高中化學(xué)原電池和電解池基礎(chǔ)知識(shí)

高中化學(xué)原電池和電解池

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)，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(gè)電極上進(jìn)行。

原電池的構(gòu)成條件有三個(gè)：

（1）電極材料由兩種金屬活動(dòng)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，形成閉合回路。

只要具備以上三個(gè)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(gè)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(shuō)，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(fù)極，銅作正極；b.金屬和非金屬（非

金屬必須能導(dǎo)電）一鋅鎬干電池，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.惰性電極一氫氧燃料電池，電極均為粕。

電解液的選擇：電解液一般要能與負(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(yáng)離子移向正極，陰離

子移向負(fù)極

電極反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)

負(fù)極：活潑金屬失電子，看陽(yáng)離子能否在電解液中大量存在。如果金屬陽(yáng)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K

0H,負(fù)極甲烷失8個(gè)電子生成C02和H20,但C02不能與OH-共存，要進(jìn)一步反

應(yīng)生成碳酸根。

正極：①當(dāng)負(fù)極材料能與電解液直接反應(yīng)時(shí)，溶液中的陽(yáng)離子得電子。例：鋅銅

原電池中，電解液為HCI,正極H+得電子生成H2。②當(dāng)負(fù)極材料不能與電解液反應(yīng)

時(shí)，溶解在電解液中的02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-AI-NaOH,Al作負(fù)極。負(fù)極：AI-3e-+4OH-==AIO2-+2H2O；正極：

2H2O+2e-==H2t+2OH-

CU-AI-HNO3,Cu作負(fù)極。

注意：Fe作負(fù)極時(shí)，氧化產(chǎn)物是Fe2+而不可能是Fe3+；胱(N2H4)和NH3

的電池反應(yīng)產(chǎn)物是H20和N2

無(wú)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?chē)合腛H-(H+),則電極周?chē)芤旱膒H減小(增大)：反應(yīng)生成0H-

(H+),則電極周?chē)芤旱膒H增大(減小)。

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。

二兩類(lèi)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(fù)極(Fe)：2Fe-4e=2Fe2+

正極(C)：2H2O+02+4e=40H-

析氫腐蝕

在酸性較強(qiáng)的溶液中發(fā)生電化腐蝕時(shí)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(huì)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(wú)數(shù)個(gè)

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=H2T

常用原電池方程式

1.Cu-H2s04—Zn原電池

正極：2H++2e--H2f

負(fù)極：Zn-2e-—Zn2+

總反應(yīng)式：Zn+2H+==Zn2++H2f

2.Cu-FeCI3-C原電池

正極：2Fe3++2e--2Fe2+

負(fù)極：Cu-2e-—>Cu2+

總反應(yīng)式：2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+

3.鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕

正極：02+2H2O+4e-->40H-

負(fù)極：2Fe-4e--2Fe2+

總反應(yīng)式：2Fe+02+2H2O==2Fe(0H)2

4.氫氧燃料電池(中性介質(zhì))

正極：02+2H2O+4e-—40H-

負(fù)極：2H2-4e--4H+

總反應(yīng)式：2H2+02==2H2O

5.氫氧燃料電池(酸性介質(zhì))

正極：。2+4H++4e--?2H2O

負(fù)極：2H2-4e--4H+

總反應(yīng)式：2H2+02==2H2O

6.氫氧燃料電池(堿性介質(zhì))

正極：02+2H2O+4e--40H-

負(fù)極：2H2-4e-+40H--4H2O

總反應(yīng)式：2H2+02==2H2O

7.鉛蓄電池(放電)

正極(Pb02)：

Pb02+2e-+SO42-+4H+一PbS04+2H2O

負(fù)極(Pb)：Pb-2e-+(SO4)2-TPbS04

總反應(yīng)式：

Pb+PbO2+4H++2(SO4)2-==2PbSO4+2H2O

8.AI-NaOH-Mg原電池

正極：6H2O+6e--3H2T+60H-

負(fù)極：2AI-6e-+80H--2AIO2-+4H2O

總反應(yīng)式：2AI+2OH-+2H2O==2AIO2-+3H2T

9.CH4燃料電池(堿性介質(zhì))

正極：202+4H2O+8e-—80H-

負(fù)極：CH4-8e-+10OH--(CO3)2-+7H2O

總反應(yīng)式：CH4+202+20H-==(CO3)2-+3H2O

11.銀鋅紐扣電池(堿性介質(zhì))10.熔融碳酸鹽燃料電池

(Li2CO3和Na2c03熔融鹽作電解液，CO作燃料)：

正極：02+2CO2+4e-12(003)2-(持續(xù)補(bǔ)充C02氣體)

負(fù)極：2C。+2(003)2--4e--4CO2

總反應(yīng)式：2co+02==2CO2

正極(Ag20):Ag20+H20+2e--2Ag+2OH-

負(fù)極(Zn)：Zn+20H--2e-tZnO+H2O

總反應(yīng)式：Zn+Ag2O==ZnO+2Ag

常見(jiàn)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鋅一銃干電池：鋅一鎰電池具有原材料來(lái)源豐富、工藝簡(jiǎn)單，價(jià)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。鋅一鎰電池以鋅為負(fù)極，以二

氧化鐳為正極。按照基本結(jié)構(gòu)，鋅一鎰電池可制成圓筒形、扣式和扁形，扁形電池不

能單個(gè)使用，可組合疊層電池(組)。按照所用電解液的差別將鋅一鎰電池分為三個(gè)

類(lèi)型：

(1)鏤型鋅一鎰電池：電解質(zhì)以氯化鐐為主，含少量氯化鋅。

電池符號(hào):(-)Zn|NH4CIZnCI2|Mn02(+)

總電池反應(yīng)：Zn+2NH4CI+2MnO2=Zn(NH3)2CI2+2MnO(OH)

(3)堿性鋅一鎰電池：這是鋅一鐳電池的第三代產(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(hào)：(-)Zn|KOH|MnO2(+)

總電池反應(yīng)：Zn+2H2O+2MnO2=2MnO(OH)+Zn(OH)2

鋅一鎰電池額定開(kāi)路電壓為1.5V,實(shí)際開(kāi)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(shí)，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(chēng)鋰電池，是以金屬鋰為負(fù)極的電池總稱(chēng)。鋰的電極電勢(shì)

最負(fù)相對(duì)分子質(zhì)量最小，導(dǎo)電性良好，可制成一系列貯存壽命長(zhǎng)，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(lèi)型，即：固體

正極一有機(jī)電解質(zhì)電池、液體正極一液。

電解原理

1、電解和電解池：使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極上引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)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。

CuCl2署U+Cl2T

2、電解池的組成：

①有兩個(gè)電極插入電解質(zhì)溶液(或熔融狀態(tài)的電解質(zhì))中。②兩極連外接直流電源。3、

離子的放電順序：陰離子失去電子而陽(yáng)離子得到電子的過(guò)程叫放電。電解電解質(zhì)溶液時(shí)，

在陰陽(yáng)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(yáng)離子和最容易放電的

陰離子。

(1)陽(yáng)極：(還原性強(qiáng)的先放電)

惰性電極(Pt、Au、石墨、鈦等)時(shí)：

2--2-

S>r>Br">Cl>OH(水)>NO3>SO4>F^

活性電極時(shí)：電極本身溶解放電。

（2）陰極：（氧化性強(qiáng)的先放電）

無(wú)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(yáng)離子。陽(yáng)離

子在陰極上的放電順序是：

Ag>Hg">Cu?H*（水）>Pb2*>Fe2*>...>Na>Ca>K'

4、電解規(guī)律：（惰性電極）

陽(yáng)極（陰離子放電）無(wú)氧酸根>0H->含氧酸根

陰極（陽(yáng)離子放電）不活潑金屬陽(yáng)離子>H+>活潑金屬陽(yáng)離子

（1）電解電解質(zhì)：陽(yáng)離子和陰離子放電能力均強(qiáng)于水電離出H+和0H，如無(wú)氧酸和

不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽。

①HC1（叫）

-

陽(yáng)極（CF>OH）2Cr-2e-=CI2t

陰極（酎）2H++2e=H2t

電解

總方程式2HC1&t+C12t

②CuCb（aq）

_

陽(yáng)極（CF>OH）2Cr-2e-=Cl2t

陰極（CU2+>H+）Cu2++2e-=Cu

電解

總方程式CuCl2Cu+CI2t

（2）電解水：陽(yáng)離子和陰離子放電能力均弱于水電離出H+和OH，如含氧酸、強(qiáng)堿、

活潑金屬的含氧酸鹽。

①H2s（aq）

陽(yáng)極（SCU2-<OH-=4OH--4e=2H2O+O2t

陰極（H+）2H++2e「=H2t

電解

總方程式2H2。'2H2f+O2t

②NaOH（aq）

陽(yáng)極（OFT）4OH--4e-=2H2O+O2t

陰極：（NaYH+=2HT2e-=H2t

電解

總方程式2H2。2H2t+O2t

③Na2sO4（叫）

陽(yáng)極（SO42-VOH=4OH-4e=2H2O+O2t

陰極：（Na+<H+=2H++2e-=H2t

電解

總方程式2H2O2H2t+O2t

（3）電解水和電解質(zhì)：陽(yáng)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OH「，如活潑金屬的無(wú)氧酸鹽；陽(yáng)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OH一，如不活潑金屬的含氧酸鹽。

①NaCl（aq）

陽(yáng)極（Cr>OH"）2Cr-2e-=Cl2t

陰極：（Na+〈H+=2H++2b=H2t

電解

總方程式2NaCI+2H2O2NaOH+H2t+C12t

②C11SO4（aq）

2

陽(yáng)極（SO4"<OH=4OH-4e=2H2O+O2t

陰極（CU2+>H+）Cu2++2e=Cu

電解

總方程式2CUSO4+2H2O2Cu+2H2so4+O2t

【歸納總結(jié)】

（1）電解的四種類(lèi)型（惰性電極）：

電解

電解對(duì)電解髓

翹電極反應(yīng)實(shí)例質(zhì)濃

象PH渤短

度

+強(qiáng)喊水增增大加k

陰：4H-Me=2H2t

電解水至獻(xiàn)水減增大力昧

陽(yáng)：4OH--4e=Of+2HR

2崔藤內(nèi)水不支增大加K

電解質(zhì)增降低加氣化氫

電解質(zhì)的離子在兩極放電加無(wú)水氯

質(zhì)型氨化銅電解質(zhì)增降低

化銅

電解溶液

陽(yáng)極：陰富子放電電解質(zhì)

放螞產(chǎn)氯化鈉增降低加氯化氫

+水

生城型陰極：為磷

面醐陽(yáng)極：。2啜加氧化銅

電解質(zhì)

放。2產(chǎn)降低降低

陰極：陽(yáng)離子放電硝懿R+水加氧化銀

（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(jì)量數(shù)。

（3）電解時(shí)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0H\陰極區(qū)域pH變大；陽(yáng)

極OPT放電產(chǎn)生。2,破壞水的電離平衡云集H*,陽(yáng)極區(qū)域pH變小。

電解質(zhì)溶液：電解過(guò)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(guò)程中，無(wú)H2和。2產(chǎn)生,

pH幾乎不變。如電解CuCb溶液（CuCb溶液由于Ci?+水解顯酸性），一旦CuC12全部電解

完，pH值會(huì)變大，成中性溶液。電解過(guò)程中，只產(chǎn)生H2,pH變大。電解過(guò)程中，只產(chǎn)生

。2，pH變小。

（4）電極方程式的書(shū)寫(xiě)：①先看電極；②再將溶液中的離子放電順序排隊(duì)，依次放電;

③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)用

1、銅的電解精煉

2、

陽(yáng)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、鎂等雜質(zhì)，電解時(shí)，比銅活潑的鋅、鐵、銀會(huì)

在陽(yáng)極放電形成陽(yáng)離子進(jìn)入溶液中，Zn-2e-=Zn2+、Fe—2e=Fe2+>Ni-2e=Ni2+,Fe2\

Zn2\Ni2+不會(huì)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(huì)改變。

還原性比銅差的銀、金等不能失去電子，它們以單質(zhì)的形式沉積在電解槽溶液中，成為陽(yáng)極

泥。陽(yáng)極泥可再用于提煉金、銀等貴重金屬。

2、電鍍

陽(yáng)極（鍍層金屬）：Cu—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(yáng)極放電形成的+離子和陰極+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(huì)改變。

（1）電鍍是電解的應(yīng)用。電鍍是以鍍層金屬為陽(yáng)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(guò)程的特點(diǎn)：犧牲陽(yáng)極；電鍍液的濃度（嚴(yán)格說(shuō)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+、0H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、Cl2,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)合成、醫(yī)藥、農(nóng)藥、造紙、紡織等，與人們的生活息

陰極：鐵網(wǎng)2H++2e=H2t

電解質(zhì)溶液：飽和食鹽水

電解

總方程式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2t+C12t

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一和C「向陽(yáng)極移動(dòng)，由于

C1比OH容易失去電子，在陽(yáng)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卡和H+向陰極移動(dòng)，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NaCl中的MgCk、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(guò)量的BaCk和過(guò)量的NaOH（順序可換），再加入過(guò)量的Na2co3,

過(guò)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+Cl2t

（2）電解熔融的氯化鎂制金屬鎂：

電解

MgCl2（熔融）Mg+Cbt

（3）電解熔融的氧化鋁制金屬鋁：

電解

2Al2。3（熔融）4A1+3O2t

分析：在金屬活動(dòng)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(lái)，只能用電解其化合

物熔融狀態(tài)方法來(lái)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MgCb的原因；不能用

AlCb替代AbCh的原因。_______________________

二原電池、電解池和電鍍池的比較

原電池電城池

定應(yīng)用電解原理在某找金尿表面鍍上

將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電領(lǐng)裝置將電維化成化子窗的裝置

義4一層耳它金屜的裝置

國(guó)trCo

裝H

B

HjSQCuSOiCifiO.

①活潑性不同的兩螭①兩電松骸流電源①鍍層金層按電源正極，作為陽(yáng)極；

②電解就溶液②兩電極缺電解質(zhì)翩中存鍍金展索電源負(fù)極，作為陰極

③形成閉臺(tái)回路③形成閉合回路②電^液必分含有記足金國(guó)關(guān)禹子

:與電被正極相連名粉用電解，但有限制條件.

負(fù)極：較活潑金展

陽(yáng)極:必須是被層穌

正極：較不活廢金展（或能陽(yáng)極：與電觸極相連

導(dǎo)電的非金層）陰瓶：鑲件（待鎖的物件）

負(fù)極：氧化反應(yīng)（假矢氧）陽(yáng)破：氧化反反，海浪中的陰禺陽(yáng)極:軟化反應(yīng)，金簿電極天電子，

電正極：還原發(fā)性（正程還）子或金屬電極失電子（陽(yáng)失氧）并不斷溶解（用知）

極

反陽(yáng)松：還原反應(yīng),一定是溶液中陰吸：還原反應(yīng)，電爆液中的鍍層

應(yīng)

的PB離子程電子（陰看還）金屬陽(yáng)離子惇電孑（陰程還）

電子負(fù)極一?正極負(fù)極—?陰極＞同電解油

流向陽(yáng)極一?正極

電流正極一?負(fù)極正極f陽(yáng)極一A電解質(zhì)溶液同電解油

方向f陰極極

電解質(zhì)導(dǎo)電的過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是電解過(guò)程；電解是砂卜電源的作用下臃蛀痛例砒槐程，花

對(duì)比

電邸化為化稚，而在原搦中正好相反，曷自熱血化還FM反應(yīng)的過(guò)程，把化學(xué)的化為電能.

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，6極板處有無(wú)色

無(wú)臭氣體放出，符合這一情況的是()

a極板b極板X(qián)電極Z溶液

A鋅石墨負(fù)極C11SO4

B石墨石墨負(fù)極NaOH

C銀鐵正極AgNO3

D銅石墨負(fù)極CuCb

分析：通電后a極板增重，表明溶液中金屬陽(yáng)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CuS04溶液，陰極a板上析出Cu而增重,

陽(yáng)極b板上由于OIT離子放電而放出無(wú)色無(wú)臭的O2,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(huì)增重，故B不正確。D中電解液為CuCb溶液，陰極

a板上因析出Cu而增重，但陽(yáng)板b板上因C「離子放電，放出黃綠色有刺激性氣味的CH

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(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定

的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為3Zn+2K2FeO4+8H2。、充電3Zn(OH)2+2Fe(OH)

3+4KOH

下列敘述不正確的是

A、放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：Zn-2e+2OH-Zn(OH)2

B、充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為：Fe(OH)3—3屋+5OFT=FeO：+4H2O

C、放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3moi電子，正極有ImolKzFeOq被氧化

D、放電時(shí)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(jià)態(tài)的變化趨勢(shì)，從而快速準(zhǔn)確的判斷，A是正確的。

B是充電時(shí)的陽(yáng)極方程式，首先判斷應(yīng)該從右向左，再判斷陽(yáng)極應(yīng)該是失去電子，就應(yīng)該是

元素化合價(jià)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(gè)守恒，B

正確；C主要是分析原總方程式即可，應(yīng)該是ImolLFeCU被還原，而不是氧化。D選項(xiàng)中

關(guān)于放電時(shí)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C。

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(jià)為+1價(jià))

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(gè)陰極上得到的銀和汞的物質(zhì)的量之比n(Ag):n(Hg)=2：1

B、在兩個(gè)陽(yáng)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HgNCh

D、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(guò)相同的電子數(shù)，銀和亞汞都是+1價(jià)，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(硝酸銀)：n(硝酸亞汞)=2：1,硝酸銀的

化學(xué)式為AgNCh，故硝酸亞汞的化學(xué)式不可能為HgNCh，只能為Hg2(NC)3)2。答案為D。

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(shí)

間后，只在c、d兩極上共收集到336mL(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))氣體。回答：

MH

-------1電源|------------

LhN

A科0)溶液5

(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g0

(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：

(4)AgNCh溶液的濃度(填增大、減小或不變。下同)，AgNCh溶液的pH

,H2sO4溶液的濃度,H2s。4溶液的pH。

(5)若H2sCU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(yáng)極產(chǎn)生。2，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(fù)極，M極為正極。在336mL氣體中，V(H2)=2/3X336ml=224ml,為O.OlmoLV(O2)

=l/3X336ml=112ml,為0.005mol。說(shuō)明電路上有0.02mol電子，因此在b極(Pt、陰極)

產(chǎn)生：0.02XI08=2.16g,即0.02mol的Ag。貝ijn(e)：n(Ag)：n(O2)：n(H2)=

0.02：0.02：0.005:0.01=4：4：1：2。由Ag(陽(yáng))電極、Pt(陰)電極和AgNCh溶液組成

的電鍍池，在通電一定時(shí)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［AgNCh］不變，溶液的pH也不變。

電解5.00%的H2s溶液，由于其中的水發(fā)生電解，因此［H2so4］增大，由于增大，故溶

液的pH減小。

設(shè)原5.00%的H2sCU溶液為xg,電解時(shí)消耗水0.01X18=0.18g,則：

5..02保-0.1},解得：x=45.18go

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(dòng)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(lái)，

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(wú)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(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?)

A.D>C>A>BB.D>A>B>C

C.D>B>A>CD.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(shuō)

明B為正極，金屬活動(dòng)性A>B。另可比較出金屬活動(dòng)性D>A,B>C。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2mol?L’的鹽酸跟過(guò)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(chǔ)水

D.加入適量的氯化鈉溶液

解析：向溶液中再加入鹽酸，I「的物質(zhì)的量增加，生成H2的總量也增加，A錯(cuò)。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(guò)量的，

生成壓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(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式、總反應(yīng)式

例3.（2000年全國(guó)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LizC（）3和Na2cOs的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，C0為陽(yáng)極燃?xì)?，空氣與CO2的混合氣體為

陰極助燃?xì)猓频迷?50℃下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：

2

陽(yáng)極反應(yīng)式：2C0+2C03-4e==4C02

陰極反應(yīng)式：.

電池總反應(yīng)式：O

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C0為還原劑，空氣中“

為氧化劑，電池總反應(yīng)式為：2C0+02==2C0Z。用總反應(yīng)式減去電池負(fù)極（即題目指的陽(yáng)極）

反應(yīng)式，就可得到電池正極（即題目指的陰極）反應(yīng)式：02+2C（V4e==28/。

4.分析電極反應(yīng)

例4.（1999年全國(guó)高考化學(xué)題）氫保電池是近年開(kāi)發(fā)出來(lái)的可充電電池，它可以取代

會(huì)產(chǎn)生污染的銅銀電池。氫銀電池的總反應(yīng)式是：

（l/2）H2+NiO（OH），故電、Ni（OH）2

充電

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(shí)，電池負(fù)極周?chē)芤旱膒H不斷增大

B.電池放電時(shí)，銀元素被氧化

C.電池充電時(shí)，氫元素被還原

D.電池放電時(shí)，氏是負(fù)極

解析：電池的充、放電互為相反的過(guò)程，放電時(shí)是原電池反應(yīng)，充電時(shí)是電解池反應(yīng)。

根據(jù)氫銀電池放電時(shí)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（OH）和Ni（OH）?都會(huì)溶解。這樣可寫(xiě)出負(fù)極反應(yīng)式：H/+20H-2e==

2H2O,也為負(fù)極，附近的pH應(yīng)下降。放電時(shí)候元素由+3價(jià)變?yōu)?2價(jià)，被還原，充電時(shí)氫元

素由+1價(jià)變?yōu)椤r(jià)，被還原。故答案為C、D項(xiàng)。

例5.（2000年全國(guó)高考理綜題）鋼鐵

發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)（）

A.2H'+2e==H2B.2H20+02+4e==40H

C.Fe-2e==Fe"D.40H+4e==2H20+02

解析：鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極為鐵，正極為碳，電解質(zhì)溶液為溶

有5或C0?等氣體的水膜。當(dāng)水膜呈弱酸性或中性時(shí)發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極反應(yīng)為：

Fe-2e==Fe。正極反應(yīng)為：2H20+0z+4e==40H；當(dāng)水膜呈酸性時(shí)發(fā)生析氫腐蝕，負(fù)極反應(yīng)

2+

為：Fe-2e==Fe,正極反應(yīng)為：2H'+2e==比。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）鍥鎘（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：、"放電、’2

由此可知，該電池放電時(shí)的負(fù)極材料是（）

A.Cd（OH）2B.Ni（0H）2

C.CdD.NiO（OH）

解析：此電池放電時(shí)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(jià)變?yōu)?2價(jià),

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(yáng)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(dòng)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）下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，

下列敘述不正確的是（）

_-

氮?dú)馊丝诼葰馊肟?/p>

卜;力

a電極電解液b電極

A.a電極是負(fù)極

B.b電極的電極反應(yīng)為：40H-4e==2也0+。2t

C.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?jī)?chǔ)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==4H',

b極為正極，其電極反應(yīng)為：02+2H20+4e-40H,電池總反應(yīng)式為：2H2+0尸=2出0。壓為還原

劑，Oz為氧化劑，玲、Oz不需全部?jī)?chǔ)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)+2MnO2(s)+H2O(1)==

Zn(0H)2(s)+Mn20:t(s)

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.電池工作時(shí)，鋅失去電子

B.電池正極的電極反應(yīng)式為：2Mn02(s)+lI20(l)+2e==Mn20：t(s)+20H(aq)

C.電池工作時(shí)，電子由正極通過(guò)外電路流向負(fù)極

D.外電路中每通過(guò)0.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g

解析：該電池的電解液為K0II溶液，結(jié)合總反應(yīng)式可寫(xiě)出負(fù)極反應(yīng)式:

Zn(s)+20H(aq)-2e==Zn(0H)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)+H20(1)+2e'==Mn203(s)+20H(aq)0Zn為負(fù)極,失去電子，電子由負(fù)極通過(guò)外電路

流向正極。ImolZn失去2moi電子，外電路中每通過(guò)0.2mol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(yáng)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(yáng)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(chēng)為陰極

B.電解池的陽(yáng)極、原電池的負(fù)極都發(fā)生氧化反應(yīng)

C.原電池的兩極，一定要由活動(dòng)性不同的兩種金屬組成

D.電解時(shí)電解池的陽(yáng)極一定是陰離子放電

3.用石墨作電極，電解1mol?LT下列物質(zhì)的溶液，溶液的pH保持不變的是()

A.HC1B.NaOHC.Na2S0,1D.NaCl

4.在鐵制品上鍍上一定厚度的鋅層，以下設(shè)計(jì)方案正確的是()

A.鋅作陽(yáng)極,鍍件作陰極,溶液中含有鋅離子

B.伯作陰極,鍍件作陽(yáng)極,溶液中含有鋅離子

C.鐵作陽(yáng)極,鍍件作陰極,溶液中含有亞鐵離子

D.鋅用陰極,鍍件作陽(yáng)極,溶液中含有鋅離子

5、氫銀電池是近年開(kāi)發(fā)出來(lái)的可充電電池，它可以取代會(huì)產(chǎn)生鎘污染的鎘銀電池。氫鎮(zhèn)電

1放電、

池的總反應(yīng)式是5H2+NiO(OH)比互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(shí)，電池負(fù)極周?chē)芤旱膒H值不斷增大

B.電池放電時(shí)，銀元素被氧化

C.電池充電時(shí)，氫元素被還原D.電池放電時(shí)，H,是負(fù)極

6.銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源，它的充電和放電過(guò)程可以表示為2Ag+Zn(0H)2

戲塞AgzO+Zn+HO在此電池放電時(shí)，負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（）

A.AgB.Zn（0H）2C.Ag20D.Zn

7.用惰性電極電解M（NOJ、的水溶液，當(dāng)陰極上增重ag時(shí)，在陽(yáng)極上同時(shí)產(chǎn)生bL氧氣（標(biāo)準(zhǔn)

狀況），從而可知M的相對(duì)原子質(zhì)量是（）

22.4ax1\2ax5.6ax2.5ax

A.hB.b