高考化学考点分类汇编：《电化学》

目录

一、原电池..............................................................................3

（一）原电池工作原理................................................................3

（-）原电池的形成条件..............................................................4

（三）原电池正、负极的确定..........................................................4

（四）原电池电极反应式、电池总反应的书写............................................4

（五）原电池原理的应用..............................................................5

（六）化学电源......................................................................6

二、电解池.............................................................................10

（-）电解池工作原理...............................................................10

（二）电解池的形成条件.............................................................11

（三）电极材料类型..................................................................11

（四）离子放电顺序及电解产物的判断.................................................11

（五）电解类型.....................................................................12

（六）带膜的电解池.................................................................13

（七）电解池的应用..................................................................13

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、原电池

（一）原电池工作原理

将化学能直接转化为电能的装置称为原电池，习惯上称作电池。

正2H'*2r-=H

「负极：失去电子（有电子潦出）.发生气化反应的一极

I.电极

正极：得到电子（有电子有人）.发土.还原反应的一极

「外电路：电解质溶液外部、］

右电子疏通的电路电极.内外电路共同构成闭合网路在

2.电路内电路中.阳离子移向正《L阴离子

内电路：电第成溶液内郃、移向负极

I有离子流动的电路1

"仇极（Zn）：Zn-2e-=Zn"（找化反应）

3.电慑反应式总反应：Zn-h2ll=Zir+H,T

、正极伍u）:2H♦2p=HJ（还原反应L

4.盐桥双液原电池

⑴构造特点

双液原电池由两个半电池组成，每个半电池中的电极与电解质溶液互不反应，电池反应的还

原剂与氧化剂分别位于两个半电池中，中间通过盐桥连接形成闭合回路。

（2）电极反应：

负极（Zn）:Zn-2e-=Zi?+（氧化反应）

正极（Cu）:Cu2++2e-=Cu（还原反应）

电池反应：Zn+Cu2+=Zn2++Cu

（3）电路

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外电路：电子由负极（Zn片）流向正极（Cu片）;电流由正极（Cu片）流向负极（Zn片）。

内电路：阳离子移向正极（Cu片）；阴离子移向负极（Zn片）。

（4）盐桥的作用：通过阴、阳离子的定向移动，在内电路形成回路（盐桥可以再生）。

（5）意义:随开随用，并能长时间产生持续、稳定的电流。

（二）原电池的形成条件

1.两个活泼性不同的金属（或导电的非金属）做电极

2.电解质

3.形成闭合回路

4.能自发的发生氧化还原反应

（三）原电池正、负极的确定

1.依据两极的活泼性来判断

2.依据电子的流向、电流的方向来判断

3.依据电解质溶液内部离子的运动方向来判断

4.依据反应类型来判断（化合价升高发生氧化反应的为负极，化合价降低发生还原反应的为正极）。

5.依据电极反应现象来判断（通常有气泡产生、质量增加的为正极，不断溶解质量减少的为负极。）

（四）原电池电极反应式、电池总反应的书写

1.如果没给出总反应方程式，写电极方程式时分三步：

⑴分别找出氧化剂和还原剂。氧化剂在正极得电子,还原剂在负极失电子。

（2）结合介质判断氧化产物和还原产物。

（3）写出电极反应方程式（注意两极得失电子数相等）。

例如："CHQH-Oz-KOH溶液"燃料电池负极反应式的书写：

C早C-CO；（在碱液中CO?与0H反应生成CO；）

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=>失去6e.（C由-2价升至-+4价）

nC9GET/COj+H20

=>C早O-H-6片fCOj+凡0（整理电荷）

=>CyGET6e七90；+6H（完全配平）

2.如果给出总方程式，写电极方程式时分为四步：

Q）找出化合价变化的物质，标明电子得失，从而找出氧化剂和还原剂。氧化剂在正极得电子,

还原剂在负极失电子。

（2）选定反应离子，根据电荷守恒，电子转移守恒以及电解质溶液写出氧化剂和还原剂、氧化

产物和还原产物、电子转移数目。

（3）利用原子守恒的原则，配平化合价没有改变的离子或分子数目，巧用0H「、H+或水。

（4）将两电极的电极反应方程式进行相加，以检验是否与总式相同。

3.可充电电池的电极方程式书写规律：

Q）可充电电池有充电和放电两个过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。

（2）放电时的正极反应和充电时阳极反应在形式上互逆。将负（正）极反应式变方向并将电子移项

即可得到阴（阳）极反应式。

（3）放电总反应和充电总反应在形式上互逆（但不是可逆反应）。

（五）原电池原理的应用

1上瞰金属的活泼性。

2.制作电池，如干电池、蓄电池等电源。

3.防止金属被腐蚀，如镀锌管，用锌保护铁。

4提高化学反应速率。如用粗锌代替纯锌制H?，反应速率较快。

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(六)化学电源

1.一次电池

(1)锌镒电池一干电池

该电池的负极材料是锌，正极材料是碳棒，最早的干电池的电解质是用MnO2、NH4c1、

ZnCL组成的糊状物。后来发现，当用KOH电解质溶液代替NHdCl做电解质时，无论是电解质

还是结构上都有较大变化，电池的比能量和放电电流都能得到显著的提高。碱性锌镒电池的电池

反应为：

负极：Zn+2OH--2e=Zn(OH),

--

正极：MnO2+H20+e==MnO(OH)+OH

总反应：Zn+2MnO,+2H,O2MnOOH+Zn(OH)-,

(2)银锌电池一ffl扣电池

6逑，

心定w

该电池使用寿命较长，广泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为Ag2。和Zn,电解质为

KOH溶液。其电极反应式为：

负极：Zn+2OH-2e==Zn(OH),

-

正极：Ag2O+H2O+=2Ag+2OH

总反应式为：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag

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(3)高能电池T里电池

该电池是20世纪70年代研制出的一种高能电池。由于锂的相对原子质量很小，所以比容量

(单位质量电极材料所能转换的电量)特别大，使用寿命长，适用于动物体内(如心脏起搏器)。因锂

的化学性质很活泼，所以其电解质溶液应为非水溶剂。如作心脏起搏器的锂-碘电池的电极反应式

为：

负极：2Li-2e-=2LT

正极：l2+2e-==2「

总反应式为：2Li+12==2LiI

(4)海水铝电池

该电池是1991年我国首创以"铝-空气-海水"电池为能源的新型航海标志灯。这种灯以海水

为电解质溶液，靠空气中氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水中就能发出耀眼的闪

光，其能量比干电池高20-50倍。其电极反应式为：

负极：4A1—121=4A13+

正极：3。2+6凡0+126一==12OH-

总反应式为：4A1+30,+6H2。=4Al(OH)3

2.二次电池

该种类型的电池可以多次反复使用，放完电后可以充电复原，又称充电电池，蓄电池。

(1)铅蓄电池

铅蓄电池是一种常见的可充电电池，在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。该电池以Pb

和PbO?作电极材料，H2sO,作电解质溶液。其电极反应式为：

负极：Pb+SOj-2e=PbSO4

+

正极:PbO2+4H+SOj+2e-=PbSO4+2H2O

放电

总反应式为：PI.++2IISO..希2i+2Hg

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(2)碱性镇T鬲电池

该电池以Cd和NiO(OH)作电极材料，NaOH作电解质溶液。其电极反应式为：

负极：Cd+2OH--2e-=Cd(OH),

-

正极：2NiO(OH)+2H2O+2e==2Ni(OH)2+2OH-

则L

总反应式为:Cd*2NiO(OH)42HX)^藐

从上述两种蓄电池的总反应式可看出，铅蓄电池在放电时除消耗电极材料外，同时还消耗电

解质硫酸，使溶液中的自由移动的离子浓度减小，内阻增大，导电能力降低。而镣T鬲电池在放

电时只消耗水，电解质溶液中自由移动的离子浓度不会有明显变化，内阻几乎不变，导电能力几

乎没有变化。

(3)氢银可充电电池

该电池是近年来开发出来的一种新型可充电电池，可连续充、放电500次，可以取代会产生

镉污染的银一镉电池。其电极反应式为：

-

负极：H2+2OH--2e=2H,0

正极：2NiO(OH)+2H2O+2e-=2Ni(OH),+2OH-

放电.

总反应式为：2\i(OHh

II-2MM充电

3.燃料电池

燃料电池又称连续电池，一般以天然燃料或其它可燃物质如H2、CH4等作为负极反应物质,

以。2作为正极反应物质而形成的。燃料电池体积小、质量轻、功率大，是正在研究的新型电池之

(1)氢氧燃料电池

主要用于航天领域，是一种高效低污染的新型电池，一般用金属笆(是一种惰性电极，并具有

催化活性)或活性炭作电极，用40%的KOH溶液作电解质溶液。其电极反应式为：

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负极：2H2+4OH--4e-=4H2O

正极：。2+2凡0+4^=4OH-总反应式为：2H2+O2=2H2O

(2)甲烷燃料电池

用金属笆作电极，用KOH溶液作电解质溶液。其电极反应式为：

-

负极:CH4+1OOH--8e=CO：+7H2O

正极：2。2+4凡0+86-=8OH-

总反应式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O

(3)甲醇燃料电池

甲醇燃料电池是一种由甲醇和氧气以及强碱作为电解质溶液的新型手机电池，电量是现有操

氢电池或锂电池的10倍。其电极反应式为：

-

负极：2cHQ+16OH--12e-=2CO；+12H2O

-

正极：3O2+6H?O+12e「==12OH

总反应式为：2CH4O+3O2+4OH-=2cO：+6H2O

(4)固体氧化物燃料电池

该电池是美国西屋公司研制开发的，它以固体氧化培一氧化钮为电解质，这种固体电解质在

高温下允许O?在其间通过。其电极反应式为：

负极：2H2+2。2--4e-=2H2O

2

正极：O2+4e-==2O-

总反应式为：2H2+O2==2H2O

(5)熔融盐燃料电池

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该电池用Li2cO3和Na2cO,熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合

气为阳极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受

到重视。其电极反应式为：

负极：2co+2CO：-4e-=4CO2

正极：。2+2c。2+4e-=2cO；-

总反应式为：2CO+O2=2CO2

二、电解池

（一）电解池工作原理

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，电解过程是将电

能转化成化学能；我们把将电能转变为化学能的装置，叫电解池或电解槽，电解池主要由外接电

源、阴阳两个电极、电解质组成。电解过程是一个非自发的氧化还原反应。（T图为电解CuCl?溶

液的实验）

1.电极

与电源正极柑里

________---------*-------______________

失去电干卜［阳极I■｛发牛子化反应

得到电f卜-----［阴极）----■（发生还原反应

［与电源—帔相连］

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2.电解过程

在电解质溶液外部：电子由电源的负极流到电解池的阴极，再由电解池的阳极流到电源的正

极；在电解质溶液内部：阳离子流向电解池的阴极得电子，阴离子流向电解池的阳极失电子，这

样通过导线上电子的流动和电解质溶液（熔融态电解质）中离子的移动便形成回路。

3.电极反应式

「阳极：2c1-2-=C1J（较化反应）］

总反应：里量Cu+CI,f

-阴极：Cu」+2e=Cu（还原反应）一

（二）电解池的形成条件

与直流电源相连的两个电极、电解质溶液或熔融态电解质形成闭合回路（凡连有外接电源的装

置均为电解池；电解质溶液导电的过程即是电解）。

（三）电极材料类型

"情性电极：本身不叁与电极反应只起导电作用（如：C/PtMu等）

:活性电极：因还原性较强而做阳极时先失去电广（如：Zn.卜3Cu等）

（四）离子放电顺序及电解产物的判断

1.阳极产物的判断（阴离子放电）

首先看电极，若是活性电极，则电极材料本身失电子，电极被溶解形成阳离子进入溶液；若

是惰性电极，应是阴离子在该电极失电子被氧化，要根据阴离子放电顺序加以判断。阴离子放电

顺序：

活性电极>S（K>1>Br>CI>0H>S0；（等含我酸根离子）>F

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2.阴极产物的判断（阳离子放电）

直接根据溶液中阳离子放电顺序加以判断。阳离子放电顺序：

Ag酸电离的>>1%”>§/>%'>2/:>汗（水电离

的）.AI">M/>Na>Ca”>K

（五）电解类型

当阳极为活性电极的时候，电极自身参与反应，通常有电镀等应用。

若阳极材料为惰性电极很难失去电子，因此电极本身不参与反应。如何准确地写出电极反应

方程式并判断溶液的变化呢？按离子的放电顺序可以将阴、阳离子各分为四个区来加以区别：

I-II区

AgH广Cu"向PI-…AI”…K'

S1'I-BrCl叵口含辄酸根离子F

一__________-J____________/

111区IV区

电”1',溶液

电解电加版电极反应式溶液旅

质组实例电道方程式

关他特点收的变PH溶液乂

成用槌Pllft变化政

-一・.化——

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才收酸IZ,4H>4r=2H「减小

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可溶性4ll.<K4r・44HI-4ra

增大

II.电斛X.MHI

强K44)11211X)40,r40.,地大加水

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活泼金

40HTr=

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取假盐

放H：活泼金

n.2Na(.k2»H>=；2\a4HkiIJAW

牛H国人国312H>2r=H.T20-2-=C1H用大工化乳

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I\IX.％电铝质(:|«(:<).

赞仅松盐211小af2M>SO."T

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（六）带膜的电解池

1.常见的隔膜

隔膜又叫离子交换膜，由高分子特殊材料制成。离子交换膜分三类：

Q）阳离子交换膜，简称阳膜，只允许阳离子通过，即允许H+和其他阳离子通过，不允许阴离

子通过。

（2）阴离子交换膜，简称阴膜，只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。

（3）质子交换膜，只允许H+通过，不允许其他阳离子和阴离子通过。

2.隔膜的作用

Q）能将两极区隔离,阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。

（2）能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。

3."隔膜"电解池的解题步骤

第一步，分清隔膜类型。即交换膜属于阳膜、阴膜或质子膜中的哪一种，判断允许哪种离子

通过隔膜。

第二步，写出电极反应式，判断交换膜两侧离子变化，推断电荷变化，根据电荷平衡判断离

子迁移方向。

第三步，分析隔膜作用。在产品制备中，隔膜作用主要是提高产品纯度，避免产物之间发生

反应，或避免产物因发生反应而造成危险。

（七）电解池的应用

1.氯碱工业——电解饱和食盐水

\aOll

溶液

精制悒和11.0

NuCI溶油（含少澹液）

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Q)实验现象

两个电极上都有气体放出。阳极放出的气体有刺激性气味，并且能使湿润的碘化钾淀粉试纸

变蓝——Cl2;阴极放出的气体无色无味——H2；阴极附近溶液变红一有碱性物质(NaOH)

^6.

(2)实验结论

用惰性材料作阳极，电解食盐的饱和溶液，生成CU、H2和NaOH。

电极反应式：

阴极：2H++2e-==H2T(还原反应)一放电顺序：H+>Na+

阳极：2c「-2e.=Cl2T(氧化反应)一放电顺序：CP>OH-

在电解过程中，由于H+在阴极上得到电子而