原电池和电解池知识点全解每个知识点配2014年高考真题

1、1 1 原电池和电解池知识点全解 1原电池和电解池的比较： 装置 原电池 电解池 实例 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 电极：两种不同的导体相连； 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；

2、阴极：连电源的负极； 电极反应 负极：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应） 正极：2H+2e-=H2（还原反应） 阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反应） 阳极：2Cl-2e-=Cl2 （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正极负电源正极阳极；阴极电源负能量转化学能电电能化学 应用 抗金属的电化腐蚀； 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。该电池在充电过程中的

3、总反应方程式是：Ni(OH)2 + M = NiOOH + MH。已知：6NiOOH + NH3 + H2O + OH =6 Ni(OH)2 + NO2 下列说法正确的是 ANiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2 + OH B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= MH + OH，H2O中的H被M还原 DNiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液 （2014·天津理综化学卷，T6）已知： 锂离子电池的总反应为LixCLi1xCoO2 CLiCoO2 锂硫电池的总反应2

4、LiS Li2S 有关上述两种电池说法正确的是( ) 2 2 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 （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一种金属氢化物镍电池(MHNi电池)。下列有关说法不正确的是 A放电时正极反应为：NiOOHH2OeNi(OH)2OH B电池的电解液可为KOH溶液 C充电时负极反应为：MHOHMH2Oe DMH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高 （2014·全国理综II化学卷，T12）201

5、3年3月我国科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 Aa为电池的正极 B电池充电反应为LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLi C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 （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2AgCl22AgCl。下列说法正确的是 3 3 A正极反应为AgCl eAg Cl B放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成 C若用NaCl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 （2014·海南单

6、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），下列说法错误的是 A、阴极附近溶液呈红色 B、阴极逸出气体 C、阳极附近溶液呈蓝色 D、溶液的PH变小 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 阳极 Cu 2e- = Cu2+ 阴极 Cu2+2e- = Cu 阳极：Zn - 2e- = Zn2+ Cu - 2e- = Cu2+ 等 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 5电镀铜、精炼铜比较 （2014·海南单科化学

7、卷，T20-I）（6分）下列有关叙述正确的是 A碱性锌锰电池中，MnO2是催化剂 B银锌纽扣电池工作时，Ag2O被还原为Ag C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 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 CuCl2 2Cl-2e-=Cl2 Cu2+ +2e-= Cu CuCl2= Cu +Cl2 HCl 2Cl-2e-=Cl2 2H+2e-=H2 2HCl=H2+Cl2 酸性减弱 Na2SO4 4OH-4e-=2H2O+O2 2H+2e-=H2 2H2O=2H2+O2

8、 不变 H2SO4 4OH-4e-=2H2O+O2 2H+2e-=H2 2H2O=2H2+O2 消耗水，酸性增强 4 4 NaOH 4OH-4e-=2H2O+O2 2H+2e-=H2 2H2O=2H2+O2 消耗水，碱性增强 NaCl 2Cl-2e-=Cl2 2H+2e-=H2 2NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOH H+放电，碱性增强 CuSO4 4OH-4e-=2H2O+O2 Cu2+ +2e-= Cu 2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2+2H2SO4 OH 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氨

9、水的pH为11：NH3·H2ONH4+OH- B将Na块放入水中，放出气体：2Na+2H2O=2NaOH+H2 C用CuCl2溶液做导电实验，灯泡发光：CuCl2 Cu2+2Cl- DAl片溶于NaOH溶液中，产生气体：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 7。常见实用电池的种类和特点 干电池（属于一次电池） 结构：锌筒、填满MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊状物。 电极反应 负极：Zn-2e-=Zn2+ 正极：2NH4+2e-=2NH3+H2 NH3和H2被Zn2、MnO2吸收： MnO2+H2=MnO+H2O,Zn24NH3=Zn(NH3)42 铅蓄电池（属于二次电池

10、、可充电电池） 结构：铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。 A.放电反应 负极： Pb-2e-+ SO42- = PbSO4 正极： PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2O B.充电反应 阴极：PbSO4 +2e-= Pb+ SO42- 阳极：PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42- 总式：Pb + PbO2 + 2H2SO4 放电=充电2PbSO4 + 2H2O 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 结构

11、：锂、石墨、固态碘作电解质。 电极反应 负极： 2Li-2e- = 2Li+ 正极： I2 +2e- = 2I- 总式：2Li + I2 = 2LiI A.氢氧燃料电池 结构：石墨、石墨、KOH溶液。 电极反应 负极： H2- 2e-+ 2OH- = 2H2O 正极： O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-总式：2H2+O2=2H2O （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KCl的琼脂，形成闭合回路）。 B铝、空气燃料电池 以铝空气海水

12、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 4Al-12e-= 4Al3+； 石墨是正极 3O2+6H2O+12e-=12OH- 5 5 （2014·北京理综化学卷，T8）下列电池工作时，O 2在正极放电的是（ ） A锌锰电池 B氢燃料电池 C铅蓄电池 D镍镉电池 8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 金属活动顺序表的反表： K+ <Ca2+

13、< Na+ < Mg2+ < Al3+< (H+) < Zn2+ < Fe2+ < Sn2+ < Pb2+ < Cu2+ < Hg2+ < Ag+ 阳极A.阳极材料是惰性电极(C、Pt、Au、Ti等)时： 阴离子失电子：S2- 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

14、 B阳极先放出Cl2，后放出O2 C电解的最后阶段为电解水 D溶液pH不断减小，最后pH7 9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： 解NaCl溶液：2NaCl+2H2O 电解=H2+Cl2+2NaOH，溶质、溶剂均发生电解反应，PH增大 电解CuSO4溶液：2CuSO4 + 2H2O电解=2Cu + O2+ 2H2SO4溶质、溶剂均发生电解反应， PH减小。 电解CuCl2溶液：CuCl2电解= CuCl2 电解盐酸： 2HCl 电解= H2Cl2溶剂不变，实际上是电解溶质，PH增大。 电解稀H2SO4、NaO

15、H溶液、Na2SO4溶液：2H2O电解= 2H2 + O2，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）。 电解熔融NaOH: 4NaOH 电解=4Na + O2 + H2O 用铜电极电解Na2SO4溶液: Cu +2H2O电解= Cu(OH)2 + H2 （注意：不是电解水。） （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LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li+ 通过电解质6 6 迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问

16、题： （1）外电路的电流方向是由_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）MnO2可与KOH和KClO4在高温条件下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为_，K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为_。 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：NaCl溶

17、液：通HCl气体（不能加盐酸）；AgNO3溶液：加Ag2O固体（不能加AgOH）；CuCl2溶液：加CuCl2固体；KNO3溶液： 加H2O；CuSO4溶液：CuO（不能加Cu2O、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3）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 12电解原理的应用 A、电解饱和食盐水（氯碱工业） 反应原理 阳极： 2Cl- - 2e-= Cl2 阴极： 2H+ + 2e-= H2 总反应：2Na

18、Cl+2H2O电解=H2+Cl2+2NaOH 设备 （阳离子交换膜电解槽） 组成：阳极Ti、阴极Fe 阳离子交换膜的作用：它只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过。 制烧碱生产过程 （离子交换膜法） 图20-1 7 7 食盐水的精制：粗盐（含泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42- 等）加入NaOH溶液加入BaCl2溶液加入Na2CO3溶液过滤加入盐酸加入离子交换剂(NaR) 电解生产主要过程（见图20-1）：NaCl从阳极区加入，H2O从阴极区加入。阴极H+ 放电，破坏了水的电离平衡，使OH-浓度增大，OH-和Na+形成NaOH溶液。 B、电解冶炼铝 原料：（A）、冰晶石：Na3AlF

19、6=3Na+AlF63- （B）、氧化铝： 铝土矿 NaOH过滤 NaAlO2 CO2过滤 Al(OH)3 Al2O3 原理 阳极 2O2 4e- =O2 阴极 Al3+3e - =Al 总反应：4Al3+6O2 电解=4Al+3O2 设备：电解槽（阳极C、阴极Fe） 因为阳极材料不断地与生成的氧气反应：C+O2 CO+CO 2，故需定时补充。 C、电镀：用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金的过程。 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。电镀锌原理： 阳极 Zn2e = Zn2+ 阴极 Zn2+2e=Zn 电镀液的浓度在电镀过程中不发生变化。在电镀控制的条件下，水电离出来的H+和OH一般不起反应。电镀液中加氨水或 NaCN的原因：使Zn2+离子浓度很小，镀速慢，镀层才能致密、光亮。 D、电解冶