原電池和電解池知識(shí)總結(jié)及練習(xí)

1、學(xué)習(xí)好資料歡迎下載原電池和電解池1原電池和電解池的比較：裝置原電池實(shí)例使氧化還原反應(yīng)中電子作定向移動(dòng)，從而形成電流。這種把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原原理電池。形成條件 電極：兩種不同的導(dǎo)體相連； 電解質(zhì)溶液：能與電極反應(yīng)。反應(yīng)類型自發(fā)的氧化還原反應(yīng)由電極本身性質(zhì)決定：電極名稱正極：材料性質(zhì)較不活潑的電極；負(fù)極：材料性質(zhì)較活潑的電極。-2+電極反應(yīng)負(fù)極： Zn-2e =Zn（氧化反應(yīng)）正極： 2H +2e-=H 2（還原反應(yīng)）電子流向負(fù)極 正極電流方向正極 負(fù)極能量轉(zhuǎn)化化學(xué)能 電能應(yīng)用 抗金屬的電化腐蝕； 實(shí)用電池。2化學(xué)腐蝕和電化腐蝕的區(qū)別電解池使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原

2、反應(yīng)的過程叫做電解。這種把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置叫做電解池。 電源； 電極（惰性或非惰性） ； 電解質(zhì)（水溶液或熔化態(tài)）。非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)由外電源決定：陽極：連電源的正極；陰極：連電源的負(fù)極；陰極： Cu2+2e- = Cu（還原反應(yīng)）陽極： 2Cl-2e-=Cl 2（氧化反應(yīng)）電源負(fù)極 陰極；陽極 電源正極電源正極 陽極；陰極 電源負(fù)極電能 化學(xué)能 電解食鹽水（氯堿工業(yè)）； 電鍍（鍍銅） ； 電冶（冶煉Na、 Mg 、 Al ）； 精煉（精銅） 。化學(xué)腐蝕電化腐蝕一般條件金屬直接和強(qiáng)氧化劑接觸不純金屬，表面潮濕反應(yīng)過程氧化還原反應(yīng)，不形成原電池。因原電池反應(yīng)而腐蝕有無電流無電流產(chǎn)生有電流

3、產(chǎn)生反應(yīng)速率電化腐蝕化學(xué)腐蝕結(jié)果使金屬腐蝕使較活潑的金屬腐蝕3吸氧腐蝕和析氫腐蝕的區(qū)別電化腐蝕類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性較強(qiáng)正極反應(yīng)O2 + 4e- + 2H 2 O = 4OH -2H+ + 2e -=H 2負(fù)極反應(yīng)Fe 2e-=Fe2+Fe 2e-=Fe2+腐蝕作用是主要的腐蝕類型，具有廣泛性發(fā)生在某些局部區(qū)域內(nèi)4電解、電離和電鍍的區(qū)別電解條件受直流電作用實(shí)質(zhì)陰陽離子定向移動(dòng)，在兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)實(shí)例電解CuCl 2 = Cu Cl 2電離受熱或水分子作用陰陽離子自由移動(dòng)， 無明顯的化學(xué)變化CuCl 2=Cu 2+2Cl 電鍍受直流電作用用電解的方法在金屬表面鍍

4、上一層金屬或合金-2+陽極Cu 2e = Cu關(guān)系5電鍍銅、精煉銅比較先電離后電解，電鍍是電解的應(yīng)用電鍍銅精煉銅學(xué)習(xí)好資料歡迎下載形成條件鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，電鍍粗銅金屬作陽極， 精銅作陰極， CuSO4 溶液作液必須含有鍍層金屬的離子電解液電極反應(yīng)陽極 Cu 2e- = Cu 2+陽極： Zn - 2e- = Zn2+Cu - 2e- = Cu 2+ 等陰極 Cu2+2e- = Cu陰極： Cu2+ + 2e- = Cu溶液變化電鍍液的濃度不變?nèi)芤褐腥苜|(zhì)濃度減小6電解方程式的實(shí)例（用惰性電極電解） ：電解質(zhì)溶液陽極反應(yīng)式陰極反應(yīng)式總反應(yīng)方程式溶液酸堿性變化（條件：電解）CuCl 22

5、Cl -2e-=Cl 2Cu2+ +2e-= CuCuCl 2= Cu +Cl 2HCl2Cl -2e-=Cl 22H +2e-=H 22HCl=H 2 +Cl2酸性減弱24-222H+ -22H22 +O2不變Na SO4OH -4e =2H O+O+2e =HO=2HH2SO44OH -4e- =2H 2O+O 22H +2e-=H 22H2O=2H 2 +O2消耗水，酸性增強(qiáng)NaOH4OH -4e- =2H 2O+O 22H +2e-=H 22H2O=2H 2 +O2消耗水，堿性增強(qiáng)NaCl2Cl -2e-=Cl 22H +2e-=H 222 +Cl2+2NaCl+2H O=HH +放電

6、，堿性增強(qiáng)2NaOHCuSO44OH -4e- =2H 2O+O 2Cu2+ +2e-= Cu2CuSO4+2H 2O=2Cu+OH 放電 ,酸性增強(qiáng)O2 SO4+2H考點(diǎn)解說1電化腐蝕：發(fā)生原電池反應(yīng)，有電流產(chǎn)生（ 1）吸氧腐蝕-2+負(fù)極： Fe 2e =Fe正極： O2+4e-+2H 2O=4OH -總式： 2Fe+O2+2H 2O=2Fe(OH) 24Fe(OH) 2+O 2+2H 2O=4Fe(OH) 32Fe(OH) 3=Fe2O3 +3H 2O（ 2）析氫腐蝕： CO2+H2O H2CO3H +HCO 3-負(fù)極： Fe 2e-=Fe2+正極： 2H + + 2e- =H 2總式：

7、Fe + 2CO 2 + 2H 2O = Fe(HCO 3)2 + H 2Fe(HCO 3)2 水解、空氣氧化、風(fēng)吹日曬得Fe2O3。2金屬的防護(hù)改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。合金鋼中含有合金元素，使組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，耐腐蝕。如：不銹鋼。在金屬表面覆蓋保護(hù)層。常見方式有：涂油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面鍍一層有自我保護(hù)作用的另一種金屬。電化學(xué)保護(hù)法外加電源的陰極保護(hù)法 :接上外加直流電源構(gòu)成電解池， 被保護(hù)的金屬作陰極。 犧牲陽極的陰極保護(hù)法： 外加負(fù)極材料，構(gòu)成原電池，被保護(hù)的金屬作正極3。常見實(shí)用電池的種類和特點(diǎn)干電池（屬于一次電池）結(jié)構(gòu)：鋅筒、填滿 MnO 2 的石

8、墨、溶有NH 4Cl 的糊狀物。電極反應(yīng)負(fù)極： Zn-2e -=Zn 2+正極： 2NH 4+2e-=2NH 3+H 2NH 3 和 H 2 被 Zn2、 MnO 2 吸收：MnO2+H2=MnO+H 2O,Zn2 4NH23=Zn(NH 3)4鉛蓄電池（屬于二次電池、可充電電池） 結(jié)構(gòu)：鉛板、填滿PbO2 的鉛板、稀 H2SO4。 A. 放電反應(yīng)負(fù)極：-2-= PbSO4Pb-2e + SO4正極：-+2-PbO2 +2e +4H+ SO4 = PbSO4 + 2H 2OB. 充電反應(yīng)陰極： PbSO4 +2e-= Pb+ SO42-陽極： PbSO4 -2e- + 2H 2O = PbO

9、2 +4H+ + SO 42-學(xué)習(xí)好資料歡迎下載放電總式： Pb + PbO 2 + 2H 2SO4=2PbSO4 + 2H 2O充電注意：放電和充電是完全相反的過程，放電作原電池，充電作電解池。電極名稱看電子得失，電極反應(yīng)式的書寫要求與離子方程式一樣，且加起來應(yīng)與總反應(yīng)式相同。鋰電池 結(jié)構(gòu)：鋰、石墨、固態(tài)碘作電解質(zhì)。電極反應(yīng)負(fù)極： 2Li-2e -= 2Li+正極： I2 +2e-=2I -總式： 2Li + I 2 = 2LiI A. 氫氧燃料電池結(jié)構(gòu)：石墨、石墨、電極反應(yīng)負(fù)極：正極：KOH 溶液。H2- 2e-+ 2OH- = 2H 2OO2 + 4e- + 2H 2O = 4OH -總

10、式： 2H 2+O 2=2H 2O（反應(yīng)過程中沒有火焰，不是放出光和熱， 而是產(chǎn)生電流） 注意： 還原劑在負(fù)極上反應(yīng)， 氧化劑在正極上反應(yīng)。書寫電極反應(yīng)式時(shí)必須考慮介質(zhì)參加反應(yīng)（先常規(guī)后深入）。若相互反應(yīng)的物質(zhì)是溶液，則需要鹽橋（內(nèi)裝KCl 的瓊脂，形成閉合回路） 。B鋁、空氣燃料電池以鋁 空氣 海水電池為能源的新型海水標(biāo)志燈已研制成功。這種燈以取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而源源不斷產(chǎn)生電流。只要把燈放入海水中，數(shù)分鐘后就會(huì)發(fā)出耀眼的閃光，其能量比干電池高20 50 倍。電極反應(yīng)：鋁是負(fù)極4Al-12e -= 4Al 3+ ；石墨是正極-3O2 +6H 2O+12e

11、=12OH4電解反應(yīng)中反應(yīng)物的判斷 放電順序陰極 A. 陰極材料 (金屬或石墨 )總是受到保護(hù)。B. 陽離子得電子順序 金屬活動(dòng)順序表的反表：K+ <Ca 2+ < Na+ < Mg 2+ < Al 3+< (H+) < Zn 2+ < Fe2+ < Sn 2+ < Pb 2+ < Cu2+ < Hg 2+ < Ag +陽極 A. 陽極材料是惰性電極(C、 Pt、 Au 、 Ti 等 )時(shí)：陰離子失電子： S2- I- Br - Cl - OH - NO 3- 等含氧酸根離子 F-B. 陽極是活潑電極時(shí)：電極本身被氧化，溶

12、液中的離子不放電。5電解反應(yīng)方程式的書寫步驟： 分析電解質(zhì)溶液中存在的離子；分析離子的放電順序；確定電極、寫出電極反應(yīng)式；寫出電解方程式。如：電解PH 增大解 NaCl 溶液： 2NaCl+2H 2O =H 2 +Cl2 +2NaOH，溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電解反應(yīng)，電解PH 減小。電解 CuSO4 溶液： 2CuSO4 + 2H 2O=2Cu + O 2+ 2H 2SO4 溶質(zhì)、溶劑均發(fā)生電解反應(yīng)，電解Cu Cl 2 電解 CuCl 2 溶液： CuCl 2=電解PH 增大。電解鹽酸：2HCl = H 2 Cl 2 溶劑不變，實(shí)際上是電解溶質(zhì)，電解稀 H、NaOH 溶液、 Na溶液： 2H電解2S

13、O42SO4 + O，溶質(zhì)不變，實(shí)際上是電解水， PH 分別減2O= 2H 22小、增大、不變。酸、堿、鹽的加入增加了溶液導(dǎo)電性,從而加快電解速率（不是起催化作用）。電解熔融NaOH: 4NaOH電解 +HO=4Na + O 22用銅電極電解 Na2SO4 溶液 :電解Cu(OH) 2 + H 2 （注意：不是電解水。 ）Cu +2H 2O=6電解液的 PH 變化 :根據(jù)電解產(chǎn)物判斷?？谠E： “有氫生成堿， 有氧生成酸； 都有濃度大 ,都無濃度小 ”。（ “濃度大 ”、“濃度小 ”是指溶質(zhì)的濃度）7使電解后的溶液恢復(fù)原狀的方法：學(xué)習(xí)好資料歡迎下載先讓析出的產(chǎn)物（氣體或沉淀）恰好完全反應(yīng)，再將其

14、化合物投入電解后的溶液中即可。如：NaCl 溶液：通 HCl 氣體（不能加鹽酸） ； AgNO 3 溶液： 加 Ag 2O 固體（不能加 AgOH ）；CuCl 2 溶液：加 CuCl 2 固體； KNO 3溶液： 加 H 2O； CuSO4 溶液： CuO（不能加 Cu2O、 Cu(OH) 2、 Cu2(OH) 2CO3）等。8電解原理的應(yīng)用A、電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)）反應(yīng)原理陽極：2Cl- - 2e-=Cl 2 陰極：2H+ + 2e -= H 2電解總反應(yīng)： 2NaCl+2H 2O=H 2 +Cl2 +2NaOH設(shè)備 （陽離子交換膜電解槽）組成：陽極 Ti 、陰極 Fe陽離子交換膜的作

15、用：它只允許陽離子通過而阻止陰離子圖 20-1和氣體通過。制燒堿生產(chǎn)過程（離子交換膜法）食鹽水的精制：粗鹽（含泥沙、2+、 Mg2+3+2-溶液 加入 BaCl 2 溶液 加入Ca、 Fe 、SO4等） 加入 NaOHNa2CO3 溶液 過濾 加入鹽酸 加入離子交換劑 (NaR)電解生產(chǎn)主要過程（見圖20-1）： NaCl 從陽極區(qū)加入， H2O 從陰極區(qū)加入。陰極H+ 放電，破壞了水的電離平衡，使 OH -濃度增大， OH -和 Na +形成 NaOH 溶液。B、電解冶煉鋁原料：（ A ）、冰晶石： Na3AlF 6=3Na+ +AlF 63-（B ）、氧化鋁：NaOHCO2鋁土礦 NaAl

16、O 2Al(OH) 3 Al 2O3過濾過濾 原理陽極2O 2 4e- =O2 陰極Al 3+3e- =Al總反應(yīng)： 4Al電解3+6O22=4Al+3O 設(shè)備：電解槽（陽極C、陰極 Fe） 因?yàn)殛枠O材料不斷地與生成的氧氣反應(yīng)：C+O 2 CO+CO 2，故需定時(shí)補(bǔ)充。C、電鍍：用電解的方法在金屬表面鍍上一層金屬或合金的過程。鍍層金屬作陽極，鍍件作陰極，電鍍液必須含有鍍層金屬的離子。電鍍鋅原理：陽極 Zn 2e2+= Zn陰極 Zn2+2e =ZnH + 和 OH一般不起反應(yīng)。電鍍液的濃度在電鍍過程中不發(fā)生變化。在電鍍控制的條件下，水電離出來的電鍍液中加氨水或NaCN 的原因：使 Zn2+離子

17、濃度很小，鍍速慢，鍍層才能致密、光亮。D 、電解冶煉活潑金屬 Na 、Mg 、 Al 等。2+。銅前金屬先反應(yīng)但不析出，銅后金屬不反應(yīng)，E、電解精煉銅：粗銅作陽極，精銅作陰極，電解液含有Cu形成 “陽極泥 ”。學(xué)習(xí)好資料歡迎下載習(xí)題一、選擇題1鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí),正極上發(fā)生的電極反應(yīng)是A 2H+ +2e = H 2C 2H2O+O 2+4e = 4OH-B Fe2+2e = Fe3+2+D Fe+e = Fe2以下現(xiàn)象與電化腐蝕無關(guān)的是A 黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠B 生鐵比軟鐵芯（幾乎是純鐵）容易生銹C銹質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生鐵銹D 銀質(zhì)獎(jiǎng)牌久置后表面變暗3 A 、B

18、、 C 是三種金屬 ,根據(jù)下列、兩個(gè)實(shí)驗(yàn),確定它們的還原性強(qiáng)弱順序?yàn)閷?A 與 B 浸在稀硫酸中用導(dǎo)線相連,A 上有氣泡逸出,B 逐漸溶解電解物質(zhì)的量濃度相同的A 、 C 鹽溶液時(shí) ,陰極上先析出C(使用惰性電極)A A>B>CB B>C>AC C>A>BD B>A>C4下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是A 把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡B 用鋅片做陽極，鐵片做做陰極，電解氯化鋅溶液，鐵片表面出現(xiàn)一層鋅D 把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中，加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快5在外界提供相同電量的條件， Cu2+或 Ag +分別按

19、Cu 2+2e Cu 或 Ag +e Ag 在電極上放電，電極上析出銅的質(zhì)量為 1.92g，則析出銀的質(zhì)量為A 1.62gB.6.48gC.3.24gD.12.96g6100mL 濃度為 2 mol/L 的鹽酸跟過量鋅片反應(yīng)，為加快反應(yīng)速率， 又不影響生成的氫氣的總量，可采用的方法是A 加入適量的 6 mol/L 的鹽酸B 加入數(shù)滴氯化銅溶液C加入適量蒸餾水D 加入適量的氯化鈉溶液7用兩支惰性電極插入 500 mL AgNO 3 溶液中，通電電解。當(dāng)電解液的pH 從 6.0 變?yōu)?3.0 時(shí)（設(shè)電解時(shí)陰極沒有氫氣析出，且電解液在電解前后體積變化可以忽略），電極上析出銀的質(zhì)量大約是A 27 mg

20、B 54 mgC 108 mgD 216 mg8氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，氫鎳電池的總反應(yīng)式是根據(jù)此反應(yīng)式判斷，下列敘述中正確的是A 電池放電時(shí)，電池負(fù)極周圍溶液的PH 不斷增大B 電池放電時(shí)，鎳元素被氧化C電池充電時(shí)，氫元素被還原D 電池放電時(shí)， H 2 是負(fù)極9用惰性電極電解 M （ NO3 ）x 的水溶液，當(dāng)陰極上增重ag 時(shí)，在陽極上同時(shí)產(chǎn)生bL 氧氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況） ：從而可知 M 的相對(duì)原子質(zhì)量為A 22.4axB 11.2axC5.6axD 2.5axbbbb10實(shí)驗(yàn)室用鉛蓄電池作電源電解飽和食鹽水制取氯氣,已知鉛蓄電池放電時(shí)發(fā)生如下反應(yīng):今若制得 Cl 2 0.050mo

21、l ，這時(shí)電池內(nèi)消耗的 H 2SO4 的物質(zhì)的量至少是A 0.025molB 0.050molC 0.10molD 0.20mol11將分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氧化鋁的三個(gè)電解槽串聯(lián),在一定條件下通電一段時(shí)間后,析出鉀、鎂、鋁的物質(zhì)的量之比為A 1:2:3B 3:2:1C 6:3:1D 6:3:212下圖中 x、y 分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn) a 極板質(zhì)量增加 ,b 極板處有無色無臭氣體放出,符合這一情況的是學(xué)習(xí)好資料歡迎下載13將 Al 片和 Cu 片用導(dǎo)線相連，一組插入濃HNO 3 溶液中，一組插入稀NaOH 溶液中，分別形成了原電池，則在這兩個(gè)原電池中，正極分別為A Al 片

22、、 Cu 片B Cu 片、 Al 片C Al 片、 Al 片D Cu 片、 Cu 片14鹽溶液電解時(shí)，在相同時(shí)間作用下，析出金屬的物質(zhì)的量取決于A 電極的性質(zhì)B電流強(qiáng)度C所加電壓D金屬離子的價(jià)數(shù)15A 、 B、C 三個(gè)電解槽， A 槽是 CuCl 2 水溶液，純銅片做陰極，B、C 都是 AgNO 3 水溶液，純銀絲做陰極，先將A 、B 槽并聯(lián)，再與C 槽串聯(lián)進(jìn)行電解，當(dāng)B 槽中銀絲質(zhì)量增加0.108g，C 槽銀絲質(zhì)量增加 0.216g 時(shí)， A 槽中銅片質(zhì)量增加為A 0.216gB 0.108gC 0.064gD 0.032g二、綜合題16工業(yè)上為了除去含Cr2O72-離子的酸性廢水，采用以下處理方法：往工業(yè)廢水中加入適量