高中化学原电池和电解池全面总结超全版

原电池和电解池

装置原电池电解池实例

原理使氧化还原反应中电子作定向移动，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

还原反应的过程叫做电解。这种把电能转变为化

学能的装置叫做电解池。

形成条件①电极:两种不同的导体相连；

②电解质溶液:能与电极反应。

①电源；②电极（惰性或非惰性）；

③电解质(水溶液或熔化态)。

反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应

电极名称由电极本身性质决定：

正极:材料性质较不活泼的电极；

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:连电源的负极;

电极反应负极:Zn-2ｅ-=Zn２+ （氧化反应)

正极：2Ｈ++2e－=Ｈ２↑(还原反应)

阴极:Ｃｕ２＋+2e- = Cu （还原反应）

阳极：2Cl--２e-=Cl２↑（氧化反应)

电子流向负极→正极电源负极→阴极；阳极→电源正极电流方向正极→负极电源正极→阳极；阴极→电源负极能量转化化学能→电能电能→化学能

应用①抗金属的电化腐蚀;

②实用电池。

①电解食盐水(氯碱工业);②电镀（镀铜）;③电冶

(冶炼Na、Mg、Ａl);④精炼(精铜)。

化学腐蚀电化腐蚀

一般条件金属直接和强氧化剂接触不纯金属，表面潮湿反应过程氧化还原反应,不形成原电池。因原电池反应而腐蚀有无电流无电流产生有电流产生

反应速率电化腐蚀>化学腐蚀

结果使金属腐蚀使较活泼的金属腐蚀

电化腐蚀类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性较强正极反应O2＋４e-＋2Ｈ２Ｏ=＝

4OH－

2H+ + 2e－==Ｈ２↑负极反应Fｅ-2ｅ－＝=Fe2+Fe －２e-==Ｆe2＋腐蚀作用是主要的腐蚀类型,具有广泛性发生在某些局部区域内电解电离电镀

条件受直流电作用受热或水分子作用受直流电作用

实质阴阳离子定向移动，在

两极发生氧化还原反应

阴阳离子自由移动,无明

显的化学变化

用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金

实例ＣｕCｌ2错误!Cu＋CｕCｌ２==Cu２＋+2Clˉ阳极Cu－2e- = Cu２+

Ｃｌ2阴极Cu2+＋2e- = Cu

关系先电离后电解,电镀是电解的应用

电镀铜精炼铜

形成条件镀层金属作阳极，镀件作阴极,电镀液

必须含有镀层金属的离子粗铜金属作阳极,精铜作阴极,CuＳO4溶液作电解液

电极反应阳极Cu －2e-＝Cu2＋

阴极Ｃu2+＋2e－= Cu

阳极:Zn -2e- = Zn2+Cu －2ｅ- = Cｕ２+

等

阴极：Cu2+＋２ｅ-＝Ｃu

溶液变化电镀液的浓度不变溶液中溶质浓度减小6.

电解质溶液阳极反应式阴极反应式总反应方程式

（条件:电解）

溶液酸碱性变化

CuCｌ22Cl--2e－=Cｌ２↑Cｕ２+ +2e-= Ｃu CuCl２= Cｕ+Cl2↑——

HＣl 2Ｃｌ--2e-=Ｃｌ2↑2H＋+2e-＝H２↑2HＣl=H2↑+Cｌ２↑酸性减弱

Na2SO44ＯH--4e-=2H２Ｏ+O2↑2H++2ｅ-=Ｈ2↑２H2O=2H２↑+Ｏ2↑不变

Ｈ２SO４4OH-－4e-=2Ｈ２Ｏ

+O2↑

２H++2e-=H2↑2H２O=2H2↑+Ｏ2↑消耗水，酸性增强

ＮaOH 4ＯH--4ｅ-=2Ｈ2Ｏ

+O2↑

2H+＋2e－=H２↑2H2O=2H2↑＋Ｏ2↑消耗水,碱性增强

NaＣl 2Ｃl-－2ｅ-=Cl2↑２H++2ｅ-=H2↑2NａＣl+2Ｈ2O=Ｈ２↑

+Cl2↑+２NaOH

H＋放电，碱性增强

CuSO4４OH--4e－=２Ｈ２

O+O2↑

Ｃu２+ +2e-＝C

ｕ

2CuSO４+2H2O=2Ｃu＋

O2↑＋2H2SO4

OＨˉ放电,酸性增强

考点解说

1.电化腐蚀：发生原电池反应，有电流产生

(１）吸氧腐蚀

负极:Fe－2ｅ-==Fe2＋

正极：Ｏ２＋4e-+2H2O＝=４OH-

总式：2Fe＋Ｏ2+2H2O＝＝2Fe(ＯH）２

4Fe(OH)2+O2+2H2O＝=4Ｆｅ(OH)32Fe(OH)3==Ｆｅ２Ｏ3＋３Ｈ2O

(2)析氢腐蚀：CO2+H2ＯＨ2CＯ3H＋+HCO3-

负极:Ｆe -2ｅ-＝=Fe2+

正极:2H+＋2e－==H2↑

总式：Ｆe + ２CO2 ＋2H2O = Fe(HCO3）2+ H2↑

Ｆe(HCＯ3)2水解、空气氧化、风吹日晒得Ｆｅ2O３。

2.金属的防护

⑴改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素,使组织结构发生变化，耐腐蚀。如:不锈钢。⑵在金属表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等;使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。⑶电化学保护法

①外加电源的阴极保护法:接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极。②牺牲阳极的阴极保护法:外加负极材料，构成原电池，被保护的金属作正极

3。常见实用电池的种类和特点

⑴干电池(属于一次电池)

①结构：锌筒、填满MｎO2的石墨、溶有ＮH4Ｃl的糊状物。

②电极反应负极:Ｚn-2e-=Zn2+

正极：2NＨ４++2ｅ-＝２ＮH３+H2

NH3和H2被Zｎ2＋、MnO2吸收：MｎO2+H2=ＭnO＋H2O,Zｎ2＋＋4NＨ3=Zn(NH3)４2+

⑵铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池)

①结构：铅板、填满ＰｂO2的铅板、稀H2ＳＯ4。

②Ａ.放电反应负极:Ｐb-2e－+ SO42- = PbSO4

正极：PｂO2 +2e－+4H＋+ SO４2- = PbSO4+ 2H２O

Ｂ.充电反应阴极:PbSO4+２e-=Pｂ+ ＳO42-

阳极：ＰbSO4 -２e- + ２Ｈ2Ｏ= PbＯ2＋4Ｈ＋+ SＯ42-

总式:Ｐｂ+ PｂO２+ 2H２SO4错误!2PbＳＯ4 + 2H2O

注意:放电和充电是完全相反的过程，放电作原电池,充电作电解池。电极名称看电子得失，电极反应式的书写要求与离子方程式一样，且加起来应与总反应式相同。

⑶锂电池

①结构：锂、石墨、固态碘作电解质。

②电极反应负极:2Li－2ｅ-=2Ｌｉ＋

正极：I2＋2e－=2Ｉ-总式：2Li +Ｉ２＝2ＬｉI

⑷A．氢氧燃料电池

①结构:石墨、石墨、KOH溶液。

②电极反应负极: H２- 2e－+ 2OH- ＝2H2O

正极：O2 + 4e- + 2H2Ｏ=4OH-总式：2H2+Ｏ2=２Ｈ2O

(反应过程中没有火焰，不是放出光和热,而是产生电流）注意：还原剂在负极上反应,氧化剂在正极上反应。书写电极反应式时必须考虑介质参加反应（先常规后深入）。若相互反应的物质是溶液，则需要盐桥(内装KCl的琼脂，形成闭合回路)。

B.铝、空气燃料电池以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而源源不断产生电流。只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光,其能量比干电池高2０～50倍。

电极反应:铝是负极４Al-１2e-=＝4Al３+；

石墨是正极３O2+6H２Ｏ＋1２e-＝=12OH-

4.电解反应中反应物的判断——放电顺序

⑴阴极Ａ.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。

Ｂ．阳离子得电子顺序—金属活动顺序表的反表：

K+ <Ｃa２+< Nａ+ < Ｍg2+ < Ａl３+＜(H＋) ＜Zn２+ < Ｆｅ2＋

⑵阳极A.阳极材料是惰性电极(Ｃ、Pt、Au、Ti等）时:

阴离子失电子:Ｓ2- ＞I- ＞Br-＞Cl- > OH- ＞ＮO３- 等含氧酸根离子＞Ｆ-

Ｂ．阳极是活泼电极时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。

5.电解反应方程式的书写步骤：①分析电解质溶液中存在的离子；②分析离子的放电顺序;③确定电极、写出电极反应式；④写出电解方程式。如:

解ＮaＣl溶液:２ＮaＣｌ＋2H2O 错误!H2↑+Cl2↑+2ＮaOＨ,溶质、溶剂均发生电解反应，ＰH增大

⑵电解CｕSO４溶液：2CuSO４+2H2O错误!２Cｕ+O2↑＋2H2SＯ4溶质、溶剂均发生电解反应, PH减小。

⑶电解CuCｌ2溶液:CuCl2错误!Cu＋Ｃl２↑

电解盐酸:2HCｌ错误!Ｈ2↑＋Ｃl２↑溶剂不变，实际上是电解溶质，PH增大。

⑷电解稀Ｈ2ＳO4、NaOＨ溶液、Na2SＯ4溶液：2H２O错误!2H2↑＋O２↑,溶质不变,实际上是电解水，PH分别减小、增大、不变。酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性,从而加快电解速率(不是起催化作用）。

⑸电解熔融ＮaＯＨ:４NaＯH 错误!4Na + O2↑＋H2O↑

⑹用铜电极电解Na２SO4溶液: Ｃu+２H2O错误!Ｃu(OH)2 + Ｈ２↑（注意：不是电解水。）