原电池学案

原电池、电解池复习1、原电池的原理及形成条件（1）原电池的定义将化学能转化为电能的装置叫做原电池（2）原电池的工作原理以锌铜原电池为例：在锌铜原电池中，较活泼的金属失去电子发生氧化反应，电子经过导线流向较不活泼的金属铜，溶液中氧化性较强的阳离子在铜片上得到电子发生还原反应。

电子从负极沿导线流入正极，在导线上形成电流；在电解质溶液中阴离子向负极移动，阳（3）原电池的形成条件A、B、C、D、例1.在下图4个装置中，属于原电池的是（）（4）原电池正负极的判断负极：发生氧化反应，电子流出（流向正极）正极：发生还原反应，电子流入（流向负极）原电池正极和负极的判定：A、由两极的相对活动性判定：B、由电极现象判定：通常情况下，在原电池中某一电极若不断溶解或质量不断减少，该电极发生，若原电池中某一电极上有气体产生、电极质量不断增加或电极质量不变，该电极发生，则为原电池的正极。

（燃料电池除外）C、由原电池里电解质内离子的定向移动判定：在原电池的电解质内，阳离子移向的一极为正极，阴离子移向的一极为。

（5）电极反应式的书写在电极上的反应叫做电极反应，表示电极反应的式子，叫做电极反应式。

原电池的电极反应式的书写是近几年高考的热点之一，根据原电池的原理，其书写有一定的技巧：A、利用氧化还原反应的原理进行书写。

方法为：先确定原电池的正负极，负极上物质失去电子，化合价升高；正极上的物质得到电子，化合价降低，得失电子数目相等。

B、正负极反应式相加得到电极反应的总反应式，若能写出已知电池反应的总反应式，可以减去较易写出的电极反应式，即可得到较难写出的电极反应式。

a、书写电极反应式时要保证电荷守恒，原子守恒，可在电极反应式的一端根据需要添加“H+”“OH-”“H2O”b、书写时弱电解质、气体、氧化物及难溶物均以分子式表示，其余以离子符号表示。

例4.用两根铂丝作电极插入KOH溶液中，再分别向两极通入甲烷气体和氧气，可形成原电池——燃料电池，该电池放电时发生的反应为CH4+2KOH+2O2====K2CO3+3H2O，下列说法错误的是（）A.通甲烷的一极为负极，通氧气的一极为正极B.放电时，通入O2一极附近溶液的pH升高C.放电一段时间后，KOH的物质的量不发生变化D.通甲烷极的电极反应式是：CH4+10OH--8e-23CO+7H2O2、原电池的设计方法（1）氧化还原反应与电池在原电池中进行的反应是通常条件下能自发进行的氧化还原反应。

将一个氧化还原反应变成原电池的反应，就是使氧化反应和还原反应分别在两个电极上发生，电子转移通过两极的导线来完成。

将锌片直接插入硫酸中反应生成氢气（设为甲池），将锌片和铜片用导线连接插入硫酸中形成锌铜原电池（设为乙池）比较：A、相同点：甲池和乙池的反应结果是一样的，都是不同点：a、乙池中有电流产生，为原电池，可做电源，而甲池无此作用。

B、乙池产生氢气的速率比甲池快。

C、乙池的氧化还原反应与还原反应是在两个电极上发生的，电子的转移是通过外电路进行的，而甲池中电子由锌片直接转移给。

（2）原电池的设计方法根据氧化还原反应和原电池原理设计原电池时，要确定负极、正极，电解质溶液和2FeCl3+Cu====2FeCl2+CuCl2。

画出原电池的示意图并写出电极反应式。

3、化学电源（1）化学电源的种类化学电源主要有一次电池和二次电池。

一次电池用过后不能复原，如普通锌锰干电池，纽扣电池等；二次电池充电后能继续使用，如铅蓄电池、镍氢电池、锂离子电池等。

（2）常见电池（1）电解的概念：使电流通过电解质溶液（或熔融的电解质）而在阴阳两极发生氧化还原反应的过程叫做电解。

（2）电解装置及其特点：电解池或电解槽。

借助电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转化为化学能的装置。

（3）电解池的原理：电解池的本质是将电能转化为化学能。

以惰性电极（Pt或石墨）电解CuCl2溶液为例：阳极（与相连）：氧化反应阴极（与相连）：（）反应总反应式：图示：（回路形成）（4）电解池的形成条件A、有一个外加电源B、与电源相连的两个电极：阳极连电源的正极，阴极连电源的负极。

两极不论什么材料，只要能够导电即可，分别称为阳极和阴极，阳极或阴极由所连接的电源正负极决定，与两极的材料金属活动性无关。

一般来说，电极根据材料不同分为惰性电极和活泼电极。

惰性材料：指金属活动性很差的金、Pt及其他非金属（如石墨等）材料电极材料活泼电极：指金、Pt等以外的金属材料掌握以上内容，对分析电解产物是非常重要的。

注意：阳极上发生失电子的氧化反应，阴极上发生的电子的还原反应。

电子流向从电源的负极到电解池的阴极，从电解池的阳极到电源的正极。

C、两电极材料均插入电解质溶液中（或熔融的电解质中）D、两极在外电路（电解质溶液外面的部分）中通过外加直流电源的相连而形成闭合回路。

E、在内电路（电解质溶液）中，两极不能接触。

5、电解原理的应用（1）电解冶炼法制活泼金属电解熔融的电解质，可炼得活泼金属。

如钠、钙、镁、铝等金属壳通过电解其熔融的氯化物或氧化物制得。

如电解冶炼铝：（2）铜的电解精炼A、电解精炼的装置：B、电解精炼原理：以粗铜（含杂质）为，以纯铜为，以为电解质溶液构成电解池。

电极反应：阳极：阴极：粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种杂志，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，在金属活动性顺序中位于同以前的金属杂质如锌、铁、镍等，也会同时失去电子，但是它们的阳离子比铜离子得电子的能力弱，难以被还原，所以它们并不在阴极获得电子析出，只是留在电解液里。

而在金属活动性顺序中位于铜之后的银、金等杂质，因为给电子的能力比铜弱。

难以在阳极失去电子变成阳离子溶解，当阳极上的铜失去电子变成离子溶解时，它们以单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥（阳极泥课作为提炼贵金属的原料）。

方法技巧2（ ）A.a 为负极，b 为正极B.a 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2、书写电极反应和总反应式的规律 （1）电极反应式的书写规律 A 、根据原电池的装置书写负极：①若负极材料本身被氧化，其电极反应式有两种情况：一种是负极金属失电子后生成的金属阳离子不与电解质溶液的成分反应，此时的电极反应可表示为M-ne-===M n+另一种是负极金属失电子后产生的金属阳离子与电解质溶液的成分反应，此时的电极反应要将金属失电子的反应、金属阳离子与电解质的反应叠加在一起，如铅蓄电池的负极反应为：②若负极材料本身不反应，如燃料电池，在书写负极反应式时，要将燃料失电子的反应及其产物与电解质溶液中的反应叠加在一起书写，如H2-O2(KOH溶液)电池的负极反应为：正极：首先判断在正极发生反应的物质。

a、当负极材料与电解质溶液能自发地发生反应时，在正极上的反应的物质是电解质中的某种微粒；b、当负极材料与电解质溶液不能自发地发生反应时，在正极上发生的反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2.然后再根据具体情况学出正极反应式，在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题，若反应也要写叠加式。

（2）根据原电池反应书写电极反应式A、找出发生氧化反应和还原反应的物质，确定正、负极的产物。

B、利用电荷守恒分别写出电极反应式C、验证：两电极反应式相加所得电池反应式和原化学方程式相同，则书写正确。

（3）原电池反应式的书写两电极反应式得失电子数相等时，将两电极反应式相加即得原电池反应式。

例6.阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池总反应为：2H2+O2====2H2O，电解质溶液为KOH溶液，其电极反应式分别为：负极_________________________，正极_____________________________。

若电解质溶液改为稀H2SO4，其电极反应式分别为：负极_________________________，正极_____________________________。

1、首先要判定是否为电解池，有外接电源的为电解池、2、对于电解池，要首先考虑阳极电极材料3、若溶液中的阴阳离子有多种，则根据离子放电顺序判断电极反应式探究提升1、原电池的应用（1）加快电极反应5.(2005山西太原测试题)电工操作中规定不能把铜线和铝线拧在一起连接线路，这是因为（）A.延伸性相差大，易折断B.铝线上的氧化膜电阻大C.铝线很快被腐蚀D.电阻率不同拧在一起要发热（2）比较金属活动性强弱例2.有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B不易腐蚀。

将A、D分别投入等物质的量浓度的盐酸中，D比A反应剧烈。

将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化，如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。

据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是______________。

（3）制造多种化学电源（4）金属的防护练习：8．下列关于铜电极的叙述中正确的是（）A.铜锌原电池中铜是负极B.用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极C.在铁上电镀铜时用铜作阴极D.电解稀硫酸时用铜作阳极，阳极产物为氧气9.关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是（）A.电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠B.若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色C.若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液呈无色D.电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性10.用惰性电极实现电解，下列说法正确的是（）A.电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变B.电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH-，故溶液pH减小C.电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶2D.电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1∶111.某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如右图所示的装置，以下对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（）A.a为正极，b为负极；NaClO和NaClB.a为负极，b为正极；NaClO和NaClC.a为阳极，b为阴极；HClO和NaClD.a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl12.（经典回放）电解原理在化学工业中有广泛应用。

下图表示一个电解池，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。

请完成以下问题：（1）若X、Y者是惰性电极，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______________________________。