完整版高考化学原电池和电解池专题

1、高中化学原电池和电解池原电池和电解池1.原电池和电解池的比拟:装置原电池电解池实例ZnCu二|三冒三1帝二酸_tQj海液J1原理使氧化复原反响中电子作定向移动,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、阳两极引起氧化复原反响的过程叫做电解.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：两种小同的导体相连；电解质溶液：能与电极反响.电源；电极惰性或非惰性；电解质水溶液或熔化态.反响类型自发的氧化复原反响非自发的氧化复原反响电极名称由电极本身性质决定：正极：材料性质较/、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：

2、连电源的负极；电极反响负极：Zn-2e-=Zn2+氧化反响正极：2H+2e-=H2T复原反响阴极：Cu2+2e-=Cu复原反响阳极：2Cl-2e-=C12T氧化反响电子流向负极一正极电源负极一阴极；阳极一电源正极电流方向正极一负极电源正极一阳极；阴极一电源负极溶液中离子的流向溶液中的阴离子向负极移动,电极质量减小、负极聚集了阳离子、阴离子来平衡电性,如：zn+需要溶液中的阴离子来平衡；阳离子在正极得电子聚集在正极溶液中的阳离子向阴极移动,得电子,发生复原反响.阴极受保护.溶液中的阴离子向阳极移动,失电子,发生氧化反响能量转化化学能一电能电能一化学能应用抗金属的电化腐蚀；实用电池.电解食盐水氯碱

3、工业；电镀镀铜；电冶冶炼Na、Mg、Al;精炼精铜.一原电池;原电池的形成条件原电池的工作原理原电池反响属于放热的氧化复原反响,但区别于一般的氧化还原反响的是,电子转移不是通过氧化剂和复原剂之间的有效碰撞完成的,而是复原剂在负极上失电子发生氧化反响,电子通过外电路输送到正极上,氧化剂在正极上得电子发生复原反响,从而完成复原剂和氧化剂之间电子的转移.两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路,使两个电极反响不断进行,发生有序的电子转移过程,产生电流,实现化学能向电能的转化.从能量转化角度看,原电池是将化学能转化为电能的装置；从化学反响角度看,原电池的原理是氧化复原反响中

4、的复原剂失去的电子经导线传递给氧化剂,使氧化还原反响分别在两个电极上进行.原电池的构成条件有三个：1电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料非金属或某些氧化物等组成.2两电极必须浸泡在电解质溶液中.3两电极之间有导线连接,形成闭合回路.只要具备以上三个条件就可构成原电池.而化学电源由于要求可以提供持续而稳定的电流,所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外,还要求有自发进行的氧化复原反响.也就是说,化学电源必须是原电池,但原电池不一定都能做化学电池.形成前提：总反响为自发的氧化复原反响电极的构成：a.活泼性不同的金属一锌铜原电池,锌作负极,铜作正极；b.金属和非金属非金属必须能

5、导电一锌镒干电池,锌作负极,石墨作正极；c.金属与化合物一铅蓄电池,铅板作负极,二氧化铅作正极；d.惰性电极一氢氧燃料电池,电极均为钳.电解液的选择：电解液一般要能与负极材料发生自发的氧化复原反响.原电池正负极判断：负极发生氧化反响,失去电子；正极发生复原反响,得到电子.电子由负极流向正极,电流由正极流向负极.溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极负极聚集了阳离子、阴离子来平衡电性,如：zn+需要溶液中的阴离子来平衡；阳离子在正极得电子聚集在正极电极反响方程式的书写负极：活泼金属失电子,看阳离子能否在电解液中大量存在.如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存,那么进行进一步的反响.例：甲烷燃料电

6、池中,电解液为KOH,负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O,但CO2不能与OH-共存,要进一步反响生成碳酸根.正极：当负极材料能与电解液直接反响时,溶液中的阳离子得电子.例：锌铜原电池中,电解液为HCl,正极H+得电子生成H2o当负极材料不能与电解液反响时,溶解在电解液中的O2得电子.如果电解液呈酸性,O2+4e-+4H+=2H2O;如果电解液呈中性或碱性,O2+4e-+2H2O=4OH-.特殊情况：Mg-Al-NaOH,Al作负极.负极：Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O;正极：2H2O+2e-=H2T+2OH-Cu-Al-HNO3,Cu作负极.注意：Fe作负极时,氧化产物是Fe2

7、+而不可能是Fe3+;肿N2H4和NH3的电池反响产物是H2O和N2无论是总反响,还是电极反响,都必须满足电子守恒、电荷守恒、质量守恒.pH变化规律电极周围：消耗OH-(H+),那么电极周围溶液的pH减小(增大)；反响生成OH-(H+),那么电极周围溶液的pH增大(减小).溶液：假设总反响的结果是消耗OH-(H+),那么溶液的pH减小(增大)；假设总反响的结果是生成OH-(H+),那么溶液的pH增大(减小)；假设总反响消耗和生成OH-(H+)的物质的量相等,那么溶液的pH由溶液的酸碱性决定,溶液呈碱性那么pH增大,溶液呈酸性那么pH减小,溶液呈中性那么pH不变.原电池表示方法原电池的组成用图示

8、表达,未免过于麻烦.为书写简便,原电池的装置常用方便而科学的符号来表示.其写法习惯上遵循如下几点规定：1 .一般把负极(如Zn棒与Zn2+离子溶液)写在电池符号表示式的左边,正极(如Cu棒与Cu2+离子溶液)写在电池符号表示式的右边.2 .以化学式表示电池中各物质的组成,溶液要标上活度或浓度(mol/L),假设为气体物质应注明其分压(Pa),还应标明当时的温度.如不写出,那么温度为298.15K,气体分压为101.325kPa,溶液浓度为1mol/L.3 .以符号1表示不同物相之间的接界,用“膜示盐桥.同一相中的不同物质之间用“,隔开.4 .非金属或气体不导电,因此非金属元素在不同氧化值时构成

9、的氧化复原电对作半电池时,需外加惰性导体(如钳或石墨等)做电极导体.其中,惰性导体不参与电极反响,只起导电(输送或接送电子)的作用,故称为惰性电极.按上述规定,Cu-Zn原电池可用如下电池符号表示：(-)Zn(s)IZn2+(C)IICu2+(C)ICu(s)(+)理论上,任何氧化复原反响都可以设计成原电池,例如反响：Cl2+2I-2Cl-+I2此反响可分解为两个半电池反响：负极：2I-I2+2e-(氧化反响)正极：C2+2e-2Cl-(复原反响)该原电池的符号为：(-)PtII2(s)II-(C)IIC-(C)IC2(PCL2)IPt(+)二两类原电池吸氧腐蚀吸氧腐蚀金属在酸性很弱或中性溶液

10、里,空气里的氧气溶解于金属外表水膜中而发生的电化腐蚀,叫吸氧腐蚀.例如钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀,其电极反响如下：负极(Fe):2Fe-4e=2Fe2+正极(C):2H2O+O2+4e=4OH-钢铁等金属的电化腐蚀主要是吸氧腐蚀.吸氧腐蚀的必要条件以氧的复原反响为阴极过程的腐蚀,称为氧复原腐蚀或吸氧腐蚀.发生吸氧腐蚀的必要条件是金属的电位比氧复原反响的电位低：氧的阴极复原过程及其过电位吸氧腐蚀的阴极去极化剂是溶液中溶解的氧.随着腐蚀的进行,氧不断消耗,只有来自空气中的氧进行补充.因此,氧从空气中进入溶液并迁移到阴极外表发生复原反响,这一过程包括一系列步骤.(1)氧穿过空气/溶

11、液界面进入溶液；(2)在溶液对流作用下,氧迁移到阴极外表附近；(3)在扩散层范围内,氧在浓度梯度作用下扩散到阴极外表；(4)在阴极外表氧分子发生复原反响,也叫氧的离子化反响.吸氧腐蚀的限制过程及特点金属发生氧去极化腐蚀时,多数情况下阳极过程发生金属活性溶解,腐蚀过程处于阴极限制之下.氧去极化腐蚀速度主要取决于溶解氧向电极外表的传递速度和氧在电极外表上的放电速度.因此,可粗略地将氧去极化腐蚀分为三种情况.(1)如果腐蚀金属在溶液中的电位较高,腐蚀过程中氧的传递速度又很大,那么金属腐蚀速度主要由氧在电极上的放电速度决定.(2)如果腐蚀金属在溶液中的电位非常低,不管氧的传输速度大小,阴极过程将由氧去

12、极化和氢离子去极化两个反响共同组成.(3)如果腐蚀金属在溶液中的电位较低,处于活性溶解状态,而氧的传输速度又有限,那么金属腐蚀速度由氧的极限扩散电流密度决定.扩散限制的腐蚀过程中,由于腐蚀速度只决定于氧的扩散速度,因而在一定范围内,腐蚀电流将不受阳极极化曲线的斜率和起始电位的影响.扩散限制的腐蚀过程中,金属中不同的阴极性杂质或微阴极数量的增加,对腐蚀速度的增加只起很小的作用.解题过程影响吸氧腐蚀的因素1 .溶解氧浓度的影响2 .温度的影响3 .盐浓度的影响4.溶液搅拌和流速的影响阴极限制原因主要是活化极化：=2.3RTlgiC/i/anF主要是浓差极化：=2.3RT/nFlg(1-iC/iL)

13、阴极反响产物以氢气泡逸出,电极外表溶液得到附加搅拌产物OH只能靠扩散或迁移离开,无气泡逸出,得不到附加搅拌析氢腐蚀在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气,这种腐蚀叫做析氢腐蚀.在钢铁制品中一般都含有碳.在潮湿空气中,钢铁外表会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜.水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液,使水里的H+增多.是就构成无数个以铁为负极、碳为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池.这些原电池里发生的氧化复原反响是：负极铁：铁被氧化Fe-2e=Fe2+;正极碳：溶液中的H+被复原2H+2e=H2这样就形成无数的微小原电池.最后氢气在碳的外表放出,铁被腐蚀,所以叫析氢腐蚀.析氢腐蚀定义金属在酸

14、性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气,这种腐蚀叫做析氢腐蚀.析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比拟比拟项目析氢腐蚀吸氧腐蚀去极化剂性质带电氢离子,迁移速度和扩散水平都很大中性氧分子,只能靠扩散和对流传输去极化剂浓度浓度大,酸性溶液中H+放电中性或碱性溶液中H2O作去极化剂浓度不大,其溶解度通常随温度升高和盐浓度增大而减小常用原电池方程式1 .ClH2SOZn原电池正极：2H+2e-H2T负极：Zn-2e-Zn2+总反响式：Zn+2H+=Zn2+H2T2 .ClFeCl3C原电池正极：2Fe3+2e-2Fe2+负极：Cu-2e-Cu2+总反响式：2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+3 .钢铁在潮湿的空气中发生吸

15、氧腐蚀正极：O2+2H2O+4e-4OH-负极：2Fe-4e-2Fe2+总反响式：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24 .氢氧燃料电池(中性介质)正极：O2+2H2O+4e-4OH-负极：2H2-4e-4H+总反响式：2H2+O2=2H2O5 .氢氧燃料电池(酸性介质)正极：O2+4H+4e-2H2O负极：2H2-4e-4H+总反响式：2H2+O2=2H2O6 .氢氧燃料电池(碱性介质)正极：O2+2H2O+4e-f4OH-负极：2H2-4e-+4OH-4H2O总反响式：2H2+O2=2H2O7 .铅蓄电池(放电)正极(PbO2):PbO2+2e-+SO42-+4H+-PbSO4+2H2

16、O负极(Pb):Pb-2e-+(SO4)2-fPbSO4总反响式：Pb+PbO2+4H+2(SO4)2-=2PbSO4+2H2O8 .AlNaOHMg原电池正极：6H2O+6e-3H2T+6OH-负极：2Al-6e-+8OH-2AlO2-+4H2O总反响式：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2T9 .CH4燃料电池(碱性介质)正极：2O2+4H2O+8e-f8OH-负极：CH4-8e-+10OH-(CO3)2-+7H2O总反响式：CH4+2O2+2OH-=(CO3)2-+3H2O10 .熔融碳酸盐燃料电池(Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液,CO作燃料)：正极：O2+2CO2

17、+4e-2(CO3)2-(持续补充CO2气体)负极：2CO+2(CO3)2-4e-4CO2总反响式：2CO+O2=2CO211 .银锌纽扣电池(碱性介质)正极(Ag2O):Ag2O+H2O+2e-2Ag+2OH-负极(Zn):Zn+2OH-2e-ZnO+H2O总反响式：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag常见的原电池常用原电池有锌一镒干电池、锌一汞电池、锌一银扣式电池及锂电池等.1锌-镒干电池：锌-镒电池具有原材料来源丰富、工艺简单,价格廉价、使用方便等优点,成为人们使用最多、最广泛的电池品种.锌一镒电池以锌为负极,以二氧化镒为正极.根据根本结构,锌一镒电池可制成圆筒形、扣式和扁形,扁形电池不能单个

18、使用,可组合叠层电池(组).根据所用电解液的差异将锌一镒电池分为三个类型：(1)俊型锌镒电池：电解质以氯化俊为主,含少量氯化锌.电池符号：(-)ZnNH4C1-ZnCl2MnO2(+)总电池反响：Zn+2NH4c1+2MnO2=Zn(NH3)2C12+2MnO(OH)(2)锌型锌-镒电池：又称高功率锌-镒电池,电解质为氯化锌,具有防漏性能好,能大功率放电及能量密度较高等优点,是锌-镒电池的第二代产品,20世纪70年代初首先由德国推出.与钱型电池相比锌型电池长时间放电不产生水,因此电池不易漏液.电池符号：(-)ZnZnC12MnO2(+)总电池反响(长时间放电)：Zn+2Zn(OH)C1+6Mn

19、O(OH)=ZnC122ZnO-4H2O+2Mn3O4(3)碱性锌镒电池：这是锌镒电池的第三代产品,具有大功率放电性能好、能量密度高和低温性能好等优点.电池符号：(-)ZnKOHMnO2(+)总电池反响：Zn+2H2O+2MnO2=2MnO(OH)+Zn(OH)2锌一镒电池额定开路电压为1.5V,实际开路电压1.51.8V,其工作电压与放电负荷有关,负荷越重或放电电阻越小,闭路电压越低.用于手电筒照明时,典型终止电压为0.9V,某些收音机允许电压降至0.75V.2.锂原电池：又称锂电池,是以金属锂为负极的电池总称.锂的电极电势最负相对分子质量最小,导电性良好,可制成一系列贮存寿命长,工作温度范

20、围宽的高能电池.根据电解液和正极物质的物理状态,锂电池有三种不同的类型,即：固体正极一有机电解质电池、液体正极一液体电解质电池、固体正极一固体电解质电池.Li(CF)n的开路电压为3.3V,比能量为480W-hL-1,工作温度在-5570C间,在20c下可贮存10年之久！它们都是近年来研制的新产品,目前主要用于军事、空间技术等特殊领域,在心脏起搏器等微、小功率场合也有应用.二电解池电解原理1、电解和电解池：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化复原反响的过程叫做电解.把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽.市蹄CuCl2Cu+Cl2T2、电解池的组成：有两个电极插入电解质溶液(或熔融

21、状态的电解质)中.两极连外接直流电源.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响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：(复原性强的先放电)惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：S2IBrC1OH(水)NO3SO42F活性电极时：电极本身溶解放电.(2)阴极：(氧化性强的先放电)无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反响,发生反响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+Ca2+K+4、电解规律：(惰性电极)阳极(阴离子放电)无氧能根ou

22、-含运联幅阴极(阳离子放电1不活泼金属阳离子?H*活泼金属阳离子(1)电解电解质：阳离子和阴离子放电水平均强于水电离出H+和OH.如无氧酸和不活泼金属的无氧酸盐.HCl(aq)阳极(ClOH)2cl2e=C12T阴极(H+)2H+2e=H2f电解总方程式2HC1H2T+C12TCuC12(aq)阳极(ClOH)2c12e=C12T阴极(Cu2+H+)Cu2+2e=Cu电解总方程式CuC12Cu+C12T(2)电解水：阳离子和阴离子放电水平均弱于水电离出H+和OHo如含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐.H2SO4(aq)阳极(SO42VoH=4OH4e=2H2O+O2T阴极(H+)2H+2e=H2

23、?电解总方程式2H2O2H2T+02TNaOH(aq)阳极(OH)4OH4e=2H2O+O2f阴极：(Na+H+=2H+2e=H2T电解总方程式2H2O2H2f+02TNa2SO4(aq)阳极(SO42OH=4OH4e=2H2O+O2f阴极：(Na+OH)2c12e=C12T阴极：(Na+H+=2H+2e=H2T电解总方程式2NaC1+2H2O2NaOH+H2T+Cl2TCuSO4(aq)阳极(SO42hTCu2+2e=Cu电解总方程式2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2f【归纳总结】1电解的四种类型惰性电极熠实同电M对9pH批雌虐电解啧海阖连位他阴：4HtMc=2对t阳：40Ht

24、十?Hfi题水增增大力啾触水I增大黄酶向水不费博大力际谢领翘电解H的富孑场幅皎电行电解质增哪力南化氨,桂桐电解质增力抚水氯出fi百蹄放与产生班型阳班：阴普子放电阴铁：现电解厦俅埴嘶力南劭氨崎邮旗5产阳根：5嘴阴福：阳密子改电琥酬电解质俅降怅降低力甫北匐硝麟抖力鹿玳银2电解质溶液浓度复原：参加物质与电解产物的反响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版电产生H2,破坏水的电离平衡云集OH-,阴极区域pH变大；阳极OH一放电产生.2,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,那么原溶液呈酸性的pH变小,原溶液呈碱

25、性的pH变大,原溶液呈中性的pH不变浓度变大；电解过程中,无H2和O2产生,pH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变大.电解过程中,只产生O2,pH变小.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.二电解原理的应用1、铜的电解精炼2、阳极粗铜棒：Cu-2e=Cu2+阴极精铜棒：Cu2+2e=Cu电解质溶液：含铜离子的可溶性电解质分析：由于粗铜中含有金、银、锌、铁、馍等杂质,电解时,比铜活泼的锌、铁、馍会在阳极放电形

26、成阳离子进入溶液中,Zn-2e=Zn2+、Fe-2e=Fe2+、Ni-2e=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.复原性比铜差的银、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)：Cu-2e=Cu2+阴极(镀件)：Cu2+2e=Cu电镀液：含镀层金属的电解质分析：由于由得失电子数目守恒可知,阳极放电形成的Cu#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

27、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.电解饱和食盐水一一氯碱工业氯碱工业所得的NaOH、Cl2、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.掂料斛NaC见.含少量NaOH阳极：石墨或金属钛2Cl2e=C12T阴极：铁网2H+2e=H2T电解质溶液：饱和食盐水电解总方程式：2NaC1+2H202NaOH+H2T+Cl2T分析：在饱和食盐水中接通直流电源后,溶液中带负电的OH

28、-和C向阳极移动,由于C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,在阴极被复原成氢原子,氢原子结合成氢分子放出；在阴极上得到NaOHo(1)饱和食盐水的精制：原因：除去NaCl中的MgC12、Na2SO4等杂质,预防生成氢氧化镁沉淀影响溶液的导电性,预防氯化钠中混有硫酸钠影响烧碱的质量.试剂参加的顺序：先加过量的BaCl2和过量的NaOH顺序可换,再参加过量的Na2CO3,过滤,加盐酸调节pH为7.2隔膜的作用：预防氢气和氯气混合发生爆炸；预防氯气和氢氧化钠反响影响烧碱的质量.4、电解法冶炼活泼金属：

29、1电解熔融的氯化钠制金属钠：电解2NaCl熔融2Na+C12T2电解熔融的氯化镁制金属镁：电解MgC12熔融Mg+012?3电解熔融的氧化铝制金属铝：电解2A12O3熔融4A1+302T分析：在金属活动顺序表中K、Ca、Na、Mg、A1等金属的复原性很强,这些金属都很容易失电子,因此不能用一般的方法和复原剂使其从化合物中复原出来,只能用电解其化合物熔融状态方法来冶炼.注意：电解熔融NaC1和饱和NaC1溶液的区别；不能用MgO替彳弋MgC12的原因；不能用A1C13替代A12O3的原因.三原电池、电解池和电镀池的比拟原电福电定里格好黑牝装电灵的装首格电影转牝威4t字匣的物厘用*篇理碎蜂星表轴上

30、渴其它辘置箜1trH味QCiSChCARG宙船不就两柳电解霸部停型酸阖含醺踊邰演先电涯两015撞大里解庇新5甲0强点阑合回高斓发金星接崛费作为阳松.雕需招颜极怅为娜工也建港必于W百促昆上庭需孑负隈：救活好属正柢：融不低费余修花祜与财业会欣闱祗:与赖正朝明用弱；与电弱负国才睢g陈用电整,但醮幅快阳根；必甄早镀层金鼠期愚：援怜得翻物件次破：翼0良卫矢辄正底：的班正卷还,用被：辄生友,/速U的朗留:班岂熔乂心土之于冏坳图班！西反反,一定届自治中到E黑子怪电子?用糜1杷极：我优瓦度至弹尾横矢电子,呻断懿用的明野：还麻应,电图液中附做等金邸眶子僧电子由做,电子说百负被一正盘费段!用Ei用鼓正眼用电插也电

31、善方自正吸一0菽正极f亚强f用解虚确-型福一强hnwii比照庖部曲导屋的il程5?施上限理翎奶化学明而东融纯第过曲电前是的卜电羽的隹前小遍空的邕比砌的日般E的中正好相反自助配复原反响辎曜,把化学朔似电轨典型例题分析例1、以下图中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分析：通电后a极板增重,说明溶液中金属阳离子在a极板上放电,发生复原反响析出了金属单质,因此可确定a极板是电解池的阴极,与它相连接的直流电源的x极是负极.选项C

32、中x极为正极,故C不正确.A中电解液为CuSO4溶液,阴极a板上析出Cu而增重,阳极b板上由于OH离子放电而放出无色无臭的.2,故A正确.B中电解液为NaOH溶液,通电后阴极a上应放出H2,a极板不会增重,故B不正确.D中电解液为CuCl2溶液,阴极a板上因析出Cu而增重,但阳板b板上因C离子放电,放出黄绿色有刺激性气味的C12,故D不正确.答案为Ao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苒电一的放电电压.高铁电池的总反响为3Zn+2K2FeO4+8H2O与电3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH以下表达不正确的选项是A、放电时负极反响为：Zn-2

33、e+2OH=Zn(OH)22B、充电时阳极反响为：Fe(OH)33e+5OH=FeO4+4H2OC、放电时每转移3mol电子,正极有1molK2FeO4被氧化D、放电时正极附近溶液的碱性增强分析：A是关于负极反响式的判断,判断的要点是：抓住总方程式中“放电是原电池、“充电是电解池的规律,再分析清楚价态的变化趋势,从而快速准确的判断,A是正确的.B是充电时的阳极方程式,首先判断应该从右向左,再判断阳极应该是失去电子,就应该是元素化合价升高的元素所在的化合物参加反响,然后注重电子、电荷以及元素三个守恒,B正确；C主要是分析原总方程式即可,应该是1molK2FeO4被复原,而不是氧化.D选项中关于放

34、电时正极附近的溶液状况,主要是分析正极参加反响的物质以及其电极反响式即可,本答案是正确的.答案选Co例5、通以相等的电量,分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞(亚汞的化合价为+1价)溶液,假设被复原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n(硝酸银)：n(硝酸亚汞)=2：1,那么以下表述正确的选项是()A、在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n(Ag):n(Hg)=2：1B、在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等C、硝酸亚汞的分子式为HgNO3D、硝酸亚汞的分子式为Hg2(NO3)2分析：通以相等的电量即是通过相同的电子数,银和亚汞都是+1价,因此,得到的单质银和汞的物质的量也应相等；又因电解的n(硝酸

35、银)：n(硝酸亚汞)=2：1,硝酸银的化学式为AgNO3,故硝酸亚汞的化学式不可能为HgNO3,只能为Hg2(NO3)2.答案为D.例6、以下图中电极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)气体.答复：(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 4)AgNO3溶液的浓度(填增大、减小或不变.下同),AgNO3溶液的pH,H2SO4溶液的浓度,H2SO4溶液的pH.(5)假设H2SO4溶液的质量分数由5.

36、00%变为5.02%,那么原有5.00%的H2SO4溶液为多少_g.分析：电解5.00%的稀H2SO4,实际上是电解其中的水.因此在该电解池的阴极产生H2,阳极产生O2,且V(H2)：V(O2)=2:1.据此可确定d极为阴极,那么电源的N极为负极,M极为正极.在336mL气体中,V(&)=2/3x336ml=224ml,为0.01mol,V(O2)=1/3X336ml=112ml,为0.005mol.说明电路上有0.02mol电子,因此在b极(Pt、阴极)产生：0.02X108=2.16g,即0.02mol的Ag.贝Un(e)：n(Ag):n(O2):n(H2)=0.02:0.02:0.005

37、:0.01=4:4:1:2.由Ag(阳)电极、Pt(阴)电极和AgNO3溶液组成的电镀池,在通电一定时间后,在Pt电极上放电所消耗溶液中Ag+离子的物质的量,等于Ag电极被复原给溶液补充的Ag+离子的物质的量,因此AgNO3不变,溶液的pH也不变.电解5.00%的H2SO4溶液,由于其中的水发生电解,因此H2SO4增大,由于H+增大,故溶液的pH减小.设原5.00%的H2SO4溶液为xg,电解时消耗水0.01X18=0.18g,那么：5.00%x5.02%x0.18,解得：x45.18g.答案：(1)正(2)Ag、2.16(3)2：1/2：1;(4)不变、不变、增大、减小；(5)45.18.5

38、 .确定金属活动性顺序例1.(1993年上海高考化学题)有A、日C、D四种金属,将A与B用导线联结起来,浸入电解质溶液中,B不易被腐蚀；将AD分别投入到等浓度的盐酸中,D比A反响剧烈;将铜浸入B的盐溶液中无明显变化；将铜浸入C的盐溶液中,有金属C析出.据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为()A.DCABB.DABCCDBACD.BADC解析：根据原电池原理,较活泼金属作负极,较不活泼金属作正极,B不易被腐蚀,说明B为正极,金属活动性ABo另可比拟出金属活动性DA,BQ故答案为B项.6 .比拟反响速率例2.2000年北京春季高考化学题100mL浓度为2molL-1的盐酸跟过量的锌片反应,为

39、加快反响速率,又不影响生成氢气的总量,可采用的方法是A.力口入适量的6molL-1的盐酸B.参加数滴氯化铜溶液C.参加适量蒸储水D.参加适量的氯化钠溶液解析：向溶液中再参加盐酸,的物质的量增加,生成H2的总量也增加,A错.参加氯化铜后,锌置换出的少量铜附在锌片上,形成了原电池反响,反响速率加快,又锌是过量的,生成H2的总量决定于盐酸的量,故B正确.向原溶液中参加水或氯化钠溶液都引起溶液中H浓度的下降,反响速率变慢,故CD都不正确.此题答案为B项.7 .书写电极反响式、总反响式例3.2000年全国高考理综题熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用LizCQ和N&CQ的熔融盐混合物作电解

40、质,CO为阳极燃气,空气与CO的混合气体为阴极助燃气,制得在650c下工作的燃料电池,完成有关的电池反响式：阳极反响式：2CO+2CO-4e=4CO阴极反响式：,电池总反响式：.解析：作为燃料电池,总的效果就是把燃料进行燃烧.此题中CO为复原剂,空气中Q为氧化剂,电池总反响式为：2CO+=2CO.用总反响式减去电池负极即题目指的阳极反响式,就可得到电池正极即题目指的阴极反响式：Q+2CG+4e-=2C.2-.8 .分析电极反响例4.1999年全国高考化学题氢馍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生污染的铜馍电池.氢馍电池的总反响式是：1/2H2+NiOOH.一,胃rNiOH2根据此反

41、响式判断以下表达中正确的选项是A.电池放电时,电池负极周围溶液的pH不断增大9 .电池放电时,馍元素被氧化C.电池充电时,氢元素被复原D,电池放电时,H2是负极解析：电池的充、放电互为相反的过程,放电时是原电池反响,充电时是电解池反响.根据氢馍电池放电时的总反响式可知,电解质溶液只能是强碱性溶液,不能是强酸性溶液,由于在强酸性溶液中NiOOH和NiOH2都会溶解.这样可写出负极反响式：H+2OH-2e-=2H2OH为负极,附近的pH应下降.放电时馍元素由+3价变为+2价,被复原,充电时氢元素由+1价变为0价,被复原.故答案为C、D项.例5.2000年全国高考理综题钢铁发生电化学腐蚀时,负极发生

42、的反响A.2H+2e-=HzB,2件O+O+4e=4OHC.Fe-2e=FeD.4OH+4e=2母0+0解析：钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时,负极为铁,正极为碳,电解质溶液为溶有Q或CO等气体的水膜.当水膜呈弱酸性或中性时发生吸氧腐蚀,负极反响为：Fe-2e-=Fe2+,正极反响为：2HO+O+4e-=40H；当水膜呈酸性时发生析氢腐蚀,负极反响为：Fe-2e-=Fe2+,正极反响为：2H+2e=H.钢铁的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主.故答案为C项.5 .判断原电池的电极例6.2001年广东高考化学题馍镉Ni-Cd可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充放电反响按下式进行:Cd(0H)a+2b

43、fi|；0H)a喘等C(H-2NiO(OH)+2H30由此可知,该电池放电时的负极材料是A.CdOH2B.NiOH2C.CdD.NiOOH解析：此电池放电时为原电池反响,所列反响由右向左进行,Cd元素由0价变为+2价,失去电子,被氧化,故Cd是电池的负极反响材料.此题答案为C项.例7.2001年上海高考化学题铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中,锌片是A.阴极B,正极C.阳极D.负极解析：铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成了原电池,由于金属活动性ZnCu,故Zn为负极.答案为D项.6 .原电池原理的综合应用例8.2004年天津高考理综题以下图为氢氧燃料电池原理示意图,根据此图的提示,以下表达

44、不正确的选项是氧43A. a电极是负极B. b电极的电极反响为：4OH-4e-=2H2O+OTC.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复原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置解析：分析氢氧燃料电池原理示意图,可知a极为负极,其电极反响为：2H-4e-=4H+,b极为正极,其电极反响为：Q+2H2O+4e=4OH,电池总反响式为：2Ha+Q=2HO.hk为复原剂,Q为氧化剂,hb、Q不需全部储藏在电池内.故答案为B项.例9.(2004年江苏高考化学题)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.锌一镒碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池总反响式为

45、：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2Q(s)以下说法错误的选项是()A.电池工作时,锌失去电子B.电池正极的电极反响式为：2MnO(s)+H2O(1)+2e-=MnO(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6.5g解析：该电池的电解液为KOH溶液,结合总反响式可写出负极反响式：Zn(s)+2OH-(aq)-2e一=Zn(OH(s),用总反响式减去负极反响式,可得到正极反响式：2Mns)+H2O(1)+2e-=MnO(s)+2OH-(aq).Zn为负极,失去电子,电子由负极通过外电路流向正极.ImolZn失去2mol电子,外电路中每通过O.2mol电子,Zn的质量理论上减小6.5g.故答案为C项.1.在原电池和电解池的电极上所发生的反响,同属氧化反响或同属复原反响的是()A.原电池正极和电解池阳极所发生的反响B.原电池正极和电解池阴极所发生的C.原电池负极和电解池阳极所发生的反响D.原电池负极和电解池阴极所发生的反响2、关于原电池和电解池的表达正确的选项是()A.原电池失去电子的电极称为阴极B.电解池的阳极、原电池的负极都发生氧化反响C.原电池的两极,一定要由活动性不同的两种金属组成D.电解时电解池的阳极一定是阴离子放电3 .用石墨作