原電池和電解池知識(shí)點(diǎn)全解(每個(gè)知識(shí)點(diǎn)配2014年高考真題)

1、8原電池和電解池知識(shí)點(diǎn)全解1原電池和電解池的比較：裝置原電池電解池實(shí)例原理使氧化還原反應(yīng)中電子作定向移動(dòng)，從而形成電流。這種把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池。使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)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(yáng)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-=Zn

2、2+ （氧化反應(yīng)）正極：2H+2e-=H2（還原反應(yīng)）陰極：Cu2+ +2e- = Cu （還原反應(yīng)）陽(yáng)極：2Cl-2e-=Cl2 （氧化反應(yīng)）電子流向負(fù)極正極電源負(fù)極陰極；陽(yáng)極電源正極電流方向正極負(fù)極電源正極陽(yáng)極；陰極電源負(fù)極能量轉(zhuǎn)化化學(xué)能電能電能化學(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）。（2014·浙江理綜化學(xué)卷，T11）鎳氫電池（NiMH）目前已經(jīng)成為混合動(dòng)力汽車的一種主要電池類型。NiMH中的M表示儲(chǔ)氫金屬或合金。該電池在充電過程中的總反應(yīng)方程式是：Ni(OH)2 + M = NiOOH + MH。

3、已知：6NiOOH + NH3 + H2O + OH =6 Ni(OH)2 + NO2下列說法正確的是ANiMH 電池放電過程中，正極的電極反應(yīng)式為：NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2 + OHB充電過程中OH離子從陽(yáng)極向陰極遷移C充電過程中陰極的電極反應(yīng)式：H2O + M + e= MH + OH，H2O中的H被M還原DNiMH電池中可以用KOH溶液、氨水等作為電解質(zhì)溶液（2014·天津理綜化學(xué)卷，T6）已知：鋰離子電池的總反應(yīng)為L(zhǎng)ixCLi1xCoO2 CLiCoO2鋰硫電池的總反應(yīng)2LiS Li2S有關(guān)上述兩種電池說法正確的是()A鋰離子電池放電時(shí)， Li向負(fù)極遷

4、移B鋰硫電池充電時(shí)，鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)C理論上兩種電池的比能量相同D下圖表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電 （2014·全國(guó)大綱版理綜化學(xué)卷，T9）右圖是在航天用高壓氫鎳電池基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種金屬氫化物鎳電池(MHNi電池)。下列有關(guān)說法不正確的是A放電時(shí)正極反應(yīng)為：NiOOHH2OeNi(OH)2OHB電池的電解液可為KOH溶液C充電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：MHOHMH2OeDMH是一類儲(chǔ)氫材料，其氫密度越大，電池的能量密度越高（2014·全國(guó)理綜II化學(xué)卷，T12）2013年3月我國(guó)科學(xué)家報(bào)道了如圖所示的水溶液鋰離子電池體系。下列敘述錯(cuò)誤的是Aa為電池的正極B電池充電反應(yīng)為L(zhǎng)iMn

5、2O4=Li1-xMn2O4+xLiC放電時(shí)，a極鋰的化合價(jià)發(fā)生變化D放電時(shí)，溶液中的Li+從b向a遷移（2014·福建理綜化學(xué)卷，T11）某原電池裝置如右圖所示，電池總反應(yīng)為2AgCl22AgCl。下列說法正確的是A正極反應(yīng)為AgCl eAg ClB放電時(shí)，交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成C若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應(yīng)隨之改變D當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e時(shí)，交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02 mol離子（2014·海南單科化學(xué)卷，T3）以石墨為電極，電解KI溶液（含有少量的酚酞和淀粉），下列說法錯(cuò)誤的是A、陰極附近溶液呈紅色 B、陰極逸出氣體C、陽(yáng)極附近溶液

6、呈藍(lán)色 D、溶液的PH變小5電鍍銅、精煉銅比較電鍍銅精煉銅形成條件鍍層金屬作陽(yáng)極，鍍件作陰極，電鍍液必須含有鍍層金屬的離子粗銅金屬作陽(yáng)極，精銅作陰極，CuSO4溶液作電解液電極反應(yīng)陽(yáng)極 Cu 2e- = Cu2+陰極 Cu2+2e- = Cu陽(yáng)極：Zn - 2e- = Zn2+ Cu - 2e- = Cu2+ 等陰極：Cu2+ + 2e- = Cu溶液變化電鍍液的濃度不變?nèi)芤褐腥苜|(zhì)濃度減?。?014·海南單科化學(xué)卷，T20-I）（6分）下列有關(guān)敘述正確的是 A堿性鋅錳電池中，MnO2是催化劑 B銀鋅紐扣電池工作時(shí)，Ag2O被還原為Ag C放電時(shí)，鉛酸蓄電池中硫酸濃度不斷增大 D電鍍時(shí)

7、，待鍍的金屬制品表面發(fā)生還原反應(yīng)6電解方程式的實(shí)例（用惰性電極電解）：電解質(zhì)溶液陽(yáng)極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式總反應(yīng)方程式（條件：電解）溶液酸堿性變化CuCl22Cl-2e-=Cl2Cu2+ +2e-= CuCuCl2= Cu +Cl2HCl2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H22HCl=H2+Cl2酸性減弱Na2SO44OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2不變H2SO44OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2消耗水，酸性增強(qiáng)NaOH4OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2消耗水，堿性增強(qiáng)NaCl2Cl-2e-

8、=Cl22H+2e-=H22NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOHH+放電，堿性增強(qiáng)CuSO44OH-4e-=2H2O+O2Cu2+ +2e-= Cu2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2+2H2SO4OH 放電,酸性增強(qiáng)（2014·北京理綜化學(xué)卷，T9）下列解釋事實(shí)的方程式不正確的是（ ）A測(cè)0.1mol/L氨水的pH為11：NH3·H2ONH4+OH-B將Na塊放入水中，放出氣體：2Na+2H2O=2NaOH+H2C用CuCl2溶液做導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)，燈泡發(fā)光：CuCl2 Cu2+2Cl- DAl片溶于NaOH溶液中，產(chǎn)生氣體：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3

9、H27。常見實(shí)用電池的種類和特點(diǎn)干電池（屬于一次電池）結(jié)構(gòu)：鋅筒、填滿MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊狀物。電極反應(yīng) 負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+正極：2NH4+2e-=2NH3+H2 NH3和H2被Zn2、MnO2吸收： MnO2+H2=MnO+H2O,Zn24NH3=Zn(NH3)42鉛蓄電池（屬于二次電池、可充電電池） 結(jié)構(gòu)：鉛板、填滿PbO2的鉛板、稀H2SO4。A.放電反應(yīng) 負(fù)極： Pb-2e-+ SO42- = PbSO4 正極： PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2OB.充電反應(yīng) 陰極：PbSO4 +2e-= Pb+ SO42- 陽(yáng)極：PbSO

10、4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42- 總式：Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O 注意：放電和充電是完全相反的過程，放電作原電池，充電作電解池。電極名稱看電子得失，電極反應(yīng)式的書寫要求與離子方程式一樣，且加起來應(yīng)與總反應(yīng)式相同。鋰電池 結(jié)構(gòu)：鋰、石墨、固態(tài)碘作電解質(zhì)。 電極反應(yīng) 負(fù)極： 2Li-2e- = 2Li+正極： I2 +2e- = 2I- 總式：2Li + I2 = 2LiIA.氫氧燃料電池 結(jié)構(gòu)：石墨、石墨、KOH溶液。電極反應(yīng) 負(fù)極： H2- 2e-+ 2OH- = 2H2O 正極： O2 + 4e- + 2H2O = 4

11、OH-總式：2H2+O2=2H2O（反應(yīng)過程中沒有火焰，不是放出光和熱，而是產(chǎn)生電流）注意：還原劑在負(fù)極上反應(yīng)，氧化劑在正極上反應(yīng)。書寫電極反應(yīng)式時(shí)必須考慮介質(zhì)參加反應(yīng)（先常規(guī)后深入）。若相互反應(yīng)的物質(zhì)是溶液，則需要鹽橋（內(nèi)裝KCl的瓊脂，形成閉合回路）。BB.鋁、空氣燃料電池 以鋁空氣海水電池為能源的新型海水標(biāo)志燈已研制成功。這種燈以取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而源源不斷產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中，數(shù)分鐘后就會(huì)發(fā)出耀眼的閃光，其能量比干電池高2050倍。電極反應(yīng)：鋁是負(fù)極 4Al-12e-= 4Al3+；石墨是正極 3O2+6H2O+12e-=12OH-（2014

12、·北京理綜化學(xué)卷，T8）下列電池工作時(shí)，O2在正極放電的是（ ）A鋅錳電池B氫燃料電池C鉛蓄電池D鎳鎘電池8電解反應(yīng)中反應(yīng)物的判斷放電順序 陰極A.陰極材料(金屬或石墨)總是受到保護(hù)。B.陽(yáng)離子得電子順序 金屬活動(dòng)順序表的反表：K+ <Ca2+ < Na+ < Mg2+ < Al3+< (H+) < Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < Cu2+ < Hg2+ < Ag+ 陽(yáng)極A.陽(yáng)極材料是惰性電極(C、Pt、Au、Ti等)時(shí)：陰離子失電子：S2- I- Br- Cl- OH- NO3- 等含氧

13、酸根離子 F-B.陽(yáng)極是活潑電極時(shí)：電極本身被氧化，溶液中的離子不放電?！纠}】某溶液中含有 NaCl和H2SO4兩種溶質(zhì)，它們的物質(zhì)的量之比為3:1。用石墨作電極電解該溶液時(shí)，根據(jù)電極產(chǎn)物，可明顯分為三個(gè)階段。下列敘述不正確的是 （ ） A陰極只放出H2 B陽(yáng)極先放出Cl2，后放出O2 C電解的最后階段為電解水 D溶液pH不斷減小，最后pH7 9電解反應(yīng)方程式的書寫步驟：分析電解質(zhì)溶液中存在的離子；分析離子的放電順序；確定電極、寫出電極反應(yīng)式；寫出電解方程式。如：解NaCl溶液：2NaCl+2H2O H2+Cl2+2NaOH，溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電解反應(yīng)，PH增大電解CuSO4溶液：2CuSO4

14、 + 2H2O2Cu + O2+ 2H2SO4溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電解反應(yīng)， PH減小。 電解CuCl2溶液：CuCl2 CuCl2 電解鹽酸： 2HCl H2Cl2溶劑不變，實(shí)際上是電解溶質(zhì)，PH增大。電解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液：2H2O 2H2 + O2，溶質(zhì)不變，實(shí)際上是電解水，PH分別減小、增大、不變。酸、堿、鹽的加入增加了溶液導(dǎo)電性,從而加快電解速率（不是起催化作用）。電解熔融NaOH: 4NaOH 4Na + O2 + H2O 用銅電極電解Na2SO4溶液: Cu +2H2O Cu(OH)2 + H2 （注意：不是電解水。）（2014·海南單科化學(xué)卷，T

15、16）（9分）鋰錳電池的體積小，性能優(yōu)良，是常用的一次電池。該電池反應(yīng)原理如圖所示，其中電解質(zhì)LiClO4溶于混合有機(jī)溶劑中，Li+ 通過電解質(zhì)遷移入MnO2晶格中，生成LiMnO2?；卮鹣铝袉栴}：（1）外電路的電流方向是由_極流向_極。（填字母）（2）電池正極反應(yīng)式為_。（3）是否可用水代替電池中的混合有機(jī)溶劑？_（填“是”或“否”）原因是_。（4）MnO2可與KOH和KClO4在高溫條件下反應(yīng)，生成K2MnO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_，K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物質(zhì)的量之比為_。10電解液的PH變化:根據(jù)電解產(chǎn)物判斷?？谠E：“有氫生成堿，有氧生成酸；都有濃度大,

16、都無濃度小”。（“濃度大”、“濃度小”是指溶質(zhì)的濃度）11使電解后的溶液恢復(fù)原狀的方法：先讓析出的產(chǎn)物（氣體或沉淀）恰好完全反應(yīng)，再將其化合物投入電解后的溶液中即可。如：NaCl溶液：通HCl氣體（不能加鹽酸）；AgNO3溶液：加Ag2O固體（不能加AgOH）；CuCl2溶液：加CuCl2固體；KNO3溶液： 加H2O；CuSO4溶液：CuO（不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3）等?！纠}】用惰性電極電解CuSO4溶液，當(dāng)Cu2+濃度下降至一半時(shí)停止通電，要想使CuSO4溶液恢復(fù)原濃度，應(yīng)加入的物質(zhì)是（ ） A. CuSO4 B. CuO C. Cu(OH)2 D. CuS

17、O4·5H2O12電解原理的應(yīng)用圖20-1A、電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)） 反應(yīng)原理陽(yáng)極： 2Cl- - 2e-= Cl2 陰極： 2H+ + 2e-= H2總反應(yīng)：2NaCl+2H2OH2+Cl2+2NaOH 設(shè)備 （陽(yáng)離子交換膜電解槽）組成：陽(yáng)極Ti、陰極Fe陽(yáng)離子交換膜的作用：它只允許陽(yáng)離子通過而阻止陰離子和氣體通過。制燒堿生產(chǎn)過程 （離子交換膜法） 食鹽水的精制：粗鹽（含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42- 等）加入NaOH溶液加入BaCl2溶液加入Na2CO3溶液過濾加入鹽酸加入離子交換劑(NaR) 電解生產(chǎn)主要過程（見圖20-1）：NaCl從陽(yáng)極區(qū)加入，H2O從陰

18、極區(qū)加入。陰極H+ 放電，破壞了水的電離平衡，使OH-濃度增大，OH-和Na+形成NaOH溶液。B、電解冶煉鋁原料：（A）、冰晶石：Na3AlF6=3Na+AlF63-（B）、氧化鋁： 鋁土礦 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3 原理 陽(yáng)極 2O2 4e- =O2陰極 Al3+3e- =Al總反應(yīng)：4Al3+6O24Al+3O2 設(shè)備：電解槽（陽(yáng)極C、陰極Fe） 因?yàn)殛?yáng)極材料不斷地與生成的氧氣反應(yīng)：C+O2 CO+CO2，故需定時(shí)補(bǔ)充。C、電鍍：用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金的過程。鍍層金屬作陽(yáng)極，鍍件作陰極，電鍍液必須含有鍍層金屬的離子。電鍍鋅原理：陽(yáng)極 Zn2e = Zn2+陰極 Zn2+2e=Zn電鍍液的濃度在電鍍過程中不發(fā)生變化。在電鍍控制的條件下，水電離出來的H+和OH一般不起反應(yīng)。電鍍液中加氨水或 NaCN的原因：使Zn2+離子濃度很小，鍍速慢，鍍層才能致密、光亮。D、電解冶煉活潑金屬Na、Mg、Al等。