第7讲电化学原理及其应用

1、第第7 7讲讲 电化学原理及其应用电化学原理及其应用 一、原电池工作原理一、原电池工作原理 1.原电池原理原电池原理 把把 能转化为能转化为 能，负极发生能，负极发生 反应，正极反应，正极 发生发生 反应。反应。 化学化学电电氧化氧化 还原还原 2.组成原电池的条件组成原电池的条件 （1）有两种）有两种 作电极。作电极。 （2）电极材料均插入）电极材料均插入 中，两种不同中，两种不同 的电解质溶液可通过的电解质溶液可通过 进行连接。进行连接。 （3）两极相连形成）两极相连形成 。 活泼性不同的导电材料活泼性不同的导电材料 电解质溶液电解质溶液 盐桥盐桥 闭合电路闭合电路 3.电极反应式的书写和

2、电荷移动的方向电极反应式的书写和电荷移动的方向 （1）电极反应式的书写）电极反应式的书写 负极：负极： ,电极反应式：电极反应式： 。 正极：正极： ,电极反应式：电极反应式： 。 电池反应：电池反应： 。 （2）电荷移动方向）电荷移动方向 ZnZn-2e- Zn2+ CuCu2+2e- Cu Zn+Cu2+ Zn2+Cu 电子由电子由 释放，经释放，经 沿导线流入沿导线流入 ， 电解质溶液中的电解质溶液中的 移向正极，在其表面得移向正极，在其表面得 电子被电子被 ，形成一个闭合回路。，形成一个闭合回路。 负极负极外电路外电路正极正极 阳离子阳离子 还原还原 二、常见化学电源二、常见化学电源

3、1.碱性锌锰电池碱性锌锰电池一次电池一次电池 负极反应：负极反应： ; 正极反应：正极反应： ; 总反应：总反应： 。 Zn+2OH-2e- Zn(OH)2 2MnO2+2H2O+2e- 2MnOOH+2OH- Zn+2MnO2+2H2O 2MnOOH+Zn(OH)2 2.锌银电池锌银电池一次电池一次电池 负极反应：负极反应：Zn+2OH-2e- ZnO+H2O; 正极反应：正极反应：Ag2O+H2O+2e- 2Ag+2OH-; 总反应：总反应： 。 Zn+Ag2O ZnO+2Ag 3.铅蓄电池铅蓄电池二次电池二次电池 负极反应：负极反应： 。 正极反应：正极反应：PbO2+4H+SO +2e

4、- PbSO4+2H2O; 总反应：总反应： Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。 Pb+SO -2e- PbSO4 2- 4 2- 4 4.氢氧燃料电池（酸性介质中）氢氧燃料电池（酸性介质中） 负极反应：负极反应： ; 正极反应：正极反应： ; 总反应：总反应： 。 H2-2e- 2H+ O2+2H+2e- H2O 2H2+O2 2H2O 2 1 三、电解原理三、电解原理 1.电解原理电解原理 使电流通过使电流通过 （或熔融的电解质）（或熔融的电解质）, 在阴、阳两极发生在阴、阳两极发生 反应。阳极发生反应。阳极发生 反应，阴极发生反应，阴极发生 反应。反应。 电解质溶液电

5、解质溶液 氧化还原氧化还原 氧化氧化还原还原 2.电解原理的应用电解原理的应用 （1）电解饱和食盐水）电解饱和食盐水 电极反应：电极反应： 阳极：阳极： ; 阴极：阴极： ; 总反应方程式：总反应方程式： 。 （2）电镀铜或电解精炼铜）电镀铜或电解精炼铜 两极材料：待镀金属或精铜做两极材料：待镀金属或精铜做 ，镀层金属或，镀层金属或 粗铜做粗铜做 。 电极反应：电极反应： 阳极：阳极： ; 阴极：阴极： 。 2Cl-2e- Cl2 2H+2e- H2 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl2 阴极阴极 阳极阳极 Cu-2e- Cu2+ Cu2+2e- Cu 通电通电 （3）电解冶炼）电解

6、冶炼Na、Al等活泼金属等活泼金属 冶炼冶炼Na的化学反应方程式：的化学反应方程式： ; 冶炼冶炼Al的化学反应方程式：的化学反应方程式： 。 2NaCl(熔融熔融) 2Na+Cl2 通电通电 2Al2O3(熔融熔融) 4Al+3O2 通电通电 四、金属的腐蚀与防护四、金属的腐蚀与防护 1.金属的腐蚀金属的腐蚀 （1）概念：金属表面与周围的）概念：金属表面与周围的 或或 发生发生 而遭到破坏。而遭到破坏。 （2）实质：金属原子（）实质：金属原子（M）失去电子而被氧化：）失去电子而被氧化： M Mn n+n ne-。 （3）分类：一般分为）分类：一般分为 和和 。 干燥气体、非电干燥气体、非电

7、电解质溶液电解质溶液氧化氧化 化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀 解质解质 2.电化学腐蚀电化学腐蚀 (1)概念概念:两种金属相接触且又同时暴露在潮湿空两种金属相接触且又同时暴露在潮湿空 气里或与电解质溶液接触时，由于形成气里或与电解质溶液接触时，由于形成 而而 发生的腐蚀。发生的腐蚀。 （2）分类（以钢铁为例）分类（以钢铁为例） 吸氧腐蚀：在金属表面的水膜吸氧腐蚀：在金属表面的水膜 不强或呈不强或呈 ，溶解一定的，溶解一定的 ，金属生成含氧化合物。，金属生成含氧化合物。 负极：负极： 。 正极：正极： 。 电池总反应：电池总反应： 。 原电池原电池 酸性酸性 中性中性氧气氧气 2Fe-4e

8、- 2Fe2+ O2+2H2O+4e- 4OH- 2Fe+O2+2H2O 2Fe(OH)2 析氢腐蚀：在金属表面的水膜析氢腐蚀：在金属表面的水膜 较高时，较高时，H+ 被还原而析出 被还原而析出H2。 负极：负极： ； 正极：正极： 。 电池总反应：电池总反应： 。 酸性酸性 Fe-2e- Fe2+ 2H+2e- H2 Fe+2H+ Fe2+H2 五、金属的防护方法五、金属的防护方法 1.牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法原电池原理原电池原理 在被保护的钢铁设备上装上若干较活泼金属如锌在被保护的钢铁设备上装上若干较活泼金属如锌 块，让被保护的金属作原电池的块，让被保护的金属作原电池的 。

9、 正极正极 2.外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法电解池原理电解池原理 用被保护的钢铁设备作用被保护的钢铁设备作 ，惰性电极作，惰性电极作 ， 外接直流电源。外接直流电源。 3.其他方法：改变金属内部结构，如其他方法：改变金属内部结构，如 ；加；加 涂防护层如涂防护层如 、 、 等方法。等方法。 阴极阴极阳极阳极 不锈钢不锈钢 喷油漆喷油漆涂油脂涂油脂喷镀喷镀 考点一考点一 原电池及原电池工作原理原电池及原电池工作原理 【例【例1】 用铜片、银片、用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、溶液、AgNO3 溶液、导线和盐桥（装有琼脂 溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的的U形管）构形管）构

10、成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的 是是 （ ） 在外电路中，电流由铜电极流向银电极在外电路中，电流由铜电极流向银电极 正极反应为正极反应为Ag+e- Ag 实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 将铜片浸入将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与溶液中发生的化学反应与 该该 原电池反应相同原电池反应相同 A. B. C. D. 解析解析 铜片、银片、铜片、银片、Cu(NOCu(NO3 3) )2 2溶液、溶液、AgNOAgNO3 3溶液、盐溶液、盐 桥构成一个原电池，桥构成一个原电池，CuCu作负极，作负极

11、，AgAg作正极，两极电作正极，两极电 极反应分别为：负极：极反应分别为：负极：Cu-2eCu-2e- - Cu Cu2+ 2+, ,正极： 正极： 2Ag2Ag+ +2e+2e- - 2Ag 2Ag，盐桥起到了传导离子、形成闭合，盐桥起到了传导离子、形成闭合 回路的作用，电子的流向是由负极流向正极，电流回路的作用，电子的流向是由负极流向正极，电流 的方向和电子的流向相反，因此的方向和电子的流向相反，因此C C正确。正确。 答案答案 C 有关原电池问题的解题思路有关原电池问题的解题思路 解决原电池问题时，一般的思维程序是：根据解决原电池问题时，一般的思维程序是：根据 电极材料的活泼性判断出正、

12、负极电极材料的活泼性判断出正、负极 电极反应的电极反应的 类型（氧化反应、还原反应）类型（氧化反应、还原反应） 电极反应方程式电极反应方程式 原电池反应方程式原电池反应方程式 现象、计算现象、计算 (2009 (2009福建理综，福建理综，11)11)控制合适的条件，将反应控制合适的条件，将反应 2Fe3+2I- 2Fe2+I2设计成如下图所示的原电设计成如下图所示的原电 池。下列判断不正确的是池。下列判断不正确的是 （ ） A.反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B.反应开始时，甲中石墨电极上反应开始时，甲中石墨电极上Fe3+被还原被还原 C.电流计

13、读数为零时，反应达到化学平衡状态电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D.电流计读数为零后，在甲中溶入电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中固体，乙中 石墨电极为负极石墨电极为负极 解析解析 反应开始后，乙中石墨电极上发生的反应为反应开始后，乙中石墨电极上发生的反应为 2I2I- -2e-2e- - I I2 2, ,为氧化反应， 为氧化反应，A A说法正确；甲中石墨说法正确；甲中石墨 电极上发生的反应为电极上发生的反应为2Fe2Fe3+ 3+2e +2e- - 2Fe 2Fe2+ 2+， ，FeFe3+ 3+被还 被还 原，原，B B正确；电流计读数为零时，电极上得到和失正确；电

14、流计读数为零时，电极上得到和失 去的电子数相等，反应达到化学平衡状态，去的电子数相等，反应达到化学平衡状态，C C正确；正确； 电流计读数为零（反应达到化学平衡状态）后，电流计读数为零（反应达到化学平衡状态）后， 在甲中溶入在甲中溶入FeClFeCl2 2固体，则平衡向逆反应方向移固体，则平衡向逆反应方向移 动动,I,I2 2被还原被还原, ,乙中的石墨电极为正极乙中的石墨电极为正极,D,D错误。错误。 答案答案 D 【例【例2】 据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃 料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供服务。

15、某种氢氧燃料电池的电解液为某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有溶液，下列有 关该电池的叙述不正确的是关该电池的叙述不正确的是 （ ） A.正极反应式为正极反应式为O2+2H2O+4e- 4OH- B.工作一段时间后，电解液中的工作一段时间后，电解液中的KOH的物质的量的物质的量 不变不变 C.该燃料电池的总反应方程式为该燃料电池的总反应方程式为2H2+O2 2H2O D.用该电池电解用该电池电解CuCl2溶液，产生溶液，产生2.24 L Cl2（标（标 准状况）时，有准状况）时，有0.1 mol电子转移电子转移 考点二考点二 电极反应式的书写电极反应式的书写 解析解析 碱性氢氧燃料电池

16、总反应式是碱性氢氧燃料电池总反应式是2H2H2 2+O+O2 2 2H 2H2 2O O， 不消耗和生成不消耗和生成KOHKOH，O O2 2为正极反应物，故为正极反应物，故A A、B B、C C都正都正 确确; ;由由ClCl- -生成生成0.1 mol Cl0.1 mol Cl2 2转移转移0.2 mol0.2 mol电子电子,D,D错误。错误。 答案答案 D 1.燃料电池的电极反应式和总反应方程式的燃料电池的电极反应式和总反应方程式的 书写步骤：书写步骤： （1）写出燃烧反应正确的化学方程式；）写出燃烧反应正确的化学方程式； （2）根据电解质溶液的酸碱性改写燃料电池）根据电解质溶液的酸碱

17、性改写燃料电池 总反应；总反应； （3）写出正极的电极反应式）写出正极的电极反应式(一般较简单一般较简单); （4）由燃料电池总反应方程式减去正极的电）由燃料电池总反应方程式减去正极的电 极反应式得到负极的电极反应式。极反应式得到负极的电极反应式。 2.原电池电极反应式的书写除注意正确判断正、原电池电极反应式的书写除注意正确判断正、 负极外，还应充分考虑介质的影响。一般而言，中负极外，还应充分考虑介质的影响。一般而言，中 性溶液中反应物不可出现性溶液中反应物不可出现H+和和OH-；酸性溶液中反；酸性溶液中反 应物、生成物不会有应物、生成物不会有OH-；碱性溶液中反应物、生；碱性溶液中反应物、生

18、 成物不会有成物不会有H+；水溶液中不会出现；水溶液中不会出现O2-。特别要注。特别要注 意的是介质还能影响正、负极的改变，如意的是介质还能影响正、负极的改变，如MgAl NaOH原电池中，原电池中，Mg为正极，为正极，Al为负极。为负极。 (2009 (2009广东，广东，14)14)可用于电动汽车的铝可用于电动汽车的铝空气燃料空气燃料 电池通常以电池通常以NaCl溶液或溶液或NaOH溶液为电解液溶液为电解液,铝合铝合 金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是 （ ） A.以以NaCl溶液或溶液或NaOH溶液为电解液时溶液为电解液时,正极反应正极反

19、应 都为都为O2+2H2O+4e- 4OH- B.以以NaOH溶液为电解液时溶液为电解液时,负极反应为负极反应为Al+3OH- 3e- Al(OH)3 C.以以NaOH溶液为电解液时溶液为电解液时,电池在工作过程中电电池在工作过程中电 解液的解液的pH保持不变保持不变 D.电池工作时电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极电子通过外电路从正极流向负极 解析解析 电池工作时，正极上电池工作时，正极上O O2 2得到电子被还原，电极得到电子被还原，电极 反应为反应为O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- - 4OH 4OH- -,A,A正确；电解液为正确；电解液为NaOHNaOH溶液溶液

20、 时，在负极上产生的是时，在负极上产生的是NaAlONaAlO2 2而不是而不是l(OH)l(OH)3 3，B B错错 误；电池的总反应为误；电池的总反应为4Al+3O4Al+3O2 2+4NaOH 4NaAlO+4NaOH 4NaAlO2 2+ + 2H2H2 2O,O,消耗消耗NaOHNaOH，pHpH减小，减小，C C错误；电池工作时，电子错误；电池工作时，电子 通过外电路由负极流向正极。通过外电路由负极流向正极。 答案答案 A 【例【例3】 (2009(2009安徽理综安徽理综,12),12)Cu2O是一种半导体材是一种半导体材 料，基于绿色化学理念设计的一制取料，基于绿色化学理念设计

21、的一制取Cu2O的电解的电解 池示意图如下，电解总反应为池示意图如下，电解总反应为2Cu+H2O Cu2O +H2。下列说法正确的是。下列说法正确的是 （ ） 考点三考点三 电解原理及其应用电解原理及其应用 通电通电 A.石墨电极上产生氢气石墨电极上产生氢气 B.铜电极发生还原反应铜电极发生还原反应 C.铜电极接直流电源的负极铜电极接直流电源的负极 D.当有当有0.1 mol电子转移时，有电子转移时，有0.1 mol Cu2O生成生成 解析解析 由总反应知失电子的为由总反应知失电子的为CuCu，得电子的是，得电子的是H H2 2O O中中 的氢无素。因此的氢无素。因此CuCu极为电解池的阳极，

22、接电源的正极为电解池的阳极，接电源的正 极，石墨为阴极，接电源的负极。当有极，石墨为阴极，接电源的负极。当有0.1 mol0.1 mol电电 子转移时，应有子转移时，应有0.05 mol Cu0.05 mol Cu2 2O O生成。生成。 答案答案 A 1.电解时电极产物的判断电解时电极产物的判断 （1）阳极产物的判断）阳极产物的判断 如果是活泼电极（金属活动性顺序表如果是活泼电极（金属活动性顺序表Ag以以 前），则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的前），则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的 阴离子不能失电子；阴离子不能失电子； 如果是惰性电极（如果是惰性电极（Pt、Au、石墨），则要看、

23、石墨），则要看 溶液中离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺溶液中离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺 序加以判断，常见阴离子放电顺序：序加以判断，常见阴离子放电顺序：S2-I-Br-Cl- OH-含氧酸根。含氧酸根。 （2）阴极产物的判断）阴极产物的判断 直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电 顺序与金属活动性顺序相反，其中顺序与金属活动性顺序相反，其中Ag+Fe2+ Cu2+H+。 2.电解池的电极反应和总反应式的书写方法电解池的电极反应和总反应式的书写方法 第一步：先检查阳极电极材料和确定溶液中第一步：先检查阳极电极材料和确定溶液中 的离子

24、种类；第二步：由放电顺序确定放电产物的离子种类；第二步：由放电顺序确定放电产物 和电极反应；第三步：将电极反应相加得总反应和电极反应；第三步：将电极反应相加得总反应 式。式。 下图为相互串联的甲乙两个电解池，请回答：下图为相互串联的甲乙两个电解池，请回答： （1）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，）甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A极是极是 ，材料是，材料是 ，电极反应为，电极反应为 ； B极是极是 ，材料是，材料是 ，电极反应为，电极反应为 ， 电解质溶液为电解质溶液为 。 （2）乙池中若滴入少量酚酞试液，开始一段时间）乙池中若滴入少量酚酞试液，开始一段时间 后，后， 极附近呈红色。极附近呈红

25、色。 （3）若甲槽阴极增重）若甲槽阴极增重12.8 g，则乙槽阳极放出气体，则乙槽阳极放出气体 在标准状况下的体积为在标准状况下的体积为 。 （4）若乙槽剩余液体为）若乙槽剩余液体为400 mL，则电解后得到碱，则电解后得到碱 液的物质的量浓度为液的物质的量浓度为 ，pH为为 。 答案答案 （1）阴极）阴极 精铜精铜 Cu2+2e- Cu 阳极阳极 粗铜粗铜 Cu-2e- Cu2+ CuSO4溶液溶液 （2）Fe （3）4.48 L (4)1 mol/L 14 【例【例4】 (2009(2009上海，上海，13)13) 如图装置中，如图装置中，U型管内型管内 为为 红墨水，红墨水，a、b试管内

26、分别盛有食盐水和氯化铵溶试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶 液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描 述错误的是述错误的是 （ ） 考点四考点四 金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护 A.生铁块中的碳是原电池的正极生铁块中的碳是原电池的正极 B.红墨水柱两边的液面变为左低右高红墨水柱两边的液面变为左低右高 C.两试管中相同的电极反应式是两试管中相同的电极反应式是Fe-2e- Fe2+ D.a试管中发生了吸氧腐蚀，试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐试管中发生了析氢腐 蚀蚀 解析解析 a a、b b试管中均发生铁的电化学腐蚀，在食盐试管中均发生铁的电化学

27、腐蚀，在食盐 水中的水中的FeFe发生吸氧腐蚀，正极为碳：发生吸氧腐蚀，正极为碳：2H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e- - 4OH4OH- -，负极为铁：，负极为铁：2Fe-4e2Fe-4e- - 2Fe 2Fe2+ 2+，由于吸收 ，由于吸收O O2 2,a,a管管 中气压降低；中气压降低；b b管中的电解质溶液是酸性较强的管中的电解质溶液是酸性较强的 NHNH4 4ClCl溶液，故发生析氢腐蚀，正极：溶液，故发生析氢腐蚀，正极：2H2H+ +2e+2e- - H H2 2，负极：，负极：Fe-2eFe-2e- - Fe Fe2+ 2+。由于放出氢气， 。由于放出氢气，b b管中管

28、中 气压增大，故气压增大，故U U型管中的红墨水应是左高右低，型管中的红墨水应是左高右低，B B选选 项错误。项错误。 答案答案 B 金属腐蚀的本质金属腐蚀的本质 金属腐蚀的本质就是金属失电子被氧化。金属金属腐蚀的本质就是金属失电子被氧化。金属 腐蚀有化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。若金属与腐蚀有化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。若金属与 接触到的物质直接发生氧化还原反应而引起腐蚀，接触到的物质直接发生氧化还原反应而引起腐蚀， 则是化学腐蚀，此类腐蚀无电流产生；若合金或不则是化学腐蚀，此类腐蚀无电流产生；若合金或不 纯金属接触到电解质溶液构成原电池，其中活泼金纯金属接触到电解质溶液构成原电池，其中活

29、泼金 属作负极失去电子被腐蚀，称为电化学腐蚀，此类属作负极失去电子被腐蚀，称为电化学腐蚀，此类 腐蚀伴随电流产生，且腐蚀速率比化学腐蚀快。电腐蚀伴随电流产生，且腐蚀速率比化学腐蚀快。电 化学腐蚀又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，水膜酸性较化学腐蚀又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀，水膜酸性较 强时发生析氢腐蚀，水膜酸性很弱或非酸性时发生强时发生析氢腐蚀，水膜酸性很弱或非酸性时发生 吸氧腐蚀。吸氧腐蚀。 下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是 （ ） 纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗 当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品当镀锡铁制品的

30、镀层破损时，镀层仍能对铁制品 起保护作用起保护作用 海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺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牲阳极的阴极保护法 可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以 保护它不受腐蚀保护它不受腐蚀 A. B. C. D. 解析解析 纯银器表面在空气中易生成硫化物失去光泽；纯银器表面在空气中易生成硫化物失去光泽； 当镀锡铁制品镀层破损时，由于铁比锡活泼，形当镀锡铁制品镀层破损时，由于铁比锡活泼，形 成原电池时，铁作原电池的负极，加快铁的腐蚀；成原电池时，铁作原电池的负极，加快铁的腐蚀； 锌比铁活泼，当在

31、海轮外壳上连接锌块后，锌失锌比铁活泼，当在海轮外壳上连接锌块后，锌失 电子而海轮外壳被保护；要采用电解原理保护金电子而海轮外壳被保护；要采用电解原理保护金 属，应将金属与电源的负极相连，即作电解池的属，应将金属与电源的负极相连，即作电解池的 阴极。综合上述分析，可知阴极。综合上述分析，可知、正确。正确。 答案答案 C 高考失分警示高考失分警示 1.同一个原电池反应在不同的介质中其电极反应同一个原电池反应在不同的介质中其电极反应 式有可能是不相同的，如氢氧燃料电池，其总反应式有可能是不相同的，如氢氧燃料电池，其总反应 的化学方程式都是的化学方程式都是2H2+O2 2H2O，但在碱性介质、，但在碱

32、性介质、 中性介质和酸性介质中其电极反应式是不同的。另中性介质和酸性介质中其电极反应式是不同的。另 外由相同的电极材料组成的原电池，在不同的介质外由相同的电极材料组成的原电池，在不同的介质 中其电池反应、电极名称、电流方向也有可能不同，中其电池反应、电极名称、电流方向也有可能不同， 如：由镁、铝作电极组成的原电池，在氢氧化钠溶如：由镁、铝作电极组成的原电池，在氢氧化钠溶 液中，铝作负极，镁作正极；而在稀盐酸中则铝作液中，铝作负极，镁作正极；而在稀盐酸中则铝作 正极，镁作负极，因此在解电化学题时要特别关注正极，镁作负极，因此在解电化学题时要特别关注 介质的成分，慎重思考介质所起的作用。介质的成分

33、，慎重思考介质所起的作用。 2.只有氧化还原反应才有电子的得失，只有氧化只有氧化还原反应才有电子的得失，只有氧化 还原反应才可能被设计成原电池，复分解反应永远还原反应才可能被设计成原电池，复分解反应永远 不可能被设计成原电池。不可能被设计成原电池。 3.无论什么样的电极材料、电解质溶液（或熔融无论什么样的电极材料、电解质溶液（或熔融 状态的电解质）构成原电池，只要是原电池就永远状态的电解质）构成原电池，只要是原电池就永远 遵守电极的规定：电子流出的电极是负极，电子流遵守电极的规定：电子流出的电极是负极，电子流 入的电极是正极。入的电极是正极。 4.在化学反应中，失去电子的反应（电子流出的在化学

34、反应中，失去电子的反应（电子流出的 反应）是氧化反应，得到电子的反应（电子流入的反应）是氧化反应，得到电子的反应（电子流入的 反应）是还原反应，所以在原电池中，负极永远发反应）是还原反应，所以在原电池中，负极永远发 生氧化反应，正极永远发生还原反应。生氧化反应，正极永远发生还原反应。 5.在电解池中分析阳极上的电极反应，应首先看在电解池中分析阳极上的电极反应，应首先看 阳极材料，因为活泼电极作阳极会先放电。阳极材料，因为活泼电极作阳极会先放电。 1. 右图为直流电源电解稀右图为直流电源电解稀Na2SO4 水溶液的装置。通电后在石墨电水溶液的装置。通电后在石墨电 极极a和和b附近分别滴加一滴石蕊

35、溶附近分别滴加一滴石蕊溶 液。下列实验现象中正确的是（液。下列实验现象中正确的是（ ） A.逸出气体的体积， 逸出气体的体积，a电极的小于电极的小于b电极的电极的 B.一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气 味气体味气体 C.a电极附近呈红色，电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色电极附近呈蓝色 D.a电极附近呈蓝色，电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色电极附近呈红色 解析解析 用惰性电极电解用惰性电极电解NaNa2 2SOSO4 4水溶液时，阴、阳两极水溶液时，阴、阳两极 发生的电极反应分别为：发生的电极反应分别为： 阴极（阴极（a a）：）：4H4H+ +4

36、e+4e- - 2H 2H2 2 阳极（阳极（b b）：）：4OH4OH- -4e-4e- - 2H 2H2 2O+OO+O2 2 由于由于H H+ +和和OHOH- -都来自都来自H H2 2O O的电离，因此在阴极有的电离，因此在阴极有OHOH- -生成，生成， 在阳极有在阳极有H H+ +生成，故遇到石蕊溶液，生成，故遇到石蕊溶液，a a极显碱性，呈极显碱性，呈 蓝色，而蓝色，而b b极附近显酸性，呈红色。极附近显酸性，呈红色。 答案答案 D 2.(2009(2009北京理综，北京理综，6)6)下列叙述不正确的是（下列叙述不正确的是（ ） A.铁表面镀锌，铁作阳极铁表面镀锌，铁作阳极 B

37、.船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀 C.钢铁吸氧腐蚀的正极反应：钢铁吸氧腐蚀的正极反应：O2+2H2O+4e- 4OH- D. 工业上电解饱和食盐水的阳极反应：工业上电解饱和食盐水的阳极反应：2Cl-2e- Cl2 解析解析 铁表面镀锌，铁应作阴极而锌作阳极，铁表面镀锌，铁应作阴极而锌作阳极，A A错误；错误； 锌比铁活泼，在船底镶嵌锌块，可有效防护船体被锌比铁活泼，在船底镶嵌锌块，可有效防护船体被 腐蚀；钢铁的吸氧腐蚀中正极上腐蚀；钢铁的吸氧腐蚀中正极上O O2 2得到得到e e- -被还原；工被还原；工 业电解食盐水的反应中阳极上业电解食盐水的反

38、应中阳极上ClCl- -失去失去e e- -被氧化，故被氧化，故B B、 C C、D D均正确。均正确。 A 3.一种燃料电池中发生的化学反应为：在酸性溶液中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 生的反应是生的反应是 （ ） A.CH3OH+O2-2e- H2O+CO2+2H+ B.O2+4H+4e- 2H2O C.CH3OH+H2O-6e- CO2+6H+ D.O2+2H2O+4e- 4OH- 解析解析 在酸性条件下，甲醇与氧作用生成水和二氧在酸性条件下，甲醇与氧作用生成水和二氧 化碳，总反应方程式

39、为化碳，总反应方程式为2CH2CH3 3OH+3OOH+3O2 2 2CO 2CO2 2+4H+4H2 2O O， 因此负极反应为因此负极反应为CHCH3 3OH+HOH+H2 2O-6eO-6e- - CO CO2 2+6H+6H+ +。 C 4.关于铅蓄电池的说法正确的是关于铅蓄电池的说法正确的是 （ ） A.在放电时，正极发生的反应是在放电时，正极发生的反应是 Pb+SO PbSO4+2e- B.在放电时，该电池的负极材料是铅板在放电时，该电池的负极材料是铅板 C.在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小 D.在充电时，阳极发生的反应是在充电时，阳极发生的反应

40、是 PbSO4+2e- Pb+SO 2- 4 2- 4 解析解析 铅蓄电池放电时正极反应为铅蓄电池放电时正极反应为PbOPbO2 2+4H+4H+ +SO +2e+SO +2e- - PbSO PbSO4 4+2H+2H2 2O;O;负极材料为铅板；充电时阳极反应是负极材料为铅板；充电时阳极反应是 PbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O-2eO-2e- - PbO PbO2 2+4H+4H+ +SO +SO ；充电时，电池中；充电时，电池中 硫酸的浓度增大。硫酸的浓度增大。 2- 4 2- 4 B 5.关于下图的说法正确的是关于下图的说法正确的是 （ ） A.装置中阴极处产生的气体能够使湿

41、润淀粉装置中阴极处产生的气体能够使湿润淀粉KI试试 纸变蓝纸变蓝 B.装置中待镀铁制品应与电源正极相连装置中待镀铁制品应与电源正极相连 C.装置中电子由装置中电子由b极流向极流向a极极 D.装置中的离子交换膜可以避免生成的装置中的离子交换膜可以避免生成的Cl2与与 NaOH溶液反应溶液反应 解析解析 A A项中应是阳极产生项中应是阳极产生ClCl2 2;B;B项中电镀池中，待项中电镀池中，待 镀制品应作阴极，与电源负极相连；镀制品应作阴极，与电源负极相连；C C项中原电池项中原电池 外电路电子是由负极流向正极。外电路电子是由负极流向正极。 答案答案 D 6.在一个在一个U形管里盛有氯化铜溶液，

42、并插入两块锌片形管里盛有氯化铜溶液，并插入两块锌片 作电极，按下图连接。作电极，按下图连接。 （1）如果把电键）如果把电键K接接A，该装置应是，该装置应是 ， Zn极是极是 极，电极反应为极，电极反应为 ； Zn极是极是 极，电极反应为极，电极反应为 。 （2）上述反应进行）上述反应进行5 min后，转换电键后，转换电键K到到C，则这，则这 一装置是一装置是 ，Zn极是极是 极，电极反应式极，电极反应式 是是 ，Zn极是极是 极，电极极，电极 反应式是反应式是 。 （3）若装置（）若装置（1）中反应进行）中反应进行2 min后，再转换电键后，再转换电键 K到到B，则，则Zn极发生的化学反应为极

43、发生的化学反应为 ； Zn极发生的化学反应为极发生的化学反应为 。 解析解析 当电键当电键K K接触接触A A点时，构成一个有外接直流电源点时，构成一个有外接直流电源 的电解装置，与电源正极相连的的电解装置，与电源正极相连的ZnZn极是阳极，与极是阳极，与 电源负极相连的电源负极相连的ZnZn极是阴极。极是阴极。 当工作当工作5 min5 min后后ZnZn极上析出了极上析出了CuCu，此时，将电键，此时，将电键K K 接触接触C C点，构成一个原电池装置，表面覆盖铜的点，构成一个原电池装置，表面覆盖铜的ZnZn 极是原电池的正极，极是原电池的正极，ZnZn极是原电池的负极。当把极是原电池的负

44、极。当把 电键电键K K接触接触B B点时，形成断路，点时，形成断路，ZnZn极发生极发生ZnZn与与CuClCuCl2 2 的置换反应，的置换反应，ZnZn极由于在锌的表面有铜，又浸在极由于在锌的表面有铜，又浸在 CuClCuCl2 2溶液中，构成一个原电池，发生电化学腐蚀。溶液中，构成一个原电池，发生电化学腐蚀。 答案答案 （1）电解池）电解池 阳阳 Zn-2e- Zn2+ 阴阴 Cu2+ +2e- Cu （2）原电池）原电池 负负 Zn-2e- Zn2+ 正正 Cu2+2e- Cu （3）Zn+Cu2+ Zn2+CuZn+Cu2+ Zn2+Cu 1.(2009(2009广东理基，广东理基

45、，34)34)下列有关电池的说法不正确下列有关电池的说法不正确 的是的是 （ ） A.手机上用的锂离子电池属于二次电池手机上用的锂离子电池属于二次电池 B.铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向 锌电极锌电极 C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D.锌锰干电池中，锌电极是负极锌锰干电池中，锌电极是负极 解析解析 锂离子电池可以充电再次使用，属于二次电锂离子电池可以充电再次使用，属于二次电 池，池，A A项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流由项正确；铜锌原电池中铜为正极，故电流由 铜流向锌，而电子是由锌流向铜，铜流向

46、锌，而电子是由锌流向铜，B B项错；电池的项错；电池的 实质即是化学能转化成电能，实质即是化学能转化成电能，C C项正确；项正确；ZnZn失去电失去电 子生成子生成ZnZn2+ 2+，故作为负极， ，故作为负极，D D项正确。项正确。 B 2.LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等电池具有稳定性高、安全、对环境友好等 优点，可用于电动汽车。电池反应为优点，可用于电动汽车。电池反应为FePO4+Li LiFePO4,电池的正极材料是电池的正极材料是LiFePO4，负，负 极材料是石墨，含极材料是石墨，含Li+导电固体为电解质。下列有导电固体为电解质。下列有 关关LiFePO4电池说法

47、正确的是电池说法正确的是 （ ） A.可加入硫酸以提高电解质的导电性可加入硫酸以提高电解质的导电性 B.放电时电池内部放电时电池内部Li+向负极移动向负极移动 C.充电过程中，电池正极材料的质量减少充电过程中，电池正极材料的质量减少 D.放电时电池正极反应为放电时电池正极反应为FePO4+Li+e- LiFePO4 放电放电 充电充电 解析解析 由于由于LiLi能和稀能和稀H H2 2SOSO4 4、H H2 2O O反应，因此电解质不反应，因此电解质不 能用硫酸；放电过程为原电池原理，在原电池中，能用硫酸；放电过程为原电池原理，在原电池中， 阴离子向着负极移动，阳离子向着正极移动；充电阴离子

48、向着负极移动，阳离子向着正极移动；充电 过程是电解的过程，电解池的阳极失电子，即过程是电解的过程，电解池的阳极失电子，即 LiFePOLiFePO4 4-e-e- - Li Li+ +FePO+FePO4 4，因此阳极材料（，因此阳极材料（LiFePOLiFePO4 4）质量会减少；）质量会减少； 将电解池阳极反应倒过来就是原电池的正极反应。将电解池阳极反应倒过来就是原电池的正极反应。 综合上述分析可知综合上述分析可知C C、D D正确。正确。答案答案 CD 3.下列叙述正确的是下列叙述正确的是 （ ） A.在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子在原电池的负极和电解池的阴极上都发生失电子

49、的氧化反应的氧化反应 B.用惰性电极电解用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴、阳两极产物的溶液，阴、阳两极产物的 物质的量之比为物质的量之比为1 2 C.用惰性电极电解饱和用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有溶液，若有1 mol电子转电子转 移，则生成移，则生成1 mol NaOH D.镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀 解析解析 A A项中电解池的阴极发生的是还原反应；项中电解池的阴极发生的是还原反应；B B项中项中 用惰性电极电解用惰性电极电解NaNa2 2SOSO4 4溶液，实质是电解水，在阴、溶液，实质是电解水，在阴、 阳两极上析出的是阳两极上析

50、出的是H H2 2和和O O2 2，其物质的量之比为，其物质的量之比为2121； D D项中锡的活动性比铁弱，构成原电池时铁作负极，项中锡的活动性比铁弱，构成原电池时铁作负极， 故镀锡铁板比镀锌铁板易腐蚀。故镀锡铁板比镀锌铁板易腐蚀。 C 4.锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴 （LiCoO2），充电时），充电时LiCoO2中中Li被氧化，被氧化，Li+迁移迁移 并以原子形式嵌入电池负极材料碳（并以原子形式嵌入电池负极材料碳（C6）中，以）中，以 LiC6表示。电池反应为表示。电池反应为LiCoO2+C6 CoO2+ LiC6,下列说法正确的是下列说法正确的是

51、 （ ） A.充电时，电池的负极反应为充电时，电池的负极反应为LiC6-e- Li+C6 B.放电时，电池的正极反应为放电时，电池的正极反应为CoO2+Li+e- LiCoO2 C.羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池 的电解质的电解质 D.锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低锂离子电池的比能量（单位质量释放的能量）低 充电充电 放电放电 解析解析 充电时，充电时，LiLi被氧化，电池负极反应为被氧化，电池负极反应为LiLi+ +C+C6 6+ + e e- - LiC LiC6 6, ,故故A A项错误；由于项错误；由于LiLi为活泼金属

52、，可与羧为活泼金属，可与羧 酸、醇等物质反应，故酸、醇等物质反应，故C C项错误；由于项错误；由于LiLi的摩尔质量的摩尔质量 较小，所以锂电池的比能量应较高，故较小，所以锂电池的比能量应较高，故D D项错误。项错误。 答案答案 B 5.如图所示，将紧紧缠绕不同金属的铁钉放入培养如图所示，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皿中，再加入含有适量酚酞和NaCl的琼脂热溶的琼脂热溶 液，冷却后形成琼胶（离子在琼胶内可以移液，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（动），下列叙述正确的是（ ） 解析解析 依据原电池原理分析可知依据原电池原理分析可知:a:a

53、中铁钉作负极，发中铁钉作负极，发 生氧化反应，铜丝作正极发生生氧化反应，铜丝作正极发生O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- - 4OH 4OH- -的的 还原反应，可知还原反应，可知A A、C C错误；错误；b b中铁钉作正极，发生中铁钉作正极，发生 O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- - 4OH 4OH- -的还原反应，而铝条发生氧化反的还原反应，而铝条发生氧化反 应不会冒气泡，应不会冒气泡，D D错误。错误。 A.a中铁钉附近呈现红色中铁钉附近呈现红色 B.b中铁钉上发生还原反应中铁钉上发生还原反应 C.a中铜丝上发生氧化反应中铜丝上发生氧化反应 D.b中铝条附近

54、有气泡产生中铝条附近有气泡产生 答案答案 B 6.用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段 时间后，向所得的溶液中加入时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后后 恰好恢复到电解前的浓度和恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转。则电解过程中转 移的电子为移的电子为 （ ） A.0.1 mol B.0.2 mol C.0.3 mol D.0.4 mol 解析解析 没有真正理解电解后的溶液要想复原，应满足没有真正理解电解后的溶液要想复原，应满足 “少什么，加什么少什么，加什么”的原则的原则, ,只根据只根据0.1 mol0.1

55、mol铜元素铜元素 转移电子转移电子0.2 mol0.2 mol，而错选，而错选B B。电解硫酸铜溶液的反。电解硫酸铜溶液的反 应方程式为应方程式为2CuSO2CuSO4 4+2H+2H2 2O 2Cu+OO 2Cu+O2 2+2H+2H2 2SOSO4 4，要恢复，要恢复 到电解前的浓度和到电解前的浓度和pHpH，则需要加入，则需要加入CuOCuO。现加入的是。现加入的是 0.1 mol0.1 mol的的Cu(OH)Cu(OH)2 2，说明电解完，说明电解完0.1 mol CuSO0.1 mol CuSO4 4后，后， 又继续电解了又继续电解了0.1 mol H0.1 mol H2 2O O

56、。据电极反应和元素守恒。据电极反应和元素守恒 电解电解 可知：阴极产物为可知：阴极产物为0.1 mol Cu0.1 mol Cu和和0.1 mol H0.1 mol H2 2, ,阳阳 极产物为极产物为0.1 mol O0.1 mol O2 2，可得转移电子的物质的量，可得转移电子的物质的量 为为0.4 mol,0.4 mol,选选D D。 7.下列关于金属腐蚀叙述正确的是下列关于金属腐蚀叙述正确的是 （ ） A.金属在潮湿空气中腐蚀的实质是：金属在潮湿空气中腐蚀的实质是： M+n nH2O M(OH)n n+ H2 B.金属的化学腐蚀的实质是金属的化学腐蚀的实质是M-n ne- Mn n+,

57、电子直接电子直接 转移给氧化剂转移给氧化剂 C.金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行金属的化学腐蚀必须在酸性条件下进行 D.在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是在潮湿的中性环境中，金属的电化学腐蚀主要是 吸氧腐蚀吸氧腐蚀 答案答案 D 2 n 解析解析 金属可发生析氢腐蚀，也可能发生吸氧腐金属可发生析氢腐蚀，也可能发生吸氧腐 蚀，所以蚀，所以A A、C C不对。不对。答案答案 BD 8.某同学按下图所示的装置进行电解实验。下列说某同学按下图所示的装置进行电解实验。下列说 法正确的是法正确的是 （ ） A.电解过程中，铜电极上有电解过程中，铜电极上有H2产生产生 B.电解初期，主反应方程式为

58、电解初期，主反应方程式为Cu+H2SO4 CuSO4+H2 C.电解一定时间后，石墨电极上有铜析出电解一定时间后，石墨电极上有铜析出 D.整个电解过程中，整个电解过程中，H+的浓度不断增大的浓度不断增大 解析解析 从装置图可以看出铜接电源正极作阳极，从装置图可以看出铜接电源正极作阳极， 石墨作阴极，应在阴极区产生石墨作阴极，应在阴极区产生H H2 2，且，且H H+ +浓度浓度 应逐渐减小，故应逐渐减小，故A A、D D错；电解初期主要是电错；电解初期主要是电 解解H H2 2SOSO4 4，而随着电解进行，溶液中，而随着电解进行，溶液中CuSOCuSO4 4浓度浓度 逐渐增大，逐渐增大，Cu

59、Cu2+ 2+参与电极反应，在石墨电极 参与电极反应，在石墨电极 上析出上析出CuCu，故，故B B、C C正确。正确。 答案答案 BC 9.500 mL KNO3和和Cu(NO3)2的混合溶液中的混合溶液中c c（NO ） =0.6 mol/L,用石墨作电极电解此溶液，当通电一用石墨作电极电解此溶液，当通电一 段时间后，两极均收集到段时间后，两极均收集到2.24 L气体（标准状况气体（标准状况 下），假定电解后溶液体积仍为下），假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说，下列说 法正确的是法正确的是 （ ） A.原混合溶液中原混合溶液中c c（K+）为）为0.2 mol/L B.上述电解过程

60、中共转移上述电解过程中共转移0.2 mol电子电子 C.电解得到的电解得到的Cu的物质的量为的物质的量为0.05 mol D.电解后溶液中电解后溶液中c c（H+）为）为0.2 mol/L - 3 解析解析 石墨作电极电解石墨作电极电解KNOKNO3 3和和Cu(NOCu(NO3 3) )2 2的混合溶液，的混合溶液， 阳极反应式为阳极反应式为4OH4OH- -4e-4e- - 2H 2H2 2O+OO+O2 2,阴极先后发生两阴极先后发生两 个反应：个反应：CuCu2+ 2+2e +2e- - Cu Cu，2H2H+ +2e+2e- - H H2 2 。从收集到。从收集到 O O2 2为为2