高中化学原电池和电解池基础知识

高中化学原电池和电解池

原电池的形成条件

原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应，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；从化学反应角度看，

原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂，使氧化还

原反应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。而化学电源因为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

还原反应。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：总反应为自发的氧化还原反应

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

金属必须能导电）一锌镐干电池，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，电极均为粕。

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还原反应。

原电池正负极判断：

负极发生氧化反应，失去电子；正极发生还原反应，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

电极反应方程式的书写

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，则进行进一步的反应。例：甲烷燃料电池中，电解液为K

0H,负极甲烷失8个电子生成C02和H20,但C02不能与OH-共存，要进一步反

应生成碳酸根。

正极：①当负极材料能与电解液直接反应时，溶液中的阳离子得电子。例：锌铜

原电池中，电解液为HCI,正极H+得电子生成H2。②当负极材料不能与电解液反应

时，溶解在电解液中的02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-AI-NaOH,Al作负极。负极：AI-3e-+4OH-==AIO2-+2H2O；正极：

2H2O+2e-==H2t+2OH-

CU-AI-HNO3,Cu作负极。

注意：Fe作负极时，氧化产物是Fe2+而不可能是Fe3+；胱(N2H4)和NH3

的电池反应产物是H20和N2

无论是总反应，还是电极反应，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+),则电极周围溶液的pH减小(增大)：反应生成0H-

(H+),则电极周围溶液的pH增大(减小)。

溶液：若总反应的结果是消耗OH-(H+),则溶液的pH减小(增大)；若总反应

的结果是生成OH-(H+),则溶液的pH增大(减小)；若总反应消耗和生成OH-(H+)

的物质的量相等，则溶液的pH由溶液的酸碱性决定，溶液呈碱性则pH增大，溶液

呈酸性则pH减小，溶液呈中性则pH不变。

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里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中

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，其电极反应如下：

负极(Fe)：2Fe-4e=2Fe2+

正极(C)：2H2O+02+4e=40H-

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，钢铁表面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

氧化还原反应是：负极(铁)：铁被氧化Fe-2e=Fe2+；正极(碳)：溶液中的H+

被还原2H++2e=H2T

常用原电池方程式

1.Cu-H2s04—Zn原电池

正极：2H++2e--H2f

负极：Zn-2e-—Zn2+

总反应式：Zn+2H+==Zn2++H2f

2.Cu-FeCI3-C原电池

正极：2Fe3++2e--2Fe2+

负极：Cu-2e-—>Cu2+

总反应式：2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+

3.钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀

正极：02+2H2O+4e-->40H-

负极：2Fe-4e--2Fe2+

总反应式：2Fe+02+2H2O==2Fe(0H)2

4.氢氧燃料电池(中性介质)

正极：02+2H2O+4e-—40H-

负极：2H2-4e--4H+

总反应式：2H2+02==2H2O

5.氢氧燃料电池(酸性介质)

正极：。2+4H++4e--»2H2O

负极：2H2-4e--4H+

总反应式：2H2+02==2H2O

6.氢氧燃料电池(碱性介质)

正极：02+2H2O+4e--40H-

负极：2H2-4e-+40H--4H2O

总反应式：2H2+02==2H2O

7.铅蓄电池(放电)

正极(Pb02)：

Pb02+2e-+SO42-+4H+一PbS04+2H2O

负极(Pb)：Pb-2e-+(SO4)2-TPbS04

总反应式：

Pb+PbO2+4H++2(SO4)2-==2PbSO4+2H2O

8.AI-NaOH-Mg原电池

正极：6H2O+6e--3H2T+60H-

负极：2AI-6e-+80H--2AIO2-+4H2O

总反应式：2AI+2OH-+2H2O==2AIO2-+3H2T

9.CH4燃料电池(碱性介质)

正极：202+4H2O+8e-—80H-

负极：CH4-8e-+10OH--(CO3)2-+7H2O

总反应式：CH4+202+20H-==(CO3)2-+3H2O

11.银锌纽扣电池(碱性介质)10.熔融碳酸盐燃料电池

(Li2CO3和Na2c03熔融盐作电解液，CO作燃料)：

正极：02+2CO2+4e-12(003)2-(持续补充C02气体)

负极：2C。+2(003)2--4e--4CO2

总反应式：2co+02==2CO2

正极(Ag20):Ag20+H20+2e--2Ag+2OH-

负极(Zn)：Zn+20H--2e-tZnO+H2O

总反应式：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锌一铳干电池：锌一镒电池具有原材料来源丰富、工艺简单，价格便宜、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

氧化镭为正极。按照基本结构，锌一镒电池可制成圆筒形、扣式和扁形，扁形电池不

能单个使用，可组合叠层电池(组)。按照所用电解液的差别将锌一镒电池分为三个

类型：

(1)镂型锌一镒电池：电解质以氯化镣为主，含少量氯化锌。

电池符号:(-)Zn|NH4CIZnCI2|Mn02(+)

总电池反应：Zn+2NH4CI+2MnO2=Zn(NH3)2CI2+2MnO(OH)

(3)碱性锌一镒电池：这是锌一镭电池的第三代产品，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：(-)Zn|KOH|MnO2(+)

总电池反应：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1.5—1.8V,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。

电解原理

1、电解和电解池：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫

做电解。把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。

CuCl2署U+Cl2T

2、电解池的组成：

①有两个电极插入电解质溶液(或熔融状态的电解质)中。②两极连外接直流电源。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应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：(还原性强的先放电)

惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时：

2--2-

S>r>Br">Cl>OH(水)>NO3>SO4>F^

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应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离

子在阴极上的放电顺序是：

Ag>Hg">Cu»H*（水）>Pb2*>Fe2*>...>Na>Ca>K'

4、电解规律：（惰性电极）

阳极（阴离子放电）无氧酸根>0H->含氧酸根

阴极（阳离子放电）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能力均强于水电离出H+和0H，如无氧酸和

不活泼金属的无氧酸盐。

①HC1（叫）

-

阳极（CF>OH）2Cr-2e-=CI2t

阴极（酎）2H++2e=H2t

电解

总方程式2HC1&t+C12t

②CuCb（aq）

_

阳极（CF>OH）2Cr-2e-=Cl2t

阴极（CU2+>H+）Cu2++2e-=Cu

电解

总方程式CuCl2Cu+CI2t

（2）电解水：阳离子和阴离子放电能力均弱于水电离出H+和OH，如含氧酸、强碱、

活泼金属的含氧酸盐。

①H2s（aq）

阳极（SCU2-<OH-=4OH--4e=2H2O+O2t

阴极（H+）2H++2e「=H2t

电解

总方程式2H2。'2H2f+O2t

②NaOH（aq）

阳极（OFT）4OH--4e-=2H2O+O2t

阴极：（NaYH+=2HT2e-=H2t

电解

总方程式2H2。2H2t+O2t

③Na2sO4（叫）

阳极（SO42-VOH=4OH-4e=2H2O+O2t

阴极：（Na+<H+=2H++2e-=H2t

电解

总方程式2H2O2H2t+O2t

（3）电解水和电解质：阳离子放电能力强于水电离出H+,阴离子放电能力弱于水电离

出OH「，如活泼金属的无氧酸盐；阳离子放电能力弱于水电离出H+,阴离子放电能力强于

水电离出OH一，如不活泼金属的含氧酸盐。

①NaCl（aq）

阳极（Cr>OH"）2Cr-2e-=Cl2t

阴极：（Na+〈H+=2H++2b=H2t

电解

总方程式2NaCI+2H2O2NaOH+H2t+C12t

②C11SO4（aq）

2

阳极（SO4"<OH=4OH-4e=2H2O+O2t

阴极（CU2+>H+）Cu2++2e=Cu

电解

总方程式2CUSO4+2H2O2Cu+2H2so4+O2t

【归纳总结】

（1）电解的四种类型（惰性电极）：

电解

电解对电解髓

翘电极反应实例质浓

象PH渤短

度

+强喊水增增大加k

阴：4H-Me=2H2t

电解水至献水减增大力昧

阳：4OH--4e=Of+2HR

2崔藤内水不支增大加K

电解质增降低加气化氢

电解质的离子在两极放电加无水氯

质型氨化铜电解质增降低

化铜

电解溶液

阳极：阴富子放电电解质

放蚂产氯化钠增降低加氯化氢

+水

生城型阴极：为磷

面醐阳极：。2啜加氧化铜

电解质

放。2产降低降低

阴极：阳离子放电硝懿R+水加氧化银

（2）电解质溶液浓度复原：加入物质与电解产物的反应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+放电产生H2,破坏水的电离平衡云集0H\阴极区域pH变大；阳

极OPT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。2,则原溶液呈酸性的pH变小，原溶

液呈碱性的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。2产生,

pH几乎不变。如电解CuCb溶液（CuCb溶液由于Ci?+水解显酸性），一旦CuC12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

。2，pH变小。

（4）电极方程式的书写：①先看电极；②再将溶液中的离子放电顺序排队，依次放电;

③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：因为粗铜中含有金、银、锌、铁、镁等杂质，电解时，比铜活泼的锌、铁、银会

在阳极放电形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。

还原性比铜差的银、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：因为由得失电子数目守恒可知，阳极放电形成的+离子和阴极+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+、0H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

阴极：铁网2H++2e=H2t

电解质溶液：饱和食盐水

电解

总方程式：2NaCl+2H2O=2NaOH+H2t+C12t

分析：在饱和食盐水中接通直流电源后，溶液中带负电的OH一和C「向阳极移动，由于

C1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卡和H+向阴极移动，由于H*比Na+容易失去电子，在阴极被还原成氢原子，氢原子

结合成氢分子放出：在阴极上得到NaOH。

（1）饱和食盐水的精制：

原因：除去NaCl中的MgCk、Na2sO4等杂质，防止生成氢氧化镁沉淀影响

溶液的导电性，防止氯化钠中混有硫酸钠影响烧碱的质量。

试剂加入的顺序:先加过量的BaCk和过量的NaOH（顺序可换），再加入过量的Na2co3,

过滤，加盐酸调节pH为7。

（2）隔膜的作用：防止氢气和氯气混合发生爆炸；防止氯气和氢氧化钠反应影响烧碱

的质量。

4、电解法冶炼活泼金属：

（1）电解熔融的氯化钠制金属钠：

电解

2NaCl（熔融）2Na+Cl2t

（2）电解熔融的氯化镁制金属镁：

电解

MgCl2（熔融）Mg+Cbt

（3）电解熔融的氧化铝制金属铝：

电解

2Al2。3（熔融）4A1+3O2t

分析：在金属活动顺序表中K、Ca、Na、Mg、Al等金属的还原性很强，这些金属都很

容易失电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，只能用电解其化合

物熔融状态方法来冶炼。

注意：电解熔融NaCl和饱和NaCl溶液的区别；不能用MgO替代MgCb的原因；不能用

AlCb替代AbCh的原因。_______________________

二原电池、电解池和电镀池的比较

原电池电城池

定应用电解原理在某找金尿表面镀上

将化学能转化成电领装置将电维化成化子窗的装置

义4一层耳它金屉的装置

国trCo

装H

B

HjSQCuSOiCifiO.

①活泼性不同的两螭①两电松骸流电源①镀层金层按电源正极，作为阳极；

②电解就溶液②两电极缺电解质翩中存镀金展索电源负极，作为阴极

③形成闭台回路③形成闭合回路②电^液必分含有记足金国关禹子

:与电被正极相连名粉用电解，但有限制条件.

负极：较活泼金展

阳极:必须是被层稣

正极：较不活废金展（或能阳极：与电触极相连

导电的非金层）阴瓶：镶件（待锁的物件）

负极：氧化反应（假矢氧）阳破：氧化反反，海浪中的阴禺阳极:软化反应，金簿电极天电子，

电正极：还原发性（正程还）子或金属电极失电子（阳失氧）并不断溶解（用知）

极

反阳松：还原反应,一定是溶液中阴吸：还原反应，电爆液中的镀层

应

的PB离子程电子（阴看还）金属阳离子惇电孑（阴程还）

电子负极一►正极负极—►阴极＞同电解油

流向阳极一►正极

电流正极一►负极正极f阳极一A电解质溶液同电解油

方向f阴极极

电解质导电的过程实质上就是电解过程；电解是砂卜电源的作用下臃蛀痛例砒槐程，花

对比

电邸化为化稚，而在原搦中正好相反，曷自热血化还FM反应的过程，把化学的化为电能.

典型例题分析

例1、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，6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C11SO4

B石墨石墨负极NaOH

C银铁正极AgNO3

D铜石墨负极CuCb

分析：通电后a极板增重，表明溶液中金属阳离子在a极板上放电，发生还原反应析出

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中x极为正极，故C不正确。A中电解液为CuS04溶液，阴极a板上析出Cu而增重,

阳极b板上由于OIT离子放电而放出无色无臭的O2,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CuCb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CH

故D不正确。答案为A。

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

的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2。、充电3Zn(OH)2+2Fe(OH)

3+4KOH

下列叙述不正确的是

A、放电时负极反应为：Zn-2e+2OH-Zn(OH)2

B、充电时阳极反应为：Fe(OH)3—3屋+5OFT=FeO：+4H2O

C、放电时每转移3moi电子，正极有ImolKzFeOq被氧化

D、放电时正极附近溶液的碱性增强

分析：A是关于负极反应式的判断，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应，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ImolLFeCU被还原，而不是氧化。D选项中

关于放电时正极附近的溶液状况，主要是分析正极参加反应的物质以及其电极反应式即可，

本答案是正确的。答案选C。

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，若被还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,

则下列表述正确的是()

A、在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n(Ag):n(Hg)=2：1

B、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HgNCh

D、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(硝酸银)：n(硝酸亚汞)=2：1,硝酸银的

化学式为AgNCh，故硝酸亚汞的化学式不可能为HgNCh，只能为Hg2(NC)3)2。答案为D。

例6、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。回答：

MH

-------1电源|------------

LhN

A科0)溶液5

(1)直流电源中，M为极。

(2)Pt电极上生成的物质是,其质量为g0

(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：

(4)AgNCh溶液的浓度(填增大、减小或不变。下同)，AgNCh溶液的pH

,H2sO4溶液的浓度,H2s。4溶液的pH。

(5)若H2sCU溶液的质量分数由5.00%变为5.02%,则原有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。2，且v(H2)：V(O2)=2：1。据此可确定d极为阴极，则电源的N极为

负极，M极为正极。在336mL气体中，V(H2)=2/3X336ml=224ml,为O.OlmoLV(O2)

=l/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：0.02XI08=2.16g,即0.02mol的Ag。贝ijn(e)：n(Ag)：n(O2)：n(H2)=

0.02：0.02：0.005:0.01=4：4：1：2。由Ag(阳)电极、Pt(阴)电极和AgNCh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电极被还原给溶液补充的Ag,离子的物质的量，因此［AgNCh］不变，溶液的pH也不变。

电解5.00%的H2s溶液，由于其中的水发生电解，因此［H2so4］增大，由于增大，故溶

液的pH减小。

设原5.00%的H2sCU溶液为xg,电解时消耗水0.01X18=0.18g,则：

5..02保-0.1},解得：x=45.18go

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。

1.确定金属活动性顺序

例1.(1993年上海高考化学题)有A、B、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A、D分别投入到等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈；

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.D>C>A>BB.D>A>B>C

C.D>B>A>CD.B>A>D>C

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A>B。另可比较出金属活动性D>A,B>C。故答案为B项。

2.比较反应速率

例2.（2000年北京春季高考化学题）100mL浓度为2mol•L’的盐酸跟过量的锌片反

应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是（）

A.加入适量的6mol•L-1的盐酸

B.加入数滴氯化铜溶液

C.加入适量蒸储水

D.加入适量的氯化钠溶液

解析：向溶液中再加入盐酸，I「的物质的量增加，生成H2的总量也增加，A错。加入氯

化铜后，锌置换出的少量铜附在锌片上，形成了原电池反应，反应速率加快，又锌是过量的，

生成压的总量决定于盐酸的量，故B正确。向原溶液中加入水或氯化钠溶液都引起溶液中

H'浓度的下降，反应速率变慢，故C、D都不正确。本题答案为B项。

3.书写电极反应式、总反应式

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LizC（）3和Na2cOs的熔融盐混合物作电解质，C0为阳极燃气，空气与CO2的混合气体为

阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：

2

阳极反应式：2C0+2C03-4e==4C02

阴极反应式：.

电池总反应式：O

解析：作为燃料电池，总的效果就是把燃料进行燃烧。本题中C0为还原剂，空气中“

为氧化剂，电池总反应式为：2C0+02==2C0Z。用总反应式减去电池负极（即题目指的阳极）

反应式，就可得到电池正极（即题目指的阴极）反应式：02+2C（V4e==28/。

4.分析电极反应

例4.（1999年全国高考化学题）氢保电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代

会产生污染的铜银电池。氢银电池的总反应式是：

（l/2）H2+NiO（OH），故电、Ni（OH）2

充电

根据此反应式判断下列叙述中正确的是（）

A.电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大

B.电池放电时，银元素被氧化

C.电池充电时，氢元素被还原

D.电池放电时，氏是负极

解析：电池的充、放电互为相反的过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。

根据氢银电池放电时的总反应式可知，电解质溶液只能是强碱性溶液，不能是强酸性溶液，

因为在强酸性溶液中NiO（OH）和Ni（OH）?都会溶解。这样可写出负极反应式：H/+20H-2e==

2H2O,也为负极，附近的pH应下降。放电时候元素由+3价变为+2价，被还原，充电时氢元

素由+1价变为。价，被还原。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，负极发生的反应（）

A.2H'+2e==H2B.2H20+02+4e==40H

C.Fe-2e==Fe"D.40H+4e==2H20+02

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5或C0?等气体的水膜。当水膜呈弱酸性或中性时发生吸氧腐蚀，负极反应为：

Fe-2e==Fe。正极反应为：2H20+0z+4e==40H；当水膜呈酸性时发生析氢腐蚀，负极反应

2+

为：Fe-2e==Fe,正极反应为：2H'+2e==比。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）锲镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，

它的充放电反应按下式进行：、"放电、’2

由此可知，该电池放电时的负极材料是（）

A.Cd（OH）2B.Ni（0H）2

C.CdD.NiO（OH）

解析：此电池放电时为原电池反应，所列反应由右向左进行，Cd元素由0价变为+2价,

失去电子，被氧化，故Cd是电池的负极反应材料。本题答案为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Zn>Cu,

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）下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，

下列叙述不正确的是（）

_-

氮气人口氯气入口

卜;力

a电极电解液b电极

A.a电极是负极

B.b电极的电极反应为：40H-4e==2也0+。2t

C.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还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，其电极反应为：2H「4e==4H',

b极为正极，其电极反应为：02+2H20+4e-40H,电池总反应式为：2H2+0尸=2出0。压为还原

剂，Oz为氧化剂，玲、Oz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，电池总反应式为：

Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(1)==

Zn(0H)2(s)+Mn20:t(s)

下列说法错误的是()

A.电池工作时，锌失去电子

B.电池正极的电极反应式为：2Mn02(s)+lI20(l)+2e==Mn20：t(s)+20H(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0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g

解析：该电池的电解液为K0II溶液，结合总反应式可写出负极反应式:

Zn(s)+20H(aq)-2e==Zn(0H)2(s),用总反应式减去负极反应式，可得到正极反应式:

2MnO2(s)+H20(1)+2e'==Mn203(s)+20H(aq)0Zn为负极,失去电子，电子由负极通过外电路

流向正极。ImolZn失去2moi电子，外电路中每通过0.2mol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应，同属氧化反应或同属还原反应的是()

A.原电池正极和电解池阳极所发生的反应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应D.原电池负极和电解池阴极所发生的反应

2、关于原电池和电解池的叙述正确的是()

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应

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.用石墨作电极，电解1mol・LT下列物质的溶液，溶液的pH保持不变的是()

A.HC1B.NaOHC.Na2S0,1D.NaCl

4.在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下设计方案正确的是()

A.锌作阳极,镀件作阴极,溶液中含有锌离子

B.伯作阴极,镀件作阳极,溶液中含有锌离子

C.铁作阳极,镀件作阴极,溶液中含有亚铁离子

D.锌用阴极,镀件作阳极,溶液中含有锌离子

5、氢银电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉银电池。氢镇电

1放电、

池的总反应式是5H2+NiO(OH)比互Ni(OH)2。根据此反应式判断，下列叙述中正确的

是：()

A.电池放电时，电池负极周围溶液的pH值不断增大

B.电池放电时，银元素被氧化

C.电池充电时，氢元素被还原D.电池放电时，H,是负极

6.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为2Ag+Zn(0H)2

戏塞AgzO+Zn+HO在此电池放电时，负极上发生反应的物质是（）

A.AgB.Zn（0H）2C.Ag20D.Zn

7.用惰性电极电解M（NOJ、的水溶液，当阴极上增重ag时，在阳极上同时产生bL氧气（标准

状况），从而可知M的相对原子质量是（）

22.4ax1\2ax5.6ax2.5ax

A.hB.b