电化学基础
电化学基础知识讲解及总结
电化学基础知识讲解及总结电化学是研究电与化学之间相互作用的学科，主要研究电能转化为化学能或者化学能转化为电能的过程。
以下是电化学的基础知识讲解及总结：1. 电化学基本概念：电化学研究的主要对象是电解质溶液中的化学反应，其中电解质溶液中的离子起到重要的作用。
电池是电化学的主要应用之一，它是将化学能转化为电能的装置。
2. 电化学反应：电化学反应可以分为两类，即氧化还原反应和非氧化还原反应。
氧化还原反应是指物质失去电子的过程称为氧化，物质获得电子的过程称为还原。
非氧化还原反应是指不涉及电子转移的反应，如酸碱中的中和反应。
3. 电解和电解质：电解是指在电场作用下，电解质溶液中的离子被电解的过程。
电解质是指能在溶液中形成离子的化合物，如盐、酸、碱等。
4. 电解质溶液的导电性：电解质溶液的导电性与其中的离子浓度有关，离子浓度越高，导电性越强。
电解质溶液的导电性也受温度和溶质的物质性质影响。
5. 电极和电位：在电化学反应中，电极是电子转移的场所。
电极可以分为阳极和阴极，阳极是氧化反应发生的地方，阴极是还原反应发生的地方。
电位是指电极上的电势差，它与电化学反应的进行有关。
6. 电池和电动势：电池是将化学能转化为电能的装置，它由两个或多个电解质溶液和电极组成。
电动势是指电池中电势差的大小，它与电化学反应的进行有关。
7. 法拉第定律：法拉第定律是描述电化学反应速率的定律，它表明电流的大小与反应物的浓度和电化学当量之间存在关系。
8. 电解质溶液的pH值：pH值是衡量溶液酸碱性的指标，它与溶液中的氢离子浓度有关。
pH值越低，溶液越酸性；pH值越高，溶液越碱性。
总结：电化学是研究电与化学之间相互作用的学科，主要研究电能转化为化学能或者化学能转化为电能的过程。
其中包括电化学反应、电解和电解质、电极和电位、电池和电动势等基本概念。
掌握电化学的基础知识对于理解电化学反应和电池的工作原理具有重要意义。
《电化学基础》课件
电化学反应速率
总结词
电化学反应速率描述了电化学反应的快 慢程度，是衡量反应速度的重要参数。
VS
详细描述
电化学反应速率与参与反应的物质的浓度 、温度、催化剂等条件有关。在一定条件 下，反应速率可由实验测定，对于一些特 定的电化学反应，也可以通过理论计算来 预测其反应速率。
反应速率常数
总结词
反应速率常数是描述电化学反应速率的重要参数，它反映了电化学反应的内在性质。
详细描述
反应速率常数与参与反应的物质的性质、温度等条件有关。在一定条件下，反应速率常数可以通过实验测定，也 可以通过理论计算得到。反应速率常数越大，表示该反应的速率越快。
反应机理
总结词
电化学反应机理是描述电化学反应过程中各步骤的详细过程和相互关系的模型。
详细描述
电化学反应机理可以帮助人们深入理解电化学反应的本质和过程，从而更好地控制和优化电化学反应 。不同的电化学反应可能有不同的反应机理，同一电化学反应也可能存在多种可能的反应机理。 Nhomakorabea05
电化学研究方法
实验研究方法
01
重要手段
02
实验研究是电化学研究的重要手段，通过实验可以观察和测量电化学 反应的过程和现象，探究反应机理和反应动力学。
03
实验研究方法包括控制电流、电位、电场等电学参数，以及观察和测 量电流、电位、电导等电化学参数。
04
实验研究需要精密的实验设备和仪器，以及严格的操作规范和实验条 件控制。
01
02
03
电池种类
介绍不同类型电池的制造 过程，如锂离子电池、铅 酸电池、镍镉电池等。
电池材料
阐述电池制造过程中涉及 的主要材料，如正负极材 料、电解液、隔膜等。
电化学基础知识点总结
电化学基础知识点总结电化学是研究电与化学之间相互转化和相互作用的科学。
它是物理学和化学的交叉学科，在电池、电解和电沉积等领域有着广泛的应用。
以下是电化学的基础知识点总结：1. 电化学反应：- 氧化还原反应（简称氧化反应和还原反应），是电化学最基本的反应类型，涉及原子、离子或分子的电荷变化。
- 氧化是指某物质失去电子，还原是指某物质获得电子。
2. 电池原理：- 电池是将化学能转化为电能的装置，由两个电极（阳极和阴极）和电解质组成。
阳极是发生氧化反应的地方，阴极是发生还原反应的地方。
- 在电池中，化学反应产生的电荷通过外部电路流动，从而形成电流。
3. 电解：- 电解是用电流将化合物分解成离子或原子的过程。
在电解槽中，正极是阴离子的聚集地，负极是阳离子的聚集地，而正负极之间的电解液是导电介质。
- 在电解过程中，正负电极上的反应是有差别的，称之为阳极反应和阴极反应。
4. 电解质：- 电解质是能够在溶液中或熔融态中导电的物质。
电解质可以是离子化合物，如盐和酸，也可以是离子溶剂如水。
- 强电解质能够完全离解成离子，而弱电解质只有一小部分离解成离子。
5. 电动势：- 电动势是电池或电化学系统产生电流的驱动力，通常用电压表示。
- 在标准状态下，标准电动势是指正极与负极之间的电压差。
它与化学反应的自由能变化有关，可以通过标准电动势表进行查阅。
6. 极化现象：- 极化是指在电解过程中阻碍电流通过的现象。
- 有两种类型的极化：浓差极化和活化极化。
浓差极化发生在反应物浓度在电极上发生变化的时候，活化极化发生在电化学反应速率受到限制的时候。
7. 电信号：- 在电化学中，电伏是电势大小的基本单位。
它表示单位电荷通过电路所产生的能量的大小。
- 电流是电荷通过导体的速率，单位是安培。
- 除了电伏和电流之外，还有许多其他电信号，例如电阻、电导率和电容。
8. 电化学测量方法：- 常用的电化学测量方法有电压法、电位法、电流法和电导法。
电化学基础知识点总结
电化学基础知识点总结电化学是研究电子与离子在电解质溶液中的相互转移和相互作用的科学。
它涉及电荷的移动和化学反应的同时发生。
在电化学中，我们主要关注两个方面的过程：电化学反应和电化学细胞。
1. 电化学反应电化学反应是指在外加电势的作用下，电子和离子之间发生的氧化还原反应。
电化学反应包括两个基本过程：氧化和还原。
氧化是指物质失去电子或氢离子，而还原则是指物质获得电子或氢离子。
在电化学反应中，常常涉及到电极反应和电解质的离子浓度变化。
2. 电化学细胞电化学细胞是一种将化学能转化为电能的装置。
它包括两个半电池：一个作为阳极，用于氧化反应；另一个作为阴极，用于还原反应。
两个半电池通过电解质溶液或电解质桥相连，并且在外部连接一个电路，使电子能够在阳极和阴极之间流动。
这个电路就是外部电路，而电解质溶液或电解质桥则是内部电路。
电化学细胞产生的电势差可以用来驱动电子在电路中进行功的转化。
3. 电化学基础概念在电化学中，有一些基本概念需要了解。
（1）电极：电极是电化学反应发生的场所。
它包括两种类型：阳极和阴极。
阳极是发生氧化反应的地方，电子从阳极流出；而阴极是发生还原反应的地方，电子流入阴极。
（2）电位：电位是指在标准状态下，电解质溶液中某个电极的电势相对于标准氢电极的差异。
标准氢电极的电势被定义为0V，其他电极相对于标准氢电极具有正负的电势。
（3）电解质：电解质是能够在溶液中分解出离子的物质。
电解质可以分为强电解质和弱电解质，具体取决于它们在溶液中的离解程度。
（4）电导率：电导率是指电解质溶液中离子传导电流的能力。
电导率高的溶液具有更好的导电性能。
4. 电化学技术和应用电化学不仅是一门基础科学，还在许多领域中有广泛的应用。
（1）电解：电解是指利用电流将化合物分解为离子的过程。
电解在电解制备金属、电镀、电解解析等方面有着重要的应用。
（3）蓄电池：蓄电池是一种将化学能转化为电能的设备。
它具有可充电性，常用于储存和提供电能。
电化学基础-PPT课件
3. 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：
1/2H2+NiO(OH)
Ni(OH)2
CD
据此反应判断，下列叙述中正确的是（ ）
A. 电池放电时，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
Ag
电解质溶液Y是__A_g_N__O_3_溶__液_；
(2)银电极为电池的___正_____极，CuSO4溶液 Y
发生的电极反应为__A_g_＋__＋__e_－__=_A__g___
X电极上发生的电极反应为
__C_u___-2__e_－___=__C__u_2_＋__________；
(3)外电路中的电子是从__负__(_C_u_电) 极流向
14
６. 双液原电池的工作原理（有关概念）
（１）盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的 胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出
（２）盐桥的作用是什么？
可提供定向移动的阴阳离子，
使由它连接的两溶液保持电
中性，盐桥保障了电子通过
外电路从锌到铜的不断转移
，使锌的溶解和铜的析出过 程得以继续进行。
盐桥的作用： （1）形成闭合回路。
？思考
1、银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫
化银，有人设计用原电池原理加以除去，其处理方 法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中， 再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑 色会褪去而银不会损失。 试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应
为 Al -3e- = Al3＋ ； 正极发生的反应为 Ag2S+2e- = 2Ag；+S2-
现代电化学-第1章电化学基础
身边的电化学
手机、计算器、手提电脑、照相机、摄像机等的电池，汽车的蓄电池，燃料电池－化学电源，利用电化学原理制备的电化学品
电
*
煤气（CO）报警器，交警检测司机喝酒量的检测 器，糖尿病人监测血液中葡萄糖含量的检测仪－电 化学传感器 钢铁厂、纺织厂、化工厂、制药厂以及矿山 等排放废水中氰、砷的处理；生活污水，造纸 厂、印染厂、食品及酿酒厂废水中有机耗氧物的 处理，医院污水中病菌、病毒和寄生虫卵等致病 微生物的处理－环境电化学
*
材料科学与化学工程学院 王贵领
现代电化学
参考资料
电化学方法：原理和应用（第二版）：巴德等，2005
电化学原理（修订版）或（第三版）李荻
电极过程动力学导论（第三版），查全性，2002
*
第1章：电化学基础
1.1 什么是电化学
电化学是研究化学能和电能之间相互转化以及相关的 定律和规则的科学。 电化学是研究离子导体的物理化学性质以及电子导体 （金属、半导体）和离子导体（电解质溶液、熔盐、固 体电解质）之间的界面上所发生的各种伴有电现象的反 应过程的科学。
38岁的男子在一次袭击中脑部受伤，6年来，他的肢体一直没有做出过任何有意义的动作,美国韦尔－康奈尔医学院的尼古拉斯·希夫博士领导的研究小组在该男子的脑中植入了数个电极，通过开、关电极来进行一种深度脑刺激治疗，经过6个月治疗，他已经可以用短促但能听得见的声音讲话。
电化学在生物和医学中应用的突破
1.3 电化学基础
中国此次行动其实是为了寻找公海资源，而美国等媒体主要也是因为自己“没抢着”才有了对中国的这番横加指责。
对于国际公海中的资产其实是“谁先占到谁就拥有开采权”，形象地说，中国这次就是“家长为孩子找食儿”的行为，是为“80后”、“90后”开发寻找新资源矿产的行为。
《工程化学》第四章电化学基础
2023年8月30日2时47分
2
单原子离子的氧化数等于离子所带的电荷，例如Al3+离
子的氧化数为 ＋3, 表示为 Al(+3)。
除过氧化物 ( 如H2O2 )、超氧化物 ( 如KO2 ) 和含有 F-O 键的化合物 ( 如OF2 ) 外，化合物中O 原子的氧化数均为 -2，例如 H2O 中的 O 原子。
➢半反应中与氧化态物质处于同一侧的所有物质称为氧化型 物质oxidation type matter ➢半反应中与还原态物质处于同一侧的所有物质称为还原型 物质reduction type matter
例如半反应： MnO4- + 8H＋+5e= Mn2＋+4H2O 电对：MnO4-(氧化态) /Mn2＋(还原态)
Cu棒
Zn棒
CuSO4 溶液
ZnSO4
1.10
溶液
V
负极 | 电解质溶液（浓度）| 正极
(-) Zn∣Zn2+ (l mol ·L-1) ‖ Cu2+ (l mol ·L-1) ∣Cu
面
桥
c2
界
面
2023年8月30日2时47分
20
书写原电池符号的规则：
➢负极“（-）”在左边，正极“（+）”在右边，盐桥用 “‖” 表示。 ➢半电池中两相界面用“|”分开，同一相的不同物质（以 及电极中的其他相界面）用“,”分开，溶液、气体要注明 cB、pB 。
第四章 电化学基础 electrochemistry
§4.1 氧化还原反应 redox reaction
氧化还原反应(Oxidization and reduction) 的重要特征是： 反应前后元素的化合价发生了变化。
电化学基础知识
电化学基础知识整理1.原电池原电池是将化学能转化为电能的装置原电池原理①、原电池：将化学能转变成电能的装置②、形成条件：①活动性不同的两电极连接；②电解质溶液插入其中并与电极自发反应；③电极形成闭合电路④能自发的发生氧化还原反应③、电极名称：负极：较活泼的金属电子流出的一极正极：较不活泼的金属或能导电的非金属电子流入的一极④、电极反应：负极：氧化反应,金属失电子正极：还原反应,溶液中的阴离子得电子或氧气得电子吸氧腐蚀⑤、电子流向：由负极沿导线流向正极锌-铜电池,负极-Zn,正极-Cu;负极：Zn-2e=Zn2+,电解质溶液——稀硫酸;正极：2H++2e=H2↑总反应：2H++Zn=H2↑+Zn2+注意：如果在铜锌的导线中加一个电流计,电流计指针会发生偏转;随时间的延续,电流计指针的偏转角度逐渐减小;盐桥的作用：盐桥起到了使整个装置构成通路的作用例如:铜锌原电池中用到了盐桥现象:⑴、检流计指针偏转,说明有电流通过;从检流计指针偏转的方向可以知道电流的方向是Cu极→Zn极;根据电流是从正极流向负极,因此,Zn极为负极,Cu极为正极;而电子流动的方向却相反,从Zn极→Cu极;电子流出的一极为负极,发生氧化反应；电子流入的一极为正极,发生还原反应;一般说来,由两种金属所构成的原电池中,较活泼的金属是负极,较不活泼的金属是正极;其原理正是置换反应,负极金属逐渐溶解为离子进入溶液;反应一段时间后,称重表明,Zn棒减轻,Cu棒增重;⑵、取出盐桥,检流计指针归零,重新放入盐桥,指针又发生偏转,说明盐桥起到了使整个装置构成通路的作用;盐桥是装有饱和KCl琼脂溶胶的U形管,溶液不致流出来,但离子则可以在其中自由移动;盐桥是怎样构成原电池中的电池通路呢Zn棒失去电子成为Zn2+进入溶液中,使ZnSO4溶液中Zn2+过多,带正电荷;Cu2+获得电子沉积为Cu,溶液中Cu2+过少,SO42-过多,溶液带负电荷;当溶液不能保持电中性,将阻止放电作用的继续进行;盐桥的存在,其中Cl-向ZnSO4 溶液迁移,K+向CuSO4溶液迁移,分别中和过剩的电荷,使溶在两个烧杯中分别放入锌片和锌盐溶液、铜片和铜盐溶液,将两个烧杯中的溶液用一个装满电解质溶液的盐桥如充满KCl饱和溶液和琼脂制成的胶冻连接起来,再用导线将锌片和铜片联接,并在导线中串联一个电流表,就可以观察到下面的现象：1电流表指针发生偏转,根据指针偏转方向,可以判断出锌片为负极、铜片为正极.2铜片上有铜析出,锌片则被溶解.3取出盐桥,指针回到零点,说明盐桥起了沟通电路的作用.2.化学电源化学电源又称电池,是一种能将化学能直接转变成电能的装置,它通过化学反应,消耗某种化学物质,输出电能;它包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类;判断一种电池的优劣或是否符合某种需要,主要看这种电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少比能量,单位是W·h/kg, W·h/L,或者输出功率的大小比功率,W/kg,W/L以及电池的可储存时间的长短;除特殊情况外,质量轻、体积小而输出点能多、功率大、可储存时间长的电池,更适合使用者的需要;一一次电池一次电池的活性物质发生氧化还原反应的物质消耗到一定程度,就不能使用了;一次电池中电解质溶液制成胶状,不流动,也叫干电池;常用的有普通的锌锰干电池、碱性锌锰电池、锌汞电池、镁锰干电池等;例如；碱性锌锰干电池负极：Zn ＋2OH——2e—＝ZnOH2正极：2MnO2＋2H2O ＋2e—＝2MnOOH ＋2OH—总反应：Zn ＋2MnO2＋2H2O＝2MnOOH ＋ZnOH2补充：银一锌电池电子手表、液晶显示的计算器或一个小型的助听器等所需电流是微安或毫安级的,它们所用的电池体积很小,有“纽扣”电池之称;它们的电极材料是Ag2O和Zn,所以叫银一锌电池;电极反应和电池反应是：负极：Zn＋2OH－—2e—＝ZnOH2正极：Ag2O＋H2O＋2e—＝2Ag＋2OH－总反应：Zn＋Ag2O＋H2O＝ZnOH2＋2Ag利用上述化学反应也可以制作大电流的电池,它具有质量轻、体积小等优点;这类电池已用于宇航、火箭、潜艇等方面;锂－二氧化锰非水电解质电池以锂为负极的非水电解质电池有几十种,其中性能最好、最有发展前途的是锂一二氧化锰非水电解质电池,这种电池以片状金属及为负极,电解活性MnO2作正极,高氯酸及溶于碳酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有机溶剂作为电解质溶液,以聚丙烯为隔膜,电极反应为：负极反应：Li＝Li＋＋e正极反应：MnO2＋Li＋＋e＝LiMnO2总反应：Li＋MnO2＝LiMnO2该种电池的电动势为,重量轻、体积小、电压高、比能量大,充电1000次后仍能维持其能力的90％,贮存性能好,已广泛用于电子计算机、手机、无线电设备等;二二次电池二次电池又称充电电池或蓄电池,放电后可以再充电使活性物质获得再生;这类电池可以多次重复使用;铅蓄电池是最常见的二次电池,它由两组栅状极板交替排列而成,正极板上覆盖有PbO2,负极板上覆盖有Pb,电介质是H2SO4.铅蓄电池放电的电极反应如下：负极：Pbs＋SO42－aq－2e－＝PbSO4s氧化反应正极：PbO2s＋SO42－aq十4H＋aq＋2e－＝PbSO4s＋2H2O l还原反应总反应：Pbs＋PbO2s＋2H2SO4aq＝2PbSO4s十2H2O l铅蓄电池充电的反应是上述反应的逆过程：阴极：PbSO4s＋2e－＝Pbs＋SO42－aq还原反应阳极：PbSO4s＋2H2O l －2e－＝PbO2s＋SO42－aq十4H＋aq氧化反应总反应：2PbSO4s十2H2O l ＝Pbs＋PbO2s＋2H2SO4aq可以把上述反应写成一个可逆反应方程式：Pbs＋PbO2s＋2H2SO4aq 2PbSO4s十2H2O l三燃料电池燃料电池是一种连续的将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池;燃料电池的电极本身不包含活性物质,只是一个催化转化元件;它工作时,燃料和氧化剂连续的由外部供给,在电极上不断的进行反应,生成物不断地被排除,于是电池就连续不断的提供电能;⑴氢氧燃料电池以氢气为燃料,氧气为氧化剂,铂做电极,使用酸性电解质;它的的工作原理：负极：2H2 －4e－＝4H＋正极：O2十4H＋aq＋4e－＝2H2O总反应：2H2十O2＝2H2O⑵以碱性氢氧燃料电池为例,它的燃料极常用多孔性金属镍,用它来吸附氢气;空气极常用多孔性金属银,用它吸附空气;电解质则由浸有KOH溶液的多孔性塑料制成,其电极反应为：负极反应：2H2＋4OH－＝4H2O＋4e －正极反应：O2＋2H2O＋4e －＝4OH－总反应：2H2＋O2＝2H2O除氢气以外,烃、肼、甲醇、氨等液体或气体,均可作燃料电池的燃料；除纯氧外,空气中的氧气也可以做氧化剂;3甲烷燃料电池KOH做电解质用金属铂片插入KOH溶液作电极,又在两极上分别通甲烷燃料和氧气氧化剂;电极反应式为：负极：CH4＋10OH－－8e＝CO32-＋7H2O；正极：4H2O＋2O2＋8e＝8OH;电池总反应式为：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O知识拓展：海洋电池1991年,我国首创以铝－空气－海水为能源的新型电池,称之为海洋电池;它是一种无污染、长效、稳定可靠的电源;海洋电池彻底改变了以往海上航标灯两种供电方式：一是一次性电池,如锌锰电池、锌银电池、锌空气电池等;这些电池体积大,电能低,价格高;二是先充电后给电的二次性电源,如铅蓄电池,镍镉电池等;这种电池要定期充电,工作量大,费用高;海洋电池,是以铝合金为电池负极,金属Pt、Fe网为正极,用取之不尽的海水为电解质溶液,它靠海水中的溶解氧与铝反应产生电能的;我们知道,海水中只含有%的溶解氧,为获得这部分氧,科学家把正极制成仿鱼鳃的网状结构,以增大表面积,吸收海水中的微量溶解氧;这些氧在海水电解液作用下与铝反应,源源不断地产生电能;两极反应为：负极：Al：4Al－12e－＝4Al3＋正极：Pt或Fe等：3O2＋6H2O十12e－＝12OH－总反应式：4Al＋3O2十6H2O＝4AlOH3↓海洋电池本身不含电解质溶液和正极活性物质,不放入海洋时,铝电极就不会在空气中被氧化,可以长期储存;用时,把电池放入海水中,便可供电,其能量比干电池高20～50倍;电池设计使用周期可长达一年以上,避免经常交换电池的麻烦;即使更换,也只是换一块铝板,铝板的大小,可根据实际需要而定;海洋电池没有怕压部件,在海洋下任何深度都可以正常了作;海洋电池,以海水为电解质溶液,不存在污染,是海洋用电设施的能源新秀;3. 电解池一电解原理⑴．电解质溶液的导电我们知道,金属导电时,是金属内部的自由电子发生的定向移动,而电解质溶液的导电与金属导电不同;通电前电解质溶液中阴、阳离子在溶液中自由地移动；通电后在电场的作用下,这些自由移动的离子改作定向移动,带负电荷的阴离子由于静电作用向阳极移动,带正电荷的阳离子则向阴极移动;电极名称：电解池中与直流电源负极相连的电极叫阴极,与直流电源正极相连的电极叫阳极;物质能否导电是由其内部能否形成定向移动的自由电荷所决定的,对金属就是自由电子,而对电解质溶液就是自由移动的阴阳离子;⑵．电解①概念：使电流流过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫电解;②电子流动的方向：电子从外接直流电源的负极流出,经导线到达电解池的阴极,电解池溶液中的阳离子移向阴极,并在阴极获得电子而被还原,发生还原反应；与此同时,电解池溶液中的阴离子移向阳极,并在阳极上失去电子也可能是阳极很活泼而本身失去电子而被氧化,发生氧化反应;这样,电子又从电解池的阳极流出,沿导线而流回外接直流电源的正极;③电极反应的类型：阳极反应为氧化反应,阴极反应为还原反应,故而阴极处于被保护的状态,而阳极则有可能被腐蚀;⑶．电解池与原电池的联系与区别能量转变化学能转变为电解电能转变为化学能反应自发能自发进行的氧化还原反应反应一般不能够自发进行,需电解条件性举例Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4CuClCu+Cl2↑2装置特点无外接直流电源有外接直流电源相似之处均能发生氧化还原反应,且同一装置中两个电极在反应过程中转移电子总数相等;重点出击：原电池与电解池的判断⑴判断下图是原电池、电解池还是电镀池,为什么2延伸有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏的能源;它依靠人体内含有一定浓度的溶解氧进行工作,下列各种叙述中错误的是A: Pt是正极B: 负极反应：C: 正极反应：D 正极反应：小结与反思：原电池、电解池、电镀池判定规律：若无外接电源,可能是原电池,然后依据原电池的形成条件分析判定；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;当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池,其余情况为电解池;4．实验分析：电解CuCl2溶液1电极材料阴极可用惰性电极,甚至较活泼的金属,但阳极需使用惰性电极,否则会发生氧化反应而溶解;2惰性电极一般指金、铂、石墨电极,银、铜等均是活性电极;3实验现象：通电后,电流表指针发生偏转,阴极石墨棒上析出一层红色固体,阳极表面有气泡放出,可闻到刺激性气味;4淀粉碘化钾试纸的作用：检验阳极产物是否为Cl2;使用时应先润湿并缠于玻棒端或用镊子夹持,作用时间不宜太久,否则变蓝后会被Cl2漂白;二、电解的应用I．电解饱和食盐水反应原理1．实验分析：电解饱和食盐水在U型管里装入饱和食盐水,滴入几滴酚酞试液,用碳棒作阳极、铁棒作阴极,将湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近,接通电源,观察管内发生的现象及试纸颜色的变化;注意：铁棒不可作阳极,否则发生Fe－2e－=Fe2+；碘化钾淀粉试纸需事先用水润湿;现象：阴、阳两极均有气体放出,阳极气体有刺激性气味,能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝；阴极区域溶液变红;说明阴极区域生成物为碱性物质与H2,阳极产物是Cl2;2．电解饱和食盐水反应原理饱和食盐水成分：溶液存在Na+、Cl－、H+、OH－四种离子;电极反应式：阴极：2H+＋2e－=H2↑还原反应；阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑氧化反应;实验现象解释：1阴极区域变红原因：由于H+被消耗,使得阴极区域OH－离子浓度增大实际上是破坏了附近水的电离平衡,由于K W为定值,cH+因电极反应而降低,导致cOH－增大,使酚酞试液变红;2湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝原因：氯气可以置换出碘化钾中的碘,Cl2+2KI=2KCl+I2,I2使淀粉变蓝;注意：如果试纸被熏蒸的太久,蓝色会因为湿氯气的漂白作用而褪去;电解饱和食盐水的总反应式：该电解反应属于放氢生碱型,电解质与水均参与电解反应,类似的还有K2S、MgBr2等;II、铜的电解精炼1．原理：电解时,用粗铜板作阳极,与直流电源的正极相连；用纯铜板作阴极,与电源的负极相连,用CuSO4溶液加入一定量的硫酸作电解液;CuSO4溶液中主要有Cu2+、、H+、OH－,通电后H+和Cu2+移向阴极,并在阴极发生Cu2++2e－=Cu,OH－和移向阳极,但阳极因为是活性电极故而阴离子并不放电,主要为阳极活泼及较活泼金属发生氧化反应而溶解,阳极反应：Cu－2e－=Cu2+;电解过程中,比铜活泼的Zn、Fe、Ni等金属杂质,在铜溶解的同时也会失电子形成金属阳离子而溶解,此时阴极仍发生Cu2++2e－=Cu,这会导致电解液浓度不发生变化；Ag、Au不如Cu易失电子,Cu溶解时它们以阳极泥沉积下来可供提炼Au、Ag等贵金属;该过程实现了提纯铜的目的;离子在电极上得失电子的能力与离子的性质、溶液的浓度、电流的大小、电极的材料等都有关系;中学阶段我们一般只讨论电极材料的性质、离子的氧化性强弱和还原性强弱对它们得失电子能力的影响2．电极反应中得失电子的规律1阳极上失电子的规律应首先看电极材料是惰性电极,还是活性电极,如是惰性电极,则由溶液中的阴离子失去电子,阴离子的还原性越强越易失电子,阴离子的放电顺序为：S2->I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子；如是活性电极,则这些金属首先失去电子进入溶液,此时溶液中其他离子不再失电子;2阴极上得电子的规律阴极上只能由溶液中阳离子获得电子,阳离子氧化性越强越易得电子,阳离子放电顺序一般为：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+酸>Fe2+>Zn2+>H+盐溶液3变价的金属Fe在作阳极发生氧化反应时电极反应为：Fe－2e－=Fe2+III、电解冶炼铝工业上,用纯净的氧化铝为原料,采用电解的方法制取铝;纯净的氧化铝熔点很高2045℃,很难熔化,现在都用熔化的冰晶石Na3AlF6作熔剂,使氧化铝在1000℃左右溶解在液态的冰晶石里,成为冰晶石和氧化铝的熔融体,然后进行电解;电极反应式：阴极：4Al3+＋12e-＝4Al阳极：6O2－＋12e-＝3O2↑总反应式：2Al2O34Al＋3O2↑只能电解Al2O3,不能是AlCl3在冶炼铝时,阳极产生氧气,石墨阳极在如此高温条件下,将不断被氧气氧化而消耗,因而需不断补充石墨阳极;三、电镀铜1．原理：电镀时,一般都是用含镀层金属离子的电解质溶液为电镀液；把待镀金属制成品浸入电镀液中与直流电源的负极相连,作为阴极,而用镀层金属为阳极,阳极金属溶解在溶液中成为阳离子,移向阴极,并在阴极上被还原成金属析出;电镀铜规律可概括为“阳极溶解,阴极沉积,电解液不变”;工业上电镀常使用有毒电镀液,因此电镀废水应回收有用物质、降低有害物质含量后,达标排放,以防污染环境;2．实验分析：电镀铜实验1待镀件需酸洗去除表面的锈;2电镀液CuSO4中加氨水制成铜氨溶液以降低Cu2+浓度使镀层光亮;四、电解质溶液电解时均为惰性电极,pH变化情况,电解液复原所需加入物质及电解类型;1、1分解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐如NaOH、H2SO4、K2SO4等的电解;阴极：4H++4e－=2H2↑阳极：4OH－－4e－=O2↑+2H2O总反应：2H2O 2H2↑+O2↑阴极产物：H2；阳极产物：O2;电解质溶液复原加入物质：H2O;pH变化情况：原来酸性的溶液pH变小,原来碱性的溶液pH变大,强酸含氧酸强碱的正盐溶液pH 不变;2分解电解型：无氧酸除HF外、不活泼金属的无氧酸盐氟化物除外的电解,如HCl、CuCl2等;阴极：Cu2++2e－=Cu阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑总反应：CuCl2 Cu+Cl2↑阴极产物：酸为H2,盐为金属；阳极产物：卤素等非金属单质;电解液复原加入物质为原溶质,如电解CuCl2溶液,需加CuCl2;pH变化情况：如电解无氧酸溶液pH变大但不会超过7；如为盐溶液的电解则视无氧酸根的情况而定;3放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐氟化物除外溶液的电解,如NaCl、MgBr2等;阴极：2H++2e－=H2↑阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑阴极产物：碱和H2；阳极产物：卤素等非金属单质;电解饱和食盐水的产物分别为NaOH和H2以及Cl2;电解液复原加入物质为卤化氢;电解饱和食盐水,要使电解质溶液复原需加入HCl;pH变化情况：电解液pH显着变大4放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐溶液的电解,如CuSO4、AgNO3等;阴极：2Cu2++4e－=Cu阳极：4OH－－4e－=O2↑+2H2O总反应：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4阴极产物：析出不活泼金属单质；阳极产物是该盐对应的含氧酸和氧气,本例中分别是Cu以及H2SO4、O2.电解液复原加入物质为不活泼金属的氧化物金属价态与原盐中相同;如电解CuSO4溶液,复原需加入CuO;pH变化情况：溶液pH显着变小;规律变化液复原法解反应类型电解质类型解水氧酸质电解水-- > H2 + O2解稀H2SO4低H2O碱溶液质电解水-- > H2 + O2解NaOH溶液高H2O泼金属含氧酸盐质电解水-- > H2 + O2解Na2SO4溶液变H2O练习：电解液中含有K+、Cl —、SO42—、OH —少量、Cu2+、H+少量,用两个石墨棒作电极,电解时,阳极上析出_______,电极反应式是______________；阴极析出_______,电极反应式是______________;改用两个铜棒作电极,则阳极变化是______________________,电极反应式是______________；阴极上析出_______,电极反应式是______________;小结与反思：关键是放电顺序：阳极：活性电极>S2- >I- >Br- >Cl->OH - >含氧酸根>F-阴极：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+> Fe2+> Zn2+ > Al3+> Mg2+> Na+> Ca2+> K+4、金属的电化学腐蚀与防护一、金属腐蚀的类型：1、化学腐蚀：金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀;例如铁丝在氧气中燃烧、铜在氯气中燃烧等;2、电化学腐蚀：不纯金属与电解质溶液接触时比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀;二、金属的电化学腐蚀：金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程;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;钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子;金属腐蚀的本质：2金属腐蚀的本质：M—ne—=Mn+三、钢铁的电化学腐蚀1析氢腐蚀钢铁表面吸附水膜酸性较强时阳极Fe：Fe-2e-=Fe2+Fe2+＋2H2O=FeOH2＋2H+阴极杂质：2H+＋2e-=H2电池反应：Fe＋2H2O=FeOH2＋H2↑由于有氢气放出,所以称之为析氢腐蚀;2吸氧腐蚀钢铁表面吸附水膜酸性较弱时阳极Fe：Fe—2e-=Fe2+阴极：O2＋2H2O＋4e-=4OH-总反应：2Fe＋O2＋2H2O=2FeOH2由于吸收氧气,所以也叫吸氧腐蚀;析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的FeOH2被氧所氧化,生成FeOH3脱水生成Fe2O3 铁锈;钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀;Fe＋2H2O=FeOH2＋H2↑ O2＋2H2O＋4e-→4OH-2Fe＋O2＋2H2O=2FeOH2 2H+＋2e-→H2析氢腐蚀主要发生在强酸性环境中,而吸氧腐蚀发生在弱酸性或中性环境中;化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系：相互联系化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生四、金属的防护1、牺牲阳极的阴极保护法正极：要保护的金属负极：比要保护金属活泼的金属2、外加电流的阴极保护法比组成原电池防护更好阴极：被保护的金属阳极：惰性电极两者均存在于电解质溶液中接上外接直流电源;3、覆盖保护膜及其他保护方法覆盖保护膜涂油漆,电镀,钝化等改变金属的内部结构钢→不锈钢,在钢中加入镍和铬习题指导1 解题步骤方法①判断两池原电池还是电解池—②标注电极名称—③写出电极反应式—根据电极产物、溶液成分变化—④描述或解释现象或进行有关计算;练1-01 把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中如图所示平面图,经过一段时间后,首先观察到溶液变红的区域是 BA、Ⅰ和Ⅲ附近B、Ⅰ和Ⅳ附近C、Ⅱ和Ⅲ附近D、Ⅱ和Ⅳ附近解析①判两池：通常有外接电源的装置是电解池,故左图为电解池,根据右图为两个活性不同金属浸在电解质溶液中可判断为原电池；②标电极名：左图由外接电源极性可知I为阴极,II为阳极；右图因Zn比Fe活泼,故III为负极,IV为正极;③写电极反应：左图中,阳极II：金属Fe优先氧化Fe-2e-=Fe2+；阴极I：水中氢放电：2H++2e-=H2；④现象及解释：因I区OH-增生,碱性,使酚酞变红;又右图,正极IV上电极反应：O2+4e-+2H2O = 4OH- 吸氧腐蚀,该区域呈碱性使酚酞变红,B入选;1-02 如图甲乙两池分别以碳棒、铂条、铝条、镁条为电极,并用导线相连接,以NaCl、NaOH溶液为电解溶液,有关该装置的描述正确的是 DA.乙池中,Mg极的电极反应是 Mg-2e-=Mg2+B.甲池中,Pt极的电极反应是 2Cl—2e-=Cl2↑C.随着反应的进行.乙池中 nNaOH保持不变D.反应过程中,甲池中两极附近溶液 PH C <PHPt解析先判两池,乙为原电池,甲为电解池;乙池中,因为在NaOH溶液中Al比Mg易失电子,故Al为原电池的负极,其电极反应式为：Al-3e-+4OH-= =AlO2-+2H2O ；Mg为正极,其电极反应式为：3H2O+3e-=↑+3OH- ;甲池中,Pt电极为阴极: 2H+ +2e- =H2↑, 碳棒C电极为阳极2Cl- -2e- =Cl2↑,电解后溶液为NaOH 溶液;练1-03如图A、B为两个串联的电解池,已知B池中c为铁,d为石墨,电解质溶液为NaCl溶液;试回答：1若A池为用电解原理精练铜装置,则a电极名称为阴极,电极材料是精铜,电极反应式为Cu2++2e-=Cu ,电解质溶液可以是 CuSO4溶液;2B池中c极Fe电极反应式为 2H++2e-=H2↑ 2H2O+2e-=H2 +2OH- ,若在B池中加入少量酚酞试液,开始电解一段时间,铁极附近呈红色;3若A池a极增重12.8g,则B池d极石墨上放出气体在标况下的体积为 4.48L ;电解后,若B池余下的溶液为 400ml,则溶液的PH值是 14 ;练4-04 金属镍有广泛的的用途;粗镍中含有少量的 Fe、Zn、Cu、Pt等金属杂质,可电解法制备高纯度原镍已知：氧化性：Fe2+<Ni2+<Cu2+, 下列叙述正确的是 DA．阳极发生还原反应,其电极反应式是Ni2+ + 2e- = Nix y a b乙溶液B ．电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C ．电解后,溶液中存在的阳离子只有 Fe 2+ 、Zn 2+D ．电解后,电解模底部阳极泥中中存在 Cu 、Pt解析 这是电解的过程,阳极发生的是氧化反应,A 错；阳极：Zn-2e - = Zn 2+ Fe-2e - = Fe 2+ Ni-2e -=Ni 2+ ,Pt 为惰性金属,不会放电,而Cu 要在金属Ni 全部氧化为Ni 2+后才能放电,但此时Cu 已没有了支撑物了,结果和Pt 一起落下,形成阳极泥,故 D 正确; 阴极：因氧化性Ni 2+>Fe 2+>Zn 2+ ,所以只有 Ni 2++2e -=Ni ,可见,阳极质量减少的是“溶解”下的Zn 、Fe 、Ni,而阴极质量增加的只是析出的镍,两者质量是不相等的,故 B 错;;电解后,溶液中除留下 Fe 2+、Zn 2+ 外,还有 Ni 2+ ,C 也错; 练1-05 铅蓄电池是典型的可充型电池,它的正负极格板是惰性 材料,电池总反应式为： Pb+PbO 2+4H ++2SO2-42PbSO 4+2H 2O请回答下列问题不考虑氢、氧的氧化还原: 1 放电时：正极的电极反应式是______________;电解液中H 2SO 4的浓度将变________;当外电路通过1 mol 电子时,理论上负极板的质量增加________g;2 在完全放电耗尽PbO 2和Pb 时,若按题27图连接,电解一段时间后,则在A 电极上生成__________、B 电极上生成________,此时铅蓄电池的正负极的极性将________________________;解析：铅蓄电池的负极是铅Pb,正极是二氧化铅PbO 2;放电时电极反应： 正极 A-PbO 2 PbO 2 + 2e - + 2H ++ SO 42- == PbSO 4+ H 2O 与常见电池不同,铅蓄电池放电时正极材料PbO 2本身参与了电极反应 负极 B-Pb Pb - 2e - + 2H ++ SO 42- == PbSO 4+ H 2O可见,当通过2mole -时,负极1molPb 变为1mol PbSO 4沉积在负极板上,既净增加1molSO 4,所以当外电路通过1 mol 电子时,理论上负极板的质量增加 49g;因放电时要消耗H 2SO 4,故;电解液中H 2SO 4的浓度将变小; 完全放电后两极材料都有变为硫酸铅PbSO 4,外接电源时,发生电解过程,电极反应如下： 阴极A-PbSO 4 PbSO 4 + 2e -+ = Pb + SO 42- ,A 电极上生成 Pb 阳极B-PbSO 4 PbSO 4 - 2e -+ 2H 2O = PbO 2 + + 4H ++ SO 42-,B 电极上生成 PbO 2 此时铅蓄电池的正负极的极性将 对换; 2、电极名称判断法根据两极金属相对活性判定原电池的电极名称,根据X 极所连接在的外接电源极性“+”或“-”判定电解池的电极名称；根据电子或电流流向或测电极电势高低等电学原理判断电极名称；此外根据X 极发生氧化还是还原,移向X 极的离子是阳离子还是阴离子,X 极增重还是减重,X 极区PH 值是升高还是降低等判定X 电极的名称;但要注意X 极指的是在原电池还是电解池;说明：化学上规定,凡发生氧化变化的电极均为阳极,而发生还原的电极均为阴极;据此,从发生的化学变化角度看,原电池中的负极-又叫阳极,正极+又叫阴极;练1-06 x,y 分别为直流电源的两极,通电后,发现a 极质量加,b 极处有无色无味气体放出,符合此情况的是： A备选项a 电极 B 电极 x 电极 溶液 A 锌Zn 石墨C 负 CuSO 4 B石墨C石墨C负NaOH。
第7章-电化学基础
标准电极电势的测定
例5 简述测定Pt | Fe3+(1.0)， Fe2+(1.0)的标准电极电势的方法及结果。 解 将Pt | Fe3+(1.0)， Fe2+(1.0)与标准氢电极组成电池。从实验电流的方向确定此待测电极为正极，标准氢电极为负极。 测得电动势为0.771V，则 EΘ＝ E+Θ - E- Θ ＝ EΘFe3+ /Fe2+ - EΘH+/H2
2.电极反应
任何氧化还原反应都可拆分为两个氧化还原电对的半反应（半电池反应，电极反应）： Fe3+ + e → Fe2+ Sn2+ → Sn4+ + 2e 氧化－还原反应的实质： 两个共轭电对之间的电子转移反应。
3.电对拆分：
2MnO4-＋5H2C2O4 ＋ 6H＋ → 2Mn2＋ ＋ 10CO2 ＋ 8H2O MnO4- ＋ 8H＋ ＋ 5e → Mn2＋ ＋ 4H2O ① H2C2O4 → 2CO2 ＋ 2H＋ ＋ 2e ② MnO4- / Mn2＋； CO2 /H2C2O4
例1 用离子-电子法配平下列氧化还原反应： K2Cr2O7 + KI + H2SO4 →K2SO4 + Cr2（SO4）3+I2+H2O 解：先写成离子反应式： Cr2O72- + I- + H+→ Cr3+ + I2 + H2O 将离子反应式分成两个半反应： I- → I2（电对：I2 /I- ） Cr2O72- + H+ → Cr3+ + H2O（电对：Cr2O72- /Cr3+） 分别配平两个半反应： 2I- = I2 + 2e Cr2O72- + 14 H+ + 6e = 2Cr3+ +7 H2O
电化学基础
电化学基础一、原电池1.定义：把化学能转化为电能的装置。
2.构成条件：①具有两个活泼性不同的电极；②具有电解质溶液；③形成闭合回路。
3.负极：一般为活泼性较强的金属（还原性强），发生氧化反应；正极：一般为活泼性较弱的金属（或石墨），发生还原反应。
4.电极反应式的写法：如负极：Zn－2e－＝Zn2＋；正极Cu2＋＋2e－＝Cu；总反应：Zn＋Cu2＋＝Zn2＋＋Cu。
5.电子由负极释放，经外电路沿着导线流向正极，电解质溶液中的阳离子在正极得电子被还原，形成一个闭合回路。
在外电路中，电流由正极流向负极；在内电路中，电流由负极流向正极。
一次电池又被称为干电池，二次电池又被称为充电电池或蓄电池。
二次电池在放电过程中发生原电池反应，而在充电过程中发生电解池反应。
6.一次电池如普通锌锰电池、碱性锌锰电池；二次电池如铅蓄电池。
背下教材中各种电极的反应方程式。
7.燃料电池，燃料在负极，空气（氧气）在正极。
酸性电解液，则不应该出现OH－，只能出现H＋和H2O；碱性电解液，则不应该出现H＋，只能出现OH－和H2O；熔融电解质，则一般不出现OH－，而可能会出现O2－。
8.形成原电池，可以加快氧化还原反应的速率。
9.金属的电化学腐蚀：析氢腐蚀（较强酸性）2H＋＋2e－＝H2↑；吸氧腐蚀（较弱酸性、中性、碱性）O2＋2H2O－4e－＝4OH－。
10.通过原电池原理，可以利用“牺牲阳极的阴极保护法”保护金属。
即使用一种更活泼的金属作为负极，与被保护的金属形成原电池。
如将船中的铁部件与锌相连。
11.原电池中，有时候找不到阳极被还原的物质时，可以考虑溶解于水中的氧气。
二、电解池1.使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质），而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程，叫做电解。
所以电解质的导电发生的是化学变化。
2.将电能转化为化学能的装置，叫做电解池。
3.构成条件：①具有两个与电源正负极相连的电极；②具有电解质溶液（或熔融的电解质）；③形成闭合回路。
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【例题1】有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C；③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡；④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应；⑤用惰性电极电解含B离子和E离子的溶液，E先析出。
据此，判断五种金属的活动性顺序是()A．A>B>C>D>E B．A>C>D>B>EC．C>A>B>D>E D．B>D>C>A>E【答案】B【解析】金属与稀H2SO4溶液组成原电池，活泼金属为负极，失去电子发生氧化反应，较不活泼的金属为正极，H＋在正极电极表面得到电子生成H2，电子方向由负极→正极，电流方向则由正极→负极。
在题述原电池中，A-B原电池，A为负极；C-D原电池，C为负极；A-C原电池，A为负极；B-D原电池，D为负极；E先析出，E不如B活泼。
综上可知，金属活动性：A>C>D>B>E。
【例题2】用铜片、银片、Cu（NO3）2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼胶-KNO3的U 形管）构成一个原电池（如图）。
下列有关该原电池的叙述中正确的是（）①在外电路中，电子由铜电极流向银电极②正极反应：Ag＋＋e－=Ag③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A．①②B．①②④C．②③D．①③④【答案】B【例题3】某同学组装了如图所示的电化学装置，电极Ⅰ为Al，其它均为Cu，则下列叙述正确的是A．电流方向：电极Ⅳ→A→电极ⅠB．电极Ⅰ发生还原反应C．电极Ⅱ逐渐溶解D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2++2e-=Cu【答案】A【解析】试题分析：电极Ⅰ为Al，其它均为Cu，Al易失电子作负极，所以Ⅰ是负极、Ⅳ是阴极，Ⅲ是阳极、Ⅱ是正极，A．电流从正极沿导线流向负极，即电极Ⅳ→A→电极Ⅰ，正确；B．电极Ⅰ上电极反应式为Al-3e-=Al3+，发生氧化反应，错误；C．电极Ⅱ是正极，正极上发生反应为Cu 2++2e-=Cu，所以电极Ⅱ质量逐渐增大，错误；D．电极Ⅲ为阳极，电极反应式为Cu-2e-═Cu 2+，错误；【例题4】下列有关原电池的说法中不正确的是A．由Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，放电时SO42-向Al 电极移动B．由Mg、Al、NaOH 溶液组成原电池，其负极反应式为：Al－3e－＋4OH－= AlO2-＋2H2O C．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池作电源，用石墨电极来电解硝酸银溶液，当析出1 mol Ag 时，消耗铜电极32 g3．电解质是NaCl溶液（中性电解质）负极的电极反应式为：H2–2e- === 2H+正极的电极反应式为：O2 + H2O + 4e- === 4OH-说明：1.碱性溶液反应物、生成物中均无H+2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH-3.中性溶液反应物中无H+和OH-4.水溶液中不能出现O2-B、甲醇燃料电池甲醇燃料电池以铂为两极,用碱或酸作为电解质：1．碱性电解质（KOH溶液为例）总反应式：2CH4O + 3O2 +4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O正极的电极反应式为：3O2 + 12e- + 6H2O===12OH-负极的电极反应式为：CH4O – 6e- + 8OH- === CO32-+ 6H2O2．酸性电解质（H2SO4溶液为例）总反应: 2CH4O + 3O2 === 2CO2 + 4H2O正极的电极反应式为：3O2+12e-+12H+ === 6H2O负极的电极反应式为：2CH4O – 12e-+2H2O === 12H++ 2CO2说明：乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同C、甲烷燃料电池甲烷燃料电池以多孔镍板为两极,电解质溶液为KOH，生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3，所以总反应为：CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O。
负极发生的反应：CH4– 8e- + 8OH- ==CO2 + 6H2O CO2 + 2OH- == CO32- + H2O，所以：负极的电极反应式为：CH4 + 10 OH- + 8e- === CO32- + 7H2O正极发生的反应有：O2 + 4e- === 2O2-和O2- + H2O === 2OH-所以：正极的电极反应式为：O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-说明：掌握了甲烷燃料电池的电极反应式，就掌握了其它气态烃燃料电池的电极反应式D、铝–空气–海水电池我国首创以铝–空气–海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流。
只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光。
电源负极材料为：铝；电源正极材料为：石墨、铂网等能导电的惰性材料。
负极的电极反应式为：4Al－12e－===4Al3+；正极的电极反应式为：3O2+6H2O+12e－===12OH－；总反应式为：4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3说明:铝板要及时更换,铂做成网状是为了增大与氧气的接触面积。
【例题6】一种新型燃料电池，它是用惰性金属作电极插入KOH溶液中，然后向两极上分别通入甲烷和氧气，发生的电极反应为：X极：CH4 + 10OH++8e-= CO32-+ 7 H2O Y极：2O2 + 4 H2O + 8e-= 8 OH-；关于此燃料电池的说法不正确的是（）A．X极发生氧化反应，Y极发生还原反应B．工作一段时间后，KOH的物质的量减少C．该电池工作时通甲烷一极附近溶液的pH 升高D．在标准状况下通入5.6 L O2完全反应，则有1 mol电子发生转移【答案】C【解析】试题分析：根据电极反应式，X极失电子发生氧化反应，Y极得电子发生还原反应[，故A正确；根据总反应，CH4 +2O2 +2KOH=K2CO3+3H2O，工作一段时间后，KOH的物质的量减少，故B正确；该电池工作时通甲烷一极附近溶液的pH 降低，故C错误；在标准状况下通入5.6L O2完全反应，转移电子5.6422.4=1 mol，故D正确。
【例题7】一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2﹣．下列对该燃料电池说法不正确的是（）A．在熔融电解质中，O2﹣移向负极B．电池的总反应是：2C4H10+13O2=8CO2+10H2OC．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2+4e﹣=2O2﹣D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10+26e﹣+13O2﹣=4CO2↑+5H2O【答案】D【例题8】液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。
一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如图所示。
下列有关叙述正确的是( )A．该燃料电池放电时，正极发生氧化反应，pH变大B．a极的反应式：N2H4＋4OH－－4e－＝N2↑＋4H2OC．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【答案】B三、可充电电池可充电电池充电时的电极接法为：几种常见可充电电池电极反应书写（1）铁—镍电池(负极—Fe，正极—NiO2，电解液—KOH溶液) 。
负极：Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2；正极：NiO2＋2H2O＋2e－===Ni(OH)2＋2OH－。
阴极：Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－；阳极：Ni(OH)2－2e－＋2OH－===NiO2＋2H2O。
总反应式：Fe＋NiO 2＋2H2O 放电充电Fe(OH)2＋Ni(OH)2（2）高铁电池(负极—Zn，正极—石墨，电解质为浸湿的固态碱性物质) 。
负极：3Zn－6e－＋6OH－===3Zn(OH)2；正极：2FeO42－＋6e－＋8H2O===2Fe(OH)3＋10OH－。
阴极：3Zn(OH)2＋6e－===3Zn＋6OH－；阳极：2Fe(OH)3－6e－＋10OH－===2FeO42－＋8H2O。
总反应式：3Zn＋2K 2FeO4＋8H2O 放电充电3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH【例题9】【2016年高考新课标Ⅲ卷】锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源，电池的电解质-。
下列说法正确的是（）溶液为KOH溶液，反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)24A．充电时，电解质溶液中K+向阳极移动B．充电时，电解质溶液中(OH)c-逐渐减小-C．放电时，负极反应为：Zn+4OH–-2e–===Zn(OH)24D．放电时，电路中通过2mol电子，消耗氧气22.4L（标准状况）【答案】C【解析】试题分析：A、充电时阳离子向阴极移动，故错误；B、放电时总反应为：2Zn+O2+4KOH+2H2O===2K2Zn(OH)4,，则充电时生成氢氧化钾，溶液中的氢氧根离子浓度增大，故错误；C、放电时，锌在负极失去电子，故正确；D、标准状况下22.4L氧气的物质的量为1摩尔，对应转移4摩尔电子，故错误。
【例题10】高铁电池是一种新型可充电电池，电解质溶液为KOH溶液，放电时的总反应式为：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O=3Zn（OH）2＋2Fe（OH）3＋4KOH。
下列叙述正确的是（）A．放电时，正极区溶液的pH减小B．放电时，负极反应式为3Zn－6e－＋6OH－=3Zn（OH）2C．充电时，每转移3 mol电子，阳极有1 mol Fe（OH）3被还原D．充电时，电池的锌电极接电源的正极【答案】B【解析】试题分析：A．放电时，正极反应式为2FeO42－＋8H2O＋6e－＝2Fe（OH）3＋10OH－，因此正极区溶液的pH增大，A错误；根据放电的反应方程式可知：在电池放电时锌失去电子发生氧化反应，所以Zn作负极，负极反应式为3Zn－6e－＋6OH－=3Zn（OH）2，B正确；B．充电时，每转移3 mol电子，阳极有1 mol Fe（OH）3被氧化，C错误；D．充电时，电池的锌电极接电源的负极，D错误，答案选B。
考点：考查高铁电池在放电、充电时的化学反应原理的知识。
【例题11】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）+2Mn O2（s）+H2O（l）Zn（OH）（s）+Mn2O3（s）下列说法错误的是（）2以惰性电极电解电解质溶液的类型和规律类型电极反应特点实例电解对象电解质溶液浓度pH电解质溶液复原电解水型阴：2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑)阳：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑(或2H2O－4e－===4H＋＋O2↑)NaOH 水增大增大加水H2SO4水增大减小加水Na2SO4水增大不变加水电解电解质型电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电HCl 电解质减小增大通氯化氢CuCl2电解质减小加氯化铜放H2生碱型阴极：H2O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增大通氯化氢放O2生酸型阳极：H2O放O2生酸阴极：电解质阳离子放电CuSO4电解质和水生成新电解质减小加氧化铜【例题13】能够使反应Cu+2H2O=Cu(OH)2+H2↑发生的是A、铜片作原电池的负极，石墨作原电池的正极，氯化钠作电解质溶液B、铜锌合金在潮湿空气发生电化学腐蚀C、用铜片作阴、阳电极，电解硫酸钠溶液D、用铜片作阴、阳电极，电解硫酸铜溶液【答案】C【例题14】将图中所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是（）A．电子沿Zn→a→b→Cu路径流动B．Cu电极质量增加C ．甲池与乙池中的溶液互换，闭合K ，电流没有明显变化D ．片刻后可观察到滤纸b 点变红色 【答案】B 【解析】试题分析：电子不能在溶液中移动，电子沿Zn→a ，b→Cu 路径流动，故A 错误；铜是原电池正极，电解反应式为22Cu e Cu +-+=，Cu 电极质量增加，故B 正确；甲池与乙池中的溶液互换，闭合K ，不能形成电流，故C 错误；锌是负极，a 是阴极，所以片刻后可观察到滤纸a 点变红色，故D 错误。