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1、原电池和电解池知识点原电池和电解池知识点1原电池和电解池的比较:装置原电池电解池实例Tf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。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。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。电源； 电极（惰性或非惰性）；电解质（水溶液或熔化态）。反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应电极名称由电极本身性质决定： 正极：材料性质较不活泼的电极； 负极：材料性质较活泼的电极。由外电源决定：阳极：连电源的正极； 阴极：连电源

2、的负极；电极反应- 2+负极：Zn-2e =Zn （氧化反应）正极：2H+2e-=H2?（还原反应）2+ -阴极：Cu +2e = Cu （还原反应）阳极：2CI-2e-=Cl2f （氧化反应）电子流向负极t正极:电源负极t阴极；阳极t电源正极电流方向正极t负极电源正极T阳极；阴极T电源负极能量转化化学能t电能电能T化学能应用1 抗金属的电化腐蚀；2 实用电池。电解食盐水（氯碱工业）；电镀（镀铜）： 电冶（冶炼 Na、Mg Al ）；精炼（精铜）。（2014 浙江理综化学卷，T11）镍氢电池（NiMH）目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。 该电池在充电

3、过程中的总反应方程式是：Ni（OH） 2 + M = NiOOH + MH。已知：6NiOOH + NHs + H 2O + OH=6 Ni（OH） 2 + NO2下列说法正确的是A. NiMH电池放电过程中，正极的电极反应式为： NiOOH + H2O + e= Ni（OH） 2 + OHB. 充电过程中OH离子从阳极向阴极迁移C. 充电过程中阴极的电极反应式： H2O + M + e 一 = MH + OH，HO中的H被M还原D. NiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液【答案】A【解析】NiMH电池放电过程中，NiOOH和H2 O得到电子，故 正极的电极反应式为：NiOOH

4、+ H2O + e上Ni（OH） 2 + OH，A正确；充电过程中阴离子向阳极移动， OH离子从阴极向阳极迁移，B错误；充电过程中阴极的电极反应式： H2O + M + e= MH + OH-,H2O中的一个H原子得到电子被 M还原，C错误；根据已知 NiMH可以和氨水反应，故不能用于氨水作为电解质溶液，D错误。（2014 天津理综化学卷， T6）已知：锂离子电池的总反应为 Li xC+ Li 1-xCoO . C+ LQ0O2放电 充电锂硫电池的总反应 2Li + S 住2S有关上述两种电池说法正确的是 （ ）A. 锂离子电池放电时， Li +向负极迁移B. 锂硫电池充电时，锂电极发生还原反

5、应C. 理论上两种电池的比能量相同D. 下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电一种金属氢化物镍电池（MH- Ni电池）。下列有关说法不正确的是A. 放电时正极反应为： NiOOH HO+ e-t Ni（OH）2+ OHB. 电池的电解液可为 KOH溶液C. 充电时负极反应为：M出OHt M+ H2O+ eD. MH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高榛丝网/MH NKXJH论上两种电池的比能量不相同,C项错误；D根据电池总反应知，生成碳的反应是氧化反【答案】B【解析】A、电池工作时，阳离子（Li +）向正极迁移，A项错误；B、锂硫电池充电时, 锂电极上发生 Li +得电子生成Li的还原

6、反应，B项正确；C两种电池负极材料不同，故理应，因此碳电极作电池的负极，而锂硫电池中单质锂作电池的负极，给电池充电时，电池负极应接电源负极，即锂硫电池的锂电极应与锂离子电池的碳电极相连， D项错误。（2014全国大纲版理综化学卷，T9）右图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的【答案】CA. a为电池的正极B. 电池充电反应为 LiM n2Q=Li 1-xMnQ+xLiC. 放电时，a极锂的化合价发生变化D. 放电时，溶液中的 Li +从 b向a迁移【答案】CLiIT快离子辱悴 聚合物电解质阳离予交抉膜 (以允许阳离子通过) 匸a,(2014 全国理综II化学卷，T12) 2013年3月我国科

7、学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是(2014 福建理综化学卷，T11)某原电池装置如右图所示，电池总反应为 2Ag+ CI2 =2AgCI。下列说法正确的是lmol- L盐酸A. 正极反应为 AgCI + e_ = Ag + Cl 一B. 放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C. 若用NaCI溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D. 当电路中转移0.01 mol e 时，交换膜左侧溶液中约减少 0.02 mol离子【答案】D.【解析】正极反应为氯气得电子与银离子变成氯化银沉淀， A错误；放电时交换膜右侧不会出现大量沉淀，B错误；氯化钠代替盐酸，电池总反应不变， C错

8、误；当电路中转移O.OImole时，左侧溶液中减少 0.02mol离子，D正确。2.化学腐蚀和电化腐蚀的区别化学腐蚀电化腐蚀一般条件金属直接和强氧化剂接触不纯金属，表面潮湿反应过程氧化还原反应，不形成原电池。因原电池反应而腐蚀有无电流无电流产生有电流产生反应速率电化腐蚀化学腐蚀结果使金属腐蚀使较活泼的金属腐蚀3.吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别电化腐蚀类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性较强正极反应Q + 4e - + 2H 2O = 4OH-2H+ + 2e -=H4负极反应- 2+Fe 2e =Fe- 2+Fe 2e =Fe腐蚀作用是主要的腐蚀类型，具有广泛性发生在某些局部区域内电

9、化腐蚀：发生原电池反应，有电流产生(1 )吸氧腐蚀2+r 负极：Fe 2e-=Fe正极：Q+4e-+2H2O=4OH 总式：2Fe+O+2H2O=2Fe(OH4Fe(OH)2+C2+2HbO=4Fe(OH)5 2Fe(OH) 3=Fe2O3+3H2O(2) 析氢腐蚀： CQ+H片 H2CO= H+HCO2+负极：Fe 2e-=Fe 正极：2H+ + 2e -=H2T总式：Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCOs)2 + H 2TFe(HCO)2水解、空气氧化、风吹日晒得 FezQ。NaCl溶液的U（2014 上海单科化学卷，T12）如右图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和型管中，下列分析

10、正确的是A. Ki闭合，铁棒上发生的反应为 2H+2e宀H4Ki 7B. K闭合，石墨棒周围溶液 pH逐渐升高C. K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法D. K2闭合，电路中通过 0.002 N a个电子时，两极共产生 0.001 mol气体【答案】B【解析】A Ki闭合时，该装置构成了 FeC NaCl溶液的原电池，铁作负极，发生氧化反应，电极反应是 2Fe4e=2Fe2+, A错误；B、C棒作正极，发生的电极反应式 2HO+O+4e=4OH,故石墨棒周围溶液 pH逐渐升高，B正确；C、K2闭合时，该装置构成了 FeC外加电源的电解池，C作阳极，Fe作阴极而不被腐蚀， 该方法称

11、为外加电流的阴极保护法， C错误；D K2闭合时，阳极的电极反应式是 2Cl2e= CI2 f,阴极的电极反应式 2H+2e= H4,所以当电路中通过 0.002 NA个（相当于0.002mol ）电子时，生成 H2和CI2的物质的量 均为0.001mol，则两极共产生 0.002mol气体，D错误。4.电解、电离和电镀的区别电解电离电镀条件受直流电作用受热或水分子作用受直流电作用实质阴阳离子疋向移动，在 两极发生氧化还原反应阴阳离子自由移动，无明显的化学变化用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金实例电解CuCl2 = Cu+ Cl 22+CuCl2=Cu +2Cl - 2+阳极 Cu 2e

12、- = Cu 阴极 Cu +2e- = Cu关系先电离后电解，电镀是电解的应用金属的防护改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如：不锈钢。在金属表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。电化学保护法1 外加电源的阴极保护法：接上外加直流电源构成电解池， 被保护的金属作阴极。 牺牲阳极的阴极保护法：外加负极材料，构成原电池，被保护的金属作正极（2014 海南单科化学卷,T3）以石墨为电极，电解KI溶液（含有少量的酚酞和淀粉）F列说法错误的是【解析】以石墨为电极，电解KI溶液，发生的

13、反应为2KI+2WO 2KOH+Hf+l2（类似于电解饱和食盐水），阴极产物是 H2和KOH阳极产物是丨2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以阳极附近的溶液会变蓝（淀粉遇碘变蓝），阴极附近的溶液会变红（溶液 呈碱性），ABC正确；由于电解产物有 KOH生成，所以溶液的 PH逐渐增大，D错误。5.电镀铜、精炼铜比较电镀铜精炼铜形成条件镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液必须含有镀层金属的离子粗铜金属作阳极，精铜作阴极， CuSO4溶液作电解液电极反应- 2+阳极 Cu 2e- = Cu 阴极 Cu 2+2e- = Cu2+ 2+阳极：Zn - 2e - = Zn Cu - 2e - = Cu 等

14、阴极：Cu2+ + 2e - = Cu溶液变化电镀液的浓度不变溶液中溶质浓度减小（2014 海南单科化学卷，T20-I ） （6分）下列有关叙述正确的是A .碱性锌锰电池中， MnO是催化剂B. 银锌纽扣电池工作时， Ag2O被还原为AgC .放电时，铅酸蓄电池中硫酸浓度不断增大D. 电镀时，待镀的金属制品表面发生还 原反应【答案】BD （ 6 分）【解析】A 由碱性锌锰电池的总反应： Zn+2MnO+2HO 2MnOOH+ZnOH 2，可知正极 MnO得电子被还原，A错误；B、银锌纽扣电池由锌粉作负极、氧化银作正极和氢氧化钾溶液构 成.电池工作时的反应原理为： Zn+A0O+HO Zn （

15、OH 2+2Ag,电池工作过程中，正极上氧化银得电子发生还原反应，生成 Ag, B正确；C、铅酸蓄电池放电时，发生的反应是肢电PbO+Pb+2HSQ 2PbSO+2HO,硫酸不断的消耗，浓度不断减小， C错误；D、电镀时，待镀的金属制品作阴极，在阴极上发生还原反应， D正确。6电解方程式的实例（用惰性电极电解）电解质溶液阳极反应式阴极反应式总反应方程式（条件：电解）溶液酸碱性变化CuCl22CI-2e-=Cl2fCu2+ +2e-= CuCuCl2= Cu +CI 2?HCl2CI-2e-=Cl2f+ - 木2H+2e=Hd2HCI=Hd +Cl2?酸性减弱NSQ4OH-4e -=2H2O+O

16、f+ - *2H+2e=H42H2O=2Hf +Qf不变H2SQ4OH-4e -=2H2O+Of2H+2e=H42H2O=2Hf +Qf消耗水，酸性增强NaOH4OH-4e -=2H2O+Of+ - *2H+2e=Hd2fO=2Hf +Qf消耗水，碱性增强:NaCl2CI-2e-=Cl2f2H+2e=H42NaCI+2H2O=Hf +CI2?+2NaOHH+放电，碱性增强CuSO4OH-4e -=2H2O+OfCu2+ +2e-= Cu2CuSO+2HO=2Cu+ O?+2HSQOH放电，酸性增强（2014 北京理综化学卷，T9）下列解释事实的方程式不正确的是（ ）A. 测 0.1mol/L

17、氨水的 pH为 11: NHH=NH+OHB. 将Na块放入水中，放出气体： 2Na+2h2O=2NaOH+HTC. 用CuCl2溶液做导电实验，灯泡发光： CuCl2 i摯_Cu2+2CI-D. Al 片溶于 NaOH溶液中，产生气体： 2AI+2OH +2h2O=2AIQ- +3h2 f【答案】C【解析】A、0.1mol/L氨水的pH为11,说明一水合氨属于弱电解质，存在电离平衡， A正确；B、Na的化学性质很活泼，能从水中置换出氢气， 发生的反应为2Na+2HO=2NaOH+hf , B正确；C CuCl2溶液做导电实验的原因是： CuCb在水溶液中能电离出自由移动的 82+和Cl-，电

18、离属于自发进行的过程，不需要外界条件， C错误；D Al的性质很特殊，能和强碱溶液发生反应，反应的离子方程式为 2AI+2OH+2H2O=2AIQ-+3H4 , D正确。7。常见实用电池的种类和特点干电池（属于一次电池）1 结构：锌筒、填满 MnO的石墨、溶有 NHCI的糊状物。- 2+2 电极反应-负极：Zn-2e =Zn正极：2NH+2e-=2NH+HzNH和 H2被 Zn、MnO吸收： MnO2+H=MnO+iO,Zn + 4NH=Zn（NH） 4铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池）1 结构：铅板、填满 PbO的铅板、稀 HSO。2 A.放电反应r负极：Pb-2e -+ SO2- = P

19、bSO4,正极：PbO2 +2e -+4H + SO4- = PbSO4 + 2H 2。2B.充电反应阴极：PbSQ +2e-= Pb+ SO4- 阳极：PbSO -2e - + 2H 2。= PbO? +4H+ + SO 42-放申总式：Pb + PbO2 + 2H 2SQ =二 2PbSO + 2H 2O注意：放电和充电是完全相反的过程，放电作原电池，充电作电解池。 电极名称看电子得失，电极反应式的书写要求与离子方程式一样，且加起来应与总反应式相同。锂电池1 结构：锂、石墨、固态碘作电解质。2 电极反应 负极：2Li-2e - = 2Li+正极：I 2+2e- = 2I - 总式：2Li

20、+ I 2 = 2LiIA.氢氧燃料电池1 结构：石墨、石墨、 KOH溶液。2 电极反应 负极：H 2e -+ 2OH- = 2H 2O正极：O2 + 4e - + 2H 2O = 4OH-总式：2H+O2H2O（反应过程中没有火焰，不是放出光和热，而是产生电流）注意：还原剂在负极上反应，氧化剂在正极上反应。书写电极反应式时必须考虑介质参加反应（先常规后深入） 。若相互反应的物质是溶液，则需要盐桥（内装 KCI的琼脂，形成闭合回路）。B.铝、空气燃料电池 以铝一空气一海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液， 靠空气中的氧气使铝不断氧化而源源不断产生电流。只

21、要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高 2050倍。电极反应：铝是负极 4AI-12e -= 4AI 3+;石墨是正极 3O 2+6FbO+12e=12OHD.镍镉电池B.氢燃料电池C.铅蓄电池(2014 北京理综化学卷，T8)下列电池工作时， Q在正极放电的是( )A.锌锰电池【答案】B 【解析】A、锌锰电池，Zn是负极，二氧化锰是正极，所以正极放电的物质时二氧化锰,A错误；B氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为电源的负极，发生氧化反应，通入氧气的C、铅蓄电池负极为 Pb,正极一极为原电池的正极，电子由负极经外电路流向正极，正确;为PbQ放电；D、镍镉电池负极为 Ni，正

22、极为氧化铬放电。&电解反应中反应物的判断 放电顺序阴极A.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。B阳离子得电子顺序一金属活动顺序表的反表：K+ Ca2+ Na+ Mg 2+ Al 3+ (H+) Zn 2+ Fe 2+ Sn 2+ Pb 2+ Cu 2+ Hg 2+ I - Br- Cl - OH NO3-等含氧酸根离子 F-B. 阳极是活泼电极时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。【例题】某溶液中含有 NaCl和H2SO4两种溶质，它们的物质的量之比为 3:1。用石墨作电极电解该溶液时， 根据电极产物，可明显分为三个阶段。 下列叙述不正确的是 ( )A.阴极只放出H2 B .阳极先放出Cl2

23、，后放出O2C. 电解的最后阶段为电解水 D .溶液pH不断减小，最后pHv 7解析：在电解质溶液中，各离子物质的量之比为：n (Na+) : n(CI-) : n (H+) : n (SO42-) = 3 : 3 : 2 : 1 。若把电解质溶液中的离子重新组合，溶质可以是 NaCl、HCI、Na2SO4它们的物质的量之比为： 1 : 2 : 1。电解时，首先是HCI溶液提供的H+、CI-放电，生成H2和Cl2 ;其次是NaCl溶液提供的H+、CI-放 电，生成H2、NaOH和CI2 ;最后是Na2SO4溶液，实际上电解水，生成 H2和O2故根据电解产物，可明显分为三个阶段。由于第一个阶段消

24、耗 H+,第二个阶段产生 OH-,第三个阶段是电解水，故溶液 pH不断增大，最后pH 7。答案：D9 电解反应方程式的书写步骤： 分析电解质溶液中存在的离子；分析离子的放电顺序；确定电极、写出电极反应式；写出电解方程式。如：电解2NaCI+2H2O =H2 T+CI2 T+2NaOH溶质、溶剂均发生电解反应,大电解电解CuSQ溶液：2CuSQ + 2H2O=2Cu + O2 T + 2WSQ溶质、溶剂均发生电解反应, PH减小。电解电解 CuCl2溶液：CuCl2= Cu + CI2 T电解盐酸:2HCI电解= H2 T + CI2T溶剂不变,实际上是电解溶质,PH增大。电解稀H2SQ、NaQ

25、H溶液、N&SQ溶液：2HaQ= 2H2 T + Q T,溶质不变，实际上是电解水，PH分别减小、增大、不变。酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性 ，从而加快电解速率（不是起催化作用）。用铜电极电解 Na2SQ溶液：Cu+2HQMCu(QH)2 + H2T（注意：不是电解水。）电解熔融NaQH: 4NaQH电解=4Na + Q2T + H 2Q?（2014 海南单科化学卷，T16） （ 9分）锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示， 其中电解质LiCIQ 4溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入MnQ晶格中，生成LiMnQ。回答下列问题:（1 ）外电路的电流方向是

26、由 极流向 极。（填字母）（2） 电池正极反应式为 。（3） 是否可用水代替电池中的混合有机溶剂？ （填“是”或“否”）原因是（4） MnQ可与 KQH和KCIO4在高温条件下反应，生成 KMnQ,反应的化学方程式为 , &MnQ在酸性溶液中歧化，生成 KMnO和 MnO的物质的量之比为 。（每空1分，共2分）（2分）（每空1分，共2 分）（2分）【答案】（9分）(1) b a(2) MnO+e+Li +=LiMnO2(3 )否 电极Li是活泼金属，能与水反应高温(4)3MnO+KCIQ+6KOH 2MnO+KCI+3H2O2:1 （ 1 分）【解析】（1）结合所给装置图以及原电池反应原理，可

27、知 Li作负极材料，MnO作正极材料，所以电子流向是从 a b,那么电流方向则是 b a;（2）根据题目中的信息 电解质LiCIO 4溶于混合有机溶剂中，Li+通过电解质迁移入 MnO晶格中，生成 LiMnQ”，所以正极的电极反应式 MnO+e+Li+=LiMnQ;（3）因为负极的电极材料 Li是活泼的金属，能够与水发生反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂;（4）由题目中的信息 MnO可与KOH和 KCIO4在高温条件下反应，生成 &MnO”，可知该反应属于氧化还原反应,Mn元素化合价升高（5 1（Cl T Cl ）,所以方程式为3Mn O+KCIQ+6KOH2K2MnG+KCI+3HQ

28、根据 KzMnO在酸4 6Mn t Mn ），贝U Cl元素的化合价降低性溶液中歧化，生成KMnO ( K 2MnO 4 KMnO 4 )和 MnO ( K 2MnO 4 MnO 2) ”,根据电子得失守恒，可知生成的 KMnO和MnO的物质的量之比为 2:1。10电解液的PH变化:根据电解产物判断。 口诀：“有氢生成碱，有氧生成酸；都有浓度大 ，都无浓度小”。（“浓度大”、“浓度小”是指溶质的浓度）11 .使电解后的溶液恢复原状的方法：先让析出的产物（气体或沉淀）恰好完全反应，再将其化合物投入电解后的溶液中即可。如：NaCI溶液：通HCI气体（不能加盐酸）：AgNO溶液：加AO固体（不能加A

29、gOH ；3 CuCl2溶液：力口 CuCl2固体；KNO溶液：力口 HQCuSO溶液：Cu（不能加 CsO Cu（OH）s、 Cu（OH）2CO ）等。【例题】用惰性电极电解 CuSO4溶液，当Cu2+浓度下降至一半时停止通电，要想使 CuSO4 溶液恢复原浓度，应加入的物质是（ ）A. CuSO4 B. CuO C. Cu（OH）2 D. CuSO4 5H2O解析：发生的电解池反应为： 2CuSO4 +2H2O2CU+O2+2H2SO4电解过程中 CuSO4溶液 每损失2个Cu原子，就损失2个O原子，相当于损失一个 CuQ为了使CuSO4溶液，恢复 原浓度，应加入 CuO当然也可以加入 CuCO3但绝不能加入 Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3因为 CuCO3+H2SO4= CuSO4+CO2 +H2O 相当于加 CuQ 而 Cu(OH)2 + H2SO4=CuSO4+2H2O Cu2(OH)2CO3 + 2H2SO4 = 2CuSO4 + CO2 +3H2Q 除增加溶质