2025版高考化学总复习第5章第3讲原电池化学电源教案鲁科版

第3讲原电池化学电源

2024级教学指导看法核心素养

1.了解原电池的构成，理解原电池的工作1.改变观念与平衡思想：相识原电池的本质是氧

原理，能书写电极反应式和电池总反应化还原反应。能多角度、动态地分析原电池中物

式，并能设计询洁的原甩池。质的改变及能量的转换。

2.相识化学能与电能相互转化的实际意2.证据推理与模型认知：能利用典型的原电池装

义，了解常见的化学电源井利用相关信息置，分析原电池原理，建立解答原电池问题的思

分析化学电源的工作原理。维模型，并利用模型揭示其本质及规律。

考点一原电池的工作原理及其应用

高效学习课堂内外学考一体

［学在课内］

1.概念

原电池是把化学能转化为电能的装置。

反应特点：自发的氧化还原反应。

2.构成条件

(1)闭合回路

一；外电路：导线,用电器

■厂斫［丁*或两电极自接接触

聋乏三内电路：电解贾

(2)两极有电势差一一两个活性不同的电极。

(3)电解质溶液

(4)自发的氧化还原反应

3.工作原理(铜、锌电池简图如下)

:沿导线传递.有电流产生

翼•反应)负Znlleu&

还原反应

Zn-2c——Zn-'WJcn:

不溶域里嗨移2H'+2e=H2f

断解____________5向

~T电解质溶液I1

提炼图：原电池中带电微粒移动方向图

电源方方

阴离f阳离子•

［名师点拨］

⑴原电池闭合回路的形成有多种方式，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极干脆接触。

(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动，与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭

合回路。

(3)无论在原电池中还是在电解池中，电子均不能通过电解质溶液。

4.单液原电池(无盐桥)和双液原电池(有盐桥)对比

名称单液原电池双液原电池

电流计

a

CuSO,

装置

2n

•二一二产-J卜二・二-弋二

ZnSO,溶液CuSO,溶液

相同点正、负极电极反应式,总反应式，电极现象

还原剂Zn与氧化剂C/+干脆接触，既有Zn与氧化剂C/+不干脆接触，仅有化学

不同点化学能转化为电能，又有化学能转化为能转化为电能，避开了能量损耗，故电

热能，造成能量损耗流稳定，持续时间长

［提示］盐桥的两个作用

(D连接内电路，形成闭合回路。

(2)平衡电荷，保证溶液呈电中性。

5.原电池原理的应用

(D比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属,正极一般是活动性较

弱的金属(或能导电的非金属)。

(2)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。

(3)用于金属的防护：将须要爱护的金属制品作原电池的正极而受到爱护。

⑷设计原电池：

①将氧化还原反应分成两个半反应。

②依据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。

［考在课外］

教材延长

推断正误

(1)在原电池中，发生氧化反应的一极肯定是负极(J)

(2)在原电池中，负极材料的活泼性肯定比正极材料强(X)

(3)在原电池中，正极本身肯定不参加电极反应，负极本身肯定要发生氧化反应(X)

(4)带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长(J)

(5)在内电路中，电子由正极流向负极(X)

⑹某原电池反应为Cu+2AgNO)=Cu(NOj2+2Ag,装置中的盐桥可以是装有含琼胶的KC1饱和

溶液(X)

拓展应用

下列装置中不能形成原电阻的是

ZnZn（含石墨）

4WW稀M稀

稀H.SO1稀H,SO1H.SO,HSO,

①②③④

答案①③

思维探究

(1)新型电池一一浓度差电池的工作原理：由于两个半池电解溶液浓度不同而产生电势差，从

而产生电池。

⑵试推断以下四种电池的正负极

答案①正极:负极：Mg②正极:Mg负极：A1③正极：Fe负极:④正极:

Cu负极：Fe

对接高考分层训练逐级突破

［基础点巩固］

1.如图，在盛有稀H2soi的浇杯中放入用导线连接的电极X、Y,外电路中电子流向如图所示，

关于该装置的下列说法正确的是（）

量

《一LL"^一।-J

稀凡SO,

A.外电路的电流方向为X-外电路一Y

B.若两甩极分别为铁和碳棒，则X为碳棒，Y为铁

C.X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应

D.若两电极都是金属，则它们的活动性强弱为X>Y

解析由电子移动方向知X为负极，Y为正极，故电流方向为Y-外电路一X,A项错误；X为

负极，Y为正极，X比Y活泼，故X应为铁，B项错误；X为负极，应发生氧化反应，C项错误。

答案D

2.Al-Agq电池可用作水下动力电源，其原理如图所示。电池工作时，下列说法错误的是（）

A.电子由A1电极通过外电路流向AgjO/Ag电极

B.电池负极旁边溶液pH上升

C.正极反应式为Ag20+2e+H20=2Ag+20Fr

I）.负极会发生副反应2Al+2Na0H+2H20=2NaA102+3H2t

解析Al作负极失电子发生氧化反应，由于电解质溶液为NaOH溶液，所以电极反应为：A1

-3e-+40H-=A10r+2H2C,负极消耗OH,pH减小，B项错误；Ag°O在正极得电子发生还原

反应：AgQ+2e—+H2O=2Ag+2OH，C项正确；电子从负极经外电路流向正极，A项正确。

答案B

3.中科院董绍俊课题组将二氧化钵和生物质置于一个由滤纸制成的折纸通道内形成电池（如

图所示），该电池可将可乐（pH=2.5）中的葡萄糖作为燃料获得能量。下列说法正确的是（）

前萄糖内酯葡初糖

（QHM）（C„H12OJM"02

A.a极为正极

B.随着反应不断进行，负极区的pH不断增大

-?+

C.b极的电极反应为MnO2+2H.0+2e=Mn+40H-

D.若消耗0.01mol葡萄糖，电路中转移0.02mol电子

解析由已知结合图示，葡萄糖（CJLA）发生氧化反应生成葡萄糖内酯（金川念），所以a极为

负极，故A项错误；电解质溶液显酸性,所以负极反应为d1加6—2。+随着反

=C6H,OO6+2H,

应不断进行，负极区的pH不断减小，故B项错误；b极为正极，电极反应为的（）2+4『+2院

=\W++2H。故C项错误；由负极反应心乩2（）6—2钎=041©+2y可得，1mol葡萄糖失去

2mol电子，所以若消耗0.01mol匐萄糖，电路中转移0.02mol电子，故D项正确。

答案D

［名师点拨］

原电池正、负极的推断方法

［留意］原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成活泼

电极肯定作负极的思维定势。

［实力点提升］

4.（2024•山东烟台自主练习）格是常见的过渡金属之一，探讨铝的性质具有重要意义。

在如图装置中.视察到装置甲铜电极上产生大量的无色气体。而装置乙中铜电极上无气体产

生，铝电极上产生大量红棕色气体。由此可得到的结论是

答案由装置甲知铭的金属活动性比铜强；由装置乙知常温下铭在浓硝酸中钝化。

5.（2024•阳泉模拟）某校化学爱好小组进行探究性活动，将氧化还原反应：2F/++2I

\、2Fe2++h,设计成盐桥原电池。供应的试剂：FeCL溶液，KI溶液：其他用品任选。

请回答下列问题:

（1）请画出设计的原甩池装置图，并标出电极材料、电极名称及电解质溶液。

（2）发生氧化反应的电极反应式为。

（3）反应达到平衡时，外电路导线中（填“有”或“无”）电流通过。

（4）平衡后向FeCL溶液中加入少量FeCk固体，当固体全部溶解后，则此时该溶液中电极为

（填“正”或“负”）极。

解析（D先分析氧化还原反应，找出正负极反应，即可确定正负极区电解质溶液。（2）发生

氧化反应的电极是负极，厂失电子。（3）反应达到平衡时，无电子流淌，故无电流产生。（4）

平衡后向FeCL溶液中加入少量FeCL固体，平衡逆向移动，此时FeCL溶液失电子，正极变成

负极。

一詈流计

正极负极

答案(1)如图：FeClj容液K1溶液

-

(2)21-2e-=I2(3)无(4)负

6.选择合适的图像：

(1)将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸中，同时向a中加入少量的CuSOi溶液，

产生1L的体积KL)与时间Xmin)的关系是。

(2)将过量的两份锌粉a、匕分别加入定量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSOi溶液，产生

乩的体积ML)与时间Z(min)的关系是。

(3)将(D中的CuSOi溶液改成CH£OONa溶液，其他条件不变，则图像是________。

(4)在上述试验中能否将CuSOi溶液更换成Cu(NO3)2溶液o

答案(1)A(2)B(3)C⑷否

［名师点拨］

原电池设计思维模型

将氧化还原反应分成两个半反

应

将还原剂(一般为比较活泼金

属)作负极，活泼性比负极弱的

金属或非金属导体作正极

如果两个半反应分别在两个容

器中进行(中间连接盐桥)，则两

个容器中的电解质溶液应含有

与电极材料相同的金属阳离子

结合要求及反应特点.画出原电

池装置图.标出电极材料名称、

正负极、电解质溶液等

［高考真题体验］

7.（2024•浙江自选）锂（Li）-空气电池的工作原理如图所示。下列说法不正确的是（）

A.金属锂作负极，发生氧化反应

B.Li+通过有机电解质向水溶液处移动

C.正极的电极反应：O2+4e-=2O2~

D.电池总反应：4Li+024-2H20=4Li0H

解析正极氧气得到了电子后与水结合形成氢氧根，电极方程式为02+4屋+2H2。=401「，故

C项错误：在锂-空气电池中，金属锂失去电子，发生氧化反应，为负极，故A项正确；在负

极Li失去电子变成了Li+.会通过有机电解质向水溶液处（正极）移动，故B项正确：负极的

反应式为Li—e-=Li+,正极反应式为02+21120+40-=401「，电池的总反应则为4Li+0?+

2H20=4Li0H,故D项正确。

答案C

8.（2024•海南化学）一种镁氧电池如图所示，电极材料为金属镁和吸附氧气的活性炭，电解

液为K0H浓溶液。下列说法错误的是（双选）（）

bab

舞■招

另一■-MW—名

滂3r物气

活性炭Mg电解质

A.电池总反应式为：2Mg+02+2H20=2Mg（0H）2

B.正极反应式为：Mg—2e~=Mg"'

C.活性炭可以加快02在负极上的反应速率

D.电子的移动方向由a经外电路到b

解析金属镁作负极，反应式为Mg—2（T+20I「=Mg（0H）2,吸附氧气的活性炭作正极，电极

反应为&+4e-+2H20=4011,电池总反应式为：2Mg+0i+2H20=2Mg（0H）2,A正确，B、C错

误；电子的移动方向由负极a经外电路到正极b,I）正确.

答案BC

考点二化学电源

高效学习I课堂内外学考一体

［学在课内］

1.一次电池一一碱性锌钵干电池

锌粉和KOH

的混合物

MnOj

金属夕烧

正极反应：2Mn02+2HQ+23-=2Mn0(0H)+20H-；

负极反应：Zn—2e-+20H-=Zn(0H)2；

总反应：Zn+2MnO>+2H20=2Mn0(OH)+Zn(OH)2o

2.二次电池——可充电电池

铅蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是地，正极材料是哒。

(1)放电时的反应

①负极：Pb-2(<+SOF=PbSO»

②正极：PbO」+2e-+SOp~+4l「=PbSOi+2IPO。

③总反应：Pb(s)+Pb02(s)+2H2SO,(aq)=2PbSO,(s)+2M(D。

⑵充电时的反应

①阴极：PbSCh+2e—=Pb—SOF。

②阳极：PbSO2e-+2H2=PbO；+S咛+仙+。

③总反应：2PbsOKs)+2H20(l)=Pb(s)+PbO?(s)+2HS(h(aQ)。

［留意］可充电电池的充放电不能(填“能”或“不能”)理解为可逆反应。

3.燃料电池

氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分成酸性和碱性两种：

酸性碱性

-+-

负极反应式H2-2e=2HH2-2e-+2OH=2H2O

正极反应式。2+4屋+4H+=2%0O2+4e~+2H2O=4OH-

电池总反应式2H2+02=2氏0

［考在课外］

教材延长

推断正误

(1)太阳能电池不属于原电池(J)

(2)碘可用作锂碘电池的材料，该电池反应为2Li(s)+L(s)=2LilS),则碘电极作该电极的

负极(X)

⑶铅蓄电池放电时的负极和充电时的阳极均发生还原反应(X)

(4)可充电电池中的放电反应和充电反应互为可逆反应(X)

拓展应用

(1)

-----±——原电

可充电用电器一放电

电池

周二国充T

(2)通过NO、传感器可监测NO、的含量，其工作原理示意图如图所示:

NiO电极

©|小迁移、、固体电解质

Pt电极上发生的是还原反应(填“氧化”或“还原”)。写出NiO电极的电极反应式：N0-2e

~+02-^N02O

思维探究

一种碳纳米管能够吸附氢气，可作二次电池(如下图所示)的碳电极。该电池的电解质溶液为6

mol•L_1的KOH溶液。

e

(1)当闸刀掷向充电器时，该装置为电解池，银电极反应式为Ni(OHM-e-+OH-=NiO(OH)+

蚂

(2)当闸刀掷向用电器时，该装置为原电池,银电极电极反应式为NiO(OH)+e+lM)=Ni(OH)?

+0H~o

I对接高考I分层训练逐级突破

［基础点巩固］

1.如图为以Pl为电极的氢灵燃料电池的工作原理示意图，稀H2soi为电解质溶液。下列有关说

法不正确的是()

A.a极为负极，电子由a极经外电路流向b极

B.a极的电极反应式：比一2。一=211'

C.电池工作一段时间后，装置中［HSOJ增大

D.若将他改为C&,消耗等物质的量的C%时,。2的用量增多

解析a极通入的上发生氧化反应，为负极，电子由a极经外电路流向b极，A项正确；以稀

H2sol为电解质溶液时，负极的压被氧化为小，B项正确；电池工作一段时间后，装置中限SOJ

减小，C项错误：依据电池总反应：2H2+。2=2见0,CHI+2O2=CO2+2H?O,可知等物质的量的

CH消耗Q较多,D项正确,

答案C

2.液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态胧(刈卜)为燃料的电池装

置如下图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电

池的叙述正确的是（）

负龚

r-i&rh

空气

电VP

极、离干

•一交换膜

NM（—

A.b极发生氧化反应

B.a极的反应式：N2H4+40『一4e-=N2t+4H20

C.放电时，电流从a极经过负载流向b极

D.其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜

解析燃料电池燃料（电乩）在负极（a极）发生氧化反应NM+40I「一•一=弗t+4乩0,02在正

极发生还原反应：0，+4屋+2艮0=40卜「，总反应为NH+0，=M+2HOA项错误，B项正确:

放电时电流由正极流向负极，C项错误；01「在正极生成，移向负极消耗，所以离子交换膜应

让（）11通过，故选用阴离子交换膜，D项错误。

答案B

3.科学家设计出质子膜H2s燃料电池，实现了利用H2s废气资源回收能量并得到单质硫。质子

膜H2s燃料电池的结构示意图如图所示。下列说法不正确的是（）

A.电极a为电池的负极

+-

B.电极b上发生的电极反应为O2+4H+4e=2H；.O

C.电路中每流过4mul电了，在正极消耗44.8LH2S

D.每17gHS参加反应，有1molH+经质子膜进入正极区

解析电极a上HS转化为S2,发生氧化反应，则电极a为电池的负极，A项正确；电极b上

。2转化为N0,电极反应式为02+4H'+4e-=2也0,B项正确；负极反应式为2H2s—4©-=Sz

+—电路中每流过4moi电子,在负极消耗2moiH2S,而不是正极,且题中未指明H2s所

处的状态,C项错误:依据2H2s—4e-=S?+4H+知，17g（0.5mol）H2s参加反应,生成1mol

卜广经质子膜进入正极区，D项正确。

答案c

［名师点拨］

4.(1)将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的.下图是通过人工光合作用，

以CO：：和H20为原料制备HCOOH和0?的原理示意图。电极b作极，表面发生的电极反

应为o

L-HCOOH

(2)浓差电池中的电动势是由于电池中存在浓度差而产生的。某浓差电池的原理如图所示，该

电池从浓缩海水中提取LiCl的同时又获得了电能。

①X为极，Y电极反应式为__________________________________

②Y极生成1molCk时，molLi+移向________(填“X”或"Y”)极。

解析(1)从图示可以看出，左侧压0转变成。2,0元素被氧化，电极a为负极，电极反应式

+

为2H2O-4e-=4H4-O2t,肘通过质子交换膜进入右侧发生反应，右侧通入的CO?转变成

HCOOH,C元素被还原,电极b为正极,电极反应式为CQ+2c—+2H'=HCOOH。(2)依据装置

可知生成心的电极为正极，生成CL的电极为负极。

-+

答案⑴正CO2+2e+2H=HCOOH

--

(2)①正2Cl-2e=Cl2t

②2X

［名师点拨］

电极反应式的书写

（1）一般电极反应式的书写

列物质负极发生氧化反应参加反应的微粒

标得失正极发生还原反应和得失电子数

I'在电解质溶液的环境中要生成稳定的电

看环境

—＜极产物，即H+、（）K、H2（）等是否参加反

配守恒

-r~、应遵守电荷守恒、质量守恒、也子守恒

两式加

一两电极反应式相加•与总反应式对照险证

验总式

（2）困难电极反应式的书写

复杂电极反应式=总反应式—

较简单一极的电极反应式

如CHi酸性燃料电池中

CH,+202=C02+21L0……总反应式①

2024-8H*4-8e-=4H20.......正极反应式②

①一②得

-+

CH»+2H20-8e=C02+8H……负极反应式

［实力点提升］

5.某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池，放可时电池的总反应为：Li.£o02+

LiC-LiCoOz+CKKl）。下列关于该电池的说法不正确的是（）

A.放电时，Li*在电解质中由负极向正极迁移

B.放电时，负极的电极反应式为LiC—xe"=xLi*+C6

C.充电时，若转移1mole~,石墨（C）电极将增重7xg

4

D.充电时，阳极的电极反应式为LiCo02—xe~=Li1-ACO02+xti

++

解析放电时，负极反应为：LiXe—%e-=ALi+C6,正极反应为：Lii-ACo02+^e~4-^Li

r-

=LiCo02,A、B正确：充电时，阴极反应为：A1i+Q4-xe=LiAC«,转移1mol时，石

墨C6电极将增重7g,C项错误；充电时，阳极反应为放电时正极反应的逆反应：LiCoOj-xe

+

~=Li］-Xo02+^Li,D项正确。

答案c

6.中国科学家用毛笔书写后的纸张作为空气电极，设计并组装了轻型、柔性且可折叠的可充

电锂空气电池（图D,电池的工作原理如图2。下列有关说法正确的是（）

金IM锂有机电解空气

质溶液也极

国2

A.放电时，纸张中的纤维素作锂甩池的正极

B.放电时，Li.由正极经过有机电解质溶液移向负极

C.开关K闭合给锂电池充电，X为直流电源正极

D.充电时，阳极的电极反应式为Li202-2e"=02t+2Li-

解析纤维素不导电，石墨导电，故放电时，纸张表面毛笔书写后留下的石黑作电池正极，A

项错误；原电池或电解池工作时，电解质中阴、阳离子的移动方向一般遵循“阴阳相吸”原

则，即电池放电时，电解质中的阳离子移向正极，据此可快速推断锂电池放电时，带正电荷

的Li+由负极经过有机电解质溶液移向正极，B项错误；充电时，在流电源负极与电池负极（金

属锂）相连，故X为直流电源负极，C项错误；充电时，空气电极作阳极，此时LizOz失去电子

-+

生成Oz：Li202-2e=021+2Li,D项正确。

答案D

［名师点拨］

1.充放电电池解题模板

总

反

应

式

2.速记速判

简洁电极先写出，困难反应相减得。负极颠倒得阴极，正极颠倒得阳极。

［高考真题体验］

7.（2024•课标全国HI,11）全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其

中电极a常用掺有石墨烯的S8材料，电池反应为：16Li+u&=8Li2s,（2WxW8）.下列说法错

误的是（）

A.电池工作时，正极可发生反应：2Li2s,；+2Li++2e-=3Li2s』

B.电池工作时，外电路中流过0.02mol电子，负极材料减重0.14g

C.石墨烯的作用主要是提高电极a的导电性

D.电池充电时间越长，电池中Li2s2的最越多

解析A项，原电池电解质中阳离子移向正极，依据全固态锂硫电池工作原理图示中移动

方向可知，电极a为正极，正极发生还原反应，由总反应可知正极依次发生

S8fLi2s8fLi2s6fLizSLLi2s2的还原反应,正确；B项,电池工作时负极电极方程式为：Li—

e=Li',当外电路中流运0.02mol电子时，负极消耗的Li的物质的量为0.02mol,其质

量为0.14g,正确；C项，石墨烯具有良好的导电性，故可以提高电极a的导电实力，正确:

D项，电池充电时为电解池，此时电解总反应为8LiS避生16Li+a&（2W启8）,故Li2s2的量

会越来越少，错误。

答案D

8.（2024•课标全国小，11）一种可充电锂■空气电池如图所示。当电池放电时，0±与L/在多

孔碳材料电极处生成M202r（*=（）或1）。下列说法正确的是（）

非水电解质扃聚物隔膜

A.放电时，多孔碳材料电极为负极

B.放电时，外电路电子由多孔碳材料电极流向锂电极

C.充电时，电解质溶液中Li+向多孔碳材料区迁移

D.充电时，电池总反应为Li。一—21<+（1—斗0.：

解析依据电池工作原理，多孔碳材料吸附0?在此获得电子，所以多孔碳材料电极为电池

的正极，A项错误：放电时电子从负极（锂电极）流出，通过外电路流向正极（多孔碳材料电极），

B项错误；Li+带正电荷，充电时，应当向电解池的阴极:锂电极）迁移，C项错误；充电时,

电池总反应为Li4=2Li+（l—加D项正确。

答案I）

9.（2024•海南卷）一种电化学制备NH）的装置如下图所示，图中陶瓷在高温时可以传输H+。

下列叙述错误的是（）

氨气——产"［氮,氮气

氨气一氢气

质传输陶瓷、/行英电解池

L二匕Fd电极a

Pd电极b

A.Pd电极b为阴极

B.阴极的反应式：N,+6H+4-6e-=2NH：,

C.H'由阳极向阴极迁移

D.陶瓷可以隔离Nz和必

解析此装置为电解池，总反应式是N2+3H-2NH：；,Pd电极b上是氢气发生氧化反应，即氢

气失去电子化合价上升，Pd电极b为阳极，故A说法错误；依据A选项分析，Pd电极a为阴

极，反应式为凡+6父+6-=2加3,故B说法正确：依据电解池的原理，阳离子由阳极移向

阴极，故C说法正确；依据装置图，陶瓷可以隔离电和压，故D说法正确.

答案A

10.（2024•11月浙江选考）最近，科学家研发了“全氢电池”,其工作原理如图所示。下列说

法不正确的是（）

A.右边吸附层中发生了还原反应

B.负极的电极反应是乩-2/+201「=2乩0

C.电池的总反应是2H2+02=2H2()

D.电解质溶液中Na卡向右移动，CIO；■向左移动

解析依据装置图中电子的流向，通出的一极为负极，出比的一极为正极，电极反应式为：

-

负极：H2-2e+20ir=2H20

+

正极：2H4-2e-=H21

A项，正极上发生还原反应；C项，电池总反应式为H'+3『=H20；D项，由于在负极区消耗

011\所以Na-向右移动,而C10；向左移动。

答案C

考点三金属的腐蚀与防护

高效学习I课堂内外学考一体

［学在课内］

1.金属腐蚀的本质

金属原子失去电子变为金属阳离子，金属发生氧化反应。

2.金属腐蚀的类型

(1)化学腐蚀与电化学腐蚀

类型化学腐蚀电化学腐蚀

条件金属跟非金属单质干脆接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触

现象无电流产生有逾1电流产生

本质金属被氧化较活泼金属被氧化

联系两者往往同时发生，曳睁腐蚀更普遍

(2)析氢腐蚀与吸氧腐蚀

以钢铁的腐蚀为例进行分析:

类型析氢腐蚀吸氧腐蚀

条件水膜酸性较强(pHW4.3)水膜酸性很弱或呈中性

电极材料及负极Fe：Fe—2e-=Fe2+

反应正极C：2H++2院=乩tC：02+2H?0+4e—=40H一

总反应式Fe+21(]=F,++HJ迪士.士也Q=2FC(0H)2

4Fe(OH)2+0,+2H20=4Fe(OH)Fe(OH)3失水生成铁锈，吸氧腐蚀

联系

更普遍

3.金属电化学爱护的两种方法

4.其他防护方法

如加爱护层(涂油漆、油脂、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料等)，电镀。

［考在课外］

教材延长

推断正误

(1)生铁比纯铁简洁生锈。3

(2)A1、Fe、Cu在潮湿空气中腐蚀均生成氧化物。(义)

3+

(3)钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe-3e-=Fec(X)

(4)因空气中CO?的存在，佥属表面形成一层酸膜，所以大多数金属发生的是析氢腐蚀。(X)

(5)铜在酸性环境中易发生析氢腐蚀。(X)

(6)镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更简洁生锈。(J)

(7)川锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈。(J)

(8)在船体外嵌入锌块，可以减缓船体的腐蚀，属于牺牲阳极的阴极爱护法。(J)

拓展应用

如图所示，连接甲、乙两试管的导管中有一段水柱，甲、乙两支试管中各放一枚铁钉，甲试

管中为NH.C1溶液，乙试管中为NaCl溶液，数天后导管中视察到的现象是

甲中正极反应为

乙中正极反应为。

答案U形管中液面左侧下降，右侧上升2H++2e—=H"

0?+4e-+2H2O=4OH一

思维探究

试分析如图所示的装置中，Cu—Zn合金的溶解速率与开关分别置FM、N处时合金的溶解速率

的快慢。

比较：

M处：N处：

答案加快减慢

国接高考I分层训练逐级突破

［基础点巩固］

1.据最近报道，中国生产的首艘国产航母“山东”号已经下水。为爱护航母、延长服役寿命

可采纳两种电化学方法。方法1：舰体镶嵌一些金属块；方法2：航母舰体与电源相连。下列

有关说法正确的是（）

A.方法1叫外加电流的阴极爱护法

B.方法2叫牺牲阳极的阴极爱护法

C.方法1中金属块可能是锌、锡和铜

D.方法2中舰体连接电源的负极

解析舰体是由钢板做的。方法1,舰体镶嵌一些金属块，必需是比铁活泼的金属如锌等，锡

和铜不行，这种方法叫牺牲阳极的阴极爱护法。方法2,航母舰体与电源相连，必需与电源负

极相连，这种方法叫外加电流的阴极爱护法。综上所述，D项正确。

答案I）

2.下列与金属腐蚀有关的说法，正确的是（）

铜丝

Fc--

经酸化的

3%NaCl溶液

A.图甲中，铁钉易被腐蚀

B.图乙中,滴加少量/［Fe(CN)6］溶液,没有蓝色沉淀出现

C.图丙中，燃气灶的中心部位简洁生锈，主要是由于高温下铁发生化学腐蚀

D.图丁中，用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块相当于原电池的正极

解析A项，图甲中，铁钉处于干燥环境，不易被腐蚀；B项，负极反应为Fe—2e-=Fe2+,

卜/+与［Fe(CN)不一反应生成Fe3［Fe(CN)s］2蓝色沉淀；I)项，为牺牲阳极的阴极爱护法，镁块相

当于原电池的负极。

答案C

3.用饱和氯化钠溶液润湿的滤纸分别做甲、乙两个试验，下列推断错误的是()

A.甲是原电池，乙是电解泡

B.甲中铁棒比乙中铁棒更易腐蚀

C.d电极上的电极反应是Fe—2c~=Fe21

D.b电极上的电极反应是02+2H20+4e-=40l厂

解析据原电池和电解池的构成条件可知，甲是原电池，乙是电解池，A正确；甲中铁为原电

池的负极，发生反应Fe—2e—=Fe2+,乙中Fe为电解池阴极，发生反应2H++2屋=比t,Fe

被爱护，B正确，C错误；甲中铁发生吸氧腐蚀，b为正极，正极上电极反应式为2H2O+O2+

4e-=40H-,D正确。

答案C

［名师点拨］

1.推断金属腐蚀快慢的规律

(1)对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀＞原甩池原理引起的腐蚀》

化学腐蚀)有防腐措施的腐讪。

(2)对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中〉弱电解质溶液中〉非电

解质溶液中。

(3)活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。

(4)对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，金属腐蚀越快。

2.两种爱护方法的比较

外加电流的阴极爱护法爱护效果大于牺牲阳极的阴极爱护法。

［实力点提升］

4.钢铁防护方法有多种，图中的方法描述正确的是()

电源

钢

铁

闸

门・海水-一绫一

------辅助电极

A.b为电源负极

B.该方法是牺牲阳极的阴极爱护法

C.电子流向：a—钢铁闸门一协助电极一b-a

D.电源改用导线连接进行防护时，协助电极发生氧化反应

解析从图示可知，由于有外加电源，故此为外加电流的阴极爱护法，B错误；A项，在外加

电流的阴极爱护法中，钢铁作电解池的阴极，即a为电源的负极，则b为电源的正极，故A

错误；C项，在电解池中，电子由电解池的阳极一电源的正极，电源的负极一电解池的羽极，

溶液中通过离子导电而不是电子，故C错误；D项，电源改用导线连接进行防护时，即牺牲阳

极的阴极爱护法，则协助电极要作负极，发生氧化反应，故D正确。

答案D

5.肯定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下表：

pH2466.5813.514

腐蚀快慢较快慢较快

Fe2+

主要产物Fe：X)4Fe2O3FeO7

下列说法错误的是()

A.当pH<4时，碳钢主要发生析氢腐蚀

B.当pH>6时，碳钢主要发生吸氧腐蚀

+

C.当pH>14时,正极反应为O2+4H+4e-=2H.O

D.在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减缓

解析C项正极反应为。2+40一+2乩0=401「。

答案C

6.深埋在潮湿土壤中的铁管道，在硫酸盐还原菌作用下，能被硫酸根腐蚀，其电化学腐蚀原

理如下图所示，下列与此原理有关的说法错误的是(：

土

度

A.止极反应：SO；+5H2O+8e=HS+90H

B.输送暖气的管道不易发生此类腐蚀

C.这种状况下，Fe腐蚀的最终产物为FcQ,・M2

D.管道上刷富锌油漆可以延缓管道的腐蚀

-

解析原电池的正极发生太原反应，由图示可知发生的电极反应为SOr+5H2O+8e-=HS+

90H，A正确；硫酸盐还原菌是蛋白质，在高温下易变性，失去催化活性，则输送暖气的管道

不易发生此类腐蚀，B正确；由图示可知，Fe腐蚀生成Fe?+且在HS—环境中不易生成Fe计，C

错误；管道上刷富锌油漆，形成Zn-Fe原电池，Fe为正极，可以延缓管道的腐蚀，D正确。

答案C

［高考真题体验］

7.(改编题)下列叙述错误的是()

A.［2024•课标全国I,7(A)］合理处理废旧电池有利于爱护环境和资源再利用

B.［2024•课标全国HI,70)］电热水器用镁棒防止内胆腐蚀，原理是牺牲阳极的阴极爱护法

C.［2024•北京理综，8(D)］电解精炼铜的阳极反应：Cu2++2e~=Cu

D.［2024•天津理综，3(B)］铁管镀锌层局部破损后，铁管仍不易生锈

解析废旧电池中含有的佥属、电解质溶液会对水体和二壤等造成污染，处理废旧电池有利

于资源再利用，同时能够降低环境污染，爱护环境，A项正确；活泼金属镁易失去电子，形成

原电池时为负极，电热水器内胆(Ag)被爱护，此为牺牲阳极的阴极爱护法，B项正确,电解精

炼铜时，阳极发生氧化反应，电极反应式为Cu—2e-=Cu”,C项错误；铁管镀锌层局部破损

后，与电解质溶液接触形成原电池，该原电池中，锌为负极，被腐蚀，而铁管为正极，被爱

护，因此铁管不易生锈，D项正确。

答案C

8.（2014•福建理综，24节选）铁及其化合物与生产、生活关系亲密。

右图是试验室探讨海水对铁闸不同部位腐蚀状况的剖面示意图。

（1）该电化学腐蚀称为。

（2）图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是（填字母）。

解析（1）海水接近于中性，则铁闸发生的是吸氧腐蚀。：2）表面海水中6浓度较大，腐蚀的

较快，故B处产生的铁锈最多。

答案（1）吸氧腐蚀（2）B

核心素养提升创新思维关铤能力

一、新型高能绿色电池一一培育学生的节能环保意识，提升学生的社会责任感

随着全球能源渐渐枯竭，以及废旧电池中重金属盐的污染日趋严峻，因此，化学中的新型电

源，成为科学家探讨的重点方向之一，也成了高考的高频考点。高考中的新型化学电源，一

般具有高能环保、经久耐.用、电压稳定、比能量（单位质量释放的能量）高等特点。由于该类

试题题材广、信息新、生疏度大，因此很多考生感觉难度大。但应用的解题原理仍旧还是原

电池的基础学问，只要细心分析，事实上得分相对比较简洁。

解题思维模板