原电池复习讲义
龙文教育学科教师辅导讲义
教师：宋亚涛学生：时间年月日时段：
高中化学原电池和电解池
一原电池；
原电池的形成条件
原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应，但区别于一般的氧化还原反应的是，电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的，而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应，电子通过外电路输送到正极上，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子转移过程，产生电流，实现化学能向电能的转化。
从能量转化角度看，原电池是将化学能转化为电能的装置；从化学反应角度看，原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行。
原电池的构成条件有三个：
（1）电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料（非金属或某些氧化物等）组成。
（2）两电极必须浸泡在电解质溶液中。
（3）两电极之间有导线连接，形成闭合回路。
只要具备以上三个条件就可构成原电池。而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流，所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外，还要求有自发进行的氧化还原反应。也就是说，化学电源必须是原电池，但原电池不一定都能做化学电池。
形成前提：总反应为自发的氧化还原反应
电极的构成：
a.活泼性不同的金属—锌铜原电池，锌作负极，铜作正极；
b.金属和非金属（非金属必须能导电）—锌锰干电池，锌作负极，石墨作正极；
c.金属与化合物—铅蓄电池，铅板作负极，二氧化铅作正极；
d.惰性电极—氢氧燃料电池，电极均为铂。
电解液的选择：电解液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应。
原电池正负极判断：
负极发生氧化反应，失去电子；正极发生还原反应，得到电子。
电子由负极流向正极，电流由正极流向负极。溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极
电极反应方程式的书写
负极：活泼金属失电子，看阳离子能否在电解液中大量存在。如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存，则进行进一步的反应。例：甲烷燃料电池中，电解液为KOH，负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O，但CO2不能与OH-共存，要进一步反应生成碳酸根。
正极：①当负极材料能与电解液直接反应时，溶液中的阳离子得电子。例：锌铜原电池中，电解液为HCl，正极H+得电子生成H2。②当负极材料不能与电解液反应时，溶解在电解液中的O2得电子。如果电解液呈酸性，O2+4e-+4H+==2H2O；如果电解液呈中性或碱性，O2+4e-+2H2O==4OH-。
特殊情况:Mg-Al-NaOH，Al作负极。负极：Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O；正极：2H2O+2e-==H2↑+2OH-
Cu-Al-HNO3，Cu作负极。
注意：Fe作负极时，氧化产物是Fe2+而不可能是Fe3+；肼（N2H4）和NH3的电池反应产物是H 2O和N2
无论是总反应，还是电极反应，都必须满足电子守恒、电荷守恒、质量守恒。
pH变化规律
电极周围：消耗OH-(H+)，则电极周围溶液的pH减小（增大）；反应生成OH-(H+)，则电极周围溶液的pH增大（减小）。
溶液：若总反应的结果是消耗OH-(H+)，则溶液的pH减小（增大）；若总反应的结果是生成OH-(H +)，则溶液的pH增大（减小）；若总反应消耗和生成OH-(H+)的物质的量相等，则溶液的pH由溶液的酸碱性决定，溶液呈碱性则pH增大，溶液呈酸性则pH减小，溶液呈中性则pH不变。
原电池表示方法
原电池的组成用图示表达，未免过于麻烦。为书写简便，原电池的装置常用方便而科学的符号来表示。其写法习惯上遵循如下几点规定：
1. 一般把负极（如Zn棒与Zn2+离子溶液）写在电池符号表示式的左边，正极（如Cu棒与Cu2+离子溶液）写在电池符号表示式的右边。
2. 以化学式表示电池中各物质的组成，溶液要标上活度或浓度（mol/L）,若为气体物质应注明其分压(Pa)，还应标明当时的温度。如不写出，则温度为298.15K,气体分压为101.325kPa,溶液浓度为1mol /L。
3. 以符号“∣”表示不同物相之间的接界，用“‖”表示盐桥。同一相中的不同物质之间用“,”隔开。
4. 非金属或气体不导电，因此非金属元素在不同氧化值时构成的氧化还原电对作半电池时，需外加惰性导体（如铂或石墨等）做电极导体。其中，惰性导体不参与电极反应，只起导电（输送或接送电子）的作用，故称为“惰性”电极。
按上述规定，Cu－Zn原电池可用如下电池符号表示：
（-）Zn(s)∣Zn2+ (C)‖Cu2+ (C)∣Cu(s) （+）
理论上,任何氧化还原反应都可以设计成原电池，例如反应:
Cl2+ 2I- ═ 2Cl- +I2
此反应可分解为两个半电池反应：
负极：2I- ═ I2+ 2e- （氧化反应）
正极：C2+2e-═ 2Cl-（还原反应）
该原电池的符号为：
（-）Pt∣I2(s)∣I- (C)‖Cl- (C)∣C2(PCL2) ∣Pt（+）
二两类原电池
吸氧腐蚀
吸氧腐蚀金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀，叫吸氧腐蚀．
例如钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀，其电极反应如下：
负极（Fe）：2Fe - 4e = 2Fe2+
正极（C）：2H2O + O2 + 4e = 4OH-
钢铁等金属的电化腐蚀主要是吸氧腐蚀．
吸氧腐蚀的必要条件
以氧的还原反应为阴极过程的腐蚀，称为氧还原腐蚀或吸氧腐蚀。发生吸氧腐蚀的必要条件是金属的电位比氧还原反应的电位低：
氧的阴极还原过程及其过电位
吸氧腐蚀的阴极去极化剂是溶液中溶解的氧。随着腐蚀的进行，氧不断消耗，只有来自空气中的氧进行补充。因此，氧从空气中进入溶液并迁移到阴极表面发生还原反应，这一过程包括一系列步骤。
（1）氧穿过空气／溶液界面进入溶液；
（2）在溶液对流作用下，氧迁移到阴极表面附近；
（3）在扩散层范围内，氧在浓度梯度作用下扩散到阴极表面；
（4）在阴极表面氧分子发生还原反应，也叫氧的离子化反应。
吸氧腐蚀的控制过程及特点
金属发生氧去极化腐蚀时，多数情况下阳极过程发生金属活性溶解，腐蚀过程处于阴极控制之下。氧去极化腐蚀速度主要取决于溶解氧向电极表面的传递速度和氧在电极表面上的放电速度。因此，可粗略地将氧去极化腐蚀分为三种情况。
（1）如果腐蚀金属在溶液中的电位较高，腐蚀过程中氧的传递速度又很大，则金属腐蚀速度主要由氧在电极上的放电速度决定。
（2）如果腐蚀金属在溶液中的电位非常低，不论氧的传输速度大小，阴极过程将由氧去极化和氢离子去极化两个反应共同组成。
（3）如果腐蚀金属在溶液中的电位较低，处于活性溶解状态，而氧的传输速度又有限，则金属腐蚀速度由氧的极限扩散电流密度决定。
扩散控制的腐蚀过程中，由于腐蚀速度只决定于氧的扩散速度，因而在一定范围内，腐蚀电流将不受阳极极化曲线的斜率和起始电位的影响。
扩散控制的腐蚀过程中，金属中不同的阴极性杂质或微阴极数量的增加，对腐蚀速度的增加只起很小的作用。
[解题过程]
影响吸氧腐蚀的因素
1. 溶解氧浓度的影响
2．温度的影响
3．盐浓度的影响4．溶液搅拌和流速的影响
阴极控制原因主要是活化极化：
=2.3RT lgiC/i°/αnF
主要是浓差极化：
=2.3RT/nFlg(1-iC/iL)
阴极反应产物以氢气泡逸出，电极表面溶液得到
附加搅拌产物OH只能靠扩散或迁移离开，无气泡逸出，得不到附加搅拌
析氢腐蚀
在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。在钢铁制品中一般都含有碳。在潮湿空气中，钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液，使水里的H+增多。是就构成无数个以铁为负极、碳为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池。这些原电池里发生的氧化还原反应是：负极（铁）：铁被氧化Fe-2e=Fe2+；正极（碳）：溶液中的H+被还原2H++2e=H2↑
这样就形成无数的微小原电池。最后氢气在碳的表面放出，铁被腐蚀，所以叫析氢腐蚀。
析氢腐蚀定义金属在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。
析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较
常用原电池方程式
1．Cu─H2SO4─Zn原电池
正极：2H+ + 2e- → H2↑
负极：Zn - 2e- → Zn2+
总反应式：Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑
2．Cu─FeCl3─C原电池
正极：2Fe3+ + 2e- → 2Fe2+
负极：Cu - 2e- → Cu2+
总反应式：2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+
3．钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀
正极：O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
负极：2Fe - 4e- → 2Fe2+
总反应式：2Fe + O2 + 2H2O == 2Fe（OH)2
4．氢氧燃料电池（中性介质）
正极：O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
负极：2H2 - 4e- → 4H+
总反应式：2H2 + O2 == 2H2O
5．氢氧燃料电池（酸性介质）
正极：O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O
负极：2H2 - 4e-→ 4H+
总反应式：2H2 + O2 == 2H2O
6．氢氧燃料电池（碱性介质）
正极：O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
负极：2H2 - 4e- + 4OH- →4H2O
总反应式：2H2 + O2 == 2H2O
7．铅蓄电池（放电）
正极(PbO2) ：
PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+ → PbSO4 + 2H2O
负极(Pb) ：Pb- 2e-+ (SO4)2-→ PbSO4
总反应式：
Pb+PbO2+4H++ 2(SO4)2- == 2PbSO4 + 2H2O
8．Al─NaOH─Mg原电池
正极：6H2O + 6e- → 3H2↑ + 6OH-
负极：2Al - 6e- + 8OH- → 2AlO2- + 4H2O
总反应式：2Al+2OH-+2H2O==2AlO2- + 3H2↑
9．CH4燃料电池(碱性介质)
正极：2O2 + 4H2O + 8e- → 8OH-
负极：CH4 -8e- + 10OH- → (CO3)2- + 7H2O
总反应式：CH4 + 2O2 + 2OH- == (CO3)2- + 3H2O
10．熔融碳酸盐燃料电池
（Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液，CO作燃料）：
正极：O2 + 2CO2 + 4e- → 2(CO3)2- (持续补充CO2气体)
负极：2CO + 2(CO3)2- - 4e- → 4CO2
总反应式：2CO + O2 == 2CO2
11．银锌纽扣电池(碱性介质)
正极(Ag2O) ：Ag2O + H2O + 2e- → 2Ag + 2OH-
负极(Zn) ：Zn + 2OH- -2e- → ZnO + H2O
总反应式：Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag
常见的原电池
常用原电池有锌－锰干电池、锌－汞电池、锌－银扣式电池及锂电池等。
1 锌－锰干电池：锌－锰电池具有原材料来源丰富、工艺简单，价格便宜、使用方便等优点，成为人们使用最多、最广泛的电池品种。锌－锰电池以锌为负极，以二氧化锰为正极。按照基本结构，锌－锰电池可制成圆筒形、扣式和扁形，扁形电池不能单个使用，可组合叠层电池（组）。按照所用电解液的差别将锌－锰电池分为三个类型：
(1)铵型锌－锰电池：电解质以氯化铵为主，含少量氯化锌。
电池符号:(-) Zn│NH4Cl·ZnCl2│MnO2 (+)
总电池反应：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)
(2) 锌型锌－锰电池：又称高功率锌－锰电池，电解质为氯化锌，具有防漏性能好，能大功率放电及能量密度较高等优点，是锌－锰电池的第二代产品，20世纪70年代初首先由德国推出。与铵型电池相比锌型电池长时间放电不产生水，因此电池不易漏液。
电池符号：(-) Zn│ZnCl2│MnO2 (+)
总电池反应（长时间放电）：
Zn+2Zn(OH)Cl+6MnO(OH)=ZnCl2·2ZnO·4H2O+2Mn3O4
(3) 碱性锌－锰电池：这是锌－锰电池的第三代产品，具有大功率放电性能好、能量密度高和低温性能好等优点。
电池符号：(-) Zn│KOH│MnO2 (+)
总电池反应：Zn+2H2O+2MnO2=2MnO(OH)+Zn(OH)2
锌－锰电池额定开路电压为1.5V，实际开路电压1.5－1.8V ，其工作电压与放电负荷有关，负荷越重或放电电阻越小，闭路电压越低。用于手电筒照明时，典型终止电压为0.9V，某些收音机允许电压降至0.75V。
2．锂原电池：又称锂电池，是以金属锂为负极的电池总称。锂的电极电势最负相对分子质量最小，导电性良好，可制成一系列贮存寿命长，工作温度范围宽的高能电池。根据电解液和正极物质的物理状态，锂电池有三种不同的类型，即：固体正极—有机电解质电池、液体正极—液体电解质电池、固体正极—固体电解质电池。Li—(CF)n的开路电压为3.3V，比能量为480W·h·L-1，工作温度在-55~70℃间，在20℃下可贮存10年之久！它们都是近年来研制的新产品，目前主要用于军事、空间技术等特殊领域，在心脏起搏器等微、小功率场合也有应用。
二电解池
电解原理
1、电解和电解池：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
CuCl2Cu＋Cl2↑
2、电解池的组成：
①有两个电极插入电解质溶液（或熔融状态的电解质）中。②两极连外接直流电源。3、离子的放电顺序：阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。电解电解质溶液时，在阴阳两极上首先发生放电反应的离子分别是溶液里最容易放电的阳离子和最容易放电的阴离子。
（1）阳极：（还原性强的先放电）
惰性电极（Pt、Au、石墨、钛等）时：
S2－>I－>Br－>Cl－>OH－（水）>NO3－>SO42－>F－
活性电极时：电极本身溶解放电。
（2）阴极：（氧化性强的先放电）
无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上的放电顺序是：
Ag+>Hg2+>Cu2+>H+（水）>Pb2+>Fe2+>… >Na+>Ca 2+ > K+
4、电解规律：（惰性电极）
（1）电解电解质：阳离子和阴离子放电能力均强于水电离出H+和OH －。如无氧酸和不活泼金属的无氧酸盐。
①HCl（aq）
阳极（Cl－＞OH－）2Cl――2e－＝Cl2↑
阴极（H＋）2H＋＋2e－＝H2↑
总方程式2HCl 电解
H2↑＋Cl2↑
②CuCl2（aq）
阳极（Cl－＞OH－）2Cl――2e－＝Cl2↑阴极（Cu2＋＞H＋）Cu2＋＋2e－＝Cu
总方程式CuCl2电解
Cu＋Cl2↑
（2）电解水：阳离子和阴离子放电能力均弱于水电离出H+和OH －。如含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐。
①H2SO4（aq）
阳极（SO42－＜OH－＝4OH――4e－＝2H2O＋O2↑
阴极（H＋）2H＋＋2e－＝H2↑
总方程式2H2O 电解
2H2↑＋O2↑
②NaOH（aq）
阳极（OH－）4OH――4e－＝2H2O＋O2↑阴极：（Na＋＜H＋＝2H＋＋2e－＝H2↑
总方程式2H2O 电解
2H2↑＋O2↑
③Na2SO4（aq）
阳极（SO42－＜OH－＝4OH――4e－＝2H2O＋O2↑阴极：（Na＋＜H＋＝2H＋＋2e－＝H2↑
总方程式2H2O 电解
2H2↑＋O2↑
（3）电解水和电解质：阳离子放电能力强于水电离出H+，阴离子放电能力弱于水电离出OH－，如活泼金属的无氧酸盐；阳离子放电能力弱于水电离出H+，阴离子放电能力强于水电离出OH －，如不活泼金属的含氧酸盐。
①NaCl（aq）
阳极（Cl－＞OH－）2Cl――2e－＝Cl2↑
阴极：（Na＋＜H＋＝2H＋＋2e－＝H2↑
总方程式2NaCl＋2H2O 电解
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
②CuSO4（aq）
阳极（SO42－＜OH－＝4OH――4e－＝2H2O＋O2↑阴极（Cu2＋＞H＋）Cu2＋＋2e－＝Cu
总方程式2CuSO4＋2H2O 电解
2Cu＋2H2SO4＋O2↑
【归纳总结】
（1）电解的四种类型（惰性电极）：
（2）电解质溶液浓度复原：加入物质与电解产物的反应必须符合电解方程式生成物的化学计量数。
（3）电解时pH的变化：
电极区域：阴极H+放电产生H2，破坏水的电离平衡云集OH－，阴极区域pH变大；阳极OH－放电产生O2，破坏水的电离平衡云集H+，阳极区域pH变小。
电解质溶液：电解过程中，既产生H2，又产生O2，则原溶液呈酸性的pH变小，原溶液呈碱性的pH变大，原溶液呈中性的pH不变（浓度变大）；电解过程中，无H2和O2产生，pH几乎不变。如电解CuCl2溶液（CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性），一旦CuCl2全部电解完，pH值会变大，成中性溶液。电解过程中，只产生H2，pH 变大。电解过程中，只产生O2，pH变小。
（4）电极方程式的书写：①先看电极；②再将溶液中的离子放电顺序排队，依次放电；③注意要遵循电荷守恒，电子得失的数目要相等。
（二）电解原理的应用
1、铜的电解精炼
2、
阳极（粗铜棒）：Cu－2e－＝Cu2＋
阴极（精铜棒）：Cu2＋＋2e－＝Cu
电解质溶液：含铜离子的可溶性电解质
分析：因为粗铜中含有金、银、锌、铁、镍等杂质，电解时，比铜活泼的锌、铁、镍会在阳极放电形成阳离子进入溶液中，Zn－2e－= Zn2+ 、Fe－2e－= Fe2+ 、Ni－2e－=Ni2+，Fe2+、Zn2+、Ni2+不会在阴极析出，最终留存溶液中，所以电解质溶液的浓度、质量、pH均会改变。还原性比铜差的银、金等不能失去电子，它们以单质的形式沉积在电解槽溶液中，成为阳极泥。阳极泥可再用于提炼金、银等贵重金属。
2、电镀
阳极（镀层金属）：Cu－2e－＝Cu2＋
阴极（镀件）：Cu2＋＋2e－＝Cu
电镀液：含镀层金属的电解质
分析：因为由得失电子数目守恒可知，阳极放电形成的Cu2＋离子和阴极Cu2＋离子放电的量相等，所以电解质溶液的浓度、质量、pH均不会改变。
（1）电镀是电解的应用。电镀是以镀层金属为阳极，待镀金属制品为阴极，含镀层金属离子为电镀液。
（2）电镀过程的特点：牺牲阳极；电镀液的浓度（严格说是镀层金属离子的浓度）保持不变；在电镀的条件下，水电离产生的H+、OH—一般不放电。
电解饱和食盐水——氯碱工业
氯碱工业所得的NaOH、Cl 2、H2都是重要的化工生产原料，进一步加工可得多种化工产品，涉及多种化工行业，如：有机合成、医药、农药、造纸、纺织等，与人们的生活息息相关。
阳极：石墨或金属钛2Cl――2e＝Cl2↑
阴极：铁网2H＋＋2e＝H2↑
电解质溶液：饱和食盐水
总方程式：2NaCl＋2H2O 电解
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
分析：在饱和食盐水中接通直流电源后，溶液中带负电的OH—和Cl—向阳极移动，由于Cl—比OH—容易失去电子，在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合成氯分子放出；溶液中带正电的Na+和H+向阴极移动，由于H+比Na+容易失去电子，在阴极被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子放出；在阴极上得到NaOH。
（1）饱和食盐水的精制：
原因：除去NaCl中的MｇCl2、Na2SO4等杂质，防止生成氢氧化镁沉淀影响
溶液的导电性，防止氯化钠中混有硫酸钠影响烧碱的质量。
试剂加入的顺序：先加过量的BaCl2和过量的NaOH（顺序可换），再加入过量的Na2CO3，过滤，加盐酸调节pH为7。
（2）隔膜的作用：防止氢气和氯气混合发生爆炸；防止氯气和氢氧化钠反应影响烧碱的质量。
4、电解法冶炼活泼金属：
（1）电解熔融的氯化钠制金属钠：
2NaCl（熔融）电解
2Na＋Cl2↑
（2）电解熔融的氯化镁制金属镁：
MgCl2（熔融）电解
Mg＋Cl2↑
（3）电解熔融的氧化铝制金属铝：
2Al2O3（熔融）电解
4Al＋3O2↑
分析：在金属活动顺序表中K、Ca、Na、Mg、Al等金属的还原性很强，这些金属都很容易失电子，因此不
能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，只能用电解其化合物熔融状态方法来冶炼。
注意：电解熔融NaCl和饱和NaCl溶液的区别；不能用MgO替代MgCl2的原因；不能用AlCl3替代Al2O3的原因。
三原电池、电解池和电镀池的比较
典型例题分析
例1、下图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是（）
a极板b极板x电极Z溶液
A 锌石墨负极CuSO4
B 石墨石墨负极NaOH
C 银铁正极AgNO3
D 铜石墨负极CuCl2
分析：通电后a极板增重，表明溶液中金属阳离子在a极板上放电，发生还原反应析出了金属单质，因此可确定a极板是电解池的阴极，与它相连接的直流电源的x极是负极。选项C中x极为正极，故C不正确。A中电解液为CuSO4溶液，阴极a板上析出Cu而增重，阳极b 板上由于OH－离子放电而放出无色无臭的O2，故A正确。B中电解液为NaOH溶液，通电后阴极a上应放出H2，a极板不会增重，故B不正确。D中电解液为CuCl2溶液，阴极a板上因析出Cu而增重，但阳板b板上因Cl－离子放电，放出黄绿色有刺激性气味的Cl2，故D不正确。答案为A。
例2、高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电
池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH
下列叙述不正确的是
A、放电时负极反应为：Zn－2e—+2OH—= Zn（OH）2
B、充电时阳极反应为：Fe（OH）3－3e—+ 5 OH—= FeO
2
4+ 4H2O
C、放电时每转移3 mol电子，正极有1mol K2FeO4被氧化
D、放电时正极附近溶液的碱性增强
分析：A是关于负极反应式的判断，判断的要点是：抓住总方程式中“放电”是原电池、“充电”是电解池的规律，再分析清楚价态的变化趋势，从而快速准确的判断，A是正确的。B是充电时的阳极方程式，首先判断应该从右向左，再判断阳极应该是失去电子，就应该是元素化合价升高的元素所在的化合物参加反应，然后注重电子、电荷以及元素三个守恒，B正确；C主要是分析原总方程式即可，应该是1mol K2FeO4被还原，而不是氧化。D选项中关于放电时正极附近的溶液状况，主要是分析正极参加反应的物质以及其电极反应式即可，本答案是正确的。答案选C。
例5、通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞（亚汞的化合价为+1价）溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n（硝酸银）︰n（硝酸亚汞）=2︰1，则下列表述正确的是（）
A、在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n（Ag）︰n（Hg）=2︰1
B、在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等
C、硝酸亚汞的分子式为HgNO3
D、硝酸亚汞的分子式为Hg2（NO3）2
分析：通以相等的电量即是通过相同的电子数，银和亚汞都是+1价，因此，得到的单质银和汞的物质的量也应相等；又因电解的n（硝酸银）︰n（硝酸亚汞）=2︰1，硝酸银的化学式为AgNO3，故硝酸亚汞的化学式不可能为HgNO3，只能为Hg2（NO3）2。答案为D。
例6、下图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极，电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后，只在c、d两极上共收集到336mL（标准状态）气体。回答：
（1）直流电源中，M为极。
（2）Pt电极上生成的物质是，其质量为g。
（3）电源输出的电子，其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为：2∶∶
∶。
（4）AgNO3溶液的浓度（填增大、减小或不变。下同），AgNO3溶液的pH ，H2SO4溶液的浓度，H2SO4溶液的pH 。
（5）若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2SO4溶液为多少g。
分析：电解5.00%的稀H2SO4，实际上是电解其中的水。因此在该电解池的阴极产生H2，阳极产生O2，且V （H2）：V（O2）=2：1。据此可确定d极为阴极，则电源的N极为负极，M极为正极。在336mL气体中，V（H2）=2/3×336ml=224ml，为0.01mol，V（O2）=1/3×336ml=112ml，为0.005mol。说明电路上有0.02mol电子，因此在b极（Pt、阴极）产生：0.02×108=2.16g，即0.02mol的Ag。则n（e）∶n（Ag）∶n（O2）∶n（H2）= 0.02∶0.02∶0.005∶0.01=4：4：1：2。由Ag（阳）电极、Pt（阴）电极和AgNO3溶液组成的电镀池，在通电一定时间后，在Pt电极上放电所消耗溶液中Ag+离子的物质的量，等于Ag电极被还原给溶液补充的Ag+离子的物质的量，因此[AgNO3]不变，溶液的pH也不变。电解5.00%的H2SO4溶液，由于其中的水发生电解，因此[H2SO4]增大，由于[H+]增大，故溶液的pH减小。
设原5.00%的H2SO4溶液为xg，电解时消耗水0.01×18 = 0.18g，则：
()
0.18
x
5.02%
5.00%x-
=，解得：
x45.18g
=。
答案：（1）正（2）Ag、2.16（3）2∶1/2∶1；
（4）不变、不变、增大、减小；（5）45.18。
1．确定金属活动性顺序
例1．有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线联结起来，浸入电解质溶液中，B不易被腐蚀；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为（）
A．D＞C＞A＞B B．D＞A＞B＞C
C．D＞B＞A＞C D．B＞A＞D＞C
解析：根据原电池原理，较活泼金属作负极，较不活泼金属作正极，B不易被腐蚀，说明B为正极，金属活动性A＞B。另可比较出金属活动性D＞A，B＞C。故答案为B项。
2．比较反应速率
例2． 100mL浓度为2 mol·L-1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是（）
A．加入适量的6mol·L-1的盐酸
B．加入数滴氯化铜溶液
C．加入适量蒸馏水
D．加入适量的氯化钠溶液
解析：向溶液中再加入盐酸，H+的物质的量增加，生成H2的总量也增加，A错。加入氯化铜后，锌置换出的少量铜附在锌片上，形成了原电池反应，反应速率加快，又锌是过量的，生成H2的总量决定于盐酸的量，故B正确。向原溶液中加入水或氯化钠溶液都引起溶液中H+浓度的下降，反应速率变慢，故C、D都不正确。本题答案为B项。
3．书写电极反应式、总反应式
例3．熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：
阳极反应式：2CO+2CO32--4e-== 4CO2
阴极反应式：_________________，
电池总反应式：_______________。
解析：作为燃料电池，总的效果就是把燃料进行燃烧。本题中CO为还原剂，空气中O2为氧化剂，电池总反应式为：2CO+O2==2CO2。用总反应式减去电池负极（即题目指的阳极）反应式，就可得到电池正极（即题目指的阴极）反应式：O2+2CO2+4e-== 2CO32-。
4．分析电极反应
例4氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是：(1/2)H2+NiO(OH) Ni(OH)2
根据此反应式判断下列叙述中正确的是（）
A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH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，H2是负极
解析：电池的充、放电互为相反的过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。根据氢镍电池放电时的总反应式可知，电解质溶液只能是强碱性溶液，不能是强酸性溶液，因为在强酸性溶液中NiO(OH)和Ni(OH)2都会溶解。这样可写出负极反应式：H2+2OH--2e- == 2H2O，H2为负极，附近的pH应下降。放电时镍元素由+3价变为+2价，被还原，充电时氢元素由+1价变为0价，被还原。故答案为C、D项。
例5．钢铁发生电化学腐蚀时,负极发生的反应（）
A．2H++2e-==H2 B．2H2O+O2+4e-== 4OH-
C．Fe-2e-==Fe2+ D．4OH-+4e-==2H2O+O2
解析：钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时，负极为铁，正极为碳，电解质溶液为溶有O2或CO2等气体的水膜。当水膜呈弱酸性或中性时发生吸氧腐蚀，负极反应为：Fe-2e-==Fe2+，正极反应为：2H2O+O2+4e-== 4OH-；当水膜呈酸性时发生析氢腐蚀，负极反应为：Fe-2e-==Fe2+，正极反应为：2H++2e-==H2。钢铁的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主。故答案为C项。
5．判断原电池的电极
例6．镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：
由此可知，该电池放电时的负极材料是（）
A．Cd(OH)2 B．Ni(OH)2
C．Cd D．NiO(OH)
解析：此电池放电时为原电池反应，所列反应由右向左进行，Cd元素由0价变为+2价，失去电子，被氧化，故Cd是电池的负极反应材料。本题答案为C项。
例7．铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是（）
A．阴极 B．正极 C．阳极 D．负极
解析：铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成了原电池，由于金属活动性Zn＞Cu，故Zn为负极。答案
为D项。
6．原电池原理的综合应用
例8．下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是 ( )
A．a电极是负极
B．b电极的电极反应为：4OH--4e-== 2H2O+O2↑
C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源
D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置
解析：分析氢氧燃料电池原理示意图，可知a极为负极，其电极反应为：2H2-4e-==4H+，b极为正极，其电极反应为：O2+2H2O+4e-==4OH-，电池总反应式为：2H2+O2==2H2O。H2为还原剂，O2为氧化剂，H2、O2不需全部储藏在电池内。故答案为B项。
例9．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：
Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l) ==
Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)
下列说法错误的是（）
A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e- == Mn2O3(s)+2OH-(aq)
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g
解析：该电池的电解液为KOH溶液，结合总反应式可写出负极反应式：Zn(s)+2OH-(aq)-2e- == Zn(OH)2(s)，用总反应式减去负极反应式，可得到正极反应式：2MnO2(s)+H2O(1)+2e- == Mn2O3(s)+2OH-(aq)。Zn为负极，失去电子，电子由负极通过外电路流向正极。1molZn失去2mol电子，外电路中每通过O.2mol电子，Zn的质量理论上减小6.5g。故答案为C项。
1. 在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是（）
A．原电池正极和电解池阳极所发生的反应 B．原电池正极和电解池阴极所发生的
C．原电池负极和电解池阳极所发生的反应 D．原电池负极和电解池阴极所发生的反应
2、关于原电池和电解池的叙述正确的是（）
A．原电池失去电子的电极称为阴极
B．电解池的阳极、原电池的负极都发生氧化反应
C．原电池的两极，一定要由活动性不同的两种金属组成
D．电解时电解池的阳极一定是阴离子放电
3．用石墨作电极，电解1 mol·L－1下列物质的溶液，溶液的pH保持不变的是 ( )
A．HCl B．NaOH C．Na2SO4 D．NaCl
4．在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下设计方案正确的是 ( )
A．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子
B．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
C．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子
D．锌用阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
5、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是
NiO(OH)H 2
1
2 2Ni(OH)。 根据此反应式判断，下列叙述中正确的是：( )
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
6．银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为2Ag+Zn(OH)2 Ag 2O+Zn+H 2O ，在
此电池放电时，负极上发生反应的物质是 ( ) A ．Ag B ．Zn(OH)2 C ．Ag 2O Ｄ．Zn
7．用惰性电极电解M(NO 3)ｘ的水溶液，当阴极上增重ag 时，在阳极上同时产生b L 氧气(标准状况)，从而可知M 的相对原子质量是 ( )
A. b ax 4.22
B. b ax
2.11 C. b ax 6.5 D. b ax 5.2
8．100 mL 浓度为2 mol ·L －1
的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是 ( )
A.加入适量的6 mol ·L －1
的盐酸 B.加入数滴氯化铜溶液 C.加入适量蒸馏水 D.加入适量的氯化钠溶液 9．下列关于实验现象的描述不正确的是 ( ) A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡 B.用锌片做阳极，铁片做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌 C.把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快
10．用两支惰性电极插入500 mL AgNO 3溶液中，通电电解。当电解液的pH 从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是
( )
A.27 mg
B.54 mg
C.108 mg
D.216 mg
11. 氢镍电池是近年来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是：
根据此反应式判断，下列叙述中正确的是 （?? ） （A ）电池放电时，电池负极周围溶液的pH 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 12.右图中x 、y 分别是直流电源的两极，通电后发现a 极板质量增加，b 极板处
有无色无臭气体放出，合这一情况的是 ( )
a 极板
b 极板 x 电极 Z 溶液 A 锌 石墨 负极 CuSO 4 B 石墨 石墨 负极 NaOH C 银 铁 正极 AgNO 3 D
铜
石墨
负极
CuCl 2
装有电解液a ；X 、Y 是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题： （1）若X 、Y 都是惰性电极，a 是饱和NaCl 溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
①电解池中X 极上的电极反应式为 。在X 极附
近观察到的实验现象
是。
②Y电极上的电极反应式为。检验该电极反应产物的方法是。（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则
①X电极的材料是，电极反应式为。
②Y电极的材料是，电极反应式为。
（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
参考答案：
1、BC、
2、B、
3、C、
4、A、
5、CD、
6、D、
7、C、
8、B、
9、C、10、B、11、CD、12、A
13、（1）①2H++2e-=H2↑放出气体，溶液变红
②2Cl—2e-=Cl2↑把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。
（2）①纯铜 Cu2++2e-=Cu ②粗铜 Cu—2e-=Cu2+
高中化学原电池和电解池全面总结版
原电池和电解池 1．原电池和电解池的比较： 装置原电池电解池实例 原理使氧化还原反应中电子作定向移动，从而形 成电流。这种把化学能转变为电能的装置叫 做原电池。 使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧 化还原反应的过程叫做电解。这种把电能转变 为化学能的装置叫做电解池。 形成条件①电极：两种不同的导体相连； ②电解质溶液：能与电极反应。 ①电源；②电极（惰性或非惰性）； ③电解质（水溶液或熔化态）。 反应类 型 自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应 电极名称由电极本身性质决定： 正极：材料性质较不活泼的电极； 负极：材料性质较活泼的电极。 由外电源决定： 阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极； 电极反应负极：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应） 正极：2H++2e-=H2↑（还原反应） 阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反应） 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑（氧化反应） 电子流 向 负极→正极电源负极→阴极；阳极→电源正极电流方 向 正极→负极电源正极→阳极；阴极→电源负极能量转 化 化学能→电能电能→化学能 应用 ①抗金属的电化腐蚀； ②实用电池。①电解食盐水（氯碱工业）；②电镀（镀铜）； ③电冶（冶炼Na、Mg、Al）；④精炼（精铜）。 2．化学腐蚀和电化腐蚀的区别 化学腐蚀电化腐蚀
3．吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别 4．电解、电离和电镀的区别 5．电镀铜、精炼铜比较
溶液变化电镀液的浓度不变溶液中溶质浓度减小 6．电解方程式的实例（用惰性电极电解）： 总反应方程式 电解质溶液阳极反应式阴极反应式 溶液酸碱性变化 （条件：电解） CuCl22Cl--2e-=Cl2↑Cu2+ +2e-= Cu CuCl2= Cu +Cl2↑—— HCl 2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑2HCl=H2↑+Cl2↑酸性减弱 Na2SO44OH--4e-=2H2O+O2↑2H++2e-=H2↑2H2O=2H2↑+O2↑不变H2SO44OH--4e-=2H2O+O2↑2H++2e-=H2↑2H2O=2H2↑+O2↑消耗水，酸性增强NaOH 4OH--4e-=2H2O+O2↑2H++2e-=H2↑2H2O=2H2↑+O2↑消耗水，碱性增强 2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑NaCl 2Cl--2e-=Cl2↑2H++2e-=H2↑ H+放电，碱性增强 +2NaOH 2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2 OHˉ放电,酸性增强CuSO44OH--4e-=2H2O+O2↑Cu2+ +2e-= Cu ↑+2H2SO4 考点解说 1．电化腐蚀：发生原电池反应，有电流产生 （1）吸氧腐蚀 负极：Fe－2e-==Fe2+ 正极：O2+4e-+2H2O==4OH- 总式：2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O （2）析氢腐蚀：CO2+H2O H2CO3H++HCO3- 负极：Fe －2e-==Fe2+ 正极：2H+ + 2e-==H2↑ 总式：Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCO3)2 + H2↑ Fe(HCO3)2水解、空气氧化、风吹日晒得Fe2O3。 2．金属的防护
原电池和电解池知识点汇总
＠原电池和电解池知识点汇总 第一节原电池 1.原电池的形成条件 从能量转化角度看，原电池是将化学能转化为电能的装置；从化学反应 角度看，原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递 给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行。 原电池的构成条件有三个： ( 1）电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料（非金属或某些氧化物等）组成。 ①活泼性不同的金属一特铜原电池，镑作负极，铜作正极； ②金属和非金属（非金属必须能导电）一钵锤干电池，钵作负极，石 墨作正极； ③金属与化合物一铅蓄电池，铅板作负极，二氧化铅作正极； ④惰性电极一氢氧燃料电池，电极均为销。 (2）两电极必须与电解质溶液接触。 电解液的选择：电解液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应。 ( 3）两电极之间有导线连接，形成闭合回路。 2.原电池正负极判断 负极发生氧化反应，失去电子；正极发生还原反应，得到电子。 电子由负极流向正极，电流由正极流向负极。溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。 3.电极反应方程式的书写 负极：活泼金属失电子，看阳离子能否在电解液中大量存在。如果金属阳 离子不能与电解液中的离子共存，则进行进一步的反应。例：甲：皖燃料 电池中，电解液为KOH，负极甲：皖失8 个电子生成CO2和HiO，但 CO2不能与OH－共存，要进一步反应生成碳酸根。
正极：①当负极材料能与电解液直接反应时，溶液中的阳离子得电子。例：铮铜原电池中，电解液为 HC I，正极H＋得电子生成凡。②当负极材料不能与电解液反应时，溶解在 电解液中的02得电‘子。如果电解 液呈酸性， 0 2 + 4-e 特殊情况： +4H+=2H20；如果电解液呈中性或碱性，02+4-e +2H20=40H－。 ① Mg - Al - NaO凡创作ih才放 负极：Al - 3-e +40W=A I02+2H,O; i:E极：2比0 + 2e= l-h↑＋20 H- ②Cu-Al-HN03,C u作负极 注意：Fe作负极时，氧化产物是Fe2 '1tii不可能起；Fe,.l ；肌（N2H4）和NH J的电池反应产物是H20和N,. 无论是总反应，还是电极反应，者H5必须满足电子守恒、电荷守恒、质盘守恒。 pH 变化规律 电极周围：消耗OH-(H＋），则电极周围溶液的pH 减小（增大）；反 应生成OH-(H寸，则电极周围溶液的pH 增大（减小）。
原电池和电解池全面总结(热点)
原电池和电解池
5 6 考点解说 1．电化腐蚀：发生原电池反应，有电流产生 （1）吸氧腐蚀 负极：Fe－2e-==Fe2+ 正极：O2+4e-+2H2O==4OH- 总式：2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O （2）析氢腐蚀：CO 2+H2O H2CO3H++HCO3- 负极：Fe －2e-==Fe2+ 正极：2H+ + 2e-==H2↑ 总式：Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCO3)2 + H2↑ Fe(HCO3)2水解、空气氧化、风吹日晒得Fe2O3。 2．金属的防护 ⑴改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如：不锈钢。⑵在金属表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。⑶电化学保护法 ①外加电源的阴极保护法:接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极。②牺牲阳极的阴极保护法：外加负极材料，构成原电池，被保护的金属作正极 3。常见实用电池的种类和特点 ⑴干电池（属于一次电池） ①结构：锌筒、填满MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊状物。 ②电极反应负极：Zn-2e-=Zn2+ 正极：2NH4++2e-=2NH3+H2 NH3和H2被Zn2＋、MnO2吸收：MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2＋＋4NH3=Zn(NH3)42＋ ⑵铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池） ①结构：铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。
②A.放电反应负极：Pb-2e-+ SO42- = PbSO4 正极：PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2O B.充电反应阴极：PbSO4 +2e-= Pb+ SO42- 阳极：PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42- 总式：Pb + PbO2 + 2H2SO4放电 === 充电 2PbSO4 + 2H2O 注意：放电和充电是完全相反的过程，放电作原电池，充电作电解池。电极名称看电子得失，电极反应式的书写要求与离子方程式一样，且加起来应与总反应式相同。 ⑶锂电池 ①结构：锂、石墨、固态碘作电解质。 ②电极反应负极：2Li-2e-= 2Li+ 正极：I2 +2e- = 2I-总式：2Li + I2 = 2LiI ⑷A.氢氧燃料电池 ①结构：石墨、石墨、KOH溶液。 ②电极反应H2- 2e-+ 2OH- = 2H2O 正极：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-总式：2H2+O2=2H2O （反应过程中没有火焰，不是放出光和热，而是产生电流）注意：还原剂在负极上反应，氧化剂在正极上反应。书写电极反应式时必须考虑介质参加反应（先常规后深入）。若相互反应的物质是溶液，则需要盐桥（内装KCl的琼脂，形成闭合回路）。 B．铝、空气燃料电池以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而源源不断产生电流。只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍。 电极反应：铝是负极4Al-12e-== 4Al3+； 石墨是正极3O2+6H2O+12e-==12OH- 4．电解反应中反应物的判断——放电顺序 ⑴阴极A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。 B.阳离子得电子顺序—金属活动顺序表的反表： K+ 化学专题6 原电池与电解池 [例1] 下列关于铜电极的叙述正确的是 A ．铜锌原电池中铜是正极 B ．用电解法精炼铜时粗铜作阴极 C ．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极 D ．电解稀硫酸制H 2、O 2时铜作阳极 [解析]本题通过对铜电极的判定，将原电池和电解池综合在一起进行考查，意在从中了 解考生对电能与化学能转变原理的理解。题目有一定的知识跨度，在考查知识的同时，也考 查了考生思维的严密性和整体性。在铜锌原电池中，与铜相比，锌易失去电子，因而锌极是 负极，则铜极是正极，选项A 正确；精炼铜时，需将其中的铜变成铜离子，再在阴极还原 成铜。因而在电解池中粗铜应作为阳极，选项B 错误；在工件上镀铜时，需要将溶液中的 铜离子还原成铜而沉积在工件上。用作向溶液中供给铜离子的通则必须作为阳极，选项C 正确；电解硫酸时，金属铜如果作为阳极，它将以铜离子的形式被溶解而进入电解液，当电 解液内有H +、Cu 2+两种离子共存时，后者将在阴极放电。这样阴极的生成物将是铜而不是 氢气，达不到制氢气和氧气的目的。选项D 不对。 [答案]A 、C [例2]将质量分数为0.052的NaOH 溶液1L （密度为1.06g ·cm -3）用铂电极电解，当溶 [解析]本题考查考生对电解原理的理解。在设计试题时有意提供了某些可应用于速解的 信息，借以考查考生思维的敏捷性。常规解：由题设条件可知，1LNaOH 溶液中含有的溶质 质量为：1000mL ×1.06g ·cm -3×0.052=55.12g ，电解稀硫酸事实上消耗了水，使溶液浓度增 大，停止电解时溶质的质量分数为0.062，停止电解时溶液的质量为：g g 889062 .012.55=。则被电解的水为：1060g-889g=171g 。根据电解水的化学方程式不难算出：在阳极析出的氧气 为：g g 1521816171=?，在阴极析出的氢气为：g g 19182171=?，选项B 正确；非常规解：根据电解NaOH 溶液事实上是电解水这一结论，可看出随着电解的进行，溶液中溶质 的质量分数增加，这样，C 、D 两项应予否定。电解水是阳极析出的是氧气，阴极析出的是 氢气，它们的物质的量之比应为2︰1，前者质量大于后者，只有选项B 符合题意。 [答案]B [例3]将质量相等的铜片和铂片插入硫酸铜溶液中，铜片与电源正极相连，铂片与电源 负极相连，以电流强度1A 通电10min ，然后将电源反接，以电流`强度为2A 继续通电10min 。试回答： （1）铜电极和铂电极质量为横坐标，时间为纵坐标，分别作出铜电极、铂电极的质量和时 间的关系图。 （2）上述过程中发生的现象是：铜电极 ； 最新高中化学原电池和电解池知识点总结最新高中化学原电池和电解池知识点总结 一原电池； 原电池的形成条件 原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应，但区别于一般的氧化还原反应的是，电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的，而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应，电子通过外电路输送到正极上，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子转移过程，产生电流，实现化学能向电能的转化。 从能量转化角度看，原电池是将化学能转化为电能的装置；从化学反应角度看，原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行。 原电池的构成条件有三个： （1）电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与导电的材料（非金属或某些氧化物等）组成。 （2）两电极必须浸泡在电解质溶液中。 （3）两电极之间有导线连接，形成闭合回路。 只要具备以上三个条件就可构成原电池。而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流，所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外，还要求有自发进行的氧化还原反应。也就是说，化学电源必须是原电池，但原电池不一定都能做化学电池。形成前提：总反应为自发的氧化还原反应 电极的构成： a.活泼性不同的金属—锌铜原电池，锌作负极，铜作正极； b.金属和非金属（非金属必须能导电）—锌锰干电池，锌作负极，石墨作正极； c.金属与化合物—铅蓄电池，铅板作负极，二氧化铅作正极； d.惰性电极—氢氧燃料电池，电极均为铂。电解液的选择：电解液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应。原电池正负极判断： 负极发生氧化反应，失去电子；正极发生还原反应，得到电子。 个性化辅导讲义 讲义编号 学员编号：年级：高二课时数：学员姓名：辅导科目：化学学科教师： 授课课题电化学基础-原电池、电解池授课时间及时段年月日星期时段：— 教学目标1.理解原电池的工作原理，了解组成原电池的条件 2.掌握电极反应和原电池总反应方程式的书写 3.认识化学能与电能的相互转化 教学内容与过程 1．原电池和电解池的比较： 装置原电池电解池 实例 原理使氧化还原反应中电子作定向移 动，从而形成电流。这种把化学能 转变为电能的装置叫做原电池。 使电流通过电解质溶液而在阴、阳 两极引起氧化还原反应的过程叫 做电解。这种把电能转变为化学能 的装置叫做电解池。 形成条件①电极：两种不同的导体相连； ②电解质溶液：能与电极反应。 ③能自发的发生氧化还原反应 ④形成闭合回路 ①电源； ②电极（惰性或非惰性）； ③电解质（水溶液或熔化态）。 反应 类型 自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应 电极名称 由电极本身性质决定： 正极：材料性质较不活泼的电极； 负极：材料性质较活泼的电极。 由外电源决定： 阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极； 电极反应负极：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应） 正极：2H++2e-=H2↑（还原反应） 阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反应） 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ （氧化反应） 电子 流向负极→正极 电源负极→阴极； 阳极→电源正极 电流 方向正极→负极 电源正极→阳极； 阴极→电源负极 能量 转化 化学能→电能电能→化学能 应用 ①抗金属的电化腐蚀； ②实用电池。①电解食盐水（氯碱工业）；②电镀（镀铜）；③电冶（冶炼Na、Mg、Al）；④精炼（精铜）。 2.原电池正负极的判断： ⑴根据电极材料判断：活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的或者非金属为正极。 ⑵根据电子或者电流的流动方向：电子流向：负极→正极。电流方向：正极→负极。 ⑶根据电极变化判断：氧化反应→负极；还原反应→正极。 ⑷根据现象判断：电极溶解→负极；电极重量增加或者有气泡生成→正极。 ⑸根据电解液内离子移动的方向判断：阴离子→移向负极；阳离子→移向正极。 3.电极反应式的书写： 负极：⑴负极材料本身被氧化： ①如果负极金属生成的阳离子与电解液成分不反应，则为最简单的：M-ne-=M n+如：Zn-2e-=Zn2+ 原电池总复习知识点总结 一、定义： 将化学能直接转变成电能的装置。 二、构成原电池的条件： ①电解质溶液 ②两个导体做电极 ③形成闭合回路(或在溶液中接触) ④有能自发进行的氧化还原反应 三、原理 四、原电池电极的判断 （1）由组成原电池的两极材料判断：一般来说，较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。但具体情况还要看电解质溶液，如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池，镁为负极，铝为正极；但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时，由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应，失去电子，因此铝为负极，镁为正极。（2）根据外电路电流的方向或电子的流向判断：在原电池的外电路，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。 （3）根据内电路离子的移动方向判断：在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。 （4）根据原电池两极发生的化学反应判断：原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。 （5）根据电极质量的变化判断：原电池工作后，若某一极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极得电子，该电极为正极，活泼性较弱；如果某一电极质量减轻，说明该电极溶解，电极为负极，活泼性较强。（但铅蓄电池放电时正负极质量都增大） （6）根据电极上产生的气体判断：原电池工作后，如果一电极上产生气体，通常是因为该电极发生了析出氢的反应，说明该电极为正极，活动性较弱。 （7）根据某电极附近pH的变化判断 析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，该电极附近的pH增大了，说明该电极为正极，金属活动性较弱。 五、电极反应式的书写 （1）准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键 如果原电池的正负极判断失误，电极反应式的书写一定错误。上述判断正负极的方法是一般方法，但不是绝对的，例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中，由于铝片表明的钝化，这时铜失去电子，是负极，其电极反应为：负极：Cu －2e－＝Cu2＋正极：NO3－+ 4H＋+ 2e－＝2H2O + 2NO2↑ 再如镁片和铝片同时插入氢氧化钠溶液中，虽然镁比铝活泼，但由于镁不与氢氧化钠反应，而铝却反应，失去电子，是负极，其电极反应为： 负极：2Al + 8OH－－2×3e－＝2AlO2－+ 2H2O正极：6H2O + 6e－＝6OH－+ 3H2↑（2）要注意电解质溶液的酸碱性。在正负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系，如氢氧燃料电池有酸式和碱式，在酸溶液中，电极反应式中不能出现OH－，在碱溶液中，电极反应式中不能出现H+，像CH4、CH3OH等燃料电池，在碱溶液中碳（C）元素以CO32－离子形式存在，而不是放出CO2气体。 （3）要考虑电子的转移数目 在同一个原电池中，负极失去电子数必然等于正极得到的电子数，所以在书写电极反应时，一定要考虑电荷守恒。防止由总反应方程式改写成电极反应式时所带来的失误，同时也可避免在有关计算中产生误差。 （4）要利用总的反应方程式 从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池，而两个电极反应相加即得总反应方程式。所以只要知道总反应方程式和其中一个电极反应，便可以写出另一个电极反应方程式。 龙文教育学科教师辅导讲义 教师：宋亚涛学生：时间年月日时段： 高中化学原电池和电解池 一原电池； 原电池的形成条件 原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应，但区别于一般的氧化还原反应的是，电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的，而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应，电子通过外电路输送到正极上，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子转移过程，产生电流，实现化学能向电能的转化。 从能量转化角度看，原电池是将化学能转化为电能的装置；从化学反应角度看，原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行。 原电池的构成条件有三个： （1）电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料（非金属或某些氧化物等）组成。 （2）两电极必须浸泡在电解质溶液中。 （3）两电极之间有导线连接，形成闭合回路。 只要具备以上三个条件就可构成原电池。而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流，所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外，还要求有自发进行的氧化还原反应。也就是说，化学电源必须是原电池，但原电池不一定都能做化学电池。 形成前提：总反应为自发的氧化还原反应 电极的构成： a.活泼性不同的金属—锌铜原电池，锌作负极，铜作正极； b.金属和非金属（非金属必须能导电）—锌锰干电池，锌作负极，石墨作正极； c.金属与化合物—铅蓄电池，铅板作负极，二氧化铅作正极； d.惰性电极—氢氧燃料电池，电极均为铂。 电解液的选择：电解液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应。 原电池正负极判断： 负极发生氧化反应，失去电子；正极发生还原反应，得到电子。 电子由负极流向正极，电流由正极流向负极。溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极 电极反应方程式的书写 负极：活泼金属失电子，看阳离子能否在电解液中大量存在。如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存，则进行进一步的反应。例：甲烷燃料电池中，电解液为KOH，负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O，但CO2不能与OH-共存，要进一步反应生成碳酸根。 原电池和电解池知识点归纳(总4页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除 一．原电池和电解池的比较： 二．原电池正负极的判断： ⑴根据电极材料判断：活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的或者非金属为正极。 ⑵根据电子或者电流的流动方向：电子流向：负极→正极。电流方向：正极→负极。 ⑶根据电极变化判断：氧化反应→负极；还原反应→正极。 ⑷根据现象判断：电极溶解→负极；电极重量增加或者有气泡生成→正极。 ⑸根据电解液内离子移动的方向判断：阴离子→移向负极；氧离子→移向正极。 三．电极反应式的书写： *注意点： 1.弱电解质、气体、难溶物不拆分，其余以离子符号表示； 2.注意电解质溶液对正负极的影响； 3.遵守电荷守恒、原子守恒，通过添加H+ 、OH- 、H 2 O 来配平 1.负极：⑴负极材料本身被氧化： ①如果负极金属生成的阳离子与电解液成分不反应，则为最简单 的：M-n e-=M n+如：Zn-2 e-=Zn2+ ②如果阳离子与电解液成分反应，则参与反应的部分要写入电极反应式中： 如铅蓄电池，Pb+SO 42--2e-=PbSO 4 ⑵负极材料本身不反应：要将失电子的部分和电解液都写入电极反应式， 如燃料电池CH 4-O 2 (C作电极)电解液为KOH：负极：CH 4 +10OH-8 e-=C0 3 2- +7H 2 O 2.正极：⑴当负极材料能自发的与电解液反应时，正极则是电解质溶液中的微粒的反应， H 2SO 4 电解质，如2H++2e=H 2 CuSO 4 电解质： Cu2++2e= Cu ⑵当负极材料不与电解质溶液自发反应时，正极则是电解质中的O 2 反正还原反应 ①当电解液为中性或者碱性时，H 2 O参加反应，且产物必为OH-, 如氢氧燃料电池（KOH电解质）O 2+2H 2 O+4e=4OH- ②当电解液为酸性时，H+参加反应，产物为H 2 O 如氢氧燃料电池（KOH电解质） O 2+4O 2 +4e=2H 2 O 装置原电池电解池实例 原理使氧化还原反应中电子作定向移 动，从而形成电流。这种把化学 能转变为电能的装置叫做原电 池。 使电流通过电解质溶液而在阴、 阳两极引起氧化还原反应的过程 叫做电解。这种把电能转变为化 学能的装置叫做电解池。 形成条件①电极：两种不同的导体相连； ②电解质溶液：能与电极反应。 ③能自发的发生氧化还原反应 ④形成闭合回路 ①电源；②电极（惰性或非惰 性）； ③电解质（水溶液或熔化态）。 反应 类型 自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应 电极名称由电极本身性质决定： 正极：材料性质较不活泼的电 极； 负极：材料性质较活泼的电极。 由外电源决定： 阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极； 电极反应负极：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应） 正极：2H++2e-=H 2 ↑（还原反应） 阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反 应） 阳极：2Cl--2e-=Cl 2 ↑ （氧化反 应） 电子流向负极→正极 电源负极→阴极；阳极→电源正 极 电流方向正极→负极 电源正极→阳极；阴极→电源负 极 能量 转化 化学能→电能电能→化学能 应用①抗金属的电化腐蚀—牺牲阳极 的阴极保护法； ②实用电池。 ①电解食盐水（氯碱工业）；② 电镀（镀铜）；③电冶（冶炼 Na、Mg、Al）；④精炼（精 铜）。 原电池和电解池知识点 高中化学原电池和电解池全面总结超全版 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI- 原电池和电解池1．原电池和电解池的比较： 2．化学腐蚀和电化腐蚀的区别 3．吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别 4．电解、电离和电镀的区别 5．电镀铜、精炼铜比较 6．电解方程式的实例（用惰性电极电解）： ↑+2NaOH强 CuSO 44OH--4e-=2H 2 O+O 2 ↑Cu2+ +2e-= Cu 2CuSO 4 +2H 2 O=2Cu+ O 2 ↑+2H 2 SO 4 OHˉ放电,酸性 增强 考点解说 1．电化腐蚀：发生原电池反应，有电流产生（1）吸氧腐蚀 负极：Fe－2e-==Fe2+ 正极：O 2+4e-+2H 2 O==4OH- 总式：2Fe+O 2+2H 2 O==2Fe(OH) 2 4Fe(OH) 2+O 2 +2H 2 O==4Fe(OH) 3 2Fe(OH) 3 ==Fe 2 O 3 +3H 2 O （2）析氢腐蚀： CO 2+H 2 O H 2 CO 3 H++HCO 3 - 负极：Fe －2e-==Fe2+ 正极：2H+ + 2e-==H 2 ↑ 总式：Fe + 2CO 2 + 2H 2 O = Fe(HCO 3 ) 2 + H 2 ↑ Fe(HCO 3) 2 水解、空气氧化、风吹日晒得Fe 2 O 3 。 2．金属的防护 ⑴改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如：不锈钢。⑵在金属表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。⑶电化学保护法 ①外加电源的阴极保护法:接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极。②牺牲阳极的阴极保护法：外加负极材料，构成原电池，被保护的金属作正极 3。常见实用电池的种类和特点 三．电解池 1、定义：借助外加电流引起的氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置。 装置原电池电解池 实例 原理 形成条件①电极：两种不同的导体相连； ②电解质溶液：能与电极反应。 ①电源； ②电极（惰性或活性电极）； ③电解质（水溶液或熔化态）。 反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应 电极名称由电极本身性质决定： 正极：材料性质较不活泼的电极； 负极：材料性质较活泼的电极。 由外电源决定： 阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极； 电极反应负极：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极：2H++2e-=H2↑（还原反应） 阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反应） 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ （氧化反应） 应用①抗金属的电化腐蚀； ②实用电池。 ①电解食盐水（氯碱工业）；②电镀（镀 铜）；③电冶（冶炼Na、Mg、Al）；④精 炼（精铜）。 ⑴阴极A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。 B.阳离子得电子顺序—金属活动顺序表的反表：K+ ①分析电解质溶液中存在的离子； ②看阳极电极材料，确定阳极参加反应的物质。若阳极材料为活性电极，则电极材料本身放电。若阳极材料为惰性电极，则阳极是溶液中的阴离子按照放电顺序进行放电③确定电极、写出电极反应式； ④写出电解方程式。 如：（阳极材料为惰性电极材料） ⑴电解NaCl溶液（放氢生碱型）： 2NaCl+2H2O 电解 ====H2↑+Cl2↑+2NaOH，溶质、溶剂均发生电解反应，PH增大。 ⑵电解CuSO4溶液（放氧生酸型）： 2CuSO4 + 2H2O 电解 ====2Cu + O2↑+ 2H2SO4溶质、溶剂均发生电解反应， PH减小。 ⑶电解CuCl2溶液（电解电解质本身）： CuCl2电解 ==== Cu＋Cl2↑ 电解盐酸： 2HCl 电解 ==== H2↑＋Cl2↑溶剂不变，实际上是电解溶质，PH增大。 ⑷电解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液（电解水型）： 2H2O 电解 ==== 2H2↑ + O2↑，溶质不变，实际上是电解水，PH分别减小、增大、不变。酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性,从而加快电解速率（不是起催化作用）。 ⑸电解熔融NaOH: 4NaOH 电解 ====4Na + O2↑ + H2O↑若阳极材料为活性电极如 用铜电极电解Na2SO4溶液: Cu +2H2O 电解 ==== Cu(OH)2 + H2↑ （注意：不是电解水。） 5、电镀（电解精炼铜） 1、定义：利用电解原理在某些金属表面镀上已薄层其他金属或合金的方法。其实质是一种特殊情况下的电解。 2、构成： 阴极:待镀金属制品阳极：镀层金属电镀液：含镀层金属离子的电解质溶液 如：在铁制品表面电镀铜： 阳极：Cu — 2e—== Cu2+ 阴极：Cu2+ + 2e—== Cu 原电池和电解池知识点 1．原电池和电解池的比较： 装置原电池电解池实例 原理使氧化还原反应中电子作定向移动，从而形成电 流。这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。 使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还 原反应的过程叫做电解。这种把电能转变为化学能 的装置叫做电解池。 形成条件①电极：两种不同的导体相连； ②电解质溶液：能与电极反应。 ①电源；②电极（惰性或非惰性）； ③电解质（水溶液或熔化态）。 反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应 电极名称由电极本身性质决定： 正极：材料性质较不活泼的电极； 负极：材料性质较活泼的电极。 由外电源决定： 阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极； 电极反应负极：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应） 正极：2H++2e-=H2↑（还原反应） 阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反应） 阳极：2Cl--2e-=Cl2↑（氧化反应） 电子流向负极→正极电源负极→阴极；阳极→电源正极电流方向正极→负极电源正极→阳极；阴极→电源负极能量转化化学能→电能电能→化学能 应用 ①抗金属的电化腐蚀； ②实用电池。 ①电解食盐水（氯碱工业）；②电镀（镀铜）；③ 电冶（冶炼Na、Mg、Al）；④精炼（精铜）。 （2014·浙江理综化学卷，T11）镍氢电池（NiMH）目前已经成为混合动力汽车的一种主 要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是：Ni(OH)2 + M = NiOOH + MH。已知：6NiOOH + NH3 + H2O + OH－=6 Ni(OH)2 + NO2－ 下列说法正确的是 A．NiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH + H2O + e－= Ni(OH)2 + OH－ B．充电过程中OH－离子从阳极向阴极迁移 C．充电过程中阴极的电极反应式：H2O + M + e－= MH + OH－，H2O中的H被M还原 D．NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液 【答案】A 【解析】NiMH 电池放电过程中，NiOOH 和H2O得到电子，故正极的电极反应式为：NiOOH + H2O + e－= Ni(OH)2 + OH－，A正确；充电过程中阴离子向阳极移动，OH-离子从阴极向阳极迁移， B错误；充电过程中阴极的电极反应式：H2O + M + e－= MH + OH-,H2O中的一个H原子得到电子 电解池和原电池（讲义） 一、知识点睛 1. 酸碱盐溶液的电解规律（以惰性电极为例） 計、Ca 比 Na*. ....... H*、Ci?*, Fe 現 Ag* ---------------- 放电顺序由难到易 ------------------ > F\ so/ .... 0H\ cn Bf 、I\ 萨 电解电解质型：如电解CuCh 溶液、HC1溶液 阳极反应式： ______________ ,阴极反应式： ____________ O 总反应式： ___________________________________ O 电解后溶液浓度将 ________ ,若要恢复原浓度，只需加 入一定量的 _______ 即可。 电解水型：如电解Na2SO->溶液、H2SO4溶液、NaOH 溶 液阳极反应式： ____________ ,阴极反应式： ____________ O 总反应式： ___________________________________ O 电解后溶液浓度将 ________ ,若要恢复原浓度，只需加 入一定量的 _______ 即可。 放氢生碱型：如电解NaCl 溶液 阳极反应式： _____________ ，阴极反应式： _________ ° 总反应式： ___________________________________ O 电解后原电解质浓度将 ________ , pH ______ ,若要恢复 原来的组成和浓度，需通入一定量的 _________________ 。 放氧生酸型：如电解CuSO4溶液、AgNO3溶液 阳极反应式： ，阴极反应式： 总反应式： ________________________ 电解后原电解质浓度将 ________ , pH 原来的组成和浓度，需加入一定量_ 2. 电池类型的判断 <1）单池装置判断： ① 若磁咖爲则为 ________ ② 若有夕脱删，则为 ____ (1) + — e -Cu 了还原皮应 Zn - 阳极 -阴极 化学专题6 原电池与电解池 [高考考向] 学科内重点热点分析 原电池与电解池是高考每年都涉及的内容，本专题的考查要求为：（1）理解原电池原理。熟记金属活动性顺序。了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。（2）了解电解和电镀的基本原理及应用。高考考查的方式除了以课本知识为基点的原电池和电解池原理的直接考查外，还给出以最新电池等新科技和新知识为信息的信息迁移题，以考查学生对课本知识的灵活运用和信息处理能力。 跨学科重点热点分析 以原电池和电解池原理为主的电化学是主要与物理学科交叉的重要契合点之一。原电池和电解池均与物理中的电学相关，它们之间沟通的最主要途径是电路中通过的电子电量，由此可发散至电路的连接、电功率、电流强度、电压、电阻等的计算。 [学科内综合能力测试例释] [例1]下列关于铜电极的叙述正确的是 A．铜锌原电池中铜是正极 B．用电解法精炼铜时粗铜作阴极 C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极 D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极 [解析]本题通过对铜电极的判定，将原电池和电解池综合在一起进行考查，意在从中了解考生对电能与化学能转变原理的理解。题目有一定的知识跨度，在考查知识的同时，也考查了考生思维的严密性和整体性。在铜锌原电池中，与铜相比，锌易失去电子，因而锌极是负极，则铜极是正极，选项A正确；精炼铜时，需将其中的铜变成铜离子，再在阴极还原成铜。因而在电解池中粗铜应作为阳极，选项B错误；在工件上镀铜时，需要将溶液中的铜离子还原成铜而沉积在工件上。用作向溶液中供给铜离子的通则必须作为阳极，选项C 正确；电解硫酸时，金属铜如果作为阳极，它将以铜离子的形式被溶解而进入电解液，当电解液内有H+、Cu2+两种离子共存时，后者将在阴极放电。这样阴极的生成物将是铜而不是氢气，达不到制氢气和氧气的目的。选项D不对。 [答案]A、C [例2]将质量分数为0.052的NaOH溶液1L（密度为1.06g·cm-3）用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010时停止电解，则这时溶液中应符合的关系是 信息，借以考查考生思维的敏捷性。常规解：由题设条件可知，1LNaOH溶液中含有的溶质质量为：1000mL×1.06g·cm-3×0.052=55.12g，电解稀硫酸事实上消耗了水，使溶液浓度增 原电池与电解池比较： 二、电池符号图为 Cu - Zn 电池。左池:锌片插在 1mol·dm-3 的ZnSO 4溶液中。右池:铜片插在 1 mol·dm-3的CuSO 4 溶液中。两池 之间倒置的 U 形管叫做盐桥(盐桥是由饱和KCl溶液和琼脂装入U形管中制成)。检流计表明电子从锌片流向铜片。左侧为负极，右侧为正极。 此Cu - Zn 电池可表示如下:(-)Zn | Zn2+(1mol·dm-3)‖Cu2+(1mol·dm-3) | Cu(+)负极: Zn-2e-== Zn2+正极: Cu2++2e-== Cu总反应: Zn+Cu2+== Zn2++ Cu ☆写电池符号应注意事项：?正、负极：(－) 左， (+) 右?界面“|”: 单质与“极棒”写在一起，写在“|”外面。?注明离子浓度(c),气态时用分压(p)，物质状态：固态(s), 液态(l) 等?盐桥: “||” 三、金属腐蚀与防护：1.金属腐蚀：金属(或合金)跟周围接触到的气体(或液体)反应而腐蚀损耗的过程。⑴本质：金属原子失电子而被氧化M –ne- ====M n+(2) 分类：①化学腐蚀：金属与其他物质直接氧化反应金属被氧化(不是电解质溶液)(无电流产生)②电化腐蚀：不纯金属或合金发生原电池反应活泼金属被氧化电解质溶液（有电流产生）⑶钢铁腐蚀： 2.金属腐蚀的防护⑴金属腐蚀的原因：金属本身的组成和结构是锈蚀的根据；外界条件(如：温度、湿度、与金属接触的物质)是促使金属锈蚀的客观因素。 ⑵防护：①改变金属内部组成结构，可以增强金属耐腐蚀的能力。如：不锈钢。②在金属表面覆盖一层保护层，以断绝金属与外界物质接触，达到耐腐蚀的效果。（油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜）③电化学保护法：牺牲阳极阴极保护法、外加电流阴极保护法。 四、电解及其应用 1.电解的原理:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。电解质在溶解或熔化状态下电离出自由离子，通电时，自由移动的离子定向移动，阳离子移向阴极，在阴极获得电子发生还原反应；阴离子移向阳极，在阳极失去电子发生氧化反应。电解质导电过程就是电解过程。 2.电解反应离子放电顺序(不考虑浓度等其他因素)放电：阳离子得电子而阴离 子失电的过程。上述顺序基本上与金属活动顺序一致，即越活泼的金属，其阳离子越难结合电子，但Fe3+氧化性较强，排在Cu2+之前。⑵阴离子放电顺序 (注明：若阳极材料是金属（除Pt、Au外），电极首先发生氧化反应而进入溶液。)3.电镀：利用电解原理在某些金属表面镀上一层金属或合金的过程，金属叫镀件，薄层镀层。阴极：镀件→待镀金属阳极： 高中化学原电池和电解池详解知识点 一、理解掌握原电池和电解池的构成条件和工作原理 二、掌握电解反应产物及电解时溶液pH值的变化规律及有关电化学的计算 1、要判断电解产物是什么，必须理解溶液中离子放电顺序，阴极放电的总是溶液中的阳离子，与电极材料无关。放电顺序是 若是非惰性电极作阳极，则是电极本身失电子。 要明确溶液中阴阳离子的放电顺序，有时还需兼顾到溶液的离子浓度。如果离子浓度相差十分悬殊的情况下，离子浓度大的有可能先放电。 如理论上H+的放电能力大于Fe2+、Zn2+，但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液时，由于溶液[Fe2+]或[Zn2+]>>[H+]，则先在阴极上放电的是Fe2+或Zn2+，因此，阴极上的主要产物则为Fe和Zn。但在水溶液中，Al3+、Mg2+、Na+等是不会在阴极上放电的。 2、电解时溶液pH值的变化规律 电解质溶液在电解过程中，有时溶液pH值会发生变化。判断电解质溶液的pH值变化，有时可以从电解产物上去看。 ①若电解时阴极上产生H2，阳极上无O2产生，电解后溶液pH值增大； ②若阴极上无H2，阳极上产生O2，则电解后溶液pH值减小； ③若阴极上有H2，阳极上有O2，且，则有三种情况：a如果原溶液为中性溶液，则电解后pH 值不变；b如果原溶液是酸溶液，则pH值变小；c如果原溶液为碱溶液，则pH值变大； ④若阴极上无H2，阳极上无O2产生，电解后溶液的pH可能也会发生变化。如电解CuCl2溶液（CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性），一旦CuCl2全部电解完，pH值会变大，成中性溶液。 3、进行有关电化学计算，如计算电极析出产物的质量或质量比，溶液pH值或推断金属原子量等时，一定要紧紧抓住阴阳极或正负极等电极反应中得失电子数相等这一规律。 三、理解金属腐蚀的本质及不同情况，了解用电化学原理在实际生活生产中的应用 1、金属的腐蚀和防护 （1）金属腐蚀的实质是铁等金属原子失去电子而被氧化成金属阳离子的过程，可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。金属与氧化剂（一般非电解质）接触，直接发生化学反应引起的腐蚀叫化学腐蚀，如铁与氯气接触发生的腐蚀为化学腐蚀。而更普遍存在的，危害也更为严重的是电化学腐蚀，即不纯的金属或合金与电解质溶液发生原电池反应引起的腐蚀。如钢铁在水膜酸性较强条件下发生析氢腐蚀Fe-2e-=Fe2+，2H++2e-=H2↑；在水膜酸性很弱或中性条件下，则发生吸氧腐蚀：2Fe-4e-=2Fe2+，2H2O+O2+4e-=4OH-。 （2）金属的防护方法 ①改变金属的内部结构； ②覆盖保护层； ③使用电化学保护法 2、原电池原理的应用 （1）制作多种化学电源，如干电池、蓄电池、高能电池、燃料电池 （2）加快化学反应速率。如纯锌与盐酸反应制H2反应速率较慢，若滴入几滴CuCl2溶液，使置换出来的铜紧密附在锌表面，形成许多微小的原电池，可大大加快化学反应。 （3）金属的电化学保护，牺牲阳极的阴极保护法 （4）金属活动性的判断 3、电解原理的应用 （1）制取物质：例如用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。 （2）电镀：应用电解原理，在某些金属或非金属表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。电镀时，镀件作阴极，镀层金属作阳极，选择含有镀层金属阳离子的盐溶液为电解质溶液。电镀过程中该金属阳离子浓度不变。 （3）精炼铜：以精铜作阴极，粗铜作阳极，以硫酸铜为电解质溶液，阳极粗铜溶解，阴极析出铜，溶液中Cu2+浓度减小 （4）电冶活泼金属：电解熔融状态的Al2O3、MgCl2、NaCl可得到金属单质。高中化学原电池与电解池练习题及解析
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