高中化学原电池和电解池
原电池和电解池
一原电池
（一）原电池的形成条件
原电池的工作原理属于放热的氧化还原反应，但区别于一般的氧化还原反应的是，电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的，而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应，电子通过外电路输送到正极上，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子转移过程，产生电流，实现化学能向电能的转化。
从能量转化角度看，原电池是将化学能转化为电能的装置；从化学反应角度看，原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行。
原电池的构成条件有三个：
（1）电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料（非金属或某些氧化物等）组成。
（2）两电极必须浸泡在电解质溶液中。
（3）两电极之间有导线连接，形成闭合回路。
只要具备以上三个条件就可构成原电池。而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流，所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外，还要求有自发进行的氧化还原反应。也就是说，化学电源必须是原电池，但原电池不一定都能做化学电池。
形成前提：总反应为自发的氧化还原反应
电极的构成：
a.活泼性不同的金属—锌铜原电池，锌作负极，铜作正极；
b.金属和非金属（非金属必须能导电）—锌锰干电池，锌作负极，石墨作正极；
c.金属与化合物—铅蓄电池，铅板作负极，二氧化铅作正极；
d.惰性电极—氢氧燃料电池，电极均为铂。
电解液的选择：电解液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应。
原电池正负极判断：
负极发生氧化反应，失去电子；正极发生还原反应，得到电子。
电子由负极流向正极，电流由正极流向负极。溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极
（二）电极反应方程式的书写
负极：活泼金属失电子，看阳离子能否在电解液中大量存在。如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存，则进行进一步的反应。例：甲烷燃料电池中，电解液为KOH，负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O，但CO2不能与OHˉ共存，要进一步反应生成碳酸根。
正极：①当负极材料能与电解液直接反应时，溶液中的阳离子得电子。例：锌铜原电池中，电解液为HCl，正极H+得电子生成H2。
②当负极材料不能与电解液反应时，溶解在电解液中的O2得电子。如果电解
液呈酸性，O2+4eˉ+4H﹢==2H2O；如果电解液呈中性或碱性，O2+4eˉ+2H2O==4 OHˉ。
特殊情况:Mg-Al-NaOH，Al作负极。负极：Al-3eˉ+4OHˉ==AlO2-+2H2O；正极：2H2O+ 2eˉ==H2↑+2OHˉ
Cu-Al-HNO3，Cu作负极。
注意：Fe作负极时，氧化产物是Fe2+而不可能是Fe3+；肼（N2H4）和NH3的电池反应产物是H2O和N2
无论是总反应，还是电极反应，都必须满足电子守恒、电荷守恒、质量守恒。
pH变化规律
电极周围：消耗OHˉ(H+)，则电极周围溶液的pH减小（增大）；反应生成OHˉ(H +)，则电极周围溶液的pH增大（减小）。
溶液：若总反应的结果是消耗OHˉ(H+)，则溶液的pH减小（增大）；若总反应的结果是生成OH-(H+)，则溶液的pH增大（减小）；若总反应消耗和生成OHˉ(H+)的物质的量相等，则溶液的pH由溶液的酸碱性决定，溶液呈碱性则pH增大，溶液呈酸性则pH减小，溶液呈中性则pH不变。
（三）原电池表示方法
原电池的组成用图示表达，未免过于麻烦。为书写简便，原电池的装置常用方便而科学的符号来表示。其写法习惯上遵循如下几点规定：
1.一般把负极（如Zn棒与Zn2+离子溶液）写在电池符号表示式的左边，正极（如Cu
棒与Cu2+离子溶液）写在电池符号表示式的右边。
2.以化学式表示电池中各物质的组成，溶液要标上活度或浓度（mol/L）,若为气体物
质应注明其分压(Pa)，还应标明当时的温度。如不写出，则温度为,气体分压为,溶液浓度为1mol/L。
3.以符号“∣”表示不同物相之间的接界，用“‖”表示盐桥。同一相中的不同物质
之间用“,”隔开。
4.非金属或气体不导电，因此非金属元素在不同氧化值时构成的氧化还原电对作半电
池时，需外加惰性导体（如铂或石墨等）做电极导体。其中，惰性导体不参与电极反应，只起导电（输送或接送电子）的作用，故称为“惰性”电极。
按上述规定，Cu－Zn原电池可用如下电池符号表示：
（-）Zn(s)∣Zn2+(C)‖Cu2+(C)∣Cu(s)（+）
理论上,任何氧化还原反应都可以设计成原电池，例如反应:
Cl2+2Iˉ═2Clˉ+I2
此反应可分解为两个半电池反应：
负极：2Iˉ═I2+2eˉ（氧化反应）
正极：Cl2+2eˉ═2Clˉ（还原反应）
该原电池的符号为：
（-）Pt∣I2(s)∣I-(C)‖Cl-(C)∣C2(PCL2)∣Pt（+）
二两类原电池
（一）吸氧腐蚀
吸氧腐蚀金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀，叫吸氧腐蚀．
例如钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀，其电极反应如下：
负极（Fe）：2Fe-4e=2Fe2+
正极（C）：2H2O+O2+4e=4OH-
钢铁等金属的电化腐蚀主要是吸氧腐蚀．
吸氧腐蚀的必要条件
以氧的还原反应为阴极过程的腐蚀，称为氧还原腐蚀或吸氧腐蚀。发生吸氧腐蚀的必要条件是金属的电位比氧还原反应的电位低：
氧的阴极还原过程及其过电位
吸氧腐蚀的阴极去极化剂是溶液中溶解的氧。随着腐蚀的进行，氧不断消耗，只有来自空气中的氧进行补充。因此，氧从空气中进入溶液并迁移到阴极表面发生还原反应，这一过程包括一系列步骤。
（1）氧穿过空气／溶液界面进入溶液；
（2）在溶液对流作用下，氧迁移到阴极表面附近；
（3）在扩散层范围内，氧在浓度梯度作用下扩散到阴极表面；
（4）在阴极表面氧分子发生还原反应，也叫氧的离子化反应。
吸氧腐蚀的控制过程及特点
金属发生氧去极化腐蚀时，多数情况下阳极过程发生金属活性溶解，腐蚀过程处于阴极控制之下。氧去极化腐蚀速度主要取决于溶解氧向电极表面的传递速度和氧在电极表面上的放电速度。因此，可粗略地将氧去极化腐蚀分为三种情况。
（1）如果腐蚀金属在溶液中的电位较高，腐蚀过程中氧的传递速度又很大，则金属腐蚀速度主要由氧在电极上的放电速度决定。
（2）如果腐蚀金属在溶液中的电位非常低，不论氧的传输速度大小，阴极过程将由氧去极化和氢离子去极化两个反应共同组成。
（3）如果腐蚀金属在溶液中的电位较低，处于活性溶解状态，而氧的传输速度又有限，则金属腐蚀速度由氧的极限扩散电流密度决定。
扩散控制的腐蚀过程中，由于腐蚀速度只决定于氧的扩散速度，因而在一定范围内，腐蚀电流将不受阳极极化曲线的斜率和起始电位的影响。
扩散控制的腐蚀过程中，金属中不同的阴极性杂质或微阴极数量的增加，对腐蚀速度的增加只起很小的作用。
[解题过程]
影响吸氧腐蚀的因素
1.溶解氧浓度的影响
2．温度的影响
3．盐浓度的影响
4．溶液搅拌和流速的影响
阴极控制原因
主要是活化极化：
=i°/αnF
主要是浓差极化：
=nFlg(1-iC/iL)
阴极反应产物以氢气泡逸出，电极表面溶液得到
附加搅拌产物OH只能靠扩散或迁移离开，无气泡逸出，得不到附加搅拌
（二）析氢腐蚀
在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做。在钢铁制品中一般都含有碳。在潮湿空气中，钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液，使水里的H+增多。是就构成无数个以铁为负极、碳为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池。这些原电池里发生的氧化还原
反应是：负极（铁）：铁被氧化Fe-2e=Fe2+；正极（碳）：溶液中的H+被还原2H++2 e=H2↑
这样就形成无数的微小原电池。最后氢气在碳的表面放出，铁被腐蚀，所以叫析氢腐蚀。
析氢腐蚀定义金属在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。
（四）常用原电池方程式
1．Cu─H2SO4─Zn原电池
正极：2H++2e-→H2↑
负极：Zn-2e-→Zn2+
总反应式：Zn+2H+==Zn2++H2↑
2．Cu─FeCl3─C原电池
正极：2Fe3++2e-→2Fe2+
负极：Cu-2e-→Cu2+
总反应式：2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+
3．钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀
正极：O2+2H2O+4e-→4OH-
负极：2Fe-4e-→2Fe2+
总反应式：2Fe+O2+2H2O==2Fe（OH)2
4．氢氧燃料电池（中性介质）
正极：O2+2H2O+4e-→4OH-
负极：2H2-4e-→4H+
总反应式：2H2+O2==2H2O
5．氢氧燃料电池（酸性介质）
正极：O2+4H++4e-→2H2O
负极：2H2-4e-→4H+
总反应式：2H2+O2==2H2O
6．氢氧燃料电池（碱性介质）
正极：O2+2H2O+4e-→4OH-
负极：2H2-4e-+4OH-→4H2O
总反应式：2H2+O2==2H2O
7．铅蓄电池（放电）
正极(PbO2)：
PbO2+2e-+SO42-+4H+→PbSO4+2H2O
负极(Pb)：Pb-2e-+(SO4)2-→PbSO4
总反应式：Pb+PbO2+4H++2(SO4)2-==2PbSO4+2H2O
8．Al─NaOH─Mg原电池
正极：6H2O+6e-→3H2↑+6OH-
负极：2Al-6e-+8OH-→2AlO2-+4H2O
总反应式：2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑
9．CH4燃料电池(碱性介质)
正极：2O2+4H2O+8e-→8OH-
负极：CH4-8e-+10OH-→(CO3)2-+7H2O
总反应式：CH4+2O2+2OH-==(CO3)2-+3H2O
10．熔融碳酸盐燃料电池（Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液，CO作燃料）：正极：O 2+2CO2+4e-→2(CO3)2-(持续补充CO2气体)
负极：2CO+2(CO3)2--4e-→4CO2
总反应式：2CO+O2==2CO2
11.银锌纽扣电池(碱性介质)
正极(Ag2O)：Ag2O+H2O+2e-→2Ag+2OH-
负极(Zn)：Zn+2OH--2e-→ZnO+H2O
总反应式：Zn+Ag2O==ZnO+2Ag
（五）常见的原电池
常用原电池有锌－锰干电池、锌－汞电池、锌－银扣式电池及等。
1锌－锰干电池：锌－锰电池具有原材料来源丰富、工艺简单，价格便宜、使用方便等优点，成为人们使用最多、最广泛的电池品种。锌－锰电池以锌为负极，以二氧化锰为正极。按照基本结构，锌－锰电池可制成圆筒形、扣式和扁形，扁形电池不能单个使用，可组合叠层电池（组）。按照所用电解液的差别将锌－锰电池分为三个类型：
(1)铵型锌－锰电池：电解质以氯化铵为主，含少量氯化锌。
电池符号:(-)Zn│NH4Cl·ZnCl2│MnO2(+)
总电池反应：Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)
(2)锌型锌－锰电池：又称高功率锌－锰电池，电解质为氯化锌，具有防漏性能好，
能大功率放电及能量密度较高等优点，是锌－锰电池的第二代产品，20世纪70年代初首先由德国推出。与铵型电池相比锌型电池长时间放电不产生水，因此电池不易漏液。
电池符号：(-)Zn│ZnCl2│MnO2(+)
总电池反应（长时间放电）：
Zn+2Zn(OH)Cl+6MnO(OH)=ZnCl2·2ZnO·4H2O+2Mn3O4
(3)碱性锌－锰电池：这是锌－锰电池的第三代产品，具有大功率放电性能好、能
量密度高和低温性能好等优点。
电池符号：(-)Zn│KOH│MnO2(+)
总电池反应：Zn+2H2O+2MnO2=2MnO(OH)+Zn(OH)2
锌－锰电池额定开路电压为，实际开路电压－，其工作电压与放电负荷有关，负荷越重或放电电阻越小，闭路电压越低。用于手电筒照明时，典型终止电压为，某些收音机允许电压降至。
2．锂原电池：又称锂电池，是以金属锂为负极的电池总称。锂的最负相对分子质量最小，导电性良好，可制成一系列贮存寿命长，工作温度范围宽的高能电池。根据电解液和正极物质的物理状态，锂电池有三种不同的类型，即：固体正极—有机电解质电池、液体正极—液体电解质电池、固体正极—固体电解质电池。Li—(CF)n的开路电压为，比能量为480W·h·L-1，工作温度在-55~70℃间，在20℃下可贮存10年之久！它们都是近年来研制的新产品，目前主要用于军事、空间技术等特殊领域，在心脏起搏器等微、小功率场合也有应用。
二电解池
（一）电解原理
1、电解和电解池：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做
电解。把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
CuCl
2Cu＋Cl
2
↑
2、电解池的组成：
①有两个电极插入电解质溶液（或熔融状态的电解质）中。
②两极连外接直流电源。
3、离子的放电顺序：阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。电解电解质溶液
时，在阴阳两极上首先发生放电反应的离子分别是溶液里最容易放电的阳离子和最容易放电的阴离子。
（1）阳极：（还原性强的先放电）
惰性电极（Pt、Au、石墨、钛等）时：
S2－>I－>Br－>Cl－>OH－（水）>NO
3－>SO
4
2－>F－
活性电极时：电极本身溶解放电。
（2）阴极：（氧化性强的先放电）
无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上的放电顺序是：
Ag+>Hg2+>Cu2+>H+（水）>Pb2+>Fe2+>…>Na+>Ca2+>K+
4、电解规律：（惰性电极）
（1）电解电解质：阳离子和阴离子放电能力均强于水电离出H+和OH－。如无氧酸和不活泼金属的无氧酸盐。
①HCl（aq）
阳极（Cl－＞OH－）2Cl――2e－＝Cl
2
↑
阴极（H＋）2H＋＋2e－＝H
2
↑
总方程式2HCl 电解
H2↑＋Cl2↑
②CuCl
2
（aq）
阳极（Cl－＞OH－）2Cl――2e－＝Cl
2
↑阴极（Cu2＋＞H＋）Cu2＋＋2e－＝Cu
总方程式CuCl
2电解
Cu＋Cl2↑
（2）电解水：阳离子和阴离子放电能力均弱于水电离出H+和OH－。如含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐。
①H
2SO
4
（aq）
阳极（SO
42－＜OH－＝4OH――4e－＝2H
2
O＋O
2
↑
阴极（H＋）2H＋＋2e－＝H
2
↑
总方程式2H
2O
电解
2H2↑＋O2↑
②NaOH（aq）
阳极（OH－）4OH――4e－＝2H
2O＋O
2
↑
阴极：（Na＋＜H＋＝2H＋＋2e－＝H
2
↑
总方程式2H
2O
电解
2H2↑＋O2↑
③Na
2SO
4
（aq）
阳极（SO
42－＜OH－＝4OH――4e－＝2H
2
O＋O
2
↑
阴极：（Na＋＜H＋＝2H＋＋2e－＝H
2
↑
总方程式2H
2O
电解
2H2↑＋O2↑
（3）电解水和电解质：阳离子放电能力强于水电离出H+，阴离子放电能力弱于水电离出OH－，如活泼金属的无氧酸盐；阳离子放电能力弱于水电离出H+，阴离子放电能力强于水电离出OH－，如不活泼金属的含氧酸盐。
①NaCl（aq）
阳极（Cl－＞OH－）2Cl――2e－＝Cl
2
↑
阴极：（Na＋＜H＋＝2H＋＋2e－＝H
2
↑
总方程式2NaCl＋2H
2O
电解
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
②CuSO
4
（aq）
阳极（SO
42－＜OH－＝4OH――4e－＝2H
2
O＋O
2
↑
阴极（Cu2＋＞H＋）Cu2＋＋2e－＝Cu
总方程式2CuSO
4＋2H
2
O
电解
2Cu＋2H2SO4＋O2↑
【归纳总结】
（1）电解的四种类型（惰性电极）：
（2）电解质溶液浓度复原：加入物质与电解产物的反应必须符合电解方程式生成物的化学计量数。
（3）电解时pH的变化：
电极区域：阴极H+放电产生H
2
，破坏水的电离平衡云集OH－，阴极区域pH变大；阳极
OH－放电产生O
2
，破坏水的电离平衡云集H+，阳极区域pH变小。
电解质溶液：电解过程中，既产生H
2，又产生O
2
，则原溶液呈酸性的pH变小，原溶液
呈碱性的pH变大，原溶液呈中性的pH不变（浓度变大）；电解过程中，无H
2和O
2
产生，
pH几乎不变。如电解CuCl
2溶液（CuCl
2
溶液由于Cu2+水解显酸性），一旦CuCl
2
全部电解完，
pH值会变大，成中性溶液。电解过程中，只产生H
2，pH变大。电解过程中，只产生O
2
，pH
变小。
（4）电极方程式的书写：①先看电极；②再将溶液中的离子放电顺序排队，依次放电；③注意要遵循电荷守恒，电子得失的数目要相等。
（二）电解原理的应用
1、铜的电解精炼
2、阳极（粗铜棒）：Cu－2e－＝Cu2＋
阴极（精铜棒）：Cu2＋＋2e－＝Cu
电解质溶液：含铜离子的可溶性电解质
分析：因为粗铜中含有金、银、锌、铁、镍等杂质，电解时，比铜活泼的锌、铁、镍会在阳极放电形成阳离子进入溶液中，Zn－2e－=Zn2+、Fe－2e－=Fe2+、Ni－2e－=Ni2+，Fe2+、Zn2+、Ni2+不会在阴极析出，最终留存溶液中，所以电解质溶液的浓度、质量、pH均会改变。还原性比铜差的银、金等不能失去电子，它们以单质的形式沉积在电解槽溶液中，成为阳极泥。阳极泥可再用于提炼金、银等贵重金属。
2、电镀
阳极（镀层金属）：Cu－2e－＝Cu2＋
阴极（镀件）：Cu2＋＋2e－＝Cu
电镀液：含镀层金属的电解质
分析：因为由得失电子数目守恒可知，阳极放电形成的Cu2＋离子和阴极Cu2＋离子放电的量相等，所以电解质溶液的浓度、质量、pH均不会改变。
（1）电镀是电解的应用。电镀是以镀层金属为阳极，待镀金属制品为阴极，含镀层金属离子为电镀液。
（2）电镀过程的特点：牺牲阳极；电镀液的浓度（严格说是镀层金属离子的浓度）保持不变；在电镀的条件下，水电离产生的H+、OH—一般不放电。
电解饱和食盐水——氯碱工业
氯碱工业所得的NaOH、Cl
2、H
2
都是重要的化工生产原料，进一步加工可得多种化工产
品，涉及多种化工行业，如：有机合成、医药、农药、造纸、纺织等，与人们的生活息息相关。
阳极：石墨或金属钛2Cl――2e＝Cl
2
↑
阴极：铁网2H＋＋2e＝H
2
↑
电解质溶液：饱和食盐水
总方程式：2NaCl＋2H
2O
电解
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
分析：在饱和食盐水中接通直流电源后，溶液中带负电的OH—和Cl—向阳极移动，由于Cl—比OH—容易失去电子，在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合成氯分子放出；溶液中带正电的Na+和H+向阴极移动，由于H+比Na+容易失去电子，在阴极被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子放出；在阴极上得到NaOH。
（1）饱和食盐水的精制：
原因：除去NaCl中的MｇCl
2、Na
2
SO
4
等杂质，防止生成氢氧化镁沉淀影响
溶液的导电性，防止氯化钠中混有硫酸钠影响烧碱的质量。
试剂加入的顺序：先加过量的BaCl
2和过量的NaOH（顺序可换），再加入过量的Na
2
CO
3
，过
滤，加盐酸调节pH为7。
（2）隔膜的作用：防止氢气和氯气混合发生爆炸；防止氯气和氢氧化钠反应影响烧碱的质量。
4、电解法冶炼活泼金属：
（1）电解熔融的氯化钠制金属钠：
2NaCl（熔融）电解
2Na＋Cl2↑
（2）电解熔融的氯化镁制金属镁：
MgCl
2（熔融）
电解
Mg＋Cl2↑
（3）电解熔融的氧化铝制金属铝：
2Al 2O 3（熔融）
电解
4Al ＋3O 2↑ 分析：在金属活动顺序表中K 、Ca 、Na 、Mg 、Al 等金属的还原性很强，这些金属都很容易失电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，只能用电解其化合物熔融状态方法来冶炼。
注意：电解熔融NaCl 和饱和NaCl 溶液的区别；不能用MgO 替代MgCl 2的原因；不能用AlCl 3替代Al 2O 3的原因。
三原电池、电解池和电镀池的比较 典型例题分析
例1、下图中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 a 极板 b 极板 x 电极 Z 溶液 A 锌 石墨 负极 CuSO 4 B 石墨 石墨 负极 NaOH C 银 铁 正极 AgNO 3 D 铜 石墨 负极 CuCl 2
分析：了金属单质，因此可确定a 极板是电解池的阴极，与它相连接的直流电源的x 极是负极。选项C 中x 极为正极，故C 不正确。A 中电解液为CuSO 4溶液，阴极a 板上析出Cu 而增重，阳极b 板上由于OH －离子放电而放出无色无臭的O 2，故A 正确。B 中电解液为NaOH 溶液，通电后阴极a 上应放出H 2，a 极板不会增重，故B 不正确。D 中电解液为CuCl 2溶液，阴极a 板上因析出Cu 而增重，但阳板b 板上因Cl －离子放电，放出黄绿色有刺激性气味的Cl 2，故D 不正确。答案为A 。
例2、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 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 －2e —+2OH —=Zn （OH ）2
B 、充电时阳极反应为：Fe （OH ）3－3e —+5OH —=FeO
24+4H 2O C 、放电时每转移3mol 电子，正极有1molK 2FeO 4被氧化 D 、放电时正极附近溶液的碱性增强
分析：A 是关于负极反应式的判断，判断的要点是：抓住总方程式中“放电”是原电池、“充电”是电解池的规律，再分析清楚价态的变化趋势，从而快速准确的判断，A 是正确的。B 是充电时的阳极方程式，首先判断应该从右向左，再判断阳极应该是失去电子，就应该是元素化合价升高的元素所在的化合物参加反应，然后注重电子、电荷以及元素三个守恒，B 正确；C 主要是分析原总方程式即可，应该是1molK 2FeO 4被还原，而不是氧化。D 选项中关于放电时正极附近的溶液状况，主要是分析正极参加反应的物质以及其电极反应式即可，本答案是正确的。答案选C 。
例5、通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞（亚汞的化合价为+1价）溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n （硝酸银）︰n （硝酸亚汞）=2︰1，则下列表述正确的是（）
A 、在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n （Ag ）︰n （Hg ）=2︰1
B 、在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等
C 、硝酸亚汞的分子式为HgNO 3
D 、硝酸亚汞的分子式为Hg 2（NO 3）2
分析：通以相等的电量即是通过相同的电子数，银和亚汞都是+1价，因此，得到的单质银和汞的物质的量也应相等；又因电解的n （硝酸银）︰n （硝酸亚汞）=2︰1，硝酸银的化学式为AgNO 3，故硝酸亚汞的化学式不可能为HgNO 3，只能为Hg 2（NO 3）2。答案为D 。 例6、下图中电极a 、b 分别为Ag 电极和Pt 电极，电极c 、d 都是石墨电极。通电一段时间后，只在c 、d 两极上共收集到336mL （标准状态）气体。回答：
（1）直流电源中，M 为 极。
（2）Pt 电极上生成的物质是 ，其质量为g 。
（3）电源输出的电子，其物质的量与电极b 、c 、d 分别生成的物质的物质的量之比为：2∶ ∶ ∶ 。
（4）AgNO 3溶液的浓度（填增大、减小或不变。下同） ，AgNO 3溶液的pH ，H 2SO 4溶液的浓度 ，H 2SO 4溶液的pH 。
（5）若H 2SO 4溶液的质量分数由%变为%，则原有%的H 2SO 4溶液为多少 g 。
分析：电解%的稀H 2SO 4，实际上是电解其中的水。因此在该电解池的阴极产生H 2，阳极产生O 2，且V （H 2）：V （O 2）=2：1。据此可确定d 极为阴极，则电源的N 极为负极，M 极为正极。在336mL 气体中，V （H 2）=2/3×336ml=224ml ，为，V （O 2）=1/3×336ml=112ml ，为。说明电路上有电子，因此在b 极（Pt 、阴极）产生：×108=，即的Ag 。则n （e ）∶n （Ag ）∶n （O 2）∶n （H 2）=∶∶∶=4：4：1：2。由Ag （阳）电极、Pt （阴）电极和AgNO 3溶液组成的电镀池，在通电一定时间后，在Pt 电极上放电所消耗溶液中Ag +离子的物质的量，等于Ag 电极被还原给溶液补充的Ag +离子的物质的量，因此[AgNO 3]不变，溶液的pH 也不变。电解%的H 2SO 4溶液，由于其中的水发生电解，因此[H 2SO 4]增大，由于[H +]增大，故溶液的pH 减小。
设原%的H 2SO 4溶液为xg ，电解时消耗水×18=，则：()0.18x 5.02%5.00%x -=，解得：x 45.18g =。
答案：（1）正（2）Ag 、（3）2∶1/2∶1； （4）不变、不变、增大、减小；（5）。 1．确定金属活动性顺序
例1．（1993年上海高考化学题）有A 、B 、C 、D 四种金属，将A 与B 用导线联结起来，浸入电解质溶液中，B 不易被腐蚀；将A 、D 分别投入到等浓度的盐酸中，D 比A 反应剧烈；将铜浸入B 的盐溶液中无明显变化；将铜浸入C 的盐溶液中，有金属C 析出。据此可推知它们的金属活动性由强到弱的顺序为（）
A ．D ＞C ＞A ＞B
B ．D ＞A ＞B ＞
C C ．
D ＞B ＞A ＞CD ．B ＞A ＞D ＞C
解析：根据原电池原理，较活泼金属作负极，较不活泼金属作正极，B 不易被腐蚀，说明B 为正极，金属活动性A ＞B 。另可比较出金属活动性D ＞A ，B ＞C 。故答案为B 项。
2．比较反应速率
例2．（2000年北京春季高考化学题）100mL 浓度为2mol ·L -1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是（）
A ．加入适量的6mol ·L -1的盐酸
B ．加入数滴氯化铜溶液
C ．加入适量蒸馏水
D ．加入适量的氯化钠溶液
解析：向溶液中再加入盐酸，H +的物质的量增加，生成H 2的总量也增加，A 错。加入氯化铜后，锌置换出的少量铜附在锌片上，形成了原电池反应，反应速率加快，又锌是过量的，生成H 2的总量决定于盐酸的量，故B 正确。向原溶液中加入水或氯化钠溶液都引起溶液中H +浓度的下降，反应速率变慢，故C 、D 都不正确。本题答案为B 项。
3．书写电极反应式、总反应式
例3．（2000年全国高考理综题）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li 2CO 3和Na 2CO 3的熔融盐混合物作电解质，CO 为阳极燃气，空气与CO 2的混合气体为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：
阳极反应式：2CO+2CO 32--4e -==4CO 2 阴极反应式：_________________， 电池总反应式：_______________。
解析：作为燃料电池，总的效果就是把燃料进行燃烧。本题中CO 为还原剂，空气中O 2
为氧化剂，电池总反应式为：2CO+O 2==2CO 2。用总反应式减去电池负极（即题目指的阳极）反应式，就可得到电池正极（即题目指的阴极）反应式：O 2+2CO 2+4e -==2CO 32-。
4．分析电极反应
例4．（1999年全国高考化学题）氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是：
(1/2)H 2+NiO(OH)Ni(OH)2
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 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，H 2是负极
解析：电池的充、放电互为相反的过程，放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。根据氢镍电池放电时的总反应式可知，电解质溶液只能是强碱性溶液，不能是强酸性溶液，因为在强酸性溶液中NiO(OH)和Ni(OH)2都会溶解。这样可写出负极反应式：H 2+2OH --2e -==2H 2O ，H 2为负极，附近的pH 应下降。放电时镍元素由+3价变为+2价，被还原，充电时氢元素由+1价变为0价，被还原。故答案为C 、D 项。
例5．（2000年全国高考理综题）钢铁 发生电化学腐蚀时,负极发生的反应（）
A ．2H ++2e -==H 2
B ．2H 2O+O 2+4e -==4OH -
C ．Fe-2e -==Fe 2+
D ．4OH -+4e -==2H 2O+O 2
解析：钢铁在潮湿的空气中发生电化学腐蚀时，负极为铁，正极为碳，电解质溶液为溶有O 2或CO 2等气体的水膜。当水膜呈弱酸性或中性时发生吸氧腐蚀，负极反应为：Fe-2e -==Fe 2+，正极反应为：2H 2O+O 2+4e -==4OH -；当水膜呈酸性时发生析氢腐蚀，负极反应为：Fe-2e -==Fe 2+，正极反应为：2H ++2e -==H 2。钢铁的电化学腐蚀以吸氧腐蚀为主。故答案为C 项。
5．判断原电池的电极
例6．（2001年广东高考化学题）镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用，
它的充放电反应按下式进行：
由此可知，该电池放电时的负极材料是（）
A．Cd(OH)
2B．Ni(OH)
2
C．CdD．NiO(OH)
解析：此电池放电时为原电池反应，所列反应由右向左进行，Cd元素由0价变为+2价，失去电子，被氧化，故Cd是电池的负极反应材料。本题答案为C项。
例7．（2001年上海高考化学题）铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是（）A．阴极B．正极C．阳极D．负极
解析：铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中形成了原电池，由于金属活动性Zn＞Cu，故Zn为负极。答案为D项。
6．原电池原理的综合应用
例8．（2004年天津高考理综题）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()
A．a电极是负极
B．b电极的电极反应为：4OH--4e-==2H
2O+O
2
↑
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：分析氢氧燃料电池原理示意图，可知a极为负极，其电极反应为：
2H
2-4e-==4H+，b极为正极，其电极反应为：O
2
+2H
2
O+4e-==4OH-，电池总反应式为：
2H
2+O
2
==2H
2
O。H
2
为还原剂，O
2
为氧化剂，H
2
、O
2
不需全部储藏在电池内。故答案为B项。例9．（2004年江苏高考化学题）碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到
广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：
Zn(s)+2MnO
2(s)+H
2
O(l)==Zn(OH)
2
(s)+Mn
2
O
3
(s)
下列说法错误的是（）A．电池工作时，锌失去电子
B．电池正极的电极反应式为：2MnO
2(s)+H
2
O(1)+2e-==Mn
2
O
3
(s)+2OH-(aq)
C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极
D．外电路中每通过电子，锌的质量理论上减小
解析：该电池的电解液为KOH溶液，结合总反应式可写出负极反应式：
Zn(s)+2OH-(aq)-2e-==Zn(OH)
2
(s)，用总反应式减去负极反应式，可得到正极反应式：
2MnO
2(s)+H
2
O(1)+2e-==Mn
2
O
3
(s)+2OH-(aq)。Zn为负极，失去电子，电子由负极通过外电路流
向正极。1molZn失去2mol电子，外电路中每通过电子，Zn的质量理论上减小。故答案为C 项。
1.在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是（BC）
A ．原电池正极和电解池阳极所发生的反应
B ．原电池正极和电解池阴极所发生的
C ．原电池负极和电解池阳极所发生的反应
D ．原电池负极和电解池阴极所发生的反应 2、关于原电池和电解池的叙述正确的是 （）
A ．原电池失去电子的电极称为阴极
B ．电解池的阳极、原电池的负极都发生氧化反应
C ．原电池的两极，一定要由活动性不同的两种金属组成
D ．电解时电解池的阳极一定是阴离子放电
3．用石墨作电极，电解1mol ·L －1下列物质的溶液，溶液的pH 保持不变的是() A ．HClB ．NaOHC ．Na 2SO 4D ．NaCl
4．在铁制品上镀上一定厚度的锌层，以下设计方案正确的是() A ．锌作阳极，镀件作阴极，溶液中含有锌离子 B ．铂作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子 C ．铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子 D ．锌用阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子
5、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NiO(OH)H 2
12 2Ni(OH)。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，H 2是负极
6．银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为2Ag+Zn(OH)2
Ag 2O+Zn+H 2O ，在此电池放电时，负极上发生反应的物质是()
A ．Ag
B ．Zn(OH)2
C ．Ag 2O Ｄ．Zn
7．用惰性电极电解M(NO 3)ｘ的水溶液，当阴极上增重ag 时，在阳极上同时产生bL 氧气(标准状况)，从而可知M 的相对原子质量是()
b ax 4.22b ax 2.11b ax 6.5b
ax 5.2浓度为2mol ·L －1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不
影响生成氢气的总量，可采用的方法是()
A.加入适量的6mol ·L －1的盐酸
B.加入数滴氯化铜溶液
C.加入适量蒸馏水
D.加入适量的氯化钠溶液 9．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.用锌片做阳极，铁片做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌
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，气泡放出速率加快
10．用两支惰性电极插入500mLAgNO
溶液中，通电电解。当电解液的pH从变为时(设电解时
3
阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，电极上析出银的质量大约是()
氢镍电池是近年来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
12.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，合这一情况的是() a极板b极板x电极Z溶液
A 锌石墨负极CuSO
4
B 石墨石墨负极NaOH
C 银铁正极AgNO
3
D 铜石墨负极CuCl
2
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：
（1）若X、Y都是惰性电极，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
①电解池中X极上的电极反应式为。在X极附近观察到的实验现象是。
②Y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CuSO
溶液，则
4
①X电极的材料是，电极反应式为。
②Y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）
参考答案：
1、BC、
2、B、
3、C、
4、A、
5、CD、
6、D、
7、C、
8、B、
9、C、10、B、11、CD、12、A
↑放出气体，溶液变红
13、（1）①2H++2e-=H
2
②2Cl—2e-=Cl
↑把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近，试纸变蓝色。
2
（2）①纯铜Cu2++2e-=Cu②粗铜Cu—2e-=Cu2+
高中化学 第三讲 原电池和电解池 教案 【要点梳理】 要点一：原电池 1.概念：利用氧化还原反应，将化学能转化为电能的装置（一般在题目中会说是放电的过程）。 负极：电子流出的一极 2.规定 正极：电子流入的一极 3.电极反应： 4.外电路（导线和电极上）：电子从负极到正极（电流从正极到负极） 内电路（溶液中）：阳离子→正极 阴离子→负极（一般题目会考离子的流向：可记忆正正负负） 5.构成原电池的条件 电极材料 原电池正负极 电极反应式 发生的反应 Zn 片 负极(阳极) Zn-2e -=Zn 2+ 氧化反应 Cu 片 正极(阴极) 2H ++2e -=H 2↑ 还原反应 总的离子反应方程式 Zn+2H + = Zn 2++H 2↑（两个电极反应之和） Zn C u 24 A
①电极为两种活动性不同的金属（或其中一种是非金属单质） ②电极需要插在电解质溶液中 ③整个装置相连形成闭合电路 ④能自发发生氧化还原反应 6.原电池正负极的判断 ①组成两电极的材料：相对活泼性强的金属为负极，另一个为正极 ②电子流出的一极为负极，电流流出的一极为正极 ③溶液中离子的移动方向（正正负负）。 ④电极发生反应（阳氧阴还） ⑤电极质量的变化：质量增加为正极，质量减少为负极 ⑥电极上产生气体的是正极 ⑦电极通入气体的是负极 7.电极反应方程式的书写 （1）负极反应式的书写 a活泼金属作负极(电极材料本身反应) 生成的阳离子与电解液不反应时：M?ne? = M n+。 若生成的阳离子与电解液反应，应将“金属失电子的反应式”与“阳离子和电解液反应的反应式”叠加写出。 如Mg-Al（KOH）原电池，负极反应方程式为：Al-3e-+4OH- = AlO 2-+2H 2 O b燃料电池(电极材料本身不反应) H 2—O 2 (H 2 SO 4 )燃料电池负极反应式： H 2 ?2e? = 2H+。 H 2—O 2 (KOH)燃料电池负极反应式： H 2?2e?+2OH? = 2H 2 O(可看成H 2 ?2e?=2H+、2H++2OH?= 2H 2 O)。 （2）正极反应式的书写 ①首先判断在正极反应的物质 当负极材料与电解液能反应时，在正极上发生电极反应的物质是电解液中的某种粒子。 当负极材料与电解液不反应时，在正极上发生电极反应的是溶解在电解液中的
新苏教版高一化学必修二《原电池》教学设计 一、设计思想 本节课的教材依据是苏教版高一年级必修二专题二第三单元《化学能与电能的转化》。原电池是把电能转化为化学能的一种装置，也是化学与能源相联系的很关键的内容，这些知识不但能让学生大开眼界，而且还能为环境、能源与可持续发展提供良好的教学内涵，所以这部分知识是应该以全新的教学理念进行这部分知识的学习。在设计本节课教学时遵循新课改的理念，引导学生从一个水果电池引入电池的内容，这样能激起学生对本节课的好奇心，可以达到教学创设情境的需要。在上课过程中，注重与学生的沟通和交流，让课堂成为学生自主设计和自主学习、自主探究的环境。本节课主体采用“搜集相关知识—实验操作—分析讨论—得出结论”的学习方法，在实验探究中学习原电池的概念及构成条件。让学生在“做中学”。 二、教学目标 1.知识与能力：了解能源与化学能之间的关系；能设计简单的原电池。 2.过程与方法：利用实验探究方法学习原电池的原理；结合生产、生活实际，学习原电池原理在生产、生活中的实际运用。 3.情感态度与价值观：让学生能够感觉到能源危机，能认识到自己的行为对环境的作用。 三、教学重点 原电池的工作原理。 四、教学难点 原电池的形成条件及电极反应； 电子流向和电流方向。 五、教学手段 讲授、演示实验、学生分组实验、多媒体辅助教学 六、课前准备 教师制作课件、准备实验 学生做好适当预习准备
1、实验探究，体现自主研究性学习 本节课采用实验探究式教学,既符合化学的学科特点,也符合学生的心理和思维的发展特点。在探究活动中引导学生逐步突破由认识，形成新认识，这样得出的结论学生才能真正理解和牢固掌握。实验探究是让学生在具体实验事实的基础上分析问题得出结论,符合学生的思维特点,有利于在形象思维的基础上发展学生的抽象思维。但学生的抽象思维和探索能力毕竟还处于初级阶段,尚不成熟,这就决定了他们还不能成为完全独立的探索主体,探索活动需要在教师的组织引导下,有目的有计划地进行。教师的作用是“引导和启发”,即引导学生独立思考,主动探索,当学生的思考和探索遇到困难时,及时给予启发,提示,点拨,以帮助学生顺利地开展实验探索活动,既不是灌输也不能放任自流，而是放手、放开。 2、精心准备，在磨练中不断提高自身的素质 由于本节课采取讨论式和学生实验探究的教学模式,课堂组织尤为重要。要求教师对学生有较准确的了解和把握，在课堂上教师要根据学生的回答随时调整课堂的节奏，这样才能得到好的效果。因此，要求教师在课前要精心准备，多方听取意见，不断磨合，这样才能上好一节课，同时也使我深刻体会到提高课堂教学的有效性重在积极思考和平时的积累。
＠原电池和电解池知识点汇总 第一节原电池 1.原电池的形成条件 从能量转化角度看，原电池是将化学能转化为电能的装置；从化学反应 角度看，原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递 给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行。 原电池的构成条件有三个： ( 1）电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料（非金属或某些氧化物等）组成。 ①活泼性不同的金属一特铜原电池，镑作负极，铜作正极； ②金属和非金属（非金属必须能导电）一钵锤干电池，钵作负极，石 墨作正极； ③金属与化合物一铅蓄电池，铅板作负极，二氧化铅作正极； ④惰性电极一氢氧燃料电池，电极均为销。 (2）两电极必须与电解质溶液接触。 电解液的选择：电解液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应。 ( 3）两电极之间有导线连接，形成闭合回路。 2.原电池正负极判断 负极发生氧化反应，失去电子；正极发生还原反应，得到电子。 电子由负极流向正极，电流由正极流向负极。溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。 3.电极反应方程式的书写 负极：活泼金属失电子，看阳离子能否在电解液中大量存在。如果金属阳 离子不能与电解液中的离子共存，则进行进一步的反应。例：甲：皖燃料 电池中，电解液为KOH，负极甲：皖失8 个电子生成CO2和HiO，但 CO2不能与OH－共存，要进一步反应生成碳酸根。
正极：①当负极材料能与电解液直接反应时，溶液中的阳离子得电子。例：铮铜原电池中，电解液为 HC I，正极H＋得电子生成凡。②当负极材料不能与电解液反应时，溶解在 电解液中的02得电‘子。如果电解 液呈酸性， 0 2 + 4-e 特殊情况： +4H+=2H20；如果电解液呈中性或碱性，02+4-e +2H20=40H－。 ① Mg - Al - NaO凡创作ih才放 负极：Al - 3-e +40W=A I02+2H,O; i:E极：2比0 + 2e= l-h↑＋20 H- ②Cu-Al-HN03,C u作负极 注意：Fe作负极时，氧化产物是Fe2 '1tii不可能起；Fe,.l ；肌（N2H4）和NH J的电池反应产物是H20和N,. 无论是总反应，还是电极反应，者H5必须满足电子守恒、电荷守恒、质盘守恒。 pH 变化规律 电极周围：消耗OH-(H＋），则电极周围溶液的pH 减小（增大）；反 应生成OH-(H寸，则电极周围溶液的pH 增大（减小）。
原电池知识点归纳小结 一、原电池 1、原电池的形成条件 原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应，但区别于一般的氧化还原反应的是,电子转移 不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的,而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应，电子通过外电 路输送到正极上，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极 之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路,使两个电极反应不断进行，发生 有序的电子转移过程,产生电流,实现化学能向电能的转化。 从化学反应角度看，原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂,使氧化还 原反应分别在两个电极上进行。 ?原电池的构成条件有三个: （1)电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料（非金属或某些氧化物等)组成。(２)两电极必须浸泡在电解质溶液中。 （3)两电极之间有导线连接,形成闭合回路。 只要具备以上三个条件就可构成原电池。而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流，所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外,还要求有自发进行的氧化还原反应。也就是说，化学电源必须是原电池, 但原电池不一定都能做化学电池。 (4）形成前提:总反应为自发的氧化还原反应 ?电极的构成： a.活泼性不同的金属—锌铜原电池，锌作负极,铜作正极； ｂ.金属和非金属(非金属必须能导电)—锌锰干电池,锌作负极，石墨作正极； ｃ.金属与化合物—铅蓄电池，铅板作负极,二氧化铅作正极;d.惰性电极—氢氧燃料电池,电极均为铂。 ?电解液的选择：电解液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应。 ?原电池正负极判断:负极发生氧化反应，失去电子;正极发生还原反应,得到电子。 电子由负极流向正极，电流由正极流向负极。溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极 2、电极反应方程式的书写 正确书写电极反应式 (１)列出正、负电极上的反应物质,在等式的两边分别写出反应物和生成物。 (２）标明电子的得失。(3)使质量守恒。 电极反应式书写时注意： ①负极反应生成物的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。若不共存,则该电解质溶液中的阴离子应该写入负极反应式; ②若正极上的反应物质是O2,且电解质溶液为中性或碱性,则H2O必须写入正极反应式，且生成物为OＨ-;若电解液为酸性，则H＋必须写入反应式中，生成物为H２O。 ③电极反应式的书写必须遵循离子方程式的书写要求。 （4）正负极反应式相加得到电池反应的总的化学方程式。若能写出总反应式,可以减去较易写出的电极反应式，从而写出较难书写的电极方程式。注意相加减时电子得失数目要相等。 负极:活泼金属失电子,看阳离子能否在电解液中大量存在。如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存,则进行进一步的反应。例:甲烷燃料电池中，电解液为KOH，负极甲烷失8个电子生成CＯ2和Ｈ２O,但ＣＯ2不能与OH-共存,要进一步反应生成碳酸根。
原电池与电解池比较： 二、电池符号图为 Cu - Zn 电池。左池:锌片插在 1mol·dm-3 的ZnSO 4溶液中。右池:铜片插在 1 mol·dm-3的CuSO 4 溶液中。两池 之间倒置的 U 形管叫做盐桥(盐桥是由饱和KCl溶液和琼脂装入U形管中制成)。检流计表明电子从锌片流向铜片。左侧为负极，右侧为正极。 此Cu - Zn 电池可表示如下:(-)Zn | Zn2+(1mol·dm-3)‖Cu2+(1mol·dm-3) | Cu(+)负极: Zn-2e-== Zn2+正极: Cu2++2e-== Cu总反应: Zn+Cu2+== Zn2++ Cu ☆写电池符号应注意事项：?正、负极：(－) 左， (+) 右?界面“|”: 单质与“极棒”写在一起，写在“|”外面。?注明离子浓度(c),气态时用分压(p)，物质状态：固态(s), 液态(l) 等?盐桥: “||” 三、金属腐蚀与防护：1.金属腐蚀：金属(或合金)跟周围接触到的气体(或液体)反应而腐蚀损耗的过程。⑴本质：金属原子失电子而被氧化M –ne- ====M n+(2) 分类：①化学腐蚀：金属与其他物质直接氧化反应金属被氧化(不是电解质溶液)(无电流产生)②电化腐蚀：不纯金属或合金发生原电池反应活泼金属被氧化电解质溶液（有电流产生）⑶钢铁腐蚀：
2.金属腐蚀的防护⑴金属腐蚀的原因：金属本身的组成和结构是锈蚀的根据；外界条件(如：温度、湿度、与金属接触的物质)是促使金属锈蚀的客观因素。 ⑵防护：①改变金属内部组成结构，可以增强金属耐腐蚀的能力。如：不锈钢。②在金属表面覆盖一层保护层，以断绝金属与外界物质接触，达到耐腐蚀的效果。（油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜）③电化学保护法：牺牲阳极阴极保护法、外加电流阴极保护法。 四、电解及其应用 1.电解的原理:使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。电解质在溶解或熔化状态下电离出自由离子，通电时，自由移动的离子定向移动，阳离子移向阴极，在阴极获得电子发生还原反应；阴离子移向阳极，在阳极失去电子发生氧化反应。电解质导电过程就是电解过程。 2.电解反应离子放电顺序(不考虑浓度等其他因素)放电：阳离子得电子而阴离 子失电的过程。上述顺序基本上与金属活动顺序一致，即越活泼的金属，其阳离子越难结合电子，但Fe3+氧化性较强，排在Cu2+之前。⑵阴离子放电顺序 (注明：若阳极材料是金属（除Pt、Au外），电极首先发生氧化反应而进入溶液。)3.电镀：利用电解原理在某些金属表面镀上一层金属或合金的过程，金属叫镀件，薄层镀层。阴极：镀件→待镀金属阳极：
原电池原理 一．原电池 1.能量转化：原电池是__________________________________________________的装置。 2.原电池构成条件：（1）金属活泼性不同的两个电极 （2）电解质溶液 （3）电极、电解质溶液构成闭合回路 3.结构：内电路——电解质溶液、电极 导电微粒：自由移动离子（阳离子往正极移动，阴离子往负极移动） 外电路——电极（与导线） 导电微粒：自由移动电子（电子由负极经过导线流向正极，电流由正极流向负极）电极：根据活泼性的不同，分为负极（金属活泼性强） 正极（金属活泼性弱）。 正极：通常是活泼性较弱的金属或非金属导体，电子流____（填“出”或“入”）的一极，电极上发生________（填“氧化”或“还原”反应）。 负极：通常是活泼性较强的金属，电子流_____（填“出”或“入”）的一极，电极被________（填“氧化”或“还原”），电极发生________（填“氧化”或“还原”反应）。 4.反应特点：自发的氧化还原反应 5.工作原理：负极失电子经导线流向正极形成电流，内电路自由移动的离子定向运动传递电荷 【例题】下列关于原电池的叙述中正确的是（） Ａ．原电池能将化学能转变为电能 Ｂ．原电池负极发生的电极反应是还原反应 Ｃ．原电池在工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极 Ｄ．原电池的电极只能由两种不同的金属构成 【练习题1】在如图所示的装置中，a的金属性比氢要强， b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是（） A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大 B．a是正极，b是负极 C．导线中有电子流动，电子流从a极到b极 D．a极上发生了氧化反应 【练习题2】人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池，它在放电时的电极反 应为：Zn + 2OH––2e–＝ZnO + H2O Ag2O + H2O + 2e–＝2Ag + 2OH– 据此判断氧化银是（） Ａ．负极，并被氧化Ｂ．正极，并被还原
原电池（化学电源）电极反应式的书写训练中学化学中关于原电池及化学电源电极反应式的书写和有关判断，一直是全国各省市高考命题的热点，由于这部分知识可非常好的以当今各种化学电源为切入点，有很好的命题情景和知识情景，因此此类题目成为命题专家的热门题材，现将中学化学中涉及到的常见的跟中化学电源的电极反应汇总成练习的形式呈现出来。 【书写过程归纳】： 列物质，标得失（列出电极上的物质变化，根据价态变化标明电子得失）。 选离子，配电荷（根据介质选择合适的离子，配平电荷，使符合电荷守）。 巧用水，配个数（通常介质为水溶液，可选用水配平质量守恒） 一次电池 1、伏打电池：（负极—Zn、正极—Cu、电解液—H2SO4） 负极：正极： 总反应方程式（离子方程式）Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+ 2、铁碳电池：（负极—Fe、正极—C、电解液H2CO3 弱酸性) 负极：正极： 总反应方程式（离子方程式）Fe+2H+==H2↑+Fe2+ (析氢腐蚀) 3、铁碳电池：（负极—Fe、正极—C、电解液中性或碱性) 负极：正极： 化学方程式2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 (吸氧腐蚀) 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程) 5、普通锌锰干电池：(负极—Zn、正极—C 、电解液NH4Cl、MnO2的糊状物) 负极：正极： 6、碱性锌锰干电池：（负极—Zn、正极—C、电解液KOH 、MnO2的糊状物） 负极：正极： 化学方程式Zn +MnO2 +H2O == ZnO + Mn(OH)2 7、银锌电池：(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH ) 负极：正极： 化学方程式Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag 8、铝–空气–海水（负极--铝、正极--石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液--海水） 负极：正极： 总反应式为：4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3（铂网增大与氧气的接触面） 9、镁---铝电池（负极--Al、正极--Mg 电解液KOH） 负极(Al)：正极(Mg）： 化学方程式：2Al + 2OH–+ 6H2O ＝2〔Al（OH）4〕—+ 3H2
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+
最新高中化学原电池和电解池知识点总结最新高中化学原电池和电解池知识点总结 一原电池； 原电池的形成条件 原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应，但区别于一般的氧化还原反应的是，电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的，而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应，电子通过外电路输送到正极上，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子转移过程，产生电流，实现化学能向电能的转化。 从能量转化角度看，原电池是将化学能转化为电能的装置；从化学反应角度看，原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行。 原电池的构成条件有三个：
（1）电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与导电的材料（非金属或某些氧化物等）组成。 （2）两电极必须浸泡在电解质溶液中。 （3）两电极之间有导线连接，形成闭合回路。 只要具备以上三个条件就可构成原电池。而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流，所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外，还要求有自发进行的氧化还原反应。也就是说，化学电源必须是原电池，但原电池不一定都能做化学电池。形成前提：总反应为自发的氧化还原反应 电极的构成： a.活泼性不同的金属—锌铜原电池，锌作负极，铜作正极； b.金属和非金属（非金属必须能导电）—锌锰干电池，锌作负极，石墨作正极； c.金属与化合物—铅蓄电池，铅板作负极，二氧化铅作正极； d.惰性电极—氢氧燃料电池，电极均为铂。电解液的选择：电解液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应。原电池正负极判断： 负极发生氧化反应，失去电子；正极发生还原反应，得到电子。
高中化学有关原电池知识点的总结 一、构成原电池的条件构成原电池的条件有： （1）电极材料。两种金属活动性不同的金属或金属和其它导电性（非金属或某些氧化物等）；（2）两电极必须浸没在电解质溶液中； （3）两电极之间要用导线连接，形成闭合回路。说明： ①一般来说，能与电解质溶液中的某种成分发生氧化反应的是原电池的负极。②很活泼的金属单质一般不作做原电池的负极，如K、Na、Ca等。 二、原电池正负极的判断（1）由组成原电池的两极材料判断：一般来说，较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。但具体情况还要看电解质溶液，如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池，镁为负极，铝为正极；但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时，由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应，失去电子，因此铝为负极，镁为正极。 （2）根据外电路电流的方向或电子的流向判断：在原电池的外电路，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。（3）根据内电路离子的移动方向判断：在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。（4）根据原电池两极发生的化学反应判断：原电池中，负极总是发生氧化
反应，正极总是发生还原反应。因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。 （5）根据电极质量的变化判断：原电池工作后，若某一极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极得电子，该电极为正极，活泼性较弱；如果某一电极质量减轻，说明该电极溶解，电极为负极，活泼性较强。 （6）根据电极上产生的气体判断：原电池工作后，如果一电极上产生气体，通常是因为该电极发生了析出氢的反应，说明该电极为正极，活动性较弱。 （7）根据某电极附近pH的变化判断 析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，该电极附近的pH增大了，说明该电极为正极，金属活动性较弱。 三、电极反应式的书写（1）准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键 如果原电池的正负极判断失误，电极反应式的书写一定错误。上述判断正负极的方法是一般方法，但不是绝对的，例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中，由于铝片表明的钝化，这时铜失去电子，是负极，其电极反应为：负极：Cu－2e－＝Cu2＋正极：NO3－ 4H＋ 2e－＝2H2O 2NO2↑再如镁片和铝片同时插入氢氧化钠溶液中，虽然镁比铝活泼，但由于镁不与氢氧化钠反应，而铝却反应，失去电子，
高中化学原电池和电解池 原电池和电解池 1．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 溶液中离子的流向溶液中的阴离子向负极移动，电极质 量减小、（负极聚集了阳离子、阴离 子来平衡电性，如：zn+需要溶液中 的阴离子来平衡）；阳离子在正极得 电子聚集在正极 溶液中的阳离子向阴极移动，得电子，发 生还原反应。阴极受保护。溶液中的阴离 子向阳极移动，失电子，发生氧化反应 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）。 一原电池； 原电池的形成条件 原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应，但区别于一般的氧化还原反应的是，电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的，而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应，电子通过外电路输送到正极上，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极之间溶液中离子的
原电池总复习知识点总结 一、定义： 将化学能直接转变成电能的装置。 二、构成原电池的条件： ①电解质溶液 ②两个导体做电极 ③形成闭合回路(或在溶液中接触) ④有能自发进行的氧化还原反应 三、原理 四、原电池电极的判断 （1）由组成原电池的两极材料判断：一般来说，较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。但具体情况还要看电解质溶液，如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池，镁为负极，铝为正极；但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时，由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应，失去电子，因此铝为负极，镁为正极。（2）根据外电路电流的方向或电子的流向判断：在原电池的外电路，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。 （3）根据内电路离子的移动方向判断：在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。 （4）根据原电池两极发生的化学反应判断：原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。 （5）根据电极质量的变化判断：原电池工作后，若某一极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极得电子，该电极为正极，活泼性较弱；如果某一电极质量减轻，说明该电极溶解，电极为负极，活泼性较强。（但铅蓄电池放电时正负极质量都增大）
（6）根据电极上产生的气体判断：原电池工作后，如果一电极上产生气体，通常是因为该电极发生了析出氢的反应，说明该电极为正极，活动性较弱。 （7）根据某电极附近pH的变化判断 析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，该电极附近的pH增大了，说明该电极为正极，金属活动性较弱。 五、电极反应式的书写 （1）准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键 如果原电池的正负极判断失误，电极反应式的书写一定错误。上述判断正负极的方法是一般方法，但不是绝对的，例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中，由于铝片表明的钝化，这时铜失去电子，是负极，其电极反应为：负极：Cu －2e－＝Cu2＋正极：NO3－+ 4H＋+ 2e－＝2H2O + 2NO2↑ 再如镁片和铝片同时插入氢氧化钠溶液中，虽然镁比铝活泼，但由于镁不与氢氧化钠反应，而铝却反应，失去电子，是负极，其电极反应为： 负极：2Al + 8OH－－2×3e－＝2AlO2－+ 2H2O正极：6H2O + 6e－＝6OH－+ 3H2↑（2）要注意电解质溶液的酸碱性。在正负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系，如氢氧燃料电池有酸式和碱式，在酸溶液中，电极反应式中不能出现OH－，在碱溶液中，电极反应式中不能出现H+，像CH4、CH3OH等燃料电池，在碱溶液中碳（C）元素以CO32－离子形式存在，而不是放出CO2气体。 （3）要考虑电子的转移数目 在同一个原电池中，负极失去电子数必然等于正极得到的电子数，所以在书写电极反应时，一定要考虑电荷守恒。防止由总反应方程式改写成电极反应式时所带来的失误，同时也可避免在有关计算中产生误差。 （4）要利用总的反应方程式 从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池，而两个电极反应相加即得总反应方程式。所以只要知道总反应方程式和其中一个电极反应，便可以写出另一个电极反应方程式。
高中化学原电池和电解池 一原电池； 原电池的形成条件 原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应，实现化学能向电能的转化。 从能量转化角度看，原电池是将化学能转化为电能的装置；从化学反应角度看，原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行。 原电池的构成条件有三个： （1）电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料（非金属或某些氧化物等）组成。 （2）两电极必须浸泡在电解质溶液中。 （3）两电极之间有导线连接，形成闭合回路。 只要具备以上三个条件就可构成原电池。而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流，所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外，还要求有自发进行的氧化还原反应。也就是说，化学电源必须是原电池，但原电池不一定都能做化学电池。 形成前提：总反应为自发的氧化还原反应 GAGGAGAGGAFFFFAFAF
电极的构成： a.活泼性不同的金属—锌铜原电池，锌作负极，铜作正极； b.金属和非金属（非金属必须能导电）—锌锰干电池，锌作负极，石墨作正极； c.金属与化合物—铅蓄电池，铅板作负极，二氧化铅作正极； d.惰性电极—氢氧燃料电池，电极均为铂。 电解液的选择：电解液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应。 原电池正负极判断： 负极发生氧化反应，失去电子；正极发生还原反应，得到电子。 电子由负极流向正极，电流由正极流向负极。溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极 电极反应方程式的书写 负极：活泼金属失电子，看阳离子能否在电解液中大量存在。如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存，则进行进一步的反应。例：甲烷燃料电池中，电解液为KOH，负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O，但CO2不能与OH-共存，要进一步反应生成碳酸根。 正极：①当负极材料能与电解液直接反应时，溶液中 的阳离子得电子。例：锌铜原电池中，电解液为HCl，正 GAGGAGAGGAFFFFAFAF
原电池2 参考答案与试题解析 一．选择题（共13小题） 1．（1993?全国）如图中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，符合这一情况的是（） a极板b极板X电极电解质溶液A锌石墨负极CuSO4 B石墨石墨负极NaOH C银铁正极AgNO3 D铜石墨负极CuCl2 A．A B．B C．C D．D 【解答】解：通电后发现a极板质量增加，所以金属阳离子在a极上得电子，a 极是阴极，溶液中金属元素在金属活动性顺序表中处于氢元素后边；b极是阳极，b极板处有无色无臭气体放出，即溶液中氢氧根离子放电生成氧气，电极材料必须是不活泼的非金属，电解质溶液中的阴离子必须是氢氧根离子或含氧酸根离子． A、该选项符合条件，故A正确． B、电解质溶液中金属阳离子在氢元素前边，故B错误． C、铁是活泼金属，作阳极失电子，所以在B极上得不到氧气，故C错误． D、电解质溶液中氯离子失电子，在B极上得到有刺激性气味的气体，与题意不符，故D错误． 故选A． 2．（2000?上海）在外界提供相同电量的条件下，Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e﹣→Cu，Ag++e﹣→Ag在电极上放电，若析出铜的质量为1.92g，则析出银的质量为（）
A．1.62g B．6.48g C．3.24g D．12.96g 【解答】解：由Cu2++2e﹣→Cu，Ag++e﹣→Ag知，当得电子数相等时，析出铜和银的关系式为：Cu﹣﹣Ag．设析出银的质量为x． Cu﹣﹣2Ag 64g （108×2）g 1.92g x 所以x==6.48g 故选B． 3．（2011?福建）研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源．该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电．关于该电池的下列说法不正确的是（） A．水既是氧化剂又是溶剂 B．放电时正极上有氢气生成 C．放电时OH﹣向正极移动 D．总反应为：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑ 【解答】解：A、金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气，该反应中，水是氧化剂，在电池中还可以担当溶剂，故A正确； B、放电时正极上是水中的氢离子得电子，所以会有氢气生成，故B正确； C、原电池中，阴离子移向原电池的负极，即放电时OH﹣向负极移动，故C错误； D、锂水电池中，自发的氧化还原反应是金属锂和水之间反应生成氢氧化锂和氢气，即总反应为：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑，故D正确． 故选C． 4．（2009?广东）下列说法正确的是（） A．废旧电池应集中回收，并填埋处理 B．充电电池放电时，电能转变为化学能 C．放在冰箱中的食品保质期较长，这与温度对应速率的影响有关 D．所有燃烧反应都是放热反应，所以不需吸收能量就可以进行
三．电解池 1、定义：借助外加电流引起的氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置。 装置原电池电解池 实例 原理 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（惰性或活性电极）； 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） 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）。 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+ ①分析电解质溶液中存在的离子； ②看阳极电极材料，确定阳极参加反应的物质。若阳极材料为活性电极，则电极材料本身放电。若阳极材料为惰性电极，则阳极是溶液中的阴离子按照放电顺序进行放电③确定电极、写出电极反应式； ④写出电解方程式。 如：（阳极材料为惰性电极材料） ⑴电解NaCl溶液（放氢生碱型）： 2NaCl+2H2O 电解 ====H2↑+Cl2↑+2NaOH，溶质、溶剂均发生电解反应，PH增大。 ⑵电解CuSO4溶液（放氧生酸型）： 2CuSO4 + 2H2O 电解 ====2Cu + O2↑+ 2H2SO4溶质、溶剂均发生电解反应， PH减小。 ⑶电解CuCl2溶液（电解电解质本身）： CuCl2电解 ==== Cu＋Cl2↑ 电解盐酸： 2HCl 电解 ==== 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（电解水型）： 2H2O 电解 ==== 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 电解 ====4Na + O2↑ + H2O↑若阳极材料为活性电极如 用铜电极电解Na2SO4溶液: Cu +2H2O 电解 ==== Cu(OH)2 + H2↑ （注意：不是电解水。） 5、电镀（电解精炼铜） 1、定义：利用电解原理在某些金属表面镀上已薄层其他金属或合金的方法。其实质是一种特殊情况下的电解。 2、构成： 阴极:待镀金属制品阳极：镀层金属电镀液：含镀层金属离子的电解质溶液 如：在铁制品表面电镀铜： 阳极：Cu — 2e—== Cu2+ 阴极：Cu2+ + 2e—== Cu 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----较活泼的金属--- 电子------发生反应 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。 答案：D 【例2】把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4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。 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 + H2O ，负极区域溶液中[OH-] 不断减少，故PH减小，所以C也正确。 高中化学原电池教案 化学化工学院09化师0913010055 叶嘉欣 学科：化学课题：化学能与电能 课型：理论课课时：一节课（45分钟） 教学目的：1、了解原电池的定义；了解原电池的构成条件极其工作原理；并学会判断原电池的正负极。 2、通过老师的讲解和演示实验学会判断该装置是否是原电池装置、判断电 池的正负极 3、发展学习化学的兴趣，乐于探究化学能转化成电能的奥秘，体验科学探究的乐趣，感受化学世界和生活息息相关。 教学重点：进一步了解原电池的工作原理，并判断原电池的正负极。 教学难点：原电池的工作原理（解决方法：通过演示实验观察实验现象，加上老师的引导学生思考正负极发生什么变化，电子流动方向。） 教学方法：讲授法、演示实验法 教学过程： 【板书】化学能与电能 教师导入语：随着科学技术的发展和社会的进步，各式各样的电器进入我们的生活。 使用电器都需要电能。那么，我们使用的电能是怎么来的呢？ 学生答：水力发电、火力发电、核能....... 教师：我们来看看我国发电总量构成图吧 教师：由图看出火力发电占发电总量的首位、其次还有水力发电...... 教师：我们来看这幅图思考一下火力发电过程能量是怎样转化的? 【学生思考】让学生思考1分钟.。 教师: 通过燃烧煤炭，使化学能转变成热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动涡轮机，然后带动发电机发电。 燃烧蒸汽发电机 【投影】化学能→热能→机械能（涡轮机）→电能 教师：但是煤炭发电有很多缺点，大家一起来说说。 学生：污染大、转化率低、煤炭是不可再生能源。 教师：那么是否可以省略中间的过程直接由化学能→电能？ 【实验一】将铜片和锌片分别插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。 【现象】Zn片上有气泡（H2），Zn片逐溶解；Cu片无明显现象。 【板书】Zn片上发生反应：Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑ 【实验二】将铜片和锌片用导线与电流表连接，并插入稀硫酸溶液中，观察现象并解释原因。 【现象】Zn片逐渐溶解但无气泡；Cu片上有气泡（H2)；电流计指针偏转。 【设疑】为什么只在铜片和锌片上连接了一条导线,反应现象就不同了呢？思考一下。【学生讨论】一分钟 教师：指针偏转，说明电路中有电流通过，说明发生了电子定向移动。Zn 比Cu活泼，用导线连在一起时，锌片逐渐溶解，说明Zn片失去的电子，电子经导线流向Cu 片，溶液中的H＋由于电场作用下移向Cu片得电子被还原成H2 （播放Flash动画）【板书】铜片上：2H+＋2e－= H2↑锌片上Zn－2e－= Zn2+ 【过渡】实质上实验二的装置就是一个原电池的装置，下面就让我们一起来了解一下原电池吧。 【板书】原电池定义：将化学能直接转变成电能的装置 原电池和电解池知识点归纳(总4页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除 一．原电池和电解池的比较： 二．原电池正负极的判断： ⑴根据电极材料判断：活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的或者非金属为正极。 ⑵根据电子或者电流的流动方向：电子流向：负极→正极。电流方向：正极→负极。 ⑶根据电极变化判断：氧化反应→负极；还原反应→正极。 ⑷根据现象判断：电极溶解→负极；电极重量增加或者有气泡生成→正极。 ⑸根据电解液内离子移动的方向判断：阴离子→移向负极；氧离子→移向正极。 三．电极反应式的书写： *注意点： 1.弱电解质、气体、难溶物不拆分，其余以离子符号表示； 2.注意电解质溶液对正负极的影响； 3.遵守电荷守恒、原子守恒，通过添加H+ 、OH- 、H 2 O 来配平 1.负极：⑴负极材料本身被氧化： ①如果负极金属生成的阳离子与电解液成分不反应，则为最简单 的：M-n e-=M n+如：Zn-2 e-=Zn2+ ②如果阳离子与电解液成分反应，则参与反应的部分要写入电极反应式中： 如铅蓄电池，Pb+SO 42--2e-=PbSO 4 ⑵负极材料本身不反应：要将失电子的部分和电解液都写入电极反应式， 如燃料电池CH 4-O 2 (C作电极)电解液为KOH：负极：CH 4 +10OH-8 e-=C0 3 2- +7H 2 O 2.正极：⑴当负极材料能自发的与电解液反应时，正极则是电解质溶液中的微粒的反应， H 2SO 4 电解质，如2H++2e=H 2 CuSO 4 电解质： Cu2++2e= Cu ⑵当负极材料不与电解质溶液自发反应时，正极则是电解质中的O 2 反正还原反应 ①当电解液为中性或者碱性时，H 2 O参加反应，且产物必为OH-, 如氢氧燃料电池（KOH电解质）O 2+2H 2 O+4e=4OH- ②当电解液为酸性时，H+参加反应，产物为H 2 O 如氢氧燃料电池（KOH电解质） O 2+4O 2 +4e=2H 2 O 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。 ③能自发的发生氧化还原反应 ④形成闭合回路 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-=H 2 ↑（还原反应） 阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反 应） 阳极：2Cl--2e-=Cl 2 ↑ （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—牺牲阳极 的阴极保护法； 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）。 原电池和电解池知识点高三化学二轮复习教案：原电池和电解池(原创)
高中化学原电池教案
原电池和电解池知识点归纳
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