電解池與電解池-teacher

1、原電池和電解池 一、原電池； 原電池的形成條件原電池的工作原理原電池反應(yīng)屬于放熱的氧化還原反應(yīng)，但區(qū)別于一般的氧化還原反應(yīng)的是，電子轉(zhuǎn)移不是通過(guò)氧化劑和還原劑之間的有效碰撞完成的，而是還原劑在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子通過(guò)外電路輸送到正極上，氧化劑在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，從而完成還原劑和氧化劑之間電子的轉(zhuǎn)移。兩極之間溶液中離子的定向移動(dòng)和外部導(dǎo)線(xiàn)中電子的定向移動(dòng)構(gòu)成了閉合回路，使兩個(gè)電極反應(yīng)不斷進(jìn)行，發(fā)生有序的電子轉(zhuǎn)移過(guò)程，產(chǎn)生電流，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化。 從能量轉(zhuǎn)化角度看，原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；從化學(xué)反應(yīng)角度看，原電池的原理是氧化還原反應(yīng)中的還原劑失去的電子經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)傳遞給

2、氧化劑，使氧化還原反應(yīng)分別在兩個(gè)電極上進(jìn)行。 原電池的構(gòu)成條件有三個(gè)： （1）電極材料由兩種金屬活動(dòng)性不同的金屬或由金屬與其他導(dǎo)電的材料（非金屬或某些氧化物等）組成。 （2）兩電極必須浸泡在電解質(zhì)溶液中。 （3）兩電極之間有導(dǎo)線(xiàn)連接，形成閉合回路。 只要具備以上三個(gè)條件就可構(gòu)成原電池。而化學(xué)電源因?yàn)橐罂梢蕴峁┏掷m(xù)而穩(wěn)定的電流，所以除了必須具備原電池的三個(gè)構(gòu)成條件之外，還要求有自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。也就是說(shuō)，化學(xué)電源必須是原電池，但原電池不一定都能做化學(xué)電池。 形成前提：總反應(yīng)為自發(fā)的氧化還原反應(yīng) 電極的構(gòu)成： a.活潑性不同的金屬鋅銅原電池，鋅作負(fù)極，銅作正極；b.金屬和非金屬（非金屬必須

3、能導(dǎo)電）鋅錳干電池，鋅作負(fù)極，石墨作正極；c.金屬與化合物鉛蓄電池，鉛板作負(fù)極，二氧化鉛作正極；d.惰性電極氫氧燃料電池，電極均為鉑。 電解液的選擇：電解液一般要能與負(fù)極材料發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。 原電池正負(fù)極判斷： 負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子；正極發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子。 電子由負(fù)極流向正極，電流由正極流向負(fù)極。 溶液中，陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極 例.將鋅片和銅片以下圖所示兩種方式分別插入同濃度稀硫酸中，以下敘述中，正確的是（BD）A裝置甲、乙中銅片表面均無(wú)氣泡產(chǎn)生B裝置甲、乙中稀硫酸的濃度均減小C裝置乙中鋅片是正極，銅片是負(fù)極D裝置乙中產(chǎn)生氣泡的速率比裝置甲快解析：根據(jù)裝置圖可判斷

4、，乙裝置是原電池，發(fā)生電化學(xué)腐蝕。其中鋅是負(fù)極，銅是正極。甲裝置發(fā)生化學(xué)腐蝕，鋅直接與稀硫酸反應(yīng)，而銅不能反應(yīng)，據(jù)此可以解答。乙是原電池，其中銅是正極，溶液中的氫離子在正極放電放出氫氣，故A錯(cuò)誤；兩個(gè)燒杯中都產(chǎn)生氫氣，氫離子濃度都降低，所以溶液的pH均增大，故B正確；乙是原電池，其中銅是正極，鋅是負(fù)極，C不正確；通過(guò)原電池發(fā)生的反應(yīng)速率要快于化學(xué)反應(yīng)，選項(xiàng)D正確，因此答案選BD。 電極反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)負(fù)極：活潑金屬失電子，看陽(yáng)離子能否在電解液中大量存在。如果金屬陽(yáng)離子不能與電解液中的離子共存，則進(jìn)行進(jìn)一步的反應(yīng)。例：甲烷燃料電池中，電解液為KOH，負(fù)極甲烷失8個(gè)電子生成CO2和H2O，但CO2

5、不能與OH-共存，要進(jìn)一步反應(yīng)生成碳酸根。 正極：當(dāng)負(fù)極材料能與電解液直接反應(yīng)時(shí)，溶液中的陽(yáng)離子得電子。例：鋅銅原電池中，電解液為HCl，正極H+得電子生成H2。當(dāng)負(fù)極材料不能與電解液反應(yīng)時(shí)，溶解在電解液中的O2得電子。如果電解液呈酸性，O2+4e+4H+=2H2O；如果電解液呈中性或堿性，O2+4e+2H2O=4OH-。 特殊情況:Mg-Al-NaOH，Al作負(fù)極。負(fù)極：Al-3e+4OH-=AlO2-+2H2O；正極：2H2O+2e=H2+2OH- Cu-Al-HNO3，Cu作負(fù)極。 注意：Fe作負(fù)極時(shí)，氧化產(chǎn)物是Fe2+而不可能是Fe3+；肼（N2H4）和NH3的電池反應(yīng)產(chǎn)物是H2O和N

6、2 無(wú)論是總反應(yīng)，還是電極反應(yīng)，都必須滿(mǎn)足電子守恒、電荷守恒、質(zhì)量守恒。 pH變化規(guī)律 電極周?chē)合腛H-(H+)，則電極周?chē)芤旱膒H減?。ㄔ龃螅?；反應(yīng)生成OH-(H+)，則電極周?chē)芤旱膒H增大（減?。?溶液：若總反應(yīng)的結(jié)果是消耗OH-(H+)，則溶液的pH減小（增大）；若總反應(yīng)的結(jié)果是生成OH-(H+)，則溶液的pH增大（減?。?；若總反應(yīng)消耗和生成OH-(H+)的物質(zhì)的量相等，則溶液的pH由溶液的酸堿性決定，溶液呈堿性則pH增大，溶液呈酸性則pH減小，溶液呈中性則pH不變。 原電池表示方法原電池的組成用圖示表達(dá)，未免過(guò)于麻煩。為書(shū)寫(xiě)簡(jiǎn)便，原電池的裝置常用方便而科學(xué)的符號(hào)來(lái)表示。其寫(xiě)法

7、習(xí)慣上遵循如下幾點(diǎn)規(guī)定： 1. 一般把負(fù)極（如Zn棒與Zn2+離子溶液）寫(xiě)在電池符號(hào)表示式的左邊，正極（如Cu棒與Cu2+離子溶液）寫(xiě)在電池符號(hào)表示式的右邊。 2. 以化學(xué)式表示電池中各物質(zhì)的組成，溶液要標(biāo)上活度或濃度（mol/L）,若為氣體物質(zhì)應(yīng)注明其分壓(Pa)，還應(yīng)標(biāo)明當(dāng)時(shí)的溫度。如不寫(xiě)出，則溫度為298.15K,氣體分壓為101.325kPa,溶液濃度為1mol/L。 3. 以符號(hào)“”表示不同物相之間的接界，用“”表示鹽橋。同一相中的不同物質(zhì)之間用“,”隔開(kāi)。 4. 非金屬或氣體不導(dǎo)電，因此非金屬元素在不同氧化值時(shí)構(gòu)成的氧化還原電對(duì)作半電池時(shí)，需外加惰性導(dǎo)體（如鉑或石墨等）做電極導(dǎo)體。

8、其中，惰性導(dǎo)體不參與電極反應(yīng)，只起導(dǎo)電（輸送或接送電子）的作用，故稱(chēng)為“惰性”電極。 二、兩類(lèi)原電池吸氧腐蝕吸氧腐蝕 金屬在酸性很弱或中性溶液里，空氣里的氧氣溶解于金屬表面水膜中而發(fā)生的電化腐蝕，叫吸氧腐蝕 例如鋼鐵在接近中性的潮濕的空氣中腐蝕屬于吸氧腐蝕，其電極反應(yīng)如下： 負(fù)極（Fe）：2Fe - 4e = 2Fe2+ 正極（C）：2H2O + O2 + 4e = 4OH- 鋼鐵等金屬的電化腐蝕主要是吸氧腐蝕 吸氧腐蝕的必要條件 以氧的還原反應(yīng)為陰極過(guò)程的腐蝕，稱(chēng)為氧還原腐蝕或吸氧腐蝕。發(fā)生吸氧腐蝕的必要條件是金屬的電位比氧還原反應(yīng)的電位低： 氧的陰極還原過(guò)程及其過(guò)電位 吸氧腐蝕的陰極去極化

9、劑是溶液中溶解的氧。隨著腐蝕的進(jìn)行，氧不斷消耗，只有來(lái)自空氣中的氧進(jìn)行補(bǔ)充。因此，氧從空氣中進(jìn)入溶液并遷移到陰極表面發(fā)生還原反應(yīng)，這一過(guò)程包括一系列步驟。 （1） 氧穿過(guò)空氣溶液界面進(jìn)入溶液； （2） 在溶液對(duì)流作用下，氧遷移到陰極表面附近； （3） 在擴(kuò)散層范圍內(nèi)，氧在濃度梯度作用下擴(kuò)散到陰極表面； （4） 在陰極表面氧分子發(fā)生還原反應(yīng)，也叫氧的離子化反應(yīng)。 析氫腐蝕在酸性較強(qiáng)的溶液中發(fā)生電化腐蝕時(shí)放出氫氣，這種腐蝕叫做析氫腐蝕。在鋼鐵制品中一般都含有碳。在潮濕空氣中，鋼鐵表面會(huì)吸附水汽而形成一層薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就變成一種電解質(zhì)溶液，使水里的H+增多。是就構(gòu)成無(wú)數(shù)個(gè)以鐵為負(fù)極

10、、碳為正極、酸性水膜為電解質(zhì)溶液的微小原電池。這些原電池里發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是：負(fù)極（鐵）：鐵被氧化Fe2e=Fe2+；正極（碳）：溶液中的H+被還原2H+2e=H2 這樣就形成無(wú)數(shù)的微小原電池。最后氫氣在碳的表面放出，鐵被腐蝕，所以叫析氫腐蝕。 析氫腐蝕定義金屬在酸性較強(qiáng)的溶液中發(fā)生電化腐蝕時(shí)放出氫氣，這種腐蝕叫做析氫腐蝕。 常見(jiàn)原電池方程式1CuH2SO4Zn原電池 正極： 2H+ + 2e H2 負(fù)極： Zn - 2e Zn2+ 總反應(yīng)式： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 2CuFeCl3C原電池 正極： 2Fe3+ + 2e 2Fe2+ 負(fù)極： Cu - 2e Cu2+ 總反

11、應(yīng)式： 2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+ 3鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕 正極：O2 + 2H2O + 4e 4OH- 負(fù)極：2Fe - 4e 2Fe2+ 總反應(yīng)式：2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe（OH)2 4氫氧燃料電池（中性介質(zhì)） 正極：O2 + 2H2O + 4e 4OH- 負(fù)極：2H2 - 4e 4H+ 總反應(yīng)式：2H2 + O2 = 2H2O 5氫氧燃料電池（酸性介質(zhì)） 正極：O2 + 4H+ + 4e 2H2O 負(fù)極：2H2 - 4e 4H+ 總反應(yīng)式：2H2 + O2 = 2H2O 6氫氧燃料電池（堿性介質(zhì)） 正極：O2 + 2H2O + 4e 4

12、OH- 負(fù)極：2H2 - 4e + 4OH- 4H2O 總反應(yīng)式：2H2 + O2 = 2H2O 7鉛蓄電池（放電） 正極 (PbO2) ： PbO2 + 2e + SO42- + 4H+ PbSO4 + 2H2O 負(fù)極 (Pb) ：Pb- 2e+ (SO4)2- PbSO4 總反應(yīng)式： Pb+PbO2+4H+ 2(SO4)2- = 2PbSO4 + 2H2O 8AlNaOHMg原電池 正極：6H2O + 6e 3H2 + 6OH- 負(fù)極：2Al - 6e + 8OH- 2AlO2- + 4H2O 總反應(yīng)式：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2- + 3H2 9CH4燃料電池(堿性介質(zhì)) 正

13、極：2O2 + 4H2O + 8e 8OH- 負(fù)極：CH4 -8e + 10OH- (CO3)2- + 7H2O 總反應(yīng)式：CH4 + 2O2 + 2OH- = (CO3)2- + 3H2O 10熔融碳酸鹽燃料電池 （Li2CO3和Na2CO3熔融鹽作電解液，CO作燃料）： 正極：O2 + 2CO2 + 4e 2(CO3)2- (持續(xù)補(bǔ)充CO2氣體) 負(fù)極：2CO + 2(CO3)2- - 4e 4CO2 總反應(yīng)式：2CO + O2 = 2CO2 11銀鋅紐扣電池(堿性介質(zhì)) 正極 (Ag2O) ：Ag2O + H2O + 2e 2Ag + 2OH- 負(fù)極 (Zn) ：Zn + 2OH- -2

14、e ZnO + H2O 總反應(yīng)式：Zn + Ag2O = ZnO + 2Ag例鎳鎘（Ni-Cd）可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，它的充放電反應(yīng)按下式進(jìn)行：由此可知，該電池放電時(shí)的負(fù)極材料是（C）ACd(OH)2 BNi(OH)2 CCd DNiO(OH)解析：此電池放電時(shí)為原電池反應(yīng)，所列反應(yīng)由右向左進(jìn)行，Cd元素由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)，失去電子，被氧化，故Cd是電池的負(fù)極反應(yīng)材料。本題答案為C項(xiàng)。 例銅片和鋅片用導(dǎo)線(xiàn)連接后插入稀硫酸中，鋅片是（D）A陰極 B正極 C陽(yáng)極 D負(fù)極解析：銅片和鋅片用導(dǎo)線(xiàn)連接后插入稀硫酸中形成了原電池，由于金屬活動(dòng)性ZnCu，故Zn為負(fù)極。答案為D項(xiàng)。常見(jiàn)的原電池常用

15、原電池有鋅錳干電池、鋅汞電池、鋅銀扣式電池及鋰電池等。 1 鋅錳干電池：鋅錳電池具有原材料來(lái)源豐富、工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，成為人們使用最多、最廣泛的電池品種。鋅錳電池以鋅為負(fù)極，以二氧化錳為正極。按照基本結(jié)構(gòu)，鋅錳電池可制成圓筒形、扣式和扁形，扁形電池不能單個(gè)使用，可組合疊層電池（組）。按照所用電解液的差別將鋅錳電池分為三個(gè)類(lèi)型： (1)銨型鋅錳電池：電解質(zhì)以氯化銨為主，含少量氯化鋅。 電池符號(hào):(-) ZnNH4Cl·ZnCl2MnO2 (+) 總電池反應(yīng)： Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH) (2) 鋅型鋅錳電池：又稱(chēng)高功率鋅錳

16、電池，電解質(zhì)為氯化鋅，具有防漏性能好，能大功率放電及能量密度較高等優(yōu)點(diǎn)，是鋅錳電池的第二代產(chǎn)品，20世紀(jì)70年代初首先由德國(guó)推出。與銨型電池相比鋅型電池長(zhǎng)時(shí)間放電不產(chǎn)生水，因此電池不易漏液。 電池符號(hào)：(-) ZnZnCl2MnO2 (+) 總電池反應(yīng)（長(zhǎng)時(shí)間放電）： Zn+2Zn(OH)Cl+6MnO(OH)=ZnCl2·2ZnO·4H2O+2Mn3O4 (3) 堿性鋅錳電池：這是鋅錳電池的第三代產(chǎn)品，具有大功率放電性能好、能量密度高和低溫性能好等優(yōu)點(diǎn)。 電池符號(hào)：(-) ZnKOHMnO2 (+) 總電池反應(yīng)： Zn+2H2O+2MnO2=2MnO(OH)+Zn(OH)

17、2 鋅錳電池額定開(kāi)路電壓為1.5V，實(shí)際開(kāi)路電壓1.51.8V ，其工作電壓與放電負(fù)荷有關(guān)，負(fù)荷越重或放電電阻越小，閉路電壓越低。用于手電筒照明時(shí)，典型終止電壓為0.9V，某些收音機(jī)允許電壓降至0.75V。 2鋰原電池：又稱(chēng)鋰電池，是以金屬鋰為負(fù)極的電池總稱(chēng)。鋰的電極電勢(shì)最負(fù)相對(duì)分子質(zhì)量最小，導(dǎo)電性良好，可制成一系列貯存壽命長(zhǎng)，工作溫度范圍寬的高能電池。根據(jù)電解液和正極物質(zhì)的物理狀態(tài)，鋰電池有三種不同的類(lèi)型，即：固體正極有機(jī)電解質(zhì)電池、液體正極液體電解質(zhì)電池、固體正極固體電解質(zhì)電池。Li(CF)n的開(kāi)路電壓為3.3V，比能量為480W·h·L-1，工作溫度在-5570間，在

18、20下可貯存10年之久！它們都是近年來(lái)研制的新產(chǎn)品，目前主要用于軍事、空間技術(shù)等特殊領(lǐng)域，在心臟起搏器等微、小功率場(chǎng)合也有應(yīng)用。 例.鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí),負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)（C）A2H+2e=H2 B2H2O+O2+4e= 4OH- CFe2e=Fe2+ D4OH-+4e=2H2O+O2解析：鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)，負(fù)極為鐵，正極為碳，電解質(zhì)溶液為溶有O2或CO2等氣體的水膜。當(dāng)水膜呈弱酸性或中性時(shí)發(fā)生吸氧腐蝕，負(fù)極反應(yīng)為：Fe2e=Fe2+，正極反應(yīng)為：2H2O+O2+4e= 4OH-；當(dāng)水膜呈酸性時(shí)發(fā)生析氫腐蝕，負(fù)極反應(yīng)為：Fe2e=Fe2+，正極反應(yīng)為：2H+2e=H2。鋼鐵的

19、電化學(xué)腐蝕以吸氧腐蝕為主。故答案為C項(xiàng)。二 電解池 電解原理1、電解和電解池：使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極上引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程叫做電解。把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置叫做電解池或電解槽。CuCl2 CuCl22、電解池的組成：有兩個(gè)電極插入電解質(zhì)溶液（或熔融狀態(tài)的電解質(zhì)）中。兩極連外接直流電源。3、離子的放電順序：陰離子失去電子而陽(yáng)離子得到電子的過(guò)程叫放電。電解電解質(zhì)溶液時(shí)，在陰陽(yáng)兩極上首先發(fā)生放電反應(yīng)的離子分別是溶液里最容易放電的陽(yáng)離子和最容易放電的陰離子。（1）陽(yáng)極：（還原性強(qiáng)的先放電）惰性電極（Pt、Au、石墨、鈦等）時(shí)：S2>I>Br>Cl>OH（水）>

20、;NO3>SO42>F活性電極時(shí)：電極本身溶解放電。（2）陰極：（氧化性強(qiáng)的先放電）無(wú)論是惰性電極還是活性電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽(yáng)離子。陽(yáng)離子在陰極上的放電順序是：Ag+>Hg2+>Cu2+>H+（水）>Pb2+>Fe2+> >Na+>Ca 2+ > K+ 4、電解規(guī)律：（惰性電極）（1）電解電解質(zhì)：陽(yáng)離子和陰離子放電能力均強(qiáng)于水電離出H+和OH 。如無(wú)氧酸和不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽。HCl（aq）陽(yáng)極（ClOH）2Cl2eCl2陰極（H） 2H2eH2總方程式2HClH2Cl2CuCl2（aq）陽(yáng)極（ClOH）

21、2Cl2eCl2陰極（Cu2H）Cu22eCu總方程式CuCl2CuCl2（2）電解水：陽(yáng)離子和陰離子放電能力均弱于水電離出H+和OH 。如含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧酸鹽。H2SO4（aq）陽(yáng)極（SO42OH 4OH4e2H2OO2陰極（H）2H2eH2總方程式2H2O2H2O2NaOH（aq）陽(yáng)極（OH）4OH4e2H2OO2陰極：（NaH2H2eH2總方程式2H2O2H2O2Na2SO4（aq）陽(yáng)極（SO42OH4OH4e2H2OO2陰極：（NaH2H2eH2總方程式2H2O2H2O2（3）電解水和電解質(zhì)：陽(yáng)離子放電能力強(qiáng)于水電離出H+，陰離子放電能力弱于水電離出OH，如活潑金屬的無(wú)氧酸

22、鹽；陽(yáng)離子放電能力弱于水電離出H+，陰離子放電能力強(qiáng)于水電離出OH ，如不活潑金屬的含氧酸鹽。NaCl（aq）陽(yáng)極（ClOH）2Cl2eCl2陰極：（NaH2H2eH2總方程式2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2CuSO4（aq）陽(yáng)極（SO42OH4OH4e2H2OO2陰極（Cu2H）Cu22eCu總方程式 2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2例有A、B、C、D四種金屬，將A與B用導(dǎo)線(xiàn)聯(lián)結(jié)起來(lái)，浸入電解質(zhì)溶液中，B不易被腐蝕；將A、D分別投入到等濃度的鹽酸中，D比A反應(yīng)劇烈；將銅浸入B的鹽溶液中無(wú)明顯變化；將銅浸入C的鹽溶液中，有金屬C析出。據(jù)此可推知它們的金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?

23、（B）ADCAB BDABC CDBAC DBADC 解析：根據(jù)原電池原理，較活潑金屬作負(fù)極，較不活潑金屬作正極，B不易被腐蝕，說(shuō)明B為正極，金屬活動(dòng)性AB。另可比較出金屬活動(dòng)性DA，BC。故答案為B項(xiàng)。例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 混合物作電解質(zhì)，CO為陽(yáng)極燃?xì)猓諝馀cCO2的混合氣體為陰極助燃?xì)?，制得?50下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應(yīng)式：負(fù)極反應(yīng)式：2CO+2CO32-4e= 4CO2正極反應(yīng)式：_，電池總反應(yīng)式：_。解析：作為燃料電池，總的效果就是把燃料進(jìn)行燃燒。本題中CO為還原劑，空氣中O2為氧化劑，電池總反應(yīng)式為：2

24、CO+O2=2CO2。用總反應(yīng)式減去電池負(fù)極（即題目指的陽(yáng)極）反應(yīng)式，就可得到電池正極（即題目指的陰極）反應(yīng)式：O2+2CO2+4e= 2CO32- 。【歸納總結(jié)】（1）電解的四種類(lèi)型（惰性電極）：（2）電解質(zhì)溶液濃度復(fù)原：加入物質(zhì)與電解產(chǎn)物的反應(yīng)必須符合電解方程式生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)。（3）電解時(shí)pH的變化：電極區(qū)域：陰極H+放電產(chǎn)生H2，破壞水的電離平衡云集OH，陰極區(qū)域pH變大；陽(yáng)極OH放電產(chǎn)生O2，破壞水的電離平衡云集H+，陽(yáng)極區(qū)域pH變小。電解質(zhì)溶液：電解過(guò)程中，既產(chǎn)生H2，又產(chǎn)生O2，則原溶液呈酸性的pH變小，原溶液呈堿性的pH變大，原溶液呈中性的pH不變（濃度變大）；電解過(guò)程中，無(wú)

25、H2和O2產(chǎn)生，pH幾乎不變。如電解CuCl2溶液（CuCl2溶液由于Cu2+水解顯酸性），一旦CuCl2全部電解完，pH值會(huì)變大，成中性溶液。電解過(guò)程中，只產(chǎn)生H2，pH變大。電解過(guò)程中，只產(chǎn)生O2，pH變小。（4）電極方程式的書(shū)寫(xiě)：先看電極；再將溶液中的離子放電順序排隊(duì)，依次放電；注意要遵循電荷守恒，電子得失的數(shù)目要相等。（二）電解原理的應(yīng)用1、銅的電解精煉2、陽(yáng)極（粗銅棒）：Cu2eCu2 陰極（精銅棒）：Cu22eCu 電解質(zhì)溶液：含銅離子的可溶性電解質(zhì)分析：因?yàn)榇帚~中含有金、銀、鋅、鐵、鎳等雜質(zhì)，電解時(shí)，比銅活潑的鋅、鐵、鎳會(huì)在陽(yáng)極放電形成陽(yáng)離子進(jìn)入溶液中，Zn2e = Zn2+ 、

26、Fe-2e = Fe2+ 、Ni2e =Ni2+，F(xiàn)e2+、Zn2+、Ni2+不會(huì)在陰極析出，最終留存溶液中，所以電解質(zhì)溶液的濃度、質(zhì)量、pH均會(huì)改變。還原性比銅差的銀、金等不能失去電子，它們以單質(zhì)的形式沉積在電解槽溶液中，成為陽(yáng)極泥。陽(yáng)極泥可再用于提煉金、銀等貴重金屬。2、電鍍陽(yáng)極（鍍層金屬）：Cu2eCu2 陰極（鍍件）：Cu22eCu 電鍍液：含鍍層金屬的電解質(zhì)分析：因?yàn)橛傻檬щ娮訑?shù)目守恒可知，陽(yáng)極放電形成的Cu2離子和陰極Cu2離子放電的量相等，所以電解質(zhì)溶液的濃度、質(zhì)量、pH均不會(huì)改變。（1）電鍍是電解的應(yīng)用。電鍍是以鍍層金屬為陽(yáng)極，待鍍金屬制品為陰極，含鍍層金屬離子為電鍍液。（2）

27、電鍍過(guò)程的特點(diǎn)：犧牲陽(yáng)極；電鍍液的濃度（嚴(yán)格說(shuō)是鍍層金屬離子的濃度）保持不變；在電鍍的條件下，水電離產(chǎn)生的H+、OH一般不放電。電解飽和食鹽水氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)所得的NaOH、Cl 2 、H2 都是重要的化工生產(chǎn)原料，進(jìn)一步加工可得多種化工產(chǎn)品，涉及多種化工行業(yè)，如：有機(jī)合成、醫(yī)藥、農(nóng)藥、造紙、紡織等，與人們的生活息息相關(guān)。陽(yáng)極：石墨或金屬鈦2Cl2eCl2陰極：鐵網(wǎng)2H2eH2電解質(zhì)溶液：飽和食鹽水總方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2分析：在飽和食鹽水中接通直流電源后，溶液中帶負(fù)電的OH和Cl向陽(yáng)極移動(dòng)，由于Cl比OH容易失去電子，在陽(yáng)極被氧化成氯原子，氯原子結(jié)合成氯分子放出；溶液

28、中帶正電的Na+和H+向陰極移動(dòng)，由于H+比Na+容易失去電子，在陰極被還原成氫原子，氫原子結(jié)合成氫分子放出；在陰極上得到NaOH。（1）飽和食鹽水的精制：原因：除去NaCl中的MCl2、Na2SO4等雜質(zhì)，防止生成氫氧化鎂沉淀影響溶液的導(dǎo)電性，防止氯化鈉中混有硫酸鈉影響燒堿的質(zhì)量。 試劑加入的順序：先加過(guò)量的BaCl2和過(guò)量的NaOH（順序可換），再加入過(guò)量的Na2CO3，過(guò)濾，加鹽酸調(diào)節(jié)pH為7。（2）隔膜的作用：防止氫氣和氯氣混合發(fā)生爆炸；防止氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)影響燒堿的質(zhì)量。4、電解法冶煉活潑金屬：（1）電解熔融的氯化鈉制金屬鈉：2NaCl（熔融）2NaCl2（2）電解熔融的氯化鎂制金

29、屬鎂：MgCl2（熔融）MgCl2（3）電解熔融的氧化鋁制金屬鋁：2Al2O3（熔融）4Al3O2分析：在金屬活動(dòng)順序表中K、Ca、Na、Mg、Al等金屬的還原性很強(qiáng)，這些金屬都很容易失電子，因此不能用一般的方法和還原劑使其從化合物中還原出來(lái)，只能用電解其化合物熔融狀態(tài)方法來(lái)冶煉。注意：電解熔融NaCl和飽和NaCl溶液的區(qū)別；不能用MgO替代MgCl2的原因；不能用AlCl3替代Al2O3的原因。 三、原電池、電解池和電鍍池的比較典型例題分析例1、下圖中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，符合這一情況的是（ ）a極板b極板x電極Z溶液A鋅石墨負(fù)極

30、CuSO4B石墨石墨負(fù)極NaOHC銀鐵正極AgNO3D銅石墨負(fù)極CuCl2分析：通電后a極板增重，表明溶液中金屬陽(yáng)離子在a極板上放電，發(fā)生還原反應(yīng)析出了金屬單質(zhì)，因此可確定a極板是電解池的陰極，與它相連接的直流電源的x極是負(fù)極。選項(xiàng)C中x極為正極，故C不正確。A中電解液為CuSO4溶液，陰極a板上析出Cu而增重，陽(yáng)極b 板上由于OH離子放電而放出無(wú)色無(wú)臭的O2，故A正確。B中電解液為NaOH溶液，通電后陰極a上應(yīng)放出H2，a極板不會(huì)增重，故B不正確。D中電解液為CuCl2溶液，陰極a板上因析出Cu而增重，但陽(yáng)板b板上因Cl離子放電，放出黃綠色有刺激性氣味的Cl2，故D不正確。答案為A。例2、高

31、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 3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH下列敘述不正確的是A、放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：Zn2e +2OH= Zn（OH）2B、充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)為：Fe（OH）33e + 5 OH = FeO+ 4H2OC、放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3 mol電子，正極有1mol K2FeO4被氧化D、放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)分析：A是關(guān)于負(fù)極反應(yīng)式的判斷，判斷的要點(diǎn)是：抓住總方程式中“放電”是原電池、“充電”是電解池的規(guī)律，再分析清楚價(jià)態(tài)的變化趨勢(shì)，從而快速準(zhǔn)確的判斷，A是正確的。B是充電時(shí)

32、的陽(yáng)極方程式，首先判斷應(yīng)該從右向左，再判斷陽(yáng)極應(yīng)該是失去電子，就應(yīng)該是元素化合價(jià)升高的元素所在的化合物參加反應(yīng)，然后注重電子、電荷以及元素三個(gè)守恒，B正確；C主要是分析原總方程式即可，應(yīng)該是1mol K2FeO4被還原，而不是氧化。D選項(xiàng)中關(guān)于放電時(shí)正極附近的溶液狀況，主要是分析正極參加反應(yīng)的物質(zhì)以及其電極反應(yīng)式即可，本答案是正確的。答案選C。例3、通以相等的電量，分別電解等濃度的硝酸銀和硝酸亞汞（亞汞的化合價(jià)為+1價(jià)）溶液，若被還原的硝酸銀和硝酸亞汞的物質(zhì)的量之比n（硝酸銀）n（硝酸亞汞）=21，則下列表述正確的是（ ）A、在兩個(gè)陰極上得到的銀和汞的物質(zhì)的量之比n（Ag）n（Hg）=21B、

33、在兩個(gè)陽(yáng)極上得到的產(chǎn)物的物質(zhì)的量不相等C、硝酸亞汞的分子式為HgNO3 D、硝酸亞汞的分子式為Hg2（NO3）2分析：通以相等的電量即是通過(guò)相同的電子數(shù)，銀和亞汞都是+1價(jià)，因此，得到的單質(zhì)銀和汞的物質(zhì)的量也應(yīng)相等；又因電解的n（硝酸銀）n（硝酸亞汞）=21，硝酸銀的化學(xué)式為AgNO3，故硝酸亞汞的化學(xué)式不可能為HgNO3，只能為Hg2（NO3）2。答案為D。例4、下圖中電極a、b分別為Ag電極和Pt電極，電極c、d都是石墨電極。通電一段時(shí)間后，只在c、d兩極上共收集到336mL（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）氣體?；卮穑海?）直流電源中，M為極。（2）Pt電極上生成的物質(zhì)是，其質(zhì)量為 g。（3）電源輸出的電子，

34、其物質(zhì)的量與電極b、c、d分別生成的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為：2。（4）AgNO3溶液的濃度（填增大、減小或不變。下同），AgNO3溶液的pH，H2SO4溶液的濃度，H2SO4溶液的pH。（5）若H2SO4溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5.00%變?yōu)?.02%，則原有5.00%的H2SO4溶液為多少g。分析：電解5.00%的稀H2SO4，實(shí)際上是電解其中的水。因此在該電解池的陰極產(chǎn)生H2，陽(yáng)極產(chǎn)生O2，且V（H2）：V（O2）=2：1。據(jù)此可確定d極為陰極，則電源的N極為負(fù)極，M極為正極。在336mL氣體中，V（H2）=2/3×336ml=224ml，為0.01mol，V（O2）=1/3×3

35、36ml=112ml，為0.005mol。說(shuō)明電路上有0.02mol電子，因此在b極（Pt、陰極）產(chǎn)生：0.02×108=2.16g，即 0.02mol的Ag。則n（e） n（Ag） n（O2） n（H2）= 0.020.020.0050.01=4：4：1：2。由Ag（陽(yáng)）電極、Pt（陰）電極和AgNO3溶液組成的電鍍池，在通電一定時(shí)間后，在Pt電極上放電所消耗溶液中Ag+離子的物質(zhì)的量，等于Ag電極被還原給溶液補(bǔ)充的Ag+離子的物質(zhì)的量，因此AgNO3不變，溶液的pH也不變。電解5.00%的H2SO4溶液，由于其中的水發(fā)生電解，因此H2SO4增大，由于H+增大，故溶液的pH減小。設(shè)

36、原5.00%的H2SO4溶液為xg，電解時(shí)消耗水0.01×18 = 0.18g，則：，解得：。答案：（1）正（2）Ag、2.16（3）21/21；（4）不變、不變、增大、減小；（5）45.18。例5100mL濃度為2 mol·L-1的鹽酸跟過(guò)量的鋅片反應(yīng)，為加快反應(yīng)速率，又不影響生成氫氣的總量，可采用的方法是 （ ）A加入適量的6mol·L-1的鹽酸 B加入數(shù)滴氯化銅溶液 C加入適量蒸餾水D加入適量的氯化鈉溶液解析：向溶液中再加入鹽酸，H+的物質(zhì)的量增加，生成H2的總量也增加，A錯(cuò)。加入氯化銅后，鋅置換出的少量銅附在鋅片上，形成了原電池反應(yīng)，反應(yīng)速率加快，又鋅是過(guò)

37、量的，生成H2的總量決定于鹽酸的量，故B正確。向原溶液中加入水或氯化鈉溶液都引起溶液中H+濃度的下降，反應(yīng)速率變慢，故C、D都不正確。本題答案為B項(xiàng)。 例6氫鎳電池是近年開(kāi)發(fā)出來(lái)的可充電電池，它可以取代會(huì)產(chǎn)生污染的銅鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是：(1/2)H2+NiO(OH) Ni(OH)2根據(jù)此反應(yīng)式判斷下列敘述中正確的是（ ）A電池放電時(shí)，電池負(fù)極周?chē)芤旱膒H不斷增大 B電池放電時(shí)，鎳元素被氧化C電池充電時(shí)，氫元素被還原 D電池放電時(shí)，H2是負(fù)極解析：電池的充、放電互為相反的過(guò)程，放電時(shí)是原電池反應(yīng)，充電時(shí)是電解池反應(yīng)。根據(jù)氫鎳電池放電時(shí)的總反應(yīng)式可知，電解質(zhì)溶液只能是強(qiáng)堿性溶液，不能是

38、強(qiáng)酸性溶液，因?yàn)樵趶?qiáng)酸性溶液中NiO(OH)和Ni(OH)2都會(huì)溶解。這樣可寫(xiě)出負(fù)極反應(yīng)式：H2+2OH-2e = 2H2O，H2為負(fù)極，附近的pH應(yīng)下降。放電時(shí)鎳元素由+3價(jià)變?yōu)?2價(jià)，被還原，充電時(shí)氫元素由+1價(jià)變?yōu)?價(jià)，被還原。故答案為C、D項(xiàng)。 例7下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是 ( )Aa電極是負(fù)極Bb電極的電極反應(yīng)為：4OH-4e= 2H2O+O2C氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源D氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置解析：分析氫氧燃料電池原理示意圖，可知a極為負(fù)極，其電極反應(yīng)為：2H2-4e=4H+，b極

39、為正極，其電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e=4OH-，電池總反應(yīng)式為：2H2+O2=2H2O。H2為還原劑，O2為氧化劑，H2、O2不需全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)。故答案為B項(xiàng)。例8堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為： Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l) = Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ） A電池工作時(shí)，鋅失去電子 B電池正極的電極反應(yīng)式為：2MnO2(s)+H2O(1)+2e = Mn2O3(s)+2OH-(aq) C電池工作時(shí)，電子由正極通過(guò)外電路流向負(fù)極 D外電路中每通過(guò)O.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g解析： 該電池的電解液為KOH溶液，結(jié)合總反應(yīng)式可寫(xiě)出負(fù)極反應(yīng)式：Zn(s)+2OH-(aq)-2e = Zn(OH)2(s)，用總反應(yīng)式減去負(fù)極反應(yīng)式，可得到正極反應(yīng)式：2MnO2(s)+H2O(1)+2e = Mn2O3(s)+2OH-(aq)