四、学习物质的初级思维方式和发展到高级思维方式

（二）学习物质的初级思维方式时形成的化学理论或获得的方法

VIII、运用影响反应速率和平衡的因素和规律、氧化还原反应、酸和碱的通性，由化学性质推出反应的方法

即图2(化学的高级基本思维方式)中的红色部分：

（三）电化学

1.化学能与电能相互转化体系

（原电池与电解池的关系）：

化学能 电能

2.原电池

（1）定义：将化学能转变为电能的装置（能自发进行氧化还原反应）。

（2）组成：①电极：活泼程度不同的两种金属（或其中一种是能导电的非金属）（或可失去电子的物质和另一种物质是能导电的、接触到能得到电子的物质）；

②用导线连接起来或接触；

③插入电解质溶液中（如果电极直接跟所接触的电解质溶液反应，损耗电极，降低电池的利用率，应将正负极分别放于不能直接反应的电解质溶液中，必然分装于不同容器，那么，应用盐桥将两溶液连通；或用离子膜隔开电解质溶液）。

（3）一般工作原理：

负极：还原性比较强（即比较容易失去电子）的物质作负极，在电解质溶液中失去电子，M—ne-=Mn+，发生氧化反应（发生氧化反应的电极叫阳极。），Mn+进入溶液，电子从负极极经过外电路流向正极，电解质溶液（或盐桥）中的阴离子向负极移动。

金属失去电子从易到难的顺序(金属活动顺序)：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au或扩充金属活动顺序： Cs、Ba、Rb、Sr、K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、Pt、Au。燃料(H2、有机燃料等)失去电子，在负极反应。

正极：比较不容易失去电子、但能导电或氧化性比较强（即比较容易得到电子）的物质作正极，电子流入正极后，正极带负电，电解质溶液（或盐桥）中的阳离子向正极移动，最容易得到电子的物质首先得到电子，Nm++me—=N或N+me—=Nm—，发生还原反应（发生还原反应的电极叫做阴极。）。

常见金属离子的浓度相同时，得到电子从难到易，氧化性从弱到强的顺序：

K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+、Sn2+、Pb2+、H+、Cu2+、Hg2+、Ag+、Pt+、Au+

除了阳离子外，分子或含化合价高的元素的化合物也可作氧化剂，在正极反应。如O2等活泼非金属、高价化合物PbO2等得到电子。

（4）写原电池电极反应式和总反应方程式的方法：

①找出电解质溶液中所有阴阳离子：通过写溶液中所有能电离物质的电离方程式找出来；

②判断原电池的正负极：根据原电池的一般工作原理进行：负极：还原性比较强（即比较容易失去电子）的物质；失去电子，电子流出或电流流入；发生氧化反应。正极：比较不容易失去电子、但能导电或氧化性比较强（即比较容易得到电子）的物质；得到电子，电子流入或电流流出；发生还原反应。

③写电极反应式：仍然根据原电池的一般工作原理进行：负极：M—ne—=Mn+；正极：Nm++me—=N或N+me—=Nm—。

④总方程式：使正负极反应式得失电子总数相等，然后相加。

（5）原电池工作原理的应用：

①制备化学电源；②不纯金属或合金的电化学腐蚀；③牺牲阳极的阴极保护法。

3.电解池：

（1）定义：将电能转变为化学能的装置。

（2）组成：用导线将电源（一般用直流电源）与电极连接起来，插入电解质溶液中。

（3）一般工作原理：

阴极：与外电源负极相接，电解质溶液中的阳离子向它移动，最容易得到电子的阳离子首先得到电子：Mn++ne—=M，发生还原反应。

相同物质的量浓度的常见阳离子得到电子从易到难的顺序是：

Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+

阳极：与外电源的正极相接，电子从阳极流入正极，阴离子向它移动。最易失去电子的金属(除铂、金等外)或阴离子首先失去电子：M—ne—=Mn+或Nn——ne—=N，发生氧化反应。

常见金属和相同物质的量浓度的常见阴离子失去电子从易到难的顺序是；

Mg＞Al＞Zn＞Fe＞Sn＞Pb＞Cu＞Hg＞Ag＞S2—＞I—＞Br—＞Cl—＞OH—＞元素最高价含氧酸根离子＞F—

总方程式：使阴阳极反应式得失电子总数相等，然后相加，如果H+或OH—来自水，要换为H2O，并根据水的电方程式进行相应的变化。如，用惰性电极电解硫酸铜溶液：

阴极：Cu2++2e—=Cu，

阳极：2H2O-4e—=4H++O2↑(实际是4OH—-4e—=2H2O+O2↑

与4H2O（可逆号）4H++4OH—综合的结果)。

总方程式：使阴阳极反应式得失电子总数相等，然后相加，得：

2Cu2++2H2O==(通电)==2Cu+4H++O2↑。

（4）电解：在直流电的作用下，在阴、阳极分别发生还原反应、氧化反应的过程。

（5）写电解池电极反应式和总方程式的方法：

①找出电解质溶液中所有阴阳离子：通过写溶液中所有能电离物质的电离方程式找出来；

②判断电解池的阴阳极的方法：

根据电解池的一般工作原理判断：

阴极：与外电源负极相接；电解质溶液中的阳离子向阴极移动；电子流入或电流流出；发生还原反应。

阳极：与外电源正极相接；电解质溶液中的阴离子向阳极移动；电子流出或电流流入；发生氧化反应。

③写电极反应式的方法：仍然根据电解池的一般工作原理书写：

阴极：Mn++ne—=M；

阳极： M—ne—=Mn+

或Nn——ne—=N。

④写电解总方程式的方法：

使阴阳极反应式得失电子总数相等，然后相加，如果H+或OH—来自水，要换为H2O，并根据水的电方程式进行相应的变化，注明反应条件：通电。如，用惰性电极电解饱和氯化钠溶液：

阴极：2H2O +2e—=2OH—+H2↑

(实际是2H++2e—=H2↑与

2H2O（可逆号）2H++2OH—综合的结果)；

阳极：2Cl——2e—= Cl2↑。

总方程式：使阴阳极反应式得失电子总数相等，然后相加，得：

2Cl—+2H2O ==(通电)==2OH—+H2↑+O2↑。

（6）电解池工作原理的应用：

①冶炼活泼金属；②电解精炼金属；③电镀；④氯碱工业；⑤外加电流阴极保护法。