(共28张PPT)
以高科技或新型电池为背景考查原电池的工作原理，是高考常见的切入点，题型以选择题、填空题为主。
(1)选择题重点考查电极的判断、电子及离子的运动方向，电极反应类型、电极附近或整个溶液的pH变化，以及判断电极反应式的正误等。
(2)非选择题主要考查电极反应式的书写，电极产物的判断及实验现象的描述等。
对原电池观察不仔细，忽略介质的作用，是学生在高考中失分的主要原因。
[考题印证]
1．(2010·浙江高考)Li Al/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：2Li＋＋FeS＋2e－===Li2S＋Fe，有关该电池的下列说法中，正确的是 ( )
A．Li 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：2Li＋FeS===Li2S＋Fe
C．负极的电极反应式为：Al－3e－===Al3＋
D．充电时，阴极发生的电极反应式为：
Li2S＋Fe－2e－===2Li＋＋FeS
解析：本题考查原电池知识，意在考查考生分析新型原电池工作原理的能力。从组成材料看，负极应该是单质锂，电极反应为：Li－e－===Li＋，A、C项不正确；充电时，阴极即为原电池的负极，但是反应恰好相反：Li＋＋e－===Li，D项不正确。
答案：B
2．(2010·安徽高考)某固体酸燃料电池以CsHSO4
固体为电解质传递H＋，其基本结构如图，电池总反应可表示为：2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确的是 ( )
A．电子通过外电路从b极流向a极
B．b极上的电极反应式为：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2
D．H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极
解析：本题考查原电池知识，意在考查考生的分析能力。该原电池的化学原理是H2被氧化，在负极(a极)发生反应：H2－2e－===2H＋，H＋由a极转移到b极，D项正确；O2发生还原反应，在正极(b极)发生反应：O2＋4H＋＋4e－===2H2O，则电子从a极流向b极，A、B两项不正确；C项因未指明气体所处的温度和压强，不正确。
答案：D
该考点在高考考查中以选择题为主，有时也出现于综合题中以填空形式进行考查，题型稳定、难度不大，考查的角度主要有：
(1)电解原理、电极反应式的书写；
(2)离子放电顺序、电极产物的判断；
(3)电解质溶液pH的变化分析；
(4)与电解有关的简单计算。
学生对离子放电顺序理解不深，不能灵活运用，不能正确识别多个装置之间的联系，是造成失分的主要原因。
离子放电顺序是正确书写电极反应式、判断电解产物的关键，必须牢记；对于串联电解装置的理解要抓住两点：一是电子守恒，二是阴极与阳极相连，以此类推。
[考题印证]
3．(2009·全国卷Ⅰ，节选)下图所示装置中，甲、乙、
丙三个烧杯依次分别盛放100 g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。
接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加。据此回答问题：
①电源的N端为________极；
②电极b上发生的电极反应为____________；
③列式计算电极b上生成的气体在标准状况下的体积；
④电极c的质量变化是________g；
⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化，简述其原因：
甲溶液________________________________________；
乙溶液________________________________________；
丙溶液________________________________________。
解析：乙中c电极质量增加，说明c处发生的反应为：Cu2＋＋2e－===Cu，c电极应为阴极，则M为负极，N为正极。
甲中放的是NaOH溶液，电解时实质上是电解水，b电极上发生的电极反应为：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。而要求算出b电极上产生的气体体积，就必须先根据丙中K2SO4浓度的变化计算出转移电子的数目。
设丙中电解水的质量为x g，
由电解前后溶质质量相等可得：
100×10%＝(100－x)×10.47%，x＝4.5 g，
所以整个反应转移了0.5 mol电子，根据电极方程式可计算出b电极放出的O2为0.125 mol，其体积为2.8 L，c电极上析出的铜为0.25 mol，其质量为16 g。
甲中电解的是水，NaOH浓度增大；乙中水电离出来的OH－放电H＋浓度增大；丙中电解的也是水，虽然K2SO4浓度变大，但pH不变。
⑤碱性增大，因为电解后，水量减少，溶液中NaOH浓度增大 酸性增大，因为阳极上OH－放电生成O2，溶液中H＋离子浓度增加 酸碱性大小没有变化，因为K2SO4是强酸强碱盐，浓度增加不影响溶液的酸碱性
在历年的高考中，对这部分的考查多以选择题、实验题的形式出现，取材于生活实际与教材，难度不大；但新考纲将电化学腐蚀提升为理解层次，且金属的腐蚀问题是涉及工农业生产和人们生活的问题，体现了化学服务于生活的理念，所以高考对金属腐蚀与防护内容的考查力度将会增大，这也体现了新课程实验的目的。
[考题印证]
4．(2010·北京高考)下列有关钢铁腐蚀与防护的说法正
确的是 ( )
A．钢管与电源正极连接，钢管可被保护
B．铁遇冷浓硝酸表面钝化，可保护内部不被腐蚀
C．钢管与铜管露天堆放在一起时，钢管不易被腐蚀
D．钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应是
Fe－3e－===Fe3＋
解析：本题考查金属的腐蚀和防护，意在考查考生对金属腐蚀原理的理解和防护措施的应用。钢管与电源正极相连，则钢管作阳极，发生氧化反应而被腐蚀，A项错误；铁遇冷浓硝酸表面钝化，在表面生成一层致密的氧化膜保护内部不被腐蚀，B项正确；钢管与铜管露天堆放在一起，形成原电池时钢管作负极，发生氧化反应而被腐蚀，C项错误；钢铁发生析氢腐蚀时，负极反应为：Fe－2e－===Fe2＋，D项错误。
答案：B(共46张PPT)
(1)电离：电解质在水溶液里或熔融状态下，离解出 的过程。
(2)通电条件下，阳离子向电解池的阴极定向运动，并在电极上发生 反应；阴离子向电解池的阳极定向运动，并在电极(惰性)上发生 反应。
自由移动离子
还原
氧化
④①③②
⑤⑥⑦⑧
一、电解饱和食盐水
1．装置
2．原理
(1)电极反应：
阳极：发生氧化反应、电极反应式为：
。
阴极：发生还原反应，电极反应式为：
。
2Cl－－2e－===Cl2↑
2H＋＋2e－===H2↑
(2)总反应式：
化学方程式： 。
离子方程式： 。
二、电镀
1．定义
电镀是应用 原理在某些金属表面镀上一薄层其他 或 的方法。
2．电镀池的构成
金属
合金
电解
(1)实例：(往铁件上镀铜)
①阴极材料： ，电极反应式： ；
②阳极材料： ，电极反应式： ；
③电解质溶液： 溶液。
(2)电镀的目的主要是增强金属 能力，增强美观
和表面硬度。
Fe
Cu
Cu2＋＋2e－===Cu
Cu－2e－===Cu2＋
CuSO4
抗腐蚀
三、电解精炼铜
四、电冶金
1．金属冶炼的本质
使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中 出来。如Mn＋＋ne－===M。
2．电冶金
电解是最强有力的氧化还原手段，适用于一些
单质的制取，如冶炼钠、镁、铝等活泼金属。
还原
活泼金属
3．电解熔融的氯化钠
阳极反应： ；
阴极反应： ；
总反应： 。
2Cl－－2e－===Cl2↑
2Na＋＋2e－===2Na
1．下列关于铜电极的叙述中，正确的是( )
A．铜锌原电池中铜是正极
B．用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极
C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阴极
D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
分析：本题主要考查了原电池、电解池的区别。A叙述的是原电池，铜不如锌活泼，铜应为正极。B、C、D叙述的是电解池。电解池的阳极发生失去电子的氧化反应，阴极发生得到电子的还原反应，所以精炼粗铜时，粗铜应作为阳极，镀铜时铜也应作为阳极以提供Cu2＋，而电解稀硫酸时，如把铜作为阳极，铜就会首先放电，阳极就不能产生氧气。
答案：A
2．在某镀件镀铜时，电镀液中CuSO4溶液的浓度是
否发生变化？
分析：在镀件镀铜时，阳极：Cu－2e－===Cu2＋，阴极：Cu2＋＋2e－===Cu，所以电镀法中c(CuSO4)保持不变。
答案：电镀液中CuSO4浓度保持不变。
3．思考与讨论：电解精炼铜时，粗铜中的杂质(如Zn、
Fe、Au等)到哪里去了？
答案：粗铜中的Zn、Fe比Cu先失电子转变为Zn2＋、Fe2＋进入电解质溶液中；而比Cu不活泼的Au不失电子，在Cu大量消耗时，Au从粗铜板上脱落在阳极区形成阳极泥。
4．用惰性电极电解饱和食盐水，当电源提供给0.2 mol电
子时停止通电。若此溶液体积为2 L，则所得电解液的pH是 ( )
A．1 B．8
C．13 D．14
分析：电解食盐水时供给0.2 mol电子，则消耗的H＋为0.2 mol，同时产生OH－0.2 mol，溶液体积为2 L，则c(OH－)＝0.1 mol/L，故pH＝13。
答案：C
5．设计简单的实验证明电解饱和食盐水时，阴极有
NaOH生成，阳极有Cl2产生。
(1)证明NaOH：______________________________；
(2)证明Cl2：_________________________________。
答案：(1)向阴极区滴入几滴酚酞，溶液变红，证明阴极有NaOH生成
(2)将湿润的淀粉KI试纸靠近阳极区，试纸变蓝，证明有Cl2生成
1．原电池、电解池、电镀池的判断方法
(1)若装置中无外加电源，则该装置可能为原电池，然后根据原电池的构成条件进行分析判断。
(2)若装置中有外加电源，且两电极插入电解质溶液中并构成闭合回路， 则该装置为电解池或电镀池，电解质溶液中含有阳极金属离子的即为电镀池，否则为一般电解池。
2．电镀铜与精炼铜的比较
电镀铜 精炼铜
能量转变 电能转化为化学能 电能转化为化学能
阳极材料 纯铜 粗铜(含锌、银、金等杂质)
阴极材料 镀件 纯铜
阳极反应 Cu－2e－===Cu2＋ Zn－2e－===Zn2＋
Cu－2e－===Cu2＋等
电镀铜 精炼铜
阴极反应 Cu2＋＋2e－===Cu Cu2＋＋2e－===Cu
电解质溶液及其变化 硫酸铜溶液保持不变 反应后硫酸铜溶液中混有Zn2＋等，Cu2＋浓度减小
[例1] (2011·山东高考，有改动)以KCl和ZnCl2 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．工业上电解饱和食盐水制取Na和Cl2
[解析] 本题考查电镀，意在考查考生对电镀原理的理解和应用能力。未通电前上述装置不能构成原电池，A项错误；锌的析出量与通过的电量成正比，B项错误；电镀时电解反应速率只与电流大小有关，与温度无关，C项正确；工业上电解熔融NaCl制取Na和Cl2，D项错误。
[答案] C
电镀条件下，镀层金属离子浓度远高于其他阳离子浓度，因此一定是电镀液中的镀层金属离子得到电子变为金属单质在阴极析出，而不是其他阳离子。例如在铁片上镀锌时，阴极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn，而不是2H＋＋2e－===H2↑。
1．计算的原则
(1)阳极失去的电子数＝阴极得到的电子数。
(2)串联电路中通过各电解池的电子总数相等。
(3)电源输出的电子总数和电解池中转移的电子总数相等。
2．计算的方法
(1)根据电子守恒法计算：用于串连电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路上转移的电子数相等。
(2)根据总反应式计算：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。
(3)根据关系式计算：根据得失电子守恒的关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。
电解计算时常用的定量关系为：
4e－～4H＋～4OH－～2H2～O2～2Cu～4Ag。
[例2] (2012·枣庄高二质检)将含有0.4 mol Cu(NO3)2和0.4 mol KCl的水溶液1 L，用惰性电极电解一段时间后，在一电极上析出19.2 g Cu；此时，在另一电极上放出气体的体积在标准状况下为(不考虑产生的气体在水中的溶解) ( )
A．3.36 L B．5.6 L
C．6.72 L D．13.44 L
[解析] 阴极析出铜0.3 mol，由Cu2＋＋2e－===Cu知Cu2＋得到0.6 mol电子，根据2Cl－－2e－===Cl2↑，求出当溶液中Cl－全部参与电极反应时，放出Cl2 0.2 mol，失去电子0.4 mol。因此在阳极还有OH－放电，根据4OH－－4e－===2H2O＋O2↑和电子守恒在阳极有0.05 mol O2放出，即阳极共放出0.25 mol标准状况下为5.6 L的气体。
[答案] B
解答电解计算题的基本步骤
(1)正确书写电极反应式(要特别注意阳极材料)。
(2)当溶液中有多种离子共存时，先要根据离子放电顺序确定离子放电的先后。
(3)根据得失电子守恒进行相关计算。
点击下图进入“课堂10分钟练习”
(2)电镀时把待镀的金属制品作阴极，镀层金属作阳极，用含镀层金属离子的溶液作电镀液，电镀时，镀层金属离子浓度保持不变。
(3)电解精炼铜时，用纯铜作阴极、粗铜作阳极，用CuSO4溶液作电解液，精炼过程中，Cu2＋的浓度逐渐减小。(共46张PPT)
(1)NaCl、CuSO4在水中的电离方程式分别：
。
(2)①金属Zn、Fe、Cu的还原性逐渐 ，Zn2＋、Fe2＋、Cu2＋的氧化性逐渐 ，即得电子能力逐渐 。
减弱
增强
增强
减弱
增强
增强
Mg＋Cl2↑
一、电解池
1．定义
将 转化为 的装置。
2．构成
(1) 。
(2)电解质溶液。
(3)两个电极。
阴极与电源 极相连，阳极与电源 极相连。
(4)形成闭合回路。
化学能
直流电源
负
正
电能
3．工作原理(以电解CuCl2溶液为例)
阴极
阳极
二、电解
1．概念
使电流通过 而在阴、阳两极引起
的过程。
电解质溶液
氧化还原反应
2．特点
(1)电解是最强有力的 手段，是
(填“可逆”或“不可逆”)的。
(2)从本质上看，电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的 过程。
氧化还原
不可逆
电解
1．正误判断(正确打“√”错误打“×”)。
(1)电解池能将化学能转化为电能。 ( )
(2)电解质溶液导电属于化学变化。 ( )
(3)电解池的阳极与电源的负极相连。 ( )
(4)电解时，阳离子向阴极定向运动，阴离子向阳极定向运动。 ( )
(5)电解任何物质，阳极失电子数与阴极得电子数相等。 ( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√
2．在电解池中，阳极的电极材料一定 ( )
A．发生氧化反应 B．得电子
C．是铂电极 D．与电源正极相连
分析：与电源正极相连的一极一定是电解池的阳极。
答案：D
3．在原电池和电解池的电极上所发生的反应同属于氧
化反应的是 ( )
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：原电池负极与电解池阳极均发生氧化反应，原电池正极与电解池阴极均发生还原反应。
答案：C
4．如图所示装置中，属于电解池的是( )
分析：形成电池解时应有外接电源，A、B项不符合；电解池的两极应插入电解溶液或熔化的电解质中形成闭合回路，D项不符合。
答案：C
分析：本题重点考查电解池电极判断：阳极与电源的正极相连，阴极与电源的负极相连；阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。电子流向：负极→阴极；阳极→正极。
答案：A
1．电解池阴、阳极的判断
2．电极产物的判断
(1)阳极产物的判断：
①首先看电极，如果是活性电极，则电极材料失去电子，被溶解，溶液中的阴离子不失去电子。如果是惰性电极，则要看溶液中阴离子的失电子能力，根据阴离子的放电顺序加以判断。
②阴离子的放电顺序：
S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根>F－。
(2)阴极产物的判断：
直接根据阳离子放电顺序进行判断。阳离子放电顺序：Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(浓度大时)>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(浓度小时)>Al3＋>Mg2＋>Na＋。
[答案] D
解答有关电解问题的步骤
(1)首先要判定是否为电解池，有外接直流电源则为电解池，否则不是电解池。
(2)对于电解池，首先要考虑阳极材料，若为惰性电极，溶液中的阴离子被氧化；若为活泼金属电极，则被氧化的是电极本身。
(3)若溶液中的阴、阳离子有多种，则据离子放电顺序判定什么离子先放电，什么离子后放电，并写出电极反应式。
(4)根据电极反应式解答相关问题。
类型 电解质特点 实例 电极反应式 电解方程式 溶液pH变化 电解质溶液复原的方法
阴极 阳极
电解水型 含氧酸 H2SO4 4H＋＋4e－===
2H2↑ 4OH－－4e－===
2H2O＋O2↑ 2H2O
2H2↑＋O2↑ 减小 加水
可溶性强碱 NaOH 增大
活泼金属含氧酸盐 KNO3 不变
类型 电解质特点 实例 电极反应式 电解方程式 溶液pH变化 电解质溶液复原的方法
阴极 阳极
电解电解质型 无氧酸 HCl 2H＋＋
2e－===H2↑ 2Cl－－
2e－===
Cl2↑ 2HCl
H2↑＋Cl2↑ 增大 氯化氢
不活泼金属无氧酸盐 CuCl2 Cu2＋＋
2e－===Cu 2Cl－－2e－===Cl2↑ CuCl2
Cu＋Cl2↑ 氯化铜
类型 电解质特点 实例 电极反应式 电解方程式 溶液pH变化 电解质溶液复原的方法
阴极 阳极
放氢气生碱型 活泼金属无氧酸盐 NaCl 2H＋＋2e－===
H2↑ 2Cl－－2e－===
Cl2↑ 2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑ 增大 氯化氢
类型 电解质特点 实例 电极反应式 电解方程式 溶液pH变化 电解质溶液复原的方法
阴极 阳极
放氧气生酸型 不活泼金属含氧酸盐 CuSO4 2Cu2＋＋4e－===
2Cu 4OH－－4e－===
2H2O＋O2↑ 2CuSO4＋2H2O
2Cu＋2H2SO4＋O2↑ 减小 CuO或CuCO3
[例2] (2012·辽宁开原联考)如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是 ( )
A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的
B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体
C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色
D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
[解析] a、b电极分别为电解池的阴极和阳极，其电极反应分别是4H＋＋4e－===2H2↑和4OH－－4e－===O2↑＋2H2O；即a极气体体积比b极大。a极和b极溶液分别显碱性和酸性，故可以看到a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色。
[答案] D
(1)若阴极为H＋放电，则阴极区c(OH－)增大；若阳极区为OH－放电，则阳极区c(H＋)增大；若阴极、阳极同时有H＋、OH－放电，相当于电解水，电解质浓度增大(饱和溶液除外)。
(2)电解后要恢复原电解质溶液的浓度，需要加入适量的某物质，该物质一般是阴极与阳极产物的化合物。
点击下图进入“课堂10分钟练习”
(1)电解是指使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
(2)阴极与电源的负极相连，发生还原反应；阳极与电源的正极相连，发生氧化反应。
(3)阳离子在阴极上的放电顺序为：
Ag＋>Hg2＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(浓度大时)>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(浓度小时)>Al3＋>Mg2＋>Na＋
③对不活泼金属的含氧酸盐电解时，阴极析出金属，阳极产生O2，阳极区域生成相应酸。
④对活泼金属无氧酸盐电解时，阳极析出非金属单质，阴极产生H2，阴极区域生成相应的碱。(共53张PPT)
氧化还原
电能
一、化学电池
将 转化为电能的装置。
1．分类
化学能
2．优点
具有 高，供能稳定可靠，使用方便，易于维护等优点。
3．判断电池优劣的主要标准
(1)比能量：即单位质量和单位体积所能输出电能的多少，单位“(W·h)/kg”或“(W·h)/L”。
(2)比功率：即单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位“W/kg”或“W/L”。
(3)电池 的长短。
能量转化率
可储存时间
二、几种常见的化学电池
1．一次电池
(1)碱性锌锰电池：
①构造：
②组成：
正极： ；负极： ；电解质： 。
③工作原理：
负极反应： ；
正极反应：
；
总反应：
Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2。
MnO2
Zn
KOH
Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnOOH＋2OH－
(2)银锌电池：
①构造：
②组成：负极： ，正极： ，电解质： 。
③工作原理：
负极反应： ；
正极反应： ；
电池反应： 。
Zn
Ag2O
KOH
Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－
Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag
2．二次电池(以铅蓄电池为例)
(1)构造：
(2)组成：正极： ；负极： ；电解质： 。
(3)工作原理：
铅蓄电池是最常见的二次电池，其电极反应分为放电和充电两个过程。
PbO2
H2SO4溶液
Pb
①放电过程的电极反应、总反应：
负极： ；
正极： ；
总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。
②充电过程的电极反应、总反应：
阴极： (还原反应)；
阳极： (氧化反应)；
总反应：2PbSO4＋2H2O===Pb＋PbO2＋2H2SO4。
3．燃料电池(以酸性氢氧燃料电池为例)
(1)构造：
(2)工作原理：
负极反应： ；
正极反应： ；
电池反应： 。
H2－2e－===2H＋
1．想一想，连一连。
a．干电池 ①一次电池
b．铅蓄电池 ②二次电池
c．锌锰电池 ③燃料电池
d．氢氧燃料电池 ④绿色电池
答案：a—①，b—②，c—①，d—③、④
2．人造卫星用到的一种高能电池——银锌电池，其
电极反应为：Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，Ag2O＋H2O＋2e－===2Ag＋2OH－。根据反应式判断氧化银是 ( )
A．负极 被氧化 B．正极 被还原
C．负极 被还原 D．正极 被氧化
分析：银锌电池放电时，Ag2O得到电子被还原为Ag，故Ag2O作电池的正极。
答案：B
3．下列化学电源属于绿色电池的是 ( )
A．干电池 B．镍镉电池
C．锌锰电池 D．氢氧燃料电池
解析：干电池、镍镉电池、锌锰电池都含有一些毒性很强的重金属，会给土壤、水源造成严重的污染，并通过食物链给人体健康造成威胁和危害。
答案：D
4．讨论铅蓄电池放电时，PbSO4只在负极上生成吗？
答案：不是，正极和负极上均生成PbSO4
5．科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，
利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电，电池的负极反应式为______________________________。
分析：该燃料电池中H2失去电子，产生H＋，因此通H2的电极为负极，由于该电池用H3PO4作电解质，故负极反应式为H2－2e－===2H＋。
答案：H2－2e－===2H＋
1．一般电极反应式的书写
[例1] (2011·安徽高考)研究人员最近发明了一种
“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1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
C．Na＋不断向“水”电池的负极移动
D．AgCl是还原产物
[解析] 分析元素化合价变化，推知“水电池”中Ag失去电子，作负极，电极反应式为Ag－e－＋Cl－===AgCl，AgCl应为氧化产物；MnO2得到电子作正极，根据得失电子守恒，每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子；原电池工作过程中，阳离子(Na＋)应向正极运动。
[答案] B
若原电池正、负两极产生的阴、阳离子能与电解质溶液中的离子发生反应时，要把后续反应一并写入电极反应式中，如本题中负极反应应为Ag－e－＋Cl－===AgCl，而不是Ag－e－===Ag＋。
1．工作原理
(1)以H2、烃、醇、肼作燃料在负极上失电子发生氧化反应，以空气或O2作氧化剂在正极上得到电子，连续不断的把燃料和氧化剂中的化学能转化为电能。
(2)所用电极一般为惰性电极。
(3)所用电解质为酸(或碱)、熔融氧化物(或熔融盐)等。
2．应用实例
(1)氢氧燃料电池：
电解质 负极反应 正极反应 总反应式
酸性电解质 2H2－4e－===4H＋ O2＋4e－＋4H＋===2H2O 2H2＋O2===2H2O
碱性电解质 2H2－4e－＋4OH－===4H2O O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 2H2＋O2===2H2O
A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极
B．该电池的总反应是：C3H8＋5O2===3CO2＋4H2O
C．电路中每通过5 mol电子，约有5.6 L标准状况下的丙烷被完全氧化
D．通入丙烷的电极为电池负极，发生的电极反应为：C3H8－20e－＋10O2－===3CO2＋4H2O
[解析] 该燃料电池的化学反应原理是：C3H8＋5O2===3CO2＋4H2O，B正确；放电过程中通入丙烷的电极为负极：C3H8－20e－＋10O2－===3CO2＋4H2O，C正确；通入O2的电极为正极：O2＋4e－===2O2－，产生的O2－将向负极移动，A项错。
[答案] A
书写燃料电池电极反应式的方法
(1)电池的负极反应物是还原性物质，失去电子发生氧化反应。电池的正极反应物是氧化性物质，得到电子发生还原反应。
(2)写电极反应式时，一定要注意电解质是什么，电解质溶液的酸碱性如何，其中阴、阳离子要和电极反应式中出现的离子相对应。
(3)正、负两极的电极反应式在得失电子相等时相加，所得电池反应必是燃料燃烧反应和燃烧产物与电解质溶液反应的叠加反应式。
点击下图进入“课堂10分钟练习”
(1)燃料电池是连续不断的将燃料和氧化剂的化学能转化为电能的装置。
(2)铅蓄电池放电时，正、负两极均消耗H2SO4，因此两极区域均生成PbSO4，H2SO4的浓度降低。
(3)二次电池充、放电的区别与联系：
(4)书写燃料电池的电极反应式时，要特别注意电解质溶液的酸碱性。碱性电池，电极反应式不出现H＋；酸性电池，电极反应式不出现OH－。(共46张PPT)
(1)在氧化还原反应中：
①氧化剂→ 电子→元素化合价 →被
→发生 反应。
②还原剂→ 电子→元素化合价 →被
→发生 反应。
③氧化剂、还原剂之间转移电子数目相等。
(2)原电池是将 转化为 的装置，原电池内发生的反应属于 。
得到
降低
还原
还原
失去
升高
氧化
氧化
化学能
电能
氧化还原反应
(3)通过必修2课程的学习，我们
知道在右图装置中：
①锌片是 极，电极反应式是
铜片是 极，
电极反应式是 。
②总反应方程式是 。
③外电路中电子由 片流向 片。
负
Zn－2e－===Zn2＋；
正
2H＋＋2e－===H2↑
Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
锌
铜
一、原电池的工作原理
1．构成条件
(1)具有两个 不同的电极。
(2)合适的 溶液。
(3)形成 回路(外电路用导线相连或互相接触并将两电极插入电解质溶液中)。
(4)能自发地发生 反应。
活泼性
电解质
闭合
氧化还原
2．装置图(以Zn－Cu原电池为例)
3．工作原理
电极 Zn电极 Cu电极
电极名称
得失电子 失电子 得电子
电子流向
反应类型 反应 反应
电极反应式
总反应式
负极
流出
氧化
正极
流入
还原
Zn－2e－===Zn2＋
Cu2＋＋2e－===Cu
Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
还原性
氧化性
电解质溶液
定向运动
3．闭合回路
1．判断正误(正确打“√”号，错误打“×”号)。
(1)原电池是把化学能转化为电能的一种装置。( )
(2)原电池正极发生氧化反应，负极发生还原反应。
( )
(3)不能自发进行的氧化还原反应，通过原电池装置可以实现。 ( )
(4)碳棒不能用来作原电池的电极。 ( )
(5)反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋能以原电池的形式来实现。( )
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√
2．原电池中的盐桥有何作用？
答案：盐桥有两个作用：
(1)将两个半电池连接构成闭合回路
(2)保持盐桥两边电解质溶液呈电中性
3．下图中能组成原电池产生电流的是( )
分析：A、D两项中电极与电解质溶液之间不发生反应，不能构成原电池。B项符合原电池的三个构成条件，且Zn能与H2SO4溶液反应，两电极发生的反应分别是Zn－2e－===Zn2＋，2H＋＋2e－===H2↑。C、D项中酒精不是电解质，故不是原电池。
答案：B
4．下列四位同学的说法正确的是( )
分析：在原电池中，较活泼的金属作负极，失去电子发生氧化反应，电子从负极流出经导线流向正极，内电路中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，故只有A说法正确。
答案：A
5．根据下式设计一个原电池：
Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag
(1)装置可采用烧杯和盐桥，画出原电池的装置简图。注明原电池的正极、负极和外电路中电子的流向。
(2)写出两个电极上的电极反应。
分析：首先将反应拆成两个半反应：Cu－2e－===Cu2＋，2Ag＋＋2e－===2Ag，然后结合原电池的电极反应特点分析可知，该电池的负极应该用Cu作材料，正极材料为Ag。原电池由两个半电池组成，铜和铜盐溶液组成铜半电池，银和银盐溶液组成银半电池，中间通过盐桥连接起来。
答案：(1)
(2)负极：Cu－2e－===Cu2＋，
正极：2Ag＋＋2e－===2Ag
1．工作原理示意图
2．原电池电极的判断
[例1] (2012·徐州高二检测)下图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下：在卡片上，描述合理的是 ( )
A．①②③ B．③④⑤
C．④⑤⑥ D．②③④
[答案] B
原电池的电极类型不仅跟电极材料有关，还与电解质溶液的性质有关。如镁—铝电极在稀硫酸中构成原电池，镁为负极，铝为正极，但若以氢氧化钠溶液为电解质溶液，则铝为负极，镁为正极。
1．加快氧化还原反应的速率
例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液，能使产生H2的速率加快。
2．比较金属活动性强弱
3．用于金属的保护
如要保护一个铁闸。可用导线将其与一锌块相连，使锌作原电池的负极，铁闸作正极。
4．设计化学电池
例如：以2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2为依据，设计一个原电池。
(1)将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作原电池的负极和正极的电极反应式。
负极：Cu－2e－===Cu2＋，
正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋。
(2)确定电极材料：
如发生氧化反应的物质为金属单质，可用该金属直接作负极；如为气体(如H2)或溶液中的还原性离子，可用惰性电极(如Pt、碳棒)作负极。
发生还原反应的电极材料一般不如负极材料活泼。
本例中可用铜棒作负极，用铂丝或碳棒作正极。
(3)确定电解质溶液：
一般选用反应物中的电解质溶液即可。如本例中可用FeCl3溶液作电解液。
(4)构成闭合回路：将电极用导线连接，使之构成闭合回路。
[例2] (2012·金华十校期末考试)控制适合的条件，KI溶液过量，将反应2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2设计成如下图所示的原电池。下列判断正确的是 ( )
A．反应开始时，甲中石墨电极上Fe3＋发生氧化反应
B．反应开始时，乙中石墨电极的反应式：I2＋2e－===2I－
C．电流计读数为零时，在甲中加入KSCN溶液，出现血红色
D．电流计读数为零时，反应处在停止状态
[解析] 本题考查原电池原理及化学平衡，难度较大，根据所给原电池的反应原理可知，Fe3＋在正极发生还原反应，甲池中存在Fe3＋，故A错误；乙池为负极，失电子的物质是I－，B错误；此反应是可逆反应，电流计的读数为零时说明反应处于平衡状态，但c(Fe3＋)≠0，故C正确，D项错误。
[答案] C
设计原电池有以下三个关键点：
(1)电解质溶液：一般能与负极反应或者溶解在溶液中的物质(如O2)与负极反应。
(2)电极材料：一般较活泼的金属作负极，较不活泼的金属或导电的非金属作正极。
(3)若是两个半反应分别在两个烧杯中进行，则负极中的电解质溶液应有与电极材料相同的阳离子。
点击下图进入“课堂10分钟练习”
(1)原电池反应是氧化还原反应，氧化还原反应在理论上可以设计成原电池。
(2)原电池中，负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，正、负极得失电子数目相等。
(3)原电池中，阴离子向负极运动，阳离子向正极运动，不参加电极反应的离子在各区域的浓度基本不变。
(4)设计原电池的基本思路：
①根据电池反应式确定正、负极反应式。
②根据正、负极反应式选择电极材料和电解质溶液。
③画出原电池装置示意图。(共46张PPT)
(1)原电池中，较活泼的金属 电子，发生 反应，而使金属被氧化。如Zn－Cu－稀H2SO4原电池中，被氧化的金属为 ，被保护的金属为 。
失去
氧化
Zn
Cu
(2)电解池中，若阳极不是惰性电极，则阳极金属 电子，发生 反应，引起阳极金属不断损耗，而阴极金属受到保护。如图所示：
失去
氧化
被氧化的金属为 ，被保护的金属为 。
Cu
Fe
一、金属的腐蚀
1．概念
金属或合金与周围接触到的 进行
而腐蚀损耗的过程。
2．本质
金属原子 电子变为 离子，金属发生
反应。
气体或液体
化学反应
失去
阳
氧化
3．分类
(1)化学腐蚀：
金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。
(2)电化学腐蚀：
不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化。
(2)钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较：
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
图形描述
条件 水膜 水膜呈 或
酸性较强
中性
酸性很弱
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
电极反应 负极 Fe－2e－===Fe2＋ 2Fe－4e－===2Fe2＋
正极C
总反应
2H＋＋2e－=== H2↑
Fe＋2H＋=== Fe2＋
＋H2↑
O2＋2H2O＋4e－
===4OH－
2Fe＋2H2O＋
O2===2Fe(OH)2
二、金属的防护
1．金属的电化学防护
(1)牺牲阳极的阴极保护法：
应用 原理，让被保护金属作 极，另找一种活泼性较强的金属作 极。
如图所示：
原电池
正
负
(2)外加电源的阴极保护法：
利用 原理，把被保护的钢铁设备作为 极，用惰性电极作为辅助 极，在电解质溶液里，接外加
。
如图所示：
电解
阴
直流电源
阳
2．改变金属的内部组织结构
制成防腐合金。如不锈钢。
3．加保护层
如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或使表面钝化等。
1．钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上发生的电极反应
是 ( )
A．2H＋＋2e－===H2↑
B．Fe2＋＋2e－===Fe
C．2H2O＋O2＋4e－===4OH－
D．Fe3＋＋e－===Fe2＋
分析：钢铁发生吸氧腐蚀时，
负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，
正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
答案：C
分析：钢铁发生吸氧腐蚀时，Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，C作正极，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，因此O2被还原，由于产生OH－，故溶液中c(OH－)增大；钢铁发生析氢腐蚀或吸氧腐蚀时，均是Fe被氧化。
答案：C
3．相同材质的铁在图中四种情况下最不易被腐蚀
的是 ( )
分析：A、D两项中易发生析氢腐蚀；B项中易发生吸氧腐蚀。
答案：C
4．用“短线”将下列金属的防护方法连线。
(1)加保护层 A．钢闸门与直流电 源负极相连
(2)牺牲阳极阴极保护法 B．电线外面包塑料法
(3)外加电源的阴极保护法 C．普通钢制镍铬钢
(4)改变内部结构 D．轮船外壳装上锌块
答案：(1)－B (2)－D (3)－A (4)－C
5．思考讨论：结合金属腐蚀的本质，分析金属防护的本
质是什么？在电化学防护中是如何做的？
答案：金属腐蚀的本质是金属被氧化剂氧化变成金属阳离子，因此金属防护的本质是避免金属接触氧化剂，或采取措施使金属不被氧化。在电化学防护中使被保护的金属作原电池的正极或电解池的阴极，不参与电极反应，从而不被氧化。
化学腐蚀 电化学腐蚀
定义 金属跟接触到的物质直接发生化学反应引起的腐蚀 不纯金属(或合金)跟接触到的电解质溶液所发生的原电池反应，较活泼金属原子失去电子被氧化而引起的腐蚀
吸氧腐蚀 析氢腐蚀
条件 金属与干燥气体或非电解质直接接触 水膜中溶有O2，呈极弱酸性或中性 水膜酸性较强
化学腐蚀 电化学腐蚀
现象 无电流产生 有微弱电流产生
反应式
(以铁腐蚀为例) 2Fe＋3Cl2
===2FeCl3 负极：Fe－2e－===Fe2＋
正极：2H2O＋O2＋4e－===4OH－ 正极：2H＋＋2e－===H2↑
联系 两种腐蚀往往同时发生，只是电化学腐蚀比化学腐蚀更普遍、危害更大
[例1] 下列有关金属腐蚀的说法中正确的是( )
A．金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进行化学反应而损耗的过程
B．电化学腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生化学反应而损耗的过程
C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气，产物最终转化为铁锈
D．金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化学腐蚀伴有电流产生
[解析] 金属腐蚀的本质，主要是金属原子失电子被氧化，腐蚀的内因是金属的化学性质比较活泼，外因是金属与空气、水和其他腐蚀性的物质接触，腐蚀主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀，所以A错误；电化学腐蚀指不纯金属发生原电池反应而损耗的过程，不需要外加电流，所以B错误；钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，正极吸收氧气，而不是负极吸收氧气，所以C错误；只有选项D正确。
[答案] D
金属腐蚀类型的判断方法
(1)根据是否发生原电池反应来判断。
发生原电池反应引起的金属腐蚀，属于电化学腐蚀，否则属于化学腐蚀。
(2)根据金属的活动性及电解质溶液的酸性判断，位于金属活动性顺序中氢前面的金属，在酸性较强的电解质溶液中发生析氢腐蚀，在中性或酸性较弱的电解质溶液中发生吸氧腐蚀；金属活动性顺序氢后面的金属只可能发生吸氧腐蚀。
1．金属腐蚀快慢的判断方法
(1)在同一电解质溶液中：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
(2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的顺序为：强电解质溶液>弱电解质溶液>非电解质溶液。
(3)无保护措施的金属腐蚀>有一定保护措施的金属腐蚀>牺牲阳极的阴极金属的腐蚀>有外接电源的阴极金属腐蚀。
(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。
2．金属的防护措施
[例2] 下列有关金属的保护方法的说法中正确的是 ( )
A．常使用的快餐杯表面有一层搪瓷，搪瓷层破损后仍能起到防止铁生锈的作用
B．白铁(镀锌铁)镀层破损后，铁皮的腐蚀速率很慢
C．轮船的船壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法
D．钢铁制造的暖气管道外常涂有一些沥青，这是钢铁的电化学保护法
[解析] A项中涂层破损后，铁直接暴露在空气中，因而搪瓷层不能对破损部分进行保护；B项中镀层破损后由于锌的金属性比铁强，和铁构成原电池，锌作负极，保护铁不被腐蚀；C选项应是牺牲阳极的阴极保护法；D项中应是用沥青作涂层的涂层保护法。
[答案] B
电镀、喷镀、涂油漆、涂油脂或涂沥青是在金属表面覆盖防护层的防护措施，不属于电化学防护措施。常说的电化学保护法有牺牲阳极的阴极保护法和外加电源的阴极保护法，应用时注意区分，不能混淆。
点击下图进入“课堂10分钟练习”
(1)化学腐蚀是金属与接触到的非电解质直接发生化学反应，反应过程中无电流产生；电化学腐蚀是不纯金属形成原电池，反应过程中产生电流；金属以发生电化学腐蚀为主。
(2)不能金属或合金表面水膜酸性较强时发生析氢腐蚀，酸性较弱或中性时发生吸氧腐蚀，且后者更为普遍。
(3)吸氧腐蚀的正极反应为O2＋4e－＋2H2O===
4OH－，电解池中OH－放电时反应为4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，要注意二者的区别。
(4)电化学防护金属有两种方法：①是牺牲阳极的阴极保护法(被保护的金属作原电池的正极)，②是外加电源的阴极保护法(被保护的金属作电解池的阴极)。
