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1、【专题八】原电池、电解池及其应用【考点突破】考点1构成原电池的条件 1要有活动性不同的两个电极（一种金属与另一种金属或石墨或不溶性的金属氧化物）；2要有电解质溶液；3两电极浸入电解质溶液且用导线连接或直接接触。考点2 原电池、电解（镀）池电极名称的确定 1确定原电池电极名称的方法 方法一：根据电极材料的性质确定。通常是 （1）对于金属金属电极，活泼金属是负极，不活泼金属是正极； （2）对于金属非金属电极，金属是负极，非金属是正极，如干电池等；（3）对于金属化合物电极，金属是负极，化合物是正极。 方法二：根据电极反应的本身确定。失电子的反应氧化反应负极；得电子的反应还原反应正极。 2确定电解（镀
2、）池电极名称的方法 方法一：与外电源正极连接的一极是阳极、与负极连接的一极是阴极。方法二：电极上发生氧化反应的是阳极，发生还原反应的是阴极。考点3 原电池和电解池的比较电池名称原电池（化学能 电能 ）电解池 （电能化学能）以惰性材料作阳极以活泼材料作阳极电镀铜电解精炼铜装置举例形成条件活动性不同的两个电极电极插入电解质溶液中形成闭合回路两极有自发的氧化还原反应两电极与直流电源相连。两电极插入电解质溶液中。形成闭合回路。电极名称负级：较活泼的金属或还原剂正极：较不活泼的金属或氧化剂阳极：连电源正极阴极：连电源负极阳极：镀层金属阴极：镀件溶液：含镀层金属离子阳极：不纯金属阴极：纯金属溶液：含纯金属
3、离子电极反应负极：氧化反应，金属失电子正极：还原反应，阳离子得电子阳极：氧化反应，先活泼电极失电子，后溶液中阴离子失电子。阴极：还原反应，溶液中阳离子得电子。电子流向负极正极阳极电源正极，电源负极阴极溶液中离子流向：阴离子移动方向与电子相同。考点4 根据总反应式设计原电池1、可设计成原电池的反应一般应满足如下条件：（1）反应放热；（2）属于氧化还原反应2、步骤首先标明电子转移方向，根据电子转移方向判断正负极材料失电子的为负极，得电子的为正极，其次选择相应的物质构成两个半电池失电子金属和对应的产物构成一个半电池、得电子的离子和一较不活泼的金属或石墨构成另一半电池，最后用盐桥和导线组成闭合回路。例
4、如将Fe+2FeCl33FeCl2设计成原电池装置分析：Fe作负极，FeCl3作电解液，可设计成如下两种装置：考点5 金属的腐蚀 1金属腐蚀的实质：金属原子失去电子被氧化而消耗的过程。2金属腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。3化学腐蚀实质：金属和非电解质或其它物质相接触直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀。其腐蚀过程没有电流产生。4电化学腐蚀实质：不纯金属或合金在电解质溶液中发生原电池反应。电化学腐蚀过程有电流产生。 5腐蚀的常见类型 （1）析氢腐蚀 在酸性条件下，正极发生2H+2e-=H2反应。 （2）吸氧腐蚀 在极弱酸或中性条件下，正极发生2H2O+O2+4e-=4OH-反应。若负极金属不与电解质
5、溶液发生直接的反应，则形成吸氧腐蚀的原电池反应。如生铁浸入食盐水中，会形成许多微小的原电池。6在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢可用下列原则判断：电解原理引起的腐蚀原电池引起的腐蚀化学腐蚀有防护措施的腐蚀。考点6 分析电极反应及其产物 原电池：负极：M-ne-=Mn+ 正极：（1）酸性溶液中2H+2e-=H2 （2）不活泼金属盐溶液Mn+ne-=M （3）中性、弱酸性条件下2H2O+O2+4e-=4OH- 电解（镀）池： 阳极：（1）若阳极是由活性材料（除C、Pt、Au等以外的其它金属）做成，阳极反应是阳极金属失去电子而被氧化成阳离子；（2）若阳极是由C、Pt、Au等惰性材料做成，阳极反应则是
6、电解液中阴离子在阳极失去电子被氧化。阴离子失去电子能力大小顺序为：I-Br-Cl-OH-含氧酸根F-。阴极：阴极反应一般是溶液中的阳离子得电子的还原反应，阳离子得电子能力大小顺序为：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+。必须注意的是，电镀时通过控制条件，Fe2+和Zn2+得电子的能力强于H+。考点7 电解实例及规律电解液溶质类别电解总反应式相当于电解溶液pHNaOH溶液强碱2H2O2H2+O2水升高H2SO4溶液含氧酸降低Na2SO4溶液活泼金属的含氧酸盐不 变(两极混合液)CuCl2溶液不活泼金属的无氧酸盐CuCl2Cu+Cl2电解质本
7、身接近7HCl溶液无氧酸2HClH2+Cl2升高NaCl溶液活泼金属的无氧酸盐2NaCl+2H2OH2+2NaOH+Cl2www .k s5u.c om电解质与水升高CuSO4溶液不活泼金属的含氧酸盐2CuSO4+2H2O2Cu+O2+2H2SO4降低NaCl(熔融)离子化合物2NaCl2Na+Cl2电解质本身Al2O3(熔融)2Al2O34Al+3O2【精题精讲】例1 将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是A液滴中的Cl-由a
8、区向b区迁移B液滴边缘是正极区，发生的电极反应为：O22H2O4e-4OHC液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2由a区向b区迁移，与b区的OH形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu2e- = Cu2【答案】B【解析】NaCl溶液滴到一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后在液滴覆盖的圆周中心区(a)被腐蚀变暗，实际上是发生了吸氧腐蚀，这时，负极电极反应为：Fe - 2e- = Fe2 （发生氧化反应）正极电极反应为：O2 + 2H2O + 4e-= 4OH （发生还原反应）在液滴外沿，由于Fe2
9、+ 2OH = Fe(OH)2 ， 4Fe(OH)2 +O2 +2H2O = 4Fe(OH)3 形成了棕色铁锈环（b）.若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，由于Fe的金属活动性比铜强，Fe 仍为负极，负极发生的电极反应为：Fe2e-=Fe2。又根据在原电池中，阳离子移向正极，阴离子移向负极的规律，Cl应由b区向a区迁移。所以A、C、D选项均错误，B选项正确。例2研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是（ ） A水既是氧化剂又是溶剂 B放电时正极上有氢气生
10、成 C放电时OH向正极移动 D总反应为：2Li2H2O= 2LiOHH2【答案】C【解析】可迅速选出C项是错误，因为原电池放电时OH是向负极移动的。这种电池名称叫锂水电池。可推测其总反应为：2Li2H2O= 2LiOHH2。再写出其电极反应如下：（）2Li2e2Li+（+）2H2O+2e2OHH2结合选项分析A、B、D都是正确的。例3结合右图判断，下列叙述正确的是A.I和II中正极均被保护B. I和II中负极反应均是Fe-2e-=Fe2C. I和II中正极反应均是O2+2H2O+4e-=4OHD. I和II中分别加入少量K3Fe(CN)6溶液，均有蓝色沉淀【答案】A 【解析】题给装置I、II都
11、是原电池，活泼金属作负极，首先被腐蚀，不活泼金属作正极，被保护；A对；I中负极反应式为：Zn-2e-=Zn2，B错；II中正极反应式为：2H+-2e-=H2，C错；I中没有Fe2，D错；选A。例4某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。下列叙述不正确的是Aa和b不连接时，铁片上会有金属铜析出Ba和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2+2e-= CuC无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色Da和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2向铜电极移动【答案】D【解析】A、发生置换反应，正确。B、形成原电池，铜片作正极，溶液中Cu2发生还原而析出，正确；铁片作负极失去
12、电子形成Fe2+，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色，所以C、正确。D、a和b分别连接直流电源正、负极，a作阳极，铜片失去电子形成为Cu2。Cu2向铁电极移动。错误例5根据下图，下列判断中正确的是A.烧杯a中的溶液pH升高B.烧杯b中发生氧化反应C.烧杯a中发生的反应为2H+2e-=H2D.烧杯b中发生的反应为2Cl-2e-=Cl2【答案】AB命题立意：原电池相关知识的考查【解析】题中给出的物质表明，该电池的总反应是2Zn + O2 + 2H2O = 2Zn(OH)2，a烧杯中电极反应为O2 + 2H2O +4e- =4OH-， b中Zn-2e- = Zn2+，所以正确项为AB。【技巧点拨】原电池的题是
13、历届常考点，本题可视为由前年高考中的铝空电池变化而来。主要是先要找到电池的总反应，反应中各电极反应、电极周围酸碱性变化、离子浓度变化及计算才能有据可依。例6甲、乙、丙、丁、戊为原子序数依次增大的短周期元素。甲、丙处于同一主族，丙、丁、戊处于同一周期，戊原子的最外层电子数是甲、乙、丙原子最外层电子数之和。甲、乙组成的常见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；戊的单质与X反应能生成乙的单质，同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物Y和Z，0.1 mol/L的Y溶液pH1；丁的单质既能与丙元素最高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐L，也能与Z的水溶液反应生成盐；丙、戊可组成化合物M。请回答下列问题：(1) 戊离子的结构示意图为_。(2) 写出乙的单质的电子式：_。(3) 戊的单质与X反应生成的Y和Z的物质的量之比为24，反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为_。(4) 写出少量Z的稀溶液滴入过量L的稀溶液中发生反应的离子方程式：_。(5) 按右图电解M的饱和溶液，写出该电解池中发生反应的总反应方程式：_。将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中，观察到的现象是_。【答案】(1) (2) (3)2:3 AlO2 HH2O=Al(OH)3(5)2NaCl2H2O2NaOHCl2H2 酚酞溶液溶液变红 【解析】甲、乙组成的常见气体X能
