原电池电解池 知识归纳与习题.docx

1、原电池电解池 知识归纳与习题电解池、原电池 专题复习一. 重点、难点1、理解电解原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法。2、了解氯碱工业，电镀，冶金的原理。3、掌握电解电极方程式的书写。二、知识归纳（一）原电池1原电池的反应原理：自发的、放热的氧化还原反应原电池的电路工作原理：(外电路)负极失去电子，电子经导线流向正极。(内电路)溶液中阴阳离子发生定向移动， 向负极移动， 向正极移动。2原电池的电极和电极反应：正极：符号“+”，得到电子，发生 负极：符号“”，失去电子，发生 以锌铜电池(电解液H2SO4溶液)为例： 电子经导线流向正极氧化反应 还原反应失电子 Zn Cu 得电子 锌溶解 SO

2、42 铜极不变Zn2e=Zn2+阴离子向负极移动；阳离子向正极移动 2H+2e=H23原电池形成的一般条件：(1)两极： 的金属(或一种是金属，另一种是非金属导体)。(2)电解质溶液：电极必与电解质溶液接触。(3)形成闭合回路：电极相互接触或 连接。特别提醒：原电池形成还有一个隐蔽条件：能发生自发的氧化还原反应例1在下图所示的装置中，能够发生原电池反应的是（ ） A B C D E F 2.常用的化学电源和新型化学电源 (1)一次电池(2)二次电池 (3)燃料电池氢氧燃料电池 当用碱性电解质时，电极反应为：负极：2H2+40H4e4H20；正极：02+2H20+4e40H总反应：2H2+022

3、H2O甲烷燃料电池该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，在两极上分别通甲烷和氧气；负极：正极：总反应方程式为：CH3OH燃料电池用导线相连的两个铂电极插入KOH溶液中，然后向两极分别通入CH3OH和O2，则发生了原电池反应。负极：正极： 总反应方程式为：若正极反应物是氧气，电解质溶液为中性或碱性，H2O必须写入正极的反应式中，O2生成OH-（吸氧腐蚀）；若电解质溶液为酸性，则H+必须写入正极反应式中，O2生成H2O（析氢腐蚀）。3正确书写电极反应式(1)列出正负电电极上的反应物质,在等式的两边分别写出反应物和生成物。(2)在反应式的左边写出得失电子数,使得失电子 。（得失电子守恒）(3)使质

4、量守恒。电极反应式书写时注意:负极反应生成物的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存，则该电解质溶液中的阴离子应该写入负极反应式;若正极上的反应物质是O2，且电解质溶液为中性或碱性，则H2O必须写入正极反应式，且生成物为OH,若电解液为酸性，则H+必须写入反应式中,生成物为H2O。电极反应式的书写必须遵循离子方程式的书写要求。(4)正负极反应式相加得到 。若能写出总反应式,可以减去较易写出的电极反应式,从而写出较难书写的电极方程式。如果原电池的正负极判断失误，电极反应式的书写一定错误。上述判断正负极的方法是一般方法，但不是绝对的，例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中，由于铝片表明的钝化，

5、这时铜失去电子，是负极，其电极反应为：负极：正极：再如镁片和铝片同时插入氢氧化钠溶液中，虽然镁比铝活泼，但由于镁不与氢氧化钠反应，而铝却反应，失去电子，是负极，其电极反应为：负极：正极：电化学腐蚀： 钢铁腐蚀正极材料： 电极反应式：负极材料： 电极反应式：1（08广东卷）用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（ ）在外电路中，电流由铜电极流向银电极 正极反应为：Ag+e-=Ag实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A B C D2（08广

6、东卷）下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是（ ）A纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗B当镀锡铁制品的镀层破损时，镶层仍能对铁制品起保护作用C在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法D可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀3（08宁夏卷）一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和 二氧化碳。该电池负极发生的反应是（ ）ACH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e BO2(g)+4H+(aq)+4e=2H2O(1)CCH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6e DO2(g)+2

7、H2O(1)+4e=4OH4（08重庆卷）如题图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶液，冷却后形成琼胶（离子在琼胶内可以移动），下列叙述正确的是（ ）Aa中铁钉附近呈现红色Bb中铁钉上发生还原反应Ca中铜丝上发生氧化反应Db中铝条附近有气泡产生5（08广东卷）电池是人类生产和生活中的重要能量来源，各式各样电池的发展是化学对人类的一项重大贡献。下列有关电池的叙述正确的是（ ）A锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细 B氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化 D太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅6（08北京卷）据报道，我国

8、拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液。下列有关电池的叙述不正确的是（ ）A正极反应式为：O22H2O4e =4OHB工作一段时间后，电解液中的KOH的物质的量不变C该燃料电池的总反应方程式为：2H2O2=2H2OD用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24LCl2(标准状况)时，有0.1mol电子转移7(07广东卷)钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：2Fe2H2OO2 = 2Fe2+4OH。以下说法正确的是 ( )A负极发生的反应为：Fe2e = Fe2 B正极发生的反应为：2H2OO22e = 4OHC原电池是将电能

9、转变为化学能的装置 D钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀8(07广东卷)科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为 ( )AH22OH 2H2O2e B.O24H4e 2H2OCH22H2e D.O22H2O4e 4OH9(07广东卷)为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是 ( )A.将青铜器放在银质托盘上 B.将青铜器保存在干燥的环境中C.将青铜器保存在潮湿的空气中 D.在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜10(07全国卷II)在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的 是 (

10、)A.正极附近的SO42 离子浓度逐渐增大 B.电子通过导线由铜片流向锌片C.正极有O2逸出 D.铜片上有H2逸出11(07天津卷)天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时LiCoO2中Li被氧化，Li迁移并以原子形式嵌入电池负 极材料碳(C6)中，以LiC6表示。电池反应为LiCoO2C6CoO2LiC6，下列说法正确的是 ( )A.充电时，电池的负极反应为LiC6e = LiC6B.放电时，电池的正极反应为CoO2Lie = LiCoO2C.羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质D.锂离子电池的比能量(单位质量释放的能

11、量)低12（06上海卷）将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（ ）A两烧杯中铜片表面均无气泡产生B甲中铜片是正极，乙中铜片是负极C两烧杯中溶液的pH均增大D产生气泡的速度甲比乙慢13（05上海卷）关于如图所示装置的叙述，正确的是（ ）A 铜是阳极，铜片上有气泡产生B 铜片质量逐渐减少C 电流从锌片经导线流向铜片D氢离子在铜片表面被还原14（06天津卷）我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为：4A13O26H2O4A1(OH)3，下列说法不正确的是（ ）A正极反应式为：O22H2O4e4OHB电

12、池工作时，电流由铝电极沿导线流向铂电极C以网状的铂为正极，可增大与氧气的接触面积D该电池通常只需更换铝板就可继续使用15（05广东卷）一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2。下列对该燃料电池说法正确的是（ ）A在熔融电解质中，O2由负极移向正极B电池的总反应是：2C4H1013O28CO210H2OC通入空气的一极是正极，电极反应为：O24e2O2D通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H1026e13O24CO25H2O16（05江苏卷）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

13、保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn2K2FeO48H2O3Zn(OH)22Fe(OH)34KOH下列叙述不正确的是（ ）A放电时负极反应为：Zn2e2OH Zn(OH)2B充电时阳极反应为：Fe(OH)33e5OH FeO424H2OC放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化D放电时正极附近溶液的碱性增强17（04天津卷）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（ ） Aa电极是负极 Bb电极的电极反应为：4OH4e2H2OO2 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

14、型发电装置18（04江苏卷）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)+2eMn2O3(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0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g1. C 2. AC 3. C 4. B 5. C 6. D 7. A 8. C 9. BD 10. D11. B 12. C

15、13. D 14. B 15. BC 16. C 17. B 18. C （二）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（ ）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 2、电解池的组成：有两个电极插入电解质溶液（或熔融状态的电解质）中。两极连外接直流电源。【归纳比较】原电池与电解池的比较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：（ ）性强的先放电惰性电极（Pt、Au、石墨、钛等）时：S2 I Br

16、Cl OH（水） NO3 SO42 F活性电极时：电极本身溶解放电。（2）阴极：（ ）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（ ）于水电离出H+和OH 。如无氧酸和不活泼金属的无氧酸盐。HCl（aq）阳极（ClOH） ：阴极（H） ：总方程式：CuCl2（aq）阳极（ClOH）：阴极（Cu2H）：总方程式：（2）电解水：阳离子和阴离子放电能力均（ ）于水电离出H+和OH

17、。如含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐。H2SO4（aq）阳极（SO42OH：阴极（H）：总方程式：NaOH（aq）阳极（OH）：阴极：（NaH ：总方程式：Na2SO4（aq）阳极（SO42OH： 阴极：（NaH：总方程式：（3）电解水和电解质：阳离子放电能力强于水电离出H+，阴离子放电能力弱于水电离出OH，如活泼金属的无氧酸盐；阳离子放电能力弱于水电离出H+，阴离子放电能力强于水电离出OH ，如不活泼金属的含氧酸盐。NaCl（aq）阳极（ClOH）：阴极：（NaH：总方程式：CuSO4（aq）阳极（SO42OH：阴极（Cu2H）：总方程式 ：【归纳总结】（1）电解的四种类型（惰性电极）：（2

18、）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（ ），原溶液呈碱性的pH变（ ），原溶液呈中性的pH（ ）；电解过程中，无H2和O2产生，pH变化很小（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（ ）。电解过程中

19、，只产生O2，pH变（ ）。（4）电极方程式的书写：先看电极；再将溶液中的离子放电顺序排队，依次放电；注意要遵循电荷守恒，电子得失的数目要相等。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（ ）a极板b极板x电极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2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

20、2e +2OH= Zn（OH）2B、充电时阳极反应为：Fe（OH）33e + 5 OH = FeO+ 4H2OC、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），且V（d）：V（c）=2：1。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）AgNO3溶液的浓度（填增大、减小或不变。下同） ，A

21、gNO3溶液的pH ，H2SO4溶液的浓度 ，H2SO4溶液的pH 。（5）若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H2SO4溶液为多少 g。答案：（1）正（2）Ag、2.16（3）21/21；（4）不变、不变、增大、减小；（5）45.18。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（括号内），溶液能与原来溶液一样的是（）A CuCl2（）B NaOH ( NaOH) C NaCl（盐酸） D CuSO4(CuO)【模拟试题】1、下列叙述中错误的是A、电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应；B、原电池跟电解池连接后，电子从电池负极流向

22、电解池阳极；C、电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化反应；D、电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢气。2、国外最新研制的溴锌蓄电池的基本结构是用碳棒作两极，电解质是溴化锌溶液。现有四个电极反应：Zn2eZn2 Zn22eZn Br22e2Br 2Br2eBr2。那么充电时的阳极反应和放电时的负极反应分别是（ ）A、 B、 C、 D、3、用惰性电极电解下列各溶液，经一段时间后，溶液的浓度增大，而溶液pH值保持不变的是（ ） A、CuCl2溶液 B、NaCl溶液 C、H2SO4溶液 D、Na2SO4溶液4. 用惰性电极电解1L足量KCl的溶液，若通过n mol电子的电量，则溶液的pH与n的关系

23、是（设电解前后溶液的体积不变） A、pH=n B、pH=lgn C、pH=14lgn D、pH=lgn+145、在盛有饱和Na2CO3溶液的烧杯中插入惰性电极进行电解，若温度始终不变，则通电一段时间后，下列说法中不正确的是（ ） A、溶液的pH值不变 B、溶液中Na2CO3的物质的量不变C、Na2CO3溶液的浓度不变，水解程度不变 D、溶液中水分子数与的比值将变小6、CuI是一种不溶于水的白色固体，它可以由反应：2Cu2+4I=2CuI+I2而得到。现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞和淀粉溶液。电解开始不久，阴极区溶液呈红色，而阳极区溶液呈蓝色。对阳极区溶液

24、呈蓝色的正确解释是（ ）A、2I2e=I2 碘遇淀粉变蓝 B、Cu2e=Cu2 Cu2 显蓝色 C、2Cu+4I4e=2CuI+I2 碘遇淀粉变蓝D、4OH 4e=2H2O+O2 O2将I氧化为I2，碘遇淀粉变蓝 7、若某装置中发生如下反应，Cu+2H+=Cu2+H2，关于该装置的有关说法正确的是（ ）A、该装置一定为原电池 B、该装置可能为电解池C、若为原电池，Cu为正极 D、电解质溶液可能是硝酸溶液8、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）

25、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6.5g18、工业上处理含Cr2O72的酸性工业废水用以下方法：往工业废水中加入适量的NaCl，搅拌均匀；用Fe为电极进行电解，经过一段时间有Cr（OH）3和Fe（OH）3沉淀产生；过滤回收沉淀，废水达到排放标准。试回答：（1）电解时的电极反应：阳极： 阴极： （2）写出Cr2O72转变成Cr3+的离子反应方程式： ；（3）电解过程中Cr（OH）3、Fe

26、（OH）3沉淀是怎样产生的？ 。（二）电解原理的应用1、铜的电解精炼阳极（粗铜棒）：Cu2eCu2 阴极（精铜棒）：Cu22eCu 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（ ）放电形成（ ）进入溶液中，Zn2e = Zn2+ 、Fe2e = Fe2+ 、Ni2e =Ni2+，Fe2+、Zn2+、Ni2+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）：C

27、u2eCu2 阴极（镀件）：Cu22eCu 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Cu2离子和阴极Cu2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。【小结】原电池、电解池、电镀池的比较：3、电解饱和食盐水氯碱工业氯碱工业所得的NaOH、Cl 2 、H2 都是重要的化工生产原料，进一步加工可得多种化工产品，涉及多种化工行

28、业，如：有机合成、医药、农药、造纸、纺织等，与人们的生活息息相关。阳极：石墨或金属钛2Cl2eCl2阴极：铁网2H2eH2电解质溶液：饱和食盐水总方程式：分析：在饱和食盐水中接通直流电源后，溶液中带负电的OH和Cl向阳极移动，由于Cl比OH容易失去电子，在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合成氯分子放出；溶液中带正电的Na+和H+向阴极移动，由于H+比Na+容易失去电子，在阴极被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子放出；在（ ）极上得到NaOH。（1）饱和食盐水的精制：原因：除去NaCl中的MCl2、Na2SO4等杂质，防止生成氢氧化镁沉淀影响溶液的导电性，防止氯化钠中混有硫酸钠影响烧碱的质量。 试剂加

29、入的顺序：先加过量的BaCl2和过量的NaOH（顺序可换），再加入过量的Na2CO3，过滤，加盐酸调节pH为7。（2）隔膜的作用：防止氢气和氯气混合发生爆炸；防止氯气和氢氧化钠反应影响烧碱的质量。4、电解法冶炼活泼金属：（1）电解熔融的氯化钠制金属钠：2NaCl（熔融）2NaCl2（2）电解熔融的氯化镁制金属镁：MgCl2（熔融）MgCl2（3）电解熔融的氧化铝制金属铝：2Al2O3（熔融）4Al3O2分析：在金属活动顺序表中K、Ca、Na、Mg、Al等金属的还原性很强，这些金属都很容易失电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，只能用电解其化合物熔融状态方法来冶炼。注意：电解熔融NaCl和饱和NaCl溶液的区别；不能用MgO替代MgCl2的原因；不能用AlCl3替代Al2O3的原因。例3、下图中能验证氯化钠溶液（含酚酞）电解产物的装置是（ ） 例4、某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯