第三单元化学能与电能的转化原电池、电解池的比较与判定原电池电解池能量转化化学能→电能电能→化学能形成条件(1)两个活泼性不同的电极(2)(连接)插入电解质溶液(3)形成闭合回路(4)能自发地发生氧化还原反应(1)两电极接直流电源(2)电极插入电解质溶液(或熔融的电解质)(3)形成闭合回路电极名称负极:较活泼金属正极:较不活泼金属或非金属导体阴极:接电源负极阳极:接电源正极电极反应负极:失电子、氧化反应正极:得电子、还原反应阴极:还原反应阳极:氧化反应装置判断无外加电源有外加电源电子流向负极→导线→正极电源负极→导线→阴极阳极→导线→电源正极电流方向正极→导线→负极电源正极→导线→阳极阴极→导线→电源负极应用化学电源、金属的防护电镀、精炼铜、电冶金实例(电池反应)CuSO4+Zn===Cu+ZnSO42FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2CuCl2=====通电Cu+Cl2↑2NaCl+2H2O=====通电2NaOH+Cl2↑+H2↑按如图所示装置进行实验,并回答下列问题:(1)判断装置的名称:A池为,B池为。(2)锌极为极,电极反应式为____________________________________________;铜极为极,电极反应式为_______________________________________________;石墨棒C1为极,电极反应式为___________________________________________;石墨棒C2附近发生的实验现象为。(3)当C2极析出224mL气体(标准状况)时,锌的质量(填“增加”或“减少”)g,CuSO4溶液的质量(填“增加”或“减少”)g。[审题指导]信息提取①A池中电极材料金属活动性不同,而B池中电极均为石墨棒;②A池中Zn棒与CuSO4溶液可发生氧化还原反应,而B池中石墨与KCl溶液不能反应;③两池中各电极为串联关系形成思路A池中Zn、Cu放入CuSO4溶液中构成原电池,B池中两个电极均为石墨电极,在以A为电源的情况下构成电解池。A池中Zn为负极,Cu为正极,B池中C1为阳极,C2为阴极,阴极区析出H2,周围OH-富集,溶液变红,且n(H2)=0.224L22.4L·mol-1=0.01mol,故电路中转移电子的物质的量为0.01mol×2=0.02mol,根据得失电子守恒,锌极有0.01molZn溶解,即Zn极质量减少0.01mol×65g·mol-1=0.65g,铜极上有0.01molCu析出,即CuSO4溶液增加了0.01mol×(65g·mol-1-64g·mol-1)=0.01g[答案](1)原电池电解池(2)负Zn-2e-===Zn2+正Cu2++2e-===Cu阳2Cl--2e-===Cl2↑有无色气体产生,附近溶液出现红色(3)减少0.65增加0.01【突破训练】1.可以将反应Zn+Br2===ZnBr2组成蓄电池。有下列四个电极反应:①Br2+2e-===2Br-;②2Br--2e-===Br2;③Zn-2e-===Zn2+;④Zn2++2e-===Zn。其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的是()A.②和③B.②和①C.③和①D.①和④解析:选A。根据Zn和Br2可自发地发生氧化还原反应,电池总反应为Zn+Br2放电充电ZnBr2,放电时是原电池,负极发生氧化反应:Zn-2e-===Zn2+;充电是电解过程,阳极发生氧化反应:2Br--2e-===Br2。符合题意的是②和③,故答案选A。2.在A、B、C三只烧杯中各盛放稀硫酸溶液、氯化钠溶液和硝酸银溶液各1000mL。根据下图判断下列说法中正确的是(假设溶液的体积变化忽略不计,两极产物不发生反应)()A.A池为电解池B.C池为原电池C.A池铜棒上的电极反应式为2H++2e-===H2↑D.当A池产生0.05molH2时,B池中溶液OH-的浓度为0.05mol/L解析:选C。Zn和Cu金属性相差最大,所以A池为原电池,B池和C池都是电解池。A池中Zn是原电池的负极,其电极反应式为Zn-2e-===Zn2+,Cu是原电池的正极,其电极反应式为2H++2e-===H2↑;B池中,石墨1是阳极,电极反应式为2Cl--2e-===Cl2↑,石墨2是阴极,电极反应式为2H++2e-===H2↑,消耗2molH+同时产生2molOH-,所以当A池产生0.05molH2时,转移电子的物质的量为0.1mol,B池中产生的OH-也为0.1mol,故B池中溶液的c(OH-)=0.1mol1L=0.1mol/L。3.某同学组装了如图所示的电化学装置,电极Ⅰ为Al,其他均为Cu,则下列说法正确的是()A.电流方向:电极Ⅳ→○A→电极ⅠB.电极Ⅰ发生还原反应C.电极Ⅱ逐渐溶解D.电极Ⅲ的电极反应:Cu2++2e-===Cu解析:选A。当多个池串联时,两电极材料活泼性相差大的作原电池,其他池作电解池,由此可知题图中左边和中间两池组成原电池,右边为电解池。A.电子移动方向:电极Ⅰ→○A→电极Ⅳ,电流方向与电子移动方向相反,A正确。B.原电池负极在工作中失去电子,被氧化,发生氧化反应,B错误。C.原电池正极得电子,铜离子在电极Ⅱ上得电子,生成铜单质,该电极质量逐渐增大,C错误。D.电解池中阳极为非惰性电极时,电极本身失电子,形成离子进入溶液中,因为电极Ⅱ为正极,因此电极Ⅲ为电解池的阳极,其电极反应式为Cu-2e-===Cu2+,D错误。