1、原电池和电解池知识点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+
2、（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）。（2014浙江理综化学卷，T11）镍氢电池（NiMH）目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反应方程式是：Ni(OH)2 + M = NiOOH + MH。已知：6NiOOH
3、 + NH3 + H2O + OH =6 Ni(OH)2 + NO2下列说法正确的是ANiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2 + OHB充电过程中OH离子从阳极向阴极迁移C充电过程中阴极的电极反应式：H2O + M + e= MH + OH，H2O中的H被M还原DNiMH电池中可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液【答案】A【解析】NiMH 电池放电过程中，NiOOH 和 H2O得到电子，故 正极的电极反应式为：NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2 + OH，A正确；充电过程中阴离子向阳极移动，OH-离子从阴极向阳极迁移，B错
4、误；充电过程中阴极的电极反应式：H2O + M + e= MH + OH-,H2O中的一个H原子得到电子被M还原，C错误；根据已知NiMH可以和氨水反应，故不能用于氨水作为电解质溶液，D错误。（2014天津理综化学卷，T6）已知：锂离子电池的总反应为LixCLi1xCoO2 CLiCoO2锂硫电池的总反应2LiS Li2S有关上述两种电池说法正确的是()A锂离子电池放电时， Li向负极迁移B锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应C理论上两种电池的比能量相同D下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电【答案】B【解析】A、电池工作时，阳离子(Li)向正极迁移，A项错误；B、锂硫电池充电时，锂电极上发生Li得
5、电子生成Li的还原反应，B项正确；C、两种电池负极材料不同，故理论上两种电池的比能量不相同，C项错误；D、根据电池总反应知，生成碳的反应是氧化反应，因此碳电极作电池的负极，而锂硫电池中单质锂作电池的负极，给电池充电时，电池负极应接电源负极，即锂硫电池的锂电极应与锂离子电池的碳电极相连，D项错误。 （2014全国大纲版理综化学卷，T9）右图是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MHNi电池)。下列有关说法不正确的是A放电时正极反应为：NiOOHH2OeNi(OH)2OHB电池的电解液可为KOH溶液C充电时负极反应为：MHOHMH2OeDMH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池
6、的能量密度越高【答案】C【解析】镍氢电池中主要为KOH作电解液，充电时，阳极反应：Ni(OH)2+ OH= NiOOH+ H2Oe，阴极反应：M+ H2Oe=MH+ OH，总反应为M+ Ni(OH)2=MH+ NiOOH；放电时，正极：NiOOHH2OeNi(OH)2OH，负极：MHOHMH2Oe，总反应为MH+NiOOH=M+Ni(OH)2。以上各式中M为金属合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金。A、放电时，正极：NiOOH+H2O+e= Ni(OH)2+OH，故A正确；B、为了防止MH被氢离子氧化，镍氢电池中电解液为碱性溶液，主要为KOH作电解液，故B正确；C、充电式，负极作阴极，阴极反应为
7、M+H2O+e=MH+OH，故C错误；D、M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金，储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高，故D正确；（2014全国理综II化学卷，T12）2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是Aa为电池的正极B电池充电反应为LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLiC放电时，a极锂的化合价发生变化D放电时，溶液中的Li+从b向a迁移【答案】C【解析】根据题给装置图判断，电极b是原电池的负极，电极反应式为Li-e- =Li+，电极a是原电池的正极，电极反应为LiMn2O4 +xLi +xe- =Li1-xMn2O4。A、综上所述，
8、a是原电池的正极，A正确；B、根据正负极的电极反应可知，电池充电反应为LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLi，B正确；C、放电时，a极锰的化合价发生变化，Li的化合价没有变化，C错误；D、放电时，溶液中的Li+从b向a迁移，D正确。（2014福建理综化学卷，T11）某原电池装置如右图所示，电池总反应为2AgCl22AgCl。下列说法正确的是A正极反应为AgCl eAg ClB放电时，交换膜右侧溶液中有大量白色沉淀生成C若用NaCl溶液代替盐酸，则电池总反应随之改变D当电路中转移0.01 mol e时，交换膜左侧溶液中约减少0.02 mol离子【答案】D.【解析】正极反应为氯气得电子与银离
9、子变成氯化银沉淀，A错误；放电时交换膜右侧不会出现大量沉淀，B错误；氯化钠代替盐酸，电池总反应不变，C错误；当电路中转移0.01mole时，左侧溶液中减少0.02mol离子，D正确。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3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 = 4OH-2H+ + 2e-=H2负极反应Fe 2e-=F
10、e2+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。（2014上海单科化
11、学卷，T12）如右图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中，下列分析正确的是Fe C K1 K2 饱和NaCl溶液 GAK1闭合，铁棒上发生的反应为2H+2eH2BK1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高CK2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法DK2闭合，电路中通过0.002 NA个电子时，两极共产生0.001 mol气体 【答案】B【解析】A、K1闭合时，该装置构成了FeCNaCl溶液的原电池，铁作负极，发生氧化反应，电极反应是2Fe4e=2Fe2+，A错误；B、C棒作正极，发生的电极反应式2H2O+O2+ 4e=4OH，故石墨棒周围溶液pH逐渐升高，B正确；C、K2闭合
12、时，该装置构成了FeC外加电源的电解池，C作阳极，Fe作阴极而不被腐蚀，该方法称为外加电流的阴极保护法，C错误；D、K2闭合时，阳极的电极反应式是2Cl2e= Cl2，阴极的电极反应式2H+2e= H2，所以当电路中通过0.002 NA个（相当于0.002mol）电子时，生成H2和Cl2的物质的量均为0.001mol，则两极共产生0.002mol气体，D错误。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CuCl2 CuCl2CuCl2=C
13、u2+2Cl阳极 Cu 2e- = Cu2+阴极 Cu2+2e- = Cu关系先电离后电解，电镀是电解的应用金属的防护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。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。电化学保护法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。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（2014海南单科化学卷，T3）以石墨为电极，电解KI溶液（含有少量的酚酞和淀粉），下列说法错误的是A、阴极附近溶液呈红
14、色 B、阴极逸出气体C、阳极附近溶液呈蓝色 D、溶液的PH变小【答案】D【解析】以石墨为电极，电解KI溶液，发生的反应为2KI+2H2O2KOH+H2+I2（类似于电解饱和食盐水），阴极产物是H2和KOH，阳极产物是I2。由于溶液中含有少量的酚酞和淀粉，所以阳极附近的溶液会变蓝（淀粉遇碘变蓝），阴极附近的溶液会变红（溶液呈碱性），ABC正确；由于电解产物有KOH生成，所以溶液的PH逐渐增大，D错误。5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
15、+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（2014海南单科化学卷，T20-I）（6分）下列有关叙述正确的是 A碱性锌锰电池中，MnO2是催化剂 B银锌纽扣电池工作时，Ag2O被还原为Ag C放电时，铅酸蓄电池中硫酸浓度不断增大 D电镀时，待镀的金属制品表面发生还原反应【答案】BD（6分）【解析】A、由碱性锌锰电池的总反应：Zn+2MnO2+2H2O2MnOOH+Zn（OH）2，可知正极MnO2得电子被还原，A错误；B、银锌纽扣电池由锌粉作负极、氧化银作正极和氢氧化钾溶
16、液构成电池工作时的反应原理为：Zn+Ag2O+H2OZn（OH）2+2Ag，电池工作过程中，正极上氧化银得电子发生还原反应，生成Ag，B正确；C、铅酸蓄电池放电时，发生的反应是PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O，硫酸不断的消耗，浓度不断减小，C错误；D、电镀时，待镀的金属制品作阴极，在阴极上发生还原反应，D正确。6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CuCl22Cl-2e-=Cl2Cu2+ +2e-= CuCuCl2= Cu +Cl2HCl2Cl-2e-=Cl22H+2e-=H22HCl=H2+Cl2酸性减弱
17、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-= Cu2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2+2H2SO4OH 放电,酸性增强（2014北京理综化学卷，T9）下列解释事实的方程式不正确的是（ ）A测0
18、.1mol/L氨水的pH为11：NH3H2ONH4+OH-B将Na块放入水中，放出气体：2Na+2H2O=2NaOH+H2C用CuCl2溶液做导电实验，灯泡发光：CuCl2 Cu2+2Cl- DAl片溶于NaOH溶液中，产生气体：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2【答案】C 【解析】A、0.1mol/L氨水的pH为11，说明一水合氨属于弱电解质，存在电离平衡，A正确；B、Na的化学性质很活泼，能从水中置换出氢气，发生的反应为2Na+2H2O=2NaOH+H2，B正确；C、CuCl2溶液做导电实验的原因是：CuCl2在水溶液中能电离出自由移动的Cu2+和Cl-，电离属于自发进行的过
19、程，不需要外界条件，C错误；D、Al的性质很特殊，能和强碱溶液发生反应，反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2，D正确。7。常见实用电池的种类和特点干电池（属于一次电池）结构：锌筒、填满MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊状物。电极反应 负极：Zn-2e-=Zn2+正极：2NH4+2e-=2NH3+H2 NH3和H2被Zn2、MnO2吸收： MnO2+H2=MnO+H2O,Zn24NH3=Zn(NH3)42铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池） 结构：铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。A.放电反应 负极： Pb-2e-+ SO42- = PbSO4 正极： PbO
20、2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2OB.充电反应 阴极：PbSO4 +2e-= Pb+ SO42- 阳极：PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42- 总式：Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O 注意：放电和充电是完全相反的过程，放电作原电池，充电作电解池。电极名称看电子得失，电极反应式的书写要求与离子方程式一样，且加起来应与总反应式相同。锂电池 结构：锂、石墨、固态碘作电解质。 电极反应 负极： 2Li-2e- = 2Li+正极： I2 +2e- = 2I- 总式：2Li + I2 = 2LiIA.氢氧燃
21、料电池 结构：石墨、石墨、KOH溶液。电极反应 负极： H2- 2e-+ 2OH- = 2H2O 正极： O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-总式：2H2+O2=2H2O（反应过程中没有火焰，不是放出光和热，而是产生电流）注意：还原剂在负极上反应，氧化剂在正极上反应。书写电极反应式时必须考虑介质参加反应（先常规后深入）。若相互反应的物质是溶液，则需要盐桥（内装KCl的琼脂，形成闭合回路）。BB.铝、空气燃料电池 以铝空气海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而源源不断产生电流。只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪
22、光，其能量比干电池高2050倍。电极反应：铝是负极 4Al-12e-= 4Al3+；石墨是正极 3O2+6H2O+12e-=12OH-（2014北京理综化学卷，T8）下列电池工作时，O2在正极放电的是（ ）A锌锰电池B氢燃料电池C铅蓄电池D镍镉电池【答案】B 【解析】A、锌锰电池，Zn是负极，二氧化锰是正极，所以正极放电的物质时二氧化锰，A错误；B、氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为电源的负极，发生氧化反应，通入氧气的一极为原电池的正极，电子由负极经外电路流向正极，正确；C、铅蓄电池负极为Pb，正极为PbO2放电；D、镍镉电池负极为Ni，正极为氧化铬放电。8电解反应中反应物的判断放电顺序 阴极A
23、.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+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ (H+) Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+ Cu2+ Hg2+ Ag+ 阳极A.阳极材料是惰性电极(C、Pt、Au、Ti等)时：阴离子失电子：S2- I- Br- Cl- OH- NO3- 等含氧酸根离子 F-B.阳极是活泼电极时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。【例题】某溶液中含有 NaCl和H2SO4两种溶质，它们的物质的量之比为3:1。用石墨作电极电解该溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是 （ ） A阴极只放出H2 B阳极先放出C
24、l2，后放出O2 C电解的最后阶段为电解水 D溶液pH不断减小，最后pH7 解析：在电解质溶液中，各离子物质的量之比为：n(Na+) : n(Cl-) : n(H+) : n(SO42-) 3 : 3 : 2 : 1。若把电解质溶液中的离子重新组合，溶质可以是NaCl、HCl、Na2SO4，它们的物质的量之比为：1 : 2 : 1。电解时，首先是HCl溶液提供的H+、Cl- 放电，生成H2 和Cl2；其次是NaCl溶液提供的H+、Cl- 放电，生成H2 、NaOH和Cl2；最后是Na2SO4溶液，实际上电解水，生成H2和O2。故根据电解产物，可明显分为三个阶段。由于第一个阶段消耗H+，第二个阶
25、段产生OH-，第三个阶段是电解水，故溶液pH不断增大，最后pH7。答案：D 9电解反应方程式的书写步骤：分析电解质溶液中存在的离子；分析离子的放电顺序；确定电极、写出电极反应式；写出电解方程式。如：解NaCl溶液：2NaCl+2H2O H2+Cl2+2NaOH，溶质、溶剂均发生电解反应，PH增大电解CuSO4溶液：2CuSO4 + 2H2O2Cu + O2+ 2H2SO4溶质、溶剂均发生电解反应， PH减小。 电解CuCl2溶液：CuCl2 CuCl2 电解盐酸： 2HCl H2Cl2溶剂不变，实际上是电解溶质，PH增大。电解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液：2H2O 2H2 +
26、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）。电解熔融NaOH: 4NaOH 4Na + O2 + H2O 用铜电极电解Na2SO4溶液: Cu +2H2O Cu(OH)2 + H2 （注意：不是电解水。）（2014海南单科化学卷，T16）（9分）锂锰电池的体积小，性能优良，是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示，其中电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li+ 通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2。回答下列问题：（1）外电路的电流方向是由_极流向_极。（填字母）（2）电池正极反应式为_。（3）是否
27、可用水代替电池中的混合有机溶剂？_（填“是”或“否”）原因是_。（4）MnO2可与KOH和KClO4在高温条件下反应，生成K2MnO4，反应的化学方程式为_，K2MnO4在酸性溶液中歧化，生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为_。【答案】（9分） （1）b a （每空1分，共2分）（2）MnO2+e+Li+=LiMnO2 （2分）（3）否 电极Li是活泼金属，能与水反应 （每空1分，共2分）（4）3MnO2+KClO3+6KOH2K2MnO4+KCl+3H2O （2分） 2:1 （1分）【解析】（1）结合所给装置图以及原电池反应原理，可知Li作负极材料，MnO2作正极材料，所以电子流向是从ab，那么电流方向则是ba；（2）根据题目中的信息“电解质LiClO4溶于混合有机溶剂中，Li+ 通过电解质迁移入MnO2晶格中，生成LiMnO2”，所以正极的电极反应式MnO2+e+Li+=LiMnO2；（3）因为负极的电极材料Li是活泼的金属，能够与水发生反应，故不能用水代替电池中的混合有机溶剂；（4）由题目中的信息“MnO2可与KOH和KClO4在高温条件下反应，生成K2MnO4”，可知该反应属于氧化还原反应，Mn元素化合价升高（），则Cl元素的化合价降低（），所以方程式为3MnO2+KClO3+6KOH2K2MnO4+KCl+3H2O；根据“K2M
