原电池和电解池知识点汇总
＠原电池和电解池知识点汇总
第一节原电池
1.原电池的形成条件
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。
①活泼性不同的金属一特铜原电池，镑作负极，铜作正极；
②金属和非金属（非金属必须能导电）一钵锤干电池，钵作负极，石
墨作正极；
③金属与化合物一铅蓄电池，铅板作负极，二氧化铅作正极；
④惰性电极一氢氧燃料电池，电极均为销。
(2）两电极必须与电解质溶液接触。
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。
( 3）两电极之间有导线连接，形成闭合回路。
2.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。
3.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：皖燃料
电池中，电解液为KOH，负极甲：皖失8 个电子生成CO2和HiO，但
CO2不能与OH－共存，要进一步反应生成碳酸根。
正极：①当负极材料能与电解液直接反应时，溶液中的阳离子得电子。例：铮铜原电池中，电解液为
HC I，正极H＋得电子生成凡。②当负极材料不能与电解液反应时，溶解在
电解液中的02得电‘子。如果电解
液呈酸性，
0 2 + 4-e
特殊情况：
+4H+=2H20；如果电解液呈中性或碱性，02+4-e +2H20=40H－。
① Mg - Al - NaO凡创作ih才放
负极：Al - 3-e +40W=A I02+2H,O; i:E极：2比0 + 2e= l-h↑＋20 H-
②Cu-Al-HN03,C u作负极
注意：Fe作负极时，氧化产物是Fe2 '1tii不可能起；Fe,.l ；肌（N2H4）和NH J的电池反应产物是H20和N,.
无论是总反应，还是电极反应，者H5必须满足电子守恒、电荷守恒、质盘守恒。
pH 变化规律
电极周围：消耗OH-(H＋），则电极周围溶液的pH 减小（增大）；反
应生成OH-(H寸，则电极周围溶液的pH 增大（减小）。
阿川 溶液：若总反应的结果是消耗 OH - (H ＋），则溶液的pH 减小（增大）；若 总反应的结果是生成OH - (H 寸，则溶液的 pH 增大（减小）；若 总反应消耗和生成OH - (H ＋）的物质的量相等，则溶液的 pH 由溶液的 酸碱性 决定， 溶液呈碱性则pH 增大，溶 液呈酸性则pH 减小， 溶液呈中性则pH 不变。
4. 原电池表示方法
原电池的组成用图示表达， 未免过于麻烦。为书写简便， 原电池的装置常用方便而科学的符号来表示。其写法习’惯上遵循如下几点规定：
( l ）一般把负 极（如Zn 棒与 Zn 2 ＋离子溶液）写在电池符号表示式的左边， 正极（如Cu 棒与 C u 2 ＋离子溶液）写在电池符号表示式的右边。
(2）以化学式表示电池中各物质的组成， 溶液要标上活度或浓度（mol/L ），若为气体物质应注明其分压（Pa ），还应标明当时的温度。如不写出，则温度为298.15 K ，气体分压为101.325 kPa ，溶液浓度为1 mol/L 。
(3）非金属或 气体不导电， 因此非金属元素在不同氧化值时构成的氧化还原电对作半电池时，需外加 惰性导体（如铅或石墨等）做电极导体。其中，惰性导体不参与电极反应，只起导电（输送或接送电子）的作 用，故称为“惰性”电极。 （一） Zn (s) I Zn 2+ ( c) II Cu 2+ ( c) I Cu (s) ( + )
理论上，任何自发的、任何氧化还原反应都可以设计成原电池，例如反应：
C 2I + 2-1 = 2c -1 + L 其电极反应方程式为： 负极： 2-1 = L + 2-e 飞
（氧化反应）
正极： c
1i+ 2-e
= 2c -1
（还原反应） 第二节两类原电池
1. 吸氧腐蚀
(I ） 金属在酸性很弱或中性溶液里， 空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化学腐，蚀叫 吸氧腐蚀。
例如：钢铁在接近中性的潮湿空气中腐蚀属于吸氧腐蚀，其电极反应如下：
Fe - 4 二 2Fe
正极（C): 2H 20 + 0 2 +4-e = 40 H － 总反应： 2Fe + 0 2 + 2H20 = 2Fe (OH) 2 钢铁等金属的电化腐蚀主要是吸氧腐蚀。
(2 ）必要条件
以氧的还原反应为阴极过程的腐蚀，称为氧还原腐蚀或吸氧腐蚀。发生吸
氧腐蚀的要必条件是金属的电位比氧还原反应的电位低。
(3 ）影响吸氧腐蚀的因素
①溶解氧浓度的影响。
②温度的影响。
③盐浓度的影响。
④溶液搅拌和流速的影响。
2.析氢腐蚀
(I ）在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氯气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀
在钢铁制品中一般都含有碳。在潮湿空气中，钢铁表面会吸附水汽而形成一
层薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液，使水里的H＋增多。于是就构成无数个以铁为负极、碳为正极、酸性水膜
为电解质溶液的微小原电池。这些原电池里发生的氧化还原反应是：（负极（Fe
正极（C):2H++2e-=H2↑（溶液中的H＋被还原）
总反应式：Fe+2C02+2H20=Fe(HC03)2+H2↑
Fe(H C03)2水解、空气氧化、风吹日晒得Fe20J0
这样就形成无数的微小原电池。最后氢气在碳的表面放出，铁被腐蚀。
(2 ）析氢腐蚀：金属在酸性较强的溶液中发生电化学腐蚀时放出氢气的反
应。
（剖析氢腐蚀与吸氧腐蚀的比较
6. 金属的防护
(I ）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。
( 2 ）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。
( 3）电化学保护法
①外加电流的阴极保护法：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。
第三节
1.Cu-H2S0 4-Zn原电池
常用原电池方程式
正极：2H+ + 2-e = H2
↑
负极：Zn- 2e-= Zn2+
总反应式：Zn+2H+=Zn2++ H2↑
2.Cu- FeCb一C 原
电池正极：2f e3+ + 2e-= 2Fe2 +
总反应式：2f e3++Cu=2Fe2++Cu2+
3.钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀正极：02+2H20+4e=4QH-
总反应式：2Fe + 0 2 + 2H20 =
2Fe (OH) 2
4.氢氧燃料电池（中性介质）正极：0 2 + 2H20 ＋衍’＝40 H
总反应式：2H2+O z=2H20 5.氢氧燃料电池（酸性
介质）正极：02+4H+
+4e=2H20
总反应式：2H2+02=2H20负极：Cu- 2e-= Cu2+负极：2Fe - 4e-= 2Fe2+ 1f t似：2H 2- 4e = 4H +负极：2H2- 4e-= 4H+
6.氢氧燃料电池（碱性介质）
正极：0 2 + 2H20 + 4-e =
40
H-
负极：2H2-
4-e
+ 40 H-=4H20
总反应式：2H2 + 02= 2H20 7.铅蓄电池（放电）
正极（Pb0 2) : Pb02 + 2-e + s
o-:
+ 4H+=PbS04+2H20
负极（Pb) : Pb - 2-e + SQ;-= PbS04
总反应式：Pb + Pb02 + 4H++2SO －＝二2PbS0 4 + 2H20
8.铅蓄电池（充电）
阴极：PbS04+2-e=Pb+So－
阳极：PbS04-2e-+2H20=Pb02+4H++SO-
总反应式：2PbS04+2比0=Pb+Pb02+2SO-+4H+
放电
总式：Pb+ Pb02+2比S04手＝二2PbS04+2H20
充电
9.Al- NaOH- Mg 原电池
正极：6H20+ 6-e =3H2↑＋60H-
负极：2Al - 6-e+80H-=2AIO;-+4H20
总反应式：2Al+ 20 H-+2H20二＝2Al02+3比↑
10.C比燃料电池（碱性介质）
正极：202+ 4H20+ 8-e =80H-
负极：C比－8e- +I O OH-=COi-+7H20
总反应式：C比＋202+ 20 H-=C Oi-+3H20
11.熔融碳酸盐燃料电池
(Li2C0 3和Na2C0 3熔融盐作电解液，c o 作燃料）
正极：02+2C02+4e-=2CO；－（持续补充CO2气体）负极：2C0 + 2 Co －-4e-=4C02
总反应式：2CO + 02 = 2C02
12.银铸纽扣电池（碱性介质）
正极（A g20):Ag20+H20
+2-e =2Ag +
20H-
负极（Zn):Zn
+20H--2-e
=ZnO+H20
总反应式：Zn + Ag20 = ZnO + 2Ag
13.徨电池
正极：I2+2e-= 21- 负极：
2Li-2-e
= 2Li+
总反应式：2Li + L= 2Lil
第四节电解池
（→）电解原理
1.电解和电解池
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
m 叫做电解池或
电解槽。 2. 电解池的组成 电解
CuCl2= Cu+Cb ↑
①有两个电极插入电解质溶液（或熔融状态的电解质）中。②两极连外接直流电源。 3. 离子的放电顺序
阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。电解电解质溶液时，在阴 阳两极上首先发生放电反应的离 子分别是溶液里最容易放电的阳离子和最容易放电的阴离子。
(1）阳极：（还原性强的先放电）
惰性电极（Pt 、Au 、石墨、钦等）： s - 2
活性电极：电极本身溶解放电。
(2 ）阴极：（氧化性强的先放电）
> -I > B -r > C - J
> OH －（水）> N0 3 > SO － > F －
。 无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上的放电顺序是： Ag + > Hg 2 + > F e3 + > Cu2 + > H + （水） > Pb2+ > F e2+ ＞… ＞Na + >Ca2+ > K ＋。 4. 电解规律（惰性电极）
阳极（阴离子放电）： 无氧酸根＞OH ＞含氧酸根 阴极（阳离子放电：）不活泼金属阳离子＞H ＋＞活 泼金属阳离子 (1） 电解电解质： 阳离子和阴离子放电能力均强于水电离出的H ＋和 OH －。如无 氧酸和不活泼金属的无 氧酸盐。 ① HCI (aq) 阳极（C -l > OH- ): 2c1- -
2-e =
C 2
l ↑ 电解
阴极（H + ) : 2H+ + 2e-= H 2 ↑
总方程式： 2HCI = H2 + CI2↑ ② CuCii(aq)
t
阳极（ c -1 >OH-): 2c1- - 2e- = Cl 2↑ 阴极 （Cu i+ >H+): Cui+ +2e-= Cu
电解
总方程式： CuCli= Cu+ Cb ↑
( 2 ）电解水： 阳离子和阴离子 放电能力均弱于水电离出的H ＋和 OH － 。 如含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐。 ① H 2S 04 (aq) 阳极（So － < OH - ): 40 H - - 4e -= 2H20 + 02t
电
解 总方程式：2H 20 ＝ 二 2H 2 + 02 ↑
② NaOH(aq)
阴极 （H + ) : 4H+ + 4e-= 2H 2 ↑
阳极（0 H ) : 40 H - - 4-e ＝二 2H 2 0 + 0 2 ↑ 电
解
阴极（Na + < H + ) : 2H + + 2e -= H 2
↑ 总方程式：2H 20 = 2H 川 ＋ 02 ↑
③ Na 2S0 4(aq )
阳极（So － < OH ’）: 40H - 4e =
2 H 2 0 + 0 2 ↑
电解
总方程式：2H 20 = 2H 2↑＋ 02 ↑
｜归极 （Na ·? < H + ): 2H + + 2e -= H 2 ↑
：：：：：：：
山十：：：：号；：：：： ；法：：：
① NaCl ( aq )
阳极 （c -i > OH - ) : 2c 1- - 2e -= C b ↑ 阴 极（Na + < H + ) : 2H + + 2e 一＝ H 2↑
总方程式2N a C I + 2H 20 旦旦2Na0 H + H 2 ↑ ＋C 2l ↑ ② CuS0 4 (aq ) 阳极 （So
－ < O H - ) :
40 H - - 4e －＝二 2H 2 0 + 0 2 ↑ 阴极（C u 2+ > H + ) : Cu 2+ + 2-e = Cu
总方程式：2 C uS0 4 + 2H 2 Q 旦旦2Cu + 2H 2 S04 + 0 2 ↑ 总结：
电解方程 式的实例（用惰性电极电解）：
【归 纳总结】 (1）电解的四 种类型 （’惰’性电极）：
(2） 电解质榕液浓度复原：先让析出的 产物（气体或沉淀）恰好 完全反应， 再将其化合物投入电解后的溶液中即可 。加人物质与电解产物的反应必须符合电解方程式生成物的化学计i d 数。
如： ① NaC l 溶 液： 通 HC I 气体（不能加盐酸）②； A gN03溶液： 力11 A giO 剧体（不能力日 AgOH ）； ③ CuC b
溶液：加Cu C li固体；④KNO J浓浓：为D H20；⑤C u S04溶液：C u O［不能力川C u20、C u(O H)i、Cu(OH)2C03）等。
(3）电极方程式的书写：①先行电极；②f1l将熔液巾的肉干放I U JIW{J-i斗排队，f?I欠放电；③注意要遵循电荷守恒，电子得失的数目要柑等。
（二）电解原理的应用
1. 铜的电解精炼
==Cu i+ 阴极（精铜棒）:C u2++2e = Cu 阳极（粗铜棒）:
Cu - 2-e
电解质溶液：含铜离子的可溶性电解质
纯铜粗铜Fe
铜的电解精炼CuS
04
CuS
04
分析：因为粗铜中含有金、银、僻、铁、镇等杂质，电解时－，比铜活泼的僻、铁、镇会在阳极放电形成阳离子进入溶液中，Zn - 2e-= Zn2+ , Fe 一2e-= Fe2-1 , Ni - 2e = Ni2+ , Fe2+ 、Zn2+ 、N i2＋不会在阴极析出，最终留存溶液中，所以电解质溶液的浓度、质量、pH 会改变。还原性比铜差的银、金等不能失去电子，它们以单质的形式沉积在电解糟溶液中，成为阳极泥。阳极泥可再用于提炼金、银等贵重金属。
2.电镀
阳极（镀层金属）:Cu - 2-e=C u2+
阴极（镀件）:Cu2++2e = Cu
电镀液：含镀层金属的电解质。
分析：因为由得失电子数目守恒可知，阳极放电形成的Cu2+ 离子和阴
极Cu2+ 离子放电的量相等，所以电解质溶液的浓度、质量、pH 均不会
改变。
( 1）电镀是电解的应用。电镀是以镀层金属为阳极，待镀金属制品为阴极，含镀层金属离子
为电镀液。
(2）电镀过程的特点：牺牲阳极；电镀液的浓度（严格说是镀层金属
离子的浓度）保持不变；在电镀的
条件下，水电离产生的H+ , OH－一般不放电。
3.电镀铜、精炼钢比较
形成
条件
电镀铜 ｜ 精炼铜
镀层金属做阳极， 镀件作阴极， 电镀液必须含｜粗铜金属作阳极， 精铜作阴极， CuS0 4溶液作电有镀层金属的离子 ｜解液 电极反应 ｜阳极： Cu - 2e-= Cu2+
阴极： Cu2+ + 2e-= Cu
溶液变化 ｜ 电镀液的浓
度不变
4. 电解饱和食盐水一－ 氯碱工业
阳极： Zn - 2e -= Zn2+ Cu - 2e -= Cu 2＋等阴极： Cu2+ + 2e -= Cu 溶液中溶质浓度减小 氯碱工业所得的NaOH 、Cb 、H 2 都 是 重要的化工生产原料，进 一 步加工 可得 多 种化 工产品，涉 及多
种化工行业，如：有机合成、医药、农药、造纸、纺织等，与人们的生活息
息相关。
(1） 反应原理：
阳极（石墨或金属铁）: 2c -1
- 2-e = Cb ↑
阴极（铁网）： 2H + + 2-e = H 2 ↑ 电 解质溶液： 饱和食盐水 总方程式：2NaC J + 2H 20 =电解
2NaOH + H 2 ↑ ＋C li ↑
H 1
t 川 Nu O H 情被
011 巴坐主」 阳离子交换！民解也梢
1-1 20
（含少
量； NaO
H )
( 2 ）设备（阳离子交换膜电解槽）
①组成：阳极－Ti、阴极－Fe
②阳离子交换膜的作用：它只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过。
( 3 ）制烧碱生产过程（离子交换膜法）
①食盐水的精制：粗盐（含泥沙、Ca2+ ., Mg 2+ , Fe2+、so－等）→加入NaOH
溶液→加入BaCl2溶液→
!l加入Na C203溶液→过滤→加入盐酸→加入离子交换剂（NaR）。
②电解生产主要过程：NaCl从阳极区加入，H20从阴极区加入。阴极H＋
放电，破坏了水的电离平衡，使OH－浓度增大，OH－和Na＋形成NaOH溶液。
分析：在饱和食盐水中接通直流电源后，溶液中带负电的OH－和c1－向阳极移动，由于c1－比OH－容易失去电子，在阳极被氧化成氯原子，氯原子结合成氯分子放出；溶液中带正电的Na＋和H＋向阴极移动，由于H ＋比Na ＋容易失去电子，在阴极被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子放出；在阴极上得到NaOH。
(1）饱和食盐水的精制：
原因：除去NaCl中的MgCb、Na2S04等杂质，防止生成氢氧化镇沉淀影
响溶液的导电，性防止氯化锅中混有硫酸纳影响烧碱的质量。
试剂加入的顺序：先加过量的BaCl2和过量的NaOH（顺序可换），再加入过量的Na2C03，过滤，加盐酸
调节pH 为7。
( 2）隔膜的作用：防止氢气和氯气混合发生爆炸；防止氯气和氢氧化纳反应影响烧碱的质量。
5.电解法冶炼活泼金属
(1）电解熔融的氯化纳制金属例：2NaCl（熔融）
旦旦2Na+ Cli↑ (2 ）电解熔融的氯化续制金属
续：MgCb（熔融）旦旦Mg + Cl2↑
(3）电解熔融的氧化铝制金属铝：2Al203（熔融）旦旦4A l+ 30 2↑
分析：在金属活动性顺序表中K、Ca、Na、Mg、Al 等金属的还原性很强，
这些金属都很容易失电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原
出来，只能用电解其化合物熔融状态方法来冶炼。
注意：电解熔融NaCl和饱和NaCl溶液的区另rJ；不能用MgO替代MgC I2的原因；
不能用AlC I J替代Al2α
的原因。
第五节比较
1.原电池、电解池和电镀池的比较
电极名称
负极：较活泼金属 正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）
阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连
电极反应
负极：氧化反应（负失氧）
正极： 还原反应（正得还）
阳极：氧化反应，溶液中的阴离子或金属电极失电子（阳失氧）
阴极： 还原反应， 一定是溶液中的
阳离子得电子（阴得还）
阳极：氧化反应，金属电极失电子，
并不断溶解（阳失氧） 阴极：还原反应，电镀液中的镀层金属阳离子得电子（阴得还）
负极一一＋阴极
11 13极一一＋正极
同电解池
电流方向
正极一一＋负极
正极一一＋阳极一一＋电解质溶液一一＋阴极一一＋负极
同电解池
对比
名称同电解，但有限制条件阳极：必
须是镀层金属
阴极：镀件（待镀的物件）
－
－
电子流向 负极一一＋正极
电解质导电的过程实质上就是电解过程；电 解是在外电源的作用下被迫发生的氧化还原的过程， 把电能转化为化学能，而在原电池中正好相反，是自发的氧化还原反应的过程，把化学能转化为电能
2. 化学腐蚀和电化腐蚀的区别
3. 金属腐蚀快慢规律的对比
－
4.电解、电离和电镀的区别
、。，
高考回顾
1. (2018 · 全国卷I 第 13 题 6 分）最近我国科学家设计了一 种， C 02 + H 2S 协同转化装置， 实现对天然
气中CO 2和H S 2 的高效去除。示意图如右所示， 其中电极分别为ZnO ＠石墨烯（石墨烯包裹的Zn O ）和石 墨 烯， 石墨烯电极区发生反应为：
光伏电池 E 噩噩圃，
2旷户与旷；｜
② ①1
2l S
① EDTA- Fe 2+ - e - = EDTA - Fe )+
、t ，J E 且a E DTA -FE 忡 改其｜） ’就ioi J-12S 等）
质子交换摸
② 2EDTA - Fe 3+ + H 2 S = 2H + + S + 2EDTA + Fe2+ 该装置工作时，下列叙述错误的是（
）
A. 阴极的电极反 应： C0 2+ 2H + +2e = CO = H 2 0 B 协同转化总 反应： CO 2+ H 2S =CO+ H20 + S C. 石墨烯上的电势比 ZnO ＠石墨烯上的低 D. 若采用Fe 2+/Fe3+ 取 代
EDTA - Fe 2+/EDTA - Fe3+，溶 液需为酸’性
【答案】 C
【解析】A. 在ZnO ＠石墨烯上CO2转变为co ， 发生还原反应， 因此该电极是阴极，阴极电极反 应式为： C02 + 2H + + 2e - =CO+H20, A 不符合题意。B . 由图可知总反应市CO 2＋比 S= CO + H 20 + S, B 不符合题意。
C. 石墨烯是阳极，电势 高于阴极， 因此 C 符合题意。
D. 三价铁离子和亚铁离子再碱性环境中会形成沉淀， 因此溶液需为酸性， 因此D 不符合题意。
故答案为： C
【分析】本题考查电解原理。
2.(2018 ·北京卷第12 题6 分）验证牺牲阳极的阴极保护法，实验如下
（烧杯内均为经过酸化的3%
NaC l 溶液）。
①②3
?…段时间后洞入 e －段乍K l 恬e(C N
时问后川
H一取出的少量
的
Fe附近的槽液
l:t1：竹：内Ji)！YI脏变化试管内生成蓝色沉淀在Fe 表面生成蓝色沉淀
下列说法错误的是（）
A.对比②③，可以判定Zn 保
护了Fe
B.对比①②，k3[Fe(CN)6］可
能将Fe氧化
C.验证Zn 保护Fe 时不能用
①的方法
常用原电池和电解池方程式
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
原电池和电解池知识点汇总
＠原电池和电解池知识点汇总 第一节原电池 1.原电池的形成条件 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。 ①活泼性不同的金属一特铜原电池，镑作负极，铜作正极； ②金属和非金属（非金属必须能导电）一钵锤干电池，钵作负极，石 墨作正极； ③金属与化合物一铅蓄电池，铅板作负极，二氧化铅作正极； ④惰性电极一氢氧燃料电池，电极均为销。 (2）两电极必须与电解质溶液接触。 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。 ( 3）两电极之间有导线连接，形成闭合回路。 2.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。 3.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：皖燃料 电池中，电解液为KOH，负极甲：皖失8 个电子生成CO2和HiO，但 CO2不能与OH－共存，要进一步反应生成碳酸根。
正极：①当负极材料能与电解液直接反应时，溶液中的阳离子得电子。例：铮铜原电池中，电解液为 HC I，正极H＋得电子生成凡。②当负极材料不能与电解液反应时，溶解在 电解液中的02得电‘子。如果电解 液呈酸性， 0 2 + 4-e 特殊情况： +4H+=2H20；如果电解液呈中性或碱性，02+4-e +2H20=40H－。 ① Mg - Al - NaO凡创作ih才放 负极：Al - 3-e +40W=A I02+2H,O; i:E极：2比0 + 2e= l-h↑＋20 H- ②Cu-Al-HN03,C u作负极 注意：Fe作负极时，氧化产物是Fe2 '1tii不可能起；Fe,.l ；肌（N2H4）和NH J的电池反应产物是H20和N,. 无论是总反应，还是电极反应，者H5必须满足电子守恒、电荷守恒、质盘守恒。 pH 变化规律 电极周围：消耗OH-(H＋），则电极周围溶液的pH 减小（增大）；反 应生成OH-(H寸，则电极周围溶液的pH 增大（减小）。
原电池与电解池比较
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
原电池和电解池全面总结(热点)
原电池和电解池
5 6 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：O2+4e-+2H2O==4OH- 总式：2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)32Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O （2）析氢腐蚀：CO 2+H2O H2CO3H++HCO3- 负极：Fe －2e-==Fe2+ 正极：2H+ + 2e-==H2↑ 总式：Fe + 2CO2 + 2H2O = Fe(HCO3)2 + H2↑ Fe(HCO3)2水解、空气氧化、风吹日晒得Fe2O3。 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 ⑴干电池（属于一次电池） ①结构：锌筒、填满MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊状物。 ②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,Zn2＋＋4NH3=Zn(NH3)42＋ ⑵铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池） ①结构：铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。
②A.放电反应负极：Pb-2e-+ SO42- = PbSO4 正极：PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2O B.充电反应阴极：PbSO4 +2e-= Pb+ SO42- 阳极：PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42- 总式：Pb + PbO2 + 2H2SO4放电 === 充电 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。 ⑶锂电池 ①结构：锂、石墨、固态碘作电解质。 ②电极反应负极：2Li-2e-= 2Li+ 正极：I2 +2e- = 2I-总式：2Li + I2 = 2LiI ⑷A.氢氧燃料电池 ①结构：石墨、石墨、KOH溶液。 ②电极反应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）。 B．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光，其能量比干电池高20～50倍。 电极反应：铝是负极4Al-12e-== 4Al3+； 石墨是正极3O2+6H2O+12e-==12OH- 4．电解反应中反应物的判断——放电顺序 ⑴阴极A.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+ 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 ； 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 最新高中化学原电池和电解池知识点总结最新高中化学原电池和电解池知识点总结 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。 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+ 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– 原电池总复习知识点总结 一、定义： 将化学能直接转变成电能的装置。 二、构成原电池的条件： ①电解质溶液 ②两个导体做电极 ③形成闭合回路(或在溶液中接触) ④有能自发进行的氧化还原反应 三、原理 四、原电池电极的判断 （1）由组成原电池的两极材料判断：一般来说，较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。但具体情况还要看电解质溶液，如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池，镁为负极，铝为正极；但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时，由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应，失去电子，因此铝为负极，镁为正极。（2）根据外电路电流的方向或电子的流向判断：在原电池的外电路，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。 （3）根据内电路离子的移动方向判断：在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。 （4）根据原电池两极发生的化学反应判断：原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。 （5）根据电极质量的变化判断：原电池工作后，若某一极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极得电子，该电极为正极，活泼性较弱；如果某一电极质量减轻，说明该电极溶解，电极为负极，活泼性较强。（但铅蓄电池放电时正负极质量都增大） （6）根据电极上产生的气体判断：原电池工作后，如果一电极上产生气体，通常是因为该电极发生了析出氢的反应，说明该电极为正极，活动性较弱。 （7）根据某电极附近pH的变化判断 析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，该电极附近的pH增大了，说明该电极为正极，金属活动性较弱。 五、电极反应式的书写 （1）准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键 如果原电池的正负极判断失误，电极反应式的书写一定错误。上述判断正负极的方法是一般方法，但不是绝对的，例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中，由于铝片表明的钝化，这时铜失去电子，是负极，其电极反应为：负极：Cu －2e－＝Cu2＋正极：NO3－+ 4H＋+ 2e－＝2H2O + 2NO2↑ 再如镁片和铝片同时插入氢氧化钠溶液中，虽然镁比铝活泼，但由于镁不与氢氧化钠反应，而铝却反应，失去电子，是负极，其电极反应为： 负极：2Al + 8OH－－2×3e－＝2AlO2－+ 2H2O正极：6H2O + 6e－＝6OH－+ 3H2↑（2）要注意电解质溶液的酸碱性。在正负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系，如氢氧燃料电池有酸式和碱式，在酸溶液中，电极反应式中不能出现OH－，在碱溶液中，电极反应式中不能出现H+，像CH4、CH3OH等燃料电池，在碱溶液中碳（C）元素以CO32－离子形式存在，而不是放出CO2气体。 （3）要考虑电子的转移数目 在同一个原电池中，负极失去电子数必然等于正极得到的电子数，所以在书写电极反应时，一定要考虑电荷守恒。防止由总反应方程式改写成电极反应式时所带来的失误，同时也可避免在有关计算中产生误差。 （4）要利用总的反应方程式 从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池，而两个电极反应相加即得总反应方程式。所以只要知道总反应方程式和其中一个电极反应，便可以写出另一个电极反应方程式。 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。 原电池和电解池知识点归纳(总4页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除 一．原电池和电解池的比较： 二．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；氧离子→移向正极。 三．电极反应式的书写： *注意点： 1.弱电解质、气体、难溶物不拆分，其余以离子符号表示； 2.注意电解质溶液对正负极的影响； 3.遵守电荷守恒、原子守恒，通过添加H+ 、OH- 、H 2 O 来配平 1.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-n e-=M n+如：Zn-2 e-=Zn2+ ②如果阳离子与电解液成分反应，则参与反应的部分要写入电极反应式中： 如铅蓄电池，Pb+SO 42--2e-=PbSO 4 ⑵负极材料本身不反应：要将失电子的部分和电解液都写入电极反应式， 如燃料电池CH 4-O 2 (C作电极)电解液为KOH：负极：CH 4 +10OH-8 e-=C0 3 2- +7H 2 O 2.正极：⑴当负极材料能自发的与电解液反应时，正极则是电解质溶液中的微粒的反应， H 2SO 4 电解质，如2H++2e=H 2 CuSO 4 电解质： Cu2++2e= Cu ⑵当负极材料不与电解质溶液自发反应时，正极则是电解质中的O 2 反正还原反应 ①当电解液为中性或者碱性时，H 2 O参加反应，且产物必为OH-, 如氢氧燃料电池（KOH电解质）O 2+2H 2 O+4e=4OH- ②当电解液为酸性时，H+参加反应，产物为H 2 O 如氢氧燃料电池（KOH电解质） O 2+4O 2 +4e=2H 2 O 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-=H 2 ↑（还原反应） 阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反 应） 阳极：2Cl--2e-=Cl 2 ↑ （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—牺牲阳极 的阴极保护法； 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）。 原电池和电解池知识点 三．电解池 1、定义：借助外加电流引起的氧化还原反应，把电能转化为化学能的装置。 装置原电池电解池 实例 原理 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（惰性或活性电极）； 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） 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）。 ⑴阴极A.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+ ①分析电解质溶液中存在的离子； ②看阳极电极材料，确定阳极参加反应的物质。若阳极材料为活性电极，则电极材料本身放电。若阳极材料为惰性电极，则阳极是溶液中的阴离子按照放电顺序进行放电③确定电极、写出电极反应式； ④写出电解方程式。 如：（阳极材料为惰性电极材料） ⑴电解NaCl溶液（放氢生碱型）： 2NaCl+2H2O 电解 ====H2↑+Cl2↑+2NaOH，溶质、溶剂均发生电解反应，PH增大。 ⑵电解CuSO4溶液（放氧生酸型）： 2CuSO4 + 2H2O 电解 ====2Cu + O2↑+ 2H2SO4溶质、溶剂均发生电解反应， PH减小。 ⑶电解CuCl2溶液（电解电解质本身）： CuCl2电解 ==== Cu＋Cl2↑ 电解盐酸： 2HCl 电解 ==== H2↑＋Cl2↑溶剂不变，实际上是电解溶质，PH增大。 ⑷电解稀H2SO4、NaOH溶液、Na2SO4溶液（电解水型）： 2H2O 电解 ==== 2H2↑ + 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）。 ⑸电解熔融NaOH: 4NaOH 电解 ====4Na + O2↑ + H2O↑若阳极材料为活性电极如 用铜电极电解Na2SO4溶液: Cu +2H2O 电解 ==== Cu(OH)2 + H2↑ （注意：不是电解水。） 5、电镀（电解精炼铜） 1、定义：利用电解原理在某些金属表面镀上已薄层其他金属或合金的方法。其实质是一种特殊情况下的电解。 2、构成： 阴极:待镀金属制品阳极：镀层金属电镀液：含镀层金属离子的电解质溶液 如：在铁制品表面电镀铜： 阳极：Cu — 2e—== Cu2+ 阴极：Cu2+ + 2e—== Cu 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）。 （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 + NH3 + H2O + OH－=6 Ni(OH)2 + NO2－ 下列说法正确的是 A．NiMH 电池放电过程中，正极的电极反应式为：NiOOH + H2O + e－= Ni(OH)2 + OH－ B．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 D．NiMH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 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高中化学原电池与电解池练习题及解析
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