時(shí)間：2023-03-02 15:08:46
序論：在您撰寫電化學(xué)時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
英文名稱：Electrochemistry
主管單位：中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)
主辦單位：中國化學(xué)會(huì)
出版周期：季刊
出版地址：福建省廈門市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號(hào)：1006-3471
國內(nèi)刊號(hào)：35-1172/O6
郵發(fā)代號(hào)：34-61
發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間：1995
期刊收錄：
CA 化學(xué)文摘(美)(2009)
CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(bào)(日)(2009)
中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
期刊榮譽(yù)：
Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
聯(lián)系方式
一、原電池
原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.從理論上看，任何一個(gè)氧化還原反應(yīng)都發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，如果能夠設(shè)法使轉(zhuǎn)移的電子在導(dǎo)線中定向移動(dòng)，就成為原電池.有些原電池是一次性的，如普通的干電池，當(dāng)電池中所發(fā)生的反應(yīng)在通電情況下又能逆向進(jìn)行，這個(gè)電池又可重復(fù)使用，稱為二次電池或蓄電池，如鉛蓄電池和手機(jī)中的充電電池.原電池由三部分構(gòu)成，兩個(gè)不同的電極，電解質(zhì)溶液（或熔融液）和導(dǎo)線（或直接接觸）.對(duì)于一個(gè)電池我們首先關(guān)注的是使用時(shí)電路中電流的方向，規(guī)定電流由正極流向負(fù)極，電子則由負(fù)極流到正極.因此原電池的負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，以兩種不同的金屬為電極時(shí)，活潑金屬為負(fù)極，較不活潑的金屬為正極.個(gè)別例外，如Mg-Al-NaOH電池，高考不做要求.
一個(gè)使用著的電池必然構(gòu)成電流的回路.下面我們從化學(xué)的視角看電池中內(nèi)電路的變化，由于電子從外電路流向正極，所以在正極上聚集了負(fù)電荷，溶液中的陽離子流向正極，與此相反，溶液中的陰離子流向負(fù)極，所以從離子移動(dòng)方向來看，在原電池中，正極又是陰極，負(fù)極又是陽極.正、負(fù)極和陰、陽極的稱謂是從不同角度來劃分的，所以這句話表面上“不通順”，但結(jié)論上是正確的，對(duì)解相關(guān)試題十分有用.
例1 （2013年江蘇-9）Mg-H2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無人駕駛的潛航器.該電池以海水為電解質(zhì)溶液.示意圖如下.該電池工作時(shí)，下列說法正確的是（ ）.
A.Mg電極是該電池的正極
B.H2O2在石墨電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
C.石墨電極附近溶液的pH增大
D.溶液中Cl-向正極移動(dòng)
解析 根據(jù)前面的分析，Mg電極應(yīng)是原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，故選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤.石墨電極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)H2O2+2e-2OH-，電極附近溶液的pH增大，C項(xiàng)正確，最后一項(xiàng)，溶液中Cl-應(yīng)向陽極移動(dòng)，而原電池的正極從電解質(zhì)溶液的角度來看出是陰極，故D項(xiàng)錯(cuò)，本題應(yīng)選C.
二、電解池
電解池與原電池恰好相反，在通直流電的條件下發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置.對(duì)于一個(gè)電解池我們更關(guān)心的是池內(nèi)發(fā)生什么反應(yīng)，電極上生成什么物質(zhì)，所以電解池中的電極根據(jù)陰、陽離子的移動(dòng)方向，劃分為陰極和陽極，陽離子移向陰極并在陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，因此陰極與電源的負(fù)極相連；陰離子移向陽極并在陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，失去的電子通過外電路回到電源的正極.簡單地說，與電池正極相連的極是陽極，與電池負(fù)極相連的是陰極，陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極上發(fā)生還原反應(yīng).
例2 （2013年北京-9）用石墨電極電解CuCl2溶液（見右圖）.下列分析正確的是（ ）.
A.a端是直流電源的負(fù)極
B.通電使CuCl2發(fā)生電離
C.陽極上發(fā)生反應(yīng)：Cu2++2e-Cu
D.通電一段時(shí)間后，在陰極附近觀察到黃綠色氣體
解析 電解過程中陽離子移向陰極，陰極與電源負(fù)極相連，故A正確.電解與電離是兩個(gè)不同的概念，電解質(zhì)只要溶于水就發(fā)生電離，而電解是在電流的作用下發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò).陽極上應(yīng)發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò).通電過程中Cl-移向陽極并放電生成氯氣，D也錯(cuò)，本題應(yīng)選A.
三、電極反應(yīng)與總反應(yīng)
電極上發(fā)生什么反應(yīng)，寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式是高考電化學(xué)部分的重點(diǎn).無論是原電池還是電解池電極上發(fā)生的反應(yīng)都是“半反應(yīng)”，總反應(yīng)才是完整的氧化還原反應(yīng).判斷電極反應(yīng)，只需記住“陽極氧化”即可，由陽極氧化，可知陰極還原，對(duì)原電池，電極分正、負(fù)，但從內(nèi)電路來看，正極是陰極，負(fù)極是陽極，則“陽極氧化”的判斷依據(jù)同樣適用.
原電池的負(fù)極或電解池的陽極如果是非惰性的金屬電極，則電極本身發(fā)生氧化，電解質(zhì)溶液中的陰離子不放電.原電池或電解池的總反應(yīng)是兩個(gè)電極反應(yīng)的總和，總反應(yīng)式也是兩個(gè)電極反應(yīng)式的加合，在加合過程中需調(diào)整化學(xué)計(jì)量數(shù)使氧化和還原過程中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等，以保持得失電子守恒.如果在電解質(zhì)溶液中還存在其它相關(guān)反應(yīng)，那么這個(gè)反應(yīng)也應(yīng)包括在總反應(yīng)方程式中，總之，通過加合可得總反應(yīng)式，通過相減可得某一電極反應(yīng)式.
例3 （2013年浙江-11）電解裝置如圖所示，電解槽內(nèi)裝有KI淀粉溶液，中間用陰離子交換膜隔開.在一定的電壓下通電，發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍(lán)色，一段時(shí)間后藍(lán)色逐漸變淺.
已知：3I2+6OH-IO+5I-+3H2O
下列說法不正確的是（ ）.
A.右側(cè)發(fā)生的電極反應(yīng)式：
2H2O+2e-H2+2OH-
B.電解結(jié)束時(shí)，右側(cè)溶液中含有IO-3
C.電解槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式：
KI+3H2O通電KIO3+3H2
D.如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜，電解槽內(nèi)發(fā)生的總化學(xué)反應(yīng)不變
解析 左側(cè)變藍(lán)，說明左側(cè)生成I2，電極反應(yīng)式為2I--2e-=I2……①，則左側(cè)Pt電極為陽極，右側(cè)為陰極，發(fā)生2H2O+2e-H2+2OH-……②，A項(xiàng)正確.陰極生成的OH-穿過交換膜向陽極移動(dòng)，由“藍(lán)色變淺”知又發(fā)生了題干中的已知反應(yīng)3I2+6OH-IO-3+5I-+3H2O……③生成IO-3，電極結(jié)束時(shí)IO-3可通過陰離子交換膜擴(kuò)散至右側(cè)，故選項(xiàng)B正確.由①×3+②×3+③可得總反應(yīng)式，C項(xiàng)也正確.若換用陽離子交換膜，則OH-不能通過交換膜抵達(dá)左側(cè)，反應(yīng)③不能發(fā)生，電解槽中總反應(yīng)肯定也會(huì)發(fā)生變化，D項(xiàng)錯(cuò)誤，應(yīng)選D.
四、新型電池
近些年來，高考時(shí)電化學(xué)的考查常采用信息給予題的形式，以新型電池為載體，這類試題情景新、陌生度高，要求考生有較高的心理素質(zhì)和較強(qiáng)的自學(xué)能力.事實(shí)上，這類試題的考點(diǎn)依然是電極名稱、電極反應(yīng)和總反應(yīng)等基礎(chǔ)知識(shí)，大部分試題起點(diǎn)雖高，落點(diǎn)并不高，只要認(rèn)真審題，明確題意就不難作答.復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)重在鞏固基礎(chǔ)知識(shí)和提高能力上，不可以也不應(yīng)該采用擴(kuò)大知識(shí)面，羅列各種新型電池的方法，因?yàn)楦呖济}貴在創(chuàng)新，不會(huì)照搬往年的試題.
例4 （2013年安徽-10）熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源.一種熱激電池的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無水LiCl-KCl混合物熔融后，電池即可瞬間輸出電能.該反應(yīng)的總反應(yīng)為PbSO4+2LiCl+CaCaCl2+Li2SO4+Pb，下列有關(guān)說法正確的是（ ）.
A.正極反應(yīng)式：
Ca+2Cl--2e-CaCl2
B.放電過程中，Li+向負(fù)極移動(dòng)
C.每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，理論上生成20.7 g Pb
關(guān)鍵詞：電化學(xué) 復(fù)習(xí) 《電解原理及其應(yīng)用》
《電解原理及其應(yīng)用》是電化學(xué)知識(shí)的一個(gè)重要組成部分，但新教材將這一部分知識(shí)內(nèi)容放在第三冊(cè)中，與原電池知識(shí)的學(xué)習(xí)時(shí)間間隔較長，因“前攝抑制”導(dǎo)致很多學(xué)生將電解知識(shí)與原電池知識(shí)弄混淆，產(chǎn)生很大的學(xué)習(xí)障礙。這里談?wù)劇峨娊庠砑捌鋺?yīng)用》的學(xué)習(xí)方法，供學(xué)生們學(xué)習(xí)借鑒。
一、注重理解，加強(qiáng)記憶
理解是記憶的前提和基礎(chǔ)，理解記憶比機(jī)械記憶更有效，因?yàn)橹挥欣斫饬说臇|西才記得牢靠、記得長久，所以，學(xué)習(xí)過程中一定要注重理解，尤其是還有影響這部分知識(shí)學(xué)習(xí)的原電池知識(shí)在打攪，學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中就更應(yīng)該在理解上多下工夫。要把握四點(diǎn)：
（1）重基礎(chǔ)，不能放松。本單元的基礎(chǔ)知識(shí)是電解原理，它涉及的概念、電解反應(yīng)類型等是比較多的，掌握這些內(nèi)容，本單元知識(shí)的學(xué)習(xí)可以說就完成了一大半。因此，在思想上應(yīng)有“重基礎(chǔ)、夯基礎(chǔ)”的觀念，在行動(dòng)上要有“應(yīng)用基礎(chǔ)、落實(shí)基礎(chǔ)”的意識(shí)。只有這樣，才能較好地理解、掌握所學(xué)的知識(shí)，并通過運(yùn)用加以鞏固。基礎(chǔ)知識(shí)都熟悉了，解題時(shí)才能“生巧”，才能靈活。“重基礎(chǔ)，不放松”，這也是理解知識(shí)的前奏。
（2）抓關(guān)鍵，把握實(shí)質(zhì)。無論是一個(gè)基本概念、基本原理的理解，還是一個(gè)基本模型的分析、基本反應(yīng)式的書寫等，要提綱挈領(lǐng)地抓住其關(guān)鍵內(nèi)容，比如電解概念的中心詞有電流、電解質(zhì)、氧化還原反應(yīng)、陰陽極等，它告訴我們：①必須有外加電源，這是與原電池的最大區(qū)別；②要有電解質(zhì)做介質(zhì)或參與反應(yīng)；③一定要是氧化還原反應(yīng)情況（這也是電解原理的核心內(nèi)容），其它如發(fā)生中和反應(yīng)等的物質(zhì)就不能構(gòu)成電解池的條件；④電極名稱與原電池有區(qū)別。這樣來理解問題，既能加深印象，又容易把握實(shí)質(zhì)。又比如電解過程中，各電極上得失電子的數(shù)目始終是相等的，理解了這一條規(guī)律，有關(guān)電解問題的計(jì)算就好處理了。
（3）用對(duì)比，發(fā)現(xiàn)異同。對(duì)比是深化理解的“良藥”，是化學(xué)學(xué)習(xí)的一種重要學(xué)科方法。可以將有聯(lián)系或易混淆的知識(shí)放在一起比較，如電解知識(shí)與原電池知識(shí)、電解池與電鍍池等；也可以將形似而質(zhì)異或形異而質(zhì)似的習(xí)題放在一起比較分析，以此來加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。如下例：
【題目】把鋅片和鐵片放在盛有稀食鹽水和酚酞試液混合溶液的玻璃皿中（如圖所示），經(jīng)過一段時(shí)間后，首先觀察到溶液變紅的區(qū)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
此題通過習(xí)題的形式將電解知識(shí)與原電池知識(shí)揉和在一起。學(xué)生要解決此問題，必須要從概念、模型、電極名稱、電極反應(yīng)式等方面去區(qū)分，這些知識(shí)都弄清楚了，才能順利解答此題。在概念學(xué)習(xí)中可以此題為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生在應(yīng)用過程中區(qū)分電解知識(shí)與原電池知識(shí)，達(dá)到“在應(yīng)用中理解、在理解中應(yīng)用”的效果。分析從略，答案為B。
（4）有問題，及時(shí)解決。在知識(shí)理解過程中，可能會(huì)遇到這樣那樣的問題，尤其是解題過程中最容易暴露問題，一定要及時(shí)進(jìn)行修正，以強(qiáng)化正確記憶。如理解和記憶離子放電順序時(shí)，既要記一般規(guī)律，又要結(jié)合具體情景分析問題，如下例：
【題目】用Pt電極電解含有各0.1molCu 和X 的溶液，陰極析出固體物質(zhì)的質(zhì)量m(g)與溶液中通過電子的物質(zhì)的量n(mol)的關(guān)系見圖示。則離子的氧化能力由大到小排列正確的是（ ）。
A、Cu ＞X ＞H B、H ＞X ＞Cu
C、X ＞H ＞Cu D、Cu ＞H ＞X
分析：有些學(xué)生沒認(rèn)真分析，就將X 與Fe 聯(lián)系起來，選擇C答案。這其實(shí)是簡單記憶陽離子放電順序?qū)е露▌?shì)思維造成的結(jié)果。本題的解題信息在圖象中：一通電就有固體析出，且通過0.2mol電子后，再?zèng)]有固體析出了，說明是Cu 放電的結(jié)果。X 不放電，故答案應(yīng)為D。
上例充分說明理解的重要性，也強(qiáng)調(diào)記憶的靈活性。理解是記憶的前提，記憶是理解的歸宿。將記住的東西置于
知識(shí)出現(xiàn)的背景中，并與具體問題結(jié)合起來進(jìn)行處理，掌握學(xué)過的知識(shí)才能事半功倍。
二、抓住重點(diǎn)，突破難點(diǎn)
本單元知識(shí)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容之一是電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)原理），它也是高考命題的熱點(diǎn)內(nèi)容。學(xué)習(xí)時(shí)可以用一條線來貫穿這一知識(shí)點(diǎn)，如“粗鹽的提純電解原理電解裝置電解計(jì)算綜合應(yīng)用”等，對(duì)每一環(huán)節(jié)的原理要在理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行把握，然后剖析一些細(xì)節(jié)問題，條件許可還可以將部分知識(shí)進(jìn)行拓展、延伸，以豐富自己的知識(shí)水平。
在抓重點(diǎn)內(nèi)容時(shí)，對(duì)本單元的難點(diǎn)內(nèi)容――電極反應(yīng)式的書寫，更不能忽視。正確書寫電極反應(yīng)式要從以下幾個(gè)環(huán)節(jié)入手：①分清電極，與電源正極相連的為陽極，與負(fù)極相連的為陰極。②剖析溶液，電解質(zhì)溶液中有哪些陽離子，哪些陰離子，并分類。③注意先后，即離子放電順序如何。④書寫電極反應(yīng)式，注意使電子得失守恒。⑤檢查，兩電極反應(yīng)式相加要等于總反應(yīng)式或總反應(yīng)式減一電極反應(yīng)式得另一電極反應(yīng)式。
三、善于總結(jié)，注意歸納
本單元可以歸納的知識(shí)還是比較多的。如用惰性電極電解酸、堿、鹽溶液，就可以分為電解水型(例NaOH)、分解電解質(zhì)型(例CuCl )、放H 生堿型(例NaCl)、放O 生酸型(例CuSO4)等。又如電極名稱與電極反應(yīng)的關(guān)系可以用四個(gè)字概括：陽――氧，陰――還；實(shí)際上只須記“陽氧”兩個(gè)字就可以了，其它的可以推理。再如電解的計(jì)算是本單元的一個(gè)重點(diǎn)應(yīng)用問題，其常用的解題方法可以歸結(jié)為兩種：一是根據(jù)電解方程式或電極反應(yīng)式列比例求解，二是利用各電極、線路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目守恒列等式求解（此法較為簡便）。心理學(xué)上講，將須記憶的東西濃縮得越多，提煉得越精簡，就越容易記住。所以，學(xué)習(xí)中一定要注意將知識(shí)進(jìn)行歸納、總結(jié)。
四、聯(lián)系應(yīng)用，逐步提高
電化學(xué)的內(nèi)容是歷年高考命題的重點(diǎn)內(nèi)容之一，出題形式豐富，其考查方式舉例如下：
（1）電解原理的基礎(chǔ)知識(shí)：包括電極名稱或電解產(chǎn)物的確定、根據(jù)電極變化判斷金屬活潑性強(qiáng)弱或電極材料、電極反應(yīng)式的書寫或?qū)傩缘取?/p>
例1（2002年河南）在原電池和電解池的電極上所發(fā)生的反應(yīng)，同屬氧化反應(yīng)或同屬還原反應(yīng)的是（ ）。
A、原電池正極和電解池陽極所發(fā)生的反應(yīng)
B、原電池正極和電解池陰極所發(fā)生的反應(yīng)
C、原電池負(fù)極和電解池陽極所發(fā)生的反應(yīng)
D、原電池負(fù)極和電解池陰極所發(fā)生的反應(yīng)
分析：原電池負(fù)極和電解池陽極發(fā)生的是氧化反應(yīng)；原電池正極和電解池陰極發(fā)生的是還原反應(yīng)。故答案為B、C。
（2）有關(guān)電解的計(jì)算：通常是求電解后某產(chǎn)物的質(zhì)量、物質(zhì)的量、氣體的體積、某元素的化合價(jià)以及溶液的pH、物質(zhì)的量濃度等。運(yùn)用電子守恒原理解答較好。
例2（2002年春季）通以相等的電量，分別電解等濃度的硝酸銀和硝酸亞汞（亞汞的化合價(jià)為+1價(jià)）溶液，若被還原的硝酸銀和硝酸亞汞的物質(zhì)的量之比n（硝酸銀）n（硝酸亞汞）=21，則下列表述正確的是（ ）。
A、在兩個(gè)陰極上得到的銀和汞的物質(zhì)的量之比n（Ag）n（Hg）=21
B、在兩個(gè)陽極上得到的產(chǎn)物的物質(zhì)的量不相等
C、硝酸亞汞的分子式為HgNO
D、硝酸亞汞的分子式為Hg (NO )
本文為全文原貌 未安裝PDF瀏覽器用戶請(qǐng)先下載安裝 原版全文
分析：通以相等的電量即是通過相同的電子數(shù)，銀和亞汞都是+1價(jià)，因此，得到的單質(zhì)銀和汞的物質(zhì)的量也應(yīng)相等；又因電解的n（硝酸銀）n（硝酸亞汞）=21，硝酸銀的化學(xué)式為AgNO ，故硝酸亞汞的化學(xué)式不可能為HgNO ，只能為Hg (NO ) 。所以，正確選項(xiàng)為D。
（3）聯(lián)系生產(chǎn)生活：主要是新技術(shù)、新情景等問題的處理。
例3（2002年上海）某學(xué)生想制作一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液，通電時(shí)，為使Cl 被完全吸收，制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液，設(shè)計(jì)了如圖的裝置，則對(duì)電源電極名稱和消毒液的主要成分判斷正確的是（ ）。
A、a為正極，b為負(fù)極；NaClO和NaCl
B、a為負(fù)極，b為正極；NaClO和NaCl
C、a為陽極，b為陰極；HClO和NaCl
D、a為陰極，b為陽極；HClO和NaCl
分析： 用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液發(fā)生的反應(yīng)是：2NaCl+2H O2NaOH+H +Cl ，副反應(yīng)為：2NaOH+Cl =NaCl+NaClO+H O，則可推知使Cl 被完全吸收制得有較強(qiáng)殺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。電解過程中陰極產(chǎn)生H ，結(jié)合圖示，消毒液發(fā)生器的液體上部空間充滿的是H ，故電源a極是負(fù)極，b為正極。所以答案為B。
（4）綜合應(yīng)用：與物理學(xué)中的電路分析、電流強(qiáng)度、電阻、能量轉(zhuǎn)化等聯(lián)系滲透，也可以與環(huán)境保護(hù)、高新技術(shù)（如航天飛船）等綜合測(cè)試。命題的靈活性大，學(xué)生思維空間的自由度也較大，正符合“3+X”考試精神。
例4（2003年春季）如圖是可用于測(cè)量阿伏加德羅常數(shù)的裝置示意圖，其中A、B是兩塊純銅片，插在CuSO 稀溶液中，銅片與引出導(dǎo)線相連，引出端分別為X、Y。
（1）當(dāng)以I=0.21A的電流電解60min后，測(cè)得銅片A的質(zhì)量增加了0.25g，則圖裝置中的X端應(yīng)與直流電的?搖?搖?搖極相連，它是電解池的?搖?搖?搖極。
（2）電解后銅片B的質(zhì)量?搖?搖?搖?搖?搖?搖（答“增加”、“減少”或“不變”）。
（3）列式計(jì)算實(shí)驗(yàn)測(cè)得的阿伏加德羅常數(shù)NA。（已知電子電量e=1.60×10-19C）
分析：（1）因?yàn)殂~片A的質(zhì)量增加，A為電解池的陰極，電極反應(yīng)式為：Cu2++2e-=Cu，X端應(yīng)與直流電的負(fù)極相連接。（2）銅片B則為電解池的陽極，電極反應(yīng)式為：Cu-2e =Cu ，其質(zhì)量減少。（3）N =64g?mol ×0.21C?s ×60min×60s?min /（0.25g×2×1.60×10 C）=6.0×10 mol 。
不開刀，也能使癌腫消退，這就是癌腫電化學(xué)治療儀的獨(dú)特之處。
過去，有些病人患了腫瘤，因?yàn)樾姆喂δ懿蝗仍蚨灰俗魇中g(shù)等治療，結(jié)果只好眼睜睜地看著癌細(xì)胞擴(kuò)散。有些轉(zhuǎn)移性腫瘤或體表腫瘤復(fù)發(fā)后，因?yàn)閭诮?jīng)常難以愈合，醫(yī)務(wù)人員也只能“望瘤興嘆”。醫(yī)務(wù)界對(duì)上述狀況束手無策多年，近來一種解決上述難題的癌腫電化學(xué)治療儀在國內(nèi)應(yīng)運(yùn)而生，并正在逐步推上臨床。
癌腫電化學(xué)醫(yī)療技術(shù)是瑞典著名放射等家陸登斯如門教授經(jīng)過20余年探索，利用生物閉合原理研究出的治療癌腫的新方法。近年來，我國有關(guān)醫(yī)學(xué)專家以及研究人員對(duì)此進(jìn)行了開發(fā)，并且在治療儀上配了電腦，使之居于國際領(lǐng)先地位。經(jīng)臨床驗(yàn)證，此類儀器治療癌腫的總有效率達(dá)97％。其中癌腫全消率為46％，縮小一半率為36％。
癌腫電化學(xué)治療儀是通過什么機(jī)理達(dá)到治療腫瘤的目的呢?原來，人體是由細(xì)胞等組成。細(xì)胞必須在各種合適的條件下才得以生存并發(fā)揮各自的功能。這個(gè)合適的條件當(dāng)然也包括細(xì)胞內(nèi)外正常的酸堿值。一旦改變了細(xì)胞內(nèi)外的任何條件，細(xì)胞就會(huì)失去或改變它的功能。甚至發(fā)生破裂。正常情況下，人體會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)以適應(yīng)環(huán)境的變化。而人為地破壞這些條件，細(xì)胞就會(huì)遭受破壞。癌腫電化學(xué)治療儀正是通過外接電源，人為地使腫瘤局部組織產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而改變細(xì)胞正常的生存條件，以達(dá)到治療腫瘤的目的。在治療時(shí)，這種人為的干預(yù)通過一組或多種正負(fù)電極針，沿腫瘤基底周邊刺進(jìn)腫瘤深部。在直流電電場(chǎng)作用下，腫瘤細(xì)胞組織的酸堿值發(fā)生劇烈變化，陽極區(qū)的酸堿值呈強(qiáng)酸性，陰極區(qū)的酸堿值呈強(qiáng)堿性。此時(shí)，癌細(xì)胞就會(huì)發(fā)生破裂。并導(dǎo)致蛋白凝固壞死，發(fā)生液化。這些壞死的腫瘤組織經(jīng)過近一個(gè)月的自然排斥，脫痂，從而使癌腫逐步縮小，以致于完全消除。這樣既不存在傷口愈合的問題，又達(dá)到了治療的日的。此儀器對(duì)可直視的癌腫以及不宜手術(shù)的癌腫提供了一種新的治療手段。
當(dāng)然，任何事物都不可能盡善盡美。尤其對(duì)癌腫的治療，目前更沒有絕對(duì)完善的手段。因此，癌腫電化學(xué)治療儀盡管有癌腫縮小明顯、病人痛苦小、無副作用、方便經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，然而它畢竟只能對(duì)腫瘤的實(shí)體部分進(jìn)行直接干預(yù)。腫瘤是一種全身性的疾病，如果體表的癌腫是身體其它部位轉(zhuǎn)移來的，只治其標(biāo)不治其本，還是不能從根本上解決問題。所以說，癌腫電化學(xué)治療儀只能有選擇地因人因病施用，切不可把它當(dāng)作治癌的萬能儀。當(dāng)今醫(yī)學(xué)界一致認(rèn)為，綜合治療是攻克腫瘤的最佳手段，因?yàn)橹挥羞@樣方可取長補(bǔ)短，相得益彰。
一、以元素推斷等知識(shí)為切入點(diǎn)，滲透電化學(xué)內(nèi)容，體現(xiàn)元素化合物與電化學(xué)知識(shí)的有機(jī)融合
為拓展考查知識(shí)的寬度，在對(duì)電化學(xué)知識(shí)命題時(shí)，常常結(jié)合元素推斷、物質(zhì)推斷、氧化還原反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)速率等知識(shí)，以提高試題的綜合性。
例1 X、Y、Z、L、M五種元素的原子序數(shù)依次增大。X、Y、Z、L是組成蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)元素，M是地殼中含量最高的金屬元素。
回答下列問題：
（1）L的元素符號(hào)為______ ；M在元素周期表中的位置為__________________ ；五種元素的原子半徑從大到小的順序是__________________ （用元素符號(hào)表示）。
（2）Z、X兩元素按原子數(shù)目比l∶3和2∶4構(gòu)成分子A和B，A的電子式為______，B的結(jié)構(gòu)式為______ 。
只要路是對(duì)的，就不怕路遠(yuǎn)。
欲望以提升熱忱，毅力以磨平高山。______
（3）硒（se）是人體必需的微量元素，與L同一主族，Se原子比L原子多兩個(gè)電子層，則Se的原子序數(shù)為______ ，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物化學(xué)式為______ 。該族2 ～ 5周期元素單質(zhì)分別與H2反應(yīng)生成1mol氣態(tài)氫化物的反應(yīng)熱如下，表示生成1mol硒化氫反應(yīng)熱的是______ （填字母代號(hào)）。
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單質(zhì)作陽極，石墨作陰極，NaHCO3溶液作電解液進(jìn)行電解，生成難溶物R，R受熱分解生成化合物Q 。寫出陽極生成R的電極反應(yīng)式：____________ ；由R生成Q的化學(xué)方程式：__________________。
命題立意：本題以元素的推斷為背景，綜合考查了元素符號(hào)的書寫、元素位置的判斷和原子半徑大小的比較；考查了電子式、結(jié)構(gòu)式的書寫，元素周期律，和電極反應(yīng)式、化學(xué)方程式的書寫，是典型的學(xué)科內(nèi)綜合試題。
解析：（1）X、Y、Z、L是組成蛋白質(zhì)的四種元素且原子序數(shù)依次增大，故分別為：H、C、N、O元素；M是地殼中含量最高的元素，為Al，其在周期表的位置為第3周第ⅢA族；再根據(jù)五種元素在周期表的位置，可知半徑由大到小的順序是：Al>C>N>O>H。
（2）N和H 1∶3構(gòu)成的分子為NH3，電子式為；2：4構(gòu)成的分子為N2H4，其結(jié)構(gòu)式為。
（3）Se比O多兩個(gè)電子層，共4個(gè)電子層，14電子層上的電子數(shù)分別為：2、8 、18、6，故其原子序數(shù)為34；其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的化學(xué)式類似H2SO4，為H2SeO4。
非金屬性越強(qiáng)，與氫氣反應(yīng)放出的熱量越多，故25周期放出的熱量依次是：d、c、b、a，則第四周期的Se對(duì)應(yīng)的是b。
（4）Al作陽極失去電子生成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、以化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)為切入點(diǎn)，滲透電化學(xué)知識(shí)，體現(xiàn)電化學(xué)知識(shí)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)的有機(jī)融合
由于電化學(xué)知識(shí)在電極反應(yīng)分析及電極反應(yīng)式等知識(shí)中，會(huì)涉及電極材料、電解液中離子等性質(zhì)的分析，因而在電化學(xué)考查中容易與化學(xué)實(shí)驗(yàn)融合在一起。如電解質(zhì)溶液的制備、凈化、電極反應(yīng)產(chǎn)物的檢驗(yàn)、電化學(xué)裝置設(shè)計(jì)等等，從而提高試題的綜合度，利于全面考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)和靈活解答問題的能力。在崇尚知識(shí)立意，注重考查能力的命題原則下，相信該類試題會(huì)備受推崇。
例2 下圖是一個(gè)用鉑絲作電極，電解稀的MgSO4，電解液中加有中性紅指示劑，此時(shí)溶液呈紅色。（指示劑的PH變色范圍：6.8～8.0，酸色―紅色，堿色―黃色）
回答下列問題：
（1）下列關(guān)于電解過程中電極附近溶液顏色變化的敘述正確的是____________（填編號(hào)）；
①A管溶液由紅變黃； ② B溶液由紅變黃 ③ A管溶液不變色 ④B管溶液不變色
（2）寫出A管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：____________________________________
（3）寫出B管中發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式：____________________________________
（4）檢驗(yàn)a管中氣體的方法是______________________________
（5）檢驗(yàn)b管中氣體的方法是______________________________
（6）電解一段時(shí)間后，切斷電源，將電解液倒入燒杯內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是______ 。
解析：A管中的電極與外電源負(fù)極相連，做電解池的陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2，A管中溶液的PH增大，堿性增強(qiáng)，溶液由紅色變黃色，剩余的OH-與Mg2+結(jié)合生成Mg（OH）2：Mg2++2OH-=Mg（OH）2。B管中的電極與外電源正極相連，做電解池的陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，4OH-―4e-=2H2O+O2，溶液中OH-濃度減小，溶液酸性增強(qiáng)，顏色不發(fā)生變化。試管a中收集的氣體為H2，收集后靠近火焰，會(huì)聽到有爆鳴聲，管口有淡藍(lán)色火焰；試管b中收集的氣體為O2，收集后將帶火星的木條插入試管中，木條復(fù)燃。將電解后的溶液倒入燒杯中，會(huì)使陰陽兩極的電解液被重新混合均勻。MgSO4是活潑金屬的含氧酸鹽，電解的實(shí)質(zhì)是電解水，在兩電極上分別產(chǎn)生H2和O2，同時(shí)兩極區(qū)分別生成Mg（OH）2和H2SO4，當(dāng)混合后兩者反應(yīng)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，取出試管，管口靠近火焰，放開拇指，有爆鳴聲，管口有淡藍(lán)色火焰。
（5）用拇指按住管口，取出試管正立，放開拇指，將帶有火星的木條插入試管內(nèi)，木條復(fù)燃。
（6）溶液呈紅色，白色沉淀溶解（或大部分溶解）。
三、以新型化學(xué)電源為切入點(diǎn)，考查電化學(xué)知識(shí)
新型化學(xué)電源一般具有電壓穩(wěn)定、比能量高、高能環(huán)保、經(jīng)久耐用等特點(diǎn)，以新型化學(xué)電源為載體的化學(xué)試題，既能體現(xiàn)化學(xué)知識(shí)的實(shí)用性，又能體現(xiàn)化學(xué)命題的時(shí)代性、新穎性，使試題在考查化學(xué)知識(shí)的同時(shí)，又能較好的考查學(xué)生分析問題、解答問題的能力，這種命題情景趨勢(shì)將會(huì)繼續(xù)延續(xù)。
對(duì)電化學(xué)知識(shí)的考查主要集中在以下基本方面：
1.可充電電池放電時(shí)電極極性判斷及充電時(shí)與電源的連接
（1）放電時(shí)新型電池中負(fù)極材料元素化合價(jià)升高的物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)物質(zhì)
正極材料元素化合價(jià)降低的物質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)物質(zhì)
（2）可充電電池用完后充電時(shí)，原電池的負(fù)極與電源負(fù)極相連，原電池正極與電源正極相連。
2.可充電電池電極反應(yīng)式的書寫
含淚播種的人一定能含笑收獲。
不是境況造就人，而是人造就境況。______
書寫可充電電池的電極反應(yīng)式，一般都是先書寫放電的電極反應(yīng)式。書寫放電的電極反應(yīng)式時(shí)，可遵循三步：①標(biāo)出總式中電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目和方向，找出參與負(fù)極反應(yīng)的物質(zhì)；②寫出一個(gè)較容易書寫的電極反應(yīng)式（書寫時(shí)注意溶液對(duì)電極產(chǎn)物的影響，即電極產(chǎn)物在該溶液中能否穩(wěn)定存在）；③在電子守恒的基礎(chǔ)上，用總式減去寫出的電極反應(yīng)式即可得另一電極反應(yīng)式。
充電時(shí)電極反應(yīng)式與放電時(shí)相反，充電的陽極反應(yīng)式分為放電正極反應(yīng)式，充電的陰極反應(yīng)式分為放電負(fù)極反應(yīng)式。
3.溶液中離子定向移動(dòng)的判斷
放電時(shí)，陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極；充電時(shí)，陰離子移向陽極，陽離子移向陰極。
例3研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量差別進(jìn)行發(fā)電，在海水中電池總反應(yīng)可表示為：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl，下列“水”電池在海水中放電時(shí)的有關(guān)說法正確的是（ ）
A.正極反應(yīng)式：Ag+Cl--e-=AgCl
B.每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mol電子
C.Na+不斷向“水”電池的負(fù)極移動(dòng)
D.AgCl是還原產(chǎn)物
考點(diǎn)：電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式；原電池和電解池的工作原理。
解析：根據(jù)電池總反應(yīng)可判斷出反應(yīng)中Ag的化合價(jià)升高，被氧化，Ag應(yīng)為原電池的負(fù)極，AgCl是氧化產(chǎn)物；方程式中5MnO2生成1Na2Mn5O10，化合價(jià)共降低了2價(jià)，所以每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mol電子；在原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽離子向正極移動(dòng)，以形成閉合電路。
A項(xiàng)，根據(jù)電池總反應(yīng)：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl，可判斷出Ag應(yīng)為原電池的負(fù)極，負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的電極方程式為：Ag+Cl--e-=AgCl，故A錯(cuò)；B項(xiàng)，根據(jù)方程式中5MnO2生成1Na2Mn5O10，化合價(jià)共降低了2價(jià)，所以每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mol電子，故B正確；C項(xiàng)，在原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，陽離子向正極移動(dòng)，故C錯(cuò)；D項(xiàng)，反應(yīng)中Ag的化合價(jià)升高，被氧化，Ag應(yīng)為原電池的負(fù)極，AgCl是氧化產(chǎn)物，故D錯(cuò)。
一、知識(shí)體系構(gòu)建
1.原電池、電解池、電鍍池的比較
原電池電解池電鍍池
定義把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的裝置
裝置舉例
形成條件①有兩個(gè)活潑性不同的電極。
②有電解質(zhì)溶液。
③電極間形成閉合回路（或在溶液中接觸）
①有外加電源及與之相連的兩個(gè)電極。
②有電解質(zhì)溶液(或熔化的電解質(zhì))。
③形成閉合回路
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離子（電鍍過程中濃度不變）
電極名稱負(fù)極：較活潑的金屬（電子流出的極）
正極：較不活潑的金屬（或能導(dǎo)電的非金屬）（電子流入的極）
陽極：與電源正極相連的電極
陰極：與電源負(fù)極相連的電極名稱與電解池相同，但有限制條件：陽極――鍍層金屬，陰極――待鍍金屬
電極反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)
正極：還原反應(yīng)
陽極：氧化反應(yīng)
陰極：還原反應(yīng)
陽極：金屬電極失電子溶解
陰極：電鍍液中的金屬陽離子得電子
電子流向
負(fù)極導(dǎo)線正極
電源負(fù)極導(dǎo)線陰極
電源正極導(dǎo)線陽極
與電解池相同
（1）同一原電池的正、負(fù)極的電極反應(yīng)中得、失電子數(shù)相等；（2）同一電解池的陰、陽極的電極反應(yīng)中得、失電子數(shù)相等；（3）串聯(lián)電路中的各個(gè)電極反應(yīng)得、失電子數(shù)相等。這三個(gè)相等，既是寫電極反應(yīng)式的依據(jù)之一，也是進(jìn)行電化學(xué)計(jì)算的依據(jù)之一。
2.原電池的常見類型
根據(jù)電極材料活潑性和反應(yīng)情況的不同，可將原電池分成不同類型。
（1）在金屬―金屬構(gòu)成的原電池中，相對(duì)活潑的金屬一般作負(fù)極，被氧化，生成金屬陽離子；相對(duì)不活潑的金屬一般作正極，溶液中的陽離子被還原（一般被還原為單質(zhì)）。
例如，電池ZnH2SO4Cu的反應(yīng)式：
負(fù)極 Zn-2e-Zn2+
正極 2H++2e-H2
總反應(yīng) Zn+2H+Zn2++H2
（2）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；金屬電極作負(fù)極。
例如，電池FeH2SO4C的反應(yīng)式：
負(fù)極 Fe-2e-Fe2+
正極 2H++2e-H2
總反應(yīng) Fe+2H+Fe2++H2
（3）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)；金屬電極作負(fù)極。
例如，電池ZnKOHAg2O（銀鋅紐扣電池）的反應(yīng)式：
負(fù)極 Zn+2OH--2e-ZnO+H2O
正極 Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-
總反應(yīng) Zn+Ag2OZnO+2Ag
（4）用兩個(gè)惰性電極作為電極的燃料電池，通有還原性氣體的電極為負(fù)極，通有氧化性氣體的電極為正極。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，反應(yīng)式為：
負(fù)極 2H2+4OH--4e-4H2O
正極 O2+2H2O+4e-4OH-
總反應(yīng) 2H2+O22H2O
3.金屬的腐蝕和防護(hù)
（1）金屬的腐蝕
金屬的腐蝕分化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種。
化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕
定義金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)發(fā)生原電池反應(yīng)而引起的腐蝕
條件金屬與非電解質(zhì)等直接接觸不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸
電子得失金屬直接把電子轉(zhuǎn)移給有氧化性的物質(zhì)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)
現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱的電流產(chǎn)生
本質(zhì)金屬被氧化的過程較活潑金屬被氧化的過程
實(shí)例金屬與O2、Cl2等物質(zhì)直接反應(yīng)鋼鐵在潮濕的空氣中被腐蝕
相互關(guān)系化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更為普遍，危害也更嚴(yán)重
（2）鋼鐵的電化學(xué)腐蝕原理
鋼鐵長時(shí)間在干燥空氣中不易腐蝕，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，鐵和碳構(gòu)成了微原電池。
①吸氧腐蝕：此時(shí)電解質(zhì)溶液酸性較弱，呈中性或堿性。
負(fù)極 2Fe-4e-2Fe2+
正極 2H2O+O2+4e-4OH-
總反應(yīng) 2H2O+O2+2Fe2Fe(OH)2
在空氣中，4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3失水而成鐵銹Fe2O3•xH2O。
②析氫腐蝕：此時(shí)電解質(zhì)溶液的酸性較強(qiáng)。
負(fù)極 Fe-2e-Fe2+
正極 2H++2e-H2
總反應(yīng) Fe+2H+Fe2++H2
一般情況下，鋼鐵的腐蝕以吸氧腐蝕為主，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三個(gè)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?；蛲饧与娫矗贡槐Ｗo(hù)的金屬與電源的負(fù)極相連，成為陰極而被保護(hù)。
二、復(fù)習(xí)方法指導(dǎo)
通過氧化還原反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能的相互轉(zhuǎn)化，這就是電化學(xué)的基本原理。要復(fù)習(xí)好這部分內(nèi)容，應(yīng)注意以下問題。
1.聯(lián)系氧化還原反應(yīng)
能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)在理論上都能設(shè)計(jì)成原電池，電解是非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)；將氧化還原反應(yīng)方程式拆成氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的兩個(gè)半反應(yīng)就是電極反應(yīng)，原電池的負(fù)極和電解池的陽極都發(fā)生氧化反應(yīng)（負(fù)陽氧：諧音“沸羊羊”）；離子氧化性和還原性的強(qiáng)弱決定了電解時(shí)溶液中離子的放電順序；電子得失守恒規(guī)律是進(jìn)行電化學(xué)計(jì)算的基本依據(jù)。
2.對(duì)比容易混淆的知識(shí)
準(zhǔn)確理解概念是學(xué)好化學(xué)的基礎(chǔ)，本章有很多容易混淆的概念，需要對(duì)比復(fù)習(xí)。除了前面對(duì)比過的“三池”（原電池、電解池和電鍍池）、化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕、析氫腐蝕和吸氧腐蝕外，還有很多可以進(jìn)行對(duì)比的知識(shí)點(diǎn)。例如，氫氧燃料電池在不同性質(zhì)的電解質(zhì)條件下電極方程式的寫法，電解池在惰性電極下和非惰性電極下的放電規(guī)律，原電池和電解池的電極判斷和電極反應(yīng)類型，等等。只有不斷進(jìn)行對(duì)比，才可以澄清學(xué)習(xí)中的模糊認(rèn)知，加深對(duì)知識(shí)的理解。
3.歸納重要規(guī)律或方法
善于總結(jié)一些實(shí)用的解題規(guī)律或方法，對(duì)于提高復(fù)習(xí)的效率至關(guān)重要。
（1）原電池、電解池和電鍍池的判斷規(guī)律
①若無外接電源，則可能是原電池，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（或其中一種是非金屬導(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，若陽極金屬與電解質(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，則利用題中信息，能找出發(fā)生自發(fā)氧化還原反應(yīng)的裝置為原電池。
（2）酸、堿、鹽溶液的電解規(guī)律
用惰性電極電解酸、堿、鹽的溶液時(shí)，可按下列步驟進(jìn)行分析。
通電之前找離子：分析電解質(zhì)溶液中有關(guān)物質(zhì)的電離過程（包括電解質(zhì)和水的電離），找出溶液中存在的所有離子。
通電之后四判斷：
①判斷離子的移動(dòng)方向，陰離子移向陽極，陽離子移向陰極。
②判斷離子的放電能力。
陽極――金屬陽極＞S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根＞F-；
陰極――Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞…。
③判斷電極反應(yīng)，書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。
④判斷電解結(jié)果，兩極現(xiàn)象、水的電離平衡結(jié)果、離子濃度、溶液的酸堿性、pH變化等。
酸、堿、鹽溶液的電解規(guī)律
類型電極反應(yīng)特點(diǎn)實(shí)例電解對(duì)象電解質(zhì)濃度 pH電解質(zhì)溶液復(fù)原
電解水型陰極：2H++2e-H2
陽極：4OH--4e-2H2O+O2NaOH水增大增大加水
H2SO4水增大減小加水
Na2SO4水增大不變加水
分解電解質(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰、陽離子分別在兩極放電HCl電解質(zhì)減小增大通HCl
CuCl2電解質(zhì)減小-加CuCl2
放氫生堿型陰極：H2O電離出的H+得電子，放出H2生成堿
陽極：電解質(zhì)的陰離子放電NaCl電解質(zhì)和水 生成新電解質(zhì)增大通入HCl
放氧生酸型陰極：電解質(zhì)的陽離子放電
陽極：H2O電離出的OH-失電子，放出O2生成酸CuSO4電解質(zhì)和水 生成新電解質(zhì)減小加CuO
（3）原電池電極反應(yīng)式的書寫方法
①列物質(zhì)，標(biāo)得失：按照負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)、正極發(fā)生還原反應(yīng)，判斷出電極反應(yīng)產(chǎn)物，標(biāo)出得失電子的數(shù)量。
②看環(huán)境，配守恒：電極產(chǎn)物在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中，應(yīng)能穩(wěn)定存在，如堿性介質(zhì)中生成的H+應(yīng)讓其結(jié)合OH-生成水。電極反應(yīng)式要根據(jù)電荷守恒、質(zhì)量守恒、電子守恒等加以配平。
③兩式加，驗(yàn)總式：將兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)的離子方程式對(duì)照驗(yàn)證。
（4）可充電電池的判斷方法
二次電池放電時(shí)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)；充電時(shí)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。
（5）金屬腐蝕的快慢規(guī)律
①在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢順序：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防腐措施的腐蝕。
②同一金屬在不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢的順序：強(qiáng)電解質(zhì)溶液＞弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液。
③對(duì)于活動(dòng)性不同的兩種金屬，活動(dòng)性差別越大，氧化還原反應(yīng)速率越快，活潑金屬腐蝕速率越快。
④對(duì)于同一電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液濃度越大，金屬腐蝕越快（鈍化除外）。
⑤純度越高的金屬，腐蝕的速率越慢（純金屬幾乎不被腐蝕）。
⑥不純的金屬或合金，在潮濕的空氣中腐蝕的速率遠(yuǎn)大于在干燥、隔絕空氣條件下的腐蝕。
（6）電解計(jì)算的方法
有關(guān)電解的計(jì)算通常是求電解后某產(chǎn)物的質(zhì)量、氣體的體積、某元素的化合價(jià)以及溶液的pH、物質(zhì)的量濃度等。解答此類題的方法有兩種：一是根據(jù)電解方程式或電極反應(yīng)式列比例式求解；二是利用各電極、線路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目守恒列等式求解。利用電子守恒較為簡便，但需注意靈活運(yùn)用。
三、易錯(cuò)知識(shí)辨析
1.原電池的電極和電極反應(yīng)
（1）從不同的角度分析，對(duì)原電池的電極類型可以有不同的理解：負(fù)極是較活潑的金屬，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極，電子豐富的一極，電子流出的一極，電流流入的一極，被腐蝕的一極；正極相應(yīng)是較不活潑的金屬，發(fā)生還原反應(yīng)的一極，電子貧乏的一極，電子流入的一極，電流流出的一極，被保護(hù)的一極。
（2）原電池正、負(fù)極的判斷基礎(chǔ)是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，如果給出一個(gè)方程式判斷正、負(fù)極，可以直接根據(jù)化合價(jià)的升降來判斷。不管原電池的類型如何，不管電極是否參與反應(yīng)，發(fā)生氧化反應(yīng)的一極總是負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)的一極總是正極。把握了這一點(diǎn)，便可以做到以不變應(yīng)萬變。
（3）判斷電極時(shí)，不能簡單地依據(jù)金屬的活潑性來判斷，要看反應(yīng)的具體情況。例如，Al在強(qiáng)堿性溶液中比Mg更易失電子，Al作負(fù)極，Mg作正極；Fe、Al在濃硝酸中鈍化后，比Cu等金屬更難失電子，Cu等金屬作負(fù)極，F(xiàn)e、Al作正極。
（4）燃料電池和普通電池不同，必須使用輔助電極，電極本身不參與反應(yīng)，所采用的燃料一般為H2、CH4、CH3OH、CO等，助燃劑一般為O2（或空氣）。
（5）原電池中正、負(fù)極的電極反應(yīng)式作為一種特殊的離子方程式，對(duì)于強(qiáng)、弱電解質(zhì)的書寫形式，沒有嚴(yán)格的規(guī)定，但必須遵循原子守恒和電荷守恒規(guī)律。
2.電解原理及其應(yīng)用
（1）用惰性電極電解飽和食鹽水時(shí)，Na+和水電離出的H+移向陰極，H+發(fā)生還原反應(yīng)生成H2：2H++2e-H2，破壞了水的電離平衡（H2OH++OH-），導(dǎo)致陰極附近溶液中的c(OH-)＞c(H+)，溶液顯堿性。由此可見，電解前如果向溶液中滴入酚酞試液，電解時(shí)陰極附近的溶液先變紅。
（2）電解后要恢復(fù)原電解質(zhì)溶液的濃度，需加適量的某物質(zhì)。該物質(zhì)可以是陰極與陽極產(chǎn)物的化合物，如用惰性電極電解CuSO4溶液，要恢復(fù)原溶液的濃度，可向電解后的溶液中加入CuO，也可以加入CuCO3，但不能加入Cu(OH)2，因?yàn)镃u(OH)2與生成的H2SO4反應(yīng)后使水量增加。
（3）粗銅中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金等多種金屬雜質(zhì)，當(dāng)含雜質(zhì)的銅在陽極不斷溶解時(shí)，金屬活動(dòng)性位于銅之前的金屬雜質(zhì)，如鋅、鐵、鎳等也會(huì)同時(shí)失去電子，但是它們的陽離子比銅離子難以還原，所以它們并不能在陰極析出，而只能以離子的形式留在電解液里；金屬活動(dòng)性位于銅之后的銀、金等雜質(zhì)，因?yàn)槭ル娮拥哪芰Ρ茹~弱，難以在陽極失去電子變成陽離子而溶解，所以當(dāng)陽極的銅失去電子變成陽離子溶解之后，它們便以金屬單質(zhì)的形式沉積在電解槽底，形成陽極泥。由此可知，電解精煉時(shí)，陽極溶解銅的量大于陰極析出銅的量。
（4）可充電電池放電時(shí)作原電池，充電時(shí)作電解池，兩池的電極反應(yīng)式正好相反，即電解池的陰極反應(yīng)式對(duì)應(yīng)于原電池的負(fù)極反應(yīng)的逆反應(yīng)式，電解池的陽極反應(yīng)式對(duì)應(yīng)于原電池正極反應(yīng)的逆反應(yīng)式，但電解池反應(yīng)與原電池反應(yīng)并不是相應(yīng)的可逆反應(yīng)。
四、考情分析預(yù)測(cè)
高考對(duì)電化學(xué)知識(shí)的考查，常見題型是選擇和填空。這部分的考點(diǎn)主要集中在如下幾個(gè)方面：（1）原電池、電解池、電鍍池的電極名稱及電極反應(yīng)式；（2）新型電池的電極反應(yīng)以及工作原理；（3）根據(jù)電解時(shí)的電極變化，判斷電極材料、電解質(zhì)的種類或如何使電解質(zhì)溶液復(fù)原；（4）有關(guān)電解產(chǎn)物的判斷和計(jì)算；（5）金屬的電化學(xué)腐蝕原理與防護(hù)；（6）電化學(xué)知識(shí)在能源、環(huán)保、物質(zhì)制備等方面的綜合應(yīng)用。
受試卷含量的限制，化學(xué)考試越來越重視試題的綜合性。電化學(xué)內(nèi)容是進(jìn)行綜合命題的重要素材，與之相關(guān)的綜合題預(yù)計(jì)在今后的高考中會(huì)有更多的體現(xiàn)。其常見綜合形式有：將原電池和電解池結(jié)合在一起，綜合考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化和氧化還原反應(yīng)等知識(shí)；將電化學(xué)內(nèi)容與無機(jī)推斷或化學(xué)實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行綜合；以環(huán)境問題、物質(zhì)制備、新能源、新科技等為載體，考查電化學(xué)知識(shí)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。
五、考試熱點(diǎn)例析
1.判斷裝置的類型
例1.某化學(xué)興趣小組的同學(xué)用下圖所示裝置研究電化學(xué)的問題。當(dāng)閉合該裝置中的電鍵時(shí)，觀察到電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。下列有關(guān)說法不正確的是（ ）
A.甲裝置是原電池，乙裝置是電解池
B.當(dāng)甲中產(chǎn)生0.1mol氣體時(shí)，乙中析出固體的質(zhì)量為6.4g
C.實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，甲溶液的pH增大，乙溶液的pH減小
D.將乙中的C電極換成銅電極，則乙裝置可變成電鍍裝置
解析：Zn、Cu電極和稀硫酸溶液可構(gòu)成原電池，其中Zn是負(fù)極，Cu是正極；乙裝置是電解池，C為陰極，Pt為陽極。當(dāng)甲中產(chǎn)生0.1molH2時(shí)，電路中通過0.2mol電子，乙中電解得到0.1molCu，質(zhì)量為6.4g。實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，甲溶液中的c(H+)減小，pH增大；乙溶液中的c(H+)增大，pH減小。乙中的C電極是陰極，將其換成銅電極，該裝置不是電鍍裝置。
答案：D
2.判斷電極和電極反應(yīng)
例2.如圖，E為沾有Na2SO4溶液的濾紙，并加入幾滴酚酞。A、B分別為Pt片，壓在濾紙兩端，R、S為電池的電極。M、N是多微孔Ni的電極材料，它在堿溶液中可以視為惰性電極。G為電流計(jì)，K為開關(guān)。C、D和電解池中都充滿濃KOH溶液。若在濾紙中央點(diǎn)上一滴紫色的KMnO4溶液，K打開，接通電源一段時(shí)間后，C、D中有氣體產(chǎn)生。
（1）R為 （填“正”或“負(fù)”）極。
（2）A附近溶液的現(xiàn)象是 ，B附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為 。
（3）濾紙上的紫色點(diǎn)向哪方移動(dòng)： （填“A”或“B”）。
（4）當(dāng)C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時(shí)，切斷外電源并接通開關(guān)K，經(jīng)過一段時(shí)間，C、D中氣體逐漸減少，C中的電極為 （填“正”或“負(fù)”）極，電極反應(yīng)式為 。
解析：電解KOH溶液就是電解水，兩極分別產(chǎn)生H2和O2，因?yàn)橄嗤瑮l件下產(chǎn)生H2的體積是O2體積的兩倍，所以C管中收集到的是H2，D管中收集到的是O2。
（1）H2是在陰極產(chǎn)生的，所以M是陰極，與之相連的R是電源的負(fù)極。
（2）B是電解池的陽極，A是電解池的陰極。電解Na2SO4溶液也是電解水，電解時(shí)H+移動(dòng)到A極得電子被還原為H2，破壞了A極附近水的電離平衡，導(dǎo)致A極附近溶液顯堿性，使酚酞試液變紅。B極OH-被氧化，放出O2。
（3）KMnO4中，紫紅色的MnO-4向陽極移動(dòng)。
（4）當(dāng)C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時(shí)，切斷外電源并接通開關(guān)K，此時(shí)裝置變?yōu)槿剂想姵?。?jīng)過一段時(shí)間，C、D中氣體逐漸減少，H2和O2反應(yīng)生成水，在堿性條件下，C中H2發(fā)生氧化反應(yīng)。
答案：（1）負(fù) （2）溶液變紅 4OH--4e-2H2O+O2 （3）B （4）負(fù) 2H2+4OH--4e-4H2O
3.書寫電極方程式
例3.燃料電池是一種效率高的新型電池，請(qǐng)根據(jù)要求回答下列問題。
（1）某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液，該電池的正極反應(yīng)式為 。
（2）一種燃料電池中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳。該電池負(fù)極發(fā)生的電極方程式為 。
（3）某燃料電池以CO為燃料，以空氣為氧化劑，以熔融態(tài)K2CO3為電解質(zhì)。寫出該燃料電池的總反應(yīng)式、正極和負(fù)極的電極反應(yīng)式： 。
（4）最近，科學(xué)家制造出一種使用固體電解質(zhì)的燃料電池，其效率很高。一個(gè)電極通入空氣，另一個(gè)電極通入汽油蒸汽。其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3（Y：釔）的ZrO2（Zr：鋯）固體，它在高溫下能傳導(dǎo)O2-（其中氧化反應(yīng)發(fā)生完全）。
①以丁烷代表汽油，這類電池放電時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
②這類電池正極的電極反應(yīng)式是 ，負(fù)極的電極反應(yīng)式是 ，向外電路輸出電子的電極是 。
③放電時(shí)，固體電解質(zhì)里的O2-向 （填“正”或“負(fù)”）極移動(dòng)。
解析：燃料電池的電極只起導(dǎo)電作用，一般不參與電極反應(yīng)。在負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的氣體一定是可燃性氣體（H2、CH4、CO、CH3OH等），失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；在正極上發(fā)生反應(yīng)的氣體是O2或空氣，得電子發(fā)生還原反應(yīng)。書寫電極反應(yīng)式時(shí)，一定要注意電解質(zhì)的性質(zhì)：電解質(zhì)溶液的酸堿性、固體電解質(zhì)能傳導(dǎo)的離子的種類等。
（1）因?yàn)樵撾姵氐碾娊庖簽镵OH溶液，所以在正極O2被還原應(yīng)生成OH-。
（2）原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，該燃料電池負(fù)極通入的氣體應(yīng)是CH3OH，電池的總反應(yīng)式為2CH3OH+3O24H2O+2CO2；酸性條件下的正極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+2H2O，即3O2+12e-+12H+6H2O，將總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式消去O2即得負(fù)極反應(yīng)式。
（3）該電池的總反應(yīng)式為CO+12O2CO2，因?yàn)殡娊赓|(zhì)為熔融態(tài)K2CO3，所以電池中是K+和CO2-3導(dǎo)電，正極反應(yīng)式為CO2+12O2+2e-CO2-3，用總反應(yīng)式減去正極的電極反應(yīng)式得到負(fù)極的電極反應(yīng)式：CO+CO2-3-2e-2CO2。
（4）在固體電解質(zhì)燃料電池中，電解質(zhì)在高溫下能傳導(dǎo)O2-，所以O(shè)2被還原的產(chǎn)物為O2-，正極反應(yīng)式為13O2+52e-26O2-；用總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式即得負(fù)極反應(yīng)式。不管是哪種電池，負(fù)極總是向外電路輸出電子的一極，陰離子向負(fù)極移動(dòng)。
答案：（1）O2+2H2O+4e-4OH- （2）CH3OH+H2O-6e-CO2+6H+ （3）正極：CO2+12O2+2e-CO2-3 負(fù)極：CO+CO2-3-2e-2CO2 總反應(yīng)式：CO+12O2CO2 （4）①2C4H10+13O28CO2+10H2O ②13O2+52e-26O2- 2C4H10+26O2--52e-8CO2+10H2O 負(fù) ③負(fù)
4.分析新型電池
例4.研究人員最近發(fā)現(xiàn)了一種“水”電池，這種電池能利用淡水與海水之間含鹽量的差別進(jìn)行發(fā)電，在海水中電池的總反應(yīng)可表示為5MnO2+2Ag+2NaClNa2Mn5O10+2AgCl。下列“水”電池在海水中放電時(shí)的有關(guān)說法正確的是（ ）
A.正極反應(yīng)式：Ag+Cl--e-AgCl
B.每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mol電子
C.Na+不斷向“水”電池的負(fù)極移動(dòng)
D.AgCl是還原產(chǎn)物
解析：由電池的總反應(yīng)式可知，放電時(shí)銀失去電子，被氧化得到氧化產(chǎn)物，即銀作負(fù)極，產(chǎn)物AgCl是氧化產(chǎn)物，A、D都不正確；在原電池中，陽離子在正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以陽離子向電池的正極移動(dòng)，C錯(cuò)誤；每生成1molNa2Mn5O10時(shí)消耗2molAg，轉(zhuǎn)移2mol電子，B項(xiàng)正確。
答案：B
5.二次電池的充放電
例5.Li―SO2電池具有輸出功率高和低溫性能好等特點(diǎn)。其電解質(zhì)是LiBr，溶劑是碳酸丙烯酯和乙腈，電池反應(yīng)式為2Li+2SO2放電充電Li2S2O4，下列說法正確的是（ ）
A.該電池反應(yīng)為可逆反應(yīng)
B.放電時(shí)，Li+向負(fù)極移動(dòng)
C.充電時(shí)，陰極反應(yīng)式為Li++e-Li
D.該電池的電解質(zhì)溶液可以換成LiBr的水溶液
解析：該電池的放電反應(yīng)和充電反應(yīng)分別是在不同條件下發(fā)生的反應(yīng)，不是可逆反應(yīng)；放電時(shí)是原電池，Li+向正極移動(dòng)；充電時(shí)是電解池，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為Li++e-Li；Li是較活潑金屬，能與水發(fā)生反應(yīng)，因此電池的電解質(zhì)溶液不能換成LiBr的水溶液。
答案：C
6.電鍍和電冶原理
例6.以KCl和ZnCl2的混合液為電鍍液，在鐵制品上鍍鋅，下列說法正確的是（ ）
A.未通電前上述鍍鋅裝置可構(gòu)成原電池，電鍍過程是該原電池的充電過程
B.因部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，電鍍時(shí)通過的電量與鋅的析出量無確定關(guān)系
C.電鍍時(shí)保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應(yīng)速率
D.鍍鋅層破損后對(duì)鐵制品會(huì)失去保護(hù)作用
解析：在鐵上鍍鋅時(shí)，鐵作陰極，鋅作陽極；未通電前可構(gòu)成原電池，此時(shí)鋅作負(fù)極失去電子，鐵作正極，而電鍍時(shí)鋅仍然失電子，A項(xiàng)錯(cuò)誤。在氧化還原反應(yīng)中必須滿足得失電子守恒規(guī)律，因此電鍍時(shí)通過的電量與鋅的析出量有確定關(guān)系，B項(xiàng)錯(cuò)誤。電鍍時(shí)保持電流恒定，則導(dǎo)線中通過的電子速率是不變的，升高溫度不能改變電解反應(yīng)速率，C項(xiàng)正確。鍍鋅層破損后，由于鋅比鐵活潑，所以即使發(fā)生電化學(xué)腐蝕也是鋅失去電子而保護(hù)了鐵，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案：C
7.電化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究
例7.某實(shí)驗(yàn)小組利用飽和食鹽水、導(dǎo)線、直流電源（用“”或“”表示）、燒杯、靈敏電流計(jì)（用“”表示）和兩個(gè)電極棒（分別是M、N）進(jìn)行電化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和探究。
甲同學(xué)安裝好儀器，接好直流電源通電幾分鐘，發(fā)現(xiàn)M處溶液逐漸變淺綠色，過一段時(shí)間，溶液變得渾濁且逐漸出現(xiàn)紅棕色。
乙同學(xué)所用的儀器和甲同學(xué)的看上去相同，但接好直流電源通電幾秒鐘，卻聞到一股刺鼻的氣味，馬上停止通電。
丙同學(xué)安裝好儀器，線路閉合幾秒鐘后，卻沒有明顯現(xiàn)象產(chǎn)生，他又很快接入靈敏電流計(jì)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。
請(qǐng)根據(jù)上述同學(xué)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答以下問題。
（1）M電極棒材料是 ，N電極棒材料是 （寫化學(xué)式）。
（2）在下列虛框內(nèi)完成對(duì)應(yīng)三位同學(xué)的裝置圖。
（3）按下表要求寫出乙、丙兩位同學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中涉及的反應(yīng)方程式。
要求乙丙
M電極方程式①④
N電極方程式②⑤
總反應(yīng)方程式離子方程式③：化學(xué)方程式⑥：
（4）用化學(xué)方程式解釋，甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)M處溶液出現(xiàn)渾濁后轉(zhuǎn)為紅棕色的原因： 。
（5）丙同學(xué)為了保護(hù)M電極不被腐蝕，他可以將N電極棒更換為 （寫化學(xué)式）。為驗(yàn)證該防護(hù)方法有效，他又做下列對(duì)比實(shí)驗(yàn)：接通電路2分鐘后，分別在M電極區(qū)滴入幾滴NaOH溶液，發(fā)現(xiàn)沒有更換N電極棒的燒杯中的現(xiàn)象是 。他還可選用的檢驗(yàn)試劑是 。
解析：本題綜合考查原電池、電解池、金屬的腐蝕與防護(hù)等知識(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象正確判斷電極類型和電極反應(yīng)是解題的關(guān)鍵。
（1）從甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象看，M電極是鐵，電解時(shí)鐵被氧化，即M電極是陽極；乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中得到的氣體是Cl2，被氧化的是Cl-，則陽極N是惰性電極。
（2）甲實(shí)驗(yàn)中M電極作陽極，連在直流電源的正極上；乙實(shí)驗(yàn)中M電極作陰極，連在直流電源的負(fù)極上；丙實(shí)驗(yàn)不是電解，但實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生了電流，所以丙裝置是原電池，接入電流表即可。
（3）乙實(shí)驗(yàn)是用惰性電極電解飽和食鹽水，丙實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理相當(dāng)于是鐵的吸氧腐蝕。
（4）甲實(shí)驗(yàn)中發(fā)生電極反應(yīng)：Fe-2e-Fe2+（陽極），2H++2e-H2（陰極），總反應(yīng)式為Fe+2H2O電解Fe(OH)2+H2。Fe(OH)2很不穩(wěn)定，易被空氣中的氧氣氧化為紅褐色的Fe(OH)3：4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。
（5）要使M電極不被腐蝕，應(yīng)將N電極換成比鐵活潑的金屬。沒有更換N電極棒的燒杯中，F(xiàn)e被氧化為Fe2+，只要加入能與Fe2+反應(yīng)且產(chǎn)生明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的物質(zhì)，都能達(dá)到檢驗(yàn)出Fe2+的要求。
答案：（1）Fe C（或Pt等惰性電極） （2） （3）①2H++2e-H2 ②2Cl--2e-Cl2 ③2Cl-+2H2O電解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） 溶液中產(chǎn)生白色沉淀，沉淀隨即變成灰綠色，最后變成紅褐色 酸性KMnO4溶液（或KSCN溶液和氯水）
8.電化學(xué)知識(shí)綜合運(yùn)用
例8.電浮選凝聚法是工業(yè)上采用的一種污水處理方法：保持污水的pH在5.0～6.0之間，通過電解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉積下來，具有凈化水的作用。陰極產(chǎn)生的氣泡把污水中的懸浮物帶到水面形成浮渣層，刮去（或撇掉）浮渣層，即起到浮選凈化的作用。某科研小組用電浮選凝聚法處理污水，設(shè)計(jì)裝置圖如下：
（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)若污水中離子濃度較小，導(dǎo)電能力較差，產(chǎn)生氣泡速率緩慢，無法使懸浮物形成浮渣。此時(shí)，應(yīng)向污水中加入適量的 。
a.H2SO4b.BaSO4
c.Na2SO4d.NaOH
e.CH3CH2OH
（2）電解池陽極的電極反應(yīng)分別是① ，②4OH--4e-2H2O+O2。
（3）電極反應(yīng)①和②的生成物反應(yīng)得到Fe(OH)3沉淀的離子方程式是 。
（4）熔融鹽燃料電池是以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，以CH4為燃料，空氣為氧化劑，稀土金屬材料為電極。已知負(fù)極的電極反應(yīng)式是CH4+4CO2-3-8e-5CO2+2H2O。
①正極的電極反應(yīng)式是 。
②為了使該燃料電池長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定。為此，電池工作時(shí)必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)。則A物質(zhì)是 （用化學(xué)式表示）。
（5）實(shí)驗(yàn)過程中，若在陰極產(chǎn)生了44.8L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氣體，則熔融鹽燃料電池消耗CH4（標(biāo)準(zhǔn)狀況） L。
解析：（1）酸與電極發(fā)生反應(yīng)，NaOH溶液與電極鋁發(fā)生反應(yīng)，BaSO4難溶于水，乙醇是非電解質(zhì)，都不宜加入。加入Na2SO4可增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電能力，電解Na2SO4溶液即是電解水。
（2）陽極是鐵，電解時(shí)鐵被氧化為Fe2+；陰極水電離產(chǎn)生的H+放電生成H2和OH-。
（3）Fe2+與OH-反應(yīng)生成的Fe(OH)2沉淀被氧氣氧化為Fe(OH)3。
（4）此燃料電池的總反應(yīng)式為CH4+2O2CO2+2H2O，用總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式即得正極反應(yīng)式。參加循環(huán)的A物質(zhì)是CO2。
[關(guān)鍵詞] 電化學(xué) 氧化還原反應(yīng) 判斷
在高二接觸電化學(xué)的時(shí)候,老師都是通過氧化還原結(jié)合電學(xué)來幫助學(xué)生理解電化學(xué),而后將其歸納為各種各樣的口訣幫助學(xué)生運(yùn)用。雖然這樣可以幫助不少學(xué)生在沒有完全理解電化學(xué)的基礎(chǔ)上運(yùn)用最基礎(chǔ)的知識(shí),但是到了高三就不行了。高考是能力和知識(shí)的結(jié)合考察,光靠背口訣來解題是不夠的,我們還是要回歸知識(shí)點(diǎn)本身,理解后才能更好地運(yùn)用。特別是2009年的高考題(全國卷Ⅱ)還考察了15分的大題。所以,一定要幫助學(xué)生盡快真正理解電化學(xué)。
在這方面我試驗(yàn)了很多種方法,最后從學(xué)生反饋來看最好的方法還是從電學(xué)的基礎(chǔ)來。因?yàn)閷W(xué)生從初中開始就接觸電學(xué),他們對(duì)電學(xué)的電路中最基本的知識(shí)有很深的記憶和理解。所以我,采取了以下的方式。
一、學(xué)生都非常清楚電流是從正極流到負(fù)極,電子是從負(fù)極流到正極,所以,先讓學(xué)生將電子的流向明確。如下題:
10.(2007年全國理綜卷Ⅱ在盛有稀H2SO4的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片,下列敘述正確的是()
(A)正極附近的SO42-離子濃度逐漸增大
(B)電子通過導(dǎo)線由銅片流向鋅片
(C)正極有O2逸出
(D)銅片上有H2逸出
[答案]D
分析:這是一道原電池的題,對(duì)于這種題首先找到總反應(yīng),因?yàn)樵姵氐姆磻?yīng)是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。電子從負(fù)極流出,回到正極,所以從得失電子的角度將總反應(yīng)分成失電子的負(fù)極反應(yīng)和得電子的正極反應(yīng)。
總反應(yīng):H2SO4+Zn==ZnSO4+H2
負(fù)極反應(yīng):Zn-2e-=Zn2+
正極反應(yīng):2H++2e-=H2
所以鋅做負(fù)極,銅做正極,電子從鋅片流向銅片,正極有氫氣逸出,氫離子靠向正極,硫酸根靠向負(fù)極。
二、在學(xué)生的氧化還原反應(yīng)的基礎(chǔ)上,判斷反應(yīng)物,并結(jié)合電子流向?qū)懗龇匠淌?。如下題:
11.(2005年全國一卷)關(guān)于電解NaCl水溶液,下列敘述正確的是
A、若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液,溶液呈無色
B、若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液,溶液呈棕色
C、電解時(shí)在陽極得到氯氣,在陰極得到金屬鈉
D、電解一段時(shí)間后,將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中,充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行?/p>
[答案]B
分析:這是電解池的題。同樣的分析方式:電子從負(fù)極出發(fā),到達(dá)陰極,電子從陽極出發(fā)回到正極;在溶液中沒有電子存在,陽離子在陰極得電子,活潑電極或陰離子在陽極失電子代替電子在溶液中定向移動(dòng)形成電流。
如果更形象的比喻就是,電子通過導(dǎo)線到了陰極,沒路了,這時(shí)陽離子就出現(xiàn)了,它很熱情的接走了電子,同時(shí)活潑電極或陰離子在陽極,同樣積極地拿出電子,讓電子沿導(dǎo)線回正極,形成閉合回路。這樣在電學(xué)的思維中,溶液中陰陽離子在兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)代替電子進(jìn)行定向移動(dòng)形成電流。而且電子的得失也就非常容易理解了。陽離子在陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng);活潑電極或陰離子在陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)。
這題是電解NaCl水溶液的,陽離子是Na+和H+陰離子是 Cl-和OH-,通過氧化還原的知識(shí)分析可知放電順序是H+Na+
Cl-OH-,所以在陰極得電子的是H+,在陽極失電子的是Cl-
陰極反應(yīng):2H++2e-=H2
陽極反應(yīng):2Cl―-2e-=Cl2
總反應(yīng):2NaCl+ 2H2O電解H2+ Cl2+2NaOH
在陰極因?yàn)镠+得電子參加反應(yīng),不斷減少從而打破了水的電離平衡,促進(jìn)水電離,產(chǎn)生更多的OH-,使陰極附近的溶液呈堿性,所以在陰極附近滴加酚酞試液,溶液呈紅色,同時(shí)逸出氫氣;而陽極逸出氯氣。
三、如果是要求進(jìn)行計(jì)算,就在相應(yīng)的方程式基礎(chǔ)上進(jìn)行就好。如下題
9.(2006年全國卷Ⅰ)把分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氯化鋁的三個(gè)電解槽串聯(lián),在一定條件下通電一段時(shí)間后,析出鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為
A.1∶2∶3 B.3∶2∶1 C.6∶3∶1 D.6∶3∶2
[答案]D
分析:物理上的串聯(lián)指通過每一個(gè)電解槽的電子總數(shù)是一樣多的。所以基于這一點(diǎn)將電子總數(shù)設(shè)為1mol,設(shè)析出鉀Xmol,析出鎂Ymol,析出鋁Zmol.
反應(yīng): K+ + e-=K
11
Xmol1mol
X= 1mol
Mg2++ 2e- =Mg
12
Ymol1mol
Y = 1/2mol
Al3++ 3e- =Al
13
Zmol1mol
Z = 1/3mol
析出鉀,鎂,鋁的物質(zhì)的量之比為1∶1/2∶1/3
即6∶3∶2
