选修四 电化学基础知识点总结201*-11-20

选修四 电化学基础知识点总结201*-11-20

选修四电化学基础知识点总结201*-11-20

1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。

-2++-

负极反应：Zn-2e=Zn，正极反应：2NH4+2e=2NH3+H2，2MnO2+H2=Mn2O3+H2O；电池反应：Zn+NH4Cl+MnO2=ZnCl2+2NH3+Mn2O3+H2O②铅蓄电池

33

电解质溶液为(电解液：1.25g/cm~1.28g/cm的H2SO4溶液

-2--+2-放电时，负极-Pb：Pb-2e+SO4=PbSO4↓；正极-Pb（PbO2）：PbO2+2e+4H+SO4=PbSO4↓+2H2O

-2--+2-

充电时，阴极：PbSO4+2e=Pb+SO4阳极：PbSO4↓-2e+2H2O=PbO2+4H+SO4；③燃烧电池

利用可燃物与O2的反应开发的电源，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，而是工作时不断从外界输入，同时电极反应产物不断排出电池。燃料电池的原料，除氢气和氧气外，也可以是CH4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。常见有：氢氧燃烧电池、烃类（如CH4、C2H6）燃烧电池、醇类（如CH3OH、C2H5OH）燃烧电池、肼(H2N-NH2)--空气燃料电池等。

1.2.2金属的腐蚀及防护（1）金属的腐蚀

金属或合金跟周围接触到的物质(气体或液体)进行化学反应而损耗的过程即为金属的腐蚀。

若金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀称为化学腐蚀，此类腐蚀无电流产生；若合

1

金或不纯金属，接触到电解质溶液而构成了原电池，其中活泼的金属作负极，失去电子而被氧化的腐蚀称电化腐蚀,此类腐蚀拌随有电流的产生。电化腐蚀又分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，两者的比较见下表

析氢腐蚀吸氧腐蚀

条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或非酸性

+---正极反应2H+2e=H2↑O2+2H2O+4e=4OH

-2+负极反应Fe2e=Fe

2+-其它----------------Fe+2OH=Fe(OH)2；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

（2）金属的防护

根据金属腐蚀的类型及其原理，可从以下几方面采取防护措施：

①阻断形成原电池的条件，避免电化腐蚀。如保持铁件表面干燥或表面涂一层油漆等。②形成原电池，但把被保护的金属作正极，避免腐蚀。如在钢铁船体埋锌块，在海水中可形成Zn-Fe原电池，因钢铁船体为正极得以保护。

③外接直流电源，将被保护金属接到电源的负极，并形成闭合回路。

2电解池及其应用

2.1电解的原理

2.1.1电解池装置构成

①阴阳两个电极;②电解质溶液（或熔化的电解质）。

[说明]:①电解池两极名称分别叫阴极和阳极,由所连接在的外电源的那一极决定。与外接电源负极相连作为电解池的阴极，与外接电源正极相连的作为电解池的阳极。②当然若要发生电解，还要有外接直流电源设备，并构成闭合回路。

2.1.2电解原理分析

以惰性电极电解硫酸铜溶液为例说明

2+2-+-通电前CuSO4=Cu+SO4,H2O=H+OH

2++2--溶液中存在由电离产生的两种阳离子(Cu和H),两种阴离子(SO4和OH)

2++2--通电后①离子定向移动阳离子(Cu和H)移向阴极,阴离子(SO4和OH)移向阳极

②电极反应

2++2+-阴极:由于Cu比H易得电子，故2Cu+4e=2Cu(发生还原反应)-2--阳极:由于OH比SO4易失电子，故4OH-4e=2H2O+O2↑(发生氧化反应)

-+

（或2H2O4e=O2+4H）

③溶液pH变化

-+

在阳极区，由于水电离出的OH得到电子形成O2逸出，而H仍留在溶液中，造成溶液中

+-n(H)>n(OH),使溶液显酸性。

总化学反应方程式2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4

2.1.3放电顺序

粒子在电极上得电子或失电子的过程又叫放电。

2------阴离子失电子从易到难顺序：S>I>Br>Cl>OH>F(或最高价含氧酸根离子)

阳离子得电子从易到难顺序（与金属活动顺序相反）：

+2+3+2+2++2+2+2+2++3+2++2++

Ag>Hg>Fe(变Fe)>Cu>酸中的H>Pb>Sn>Fe>Zn>H2O中H>Al>Mg>Na>Ca>K说明:①上述顺序为各离子浓度相近时的放电顺序

②电解池中电极材料分两类，一类称惰性电极，如石墨、铂、金，它不参与电极反应，仅起导电体作用；另一类称活泼电极，即除铂、金外的常见金属材料的电极。当阳极为活泼电极时，在电解时它将优先失电子而被氧化为金属离子“溶”入溶液，而溶液中阴离子不会发生失电子的变化。

2

③利用离子放电顺序可以判断电解时电极的产物。2.1.4电解规律

(1)常见酸碱盐溶液的电解规律(惰性阳极)

电解反应类型电解质类型含氧酸强碱溶液活泼金属含氧酸盐无氧酸不活泼金属无氧酸盐规律实质电解水-->H2+O2实质电解水-->H2+O2实质电解水-->H2+O2酸--->H2+非金属盐---->金属+非金属盐+水--->金属+O2+酸例电解稀H2SO4电解NaOH溶液电解Na2SO4溶液2HCl==H2+Cl2CuCl2=Cu+Cl22CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4PH变化降低升高不变升高----降低升高溶液复原法加H2O加H2O加H2O加HCl加CuCl2加CuO（CuCO3）加HCl电解水电解质分解放氧生酸放氢生碱不活泼金属含氧酸盐活泼金属无氧酸盐盐+水--->H2+非金属+碱2KCl+2H2O=H2+Cl2+2KOH

(2)溶液电解pH变化规律

-++

若水中OH在阳极放电生成O2,则阳极区溶液增生H，pH降低;若水中H在阴极放电生成H2,则阴极区溶

-液增生OH，pH升高;总反应的结果，若溶液生成酸,则溶液pH降低；若生成碱，则pH升高。

2.2电解的应用

2.2.1电镀

电镀装置:以镀层金属作阳极,镀件挂在阴极,含镀层金属离子的盐为电镀液。电镀特点：电镀过程中镀层金属离子浓度不变。

2.2.2氯碱工业

(1)立式隔膜电解槽的结构①阳极：由金属钛网（涂有钌氧化物制成）；②阴极：由碳钢网涂有Ni涂层）制成；③离子交换膜；电解槽框及导电铜。阳离子交换膜

--(2)阳离子交换膜的作用：阻止Cl、OH等阴离子及气体分子通过。这样可防止阴极产生的H2与阳极产生的Cl2混合而爆炸，也避免了Cl2与阴极产生的的NaOH作用生成NaClO而影响NaOH产品质量。(3)反应原理：--+-阳极：2Cl-2e=Cl2↑：阴极：2H+2e=H2↑

电解反应化学方程式2NaCl+2H2O==H2+Cl2+2NaOH

--

离子方程式2Cl+2H2O==H2+Cl2+2OH

(4)产品：NaOH、H2、Cl2

2.2.3电解精炼(电解精炼铜为例)

（1）装置：阳极--粗铜；阴极纯铜；电解质溶液--铜盐溶液(如CuSO4)（2）电极反应

-2+

阳极：粗铜失电子放电“溶解”，Cu-2e=Cu。粗铜中比铜活泼的金属溶解变成阳离子进入溶

液，比铜活泼性差的金属如Au、Ag等贵重金属则落入阳极泥中。

2+2+-阴极：溶液中Cu得电子放电，Cu+2e=Cu生成的Cu沉积在阴极上而得到精铜。

3原电池与电解池的比较项目反应性质原电池氧化还原反应自发进行的反应多为非自发，但也可以是自发反应

3

电解池

装置性质电极名称电极反应式离子迁移方向化学能转为电能负极和正极负极：失电子氧化反应正极：得电子还原反应阳离子移向正极，阴离子移向负极电能转为化学能阴极和阳极阴极：得电子还原反应阳极：失电子氧化反应阳离子移向阴极，阴离子移向阳极4电化学试题解法指导

4.1解题步骤方法

①判断两池(原电池还是电解池)②标注电极名称③写出电极反应式(根据电极产物、溶液成分

变化)④描述或解释现象或进行有关计算。

[练4-01]把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中（如图所示平面图），经过一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是（）A、Ⅰ和Ⅲ附近B、Ⅰ和Ⅳ附近C、Ⅱ和Ⅲ附近D、Ⅱ和Ⅳ附近

[解析]①判两池：通常有外接电源的装置是电解

池,故左图为电

-2+

解池,根据右图为两个活性不同金属浸在电解质溶液中可判断为原电池；②标电极名：左图由外接电源极性可知I为阴极，II为阳极；右图因Zn比Fe活泼，故III为负极，IV为正极。③写电极反应：左图中,阳极II：金属Fe优先氧化Fe-2e=Fe；阴极I：水中氢放电：2H+2e=H2；④现象及解释：因I区OH增生，碱性，使酚酞变红。又右图，正极（IV）上电极反应：O2+4e+2H2O=4OH（吸氧腐蚀），该区域呈碱性使酚酞变红，B入选。

--+--

[4-02]如图甲乙两池分别以碳棒、铂条、铝条、镁条为电极，并用导线相连接，以NaCl、NaOH溶液为电解溶液，有关该装置的描述正确的是(D)

-2+

A.乙池中,Mg极的电极反应是Mg-2e=Mg

-B.甲池中,Pt极的电极反应是2Cl2e=Cl2↑

C.随着反应的进行.乙池中n(NaOH)保持不变

D.反应过程中,甲池中两极附近溶液PH(C)

C．电解后,溶液中存在的阳离子只有Fe、ZnD．电解后,电解模底部阳极泥中中存在Cu、Pt

[解析]这是电解的过程，阳极发生的是氧化反应,A错；阳极：Zn-2e=ZnFe-2e=FeNi-2e=Ni

2+2+2+2+2+

--2+

-2+

-2+

2+2+

，Pt

为惰性金属，不会放电，而Cu要在金属Ni全部氧化为Ni后才能放电，但此时Cu已没有了支撑物了，结果和Pt一起落下，形成阳极泥，故D正确;阴极：因氧化性Ni>Fe>Zn,所以只有Ni+2e=Ni,可见，阳极质量减少的是“溶解”下的Zn、Fe、Ni，而阴极质量增加的只是析出的镍，两者质量是不相等的，故B错。;电解后,溶液中除留下Fe、Zn外，还有Ni，C也错。

2+2+2+

[练4-05]铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：Pb+PbO2+4H+2SO

+

2-4

2PbSO4+2H2O

请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）:(1)放电时：正极的电极反应式是______________;电解液中H2SO4的浓度将变________;当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加________g。

(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按题27图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成__________、B电极上生成________,此时铅蓄电池的正负极的极性将________________________。

解析：铅蓄电池的负极是铅（Pb），正极是二氧化铅（PbO2）。放电时电极反应：正极[A-（PbO2）]PbO2+2e

--

+2H+SO4==PbSO4+H2O

+2-

+2-

（与常见电池不同，铅蓄电池放电时正极材料（PbO2）本身参与了电极反应负极[B-（Pb）]Pb-2e+2H+SO4==PbSO4+H2O

可见，当通过2mole时，负极1molPb变为1molPbSO4沉积在负极板上，既净增加1molSO4，所以当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加49g。因放电时要消耗H2SO4，故;电解液中H2SO4的浓度将变小。完全放电后两极材料都有变为硫酸铅（PbSO4），外接电源时，发生电解过程，电极反应如下：阴极[A-（PbSO4）]PbSO4+2e+=Pb+SO4，A电极上生成Pb阳极[B-（PbSO4）]PbSO4-2e+2H2O=PbO2++4H+SO4，B电极上生成PbO2此时铅蓄电池的正负极的极性将对换。

-+

2--2--

4.2电极名称判断法

根据两极金属相对活性判定原电池的电极名称，根据X极所连接在的外接电源极性(“+”或“-”)判定电解池的电极名称；根据电子（或电流）流向或测电极电势高低等电学原理判断电极名称；此外根据X极发生氧化还是还原,移向X极的离子是阳离子还是阴离子,X极增重还是减重,X极区PH值是升高还是降低等判定X电极的名称。但要注意X极指的是在原电池还是电解池。

说明：化学上规定，凡发生氧化变化的电极均为阳极，而发生还原的电极均为阴极。据此，从发生的化学变化角度看，原电池中的负极（-）又叫阳极，正极（+）又叫阴极。

4.3电极反应式写法

[电解池电极反应式写法要领]阳极，首先看为何材料，若为金属（除Au、Pt外），则阳极金属本身优先被氧化，此时不必考虑溶液中阴离子放电；若阳极为惰性材料，则分析溶液中阴离子及放电顺序，还原性强者优先在阳极失电子发生氧化反应。阴极，不必考虑电极为何材料，只要看溶液中有何离子及其放电顺序，氧化性强者优先得电子发生被还原反应。

[原电池电极反应式写法要领]①负极发生失电子的氧化反应，正极发生得电子的还原反应，两电极转

-

移的电子数要相等；②负极和正极两电极反应式相加则得到原电池的总反应式；③若溶液中OH有参与电

++

极反应必发生在负极。若结果H有增加，酸性增强，PH降低，必在负极区；若溶液中H有参与电极反应必

5

发生在正极;若结果OH有增加，碱性增强，PH升高，必在正极区。

[练4-07]以铂为电极，在两极上分别通入H2和O2，可组成氢氧燃烧电池。分别写出以硫酸为电解质和KOH为电解质溶液中的有关电极反应式。

[解析]由于H2具有强还原性，O2具有强氧化性，故H2为负极，O2为正极。若电解质为H2SO4电极反应式：负极(Pt-H2)2H24e=4H正极(Pt-O2)O2+4e+4H=2H2O

因溶液有高浓度H，正极O2的还原产物只能是H2O，不可能为OH。若电解质为KOH电极反应式：负极(Pt-H2)2H24e+4OH=4H2O正极(Pt-O2)O2+4e+2H2O=4OH

因溶液有高浓度OH，故H2氧化产物H将在负极上与OH结合为H2O，而正极上O2的还原产物O不能在溶液中存在，而是与H2O反应转化为OH。

氢氧燃烧电池总反应方程式：2H2+O2=2H2O

--+

-2--

---+--+-+-

[练4-08]将两块铂片连接后插入KOH溶液中作电极，并在两极片上分别通入甲烷和氧气从而组成了碱性燃烧电池，试写出有关电极反应式，并说明溶液PH变动情况。

[解析]负极(Pt-CH4):CH48e+10OH=CO3+7H2O正极(Pt-O2):2O2+8e+4H2O=8OH

电池总反应:CH4+2O2+2OH=CO3+3H2O(将两电极反应式相加即得总反应式)

联想到甲烷的燃烧的氧化产物是CO2,而在KOH溶液中不可能存在CO2,CO2会与KOH作用生成K2CO3和H2O,因此有如上负极反应式。可见，电极上放电反应后的产物还常可能与电解质溶液发生离子反应。

该电池工作时，负极区由于OH参与电极反应而减少，故该区PH呈降低态势；正极有OH生成,故该区PH呈升高态势。但负极消耗的OH比正极生成的多，所以总的结果是溶液OH减少，PH值要降低。

-----

2---

--2-

[练4-09]熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混和气为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式：

2-－

负极反应式：2CO+2CO3－4e＝4CO2

－2-正极反应式：O2+2CO2+4e=2CO3

总电池反应式：2CO+O2=2CO

[解析]从通常原电池的电解质溶液，一下过渡到熔融盐，不少人无法适应。其实，我们只要从最基本的一点－燃料电池分析，其总电池反应式应为：2CO+O2=2CO2，然后逆向思考，正极反应式=总反应式减去负极反应式，就可得出结果：O2+2CO2+4e=2CO3。通过电池总反应式写电极反应式不失为一种简便方法。

－2-

[练4-10]高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为

放

3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH

充

下列叙述不正确的是（C）．．．A．放电时负极反应为：3Zn6e+6OH=3Zn(OH)2

2

B．充电时阳极反应为：2Fe(OH)36e+10OH=2FeO4+8H2OC．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化D．放电时正极附近溶液的碱性增强

[解析]放电是原电池原理，正极反应为2FeO4+6e+8H2O=2Fe(OH)3+10OH，放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被还原，同时正极附近溶液的碱性增强；负极反应3Zn6e+6OH=3Zn(OH)2；充电是电解原理，阳极反应为2Fe(OH)36e+10OH=2FeO4+8H2O阴极反应为3Zn(OH)2+6e=3Zn+6OH

622

扩展阅读：【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。（5）根据电极质量增重或减少来判断。

工作后，电极质量增加，说明溶液中的阳离子在电极（正极）放电，电极活动性弱；反之，电极质量减小，说明电极金属溶解，电极为负极，活动性强。

（6）根据有无气泡冒出判断

电极上有气泡冒出，是因为发生了析出H2的电极反应，说明电极为正极，活动性弱。

本节知识树

原电池中发生了氧化还原反应，把化学能转化成了电能。

二、化学电源

课标要求

1、了解常见电池的种类2、掌握常见电池的工作原理

要点精讲

1、一次电池

（1）普通锌锰电池

锌锰电池是最早使用的干电池。锌锰电池的电极分别是锌（负极）和碳棒（正极），内部填充的是糊状的MnO2和NH4Cl。电池的两极发生的反应是：

（2）碱性锌锰电池

用KOH电解质溶液代替NH4Cl作电解质时，无论是电解质还是结构上都有较大变化，电池的比能量和放电电流都能得到显著的提高。它的电极反应如下：

（3）银锌电池纽扣电池

该电池使用寿命较长，广泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液。其电极反应式为：

（4）高能电池锂电池

该电池是20世纪70年代研制出的一种高能电池。由于锂的相对原子质量很小，所以比容量（单位质量电极材料所能转换的电量）特别大，使用寿命长。

如作心脏起搏器的锂碘电池的电极反应式为：

2、二次电池

原理：充电电池在放电时进行的氧化还原反应在充电时又逆向进行，生成物重新转化为反应物，使充电放电可在一定时期内循环进行。

铅蓄电池

构成：该电池以Pb和PbO2作电极材料，硫酸作电解质溶液。

放电时二氧化铅电极上发生还原反应，铅电极上发生氧化反应。充电时二氧化铅电极上发生氧化反应，铅电极上发生还原反应。

3、氢氧燃料电池（1）氢氧燃料电池的构造

在氢氧燃料电池中，电解质溶液为KOH溶液。石墨为电极，H2和O2或空气）源源不断地通到电极上。

（2）氢氧燃料电池的优点是产物只有水，不产生污染物。

本节知识树

根据原电池的工作原理，设计了各种用途的原电池产品。需要了解常见电池的基本构造、工作原理、性能和使用范围。

三、电解池

课标要求

1、掌握电解池的工作原理

2、能够正确书写电极反应式和电解池反应方程式3、了解电解池、精炼池、电镀池的原理

要点精讲

1、电解原理

（1）电解的含义：使电流通过电解质溶液（或熔化的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解，这种把电能转变成化学能的装置叫做电解池。

（2）构成电解池的条件①直流电源。

②两个电极。其中与电源的正极相连的电极叫做阳极，与电源的负极相连的电极叫做阴极。

③电解质溶液或熔融态电解质用石墨、金、铂等制作的电极叫做惰性电极，因为它们在一般的通电条件下不发生化学反应。用还原性较强的材料制作的电极叫做活性电极，它们作电解池的阳极时，先于其他物质发生氧化反应。

（3）阴、阳极的判断及反应原理与电源的正极相连的电极为阳极。阳极如果是活泼的金属电极，则金属失去电子生成金属阳离子；阳极如果不能失去电子，则需要溶液中能失去电子（即具有还原性）的离子在阳极表面失去电子，发生氧化反应。

与电源的负极相连的电极为阴极。阴极如果是具有氧化性的物质，则阴极本身得到电子，发生还原反应，生成还原产物；阴极如果不能得到电子，则溶液中的离子在阴极表面得电子，发生还原反应（如下图所示）

2、电解原理的应用

（1）电解饱和食盐水以制备烧碱、氯气和氢气①电解饱和食盐水的反应原理

②离子交换膜法电解制烧碱的主要生产流程

（2）电镀

①电镀的含义：电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。

②电镀的目的：电镀的目的主要是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。③电镀特点：“一多、一少、一不变”。一多指阴极上有镀层金属沉积，一少指阳极上有镀层金属溶解，一不变指电解液浓度不变。

（3）电镀的应用铜的电解精炼①电解法精炼铜的装置

②电解法精炼铜的化学原理

电解精炼是一种特殊的电解池。电解精炼中的两个电极都是同种金属单质，阳极是纯度较低的金属单质，阴极是纯度较高的金属单质。

（3）电冶金

原理：化合态的金属阳离子，在直流电的作用下，得到电子，变成金属单质。

本节知识树

化学能与电能可以相互转化。电能转化为化学能的反应为电解反应，实现电能转化成化学能的装置叫电解池。

原电池与电解池比较

四、金属的电化学腐蚀与防护

课标要求

①能够解释金属电化学腐蚀的原因②了解金属腐蚀的危害③掌握金属腐蚀的防护措施

要点精讲

1、金属的腐蚀（1）定义：金属的腐蚀是指金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。

（2）分类：由于金属接触的介质不同，发生腐蚀的情况也不同，一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

①化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。化学腐蚀过程中发生的化学反应是普通的氧化还原反应，而不是原电池反应，无电流产生。

②电化学腐蚀：不纯的金属与电解质溶液接触时，会发生原电池反应。比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。

（3）电化学腐蚀

电化学腐蚀，实际上是由大量的微小的电池构成微电池群自发放电的结果。①析氢腐蚀

钢铁在潮湿的空气中表面会形成一薄层水膜，在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，与钢铁里的铁和少量的碳恰好形成了原电池。这无数个微小的原电池遍布钢铁表面，在这些原电池里，铁是负极，碳是正极。若电解质溶液酸性较强则发生析氢腐蚀。

②吸氧腐蚀

金属表面酸性较弱或呈中性时，溶解在溶液中的氧气与水结合，生成OH-，消耗了氧气，从而使得溶液不断吸收空气中的氧气而发生吸氧腐蚀。

2、金属的防护

金属防护的目的就是防止金属的腐蚀。金属的防护要解决的主要问题就是使金属不被氧化。

（1）牺牲阳极的阴极保护法

将被保护的金属与更活泼的金属连接，构成原电池，使活泼金属作阳极被氧化，被保护的金属作阴极。

（2）外加电源的阴极保护法

利用外加直流电，负极接在被保护金属上成为阴极，正极接其他金属。（3）非电化学防护法

①非金属保护层②金属保护层③金属的钝化

3、判断金属活动性强弱的规律

（1）金属与水或酸的反应越剧烈，该金属越活泼。（2）金属对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强，该金属越活泼。

（3）一种金属能从另一种金属的盐溶液中将其置换出来，则该金属比另一种金属更活泼。

（4）两金属构成原电池时，作负极的金属比作正极的金属更活泼。

（5）在电解的过程中，一般地先得到电子的金属阳离子对应的金属单质的活泼性比后得到电子的金属阳离子对应的金属单质的活泼性弱。

本节知识树

在揭示金属腐蚀的严重性和危害性的基础上，分析发生金属腐蚀的原因，探讨防止金属腐蚀的思路和方法。

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金属冶炼方法总结

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