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原电池电解池电镀池定义将化学能转化成电能的装置将电能转化成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置装置ZnCuH2SO4CuCl2CCCuSO4FeCu形成条件活泼性不同的两电极电解质溶液形成闭合回路自发发生氧化还原反应两电极接直流电源两电极插入电解质溶液中形成闭合回路镀层金属接电源正极，作为阳极；待镀金属接电源负极，作为阴极电镀液必须含有镀层金属的离子电极名称负极：较活泼金属正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连名称同电解，但有限制条件。阳极：必须是镀层金属阴极：镀件（待镀的物件）电极反应锌(负极) Zn2e- Zn2+ (锌板溶解）（负失氧)铜(正极) 2H+ + 2e- H2（铜板上有气泡）（正得还）总反应方程式：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2阳极：2Cl2e=Cl2（阳失氧）阴极：Cu2+ + 2e = Cu（阴得还）总反应CuCl2 =Cu+Cl2阳极：氧化反应，金属电极失电子，并不断溶解Cu 2e = Cu2+阴极：还原反应，电镀液中的金属阳离子得电子 Cu2+ + 2e = Cu电子流向电子流向：负极 正极电子流向： 负极 阴极阳极 正极同电解池电流方向电流方向：正极 负极电流方向：正极 阳极 电解质溶液 阴极 负极 同电解池离子动向阳离子移向正极阴离子移向负极阳离子移向阴极阴离子移向阳极电化学知识复习专题（阳春四中）一. 原电池、电解池、电镀池的比较二.原电池正负极的判断（负养活）1、一般情况下相对活泼的金属是负极，活泼性较弱的金属是正极（注：此判定为默许规则，一定要注意实际情况，如：MgAlNaOH，Al才是负极；AlCu浓硝酸，Cu才是负极）；如果是由金属和非金属导体(或金属氧化物导体)作电极，金属是负极，非金属导体(或金属氧化物导体)是正极。2、根据氧化反应、还原反应发生的位置判定，发生氧化反应的极(或在该极处失电子)为负极，即（负失氧)；发生还原反应的极(或在该极处得电子)为正极，即（正得还）。3、根据电子流出或电流流入的电极为负极，相反为正极。4、根据原电池里电解质溶液内离子流动方向判断：阳离子移向的极为正极，阴离子移向的极为负极。5、根据原电池的两极发生的现象判断。溶解或质量减轻的电极为负极，有气体或金属析出的电极为正极（燃料电池：通入可燃物质为负极，助燃气O2为正极）三.电解池 阴、阳极的判断可根据电极与电源两极相连的顺序判断阴极：与直流电源的负极相连接的电解池中的电极。其反应时, 溶液中氧化能力强的阳离子首先在阴极上得到电子, 发生还原反应（放氢生碱）。阳极：与直流电源的正极直接连接的电极(放氧生酸)。若是惰性电极（Pt、Au、C、Ti)，在该极上，溶液中还原性强的阴离子首先失去电子被氧化；若是活性电极，电极材料参与反应，自身失去电子被氧化而溶入溶液中。1.单池判断：原电池、电解池的区分关键看是否有外接电源；有外加电源的装置一定是电解池，无外加电源的装置一定是原电池。电解池、电镀池和精炼池的区分关键看阳极材料和电解质溶液。2.多池组合判断：无外电源：一池为原电池，其余为电解池；有外电源：全部为电解池或电镀池、精炼池多池组合时, 一般是含有活泼金属的池为原电池，其余都是在原电池带动下工作的电解池；若最活泼的电极相同时，则两极间活泼性差别较大的是原电池，其余为电解池。FeCNaClFeCH2SO4四、原电池应用1.金属腐蚀：(1)化学腐蚀由一般的化学反应引起的腐蚀。 (2)电化腐蚀：以钢铁的腐蚀为例a.析氢腐蚀： 负极：Fe 2e- = Fe2+（强或较强酸性条件下） 正极：2H+ +2e- = H2 （析氢腐蚀） （吸氧腐蚀）FeZnH2SO4总反应式： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2b.吸氧腐蚀： 负极：Fe 2e- = Fe2+（中性、碱性或极弱酸性条件下） 正极：O2 + 2H2O+ 4e- = 4OH 总反应式： 2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)22.防护方法： (1)改变金属内部组织结构 （合金） (2)在金属表面覆盖保护 （喷油漆） 牺牲了Zn(负极)而保护了Fe(正极)(3)电化学保护法牺牲阳(负)极的阴(正)极保护法 注：原电池的负极又叫阳极，正极又叫阴极。5、电极反应式和原电池总反应式的书写（1）负极失电子，发生氧化反应（一般是负极本身失电子）（2）正极得电子，发生还原反应（一般是溶液中阳离子在正极上得电子，但也可能是O2在正极上得电子（吸氧腐蚀），或正极本身得电子）（3）总反应式（即电池反应）= 正极反应式 + 负极反应式（4）化学电源及其电极反应式：干电池（NH4Cl糊状物为电解质）负极（锌筒）：Zn-2e=Zn2+， 正极（石墨）2NH4+2MnO2 + 2e=2NH3+Mn2O3+H2O总反应：Zn+2NH4+2MnO2= Zn2+2NH3+Mn2O3+H2O碱性锌-锰干电池（KOH为电解质）：负极Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2 正极2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-总反应Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2银锌电池（电解质为KOH）负极：Zn+2OH-2e=Zn(OH)2（或Zn+2OH-2e =ZnO+H2O）正极：Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH总反应：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag （或 Zn+Ag2O=ZnO+2Ag）海水电池（电解质溶液为海水）负极：4Al-12e=4Al3+，正极：3O2+6H2O+12e=12OH总反应：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3铅蓄电池（电解质溶液为稀硫酸）负极（Pb）：Pb+SO42-2e=PbSO4，正极（PbO2）：PbO2+4H+ SO42+2e=PbSO4+2H2O总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O锂电池（非水有机溶剂电解液）负极：2Li-2e=2Li+，正极：I2+2e=2I，总反应：2Li+I2=2LiI跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。新型燃料电池a.氢氧燃料电池I.酸式（H+）负极：2H2-4e=4H+，正极：O2+4H+4e=2H2O，总反应：2H2+O2=2H2OII.碱式（OH）负极：2H2+4OH-4e=4H2O，正极：O2+2H2O+4e=4OH，总反应：2H2+O2=2H2Ob.甲烷氧燃料电池（电解质为KOH）负极：CH4+10OH-8e=CO32+7H2O 正极：2O2+4H2O+8e=8OHCH4+2O2+2OH=CO32+3H2O五、电解池1.离子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。阳极若为惰性电极(C,Pt, Au等),则阴离子放电（失电子，发生氧化反应），放电顺序为：阳极金属（除Pt、Au）S2IBrClOH含氧酸根离子F 若为活泼电极,则电极本身失去电子而放电。因为活泼电极的还原性几乎大于一切的阴离子。阴极无论是惰性电极，还是活性电极，阴极都不会参与电极反应，始终为阳离子放电（得电子，发生还原反应），放电顺序为：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+(酸)Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+ H+( H2O)Al3+Mg2+Na+Ca+K+2.用惰性电极电解电解质溶液的变化情况类 型电极反应特点实 例电 解物 质电解质溶液的浓度pH电解质溶液复原电解水型阴极：2H+2e=H2阳极：4OH-4e-= O2+2H2ONaOH水增大增大水H2SO4水增大减小水Na2SO4水增大不变水电解电解质电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大氯化氢CuCl2电解质减小增大氯化铜放H2生碱型阴极：放出氢气生成碱阳极：电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质增大氯化氢放O2生酸型阳极：OH-放电生成酸阴极：电解质阳离子放电CuSO4电解质和水生成新电解质减小氧化铜注意：（1）电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐的电解（2）电解电解质型：无氧酸（除HF外）、不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）溶液的电解（3）放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）溶液的电解（4）放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐溶液的电解（5）电镀型：镀层金属作阳极，阳极反应是：M- ne-=Mn+，镀件作阴极，阴极反应是：Mn+ne-=M。（电解精炼与电镀，实质上是相同的）3.电解的应用（1）、氯碱工业：电解饱和食盐水制取烧碱、氯气、氢气 通电总的方程式：2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2+ Cl2现象：阳极有气体（使湿润的KI淀粉试纸变蓝），阴极有气体滴酚酞变红（放氢生碱）。（1）阳离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl、OH离子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴极室和阳极室。 （2）离子交换膜的作用：a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸；b、避免氯气和氢氧化钠反应生成 ，而影响氢氧化钠的产量。 （2）、电镀: (1)概念：应用电解原理在某些金属表面镀上其它金属或合金的过程。 (2)电镀池的形成条件：A镀件（纯金属）作阴极。 B镀层金属（粗金属）作阳极。 C电镀液中含有镀层金属离子。CuSO4FeCu 铜的电解精炼纯铜粗铜CuSO4 例：在一根铁棒上镀上Cu阳极：Cu 2e = Cu2+阴极：Cu2+ + 2e = Cu 电镀 （3）、铜的电解精炼阳极： Cu 2e = Cu2+ 杂质比铜活泼的Zn、Fe、Ni等也会放电： Zn 2e = Zn2+ ； Fe 2e = Fe2+ ； Ni 2e = Ni2+还原性比铜差的，如活泼性在铜之后的银、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。阴极： Cu2+ + 2e = Cu 电解质溶液硫酸铜的浓度基本不变，但要定时除去里面的杂质。 电解 电解（4）、电解制Na、Mg、Al（以下反应均在熔融状态下进行） 电解Na3AlF6电解冶炼Na、Mg、Al：2NaCl 2Na + Cl2 MgCl2 Mg + Cl2 2Al2O3 4Al + 3O2（Na3AlF6为助熔剂，AlCl3会升华）4、金属腐蚀的快慢规律电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀 有防腐措施的腐蚀练习1、下图5个烧杯中是海水,铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是: （ ）EFeCuMg 5、有关电化学计算原电池和电解池的计算主要包括两极产物的定量计算、相对原子质量、阿伏加德罗常数、溶液的pH、解答此类题的方法有两种：一是根椐电解方程式或电极反应式，应用阴、阳两极得失电子守恒进行有关计算。二是用惰性电极进行电解的过程，若电解质的阴、阳离子不同时在两极上放电，则阳离子放电的同时必有H生成，n(H)=n(阳离子)电荷数；阴离子放电的同时必有OH生成，n(OH)=n(阴离子)电荷数。也可利用物质的量相当量的关系(由电子得失守恒得)，如，H2Cl21/2O2Cu2Ag2H2OH。例. 铂电极电解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通电一段时间,两极均产生11.2L(S.T.P)气体.求电解后溶液的pH?解析：阳极 4OH-4e- =2H2O+O2 阴极 Cu2+2e-=Cu 2H+2e=H2Cu2+得电子数+ H+得电子数= OH-失电子总数 n(Cu2+)2+0.52=0.54 n(Cu2+)=0.5mol Cu2+2H+ C(H+)=1mol/L pH=0练习2、用石墨电极电解600mL某金属的硫酸盐，一段时间后，溶液的PH从6降到1 ，在一电极上析出1.92克金属（不考虑溶液体积的变化）则该金属是（ ）A.Fe B.Al C.Ag D.Cu放电充电3据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，可连续使用一个月才充一次电。其电池反应2CH3OH + 3O2 + 4OH 2CO32 + 6H2O， 则下列说法错误的是放电时CH3OH参与反应的电极为正极充电时电解质溶液的pH逐渐增大 放电时负极的电极反应为：CH3OH6e- 8OH- CO32 + 6H2O充电时每生成1 mol CH3OH转移6 mol电子巩固练习：1、分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池。研究两池的关系（结构、原理）。 2、下图的装置会出现什么现象？依据是什么？并完成电极反应和总反应式。3、（广东）用铂电极（情性）电解下列溶液时，阴极和阳极上的主要产物分别是H2和O2的是（ ）A.稀NaOH溶液 B.HCl溶液C.酸性MgSO4溶液 D.酸性AgNO34、（广东）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 原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应 B 原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C 原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D 原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应5、（上海）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化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是A a为正极，b为负极；NaClO和NaClB a为负极，b为正极；NaClO和NaClC a为阳极，b为阴极；HClO和NaClD a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl6、（上海）右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极，则下列有关判断正确的是（ C ）A、a为负极，b为正极 B、a为阳极，b为阴极C、电解过程中，d电极质量增加 D、电解过程中，氯离子浓度不变7.（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c 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6.5g8（广东）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bc A在熔融电解质中，O2 由负极移向正极 B电池的总反应是：2C4H10 + 13O2 8CO2 + 10H2O C通入空气的一极是正极，电极反应为：O2 + 4e = 2O2 D通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10 + 26e + 13O2= 4CO2 + 5H2O放电充电9（江苏）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 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH下列叙述不正确的是 A放电时负极反应为：Zn2e +2OH= Zn(OH)2B充电时阳极反应为：Fe(OH)3 3e + 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10(广东卷)某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极，嵌入锂的碳材料为负极，含Li+导电固体为电解质。放电时的电池反应为：Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4。下列说法正确的是 A放电时，LiMn2O4发生氧化反应 B放电时，正极反应为：Li+LiMn2O4+e-=Li2Mn2O4C充电时，LiMn2O4发生氧化反应D充电时，阳极反应为：Li+e-=Li1.（2006年江苏卷）锂离子电池已经成为新一代实用化的蓄电池，该电池具有能量密度大、电压高的特性。锂离子电池放电时的电极反应式为 负极反应：C6Lixe=C6Li1xxLi+（C6Li表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料）正极反应：Li1xMO2xLi+x e=LiMO2（LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物）下列有关说法正确的是A锂离子电池充电时电池反应为C6LiLi1xMO2=LiMO2C6Li1xB电池反应中，锂、锌、银、铅各失去1mol电子，金属锂所消耗的质量最小C锂离子电池放电时电池内部Li+向负极移动D锂离子电池充电时阴极反应为C6Li1xxLi+x e=C6Li2(江苏某同学按右图所示的装置进行电解实验。下列说法正确的是 A电解过程中，铜电极上有H2产生 B电解初期，主反应方程式为：Cu+H2SO4CuSO4+H2 C电解一定时间后，石墨电极上有铜析出 D整个电解过程中，H的浓度不断增大13、（广东）三氧化二镍（Ni2O3）可用于制造高能电池，其电解法制备过程如下：用NaOH调NiCl2溶液pH至7.5，加放适量硫酸钠后进