(完整版)高中化學(xué)原電池和電解池

1、高中化學(xué)原電池和電解池原電池和電解池1.原電池和電解池的比較:裝置原電池電解池實(shí)例二|三斗三二稀琉下 _=_tQj二匚心1海液原埋使氧化還原反應(yīng)中電子作定向移動，從而形成電流。 這種把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?的裝置叫做原電池。使電流通過電解質(zhì)溶液而在 陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng) 的過程叫做電解。這種把電能 轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置叫做電解 池。形成條件電極：兩種不同的導(dǎo)體相連；電解質(zhì)溶液：能與電極反應(yīng)。電源；電極（惰性或非惰性）；電解質(zhì)（水溶液或熔化態(tài)）。反應(yīng)類型自發(fā)的氧化還原反應(yīng)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)電極名稱由電極本身性質(zhì)決定：正極：材料性質(zhì)較不活潑的 電極；負(fù)極：材料性質(zhì)較活潑的電 極。由外電源決定：陽

2、極：連電源的正極；陰極：連電源的負(fù)極；電極反應(yīng)負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反應(yīng)）正極：2H+2e-=H2 T （還原反應(yīng)）陰極：Cu2+ +2e- = Cu （還原反應(yīng)）陽極：2Cl-2e-=Cl2T（氧化反應(yīng)）電子流向負(fù)極正極電源負(fù)極一陰極；陽極-電源正極電流方向正極負(fù)極電源正極一陽極；陰極-電源負(fù)極育抓轉(zhuǎn)化化學(xué)能一電能電能一化學(xué)能應(yīng)用抗金屬的電化腐蝕；實(shí)用電池。電解食鹽水（氯堿工業(yè)）； 電鍍（鍍銅）；電冶（冶煉 Na、Mg、Al）;精煉（精銅）。一原電池原電池的形成條件原電池的工作原理原電池反應(yīng)屬于放熱的氧化還原反應(yīng)，但 區(qū)別于一般的氧化還原反應(yīng)的是，電子轉(zhuǎn)移不是通過氧化劑和還 原

3、劑之間的有效碰撞完成的，而是還原劑在負(fù)極上失電子發(fā)生氧 化反應(yīng)，電子通過外電路輸送到正極上，氧化劑在正極上得電子 發(fā)生還原反應(yīng)，從而完成還原劑和氧化劑之間電子的轉(zhuǎn)移。兩極 之間溶液中離子的定向移動和外部導(dǎo)線中電子的定向移動構(gòu)成了使兩個電極反應(yīng)不斷進(jìn)行，發(fā)生有序的電子轉(zhuǎn)移過程，產(chǎn)生電流，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化。從能量轉(zhuǎn)化角度看，原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；從化學(xué)反應(yīng)角度看，原電池的原理是氧化還原反應(yīng)中的還原劑失去的電子經(jīng)導(dǎo)線傳遞給氧化劑，使氧化還原反應(yīng)分別在兩個電極上進(jìn)行。原電池的構(gòu)成條件有三個：（ 1 ） 電極材料由兩種金屬活動性不同的金屬或由金屬與其他導(dǎo)電的材料（非金屬或某些氧化物等）

4、組成。（ 2）兩電極必須浸泡在電解質(zhì)溶液中。（ 3）兩電極之間有導(dǎo)線連接，形成閉合回路。只要具備以上三個條件就可構(gòu)成原電池。而化學(xué)電源因?yàn)橐罂梢蕴峁┏掷m(xù)而穩(wěn)定的電流，所以除了必須具備原電池的三個構(gòu)成條件之外，還要求有自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。也就是說，化學(xué)電源必須是原電池，但原電池不一定都能做化學(xué)電池。形成前提：總反應(yīng)為自發(fā)的氧化還原反應(yīng)電極的構(gòu)成：a. 活潑性不同的金屬 鋅銅原電池，鋅作負(fù)極，銅作正極；b.金屬和非金屬（非金屬必須能導(dǎo)電） 鋅錳干電池，鋅作負(fù)極，石墨作正極；c.金屬與化合物 一鉛蓄電池，鉛板作負(fù)極，二氧化鉛作正極；d. 惰性電極 氫氧燃料電池，電極均為鉑。電解液的選擇：電解液

5、一般要能與負(fù)極材料發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。原電池正負(fù)極判斷：負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子；正極發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子。電子由負(fù)極流向正極，電流由正極流向負(fù)極。溶液中，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極電極反應(yīng)方程式的書寫負(fù)極： 活潑金屬失電子，看陽離子能否在電解液中大量存在。如果金屬陽離子不能與電解液中的離子共存，則進(jìn)行進(jìn)一步的反應(yīng)。例：甲烷燃料電池中，電解液為KOH ，負(fù)極甲烷失8 個電子生成CO2和H2O，但CO2不能與OH-共存，要進(jìn)一步反應(yīng)生成碳酸根。正極：當(dāng)負(fù)極材料能與電解液直接反應(yīng)時，溶液中的陽離子得電子。例：鋅銅原電池中，電解液為 HCl,正極H+得電子生成 H2。 當(dāng)負(fù)極材料不能與電

6、解液反應(yīng)時，溶解在電解液中的O2 得電子。如果電解液呈酸性，O2+4e-+4H+=2H2O ；如果電解液呈中性或堿性，O2+4e-+2H2O=4OH- 。特殊情況:Mg-Al-NaOH ， Al 作負(fù)極。負(fù)極：Al-3e-+4OH-=A1O2-+2H2O ;正極：2H2O+2e- =H2T +2OH -Cu-Al-HNO3 ， Cu 作負(fù)極。注意： Fe 作負(fù)極時，氧化產(chǎn)物是Fe2+ 而不可能是Fe3+ ；肼（ N2H4 ）和 NH3 的電池反應(yīng)產(chǎn)物是H2O 和 N2無論是總反應(yīng)，還是電極反應(yīng)，都必須滿足電子守恒、電荷守恒、質(zhì)量守恒。pH 變化規(guī)律電極周圍：消耗OH-（H+） ，則電極周圍溶液

7、的pH 減小（增大）；反應(yīng)生成OH-（H+） ，則電極周圍溶液的pH 增大（減?。?。溶液：若總反應(yīng)的結(jié)果是消耗OH-（H+） ，則溶液的pH 減小（增大）；若總反應(yīng)的結(jié)果是生成OH-（H+） ，則溶液的pH 增大（減?。?；若總反應(yīng)消耗和生成OH-（H+） 的物質(zhì)的量相等，則溶液的pH 由溶液的酸堿性決定，溶液呈堿性則pH 增大， 溶液呈酸性則pH 減小，溶液呈中性則pH 不變。原電池表示方法原電池的組成用圖示表達(dá)，未免過于麻煩。為書寫簡便，原電池的裝置常用方便而科學(xué)的符號來表示。其寫法習(xí)慣上遵循如下幾點(diǎn)規(guī)定：1. 一般把負(fù)極（如Zn 棒與 Zn2+ 離子溶液）寫在電池符號表示式的左邊，正極（如

8、Cu 棒與 Cu2+ 離子溶液）寫在電池符號表示式的右邊。2. 以化學(xué)式表示電池中各物質(zhì)的組成，溶液要標(biāo)上活度或濃度（ mol/L ） ,若為氣體物質(zhì)應(yīng)注明其分壓（Pa） ，還應(yīng)標(biāo)明當(dāng)時的溫度。如不寫出，則溫度為298.15K, 氣體分壓為101.325kPa, 溶液濃度為1mol/L 。3. 以符號1 ”表示不同物相之間的接界，用 “展示鹽橋。同一相中的不同物質(zhì)之間用“ ,隔開。 ”4. 非金屬或氣體不導(dǎo)電，因此非金屬元素在不同氧化值時構(gòu)成的氧化還原電對作半電池時，需外加惰性導(dǎo)體(如鉑或石墨等)做電極導(dǎo)體。其中，惰性導(dǎo)體不參與電極反應(yīng)，只起導(dǎo)電(輸送或接送電子)的作用，故稱為“惰性 ”電極。

9、按上述規(guī)定，Cu Zn 原電池可用如下電池符號表示：(-)Zn(s) I Zn2+ (C) II Cu2+ (C) I Cu(s) (+)理論上 , 任何氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池，例如反應(yīng):Cl2+ 2I 2Cl- +I2此反應(yīng)可分解為兩個半電池反應(yīng)：負(fù)極：2I- - I2+ 2e-(氧化反應(yīng))正極：C2+2e- - 2Cl-(還原反應(yīng))該原電池的符號為：(-)Pt I I2(s) I I- (C) II Gl (C) I C2(PCL2) I Pt (+)二 兩類原電池吸氧腐蝕吸氧腐蝕金屬在酸性很弱或中性溶液里，空氣里的氧氣溶解于金屬表面水膜中而發(fā)生的電化腐蝕，叫吸氧腐蝕例如鋼鐵在接近

10、中性的潮濕的空氣中腐蝕屬于吸氧腐蝕，其 電極反應(yīng)如下：負(fù)極（ Fe）： 2Fe - 4e = 2Fe2+正極（C）：2H2O + O2 + 4e = 4OH-鋼鐵等金屬的電化腐蝕主要是吸氧腐蝕吸氧腐蝕的必要條件以氧的還原反應(yīng)為陰極過程的腐蝕，稱為氧還原腐蝕或吸氧腐蝕。發(fā)生吸氧腐蝕的必要條件是金屬的電位比氧還原反應(yīng)的電位低：氧的陰極還原過程及其過電位吸氧腐蝕的陰極去極化劑是溶液中溶解的氧。隨著腐蝕的進(jìn)行，氧不斷消耗，只有來自空氣中的氧進(jìn)行補(bǔ)充。因此，氧從空氣中進(jìn)入溶液并遷移到陰極表面發(fā)生還原反應(yīng)，這一過程包括一系列步驟。（1 ）氧穿過空氣溶液界面進(jìn)入溶液；（2） 在溶液對流作用下，氧遷移到陰極表

11、面附近；（3） 在擴(kuò)散層范圍內(nèi)，氧在濃度梯度作用下擴(kuò)散到陰極表面；（4） 在陰極表面氧分子發(fā)生還原反應(yīng)，也叫氧的離子化反應(yīng)。吸氧腐蝕的控制過程及特點(diǎn)金屬發(fā)生氧去極化腐蝕時，多數(shù)情況下陽極過程發(fā)生金屬活性溶解，腐蝕過程處于陰極控制之下。氧去極化腐蝕速度主要取決于溶解氧向電極表面的傳遞速度和氧在電極表面上的放電速度。因此，可粗略地將氧去極化腐蝕分為三種情況。（ 1 ） 如果腐蝕金屬在溶液中的電位較高，腐蝕過程中氧的傳遞速度又很大，則金屬腐蝕速度主要由氧在電極上的放電速度決定。（ 2 ） 如果腐蝕金屬在溶液中的電位非常低，不論氧的傳輸速度大小，陰極過程將由氧去極化和氫離子去極化兩個反應(yīng)共同組成。（3

12、） 如果腐蝕金屬在溶液中的電位較低，處于活性溶解狀態(tài)，而氧的傳輸速度又有限，則金屬腐蝕速度由氧的極限擴(kuò)散電流密度決定。擴(kuò)散控制的腐蝕過程中，由于腐蝕速度只決定于氧的擴(kuò)散速度，因而在一定范圍內(nèi)，腐蝕電流將不受陽極極化曲線的斜率和起始電位的影響。擴(kuò)散控制的腐蝕過程中，金屬中不同的陰極性雜質(zhì)或微陰極數(shù)量的增加，對腐蝕速度的增加只起很小的作用。解題過程影響吸氧腐蝕的因素1. 溶解氧濃度的影響2溫度的影響3鹽濃度的影響4溶液攪拌和流速的影響陰極控制原因主要是活化極化：=2.3RT IgiC/i / % nF主要是濃差極化：=2.3RT/nFlg（1-iC/iL）陰極反應(yīng)產(chǎn)物以氫氣泡逸出，電極表面溶液得到

13、附加攪拌產(chǎn)物 OH 只能靠擴(kuò)散或遷移離開，無氣泡逸出，得不到附加攪拌析氫腐蝕在酸性較強(qiáng)的溶液中發(fā)生電化腐蝕時放出氫氣，這種腐蝕叫做析氫腐蝕。在鋼鐵制品中一般都含有碳。在潮濕空氣中，鋼鐵表面會吸附水汽而形成一層薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就變成一種電解質(zhì)溶液，使水里的H+增多。是就構(gòu)成無數(shù)個以鐵為負(fù)極、碳為正極、酸性水膜為電解質(zhì)溶液的微小原電池。這些原電池里發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是：負(fù)極（鐵）：鐵被氧化Fe-2e=Fe2+ ;正極（碳）：溶液中的H+被還原2H+2e=H2r這樣就形成無數(shù)的微小原電池。最后氫氣在碳的表面放出，鐵被腐蝕，所以叫析氫腐蝕。析氫腐蝕定義金屬在酸性較強(qiáng)的溶液中發(fā)生電化腐蝕

14、時放出氫氣，這種腐蝕叫做析氫腐蝕。析氫腐蝕與吸氧腐蝕的比較比較析氫腐蝕吸氧腐蝕項(xiàng)目去極帶電氫離子，遷移中性氧分子，只能靠擴(kuò)散和對流傳輸化劑速度和擴(kuò)散能力性質(zhì)都很大去極濃度大,酸性溶液中性或堿性溶液中H2O作去極化劑濃化劑中H+放電度不大，其溶解度通常隨溫度升高和鹽濃度濃度增大而減小常用原電池方程式1. Cu-H2SOZn 原電池正極：2H+ + 2e- - H2T負(fù)極：Zn - 2e- Zn2+總反應(yīng)式：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2T2. Cu-FeCl3C 原電池正極：2Fe3+ + 2e- - 2Fe2+負(fù)極： Cu - 2e- Cu2+總反應(yīng)式：2Fe3+ + Cu = 2F

15、e2+ + Cu2+3. 鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕正極：O2 + 2H2O + 4e- 7 4OH-負(fù)極：2Fe - 4e- 7 2Fe2+總反應(yīng)式：2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe（ OH）24氫氧燃料電池（中性介質(zhì)）正極：O2 + 2H2O + 4e- 7 4OH-負(fù)極：2H2 - 4e- - 4H+總反應(yīng)式：2H2 + O2 = 2H2O5氫氧燃料電池（酸性介質(zhì)）正極：O2 + 4H+ + 4e- - 2H2O負(fù)極：2H2 - 4e- 4H+總反應(yīng)式：2H2 + O2 = 2H2O6氫氧燃料電池（堿性介質(zhì)）正極：O2 + 2H2O + 4e- 7 4OH-負(fù)極：2H2 -

16、 4e- + 4OH- 7 4H2O總反應(yīng)式：2H2 + O2 = 2H2O7鉛蓄電池（放電）正極 （PbO2） ：PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+ - PbSO4 + 2H2O負(fù)極（Pb） : Pb- 2e-+ （SO4）2- PbSO4總反應(yīng)式：Pb+PbO2+4H+ 2（SO4）2- = 2PbSO4 + 2H2O8 . Al NaOI+ Mg 原電池正極：6H2O + 6e- 7 3H2T + 6OH-負(fù)極：2Al - 6e- + 8OH- 7 2A1O2 - + 4H2O總反應(yīng)式：2A1+2OH-+2H2O=2AlO2-+ 3H2T9 CH4 燃料電池（堿性介質(zhì)）正極

17、：2O2 + 4H2O + 8e- 7 8OH-負(fù)極：CH4 -8e- + 10OH- 7 （CO3）2 - + 7H2O總反應(yīng)式：CH4 + 2O2 + 2OH- = （CO3）2- + 3H2O10 熔融碳酸鹽燃料電池（ Li2CO3 和 Na2CO3 熔融鹽作電解液，CO 作燃料）：正極：O2 + 2CO2 + 4e- 7 2（CO3）2 -（持續(xù)補(bǔ)充 CO2 氣 體）負(fù)極：2CO + 2（CO3）2- - 4e- 7 4CO2總反應(yīng)式：2CO + O2 = 2CO211 銀鋅紐扣電池（堿性介質(zhì)）正極（Ag2O） : Ag2O + H2O + 2e- 7 2Ag + 2OH -負(fù)極（Zn

18、） : Zn + 2OH- -2e- - ZnO + H2O總反應(yīng)式：Zn + Ag2O = ZnO + 2Ag常見的原電池常用原電池有鋅錳干電池、鋅汞電池、鋅銀扣式電池及鋰電池等。(1) 鋅錳干電池：鋅錳電池具有原材料來源豐富、工藝簡單，價格便宜、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，成為人們使用最多、最廣泛的電池品種。鋅錳電池以鋅為負(fù)極，以二氧化錳為正極。按照基本結(jié)構(gòu)，鋅錳電池可制成圓筒形、扣式和扁形，扁形電池不能單個使用，可組合疊層電池(組)。按照所用電解液的差別將鋅錳電池分為三個類型：(1)銨型鋅錳電池：電解質(zhì)以氯化銨為主，含少量氯化鋅。電池符號：(-)Zn | NH4Cl ZnCl2 | MnO2 (+)

19、總電池反應(yīng)：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)(2) 鋅型鋅錳電池：又稱高功率鋅錳電池，電解質(zhì)為氯化鋅，具有防漏性能好，能大功率放電及能量密度較高等優(yōu)點(diǎn)，是鋅錳電池的第二代產(chǎn)品，20 世紀(jì) 70 年代初首先由德國推出。與銨型電池相比鋅型電池長時間放電不產(chǎn)生水，因此電池不易漏液。電池符號：(-)Zn | ZnCl2 | MnO2 (+)總電池反應(yīng)(長時間放電)：Zn+2Zn(OH)Cl+6MnO(OH尸ZnCl22ZnO- 4H2O+2Mn3O4(3) 堿性鋅錳電池：這是鋅錳電池的第三代產(chǎn)品，具有大功率放電性能好、能量密度高和低溫性能好等優(yōu)點(diǎn)。電池符號：(-

20、)Zn | KOH MnO2 (+)總電池反應(yīng)：Zn+2H2O+2MnO2=2MnO(OH)+Zn(OH)2鋅鎰電池額定開路電壓為1.5V ,實(shí)際開路電壓 1.5 1.8V，其工作電壓與放電負(fù)荷有關(guān)，負(fù)荷越重或放電電阻越小，閉路電壓越低。用于手電筒照明時，典型終止電壓為0.9V ,某些收音機(jī)允許電壓降至 0.75V。2.鋰原電池：又稱鋰電池，是以金屬鋰為負(fù)極的電池總 稱。鋰的電極電勢最負(fù)相對分子質(zhì)量最小，導(dǎo)電性良好，可制成 一系列貯存壽命長，工作溫度范圍寬的高能電池。根據(jù)電解液和 正極物質(zhì)的物理狀態(tài)，鋰電池有三種不同的類型，即：固體正極 一有機(jī)電解質(zhì)電池、液體正極 一液體電解質(zhì)電池、固體正極

21、一固 體電解質(zhì)電池。Li （CF）n的開路電壓為3.3V ,比能量為 480W- h L-1 ,工作溫度在-5570 C間，在20c下可貯存10年之 久！它們都是近年來研制的新產(chǎn)品，目前主要用于軍事、空間技 術(shù)等特殊領(lǐng)域，在心臟起搏器等微、小功率場合也有應(yīng)用。二電解池電解原理1、電解和電解池：使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極上引起 氧化還原反應(yīng)的過程叫做電解。把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置叫做電解 池或電解梢。CuCl2 =Cu + Cl2f2、電解池的組成：有兩個電極插入電解質(zhì)溶液（或熔融狀態(tài)的電解質(zhì)）中。兩極 連外接直流電源。3、離子的放電順序：陰離子失去電子而陽離子得 到電子的過程叫放電。電

22、解電解質(zhì)溶液時，在陰陽兩極上首先發(fā)生放 電反應(yīng)的離子分別是溶液里最容易放電的陽離子和最容易放電的陰 離子。（1）陽極：（還原性強(qiáng)的先放電）惰性電極（Pt、Au、石墨、鈦等）時：S2 >I >Br >Cl >OH （水）>NO3 >SO42 >F活性電極時：電極本身溶解放電。（2）陰極：（氧化性強(qiáng)的先放電）無論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽離子。陽離子在陰極上的放電順序是：Ag+>Hg2+>Cu2+>H+ （水）>Pb2+>F+> - >Na+>Ca2+ > K+4、電

23、解規(guī)律：（惰性電極） ,陽極（陰離子放電）無氧酸根 > oh- > 含氧酸根陰極邛日離子放電）不活潑金屬陽離子> 活潑金屬陽離子（1）電解電解質(zhì)：陽離子和陰離子放電能力均強(qiáng)于水電離出H+和OH o如無氧酸和不活潑金屬的無氧酸鹽。 HCI （aq）陽極（Cl >0K） 2cI 2e =C12T陰極（H ）2H +2e =H2t電解總方程式 2HCI=H2 T + Cl2 TC11CI2 （aq）陽極（Cl >0K） 2cI 2e =C12T陰極（Cu2+ > H ） Cu2+ + 2e = Cu電解總方程式CuC= Cu + Cl2 T（2）電解水：陽離子和陰

24、離子放電能力均弱于水電離出H+和OH o如含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧酸鹽。H2s。4 （aq）陽極（SCV <0H = 40H -4e =2H2O + O2T陰極（H ）2H +2e =H2f電解總方程式2H2O=2H2 T +02fNaOH （aq）陽極（OH ） 40H -4e =2H2O+O2t陰極：（Na <H+= 2H +2e =H2f電解總方程式2H2O=2H2 T +02? Na2so4 （aq）陽極（SCV <0H = 40H -4e =2H2O + O2 T陰極：（Na+<H =2H+2e =H2f電解總方程式2H2O=2H2 T +02f（3）電解

25、水和電解質(zhì)：陽離子放電能力強(qiáng)于水電離出H + ,陰離子放電能力弱于水電離出 0H，如活潑金屬的無氧酸鹽；陽離子放 電能力弱于水電離出H + ,陰離子放電能力強(qiáng)于水電離出 0H，如不 活潑金屬的含氧酸鹽。NaCI （aq）陽極（Cl >0K） 2cI 2e =C12T陰極：（Na <H = 2H +2e=H2T電解總方程式 2NaCl +2H2O=2NaOH + H2 T + C12 T CuSO4 (aq)陽極(SO42 <OH = 4OH 4e =2H2O + O2f陰極(Cu2+ > H ) Cu2+ + 2e = Cu電解總方程式 2CUSO4+ 2H2O=2Cu

26、+ 2H2SO4+ O2 T【歸納總結(jié)J(1)電解的四種類型(惰性電極)矮實(shí)例電*對 蠢pH西 蹄度電解端 闔螳硼座陰：1陽：40H4=0口 t翻水電增大力啾林水國增大崎酬向水榕？博大力際告確 酶電解而削富孑畫破成電螂電解質(zhì)增哪力原玳氨您代銅電解質(zhì)增四加無水氯 陽銅有昌糧 齡與產(chǎn) 生四陽班：陰曹于被電陰世：現(xiàn)氧化的電醉質(zhì) 俅埴嘶小南通氫蝴既 旗5產(chǎn)陽根:嘴陰費(fèi)：陽黑子故電精髓電解質(zhì) 俅降低降低力南用匐硝麟艮力Ji玳銀(2)電解質(zhì)溶液濃度復(fù)原：加入物質(zhì)與電解產(chǎn)物的反應(yīng)必須符 合電解方程式生成物的化學(xué)計量數(shù)。(3)電解時pH的變化：電極區(qū)域：陰極H+放電產(chǎn)生H2,破壞水的電離平衡云集 OH， 陰極

27、區(qū)域pH變大；陽極OH放電產(chǎn)生。2,破壞水的電離平衡云集 H+,陽極區(qū)域pH變小。電解質(zhì)溶液：電解過程中，既產(chǎn)生 H2,又產(chǎn)生。2,則原溶液呈 酸性的pH變小，原溶液呈堿性的pH變大，原溶液呈中性的pH不 變(濃度變大)；電解過程中，無H2和O2產(chǎn)生，pH幾乎不變。如電 解CuC12溶液(CuC12溶液由于Cu2+水解顯酸性)，一旦CuC12全部電 解完，pH值會變大，成中性溶液。電解過程中，只產(chǎn)生 H2, pH變 大。電解過程中，只產(chǎn)生 O2, pH變小。(4)電極方程式的書寫：先看電極；再將溶液中的離子放 電順序排隊(duì)，依次放電；注意要遵循電荷守恒，電子得失的數(shù)目要 相等。(二)電解原理的應(yīng)

28、用 1、銅的電解精煉2、陽極（粗銅棒）：Cu-2e =Cu2+ 陰極（精銅棒）：Cu2+ + 2e = Cu 電解質(zhì)溶液：含銅離子的可溶性電解質(zhì)分析：因?yàn)榇帚~中含有金、銀、鋅、鐵、銀等雜質(zhì)，電解時，比 銅活潑的鋅、鐵、銀會在陽極放電形成陽離子進(jìn)入溶液中，Zn - 2e = Zn2+、Fe 2e = Fe2+、Ni 2e =Ni2+, Fe2+、Zn2+、Ni2+不會在陰極 析出，最終留存溶液中，所以電解質(zhì)溶液的濃度、質(zhì)量、 pH均會改 變。還原性比銅差的銀、金等不能失去電子，它們以單質(zhì)的形式沉積 在電解梢溶液中，成為陽極泥。陽極泥可再用于提煉金、銀等貴重金 屬。2、電鍍陽極（鍍層金屬）：Cu-

29、2e =Cu2+陰極（鍍件）：Cu2+ + 2e =Cu電鍍液：含鍍層金屬的電解質(zhì)分析：因?yàn)橛傻檬щ娮訑?shù)目守恒可知，陽極放電形成的Cu"離子和陰極Cu/離子放電的量相等，所以電解質(zhì)溶液的濃度、質(zhì)量、 pH均不會改變。（1）電鍍是電解的應(yīng)用。電鍍是以鍍層金屬為陽極，待鍍金屬 制品為陰極，含鍍層金屬離子為電鍍液。（2）電鍍過程的特點(diǎn)：犧牲陽極；電鍍液的濃度（嚴(yán)格說是鍍 層金屬離子的濃度）保持不變；在電鍍的條件下，水電離產(chǎn)生的H+、OH一般不放電。電解飽和食鹽水一一氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)所得的NaOH、Cl 2、H2都是重要的化工生產(chǎn)原料， 進(jìn)一步加工可得多種化工產(chǎn)品，涉及多種化工行業(yè)，如：有機(jī)

30、合成、 醫(yī)藥、農(nóng)藥、造紙、紡織等，與人們的生活息息相關(guān)。捐制地和WaClH2cl今少量NaQH陽極：石墨或金屬鈦2cl 2e= Cl2 T陰極：鐵網(wǎng)2H+ + 2e= H2 T電解質(zhì)溶液：飽和食鹽水電解總方程式：2NaCl + 2H2O=2NaOH + H2 T + CI2 T分析：在飽和食鹽水中接通直流電源后，溶液中帶負(fù)電的OH.和C向陽極移動，由于C比OH容易失去電子，在陽極被氧化成 氯原子，氯原子結(jié)合成氯分子放出；溶液中帶正電的Na+和H+向陰極 移動，由于H+比Na+容易失去電子，在陰極被還原成氫原子，氫原子 結(jié)合成氫分子放出；在陰極上得到 NaOH。(1)飽和食鹽水的精制：原因：除去

31、NaCl中的MgC、Na2SO4等雜質(zhì)，防止生成氫氧 化鎂沉淀影響溶液的導(dǎo)電性，防止氯化鈉中混有硫酸鈉影響燒堿的質(zhì)量。試劑加入的順序：先加過量的BaCl2和過量的NaOH(順序可換)， 再加入過量的Na2CO3,過濾，加鹽酸調(diào)節(jié)pH為7。(2)隔膜的作用：防止氫氣和氯氣混合發(fā)生爆炸；防止氯氣和 氫氧化鈉反應(yīng)影響燒堿的質(zhì)量。4、電解法冶煉活潑金屬：(1)電解熔融的氯化鈉制金屬鈉：電解2NaCl (熔融)=2Na+C12 T(2)電解熔融的氯化鎂制金屬鎂：電解MgC12 (熔融)Mg + C12 T(3)電解熔融的氧化鋁制金屬鋁： _ 電解2AI2O3 (熔融)=4A1+302 T分析：在金屬活動

32、順序表中K、Ca、Na、Mg、Al等金屬的還原 性很強(qiáng)，這些金屬都很容易失電子，因此不能用一般的方法和還原劑使其從化合物中還原出來，只能用電解其化合物熔融狀態(tài)方法來冶煉。注意：電解熔融NaCl和飽和NaCl溶液的區(qū)別；不能用 MgO替代MgCl2的原因；不能用A1C13替代AI2O3的原因三原電池、電解池和電鍍池的比較原電褶怫：i電話他定 曳福的酉索化皎電礎(chǔ)裝置格電造移用成也星用的物厘用噂模理在網(wǎng)綱硒iU 一層其它If的裝置釜 SC >CTA Kf+pr 保H喀4CuSQ佻口活船棚 口電峭重醐©兩電而掛直流電涯兩砌撞入里牌應(yīng)翩平強(qiáng)電闌營回爵翻層金星筱赧S踹1作為陽松. 存期需蛋

33、蘸負(fù)根,的期赧 工也送酒通M百梗是基凰茨烹干稱:&贛：城造好屬正概!技不活浪短修（或都與鋤北臺底）的掘：與用福工島相隹 用祇；與電弱負(fù)楹相連名麻國電解,但白防剎案件.陽極;明就曷鍍層金晶 狎極：鍍性（落翻切伴）塞破：翼立反迎【辱U 正撥：曲崛工正巷還、陽破：輒牝豆厘，出租中的陰黑 二班三熔乂心土三十陽蝕 用金：顧及。一定睡皤中覿財律電子用懿）汨思：同優(yōu)員耳，里律電椎矢里子 籽新蹄【用苗明舞：還麻應(yīng)，電既觀中附領(lǐng)等 金邸眶子俾電子加）電子詵百魚股一正善重毅一3月fi, 閨圾正福用電熱電電范方向正段一 ©啜正極f俄強(qiáng)f思薜國硝-F螞根一提，電蒯對比危部點(diǎn)導(dǎo)超的過程城俄上就是 吧般

34、月叱為化爭褪，而在原電e電第過程；電前提蒞外電希的隹用下ifc鯉生的第比研的團(tuán)b尼 池中正野相反是自就虹牝還原反應(yīng)輜觸，花化學(xué)翎簡電輪.典型例題分析例1、下圖中x、y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn) a極板質(zhì) 量增加，b極板處有無色無臭氣體放出，符合這一情況的是（）a極板b極板x電極Z溶液A鋅石墨負(fù)極CuSO4B石墨石墨負(fù)極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負(fù)極CuCl2分析：通電后a極板增重，表明溶液中金屬陽離子在a極板上放 電，發(fā)生還原反應(yīng)析出了金屬單質(zhì)，因此可確定a極板是電解池的陰 極，與它相連接的直流電源的x極是負(fù)極。選項(xiàng)C中x極為正極， 故C不正確。A中電解液為CuSO4溶液，陰極

35、a板上析出Cu而增重， 陽極b板上由于OH一離子放電而放出無色無臭的 。2,故A正確。B 中電解液為NaOH溶液，通電后陰極a上應(yīng)放出H2, a極板不會增重， 故B不正確。D中電解液為CuCl2溶液，陰極a板上因析出Cu而增 重，但陽板b板上因C離子放電，放出黃綠色有刺激性氣味的 C12, 故D不正確。答案為A。例2、高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該 電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為 地電、3Zn+2K2FeO4+8H2Oi3Zn (OH) 2+2Fe (OH) 3+4KOH 下列敘述不正確的是A、放電時負(fù)極反應(yīng)為：Zn-2e +2OH = Zn (OH)

36、 22B、充電時陽極反應(yīng)為：Fe (OH)33e + 5 OH = FeO, + 4H2OC、放電時每轉(zhuǎn)移3 mol電子，正極有1mol LFeO,被氧化D、放電時正極附近溶液的堿性增強(qiáng)分析：A是關(guān)于負(fù)極反應(yīng)式的判斷，判斷的要點(diǎn)是：抓住總方程 式中“放電”是原電池、“充電”是電解池的規(guī)律，再分析清楚價態(tài) 的變化趨勢，從而快速準(zhǔn)確的判斷，A是正確的。B是充電時的陽極 方程式，首先判斷應(yīng)該從右向左，再判斷陽極應(yīng)該是失去電子，就應(yīng) 該是元素化合價升高的元素所在的化合物參加反應(yīng)，然后注重電子、 電荷以及元素三個守恒，B正確；C主要是分析原總方程式即可，應(yīng) 該是1mol KzFeC4被還原，而不是氧化。

37、D選項(xiàng)中關(guān)于放電時正極附 近的溶液狀況，主要是分析正極參加反應(yīng)的物質(zhì)以及其電極反應(yīng)式即 可，本答案是正確的。答案選 Co例5、通以相等的電量，分別電解等濃度的硝酸銀和硝酸亞汞(亞 汞的化合價為+1價)溶液，若被還原的硝酸銀和硝酸亞汞的物質(zhì)的 量之比n (硝酸銀)：n (硝酸亞汞)=2 ： 1,則下列表述正確的是 ( )A、在兩個陰極上得到的銀和汞的物質(zhì)的量之比 n (Ag) ： n (Hg) =2 ： 1B、在兩個陽極上得到的產(chǎn)物的物質(zhì)的量不相等C、硝酸亞汞的分子式為HgNO3D、硝酸亞汞的分子式為 Hg2 (NO3) 2分析：通以相等的電量即是通過相同的電子數(shù)， 銀和亞汞都是+1 價，因此，

38、得到的單質(zhì)銀和汞的物質(zhì)的量也應(yīng)相等； 又因電解的n (硝 酸銀)：n (硝酸亞汞)=2： 1,硝酸銀的化學(xué)式為 AgNO3,故硝酸 亞汞的化學(xué)式不可能為HgNO3,只能為Hg2 (NO3) 2。答案為Do例6、下圖中電極a、b分別為Ag電極和Pt電極，電極c、d都是 石墨電極。通電一段時間后，只在 c、d兩極上共收集到336mL (標(biāo) 準(zhǔn)狀態(tài))氣體?；卮穑?slL二M 二 自肥5悶雨5制相的(1)直流電源中，M為 極。(2) Pt電極上生成的物質(zhì)是 ,其質(zhì)量為 go(3)電源輸出的電子，其物質(zhì)的量與電極 b、c、d分別生成的 物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為：2 : : :。(4) AgNO3溶液的濃度(

39、填增大、減小或不變。下同) ， AgNO3溶液的pH, H2SO4溶液的濃度, H2SO4溶液的pH_0(5)若H2SO4溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5.00%變?yōu)?.02%,則原有5.00% 的H2SO4溶液為多少g。分析：電解5.00%的稀H2SO4,實(shí)際上是電解其中的水。因此在 該電解池的陰極產(chǎn)生H2,陽極產(chǎn)生。2,且V (H2): V (。2)=2: 1。 據(jù)此可確定d極為陰極，則電源的N極為負(fù)極，M極為正極。在336mL 氣體中，V (H2) =2/3X336ml=224ml,為 0.01mol, V (O2) =1/3X 336ml=112ml,為0.005mol。說明電路上有 0.02mol

40、電子，因止匕在 b極（Pt、陰極）產(chǎn)生：0.02 x 108=2.16g,即 0.02mol 的 Ag。則 n （e）: n （Ag）: n （O2）: n （H2） = 0.02 : 0.02 : 0.005： 0.01=4: 4: 1:2。由Ag （陽）電極、Pt （陰）電極和 AgNO3溶液組成的電鍍池， 在通電一定時間后，在 Pt電極上放電所消耗溶液中 Ag+離子的物質(zhì) 的量，等于Ag電極被還原給溶液補(bǔ)充的Ag+離子的物質(zhì)的量，因此 AgNO3不變，溶液的pH也不變。電解5.00%的H2SO4溶液，由于 其中的水發(fā)生電解，因此H2SO4增大，由于H+增大，故溶液的pH 減小。設(shè)原5.0

41、0%的H2SO4溶液為xg,電解時消耗水0.01X18 = 0.18g, 則： 5.00%x 5.02% x 0.18 ，解得：x 45.18g。答案：（1）正（2） Ag、2.16 （3） 2 ： 1/2 ： 1;（ 4）不變、不變、增大、減??；（ 5） 45.18。1 確定金屬活動性順序例1. （1993年上海高考化學(xué)題）有 A、R C、D四種金屬，將A與 B 用導(dǎo)線聯(lián)結(jié)起來，浸入電解質(zhì)溶液中，B 不易被腐蝕；將A、 D分別投入到等濃度的鹽酸中，D比A反應(yīng)劇烈；將銅浸入B的鹽溶液 中無明顯變化；將銅浸入C的鹽溶液中，有金屬C析出。據(jù)此可推知 它們的金屬活動性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋ǎ〢. D&g

42、t; C>A> B B . D>A> B> CC. D> B>A> C D . B>A> D> C解析： 根據(jù)原電池原理，較活潑金屬作負(fù)極，較不活潑金屬作正極，B不易被腐蝕，說明B為正極，金屬活動性A>Bo另可比較出金屬活動性D>A, B>Co故答案為B項(xiàng)。2比較反應(yīng)速率例2. （2000年北京春季高考化學(xué)題）100mL濃度為2 mol L-1的鹽酸跟過量的鋅片反應(yīng)，為加快反應(yīng)速率，又不影響生成氫氣的總量，可采用的方法是（）A.加入適量的6mol L-1的鹽酸B.加入數(shù)滴氯化銅溶液C.加入適量蒸儲水D.加入適量

43、的氯化鈉溶液解析：向溶液中再加入鹽酸，H+的物質(zhì)的量增加，生成H2的總量 也增加，A錯。加入氯化銅后，鋅置換出的少量銅附在鋅片上，形成 了原電池反應(yīng)，反應(yīng)速率加快，又鋅是過量的，生成H2的總量決定于 鹽酸的量，故B正確。向原溶液中加入水或氯化鈉溶液都引起溶液中 H+濃度的下降，反應(yīng)速率變慢，故 C D都不正確。本題答案為B項(xiàng)。3書寫電極反應(yīng)式、總反應(yīng)式例 3 （ 2000 年全國高考理綜題）熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用 LizCO和NaCO的熔融鹽 混合物作電解質(zhì)，CO 為陽極燃?xì)猓諝馀cCO2 的混合氣體為陰極助燃?xì)?，制得?50下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：

44、陽極反應(yīng)式：2CO+2C3O2-4e-= 4CO2陰極反應(yīng)式：，電池總反應(yīng)式：。解析： 作為燃料電池，總的效果就是把燃料進(jìn)行燃燒。本題中CO為還原劑，空氣中。為氧化劑，電池總反應(yīng)式為：2CO+2=2CO。用總反應(yīng)式減去電池負(fù)極（即題目指的陽極）反應(yīng)式，就可得到電池正極（即題目指的陰極）反應(yīng)式：O2+2CO2+4e-= 2CO32- 。4分析電極反應(yīng)例4. （1999年全國高考化學(xué)題）氫鎮(zhèn)電池是近年開發(fā)出來的可 充電電池，它可以取代會產(chǎn)生污染的銅銀電池。 氫銀電池的總反應(yīng)式 是：曲電” （1/2）H 2+NiO（OH）Ni（OH） 2根據(jù)此反應(yīng)式判斷下列敘述中正確的是（）A.電池放電時，電池負(fù)極

45、周圍溶液的 pH不斷增大B.電池放電時，銀元素被氧化C.電池充電時，氫元素被還原D.電池放電時，H2是負(fù)極解析：電池的充、放電互為相反的過程，放電時是原電池反應(yīng)， 充電時是電解池反應(yīng)。根據(jù)氫銀電池放電時的總反應(yīng)式可知，電解質(zhì)溶液只能是強(qiáng)堿性溶液，不能是強(qiáng)酸性溶液，因?yàn)樵趶?qiáng)酸性溶液中 NiO（OHK口 Ni（OH）2都會溶解。這樣可寫出負(fù)極反應(yīng)式：H+2OH-2e-= 2HO,屋為負(fù)極，附近的pH應(yīng)下降。放電時銀元素由+3價變?yōu)?2價, 被還原，充電時氫元素由+1價變?yōu)?價，被還原。故答案為C、D項(xiàng)。例5. （2000年全國高考理綜題）鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)（）A. 2H+2e=H

46、2B . 2HO+G+4e= 4OHC. Fe-2e=Fe2+D . 40HMe=2H2O+O解析：鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，負(fù)極為鐵，正極為碳，電解質(zhì)溶液為溶有 Q或CO等氣體的水膜。當(dāng)水膜呈弱酸性或 中性時發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極反應(yīng)為：Fe-2e-=Fe2+,正極反應(yīng)為：2HO+64e= 4OH;當(dāng)水膜呈酸性時發(fā)生析氫腐蝕，負(fù)極反應(yīng)為： Fe-2e-=Fe2+,正極反應(yīng)為：2H+2e=H。鋼鐵的電化學(xué)腐蝕以吸氧 腐蝕為主。故答案為C項(xiàng)。5 .判斷原電池的電極例6. （2001年廣東高考化學(xué)題）銀鎘（Ni-Cd）可充電電池在現(xiàn) 代生活中有廣泛應(yīng)用，它的充放電反應(yīng)按下式進(jìn)行： 嘿* Cd

47、+MOfOHXJHjPAX 由此可知，該電池放電時的負(fù)極材料是（）A. Cd（OH） B . Ni（OH）2C. Cd D . NiO（OH）解析：此電池放電時為原電池反應(yīng)，所列反應(yīng)由右向左進(jìn)行，Cd 元素由0價變?yōu)?2價，失去電子，被氧化，故 Cd是電池的負(fù)極反應(yīng) 材料。本題答案為C項(xiàng)。例7. （2001年上海高考化學(xué)題）銅片和鋅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，鋅片是（）A.陰極B .正極C .陽極D .負(fù)極解析：銅片和鋅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中形成了原電池，由于金屬活動性Zn>Cu,故Zn為負(fù)極。答案為D項(xiàng)。6 .原電池原理的綜合應(yīng)用例8. （2004年天津高考理綜題）下圖為氫氧燃料電

48、池原理示意 圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是 （）A. a電極是負(fù)極B. b電極的電極反應(yīng)為：4OH-4e-= 2HO+OTC.氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源D.氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲藏在電 池內(nèi)的新型發(fā)電裝置解析：分析氫氧燃料電池原理示意圖，可知 a極為負(fù)極，其電極 反應(yīng)為：2H-4e-=4H1, b極為正極，其電極反應(yīng)為：Q+2H2O+4e=4OH, 電池總反應(yīng)式為：2H+O=2HQ H為還原劑，Q為氧化劑，H、Q不 需全部儲藏在電池內(nèi)。故答案為 B項(xiàng)。例9. (2004年江蘇高考化學(xué)題)堿性電池具有容量大、放電電 流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅一

49、鎰堿性電池以氫氧化鉀溶液為 電解液，電池總反應(yīng)式為：Zn(s)+2MnQ(s)+H2O(l)=Zn(OHMs)+Mn2Q(s)下列說法錯誤的是()A .電池工作時，鋅失去電子B 電 池 正 極 的 電 極 反 應(yīng) 式 為 ： 2MnO2(s)+H 2O(1)+2e- =Mn2O3(s)+2OH-(aq)C 電池工作時，電子由正極通過外電路流向負(fù)極D 外電路中每通過O.2mol 電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g解析：該電池的電解液為KOH容液，結(jié)合總反應(yīng)式可寫出負(fù)極反應(yīng)式：Zn(s)+2OH-(aq)-2e - = Zn(OH)2(s) ，用總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式， 可得到正極反應(yīng)式：2MnO2(s)+H2O(1)+2e- = Mn2O3(s)+2OH-(aq) 。Zn 為負(fù)極，失去電子，電子由負(fù)極通過外電路流向正極。1molZn 失去 2mol 電子，外電路中每通過O.2mol 電子， Zn 的質(zhì)量理論上減小6.5g。故答案為C項(xiàng)。1. 在原電池和電解池的電極上所發(fā)生的反應(yīng)，同屬氧化反應(yīng)或同屬還原反應(yīng)的是()A 原電池正極和電解池陽極所發(fā)生的反應(yīng)B 原電池正極和電解池陰極所發(fā)生的C 原電池負(fù)極和電解池陽極所發(fā)生的反應(yīng)D 原電池負(fù)極和電解池陰極所發(fā)生的反應(yīng)2、關(guān)于原電池和電解池的敘述正確的是()A.原電池失去電子的電極稱為陰極B.電解池的陽極、原電池的負(fù)極都