時間：2023-03-02 15:08:46
序論：在您撰寫電化學時，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，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
英文名稱：Electrochemistry
主管單位：中國科學技術協(xié)會
主辦單位：中國化學會
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：1006-3471
國內(nèi)刊號：35-1172/O6
郵發(fā)代號：34-61
發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時間：1995
期刊收錄：
CA 化學文摘(美)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
中國科學引文數(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：
Caj-cd規(guī)范獲獎期刊
聯(lián)系方式
一、原電池
原電池是化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.從理論上看，任何一個氧化還原反應都發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，如果能夠設法使轉(zhuǎn)移的電子在導線中定向移動，就成為原電池.有些原電池是一次性的，如普通的干電池，當電池中所發(fā)生的反應在通電情況下又能逆向進行，這個電池又可重復使用，稱為二次電池或蓄電池，如鉛蓄電池和手機中的充電電池.原電池由三部分構成，兩個不同的電極，電解質(zhì)溶液（或熔融液）和導線（或直接接觸）.對于一個電池我們首先關注的是使用時電路中電流的方向，規(guī)定電流由正極流向負極，電子則由負極流到正極.因此原電池的負極發(fā)生失電子的氧化反應，正極發(fā)生得電子的還原反應，以兩種不同的金屬為電極時，活潑金屬為負極，較不活潑的金屬為正極.個別例外，如Mg-Al-NaOH電池，高考不做要求.
一個使用著的電池必然構成電流的回路.下面我們從化學的視角看電池中內(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極，所以從離子移動方向來看，在原電池中，正極又是陰極，負極又是陽極.正、負極和陰、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，對解相關試題十分有用.
例1 （2013年江蘇-9）Mg-H2O2電池可用于驅(qū)動無人駕駛的潛航器.該電池以海水為電解質(zhì)溶液.示意圖如下.該電池工作時，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
C.石墨電極附近溶液的pH增大
D.溶液中Cl-向正極移動
解析 根據(jù)前面的分析，Mg電極應是原電池的負極，發(fā)生氧化反應，故選項A、B均錯誤.石墨電極為正極，發(fā)生還原反應H2O2+2e-2OH-，電極附近溶液的pH增大，C項正確，最后一項，溶液中Cl-應向陽極移動，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項錯，本題應選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，是電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置.對于一個電解池我們更關心的是池內(nèi)發(fā)生什么反應，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，因此陰極與電源的負極相連；陰離子移向陽極并在陽極上失電子發(fā)生氧化反應，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，與電池負極相連的是陰極，陽極上發(fā)生氧化反應，陰極上發(fā)生還原反應.
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端是直流電源的負極
B.通電使CuCl2發(fā)生電離
C.陽極上發(fā)生反應：Cu2++2e-Cu
D.通電一段時間后，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，陰極與電源負極相連，故A正確.電解與電離是兩個不同的概念，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，B項錯.陽極上應發(fā)生失電子的氧化反應，C項錯.通電過程中Cl-移向陽極并放電生成氯氣，D也錯，本題應選A.
三、電極反應與總反應
電極上發(fā)生什么反應，寫出電極反應式和總反應式是高考電化學部分的重點.無論是原電池還是電解池電極上發(fā)生的反應都是“半反應”，總反應才是完整的氧化還原反應.判斷電極反應，只需記住“陽極氧化”即可，由陽極氧化，可知陰極還原，對原電池，電極分正、負，但從內(nèi)電路來看，正極是陰極，負極是陽極，則“陽極氧化”的判斷依據(jù)同樣適用.
原電池的負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是兩個電極反應的總和，總反應式也是兩個電極反應式的加合，在加合過程中需調(diào)整化學計量數(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反應，那么這個反應也應包括在總反應方程式中，總之，通過加合可得總反應式，通過相減可得某一電極反應式.
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)溶液變藍色，一段時間后藍色逐漸變淺.
已知：3I2+6OH-IO+5I-+3H2O
下列說法不正確的是（ ）.
A.右側(cè)發(fā)生的電極反應式：
2H2O+2e-H2+2OH-
B.電解結(jié)束時，右側(cè)溶液中含有IO-3
C.電解槽內(nèi)發(fā)生反應的總化學方程式：
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)生的總化學反應不變
解析 左側(cè)變藍，說明左側(cè)生成I2，電極反應式為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項正確.陰極生成的OH-穿過交換膜向陽極移動，由“藍色變淺”知又發(fā)生了題干中的已知反應3I2+6OH-IO-3+5I-+3H2O……③生成IO-3，電極結(jié)束時IO-3可通過陰離子交換膜擴散至右側(cè)，故選項B正確.由①×3+②×3+③可得總反應式，C項也正確.若換用陽離子交換膜，則OH-不能通過交換膜抵達左側(cè)，反應③不能發(fā)生，電解槽中總反應肯定也會發(fā)生變化，D項錯誤，應選D.
四、新型電池
近些年來，高考時電化學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)和較強的自學能力.事實上，這類試題的考點依然是電極名稱、電極反應和總反應等基礎知識，大部分試題起點雖高，落點并不高，只要認真審題，明確題意就不難作答.復習時應重在鞏固基礎知識和提高能力上，不可以也不應該采用擴大知識面，羅列各種新型電池的方法，因為高考命題貴在創(chuàng)新，不會照搬往年的試題.
例4 （2013年安徽-10）熱激活電池可用作火箭、導彈的工作電源.一種熱激電池的基本結(jié)構如圖所示，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.該反應的總反應為PbSO4+2LiCl+CaCaCl2+Li2SO4+Pb，下列有關說法正確的是（ ）.
A.正極反應式：
Ca+2Cl--2e-CaCl2
B.放電過程中，Li+向負極移動
C.每轉(zhuǎn)移0.1mol電子，理論上生成20.7 g Pb
關鍵詞：電化學 復習 《電解原理及其應用》
《電解原理及其應用》是電化學知識的一個重要組成部分，但新教材將這一部分知識內(nèi)容放在第三冊中，與原電池知識的學習時間間隔較長，因“前攝抑制”導致很多學生將電解知識與原電池知識弄混淆，產(chǎn)生很大的學習障礙。這里談談《電解原理及其應用》的學習方法，供學生們學習借鑒。
一、注重理解，加強記憶
理解是記憶的前提和基礎，理解記憶比機械記憶更有效，因為只有理解了的東西才記得牢靠、記得長久，所以，學習過程中一定要注重理解，尤其是還有影響這部分知識學習的原電池知識在打攪，學生們在學習過程中就更應該在理解上多下工夫。要把握四點：
（1）重基礎，不能放松。本單元的基礎知識是電解原理，它涉及的概念、電解反應類型等是比較多的，掌握這些內(nèi)容，本單元知識的學習可以說就完成了一大半。因此，在思想上應有“重基礎、夯基礎”的觀念，在行動上要有“應用基礎、落實基礎”的意識。只有這樣，才能較好地理解、掌握所學的知識，并通過運用加以鞏固?；A知識都熟悉了，解題時才能“生巧”，才能靈活?！爸鼗A，不放松”，這也是理解知識的前奏。
（2）抓關鍵，把握實質(zhì)。無論是一個基本概念、基本原理的理解，還是一個基本模型的分析、基本反應式的書寫等，要提綱挈領地抓住其關鍵內(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、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；③一定要是氧化還原反應情況（這也是電解原理的核心內(nèi)容），其它如發(fā)生中和反應等的物質(zhì)就不能構成電解池的條件；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，有關電解問題的計算就好處理了。
（3）用對比，發(fā)現(xiàn)異同。對比是深化理解的“良藥”，是化學學習的一種重要學科方法?？梢詫⒂新?lián)系或易混淆的知識放在一起比較，如電解知識與原電池知識、電解池與電鍍池等；也可以將形似而質(zhì)異或形異而質(zhì)似的習題放在一起比較分析，以此來加深學生對知識的理解。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
此題通過習題的形式將電解知識與原電池知識揉和在一起。學生要解決此問題，必須要從概念、模型、電極名稱、電極反應式等方面去區(qū)分，這些知識都弄清楚了，才能順利解答此題。在概念學習中可以此題為切入點，引導學生在應用過程中區(qū)分電解知識與原電池知識，達到“在應用中理解、在理解中應用”的效果。分析從略，答案為B。
（4）有問題，及時解決。在知識理解過程中，可能會遇到這樣那樣的問題，尤其是解題過程中最容易暴露問題，一定要及時進行修正，以強化正確記憶。如理解和記憶離子放電順序時，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：有些學生沒認真分析，就將X 與Fe 聯(lián)系起來，選擇C答案。這其實是簡單記憶陽離子放電順序?qū)е露▌菟季S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，再沒有固體析出了，說明是Cu 放電的結(jié)果。X 不放電，故答案應為D。
上例充分說明理解的重要性，也強調(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
知識出現(xiàn)的背景中，并與具體問題結(jié)合起來進行處理，掌握學過的知識才能事半功倍。
二、抓住重點，突破難點
本單元知識學習的重點內(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內(nèi)容。學習時可以用一條線來貫穿這一知識點，如“粗鹽的提純電解原理電解裝置電解計算綜合應用”等，對每一環(huán)節(jié)的原理要在理解的基礎上進行把握，然后剖析一些細節(jié)問題，條件許可還可以將部分知識進行拓展、延伸，以豐富自己的知識水平。
在抓重點內(nèi)容時，對本單元的難點內(nèi)容――電極反應式的書寫，更不能忽視。正確書寫電極反應式要從以下幾個環(huán)節(jié)入手：①分清電極，與電源正極相連的為陽極，與負極相連的為陰極。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書寫電極反應式，注意使電子得失守恒。⑤檢查，兩電極反應式相加要等于總反應式或總反應式減一電極反應式得另一電極反應式。
三、善于總結(jié)，注意歸納
本單元可以歸納的知識還是比較多的。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的關系可以用四個字概括：陽――氧，陰――還；實際上只須記“陽氧”兩個字就可以了，其它的可以推理。再如電解的計算是本單元的一個重點應用問題，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，學習中一定要注意將知識進行歸納、總結(jié)。
四、聯(lián)系應用，逐步提高
電化學的內(nèi)容是歷年高考命題的重點內(nèi)容之一，出題形式豐富，其考查方式舉例如下：
（1）電解原理的基礎知識：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弱或電極材料、電極反應式的書寫或?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，同屬氧化反應或同屬還原反應的是（ ）。
A、原電池正極和電解池陽極所發(fā)生的反應
B、原電池正極和電解池陰極所發(fā)生的反應
C、原電池負極和電解池陽極所發(fā)生的反應
D、原電池負極和電解池陰極所發(fā)生的反應
分析：原電池負極和電解池陽極發(fā)生的是氧化反應；原電池正極和電解池陰極發(fā)生的是還原反應。故答案為B、C。
（2）有關電解的計算：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、某元素的化合價以及溶液的pH、物質(zhì)的量濃度等。運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（亞汞的化合價為+1價）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，因此，得到的單質(zhì)銀和汞的物質(zhì)的量也應相等；又因電解的n（硝酸銀）n（硝酸亞汞）=21，硝酸銀的化學式為AgNO ，故硝酸亞汞的化學式不可能為HgNO ，只能為Hg (NO ) 。所以，正確選項為D。
（3）聯(lián)系生產(chǎn)生活：主要是新技術、新情景等問題的處理。
例3（2002年上海）某學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，為使Cl 被完全吸收，制得有較強殺菌能力的消毒液，設計了如圖的裝置，則對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為負極；NaClO和NaCl
B、a為負極，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)生的反應是：2NaCl+2H O2NaOH+H +Cl ，副反應為：2NaOH+Cl =NaCl+NaClO+H O，則可推知使Cl 被完全吸收制得有較強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極是負極，b為正極。所以答案為B。
（4）綜合應用：與物理學中的電路分析、電流強度、電阻、能量轉(zhuǎn)化等聯(lián)系滲透，也可以與環(huán)境保護、高新技術（如航天飛船）等綜合測試。命題的靈活性大，學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，銅片與引出導線相連，引出端分別為X、Y。
（1）當以I=0.21A的電流電解60min后，測得銅片A的質(zhì)量增加了0.25g，則圖裝置中的X端應與直流電的?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）列式計算實驗測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）因為銅片A的質(zhì)量增加，A為電解池的陰極，電極反應式為：Cu2++2e-=Cu，X端應與直流電的負極相連接。（2）銅片B則為電解池的陽極，電極反應式為：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，這就是癌腫電化學治療儀的獨特之處。
過去，有些病人患了腫瘤，因為心肺功能不全等原因而不宜作手術等治療，結(jié)果只好眼睜睜地看著癌細胞擴散。有些轉(zhuǎn)移性腫瘤或體表腫瘤復發(fā)后，因為傷口經(jīng)常難以愈合，醫(yī)務人員也只能“望瘤興嘆”。醫(yī)務界對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治療儀在國內(nèi)應運而生，并正在逐步推上臨床。
癌腫電化學醫(yī)療技術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，我國有關醫(yī)學專家以及研究人員對此進行了開發(fā)，并且在治療儀上配了電腦，使之居于國際領先地位。經(jīng)臨床驗證，此類儀器治療癌腫的總有效率達97％。其中癌腫全消率為46％，縮小一半率為36％。
癌腫電化學治療儀是通過什么機理達到治療腫瘤的目的呢?原來，人體是由細胞等組成。細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。這個合適的條件當然也包括細胞內(nèi)外正常的酸堿值。一旦改變了細胞內(nèi)外的任何條件，細胞就會失去或改變它的功能。甚至發(fā)生破裂。正常情況下，人體會自動調(diào)節(jié)以適應環(huán)境的變化。而人為地破壞這些條件，細胞就會遭受破壞。癌腫電化學治療儀正是通過外接電源，人為地使腫瘤局部組織產(chǎn)生化學反應，從而改變細胞正常的生存條件，以達到治療腫瘤的目的。在治療時，這種人為的干預通過一組或多種正負電極針，沿腫瘤基底周邊刺進腫瘤深部。在直流電電場作用下，腫瘤細胞組織的酸堿值發(fā)生劇烈變化，陽極區(qū)的酸堿值呈強酸性，陰極區(qū)的酸堿值呈強堿性。此時，癌細胞就會發(fā)生破裂。并導致蛋白凝固壞死，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，又達到了治療的日的。此儀器對可直視的癌腫以及不宜手術的癌腫提供了一種新的治療手段。
當然，任何事物都不可能盡善盡美。尤其對癌腫的治療，目前更沒有絕對完善的手段。因此，癌腫電化學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)濟等優(yōu)點，然而它畢竟只能對腫瘤的實體部分進行直接干預。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，只治其標不治其本，還是不能從根本上解決問題。所以說，癌腫電化學治療儀只能有選擇地因人因病施用，切不可把它當作治癌的萬能儀。當今醫(yī)學界一致認為，綜合治療是攻克腫瘤的最佳手段，因為只有這樣方可取長補短，相得益彰。
一、以元素推斷等知識為切入點，滲透電化學內(nèi)容，體現(xiàn)元素化合物與電化學知識的有機融合
為拓展考查知識的寬度，在對電化學知識命題時，常常結(jié)合元素推斷、物質(zhì)推斷、氧化還原反應、化學反應速率等知識，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__________________ （用元素符號表示）。
（2）Z、X兩元素按原子數(shù)目比l∶3和2∶4構成分子A和B，A的電子式為______，B的結(jié)構式為______ 。
只要路是對的，就不怕路遠。
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原子多兩個電子層，則Se的原子序數(shù)為______ ，其最高價氧化物對應的水化物化學式為______ 。該族2 ～ 5周期元素單質(zhì)分別與H2反應生成1mol氣態(tài)氫化物的反應熱如下，表示生成1mol硒化氫反應熱的是______ （填字母代號）。
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的電極反應式：____________ ；由R生成Q的化學方程式：__________________。
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)構式的書寫，元素周期律，和電極反應式、化學方程式的書寫，是典型的學科內(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構成的分子為NH3，電子式為；2：4構成的分子為N2H4，其結(jié)構式為。
（3）Se比O多兩個電子層，共4個電子層，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；其最高價氧化物對應的水化物的化學式類似H2SO4，為H2SeO4。
非金屬性越強，與氫氣反應放出的熱量越多，故25周期放出的熱量依次是：d、c、b、a，則第四周期的Se對應的是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、以化學實驗知識為切入點，滲透電化學知識，體現(xiàn)電化學知識和化學實驗的有機融合
由于電化學知識在電極反應分析及電極反應式等知識中，會涉及電極材料、電解液中離子等性質(zhì)的分析，因而在電化學考查中容易與化學實驗融合在一起。如電解質(zhì)溶液的制備、凈化、電極反應產(chǎn)物的檢驗、電化學裝置設計等等，從而提高試題的綜合度，利于全面考查學生的基礎知識和靈活解答問題的能力。在崇尚知識立意，注重考查能力的命題原則下，相信該類試題會備受推崇。
例2 下圖是一個用鉑絲作電極，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）；
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)生反應的反應式：____________________________________
（3）寫出B管中發(fā)生反應的反應式：____________________________________
（4）檢驗a管中氣體的方法是______________________________
（5）檢驗b管中氣體的方法是______________________________
（6）電解一段時間后，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極相連，做電解池的陰極，發(fā)生還原反應，電極反應式為2H++2e-=H2，A管中溶液的PH增大，堿性增強，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，4OH-―4e-=2H2O+O2，溶液中OH-濃度減小，溶液酸性增強，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，會聽到有爆鳴聲，管口有淡藍色火焰；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，木條復燃。將電解后的溶液倒入燒杯中，會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，電解的實質(zhì)是電解水，在兩電極上分別產(chǎn)生H2和O2，同時兩極區(qū)分別生成Mg（OH）2和H2SO4，當混合后兩者反應重新生成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、以新型化學電源為切入點，考查電化學知識
新型化學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，以新型化學電源為載體的化學試題，既能體現(xiàn)化學知識的實用性，又能體現(xiàn)化學命題的時代性、新穎性，使試題在考查化學知識的同時，又能較好的考查學生分析問題、解答問題的能力，這種命題情景趨勢將會繼續(xù)延續(xù)。
對電化學知識的考查主要集中在以下基本方面：
1.可充電電池放電時電極極性判斷及充電時與電源的連接
（1）放電時新型電池中負極材料元素化合價升高的物質(zhì)發(fā)生氧化反應的物質(zhì)物質(zhì)
正極材料元素化合價降低的物質(zhì)發(fā)生還原反應的物質(zhì)物質(zhì)
（2）可充電電池用完后充電時，原電池的負極與電源負極相連，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式，一般都是先書寫放電的電極反應式。書寫放電的電極反應式時，可遵循三步：①標出總式中電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目和方向，找出參與負極反應的物質(zhì)；②寫出一個較容易書寫的電極反應式（書寫時注意溶液對電極產(chǎn)物的影響，即電極產(chǎn)物在該溶液中能否穩(wěn)定存在）；③在電子守恒的基礎上，用總式減去寫出的電極反應式即可得另一電極反應式。
充電時電極反應式與放電時相反，充電的陽極反應式分為放電正極反應式，充電的陰極反應式分為放電負極反應式。
3.溶液中離子定向移動的判斷
放電時，陰離子移向負極，陽離子移向正極；充電時，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行發(fā)電，在海水中電池總反應可表示為：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl，下列“水”電池在海水中放電時的有關說法正確的是（ ）
A.正極反應式：Ag+Cl--e-=AgCl
B.每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mol電子
C.Na+不斷向“水”電池的負極移動
D.AgCl是還原產(chǎn)物
考點：電極反應和電池反應方程式；原電池和電解池的工作原理。
解析：根據(jù)電池總反應可判斷出反應中Ag的化合價升高，被氧化，Ag應為原電池的負極，AgCl是氧化產(chǎn)物；方程式中5MnO2生成1Na2Mn5O10，化合價共降低了2價，所以每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mol電子；在原電池中陰離子向負極移動，陽離子向正極移動，以形成閉合電路。
A項，根據(jù)電池總反應：5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl，可判斷出Ag應為原電池的負極，負極發(fā)生反應的電極方程式為：Ag+Cl--e-=AgCl，故A錯；B項，根據(jù)方程式中5MnO2生成1Na2Mn5O10，化合價共降低了2價，所以每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mol電子，故B正確；C項，在原電池中陰離子向負極移動，陽離子向正極移動，故C錯；D項，反應中Ag的化合價升高，被氧化，Ag應為原電池的負極，AgCl是氧化產(chǎn)物，故D錯。
一、知識體系構建
1.原電池、電解池、電鍍池的比較
原電池電解池電鍍池
定義把化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置把電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置應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
電極反應負極：氧化反應
正極：還原反應
陽極：氧化反應
陰極：還原反應
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
負極導線正極
電源負極導線陰極
電源正極導線陽極
與電解池相同
（1）同一原電池的正、負極的電極反應中得、失電子數(shù)相等；（2）同一電解池的陰、陽極的電極反應中得、失電子數(shù)相等；（3）串聯(lián)電路中的各個電極反應得、失電子數(shù)相等。這三個相等，既是寫電極反應式的依據(jù)之一，也是進行電化學計算的依據(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情況的不同，可將原電池分成不同類型。
（1）在金屬―金屬構成的原電池中，相對活潑的金屬一般作負極，被氧化，生成金屬陽離子；相對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的反應式：
負極 Zn-2e-Zn2+
正極 2H++2e-H2
總反應 Zn+2H+Zn2++H2
（2）在金屬―非金屬構成的原電池中，非金屬電極（如石墨），一般只起導電作用，故作正極；金屬電極作負極。
例如，電池FeH2SO4C的反應式：
負極 Fe-2e-Fe2+
正極 2H++2e-H2
總反應 Fe+2H+Fe2++H2
（3）在金屬―金屬氧化物構成的原電池中，金屬氧化物中的金屬元素已是最高（或較高）價態(tài)，難被氧化，故作正極，并直接參與還原反應；金屬電極作負極。
例如，電池ZnKOHAg2O（銀鋅紐扣電池）的反應式：
負極 Zn+2OH--2e-ZnO+H2O
正極 Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-
總反應 Zn+Ag2OZnO+2Ag
（4）用兩個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，反應式為：
負極 2H2+4OH--4e-4H2O
正極 O2+2H2O+4e-4OH-
總反應 2H2+O22H2O
3.金屬的腐蝕和防護
（1）金屬的腐蝕
金屬的腐蝕分化學腐蝕和電化學腐蝕兩種。
化學腐蝕電化學腐蝕
定義金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時發(fā)生原電池反應而引起的腐蝕
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
實例金屬與O2、Cl2等物質(zhì)直接反應鋼鐵在潮濕的空氣中被腐蝕
相互關系化學腐蝕與電化學腐蝕往往同時發(fā)生，但電化學腐蝕更為普遍，危害也更嚴重
（2）鋼鐵的電化學腐蝕原理
鋼鐵長時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，鐵和碳構成了微原電池。
①吸氧腐蝕：此時電解質(zhì)溶液酸性較弱，呈中性或堿性。
負極 2Fe-4e-2Fe2+
正極 2H2O+O2+4e-4OH-
總反應 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：此時電解質(zhì)溶液的酸性較強。
負極 Fe-2e-Fe2+
正極 2H++2e-H2
總反應 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。
（3）金屬的防護
金屬的腐蝕主要是電化學腐蝕中的吸氧腐蝕，只要減少形成原電池三個條件中的一個，就可防止原電池反應的發(fā)生。
①內(nèi)因：改變金屬內(nèi)部結(jié)構。
②外因：采用適當方法將金屬與介質(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電化學保護法：如船體外殼嵌鋅，將鋼鐵外殼與鋅人為的構成原電池，腐蝕鋅，保護船體?；蛲饧与娫?，使被保護的金屬與電源的負極相連，成為陰極而被保護。
二、復習方法指導
通過氧化還原反應，實現(xiàn)化學能和電能的相互轉(zhuǎn)化，這就是電化學的基本原理。要復習好這部分內(nèi)容，應注意以下問題。
1.聯(lián)系氧化還原反應
能自發(fā)進行的氧化還原反應在理論上都能設計成原電池，電解是非自發(fā)的氧化還原反應；將氧化還原反應方程式拆成氧化反應和還原反應的兩個半反應就是電極反應，原電池的負極和電解池的陽極都發(fā)生氧化反應（負陽氧：諧音“沸羊羊”）；離子氧化性和還原性的強弱決定了電解時溶液中離子的放電順序；電子得失守恒規(guī)律是進行電化學計算的基本依據(jù)。
2.對比容易混淆的知識
準確理解概念是學好化學的基礎，本章有很多容易混淆的概念，需要對比復習。除了前面對比過的“三池”（原電池、電解池和電鍍池）、化學腐蝕和電化學腐蝕、析氫腐蝕和吸氧腐蝕外，還有很多可以進行對比的知識點。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類型，等等。只有不斷進行對比，才可以澄清學習中的模糊認知，加深對知識的理解。
3.歸納重要規(guī)律或方法
善于總結(jié)一些實用的解題規(guī)律或方法，對于提高復習的效率至關重要。
（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。
后看回路，用導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，可按下列步驟進行分析。
通電之前找離子：分析電解質(zhì)溶液中有關物質(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，書寫電極反應式和總反應式。
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
類型電極反應特點實例電解對象電解質(zhì)濃度 pH電解質(zhì)溶液復原
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）原電池電極反應式的書寫方法
①列物質(zhì)，標得失：按照負極發(fā)生氧化反應、正極發(fā)生還原反應，判斷出電極反應產(chǎn)物，標出得失電子的數(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，應能穩(wěn)定存在，如堿性介質(zhì)中生成的H+應讓其結(jié)合OH-生成水。電極反應式要根據(jù)電荷守恒、質(zhì)量守恒、電子守恒等加以配平。
③兩式加，驗總式：將兩電極反應式相加，與總反應的離子方程式對照驗證。
（4）可充電電池的判斷方法
二次電池放電時相當于原電池，負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應；充電時相當于電解池，放電時的正極變?yōu)殡娊獬氐年枠O，與外電源正極相連，負極變?yōu)殛帢O，與外電源負極相連。
（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：強電解質(zhì)溶液＞弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液。
③對于活動性不同的兩種金屬，活動性差別越大，氧化還原反應速率越快，活潑金屬腐蝕速率越快。
④對于同一電解質(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大于在干燥、隔絕空氣條件下的腐蝕。
（6）電解計算的方法
有關電解的計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，但需注意靈活運用。
三、易錯知識辨析
1.原電池的電極和電極反應
（1）從不同的角度分析，對原電池的電極類型可以有不同的理解：負極是較活潑的金屬，發(fā)生氧化反應的一極，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；正極相應是較不活潑的金屬，發(fā)生還原反應的一極，電子貧乏的一極，電子流入的一極，電流流出的一極，被保護的一極。
（2）原電池正、負極的判斷基礎是自發(fā)進行的氧化還原反應，如果給出一個方程式判斷正、負極，可以直接根據(jù)化合價的升降來判斷。不管原電池的類型如何，不管電極是否參與反應，發(fā)生氧化反應的一極總是負極，發(fā)生還原反應的一極總是正極。把握了這一點，便可以做到以不變應萬變。
（3）判斷電極時，不能簡單地依據(jù)金屬的活潑性來判斷，要看反應的具體情況。例如，Al在強堿性溶液中比Mg更易失電子，Al作負極，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，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、負極的電極反應式作為一種特殊的離子方程式，對于強、弱電解質(zhì)的書寫形式，沒有嚴格的規(guī)定，但必須遵循原子守恒和電荷守恒規(guī)律。
2.電解原理及其應用
（1）用惰性電極電解飽和食鹽水時，Na+和水電離出的H+移向陰極，H+發(fā)生還原反應生成H2：2H++2e-H2，破壞了水的電離平衡（H2OH++OH-），導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，電解時陰極附近的溶液先變紅。
（2）電解后要恢復原電解質(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，因為Cu(OH)2與生成的H2SO4反應后使水量增加。
（3）粗銅中往往含有鋅、鐵、鎳、銀、金等多種金屬雜質(zhì)，當含雜質(zhì)的銅在陽極不斷溶解時，金屬活動性位于銅之前的金屬雜質(zhì)，如鋅、鐵、鎳等也會同時失去電子，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；金屬活動性位于銅之后的銀、金等雜質(zhì)，因為失去電子的能力比銅弱，難以在陽極失去電子變成陽離子而溶解，所以當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，陽極溶解銅的量大于陰極析出銅的量。
（4）可充電電池放電時作原電池，充電時作電解池，兩池的電極反應式正好相反，即電解池的陰極反應式對應于原電池的負極反應的逆反應式，電解池的陽極反應式對應于原電池正極反應的逆反應式，但電解池反應與原電池反應并不是相應的可逆反應。
四、考情分析預測
高考對電化學知識的考查，常見題型是選擇和填空。這部分的考點主要集中在如下幾個方面：（1）原電池、電解池、電鍍池的電極名稱及電極反應式；（2）新型電池的電極反應以及工作原理；（3）根據(jù)電解時的電極變化，判斷電極材料、電解質(zhì)的種類或如何使電解質(zhì)溶液復原；（4）有關電解產(chǎn)物的判斷和計算；（5）金屬的電化學腐蝕原理與防護；（6）電化學知識在能源、環(huán)保、物質(zhì)制備等方面的綜合應用。
受試卷含量的限制，化學考試越來越重視試題的綜合性。電化學內(nèi)容是進行綜合命題的重要素材，與之相關的綜合題預計在今后的高考中會有更多的體現(xiàn)。其常見綜合形式有：將原電池和電解池結(jié)合在一起，綜合考查化學反應中的能量變化和氧化還原反應等知識；將電化學內(nèi)容與無機推斷或化學實驗等進行綜合；以環(huán)境問題、物質(zhì)制備、新能源、新科技等為載體，考查電化學知識在生產(chǎn)、生活中的應用。
五、考試熱點例析
1.判斷裝置的類型
例1.某化學興趣小組的同學用下圖所示裝置研究電化學的問題。當閉合該裝置中的電鍵時，觀察到電流計的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。下列有關說法不正確的是（ ）
A.甲裝置是原電池，乙裝置是電解池
B.當甲中產(chǎn)生0.1mol氣體時，乙中析出固體的質(zhì)量為6.4g
C.實驗一段時間后，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成原電池，其中Zn是負極，Cu是正極；乙裝置是電解池，C為陰極，Pt為陽極。當甲中產(chǎn)生0.1molH2時，電路中通過0.2mol電子，乙中電解得到0.1molCu，質(zhì)量為6.4g。實驗一段時間后，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
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，K為開關。C、D和電解池中都充滿濃KOH溶液。若在濾紙中央點上一滴紫色的KMnO4溶液，K打開，接通電源一段時間后，C、D中有氣體產(chǎn)生。
（1）R為 （填“正”或“負”）極。
（2）A附近溶液的現(xiàn)象是 ，B附近發(fā)生的電極反應式為 。
（3）濾紙上的紫色點向哪方移動： （填“A”或“B”）。
（4）當C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時，切斷外電源并接通開關K，經(jīng)過一段時間，C、D中氣體逐漸減少，C中的電極為 （填“正”或“負”）極，電極反應式為 。
解析：電解KOH溶液就是電解水，兩極分別產(chǎn)生H2和O2，因為相同條件下產(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H+移動到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。
（4）當C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時，切斷外電源并接通開關K，此時裝置變?yōu)槿剂想姵?。?jīng)過一段時間，C、D中氣體逐漸減少，H2和O2反應生成水，在堿性條件下，C中H2發(fā)生氧化反應。
答案：（1）負 （2）溶液變紅 4OH--4e-2H2O+O2 （3）B （4）負 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，該電池的正極反應式為 。
（2）一種燃料電池中發(fā)生化學反應：在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳。該電池負極發(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式、正極和負極的電極反應式： 。
（4）最近，科學家制造出一種使用固體電解質(zhì)的燃料電池，其效率很高。一個電極通入空氣，另一個電極通入汽油蒸汽。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O2-（其中氧化反應發(fā)生完全）。
①以丁烷代表汽油，這類電池放電時，發(fā)生反應的化學方程式是 。
②這類電池正極的電極反應式是 ，負極的電極反應式是 ，向外電路輸出電子的電極是 。
③放電時，固體電解質(zhì)里的O2-向 （填“正”或“負”）極移動。
解析：燃料電池的電極只起導電作用，一般不參與電極反應。在負極上發(fā)生反應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；在正極上發(fā)生反應的氣體是O2或空氣，得電子發(fā)生還原反應。書寫電極反應式時，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)能傳導的離子的種類等。
（1）因為該電池的電解液為KOH溶液，所以在正極O2被還原應生成OH-。
（2）原電池的負極發(fā)生氧化反應，該燃料電池負極通入的氣體應是CH3OH，電池的總反應式為2CH3OH+3O24H2O+2CO2；酸性條件下的正極反應式為O2+4e-+4H+2H2O，即3O2+12e-+12H+6H2O，將總反應式減去正極反應式消去O2即得負極反應式。
（3）該電池的總反應式為CO+12O2CO2，因為電解質(zhì)為熔融態(tài)K2CO3，所以電池中是K+和CO2-3導電，正極反應式為CO2+12O2+2e-CO2-3，用總反應式減去正極的電極反應式得到負極的電極反應式：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O2-，所以O2被還原的產(chǎn)物為O2-，正極反應式為13O2+52e-26O2-；用總反應式減去正極反應式即得負極反應式。不管是哪種電池，負極總是向外電路輸出電子的一極，陰離子向負極移動。
答案：（1）O2+2H2O+4e-4OH- （2）CH3OH+H2O-6e-CO2+6H+ （3）正極：CO2+12O2+2e-CO2-3 負極：CO+CO2-3-2e-2CO2 總反應式：CO+12O2CO2 （4）①2C4H10+13O28CO2+10H2O ②13O2+52e-26O2- 2C4H10+26O2--52e-8CO2+10H2O 負 ③負
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行發(fā)電，在海水中電池的總反應可表示為5MnO2+2Ag+2NaClNa2Mn5O10+2AgCl。下列“水”電池在海水中放電時的有關說法正確的是（ ）
A.正極反應式：Ag+Cl--e-AgCl
B.每生成1molNa2Mn5O10轉(zhuǎn)移2mol電子
C.Na+不斷向“水”電池的負極移動
D.AgCl是還原產(chǎn)物
解析：由電池的總反應式可知，放電時銀失去電子，被氧化得到氧化產(chǎn)物，即銀作負極，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，所以陽離子向電池的正極移動，C錯誤；每生成1molNa2Mn5O10時消耗2molAg，轉(zhuǎn)移2mol電子，B項正確。
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。其電解質(zhì)是LiBr，溶劑是碳酸丙烯酯和乙腈，電池反應式為2Li+2SO2放電充電Li2S2O4，下列說法正確的是（ ）
A.該電池反應為可逆反應
B.放電時，Li+向負極移動
C.充電時，陰極反應式為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：該電池的放電反應和充電反應分別是在不同條件下發(fā)生的反應，不是可逆反應；放電時是原電池，Li+向正極移動；充電時是電解池，陰極發(fā)生還原反應，反應式為Li++e-Li；Li是較活潑金屬，能與水發(fā)生反應，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，電鍍時通過的電量與鋅的析出量無確定關系
C.電鍍時保持電流恒定，升高溫度不改變電解反應速率
D.鍍鋅層破損后對鐵制品會失去保護作用
解析：在鐵上鍍鋅時，鐵作陰極，鋅作陽極；未通電前可構成原電池，此時鋅作負極失去電子，鐵作正極，而電鍍時鋅仍然失電子，A項錯誤。在氧化還原反應中必須滿足得失電子守恒規(guī)律，因此電鍍時通過的電量與鋅的析出量有確定關系，B項錯誤。電鍍時保持電流恒定，則導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速率，C項正確。鍍鋅層破損后，由于鋅比鐵活潑，所以即使發(fā)生電化學腐蝕也是鋅失去電子而保護了鐵，D項錯誤。
答案：C
7.電化學實驗探究
例7.某實驗小組利用飽和食鹽水、導線、直流電源（用“”或“”表示）、燒杯、靈敏電流計（用“”表示）和兩個電極棒（分別是M、N）進行電化學實驗設計和探究。
甲同學安裝好儀器，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，過一段時間，溶液變得渾濁且逐漸出現(xiàn)紅棕色。
乙同學所用的儀器和甲同學的看上去相同，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，發(fā)現(xiàn)電流計的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。
請根據(jù)上述同學的實驗現(xiàn)象回答以下問題。
（1）M電極棒材料是 ，N電極棒材料是 （寫化學式）。
（2）在下列虛框內(nèi)完成對應三位同學的裝置圖。
（3）按下表要求寫出乙、丙兩位同學實驗過程中涉及的反應方程式。
要求乙丙
M電極方程式①④
N電極方程式②⑤
總反應方程式離子方程式③：化學方程式⑥：
（4）用化學方程式解釋，甲同學實驗時M處溶液出現(xiàn)渾濁后轉(zhuǎn)為紅棕色的原因： 。
（5）丙同學為了保護M電極不被腐蝕，他可以將N電極棒更換為 （寫化學式）。為驗證該防護方法有效，他又做下列對比實驗：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、金屬的腐蝕與防護等知識，根據(jù)實驗現(xiàn)象正確判斷電極類型和電極反應是解題的關鍵。
（1）從甲同學的實驗現(xiàn)象看，M電極是鐵，電解時鐵被氧化，即M電極是陽極；乙同學的實驗中得到的氣體是Cl2，被氧化的是Cl-，則陽極N是惰性電極。
（2）甲實驗中M電極作陽極，連在直流電源的正極上；乙實驗中M電極作陰極，連在直流電源的負極上；丙實驗不是電解，但實驗中產(chǎn)生了電流，所以丙裝置是原電池，接入電流表即可。
（3）乙實驗是用惰性電極電解飽和食鹽水，丙實驗的反應原理相當于是鐵的吸氧腐蝕。
（4）甲實驗中發(fā)生電極反應：Fe-2e-Fe2+（陽極），2H++2e-H2（陰極），總反應式為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+反應且產(chǎn)生明顯實驗現(xiàn)象的物質(zhì)，都能達到檢驗出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.電化學知識綜合運用
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，設計裝置圖如下：
（1）實驗時若污水中離子濃度較小，導電能力較差，產(chǎn)生氣泡速率緩慢，無法使懸浮物形成浮渣。此時，應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分別是① ，②4OH--4e-2H2O+O2。
（3）電極反應①和②的生成物反應得到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。已知負極的電極反應式是CH4+4CO2-3-8e-5CO2+2H2O。
①正極的電極反應式是 。
②為了使該燃料電池長時間穩(wěn)定運行，電池的電解質(zhì)組成應保持穩(wěn)定。為此，電池工作時必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)。則A物質(zhì)是 （用化學式表示）。
（5）實驗過程中，若在陰極產(chǎn)生了44.8L（標準狀況）氣體，則熔融鹽燃料電池消耗CH4（標準狀況） L。
解析：（1）酸與電極發(fā)生反應，NaOH溶液與電極鋁發(fā)生反應，BaSO4難溶于水，乙醇是非電解質(zhì)，都不宜加入。加入Na2SO4可增強溶液的導電能力，電解Na2SO4溶液即是電解水。
（2）陽極是鐵，電解時鐵被氧化為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式為CH4+2O2CO2+2H2O，用總反應式減去負極反應式即得正極反應式。參加循環(huán)的A物質(zhì)是CO2。
[關鍵詞] 電化學 氧化還原反應 判斷
在高二接觸電化學的時候,老師都是通過氧化還原結(jié)合電學來幫助學生理解電化學,而后將其歸納為各種各樣的口訣幫助學生運用。雖然這樣可以幫助不少學生在沒有完全理解電化學的基礎上運用最基礎的知識,但是到了高三就不行了。高考是能力和知識的結(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點本身,理解后才能更好地運用。特別是2009年的高考題(全國卷Ⅱ)還考察了15分的大題。所以,一定要幫助學生盡快真正理解電化學。
在這方面我試驗了很多種方法,最后從學生反饋來看最好的方法還是從電學的基礎來。因為學生從初中開始就接觸電學,他們對電學的電路中最基本的知識有很深的記憶和理解。所以我,采取了以下的方式。
一、學生都非常清楚電流是從正極流到負極,電子是從負極流到正極,所以,先讓學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,對于這種題首先找到總反應,因為原電池的反應是自發(fā)的氧化還原反應。電子從負極流出,回到正極,所以從得失電子的角度將總反應分成失電子的負極反應和得電子的正極反應。
總反應:H2SO4+Zn==ZnSO4+H2
負極反應:Zn-2e-=Zn2+
正極反應:2H++2e-=H2
所以鋅做負極,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,硫酸根靠向負極。
二、在學生的氧化還原反應的基礎上,判斷反應物,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、電解時在陽極得到氯氣,在陰極得到金屬鈉
D、電解一段時間后,將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中,充分攪拌后溶液呈中性
[答案]B
分析:這是電解池的題。同樣的分析方式:電子從負極出發(fā),到達陰極,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形成電流。
如果更形象的比喻就是,電子通過導線到了陰極,沒路了,這時陽離子就出現(xiàn)了,它很熱情的接走了電子,同時活潑電極或陰離子在陽極,同樣積極地拿出電子,讓電子沿導線回正極,形成閉合回路。這樣在電學的思維中,溶液中陰陽離子在兩極發(fā)生氧化還原反應代替電子進行定向移動形成電流。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;活潑電極或陰離子在陽極失電子發(fā)生氧化反應。
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:2H++2e-=H2
陽極反應:2Cl―-2e-=Cl2
總反應:2NaCl+ 2H2O電解H2+ Cl2+2NaOH
在陰極因為H+得電子參加反應,不斷減少從而打破了水的電離平衡,促進水電離,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,同時逸出氫氣;而陽極逸出氯氣。
三、如果是要求進行計算,就在相應的方程式基礎上進行就好。如下題
9.(2006年全國卷Ⅰ)把分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氯化鋁的三個電解槽串聯(lián),在一定條件下通電一段時間后,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)指通過每一個電解槽的電子總數(shù)是一樣多的。所以基于這一點將電子總數(shù)設為1mol,設析出鉀Xmol,析出鎂Ymol,析出鋁Zmol.
反應: 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
