2019-2020学年高中化学第四章电化学基础章末系统总结新人教版选修4
第四章 电化学基础 章末归纳与整理-高二化学(人教版选修4)
【例题6】（2021·浙江·效实中学高二期中）利用膜技术和电化学原理
制备少量硫酸和绿色硝化剂N2O5，装置如图，下列说法正确的是（ B ）
A．甲装置将电能转化为化学能 B．每转移2mol电子，生成2mol N2O5 和1mol H2SO4 C．乙中电极d上发生氧化反应 D．c电极反应式为： N2O4 – 2e- ＋H2O＝N2O5＋2H＋
3．特别注意：书写电解池中电极反应式时，要以实际放电的离子
表示，但书写总电解反应方程式时，弱电解质要写成分子式。如用惰性
电极电解NaOH溶液，阳极发生氧化反应，电极反应式为4OH－－4e－＝
2H2O＋O2↑，阴极发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－＝H2↑，总反
应式表示为2H2O
2H2↑＋O2↑。
【对应训练】LiOH是生产航空航天润滑剂的原料。清华大学首创三室 膜电解法制备氢氧化锂，其模拟装置如图所示。下列有关说法正确的是（ C ）
A．膜1为阳离子交换膜，膜2为阴离子交换膜 B．a极为电源的负极，Y极上发生氧化反应 C．X极的电极反应式为2H2O－4e-＝4H+＋O2↑ D．每转移2 mol电子，理论上生成52 g LiOH
电池正极的电极反应式为O2＋2H2O－4e-＝4OH-
【对应训练】结合图示判断，下列叙述正确的是（ A ） A．K与N连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大 B．K与N连接时，X为氯化钠，石墨极电极反应式为2H＋＋2e－＝H2↑ C．K与M连接时，X为硫酸，一段时间后溶液的pH增大 D．K与M连接时，X为氯化钠，石墨极电极反应式为4OH－－4e－＝ 2H2O＋O2↑
Cd(OH)2＋2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是
A．充电时阳极反应：Ni(OH)2－e－＋OH－＝NiOOH＋H2O B．充电过程是化学能转化为电能的过程
选修四 第四章电化学基础 知识点总结
电解质和水同时被电解型
A 、放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（如NaCl 、MgBr2)溶液的电解
B 、放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐（如CuSO4、AgNO3）溶液的电解
相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化
第三单元 金属的腐蚀与防护
1、金属防护的几种重要方法
①改变金属内部的组织结构，制成合金。
②在金属表面覆盖保护层。
如油漆、油脂等，电镀Zn,Cr 等易氧化形成致密的氧化物薄膜作
保护层。
原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。
③电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。
2、牺牲阳极的阴极保护法：
原理 ：形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。
3、外加电源的阴极保护法：
将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。
此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。
金属（或合金）跟周围接触到的气体 （或液体）反应而腐蚀损耗的过程。
2019年高中化学第四章电化学基础章末整合课件新人教版选修4
专题1
专题2
专题3
专题4
专题5
【例题4】 如图,当线路接通时,发现M(用石蕊溶液浸润过的滤
纸)a端显蓝色,b端显红色,且知甲中电极材料是锌、银,乙中电极材
料是铂、铜,且乙中两电极不发生变化。回答下列问题: (1)甲、乙
分别是什么装置
专题1
专题2
专题3
专题4
专题5
4.判断电解后溶液pH变化的方法
根据原溶液的酸、碱性和电极产物即可对电解后溶液pH的变化
作出正确的判断,其方法如下:
(1)若电极产物只有H2而无O2,则pH变大。 (2)若电极产物只有O2而无H2,则pH变小。 (3)若电极产物既有O2又有H2,原溶液呈酸性则pH变小,原溶液呈碱 性则pH变大,原溶液呈中性则pH不变。
持的,并不是电子由阴极穿过电解质溶液到了阳极又回到正极。即电
解质溶液导电的过程就是电解的过程。
专题1
专题2
专题3
专题4
专题5
2.阴(阳)离子移动到阳(阴)极时,一定失(得)电子的原因 可以这样理解:阳极是缺电子极,相当于具有极强氧化性,所以即 使还原性较弱的阴离子也能在阳极失电子而被氧化(如F-、OH-等)。 阴极是富电子极,有较多的多余电子,相当于具有极强还原性,可以 使氧化性较弱的阳离子(如K+、Na+)得电子而被还原。较多在通常 状况下很难得失电子的离子,通过电解可以被还原或氧化,利用电 解的方法可以制备Na、Mg、Al等活泼金属单质。
专题1
专题2
专题3
专题4
专题5
【例题2】 (双选)用石墨作电极电解CuCl2溶液,下列说法正确的 是( )
高中化学 第四章《电化学基础》 新人教版选修4
2．原电池工作原理(以锌铜原电池为例)
装 置 示 意 图 现 锌片逐__渐__溶__解__，铜片上有红___色__物__质__沉__积__, 象 电流表指针发生_偏__转_____
电极 电极名称 得失电子 电子流向 反应类型
电极反应式
总反应式
Zn电极
Cu电极
负极
正极
失电子
得电子
流出
流入
氧化反应
还原反应
解析：选C。判断原电池正负极，除考虑活 泼性还要注意电解质溶液对正负极的影响。 对于稀硫酸来说，镁是比铝更活泼的金属； 但对于氢氧化钠溶液来说，铝是比镁更活泼 的金属，所以A池中镁是负极，B池中铝是负 极，B对；
A池中电极反应为Mg－2e－===Mg2＋，A 对；B池中电子流向为Al―→Mg，C项错。 A池中正极2H＋＋2e－===H2↑，随着反应进 行，c(H＋)减少，pH增大，D对。
二、原电池的设计 1．依据 理论上，能自发进行的__氧__化__还__原__反__应____均 能设计成原电池。 2．实际设计时应注意的几个方面 (1)外电路
负极(还__原__性__较__强___的物质)―失 导―线e→－ 正极(能__导__电__ 的物质) (2)内电 路 将两极浸入 _电__解__质___溶液 中，并通过 _阴__、__阳__ 离子的定向运动而 形成内电路。
原电池原理的应用
探究导引2为什么锌与稀硫酸反应时，加入少 量CuSO4，会使反应速率加快？ 提示：锌与稀硫酸反应时，加入少量CuSO4， Cu2＋被锌置换出来，生成的单质Cu附着在锌 的表面，此时会发生原电池反应，锌为负极， 使反应速率加快。
要点归纳
1．加快氧化还原反应的速率 在金属与酸溶液的置换反应中，通过形成原电 池而使反应速率加快。 2．比较金属活动性的强弱
高中化学人教版选修 4 期末复习第四章 电化学基础知识归纳
2 2 第四章 电化学基础知识归纳一．原电池：化学能转化为电能的装置叫做原电池组成条件：①两个活泼性不同的电极 ②电解质溶液 ③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路 电子流向：外电路：负极——导线——正极内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
电极反应：以锌铜原电池为例：负极：氧化反应：Zn －2e -＝Zn 2＋ （较活泼金属） 正极：还原反应：2H ＋＋2e -＝H ↑ （较不活泼金属） 总反应式：Zn+2H +=Zn 2++H ↑ 正、负极的判断：（1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。
（2）从电子的流动方向 负极流入正极 （3）从电流方向 正极流入负极（4）根据电解质溶液内离子的移动方向 阳离子流向正极，阴离子流向负极 （5）根据实验现象①溶解的一极为负极 ②增重或有气泡一极为正极二．化学电池 1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池2、化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置3、化学电池的分类：一次电池、二次电池、燃料电池 常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池。
以氢氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性。
1.当电解质溶液呈酸性时： 2.当电解质溶液呈碱性时：负极：2H －4e =4H-+2 正极：Ｏ ＋4 e ＋4H =2H O-+2 2 负极：2H ＋4OH -－4e -＝4H O 正极：Ｏ ＋2H O ＋4 e -＝4OH -2 2 2 2 另一种燃料电池是用金属铂片插入 KOH 溶液作电极，又在两极上分别通甲烷燃料和氧气氧化剂。
电极反应式为：负极：CH ＋10OH －－8e -＝CO 2- ＋7H O ； 正极：4H O ＋2O ＋8e -＝8OH -。
4 3 2 2 2 电池总反应式为：CH 4＋2O 2＋2KOH ＝K 2CO 3＋3H 2O 阳氧目前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池 燃料电池：是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池 电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电 池反应，但不注明反应的条件。
高中化学 第04章 电化学基础章末复习 新人教版选修4
【例题2】原电池的电极名称不仅与电极的性质有关，也与电解质 溶液有关，下列说法中不正确的是（ ） A．有Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：Al-3e==Al3+ B．Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：2Al＋8OH－ －6e－=2AlO2－＋4H2O C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Cu-2e==Cu2+ D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu-2e==Cu2+ 【解析】A、铝比铜活泼，因此铝为负极，电极反应式为Al－3e－ =Al3＋，故A说法正确；B、Mg虽然比Al活泼，但是Mg不与NaOH反应， 因此Al为负极，即负极反应式为2Al＋8OH－－6e－=2AlO2－＋4H2O， 故B说法正确；C、铁比铜活泼，因此铁作负极，即负极反应式为Fe －2e－=Fe2＋，故C说法错误；D、铝与浓硝酸发生钝化反应，因此 铜作负极，即负极反应式为Cu－2e－=Cu2＋，故D说法正确。
盐(如 KNO3、 Na2SO4 )
被电 解 的物 质
水
水
电极产物 溶液pH变化
的原因、结
阳 极
阴极
果
电解质 复原
水减少，碱
O2
H2
溶液的浓度 增大，pH增
加H2O
大
水减少，盐
溶液的浓度
O2
H2
增大，pH不 变或略减小
加H2O
(若为水解的
盐)
最新【人教版】高中化学选修4知识点总结：第四章电化学基础
第四章电化学基础一、原电池课标要求1、掌握原电池的工作原理2、熟练书写电极反应式和电池反应方程式要点精讲1、原电池的工作原理（1）原电池概念：化学能转化为电能的装置，叫做原电池。
若化学反应的过程中有电子转移，我们就可以把这个过程中的电子转移设计成定向的移动，即形成电流。
只有氧化还原反应中的能量变化才能被转化成电能；非氧化还原反应的能量变化不能设计成电池的形式被人类利用，但可以以光能、热能等其他形式的能量被人类应用。
（2）原电池装置的构成①有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极。
②电极材料均插入电解质溶液中。
③两极相连形成闭合电路。
（3）原电池的工作原理原电池是将一个能自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的负极和正极上发生，从而在外电路中产生电流。
负极发生氧化反应，正极发生还原反应，简易记法：负失氧，正得还。
2、原电池原理的应用（1）依据原电池原理比较金属活动性强弱①电子由负极流向正极，由活泼金属流向不活泼金属，而电流方向是由正极流向负极，二者是相反的。
②在原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应；不活泼金属作正极，发生还原反应。
③原电池的正极通常有气体生成，或质量增加；负极通常不断溶解，质量减少。
（2）原电池中离子移动的方向①构成原电池后，原电池溶液中的阳离子向原电池的正极移动，溶液中的阴离子向原电池的负极移动；②原电池的外电路电子从负极流向正极，电流从正极流向负极。
注：外电路：电子由负极流向正极，电流由正极流向负极；内电路：阳离子移向正极，阴离子移向负极。
3、原电池正、负极的判断方法：（1）由组成原电池的两极材料判断一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
（2）根据电流方向或电子流动方向判断。
电流由正极流向负极；电子由负极流向正极。
（3）根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
（4）根据原电池两极发生的变化来判断原电池的负极失电子发生氧化反应，其正极得电子发生还原反应。
选修4第四章电化学基础章末总结
1图解原电池正、负极的判断方法原电池中电极的判断角度如下所示：[特别提示]判断一个原电池中的正、负极，最根本的方法是失电子(发生氧化反应)的一极是负极，得电子(发生还原反应)的一极是正极。
如果给出一个化学方程式判断正、负极，可以直接根据化合价的升降来判断，化合价升高发生氧化反应的一极为负极，化合价降低发生还原反应的一极为正极。
【典例1】甲、乙两位学生想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol·L－1H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 mol·L－1的NaOH 溶液中，如下图所示。
(1)如果甲、乙同学均认为若构成原电池的电极材料都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼，则甲会判断出________的活动性更强，而乙会判断出________的活动性更强(填元素符号)。
(2)由此实验，可得到哪些正确的结论？________(填字母)。
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质B．镁的金属性不一定比铝的金属性强C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，已没有实用价值D．该实验说明化学研究的对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析(3)上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动性顺序表判断原电池的正、负极”的做法________(填“可靠”或“不可靠”)。
如不可靠，请你提出另一个判断原电池正、负极的可行的实验方案____________________________________________________________________________________________。
(如可靠，此空可不填)答案(1)Mg Al(2)AD(3)不可靠将两种金属连上电流表后插入电解质溶液中，构成原电池，利用电流表测定电流的方向，从而判断电子的流动方向，由此确定原电池的正、负极解析本题采用相同金属材料和不同电解质溶液进行原电池反应，并得出有关结论。
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第四章电化学基础
一、重知点识梳理
二、实验专项探究——金属腐蚀条件的实验探究
影响金属腐蚀的因素包括金属的本性和介质两个方面，就金属的本性而言，金属越活泼，就越易失去
电子被腐蚀。
介质对金属腐蚀的影响很大，如果金属在潮湿的空气中，接触腐蚀性气体或电解质溶液，都
容易被腐蚀。
即时训练
某探究小组用铁钉被腐蚀的快慢实验，来研究防止钢铁腐蚀的方法。
所用试剂有：材质相同无锈的铁
钉数个，一定量的食盐水、碳酸水、植物油，实验温度为298 K或308 K，每次实验取用铁钉的数量相同，
液体体积相同且足量，用大小相同的试管实验。
(1)请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：
A．在铁门、铁窗表面涂上油漆B．自行车各部件因有防护涂层或电镀等防腐措施，所以不需要停放在能遮雨的地方
C．家用铁制厨具每次用完后应擦干放置在干燥处
D．把挡水铁闸门与直流电源的正极连接且构成回路，可减少铁闸门的腐蚀速率
解析：(1)实验Ⅰ探究不同电解质对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证温度不变(仍为298 K)，改变电解
质(选用碳酸水)。
实验Ⅱ探究温度对铁钉腐蚀快慢的影响，因此保证电解质不变(仍为食盐水)，改变温度(选308 K)。
实验Ⅲ探究铁钉是否接触电解质溶液对铁钉腐蚀快慢的影响。
因此保证温度不变(仍为298 K)，改变试
管内液体(选植物油)。
(2)A项涂油漆保护铁窗，使铁窗与周围物质隔开，正确；自行车放在干燥处，不易形成原电池，能降
低腐蚀速率，B错误，C正确；D项挡水铁闸门应与直流电源的负极相连，使之作电解池的阴极，才能起到
保护作用，D错误。
答案：(1)
某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。
从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
图1
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：
(2)2
发生了________腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了
________(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是_________。
(3)该小组对图2中0～t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：
假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；
假设二：____________________________________________；
……(4)为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。
请你再设计一个实验方案验证
假设一，写出实验步骤和结论。
解析：(1)
质量应与实验①相同，即2.0 g；实验③中碳粉质量与实验①不同，铁粉质量和醋酸浓度均与实验①相同，
显然实验③目的是探究碳粉含量的影响。
(2)t2时，容器中压强明显小于起始压强，说明容器中气体减少，所以铁发生的是吸氧腐蚀。
在铁吸氧腐蚀过程中，铁为负极，发生氧化反应，形成Fe2＋；碳为正极，发生还原反应：2H2O＋O2＋4e－===4OH－(或4H＋＋O2＋4e－===2H2O)。
(3)0～t1时压强增大，应从两方面考虑，一是生成气体，二是温度升高，则由假设一内容可得假设二应是：此反应是放热反应，温度升高。
答案：(1)
(2)吸氧如图还原
2H2O＋O2＋4e－===4OH－(或4H＋＋O2＋4e－===2H2O)
(3)反应放热，温度升高。