2015年高考化学原电池和电解池讲义

原电池和电解池

一、原电池：

1、定义：将化学能转化为电能的装置，如铜-锌原电池。

2、组成原电池的条件：

①有两种活性不同的金属（或一种是非金属导体）；②电极材料均插入电解质溶液中；③两电极相连形成闭合电路。④一般能自发的发生氧化还原反应。

3、原电池的原理

负极----较活泼的金属---- 电子------发生反应

正极----较不活泼的金属---- 电子----发生反应

在锌上发生的是：失电子，发生

氧化反应的一极是负极；

在铜上发生的是：得电子，发生还原反应的一极是正极

总反应：Zn + 2H+= Zn2+ + H2

二、电解池

1．定义：将电能转化

为化学能的装置，如电

解饱和食盐水。

阳极反应：2Cl-－2e-=Cl2↑（氧化反应）阴极反应：2H+＋2e-＝H2↑（还原反应）

总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑

注意：

①电流必须是直流

②熔融态的电解质也能被电解

③阴极上放电的先后顺序是：Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞(H+)＞Fe2+＞Zn2+；

阳极上放电的先后顺序是：活泼金属电极›S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH ->(F-、NO3-、SO42-等)（惰性电极）

④用石墨、金、铂等还原性很弱的材料制做的电极叫做惰性电极，理由是它们在一般的通电条件下不发生化学反应。用铁、锌、铜、银等还原性较强的材料制做的电极又叫做活性电极，它们做电解池的阳极时，先于其他物质发生氧化反应。

电解的电极反应式的书写思路与步骤：

分电极（判断正负极）-----析溶液（分析电解质溶液中含有哪些离子）---判流向（判断电子流动方向、离子移动方向）-----断微粒（确定在两极上反应的是什么微粒）----写电极（书写电极反应方程式）---写方程（书写电解质电解的化学方程式或离子方程式）

1）电解时溶液pH值的变化规律

电解质溶液在电解过程中，有时溶液pH值会发生变化。判断电解质溶液的pH值变化，有时可以从电解产物上去看。

①若电解时阴极上产生H2，阳极上无O2产生，电解后溶液pH值增大；

②若阴极上无H2，阳极上产生O2，则电解后溶液pH值减小；

③若阴极上有H2，阳极上有O2，且V(H2)=2V(O2)，则有三种情况：

a 如果原溶液为中性溶液，则电解后pH值不变；

b 如果原溶液是酸溶液，则pH值变小；

c 如果原溶液为碱溶液，则pH值变大；

④若阴极上无H2，阳极上无O2产生，电解后溶液的pH可能也会发生变化。

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。

三、金属腐蚀与防护

金属的腐蚀：金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。

1、化学腐蚀与电化腐蚀

2、析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe 为例）

3、金属防护的几种重要方法

①改变金属内部的组成结构，将金属制成合金，增强抗腐蚀能力。 ②在金属表面覆盖保护保护层，使金属和周围物质隔离开来。

③电化学保护法：利用电化学反应使金属钝化而受到保护，或者利用原电池反应将需要保护的金属作为电池的正极而受到保护。

4、金属腐蚀速率大小：电解池阳极＞原电池负极＞化学腐蚀＞原电池正极＞电解池阴极 四、电解原理在工业生产中的应用

1、电解精炼反应原理(电解精炼铜) 阳极(粗铜)：Cu-2e —→Cu 2+，阴极(纯铜)：Cu 2++2e —→Cu 阳极上铜溶解的速率与阴极上铜沉积的速率相等，所以溶液中CuSO 4的浓度基本保持不变。

2、镀铜反应原理 阳极(纯铜)：Cu-2e —→Cu 2+，阴极(镀件)

：Cu 2++2e —→Cu 溶液中的Cu 2+浓度保持不变。 3、氯碱工业反应原理 阳极：2Cl —-2e —→Cl 2↑，阴极：2H ++2e —→H 2↑ 总反应式 2NaCl+2H 2O

2NaOH+H 2↑+Cl 2↑

五、 原电池、电解池、电镀池的比较

正极电源负极

电源正极

电源负极电源正极

电解、电离、电镀的比较

题型一：电池的电极极判断与电极反应式书写

例1．铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应为：Fe ＋Ni 2O 3＋3H 2O ＝ Fe(OH)2＋2Ni(OH)2

下列有关该电池的说法不正确的是( )

A ．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni 2O 3，负极为Fe

B ．电池放电时，负极反应为Fe ＋2OH −−2e −＝Fe(OH)2

C ．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH 降低

D ．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH −−2e −＝Ni 2O 3+3H 2O

拓展变式练习

1．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是（ ）

A ．两烧杯中铜片表面均无气泡产生

B ．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极

C ．两烧杯中溶液的pH 均增大

D ．产生气泡的速度甲比乙慢 2．关于铅蓄电池Pb ＋PbO 2＋2H 2SO 4

放电充电

PbSO 4＋2H 2O 的法正确的是( )

A ．在放电时，正极发生的反应是 Pb(s) +SO 42—（aq ）= PbSO 4(s) +2e —

B ．在放电时，该电池的负极材料是铅板

C ．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小

D ．在充电时，阳极发生的反应是 PbSO 4(s)+2e —= Pb(s)+ SO 42—（aq ）

3．燃料电池是一种新型电池，它主要是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能．氢氧燃料电池的基本反应是：X 极：2

1O 2(g)＋H 2O(l)＋2e －＝＝＝2OH － Y 极：H 2(g)＋2OH －＝＝＝2H 2O(l)＋2e －

，下列判断正确的是（ )

A ．X 是正极

B ．Y 是正极

C ．Y 极发生还原反应

D ．Y 极发生氧化反应 4．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确．．的是( ) A ．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl －

－2e －

= Cl 2 ↑

B ．碱性氢氧燃料电池的负极反应式：O 2 + 2H 2O + 4e - == 4OH －

C ．电镀铜时，阳极的反应式：Cu 2++ 2e - ==Cu

D ．钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式：Fe －2e －

== Fe 2+

5．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 ＋2K 2FeO 4＋8H 2O

放电充电

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 ＋2OH －－2e －=== Zn(OH)2

B ．充电时阳极反应为：Fe(OH)3＋5OH －

－3e －=== FeO 42－

＋4H 2O