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1、一、知识框架一、知识框架1 1、原电池、原电池（1）装置特点：将化学能转化成电能（2）形成条件：活泼性不同的两极材料电解质溶液（内电路）导线（外电路）（3）工作原理：（4）主要应用制造各种化学电源加快反应速率判断金属活动性金属的腐蚀与防护2 2、电解池、电解池（1）装置特点：将电能转换成化学能（2）形成条件：与电源相连的两极材料电解质溶液（内电路）导线（外电路）（3）工作原理：（4）主要用途电镀粗铜精炼电冶金氯碱工业二、重点规律总结二、重点规律总结1 1、电极的判断、电极的判断（1）原电池电极判断：根据电子移动方向：失电子为负极，得电子为正极根据离子移动方向：阳离子移向正极，阴离子移向负极根据
2、电极反应类型：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极根据电极上反应现象：如电极粗细的变化，质量的变化、是否有气泡产生等（2）电解池电极判断：与电源正极相连的是阳极，与电源负极相连的是阴极注意：原电池中的电极称为“正极”、“负极”是由电极本身的活泼性决定的，其中负极一般会参加反应；电解池中的电极称为“阴极”、“阳极”，由外接电源的正负极决定，和电极本身的活泼性无关（即可以选择相同的电极材料）。2 2、电极反应书写规律、电极反应书写规律无论是电池还是电解池的电极反应，书写时均满足（1）标出正极、负极或阴极、阳极（2）满足三大守恒（电子守恒、电荷守恒、元素守恒）（3）电池的电极反应书写要满足所处
3、的电解质环境。例如在氢氧燃料电池的电极反应书写中，在碱性环境中 O2得电子后的产物写 OH 比写 H2O 更合适， 在传导 O 的固体电解质中， O2得电子后的产物写 O 比写 OH 更合适。（4）电解池的电极反应书写中，即使是水电离的H 或 OH 放电，也必须写成H 或 OH 放电，不能写成 H2O 放电。（5）电池的电极反应可以直接写，也可以将总电池反应减去某一极反应得到另一极反应。减的时候要注意不要在负（正）极出现正（负）极得（失）电子的物质。练习：书写氢氧燃料电池以下三种情况的电极反应方程式（1）电解质溶液为强碱性：正极：O2+4e +2H2O=4OH负极：2H2-4e +4OH =4
4、H2O（2）电解质溶液为酸性：正极：O2+4e +4H =2H2O负极：2H2-4e =4H（3）电解质为能传导 O 的固体：正极：O2+4e =2O负极：2H2-4e +2O =2H2O可以看出，这三种情况下的总反应都是2H2+O2=2H2O，但由于电解质环境变化，电极反应有很大的不同。同学们在练习电极反应书写的时候，要特别注意电解质的环境，抓住三个守恒，熟练书写。练习：电解 CuSO4溶液的电极反应和总反应阳极：4OH -4e =O2+2H2O（不要写成 2H2O-4e =O2+4H ）阴极：2Cu +4e =2Cu2+- -+-2-2-2-+-+-+-+-2-2-总反应：2Cu +2H2
5、O或 2CuSO4+2H2O2+2Cu+ O2+4H （不要将水拆成 H 和 OH ）2Cu+ O2+2H2SO43 3、离子放电规律、离子放电规律+2+2+3+2+2+-阳离子放电顺序：(K ，Ca ，Na ，Mg ，Al )H Cu Hg Ag注意：K ，Ca ，Na ，Mg ，Al 等离子在电解中不会放电。阴离子放电顺序：F 含氧酸根离子OH Cl Br I S 金属可以看出来，离子放电顺序实际上是氧化性和还原性的强弱顺序，学习时可根据金属活动顺序表写出。注意以上放电顺序是在一定温度和浓度的溶液中测定出来的，一旦温度或浓度不同，放电顺序会有所改变。4 4、惰性电极电解的不同类型、惰性电极
6、电解的不同类型实例Na2SO4 KNO31KOH NaOHH2SO4 HNO3H2O参加电解的物质溶液 pH不变增大减小不变CuCl2 HgCl22HCl HBrNaCl KBr3CuSO4 AgNO35 5、电子守恒规律、电子守恒规律不论是原电池还是电解池，因为都是发生了氧化还原反应，所以都满足电子守恒，在定量计算中要注意应用。H2O+电解质减小电解质（不考虑水解）增大增大HCl、HBr（气体）HCl、HBr（气体）CuO、Ag2O（或 CuCO3、Ag2CO3CuCl2、HgCl2H2O使溶液复原应加入物质-2-+2+2+3+三、重点内容的对比三、重点内容的对比1 1、单液电池和双液电池的
7、区别、单液电池和双液电池的区别单液 Zn-Cu 原电池双液 Zn-Cu 原电池装置图工作原理相同负极：Zn-2e =Zn-2+电极反应正极：Cu +2e =Cu电池反应：Zn+Cu =Cu+Zn缺点：1、电压、电流不稳定优点：1、电压、电流稳定2+2+2+-优缺点2、存在开路损耗（断开后由于 2、不存在开路损耗（ Zn 与 CuSO4Zn 与 CuSO4溶液接触而继续反应，消耗电能）3、能量转换效率低溶液完全隔开）3、能量转换效率高2 2、原电池和电解池的区别、原电池和电解池的区别原电池电解池装置实例定义将化学能转变成电能的装置1、活泼性不同的两极材料形成条件2、电解质溶液3、导线电极名称电极
8、反应反应类型将电能转变成化学能的装置1、与电源相连的两极材料2、电解质溶液3、导线由金属的活动性决定，活泼的电极称负由电源的正负极决定。与电源正极极，不活泼的电极称正极参照前面内容相连的称阳极，与电源负极相连的称阴极参照前面内容电源负极电解池阴极电子流向负极正极电解池阳极电源正极离子流向阴离子移向负极阳离子移向正极阴离子移向阳极阳离子移向阴极非自发氧化还原反应反应特征自发的氧化还原反应相同点均发生氧化还原反应，满足电子守恒3 3、析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别、析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别腐蚀类型条件负极（Fe 极）正极（C 极）析氢腐蚀水膜呈：强酸性Fe-2e =Fe2H +2e-=H2Fe+2H =
9、Fe +H2+2+-2+吸氧腐蚀水膜呈：弱酸性或中性电极反应O2+4e +2H2O=4OH2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3-总反应联系：都属于电化学腐蚀，经常同时发生，但吸氧腐蚀更为普遍【经典例题】【经典例题】1、镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为 KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd + 2NiOOH + 2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是-A放电时正极反应：NiOOH + H2O +e =Ni(OH)2+ OHB充电过程是化学能转化为电能的过程C放电
10、时负极附近溶液的碱性不变-D放电时电解质溶液中的OH 向正极移动【解析】【解析】此题以可充电电池为载体，考察了原电池和电解池的工作原理。可充电电池的放电过程是原电池工作的过程，而充电的过程相当于是电解的过程，因此是电能转化成化学能的过程， B-错；放电时负极反应是：Cd-2e +2OH =Cd(OH)2，因消耗了OH ，所以负极附近的pH 下降，C 错；放电-时，电解质中的 OH 向负极移动，D 错。【正确答案】A2、如图所示，若电解 5 min 时铜电极质量增加 2.16 g，试回答：（1）电源电极 X 名称为_。（2）pH 变化：A_，B_，C_。（3）通过 5 min 时，B 中共收集
11、224 mL 气体（标况），溶液体积为 200 mL，则通电前硫酸铜溶液的物质的量浓度为_。（4）若 A 中 KCl 溶液的体积也是 200 mL，电解后溶液的 pH = _。【解析】（1）电源正负极的判断+-根据电解过程中 Cu 电极上增重，判断出是 Ag+放电：Ag +e =Ag，Cu 电极为阴极，Ag 电极为阳极，与 Ag 电极相连的应是电源的正极（2）三个电解池中的 pH 变化+-A 中：阴极：2H +2e =H2阳极：2Cl -2e-=Cl2pH 变大2+-B 中：阴极；Cu +2e =Cu阳极：4OH -4e =O2+2H2OpH 变小+-2H +2e =H2+-+-C 中：阴极：
12、Ag +e =Ag阳极: Ag -e = Ag (注意 Ag 比 OH 先放电) pH 不变-1（3）n(Ag)=n(e )=2.16g/(108gmol )=0.02mol-B 中阳极 4OH 4e O20.02mol0.02mol0.005mol n(H2)=0.01mol-0.005mol=0.005mol+-2H 2e H20.01mol0.01mol0.005mol2+2+又Cu 放电在先，则有 H2产生时 Cu 已经完全放电2+ Cu 2e-0.005mol0.02mol-0.01mol（根据电子守恒,阴极共转移电子 0.02mol）c(CuSO4)=n/V=0.005mol/0.
13、2L=0.025mol/L+（4）根据 A 中电极反应，当转移 0.02mol 电子时，消耗 H 0.02mol，促进了水的电离平衡正向-移动，n(OH )=0.02mol，c(OH )=0.1mol/L，pH=13.3某溶液中含有两种溶质 NaCl 和 H2SO4，它们的物质的量之比为 3:1，用石墨做电极电解溶液时，根据电解产物，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是A阴极只析出 H2B阳极先析出 Cl2，后析出 O2C电解最后阶段为电解水D溶液 pH 不断增大，最后为 7【解析】此题为电解混合溶质的题目，首先要分清楚各电极离子放电的先后顺序。溶液中含有+-+2-各种离子的比例关系为：Na :Cl :H :SO4=3:3:2:1。相当于 Na2SO4:HCl:NaCl=1:2:1，所以电解的三个阶段为：-+-第一阶段：电解 HCl：阳极 2Cl -2e-=Cl2阴极 2H +2e =H2-+-第二阶段：电解 NaCl 溶液：阳极 2Cl -2e-=Cl2阴极 2H +2e =H2-+-第三阶段：电解水：阳极 4OH -4e =O2+2H2O阴极 2H +2e =H2
