原电池电解池讲义习题

原电池电解池讲义习题 The latest revision on November 22, 2020

一、原电池：将转变为的装置。

1、实质：将氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成电能

2、组成原电池的条件：

a 、有两种活泼性不同的金属作电极（或金属与能导电的非金属或化合物）

注：燃料电池中两极可同选石墨或铂

b 、有电解质溶液

c 、构成闭合的回路，可用盐桥连接，如右图，

d 、能自发发生氧化还原反应

3、电极名称及其判断：

（1）根据电极材料：两种金属（或金属与非金属）组成电极，若它们都与（或都不与）电解质溶液单独能反应，则较活泼的金属作负极；若只有一种电极与电解质溶液能反应，则能反应的电极作负极。

（2）根据电极反应：失电子——氧化反应——负极

得电子——还原反应——正极

（3）根据电子或电流流动方向（外电路）：

电子从负极流出流入正极，电流从正极流出流入负极

（4）根据离子的定向移动（内电路）：溶液中阳离子向正极移动溶液中阴离子向负极移动

4、电极反应方程式的书写

注：（1）需标出正负极及电极材料；

（2）遵循三大守恒（电子得失守恒、质量守恒、电荷守恒）

如：Fe-Cu (稀硫酸)构成的原电池

负极（Fe）：Fe – 2e = Fe2+

正极（Cu）：2H+ +2e = H

2

↑

总反应：Fe + 2H+ = Fe2+ + H

2

↑

5、常见化学电源：包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类。

1、酸性锌锰干电池

①构造：正极：石墨碳棒；负极：锌皮；电解质溶液：糊状氯化铵。

②电极反应：负极（锌皮）：Zn = Zn2++2e-（Zn - 2e-= Zn2+）

正极（石墨）：MnO

2+ NH

4

+ + e-→MnO(OH) + NH

3

电池反应：Zn＋2NH

4Cl＋2MnO

2

＝ZnCl

2

＋2MnO(OH) + 2NH

3

2、碱性锌锰干电池，与酸性锌锰干电池的区别在于：以氢氧化钾代替氯化铵做电解质。

其电极反应如下：负极（锌皮）：Zn-2e-+2OH-→Zn(OH)

2

正极（石墨）：2MnO

2 + H

2

O +2e-→Mn

2

O

3

+ 2OH-

电池反应：Zn + 2MnO

2 + H

2

O = Zn(OH)

2

+ Mn

2

O

3

3、铅蓄电池：

①构造：负极：铅；正极：二氧化铅；电解质溶液：硫酸溶液。

②电极反应：负极（铅）：Pb -2e- + SO

42-→ PbSO

4

正极（二氧化铅）：PbO

2 + 2e- + 4H+ + SO

4

2-→ PbSO

4

+ 2H

2

O

电池反应：PbO

2 + Pb + 2H

2

SO

4

= 2PbSO

4

+ 2H

2

O

③优点：铅蓄电池是二次电池，可多次充电，反复利用。

PbO

2 + Pb + 2H

2

SO

4

放电

充电 2PbSO4 + 2H2O

4、氢氧燃料电池：除H

2

外，烃、肼、甲醇、氨、煤气等液体或气体，均可作燃料电池的燃料；除纯氧气外，空气中的氧气也可作氧化剂。（优

点：能量利用率高）

⑴、碱性条件下燃料电池

①构造：负极：氢气；正极：氧气；电解质溶液：氢氧化钾溶液。

②电极反应：负极（H

2）：2H

2

- 4e-+ 4OH- → 4H

2

O

正极(O

2)：O

2

+ 4e- + 2H

2

O → 4OH-

电池反应：2H

2 + O

2

= 2H

2

O

⑵、酸性条件下燃料电池

①构造：负极：氢气；正极：氧气；电解质溶液：盐酸溶液。

②电极反应：负极（H

2）：2H

2

-4e-- → 4H+

正极(O

2)：O

2

+ 4e- + 4H+→2H

2

O

电池反应：2H

2 + O

2

= 2H

2

O

练习：新型燃料电池，甲烷、氧气及KOH电解质溶液，用P

t

作两个电极，写出两个电极的电极反应式和总反应式。

四、金属的腐蚀与防护

1、金属腐蚀的本质：金属原子失去电子被氧化

2、金属腐蚀的类型及比较

相互关系化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍危害更严重。

3

（1）析氢腐蚀 (酸性较强的溶液)

负极（Fe）：Fe – 2e- = Fe2+

正极（C）：2H+ + 2e- = H

2

↑

总方程式：Fe +2H+ = Fe2+ +H

2

↑

（2）吸氧腐蚀 (中性或弱酸性溶液)

负极（Fe）：Fe – 2e- = Fe2+

正极（C）： 2H

2O + O

2

+ 4e- = 4OH-

总方程式：2H

2O + O

2

+2 Fe = 2Fe(OH)

2

Fe(OH)

2继续与空气中的氧气作用：2H

2

O + O

2

+4Fe(OH)

2

=4Fe(OH)

3

铁锈的主要成分是Fe

2O

3

，不能阻止钢铁继续腐蚀。

4、金属腐蚀快慢的判断：

①电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐蚀措施的腐蚀

②同一种金属的腐蚀：强电解质＞弱电解质＞非电解质

5、金属的防护

①覆盖保护膜（涂油漆，电镀，钝化等）

②改变金属的内部结构（钢→不锈钢，在钢中加入镍和铬）

③电化学保护：牺牲阳极的阴极防护法（原电池原理）

外加电源的阴极防护法（电解原理）

五、电解池（有外加电源）：将能转化为能的装置。

1、电极判断：阴极和外加电源负极相连；阳极和外加电源正极相连

2、电极反应：阳极——发生氧化反应——失去电子

阴极——发生还原反应——得到电子

3、电子流向：由阳极流向正极再由负极流向阴极；溶液中阴离子向阳极迁移，阳离子向阴极迁移。

4、电极放电能力：

阳极：金属阳极＞S2+＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-（H2O）＞NO-

3＞SO-2

4

＞F-