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1、电化学一、 原电池1基础l 定义原电池，是将化学能转化为电能的装置。 既然称为电池，那说明它有电池的基础特性，可以产生电，也有正负极。l 本质是将氧化还原反应中的电子转移变成了电子的定向移动。l 构成因素一般为活性不同的两种金属或者非金属导体（或者金属氧化物）；两电极必须浸在电解质溶液中；两电极相连形成闭合回路；自发进行的氧化还原反应。2.原电池的工作原理及应用n 原电池的正负极判断不活泼金属或非金属导体阳离子移向正极还原反应电子流入一般情况,活泼金属阴离子移向负极氧化反应电子流出注：一般情况下活泼金属是负极，但也有特例，比如MgAlNaOH溶液原电池中，由于Mg不与NaOH反应，故Al是负极
2、，而Mg做正极。图1 原电池正负极判断n 原电池的分类：一次电池、二次电池、燃料电池1 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。电极反应式 负极：Zn2e=Zn2正极：2NH42e=2NH3H2 NH4H2ONH3H2OH2 2H2e=H2 NH3和H2被Zn2、MnO2吸收：MnO2H2=MnOH2O，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： Pb2eSO42 = PbSO4正极： PbO2 2e4HSO42 = PbSO4 2H2O B.充电反应： 阴极
3、：PbSO4 2e= PbSO42 阳极：PbSO4 2e 2H2O = PbO2 4HSO42 注：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，且合并与总反应式相同。总反应式：PbPbO22H2SO42PbSO42H2O (3) 氢氧燃料电池（燃料电池） 结构：石墨、石墨、KOH溶液。电极反应 负极： H2 2e2OH = 2H2O 正极： O2 4e 2H2O = 4OH总式： 2H2O2=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
4、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）。n 原电池的书写 可根据图示装置书写：分析原电池的正负极；考虑电解质溶液中的离子能否与负极发生氧化还原反应；若能，则是溶液中的离子得电子。发生还原反应；若不能与负极材料反应，则考虑空气中的氧气，由氧气得电子发生氧化还原反应。一般情况下，电解质溶液正极比较可能参加反应物质的氧化性；负极比较可能参加反应物质的还原性。熔融电解质的阴阳离子简单，有时无需比较即可知道放电顺序，故易写（氧化还原分析法）。列物质，标得失 （列出电极上的物质变化，根据价态变化标明电子得失）。看环境，补差异 （根据介质选择合适的离
5、子，配平电荷，使符合电荷守）。配个数，验守恒 （可选用水配平质量守恒） 根据电池的总反应式书写：若所给电池反应时为化学方程式，首先应改写为离子方程式，然后分析电池反应中的氧化反应和还原反应（即分析有关元素化合价的变化情况），准确判断两电极上参加反应的物质或粒子以及得失的电子数。根据反应物和产物的化学式书写电极反应式。也可以选择一个变化简单的写电极反应式，另一个相对较复杂的电极反应式可在元素守恒的基础上，用总反应式减去已写出的电极反应式既得结果。 燃料电池电极反应式书写第一步：先写出燃料电池总反应方程式，虽然可燃性物质与氧气在不同的电极发生反应，但燃料电池总方程式相当于燃料在氧气环境中燃烧反应；
6、第二步：写出燃料电池正极反应式，一般O2参加反应有三种，电解质为碱性或中性时，O24e2H2O=4OH；电解质为酸性时正极反应式为：O24e4H=2H2O；电解质为熔融状态氧化物是，正极反应式为O24e=2O2；第三步：最后写出燃料电池负极方程式，负极电极方程式=燃料总方程式正极反应式。注：无论何种情况下书写电极反应方程式，应考虑到一下：a. 电极反应产生的离子与电解质溶液中的阴阳离子是否共存；若不共存，则该电解质溶液中的阴阳离子也应写进电极方程式中；b. 弱电解质、气体或难溶物均以化学式表示，其余以离子符号表示；c. 必需遵守质量守恒、电荷守恒及正、负两极得失电子数相等规律。d. CH4|K
7、OH|O2负极：CH48e+10OH=CO32+7H2O CH48e+8OH=CO2+6H2O CO2+2OH=CO32+H2O正极：2O2+8e+4H2O=8OH总方程式：CH4+2OH+2O2=CO32+3H2O原电池新型化学电源 专练32(2015天津理综，4)锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是()A铜电极上发生氧化反应 B电池工作一段时间后，甲池的c(SO)减小C电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡3(2015江苏化学，10)一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。下列有关该
8、电池的说法正确的是()A反应CH4H2O3H2CO，每消耗1 mol CH4转移12 mol电子B电极A上H2参与的电极反应为：H22OH2e=2H2OC电池工作时，CO向电极B移动D电极B上发生的电极反应为：O22CO24e=2CO4(2014北京理综，8)下列电池工作时，O2在正极放电的是()5(2014福建理综，11)某原电池装置如图所示，电池总反应为2AgCl2=2AgCl。 下列说法正确的是()A正极反应为AgCle=AgCl B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
9、.02 mol离子 7(2014课标全国，12)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=Li1xMn2O4xLiC放电时，a极锂的化合价发生变化D放电时，溶液中Li从b向a迁移8. (2015广东揭阳调研，6)分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是()A中Mg作负极，中Fe作负极B中Mg作正极，电极反应式为6H2O6e=6OH3H2C中Fe作负极，电极反应式为Fe2e=Fe2D中Cu作正极，电极反应式为2H2e=H29(2015陕西安康二次调研，8)在常温常压下，某实验小组按下图做完实验后，实验报
10、告记录如下。其中描述合理的是()实验报告：Cu为负极，Zn为正极Cu极上有气泡产生，发生还原反应SO向Cu极移动若有0.5 mol电子流经导线，则可收集到5.6 L气体电流的方向是：CuZn该反应中的化学能没有全部转化为电能A B C D10(2015河北保定期末，20)液体燃料电池相比于气体燃料电池具有体积小等优点。一种以液态肼(N2H4)为燃料的电池装置如下图所示，该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH溶液作为电解质溶液。下列关于该电池的叙述正确的是()Ab极发生氧化反应Ba极的反应式：N2H44OH4e=N24H2OC放电时，电流从a极经过负载流向b极D其中的离子交换膜需选用阳离子交换膜
11、12(2015河南洛阳期末，17)(1)A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。B中Sn极的电极反应式为_，Sn极附近溶液的pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)。C中总反应离子方程式为_。比较A、B、C中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是_。(2)如图是甲烷燃料电池原理示意图，回答下列问题：电池的负极是_(填“a”或“b”)电极，该极的电极反应是_。电池工作一段时间后电解质溶液的pH_(填“增大”、“减小”或“不变”)。二、 电解池1基础电解在直流电的作用下，电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。电解池将电能转化为化学能的装置。构成条件由外电源，且直流电；
12、两个电极；电解质溶液或熔融电解质。2.电解质溶液电解规律放电：当离子到达电极，失去电子或得到电子，发生氧化或还原反应的过程。电极材料：在电解时，根据电极本身是否参加氧化还原反应，可把电极分为惰性电极和活性电极两类：惰性电极（C、Pt、Au）：不关做阴阳极均只导电，不参与反应；活性电极（除Pt、Au外的金属）：当做阳极时，除导电作用外，还失去电子变成金属阳离子进入溶液中；做阴极时，只起导电作用，本身不参与反应。3.阳极反应：失电子，氧化反应阳极若为活性电极，则活性电极参与反应，电极失去电子，电极溶解，溶液中阴离子不能失去电子；阳极为惰性电极，电解质溶液中阴离子失电子。此时根据阴离子放电顺序判断：
13、S2IBrClOH含氧酸根（SO2- 4,NO- 3等）F4.阴极反应：得电子，还原反应阴极不管是活性电极还是惰性电极，电极本身不参与电极反应，一定是电解质溶液中阳离子得电子。阳离子在阴极上的放电顺序：AgFe3Cu2H(酸)Pb2Sn2Fe2Zn2H(水)Al3Mg2NaCa2K注：应重点记住H+前面的，后面的阳离子不可能在阴极得到电子变成金属而析出，阴极上若产生气体，则是H2。特殊情况，一般阴极上放电顺序如上，但若离子浓度相差悬殊的情况下，离子浓度大的有可能先放电。如理论上H+的放电能力大于Fe2+、Zn2+，但在电解浓度大的硫酸亚铁或硫酸锌溶液中，由于溶液中Fe2+、Zn2+的浓度大于H+的浓度，则先在阴极上放电的是Fe2+、Zn2+，产生单质Fe或Zn。但在水溶液中，Al3+、Mg2+、Na+等是不会再阴极上放电的。5. 电解池阴阳极判断与电源正极连接阴离子移向阳极氧化反应电子流出与电源负极连接阳离子移向阴极还原反应电子流入图2 电解池正负极判
