高考化学总复习 智能考点归类总结（教材精讲+典型例题+跟踪
训练）化学能与电能（含方法提示和解析）
Ⅰ.课标要求
1． 能举例说明化学能和电能的转化关系及其应用。
2． 认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。 Ⅱ.考纲要求
1．了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。
2．理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。 Ⅲ.教材精讲
1．原电池
1
电极的判断：较活泼金属作负极，较不活泼金属或石墨等电极作正极 负极：发生氧化反应 原电池电极反应 正极：发生还原反应 能量转换：化学能转化为电能 电子由负极流向正极 电子、离子的移向 阴离子向负极迁移，阳离子向正极迁移 原电池形成条件 有两个活泼性不同的电极 有电解质溶液,并能自发地发生氧化还原反应 构成闭合回路
2．金属的腐蚀（以钢铁腐蚀为例）
化学腐蚀 【环境】酸性较强的溶液金 属的 腐蚀
析氢腐蚀吸氧腐蚀【电极反应】 -2+ 负极（铁原子）：Fe – 2e = Fe+-正极（碳原子）：2H + 2e = H2↑ 【环境】酸性较弱的溶液或中性溶液 【电极反应】 -2+ 负极：Fe – 2e = Fe--正极：2H2O + O2 + 4e = 4OH 电化学腐蚀 3．金属的防护
4．电解池
加覆盖层 金属的防护 改变金属内部结构 牺牲阳极的阴极防护法（原电池原理） 电化学防护 外加电源的阴极防护法（电解原理） 电解池 电极反应 电子、离子的移向 影响离子放电 的因素 电极的连接：阴极和外加电源负极相连；阳极和外加电源正极相连 阳极：发生氧化反应 阴极：发生还原反应 能量转换：电能转化为化学能 电子由负极流向阴极，再由阳极流向正极 阴离子向阳极迁移，阳离子向阴极迁移 电极材料：活泼电极做阳极，电极自身发生氧化反应 阳离子的放电顺序： ①阳离子的放电能力与金属活动顺序相反②电解金属活动顺序表中铝前金属的盐溶液（或碱溶液），水电离出来的氢离子在阴极上放电 2 阴离子的放电顺序： 5．原电池原理的应用——几种常见化学电源 （1）酸性锌锰干电池
①构造：正极：石墨碳棒；负极：锌皮；电解质溶液：糊状氯化铵。 ②电极反应：负极：Zn = Zn+2e
正极：MnO2+ NH4 + e→MnO(OH) + NH3
电池反应：Zn＋2NH4Cl＋2MnO2＝ZnCl2＋2MnO(OH) + 2NH3
（2）碱性锌锰干电池
碱性锌锰干电池与酸性锌锰干电池的区别在于：以氢氧化钾代替氯化铵做电解质。其电极反应如下：
负极：Zn+2OH→Zn(OH)2+2e
正极：2MnO2 + H2O +2e→Mn2O3 + 2OH
电池反应：Zn + 2MnO2 + H2O = Zn(OH)2 + Mn2O3 （3）铅蓄电池
①构造： 负极：铅；正极：二氧化铅；电解质溶液：硫酸溶液。 ②电极反应：
负极：Pb + SO4→ PbSO4+2e
正极：PbO2 + 2e+ 4H + SO4→ PbSO4 + 2H2O 电池反应：PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O
③优点：铅蓄电池是二次电池，可多次充电，反复利用。 PbO2 + Pb + 2H2SO4
放电充电2+-
+-
--
--
2--
- +2-
2PbSO4 + 2H2O
（4）氢氧燃料电池
①构造：负极：氢气；正极：氧气；电解质溶液：氢氧化钾溶液。 ②电极反应：
负极：2H2 + 4OH→ 4H2O+4e 正极：O2 + 4e + 2H2O → 4OH电池反应：2H2 + O2 = 2H2O ③优点：能量利用率高 6．电解原理的应用 （1）电解食盐水 ①装置：立体隔膜电解槽
3
--
-
-
+—饱和食盐水Cl2H2铁网阴极石棉隔膜石墨阳极NaOH和NaCl溶液
②电解前食盐水的精制
粗盐中含有Ca、Mg、SO4、Fe，Fe、Ca、Mg在电解过程中生成Fe(OH)3、Ca(OH)2、Mg(OH)2，而堵塞石棉隔膜空隙，SO4影响产品的纯度，所以这些杂质离子必须除去。除去杂质离子的操作及加入试剂的顺序是：
BaCl2——NaOH——Na2CO3——过滤——HCl 或NaOH ——BaCl2——Na2CO3——过滤——HCl ③电极反应
阴极：2H + 2e→ H2↑（或2H2O+ 2e→ H2↑+2OH） 阳极：2Cl→ Cl2↑+ 2e（或2Cl- 2e→ Cl2↑） ④电解反应：2NaCl + 2H2O（2）电解法精炼铜
①粗铜的成分：铜（锌、铁、镍、银、金、铂等）
②电极的连接：粗铜做阳极，和外加电源的正极相连；纯铜做阴极，和外加电源 的负极相连。
③电解液：硫酸铜或硝酸铜溶液 ④电极反应
阳极：Cu → Cu+2e，Zn→ Zn+2e，Ni→ Ni+2e 阴极：Cu + 2e→ Cu
⑤Ag、Au、Pt不发生反应，沉积到阳极底部，叫做阳极泥。 （3）电镀
利用电解原理，在金属表面上镀上一层其它金属或合金的过程叫电镀。
2+
-2+
-2+
-2+
--
--
-+
-
-
-2-2+
2+
2-3+
3+
2+
2+
通电H2 + Cl2 + 2NaOH
4
①电极的连接：镀层金属或惰性电极做阳极，和外加电源的正极相连；镀件金属做阴极，和
外加电源的负极相连。如铁上镀铜，铜（或石墨）做阳极，铁做阴极。
②电镀液的选择：选择含有镀层金属离子的溶液做电镀液，如铁上镀铜，选择硫酸铜溶液做 电镀液。
③电极反应：阳极：Cu=Cu+2e，阴极：Cu +2e=Cu
④电镀的特点：若镀层金属做阳极，电镀过程中溶液中阳离子浓度不变；若用惰性电极做阳极，电镀过程中溶液中阳离子浓度减小。
Ⅳ.典型例题
例1.某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为3︰1，用石墨电极电解该混合液。下列叙述不正确的是
A．阴极自始至终均析出H2。B．阳极先析出Cl2，后析出O2。 C．电解最后阶段为电解水。D．溶液pH不断增大，最后为7。
【解析】电解质溶液中n(Na):n(Cl):n(H):n(SO4)=3:3:2:1，电解过程明显分为三个阶段：
第一阶段相当于电解盐酸：2HCl+
-+
2-2+
-2+
-
通电H2 + Cl2
通电H2 + Cl2 + 2NaOH
第二阶段相当于电解氯化钠溶液：2NaCl + 2H2O第三阶段相当于电解水：2H2O可见只有D不正确。
通电2H2 + O2
例2.在100mlH2SO4与CuSO4的混合液中，用石墨作电极电解一段时间，两极上均收集到2.24L气体（标准状况），则原溶液中Cu物质的量浓度为（ ）
A．1molL
-1
2+
B．2molL
-1
C．3molL
-1
D．4molL
-1
【解析】
阳极电极反应式为：4OH- 4e = 2H2O + O2↑
阴极电极反应式为：（开始）Cu + 2e = Cu （最后）2H + 2e = H2↑ 根据电子得失守恒：
2+
-+
--
-
2.24L2.24L2??4??2?c(Cu)?0.1L?2 ?1?122.4Lmol22.4Lmol5
高考化学总复习 智能考点归类总结(教材精讲+典型例题+跟踪训练)化学能与电能(含方法提示和解析)
