电化学知识点概述
电化学知识是高中化学中一个重要的知识点，也是高考中一个重要考点，现将电化学常见知识点归纳如下。 1. 金属的电化学腐蚀
由原电池反应可知，在电化学腐蚀中较活泼金属被氧化腐蚀掉。钢铁的电化学腐蚀有2种： 1）析氢腐蚀 在酸性溶液中发生 负极（Fe ）：Fe -2e =Fe 2+ 正极（C ）：2H ++2e =H 2↑
2）吸氧腐蚀 在中性或酸性极弱的溶液中发生 负极（Fe ）：2Fe -4e =2Fe 2+ 正极（C ）：2H 2O +O 2+4e =4O H -
Fe 2+和O H -结合生成Fe (OH ) 2，Fe (OH ) 2随即被氧化成Fe (OH ) 3
4F e (O H ) 2+O
2
+2H
3
2
O =4F e (O H ) 3
2
2F e (O H ) 3=F e 2O
+3H O
铁锈的成分为Fe 2O 3⋅nH 2O 。钢铁的腐蚀以吸氧腐蚀为主。为防止金属的腐蚀常采用以下措施：（1）改变金属的结构，如铁中加入Cr 或Ni 制成不锈钢；（2）涂保护层，如搪瓷、喷漆、刷铝粉、镀锌制成白铁皮、镀锡制成马口铁等；（3）连接活泼金属法，即牺牲阳极的阴极保护法，如闸门、轮船连上锌块或锌皮等。 2. 电极产物的判断
原电池：正极发生还原反应，负极发生氧化反应
电解池：阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应
1）在原电池中如果负极为活泼金属，则活泼金属被氧化腐蚀掉，如果是惰性电极如Pt 或石墨，则看电解质溶液与正、负极上所填充的物质。
例1 电子表和电子计算器的电池是微型银-锌电池。其电极分别用Ag 2O 和Zn 组成，电解质溶液是KOH 溶液，总的反应式为Ag 2O +Zn =ZnO +2Ag 。试回答：
（1）电池工作时负极上的反应方程式是_____________________，负极附近溶液的pH_____________（填“上升、下降、不变”）。
（2）正极上发生的电极反应是___________。 答案：（1）Z n -2e +2O H -=Z nO +H 2O ，下降； （2）A g 2O +2e +2H 2O =2A g +2O H -
2）对于电解池中电极产物的判断，首先要看溶液中的离子种类及电极材料。 （1）阳极产物判断 首先看电极，如果是活性电极（金属活动顺序表Ag 以前），则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不失电子。如果是惰性电极（Pt 、Au 、石墨），则要再看溶液中的离子的失电子能力，此时根据阴离子放电先后顺序加以判断。
阴离子放电先后顺序为S 2-、I -、B r -、C l -、O H -、含氧酸根、F -。
（2）阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电先后顺序为
A g 、H g
+
2+
、C u
2+
、Fe
2+
、Pb
2+
、Sn
2+
、Fe
2+
、Zn
2+
、H 、A l
+3+
、M g
2+
、N a
+
、C a 2+、K +
例如用石墨棒作电极电解Na 2SO 4溶液，电池反应式为2H 2O 解Na 2SO 4溶液，其电池反应式为Cu +2H 2O
电解
电解
2↑+H 2↑
，若改为铜棒作电极电
(O H ) 2↓+H 2↑
（3）注意原电池与电解池的区发与联系 在书写有关电池反应式时，首先要分清原电池与电解池，二者最关键的区别是看电池有无外加电源：有，为电解池；无，则为原电池。如下图所示相连的A 、B 两池中分别盛有AgNO 3溶液和N aC l 溶液，则A 池构成原电池，B 池构成电解池。A 池中负极锌逐渐溶解腐蚀，正极铜上有光亮的单质银析出，电池反应式为Zn +AgNO 3=ZnNO 3+Ag ；B 池中电池反应式为
2N a C +l 2H 2O
电解
2N a O H +C l 2↑+H
2
↑
原电池与电解池联系的桥梁是可充电电池，使用可充电电池既可节约金属材料，又可保护环境。 例2 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式为
12H
根据此反应式判断下面的叙述中正确的是（ ） A. 电池放电时，电池负极周围溶液的pH 值不断增大 B. 电池放电时，镍元素被氧化 C. 电池充电时，氢元素被还原 D. 电池放电时，H 2是负极
解析 电池充电时是电解池反应，电池放电时是原电池反应。当放电时H 2是负极，H 2转化成Ni (OH ) 2中的氢，但Ni (OH ) 2难电离，因此pH 值几乎不变。放电时镍元素被还原，充电时镍元素被氧化。答案为C 、D 。 3. 根据电极反应判断金属活动性强弱
根据电极反应来判断金属活动性的强弱常从以下2个方面着手。
1）在原电池中，作负极的（电子流出的极）活动性较强，而作正极的（电子流入的极）活动性较弱。 2）在电解池中，阳极上先被氧化的金属活动性较强，后被氧化的金属活动性较弱；阴极上先被还原的金属阳离子，对应金属单质的活动性较弱，后被还原的金属阳离子，对应金属的活动性较强。
例3 X 、Y 、Z 、M 代表4种金属元素。金属X 和Z 用导线连接放入稀硫酸中，X 先溶解，Z 极上有氢气放出；若电解Y 2+离子和Z 2+离子共存的溶液时，Y 先析出；又知M 2+离子的氧化性强于Y 2+离子。则这4种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ） A. X、Z 、Y 、M 答案为A
4. 电极反应式的书写
无论原电池还是电解池，其反应都是氧化还原反应，应根据氧化还原反应书写电极反应式，一般步骤是： 1）分析氧化还原反应，确定还原剂和氧化剂及得失电子数目。
2）要注意介质影响，一般来说，一极消耗介质的离子，另一极必然生成介质的离子。
3）合并两极电极反应式，消去得失电子数及两边的介质离子，即得到总的氧化还原方程式。或与原反应式进行比较从而检验其正误。
例4 用铂电极放置在KOH 溶液中，然后分别向两极通入CH 4和O 2，即可产生电流，称为燃料电池。则电池的正极反应式为__________；负极反应式为__________，电池反应式为_______________。
B. X、Y 、Z 、M C. M、Z 、X 、Y
D. X、Z 、M 、Y
2
+N i OO (H )
放电 充电
N i (O H ) 2
解析 此时电极材料为惰性电极，则所充气体发生氧化还原反应，负极发生氧化反应
-
C H 4+10O H --8e -=C O 2+7H 2O 3 正极发生还原反应2O 2
+4H 2O +8e
-
=8O H
-
两式相加得电池总反应式为
CH 4+2O 2+2KOH =K 2CO 3
+3H 2O
5. 电解的有关计算
根据电解池中的电极反应是氧化还原反应，利用反应过程中得失电子守恒，可快速解出有关产物的质量、气体的体积、某元素的化合价以及溶液的pH 、物质的量浓度等，且有关电化学的习题也能与物理学相联系，因此也是高考理科综合试题的一个考点，例如用电化学法测量阿伏加德罗常数。
例5 将洁净并已称量好质量的铜片作阴阳极，插入CuSO 4溶液里，接通直流电，同时计时，准确记录电流I 及通电时间t ，通电一段时间后，从电解质溶液中取出阴极，吹干后准确称量铜片质量，铜片增加的质量为m g，已知铜的摩尔质量为M =63. 5g ⋅m ol -1，则阿伏加德罗常数可表示为___________。 解析 t 时间内所消耗的电荷量为It =(2N A m /M ) ⨯1. 6⨯10-19C 则N A =
I t M
2m ⨯1. 6⨯10
-19
C
6. 电化学知识在生产及生活中的应用
-
例6 工业上为了处理含有C r 2O 2酸性溶液的工业废水，采用如下处理：往工业废水中加入适量N aC l ，7
以Fe 为电极进行电解，经过一段时间，有Cr (OH ) 3和Fe (OH ) 3沉淀生成，使工业废水中铬含量已低于排放标准。请回答：
（1）两极发生反应的电极反应式为：阳极__________，阴极__________。
-
（2）C r 2O 2变为Cr 3+的离子方程式为_____________________。 7
（3）工业废水由酸性变为碱性的原因为________________。 （4）_____（填“能”或“不能”）改用石墨电极，原因是____________________。 答案：
（1）Fe -2e （2）C r 2O 7
2-
-
=Fe +6Fe
2+
，2H
+
+2e =H 2↑
+
3+
2+
+14H =2C r
3+
+6Fe
+7H 2O
+-+-2+ （3）H +不断放电，C r 2O 2反应消耗，打破了水的电离平衡，使溶液中浓度大于。 H H OH 与F e 7
（4）不能，因为用石墨作电极，阳极产生Cl 2，得不到Fe 2+，缺少还原剂，不能使
C r 2O 7→C r
2-
3+
→C r (O H ) 3↓
而除去。
电化学知识点概述
电化学知识是高中化学中一个重要的知识点，也是高考中一个重要考点，现将电化学常见知识点归纳如下。 1. 金属的电化学腐蚀
由原电池反应可知，在电化学腐蚀中较活泼金属被氧化腐蚀掉。钢铁的电化学腐蚀有2种： 1）析氢腐蚀 在酸性溶液中发生 负极（Fe ）：Fe -2e =Fe 2+ 正极（C ）：2H ++2e =H 2↑
2）吸氧腐蚀 在中性或酸性极弱的溶液中发生 负极（Fe ）：2Fe -4e =2Fe 2+ 正极（C ）：2H 2O +O 2+4e =4O H -
Fe 2+和O H -结合生成Fe (OH ) 2，Fe (OH ) 2随即被氧化成Fe (OH ) 3
4F e (O H ) 2+O
2
+2H
3
2
O =4F e (O H ) 3
2
2F e (O H ) 3=F e 2O
+3H O
铁锈的成分为Fe 2O 3⋅nH 2O 。钢铁的腐蚀以吸氧腐蚀为主。为防止金属的腐蚀常采用以下措施：（1）改变金属的结构，如铁中加入Cr 或Ni 制成不锈钢；（2）涂保护层，如搪瓷、喷漆、刷铝粉、镀锌制成白铁皮、镀锡制成马口铁等；（3）连接活泼金属法，即牺牲阳极的阴极保护法，如闸门、轮船连上锌块或锌皮等。 2. 电极产物的判断
原电池：正极发生还原反应，负极发生氧化反应
电解池：阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应
1）在原电池中如果负极为活泼金属，则活泼金属被氧化腐蚀掉，如果是惰性电极如Pt 或石墨，则看电解质溶液与正、负极上所填充的物质。
例1 电子表和电子计算器的电池是微型银-锌电池。其电极分别用Ag 2O 和Zn 组成，电解质溶液是KOH 溶液，总的反应式为Ag 2O +Zn =ZnO +2Ag 。试回答：
（1）电池工作时负极上的反应方程式是_____________________，负极附近溶液的pH_____________（填“上升、下降、不变”）。
（2）正极上发生的电极反应是___________。 答案：（1）Z n -2e +2O H -=Z nO +H 2O ，下降； （2）A g 2O +2e +2H 2O =2A g +2O H -
2）对于电解池中电极产物的判断，首先要看溶液中的离子种类及电极材料。 （1）阳极产物判断 首先看电极，如果是活性电极（金属活动顺序表Ag 以前），则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不失电子。如果是惰性电极（Pt 、Au 、石墨），则要再看溶液中的离子的失电子能力，此时根据阴离子放电先后顺序加以判断。
阴离子放电先后顺序为S 2-、I -、B r -、C l -、O H -、含氧酸根、F -。
（2）阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电先后顺序为
A g 、H g
+
2+
、C u
2+
、Fe
2+
、Pb
2+
、Sn
2+
、Fe
2+
、Zn
2+
、H 、A l
+3+
、M g
2+
、N a
+
、C a 2+、K +
例如用石墨棒作电极电解Na 2SO 4溶液，电池反应式为2H 2O 解Na 2SO 4溶液，其电池反应式为Cu +2H 2O
电解
电解
2↑+H 2↑
，若改为铜棒作电极电
(O H ) 2↓+H 2↑
（3）注意原电池与电解池的区发与联系 在书写有关电池反应式时，首先要分清原电池与电解池，二者最关键的区别是看电池有无外加电源：有，为电解池；无，则为原电池。如下图所示相连的A 、B 两池中分别盛有AgNO 3溶液和N aC l 溶液，则A 池构成原电池，B 池构成电解池。A 池中负极锌逐渐溶解腐蚀，正极铜上有光亮的单质银析出，电池反应式为Zn +AgNO 3=ZnNO 3+Ag ；B 池中电池反应式为
2N a C +l 2H 2O
电解
2N a O H +C l 2↑+H
2
↑
原电池与电解池联系的桥梁是可充电电池，使用可充电电池既可节约金属材料，又可保护环境。 例2 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式为
12H
根据此反应式判断下面的叙述中正确的是（ ） A. 电池放电时，电池负极周围溶液的pH 值不断增大 B. 电池放电时，镍元素被氧化 C. 电池充电时，氢元素被还原 D. 电池放电时，H 2是负极
解析 电池充电时是电解池反应，电池放电时是原电池反应。当放电时H 2是负极，H 2转化成Ni (OH ) 2中的氢，但Ni (OH ) 2难电离，因此pH 值几乎不变。放电时镍元素被还原，充电时镍元素被氧化。答案为C 、D 。 3. 根据电极反应判断金属活动性强弱
根据电极反应来判断金属活动性的强弱常从以下2个方面着手。
1）在原电池中，作负极的（电子流出的极）活动性较强，而作正极的（电子流入的极）活动性较弱。 2）在电解池中，阳极上先被氧化的金属活动性较强，后被氧化的金属活动性较弱；阴极上先被还原的金属阳离子，对应金属单质的活动性较弱，后被还原的金属阳离子，对应金属的活动性较强。
例3 X 、Y 、Z 、M 代表4种金属元素。金属X 和Z 用导线连接放入稀硫酸中，X 先溶解，Z 极上有氢气放出；若电解Y 2+离子和Z 2+离子共存的溶液时，Y 先析出；又知M 2+离子的氧化性强于Y 2+离子。则这4种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ） A. X、Z 、Y 、M 答案为A
4. 电极反应式的书写
无论原电池还是电解池，其反应都是氧化还原反应，应根据氧化还原反应书写电极反应式，一般步骤是： 1）分析氧化还原反应，确定还原剂和氧化剂及得失电子数目。
2）要注意介质影响，一般来说，一极消耗介质的离子，另一极必然生成介质的离子。
3）合并两极电极反应式，消去得失电子数及两边的介质离子，即得到总的氧化还原方程式。或与原反应式进行比较从而检验其正误。
例4 用铂电极放置在KOH 溶液中，然后分别向两极通入CH 4和O 2，即可产生电流，称为燃料电池。则电池的正极反应式为__________；负极反应式为__________，电池反应式为_______________。
B. X、Y 、Z 、M C. M、Z 、X 、Y
D. X、Z 、M 、Y
2
+N i OO (H )
放电 充电
N i (O H ) 2
解析 此时电极材料为惰性电极，则所充气体发生氧化还原反应，负极发生氧化反应
-
C H 4+10O H --8e -=C O 2+7H 2O 3 正极发生还原反应2O 2
+4H 2O +8e
-
=8O H
-
两式相加得电池总反应式为
CH 4+2O 2+2KOH =K 2CO 3
+3H 2O
5. 电解的有关计算
根据电解池中的电极反应是氧化还原反应，利用反应过程中得失电子守恒，可快速解出有关产物的质量、气体的体积、某元素的化合价以及溶液的pH 、物质的量浓度等，且有关电化学的习题也能与物理学相联系，因此也是高考理科综合试题的一个考点，例如用电化学法测量阿伏加德罗常数。
例5 将洁净并已称量好质量的铜片作阴阳极，插入CuSO 4溶液里，接通直流电，同时计时，准确记录电流I 及通电时间t ，通电一段时间后，从电解质溶液中取出阴极，吹干后准确称量铜片质量，铜片增加的质量为m g，已知铜的摩尔质量为M =63. 5g ⋅m ol -1，则阿伏加德罗常数可表示为___________。 解析 t 时间内所消耗的电荷量为It =(2N A m /M ) ⨯1. 6⨯10-19C 则N A =
I t M
2m ⨯1. 6⨯10
-19
C
6. 电化学知识在生产及生活中的应用
-
例6 工业上为了处理含有C r 2O 2酸性溶液的工业废水，采用如下处理：往工业废水中加入适量N aC l ，7
以Fe 为电极进行电解，经过一段时间，有Cr (OH ) 3和Fe (OH ) 3沉淀生成，使工业废水中铬含量已低于排放标准。请回答：
（1）两极发生反应的电极反应式为：阳极__________，阴极__________。
-
（2）C r 2O 2变为Cr 3+的离子方程式为_____________________。 7
（3）工业废水由酸性变为碱性的原因为________________。 （4）_____（填“能”或“不能”）改用石墨电极，原因是____________________。 答案：
（1）Fe -2e （2）C r 2O 7
2-
-
=Fe +6Fe
2+
，2H
+
+2e =H 2↑
+
3+
2+
+14H =2C r
3+
+6Fe
+7H 2O
+-+-2+ （3）H +不断放电，C r 2O 2反应消耗，打破了水的电离平衡，使溶液中浓度大于。 H H OH 与F e 7
（4）不能，因为用石墨作电极，阳极产生Cl 2，得不到Fe 2+，缺少还原剂，不能使
C r 2O 7→C r
2-
3+
→C r (O H ) 3↓
而除去。