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1、 本章小结原电池电解池电镀池定义将化学能转 变成电能的 装置将电能转变 成化学能的 装置应用电解 原理在某些 金属表面镀 一层其他金 属的装置装置 举例原电池电解池电镀池形成条件活泼性不 同的两电极( 连接) 电解质溶 液(电极插入 其中并与电 极自发反应) 形成闭合 回路 自发的氧 化还原反应两电极接 直流电源 两电极插 入电解质溶 液 形成闭合 回路镀层金属 接电源正极 ，待镀金属 接电源负极 电镀液必 须含有镀层 金属的离子装置特征无电源，两 极材料不同有电源，两 材料可同可不 同同电解池原电池电解池电镀池电极名称负极：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
2、源 正极相连的极 阴极：与电源 负极相连的极名称同电解池 ，但有限制条 件 阳极：必须是 镀层金属 阴极：镀件 电极反应负极：金属失 电子，发生氧 化反应 正极：溶液中 的阳离子得电 子，发生还原 反应阳极：氧化反 应、溶液中的 阴离子失电子 ，或电极金属 失电子 阴极：还原反 应，溶液中的 阳离子得电子阳极：金属电 极失电子 阴极：电镀液 中镀层金属的 阳离子得电子原电池电解池电镀池电子流向同电解池带电粒子 的移动阳离子向正 极移动 阴离子向负 极移动阳离子向阴 极移动 阴离子向阳 极移动同电解池是否自发自发不自发不自发原电池电解池电镀池主要应用金属的电 化学腐蚀 制造化学 电源氯碱工业 电
3、冶金 精炼铜增强金属 抗腐蚀能力 增加美观 和表面硬度实质均是发生氧化还原反应，两电极得失 电子数相等联系原电池可以作为电解池、电镀池的电 源 注意：电化学装置是近几年高考的热点， 需注意： (1)记清原电池与电解池的电极名称、电极 反应类型。 (2)注意串联电路中，相同时间内通过各电 极的电量相等。 (3)记清电镀池的特殊结构。 【例1】 (2009天津理综)氢氧燃料电池是 符合绿色化学理念的新型发电装置。下图 为电池示意图，该电池电极表面镀一层细 小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳 定。请回答： (1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 _，在导线中电子流动方向为 _(用a、b表示)。 (
4、2)负极反应式为_。 (3)电极表面镀铂 粉的原因为 _ _ _ 。 (4)该电 池工作时，H2和O2连续 由外部供给 ，电池可连续 不断地提供电能。因此，大 量安全储氢 是关键技术之一。 金属锂是一种重要的储氢 材料，吸氢和放 氢原理如下：.2LiH2 2LiH .LiHH2OLiOHH2 反应中的还原剂是_，反应 中的氧化剂是_。 已知LiH固体的密度为0.82 g/cm3，用锂 吸收224 L(标准状况)H2，生成的LiH的体积 与被吸收的H2的体积比为_。 由生成的LiH与H2O作用，放出的H2用 作电池燃料，若能量转化率为80%，则导 线中通过电 子的物质的量为_ mol 。 解析
5、(1)氢氧燃料电池是原电池装置，将 化学能转化为电能，在燃料电池中通过H2 的一极发生了氧化反应为负极，所以电子 流向为ab。 (2)书写该原电池的电极反应式时要注意溶 液的酸碱性，KOH为电解质溶液时，负极 反应式为：H22OH2e2H2O。 (3)由题干信息可知电极表面镀铂粉的目的 是为了增强铂吸附气体的能力，可加快电 极的反应速率。 中消耗H2 10mol，则生成LiH为20 mol ，则中可生成H2 20 mol,20 mol H2在燃料 电池的负极反应，则转移40 mol 电子，若 能量转化率为80%，则转移32 mol 电子。 答案 (1)由化学能转化为电 能 由a到b (2)2H
6、24OH4e4H2O或H22OH 2e2H2O (3)增大电极单位面积吸附H2 、O2的分子数，加快电极反应速率 (4)Li H2O 1/1148 或8.71104 32 【例2】 (2009全国卷理综)下图所示装 置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放 100g 5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶 液和100 g 10.00%的K2SO4溶液，电极均为 石墨电极。 (1)接通电源，经过 一段时间 后，测得丙中 K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加 。据此回答问题 ： 电源的N端为_极； 电极b上发生的电极反应为 _； 列式计算电极b上生成的气体在标准状况 下的体积： _；
7、 电极c的质量变化是_g； 电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发 生变化，简述其原因： 甲溶液_ ； 乙溶液 _； 丙溶液 _； (2)如果电解过程中铜全部析出，此时电 解 能否继续进 行，为什么？ 解析 由(1)中信息c的电极质量增加知：c 极上析出铜，故c为阴极，d为阳极，e为阴 极，f为阳极，N为正极，M为负极，a为 阴极，b为 阳极，甲烧杯中b极上发生反 应为4OH2H2OO24e。电解 K2SO4溶液实际上是电解水，设电解水的质 量为m，则100 g10.00%(100 g m)10.47%，解得m4.5 g，即0.25 mol H2O，每电解2 mol H2O转移4 mol 电子，故
8、 整个装置发生电极反应转移0.5 mol 电子， 产生O2的体积为VnVm 22.4 Lmol12.8 L。c极上析出铜的质量为 64 gmol116 g。 电解NaOH溶液实质是电解水，c(OH)增 大，碱性增强；电解CuSO4溶液总反应式为 ：2CuSO42H2O 2Cu2H2SO4O2， 生成H2SO4 ，酸性增强；丙中K2SO4为中性 溶液，电解水后溶液仍呈中性，即溶液酸 碱性无变化。 答案 (1)正 4OH4e2H2OO2 水减少的质量：100g (14.5 g，生成O2的体积：22.4 Lmol12.8 L 16 碱性增大，因为电 解后，水量减少，溶 液中NaOH溶液增大 酸性增大
9、，因为阳极上OH放电生成O2， 溶液中H离子浓度增加 酸碱性大小没有变化，因为K2SO4是强酸强 碱盐，浓度增加不影响溶液的酸碱性。 (2)能继续进 行，因为CuSO4溶液已经变为 H2SO4溶液，反应也就变为 水的电解反应 【例3】 (2006重庆理综)铅蓄电池是典型 的可充型电池，它的正负极极板是惰性材 料，电池总反应式为： 请回答下列问题 (不考虑氢 、氧的氧化还原 )： (1)放电时 ：正极的电极反应式是 _；电解液中H2SO4 的浓度将变_；当外电路通过1 mol 电子时，理论上负极板的质量增加 _g。 (2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按图所 示连接，电解一段时间 后，则在A
10、电极上 生成_、B电极上生成_，此 时铅 蓄电池的正负极的极性将_。 解析 原电池的正极上得电子、负极上失电子 ，根据电池总反应式，正极反应为：PbO22e 4HSOPbSO42H2O。负极反应为： Pb2e PbSO4 质量增加 2 mol 96 g 1 mol m 求得m48 g。 电解池中与电源正极相连的电极(阳极)上失电子 ，与电源负极相连的电极(阴极)上得电子。则阳 极反应为：PbSO42e2H2OPbO24H ；阴极反应为：PbSO42ePb 。 根据图示，电解一段时间后，原PbO2极(阴 极)变成Pb，原Pb极(阳极)变成PbO2，即正 负极对换。 答案 (1)PbO22e4H
11、PbSO4 2H2O；小；48 (2)Pb；PbO2；对换 1.基本方法 (1)根据电子守恒法计算 用于串联电 路、阴阳两极产物、正负两极 产物、相同电量等类型的计算，其依据是 电路上转移的电子数相等。 (2)根据总反应式中的计量关系进行计算 先写出电极反应式，再写出总反应式或直 接运用总反应式，最后根据总反应式列比 例式计算。 (3)根据关系式计算 借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁， 建立所需的关系式。如关系式：O24e4H4OH 4Ag2Cu。 2解决电解问题的基本思路模式 (1)通电前：电解质溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电 离出的H和OH)。 (2)通电时：阴离子移向阳
12、极，阳离子移向阴极，结合放 电顺序分析谁优先放电。 (3)写电极反应式，并结合题目要求分析电解结果，如两 极现象、水的电离平衡移动、离子浓度的变化、pH的变 化等。 【例4】 用惰性电极电解M(NO3)x的水溶 液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产 生b L氧气(标准状况)，从而可知M的相对原 子质量为( ) 解析 由题意分析得：阴极、阳极发生的电极 反应分别为 阴极：4Mx4xe4M 阳极：4xOH4x e 2x H2Ox O2根据阴、阳两极转移电子的数目 相等，设M的相对原子质量为Ar。得关系式 4Mx4x ex O2 4Ar g 22.4 x L a g b L 答案 C 【例5】
13、用质量均为100 g的铜片作电极， 电解AgNO3溶液，电解一段时间后两极质 量相差28 g，此时阳极质量为 ( ) A121.6 g B93.6 g C89.6 g D88.2 g 解析 设阳极溶解铜x mol，则转移电子2 x mol，阴极析出银2 x mol，有1082x64 x28，解得x0.1，即阳极溶解铜6.4 g， 剩余93.6 g。故正确答案为B。 答案 B 【例6】 用惰性电极电解2 L 1.0 molL1 CuSO4溶液，在电路中通过0.5 mol电子后， 调换正负极继续电解，电路中又通过了1 mol电子，此时溶液中c(H)(假设溶液体积 不变)为( ) A1.5 molL1 B0.75 molL1 C0.5 molL1 D0.25 molL1 解析 调换正负极前后电极反应式如下： 调换前：阳极：4OH4e2H2OO2 阴极：2Cu24e2Cu 调换后：阳极：2Cu4e2Cu2(先),4OH 4e2H 2OO2(后) 阴极：2Cu24e2Cu 故电路中转移的1.5 mol电子中，只有1 mol 由OH放电产生，即消耗的n(OH)1 mol ，亦即溶液中积累的n(H)1 mol，则c(H )0.5 molL1。 答案 C 【例7】 常温下，电解200 mL物质的量浓 度都是0.2 mol/L NaC
