原电池
化学能转化为电能的装置。无外加电源的装置一定是原电池。
原电池组成条件：
1.两极材料活泼性不同
2.电极直接与电解质溶液接触
3.形成闭合回路
原电池工作原理：
活泼金属为负极（失电子，被氧化），不活泼金属或碳棒为负极（得电子，被还原）
如锌铜原电池：
锌为负极，铜为正极
由于锌比铜活泼，锌原子失去电子通过导线流向铜原子，形成电流，溶液中的H +从铜片上
获得电子，被还原成H 原子，并形成H 2
阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。
离子方程式为：↑+?→?+++222H Zn
H Zn
练习1
1．下列说法正确的是（ ）
A ．原电池是把电能转化为化学能的装置
B ．原电池中电子流出的一极是正极发生氧化反应
C ．原电池的两极发生的反应均为氧化还原反应
D ．形成原电池后，原电池中的阳离子向正极移动
2．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 ．用铜板和锌板紧靠在一起浸入硫酸铜溶
液，负极铜板质量增加
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，气泡放出速率加快。
3．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
4．白铁皮发生析氢腐蚀，若有0.2摩电子发生转移，下列说法中不正确的是
A.有6.5克锌被腐蚀
B.2.8克铁被腐蚀
C.正极上H+被还原
D.在标准状况下有2.24升气体放出
5．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
6．有a、b、c、d四个金属电极，有关的反应装置及部分反应现象如下：
实验装置部分实验现象
a极质量减小，b极质量增加
b极有气体产生，c极无变化
d极溶解，c极有气体产生
电流计指示在导线中电流从a极流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是 A.a>b>c>d B.b>c>d>a C.d>a>b>c
D.a>b>d>c
7．下列变化中属于原电池反应的是（）
A．白铁(镀Zn铁)表面有划损时，也能阻止铁被氧化B．在空气中金属铝表面迅速被氧化形成保护膜C．红热的铁丝与水接触表面形成蓝色保护层D．在铁与稀H2SO4反应时，加几滴CuSO4溶液，可加快H2的产生
8．将两个铂电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，即构成甲烷燃料电池。已知通入CH4的一极，其电极反应式是：CH4+10OH――8e-=CO32－+7H2O；通入O2的另一极，其电极反应式是：O2+2H2O+4e-=4OH －，下列叙述不正确
．．．的是
A．通入CH4的电极为负极B．正极发生氧化反应C D．该电池使用一段时间后应补充KOH
9．X、Y两根金属棒插入Z溶液中构成如下图的装置，实验中电流表指针发
生偏转，同时X棒变粗，Y棒变细，则X、Y、Z可能是下列中的（）
编号X Y Z
A Zn Cu 稀硫酸
B Cu Zn 稀硫酸
C Cu Ag 硫酸铜溶液
D Ag Zn 硝酸银溶液
10．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 2O(l)＝Zn(OH)2(s)＋Mn 2O 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 2O(1)＋2e －＝Mn 2O 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0.2mol 电子，锌的质量理论上减小
6.5g
11．某原电池总反应的离子方程式为：2Fe 3+＋Fe ＝3Fe 2＋，不能实现该反应的原电池是 A. 正极为Cu ，负极为Fe ，电解质为FeCl 3溶液 B. 正极为C ，负极为Fe ，电解质为Fe （NO 3）3溶液
C. 正极为Fe ，负极为Zn ，电解质为Fe 2(SO 4)3溶液
D. 正极为Ag ，负极为Fe ，电解质为CuSO 4 溶液 13题
12．燃料电池是利用燃料在燃烧过程中把化学能直接转化为电能．氢氧燃料电池的基本反应是：X 极：1/2O 2(g)
＋H 2O(l)＋2e －==2OH － Y 极：H 2(g)＋2OH －==2H 2O(l)＋2e －
下列判断正确的是 A ．X 是正极 B ．Y 是正极 C ．Y 极被还原 D ．Y 极发生氧化反应
13．对于锌－铜－稀H 2SO 4组成的原电池装置中，当导线中有1mol 电子通过时理论上的电极变化
①锌片溶解了32.5g ②锌片增重32.5g ③铜片上析出了1g H 2 ④铜片上析出1molH 2
A. ①③
B. ①④ C ②③ D. ②④
14．炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl)，第二天便会因腐蚀出现红褐色锈斑。试回答:
(1)铁锅的锈蚀应属于______________，腐蚀的原因是___________________。(2)铁锅锈蚀的电极反应式为：
负极 ，正极 。正负电极反应产物会继续发生反应，反应的离子方程式或化学方程式为
15．下图各容器中盛海水，铁会在其中发生变化。按铁极腐蚀的速度由快至慢的顺序为
16．在装有水的烧杯中，用线(绝缘)悬挂一个呈水平方向的由铁和银焊接而成的柱形金属棒，
处
于平衡状态.如果向水中加入CuSO 4溶液，(溶液的密度变化不考虑)
(1)片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈)
A ．铁圈和银圈左右摇摆不定
B ．保持平衡状态不变
C ．铁圈向下倾斜
D ．银圈向下倾斜
(2)产生上述现象的原因是
17．在A 、B 、C 三个烧杯中分别盛有同体积，同物质的量浓度的NaNO 3、HCl 和KCl 溶液，如果A 、B 、
C 杯中电极都为铁和石墨，并用导线连接，(不与电源相连。）则各杯中铁片受腐蚀情况（写明腐蚀类型、
快慢。）及原因是
18．市场出售的“热敷袋”其中的成分主要是铁粉、碳粉、木屑和少量氯化钠、水等。热敷袋用塑料袋密
封，使用时从袋中取出轻轻揉搓就会放出热量，用完后袋内有大量铁锈生成，回答下列各问：
（1）热敷袋放出的热是来自 （2）碳粉和氯化钠的作用分别
是 。
（3）写出有关的电极反应式化学方程式 、
Sn Fe C B Ag Fe D
Fe Al
Fe A
19．阿波罗宇宙飞船使用的是氢氧燃料电池，其电极反应为：2H 2+4OH -→4H 2O+4e -，2H 2O+O 2+4e -→4OH -。
在负极反应的物质是 ，负极发生的是 （填氧化或还原）反应，电池反应是
20．将洁净的金属片Fe 、Zn 、A 、B 分别与Cu 用导线连结浸在合适的电解质溶液里。实验并记录电压指
针的移动方向和电压表的读数如右表所示：
根据以上实验记录，完成以下填空： （1）构成两电极的金属活动性相差越大，电压表的读数越
（填“大”、“小”）。 Zn 、A 、B 三种金属活动性由强到弱的顺序是 。
（2）Cu 与A 组成的原电池， 为负极，此电极反应式为 。
（3）A 、B 形成合金，露置在潮湿空气中， 先被腐蚀。
电解池
电能转化为化学能的装置，必定有外加电源。
电解池组成条件：
1.外接直流电源
2.与电源负极连接的阴极，与电源正极连接的阳极
3.两极置于电解质溶液或熔融电解质中
如电解饱和食盐水：
2NaCl + 2 H 2O ?→?
2NaOH + H 2 ↑+ Cl 2 ↑ 注意： 1.此装置的名称＿ 电解池（特点：电源正极和电极阳极相连，电
源负极和电极阴极相连）
2．氯化钠溶液中离子有： Na + H + Cl - OH -
3．Na + H + 定向移动至阴极附近
Cl - OH -定向移动至阳极附近
4．在阳极附近能够收集到能够使淀粉-碘化钾试纸变蓝的气体-Cl 2
在阴极附近能够收集到可以点燃的气体-H 2
在小烧杯（或U 形管）里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液。为什么在阴极附近出
现了红色？变红的情况发生在阴极附近， 因为OH -在阴极区生成。虽然溶液中OH -在外电
场作用下会移向阳极，但OH -在阴极的生成速率远大于它移向阳极的迁移速率，由于移向阳
极的OH -会和阳极产物Cl 2发生化学反应， 甚至会发生漂白现象，因此，只可能在阴极区
出现红色。
金属
电子流动方向 电压/V Fe Fe → Cu +0.78 Zn Zn → Cu +1.10 A
Cu → A －0.15 B
B → Cu +0.3
练习2
1．（原创）下列有关电解原理的说法不正确的是（）
A．电解饱和食盐水时,一般用铁作阳极,碳作阴极
B．电镀时,通常把待镀的金属制品作阴极,把镀层金属作阳极
C．对于冶炼像钠、钙、镁、铝等这样活泼的金属,电解法几乎是唯一可行的工业方法D．电解精炼铜时，用纯铜板作阴极，粗铜板作阳极
2．在原电池和电解池的电极上所发生的反应，属于还原反应的是（）A．原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应
B．原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应
C．原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应
D．原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应
3．．（原创）用惰性电极在一定温度下电解某Na2SO4饱和溶液200 g。当两极共产生标准状况下67.2L气体时，从溶液中析出64.4g Na2SO4?10H2O 晶体。则剩余溶液的溶质质量分数约是( )
A．64.7％B．47.5％C．32.2％D．28.3％
4．（原创）在25℃时，将两个铜电极插入一定质量的硫酸钾饱和溶液中进行电解。通电一段时间后，阴极上逸出a mol气体，同时有W g 无水硫酸钾晶体析出。在温度不变条件下，下列说法不正确的是( )
A．电解过程中共消耗2amol水B．剩余溶液中有大量蓝色沉淀产生
C．剩余溶液中溶质的质量分数为W / (W+18a) ×100％
D．剩余溶液中溶质的质量分数为W / (W+36a) ×100％
5．某溶液中含有两种溶质AlCl3和H2SO4，它们的物质的量之比为2:1。用石墨做电极电
解该混合溶液时，根据电极产物，可分为若干个阶段，下列叙述不正确的是( )
A．阴极自始至终只有H2 B．阳极先析出Cl2后析出O2
C．电解最后阶段为电解水 D．溶液中先有白色沉淀生成后沉淀全部溶解
6．（改编）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淀粉试液，溶液呈蓝色
C．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞试液，溶液仍无色
D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，加入适量盐酸充分搅拌后溶液可恢
复原状况
7．（原创）下图是电解精炼铜装置，其中c、d为铜电极。则下列有关的判断不正确的是A．c为粗铜板、d为纯铜板
B．电解过程中，SO42-浓度几乎不变
C．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等
D．电解过程中，c电极板附近沉积不溶物，d电极板质量增加
8、（改编）用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一物质（中括号内），溶液能与原来溶液完全一样的是
A．CuCl2[CuCl2溶液] B．AgNO3[Ag2O]
B．C．NaCl[HCl溶液] D．CuSO4[Cu(OH)2]
9．PH＝a的某电解质溶液中，插入两支惰性电极通直流电一段时间后，溶液的pH>a，则该电解质可能是
A．NaOH B．H2SO4 C．AgNO3 D．Na2SO4
10．（改编）在外界提供相同电量的条件，Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e→Cu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
A．6.48g B．1.92g C．1.28g D．0.96g
11．从NO3-、SO42-、Cl-、H+、Cu2+、Ba2+、Ag+等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。若两极分别放出气体，且体积比为1∶1，电解质的化学式可能是。
12．室温下某金属为液态，当电解它的一价金属的硝酸盐溶液时，阴极得到的产物是该金属的单质。当阴极消耗2 mol该盐的阳离子时，阳极可得1 mol的气体产物，则此气体的产物是(填分子式)。由此可推断得知该盐的化学式是,其阴极上所发生的还原反应方程式是：。
13．工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示。
①该电解槽的阳极反应式为；
②通电开始后，阴极附近溶液pH 会增大；其原因是 ；
③除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出品 （填写“A ”或“B ”）导出。
14．已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；
电解质溶液：CuCl 2溶液、Fe 2（SO 4）3溶液、盐酸。接要求回答下列问题：
①电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因 。 ②若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电
池？
，
若能，请写出电极反应式，
负极 ，
正极 。
③若电极反应为：Cu+2H += Cu 2++H 2↑，请在右边框图内画出实
现该反应的装置图（运用题目所给材料和药品）。
1． A 【解析】A 中电解饱和食盐水时，Fe 不可作阳极，否则Fe-2e=Fe 2+，则OH -不能失电子。
2． B 【解析】原电池中，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。电解池中，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。所以B 正确。
3． D 【解析】Na 2SO 4是强酸强碱盐，电解该溶液实质上是电解水。2H 2O 2H 2↑+O 2↑
共产生6个2L 气体时，
则被电解的水为
据电解前后溶液均为饱和溶液，可选出D 答案。
4． C 【解析】
用铜电极电解时：阳极 Cu-2e - =Cu 2+ 阴极 2H ++2e=H 2↑
电池总反应式：Cu+2H 2O Cu(OH)2↓+H 2↑
所以，A 、B 均正确。
剩余溶液中溶质的质量分数=
所以不正确的是C 。
5．D 【解析】 以石墨作电极电解混和液时，第一阶段发生如下电极反应 2Cl --2e -=Cl 2↑ 第二阶段， 2Cl - -2e - =Cl 2↑
电解 电解
2H++2e-=H2↑2H++2e-=H2↑此时H+是由水电离得到的第三阶段4OH—4e-=2H2O+O2↑
6．B 【解析】电极反应式为2Cl- -2e-=Cl2↑
2H++2e-=H2↑(H+由水提供) 所以，A错，B正确，C中阴极显碱性，滴酚酞应变红色。D 中电解一段时间，加入氯化氢可复原。D不正确。
7．C 【解析】C与电源正极相连为C为粗铜，d为纯铜，A正确电极反应式为Cu-2e- =Cu2+所以，SO42-浓度几乎不变，B正确Cu2++2e-=Cu粗铜中含杂质，所以粗铜减少的质量多于析出的纯铜，C错，D正确。
8．B 【解析】复原的原则是出来什么，加回什么，所以应选B。
9．【解析】A
B和C的H+变大，PH变小，D电解水，PH不变
10．【解析】D
11．BaCl2 、HCl
【解析】两极均放出气体，阳离子不可选Cu2+、Ag+，只能选出H+和Ba2+；阴离子可选NO3-、SO42-、Cl-。放出气体体积比为1:1，不能为电解水。所以只能用HCl和BaCl2溶液，不用含氧酸及其盐溶液。
12．O2Hg2(NO3)2Hg22+＋2e－＝2Hg
【解析】电解硝酸盐时阳极发生的反应为4OH--4e- = 2H2O+O2↑产生1molO2需转移4mol 电子，则金属阳离子也产生4mole-，金属又为负价。所以，该盐必为Hg2(NO3)2，阴极反应为2Hg22++4e-=4Hg。
13．①4OH－–4e－＝2H2O+O2↑
②H+放电，促进H2O的电离，从而使OH－浓度增大
③B
【解析】电解时，含氧酸根放电顺序在OH-放电之后，所以阳极反应式4OH- -4e- =2H2O+O2↑；电解开始后，阴极反应式：4H++4e-=2H2↑，H+由水提供，所以PH升高。B出口得到除杂后的KOH溶液。
14．①构成原电池，负极铝加快腐蚀
②能Cu–2e－== Cu2+2Fe3++2e－＝2Fe2+
③见下图（其他合理答案均得分）
【解析】(1)满足形式原电池的条件，可形成原电池，导致铝腐蚀加快。
(2)能。负极材料失电子：Cu-2e- =Cu2+
正极：2Fe3+ +2e- =2Fe2+
(3)设计时Cu做负极材料，电解质溶液中能提供H+失电子，不能有氧化性强于H+的粒子。
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)24．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 + 2 H2O + 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-+ SO42-→ PbSO 总反应式：Pb+PbO2+4H++ 2 SO42-== 2 PbSO4+ 2 H2O 8．Al─NaOH─Mg原电池 正极：6 H2O + 6e- → 3H2↑ +6OH- 负极：2Al - 6e- + 8OH- → 2AlO2-+ 4 H2O 总反应式：2Al+2OH-+2 H2O ==2 AlO2-+ 3 H2↑ 9．CH4燃料电池(碱性介质) 正极：2O2+ 4 H2O + 8e- → 8OH- 负极：CH4-8e- + 10OH- → CO32-+ 7 H2O 总反应式：CH4+ 2O2+ 2OH- == CO32-+ 3 H2O 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：O2 + 2CO2+ 4e- → 2CO32-(持续补充CO2气体) 负极：2CO + 2 CO32-- 4e- → 4CO2 总反应式：2CO + O2== 2 CO2 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
原电池、电解池综合训练 1．下列叙述中，可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是 A．在氧化还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多 B．同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强 C．甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能 D．将甲乙作电极组成原电池时，甲是负极 2．用石墨作电极，电解1 mol·L－1下列物质的溶液，溶液的pH保持不变的是( ) A．HCl B．NaOH C．Na2SO4D．NaCl 3．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 4．A、B、C是三种金属，根据下列①②两个实验，确定它们的还原性强弱顺序为：①将A 与B浸在稀硫酸中用导线相连，A上有气泡逸出，B逐渐溶解；②电解物质的量浓度相同的A、C盐溶液时，阴极上先析出C(使用惰性电极)( ) A．A>B>C B．B>C>A C．C>A>B D．B>A>C 5．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分别投入等浓度盐酸中，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( ) A．D＞C＞A＞B B．D＞A＞B＞C C．D＞B＞A＞C D．B＞A＞D＞C 6．(1993年全国，12)图14-4中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极极板质量增加，b极极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是( ) 7．下列叙述正确的是( ) ①锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率。②镀层破损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的铁)更易腐蚀。③电镀时应把镀件置于电解槽的阴极。④冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中成为熔融体后电解⑤钢铁表面常易腐蚀生成Fe2O3·nH2O A．①②③④⑤B．①③④⑤C．①③⑤D．②④ 8．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+共存的溶液时，Y先析出；又知M2+的氧化性强于Y2+。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为( ) A．X>Z>Y>M B．X>Y>Z>M C．M>Z>X>Y D．X>Z>M>Y
学习必备 欢迎下载 经典高考原电池电解池离子交换膜问题 【试题 】以铬酸钾为原料， 电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下： 下列说法不正确 的是 A ．在阴极室， 发生的电极反应为： 2H 2O 不锈钢 惰性电极 ＋2e － － ＋H 2↑ ＝ 2OH B ．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变 为橙色，是因为阳极区 H ＋ 浓度增大，使平衡 稀KOH 溶液 K 2 CrO 4 溶液 2 CrO 42 ＋ 2H ＋ Cr 2 O 72 ＋ H 2O 向右移动 | C ．该制备过程总反应的化学方程式为： 阳离子交换膜 4K 2CrO 4＋ 4H 2O 通电 2K 2Cr 2O 7＋4KOH ＋ 2H 2↑＋ O 2↑ D ．测定阳极液中 K 和 Cr 的含量。 若 K 与 Cr 的物质的量之比为 d ，则此时铬酸钾的转 化率为 1－ d 2 【答案】D － － (不锈钢 )发生的反应为 ＋ H 2↑； 【解析】根据实验装置图可知：阴极 2H 2O ＋ 2e ＝ 2OH 因为 CrO 42 是最高价含氧酸根， 不可能在阳极 (惰性电极 )失去电子，阳极发生的反应为 2H 2O —4e － ＝ 4H +＋ O 2↑，产生的 H +使平衡 2 CrO 42 ＋2H ＋ Cr 2 O 72 ＋H 2O 向右移动，即生成 K 2Cr 2O 7，溶液逐渐由黄色变为橙色。阳极室中多余的 K + 通过阳离子交换膜移向阴极室，平 衡两室中的电荷。电解过程中实质是电解水，一段时间以后，阴极室 KOH 溶液浓度增大。 D 选项：在阳极室中，电解前是 K 2CrO 4 溶液，其 K 与 Cr 的物质的量之比值为 2，电解 后若 K 2CrO 4 完全转化为 K 2Cr 2O 7 ，其 K 与 Cr 的物质的量之比值为 1，则 1≤ d ≤2。在 1≤ d ≤2 时，铬酸钾的转化率 α 为 100%≤ α ≤0。 [巧解 ] 将 d 的取值范围 1≤ d ≤ 2 代入题设的 “式子： 1－ d ”，铬酸钾的转化率 α 为 50% ≤α ≤ 100%，与事实相悖。 2 [推导 ] 设 1 mol K 2CrO 4 有 x mol 转化为 K 2Cr 2O 7，即生成 x/2 mol K 2Cr 2O 7 ，还余 (1 mol —x mol) K 2CrO 4，故有： n(K) 2(1 mol — x mol) + x mol = (1 mol — x mol) + x mol = d n(Cr) 解得 x =2 — d mol 即铬酸钾的转化率 α = 100(2 — d)% 【点评】 本题以电解法制备重铬酸钾工业生产实际为背景材料，考查电化学知识、平衡 移动和转化率的简单计算。 要求掌握离子在电极上的放电次序、 正确书写电极反应和电池反 应或正确判断电极反应和电池反应的正误、 阳离子交换膜的作用、 平衡移动的原因、 转化率的概念及其计算或转化率公式的推导。思维跨度大，思考容量大。工业生产的最大亮点是： 用阳极水放电产生的 H +促进 CrO 42 转化为 Cr 2O 72 ，同时得到副产物 KOH 。命题的最大亮点 是利用教材中在不同 pH 中 CrO 42 与 Cr 2 O 72 互相转化及其溶液的颜色变化， 与电解知识联系 起来，考查综合运用知识的能力。 【商榷】（ 1）“比”与“比值”是两个不同的概念。题设的“ K 与 Cr 的物质的量之比为 d ”，准确地说这里的 d 不是比而是 K 与 Cr 的物质的量之 比值 。 （ 2）题给的实验装置图如果改用教材中工业上电解饱和食盐水的装置图岂不更 好！
原电池与电解池比较The final revision was on November 23, 2020
（1）原电池与电解池的区别 （2）可逆原电池的充电过程：可逆原电池的充电过程就是电解。 （3）电极名称：不管是原电池还是电解池，只要发生氧化反应的电极就是阳极，只要发生还原反应的就是阴极。
①原电池: A.根据组成原电池两极的材料来判断电极。两极材料为活泼性不同的金属时，则活泼 性相对较强的一极为负极，另一极为正极。 由一种金属和另一种非金属（除氢外）作电极时，金属为负极，非金属为正极。 B.根据原电池内两极上发生的反应类型或现象来判定电极。 原电池的负极一般为金属，并且负极总是发生氧化反应： ，故负极表现为渐渐溶解，质量减小。由此可判定，凡在原电池工作过程 中发生氧化反应或质量减少的一极为负极；凡发生还原反应或有物质析出的一极为正极。注意：原电池的电极有两套称谓：负极又可称为阳极，正极又可称为阴极（不要把负极称为阴极；正极称为阳极）。其中正负极一套称谓是对外电路而言，在物理中常用，阴阳极一套称谓是对内电路而言。原电池也是作为电源向用电器提供电能的，所以一般都用外电路的电极名称，称为正负极而不称为阴阳极。 ②电解池: A.电解池是在外电源作用下工作的装置。电解池中与电源负极相连的一极为阴极，阳 离子在该极接受电子被还原；与电源正极相连的一极为阳极，阴离子或电极本身（对电镀而言）在该极失去电子被氧化。 B.电解池（或电镀池）中，根据反应现象可推断出电极名称。凡发生氧化的一极必为阳极，凡发生还原的一极必为阴极。例如用碳棒做两极电解溶液，析出Cu的一极 必为阴极；放出的一极必为阳极。 注意：电解池中，与外电源正极相连的为阳极，与负极相连的为阴极，这一点与原电池的负对阳，正对阴恰恰相反。 ·电解池的电极常称阴阳极，不称正负极。 ·电镀池是一种特殊的电解池，电极名称的判定同电解池。 4．电解过程中水溶液的pH变化 用铂或石墨等惰性电极电解某些物质的水溶液时，溶液的pH往往发生变化，其原因主 要有两个方面。其一为电解时溶液的浓度发生变化，如果溶质是酸或碱，则它们浓度的改 变使其pH也发生变化。其二为析出电解产物时，可能引起水的电离平衡移动，使或相对过剩。一般是自水溶液中析氢气时，消耗，使水的电离平衡向生成的方向移动，使浓度加大，pH上升。若是析出氧气时，则因而消耗了
原电池、电解池综合训练 1．(1992年全国，13)下列叙述中，可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是 A．在氧化还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多 B．同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强 C．甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能 D．将甲乙作电极组成原电池时，甲是负极 2．(1992年全国，14)用石墨作电极，电解1 mol·L－1下列物质的溶液，溶液的pH 保持不变的是( ) A．HCl B．NaOH C．Na 2SO 4
D．NaCl 3．(1992年上海)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 4．(1992年三南，17)A、B、C是三种金属，根据下列①②两个实验，确定它们的还原性强弱顺序为：①将A与B浸在稀硫酸中用导线相连，A上有气泡逸出，B逐渐溶解；②电解物质的量浓度相同的A、C盐溶液时，阴极上先析出C(使用惰性电极)( ) A．A>B>C B．B>C>A C．C>A>B D．B>A>C 5．(1993年上海，17)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分别投入等浓度盐酸中，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( ) A．D＞C＞A＞B B．D＞A＞B＞C C．D＞B＞A＞C D．B＞A＞D＞C 6．(1993年全国，12)图14-4中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极极板质量增加，b极极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是( ) 7．(1994年上海，14)下列叙述正确的是 ( ) ①锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量 硫酸铜溶液能加快反应速率。②镀层破 损后，白铁(镀锌的铁)比马口铁(镀锡的 铁)更易腐蚀。③电镀时应把镀件置于电 解槽的阴极。④冶炼铝时，把氧化铝加 入液态冰晶石中成为熔融体后电解⑤钢 铁表面常易腐蚀生成Fe 2O 3 ·nH 2 O A．①②③④⑤ B．①③④⑤ C．①③⑤ D．②④8．(1994年全国，16)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+共存的溶液时，Y先析出；又知M2+的氧化性强于Y2+。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为( ) A．X>Z>Y>M B．X>Y>Z>M C．M>Z>X>Y D．X>Z>M>Y 9．(1994年全国，22)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充电 放电Ag2O+Zn+H2O，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 2 O Ｄ．Zn 10．(1995年上海，27)G、Q、X、Y、Z均为氯的含氧化合物，我们不了解它们的化
高中化学原电池和电解池全面总结超全版 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
原电池和电解池1．原电池和电解池的比较： 2．化学腐蚀和电化腐蚀的区别 3．吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别
4．电解、电离和电镀的区别 5．电镀铜、精炼铜比较 6．电解方程式的实例（用惰性电极电解）：
↑+2NaOH强 CuSO 44OH--4e-=2H 2 O+O 2 ↑Cu2+ +2e-= Cu 2CuSO 4 +2H 2 O=2Cu+ O 2 ↑+2H 2 SO 4 OHˉ放电,酸性 增强 考点解说 1．电化腐蚀：发生原电池反应，有电流产生（1）吸氧腐蚀 负极：Fe－2e-==Fe2+ 正极：O 2+4e-+2H 2 O==4OH- 总式：2Fe+O 2+2H 2 O==2Fe(OH) 2 4Fe(OH) 2+O 2 +2H 2 O==4Fe(OH) 3 2Fe(OH) 3 ==Fe 2 O 3 +3H 2 O （2）析氢腐蚀： CO 2+H 2 O H 2 CO 3 H++HCO 3 - 负极：Fe －2e-==Fe2+ 正极：2H+ + 2e-==H 2 ↑ 总式：Fe + 2CO 2 + 2H 2 O = Fe(HCO 3 ) 2 + H 2 ↑ Fe(HCO 3) 2 水解、空气氧化、风吹日晒得Fe 2 O 3 。 2．金属的防护 ⑴改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如：不锈钢。⑵在金属表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。⑶电化学保护法 ①外加电源的阴极保护法:接上外加直流电源构成电解池，被保护的金属作阴极。②牺牲阳极的阴极保护法：外加负极材料，构成原电池，被保护的金属作正极 3。常见实用电池的种类和特点
原电池与电解池测试题 构成原电池的一般条件 ①有氧化还原反应②两个活泼性不同的电极负极：较活泼的电极(氧化反应, 电子流出) 正极：较不活泼的金属、石墨等(还原反应, 电子流入) ③同时与电解质溶液接触④形成闭合回路 构成电解池的条件： （1）外加直流电源 （2）两个固体电极 阴极：发生还原反应的电极。 与电源“-”相连的电极， 得到电子的电极， ' 阳离子移到的电极 阳极：发生氧化反应的电极。 与电源“+”相连的电极， 失去电子的电极， 阴离子移到的电极。 （3）电解质溶液或熔融电解质 （4）构成闭合的电路 阴极：阳离子得电子顺序： ； Ag+>Hg2+> Fe3+>Cu2+> H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+> H+（水）Al3+>Mg2+>Na + >Ca2+> K+ 阳极：阴离子失电子顺序：活性电极﹥阴离子。即：Cu>Hg >Ag>S2>I>Br>Cl>OH>（NO3、SO42含氧酸根）>F- 一、选择题（每题4分，共64分） 1．钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上发生的电极反应是 ++2e == H2↑++2e == Fe +O2+4e == 4OH-++e == Fe2+ 2．以下现象与电化腐蚀无关的是 A 黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 B 生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈 C 锈质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈 D 银质奖牌久置后表面变暗 , 3．A、B、C是三种金属,根据下列①、②两个实验,确定它们的还原性强弱顺序为 ①将A与B浸在稀硫酸中用导线相连,A上有气泡逸出,B逐渐溶解 ②电解物质的量浓度相同的A、C盐溶液时,阴极上先析出C(使用惰性电极) >B>C >C>A >A>B >A>C 4．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
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）。 2．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 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4．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CuCl 2电解 ==== Cu＋Cl2CuCl2==Cu2++2Clˉ 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 5 电镀铜精炼铜
原电池电解池综合训练 1．（1992年全国，13）下列叙述中，可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是 A．在氧化还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多B．同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强 C．甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能D．将甲乙作电极组成原电池时，甲是负极2．（1992年全国，14）用石墨作电极，电解 1 mol·L－1下列物质的溶液，溶液的pH 保持不变的是（） A．HCl B ．NaOH C ．Na2SO4
D ．NaCl 3．（1992年上海 ） 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 4．（1992年三南， 17）A 、B 、C 是三种金属，根据下列①②两个实验，确定它们的 还原性强弱顺序为：①将 A 与B 浸在稀硫酸中用导线相连， A 上有气泡逸出， B 逐渐 溶解；②电解物质的量浓度相同的 A 、C 盐溶液时，阴极上先析出 C （使用惰性电 极）（ ） A ．A>B>C B ． B>C>A C ．C>A>B D ．B>A>C 6．（1993年全国， 12） 图14-4中X 、Y 分别是直流电源的两极，通电后发现 质量增加， b 极极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是 （ ） 7．（1994年上海， 14）下列叙述正确的是 （ ） ①锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量 硫酸铜溶液能加快反应速率。②镀层破 损后，白铁 （镀锌的铁 ）比马口铁 （镀锡的 铁） 更易腐蚀。③电镀时应把镀件置于电 解槽的阴极。④冶炼铝时，把氧化铝加 入液态冰晶石中成为熔融体后电解⑤钢 铁表面常 易腐蚀生成 Fe 2O 3·nH 2O A ．①②③④⑤ B ．①③④⑤ 9．（1994年全国， 22）银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电 充电 过程可以表示为 2Ag+Zn （OH ）2 放电 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 10．（1995年上海， 27）G 、Q 、X 、Y 、Z 均为氯的含氧化合物，我们不了解它们的化 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 分别投入等浓度盐酸中， B 的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入 它们的活动性由强到弱的顺序是 （ A ．D > C > A >B B C ．D > B > A >C D 5．（1993年上海， 17） 有A 、B 、C 、 D 比A 反应剧烈。 C 的盐溶液里，有金属 C 析出。 ．D >A >B >C ．B >A >D >C 将铜浸入 据此判断 8．（1994年全国， 16）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 Y 2+和Z 2+共存的溶液时， Y 先析出；又 知M 2+的氧化性强于 Y 2+。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为 （ ） A ．X>Z>Y>M B ． X>Y>Z>M C ．M>Z>X>Y D ．X>Z>M>Y a 极极板 C ．①③⑤ D ．②④
《电解池》第一课时教学设计 济宁市第二中学胡政敏 一、教材分析 本节内容是人教版选修4《化学反应原理》第四章第三节，教材主要介绍了电解原理以及电解原理的应用。电解属于电化学知识范畴，是中学化学理论体系不可缺少的一部分，是电解质电离、氧化还原反应、原电池等知识的综合运用。本节教材可分为两个部分：电解原理、电解原理的应用。本设计为第一课时。 二、学生分析 学生的认知发展水平和知识基础都是我们要考虑的学情。学生已经掌握了电解质溶液导电、氧化还原理论、原电池的相关知识，所以学生学习电解原理在分析问题时有一定的知识储备。但是对于电解池工作原理的微观想象可能存在着一定的困难。学生求知欲较强，合作意识与探究精神逐渐形成。 三、课标要求 知识与技能：理解电解原理，能写出电极反应式和总反应方程式，初步形成电解池工作原理的理论模型。 过程与方法：利用惰性电极电解氯化铜的实验，探究电解原理。引导学生对实验现象的观察、分析和推理；让学生体验科学探究的过程，形成一定的实验能力、观察能力和思维能力。 情感态度价值观：体会化学家探究过程的艰辛，提升对科学家的敬仰，树立榜样的力量；通过动手实验，理论分析，揭开伪科学的面纱，体会电解原理的应用价值。 四、教学重、难点 教学重点：电解原理。 教学难点：形成电解池工作原理的思维模型。 五、教学方法： 实验探究，小组合作、讨论，多媒体等多种教学方法的综合。
七、板书设计 第四章第三节电解池 一、电解原理 1、电解原理 阴极：Cu2+＋2e－=Cu （还原反应） 阳极：2Cl－-2e－=Cl 2 ↑（氧化反应） CuCl 2Cu＋Cl 2 ↑ 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。 ２、构成电解池的条件 (1)直流电源
作者：非成败 作品编号：92032155GZ5702241547853215475102 时间：2020.12.13 常见的原电池电极反应式的书写 1、伏打电池：（负极—Zn，正极—Cu，电解液—H2SO4） 负极：Zn–2e－==Zn2+正极：2H++2e－==H2↑ 总反应离子方程式Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+ 2、铁碳电池(析氢腐蚀)：（负极—Fe，正极—C，电解液——酸性) 负极：Fe–2e－==Fe2+正极：2H++2e－==H2↑ 总反应离子方程式Fe+2H+==H2↑+Fe2+ 3、铁碳电池(吸氧腐蚀)：（负极—Fe，正极—C，电解液——中性或碱性) 负极：2Fe–4e－==2Fe2+正极：O2+2H2O+4e－==4- OH 总反应化学方程式：2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 ；2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程) 4.铝镍电池：（负极—Al，正极—Ni，电解液——NaCl溶液) 负极：4Al–12e－==4Al3+正极：3O2+6H2O+12e－==12- OH 总反应化学方程式：4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池) 5、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：4Al－12e－==4Al3+ 正极：3O2+6H2O+12e－==12OH－ 总反应式为：4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3（铂网增大与氧气的接触面）(海洋灯标电池) 6、普通锌锰干电池：(负极——Zn，正极——碳棒，电解液——NH4Cl糊状物) 负极：Zn–2e－==Zn2+正极：2MnO2+2NH4++2e－==Mn2O3 +2NH3+H2O 总反应化学方程式：Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O 7、碱性锌锰干电池：（负极——Zn，正极——碳棒，电解液KOH糊状物） 负极：Zn + 2OH– 2e－== Zn(OH)2正极：2MnO2 + 2H2O + 2e－==2MnO(OH) +2OH－总反应化学方程式：Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnO(OH) 8、银锌电池：(负极——Zn，正极－－Ag2O，电解液NaOH ) 负极：Zn+2OH－–2e－== ZnO+H2O 正极：Ag2O + H2O + 2e－== 2Ag + 2OH－ 总反应化学方程式：Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag 9、镁铝电池：（负极－－Al，正极－－Mg，电解液KOH） 负极(Al)：2Al + 8OH－＋6e－＝2AlO2－+4H2O 正极(Mg）：6H2O + 6e－＝ 3H2↑+6OH–
化学专题6 原电池与电解池 [高考考向] 学科内重点热点分析 原电池与电解池是高考每年都涉及的内容，本专题的考查要求为：（1）理解原电池原理。熟记金属活动性顺序。了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。（2）了解电解和电镀的基本原理及应用。高考考查的方式除了以课本知识为基点的原电池和电解池原理的直接考查外，还给出以最新电池等新科技和新知识为信息的信息迁移题，以考查学生对课本知识的灵活运用和信息处理能力。 跨学科重点热点分析 以原电池和电解池原理为主的电化学是主要与物理学科交叉的重要契合点之一。原电池和电解池均与物理中的电学相关，它们之间沟通的最主要途径是电路中通过的电子电量，由此可发散至电路的连接、电功率、电流强度、电压、电阻等的计算。 [学科内综合能力测试例释] [例1]下列关于铜电极的叙述正确的是 A．铜锌原电池中铜是正极 B．用电解法精炼铜时粗铜作阴极 C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极 D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极 [解析]本题通过对铜电极的判定，将原电池和电解池综合在一起进行考查，意在从中了解考生对电能与化学能转变原理的理解。题目有一定的知识跨度，在考查知识的同时，也考查了考生思维的严密性和整体性。在铜锌原电池中，与铜相比，锌易失去电子，因而锌极是负极，则铜极是正极，选项A正确；精炼铜时，需将其中的铜变成铜离子，再在阴极还原成铜。因而在电解池中粗铜应作为阳极，选项B错误；在工件上镀铜时，需要将溶液中的铜离子还原成铜而沉积在工件上。用作向溶液中供给铜离子的通则必须作为阳极，选项C 正确；电解硫酸时，金属铜如果作为阳极，它将以铜离子的形式被溶解而进入电解液，当电解液内有H+、Cu2+两种离子共存时，后者将在阴极放电。这样阴极的生成物将是铜而不是氢气，达不到制氢气和氧气的目的。选项D不对。 [答案]A、C [例2]将质量分数为0.052的NaOH溶液1L（密度为1.06g·cm-3）用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010时停止电解，则这时溶液中应符合的关系是 信息，借以考查考生思维的敏捷性。常规解：由题设条件可知，1LNaOH溶液中含有的溶质质量为：1000mL×1.06g·cm-3×0.052=55.12g，电解稀硫酸事实上消耗了水，使溶液浓度增
化学专题6 原电池与电解池 [例1] 下列关于铜电极的叙述正确的是 A ．铜锌原电池中铜是正极 B ．用电解法精炼铜时粗铜作阴极 C ．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极 D ．电解稀硫酸制H 2、O 2时铜作阳极 [解析]本题通过对铜电极的判定，将原电池和电解池综合在一起进行考查，意在从中了 解考生对电能与化学能转变原理的理解。题目有一定的知识跨度，在考查知识的同时，也考 查了考生思维的严密性和整体性。在铜锌原电池中，与铜相比，锌易失去电子，因而锌极是 负极，则铜极是正极，选项A 正确；精炼铜时，需将其中的铜变成铜离子，再在阴极还原 成铜。因而在电解池中粗铜应作为阳极，选项B 错误；在工件上镀铜时，需要将溶液中的 铜离子还原成铜而沉积在工件上。用作向溶液中供给铜离子的通则必须作为阳极，选项C 正确；电解硫酸时，金属铜如果作为阳极，它将以铜离子的形式被溶解而进入电解液，当电 解液内有H +、Cu 2+两种离子共存时，后者将在阴极放电。这样阴极的生成物将是铜而不是 氢气，达不到制氢气和氧气的目的。选项D 不对。 [答案]A 、C [例2]将质量分数为0.052的NaOH 溶液1L （密度为1.06g ·cm -3）用铂电极电解，当溶 [解析]本题考查考生对电解原理的理解。在设计试题时有意提供了某些可应用于速解的 信息，借以考查考生思维的敏捷性。常规解：由题设条件可知，1LNaOH 溶液中含有的溶质 质量为：1000mL ×1.06g ·cm -3×0.052=55.12g ，电解稀硫酸事实上消耗了水，使溶液浓度增 大，停止电解时溶质的质量分数为0.062，停止电解时溶液的质量为：g g 889062 .012.55=。则被电解的水为：1060g-889g=171g 。根据电解水的化学方程式不难算出：在阳极析出的氧气 为：g g 1521816171=?，在阴极析出的氢气为：g g 19182171=?，选项B 正确；非常规解：根据电解NaOH 溶液事实上是电解水这一结论，可看出随着电解的进行，溶液中溶质 的质量分数增加，这样，C 、D 两项应予否定。电解水是阳极析出的是氧气，阴极析出的是 氢气，它们的物质的量之比应为2︰1，前者质量大于后者，只有选项B 符合题意。 [答案]B [例3]将质量相等的铜片和铂片插入硫酸铜溶液中，铜片与电源正极相连，铂片与电源 负极相连，以电流强度1A 通电10min ，然后将电源反接，以电流`强度为2A 继续通电10min 。试回答： （1）铜电极和铂电极质量为横坐标，时间为纵坐标，分别作出铜电极、铂电极的质量和时 间的关系图。 （2）上述过程中发生的现象是：铜电极 ；
个性化辅导讲义 讲义编号 学员编号：年级：高二课时数：学员姓名：辅导科目：化学学科教师： 授课课题电化学基础-原电池、电解池授课时间及时段年月日星期时段：— 教学目标1.理解原电池的工作原理，了解组成原电池的条件 2.掌握电极反应和原电池总反应方程式的书写 3.认识化学能与电能的相互转化 教学内容与过程 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。 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-=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）。 2.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；阳离子→移向正极。 3.电极反应式的书写： 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-ne-=M n+如：Zn-2e-=Zn2+
经典高考原电池电解池离子交换膜问题 【试题】以铬酸钾为原料，电化学法制备重铬酸钾的实验装置示意图如下：下列说法不正确的是 A ．在阴极室，发生的电极反应为：2H 2O ＋2e －＝2OH －＋H 2↑ B ．在阳极室，通电后溶液逐渐由黄色变为橙色，是因为阳极区 H ＋浓度增大，使平衡224CrO -＋2H ＋ 227Cr O - ＋H 2O 向右移动 C ．该制备过程总反应的化学方程式为：4K 2CrO 4＋4H 2O 通电 2K 2Cr 2O 7＋4KOH ＋2H 2↑＋O 2↑ D ．测定阳极液中K 和Cr 的含量。若K 与Cr 的物质的量之比为 d ，则此时铬酸钾的转化率为1－2 d 【答案】D 【解析】根据实验装置图可知：阴极(不锈钢)发生的反应为2H 2O ＋2e －＝2OH －＋H 2↑；因为24CrO - 是最高价含氧酸根， 不可能在阳极 (惰性电极)失去电子，阳极发生的反应为2H 2O —4e －＝4H +＋O 2↑，产生的 H +使平衡224CrO -＋2H ＋ 227Cr O - ＋H 2O 向右移动，即生成K 2Cr 2O 7，溶液逐渐由黄色变为橙色。阳极室中多余的K +通过阳离子交换膜移向阴极室，平衡两室中的电荷。电解过程中实质是电解水，一段时间以后，阴极室KOH 溶液浓度增大。 D 选项：在阳极室中，电解前是K 2CrO 4溶液，其K 与Cr 的物质的量之比值为2，电解后若K 2CrO 4完全转化为K 2Cr 2O 7，其K 与Cr 的物质的量之比值为1，则1≤d ≤2。在1≤d ≤2时，铬酸钾的转化率α为100%≤α≤0。 [巧解]将d 的取值范围1≤d ≤2代入题设的“式子： 1－2 d ”， 铬酸钾的转化率α为50%≤α≤100%，与事实相悖。 [推导]设1 mol K 2CrO 4有x mol 转化为K 2Cr 2O 7，即生成x/2 mol K 2Cr 2O 7，还余 (1 mol —x mol) K 2CrO 4，故有： | KOH 稀溶液 不锈钢 惰性电极 24K CrO 溶液 n (K) 2(1 mol —x mol) + x
龙文教育学科教师辅导讲义 教师：宋亚涛学生：时间年月日时段： 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，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 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。
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)24．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 + 2 H2O + 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-+ SO42-→ PbSO 总反应式：Pb+PbO2+4H++ 2 SO42-== 2 PbSO4+ 2 H2O 8．Al─NaOH─Mg原电池 正极：6 H2O + 6e- → 3H2↑ +6OH- 负极：2Al - 6e- + 8OH- → 2AlO2-+ 4 H2O 总反应式：2Al+2OH-+2 H2O ==2 AlO2-+ 3 H2↑ 9．CH4燃料电池(碱性介质) 正极：2O2+ 4 H2O + 8e- → 8OH- 负极：CH4-8e- + 10OH- → CO32-+ 7 H2O 总反应式：CH4+ 2O2+ 2OH- == CO32-+ 3 H2O 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：O2 + 2CO2+ 4e- → 2CO32-(持续补充CO2气体) 负极：2CO + 2 CO32-- 4e- → 4CO2 总反应式：2CO + O2== 2 CO2 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