电化学知识点概述

1电化学知识点概述电化学知识是高中化学中一个重要的知识点，也是高考中一个重要考点，现将电化学常见知识点归纳如下。1.金属的电化学腐蚀由原电池反应可知，在电化学腐蚀中较活泼金属被氧化腐蚀掉。钢铁的电化学腐蚀有2种：1）析氢腐蚀在酸性溶液中发生负极（Fe）：FeeFe22正极（C）：222HeH2）吸氧腐蚀在中性或酸性极弱的溶液中发生负极（Fe）：2422FeeFe正极（C）：24422HOOeOHFeOH2和结合生成FeOHFeOHFeOH()()()223，随即被氧化成4242322233232FeOHOHOFeOHFeOHFeOHO()()()铁锈的成分为FeOnHO232。钢铁的腐蚀以吸氧腐蚀为主。为防止金属的腐蚀常采用以下措施：（1）改变金属的结构，如铁中加入Cr或Ni制成不锈钢；（2）涂保护层，如搪瓷、喷漆、刷铝粉、镀锌制成白铁皮、镀锡制成马口铁等；（3）连接活泼金属法，即牺牲阳极的阴极保护法，如闸门、轮船连上锌块或锌皮等。2.电极产物的判断原电池：正极发生还原反应，负极发生氧化反应电解池：阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应1）在原电池中如果负极为活泼金属，则活泼金属被氧化腐蚀掉，如果是惰性电极如Pt或石墨，则看电解质溶液与正、负极上所填充的物质。例1电子表和电子计算器的电池是微型银-锌电池。其电极分别用AgOZn2和组成，电解质溶液是KOH溶液，总的反应式为AgOZnZnOAg22。试回答：（1）电池工作时负极上的反应方程式是_____________________，负极附近溶液的pH_____________（填“上升、下降、不变”）。（2）正极上发生的电极反应是___________。答案：（1）ZneOHZnOHO222，下降；（2）AgOeHOAgOH2222222）对于电解池中电极产物的判断，首先要看溶液中的离子种类及电极材料。（1）阳极产物判断首先看电极，如果是活性电极（金属活动顺序表Ag以前），则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不失电子。如果是惰性电极（Pt、Au、石墨），则要再看溶液中的离子的失电子能力，此时根据阴离子放电先后顺序加以判断。阴离子放电先后顺序为SIBrClOHF2、、、、、含氧酸根、。（2）阴极产物的判断直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电先后顺序为AgHgCuFePbSnFeZn、、、、、、、、2222222HAlMgNa、、、32、CaK2、例如用石墨棒作电极电解NaSO24溶液，电池反应式为2222HOOH电解，若改为铜棒作电极电解NaSO24溶液，其电池反应式为CuHOCuOHH2222电解()2（3）注意原电池与电解池的区发与联系在书写有关电池反应式时，首先要分清原电池与电解池，二者最关键的区别是看电池有无外加电源：有，为电解池；无，则为原电池。如下图所示相连的A、B两池中分别盛有AgNO3溶液和NaCl溶液，则A池构成原电池，B池构成电解池。A池中负极锌逐渐溶解腐蚀，正极铜上有光亮的单质银析出，电池反应式为ZnAgNOZnNOAg33；B池中电池反应式为222222NaClHONaOHClH电解原电池与电解池联系的桥梁是可充电电池，使用可充电电池既可节约金属材料，又可保护环境。例2氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式为1222HNiOOHNiOH()()放电充电根据此反应式判断下面的叙述中正确的是（）A.电池放电时，电池负极周围溶液的pH值不断增大B.电池放电时，镍元素被氧化C.电池充电时，氢元素被还原D.电池放电时，H2是负极解析电池充电时是电解池反应，电池放电时是原电池反应。当放电时H2是负极，H2转化成NiOH()2中的氢，但NiOH()2难电离，因此pH值几乎不变。放电时镍元素被还原，充电时镍元素被氧化。答案为C、D。3.根据电极反应判断金属活动性强弱根据电极反应来判断金属活动性的强弱常从以下2个方面着手。1）在原电池中，作负极的（电子流出的极）活动性较强，而作正极的（电子流入的极）活动性较弱。2）在电解池中，阳极上先被氧化的金属活动性较强，后被氧化的金属活动性较弱；阴极上先被还原的金属阳离子，对应金属单质的活动性较弱，后被还原的金属阳离子，对应金属的活动性较强。例3X、Y、Z、M代表4种金属元素。金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中，X先溶解，Z极上有氢气放出；若电解Y2离子和Z2离子共存的溶液时，Y先析出；又知M2离子的氧化性强于Y2离子。则这4种金属的活动性由强到弱的顺序为（）A.X、Z、Y、MB.X、Y、Z、MC.M、Z、X、YD.X、Z、M、Y答案为A4.电极反应式的书写无论原电池还是电解池，其反应都是氧化还原反应，应根据氧化还原反应书写电极反应式，一般步骤是：1）分析氧化还原反应，确定还原剂和氧化剂及得失电子数目。2）要注意介质影响，一般来说，一极消耗介质的离子，另一极必然生成介质的离子。3）合并两极电极反应式，消去得失电子数及两边的介质离子，即得到总的氧化还原方程式。或与原反应式进行比较从而检验其正误。例4用铂电极放置在KOH溶液中，然后分别向两极通入CHO42和，即可产生电流，称为燃料电池。则电池的正极反应式为__________；负极反应式为__________，电池反应式为_______________。3解析此时电极材料为惰性电极，则所充气体发生氧化还原反应，负极发生氧化反应CHOHeCOHO43221087正极发生还原反应248822OHOeOH两式相加得电池总反应式为CHOKOHKCOHO422322235.电解的有关计算根据电解池中的电极反应是氧化还原反应，利用反应过程中得失电子守恒，可快速解出有关产物的质量、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，且有关电化学的习题也能与物理学相联系，因此也是高考理科综合试题的一个考点，例如用电化学法测量阿伏加德罗常数。例5将洁净并已称量好质量的铜片作阴阳极，插入CuSO4溶液里，接通直流电，同时计时，准确记录电流I及通电时间t，通电一段时间后，从电解质溶液中取出阴极，吹干后准确称量铜片质量，铜片增加的质量为mg，已知铜的摩尔质量为Mgmol6351.，则阿伏加德罗常数可表示为___________。解析t时间内所消耗的电荷量为ItNmMCA(/).2161019则NItMmCA2161019.6.电化学知识在生产及生活中的应用例6工业上为了处理含有CrO272酸性溶液的工业废水，采用如下处理：往工业废水中加入适量NaCl，以Fe为电极进行电解，经过一段时间，有CrOH()3和FeOH()3沉淀生成，使工业废水中铬含量已低于排放标准。请回答：（1）两极发生反应的电极反应式为：阳极__________，阴极__________。（2）CrO272变为Cr3的离子方程式为_____________________。（3）工业废水由酸性变为碱性的原因为________________。（4）_____（填“能”或“不能”）改用石墨电极，原因是____________________。答案：（），（）12222614267222722332FeeFeHeHCrOFeHCrFeHO（3）H不断放电，CrOFe2722与反应消耗H，打破了水的电离平衡，使溶液中OH浓度大于H。（4）不能，因为用石墨作电极，阳极产生Cl2，得不到Fe2，缺少还原剂，不能使CrOCrCrOH27233()而除去。