高三化学选修四知识汇总人教版 高考化学选修四考点汇总

高考化学

一、原电池：

（一）概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池。

（二）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

（三）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。

类型

电极反应特点

实例

电解对象

电解质浓度

分解电解质型

电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电

HCl

电解质

减小

CuCl₂

放H₂生成碱型

阴极：水放H₂生碱

阳极：电解质阴离子放电

NaCl

电解质和水

生成新电解质

放氧生酸型

阴极：电解质阳离子放电

阳极：水放O₂生酸

CuSO₄

电解质和水

生成新电解质

电解水型

阴极：4H 4e- == 2H₂↑

阳极：4OH^--4e- == O₂↑ 2H₂O

NaOH

水

增大

Na₂SO₄

上述四种类型电解质分类：

（1）电解水型：含氧酸，强碱，活泼金属含氧酸盐

（2）电解电解质型：无氧酸，不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）

（3）放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐

（4）放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐

（二）电解原理的应用

1.电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气

（1）电镀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方法

（2）电极、电解质溶液的选择：

阳极：镀层金属，失去电子，成为离子进入溶液 M— ne^- == M ⁿ

阴极：待镀金属（镀件）：溶液中的金属离子得到电子，成为金属原子，附着在金属表面 Mⁿ ne ^- == M

电解质溶液：含有镀层金属离子的溶液做电镀液镀铜反应原理

阳极(纯铜)：Cu-2e^-=Cu2

阴极(镀件)：Cu2 2e^-=Cu

电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4溶液

2.电镀应用之一：铜的精炼

阳极：粗铜；

阴极：纯铜

电解质溶液：硫酸铜

3.电冶金

（1）电冶金：使矿石中的 金属阳离子 获得电子，从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属，如钠、镁、钙、铝

（2）电解氯化钠：

通电前，氯化钠高温下熔融：NaCl == Na Cl^-

通直流电后：

阳极：2Na 2e- == 2Na

阴极：2Cl^--2e^- == Cl2↑

☆规律总结：原电池、电解池、电镀池的判断规律

（1）若无外接电源，又具备组成原电池的三个条件。

①有活泼性不同的两个电极；

②两极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里；

③较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还原反应（有时是与水电离产生的H 作用），只要同时具备这三个条件即为原电池。

（2）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池；当阴极为金属，阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时，则为电镀池。

（3）若多个单池相互串联，又有外接电源时，则与电源相连接的装置为电解池成电镀池。若无外接电源时，先选较活泼金属电极为原电池的负极（电子输出极），有关装置为原电池，其余为电镀池或电解池。

☆ 原电池，电解池，电镀池的比较

	原电池	电解池	电镀池
定义（装置特点）	将化学能转变成电能的装置	将电能转变成化学能的装置	应用电解原理在某些金属表面镀上一侧层其他金属
反应特征	自发反应	非自发反应	非自发反应
装置特征	无电源，两级材料不同	有电源，两级材料可同可不同	有电源
形成条件	活动性不同的两极 电解质溶液 形成闭合回路	两电极连接直流电源 两电极插入电解质溶液 形成闭合回路	1.镀层金属接电源正极，待镀金属接负极；2.电镀液必须含有镀层金属的离子
电极名称	负极：较活泼金属 正极：较不活泼金属（能导电非金属）	阳极：与电源正极相连 阴极：与电源负极相连	名称同电解，但有限制条件 阳极：必须是镀层金属 阴极：镀件
电极反应	负极：氧化反应，金属失去电子 正极：还原反应，溶液中的阳离子的电子或者氧气得电子（吸氧腐蚀）	阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失去电子，或电极金属失电子 阴极：还原反应，溶液中的阳离子得到电子	阳极：金属电极失去电子 阴极：电镀液中阳离子得到电子
电子流向	负极→正极	电源负极→阴极 电源正极→阳极	同电解池
溶液中带电粒子的移动	阳离子向正极移动 阴离子向负极移动	阳离子向阴极移动 阴离子向阳极移动	同电解池
联系	在两极上都发生氧化反应和还原反应

四、金属的电化学腐蚀和防护

（一）金属的电化学腐蚀

1.金属腐蚀内容

2.金属腐蚀的本质：都是金属原子 失去 电子而被氧化的过程

3.电化学腐蚀和化学腐蚀的区别

	电化腐蚀	化学腐蚀
条件	不纯金属或合金与电解质溶液接触	金属与非电解质直接接触
现象	有微弱的电流产生	无电流产生
本质	较活泼的金属被氧化的过程	金属被氧化的过程
关系	化学腐蚀与电化腐蚀往往同时发生，但电化腐蚀更加普遍，危害更严重

4.电化学腐蚀的分类：

析氢腐蚀——腐蚀过程中不断有氢气放出

（1）条件：潮湿空气中形成的水膜,酸性较强（水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体）

（2）电极反应：

负极: Fe – 2e^- = Fe²

正极: 2H 2e^- = H₂ ↑

总式：Fe 2H = Fe² H₂↑

吸氧腐蚀——反应过程吸收氧气

①条件：中性或弱酸性溶液

②电极反应：

负极: 2Fe – 4e^- = 2Fe²

正极: O₂ 4e^- 2H₂O = 4OH^-

总式：2Fe O₂ 2H₂O =2 Fe(OH)₂

生成的 Fe(OH)₂被空气中的O₂氧化，生成 Fe(OH)₃ ，Fe(OH)₃脱去一部分水就生成Fe₂O₃·x H₂O（铁锈主要成分）

规律总结：

1.金属腐蚀快慢的规律：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：

电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀

2.防腐措施由好到坏的顺序如下：

外接电源的阴极保护法＞牺牲负极的正极保护法＞有一般防腐条件的腐蚀＞无防腐条件的腐蚀

（二）金属的电化学防护

1.利用原电池原理进行金属的电化学防护

（1）牺牲阳极的阴极保护法

原理：原电池反应中，负极被腐蚀，正极不变化

应用：在被保护的钢铁设备上装上若干锌块，腐蚀锌块保护钢铁设备

负极：锌块被腐蚀；正极：钢铁设备被保护

（2）外加电流的阴极保护法

原理：通电，使钢铁设备上积累大量电子，使金属原电池反应产生的电流不能输送，从而防止金属被腐蚀

应用：把被保护的钢铁设备作为阴极，惰性电极作为辅助阳极，均存在于电解质溶液中，接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累，抑制了钢铁失去电子的反应。

2.改变金属结构：把金属制成防腐的合金

3.把金属与腐蚀性试剂隔开：电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等

（3）金属腐蚀的分类：

化学腐蚀—金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。

电化学腐蚀— 不纯的金属跟电解质溶液接触时，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。

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