化、网络化。2常见的化学电源的题目命题主要落脚点放在正负极材料、电极反应式的书写、总反应式的书写上。而对于金属的腐蚀与防护主要是放在了原电池的构成水膜的性质以及正极反应式的不同上。第七单元 使用建议 3在电解池的编制中，重点对电解的原理与应用、电化学的解题思路等进行了比较、分析与归纳，特别重视规律的总结和方法的归纳，体现理论内容的系统性、逻辑性。4本单元最后设置了一套滚动卷，滚动范围是六、七单元。第七单元
3、 使用建议 教学建议1电化学部分复习时要注意“四池”(原电池、电解池、电镀池、电解精炼池)的对比，抓住概念的定义、原理与本质来加以分析和理解，从知识本源上去掌握。2在教学中，建议以阳离子和阴离子的放电顺序为线索，强化对电极上放电微粒分析的训练。3常见的化学电源，要掌握电极反应式与总反应式的书写。第七单元 使用建议 4要从电极名称的判断、电极材料的性质、离子的放电顺序等方面去复习电解池，利用电子守恒法解决相关的计算问题。5注意这部分内容以社会热点，例如能源危机问题、自然资源合理开发利用以及科技前沿动态为背景，以身边的生活经验为情境命题是一个明显的动向，也是近几年高考命题的重点，需要特别注意。第七
4、单元 使用建议 课时安排本单元共2讲，建议8课时完成，5课时用于在课堂上互动式完成2021讲，3课时进行单元测试、滚动卷测试及讲评。第20讲 原电池原理 第20讲 原电池原理 考纲导学 第20讲 考纲导学 考纲要求 命题预测 1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。2.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。1.原电池的工作原理。运用原电池工作原理书写电极方程式或正误判断，以及金属腐蚀的类型判断与防护是近几年高考的重点，常以选择或填空的形式进行考查，难度中等。2.对新型化学电源的考查。近年来这一考点成为高考命题的必
5、考点和区分点，通常是以新型(燃料电池、固体熔融电解质等)电池，对其工作原理分析及电极方程式的书写为主，难度较大。要点探究 探究点一 原电池的工作原理第20讲 要点探究 【知识梳理】一、碳、硅比较1原电池把_转化为_的装置。2形成条件(1)两个电极由两种_不同的金属或由_的材料(非金属或某些氧化物等)组成。(2)电解质溶液。(3)形成闭合回路。化学能电能金属活动性金属和其他导电第20讲 要点探究 3原电池的两极负极：活泼性_的金属，发生_反应。正极：活泼性_的金属或导体，发生_反应。4电极反应式的书写和电子移动方向(如图201)强氧化弱还原第20讲 要点探究(1)电极反应式的书写负极：_，电极反
6、应式：_。正极：_，电极反应式：_。电池反应：_。(2)电子移动方向电子由_释放，经_沿导线流入_，电解质溶液中的_移向正极，在其表面得电子被_，形成一个闭合回路。Zn片 Zn=Zn22eCu片 Cu22e=CuZnCu2=Zn2Cu 负极外电路正极阳离子还原第20讲 要点探究【要点深化】1原电池原理图解第20讲 要点探究 2原电池电极的判断和电极方程式的书写(1)原电池正负极的判断第20讲 要点探究(2)原电池电极方程式的书写原则与技巧电极反应是氧化还原反应，要遵循质量守恒、电子守恒及电荷守恒。另外还要遵守以下两个原则：a共存原则：注意介质对电极产物的影响，物质得失电子后在不同的介质环境中所
7、存在的形式不同。如电解质溶液的酸碱性不同，在酸性条件下，碳元素以 CO2 释放出去，而碱性条件下，碳元素则以 CO23 形式存在；O2 放电时，在酸性溶液中它与 H结合成 H2O，在碱性溶液中与 H2O 结合成 OH。第20讲 要点探究 b减法原则：若已知总反应方程式，要求写出某一极的电极反应方程式，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)，然后写出较易书写的电极反应式，将这个反应式看作数学中的代数式，用总反应式减去较易书写(一般为负极)的电极反应式，即得另一极的电极反应式。燃料电池负极方程式的书写方法一：用总方程式减去正极电极方程式。燃料电池的总方程式就是该燃
8、料在氧气中燃烧的方程式(但要注意如果电解质溶液是碱性，则生成的二氧化碳要与氢氧根离子继续反应，写成碳酸根离子)，而正极反应都是氧气得到电子：O22H2O4e4OH(碱性介质)或 O24H4e2H2O(酸性介质)。第20讲 要点探究 方法二：直接书写。首先标出燃料中碳元素的化合价，计算出失去的电子数，根据溶液的介质情况写出生成物，并根据碳原子守恒写出生成物的化学计量数，若是碱性介质，则生成 CO23，若是酸性介质，则生成 CO2；其次根据电荷守恒配平电极方程式，电极方程式左边减去几个电子就相当于左边带几个单位正电荷，配平电荷的方法有：电极方程式左边加入带负电荷的 OH以抵消左边的正电荷数或右边加
9、入带正电荷的 H以抵消右边的负电荷数，但要根据电解质溶液的酸碱性选择使用；最后观察法配平其他粒子。第20讲 要点探究 例1 2010广东卷铜锌原电池(如图204)工作时，下列叙述正确的是()【典例精析】BCA正极反应为Zn2e=Zn2B电池反应为ZnCu2=Zn2CuC在外电路中，电子从负极流向正极D盐桥中的K移向ZnSO4溶液第20讲 要点探究 解析 Cu 是正极，电极反应式是 Cu22eCu；Zn 是负极，电极反应式是 Zn2eZn2，总反应为 Cu2ZnZn2Cu，B正确；外电路的电子流向是从负极经导线流向正极，C 正确；由于CuSO4溶液中的Cu2参与了电极反应，所以盐桥中的 K要向C
10、uSO4溶液移动，D 项错误。点评 本题考查了电极反应方程式的判断和离子移动方向问题。离子移动的规律可简单总结为：参加反应的离子向该离子的反应电极移动，不参加反应的离子与带相反电荷的离子移动方向相反。下面的变式题则对原电池原理与氧化还原反应做了反向考查。第20讲 要点探究 2010宁夏卷根据图205可判断出下列离子方程式中错误的是()A2Ag(s)Cd2(aq)=2Ag(aq)Cd(s)BCo2(aq)Cd(s)=Co(s)Cd2(aq)C2Ag(aq)Cd(s)=2Ag(s)Cd2(aq)D2Ag(aq)Co(s)=2Ag(s)Co2(aq)A第20讲 要点探究 A 原电池中活泼的一极作为负
11、极，从图中可得出，还原性CdCoAg。A 项若能发生，则得出还原性 AgCd，与题意矛盾，故错。探究点二 化学电源第20讲 要点探究 【知识梳理】1一次电池碱性锌锰干电池电池反应：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2负极：_，正极：_，电解质：KOH。负极反应：_。正极反应：_。ZnMnO2Zn2OH2e=Zn(OH)22MnO22H2O2e=2MnOOH2OH第20讲 要点探究 2二次电池铅蓄电池(1)总反应式：PbO2Pb2H2SO42PbSO42H2O(2)放电的电极反应为：负极：_；正极：_。(3)充电的电极反应为：阳极：_；阴极：_。PbSO24 2ePbSO4PbO2
12、4HSO24 2ePbSO42H2OPbSO42H2O2ePbO24HSO24PbSO42ePbSO24第20讲 要点探究 3燃料电池(1)燃料电池与前几种电池的差别：氧化剂与还原剂在工作时；反应产物；能量转化率高(超过80%)，普通的只有30%，有利于节约能源。(2)氢氧燃料电池酸性电解质负极：；正极：；总反应：。不断补充不断排出2H24e=4HO24H4e=2H2O2H2O2=2H2O第20讲 要点探究 碱性电解质负极：；正极：；总反应：。2H24e4OH=4H2OO22H2O4e=4OH2H2O2=2H2O第20讲 要点探究 【要点深化】1二次电池和燃料电池的几个注意事项(1)可充电电池
13、(二次电池)充电时，电池正极接电源正极，电池负极接电源负极。(2)可充电电池(二次电池)放电时负极发生氧化反应，充电时该极(阴极)发生还原反应；放电时正极发生还原反应，充电时该极(阳极)发生氧化反应。(3)燃料电池的负极为通入燃料的一极，正极为通入助燃剂的一极(一般为氧气)，电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。第20讲 要点探究 2新型电池的分析思路以新型电池的研制开发为素材对原电池原理的考查是高考命题的热点题型，涉及的主要问题有：(1)正、负极的判断：发生失电子反应的电极是负极，发生得电子反应的电极是正极。(2)电子的流向和电解质溶液中离子的流向：电流方向：“外电路：从正极流向负
14、极；电源内电路：从负极流向正极。”原电池装置中，外电路电子流向与电流相反，从负极流向正极；电源内电路即电解质溶液，阳离子流向与电流相同，流向正极，阴离子流向与电流方向相反，流向负极。第20讲 要点探究(3)电极反应式的书写：负极失去电子发生氧化反应；正极上，溶液中阳离子(或氧化性强的离子)得到电子，发生还原反应。两电极转移电子数守恒，符合正极反应加负极反应等于电池反应的原则。注意电极产物是否与电解质溶液反应，若反应，一般要将电极反应和电极产物与电解质溶液发生的反应合并。如碱式氢氧燃料电池中的负极反应不能写成：2H24e4H，因生成的 H会迅速与 OH反应生成 H2O，所以要写成 2H24OH4
15、e4H2O。第20讲 要点探究 例2 2010浙江卷LiAl/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：2LiFeS2e=Li2SFe。有关该电池的下列说法中，正确的是()【典例精析】ALi-Al 在电池中作为负极材料，该材料中 Li 的化合价为1 价B该电池的电池反应式为 2LiFeS=Li2SFeC负极的电极反应式为 Al3e=Al3D充电时，阴极发生的电极反应式为 Li2SFe2e=2LiFeSB第20讲 要点探究 B 由给出的正极反应知负极反应式为Lie=Li，C项错。A项，Li为0价，错。B项，将两电极反应叠加可得总反应，正确。D项，将原电池负极反应颠倒即可得阴
16、极反应式，故错。第20讲 要点探究 点评新型电池以其命题背景或情景新颖为特点，往往具有时代感，给人以全新的感觉，但无论如何命题，其考查点都落脚于原电池原理上，该类试题难度不会很大。因此，解决该类试题时，首先不要被其陌生的方程式或情景吓倒，其次，要认真分析题意，找出有用的信息。本题容易忽视总反应方程式而错选C。燃料电池也是高考中常见的新试题背景，分析时要注意燃料一定在负极发生氧化反应，还要注意电极方程式的书写与介质的关系。请看下面的变式题。第20讲 要点探究 乙醇燃料电池中采用磺酸类质子溶剂，电池总反应为C2H5OH3O22CO23H2O，下列说法错误的是()A电池工作时，质子向电池的正极迁移B
17、电池工作时，电流由b极沿导体流向a极Ca为负极，电极反应式是C2H5OH+3H2O+12e-=2CO2+12H+Db为正极，电极反应式是4H+O2+4e-=2H2OC第20讲 要点探究 C 原电池工作时阳离子向正极迁移，A 对；根据图示，a 为负极，b 为正极，电流由 b 极沿导线流向 a 极，B 对；负极发 生 氧 化 反 应，其 电 极 反 应 式 为 C2H5OH 3H2O 12e=2CO212H，C 错；正极的电极反应式为 O24H4e=2H2O，D 对。探究点三 金属的腐蚀与防护第20讲 要点探究 【知识梳理】1金属腐蚀(1)定义：金属与周围的气体(或液体)发生反应而引起损耗的现象。
18、(2)本质：金属原子而被氧化(3)氧化还原失电子化学腐蚀电化学腐蚀2Fe4e2Fe24H4e2H22Fe4e2Fe2O22H2O4e4OH第20讲 要点探究 牺牲阳极保护法2金属的防护方法(1)加防护层，如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。(2)电化学防护原电池原理。(阴极)：被保护的金属设备。(阳极)：比被保护的金属活泼的金属。电解原理。：被保护的金属设备。：惰性电极。正极负极外加电流阴极保护法阴极阳极第20讲 要点探究 水泥 玻璃 条件金属在较强的酸性溶液中金属在中性或酸性很弱的溶液中电极反应负极(Fe)：Fe2eFe2正极(C)：2H2eH2
19、负极(Fe)：2Fe4e2Fe2正极(C)：2H2OO24e4OH发生情况相对较少腐蚀速率一般较快非常普遍腐蚀速率一般较慢联系两种腐蚀常相继发生，吸氧腐蚀为主1析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较【要点深化】第20讲 要点探究 2.金属腐蚀的快慢顺序一般来说可用下列原则进行判断：(1)电解原理引起的腐蚀(金属作阳极)原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。(2)对同一金属来说：强电解质溶液中的腐蚀弱电解质溶液中的腐蚀非电解质溶液中的腐蚀。(3)对同一电解质溶液来说：一般浓度越大，金属的腐蚀越快。第20讲 要点探究 例3 2010上海卷铁是用途最广的金属材料之一。为探究铁的化学性质，某同学将盛有生铁屑
20、的试管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中(如图207所示)。数天后，他观察到的现象是()A铁屑不生锈，试管内液面上升B铁屑不生锈，试管内液面高度不变C铁屑生锈，试管内液面上升D铁屑生锈，试管内液面高度不变【典例精析】图207 C第20讲 要点探究 C 在潮湿的空气中，铁容易生锈，并且发生的是吸氧腐蚀，导致试管内压强减小，液面上升。点评 有关金属腐蚀的常见考查为金属腐蚀的类型、电极反应以及金属电化学腐蚀的后续反应等。钢铁发生电化学腐蚀的类型与其表面水膜的酸碱性有关，下面的变式题对此进行了较为详细的考查。第20讲 要点探究 如图208所示装置中，小试管内为红墨水，具支试管内盛有pH4的雨水和生铁片。观察：开始导管内液面下降，一段时间后导管内液面回升，略高于小试管液面。以下有关解释合理的是()A生铁片中的碳是原电池的负极，发生还原反应B雨水酸性较强，生铁片仅发生析氢腐蚀C墨水回升时，碳极反应式为：O22H2O4e=4OHD具支试管中溶液 pH 逐渐减小C第20讲 要点探究 C 该雨水酸性较强，开始时，发生的是析氢腐蚀，故导管内液面下降，后来发生的是吸氧腐蚀，故导管内液面又升高；无论析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，生铁片中的碳都做原电池的正极，故A、B错误，C正确；具支试管中开始时发生析氢腐蚀，消耗氢离子，pH增大，后来发生吸氧腐蚀，产生OH，pH继续增大，D项错误。