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2005年高三化学总复习第十二讲电解原电池【知识要点】一、原电池、电解池、电镀池的比较原电池电解池电镀池定义将化学能转化成电能的装置将电能转化成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一层其它金属的装置形成条件①活泼性不同的两电极②电解质溶液③形成闭合回路①两电极接直流电源②两电极插入电解质溶液中③形成闭合回路①镀层金属接电源正极，待镀金属接电源负极②电镀液必须含有镀层金属的离子电极名称负极：较活泼金属正极：较不活泼金属（或能导电的非金属）阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连名称同电解，但有限制条件。阳极：必须是镀层金属阴极：镀件电极反应负极：氧化反应、金属失电子正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：氧化反应、溶液中的阴离子失电子，或电极金属失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得电子阳极：金属电极失电子阴极：电镀液中的阳离子得电子二、放电顺序阳极：阳极金属（除Pt、Au）S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根等阴极：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+Zn．．2+H+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+三、用惰性电极电解盐AmBn溶液的有关计算时常用的关系式1、认识“荷”平使者H2O——维护溶液中的“荷”平当只有An+放电时，水向溶液中补充同量的H+：An+~nH+当只有Bm-放电时，水向溶液中补充同量的OH-：Bm-~mOH-当An+、Bm-都放电时，水分子不管“闲事”当An+、Bm-都不放电时，水分子电离出的H+、OH-分别在阴阳极放电2、常用于计算的两个关系式（1）当只有An+放电时，An+~nH+~nH2O~—O2关系式意义为：1个An+在阴极放电生成A单质，则溶液中由水补充n个H+（另n个OH-在阳极放电生成n/4个O2分子），同时消耗n个水分子，并在阳极产生n/4个O2分子（∵阴阳两极转移电子的数量相等，∴An+nen/4O2）。（2）当只有Bm-放电时，Bm-~mOH-~mH2O~—H2关系式意义为：1个Bm-在阳极放电生成B单质，则溶液中由水补充m个OH-（另mn4m2个H+在阴极放电生成m/2个H2分子），同时消耗m个水分子，并在阳极产生m/2个H2分子（∵阴阳两极转移电子的数量相等，∴Bm--mem/2H2）。四、用惰性电极进行溶液中的电解时各种变化情况简析类型电极反应特点实例电解对象溶解质浓度pH电解液复原电解水型阴：4H++4e=2H2↑阳：4OH--4e=2H2O+O2↑NaOH水增大增大水H2SO4水增大减小水Na2SO4水增大不变水分解电解质型电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大氯化氢CuCl2电解质减小氯化铜放H2生碱型阴极：H2O放H2生碱阳极：电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解质增大氯化氢放O2生酸型阴极：电解质阳离子放电阳极：H2O放O2生酸CuSO4电解质和水生成新电解质减小CuO或CuCO3【例题解析】1、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O在此电池放电时，负极上发生反应的物质是：A、AgB、Zn(OH)2C、Ag2OD、Zn[解析]本题要求学生：①理解充电是电解过程，放电是原电池反应；②对充电、放电过程有充分的认识和理解。-2e充电时的反应：2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O+2e阳极发生氧化反应，即阳极：Ag失电子被氧化成Ag2O；阴发生还原反应，即阴极：氢氧化锌得电子被还原成锌单质。+2e放电时的反应：Ag2O+Zn+H2O2Ag+Zn(OH)2-2e负极发生氧化反应，即负极：Zn失电子被氧化成氢氧化锌；正极发生还原反应，即正极：氧化银得电子被还原成银单质。∴选D充电放电2、如图a、b、c、d均为铂电极，供选择的四组电解质溶液如下表：组ABCD甲槽NaOHAgNO3H2SO4NaCl乙槽CuSO4CuCl2AgNO3AgNO3甲乙要满足的条件是：①工作一段时间后，甲槽电解液pH上升，而乙槽电解液pH下降；②b、c两极放电离子的物质的量相等。则：（1）应选用的电解液是组；（2）甲槽的电解方程式为：乙槽的电解方程式为：。[解析]本题主要考查电解原理和离子放电顺序等知识，考查学生逆向思维能力。根据电解规律，电解后电解液的pH升高的有NaOH和NaCl；pH降低的有CuSO4和AgNO3；pH基本不变的有CuCl2。由条件①排除B、C。又因为甲、乙两池是串联的，故b为阳极、c为阴极，A、D组电解液的电极反应为：A组D组b极：4OH--4e=O2↑+2H2O2Cl--2e=Cl2↑c极：2Cu2++4e=2Cu2Ag++2e=2Ag由条件②排除A。3、用惰性电极电解VmLRSO4的水溶液，当阴极上增重mg（无气体产生）时，阳极上产生xL气体（标况），同时溶液pH值由原来的6.5变为2.0（设电解前后溶液体积不变）。则R的相对原子质量的表示式为：A、100m/VB、2×105m/VC、22.4m/xD、11.2m/x[解析]主要考查阴阳极析出物质的量的关系及溶液中相应微粒的变化情况。知识点：①利用两极得失电子数相等，而得倒关系式：R2+0.5O2；②由溶液中的电荷平衡而得关系式：R2+2H+；③溶液中产生的H+计算时可忽略原来溶液中的H+数。解：设R的相对原子质量为M。则：溶液中产生H+：V×10-3L×（10-2-10-6.5)mol/L=V×10-5molR——R2+——2H+——0.5O2Mg2mol11.2LmgV×10-5molxL∴Mg2mol11.2LmgV×10-5molxL即：M=2×105m/V或11.2m/x∴选BD4．（2004年江苏）碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)==Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误．．的是（）A．电池工作时，锌失去电子B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e—=Mn2O3(s)+2OH—(aq)C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D．外电路中每通过O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g答案：C【课堂精练】一、选择题（每题有1～2个正确答案）（）1、下列关于铜电极的叙述正确的是：A、铜锌原电池中铜是正极；B、用电解法精炼粗铜时粗铜作阴极；C、在镀件上电镀铜时可用铜作阳极；D、电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极。（）2、外界提供相同电量的条件下，Cu2+或Ag+分别按Cu2++2e→Cu或Ag++e→Ag在电极上放电，若析出铜的质量为1.92g,则析出银的质量为：A、1.62gB、6.48gC、3.24gD、12.96g（）3、镍镉（Ni-Cd）可充电电池在现代生活中有广泛的应用，它的充放电反应按下式进行：Cd(OH)2+2Ni(OH)2Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，该电池放电时的负极材料是：A、Cd(OH)2B、Ni(OH)2C、CdD、NiO(OH)（）4、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d经外电路到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡；b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱为：A、abcdB、acdbC、cadbD、bdca（）5、用两支惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时（设电解时阴极无H2产生，且溶液在电解前后体积变化可以忽略），电极上析出银的质量大约是：A、27mgB、54mgC、108mgD、216mg（）6、实验室中欲快速制氢气，应采取的措施是：A、纯锌与稀硫酸反应B、纯锌与浓硫酸反应C、含铜铅等杂质的粗锌与稀硫酸反应D、粗锌与稀硝酸反应（）7、埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下被腐蚀的速度最慢的是：A、在潮湿疏松透气的土壤中B、在含铁元素较多的酸性土壤中C、在干燥致密不透气的土壤中D、在含碳粒较多、潮湿透气的中性土壤中（）8、下列关于电解硝酸钾溶液时的叙述中，正确的是：A、随电解的进行，溶液的pH值减小B、NO3-向阳极移动，K+向阴极移动，分别在对应的极上析出C、OH-向阳极移动，阳极附近溶液呈碱性D、阴极上H+得电子被还原成H2，促使水的电离平衡正向移动，富集下来的OH-使阴极附近溶液呈碱性。二、填空题9、采用惰性电极从NO3-、SO42-、Cl-、Cu2+、Ba2+、Ag+、H+中选出适当的离子组成电解质，并对其溶液进行电解。（1）若两极分别放出H2和O2，则电解质的化学式为：；（2）若阴极析出金属，阳极放出O2，则电解质的化学式为；充电放电（3）若两极分别放出气体，且体积比为1:1，则电解质的化学式为。10、下图烧杯中盛有稀硫酸，则：（1）进行的离子反应方程式为；（2）中各电极的电极反应式：（-）；（+），此极附近的pH值变化为（填“增大”、“减小”或“不变”）。（3）中被腐蚀的金属是，电极反应式分别是。三烧杯中铁被腐蚀的速率由快到慢的顺序是。FeSnFeZnFe（1）（2）（3）【专题训练】一、选择题（每小题有1～2正确选项）（）1、用石墨作电极，电解1摩/升下列物质的溶液，溶液的PH值保持不变的是A、HClB、NaOHC、Na2SO4D、NaCl（）2、右图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后发现a极质量增加、b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是：XYa极板b极板X电极Z溶液A锌石墨负极CuSO4B石墨石墨负极NaOHC银铁正极AgNO3D铜石墨负极CuCl2Z溶液（）3、X、Y、Z、M代表四种金属元素。金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有氢气放出；若电解Y2+和Z2+共存的溶液时，Y先析出；又知M2+氧化性强于Y2+。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序是：A、XZYMB、XYZMC、MZXYD、XZMY（）4、下列叙述正确的是：①锌跟稀硫酸反应制H2，加入少量硫酸铜溶液能加快反应速率；②镀层破损后，白口铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易腐蚀；③电镀时，应把镀件置于电解槽的阴极；④冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中成为熔融体后电解；⑤钢铁表面常易腐蚀生成Fe2O3·nH2OA、全部B、①③④⑤C、①③⑤D、②④（）5、实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极：Pb+SO42-=PbSO4+2e正极：PbO2+4H++SO42-+2e=PbSO4+2H2O今若制得Cl20.050mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是：abA、0.025molB0.050molC、0.10molD、0.20mol（）6、钢铁发生吸氧腐蚀时，正极的发生的电极反应是：A、2H++2e=H2↑B、Fe2++2e=FeC、2H2O+O2+4e=4OH-D、Fe3++e=Fe2+（）7、将质量分数为0.052(52%)的NaOH溶液1L（密度为1.06g/cm3）用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010(1%)时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是：NaOH的质量分数阳极析出物的质量/g阴极析出物的质量/gA0.062(62%)19152B0.062(62%)15219C0.042(42%)1.29.4D0.042(42%)9.41.2（）8、以下现象与电化腐蚀无关的是：A、黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿；B、生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈；C、铁质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈；D、银质奖牌久置后表面变暗。（）9、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是：H2+2NiO(OH)2Ni(OH)2。据此反应式判断，下列叙述中正确的是：A、电池放电时，电池负极周围溶液的pH不断增大；B、电池放电时，镍元素被氧化；C、电池充电时，氢元素被还原；D、