電化學知識點總結 選修4 人教版

電化學原電池裝置特點：化學能轉化為電能。

①、兩個活潑性不同的電極；

形成條件：②、電解質溶液（一般與活潑性強的電極發(fā)生氧化還原反應）；原③、形成閉合回路（或在溶液中接觸）

電負極：用還原性較強的物質（活潑金屬）作負極，負極向外電路提供電子；發(fā)生氧化反應。池基本概念：正極：用氧化性較強的物質正極，正極從外電路得到電子，發(fā)生還原反應。原電極反應方程式：電極反應、總反應。理

失e-,沿導線傳遞，有電流產生氧化反應負極銅鋅原電池正極還原反應

反應原理：Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=2H2↑

不溶陽移解斷離子向電解質溶液

電極反應：負極（鋅筒）Zn-2e-=Zn2+

正極（石墨）2NH4++2e-=2NH3+H2↑

①、普通鋅錳干電池總反應：Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2↑

干電池：電解質溶液：糊狀的NH4Cl

特點：電量小，放電過程易發(fā)生氣漲和溶液

②、堿性鋅錳干電池電極：負極由鋅改鋅粉（反應面積增大，放電電流增加）；

電解液：由中性變?yōu)閴A性（離子導電性好）。

正極（PbO2）PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O負極（Pb）Pb+SO42--2e-=PbSO4

鉛蓄電池：總反應：PbO2+Pb+2H2SO4充電2PbSO4+2H2O

電解液：1.25g/cm3~1.28g/cm3的H2SO4溶液

蓄電池特點：電壓穩(wěn)定。

Ⅰ、鎳鎘（NiCd）可充電電池；

其它蓄電池Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2

Ⅱ、銀鋅蓄電池

鋰電池

①、燃料電池與普通電池的區(qū)別

不是把還原劑、氧化劑物質全部貯藏在電池內，而是工作時不斷從外界輸入，同時

燃料電極反應產物不斷排出電池。

電池②、原料：除氫氣和氧氣外，也可以是CH4、煤氣、燃料、空氣、氯氣等氧化劑。

負極：2H2+2OH--4e-=4H2O；正極：O2+2H2O+4e-=4OH-

③、氫氧燃料電池：總反應：O2+2H2=2H2O

特點：轉化率高，持續(xù)使用，無污染。

廢舊電池的危害：舊電池中含有重金屬（Hg2+）酸堿等物質；回收金屬，防止污染。

放電`放電放電化學電源簡介

腐蝕概念：金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應而腐蝕損耗的過程。

概述：腐蝕危害：

腐蝕的本質：M-ne-→Mn+(氧化反應)

分類：化學腐蝕（金屬與接觸到的物質直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕）、電化腐蝕定義：因發(fā)生原電池反應，而使金屬腐蝕的形式。

負極（Fe）：Fe-2e-=Fe2+；正極（C）：O2+2H2O+4e-=4OH-金屬的電化吸氧腐蝕：總反應：2Fe+O2+2H2O=Fe(OH)2

腐腐蝕后繼反應：4Fe(OH)+O+2HO=4Fe(OH)

2223

蝕△與鋼鐵的腐蝕：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O防負極（Fe）：Fe-2e-=Fe2+；護

【例1】在下圖所示的裝置中，能夠發(fā)生原電池反應的是（）

ABCDEF

【例2】（08廣東卷）用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導線和鹽橋（裝有瓊脂-KNO3的U型管）構成一個原電池。以下有關該原電池的敘述正確的是（）①在外電路中，電流由銅電極流向銀電極②正極反應為：Ag++e-=Ag

③實驗過程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作

④將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學反應與該原電池反應相同

A．①②B．②③C．②④D．③④【例3】將純鋅片和純銅片按圖示方式插入同濃度的稀硫酸中一段時間，以下敘述正確的是（）A．兩燒杯中銅片表面均無氣泡產生B．甲中銅片是正極，乙中銅片是負極C．兩燒杯中溶液的pH均增大D．產生氣泡的速度甲比乙慢

【例4】等質量的兩份鋅粉a、b，分別加入過量的稀H2SO4，同時向a中加入少量的膽礬晶體，下列圖表示產生H2的體積V（升）與時間t（分）的關系，其中正確的是（）。

析氫腐蝕：正極（C）：2H++2e-=H2↑

總反應：Fe+2H+=Fe2++H2↑

影響腐蝕的因素：金屬本性、介質。

金屬的防護：①、改變金屬的內部組織結構；

保護方法：②、在金屬表面覆蓋保護層；

③、電化學保護法（犧牲陽極的陰極保護法）

【例5】據(jù)報道，我國擁有完全自主產權的氫氧燃料電池車將在北京奧運會期間為運動員提供服務。某種氫氧燃料電池的電解液為KOH溶液。下列有關該電池的敘述不正確的是（）

-—

A.正極反應式為：O2+2H2O+4e=4OH

B.工作一段時間后，電解液中KOH的物質的量不變C.該燃料電池的總反應方程式為：2H2+O2=2H2O

D.用該電池電解CuCl2溶液，產生2.24LCl2（標準狀況）時，有0.1mol電子轉移

【例6】（08寧夏卷）一種燃料電池中發(fā)生的化學反應為：在酸性溶液中甲醇與氧作用生成水和二氧化碳。該電池負極發(fā)生的反應是（）

－

A．CH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e

－

B．O2(g)+4H+(aq)+4e=2H2O(1)

－

C．CH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6e

－－

D．O2(g)+2H2O(1)+4e=4OH【例7】（08江蘇卷）鎳鎘（Ni-Cd）可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用。已知某鎳鎘電池的電解質溶液為KOH溶液，其充、放電按下式進行：Cd+2NiOOH+2H2O

放電充電Cd(OH)2+2Ni(OH)2

有關該電池的說法正確的是（）

A．充電時陽極反應：Ni(OH)2－e+OH-==NiOOH+H2OB．充電過程是化學能轉化為電能的過程C．放電時負極附近溶液的堿性不變

D．放電時電解質溶液中的OH-向正極移動【例8】（09廣東化學14）可用于電動汽車的鋁-空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液，

鋁合金為負極，空氣電極為正極。下列說法正確的是

－－

A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時，正極反應都為：O2＋2H2O＋4e＝4OH

－

B．以NaOH溶液為電解液時，負極反應為：Al＋3OH－3e-＝Al(OH)3↓C．以NaOH溶液為電解液時，電池在工作過程中電解液的pH保持不變D．電池工作時，電子通過外電路從正極流向負極

【例9】把a、b、c、d四塊金屬片浸泡在稀硫酸中，用導線兩兩相連可以組成各種原電池。若a、b相連時，a為負極；c、d相連時，d上有氣泡逸出；a、c相連時，a極減輕；b、d相連時，b為正極。則這四種金屬活潑性順序由強到弱的順序為（）

A．a＞b＞c＞dB．a＞c＞b＞dC．a＞c＞d＞bD．b＞d＞a＞c

電解池

定義：使電流通過電解質溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應的過程。裝置特點：電能轉化為化學能。

①、與電源本連的兩個電極；

形成條件②、電解質溶液（或熔化的電解質）

③、形成閉合回路。

電極陽極：與直流電源正極相連的叫陽極。

電概念陰極：與直流電源負極相連的叫陰極。解電極反應：池原原理：誰還原性或氧化性強誰先放電（發(fā)生氧化還原反應）理離子放電順序：陽極：陰離子還原性S2->I->Br->Cl->OH->SO42-（含氧酸根）>F-

陰極：陽離子氧化性Ag+>Fe3+>Cu2+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+

電子流向e-e-

氧化反應陽極陰極還原反應

反應原理：4OH--4e-=2H2O+O2Cu2++2e-=Cu

陰移陽移離向離子子向電解質溶液電解結果：在兩極上有新物質生成。

總反應：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑

電解

【例10】按下圖裝置進行實驗，并回答下列問題⑴判斷裝置的名稱：A池為B池為

⑵銅極為______極，電極反應式為石墨棒C1為___極，電極反應式為

石墨棒C2附近發(fā)生的實驗現(xiàn)象為⑶當C2極析出224mL氣體（標準狀態(tài)時，鋅的質量變化（增加或減少）g.CuSO4溶液的質量變化了（增加或減少了）g

A

CuSO4溶液

練習.右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質量增加,b極板處有無色無臭氣體放出,符合這一情況的

ZnCuC1C2

B

KCl酚酞溶液

粗銅板作陽極，與直流電源正極相連；

①、裝置純銅作陰極，與直流電源負極相連；

用CuSO4(加一定量H2SO4)作電解液。陰極：Cu2++2e-=Cu

電解精煉銅陽極：Cu-2e-=Cu2+、Zn-2e-=Zn2+

②、原理：Ni-2e-=Ni2+

陽極泥：含Ag、Au等貴重金屬；電解液：溶液中CuSO4濃度基本不變

③、電解銅的特點：純度高、導電性好。

①、概念：利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或合金的過程。

將待鍍金屬與電源負極相連作陰極；

②、方法：鍍層金屬與電源正極相連作陽極；

電鍍：用含鍍層金屬離子的電解質溶液配成電鍍液。

③、原理：陽極Cu-2e-=Cu2+；Cu2++2e-=Cu④、裝置：

⑤、電鍍工業(yè)：鍍件預處理→電鍍液添加劑→

裝置：（如圖）

現(xiàn)象①、陰極上有氣泡；②、陽極有刺激性氣體產，能使?jié)駶櫟牡矸跭I變藍；

電解食鹽水③、陰極區(qū)附近溶液變紅，有堿生成

原理：通電前：NaCl=Na++Cl-H2OH++OH-

原理陰極（Fe）:Na+,H+移向陰極；2H++2e-=H2↑(還原反應)

通電后：陽極（C）：Cl-、OH-移向陽極；2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反應)

總反應：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑陽極、陰極、離子交換膜、電解槽、導電銅棒等

氯堿工業(yè)

①、組成：陽極：金屬鈦網（涂有釕氧化物）；陰極：碳鋼網（涂有Ni涂層）

陽離子交換膜：只允許陽離子通過，阻止陰離子和空氣通過；

離子交換膜法制燒堿：②、裝置：

電解

電解的應用練習．右圖A為直流電源，B為滲透飽和氯化鈉溶液

K和酚酞試液的濾紙，C為電鍍槽，接通電路后，發(fā)現(xiàn)B上的C點顯紅色，請?zhí)羁眨?/p>

cdab（1）電源A的a為極。

（2）濾紙B上發(fā)生的總反應方程式BA為：。

e（3）欲在電鍍槽中實現(xiàn)鐵上鍍鋅，接通K點，使c、fd兩點短路，則電極e上發(fā)生的反應為：，電極f上發(fā)生的

C反應為：，槽中盛放

的鍍液可以是或（只要求填兩種電解質溶液）。

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選修四電化學基礎知識點總結201*-11-20

1原電池及其應用

1.1原電池原理

1.1.1原電池裝置構成

①兩個活潑性不同的電極；②電解質溶液或熔融的電解質

[說明]原電池的兩極分別稱為正極和負極。兩極中相對活潑（易失電子）的作為負極，相對不活潑的為正極。負極應要能與電解質溶液發(fā)生自發(fā)的氧化反應。當兩電極材料均插入電解質溶液中并將兩極相連構成閉合電路，原電池裝置才能發(fā)生電化反應產生電流。

1.1.2原電池發(fā)電原理及電極反應

將銅片和鋅片平行地插入稀硫酸溶液中，則構成了原電池。若將兩極用導線相連，則有電流產生�！鞍l(fā)電”的原理說明如下：由于鋅比銅活潑，易失電子，Zn為負極，Cu則為正極。兩極相連后，Zn自發(fā)失去

2++

電子，不斷“溶解”，形成Zn進入溶液。鋅片失去的電子沿外電路到達銅片，此時溶液中陽離子H在銅

2--+

片表面獲得電子，形成H2逸出。與此同時溶液中的陰離子（SO4，OH）移向負極，陽離子（H）移向正極（電池內部離子的遷移是由化學勢所推動的，即非電場力做功完成）。由于電池工作時，電子能自發(fā)地從負極經外電路流向正極，在電池內部，溶液中離子能自發(fā)地遷移，這樣電池就向外提供電能，發(fā)電了。電極反應式表示如下

-2+

負極（Zn）Zn2e=Zn(負極發(fā)生失電子的氧化反應，流出電子)

+-正極（Cu）2H+2e=H2↑(正極發(fā)生得電子的還原反應，流進電子)+2+

總反應式Zn+2H=Zn+H2↑

從上分析可知此例正極材料本身并無參與電極反應，僅起作導體作用而已。因此，正極材料若換為活潑性比鋅差的導體為電極（如石墨），效果一樣。1.2原電池的應用

主要有兩方面：其一，利用原電池自發(fā)進行的氧化還原反應，開發(fā)化學電源；其二，抑制原電池反應發(fā)生，應用于金屬腐蝕的防護。

1.2.1常見的化學電源①鋅-錳干電池

正極-石墨棒，負極-鋅筒,電解質-淀粉湖-NH4Cl與碳粉、MnO2的混合物。

-2++-

負極反應：Zn-2e=Zn，正極反應：2NH4+2e=2NH3+H2，2MnO2+H2=Mn2O3+H2O；電池反應：Zn+NH4Cl+MnO2=ZnCl2+2NH3+Mn2O3+H2O②鉛蓄電池

33

電解質溶液為(電解液：1.25g/cm~1.28g/cm的H2SO4溶液

-2--+2-放電時，負極-Pb：Pb-2e+SO4=PbSO4↓；正極-Pb（PbO2）：PbO2+2e+4H+SO4=PbSO4↓+2H2O

-2--+2-

充電時，陰極：PbSO4+2e=Pb+SO4陽極：PbSO4↓-2e+2H2O=PbO2+4H+SO4；③燃燒電池

利用可燃物與O2的反應開發(fā)的電源，燃料電池與普通電池的區(qū)別:不是把還原劑、氧化劑物質全部貯藏在電池內，而是工作時不斷從外界輸入，同時電極反應產物不斷排出電池。燃料電池的原料，除氫氣和氧氣外，也可以是CH4、煤氣、燃料、空氣、氯氣等氧化劑。常見有：氫氧燃燒電池、烴類（如CH4、C2H6）燃燒電池、醇類（如CH3OH、C2H5OH）燃燒電池、肼(H2N-NH2)--空氣燃料電池等。

1.2.2金屬的腐蝕及防護（1）金屬的腐蝕

金屬或合金跟周圍接觸到的物質(氣體或液體)進行化學反應而損耗的過程即為金屬的腐蝕。

若金屬與接觸到的物質直接發(fā)生氧化還原反應而引起的腐蝕稱為化學腐蝕，此類腐蝕無電流產生；若合

1

金或不純金屬，接觸到電解質溶液而構成了原電池，其中活潑的金屬作負極，失去電子而被氧化的腐蝕稱電化腐蝕,此類腐蝕拌隨有電流的產生。電化腐蝕又分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕，兩者的比較見下表

析氫腐蝕吸氧腐蝕

條件水膜酸性較強水膜酸性很弱或非酸性

+---正極反應2H+2e=H2↑O2+2H2O+4e=4OH

-2+負極反應Fe2e=Fe

2+-其它----------------Fe+2OH=Fe(OH)2；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

（2）金屬的防護

根據(jù)金屬腐蝕的類型及其原理，可從以下幾方面采取防護措施：

①阻斷形成原電池的條件，避免電化腐蝕。如保持鐵件表面干燥或表面涂一層油漆等。②形成原電池，但把被保護的金屬作正極，避免腐蝕。如在鋼鐵船體埋鋅塊，在海水中可形成Zn-Fe原電池，因鋼鐵船體為正極得以保護。

③外接直流電源，將被保護金屬接到電源的負極，并形成閉合回路。

2電解池及其應用

2.1電解的原理

2.1.1電解池裝置構成

①陰陽兩個電極;②電解質溶液（或熔化的電解質）。

[說明]:①電解池兩極名稱分別叫陰極和陽極,由所連接在的外電源的那一極決定。與外接電源負極相連作為電解池的陰極，與外接電源正極相連的作為電解池的陽極。②當然若要發(fā)生電解，還要有外接直流電源設備，并構成閉合回路。

2.1.2電解原理分析

以惰性電極電解硫酸銅溶液為例說明

2+2-+-通電前CuSO4=Cu+SO4,H2O=H+OH

2++2--溶液中存在由電離產生的兩種陽離子(Cu和H),兩種陰離子(SO4和OH)

2++2--通電后①離子定向移動陽離子(Cu和H)移向陰極,陰離子(SO4和OH)移向陽極

②電極反應

2++2+-陰極:由于Cu比H易得電子，故2Cu+4e=2Cu(發(fā)生還原反應)-2--陽極:由于OH比SO4易失電子，故4OH-4e=2H2O+O2↑(發(fā)生氧化反應)

-+

（或2H2O4e=O2+4H）

③溶液pH變化

-+

在陽極區(qū)，由于水電離出的OH得到電子形成O2逸出，而H仍留在溶液中，造成溶液中

+-n(H)>n(OH),使溶液顯酸性。

總化學反應方程式2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4

2.1.3放電順序

粒子在電極上得電子或失電子的過程又叫放電。

2------陰離子失電子從易到難順序：S>I>Br>Cl>OH>F(或最高價含氧酸根離子)

陽離子得電子從易到難順序（與金屬活動順序相反）：

+2+3+2+2++2+2+2+2++3+2++2++

Ag>Hg>Fe(變Fe)>Cu>酸中的H>Pb>Sn>Fe>Zn>H2O中H>Al>Mg>Na>Ca>K說明:①上述順序為各離子濃度相近時的放電順序

②電解池中電極材料分兩類，一類稱惰性電極，如石墨、鉑、金，它不參與電極反應，僅起導電體作用；另一類稱活潑電極，即除鉑、金外的常見金屬材料的電極。當陽極為活潑電極時，在電解時它將優(yōu)先失電子而被氧化為金屬離子“溶”入溶液，而溶液中陰離子不會發(fā)生失電子的變化。

2

③利用離子放電順序可以判斷電解時電極的產物。2.1.4電解規(guī)律

(1)常見酸堿鹽溶液的電解規(guī)律(惰性陽極)

電解反應類型電解質類型含氧酸強堿溶液活潑金屬含氧酸鹽無氧酸不活潑金屬無氧酸鹽規(guī)律實質電解水-->H2+O2實質電解水-->H2+O2實質電解水-->H2+O2酸--->H2+非金屬鹽---->金屬+非金屬鹽+水--->金屬+O2+酸例電解稀H2SO4電解NaOH溶液電解Na2SO4溶液2HCl==H2+Cl2CuCl2=Cu+Cl22CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4PH變化降低升高不變升高----降低升高溶液復原法加H2O加H2O加H2O加HCl加CuCl2加CuO（CuCO3）加HCl電解水電解質分解放氧生酸放氫生堿不活潑金屬含氧酸鹽活潑金屬無氧酸鹽鹽+水--->H2+非金屬+堿2KCl+2H2O=H2+Cl2+2KOH

(2)溶液電解pH變化規(guī)律

-++

若水中OH在陽極放電生成O2,則陽極區(qū)溶液增生H，pH降低;若水中H在陰極放電生成H2,則陰極區(qū)溶

-液增生OH，pH升高;總反應的結果，若溶液生成酸,則溶液pH降低；若生成堿，則pH升高。

2.2電解的應用

2.2.1電鍍

電鍍裝置:以鍍層金屬作陽極,鍍件掛在陰極,含鍍層金屬離子的鹽為電鍍液。電鍍特點：電鍍過程中鍍層金屬離子濃度不變。

2.2.2氯堿工業(yè)

(1)立式隔膜電解槽的結構①陽極：由金屬鈦網（涂有釕氧化物制成）；②陰極：由碳鋼網涂有Ni涂層）制成；③離子交換膜；電解槽框及導電銅。陽離子交換膜

--(2)陽離子交換膜的作用：阻止Cl、OH等陰離子及氣體分子通過。這樣可防止陰極產生的H2與陽極產生的Cl2混合而爆炸，也避免了Cl2與陰極產生的的NaOH作用生成NaClO而影響NaOH產品質量。(3)反應原理：--+-陽極：2Cl-2e=Cl2↑：陰極：2H+2e=H2↑

電解反應化學方程式2NaCl+2H2O==H2+Cl2+2NaOH

--

離子方程式2Cl+2H2O==H2+Cl2+2OH

(4)產品：NaOH、H2、Cl2

2.2.3電解精煉(電解精煉銅為例)

（1）裝置：陽極--粗銅；陰極純銅；電解質溶液--銅鹽溶液(如CuSO4)（2）電極反應

-2+

陽極：粗銅失電子放電“溶解”，Cu-2e=Cu。粗銅中比銅活潑的金屬溶解變成陽離子進入溶

液，比銅活潑性差的金屬如Au、Ag等貴重金屬則落入陽極泥中。

2+2+-陰極：溶液中Cu得電子放電，Cu+2e=Cu生成的Cu沉積在陰極上而得到精銅。

3原電池與電解池的比較項目反應性質原電池氧化還原反應自發(fā)進行的反應多為非自發(fā)，但也可以是自發(fā)反應

3

電解池

裝置性質電極名稱電極反應式離子遷移方向化學能轉為電能負極和正極負極：失電子氧化反應正極：得電子還原反應陽離子移向正極，陰離子移向負極電能轉為化學能陰極和陽極陰極：得電子還原反應陽極：失電子氧化反應陽離子移向陰極，陰離子移向陽極4電化學試題解法指導

4.1解題步驟方法

①判斷兩池(原電池還是電解池)②標注電極名稱③寫出電極反應式(根據(jù)電極產物、溶液成分

變化)④描述或解釋現(xiàn)象或進行有關計算。

[練4-01]把鋅片和鐵片放在盛有稀食鹽水和酚酞試液混合溶液的玻璃皿中（如圖所示平面圖），經過一段時間后，首先觀察到溶液變紅的區(qū)域是（）A、Ⅰ和Ⅲ附近B、Ⅰ和Ⅳ附近C、Ⅱ和Ⅲ附近D、Ⅱ和Ⅳ附近

[解析]①判兩池：通常有外接電源的裝置是電解

池,故左圖為電

-2+

解池,根據(jù)右圖為兩個活性不同金屬浸在電解質溶液中可判斷為原電池；②標電極名：左圖由外接電源極性可知I為陰極，II為陽極；右圖因Zn比Fe活潑，故III為負極，IV為正極。③寫電極反應：左圖中,陽極II：金屬Fe優(yōu)先氧化Fe-2e=Fe；陰極I：水中氫放電：2H+2e=H2；④現(xiàn)象及解釋：因I區(qū)OH增生，堿性，使酚酞變紅。又右圖，正極（IV）上電極反應：O2+4e+2H2O=4OH（吸氧腐蝕），該區(qū)域呈堿性使酚酞變紅，B入選。

--+--

[4-02]如圖甲乙兩池分別以碳棒、鉑條、鋁條、鎂條為電極，并用導線相連接，以NaCl、NaOH溶液為電解溶液，有關該裝置的描述正確的是(D)

-2+

A.乙池中,Mg極的電極反應是Mg-2e=Mg

-B.甲池中,Pt極的電極反應是2Cl2e=Cl2↑

C.隨著反應的進行.乙池中n(NaOH)保持不變

D.反應過程中,甲池中兩極附近溶液PH(C)

C．電解后,溶液中存在的陽離子只有Fe、ZnD．電解后,電解模底部陽極泥中中存在Cu、Pt

[解析]這是電解的過程，陽極發(fā)生的是氧化反應,A錯；陽極：Zn-2e=ZnFe-2e=FeNi-2e=Ni

2+2+2+2+2+

--2+

-2+

-2+

2+2+

，Pt

為惰性金屬，不會放電，而Cu要在金屬Ni全部氧化為Ni后才能放電，但此時Cu已沒有了支撐物了，結果和Pt一起落下，形成陽極泥，故D正確;陰極：因氧化性Ni>Fe>Zn,所以只有Ni+2e=Ni,可見，陽極質量減少的是“溶解”下的Zn、Fe、Ni，而陰極質量增加的只是析出的鎳，兩者質量是不相等的，故B錯。;電解后,溶液中除留下Fe、Zn外，還有Ni，C也錯。

2+2+2+

[練4-05]鉛蓄電池是典型的可充型電池，它的正負極格板是惰性材料，電池總反應式為：Pb+PbO2+4H+2SO

+

2-4

2PbSO4+2H2O

請回答下列問題（不考慮氫、氧的氧化還原）:(1)放電時：正極的電極反應式是______________;電解液中H2SO4的濃度將變________;當外電路通過1mol電子時，理論上負極板的質量增加________g。

(2)在完全放電耗盡PbO2和Pb時，若按題27圖連接，電解一段時間后，則在A電極上生成__________、B電極上生成________,此時鉛蓄電池的正負極的極性將________________________。

解析：鉛蓄電池的負極是鉛（Pb），正極是二氧化鉛（PbO2）。放電時電極反應：正極[A-（PbO2）]PbO2+2e

--

+2H+SO4==PbSO4+H2O

+2-

+2-

（與常見電池不同，鉛蓄電池放電時正極材料（PbO2）本身參與了電極反應負極[B-（Pb）]Pb-2e+2H+SO4==PbSO4+H2O

可見，當通過2mole時，負極1molPb變?yōu)?molPbSO4沉積在負極板上，既凈增加1molSO4，所以當外電路通過1mol電子時，理論上負極板的質量增加49g。因放電時要消耗H2SO4，故;電解液中H2SO4的濃度將變小。完全放電后兩極材料都有變?yōu)榱蛩徙U（PbSO4），外接電源時，發(fā)生電解過程，電極反應如下：陰極[A-（PbSO4）]PbSO4+2e+=Pb+SO4，A電極上生成Pb陽極[B-（PbSO4）]PbSO4-2e+2H2O=PbO2++4H+SO4，B電極上生成PbO2此時鉛蓄電池的正負極的極性將對換。

-+

2--2--

4.2電極名稱判斷法

根據(jù)兩極金屬相對活性判定原電池的電極名稱，根據(jù)X極所連接在的外接電源極性(“+”或“-”)判定電解池的電極名稱；根據(jù)電子（或電流）流向或測電極電勢高低等電學原理判斷電極名稱；此外根據(jù)X極發(fā)生氧化還是還原,移向X極的離子是陽離子還是陰離子,X極增重還是減重,X極區(qū)PH值是升高還是降低等判定X電極的名稱。但要注意X極指的是在原電池還是電解池。

說明：化學上規(guī)定，凡發(fā)生氧化變化的電極均為陽極，而發(fā)生還原的電極均為陰極。據(jù)此，從發(fā)生的化學變化角度看，原電池中的負極（-）又叫陽極，正極（+）又叫陰極。

4.3電極反應式寫法

[電解池電極反應式寫法要領]陽極，首先看為何材料，若為金屬（除Au、Pt外），則陽極金屬本身優(yōu)先被氧化，此時不必考慮溶液中陰離子放電；若陽極為惰性材料，則分析溶液中陰離子及放電順序，還原性強者優(yōu)先在陽極失電子發(fā)生氧化反應。陰極，不必考慮電極為何材料，只要看溶液中有何離子及其放電順序，氧化性強者優(yōu)先得電子發(fā)生被還原反應。

[原電池電極反應式寫法要領]①負極發(fā)生失電子的氧化反應，正極發(fā)生得電子的還原反應，兩電極轉

-

移的電子數(shù)要相等；②負極和正極兩電極反應式相加則得到原電池的總反應式；③若溶液中OH有參與電

++

極反應必發(fā)生在負極。若結果H有增加，酸性增強，PH降低，必在負極區(qū)；若溶液中H有參與電極反應必

5

發(fā)生在正極;若結果OH有增加，堿性增強，PH升高，必在正極區(qū)。

[練4-07]以鉑為電極，在兩極上分別通入H2和O2，可組成氫氧燃燒電池。分別寫出以硫酸為電解質和KOH為電解質溶液中的有關電極反應式。

[解析]由于H2具有強還原性，O2具有強氧化性，故H2為負極，O2為正極。若電解質為H2SO4電極反應式：負極(Pt-H2)2H24e=4H正極(Pt-O2)O2+4e+4H=2H2O

因溶液有高濃度H，正極O2的還原產物只能是H2O，不可能為OH。若電解質為KOH電極反應式：負極(Pt-H2)2H24e+4OH=4H2O正極(Pt-O2)O2+4e+2H2O=4OH

因溶液有高濃度OH，故H2氧化產物H將在負極上與OH結合為H2O，而正極上O2的還原產物O不能在溶液中存在，而是與H2O反應轉化為OH。

氫氧燃燒電池總反應方程式：2H2+O2=2H2O

--+

-2--

---+--+-+-

[練4-08]將兩塊鉑片連接后插入KOH溶液中作電極，并在兩極片上分別通入甲烷和氧氣從而組成了堿性燃燒電池，試寫出有關電極反應式，并說明溶液PH變動情況。

[解析]負極(Pt-CH4):CH48e+10OH=CO3+7H2O正極(Pt-O2):2O2+8e+4H2O=8OH

電池總反應:CH4+2O2+2OH=CO3+3H2O(將兩電極反應式相加即得總反應式)

聯(lián)想到甲烷的燃燒的氧化產物是CO2,而在KOH溶液中不可能存在CO2,CO2會與KOH作用生成K2CO3和H2O,因此有如上負極反應式�？梢姡�電極上放電反應后的產物還�？赡芘c電解質溶液發(fā)生離子反應。

該電池工作時，負極區(qū)由于OH參與電極反應而減少，故該區(qū)PH呈降低態(tài)勢；正極有OH生成,故該區(qū)PH呈升高態(tài)勢。但負極消耗的OH比正極生成的多，所以總的結果是溶液OH減少，PH值要降低。

-----

2---

--2-

[練4-09]熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混和物作電解質，CO為負極燃氣，空氣與CO2的混和氣為正極助燃氣，制得在650℃下工作的燃料電池。完成有關的電池反應式：

2-－

負極反應式：2CO+2CO3－4e＝4CO2

－2-正極反應式：O2+2CO2+4e=2CO3

總電池反應式：2CO+O2=2CO

[解析]從通常原電池的電解質溶液，一下過渡到熔融鹽，不少人無法適應。其實，我們只要從最基本的一點－燃料電池分析，其總電池反應式應為：2CO+O2=2CO2，然后逆向思考，正極反應式=總反應式減去負極反應式，就可得出結果：O2+2CO2+4e=2CO3。通過電池總反應式寫電極反應式不失為一種簡便方法。

－2-

[練4-10]高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電池相比，該電池能長時間保持穩(wěn)定的放電電壓。高鐵電池的總反應為

放

3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH

充

下列敘述不正確的是（C）．．．A．放電時負極反應為：3Zn6e+6OH=3Zn(OH)2

2

B．充電時陽極反應為：2Fe(OH)36e+10OH=2FeO4+8H2OC．放電時每轉移3mol電子，正極有1molK2FeO4被氧化D．放電時正極附近溶液的堿性增強

[解析]放電是原電池原理，正極反應為2FeO4+6e+8H2O=2Fe(OH)3+10OH，放電時每轉移3mol電子，正極有1molK2FeO4被還原，同時正極附近溶液的堿性增強；負極反應3Zn6e+6OH=3Zn(OH)2；充電是電解原理，陽極反應為2Fe(OH)36e+10OH=2FeO4+8H2O陰極反應為3Zn(OH)2+6e=3Zn+6OH

622

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