文档内容
专题五 电化学
必备知识 解读
知识点一 原电池
一、原电池工作原理
1.以锌铜原电池为例
电子e-
电流
负极 正极
还原剂 氧化剂
失e- 得e-
化合价升高 化合价降低
Zn-2e-=Zn2 H++2e-=H 2 ↑
电解质溶液
阳离子 正极
负极 阴离子
两极电极反应式
负极(锌极)：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)。
正极(铜极)：2H＋＋2e－===H(还原反应)。
2
总反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H↑。
2
2.单液原电池和双液原电池对比
比较项目 单液原电池 双液原电池
相同点 正负极，电极反应，总反应式，电极现象
不 能量 化学能转化为电能和热能 化学能只转化为电能同 变化
点 反应
两极反应在相同区域 两极反应在不同区域
区域
2.构成条件
(1) 自发的氧化还原反应：（强还原剂在负极上自发的失去电子，被氧化；氧化剂在正极上自
发的得到电子，被还原。）
(2) 两个不同材料的电极：两极都是固体材料。
正极：能导电的固体，两个作用：一是只导电，不参加反应。参加反应的是溶液中的
离子或溶于溶液中的氧化性气体。二是即导电又作氧化剂。
负极：一是比正极活泼的金属，作还原剂参加反应；二是楕性电极，只导电不参加反
应。
(3) 电解质溶液：溶液中离子的移动方向:正向正，负向负。
(4) 形成闭合回路：电子不能通过溶液。电流可通过溶液。
二.原电池的应用
（1）比较金属的活动性强弱：Fe—Cu--CuSO，说明铁比铜活动性强
Mg-Al-NaOH(或Al-Cu—浓HNO)电池中有反常特例。
3
(2) 加快化学反应速率：形成了原电池使反应速率加快。
例如,Zn与稀硫酸反应制氢气时,可向溶液中滴加少量CuSO 溶液,形成Cu-Zn原电池,加快
4
反应进行。
(3)设计制作化学电源
如:根据反应2FeCl+Cu 2FeCl+CuCl
3 2 2
设计的原电池为:
练：根据反应10KI+2KMnO+8HSO=5I+6KSO+2MnSO+8HO设计的原电池（用盐桥）
4 2 4 2 2 4 4 2
（4）组成原电池保护金属
① 金属的析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例)
类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件 水膜酸性较强 水膜酸性很弱或呈中性
电极 负极 Fe-2 e - F e 2 +
反应 正极 2 H + +2 e - H↑ O+2H O+4 e - 4O H -
2 2 2
总反应式 Fe+2 H + F e 2 + + H↑ 2Fe+O+2HO 2Fe(OH)
2 2 2 2
联系 吸氧腐蚀更普遍
铁锈 4Fe(OH)+O+2HO 4Fe(OH)
2 2 2 3
形成 2Fe(OH) FeO·xHO(铁锈)+(3-x)HO
3 2 3 2 2② 金属的原电池防护
负极 比被保护金属活泼的金属
牺牲阳极的阴极保护法——原电池原
理
正极 被保护的金属设备
知识点二 电解池
一、电解原理：电解质溶液的导电过程。
构成电解池：（1）要有电源：电势高的电极叫正极，电势低的电极叫负极，电流正极出，
电子负极出。
（2）有两个电极：发生氧化反应的极叫阳极，与电源的正极相连，阳极上的离子失去电
子；发生还原反应的极叫阴极，与电源的负极相连，阴极上的离子得到电子。
（3）有电解质溶液：电子不能通过电解质溶液，要通过离子运动导电。阳离子向阴极移
动，在阴极上得到电子，被还原；阴离子向阳极移动，在阳极上失去电子，被氧化。
电解质溶液导电必然发生氧化还原反应。
二、熟记电解的放电顺序：
阴极：阳离子放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Pb2＋>Sn2＋>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2＋
>Na＋>Ca2＋>K＋。
阳极：金属电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子(NO、SO、CO)>F－。
应考能力 解 密
一、原电池电极反应的书写
1. 电极反应的最先进书写方法：根据氧化还原反应原理写出电极反应式：
(1) 负极反应：负极上还原剂失去电子。可以是活泼金属或还原性气体。正极反应：正极
上氧化剂得到电子。溶液中的氧化性离子或溶于其中的氧化性气体以及氧化性的金属
氧化物。判断得失电子的物质。
（2）计算得失电子的多少：（高价-低价）×原子个数
（3）用电解质溶液中的离子，如：H+、OH-、O2-、CO2-等使两边电荷平衡。
3
（4）用HO、CO 等使两边原子个数平衡。
2 2
例如：当正极上的反应物质是O 时：若电解质溶液为中性或碱性，则水必须写入正极反应
2
式中，O 生成OH－，写为O＋2HO＋4e－===4OH－；
2 2 2
若电解质溶液为酸性，则 H＋必须写入正极反应式中，O 生成水，写为 O ＋4H＋＋4e－
2 2
===2HO。如果是KCO，正极通CO，则正极反应为：O+4e-+2CO=2CO2-
2 2 3 2 2 2 3
2.几种常见原电池电极反应的书写：（1）负极参加反应，还原剂失电子，发生氧化反应；正极材料不反应：
如：Al-Mg-NaOH。
负极：Al-3e-+4OH-=AlO-+2HO
2 2
正极:2HO+2e=H↑+2OH-
2 2
总反应：
（2）正极、负极材料都参加反应。如：二次电池
负极：还原剂失电子，发生氧化反应；正极：氧化剂得电子，发生还原反应：
图解二次电池的充放电
可充电电池
充电 放电
电子e-
阴极 负极
还原反应 氧化反应
得到e- 失去e-
化合价降低 化合价升高
电解质溶液
○- ○+
中阴、阳离子
的移动
○+ ○-
化合价升高 化合价降低
失去e- 得到e-
氧化反应 还原反应
阳极 正极
电流 充电 放电
电
源
电子e-
电流
如：Pb-PbO-HSO 负极：Pb-2e+SO2-=PbSO 正极：PbO+2e+4H++SO2-=PbSO+2HO
2 2 4 4 4 2 4 4 2
总反应：
（3）负极、正极材料都不参加反应（燃料电池）：
如：CH-O-HSO 负极： CH-8e+2HO=CO+8H+ 正极：O+4e+4H+=HO
4 2 2 4 4 2 2 2 2
总反应：
CH-O-NaOH 负极：CH-8e+10OH-=CO2-+7HO 正极：O+4e+2HO=4OH-
4 2 4 3 2 2 2
总反应：
CH-O-KCO 负极：CH-8e+4CO2-=5CO+2HO正极：O+4e+2CO=2CO2-
4 2 2 3 4 3 2 2 2 2 3
总反应：
（4）M（Li）、M（H）、C（Li）等物质电极反应的书写：
2 6
M和C 都是吸附Li、H 的材料，化合价为0.
6 2
例：C（Li）-e-=Li++C
6 6
LixCn-xe-==xLi++nC二、原电池中要牢记重要的五个问题
1.正极电势高，负极电势低，电流：正出负入，电子：负出向正入。
2.电子不通过电解质溶液。电流通过电解质溶液。
3.电解质溶液中，离子流向：正向正，负向负。
4.电解质溶液PH值的变化：正极（阴极）附近PH变大或显碱性，负极（阳极）附近PH变
小或显酸性。
5.充电时，与电源的两极相连：正连正，负连负。
三、电解池的电极反应书写：
1.一看电极材料
若是金属(Au、Pt除外)作阳极，金属一定被氧化(注：Fe生成Fe2＋)。
若是惰性电极，则看溶液中存在什么离子,按放电顺序进行放电反应。
2. 二看放电的离子和产生的产物。
3. 介质是否与放电产生的产物发生反应。电解产生的离子（如H+或OH-）能否与溶液中的
某些离子发生反应，如果能发生反应，则这个离子也要与入电极反应。
4. 电荷和原子个数要平衡。
四、电解池楕性电极的电解及其应用
1.楕性电极的电解的电极反应书写
（1）电解水型：
电解质 含氧酸 强碱(如 活泼金属的含氧酸盐
(水溶液) (如HSO) NaOH) (如KNO、NaSO)
2 4 3 2 4
阳极：___________ 阳极：___________ 阳极：___________
电极方程式
阴极：___________ 阴极：___________ 阴极：___________
电解物质 HO
2
总化学方程式
电解质浓度 增大 增大 增大
溶液pH 减小 增大 不变
溶液复原 加______ 加______ 加______
（2）电解电解质型：
电解质 无氧酸(如HCl)， 不活泼金属的无氧酸盐
(水溶液) 除HF外 (如CuCl)，除氟化物外
2
阳极：___________ 阳极：___________
电极方程式 阴极：___________ 阴极：___________电解物质 酸 盐
总化学方程式 2HCl=====H↑＋Cl↑ CuCl=====Cu＋Cl↑
2 2 2 2
电解质浓度 减小
溶液pH 增大
溶液复原 通入HCl气体 加________固体
（3）放H 生碱型：
2
电解质(水溶液) 活泼金属的无氧酸盐(如NaCl)
阳极：___________
电极方程式
阴极：___________
电解物质 水和盐
总化学方程式 2NaCl＋2HO=====Cl↑＋H↑＋2NaOH
2 2 2
电解质浓度 生成新电解质
溶液pH 增大
溶液复原 通入HCl气体
（4）放O 生酸型：
2
电解质(水溶液) 不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO)
4
阳极：___________
电极方程式
阴极：___________
电解物质 水和盐
总化学方程式 ___________
电解质浓度 生成新电解质
溶液pH 减小
溶液复原 加________或____________
练：按要求书写有关的电极反应式及总反应式。
(1)用惰性电极电解AgNO 溶液：
3
阳极反应式：___________；
阴极反应式：___________；
总反应离子方程式：___________。
(2)用惰性电极电解MgCl 溶液：（电解产生的OH-与Mg2+不共存）
2
阳极反应式：___________；
阴极反应式：___________；
总反应离子方程式：___________。
2.楕性电极的电解应用：
（1）．电解饱和食盐水应用：氯碱工业制烧碱、氯气和氢气。
（2）．电冶金
利用电解熔融盐的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。
(1)冶炼钠：
2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl↑。
2
电极反应：
（3）冶炼铝：
2AlO(熔融)=====4Al＋3O↑。
2 3 2
电极反应：
五、非楕性电极的电解及其应用
1..非楕性电极的电解的电极反应书写
例1：用铜作电极电解NaCl溶液：
阳极反应式：___________；
阴极反应式：___________；
总化学方程式：___________。
例2.用铜作电极电解盐酸溶液：
阳极反应式：___________；
阴极反应式：___________；
总反应离子方程式：___________。
5.非楕性电极的电解应用．
（1）电镀
如图为金属表面镀银的工作示意图，据此回答下列问题：
①镀件作______极，镀层金属银作______极。
②电解质溶液是____________。③电极反应：
④特点：______极溶解，______极沉积，电镀液的浓度________。
（2）电解精炼铜
①电极材料：阳极为________；阴极为________。
②电解质溶液：含Cu2＋的盐溶液。
③电极反应：
高考实例剖析
高考怎么考《电化学》题，根据高考指挥棒来学习《电化学》题
1
高频考点 原电池原理在选择题中的应用
选择题中的原电池要弄清以下问题
1.原电池电极正负极的判断、发生的反应类型判断、电势高价的判断。
2.电极反应的书写或总反应。
3.放电时，电解质溶液中离子的移动方向
4.放电前后，电极附近PH值的变化
5.充电时，原电池的正负极与电源的正负极的连接关系
6.阴离子交接膜和阳离子交接膜的判断
7.简单计算：转移电子数、电极或溶液反应前后质量变化、反应前后两极附近PH等等。
【高考实例一】
例1.（2022·全国高考甲卷）一种水性电解液Zn-MnO 离子选择双隔膜电池如图所示(KOH溶
2
液中，Zn2+以Zn(OH) 存在)。电池放电时，下列叙述错误的是
A．Ⅱ区的K+通过隔膜向Ⅲ区迁移
B．Ⅰ区的SO 通过隔膜向Ⅱ区迁移C． MnO 电极反应：MnO +2e-+4H+=Mn2++2H O
2 2 2
D．电池总反应：Zn+4OH-+MnO +4H+=Zn(OH) +Mn2++2H O
2 2
【考点演练】
1.（2022·广西·一模）在一种微生物细菌作用下苯酚可以转化为CO ，目前，某研究团队利
2
用电化学原理来模拟处理废水中的苯酚(C H OH)，其工作原理如图所示。下列说法错
6 5
误的是
A．a极为正极，M为阳离子交换膜
B．b极的电极反应式为 C H OH-28e-+11H O = 6CO ↑+28H+
6 5 2 2
C．NaCl溶液的作用是增强导电性
D．电池工作过程中，a极室的pH升高
2．（2022·贵州遵义·二模）镍镉电池是一种新型的封闭式体积小的充电电池。其工作原理
如图所示，下列说法错误的是A．放电时b极为正极
B．放电时a极的反应
C．充电时电流的方向：外电源正极→b极→电解质溶液→a极
D．用该电池提供的电能电解饱和食盐水，电路中通过0.2mol e－，阴极生成0.2gH
2
3.（2022·全国乙卷） 电池比能量高，在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年
来科学家研究了一种光照充电 电池(如图所示)。光照时，光催化电极产生电子
和空穴 ，驱动阴极反应 和阳极反应(Li O +2h+=2Li++O )对电池进
2 2 2
行充电。下列叙述错误的是
A．充电时，电池的总反应
B．充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C．放电时，Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移D．放电时，正极发生反应
2
高频考点 电解池在选择题中的应用
1.电极反应的书写或总反应。
2.简单计算：转移电子数、电极或溶液反应前后质量变化、反应前后两极附近PH等等。
3.放电时，电解质溶液中离子的移动方向
【高考实例二】
1．（2021年全国高考甲卷试题）乙醛酸是一种重要的化工中间体，可果用如下图所示的
电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的 解离为 和 ，并在直流电场作
用下分别问两极迁移。下列说法正确的是
A． 在上述电化学合成过程中只起电解质的作用
B．阳极上的反应式为： +2H++2e-= +HO
2
C．制得 乙醛酸，理论上外电路中迁移了 电子
D．双极膜中间层中的 在外电场作用下向铅电极方向迁移
【考点演练】1．（2022·云南曲靖·二模）科学家设计了一种高效、低能耗制备H O 的装置，装置如图所
2 2
示。下列有关说法不正确的是
A．阴极区产生2molOH－时，参加反应的O 在标准状况下的体积为11.2L
2
B．a为电源的正极
C．阳极区反应为 −2e－+3OH－=2H O+
2
D．该装置中，离子交换膜为阴离子交换膜
2．（2022·广西南宁·二模）KIO 广泛用于化工、医学和生活中，工业上制备KIO 的工作原
3 3
理如图所示，下列说法正确的是
A．a为正极，B极上发生氧化反应
B．电子流向：A→a→b→B
C．X气体是H ，每转移2mole-，可产生22.4LX气体
2D．A极的电极反应式为：I-+6OH--6e-=IO +3H O
2
3.（2022·浙江卷）通过电解废旧锂电池中的 可获得难溶性的 和 ，电
解示意图如下(其中滤布的作用是阻挡固体颗粒，但离子可自由通过。电解过程中溶液
的体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是
A．电极A为阴极，发生还原反应
B．电极B的电极发应：
C．电解一段时间后溶液中 浓度保持不变
D．电解结束，可通过调节 除去 ，再加入 溶液以获得
