高中化學(xué)知識點-原電池和電解池

1、原電池彳解范一百實例.原電池和電解池的比較： 裝置原理使電流通過電解質(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。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)?電能的裝置叫做原電池。形成條件反應(yīng)類型電極：兩種不同的導(dǎo)體相連;電解質(zhì)溶液：能與電極反應(yīng)。自發(fā)的氧化還原反應(yīng)電源;電極（惰性或非惰性）電解質(zhì)（水溶液或熔化態(tài)）非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)電極名稱電極反應(yīng)由電極本身性質(zhì)決定：正極：材料性質(zhì)較不活潑的電極;負極：材料性質(zhì)較活潑的電極;負極：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）+-由外電源決定：陽極：連電源的正極；陰極：連電源的負極

2、;陰極：Cu2+ +2e- = Cu（還原反應(yīng)）電子流向正極：2H +2e =H 2 T （還原反應(yīng)） 負極正極陽極：2Cl -2e =Cl 2 T（氧化反應(yīng)）電流方向正極負極能量轉(zhuǎn)化應(yīng)用化學(xué)能一電能抗金屬的電化腐蝕;實用電池U電源負極-陰極；陽極-電源正極 電源正極-陽極；陰極-電源負極 電能一化學(xué)能電解食鹽水（氯堿工業(yè)）;電鍍（鍍銅）；電冶（冶煉Na、Mg、Al）;精煉（精銅）o原電池的形成條件但區(qū)別于一般的氧化還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),京反應(yīng)的是，電子轉(zhuǎn)移不是通過氧化劑和還原劑之間的有效碰撞完成的，而是還原劑氧化劑在正極匕得電在負極匕失電子發(fā)牛氧化反應(yīng).電子通過

3、外電路輸送到正極 匕 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)成了閉合同路，使兩人電極反應(yīng)不斷進行,發(fā)生有序的電子轉(zhuǎn)移過程，產(chǎn)生電流，實現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)唳從能量轉(zhuǎn)，名角度看，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,使氧化還京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, 原反應(yīng)分別在兩個電極上進行O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)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，形成閉合同路。只

4、要具備以上三個條件就可構(gòu)成原電池。而化學(xué)電源因為要求可以提供持續(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.活潑性不同的金屬一鋅銅原電池，鋅作負極，銅作正極；b.金屬和非金屬(非金屬必須能導(dǎo)電)一鋅鎰干電池，鋅作負極，石墨作正極；c.金屬與化合物一鉛蓄電池，鉛板作負極，二氧化鉛作正極；d.惰性電極 一氫氧燃料電池，電極均為鉗。電解液的選擇：電解液一般要能與負極材料發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。原電池正負極判斷：負極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子；正極發(fā)

5、生還原反應(yīng)，得到電子。電子由負極流向正極，電流由正極流向負極。溶液中，陽離子移向正極，陰離子移向負極電極反應(yīng)方程式的書寫負極：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，則進行進一步的反應(yīng)。例：甲烷燃料電池中，電解液為KOH，負極甲烷失8個電子生成CO2和H2O，但CO2不能與OH-共存，要進一步反應(yīng)生成碳 酸根。正極：當(dāng)負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)負極材料不能與電解液反應(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

6、呈中性或堿性，O2+4e-+2H2O=4OH-。特殊情況 :Mg-Al-NaOH , Al 作負極。負極： Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O;正極：2H2O+2e- =H2 T +2OH -Cu-Al-HNO3 , Cu 作負極。注意：Fe作負極時，氧化產(chǎn)物是Fe2+而不可能是Fe3+ ;肺(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(減小)。溶液：若總反應(yīng)的結(jié)果是消耗OH-(H+),則

7、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(減小)；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，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)慣上遵循如下幾點規(guī)定：1. 一般把負極（如Zn棒與Zn2+離子溶液）寫在電池符號表示式的左邊，正極（如 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，溶液要標上活度或濃度（mol/L ）,若為氣體物質(zhì)應(yīng)注明其

8、分壓（Pa）,還應(yīng)標明當(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 “I ”表示不同物相之間的接界，用表示鹽橋。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（如鉗或石墨等）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。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

9、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：（一）Pt I I2（s） I I- （C） II Cl- （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：負極（Fe ） : 2Fe - 4e = 2Fe2+正極（C ） : 2H2O + O2 + 4e = 4OH

10、-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。隨著腐蝕的進行，氧不斷消耗，只 有來自空氣中的氧進行補充。因此，氧從空氣中進入溶液弁遷移到陰極表面發(fā)生還原 反應(yīng)，這一過程包括一系列步驟。(1 )氧穿過空氣/溶液界面進入溶液；(2 )在溶液對流作用下，氧遷移到陰極表面附近；(3 )在擴散層范圍內(nèi)，氧在濃度梯度作用下擴散到陰極表面；(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

11、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)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散電流密度決定。擴散控制的腐蝕過程中，由于腐蝕速度

12、只決定于氧的擴散速度，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.溶解氧濃度的影響.溫度的影響.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 lgiC/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，電極表面溶液得到附加攪拌產(chǎn)物OH只能靠擴散或遷移離開，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

13、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：負極（鐵）：鐵被氧化Fe-2e=Fe2+ ;正極（碳）：溶液中的H+被還原 2H+2e=H2 T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。析氫腐蝕與吸氧腐蝕的比較比較項析氫腐蝕吸氧腐蝕目去極化劑I帶電氫離子，遷移速度和擴I中性氧分子，只能靠擴散和

14、對流傳輸性質(zhì)散能力都很大去極化劑濃度大，酸性溶液中H+放中性或堿性溶液中 H2O作去極化劑濃度不大，其溶解度通濃度電常隨溫度升高和鹽濃度增大而減小常用原電池方程式. Cu H2SO4 Zn 原電池正極： 2H+ 2e- H2T負極： Zn - 2e- Zn2+總反應(yīng)式：Zn + 2H+= Zn2+ + H2 T. Cu FeCl3 C 原電池正極： 2Fe3+ 2e- - 2Fe2+負極： Cu - 2e- Cu2+總反應(yīng)式：2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ Cu2+.鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕正極：O2 + 2H2O + 4e- f 4OH -負極：2Fe - 4e- 2Fe2+總反

15、應(yīng)式：2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe （ OH）2.氫氧燃料電池（中性介質(zhì)）正極：O2 + 2H2O + 4e- f 4OH -負極：2H2- 4e- 4H+總反應(yīng)式：2H2 + O2 = 2H2O.氫氧燃料電池（酸性介質(zhì)）正極：O2 + 4H+ 4e- 2H2O負極：2H2- 4e- - 4H+總反應(yīng)式：2H2 + O2 = 2H2O.氫氧燃料電池(堿性介質(zhì))正極：O2 + 2H2O + 4e- f 4OH-負極：2H2- 4e-+ 4OH- 7 4H2O總反應(yīng)式：2H2 + O2 = 2H2O.鉛蓄電池(放電)正極(PbO2):PbO2 + 2e-+ SO42-+ 4H+ -

16、PbSO4 + 2H2O負極(Pb) : Pb- 2e-+(SO4)2- PbSO4總反應(yīng)式：Pb+PbO2+4H+ 2(SO4)2-= 2PbSO4 + 2H2O. Al NaOHMg 原電池正極：6H2O + 6e- 3H2 T + 6OH -負極：2Al - 6e- + 8OH- - 2AlO2 -+ 4H2O總反應(yīng)式：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+ 3H2 T. CH4燃料電池(堿性介質(zhì))正極：2O2+ 4H2O + 8e- t 8OH -負極：CH4 -8e-+ 10OH-7 (CO3)2- + 7H2O總反應(yīng)式： CH4 + 2O2+ 2OH- = (CO3)2- +

17、3H2O.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- 2(CO3)2 -(持續(xù)補充 CO2 氣體)負極：2CO + 2(CO3)2- 4e- 7 4CO2總反應(yīng)式： 2CO + O2 = 2CO2.銀鋅紐扣電池(堿性介質(zhì))正極(Ag2O): Ag2O +H2O+ 2e-2Ag+ 2OH -負極(Zn) :Zn + 2OH-2e- ZnO + H2O應(yīng)式：Zn + Ag2O = ZnO + 2Ag常見的原電池常用原電池有鋅一鎰干電池、鋅一汞電池、鋅一銀扣式電池及鋰電池等。1鋅-鎰干電池：鋅-鎰電池具有原材料來源豐富、工藝簡單

18、，價格便宜、使用 方便等優(yōu)點，成為人們使用最多、最廣泛的電池品種。鋅一鎰電池以鋅為負極，以二 氧化鎰為正極。按照基本結(jié)構(gòu)，鋅-鎰電池可制成圓筒形、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-鎰電池分為三個 類型：(1)俊型鋅-鎰電池：電解質(zhì)以氯化俊為主，含少量氯化鋅。電池符號：(-)Zn | NH4Cl - ZnCl2 | MnO2 (+)總電池反應(yīng)： Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)池：又稱高功率鋅-鎰電池，電解質(zhì)為氯化鋅，具有防漏性能I密度較高等優(yōu)點，是鋅-鎰電池的第二代產(chǎn)品，20世紀70卜俊型電池相比鋅型電池

19、長時間放電不產(chǎn)生水，因此電池不Zn |ZnCl2 |MnO2(+)卜放電)： lnO(OH)=ZnCl2 2ZnO -4H2O+2Mn3O4 池：這是鋅-鎰電池的第三代產(chǎn)品，具有大功率放電性能好、 等優(yōu)點。:n |KOH |MnO2 (+)Zn+2H2O+2MnO2=2MnO(OH)+Zn(OH)2鋅一鎰電池額定開路電壓為1.5V ,實際開路電壓1.5 1.8V ,其工作電壓與放電負荷有關(guān)，負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 ,某些收音機允許電壓降至0.75V o2 .鋰原電池：又稱鋰電池，是以金屬鋰為負極的電池總稱。鋰的電極電勢最 負相對分子質(zhì)

20、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 正極一有機電解質(zhì)電池、液體正極一 液體電解質(zhì)電池、固體正極 一固體電解質(zhì)電池。Li (CF)n 的開路電壓為 3.3V ,比能量為480Wh L-1 ,工作溫度在-5570 C間，在20 C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槽

21、。CuCl 2 Cu+ Cl 2 T2、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：(還原性強的先放電)惰性電極 (Pt、Au、石墨、鈦等) 時：S2 I - Br Cl- OH -(水)NO 3 SO4 2 F活性電極時：電極本身溶解放電。(2)陰極：(氧化性強的先放電)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

22、 + Hg 2+ Cu 2+ H+ (zK)ij Pb2+Fe2+ ? Na +Ca2+ K + 4、電解規(guī)律：(惰性而，陽極(陰離子放電)無氧酸根:含氧歌根陰極(陽離子放電)不活潑金屬陽離子A H* 活潑金屬陽寓子(1)電解電解質(zhì)：陽離子和陰離子放電能力均強于水電離出 不活潑金屬的無氧酸鹽。H+和OH - o如無氧酸和HCl ( aq)陽極(Cl - OH ) 2Cl - 2e = Cl 2 T陰極(H +)2h + 2e- = H2 T電解總方程式2HClH 2 T + Cl 2 TCuCl 2 ( aq)陽極(Cl OH ) 2Cl 2e = Cl 2 T陰極(Cu2+ H+ ) Cu

23、2+ + 2e = Cu電S總方程式 CuCl 2Cu+ Cl2 f(2)電解水： 陽離子和陰離子放電能力均弱于水電離出 活潑金屬的含氧酸鹽。H2so4 ( aq)陽極(SO42 v OH -= 4OH - 4e = 2H 2O+ 02T陰極(H +)2H + 2e = H2T電解總方程式2H 2O2H2 f + O2 TNaOH ( aq )，陽極(OH ) 4OH 4e = 2H 2O+ 02T陰極：(Na v H = 2H + 2e = H2T電解總方程式2H 2O 2H2T+O2 TNa2so4 ( aq )2 陽極(SO4 v OH 40H4e = 2H 2O+ O2 TH+和OH

24、-。如含氧酸、強堿、電解總方程式2H 2O2H2 T + O2 T(3)電解水和電解質(zhì)：陽離子放電能力強于水電離出出OH.，如活潑金屬的無氧酸鹽；陽離子放電能力弱于水電離出 水電離出OH 一，如不活潑金屬的含氧酸鹽。 NaCl ( aq)一 一 一陽極(Cl OH ) 2Cl 2e = Cl 2TH+ ,陰離子放電能力弱于水電離H+,陰離子放電能力強于電解總方程式2NaCl + 2H 2O2NaOH + H2 f + Cl 2 T CuSO4 (aq)陽極(SO42 v OH -= 4OH -4e = 2H 2O+ 02T陰極(Cu2+ H+ ) Cu 2+ + 2e = Cu電解總方程式2C

25、uSO4+2H 2O2Cu+2H 2SO4+ 02 T【歸納總結(jié)】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H 2,破壞水的電離平衡云集 OH 一，陰極區(qū)域pH變大；陽極OH 一放電產(chǎn)生02,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 H 2,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02產(chǎn)生,pH幾乎不變。如電解 CuCl 2溶液（CuCl 2溶液由于 Cu2+水解顯酸性），一旦 CuCl 2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

26、，pH變大。電解過程中，只產(chǎn)生02, 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，依次放電；注b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)用1、銅的電解精煉2、陽極（粗銅棒） ：Cu - 2e = Cu陰極（精銅棒）：Cu + 2e = Cu分析：因為粗銅中含有金、銀、鋅、鐵、銀等雜質(zhì)，電解時，比銅活潑的鋅、鐵、集會-2+-2+-2+2+在陽極放電形成陽離子進入溶液中，Zn- 2e = Zn 、Fe 2e = Fe 、Ni 2e =Ni , Fe、Zn2+、Ni 2+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

27、比銅差的銀、金等不能失去電子，它們以單質(zhì)的形式沉積在電解槽溶液中，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）桐的電解箱停陰極（鍍件）分析：因為由得失電子數(shù)目守恒可知，陽極放電形成的Cu 2+離子和陰極Cu2 +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：犧牲陽極；電鍍液的濃廖（嚴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。氯堿工業(yè)所得的NaOH、Cl 2、H2都是重要的化工生產(chǎn)原料，進一步加工

28、可得多種化工 產(chǎn)品，涉及多種化工行業(yè)，如：有機合成、醫(yī)藥、農(nóng)藥、造紙、紡織等，與人們的生活息息相 關(guān)。=Cl2H +e = H2 T2q和食融水電解陰極：鐵網(wǎng) 電解質(zhì)溶液：夕總方程式：2 分析：在飽不Cl比OH 容易失電的Na+和H +向NaCl十2H 2I食鹽水去電中接通流電2Na源后，OHNaOH 麻+ H2T + Cl 2溶液中帶負電白,百陽舷被*化成氯反子，氯原子結(jié)合成氯四極移動，由于結(jié)合成氫分子放出；在陰極E得到（i）飽和食鹽水的切睡原因：除去NaCl中的M g Cl2、溶液的氣中斷防牛1停鈉中混有陽極：石墨或金屬鈦2Cl 2e3 OH 一和C向陽極移動，由于 兄子放出；溶液中帶正+

29、 、 一 .容易失去電子，在陰極被還原成氫原子，氫原子NaOH 。Na2SO4等雜質(zhì)，防止生成氫氧化鎂沉淀影響試劑加入的順序:先加過量的BaCl 2和過量的NaOH （順序可換）,再加入過量的Na2CO3,過濾，加盛酸調(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:10(1)電解熔融的氯化鈉制金屬鈉:電解2NaCl (熔融)2Na+Cl 2 T(2)電解熔融的氯化鎂制金屬鎂：電解MgCl 2 (熔融)Mg + Cl 2 T(3)電解熔融的氧化鋁制金屬鋁：電解2Al 2O3 (熔融)4Al +302 T分析：在金屬活動順序

30、表中K、Ca、Na、Mg、Al等金屬的還原性很強，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MgCl 2的原因；不能用極板處有無色分析： 了金k單質(zhì),a極板b極板x電極Z溶液1A鋅石墨負極CuSO4B石墨，石墨位極NaOHC銀鐵正極AgNO 3D銅石墨負極CuCl 2通電后a極櫥增重，表明溶液中金屬陽離子在a極板上放電，發(fā)生此可確定陽極b板上由于 通電后陰極a上還原反應(yīng)析出a極板是電解池的陰極, 卜正確。A中電解液為OH 一離子放電而放出無色無臭的應(yīng)放出H也

31、曾重，故-與它相連接E勺直流電源的x極是負極。選CuSO 4海沖陰極 a板上析3 Cu而增重,O2,故A正確。B中電解液為B不正確。D中電解液為CuCNaOH溶液,2溶液，陰極a板上因析出Cu故D不正確。答而增重，但陽板b板為 A 。因Cl 一離子放電，放出黃穩(wěn)色有刺激性氣味的Cl 2,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3Zn+2K 2FeO4+8H 2O3Zn ( OH )2+2Fe ( OH )3+4KOH下列敘述不正確的是A、放電時負極反應(yīng)為:Zn-2e +2OH = Zn(OH ) 2B、充電時陽極反應(yīng)為：C、放

32、電時每轉(zhuǎn)移 3 molFe （ OH）電子，正極有3 3e + 5 OH = FeO1mol K 2 FeO 4 被氧化24 + 4H 2OD、放電時正極附近溶液的堿性增強 分析：A是關(guān)于負極反應(yīng)式的判斷,判斷的要點是:“充電”是電解池的規(guī)律，再分析清楚價態(tài)的變化趨勢,抓住總方程式中“放電從而快速準確的判斷，是原電池、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,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,就應(yīng)該是B正確；C主要是分析原總方程式即可，應(yīng)該是1mol K 2尸6。4被還原，而不是氧化D選項中關(guān)于放電時正極附近

33、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）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 B、在兩個陽極上得到的產(chǎn)物的物質(zhì)的量不相等n ( Ag ) : n(Hg) =2 ： 1C、硝酸亞汞的分子式為D、硝酸亞汞的分子式為HgNO 3Hg 2 ( NO 3) 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，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

34、（硝酸銀）：n （硝酸亞汞） =2 :化學(xué)式為AgNO 3,故硝酸亞汞的化學(xué)式不可能為HgNO 3,只能為Hg 2 （ NO 3）1 ,硝酸銀的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12間后,只在c、d兩極上共收集到336mLJ.(Hri (標準狀態(tài))回答:h本，極。g。(1)直流電源中，M為(2) Pt電極上生成的物質(zhì)是(3)電源輸出的電子，具物質(zhì)的量匕電極b、c、d分別生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為:2 ：:。(4) AgNO 3溶液的濃度(填增人、減小或不變。下同)，AgNO 3溶液的pH,H2SO4溶液的濃度，H2 SO4溶液的p

35、H0(5)若H 2SO4溶液的質(zhì)量分數(shù)由 5.00%變?yōu)?.02% ,則原有5.00%的H 2SO4溶液為多分析: 電解5.00%的稀H 2so4,實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O2，且V ( H2) ： V ( O2) =2: 1。據(jù)此可確定d極為陰極，則電源的 N極為負 極，M 極為正極。在 336mL 氣體中，V ( H 2) =2/3 X 336ml=224ml ,為 0.01mol , V ( O2) =1/3 x 336ml=112ml ,為0.005mol 。說明電路上有 0.02mol電子，因此在 b極(Pt、陰極) 產(chǎn)生:0.02 x 108=2

36、.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 AgNO 3 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充的Ag +離子的物質(zhì)的量，因此 AgNO 3不變，溶液的 pH也不變。電解5.00%的H 2SO4溶液，由于其中的水發(fā)生電解，因此H 2SO4增大，由于H + 增大，故溶液由廠pH減小。設(shè)原 5.00%的H2SO4 溶液為xg ,電解

37、時消耗水0.01 X 18 = 0.18g ,則：5.00%x5.02% 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、減小；(5) 45.18。.確定金屬活動性順序例1 . ( 1993年上海高考化學(xué)題)有 A、B、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到弱的順序為()A. DCAB B . DABCB不易被腐蝕，

38、說C. DBAC D . BADC解析：根據(jù)原電池原理，較活潑金屬作負極，較不活潑金屬作正極,明B為正極，金屬活動性ABo另可比較出金屬活動性D A, B Co故答案為B項.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()-1A,加入適量的 6mol L的鹽酸13B.加入數(shù)滴氯化銅溶液C.加入適量蒸儲水D.加入適量的氯化鈉溶液解析：向溶液中再加入+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形成了原電池反應(yīng),反應(yīng)速率加快，又鋅是過量的,生

39、成H2的總量決定于鹽酸的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,C、D都不正確。本題答案為B項。3.書寫電極反應(yīng)式、總反1藁例3. （ 2000年全國高考綜題）熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視,可用Li 2CO和Na CO的熔融混合物作電解質(zhì)， CO為陽極燃氣，空氣與3陰極M燃氣，制得在陽極反應(yīng)式：CO的混合氣體為2陰極反應(yīng)式:電池總反應(yīng)式:650 c2-2CO+2CO 3工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式:e2=4CO解析：作為燃料電池，總的效果就是把燃料進行燃燒。本題中CO為還原劑，空氣中為氧化劑，電池總反應(yīng)式為:2CO+O= 2CO 0

40、用總反應(yīng)式減去電池負極（即題目指的陽極）反應(yīng)式，就可得到電池正極（即題目干的陰極）反應(yīng)式:4.分析電極反應(yīng)O2+2CO+4e- = 2CO32-。例4. ( 1999年全題）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。氫鎮(zhèn)電池的總反應(yīng)式是:(1/2)H 2+NiO(OH)Ni(OH)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，電池負極周圍溶液的pH不斷增大B.電池放電時，銀元素被氧化C.電池充電時，氫元素被國原D.電池放電時，H2解析：電池的充、放電可/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)引可r,電解質(zhì)溶液只能是強堿性溶液

41、，不能是強酸性溶液,因為在強酸性溶液中NiO（OH）句Ni（OH）2都會溶解。這樣可寫出負極反應(yīng)式:H+2OH-2e22HO , H為負極，附近的 pH 2E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，被還明秋答案為C、D 項。例5. （ 2000年全國高可怛綜題）鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時,負極發(fā):三心文應(yīng)A. 2H+2e-2=H 一 _-2+C. Fe-2e=Fe22-2H O+O+4e = 4OH -4OH+4e22=2H O+OII14解析：鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，負極為鐵，正極為碳，電解質(zhì)溶液為溶有O2或CO2等氣體的水膜。當(dāng)水膜呈弱酸性或中性時

42、發(fā)生吸氧腐蝕，負極反應(yīng)為： -2+-Fe-2e = Fe ,正極反應(yīng)為：2H2O+O2+4e = 4OH ;當(dāng)水膜呈酸性時發(fā)生析氫腐蝕，負極反應(yīng) -2+-為：Fe-2e =Fe ,正極反應(yīng)為：2H +2e = H 2。鋼鐵的電化學(xué)腐蝕以吸氧腐蝕為主。故答案為C項。.判斷原電池的電極例6. （ 2001年廣東高考化學(xué)題）鐐鎘（ Ni-Cd ）可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，它的卜:放電反應(yīng)按下式進行：由此可知，該電池放電時的負極材料是（）A. Cd（OH） 2 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)由右向左進行，Cd元素由0價變?yōu)?2

43、價，失去電子，被氧化，故 Cd是電池的負極反應(yīng)材料。本題答案為C項。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為負極。答案為 D項。.原電池原理的綜合應(yīng)用例8. （ 2004年天津高考理綜題）下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是 （）4OH-4e02C.氫氧燃罩跑池是上和具有應(yīng)D.氫氧燃彳解析：分力b極為正極，其用例9.(2(110春圖，可知-H2O+4e= 4OH氧燃料電池原理 反應(yīng)為bH2、O

44、2不需年江蘇高考伊% 一 011=2HO+O T可景的綠色電源d原劑和氧化劑全部儲藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置a極為負極，其電極反應(yīng)為:2H-4e,電池總反應(yīng)式為：2H2+O2=2H2O。I故答案為B項。堿性電池具有容量大、放電電流大的特點，因而得到15-+=4H ,H2為還原廣泛應(yīng)用。鋅一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)+2MnO 2+H 2 0(1)=3Zn(OH) 2卜列說法錯誤的是(.電池工作時，鋅失去電子.電池正極的電極反應(yīng)式為:2MnO(s)+H 2O(1)+2e - = Mn 2Oa(s)+2OH - (aq).電池工作時，電子由正極通過外電路流向負極6.

45、5g解析:該電池的電解液為KOH溶液，結(jié)合總反應(yīng)式可寫出負極反應(yīng)式:.外電路中每通過O.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小Zn(s)+2OH - (aq)-2e1.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)C.原電池負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D .原電池負極和電解池陰極所發(fā)生的反應(yīng)Zn(OH)2(s),用總反應(yīng)式減去負極反應(yīng)式，可得到正極反應(yīng)式:2MnO(s)+H 2O(1)+2e - = Mn 203(s)+2OH - (aq) 。 Zn為負極，失去電子，電子由負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。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、原電池的負極都發(fā)生氧化反應(yīng)C.原電池的兩極，一定要由活動性不同的兩種金屬組成D.電解時電解池的陽極一定是陰離子放電pH保持不變的是()3.用石墨作電