选修4电化学基础复习总结
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。
选修四 电化学基础知识点总结202-11-20
选修四电化学基础知识点总结202-11-20 选修四电化学基础知识点总结202*-11-20选修四电化学基础知识点总结202*-11-201原电池及其应用1.1原电池原理1.1.1原电池装置构成①两个活泼性不同的电极；②电解质溶液或熔融的电解质[说明]原电池的两极分别称为正极和负极。
两极中相对活泼（易失电子）的作为负极，相对不活泼的为正极。
负极应要能与电解质溶液发生自发的氧化反应。
当两电极材料均插入电解质溶液中并将两极相连构成闭合电路，原电池装置才能发生电化反应产生电流。
1.1.2原电池发电原理及电极反应将铜片和锌片平行地插入稀硫酸溶液中，则构成了原电池。
若将两极用导线相连，则有电流产生。
“发电”的原理说明如下：由于锌比铜活泼，易失电子，Zn为负极，Cu则为正极。
两极相连后，Zn自发失去2++电子，不断“溶解”，形成Zn进入溶液。
锌片失去的电子沿外电路到达铜片，此时溶液中阳离子H在铜2--+片表面获得电子，形成H2逸出。
与此同时溶液中的阴离子（SO4，OH）移向负极，阳离子（H）移向正极（电池内部离子的迁移是由化学势所推动的，即非电场力做功完成）。
由于电池工作时，电子能自发地从负极经外电路流向正极，在电池内部，溶液中离子能自发地迁移，这样电池就向外提供电能，发电了。
电极反应式表示如下-2+负极（Zn）Zn2e=Zn(负极发生失电子的氧化反应，流出电子)+-正极（Cu）2H+2e=H2↑(正极发生得电子的还原反应，流进电子)+2+ 总反应式Zn+2H=Zn+H2↑从上分析可知此例正极材料本身并无参与电极反应，仅起作导体作用而已。
因此，正极材料若换为活泼性比锌差的导体为电极（如石墨），效果一样。
1.2原电池的应用主要有两方面：其一，利用原电池自发进行的氧化还原反应，开发化学电源；其二，抑制原电池反应发生，应用于金属腐蚀的防护。
1.2.1常见的化学电源①锌-锰干电池正极-石墨棒，负极-锌筒,电解质-淀粉湖-NH4Cl与碳粉、MnO2的混合物。
高中选修4 电化学基础知识点总结
高中选修4 电化学基础知识点总结电化学基础知识点总结：电化学装置的特点是将化学能转化为电能。
它由两个活泼性不同的电极组成，需要在电解质溶液中形成闭合回路才能发挥作用。
电负极用还原性较强的物质，向外电路提供电子，发生氧化反应；正极用氧化性较强的物质，从外电路得到电子，发生还原反应。
电极反应会形成总反应，同时失去的电子沿导线传递，产生电流。
例如，负极为锌筒，正极为石墨的铜锌原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，总反应为Zn + 2H^+ =Zn^2+ + H_2.普通锌——锰干电池的总反应为Zn + 2NH_4Cl + 2MnO_2 = ZnCl_2 + 2NH_3 + 2H_2O + 2Mn(OH)_2.这种干电池电量小，放电过程易发生气涨和溶液断解离。
碱性锌——锰干电池的负极由锌改为锌粉，反应面积增大，放电电流增加；电解液由中性变为碱性，离子导电性好。
放电铅蓄电池的总反应为PbO_2 + Pb + 2H_2SO_4 =2PbSO_4 + 2H_2O。
蓄电池的特点是电压稳定。
镍——镉（Ni——Cd）可充电电池的放电反应为Cd +2NiO(OH) + 2H_2O = Cd(OH)_2 + 2Ni(OH)_2.银锌蓄电池和锂电池也是常见的可充电电池。
与普通电池不同，燃料电池不是将还原剂和氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时产物也不断排出电池。
燃料电池的原料除了氢气和氧气外，还可以是CH_4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。
例如，氢氧燃料电池的总反应为O_2 + 2H_2 = 2H_2O，具有转化率高、持续使用、无污染等特点。
废旧电池中含有重金属和酸碱等有害物质，回收金属可以防止污染。
腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
腐蚀会带来很多危害，其本质是金属与氧化反应。
腐蚀可以分为化学腐蚀和电化腐蚀两种形式。
电化腐蚀是因发生原电池反应，而使金属腐蚀的形式。
重点高中选修4电化学基础知识点总结
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电化学基础知识点总结
装置特点：化学能转化为电能。
①、两个活泼性不同的电极；
形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）；
电解液：1.25g/cm3~1.28g/cm3 的 H2SO4 溶液
蓄电池
化 学
池；电源
简 介
Cd(OH)2+2Ni(OH)2
特点：电压稳定。
Ⅰ、镍——镉（Ni——Cd）可充电电
放电
其它蓄电池
Cd放+电2N` iO(OH)+2H2O
Ⅱ、银锌蓄电池
锂电池
①、燃料电池与普通电池的区别
不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工
阳离子交换膜：只允许阳离子通过，阻止阴离子和空 气通过；
②、装置：
离子交换膜 法制烧碱：
原电池，化学电池，电解池 氧化还原反应与原电池的异同点? 原电池是将化学能转化为电能的装置。 电解池是将电能转化为化学能的装置。 原电池与电解池的异同点：
电
③、原理：阳极 Cu-2e-=Cu2+ ；Cu2++2e-=Cu
解 的
④、装置：
应 用
⑤、电镀工业：镀件预处理→电镀液添加剂→
装置：（如图）
现象 ①、阴极上有气泡；②、阳极有刺激
性气体产，能使湿润的淀粉 KI 变蓝；
电解食盐水
③、阴极区附近溶液变红，有碱生成
原理：
通电前： NaCl =Na++Cl- H2O
选修4电化学基础复习总结31页PPT
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
选修4电化学基础复习总结
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
选修4电化学基础复习总结 ppt课件
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巩固练习
2．如图为一种钮扣微型电池，其电极分别为Ag2O和Zn电解质 溶液是KOH溶液，俗称银锌电池，该电池的电极反应式为：Zn +Ag2O== ZnO+2Ag根据以上提供的资料，判断下列说法正确的 是 AB A、锌为负极，Ag2O为 正极； B、放电时正极附近溶液的PH值升高； C、放电时负极附近溶液的PH值升高； D、溶液中阴离子向正极方向移动，阳离子向负极方向移动。
发生氧化还原反应，从而形成电流
电流方向
电极反应 能量转化 应用
正极：2H+ + 2e- =H2↑（还原原应） 化学能→ 电能 设计电池、金属防腐 ppt课件
4、判断溶液的pH变化： 先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物。 （1）如果只产生氢气而没有氧气，只pH变大； （2）如果只产生氧气而没有氢气，只pH变小； （3）如果既产生氢气又产生氧气 ①若原溶液呈酸性则pH减小； ②若原溶液呈碱性pH增大；
Fe2+ + H2 ↑
联 系
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
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拓展练习
3.下列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀由快到慢 顺序 D E F A C B .
Fe
Fe
C
Fe
Zn
A(海水)
B(海水)
Fe Sn
C(海水)
Fe Sn
Zn
Fe
D(海水)
E(海水)
ppt课件
F(天然水)
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练 习
充电
放电
Ag2O + Zn + H2O
此电池放电时，负极发生反应的物质为
高中化学选修4电化学知识点总结
高中化学选修4电化学知识点总结1、原电池原电池是一种将化学能转化为电能的装置。
它由两个活泼性不同的电极、电解质溶液和导线组成闭合回路。
在外电路中，电子从负极流向正极；在内电路中，盐桥中的阴离子移向负极的电解质溶液，盐桥中的阳离子移向正极的电解质溶液。
以锌铜原电池为例，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，总反应式为Zn+2H+=Zn2++H2.二、化学电池化学电池是利用化学能直接转变为电能的装置。
它包括一次电池、二次电池和燃料电池。
一次电池是指不能重复使用的电池，如碱性锌锰电池、锌银电池和锂电池等。
二次电池可以放电后再充电，使活性物质获得再生，例如铅蓄电池。
铅蓄电池在放电时，负极（铅）发生氧化反应，正极（氧化铅）发生还原反应；在充电时，阴极（PbSO4）发生还原反应，阳极（PbSO4）发生氧化反应。
除了铅蓄电池外，还有银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池和聚合物锂离子电池等新型蓄电池。
燃料电池是一种原电池，它通过使燃料与氧化剂反应直接产生电流。
燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，但不注明反应的条件。
负极发生氧化反应，正极发生还原反应，一般电解质溶液要参与电极反应。
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。
在酸性电解质溶液中，负极为2H2－4e-=4H+，正极为O2＋4e-+4H+=2H2.当电解质溶液呈碱性时，负极反应式为2H2+4OH-－4e-＝4H2O，正极反应式为O2＋2H2O＋4e-＝4OH-。
另一种燃料电池使用金属铂片作电极，通入甲烷和氧气作为燃料和氧化剂。
负极反应式为CH4＋10OH－8e-＝CO32-＋7H2O，正极反应式为4H2O＋2O2＋8e-＝8OH-。
总反应式为CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O。
燃料电池的优点是能量转换率高，废弃物少，运行噪音低。
废弃电池应该进行回收利用。
电解池是把电能转化为化学能的装置，也称为电解槽。
电解是指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。
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练 习
8 ．一种新型的燃料电池，它以多孔镍板为电极插入 KOH溶液中，然后分别向两极通入乙烷和氧气，其总 反应为： 2C2H6+7O2+8KOH==4K2CO3+10H2O ，有关 此电池的推断正确的是 B C
A．负极反应为14H2O+7O2+28e-==28OHB．放电一段时间后，负极周围的pH减低 C．每消耗1molC2H6，则电路上转移的电子为14mol D．放电过程中KOH的物质的量浓度不变
Fe
Fe
C
Fe
Zn
A(海水)
B(海水)
Fe Sn
C(海水)
Fe Sn
Zn
Fe
D(海水)
E(海水)
F(天然水)
练 习
4、汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状灰铅的铅板和另 一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H2SO4作电解液。 总反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O （1）试写出放电时的正、负极反应式
估题１
根据下式所表示的氧化还原反应设计一个原电池 并画图： Fe + 2 Fe3+ = 3Fe2+ 要求：（1）用烧杯装液体和用盐桥连接。 （2）注明原电池的正极和负极并在外电路 用箭头标明电子的流向。 （3）写出两个电极上的电极反应式 ： _Fe3++e-=Fe2+_ 正极：_________________________ _Fe-2e-=Fe2+_ 负极：_________________________
发生氧化还原反应，从而形成电流
电流方向
电极反应 能量转化 应用
正极：2H+ + 2e- =H2↑（还原原应） 化学能→ 电能 设计电池、金属防腐
4、判断溶液的pH变化： 先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物。 （1）如果只产生氢气而没有氧气，只pH变大； （2）如果只产生氧气而没有氢气，只pH变小； （3）如果既产生氢气又产生氧气 ①若原溶液呈酸性则pH减小； ②若原溶液呈碱性pH增大；
PbSO4+2H2O-2e- =PbO2 + 4H++SO42阳极:______________________________________ PbSO4 +2e- =Pb + SO42阴极:______________________________________
四、原电池电解池的应用----可充电电池
PbO2+4H++SO42- +2e- =PbSO4+2H2O 正极:______________________________________ Pb+ SO42-－2e- =PbSO4 负极:______________________________________
（2）试写出充电时的阳、阴极反应式
电极反应为： 负极：Fe -2e- = Fe2+
三、电解池及原电池的应用----金属的防护
1）金属腐蚀快慢的判断
①电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀> 化学腐蚀> 有 防腐蚀措施的腐蚀 ②同一种金属的腐蚀： 强电解质>弱电解质>非电解质
③活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀越快。
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。
金属越不活泼,对应阳离子氧化性越强，越容易得电子。
阳极：还原性强的阴离子先失电子
金属（除Pt、Au） > S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸>F－
金属阳极先放电，离子后放电
装置
原电池
电解池
实例
铜锌原电池
原理
电解氯化氧化还原反应 直流电源、电极（惰性或非惰性）、 两个电极、电解质溶液或熔融态电解质、 电解质（水溶液或熔融态）、形成 形成闭合回路、自发发生氧化还原反应 闭合回路 由电极本身决定 由外电源决定 正极：流入电子 负极：流出电子 阳极：连电源正极 阴极：连电源负极 电源负极→阴极→阳极→电源正极 （外电路）负极 → 正极 （外电路）正极→负极 负极：Zn - 2e- =Zn2+（氧化反应） 电源正极→阳极→阴极→电源负极 阳极：2 Cl- - 2e- = Cl2 ↑(氧化反应) 阴极: Cu2+ + 2e- = Cu (还原反应) 电能→化学能 氯碱工业、电镀、电冶、金属精炼
9、写出下列装置的极反应，并标明氧化反应、还原 反应
Fe Cu
氯化铜 溶液 C Fe Cu 氯化钠 溶液 C
A Cu
B
Cu
C
氯化铜溶液
D
氯化铜溶液
10、写出下列装置的极反应，并判断A、B、C溶液PH 值的变化。 Fe Ag AgNO 3 （ D）
Cu
Ag
Cu
C
Pt Pt
（ C）
NaHSO4
（A）
②电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。
③电解质溶液：溶液中CuSO4的浓度保持不变。
⒉氯碱工业原理
氯碱工业（离子膜法） Cl2 H2
+
淡盐水
－
NaOH溶液
Cl2
H+ Na+
Cl－ OH－
Na+交换膜
精制饱和NaCl
H2O含少量NaOH
练 习
2、下列图一、图二是铁钉在水中被腐蚀的实验
数天后
数天后
水膜呈酸性
电 负极Fe(- ) Fe-2e-=Fe2+ 极 ++2e-=H ↑ 2H 正极 C(+) 2 反 应 总反应: Fe + 2H+ =
Fe2+ + H2 ↑ 联 系
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
拓展练习
3.下列装置暴露空气中一段时间,铁的腐蚀由快到慢 顺序 D E F A C B .
A
拓展练习
举例：
1、a 极变细，b 极变粗： 2、a 极变细，b 极有气泡： 3、a 极变粗， b 极有气泡： 4、a 极有气泡, b 极有气泡，且气体体积比为2 ：1
5、a 极有气泡, b 极有气泡;阴极加酚酞变红
二、电解池的应用----电镀及氯碱工业
待镀制品 1、电镀
铜片
硫酸铜溶液
①电极： 阳极——镀层金属 阴极——待镀金属制品
练 习
6．为下图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后， b极附近溶液呈红色。下列说法正确的是 AC A．X是正极，Y是负极 B．X是负极，Y是正极 C．CuSO4溶液的PH值逐渐减小 D．CuSO4溶液的PH值不变
•X Y • Pt Cu a b
CuSO4溶液
NaCl和酚酞溶液
7、下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提 示，下列叙述不正确的是 BD A．a电极是负极 B．b电极的电极反应为：4OH—－4e →2H2O+O2 C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D ．氢氧燃料电池是一种只能将氧化剂和燃料全部 储藏在电池内的发电装置
图一
图二
（1）上述两装置中铁钉发生变化的共性是： 发生了原电池 反应
（2）图一说明原溶液呈
中性或弱碱
性，铁钉发生 吸氧
腐蚀，
电极反应为： 负极：Fe -2e- = Fe2+ （3）图二说明原溶液呈
； 正极：2H2O +O2 +2e- =4OH；正极：2H+ +2e- = H2↑
较强酸性 性，铁钉发生 析氢 腐蚀，
归纳与整理全章知识复习
第四章知识结构
电化学基础 氧化还 原反应 §3电解池
§1原电池 §2化学电源
化学能转化 为电能，自 发进行
§4金属的电化学腐蚀与防护
电能转化为 化学能，外 界能量推动
一、原电池与电解池的比较及判断： 1、池型的判断
有外加电源一定为电解池，无外加电源可能为原电池 （依据构成条件判断）；多池组合时，一般含活泼金属 的池为原电池，其余都是在原电池带动下的电解池。
2）金属的防护方法
①改变金属内部结构 ②覆盖保护层 ③电化学保护法 外加电源的阴极保护法 牺牲负极的正极保护法
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
条 件
吸氧腐蚀 水膜呈中性或酸性很弱或碱性
2Fe-4e-=2Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 Fe2O3 · nH2O （铁锈）
AgNO3
（B）
CuSO4
难溶于水的电解质溶于某些盐溶液
如：Mg(OH)2溶于NH4Cl溶液
思考与交流
用平衡移动的原理分析Mg(OH)2溶于盐 酸和NH4Cl溶液的原因
解 在溶液中存在Mg(OH)2的溶解平衡： 释
Mg(OH)2(s) ⇌Mg2＋(aq)+2OH－(aq)
加入盐酸时，H＋中和OH-,使c(OH－)减 小，平衡右移，从而使Mg(OH)2溶解 加入NH4Cl时，NH4＋水解，产生的H＋ 中和OH－,使c(OH－)减小，平衡右移， 从而使Mg(OH)2溶解
强碱 活泼金属的 含氧酸盐
仅溶质 电解
无氧酸 不活泼金属 的无氧酸盐 活泼金属的 无氧酸盐 不活泼金属的 含氧酸盐
HCl CuCl2 KCl
增大 增大
溶质和 溶剂同 时电解
阳极：4OH- → 4e- → O2↑+2H2O CuSO4阴极：2Cu2++4e- → 2Cu 减小
练 习
1. 右图中 x 、 y 分别是直 流电源的两极 , 通电后发 现 a 极板质量增加 ,b 极板 处有无色无臭气体放出 , 符合这一情况的