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1、精选优质文档-倾情为你奉上原电池与电解池比较及综合应用讲义【开心哈哈】 生活中铁为什么暴露在潮湿空气中会快速生锈，船体表面为什么会镀锌，电镀，精炼金属等等这些生活现象和小常识是基于什么原理？大家知道吗？ 这就涉及到电化学中原电池和电解池的知识，好，下面让我们一起进入电化学的课堂吧。【制胜装备】1. 了解构成原电池和电解池的原理2. 理解原电池和电解池的反应机理3. 正确书写电极反应，掌握电化学应用 【战前动员】原电池和电解池这个知识点对理解有一定要求，但理解透彻了就能遇神杀神，遇佛杀佛。理解透彻首先要理解书本上经典原电池和电解池，然后配套适量的试题训练，就能无往不胜。这个章节整体上讲不需要太多
2、的其他知识关联，所以我们可以以一个新的学习姿态去面对，一定可以学习得非常之好，应付高考是没有问题的，让我们一起努力吧！【战况分析】复习重点：原电池，电解池的原理复习难点：电极反应及有关计算【扫清障碍】电解与原电池电解：在电解槽中，直流电通过电极和电解质，在两者接触的界面上发生电化学反应，以制备所需产品的过程。（电化学是有关电与化学变化关系的一个化学分支）（电能转化为化学能）。原电池：直接将化学能转化为电能的装置。（是利用两个电极之间金属性的不同,产生电势差,从而使电子的流动,产生电流.又称非蓄电池，是电化电池的一种，其电化反应不能逆转，即是只能将化学能转换为电能，简单说就即是不能重新储存电力，
3、与蓄电池相对。）Eg：充电电池：充电电解反应，供电原电池电解发生的条件：电源，电极（惰性电极，氧化，还原性弱的）电解质（水溶液，熔融状态状态） 注：纯水是无法电解的，必须加入电解质（不参与电解反应）。在水溶液中电解氯钠2NaCl+2H2o=2Na(OH)+CL2+H2（电解） 电解熔融状态下的氯化钠2NaCl=2Na+ CL2（电解）电解的作用:使一些在普通的氧化还原反应中很难得到或者失去电子离子比较容易得到电子或失去电子，促进氧化还原反应进行进而得到一些在普通的化学反应中无法或者很难得到的物质。原电池和电解池的比较：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
4、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。形成条件电极：两种不同的导体相连；电解质溶液：能与电极反应。电源； 电极（惰性或非惰性）；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-=C
5、l2 （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抗金属的电化腐蚀；实用电池。电解食盐水（氯碱工业）；电镀（镀铜）；电冶（冶炼Na、Mg、Al）；精炼（精铜）。化学腐蚀和电化腐蚀的区别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吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别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 =
6、 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、电离和电镀的区别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 CuCl2CuCl2=Cu2+2Cl阳极 Cu 2e- = Cu2+阴极 Cu2+2e- = Cu关系先电离后电解，电镀是电解的应用电解方程式的实例（用惰性电极电解）：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CuCl
7、22Cl-2e-=Cl2Cu2+ +2e-= CuCuCl2= Cu +Cl2HCl2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H22HCl=H2+Cl2酸性减弱Na2SO44OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2不变H2SO44OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2消耗水，酸性增强NaOH4OH-4e-=2H2O+O22H+2e-=H22H2O=2H2+O2消耗水，碱性增强NaCl2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H22NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOHH+放电，碱性增强CuSO44OH-4e-=2H2O+O2Cu2+ +2e-
8、= Cu2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2+2H2SO4OH 放电,酸性增强电镀铜、精炼铜比较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银锌电池 极反应式如下：负极：Zn + 2OH 2e= ZnO + H2O 正极：Ag2O + H2O + 2e = 2Ag + 2OH 电池的总反应式为：
9、Ag2O + Zn = 2Ag + ZnO电化腐蚀：发生原电池反应，有电流产生（1）吸氧腐蚀负极：Fe2e-=Fe2+正极：O2+4e-+2H2O=4OH-总式：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(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 + H2Fe(HCO3)2经双水解、空气氧化、风吹日晒得Fe2O3。电解反应中反应物的判断放电顺序 阴极A.阴极材料(金属或石墨)
10、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+ Sn2+ Pb2+ Cu2+ Hg2+ a，则该电解质可能是ANaOH BH2SO4 CAgNO3 DNa2SO46在外界提供相同电量的条件，Cu2+或Ag+分别按Cu2+2eCu或Ag+e-Ag在电极上放电，若析出银的质量为3.24g，则析出铜的质量为A6.48g B 1.92g C 1.28g D0.96g【卓越兵法】典型例题透视1. 原电池、电解池、电镀池工作原理：例1（2005，上海）关于如图所示装置的叙述，正确的是（ ）A、铜是阳极，铜片上有气泡产生B、
11、铜片质量逐渐减少C、电流从锌片经导线流向铜片D、氢离子在铜片表面被还原解析 ：考查原电池原理，原电池中，活泼金属作负极，被氧化形成离子进入溶液，不活泼金属或惰性材料作正极，电极表面的氧化性最强的微粒得电子。故铜为正极，析出氢气，铜片质量不变。电流方向和电子流向正好相反，由铜片经导线流向锌片。对照各选项，得知答案。答案：D例2（2004，上海）右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是（ ）Aa为负极、b为正极Ba为阳极、b为阴极C电解过程中、d电极质量增加D电解过程中，氯离子浓度不变 解析：电流方向是本题的解题关键。首先根据电流方向可以确定电源的正极是a、负
12、极是b；第二步根据电源的正、负极判断出c为阳极、d为阴极。第三步，阳极上发生的是氧化反应：2Cl- - 2e- = Cl2，Cl-被氧化为Cl2；阴极上发生的是还原反应：Cu2+ + 2e- = 2Cu ，Cu2+被还原为Cu单质而在阴极上析出并附着在阴极上。答案为C 。例3. X、Y、Z、M代表四种金属元素.金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时,X溶解,Z极上有氢气放出;若电解Y2+和Z2+离子共存的溶液时,Y先析出；又知M2+离子的氧化性强于Y2+离子。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ）A. XZYM B. XYZM C. MZXY D. XZMY解析：在原电池中，活泼金属为负极，发
13、生氧化反应。不活泼金属为正极，发生还原反应。X和Z组成的原电池中，X为负极，其活泼性比Z强；电解池中Y先析出，表明Y2+的氧化能力比Z2+强，则Y单质的还原性比Z弱；同理Y单质的还原性比M强。答案为C （2004，天津理综）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 （ ）Aa电极是负极Bb电极的电极反应为： 4OH-4e-= O2+2H2O 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 ：负极：2H2-4e- = 4H+ 正极：O2+2H2O+4e- = 4OH-答案：B例8（2005，天津理综）
14、金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（已知：氧化性Fe2Ni2Cu2）A 阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni22eNiB 电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C 电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2和Zn2D 电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt解析 ：本题为教材上“电解精练铜”知识的迁移。A项阳极应发生氧化反应；C项溶液中阳离子主要为Ni2。根据金属原子的还原顺序和金属阳离子的氧化顺序，阳极反应为：Zn-2eZn2、Fe-2eFe2、Ni-2eNi2。Cu、Pt在该条件下不失电子；阴极反应Ni22eN
15、i。Zn2、Fe2在该条件下不得电子。比较两电极反应，因Fe、Zn、Ni的相对原子质量不等，当两极通过的电量相等时，阳极减少的质量与阴极增加的质量不等。【沙场点兵】一、选择题（每小题5分，共50分）1、某原电池反应的离子方程式为：Fe+2H+=Fe2+H2，则下列说法正确的是 AHNO3为电解质溶液B锌为原电池正极C铁极质量不变D铜为原电池正极2、银锌蓄电池是一种高能电池，它的两极材料分别为锌和氧化银，电解质溶液为KOH溶液，放电时它的正、负两极的电极反应式如下：Zn+2OH-2e=Zn（OH）2 Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH-下列判断正确的是 A锌为负极，氧化银为正极；B锌为正极，
16、氧化银为负极；C原电池工作时，负极区溶液pH增大；D原电池反应的化学方程式为：Zn+Ag2O+H2O=Zn（OH）2+2Ag3、据报道，美国正在研究的锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，它具有容量大等优点，其电池反应为2Zn + O2=2ZnO，其原料为锌、电解液和空气，则下列叙述正确的是 A锌为正极，空气进入负极反应B负极反应为Zn - 2e = Zn2+C正极发生氧化反应D电解液肯定不是强酸4、下列说法正确的是 A钢铁因含杂质而容易发生电化腐蚀，所以合金都不耐腐蚀B原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀C钢铁电化腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的 pH不同，引起的正极
17、反应不同D无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化5、钢铁在很弱的酸性或中性条件下发生电化学腐蚀时，正极的反应式为： AFe-2e = Fe2+B2H+ + 2e= H2C2H2O + O2+4e = 4OH-DFe-3e=Fe3+6下列关于实验现象的描述不正确的是（ ）A、把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B、用铜板做电极电解硫酸铜溶液，阴极铜板质量增加C、把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁D、把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率回快。7、右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况
18、的是（ ）8、电子表中常用微型银锌电池，电极是Ag2O和Zn，电解液为KOH溶液，电极反Zn2OH-2e-=ZnOH2O，Ag2OH2O2e-=2AgOH-，总反应为：Ag2OZn2AgZnO，根据上述变化下列判断正确的是 AZn是负极，Ag2O是正极BZn是正极，Ag2O是负极用石墨作电极分别电解和NaCl的水溶液，且形成串联电解池，通电一段时间后，下列判断错误的是（ ）A、溶液中水的量都不变B、两电解池中阳极上产生相同质量的同种物质C、原NaCl 溶液质量的减少的量小于溶液D、溶液中都不参加放电反应，pH值不变9下列装置中装的依次是NaCl、NaOH的饱和溶液，常温下工作一段时间后，溶液的
19、pH基本保持不变的是（）（温度保持不变）10、氢镍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镍电池。氢镍电池的总反应式是。 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，镍元素被氧化C电池充电时，氢元素被还原D电池放电时，H2是负极【锦旗飘扬】 1.（2004，全国卷）电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：AaXY（1）若X、Y都有是惰性电极，a是饱和NaCl溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则，电解池中X极上的电极反应式为
20、 。在X极附近观察到的现象是 。Y电极上的电极反应式为 ，检验该电极反应产物的方法是 。（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a选用CuSO4溶液，则X电极的材料是 ，电极反应式为 。Y电极的材料是 ，电极反应式为 。（说明：杂质发生的电极反应不必写出）【战后小结】 在处理原电池的题目时，一定要抓住总反应式，然后找准正负极，以及电极上的反应，理解了这些，对于原电池的考查如电子的转移，电极反应的书写等等都不会存在太大问题。而在处理电解池，也是一样，若能看到整个总反应方程式，理解电极上的反应就能易如反掌地解题。理解是关键，做题训练思考反思总结是个完善的过程，把握住这些就能自如应对高考电化学考题。 答
21、案【小试牛刀】1.A 2.B 3.C 4.B 5.A 6.D 【沙场点兵】1-5.D, AD,B,C,C 6-10.C A A D D 【锦旗飘扬】解析 ：正确书写电极反应式要从以下几个环节入手：分清电极，与电源正极相连的为阳极，与负极相连的为阴极。剖析溶液，电解质溶液中有哪些阳离子，哪些阴离子，并分类。注意先后，即离子放电顺序。书写电极反应式，注意使电子得失守恒。检查，两电极反应式相加要等于总反应式或总反应式减一电极反应式得另一电极反应式。（1）X电极与电源的负极相连为阴极，则Y为阳极，电极材料又为惰性电极。根据竞争性原则，阳离子放电顺序：H+Na+，故X极反应式：2H+2e-=H2，阴离子放电顺序：Cl-OH-，故Y极反应式：2Cl-2e-= Cl2。（2）电解精炼是电解的应用。电解精炼是以粗铜为阳极，纯铜为阴极，CuSO4溶液为电解液。所以X电极的材料为精铜，Y电极的材料为粗铜。根据竞争性原则，Y电极的反应式：Cu2e-= Cu2+，阳离子的放电顺序：Cu2+H+，X电极的反应式：Cu2+2e-= Cu答案：（1）2H+ + 2e- = H2放出气体，溶液变红2 Cl - - 2e- = Cl2把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。(2)纯铜Cu2+ + 2e- = 2Cu 粗铜Cu + 2e- = Cu2+专心-专注-专业