高三化学二轮复习教案：原电池和电解池(原创)

原电池原理
1•通过进行化学能转化为电能的探究活动，了解原电池工作原理2•能正确书写原电池的正、负极的电极反应式及电池反应方程式。

1: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。

2.原电池的原理
负极一较活泼的金属--- __________ 电子——发生________ 反应
正极----较不活泼的金属---- ________ 电子----发生_______ 反应
【例1】下列叙述中正确的是
A. 构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属。

B. 由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极。

C. 马口铁（镀锡铁）破损时与电解质溶液接触锡先被腐蚀。

D. 铜锌原电池工作时，若有13克锌被溶解，电路中就有0.4mol电子通
过。

解析：两种活动性不同的金属与电解质溶液能够组成原电池，但不能因此说构成原电
池电极的材料一定都是金属，例如锌和石墨电极也能跟电解质溶液组成原电池。

在原电池中，
活动金属中的电子流向不活动的电极，因此活动金属是负极。

镀锡铁表皮破损后与电解质溶
液组成原电池，铁较锡活泼，铁先失电子被腐蚀。

铜锌原电池工作时，锌负极失电子，电极
反应为Zn -2e==Zn2+, 1molZn失去2mol电子,0.2mol锌（质量为13克）被溶解电路中有0.4mol 电子通过。

故选D o
答案：D
【例2】把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SQ中，用导线两两相连可以组成各种原电池。

若A、B相连时，A为负极；C D相连，D上有气泡逸出；A、C相连时A极减轻；B、D相连，B为正极。

则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为
A. A> B> C>D
B. A>C>B> D
C. A> C> D>B
D. B> D> C> A
解析：金属组成原电池，相对活泼金属失去电子作负极，相对不活泼金属作正极。

负极
被氧化质量减轻，正极上发生还原反应，有物质析出，由题意得活泼性A>B、A> C C> D、D> B,故正确答案为B o
答案：B
【例3】电子计算机所用钮扣电池的两极材料为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，其电
极反应是：Zn + 2 OH -2e= ZnO + H2O Ag2O +H2O + 2e= 2Ag +2 OH
下列判断正确的是
A.锌为正极，Ag2O为负极。

B.锌为负极，Ag2O为正极。

C.原电池工作时，负极区溶液PH减小。

D.原电池工作时，负极区溶液PH增大。

解析：本题考查原电池和PH的概念。

原电池中失去电子的极为负极，所以锌为负极，Ag2O为正极。

B是正确答案。

因为
Zn + 2 OH -2e = ZnO + HO，负极区域溶液中［OH-］不断减少，故PH减小，所以C也正确。

故选B、C o
答案：BC
【变式】化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。

⑴目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池，其电池总反应可以表示为：Cd+2NiO(OH)+2HO
放电
充电2Ni(OH)2+Cd(OH)2已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸，
以下说法中正确的是
①以上反应是可逆反应②以上反应不是可逆反应
③充电时化学能转变为电能④ 放电时化学能转变为电能
A.①③
B.②④
C.①④
D.②③
(2).废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废镍镉电池可以使一平方米
面积的耕地失去使用价值。

在酸性土壤中这种污染尤为严重。

这是因为
(3).另一种常用的电池是锂电池(锂是一种碱金属元素，其相对原子质量为7),由于它的
比容量(单位质量电极材料所能转换的电量)特别大而广泛应用于心脏起搏器，一般使用时间可长达十年。

它的负极用金属锂制成，电池总反应可表示为：Li+MnO2T LiMn6试回答:
锂电池比容量特别大的原因是 ________________________________________________ 。

锂电池中的电解质溶
液需用非水溶剂配制，为什么这种电池不能使用电解质的水溶液？请用化学方程式表示其原因。

答案：(1) B (2) Ni(OH)2和Cd(OH).能溶于酸性溶液。

(3)锂的摩尔质量小；2Li+2H2S 2LiOH+H z f
电解池原理
1•通过电能转变为化学能的探究活动，了解电解池工作原理，能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解反应方程式。

2•知道电解在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用。

认识电能转化为化学能
的实际意义。

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.阳离子得电子顺序一金属活动顺序表的反表：K+ <Ca2+ < Na+ < Mg2+ < Al3+< Zn2+ < F F
< S*+ < Pb2+ < （H+） < Cu2+ < Hg2+ < Ag+（阳离子放电顺序与浓度有关，并不绝对）
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-> C- > OH" > NQ-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：
电解
⑴电解NaCI 溶液：2NaCI+2H 2O ====Hd +C 2 f +2NaOH,溶质、溶剂均发生电解反应，
PH 增大。

⑵电解CuSQ 溶液：
电解
2CuSQ + 2H 2O====2Cu + Q f + 2H 2SQ 溶质、溶剂均发生电解反应，
PH 减小。

⑶电解CuC 2溶液：
CuC 2电解=Cu + CI 2 f
电解
电解盐酸：2HCI ==== H 2f+ Cl 2f 溶剂不变，实际上是电解溶质， PH 增大。

解
⑷电解稀H 2SQ 、NaOH 溶液、Na z SQ 溶液：2H 2O==== 2H 2 f + Q f,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 解速率（不是起催化作用）。

电解
⑸电解熔融 NaOH: 4NaOH ====4Na + Q f + HOf
电解
⑹用铜电极电解 Na z SQ 溶液： Cu +2fO==== Cu （OH ）2 + H ?f （注意：不是电解水。

）
NaOH
（B ）、氧化铝： 铝土矿 一—T NaAIO 2 理 阳极 .阴极
申解
，从而加快电
&电解原理的应用
A 、电解饱和食盐水（氯碱工业）
⑴反应原理
，阳极： _________________________ 阴极： _________________________
申解
总反应：2NaCI+2H 2O====H 2 f +C 2 f +2NaOH
⑵设备邙日离子交换膜电解槽） ① 组成：阳极 一Ti 、阴极一Fe
② 阳离子交换膜的作用：它只允许阳离子 通过而阻止阴离子和气体通过。

⑶制烧碱生产过程（离子交换膜法）
Fe 3+、SO 卑 等）
加入离子交换剂（NaR ）
② 阴极区加入。

阴极 H+放电， 溶液。

B 、电解冶炼铝
⑴原料：（A ）、冰晶石：
图 20-1
① 食盐水的精制：粗盐（含泥沙、
Ca 2+、Mg 2+、
加入NaOH 溶液T 加入BaC 2溶液宀加入Na z CQ 溶液宀过滤宀加入盐酸 宀 电解生产主要
过程（见图 破坏了水的电离平衡，使
20-1 ）： NaCI 从阳极区加入， 出0从 OH 浓度增大，OH -和Na +形成NaOH
Na 3AIF 6=3Na ++AIF 63-
CO 2
△
过—T AI(OH)3 一 AI 2O 3
总反应：4AI3++6O2====4AI+3C2 f
⑶设备：电解槽邙日极C阴极Fe)因为阳极材料不断地与生成的氧气反应：C+O2 T CO+CQ,故需定时补充。

C电镀：用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金的过程。

⑴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。

电镀锌原理：
r阳极Zn—2e - = Zn "阴极Zn2++2e - =Zn
⑵电镀液的浓度在电镀过程中不发生变化。

⑶在电镀控制的条件下，水电离出来的H+和OH T—般不起反应。

⑷电镀液中加氨水或NaCN的原因：使Zn2*离子浓度很小，镀速慢，镀层才能致密、光亮。

D、电解冶炼活泼金属Na、Mg、Al等。

E、电解精炼铜：粗铜作阳极，精铜作阴极，电解液含有Cu2+°铜前金属先反应但不析
出，铜后金属不反应，形成阳极泥”。

【例1】将两个铂电极插入500mL CuSQ溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓
度约为
A.4 X 10mol/L
B.2 X 1徧。

1儿
C.1 X 1备。

1儿
D.1 X 10mol/L
解析：根据电解规律可知阴极反应:Cu2++2e-=Cu,增重0.064gCu,应是Cu的质量，根据
总反应方程式：
+
2CuSQ+2H2O 2Cu+O4 +2H2SC4--->4H
2X 64g 4mol
0.064g x
x=0.002mol
0 002^3^
[H+]= - =4 X 10mol/L
答案：A
【例2】某碱性蓄电池在充电和放电时发生的反应为：
Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列说法中正确的是：
A、放电时，负极上发生反应的物质是Fe.
B、放电时，正极反应是：NiO2+2e-+2H+=Ni(OH)2
C 充电时，阴极反应是：Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O
D、充电时，阳极附近pH值减小.
解析：根据原电池在放电时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，再根据元素化合价变化，可判断该电池负极发生反应的物质为Fe,正极为NiO2,此电池为碱性电池，在书写电极反应
和总电池反应方程式时不能出现H+，故放电时的电极反应是：负极:Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2,正极：NiO2+2e-+2H2O=Ni(OH)2+2OH。

原电池充电时，发生电解反应，此时阴极反应为原电池负极反应的逆反应，阳极反应为原电池正极反应的逆反应，由此可判断正确选项应为A、D o 答案：AD
【例3】甲、乙两个容器中，分别加入0.1mol/LNaCI溶液与0.1mol/LAgNO a溶液后，以Pt
为电极进行电解时，在A、B、C、D各电极上生成物的物质的量之比为：_______________
甲［乙
N心直gN5
解析：此装置相当于两个电解槽串联到一起，在整个电路中电子转移总数相等•首先判断各极是阳极还是阴极，即电极名称，再分析各极发生的反应.A极（阴极）反应：2H++2e-=H2f, B
极（阳极）反应：2C「-2e-=Cl2 f ；C极（阴极）反应：Ag++ e-=Ag；D 极（阳极）反应:4OH--4e-
=2H2O+C2 f , 根据电子守恒法可知，若整个电路中有4mol电子转移住成出、C2、Ag、O2的物质的量分别为：2mol、2mol、4mol、1mol因此各电极上生成物的物质的量之比为：2:241。

答案：2:2:4:1
【例4】有三个烧杯，分别盛有氯化铜，氯化钾和硝酸银三种溶液；均以Pt作电极，将它
们串联在一起电解一定时间，测得电极增重总和 2.8克，这时产生的有色气体与无色气体的
物质的量之比为
A、4：1
B、1：1 C 4：3 D、3：4
解析：串联电路中，相同时间内各电极得或失的电子的物质的量相同，各电极上放出
气体的物质的量之比为定值。

不必注意电极增重是多少。

只要判断出生成何种气体及生成该
气体一定物质的量所得失电子的物质的量，就可以通过电子守恒，判断气体体积之比，第一
个烧杯中放出Cb，第二烧杯中放出Cl2和H2,第三烧杯中放出O2。

在有1mol电子转移下，分别是0.5 mol , 0.5 mol , 0.5 mol 和0.25mol。

所以共放出有色气体0.5+0.5=1（mol）（Cl2），无色气体
0.5+0.25=0.75（mol）（O2 和H2）
答案：C。