2020年高考化学三轮冲刺要点突破讲练 专题04 日新月异的原电池、电解池
展开04 日新月异的原电池、电解池
【难点突破】
一、原电池
1．原电池工作原理
三个方向：①电流：从正极沿导线到负极；
②电子流：从负极沿导线到正极；
③离子移动方向：带什么电移向什么极。
2．原电池装置图的升级考查
注意：(1)原电池中电子均不能通过电解质溶液。
(2)在装置①中，由于不可避免会直接发生Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu而使化学能转化为热能，所以装置②的能量转化率高。
(3)盐桥的三种作用：①隔绝正负极反应物，避免直接接触，导致电流不稳定；②通过离子的定向移动，构成闭合回路；③平衡电荷，使溶液保持电中性。
(4)离子交换膜作用：由装置②到装置③的变化是“盐桥”变成“质子交换膜”。离子交换膜是一种选择性透过膜，允许相应离子通过，离子移动方向遵循原电池中离子移动方向。
3．陌生原电池装置的知识迁移
(1)燃料电池：按要求书写不同“介质”下甲醇燃料电池的电极反应式。
①酸性介质，如H2SO4溶液：
负极：2CH3OH－12e－＋2H2O===2CO2＋12H＋。
正极：3O2＋12e－＋12H＋===6H2O。
②碱性介质，如KOH溶液：
负极：2CH3OH－12e－＋16OH－===2CO＋12H2O。
正极：3O2＋12e－＋6H2O===12OH－。
③熔融盐介质，如K2CO3：
负极：2CH3OH－12e－＋6CO===8CO2＋4H2O。
正极：3O2＋12e－＋6CO2===6CO。
④掺杂Y2O3的ZrO3固体作电解质，在高温下能传导O2－：
负极：2CH3OH－12e－＋6O2－===2CO2＋4H2O。
正极：3O2＋12e－===6O2－。
(2)可逆电池
反思总结
碱性介质 C―→CO 酸性介质 H―→H＋
其余介质 C―→CO2 其余介质 H―→H2O
二、电解池
1．电解池工作原理(阳极为惰性电极)
三个方向：①电流：电源正极→阳极→离子定向移动→阴极→负极；
②电子流：负极→阴极；阳极→正极（注意：电子不能通过电解质溶液）；
③离子移动方向：带正电移向阴极，带负电移向阳极（异性相吸）。
2．正确判断电极产物
(1)阳极产物的判断首先看电极，如果是活性电极作阳极，则电极材料失电子，电极溶解(注意：铁作阳极溶解生成Fe2＋，而不是Fe3＋)；如果是惰性电极，则需看溶液中阴离子的失电子能力，阴离子放电顺序为S2－＞SO32-＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－(水)。
(2)阴极产物的判断直接根据阳离子的放电顺序进行判断(电极材料不参与放电)：
Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋（酸）＞Pb2＋＞Sn2+＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)。
易错点：两个H＋的位置 。
3．对比掌握电解规律(阳极为惰性电极)
电解类型 | 电解质实例 | 溶液复原物质 |
电解水 | NaOH、H2SO4或Na2SO4 | 水 |
电解电解质 | HCl或CuCl2 | 原电解质 |
放氢生碱型 | NaCl | HCl气体 |
放氧生酸型 | CuSO4或AgNO3 | CuO或Ag2O |
注意：电解后有关电解质溶液恢复原态的问题应该用质量守恒法分析。一般是加入阳极产物和阴极产物的化合物，但也有特殊情况，如用惰性电极电解CuSO4溶液，Cu2＋完全放电之前，可加入CuO或CuCO3复原，而Cu2＋完全放电之后，应加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3复原。
4．陌生电解池装置图的知识迁移
(1)电解池
三、突破电化学中的易错点
致误原因 | 应对策略 | 解释或举例 |
混淆电解池和原电池原理 | 根据电池反应，充电时为电解池，放电时为原电池；与电源连接的为电解池，提供电流的为原电池 | 电池的总反应为Li1－xMnO2＋LixC6 LiMnO2＋C6，放电时负极反应式为LixC6－xe－===C6＋xLi＋，充电时阳极反应式为LiMnO2－xe－===Li1－xMnO2＋xLi＋ |
不清楚电池正、负极所带电荷情况，错误判断离子迁移方向 | 原电池中，负极附近溶液带正电，阴离子向负极迁移，正极附近溶液带负电，阳离子向正极迁移；电解池中阴离子向阳极迁移，阳离子向阴极迁移 | 在Cu、Zn、H2SO4形成的原电池中，SO向Zn(负极)迁移，H＋向Cu(正极)迁移；电解NaCl溶液时，Na＋、H＋向阴极移动，Cl－、OH－向阳极移动 |
电解时忽视惰性电极和非惰性电极的区别 | 惰性电极为石墨、Pt、Au等，Cu、Fe等金属都是非惰性电极 | 惰性电极与电源正极相连接，电极不参与反应，非惰性电极与电源正极相连接，发生氧化反应 |
不理解电解反应，错误判断加入复原物质 | 需根据电解反应方程式 判断 | 电解CuSO4溶液，2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑，对于此反应，每生成1 mol O2，析出2 mol Cu，加入2 mol CuO或2 mol CuCO3，溶液可复原，加入2 mol Cu(OH)2则多了2 mol H2O |
四、金属腐蚀
1．金属腐蚀快慢的规律
(1)金属腐蚀类型的差异
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)电解质溶液的影响
①对同一金属来说，腐蚀的快慢(浓度相同)：强电解质溶液＞弱电解质溶液＞非电解质溶液。
②对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，腐蚀越快。
(3)活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。
2．两种腐蚀与三种保护
(1)两种腐蚀：析氢腐蚀（强酸性环境）、吸氧腐蚀(弱酸性或中性环境)。
(2)三种保护：电镀保护法、牺牲阳极的阴极保护法（原电池原理）、外加电流的阴极保护法（电解池原理）。
