高中化学原电池和电解池

范文一：高中化学原电池和电解池

1．原电池和电解池的比较：

原电池电解池专题

二两类钢铁腐蚀

吸氧腐蚀

吸氧腐蚀金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀，叫吸氧腐蚀．

例如钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀，其电极反应如下：负极（Fe ）：2Fe - 4e = 2Fe2+ 正极（C ）：2H2O + O2 + 4e = 4OH- 钢铁等金属的电化腐蚀主要是吸氧腐蚀．

析氢腐蚀

在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。在钢铁制品中一般都含有碳。在潮湿空气中，钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液，使水里的H+增多。是就构成无数个以铁为负极、碳为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池。这些原电池里发生的氧化还原反应是：负极（铁）：铁被氧化Fe-2e=Fe2+；正极（碳）：溶液中的H+被还原2H++2e=H2↑

这样就形成无数的微小原电池。最后氢气在碳的表面放出，铁被腐蚀，所以叫析氢腐蚀。

常用原电池方程式

1．Cu─H2SO4─Zn原电池正极： 2H+ + 2e- → H2↑ 负极： Zn - 2e- → Zn2+

总反应式： Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑

2．钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀正极：O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- 负极：2Fe - 4e- → 2Fe2+

总反应式：2Fe + O2 + 2H2O == 2Fe（OH)2

3．氢氧燃料电池（酸性介质）正极：O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O 负极：2H2 - 4e-→ 4H+ 总反应式：2H2 + O2 == 2H2O 4．氢氧燃料电池（碱性介质）正极：O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- 负极：2H2 - 4e- + 4OH- → 4H2O 总反应式：2H2 + O2 == 2H2O 5．铅蓄电池（放电）正极 (PbO2) ：

PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+ → PbSO4 + 2H2O 负极 (Pb) ：Pb- 2e-+ (SO4)2-→ PbSO4 总反应式：

Pb+PbO2+4H++ 2(SO4)2- == 2PbSO4 + 2H2O 6．Al─NaOH─Mg原电池

正极：6H2O + 6e- → 3H2↑ + 6OH- 负极：2Al - 6e- + 8OH- → 2AlO2- + 4H2O 总反应式：2Al+2OH-+2H2O==2AlO2- + 3H2↑ 7．CH4燃料电池(碱性介质) 正极：2O2 + 4H2O + 8e- → 8OH-

负极：CH4 -8e- + 10OH- → (CO3)2- + 7H2O 总反应式：CH4 + 2O2 + 2OH- == (CO3)2- + 3H2O

8．银锌纽扣电池(碱性介质)

正极 (Ag2O) ：Ag2O + H2O + 2e- → 2Ag + 2OH- 负极 (Zn) ：Zn + 2OH- -2e- → ZnO + H2O 总反应式：Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag

二：电解池

电解原理

1、电解和电解池：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。

CuCl 2 Cu ＋Cl 2↑

2、电解池的组成：

①有两个电极插入电解质溶液（或熔融状态的电解质）中。②两极连外接直流电源。3、离子的放电顺序：阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。电解电解质溶液时，在阴阳两极上首先发生放电反应的离子分别是溶液里最容易放电的阳离子和最容易放电的阴离子。

（1）阳极：（还原性强的先放电）

惰性电极（Pt 、Au 、石墨、钛等）时：－－－－－－－－S 2>I>Br>Cl>OH（水）>NO3>SO42>F 活性电极时：电极本身溶解放电。（2）阴极：（氧化性强的先放电）

无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上的放电顺序是：

Ag +>Hg2+>Cu2+>H+（水）>Pb2+>Fe2+>… >Na+>Ca 2+ > K+ 4、电解规律：（惰性电极）

二）电解原理的应用 1、铜的电解精炼

阳极（粗铜棒）：Cu －2e ＝Cu 2

＋－

阴极（精铜棒）：Cu 2＋2e ＝Cu

电解质溶液：含铜离子的可溶性电解质

－

＋

分析：因为粗铜中含有金、银、锌、铁、镍等杂质，电解时，比铜活泼的锌、铁、镍

－－－

会在阳极放电形成阳离子进入溶液中，Zn －2e = Zn 2+ 、Fe －2e = Fe 2+ 、Ni －2e =Ni2+，Fe 2+、Zn 2+、Ni 2+不会在阴极析出，最终留存溶液中，所以电解质溶液的浓度、质量、pH 均会改变。还原性比铜差的银、金等不能失去电子，它们以单质的形式沉积在电解槽溶液中，成为阳极泥。阳极泥可再用于提炼金、银等贵重金属。 2、电镀

－＋

阳极（镀层金属）：Cu －2e ＝Cu 2

＋－

阴极（镀件）：Cu 2＋2e ＝Cu 电镀液：含镀层金属的电解质

＋＋

分析：因为由得失电子数目守恒可知，阳极放电形成的Cu 2离子和阴极Cu 2离子放电的量相等，所以电解质溶液的浓度、质量、pH 均不会改变。

（1）电镀是电解的应用。电镀是以镀层金属为阳极，待镀金属制品为阴极，含镀层金属离子为电镀液。

（2）电镀过程的特点：牺牲阳极；电镀液的浓度（严格说是镀层金属离子的浓度）保持不变；在电镀的条件下，水电离产生的H +、OH 一般不放电。

—

三：原电池电解池电镀池的比较

典型例题分析

例1、下图中x 、y 分别是直流电源的两极，通电后发现a 极板质量增加，b 极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是（）

分析：通电后a 极板增重，表明溶液中金属阳离子在a 极板上放电，发生还原反应析出了金属单质，因此可确定a 极板是电解池的阴极，与它相连接的直流电源的x 极是负极。选项C 中x 极为正极，故C 不正确。A 中电解液为CuSO 4溶液，阴极a 板上析出Cu 而增

－

重，阳极b

板上由于OH 离子放电而放出无色无臭的O 2，故A 正确。B 中电解液为NaOH 溶液，通电后阴极a 上应放出H 2，a 极板不会增重，故B 不正确。D 中电解液为CuCl 2溶

－

液，阴极a 板上因析出Cu 而增重，但阳板b 板上因Cl 离子放电，放出黄绿色有刺激性气味的Cl 2，故D 不正确。答案为A 。

例2、高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为 3Zn+2K2FeO 4+8H2O

3+4KOH

3Zn （OH ）2+2Fe（OH ）

下列叙述不正确的是

——

A 、放电时负极反应为：Zn －2e +2OH= Zn（OH ）2

B 、充电时阳极反应为：Fe （OH ）3－3e + 5 OH = FeO+ 4H2O C 、放电时每转移3 mol电子，正极有1mol K2FeO 4被氧化 D 、放电时正极附近溶液的碱性增强

分析：A 是关于负极反应式的判断，判断的要点是：抓住总方程式中“放电”是原电池、“充电”是电解池的规律，再分析清楚价态的变化趋势，从而快速准确的判断，A 是正确的。B 是充电时的阳极方程式，首先判断应该从右向左，再判断阳极应该是失去电子，就应该是元素化合价升高的元素所在的化合物参加反应，然后注重电子、电荷以及元素三个守恒，B 正确；C 主要是分析原总方程式即可，应该是1mol K2FeO 4被还原，而不是氧化。D 选项中关于放电时正极附近的溶液状况，主要是分析正极参加反应的物质以及其电极反应式即可，本答案是正确的。答案选C 。

—

2 4

例3、通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞（亚汞的化合价为+1价）溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n （硝酸银）︰n （硝酸亚汞）=2︰1，则下列表述正确的是（）

A 、在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n （Ag ）︰n （Hg ）=2︰1 B 、在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等 C 、硝酸亚汞的分子式为HgNO 3 D 、硝酸亚汞的分子式为Hg 2（NO 3）2

分析：通以相等的电量即是通过相同的电子数，银和亚汞都是+1价，因此，得到的单质银和汞的物质的量也应相等；又因电解的n （硝酸银）︰n （硝酸亚汞）=2︰1，硝酸银的化学式为AgNO 3，故硝酸亚汞的化学式不可能为HgNO 3，只能为Hg 2（NO 3）2。答案为D 。

例4、下图中电极a 、b 分别为Ag 电极和Pt 电极，电极c 、d 都是石墨电极。通电一段时间后，只在c 、d 两极上共收集到336mL （标准状态）气体。回答：

（1）直流电源中，M 为极。（2）Pt 电极上生成的物质是，其质量为 g。

（3）电源输出的电子，其物质的量与电极b 、c 、d 分别生成的物质的物质的量之比为：2∶∶∶。

（4）AgNO 3溶液的浓度（填增大、减小或不变。下同），AgNO 3溶液的pH ，H 2SO 4溶液的浓度，H 2SO 4溶液的pH 。

（5）若H 2SO 4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H 2SO 4溶液为多少 g 。

分析：电解5.00%的稀H 2SO 4，实际上是电解其中的水。因此在该电解池的阴极产生H 2，阳极产生O 2，且V （H 2）：V （O 2）=2：1。据此可确定d 极为阴极，则电源的N 极为负极，M 极为正极。在336mL 气体中，V （H 2）=2/3×336ml=224ml，为0.01mol ，V （O 2）=1/3×336ml=112ml，为0.005mol 。说明电路上有0.02mol 电子，因此在b 极（Pt 、阴极）产生：0.02×108=2.16g，即 0.02mol 的Ag 。则n （e ） ∶n （Ag ） ∶n （O 2） ∶n （H 2）= 0.02∶0.02∶0.005∶0.01=4：4：1：2。由Ag （阳）电极、Pt （阴）电极和AgNO 3溶液组成的电镀池，在通电一定时间后，在Pt 电极上放电所消耗溶液中Ag +离子的物质的量，等于Ag 电极被还原给溶液补充的Ag +离子的物质的量，因此[AgNO3]不变，溶液的pH 也不变。电解5.00%的H 2SO 4溶液，由于其中的水发生电解，因此[H2SO 4]增大，由于[H+]增大，故溶液的pH 减小。

设原5.00%的H 2SO 4溶液为xg ，电解时消耗水0.01×18 = 0.18g ，则：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）不变、不变、增大、减小；（5）45.18

13. 电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a ；X 、Y 是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：（1）若X 、Y 都是惰性电极，a 是饱和NaCl 溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则

①电解池中X 极上的电极反应式为。在X 极附近观察到的实验现象是。

②Y 电极上的电极反应式为。检验该电极反应产物的方法是。

（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a 选用CuSO 4溶液，则 ①X 电极的材料是，电极反应式为。

②Y 电极的材料是，电极反应式为。（说明：杂质发生的电极反应不必写出）

13、（1）①2H +2e=H2↑ 放出气体，溶液变红

②2Cl 2e =Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y 电极附近，试纸变蓝色。（2）①纯铜 Cu+2e=Cu ②粗铜 Cu—2e =Cu

--2+

—

范文二：高中化学原电池和电解池

常用原电池方程式

1．Cu─H2SO4─Zn原电池正极： 2H+ + 2e- → H2↑ 负极： Zn - 2e- → Zn2+

总反应式： Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑ 2．Cu─FeCl3─C原电池正极： 2Fe3+ + 2e- → 2Fe2+ 负极： Cu - 2e- → Cu2+

总反应式： 2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+ 3．钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀正极：O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- 负极：2Fe - 4e- → 2Fe2+

总反应式：2Fe + O2 + 2H2O == 2Fe（OH)2 4．氢氧燃料电池（中性介质）正极：O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- 负极：2H2 - 4e- → 4H+ 总反应式：2H2 + O2 == 2H2O 5．氢氧燃料电池（酸性介质）正极：O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O 负极：2H2 - 4e-→ 4H+ 总反应式：2H2 + O2 == 2H2O 6．氢氧燃料电池（碱性介质）正极：O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- 负极：2H2 - 4e- + 4OH- → 4H2O 总反应式：2H2 + O2 == 2H2O 7．铅蓄电池（放电）正极 (PbO2) ：

PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+ → PbSO4 + 2H2O 负极 (Pb) ：Pb- 2e-+ (SO4)2-→ PbSO4 总反应式：

Pb+PbO2+4H++ 2(SO4)2- == 2PbSO4 + 2H2O 8．Al─NaOH─Mg原电池

正极：6H2O + 6e- → 3H2↑ + 6OH- 负极：2Al - 6e- + 8OH- → 2AlO2- + 4H2O 总反应式：2Al+2OH-+2H2O==2AlO2- + 3H2↑ 9．CH4燃料电池(碱性介质)

正极：2O2 + 4H2O + 8e- → 8OH-

负极：CH4 -8e- + 10OH- → (CO3)2- + 7H2O

总反应式：CH4 + 2O2 + 2OH- == (CO3)2- + 3H2O 10．熔融碳酸盐燃料电池

（Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液，CO作燃料）：正极：O2 + 2CO2 + 4e- → 2(CO3)2- (持续补充CO2气体) 负极：2CO + 2(CO3)2- - 4e- → 4CO2 总反应式：2CO + O2 == 2CO2 11．银锌纽扣电池(碱性介质)

正极 (Ag2O) ：Ag2O + H2O + 2e- → 2Ag + 2OH- 负极 (Zn) ：Zn + 2OH- -2e- → ZnO + H2O 总反应式：Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag

常见的原电池

(1)铵型锌－锰电池：电解质以氯化铵为主，含少量氯化锌。总电池反应： Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)

(2) 锌型锌－锰电池：Zn+2Zn(OH)Cl+6MnO(OH)=ZnCl2·2ZnO·4H2O+2Mn3O4 (3) 碱性锌－锰电池： Zn+2H2O+2MnO2=2MnO(OH)+Zn(OH)2

二电解池

电解原理

1、电解和电解池：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。

CuCl2

Cu＋Cl2↑

2、电解池的组成：

（1）阳极：（还原性强的先放电）

惰性电极（Pt、Au、石墨、钛等）时：

S2－>I－>Br－>Cl－>OH－（水）>NO3－>SO42－>F－活性电极时：电极本身溶解放电。（2）阴极：（氧化性强的先放电）

无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上的放电顺序是： Ag+>Hg2+>Cu2+>H+（水）>Pb2+>Fe2+>… >Na+>Ca 2+ > K+ 4、电解规律：（惰性电极）

（1）电解电解质：阳离子和阴离子放电能力均强于水电离出H和OH 。如无氧酸和不活泼金属的无氧酸盐。 ①HCl（aq）

－

阳极（Cl＞OH）2Cl―2e＝Cl2↑ 阴极（H＋） 2H＋＋2e－＝H2↑ 总方程式 2HClH2↑＋Cl2↑ ②CuCl2（aq）

阳极（Cl－＞OH－）2Cl――2e－＝Cl2↑

－－―－

电解

阴极（Cu＞H） Cu＋2e＝Cu

总方程式 CuCl2Cu＋Cl2↑

（2）电解水：阳离子和阴离子放电能力均弱于水电离出H+和OH －。如含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐。 ①H2SO4（aq）

阳极（SO42－OH）2Cl―2e＝Cl2↑ 阴极：（NaH＋） Cu2＋＋2e－＝Cu 总方程式 2CuSO4＋2H2O

【归纳总结】

（1）电解的四种类型（惰性电极）：

电解

＋

－

―

－

电解

2Cu＋2H2SO4＋O2↑

（2）电解质溶液浓度复原：加入物质与电解产物的反应必须符合电解方程式生成物的化学计量数。

（3）电解时pH的变化：

电极区域：阴极H+放电产生H2，破坏水的电离平衡云集OH－，阴极区域pH变大；阳极OH－放电产生O2，破坏水的电离平衡云集H，阳极区域pH变小。

电解质溶液：电解过程中，既产生H2，又产生O2，则原溶液呈酸性的pH变小，原溶液呈碱性的pH变大，原溶液呈中性的pH不变（浓度变大）；电解过程中，无H2和O2产生，pH几乎不变。如电解CuCl2溶液（CuCl2溶液由于Cu2+水解显酸性），一旦CuCl2全部电解完，pH值会变大，成中性溶液。电解过程中，只产生H2，pH变大。电解过程中，只产生O2，pH变小。

（4）电极方程式的书写：①先看电极；②再将溶液中的离子放电顺序排队，依次放电；③注意要遵循电荷守恒，电子得失的数目要相等。

三原电池、电解池和电镀池的比较

典型例题分析

例1、下图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是（）

例2、高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为 3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH 下列叙述不正确的是

A、放电时负极反应为：Zn－2e— +2OH—= Zn（OH）2

B、充电时阳极反应为：Fe（OH）3－3e + 5 OH = FeO+ 4H2O C、放电时每转移3 mol电子，正极有1mol K2FeO4被氧化 D、放电时正极附近溶液的碱性增强

1．确定金属活动性顺序

例1．（1993年上海高考化学题）有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线联结起来，浸入电解质溶液中，B不易被腐蚀；将A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；将铜浸入B的盐溶液中无明显变化；将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为（）

A．D＞C＞A＞B B．D＞A＞B＞C

—

2?4

C．D＞B＞A＞C D．B＞A＞D＞C

解析：根据原电池原理，较活泼金属作负极，较不活泼金属作正极，B不易被腐蚀，说明B为正极，金属活动性A＞B。另可比较出金属活动性D＞A，B＞C。故答案为B项。

2．比较反应速率

例2．（2000年北京春季高考化学题）100mL浓度为2 mol·L-1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是（）

A．加入适量的6mol·L的盐酸 B．加入数滴氯化铜溶液 C．加入适量蒸馏水 D．加入适量的氯化钠溶液

解析：向溶液中再加入盐酸，H+的物质的量增加，生成H2的总量也增加，A错。加入氯化铜后，锌置换出的少量铜附在锌片上，形成了原电池反应，反应速率加快，又锌是过量的，生成H2的总量决定于盐酸的量，故B正确。向原溶液中加入水或氯化钠溶液都引起溶液中H+浓度的下降，反应速率变慢，故C、D都不正确。本题答案为B项。

3．书写电极反应式、总反应式

例3．（2000年全国高考理综题）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：

阳极反应式：2CO+2CO32--4e-== 4CO2 阴极反应式：_________________，电池总反应式：_______________。

解析：作为燃料电池，总的效果就是把燃料进行燃烧。本题中CO为还原剂，空气中O2为氧化剂，电池总反应式为：2CO+O2==2CO2。用总反应式减去电池负极（即题目指的阳极）反应式，就可得到电池正极（即题目指的阴极）反应式：O2+2CO2+4e== 2CO3 。

4．分析电极反应

例4．（1999年全国高考化学题）氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是：

(1/2)H2+NiO(OH)

Ni(OH)2

-2--1

根据此反应式判断下列叙述中正确的是（）

A．电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大 B．电池放电时，镍元素被氧化

C．电池充电时，氢元素被还原 D．电池放电时，H2是负极

解析：电池的充、放电互为相反的过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。根据氢镍电池放电时的总反应式可知，电解质溶液只能是强碱性溶液，不能是强酸性溶液，因为在强酸性溶液中NiO(OH)和Ni(OH)2都会溶解。这样可写出负极反应式：H2+2OH--2e- == 2H2O，H2为负极，附近的pH应下降。放电时镍元素由+3价变为+2价，被还原，充电时氢元素由+1价变为0价，被还原。故答案为C、D项。

例5．（2000年全国高考理综题）钢铁

发生电化学腐蚀时,负极发生的反应（）

A．2H+2e==H2

B．2H2O+O2+4e== 4OH

D．4OH-+4e-==2H2O+O2

C．Fe-2e-==Fe2+

解析：钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时，负极为铁，正极为碳，电解质溶液为溶有O2或CO2等气体的水膜。当水膜呈弱酸性或中性时发生吸氧腐蚀，负极反应为：Fe-2e-==Fe2+，正极反应为：2H2O+O2+4e-== 4OH-；当水膜呈酸性时发生析氢腐蚀，负极反应为：Fe-2e==Fe，正极反应为：2H+2e==H2。钢铁的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主。故答案为C项。

5．判断原电池的电极

例6．（2001年广东高考化学题）镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行：

由此可知，该电池放电时的负极材料是（） A．Cd(OH)2 B．Ni(OH)2 C．Cd D．NiO(OH)

解析：此电池放电时为原电池反应，所列反应由右向左进行，Cd元素由0价变为+2价，失去电子，被氧化，故Cd是电池的负极反应材料。本题答案为C项。

例7．（2001年上海高考化学题）铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是（） A．阴极 B．正极 C．阳极 D．负极

解析：铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成了原电池，由于金属活动性Zn＞Cu，故Zn为负极。答案为D项。

6．原电池原理的综合应用

例8．（2004年天津高考理综题）下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是

( )

-2+

A．a电极是负极

B．b电极的电极反应为：4OH-4e== 2H2O+O2↑ C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源

D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置

解析：分析氢氧燃料电池原理示意图，可知a极为负极，其电极反应为：2H2-4e==4H，b极为正极，其电极反应为：O2+2H2O+4e-==4OH-，电池总反应式为：2H2+O2==2H2O。H2为还原剂，O2为氧化剂，H2、O2不需全部储藏在电池内。故答案为B项。

例9．（2004年江苏高考化学题）碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：

Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l) ==

Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)

下列说法错误的是（） A．电池工作时，锌失去电子

B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e- == Mn2O3(s)+2OH-(aq) C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极

D．外电路中每通过O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g

解析：该电池的电解液为KOH溶液，结合总反应式可写出负极反应式：Zn(s)+2OH(aq)-2e== Zn(OH)2(s)，用总反应式减去负极反应式，可得到正极反应式：2MnO2(s)+H2O(1)+2e- == Mn2O3(s)+2OH-(aq)。Zn为负极，失去电子，电子由负极通过外电路流向正极。1molZn失去2mol电子，外电路中每通过O.2mol电子，Zn的质量理论上减小6.5g。故答案为C项。

氧化性： Ag+>Fe3+>Hg2+ >Cu2+ >(H+)>Pb2+ >Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+ >Na+>Ca2+>K+

范文三：高三化学原电池和电解池

1、了解原电池原理，了解化学电源;了解化学腐蚀与电化腐蚀及一般防腐蚀方法。教学目标 2、理解电解原理;理解氯碱工业反应原理，了解电解氯化铜溶液的原理。

原电池原理、电解原理

重点、难点

电化学知识的应用

1、原电池原理，了解化学电源;了解化学腐蚀与电化腐蚀及一般防腐蚀方法。考点及考试要求 2、电解原理;理解氯碱工业反应原理，了解电解氯化铜溶液的原理。

教学内容

电化学试题的分析与技巧

金点子:

本专题的试题包括:新型电池，溶液中离子的放电顺序，电解后溶液pH的求算，原电池、电解池、电镀池的比较分析等。在解题时，所涉及到的方法有正逆判析、电荷守恒、电子守恒等。其主体内容如下:

1(原电池、电解池、电镀池的比较

2(用惰性电极对电解质溶液进行电解时的各种变化情况比较

+注:电解CuCl 溶液，从理论上讲，其浓度减小，水解产生的;(H)减小，pH增大。但实际上，阳极产生的2

Cl不可能全部析出，而有一部分溶于阳极区溶液中，且与HO反应生成HCl 和HClO ，故 pH减小。 22

经典题:

例题1 :有a、b、c、d 四种金属。将a与b用导线连接起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀。将a、d分别投入等浓度盐酸中，d 比a反应剧烈。将铜浸入b的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是 ( )

A(a c d b B(d a b c

C(d b a c D(b a d c

例题2 :用两支惰性电极插入500mL AgNO溶液中，通电电解，当电解液的pH值从6.0变为3.0时(设阴极没3

有H放出，且电解液体积不变)，电极上应析出银的质量是 ( ) 2

A(27mg B(54mg C(108mg D(216mg

例题3 :下列关于铜电极的叙述正确的是 ( )

A(铜锌原电池中铜是正极 B(用电解法精炼粗铜时铜作阳极

C(在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极

D(电解稀硫酸制H、O时铜作阳极 22

例题4 :实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如下反应:

今若制得Cl0.050 mol, 这时电池内消耗的HSO的物质的量至少是 ( ) 224

A(0.025mol B(0.050mol C(0.10mol D(0.20mol

例题5 :银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可以表示为:

在此电池放电时,负极上发生反应的物质是( )

A(Ag B(Zn(OH)O D(Zn C(Ag22

例题6 :下图中x、y分别是直流电源的两极, 通电后发现a极板质量增加, b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是 ( )

例题7 :熔融盐燃烧电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用LiCO和NaCO的熔融盐混合物作电解质，2323CO为阳极燃气，空气与CO的混合气体为阴极助燃气，制得在650?下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式: 2,2-阳极反应式:2CO+2CO?4CO+4e 32

阴极反应式: ，总电池反应式: 。

例题8 :氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下:

粗盐 HO NaOH NaCO Cl H 223 22

10%NaOH、16%NaCl溶液电解化盐精制脱盐

沉渣

NaCl晶体

依据上图，完成下列填空: 50%NaOH溶液

(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为。与电源负极相连的电极附近，溶液pH (选填:不变、升高或下降)

2+2+(2)工业食盐含Ca、Mg等杂质。精制过程发生反应的离子方程式为，。

——22(3)如果粗盐中SO含量较高，必须添加钡试剂除去SO，该钡试剂可以是 (选填a，b。c多44

选扣分)

a(Ba(OH) b(Ba(NO) c(BaCl 2 32 2—2+2+2(4)为有效除去Ca、Mg、SO，加入试剂的合理顺序为 (选填a，b，c多选扣分) 4

a(先加NaOH，后加NaCO，再加钡试剂 23

b(先加NaOH，后加钡试剂，再加NaCO 23

c(先加钡试剂，后加NaOH，再加NaCO23

(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过、冷却、 (填写操作名称)除去NaCl。

(6)在隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl与NaOH反应;采用无隔膜电解冷的食盐2

水时，Cl与NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H，相应的化学方程式为。 22

金钥匙:

2++ 例题1 :常见锌锰干电池在放电时的总反应可表示为:Zn(s)+2MnO(s)+2NH= Zn+MnO(s)+2NH+2HO，242332该电池放电时，正极区发生反应的物质是 ( )

2++A(Zn B(只有MnO C(MnO和NH D(Zn和NH 2 243

例题2 :在常温下，用惰性电极电解饱和NaCO溶液，下列说法中不正确的是( ) 23

A(溶液的pH不变 B(溶液中NaCO的物质的量不变 23

C(NaCO溶液的浓度不变 D(NaCO的水解程度不变 2323

2,，2，，, 例题3 :从H、Cu、Na、SO、Cl5种离子中两两恰当地组成电解质，按下列要求进行电解: 4

(1)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量减少，水量不变，则采用的电解质是______。

(2)以碳棒为电极，电解过程中电解质质量不变，水量减少，则采用的电解质是_____。

(3)以碳棒为阳极，铁棒为阴极，电解过程中电解质和水量都减少，则电解质是____。

+2--例题4 :将KMnO 溶液酸化时，可制得KMnO :3MnO + 4H = 2MnO + MnO + 2HO，但最高产率只有244442266.7%，所以制取KMnO常用电解法，即以铁、石墨作电极电解KMnO溶液，则下列有关叙述正确的是 ( ) 424,2+ A(铁作阳极，电极反应为:Fe - 2e= Fe

,+ B(铁作阳极，电极反应为:2H + 2e = H ? 2,,2- C(石墨作阳极，电极反应为:MnO - e = MnO 44,, D(石墨作阴极，电极反应为:4OH - 4e= O? + 2HO 22

例题5 :某工厂用离子交换膜电解槽电解饱和食盐水以制得H和Cl，并以获得的气体来生产盐酸。生产盐酸时，22 将电解后所得Cl和H按体积比为1:1.15的比例送入合成炉燃烧器中燃烧。从合成炉上部出来的气体(400?)经22

空气冷却至130 ?左右，再经石墨冷却器冷却至20~30 ?，进入第一干燥塔，用90%左右的硫酸喷淋干燥，出来的气体进入第二干燥塔，用98%的浓硫酸干燥脱水，最后进入降膜式吸收塔用稀酸吸收，生成浓度为35%的盐酸从底部流出，冷却后入成品贮槽，未被吸收的气体再用水吸收，变成稀酸后进入降膜式吸收塔用以吸收HCl气体。

2+2+2-(1)粗盐中混有Ca、Mg、SO、泥砂等杂质，请你设计一个最合理的除杂质实验方案，并写明简要的操作4

步骤和有关的离子方程式。

(2)进入合成炉内的Cl与H的体积比为何要1:1.15,能否使Cl过量, 222

(3)如果该厂每台电解槽每天耗食盐1770kg(NaCl含量95%)，按以上操作，在有20%损耗时，可生产多少吨35%的盐酸,

例题6 : 关于“电解氯化铜溶液时的pH变化”问题，化学界有以下两种不同的观点:观点一:“理论派”认为电解氯化铜溶液后溶液的pH升高。观点A 4 二:“实验派”经过反复、多次、精确的实验测定，证明电解氯化铜溶液时pH

3 值的变化如右图曲线关系。 2 请回答下列问题: 1 ?电解前氯化铜溶液的pH值处于A点位置的原因是: (用离子方程式说明)。 0 5 10 15

?“理论派”所持观点的理论依据

是: 。

?“实验派”的实验结论是，他们所述“精确实验”是通过确定的。

?你持何种观点,你所持观点的理由是(从化学原理加以简述) 。

例题7 :铬是一种用途广泛的化工原料，但六价铬具有强烈的致癌作用，且又是一种严重的污染物。工业上为了

2-处理含CrO 酸性工业废水，按下面的方法处理:往工业废水中加入适量NaCl，以铁为电极进行电解，经过一段27

时间有Cr(OH)和Fe(OH)沉淀生成，工业废水中铬的含量已低于排放标准。试回答: 33

(1)加入适量NaCl是为了 ;

(2)电极反应式:阳极，阴极 ;

3+2-(3)由CrO 变Cr 的离子方程式为 ; 27

(4)工业废水由酸性变碱性原因是 ;

(5)能否改用石墨电极,原因是什么,

热身赛:

1(蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下式是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应:

Fe + NiO+ 2HO Fe(OH) + Ni(OH) 。 2 222

下列有关对爱迪生蓄电池的推断错误的是 ( )

A(放电时，Fe是负极，NiO是正极 2-- B(充电时阴极上的电极反应式为:Fe(OH)+2e = Fe + 2OH 2

C(放电时电解质溶液中的阴离子是向正极方向移动

D(蓄电池的电极必须浸入碱性电解质溶液中

2(用惰性电极电解M(NO)x 的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生b L氧气(标准状况)，3

从而可知M的原子量为 ( )

A( B( C( D(

3(甲、乙两个电解池均以铂为电极，且互相串联，甲池盛有AgNO溶液，乙池中盛有一定量的某盐溶液，通电3

一段时间后，测得甲池电极质量增加2.16g，乙池电极上析出0.24g金属，则乙池中的溶质可能是

( )

A(CuSO B(MgSO C(Al(NO) D(NaSO 443324

+2-- 4(将KMnO 溶液酸化时，可制得KMnO:3MnO + 4H = 2MnO+ MnO + 2HO，但最高产率只有66.7%，244 4422

所以制取KMnO常用电解法，即以铁、石墨作电极电解KMnO溶液，则下列有关叙述正确的是 424

( )

,2+ A(铁作阳极，电极反应为:Fe - 2e= Fe

,+ B(铁作阳极，电极反应为:2H + 2e = H? 2 ,2- - C(石墨作阳极，电极反应为:MnO- e = MnO44,- D(石墨作阴极，电极反应为:4OH - 4e = O ?+ 2HO 22

5(右图中每一方格表示有关的一种反应物或生成物，其中粗框表示初始反应物(反应时加入的水或生成的水，以及生成沉淀时的其它产物均已略去)。

填写下列空白:

(1)物质B是，F是，J

是。

(2)反应?的离子方程式为: ，I加入D生成J的化学方程式为。

(3)说明H加入D生成J的原因: 。

6(由于Fe(OH)极易被氧化，所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的2

Fe(OH)沉淀。若用右图所示实验装置可制得纯净的Fe(OH)沉淀。两极材料分别为石22

墨和铁。

?a电极材料为，其电极反应式为。

?电解液d可以是，则白色沉淀在电极上生成;也可以是，则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。

A(纯水 B(NaCl溶液 C(NaOH溶液 D(CuCl 2

?液体c为苯，其作用是，在加入苯之前，对d溶液进行加热处理的目的是。

?为了在短时间内看到白色沉淀，可以采取的措施是。

A(改用稀硫酸做电解液 B(适当增大电源电压

C(适当缩小两电极间距离 D(适当降低电解液温度

?若d改为NaSO溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气泡外，24

另一明显现象为。

7(银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫化银，有人设计用原电池原理加以除去，其处理方法为:将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑色会褪去而银不会损失。试回答:在此原电池反应中，正极发生的反应为 ;负极发生的反应为 ;反应过程中产生有臭鸡蛋气味的气体，则原电池总反应方程式为。

8(在陶瓷工业上常遇到因陶土里混有氧化铁而影响产品质量的问题。解决方法致意是把这些陶土和水一起搅拌，

——97使微粒直径在10m,10m之间，然后插入两根电极，接通直流电源，这时阳极聚集，阴极聚集，理由是。

9(为了测定某白铁皮中含锌的百分率，进行如下实验，取一小块白铁皮试样ag，置于烧杯中，加入过量的稀盐酸，用表面皿盖好，可以见到开始时产生气泡的速度很快，以后逐渐变慢，待试样全部溶解后，向烧杯中加入过量NaOH溶液，充分搅拌后过滤，将所得沉淀在空气中加强热至质量不变，称得残留固体bg，试回答:

(1)镀锌的目的是。

(2)气泡产生的速度先快后慢的原因是。

(3)加入过量NaOH溶液的作用是，涉及反应的离子方程式及化学方程式是。

(4)最后残留的固体是，反应的化学方程式是。

(5)白铁皮含锌的质量分数是。

10(在20?时将12.1g M(NO)?3HO晶体溶于44.3g 水中，或在相同温度下将4.7g M(NO)无水盐溶于23.5g3x23x水中，均可制得该盐的饱和溶液。上述两部分溶液混合，再加水稀释为0.1mol/L，用惰性电极进行电解，当电极上通

x+过0.15mol电子时，溶液中的M离子恰好全部成单质析出(设无氢气生成)。试计算:

(1)20?时M(NO)的溶解度。 3x

(2)M(NO)?3HO的摩尔质量及x值。 3x2

(3)M的相对原子质量。

作业:

一、选择题(本题包括10小题，每小题3分，共30分。每小题只有一个选项符合题意)

1. 下列各烧杯中均盛着海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( )。

A. ????? B. ?????

C. ????? D. ?????

2.钢铁发生电化学腐蚀时，负极发生的反应是( )。

充电

放电，,,, 2H，2e,H,2HO，O，4e,4OHA. B. 222

,,,2，4OH,4e,2HO，O,C. D. Fe,2e,Fe223. 镍镉可充电电池在现代生活中有广泛应用，它的充放电反应按下式进行: (Ni,Cd)

Cd(OH)，2Ni(OH) Cd，2NiO(OH)，2HO 222由此可知，该电池放电时的负极材料是( )。

A. Cd(OH) B. Ni(OH) C. D. NiO(OH)Cd22

4. 下列关于实验现象的描述不正确的是( )

A. 把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡

CuSOB. 用铜板做电极电解溶液，阴极铜板质量增加 4

FeClC. 把铜片插入溶液中，在铜片表面出现一层铁 3

CuClD. 把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴溶液，气泡放出速率加快 2

5. 用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质(中括号内)，溶液能与原来溶液完全

一样的是( )。

CuCl[CuSO]A. B. NaOH[KOH] 24

CuSO[Cu(OH)]C. KCl[HCl] D. 42

CuSO6. 如图中三个电解装置中都盛有相同体积、相同物质的量浓度的溶液，通电一段时间并且通过的电量相4

CuSO同时，溶液物质的量浓度大小关系正确的是( )。 4

A. ? > ? > ? B. ? > ? > ? C. ? = ? > ? D. ? = ? = ?

放电

充电

7.蓄电池放电时是起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下式是爱迪生蓄电池分别在充电、放电时的反应:

Fe，NiO，2HO Fe(OH)，Ni(OH) 2222

下列有关爱迪生电池的各种推断中错误的是( )。

NiOA. 放电时铁做负极，做正极 2

,,Fe(OH)，2e,Fe，2OHB. 充电时阴极上的电极反应为: 2

C. 放电时，电解质溶液中的阴离子是向正极方向移动

D. 蓄电池的两个电极必须浸入在碱性溶液中

500mLCuSO8.将两个铂电极插入溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g(设电解时该电极4

无氧气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)。此时溶液中氢离子浓度约为( )

,3,3A. B. 4，10mol/L2，10mol/L

,3,7C. D. 1，10mol/L1，10mol/L

9(为除去MgCl溶液中的FeCl，可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是( ) 23

A、NaOH B、NaCO C、氨水 D、MgO 23

10(右图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现极板质量增加，极板处有无色无臭气体放出，符合这一ab

情况的是( )

a极板 b极板 x电极 Z溶

液

A 锌石墨负极 CuSO 4

B 石墨石墨负极 NaOH

C 银铁正极 AgNO 3

D 铜石墨负极 CuCl 2二、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分，每小题有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括

一个选项，多选时，该题为0分;若正确答案包括两个选项，只选一个且正确的) 11. 如图，拴上金属条的铁钉插在含有酚酞的溶液中，可以看到在贴近金属条一边的溶液出现粉红色。该NaCl

金属条可能是( )。

A. 铜 B. 锡 C. 铝 D. 锌

12.以下现象与电化腐蚀无关的是( )

A(黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿

B(生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈

C(铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈

D(银制奖牌久置后表面变暗

13.关于原电池和电解池的叙述正确的是 ( ) A(原电池失去电子的电极称为阴极

B(电解池的阳极、原电池的负极都发生氧化反应

C(原电池的两极，一定要由活动性不同的两种金属组成

D(电解时电解池的阳极一定是阴离子放电

14.pH,a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH,a，则该电解质可能是，，

A(NaOH B(HSO C(AgNO D(NaSO 24324

15.下列关于铜电极的叙述正确的是( )。

A. 铜锌原电池中铜是负极

B. 用电解法精炼粗铜时粗铜做阴极

C. 在镀件上电镀铜时，可用金属铜做阳极

D. 电解稀硫酸制H、O时铜做阳极 22

16. 燃料电池是燃料(如CO、H、CH等)跟O(或空气)起反应将化学能转变为电能的装置，电解质溶液是强碱242

溶液，下列关于甲烷燃料电池的说法正确的是 ( )

,, A(负极反应式:O + 2HO + 4e 4OH22

,,2,B(负极反应式:CH + 10OH ,8e CO + 7HO 432

C(随着放电的进行，溶液的pH不变

D(放电时溶液中的阴离子向正极移动

17.有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀。将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是( )

A(D,C,A,B B(D,A,B,C

C(D,B,A,C D(B,A,D,C

18.用铂作电极电解某金属氯化物MCl的水溶液，当阳极产生a mol气体时，阴极析出m g金属，则金属的相对n

原子质量是: ( )

2mamn2naanA( B( C( D( nm2am

19.镍氢电池是近年来开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镍镉电池。镍氢电池的总反应式是:1H+NiO(OH)Ni(OH)。根据此反应式判断，下列叙述中正确的是( ) 22 2

A(电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大 B(电池放电时，镍元素被氧化 C(电池充电时，氢元素被还原 D(电池放电时，氢气是负极

2+3+20.用Pt电极电解含有各0.1molCu和X的溶液，阴极析出固体物质的质量m(g)与溶液中通过电子的物质的量n(mol)的关系见图示。则离子的氧化能力由大到小排列正确的( )

2+3+++3+2+A(Cu,X,H B(H,X,Cu

3++2+2++3+ C(X,H,Cu D(Cu,H,X

三、填空题

21.(8分)铅蓄电池的正极材料为PbO，负极材料为海绵状的金属铅，用一定浓度的硫酸作为电解质溶液，请2

Cl0.05mol写出电极反应式。实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制氯气。今若制得，这2

HSO时电池内消耗的的物质的量至少是。 24

2.5mol/LCuSO22.(14分)在25?时，用石墨电极电解，溶液，如有电子发生转移，试回答2.0L0.20mol4

下列问题:

(1)阴极发生反应，电极反应为。

(2)阳极发生反应，电极反应为。

O(3)电解后得到的的质量是，得到的体积(标准状况)是，溶液的pH是。 Cu2

(4)如用等质量的两块铜片代替石墨作电极，电解后两铜片的质量相差，电解液的pH (填“变小”、“变大”或“不变”)

2+,2+23.(9分)己知碳酸钙和氢氧化钙在水中存在下列溶解平衡Ca(OH)(固)Ca，2OH，CaCO(固) Ca23

2,，CO。在火力发电厂燃烧煤的废气中往往含有SO、O、N，CO等，为了除去有害气体SO变废为宝，常常见粉末322222状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气，反应产物为石膏。

(1)写山上述两个反应的化学方程式:

?S0与CaCO悬浊液反应 23

?S0与Ca(OH)悬浊液反应 22

(2)试说明用熟石灰的悬浊液而不用澄清石灰水的理由___________________________

24((16分)电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a;X、YA 是两块电极板，通过导线与直流电源相连。

请回答以下问题:

Y X

(1)若X、Y都是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试a 液，则

?电解池中X极上的电极反应式为。在X极附近观察到的现象是。

?Y电极上的电极反应式为，检验该电极反应产物的方法是

(2)如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO溶液，则 4

?X电极的材料是，电极反应式是。

?Y电极的材料是，电极反应式是。

四、实验题

25.(9分)用图所示的装置进行电解。通电一会儿，发现湿润的淀粉KI试纸的C端变为蓝色。

A B

(1)A中发生反应的化学方程式为

___________________________。

(2)在B中观察到的现象是_____________________-____________________________。

(3)室温下，若从电解开始到时间t s，A、B装置中共收集到气体0.168 L(SPT)，若电解过程中无其他副反应发生，经测定电解后A中溶液体积恰为1000 mL，则A溶液的pH为______。

26((14分)在玻璃圆筒中盛有两种无色的互不相溶的中性液体。上层液体中插入两根石墨电极，圆筒内还放有一根下端弯成环状的玻璃搅棒，可以上下搅动液体，装置如右图。接通电源，阳极周围的液体呈现棕色，且颜色由浅变深，阴极上有气泡生成。停止通电，取出电极，用搅棒上下剧烈搅动。静置后液体又分成两层，下层液体呈紫红色，上层液体几乎无色。根据上述实验回答:

(1)阳极上的电极反应式为________________________________。

(2)阴极上的电极反应式为________________________________。

(3)原上层液体是________________________________________。

(4)原下层液体是________________________________________。

(5)搅拌后两层液体颜色发生变化的原因是_______________________

(6)要检验上层液体中含有的金属离子，其方法是__________________，现象是________________________

范文四：高中化学原电池和电解池

典型例题分析

例 1、下图中 x 、 y 分别是直流电源的两极,通电后发现 a 极板质量增加, b 极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是()

分析:通电后 a 极板增重,表明溶液中金属阳离子在 a 极板上放电, 发生还原反应析出了金属单质, 因此可确定 a 极板是电解池的阴极, 与它相连接的直流电源的 x 极是负极。选项 C 中 x 极为正极,故 C 不正确。 A 中电解液为 CuSO 4溶液,阴极 a 板上析出 Cu 而增重, 阳极 b 板上由于 OH -离子放电而放出无色无臭的 O 2, 故 A 正确。 B 中电解液为 NaOH 溶液, 通电后阴极 a 上应放出 H 2, a 极板不会增重,故 B 不正确。 D 中电解液为 CuCl 2溶液,阴极 a 板上因析出 Cu 而增重,但阳板 b 板上因 Cl -离子放电,放出黄绿色有刺激性气味的 Cl 2, 故 D 不正确。答案为 A 。

例 2、高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池能长时间保持稳定

的放电电压。高铁电池的总反应为 3Zn+2K2FeO 4+8H

O 3Zn (OH ) 2+2Fe(OH )

+4KOH

下列叙述不正确的是

A 、放电时负极反应为:Zn -2e — +2OH— = Zn(OH ) 2

B 、充电时阳极反应为:Fe (OH ) 3-3e — + 5 OH— = FeO 24+ 4H2O

C 、放电时每转移 3 mol电子,正极有 1mol K2FeO 4被氧化

D 、放电时正极附近溶液的碱性增强

分析:A 是关于负极反应式的判断, 判断的要点是:抓住总方程式中 “放电” 是原电池、 “充电” 是电解池的规律, 再分析清楚价态的变化趋势, 从而快速准确的判断, A 是正确的。 B 是充电时的阳极方程式, 首先判断应该从右向左, 再判断阳极应该是失去电子, 就应该是元素化合价升高的元素所在的化合物参加反应,然后注重电子、电荷以及元素三个守恒, B 正确; C 主要是分析原总方程式即可,应该是 1mol K2FeO 4被还原,而不是氧化。 D 选项中关于放电时正极附近的溶液状况,主要是分析正极参加反应的物质以及其电极反应式即可, 本答案是正确的。答案选 C 。

例 5、通以相等的电量,分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞(亚汞的化合价为 +1价) 溶液,若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比 n (硝酸银)︰ n (硝酸亚汞) =2︰ 1, 则下列表述正确的是()

A 、在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比 n (Ag )︰ n (Hg ) =2︰ 1

B 、在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等

C 、硝酸亚汞的分子式为 HgNO 3

D 、硝酸亚汞的分子式为 Hg 2(NO 3) 2

分析:通以相等的电量即是通过相同的电子数,银和亚汞都是 +1价,因此,得到的单质银和汞的物质的量也应相等;又因电解的 n (硝酸银)︰ n (硝酸亚汞) =2︰ 1,硝酸银的化学式为 AgNO 3,故硝酸亚汞的化学式不可能为 HgNO 3,只能为 Hg 2(NO 3) 2。答案为 D 。例 6、下图中电极 a 、 b 分别为 Ag 电极和 Pt 电极,电极 c 、 d 都是石墨电极。通电一段时间后,只在 c 、 d 两极上共收集到 336mL (标准状态)气体。回答:

(1)直流电源中, M 为极。

(2) Pt 电极上生成的物质是 ,其质量为 g 。

(3)电源输出的电子,其物质的量与电极 b 、 c 、 d 分别生成的物质的物质的量之比为: 2∶ ∶ ∶ 。

(4) AgNO 3溶液的浓度(填增大、减小或不变。下同) , AgNO 3溶液的 pH H 2SO 4溶液的浓度 , H 2SO 4溶液的 pH 。

(5)若 H 2SO 4溶液的质量分数由 5.00%变为 5.02%,则原有 5.00%的 H 2SO 4溶液为多少 g 。

分析:电解 5.00%的稀 H 2SO 4,实际上是电解其中的水。因此在该电解池的阴极产生 H 2,阳极产生 O 2,且 V (H 2) :V (O 2) =2:1。据此可确定 d 极为阴极,则电源的 N 极为

负极, M 极为正极。在 336mL 气体中, V (H 2) =2/3×336ml=224ml,为 0.01mol , V (O 2) =1/3×336ml=112ml,为 0.005mol 。说明电路上有 0.02mol 电子,因此在 b 极(Pt 、阴极) 产生:0.02×108=2.16g,即 0.02mol 的 Ag 。则 n (e ) ∶ n (Ag ) ∶ n (O 2) ∶ n (H 2) = 0.02∶ 0.02∶ 0.005∶ 0.01=4:4:1:2。由 Ag (阳)电极、 Pt (阴)电极和 AgNO 3溶液组成的电镀池,在通电一定时间后,在 Pt 电极上放电所消耗溶液中 Ag +离子的物质的量,等于 Ag 电极被还原给溶液补充的 Ag +离子的物质的量,因此 [AgNO3]不变,溶液的 pH 也不变。电解 5.00%的 H 2SO 4溶液,由于其中的水发生电解,因此 [H2SO 4]增大, 由于 [H+]增大, 故溶液的 pH 减小。

设原 5.00%的 H 2SO 4溶液为 xg , 电解时消耗水 0.01×18 = 0.18g , 则 : ()

0.18

5.02%

5.00%x-

=,解得:x 45.18g

=。

答案:(1)正(2) Ag 、 2.16(3) 2∶ 1/2∶ 1;

(4)不变、不变、增大、减小; (5) 45.18。

1.确定金属活动性顺序

例 1. (1993年上海高考化学题)有 A 、 B 、 C 、 D 四种金属,将 A 与 B 用导线联结起来, 浸入电解质溶液中, B 不易被腐蚀;将 A 、 D 分别投入到等浓度的盐酸中, D 比 A 反应剧烈; 将铜浸入 B 的盐溶液中无明显变化; 将铜浸入 C 的盐溶液中, 有金属 C 析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为 ()

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

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

解析:根据原电池原理,较活泼金属作负极,较不活泼金属作正极, B 不易被腐蚀,说明 B 为正极,金属活动性 A >B 。另可比较出金属活动性 D >A , B >C 。故答案为 B 项。 2.比较反应速率

例 2. (2000年北京春季高考化学题) 100mL 浓度为 2 mol·L -1的盐酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成氢气的总量,可采用的方法是 ()

A .加入适量的 6mol ·L -1的盐酸

B .加入数滴氯化铜溶液

C .加入适量蒸馏水

D .加入适量的氯化钠溶液

解析:向溶液中再加入盐酸, H +的物质的量增加,生成 H 2的总量也增加, A 错。加入氯化铜后, 锌置换出的少量铜附在锌片上, 形成了原电池反应, 反应速率加快, 又锌是过量的, 生成 H 2的总量决定于盐酸的量,故 B 正确。向原溶液中加入水或氯化钠溶液都引起溶液中 H +浓度的下降,反应速率变慢,故 C 、 D 都不正确。本题答案为 B 项。

3.书写电极反应式、总反应式

例 3. (2000年全国高考理综题)熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视, 可用 Li 2CO 3和 Na 2CO 3的熔融盐混合物作电解质, CO 为阳极燃气,空气与 CO 2的混合气体为阴极助燃气,制得在 650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:

阳极反应式:2CO+2CO32--4e -== 4CO 2

阴极反应式:_________________,

电池总反应式:_______________。

解析:作为燃料电池,总的效果就是把燃料进行燃烧。本题中 CO 为还原剂,空气中 O 2为氧化剂,电池总反应式为:2CO+O2==2CO 2。用总反应式减去电池负极(即题目指的阳极) 反应式,就可得到电池正极(即题目指的阴极)反应式:O 2+2CO2+4e-== 2CO32-。

4.分析电极反应

例 4. (1999年全国高考化学题)氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是:

(1/2)H2+NiO(OH) Ni(OH)2

根据此反应式判断下列叙述中正确的是()

A .电池放电时,电池负极周围溶液的 pH 不断增大

B .电池放电时,镍元素被氧化

C .电池充电时,氢元素被还原

D .电池放电时, H 2是负极

解析:电池的充、放电互为相反的过程,放电时是原电池反应,充电时是电解池反应。根据氢镍电池放电时的总反应式可知,电解质溶液只能是强碱性溶液,不能是强酸性溶液, 因为在强酸性溶液中 NiO(OH)和 Ni(OH)2都会溶解。这样可写出负极反应式:H 2+2OH--2e - == 2H 2O , H 2为负极,附近的 pH 应下降。放电时镍元素由 +3价变为 +2价,被还原,充电时氢元素由 +1价变为 0价,被还原。故答案为 C 、 D 项。

例 5. (2000年全国高考理综题)钢铁

发生电化学腐蚀时 , 负极发生的反应()

A . 2H ++2e-==H 2 B. 2H 2O+O2+4e-== 4OH -

C . Fe-2e -==Fe 2+ D. 4OH -+4e-==2H 2O+O2

解析 :钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时, 负极为铁, 正极为碳,电解质溶液为溶有 O 2或 CO 2等气体的水膜。当水膜呈弱酸性或中性时发生吸氧腐蚀,负极反应为: Fe-2e -==Fe 2+,正极反应为:2H 2O+O2+4e-== 4OH -;当水膜呈酸性时发生析氢腐蚀,负极反应为:Fe-2e -==Fe 2+,正极反应为:2H ++2e-==H 2。钢铁的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主。故答案为 C 项。

5.判断原电池的电极

例 6. (2001年广东高考化学题)镍镉(Ni-Cd )可充电电池在现代生活中有广泛应用,

它的充放电反应按下式进行:

由此可知,该电池放电时的负极材料是()

A . Cd(OH)2 B. Ni(OH)2

C . Cd D. NiO(OH)

解析:此电池放电时为原电池反应, 所列反应由右向左进行, Cd 元素由 0价变为 +2价, 失去电子,被氧化,故 Cd 是电池的负极反应材料。本题答案为 C 项。

例 7. (2001年上海高考化学题) 铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中, 锌片是 () A .阴极 B.正极 C.阳极 D.负极

解析:铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成了原电池,由于金属活动性 Zn >Cu , 故 Zn 为负极。答案为 D 项。

6.原电池原理的综合应用

例 8. (2004年天津高考理综题)下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示, 下列叙述不正确的是

( )

A . a 电极是负极

B . b 电极的电极反应为:4OH --4e -== 2H 2O+O2↑

C .氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源

D .氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置解析:分析氢氧燃料电池原理示意图,可知 a 极为负极,其电极反应为:2H 2-4e -==4H +, b 极为正极,其电极反应为:O 2+2H 2O+4e-==4OH -,电池总反应式为:2H 2+O2==2H 2O 。 H 2为还原剂, O 2为氧化剂, H 2、 O 2不需全部储藏在电池内。故答案为 B 项。

例 9. (2004年江苏高考化学题)碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反应式为:

Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l) ==

Zn(OH)2(s)+Mn2O 3(s)

下列说法错误的是()

A.电池工作时,锌失去电子

B.电池正极的电极反应式为:2MnO 2(s)+H2O(1)+2e- == Mn 2O 3(s)+2OH-(aq)

C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负极

D.外电路中每通过 O.2mol 电子,锌的质量理论上减小 6.5g

解析 :该电池的电解液为 KOH 溶液 , 结合总反应式可写出负极反应式 : Zn(s)+2OH-(aq)-2e- == Zn(OH)2(s),用总反应式减去负极反应式,可得到正极反应式: 2MnO 2(s)+H2O(1)+2e- == Mn 2O 3(s)+2OH-(aq)。 Zn 为负极,失去电子,电子由负极通过外电路流向正极。 1molZn 失去 2mol 电子, 外电路中每通过 O.2mol 电子, Zn 的质量理论上减小 6.5g 。故答案为 C 项。

1. 在原电池和电解池的电极上所发生的反应, 同属氧化反应或同属还原反应的是 ()

A .原电池正极和电解池阳极所发生的反应 B.原电池正极和电解池阴极所发生的

C .原电池负极和电解池阳极所发生的反应 D.原电池负极和电解池阴极所发生的反应

2、关于原电池和电解池的叙述正确的是

( ) A .原电池失去电子的电极称为阴极

B .电解池的阳极、原电池的负极都发生氧化反应

C .原电池的两极,一定要由活动性不同的两种金属组成

D .电解时电解池的阳极一定是阴离子放电

3.用石墨作电极,电解 1 mol·L -1下列物质的溶液,溶液的 pH 保持不变的是 ( )

A . HCl B. NaOH C. Na 2SO 4 D. NaCl

4.在铁制品上镀上一定厚度的锌层,以下设计方案正确的是 ( )

A .锌作阳极,镀件作阴极,溶液中含有锌离子

B .铂作阴极,镀件作阳极,溶液中含有锌离子

C .铁作阳极,镀件作阴极,溶液中含有亚铁离子

D .锌用阴极,镀件作阳极,溶液中含有锌离子

5、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是 NiO(OH)H 21

2 2Ni(OH)。根据此反应式判断, 下列叙述中正确的

是:( )

A .电池放电时,电池负极周围溶液的 pH 值不断增大

B .电池放电时,镍元素被氧化

C .电池充电时,氢元素被还原 D.电池放电时, H 2是负极

6.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可以表示为

2Ag+Zn(OH)2 Ag 2O+Zn+H2O ,在此电池放电时,负极上发生反应的物质是 ( )

A . Ag B. Zn(OH)2 C. Ag 2O D. Zn

7.用惰性电极电解 M(NO3) x 的水溶液,当阴极上增重 ag 时,在阳极上同时产生 b L 氧气 (标准状况 ) ,从而可知 M 的相对原子质量是 ( ) A. b ax 4. 22 B. b

ax 2. 11 C. b ax 6. 5 D. b ax

5. 2 8. 100 mL浓度为 2 mol·L -1的盐酸跟过量的锌片反应,为加快反应速率,又不影响生成氢

气的总量,可采用的方法是 ( )

A. 加入适量的 6 mol·L -1

的盐酸 B.加入数滴氯化铜溶液

C. 加入适量蒸馏水 D.加入适量的氯化钠溶液

9.下列关于实验现象的描述不正确的是 ( )

A. 把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡

B. 用锌片做阳极,铁片做阴极,电解氯化锌溶液,铁片表面出现一层锌

C. 把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁

D. 把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快

10. 用两支惰性电极插入 500 mL AgNO3溶液中, 通电电解。当电解液的 pH 从 6.0变为 3.0时 (设电解时阴极没有氢气析出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略 ) ,电极上析出银的质量大约是 ( )

A.27 mg B.54 mg C.108 mg D.216 mg

11. 氢镍电池是近年来开发出来的可充电电池, 它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是:

根据此反应式判断,下列叙述中正确的是 ()

(A )电池放电时,电池负极周围溶液的 pH 不断增大

(B )电池放电时,镍元素被氧化 (C )电池充电时,氢元素被还原

12. 右图中 x 、 y 分别是直流电源的两极,通电后发现 a 极板质

量增加, b 极板处有无色无臭气体放出,合这一情况的是

( )

a ; X 、 Y 是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:

(1) 若 X 、 Y 都是惰性电极, a 是饱和 NaCl 溶液, 实验开始时, 同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则

①电解池中 X 极上的电极反应式为。在 X

极附近观察到的实验现象是

。

② Y 电极上的电极反应式为。检验该电极反应产

物的方法是。

(2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液 a 选用 CuSO 4溶液,则

① X 电极的材料是 ,电极反应式

为。

② Y 电极的材料是 ,电极反应式为。 (说明:杂质发生的电极反应不必写出)

参考答案:

1、 BC 、 2、 B 、 3、 C 、 4、 A 、 5、 CD 、 6、 D 、 7、 C 、 8、 B 、

9、 C 、 10、 B 、 11、 CD 、 12、 A

13、 (1)① 2H ++2e-=H2↑ 放出气体,溶液变红

② 2Cl — 2e -=Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在 Y 电极附近,试纸变蓝色。 (2)①纯铜 Cu2++2e-=Cu ②粗铜 Cu— 2e -=Cu2+

第一课:化学反应及能量变化,包括离子反应的特点,氧化还原反应配平,离子共存, 能量变化。第二课:物质分类及元素性质, 包括物质分类, 分散系分类, 非金属碳族,氧族,氮族,卤族元素性质,碱金属,碱土金属,铝,铁性质。第三课:化学反应原理,包括热反应,电化学,化学平衡与速率,沉淀溶解平衡, 金属冶炼。第四课:有机化学部分和物质结构,包括同分异构,有机物命名,各种官能团的特点,有机反应类型,燃烧规律,基态电子排布规则,价层电子对互斥理论和空间构型,晶胞计算和类型,分子间作用力。第五课:实验,包括仪器使用和分辨,制备气体的几种装置,干燥,除杂,各种操作,如蒸发结晶,萃取等,书本中的实验,如焰色反应,铝热,氢氧化亚铁,氢氧化铝制备。这样的话每课时要很长时间,基本上五个上午就完了,包含高考所有考点。

范文五：高考化学知识点电解池和原电池

高考化学知识点:电解池和原电池

一、原电池

1.原电池原理：使氧化还原反应中电子作定向移动，从而形成电流。这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。

2.原电池池形成条件

①电极：两种不同的导体相连；

②电解质溶液：能与电极反应。

二、电解池

1.电解池原理：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。

2.电解池形成条件

①电源；

②电极（惰性或非惰性）；

③电解质（水溶液或熔化态）。

3.电解过程中的能量转化：电能转化为化学能

阳极：惰性电极阴极：不一定是惰性电极

发生电解反应的条件

①连接直流电源

②阴阳电极阴极：与电源负极相连为阴极

阳极：与电源正极相连为阳极

③两极处于电解质溶液或熔融电解质中

④两电极形成闭合回路

（氧化反应）电子流向负极→正极电源负极→阴极；阳极→电源正极电流方向正极→负极电源正极→阳极；阴极→电源负极能量转化化学能→电能电能→化学能应用

4.电解池的应用

使在通常情况下不发生变化的物质发生氧化还原反应，得到所需的化工产品、进行电镀以及冶炼活泼的金属。在金属的保护方面也有一定的用处。

①抗金属的电化腐蚀；

②实用电池。

①电解食盐水（氯碱工业）；

②电镀（镀铜）；

③电冶（冶炼Na、Mg、Al）；

④精炼（精铜）。

三、原电池、电解（镀）池电极名称的确定

1．确定原电池电极名称的方法

方法一：根据电极材料的性质确定。通常是

（1）对于金属——金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极；

（2）对于金属——非金属电极，金属是负极，非金属是正极，如干电池等；

（3）对于金属——化合物电极，金属是负极，化合物是正极。

方法二：根据电极反应的本身确定。

失电子的反应→氧化反应→负极；得电子的反应→还原反应→正极。

2．确定电解（镀）池电极名称的方法

方法一：与外电源正极连接的一极是阳极、与负极连接的一极是阴极。方法二：电极上发生氧化反应的是阳极，发生还原反应的是阴极。

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