電化學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié) 選修4 人教版

電化學(xué)原電池裝置特點(diǎn)：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

①、兩個(gè)活潑性不同的電極；

形成條件：②、電解質(zhì)溶液（一般與活潑性強(qiáng)的電極發(fā)生氧化還原反應(yīng)）；原③、形成閉合回路（或在溶液中接觸）

電負(fù)極：用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)（活潑金屬）作負(fù)極，負(fù)極向外電路提供電子；發(fā)生氧化反應(yīng)。池基本概念：正極：用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)正極，正極從外電路得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。原電極反應(yīng)方程式：電極反應(yīng)、總反應(yīng)。理

失e-,沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生氧化反應(yīng)負(fù)極銅鋅原電池正極還原反應(yīng)

反應(yīng)原理：Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=2H2↑

不溶陽(yáng)移解斷離子向電解質(zhì)溶液

電極反應(yīng)：負(fù)極（鋅筒）Zn-2e-=Zn2+

正極（石墨）2NH4++2e-=2NH3+H2↑

①、普通鋅錳干電池總反應(yīng)：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2↑

干電池：電解質(zhì)溶液：糊狀的NH4Cl

特點(diǎn)：電量小，放電過(guò)程易發(fā)生氣漲和溶液

②、堿性鋅錳干電池電極：負(fù)極由鋅改鋅粉（反應(yīng)面積增大，放電電流增加）；

電解液：由中性變?yōu)閴A性（離子導(dǎo)電性好）。

正極（PbO2）PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O負(fù)極（Pb）Pb+SO42--2e-=PbSO4

鉛蓄電池：總反應(yīng)：PbO2+Pb+2H2SO4充電2PbSO4+2H2O

電解液：1.25g/cm3~1.28g/cm3的H2SO4溶液

蓄電池特點(diǎn)：電壓穩(wěn)定。

Ⅰ、鎳鎘（NiCd）可充電電池；

其它蓄電池Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2

Ⅱ、銀鋅蓄電池

鋰電池

①、燃料電池與普通電池的區(qū)別

不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是工作時(shí)不斷從外界輸入，同時(shí)

燃料電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池。

電池②、原料：除氫氣和氧氣外，也可以是CH4、煤氣、燃料、空氣、氯氣等氧化劑。

負(fù)極：2H2+2OH--4e-=4H2O；正極：O2+2H2O+4e-=4OH-

③、氫氧燃料電池：總反應(yīng)：O2+2H2=2H2O

特點(diǎn)：轉(zhuǎn)化率高，持續(xù)使用，無(wú)污染。

廢舊電池的危害：舊電池中含有重金屬（Hg2+）酸堿等物質(zhì)；回收金屬，防止污染。

放電`放電放電化學(xué)電源簡(jiǎn)介

腐蝕概念：金屬或合金與周?chē)�接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過(guò)程。

概述：腐蝕危害：

腐蝕的本質(zhì)：M-ne-→Mn+(氧化反應(yīng))

分類(lèi)：化學(xué)腐蝕（金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕）、電化腐蝕定義：因發(fā)生原電池反應(yīng)，而使金屬腐蝕的形式。

負(fù)極（Fe）：Fe-2e-=Fe2+；正極（C）：O2+2H2O+4e-=4OH-金屬的電化吸氧腐蝕：總反應(yīng)：2Fe+O2+2H2O=Fe(OH)2

腐腐蝕后繼反應(yīng)：4Fe(OH)+O+2HO=4Fe(OH)

2223

蝕△與鋼鐵的腐蝕：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O防負(fù)極（Fe）：Fe-2e-=Fe2+；護(hù)

【例1】在下圖所示的裝置中，能夠發(fā)生原電池反應(yīng)的是（）

ABCDEF

【例2】（08廣東卷）用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋（裝有瓊脂-KNO3的U型管）構(gòu)成一個(gè)原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是（）①在外電路中，電流由銅電極流向銀電極②正極反應(yīng)為：Ag++e-=Ag

③實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作

④將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同

A．①②B．②③C．②④D．③④【例3】將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間，以下敘述正確的是（）A．兩燒杯中銅片表面均無(wú)氣泡產(chǎn)生B．甲中銅片是正極，乙中銅片是負(fù)極C．兩燒杯中溶液的pH均增大D．產(chǎn)生氣泡的速度甲比乙慢

【例4】等質(zhì)量的兩份鋅粉a、b，分別加入過(guò)量的稀H2SO4，同時(shí)向a中加入少量的膽礬晶體，下列圖表示產(chǎn)生H2的體積V（升）與時(shí)間t（分）的關(guān)系，其中正確的是（）。

析氫腐蝕：正極（C）：2H++2e-=H2↑

總反應(yīng)：Fe+2H+=Fe2++H2↑

影響腐蝕的因素：金屬本性、介質(zhì)。

金屬的防護(hù)：①、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)；

保護(hù)方法：②、在金屬表面覆蓋保護(hù)層；

③、電化學(xué)保護(hù)法（犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法）

【例5】據(jù)報(bào)道，我國(guó)擁有完全自主產(chǎn)權(quán)的氫氧燃料電池車(chē)將在北京奧運(yùn)會(huì)期間為運(yùn)動(dòng)員提供服務(wù)。某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液。下列有關(guān)該電池的敘述不正確的是（）

-—

A.正極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e=4OH

B.工作一段時(shí)間后，電解液中KOH的物質(zhì)的量不變C.該燃料電池的總反應(yīng)方程式為：2H2+O2=2H2O

D.用該電池電解CuCl2溶液，產(chǎn)生2.24LCl2（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，有0.1mol電子轉(zhuǎn)移

【例6】（08寧夏卷）一種燃料電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳。該電池負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是（）

－

A．CH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e

－

B．O2(g)+4H+(aq)+4e=2H2O(1)

－

C．CH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6e

－－

D．O2(g)+2H2O(1)+4e=4OH【例7】（08江蘇卷）鎳鎘（Ni-Cd）可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其充、放電按下式進(jìn)行：Cd+2NiOOH+2H2O

放電充電Cd(OH)2+2Ni(OH)2

有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是（）

A．充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)：Ni(OH)2－e+OH-==NiOOH+H2OB．充電過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程C．放電時(shí)負(fù)極附近溶液的堿性不變

D．放電時(shí)電解質(zhì)溶液中的OH-向正極移動(dòng)【例8】（09廣東化學(xué)14）可用于電動(dòng)汽車(chē)的鋁-空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，

鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。下列說(shuō)法正確的是

－－

A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時(shí)，正極反應(yīng)都為：O2＋2H2O＋4e＝4OH

－

B．以NaOH溶液為電解液時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Al＋3OH－3e-＝Al(OH)3↓C．以NaOH溶液為電解液時(shí)，電池在工作過(guò)程中電解液的pH保持不變D．電池工作時(shí)，電子通過(guò)外電路從正極流向負(fù)極

【例9】把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸泡在稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連可以組成各種原電池。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極；c、d相連時(shí)，d上有氣泡逸出；a、c相連時(shí)，a極減輕；b、d相連時(shí)，b為正極。則這四種金屬活潑性順序由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋ǎ?/p>

A．a(chǎn)＞b＞c＞dB．a(chǎn)＞c＞b＞dC．a(chǎn)＞c＞d＞bD．b＞d＞a＞c

電解池

定義：使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。裝置特點(diǎn)：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

①、與電源本連的兩個(gè)電極；

形成條件②、電解質(zhì)溶液（或熔化的電解質(zhì)）

③、形成閉合回路。

電極陽(yáng)極：與直流電源正極相連的叫陽(yáng)極。

電概念陰極：與直流電源負(fù)極相連的叫陰極。解電極反應(yīng)：池原原理：誰(shuí)還原性或氧化性強(qiáng)誰(shuí)先放電（發(fā)生氧化還原反應(yīng)）理離子放電順序：陽(yáng)極：陰離子還原性S2->I->Br->Cl->OH->SO42-（含氧酸根）>F-

陰極：陽(yáng)離子氧化性Ag+>Fe3+>Cu2+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+

電子流向e-e-

氧化反應(yīng)陽(yáng)極陰極還原反應(yīng)

反應(yīng)原理：4OH--4e-=2H2O+O2Cu2++2e-=Cu

陰移陽(yáng)移離向離子子向電解質(zhì)溶液電解結(jié)果：在兩極上有新物質(zhì)生成。

總反應(yīng)：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑

電解

【例10】按下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并回答下列問(wèn)題⑴判斷裝置的名稱(chēng)：A池為B池為

⑵銅極為_(kāi)_____極，電極反應(yīng)式為石墨棒C1為_(kāi)__極，電極反應(yīng)式為

石墨棒C2附近發(fā)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為⑶當(dāng)C2極析出224mL氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，鋅的質(zhì)量變化（增加或減少）g.CuSO4溶液的質(zhì)量變化了（增加或減少了）g

A

CuSO4溶液

練習(xí).右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無(wú)色無(wú)臭氣體放出,符合這一情況的

ZnCuC1C2

B

KCl酚酞溶液

粗銅板作陽(yáng)極，與直流電源正極相連；

①、裝置純銅作陰極，與直流電源負(fù)極相連；

用CuSO4(加一定量H2SO4)作電解液。陰極：Cu2++2e-=Cu

電解精煉銅陽(yáng)極：Cu-2e-=Cu2+、Zn-2e-=Zn2+

②、原理：Ni-2e-=Ni2+

陽(yáng)極泥：含Ag、Au等貴重金屬；電解液：溶液中CuSO4濃度基本不變

③、電解銅的特點(diǎn)：純度高、導(dǎo)電性好。

①、概念：利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或合金的過(guò)程。

將待鍍金屬與電源負(fù)極相連作陰極；

②、方法：鍍層金屬與電源正極相連作陽(yáng)極；

電鍍：用含鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液配成電鍍液。

③、原理：陽(yáng)極Cu-2e-=Cu2+；Cu2++2e-=Cu④、裝置：

⑤、電鍍工業(yè)：鍍件預(yù)處理→電鍍液添加劑→

裝置：（如圖）

現(xiàn)象①、陰極上有氣泡；②、陽(yáng)極有刺激性氣體產(chǎn)，能使?jié)駶?rùn)的淀粉KI變藍(lán)；

電解食鹽水③、陰極區(qū)附近溶液變紅，有堿生成

原理：通電前：NaCl=Na++Cl-H2OH++OH-

原理陰極（Fe）:Na+,H+移向陰極；2H++2e-=H2↑(還原反應(yīng))

通電后：陽(yáng)極（C）：Cl-、OH-移向陽(yáng)極；2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反應(yīng))

總反應(yīng)：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑陽(yáng)極、陰極、離子交換膜、電解槽、導(dǎo)電銅棒等

氯堿工業(yè)

①、組成：陽(yáng)極：金屬鈦網(wǎng)（涂有釕氧化物）；陰極：碳鋼網(wǎng)（涂有Ni涂層）

陽(yáng)離子交換膜：只允許陽(yáng)離子通過(guò)，阻止陰離子和空氣通過(guò)；

離子交換膜法制燒堿：②、裝置：

電解

電解的應(yīng)用練習(xí)．右圖A為直流電源，B為滲透飽和氯化鈉溶液

K和酚酞試液的濾紙，C為電鍍槽，接通電路后，發(fā)現(xiàn)B上的C點(diǎn)顯紅色，請(qǐng)?zhí)羁眨?/p>

cdab（1）電源A的a為極。

（2）濾紙B上發(fā)生的總反應(yīng)方程式BA為：。

e（3）欲在電鍍槽中實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鋅，接通K點(diǎn)，使c、fd兩點(diǎn)短路，則電極e上發(fā)生的反應(yīng)為：，電極f上發(fā)生的

C反應(yīng)為：，槽中盛放

的鍍液可以是或（只要求填兩種電解質(zhì)溶液）。

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選修四電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)201*-11-20

1原電池及其應(yīng)用

1.1原電池原理

1.1.1原電池裝置構(gòu)成

①兩個(gè)活潑性不同的電極；②電解質(zhì)溶液或熔融的電解質(zhì)

[說(shuō)明]原電池的兩極分別稱(chēng)為正極和負(fù)極。兩極中相對(duì)活潑（易失電子）的作為負(fù)極，相對(duì)不活潑的為正極。負(fù)極應(yīng)要能與電解質(zhì)溶液發(fā)生自發(fā)的氧化反應(yīng)。當(dāng)兩電極材料均插入電解質(zhì)溶液中并將兩極相連構(gòu)成閉合電路，原電池裝置才能發(fā)生電化反應(yīng)產(chǎn)生電流。

1.1.2原電池發(fā)電原理及電極反應(yīng)

將銅片和鋅片平行地插入稀硫酸溶液中，則構(gòu)成了原電池。若將兩極用導(dǎo)線相連，則有電流產(chǎn)生�！鞍l(fā)電”的原理說(shuō)明如下：由于鋅比銅活潑，易失電子，Zn為負(fù)極，Cu則為正極。兩極相連后，Zn自發(fā)失去

2++

電子，不斷“溶解”，形成Zn進(jìn)入溶液。鋅片失去的電子沿外電路到達(dá)銅片，此時(shí)溶液中陽(yáng)離子H在銅

2--+

片表面獲得電子，形成H2逸出。與此同時(shí)溶液中的陰離子（SO4，OH）移向負(fù)極，陽(yáng)離子（H）移向正極（電池內(nèi)部離子的遷移是由化學(xué)勢(shì)所推動(dòng)的，即非電場(chǎng)力做功完成）。由于電池工作時(shí)，電子能自發(fā)地從負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，在電池內(nèi)部，溶液中離子能自發(fā)地遷移，這樣電池就向外提供電能，發(fā)電了。電極反應(yīng)式表示如下

-2+

負(fù)極（Zn）Zn2e=Zn(負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，流出電子)

+-正極（Cu）2H+2e=H2↑(正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，流進(jìn)電子)+2+

總反應(yīng)式Zn+2H=Zn+H2↑

從上分析可知此例正極材料本身并無(wú)參與電極反應(yīng)，僅起作導(dǎo)體作用而已。因此，正極材料若換為活潑性比鋅差的導(dǎo)體為電極（如石墨），效果一樣。1.2原電池的應(yīng)用

主要有兩方面：其一，利用原電池自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，開(kāi)發(fā)化學(xué)電源；其二，抑制原電池反應(yīng)發(fā)生，應(yīng)用于金屬腐蝕的防護(hù)。

1.2.1常見(jiàn)的化學(xué)電源①鋅-錳干電池

正極-石墨棒，負(fù)極-鋅筒,電解質(zhì)-淀粉湖-NH4Cl與碳粉、MnO2的混合物。

-2++-

負(fù)極反應(yīng)：Zn-2e=Zn，正極反應(yīng)：2NH4+2e=2NH3+H2，2MnO2+H2=Mn2O3+H2O；電池反應(yīng)：Zn+NH4Cl+MnO2=ZnCl2+2NH3+Mn2O3+H2O②鉛蓄電池

33

電解質(zhì)溶液為(電解液：1.25g/cm~1.28g/cm的H2SO4溶液

-2--+2-放電時(shí)，負(fù)極-Pb：Pb-2e+SO4=PbSO4↓；正極-Pb（PbO2）：PbO2+2e+4H+SO4=PbSO4↓+2H2O

-2--+2-

充電時(shí)，陰極：PbSO4+2e=Pb+SO4陽(yáng)極：PbSO4↓-2e+2H2O=PbO2+4H+SO4；③燃燒電池

利用可燃物與O2的反應(yīng)開(kāi)發(fā)的電源，燃料電池與普通電池的區(qū)別:不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是工作時(shí)不斷從外界輸入，同時(shí)電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池。燃料電池的原料，除氫氣和氧氣外，也可以是CH4、煤氣、燃料、空氣、氯氣等氧化劑。常見(jiàn)有：氫氧燃燒電池、烴類(lèi)（如CH4、C2H6）燃燒電池、醇類(lèi)（如CH3OH、C2H5OH）燃燒電池、肼(H2N-NH2)--空氣燃料電池等。

1.2.2金屬的腐蝕及防護(hù)（1）金屬的腐蝕

金屬或合金跟周?chē)�接觸到的物質(zhì)(氣體或液體)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而損耗的過(guò)程即為金屬的腐蝕。

若金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕稱(chēng)為化學(xué)腐蝕，此類(lèi)腐蝕無(wú)電流產(chǎn)生；若合

1

金或不純金屬，接觸到電解質(zhì)溶液而構(gòu)成了原電池，其中活潑的金屬作負(fù)極，失去電子而被氧化的腐蝕稱(chēng)電化腐蝕,此類(lèi)腐蝕拌隨有電流的產(chǎn)生。電化腐蝕又分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕，兩者的比較見(jiàn)下表

析氫腐蝕吸氧腐蝕

條件水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性很弱或非酸性

+---正極反應(yīng)2H+2e=H2↑O2+2H2O+4e=4OH

-2+負(fù)極反應(yīng)Fe2e=Fe

2+-其它----------------Fe+2OH=Fe(OH)2；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

（2）金屬的防護(hù)

根據(jù)金屬腐蝕的類(lèi)型及其原理，可從以下幾方面采取防護(hù)措施：

①阻斷形成原電池的條件，避免電化腐蝕。如保持鐵件表面干燥或表面涂一層油漆等。②形成原電池，但把被保護(hù)的金屬作正極，避免腐蝕。如在鋼鐵船體埋鋅塊，在海水中可形成Zn-Fe原電池，因鋼鐵船體為正極得以保護(hù)。

③外接直流電源，將被保護(hù)金屬接到電源的負(fù)極，并形成閉合回路。

2電解池及其應(yīng)用

2.1電解的原理

2.1.1電解池裝置構(gòu)成

①陰陽(yáng)兩個(gè)電極;②電解質(zhì)溶液（或熔化的電解質(zhì)）。

[說(shuō)明]:①電解池兩極名稱(chēng)分別叫陰極和陽(yáng)極,由所連接在的外電源的那一極決定。與外接電源負(fù)極相連作為電解池的陰極，與外接電源正極相連的作為電解池的陽(yáng)極。②當(dāng)然若要發(fā)生電解，還要有外接直流電源設(shè)備，并構(gòu)成閉合回路。

2.1.2電解原理分析

以惰性電極電解硫酸銅溶液為例說(shuō)明

2+2-+-通電前CuSO4=Cu+SO4,H2O=H+OH

2++2--溶液中存在由電離產(chǎn)生的兩種陽(yáng)離子(Cu和H),兩種陰離子(SO4和OH)

2++2--通電后①離子定向移動(dòng)陽(yáng)離子(Cu和H)移向陰極,陰離子(SO4和OH)移向陽(yáng)極

②電極反應(yīng)

2++2+-陰極:由于Cu比H易得電子，故2Cu+4e=2Cu(發(fā)生還原反應(yīng))-2--陽(yáng)極:由于OH比SO4易失電子，故4OH-4e=2H2O+O2↑(發(fā)生氧化反應(yīng))

-+

（或2H2O4e=O2+4H）

③溶液pH變化

-+

在陽(yáng)極區(qū)，由于水電離出的OH得到電子形成O2逸出，而H仍留在溶液中，造成溶液中

+-n(H)>n(OH),使溶液顯酸性。

總化學(xué)反應(yīng)方程式2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4

2.1.3放電順序

粒子在電極上得電子或失電子的過(guò)程又叫放電。

2------陰離子失電子從易到難順序：S>I>Br>Cl>OH>F(或最高價(jià)含氧酸根離子)

陽(yáng)離子得電子從易到難順序（與金屬活動(dòng)順序相反）：

+2+3+2+2++2+2+2+2++3+2++2++

Ag>Hg>Fe(變Fe)>Cu>酸中的H>Pb>Sn>Fe>Zn>H2O中H>Al>Mg>Na>Ca>K說(shuō)明:①上述順序?yàn)楦麟x子濃度相近時(shí)的放電順序

②電解池中電極材料分兩類(lèi)，一類(lèi)稱(chēng)惰性電極，如石墨、鉑、金，它不參與電極反應(yīng)，僅起導(dǎo)電體作用；另一類(lèi)稱(chēng)活潑電極，即除鉑、金外的常見(jiàn)金屬材料的電極。當(dāng)陽(yáng)極為活潑電極時(shí)，在電解時(shí)它將優(yōu)先失電子而被氧化為金屬離子“溶”入溶液，而溶液中陰離子不會(huì)發(fā)生失電子的變化。

2

③利用離子放電順序可以判斷電解時(shí)電極的產(chǎn)物。2.1.4電解規(guī)律

(1)常見(jiàn)酸堿鹽溶液的電解規(guī)律(惰性陽(yáng)極)

電解反應(yīng)類(lèi)型電解質(zhì)類(lèi)型含氧酸強(qiáng)堿溶液活潑金屬含氧酸鹽無(wú)氧酸不活潑金屬無(wú)氧酸鹽規(guī)律實(shí)質(zhì)電解水-->H2+O2實(shí)質(zhì)電解水-->H2+O2實(shí)質(zhì)電解水-->H2+O2酸--->H2+非金屬鹽---->金屬+非金屬鹽+水--->金屬+O2+酸例電解稀H2SO4電解NaOH溶液電解Na2SO4溶液2HCl==H2+Cl2CuCl2=Cu+Cl22CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4PH變化降低升高不變升高----降低升高溶液復(fù)原法加H2O加H2O加H2O加HCl加CuCl2加CuO（CuCO3）加HCl電解水電解質(zhì)分解放氧生酸放氫生堿不活潑金屬含氧酸鹽活潑金屬無(wú)氧酸鹽鹽+水--->H2+非金屬+堿2KCl+2H2O=H2+Cl2+2KOH

(2)溶液電解pH變化規(guī)律

-++

若水中OH在陽(yáng)極放電生成O2,則陽(yáng)極區(qū)溶液增生H，pH降低;若水中H在陰極放電生成H2,則陰極區(qū)溶

-液增生OH，pH升高;總反應(yīng)的結(jié)果，若溶液生成酸,則溶液pH降低；若生成堿，則pH升高。

2.2電解的應(yīng)用

2.2.1電鍍

電鍍裝置:以鍍層金屬作陽(yáng)極,鍍件掛在陰極,含鍍層金屬離子的鹽為電鍍液。電鍍特點(diǎn)：電鍍過(guò)程中鍍層金屬離子濃度不變。

2.2.2氯堿工業(yè)

(1)立式隔膜電解槽的結(jié)構(gòu)①陽(yáng)極：由金屬鈦網(wǎng)（涂有釕氧化物制成）；②陰極：由碳鋼網(wǎng)涂有Ni涂層）制成；③離子交換膜；電解槽框及導(dǎo)電銅。陽(yáng)離子交換膜

--(2)陽(yáng)離子交換膜的作用：阻止Cl、OH等陰離子及氣體分子通過(guò)。這樣可防止陰極產(chǎn)生的H2與陽(yáng)極產(chǎn)生的Cl2混合而爆炸，也避免了Cl2與陰極產(chǎn)生的的NaOH作用生成NaClO而影響NaOH產(chǎn)品質(zhì)量。(3)反應(yīng)原理：--+-陽(yáng)極：2Cl-2e=Cl2↑：陰極：2H+2e=H2↑

電解反應(yīng)化學(xué)方程式2NaCl+2H2O==H2+Cl2+2NaOH

--

離子方程式2Cl+2H2O==H2+Cl2+2OH

(4)產(chǎn)品：NaOH、H2、Cl2

2.2.3電解精煉(電解精煉銅為例)

（1）裝置：陽(yáng)極--粗銅；陰極純銅；電解質(zhì)溶液--銅鹽溶液(如CuSO4)（2）電極反應(yīng)

-2+

陽(yáng)極：粗銅失電子放電“溶解”，Cu-2e=Cu。粗銅中比銅活潑的金屬溶解變成陽(yáng)離子進(jìn)入溶

液，比銅活潑性差的金屬如Au、Ag等貴重金屬則落入陽(yáng)極泥中。

2+2+-陰極：溶液中Cu得電子放電，Cu+2e=Cu生成的Cu沉積在陰極上而得到精銅。

3原電池與電解池的比較項(xiàng)目反應(yīng)性質(zhì)原電池氧化還原反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)多為非自發(fā)，但也可以是自發(fā)反應(yīng)

3

電解池

裝置性質(zhì)電極名稱(chēng)電極反應(yīng)式離子遷移方向化學(xué)能轉(zhuǎn)為電能負(fù)極和正極負(fù)極：失電子氧化反應(yīng)正極：得電子還原反應(yīng)陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極電能轉(zhuǎn)為化學(xué)能陰極和陽(yáng)極陰極：得電子還原反應(yīng)陽(yáng)極：失電子氧化反應(yīng)陽(yáng)離子移向陰極，陰離子移向陽(yáng)極4電化學(xué)試題解法指導(dǎo)

4.1解題步驟方法

①判斷兩池(原電池還是電解池)②標(biāo)注電極名稱(chēng)③寫(xiě)出電極反應(yīng)式(根據(jù)電極產(chǎn)物、溶液成分

變化)④描述或解釋現(xiàn)象或進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。

[練4-01]把鋅片和鐵片放在盛有稀食鹽水和酚酞試液混合溶液的玻璃皿中（如圖所示平面圖），經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，首先觀察到溶液變紅的區(qū)域是（）A、Ⅰ和Ⅲ附近B、Ⅰ和Ⅳ附近C、Ⅱ和Ⅲ附近D、Ⅱ和Ⅳ附近

[解析]①判兩池：通常有外接電源的裝置是電解

池,故左圖為電

-2+

解池,根據(jù)右圖為兩個(gè)活性不同金屬浸在電解質(zhì)溶液中可判斷為原電池；②標(biāo)電極名：左圖由外接電源極性可知I為陰極，II為陽(yáng)極；右圖因Zn比Fe活潑，故III為負(fù)極，IV為正極。③寫(xiě)電極反應(yīng)：左圖中,陽(yáng)極II：金屬Fe優(yōu)先氧化Fe-2e=Fe；陰極I：水中氫放電：2H+2e=H2；④現(xiàn)象及解釋?zhuān)阂騃區(qū)OH增生，堿性，使酚酞變紅。又右圖，正極（IV）上電極反應(yīng)：O2+4e+2H2O=4OH（吸氧腐蝕），該區(qū)域呈堿性使酚酞變紅，B入選。

--+--

[4-02]如圖甲乙兩池分別以碳棒、鉑條、鋁條、鎂條為電極，并用導(dǎo)線相連接，以NaCl、NaOH溶液為電解溶液，有關(guān)該裝置的描述正確的是(D)

-2+

A.乙池中,Mg極的電極反應(yīng)是Mg-2e=Mg

-B.甲池中,Pt極的電極反應(yīng)是2Cl2e=Cl2↑

C.隨著反應(yīng)的進(jìn)行.乙池中n(NaOH)保持不變

D.反應(yīng)過(guò)程中,甲池中兩極附近溶液PH(C)

C．電解后,溶液中存在的陽(yáng)離子只有Fe、ZnD．電解后,電解模底部陽(yáng)極泥中中存在Cu、Pt

[解析]這是電解的過(guò)程，陽(yáng)極發(fā)生的是氧化反應(yīng),A錯(cuò)；陽(yáng)極：Zn-2e=ZnFe-2e=FeNi-2e=Ni

2+2+2+2+2+

--2+

-2+

-2+

2+2+

，Pt

為惰性金屬，不會(huì)放電，而Cu要在金屬Ni全部氧化為Ni后才能放電，但此時(shí)Cu已沒(méi)有了支撐物了，結(jié)果和Pt一起落下，形成陽(yáng)極泥，故D正確;陰極：因氧化性Ni>Fe>Zn,所以只有Ni+2e=Ni,可見(jiàn)，陽(yáng)極質(zhì)量減少的是“溶解”下的Zn、Fe、Ni，而陰極質(zhì)量增加的只是析出的鎳，兩者質(zhì)量是不相等的，故B錯(cuò)。;電解后,溶液中除留下Fe、Zn外，還有Ni，C也錯(cuò)。

2+2+2+

[練4-05]鉛蓄電池是典型的可充型電池，它的正負(fù)極格板是惰性材料，電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO2+4H+2SO

+

2-4

2PbSO4+2H2O

請(qǐng)回答下列問(wèn)題（不考慮氫、氧的氧化還原）:(1)放電時(shí)：正極的電極反應(yīng)式是______________;電解液中H2SO4的濃度將變________;當(dāng)外電路通過(guò)1mol電子時(shí)，理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加________g。

(2)在完全放電耗盡PbO2和Pb時(shí)，若按題27圖連接，電解一段時(shí)間后，則在A電極上生成__________、B電極上生成________,此時(shí)鉛蓄電池的正負(fù)極的極性將________________________。

解析：鉛蓄電池的負(fù)極是鉛（Pb），正極是二氧化鉛（PbO2）。放電時(shí)電極反應(yīng)：正極[A-（PbO2）]PbO2+2e

--

+2H+SO4==PbSO4+H2O

+2-

+2-

（與常見(jiàn)電池不同，鉛蓄電池放電時(shí)正極材料（PbO2）本身參與了電極反應(yīng)負(fù)極[B-（Pb）]Pb-2e+2H+SO4==PbSO4+H2O

可見(jiàn)，當(dāng)通過(guò)2mole時(shí)，負(fù)極1molPb變?yōu)?molPbSO4沉積在負(fù)極板上，既凈增加1molSO4，所以當(dāng)外電路通過(guò)1mol電子時(shí)，理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加49g。因放電時(shí)要消耗H2SO4，故;電解液中H2SO4的濃度將變小。完全放電后兩極材料都有變?yōu)榱蛩徙U（PbSO4），外接電源時(shí)，發(fā)生電解過(guò)程，電極反應(yīng)如下：陰極[A-（PbSO4）]PbSO4+2e+=Pb+SO4，A電極上生成Pb陽(yáng)極[B-（PbSO4）]PbSO4-2e+2H2O=PbO2++4H+SO4，B電極上生成PbO2此時(shí)鉛蓄電池的正負(fù)極的極性將對(duì)換。

-+

2--2--

4.2電極名稱(chēng)判斷法

根據(jù)兩極金屬相對(duì)活性判定原電池的電極名稱(chēng)，根據(jù)X極所連接在的外接電源極性(“+”或“-”)判定電解池的電極名稱(chēng)；根據(jù)電子（或電流）流向或測(cè)電極電勢(shì)高低等電學(xué)原理判斷電極名稱(chēng)；此外根據(jù)X極發(fā)生氧化還是還原,移向X極的離子是陽(yáng)離子還是陰離子,X極增重還是減重,X極區(qū)PH值是升高還是降低等判定X電極的名稱(chēng)。但要注意X極指的是在原電池還是電解池。

說(shuō)明：化學(xué)上規(guī)定，凡發(fā)生氧化變化的電極均為陽(yáng)極，而發(fā)生還原的電極均為陰極。據(jù)此，從發(fā)生的化學(xué)變化角度看，原電池中的負(fù)極（-）又叫陽(yáng)極，正極（+）又叫陰極。

4.3電極反應(yīng)式寫(xiě)法

[電解池電極反應(yīng)式寫(xiě)法要領(lǐng)]陽(yáng)極，首先看為何材料，若為金屬（除Au、Pt外），則陽(yáng)極金屬本身優(yōu)先被氧化，此時(shí)不必考慮溶液中陰離子放電；若陽(yáng)極為惰性材料，則分析溶液中陰離子及放電順序，還原性強(qiáng)者優(yōu)先在陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)。陰極，不必考慮電極為何材料，只要看溶液中有何離子及其放電順序，氧化性強(qiáng)者優(yōu)先得電子發(fā)生被還原反應(yīng)。

[原電池電極反應(yīng)式寫(xiě)法要領(lǐng)]①負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，兩電極轉(zhuǎn)

-

移的電子數(shù)要相等；②負(fù)極和正極兩電極反應(yīng)式相加則得到原電池的總反應(yīng)式；③若溶液中OH有參與電

++

極反應(yīng)必發(fā)生在負(fù)極。若結(jié)果H有增加，酸性增強(qiáng)，PH降低，必在負(fù)極區(qū)；若溶液中H有參與電極反應(yīng)必

5

發(fā)生在正極;若結(jié)果OH有增加，堿性增強(qiáng)，PH升高，必在正極區(qū)。

[練4-07]以鉑為電極，在兩極上分別通入H2和O2，可組成氫氧燃燒電池。分別寫(xiě)出以硫酸為電解質(zhì)和KOH為電解質(zhì)溶液中的有關(guān)電極反應(yīng)式。

[解析]由于H2具有強(qiáng)還原性，O2具有強(qiáng)氧化性，故H2為負(fù)極，O2為正極。若電解質(zhì)為H2SO4電極反應(yīng)式：負(fù)極(Pt-H2)2H24e=4H正極(Pt-O2)O2+4e+4H=2H2O

因溶液有高濃度H，正極O2的還原產(chǎn)物只能是H2O，不可能為OH。若電解質(zhì)為KOH電極反應(yīng)式：負(fù)極(Pt-H2)2H24e+4OH=4H2O正極(Pt-O2)O2+4e+2H2O=4OH

因溶液有高濃度OH，故H2氧化產(chǎn)物H將在負(fù)極上與OH結(jié)合為H2O，而正極上O2的還原產(chǎn)物O不能在溶液中存在，而是與H2O反應(yīng)轉(zhuǎn)化為OH。

氫氧燃燒電池總反應(yīng)方程式：2H2+O2=2H2O

--+

-2--

---+--+-+-

[練4-08]將兩塊鉑片連接后插入KOH溶液中作電極，并在兩極片上分別通入甲烷和氧氣從而組成了堿性燃燒電池，試寫(xiě)出有關(guān)電極反應(yīng)式，并說(shuō)明溶液PH變動(dòng)情況。

[解析]負(fù)極(Pt-CH4):CH48e+10OH=CO3+7H2O正極(Pt-O2):2O2+8e+4H2O=8OH

電池總反應(yīng):CH4+2O2+2OH=CO3+3H2O(將兩電極反應(yīng)式相加即得總反應(yīng)式)

聯(lián)想到甲烷的燃燒的氧化產(chǎn)物是CO2,而在KOH溶液中不可能存在CO2,CO2會(huì)與KOH作用生成K2CO3和H2O,因此有如上負(fù)極反應(yīng)式。可見(jiàn)，電極上放電反應(yīng)后的產(chǎn)物還常可能與電解質(zhì)溶液發(fā)生離子反應(yīng)。

該電池工作時(shí)，負(fù)極區(qū)由于OH參與電極反應(yīng)而減少，故該區(qū)PH呈降低態(tài)勢(shì)；正極有OH生成,故該區(qū)PH呈升高態(tài)勢(shì)。但負(fù)極消耗的OH比正極生成的多，所以總的結(jié)果是溶液OH減少，PH值要降低。

-----

2---

--2-

[練4-09]熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混和物作電解質(zhì)，CO為負(fù)極燃?xì)�，空氣與CO2的混和氣為正極助燃?xì)�，制得�?50℃下工作的燃料電池。完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：

2-－

負(fù)極反應(yīng)式：2CO+2CO3－4e＝4CO2

－2-正極反應(yīng)式：O2+2CO2+4e=2CO3

總電池反應(yīng)式：2CO+O2=2CO

[解析]從通常原電池的電解質(zhì)溶液，一下過(guò)渡到熔融鹽，不少人無(wú)法適應(yīng)。其實(shí)，我們只要從最基本的一點(diǎn)－燃料電池分析，其總電池反應(yīng)式應(yīng)為：2CO+O2=2CO2，然后逆向思考，正極反應(yīng)式=總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式，就可得出結(jié)果：O2+2CO2+4e=2CO3。通過(guò)電池總反應(yīng)式寫(xiě)電極反應(yīng)式不失為一種簡(jiǎn)便方法。

－2-

[練4-10]高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為

放

3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH

充

下列敘述不正確的是（C）．．．A．放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：3Zn6e+6OH=3Zn(OH)2

2

B．充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為：2Fe(OH)36e+10OH=2FeO4+8H2OC．放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3mol電子，正極有1molK2FeO4被氧化D．放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)

[解析]放電是原電池原理，正極反應(yīng)為2FeO4+6e+8H2O=2Fe(OH)3+10OH，放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3mol電子，正極有1molK2FeO4被還原，同時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)；負(fù)極反應(yīng)3Zn6e+6OH=3Zn(OH)2；充電是電解原理，陽(yáng)極反應(yīng)為2Fe(OH)36e+10OH=2FeO4+8H2O陰極反應(yīng)為3Zn(OH)2+6e=3Zn+6OH

622

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