高三化学一轮复习——原电池和电解池

第20讲原电池和电解池原理

【考纲要求】

1.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。

2.电解的应用及有关简单计算。

【课前预习区】

原电池、电解池的工作原理

分析图1和图2，回答以下问题

一、1．图1表示的是池，是将能转换成能的装置。它的基本构成条件是①；②；③。

图1装置中锌做极，电子，发生反应；铜做极，在铜上电子而发生反应。

请在图1上标注出电子的移动方向和溶液中离子的移动方向

2．写出两极反应式和电池反应式

若将稀硫酸溶液换成硫酸铜溶液写出两极反应式和电池反应式

若将稀硫酸溶液换成氯化钠溶液写出两极反应式和电池反应式

二、1、图2表示的是池，是将能转换成能的装置。与电源正极相连的是，与电源负极相连的是极。溶液中移向阳极，电子，发生反应；溶液中移向阴极，电子，发生反应。请在图2上标注出电子的移动方向和溶液中离子的移动方向

3.写出两极反应式和电池反应式

若将食盐溶液换成氢氧化钠溶液写出两极反应式和电池反应式

若将石墨电极改为铜电极，电解质溶液改为硫酸铜溶液，写出两极反应式

第20讲原电池和电解池原理

【课堂互动区】-----重难点突破

考点一、原电池、电解池电极的判定及工作原理分析

【典例1】.分析以下装置，回答问题

（1）图中表示原电池的是，表示电解池的是，你的判断依据是。

（2）（工作原理分析）在图1和图2中表示出外电路电子及溶液中离子的移动方向

（3）在图1—图4中标注出原电池的正、负极，并思考判断依据

（提示：图1的两极是如何判断的？图3的呢？你还可以根据什么来判断电极？

（4）在图中标注出电解池的阴、阳极，并思考判断依据

规律总结1 原电池、电解池工作原理小结：

（提示：原电池和电解池中电子和离子如何移动并形成闭合回路？请用文字和箭头表示。）

原电池①

②

电解池①

②

考点二、电极反应式和电池反应式的书写

【典例2】.写出电池反应式和电极反应式

（1）两极反应式：

（2）如果将电解质变成硫酸，电极反应式：

如果将电解质变成硫酸钠，电极反应式：

如果将电解质变成可以传输O2-的电解质，电极反应式：

【规律总结3】电极反应式的书写

书写电极反应式和电池反应式时，要注意什么问题？当反应中出现-2价氧元素时，环境不同，产物有何不同？

1.原电池电极反应式的书写：

1.列物质、标得失：判断正负极，化合价升高、发生氧化反应的做负极，化合价降低、发生还原反应的做负极。

2.看环境、配守恒：电极产物在电解质溶液的环境中，应该能够稳定存在，如碱性介质中生成的H+应该让其结合OH-生成水。电极反应式要根据电荷守恒、电子守恒等加以配平

3.两式相加验总式。

2.注意事项

（1）电极反应属离子反应，物质表达要准确，而且要遵循电荷守恒和质量守恒。

（2）电极反应式的书写必须考虑介质环境，酸性环境中只能存在H+,碱性环境中只能存在OH-。

【变式1】我国首先研制的以铝-空气-海水电池为能源的新型航标灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧使铝不断氧化而源源不断地产生电流，其能量比干电池高20～50倍。试推测此种新型电池可能的基本结构：__________是负极，__________是正极。电极反应式为；

考点三电解原理及其应用

【典例3】根据右图装置，

1.写出两极反应式：

电解池的反应式：

2．若将电源正负极反接，电极反应有何变化？

两极反应式：

电解池的反应式：

3.如果把石墨电极换成铜电极，写出两极反应式：

4、.电镀池应如何设计？电镀过程的特点：①牺牲阳极；②电镀液的浓度（严格说是镀层金属离子的浓度）保持不变；③在电镀的条件下，水电离产生的H+、OH—一般不放电。【规律总结4】

1、比较以上电极反应式，思考总结电解反应式，应如何书写？

1.阳极，首先要关注阳极的电极材料（若活泼电极作阳极会先放电）；

2.再看离子放电顺序；

3.此外还与离子浓度有关系。比如，在镀锌时，Zn2+优先于H+放电

4.阴极要看放电顺序。

阳离子放电顺序：

阴离子放电顺序：

【变式2】用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液，电解一段时间后，再加入W能使溶液恢复到电解前的状态，符合题意的一组是（）

【变式3】

惰性电极电解稀H2SO4、Cu(NO3)2、NaCl的混合液,最初一段时间阴极和阳极上分别

析出的物质分别是（）A．H2和Cl2B．Cu和Cl2C．H2和O2D．Cu和O2

【例题4】（2012·山东）工业上由黄铜矿（主要成分CuFeS2）冶炼铜

（4）以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是。

a．电能全部转化为化学能b．粗铜接电源正极，发生氧化反应

c．溶液中Cu2+向阳极移动d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属

【问题组】

1．粗铜中含有的金属杂质有铁、镍、锌、银、金，这些杂质与铜的放电顺序如何？2．阳极泥含有哪些贵重金属？如何处理？

3．电解液中硫酸铜的浓度如何变化？

【变式4】［2012·新课程理综化学卷］

粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板是图中电极(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应为；若粗铜中还含有Au、

Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为

【变式练习5】【2011山东】以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是( ) A．未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程

B．因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系

C．电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率

D．镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用

【典例5】以惰性电极电解CuSO4溶液，若阳极上产生的气体的物质的量为0.0100 mol，则阳极上析出Cu的质量为( ) A．0.64 g B．1.28 g C．2.56 g D．5.12g