电化学基础知识

高二化学：电化学根底

复习重点：

1.了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反响式和电池反响方程式。

2.了解常见化学电池的种类及其工作原理。

3.理解金属发生电化学腐蚀的原因，金属腐蚀的危害，防止金属腐蚀的措施。

知识梳理

一、原电池及其工作原理

1.原电池：转化为。

2.原电池的电极

原电池的负极---金属----发生反响----向外电路电子

原电池的正极一一金属（或惰性电极如石墨）一一发生反响一一外电路提供

的电子

3.原电池的构成条件

⑴能自发地发生。

⑵电解质溶液（构成电路或参加反响）。

⑶由复原剂和导体构成极,系统，由氧化剂和导体构成极系统。

⑷形成（两电极接触或用导线连接）。

4.工作原理（以锌一铜原电池为例，如下图）

电极名称负极正极

电极材料

电极反响Zu—2e-=Zn'+Cu'++2e-=Cu

反响类型氧化反响复原反响

电子流向由—沿导线流向一

例题1.关于原电池的说法，正确的选项是（）

A.在正极上发生氧化反响

B.某电极上有氢气产生，那么此电极为正极

C.在外电路电子流出的为正极

I）.在负极上发生复原反响

例题2.可以将反响Zn+Br2=ZnBc设计成原电池,以下4个电极反响:

①Bm+2e-=2Br，②2Br—-2e-^Br2,

③Zn—2。一=2/，@Zn214-2e-^Zn,

其中表示放电时负极和正极反响的分别是（）

A.②和③B.②和①

C.③和①D.④和①

二、常见化学电源

电池负极反响正极反响总反响式

Zn+2Mn0：+

碱性锌Zn+20H—-2e-2Mn02+2H20+2e=

2H2O=2MnOOH+

-

镭电池=Zn(0H)22MnOOH+2OH

Zn(0H)2

Pb(s)+Pb02(s)+

铅蓄Pb02(s)+2e-+4H+(aq)+S0/-2压S0Gq).=2P

电池(aq)=PbS0Ks)+2H2(l)bS0Ms)+

2H2O(1)

+

2H2-4e-=4H酸性：

氢氧燃

--

2H2-4e+40H=4H20碱性：2H2+02=2H20

料电池

+

2H2-4e-=4H固体：（）2+4e-=20一

放电

例题3.锂电池反响原理如下：FePO.+Li^^LiFePO,,内部为能够导电的固体电解质，以下有关

充电

该电池说法正确的选项是（）

A.可参加硫酸以提高电解质的导电性

B.放电时电池内部Li卡向负极移动

C.放电时，Li发生复原反响

D.放电时电池正极反响为：

FeP（h+底+Li+=LiFcPO,

例题4.燃料电池是一种新型电池，它利用燃料在反响过程中把化学能直接转化为电能。氢氧燃料

电池的根本反响如下：X极，|c»2（g）+Il20（l）+2u--2011一；Y极，IL（g）+201厂一2L——2110（1）«以下

判断中，正确的选项是（）

A.X是负极

B.Y是正极

C.Y极发生复原反响

D.Y极发生氧化反响

三、电解原理

1.电解定义

在作用下，电解质在两个电极上分别发生和的过程。

2.能量转化形式：转化为。

3.电解池

（1）构成条件

①有与相连的两个电极。

②（或熔融电解质）。

③形成。

（2）电极名称及电极反响（如图）

（3）电子和离子移动方向

①电子：从电源流向电解池的；从电解池的流向电源的。

②离子：阳离子移向电解池的；阴离子移向电解池的。

+3+

例题5.为将反响2A1+6H=2A1+3H2t的化学能转化为电能，以下装置能到达目的的是（铝条均

己除去了氧化膜）（）

例题6.用惰性电极电解PLASOi的水溶液，当阴极上有金属析出（阴极上无气体产生）时，阳

极上产生*L气体（标准状况），同时溶液的pH由原来的6.5变为2.0（设电解前后溶液体积不变）。那么

A的相对原子质量的表示式为（）

00咤200*22.4%11.2m

A.①②B.②④

C.①④D.③④

四、电解原理的应用

1.氯碱工业

概念：用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、和CL并以它们为原料生产一系列化工产品的

工业，称为氯碱工业。

-

阳极C：2Cr-2e=Cl2f氧化反响

-

阴极Fe:211*+2e=n21复原反响

总反响：2NaCl+2H2（遵皇2NaOH+H2t+C11

（2

2.铜的电解精炼

（1）电极反响

,Cu-2e-l=CuJ,,

电极反Zn—2e-l=Zn'+,

阳极（电极材料为：）：

应式Fe—2e-l=Fe2+»

.Ni-2e-'=Ni2+o

阴极（.电极材料为）：Cu2++2e-—Cuo

（2）溶液中各离子浓度的变化

①阴离子浓度；

②阳离子中Cu"浓度变，Zf、Fe"陋2+等浓度变大。

（3）阳极泥的成分：含有Ag、Pt、Au等贵重金属。

3.电镀

（1）阳极：；

⑵阴极：.；

Cu—2e-=Cu'+

例题10.如以下图所示，液面上浮着一个空心铁球。

(1)数天后可观察到的现象是()

①铁球外表出现红棕色锈斑②铁球外表出现黑色锈斑③量筒内水位下降④量筒内水位上升

A.①③B.

C.②③D.③④

(2)解释发生上述现象的原因(用反响式及必要的文字予以说明)o

参考答案：

一、原电池及其工作原理

L化学能电能。

2.活泼氧化提供

不活泼复原反响接受

3.(1)氧化复原反响。

⑶负正。

(4)闭合回路

答案：B

例题2.解析：放电时负极为Zn,失电子被氧化，正极为Bn,得电子被复原。

答案：C

二、常见化学电源

电池.负极反响正极反响总反响式

碱性锌

铳电池

铅蓄Pb(s)—2。一+SO；

电，池(aq)=PbSOt(s)

酸性：02+4e-+4H+=2儿0

氢氧燃

碱性：。2+4屋+2H2。=401「

料电池

0例题3.解析：假设参加%SO”那么Li与H£(L发生反响，A错误：放中时，原电池内部阳离子向正极

移动，阴离子向负极移动，B错误；放电时，Li为负极，失电子发生氧化反响，C错误；放电时，原电

池正极反响为：FePOi+e-+Li+=LiFePOi,D正确。

答案：D

例题4.解析：此题考查的是燃料电池的电极反响。从电极反响式中可以看出，X极得电子发生复原反响,

作正极，Y极失去电子发生氧化反响，作负极。

答案：D

三、电解原理

1.电解定义

直流电氧化反响复原反响

2.能量转化形式：电能化学能。

3.电解池

(1)构成条件

①电源

②电解质溶液

③闭合I川路。

(2)电极名称及电极反响(如图)

(3)电子和离子移动方向

①电子：负极阴极；阳极正极。

②离子：阴极；阳极。

例题5.解析•：A项电解质溶液为NaOH,A1与之反响实质不是与「反响，生成产物是A109而不是Al^；

C项Al.与稀HNQ,反响产生的为NO；D项为电能转变为化学能。

答案。B

例题6.解析：电解离子方程式为：2A"+2比0型堡2A+01+41广。由于阳极01「放电，破坏水的电离平

衡，造成c(H+)增大,使溶液酸性增强，pH减小。溶液中氢离子变化的物质的量为:A〃(H+)*0.01mol-1.

-IXVL=0.01Vmol,根据电解离子方程式得：〃(A)=]x0.01/mol=0.005,mol,那么A的

乙CJ

相对原子质量MA)%0Kmol=竿g・，故②项止斑；根据电解离于方程式还可得：〃(A)=

2;?(()2)=2X:>~-7=-^-mol,那么A的摩尔质量必(A)=mnu)l="g-mol1,

乙乙、4LIDOIll•/11•X

故④项正确。

答案。B

四、电解原理的应用

2.铜的电解精炼

(1)电极反响

粗铜精铜

(2)①不变；

②小，大。

3.电镀

(1)镀层金属；(2镀件；(3)镀层金属阳离子(4)保持不变。

例题7.解析：选项A,Zn应为原甩池负极，Cu为原电池正极。选项B,盐桥两边的烧杯中盛装的电解质

溶液应互换。选项C,粗铜应连接电源正极。选项D,电解饱和NaCl溶液，C厂在阳极放电产生CL溶

液中的『在阴极获得电子而产生比，正确。

答案：D

例题8。解析：根据金属活动顺序表可知：排在氢以后的金属为Ag和Cu,而Zn和Pb排在H之前，所

以Ag+、Cu什的氧化性比H+大，应优先于『放电而析出，因为0.01molAg的质量小于0.02molCu的

质量