山西教师资格考试电化学精讲与例题精析

XX教师资格考试：电化学精讲与例题精析

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一、原电池

1.原电池的构成条件：

a、活泼性不同的两电极；

b、电解质溶液，一般能与某一电极自发的发生氧化还原反应；

c、形成闭合回路（导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液）

例1：在下图所示的装置中，能够发生原电池反应的是（）。

【答案】BDE。解析：A两个电极相同，所以不能发生原电池反应;C中液体为非电解

质乙醇，所以不能发生原电池反应。

2.正极负极的判断：

方法一：根据两极材料判断。一般活泼金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非

金属为正极；

方法二：根据电极现象判断。一般情况下电极逐渐溶解为负极，电极增重、可放出气

体的为正极；

方法三：根据电子运动方向或离子的定向移动方向判断。

方法四：根据原电池电极反应方程式判断。

方法五：根据电解质溶液来判断电极。能与电解质溶液反应的电极为负极，不能与电

解质溶液反应的为正极。

例如：镁、铝为电极，氢氧化钠溶液为电解质溶液，虽然镁比铝活泼，但是由于镁不

与氢氧化钠溶液反应，铝能与氢氧化钠溶液反应，所以铝为负极、镁为正极。

3.电极反应式的书写（注意考虑离子共存问题）

根据判断出的正负极去写;较繁电极反应式=总反应式•简单电极反应式

4.盐桥

一般选用充满饱和氯化钾浸泡的琼脂。盐桥可使由它连接的两溶液保持电中性，使电

池能够持续放电。

例2：结合下图判断，下列叙述正确的是（）。

3%N«CI滞ME经修化的3*Nq博液

II

A・I和II中正极均被保护

B・I和II中负极反应均是Fe-2e-=Fe2-

C・I和II中正极反应均是02+2比0+46-=40旷

D.I和II中分别加入少量K#e(CN)6溶液，均有蓝色沉淀

【答案】A。解析：题给装置I、II都是原电池，活泼金属作负极，苜先被腐蚀，不活

泼金属作正极，被保护，故A对；I中的负极反应式为：Zn-2e=Zn2j而II中负极是铁，反

应式为：FmeFe2，，故B错；I溶液显中性，其电极反应式为：6-2比。570口，而口

溶液显酸性，电极反应式为：2H“2”氏3故C错；I中没有Fe>,不能与K[Fe(CN)&

生成蓝色的Fes[Fe(CN)止沉淀，故D错；故选A。

5.常见化学电源解嘤及其工作原理

(1)碱性锌镒干电池：正极MnO?,负极是Zn,电解质是KOH。

电极反应为：负极：Zn+2OH--2—Zn(OH1

正极：2MnO2+2H2。+2a=2MnOOH+2OH-;

总反应式：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2

(2)铅蓄电池：

放电的电极反应为：负极：Pb+SO产-2L=PbSOa。

正极：PbO2+4H-+SOP+2e-=PbSO^+2HQ

充电的电极反应为：阳极：PbSOH2H2。-2e-=PbO2+4H'+SO-

阴极：PbSOi+2e-=Pb+SO?-

放电

蓄电池放电和充电的总反应式：PbO2+Pb+2H2SO4十二2PbSO44/+2H2O

(3)氢氧燃料电池：

电极反应式为：负极H2-2e=2H^正极I/2O2+2H・+2e=H2O

电池总反应式为：H2+1/202=HzO

例，燃料电池是燃料(例如CO、坨、CH,等)跟氧气或空气起反应，将此反应的化学

能转变为电能的装置，电解质溶液通常是KOH溶液。下列关于甲烷燃料电池的说法错误的

是(

2

A.负极反应式为CHa+100H--8e-=CO3-+7H2O

B.正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-

C.随着不断放电，电解质溶液碱性不变

D.甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大

【答案】Co解析：甲烷燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳和氢氧化钾反应生成碳酸钾,

所以电极反应式为：CH.+IOOIT-Se^cor+VH.O,故A正确；电解质溶液是氢氧化钾溶液，氧

气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为：0；+2H：0+4e=40H-,故B正确；该电池

的电池反应式为：CH,+2O：+2KOH=K£O：+3H：O,溶流由碱溶'液变成盐溶液，所以碱性;咸弱，故C

错误并艮据能量转化的规律，燃烧时产生的熟能是不可能全部串靴为功的，能量利用率不高,

而电能转化为功的效率要大得多，故D正确；故选C。

二、电解池

1.电解池电极式的书写

阳极：活泼金属电极失电子（Au,Pt除外）；惰性电极，溶液中阴离子失电子。阴极：

溶液中阳离子得电子。

失电子能力：活泼金属（Mg~Ag）>S2->「>BCCbOH>含氧酸根（NO3>SOJ»F

得电子能力：（酸）>Pb2*>Sn2+>Fe2->Zn2>H^（?K）>A!3->Mg2->Na->Ca2*>K*

（规律：铝前（含铝）离子不放电，氢（酸）后离子先放电，氢（酸）前铝后的离子看条件）

名师点睛：蓄电池放电时员极反时的逆反应为充电时的阴梯反应。反方，放电时正检的

逆反应为充电时的阳极反应。

例4：银镉（Ni《d）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某银镉电池的电解质溶

液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2NiOOH+2HQ飞寺Cd（OH）2+2Ni（OH）2有关

该电池的说法正确的是（）。

A.充电过程是化学能转化为电能的过程

B.放电时电解质溶液中的OH•向正极移动

C.充电时阴极附近溶液的碱性不变

D.充电时阳极反应：Ni（OH）2-e-+OH-=NiOOH+H2O

【答案】D。解析：充电过程是电能转化为化学能的过程，故A错误；放电时是原电池

的工作原理，原电池工作时，电解质中的阴离子0H•向负极移动，故B错误：充电时是电解

池的工作原理，电解池中，阴极发生得电子的还原反应，21+Cd（OH）:=Cd+201G阴极

附近溶液的PH增大，故C错误；充电时是电解池的工作原理，电解池中，与直流电源正极

相连的电极是阳极，阳极发生失电子的氧化反应，即发生近（0H）；转化为NiO（OH）的反

应，故D正确；故选D。

2.■翘：

①电解水型（强碱，含氧酸，活泼金属的含氧酸盐）

电极反应式：碱性阴HKAe-OH—Hr阳4OHTe-=2HXAO2

酸性阴2»+2。=氐；阳2Hq-4e-=OZH+

中性阴2H++2e-=H2j阳4OH-4e-2H2CK）2

②电解电解质型（无氧酸，不活泼金属的无氧酸盐）

③放氢生碱型（活泼金属的无氧酸盐）

④放氧生酸型（不活泼金属的含氧酸盐）

例5：用粕电极电解一定浓度的下列物质的水溶液，在电解后的电解液中加适量水，

能使溶液浓度恢复到电解前浓度的是（）。

A.NaClB.Na2CO3C.CuS04D.K2S

t答案】B。解析：加适量水能使溶液恢复到电解前的浓度，实际是电解水，故只有B

项符合条件。

3.电解原理的应用

a.氯碱工业（电解饱和食盐水）

总反应的化学方程式：2NaCl-2HX>2NaOH+H：T+C1：T

饱和食盐水的精制：

食盐水中混有Ca'Mg”、SO「等杂质，所以需要精制。

步骤一、

（1）先加过量的BaCh和过蚩的NaOH（顺序可换"再加入过量的NazCCh;

（2）过滤；

（3）加盐酸调节pH为7。

步骤二、送入阳离子交换塔进一步除去Ca^、Mg?•等。

b.电镀和电解精炼铜

①镀件做阴极

②镀层金属做阳极

③电镀港中含镀层金属离子。八k

c.电解法冶炼金属

钠、钙、镁、铝等活泼金属，很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质，必须通过

电解熔融的化合物的方法得到°如电解熔融的氯化钠可以得到金属钠。

三、金属的腐蚀与防护

1.金属的电化学腐蚀（以铁为例）

（1）析氢腐蚀（酸性较强的溶液〉

负极：Fe