电化学基础知识总结

电化学基础知识总结

第四章电化学基础知识总结

第一节原电池原电池：

1、概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池_______2、组成条件：①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路

3、电子流向：外电路：负极导线正极

内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。

4、电极反应：以锌铜原电池为例：

＋

负极：氧化反应：Zn－2e＝Zn2（较活泼金属）

＋

正极：还原反应：2H＋2e＝H2↑（较不活泼金属）总反应式：Zn+2H+=Zn2++H2↑5、正、负极的判断：

（1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。（2）从电子的流动方向负极流入正极（3）从电流方向正极流入负极

（4）根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极，阴离子流向负极（5）根据实验现象①__溶解的一极为负极__②增重或有气泡一极为正极第二节化学电池

1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池2、化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置

3、化学电池的分类：一次电池、二次电池、燃料电池一、一次电池

1、常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等二、二次电池

1、二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池。

2、电极反应：铅蓄电池

放电：负极（铅）：Pb＋SO2-4－2e＝PbSO4↓

正极（氧化铅）：PbO2＋4H+＋SO2-4＋2e＝PbSO4↓＋2H2O

充电：阴极：PbSO4＋2H2O－2e＝PbO2＋4H+＋SO2-4阳极：PbSO4＋2e＝Pb＋SO2-4

两式可以写成一个可逆反应：PbO2＋Pb＋2H2SO42PbSO4↓＋2H2O

充电放电

3、目前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池

三、燃料电池

1、燃料电池：是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池

2、电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，

不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性。当电解质溶液呈酸性时：

负极：2H2－4e=4H+正极：Ｏ2＋4e4H+=2H2O当电解质溶液呈碱性时：

负极：2H2＋4OH－4e＝4H2O正极：Ｏ2＋2H2O＋4e＝4OH

另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极，又在两极上分别通甲烷燃料和氧气氧化剂。电极反应式为：

负极：CH4＋10OH－8e＝7H2O；正极：4H2O＋2O2＋8e＝8OH。

电池总反应式为：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O

3、燃料电池的优点：能量转换率高、废弃物少、运行噪音低四、废弃电池的处理：回收利用第三节电解池一、电解原理

1、电解池：把电能转化为化学能的装置也叫电解槽2、电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程

3、放电：当离子到达电极时，失去或获得电子，发生氧化还原反应的过程4、电子流向：

（电源）负极（电解池）阴极（离子定向运动）电解质溶液（电解池）阳极（电源）正极

5、电极名称及反应：

阳极：与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应阴极：与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应6、电解CuCl2溶液的电极反应：阳极：2Cl--2e-=Cl2(氧化)阴极：Cu2++2e-=Cu(还原)总反应式：CuCl2=Cu+Cl2↑

7、电解本质：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程☆规律总结：电解反应离子方程式书写：放电顺序：阳离子放电顺序

Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阴离子的放电顺序

是惰性电极时：S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-是活性电极时：电极本身溶解放电

注意先要看电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极（Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，变成离子进入溶液；若为惰性材料，则根据阴阳离子的放电顺序，依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。

电解质水溶液点解产物的规律

类型电极反应特点实例电解对象电解质电解质浓度pH减小电解质溶液复原CuCl2分解电解质电解质电离出的阴阳HCl型离子分别在两极放电CuCl2放H2生成阴极：水放H2生碱碱型阳极：电解质阴离子放电NaCl增大HCl---HCl电解质和水生成新电解增大质电解质和水生成新电解质减小氧化铜水增大增大减小水不变放氧生酸型阴极：电解质阳离子放电CuSO4阳极：水放O2生酸电解水型阴极：4H++4e-==NaOH2H2↑H2SO4阳极：4OH--4e-=O2↑+2H2ONa2SO4

上述四种类型电解质分类：

（1）电解水型：含氧酸，强碱，活泼金属含氧酸盐

（2）电解电解质型：无氧酸，不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）（3）放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（4）放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐二、电解原理的应用

1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气（1）、电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法（2）、电极、电解质溶液的选择：

阳极：镀层金属，失去电子，成为离子进入溶液Mne==Mn+阴极：待镀金属（镀件）：溶液中的金属离子得到电子，成为金属原子，附着在金属表面Mn++ne==M

电解质溶液：含有镀层金属离子的溶液做电镀液镀铜反应原理

阳极(纯铜)：Cu-2e-=Cu2+，阴极(镀件)：Cu2++2e-=Cu，电解液：可溶性铜盐溶液，如CuSO4溶液（3）、电镀应用之一：铜的精炼

阳极：粗铜；阴极：纯铜电解质溶液：硫酸铜3、电冶金（1）、电冶金：使矿石中的金属阳离子获得电子，从它们的化合物中还原出来用于冶炼活泼金属，如钠、镁、钙、铝（2）、电解氯化钠：

通电前，氯化钠高温下熔融：NaCl==Na++Cl通直流电后：阳极：2Na++2e==2Na阴极：2Cl2e==Cl2↑

☆规律总结：原电池、电解池、电镀池的判断规律

（1）若无外接电源，又具备组成原电池的三个条件。①有活泼性不同的两个电极；②两

极用导线互相连接成直接插入连通的电解质溶液里；③较活泼金属与电解质溶液能发生氧化还原反应（有时是与水电离产生的H+作用），只要同时具备这三个条件即为原电池。（2）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池；当阴极为金属，阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时，则为电镀池。

（3）若多个单池相互串联，又有外接电源时，则与电源相连接的装置为电解池成电镀池。若无外接电源时，先选较活泼金属电极为原电池的负极（电子输出极），有关装置为原电池，其余为电镀池或电解池。

☆原电池，电解池，电镀池的比较性质类别原电池定义（装置特点）反应特征装置特征形成条件将化学能转变成电能的装置自发反应无电源，两级材料不同活动性不同的两极电解质溶液形成闭合回路电解池将电能转变成化学能的装置非自发反应有电源，两级材料可同可不同电镀池应用电解原理在某些金属表面镀上一侧层其他金属非自发反应有电源两电极连接直流电源1镀层金属接电源正极，待两电极插入电解质溶液镀金属接负极；2电镀液必形成闭合回路须含有镀层金属的离子电极名称负极：较活泼金属阳极：与电源正极相连名称同电解，但有限制条件正极：较不活泼金阳极：必须是镀层金属属（能导电非金属）阴极：与电源负极相连阴极：镀件负极：氧化反应，金属失去电子正极：还原反应，溶液中的阳离子的电子或者氧气得电子（吸氧腐蚀）负极→正极阳离子向正极移动阴离子向负极移动阳极：氧化反应，溶液中的阴离子失去电子，或电极金属失电子阴极：还原反应，溶液中的阳离子得到电子电源负极→阴极电源正极→阳极阳离子向阴极移动阴离子向阳极移动阳极：金属电极失去电子阴极：电镀液中阳离子得到电子同电解池同电解池电极反应电子流向溶液中带电粒子的移动联系在两极上都发生氧化反应和还原反应☆☆原电池与电解池的极的得失电子情况：

阳极(失)e-正极（得）e-负极（失）e-阴极（得）第四节金属的电化学腐蚀和防护一、金属的电化学腐蚀（1）金属腐蚀内容：

（2）金属腐蚀的本质：都是金属原子失去电子而被氧化的过程（3）金属腐蚀的分类：

化学腐蚀金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀电化学腐蚀不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应。比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。

化学腐蚀与电化腐蚀的比较条件电化腐蚀不纯金属或合金与电解质溶液接触化学腐蚀金属与非电解质直接接触

现象本质关系有微弱的电流产生较活泼的金属被氧化的过程无电流产生金属被氧化的过程化学腐蚀与电化腐蚀往往同时发生，但电化腐蚀更加普遍，危害更严重（4）、电化学腐蚀的分类：

析氢腐蚀腐蚀过程中不断有氢气放出

①条件：潮湿空气中形成的水膜,酸性较强（水膜中溶解有CO2、SO2、H2S等气体）②电极反应：负极:Fe2e-=Fe2+

正极:2H++2e-=H2↑

总式：Fe+2H+=Fe2++H2↑吸氧腐蚀反应过程吸收氧气①条件：中性或弱酸性溶液

②电极反应：负极:2Fe4e-=2Fe2+

正极:O2+4e-+2H2O=4OH-

总式：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2离子方程式：Fe2++2OH-=Fe(OH)2

生成的Fe(OH)2被空气中的O2氧化，生成Fe(OH)3，Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3Fe(OH)3脱去一部分水就生成Fe2O3xH2O（铁锈主要成分）规律总结：

金属腐蚀快慢的规律：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：

电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀防腐措施由好到坏的顺序如下：

外接电源的阴极保护法＞牺牲负极的正极保护法＞有一般防腐条件的腐蚀＞无防腐条件的腐蚀

二、金属的电化学防护

1、利用原电池原理进行金属的电化学防护（1）、牺牲阳极的阴极保护法

原理：原电池反应中，负极被腐蚀，正极不变化

应用：在被保护的钢铁设备上装上若干锌块，腐蚀锌块保护钢铁设备负极：锌块被腐蚀；正极：钢铁设备被保护（2）、外加电流的阴极保护法

原理：通电，使钢铁设备上积累大量电子，使金属原电池反应产生的电流不能输送，从而防止金属被腐蚀

应用：把被保护的钢铁设备作为阴极，惰性电极作为辅助阳极，均存在于电解质溶液中，接上外加直流电源。通电后电子大量在钢铁设备上积累，抑制了钢铁失去电子的反应。2、改变金属结构：把金属制成防腐的合金

3、把金属与腐蚀性试剂隔开：电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等

扩展阅读：选修四 电化学基础知识点总结201*-11-20

选修四电化学基础知识点总结201*-11-20

1原电池及其应用

1.1原电池原理

1.1.1原电池装置构成

①两个活泼性不同的电极；②电解质溶液或熔融的电解质

[说明]原电池的两极分别称为正极和负极。两极中相对活泼（易失电子）的作为负极，相对不活泼的为正极。负极应要能与电解质溶液发生自发的氧化反应。当两电极材料均插入电解质溶液中并将两极相连构成闭合电路，原电池装置才能发生电化反应产生电流。

1.1.2原电池发电原理及电极反应

将铜片和锌片平行地插入稀硫酸溶液中，则构成了原电池。若将两极用导线相连，则有电流产生。“发电”的原理说明如下：由于锌比铜活泼，易失电子，Zn为负极，Cu则为正极。两极相连后，Zn自发失去

2++

电子，不断“溶解”，形成Zn进入溶液。锌片失去的电子沿外电路到达铜片，此时溶液中阳离子H在铜

2--+

片表面获得电子，形成H2逸出。与此同时溶液中的阴离子（SO4，OH）移向负极，阳离子（H）移向正极（电池内部离子的迁移是由化学势所推动的，即非电场力做功完成）。由于电池工作时，电子能自发地从负极经外电路流向正极，在电池内部，溶液中离子能自发地迁移，这样电池就向外提供电能，发电了。电极反应式表示如下

-2+

负极（Zn）Zn2e=Zn(负极发生失电子的氧化反应，流出电子)

+-正极（Cu）2H+2e=H2↑(正极发生得电子的还原反应，流进电子)+2+

总反应式Zn+2H=Zn+H2↑

从上分析可知此例正极材料本身并无参与电极反应，仅起作导体作用而已。因此，正极材料若换为活泼性比锌差的导体为电极（如石墨），效果一样。1.2原电池的应用

主要有两方面：其一，利用原电池自发进行的氧化还原反应，开发化学电源；其二，抑制原电池反应发生，应用于金属腐蚀的防护。

1.2.1常见的化学电源①锌-锰干电池

正极-石墨棒，负极-锌筒,电解质-淀粉湖-NH4Cl与碳粉、MnO2的混合物。

-2++-

负极反应：Zn-2e=Zn，正极反应：2NH4+2e=2NH3+H2，2MnO2+H2=Mn2O3+H2O；电池反应：Zn+NH4Cl+MnO2=ZnCl2+2NH3+Mn2O3+H2O②铅蓄电池

33

电解质溶液为(电解液：1.25g/cm~1.28g/cm的H2SO4溶液

-2--+2-放电时，负极-Pb：Pb-2e+SO4=PbSO4↓；正极-Pb（PbO2）：PbO2+2e+4H+SO4=PbSO4↓+2H2O

-2--+2-

充电时，阴极：PbSO4+2e=Pb+SO4阳极：PbSO4↓-2e+2H2O=PbO2+4H+SO4；③燃烧电池

利用可燃物与O2的反应开发的电源，燃料电池与普通电池的区别:不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时电极反应产物不断排出电池。燃料电池的原料，除氢气和氧气外，也可以是CH4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。常见有：氢氧燃烧电池、烃类（如CH4、C2H6）燃烧电池、醇类（如CH3OH、C2H5OH）燃烧电池、肼(H2N-NH2)--空气燃料电池等。

1.2.2金属的腐蚀及防护（1）金属的腐蚀

金属或合金跟周围接触到的物质(气体或液体)进行化学反应而损耗的过程即为金属的腐蚀。

若金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而引起的腐蚀称为化学腐蚀，此类腐蚀无电流产生；若合

1

金或不纯金属，接触到电解质溶液而构成了原电池，其中活泼的金属作负极，失去电子而被氧化的腐蚀称电化腐蚀,此类腐蚀拌随有电流的产生。电化腐蚀又分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，两者的比较见下表

析氢腐蚀吸氧腐蚀

条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或非酸性

+---正极反应2H+2e=H2↑O2+2H2O+4e=4OH

-2+负极反应Fe2e=Fe

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

（2）金属的防护

根据金属腐蚀的类型及其原理，可从以下几方面采取防护措施：

①阻断形成原电池的条件，避免电化腐蚀。如保持铁件表面干燥或表面涂一层油漆等。②形成原电池，但把被保护的金属作正极，避免腐蚀。如在钢铁船体埋锌块，在海水中可形成Zn-Fe原电池，因钢铁船体为正极得以保护。

③外接直流电源，将被保护金属接到电源的负极，并形成闭合回路。

2电解池及其应用

2.1电解的原理

2.1.1电解池装置构成

①阴阳两个电极;②电解质溶液（或熔化的电解质）。

[说明]:①电解池两极名称分别叫阴极和阳极,由所连接在的外电源的那一极决定。与外接电源负极相连作为电解池的阴极，与外接电源正极相连的作为电解池的阳极。②当然若要发生电解，还要有外接直流电源设备，并构成闭合回路。

2.1.2电解原理分析

以惰性电极电解硫酸铜溶液为例说明

2+2-+-通电前CuSO4=Cu+SO4,H2O=H+OH

2++2--溶液中存在由电离产生的两种阳离子(Cu和H),两种阴离子(SO4和OH)

2++2--通电后①离子定向移动阳离子(Cu和H)移向阴极,阴离子(SO4和OH)移向阳极

②电极反应

2++2+-阴极:由于Cu比H易得电子，故2Cu+4e=2Cu(发生还原反应)-2--阳极:由于OH比SO4易失电子，故4OH-4e=2H2O+O2↑(发生氧化反应)

-+

（或2H2O4e=O2+4H）

③溶液pH变化

-+

在阳极区，由于水电离出的OH得到电子形成O2逸出，而H仍留在溶液中，造成溶液中

+-n(H)>n(OH),使溶液显酸性。

总化学反应方程式2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4

2.1.3放电顺序

粒子在电极上得电子或失电子的过程又叫放电。

2------阴离子失电子从易到难顺序：S>I>Br>Cl>OH>F(或最高价含氧酸根离子)

阳离子得电子从易到难顺序（与金属活动顺序相反）：

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

Ag>Hg>Fe(变Fe)>Cu>酸中的H>Pb>Sn>Fe>Zn>H2O中H>Al>Mg>Na>Ca>K说明:①上述顺序为各离子浓度相近时的放电顺序

②电解池中电极材料分两类，一类称惰性电极，如石墨、铂、金，它不参与电极反应，仅起导电体作用；另一类称活泼电极，即除铂、金外的常见金属材料的电极。当阳极为活泼电极时，在电解时它将优先失电子而被氧化为金属离子“溶”入溶液，而溶液中阴离子不会发生失电子的变化。

2

③利用离子放电顺序可以判断电解时电极的产物。2.1.4电解规律

(1)常见酸碱盐溶液的电解规律(惰性阳极)

电解反应类型电解质类型含氧酸强碱溶液活泼金属含氧酸盐无氧酸不活泼金属无氧酸盐规律实质电解水-->H2+O2实质电解水-->H2+O2实质电解水-->H2+O2酸--->H2+非金属盐---->金属+非金属盐+水--->金属+O2+酸例电解稀H2SO4电解NaOH溶液电解Na2SO4溶液2HCl==H2+Cl2CuCl2=Cu+Cl22CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4PH变化降低升高不变升高----降低升高溶液复原法加H2O加H2O加H2O加HCl加CuCl2加CuO（CuCO3）加HCl电解水电解质分解放氧生酸放氢生碱不活泼金属含氧酸盐活泼金属无氧酸盐盐+水--->H2+非金属+碱2KCl+2H2O=H2+Cl2+2KOH

(2)溶液电解pH变化规律

-++

若水中OH在阳极放电生成O2,则阳极区溶液增生H，pH降低;若水中H在阴极放电生成H2,则阴极区溶

-液增生OH，pH升高;总反应的结果，若溶液生成酸,则溶液pH降低；若生成碱，则pH升高。

2.2电解的应用

2.2.1电镀

电镀装置:以镀层金属作阳极,镀件挂在阴极,含镀层金属离子的盐为电镀液。电镀特点：电镀过程中镀层金属离子浓度不变。

2.2.2氯碱工业

(1)立式隔膜电解槽的结构①阳极：由金属钛网（涂有钌氧化物制成）；②阴极：由碳钢网涂有Ni涂层）制成；③离子交换膜；电解槽框及导电铜。阳离子交换膜

--(2)阳离子交换膜的作用：阻止Cl、OH等阴离子及气体分子通过。这样可防止阴极产生的H2与阳极产生的Cl2混合而爆炸，也避免了Cl2与阴极产生的的NaOH作用生成NaClO而影响NaOH产品质量。(3)反应原理：--+-阳极：2Cl-2e=Cl2↑：阴极：2H+2e=H2↑

电解反应化学方程式2NaCl+2H2O==H2+Cl2+2NaOH

--

离子方程式2Cl+2H2O==H2+Cl2+2OH

(4)产品：NaOH、H2、Cl2

2.2.3电解精炼(电解精炼铜为例)

（1）装置：阳极--粗铜；阴极纯铜；电解质溶液--铜盐溶液(如CuSO4)（2）电极反应

-2+

阳极：粗铜失电子放电“溶解”，Cu-2e=Cu。粗铜中比铜活泼的金属溶解变成阳离子进入溶

液，比铜活泼性差的金属如Au、Ag等贵重金属则落入阳极泥中。

2+2+-阴极：溶液中Cu得电子放电，Cu+2e=Cu生成的Cu沉积在阴极上而得到精铜。

3原电池与电解池的比较项目反应性质原电池氧化还原反应自发进行的反应多为非自发，但也可以是自发反应

3

电解池

装置性质电极名称电极反应式离子迁移方向化学能转为电能负极和正极负极：失电子氧化反应正极：得电子还原反应阳离子移向正极，阴离子移向负极电能转为化学能阴极和阳极阴极：得电子还原反应阳极：失电子氧化反应阳离子移向阴极，阴离子移向阳极4电化学试题解法指导

4.1解题步骤方法

①判断两池(原电池还是电解池)②标注电极名称③写出电极反应式(根据电极产物、溶液成分

变化)④描述或解释现象或进行有关计算。

[练4-01]把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中（如图所示平面图），经过一段时间后，首先观察到溶液变红的区域是（）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判两池：通常有外接电源的装置是电解

池,故左图为电

-2+

解池,根据右图为两个活性不同金属浸在电解质溶液中可判断为原电池；②标电极名：左图由外接电源极性可知I为阴极，II为阳极；右图因Zn比Fe活泼，故III为负极，IV为正极。③写电极反应：左图中,阳极II：金属Fe优先氧化Fe-2e=Fe；阴极I：水中氢放电：2H+2e=H2；④现象及解释：因I区OH增生，碱性，使酚酞变红。又右图，正极（IV）上电极反应：O2+4e+2H2O=4OH（吸氧腐蚀），该区域呈碱性使酚酞变红，B入选。

--+--

[4-02]如图甲乙两池分别以碳棒、铂条、铝条、镁条为电极，并用导线相连接，以NaCl、NaOH溶液为电解溶液，有关该装置的描述正确的是(D)

-2+

A.乙池中,Mg极的电极反应是Mg-2e=Mg

-B.甲池中,Pt极的电极反应是2Cl2e=Cl2↑

C.随着反应的进行.乙池中n(NaOH)保持不变

D.反应过程中,甲池中两极附近溶液PH(C)

C．电解后,溶液中存在的阳离子只有Fe、ZnD．电解后,电解模底部阳极泥中中存在Cu、Pt

[解析]这是电解的过程，阳极发生的是氧化反应,A错；阳极：Zn-2e=ZnFe-2e=FeNi-2e=Ni

2+2+2+2+2+

--2+

-2+

-2+

2+2+

，Pt

为惰性金属，不会放电，而Cu要在金属Ni全部氧化为Ni后才能放电，但此时Cu已没有了支撑物了，结果和Pt一起落下，形成阳极泥，故D正确;阴极：因氧化性Ni>Fe>Zn,所以只有Ni+2e=Ni,可见，阳极质量减少的是“溶解”下的Zn、Fe、Ni，而阴极质量增加的只是析出的镍，两者质量是不相等的，故B错。;电解后,溶液中除留下Fe、Zn外，还有Ni，C也错。

2+2+2+

[练4-05]铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：Pb+PbO2+4H+2SO

+

2-4

2PbSO4+2H2O

请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）:(1)放电时：正极的电极反应式是______________;电解液中H2SO4的浓度将变________;当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加________g。

(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时，若按题27图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成__________、B电极上生成________,此时铅蓄电池的正负极的极性将________________________。

解析：铅蓄电池的负极是铅（Pb），正极是二氧化铅（PbO2）。放电时电极反应：正极[A-（PbO2）]PbO2+2e

--

+2H+SO4==PbSO4+H2O

+2-

+2-

（与常见电池不同，铅蓄电池放电时正极材料（PbO2）本身参与了电极反应负极[B-（Pb）]Pb-2e+2H+SO4==PbSO4+H2O

可见，当通过2mole时，负极1molPb变为1molPbSO4沉积在负极板上，既净增加1molSO4，所以当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加49g。因放电时要消耗H2SO4，故;电解液中H2SO4的浓度将变小。完全放电后两极材料都有变为硫酸铅（PbSO4），外接电源时，发生电解过程，电极反应如下：阴极[A-（PbSO4）]PbSO4+2e+=Pb+SO4，A电极上生成Pb阳极[B-（PbSO4）]PbSO4-2e+2H2O=PbO2++4H+SO4，B电极上生成PbO2此时铅蓄电池的正负极的极性将对换。

-+

2--2--

4.2电极名称判断法

根据两极金属相对活性判定原电池的电极名称，根据X极所连接在的外接电源极性(“+”或“-”)判定电解池的电极名称；根据电子（或电流）流向或测电极电势高低等电学原理判断电极名称；此外根据X极发生氧化还是还原,移向X极的离子是阳离子还是阴离子,X极增重还是减重,X极区PH值是升高还是降低等判定X电极的名称。但要注意X极指的是在原电池还是电解池。

说明：化学上规定，凡发生氧化变化的电极均为阳极，而发生还原的电极均为阴极。据此，从发生的化学变化角度看，原电池中的负极（-）又叫阳极，正极（+）又叫阴极。

4.3电极反应式写法

[电解池电极反应式写法要领]阳极，首先看为何材料，若为金属（除Au、Pt外），则阳极金属本身优先被氧化，此时不必考虑溶液中阴离子放电；若阳极为惰性材料，则分析溶液中阴离子及放电顺序，还原性强者优先在阳极失电子发生氧化反应。阴极，不必考虑电极为何材料，只要看溶液中有何离子及其放电顺序，氧化性强者优先得电子发生被还原反应。

[原电池电极反应式写法要领]①负极发生失电子的氧化反应，正极发生得电子的还原反应，两电极转

-

移的电子数要相等；②负极和正极两电极反应式相加则得到原电池的总反应式；③若溶液中OH有参与电

++

极反应必发生在负极。若结果H有增加，酸性增强，PH降低，必在负极区；若溶液中H有参与电极反应必

5

发生在正极;若结果OH有增加，碱性增强，PH升高，必在正极区。

[练4-07]以铂为电极，在两极上分别通入H2和O2，可组成氢氧燃烧电池。分别写出以硫酸为电解质和KOH为电解质溶液中的有关电极反应式。

[解析]由于H2具有强还原性，O2具有强氧化性，故H2为负极，O2为正极。若电解质为H2SO4电极反应式：负极(Pt-H2)2H24e=4H正极(Pt-O2)O2+4e+4H=2H2O

因溶液有高浓度H，正极O2的还原产物只能是H2O，不可能为OH。若电解质为KOH电极反应式：负极(Pt-H2)2H24e+4OH=4H2O正极(Pt-O2)O2+4e+2H2O=4OH

因溶液有高浓度OH，故H2氧化产物H将在负极上与OH结合为H2O，而正极上O2的还原产物O不能在溶液中存在，而是与H2O反应转化为OH。

氢氧燃烧电池总反应方程式：2H2+O2=2H2O

--+

-2--

---+--+-+-

[练4-08]将两块铂片连接后插入KOH溶液中作电极，并在两极片上分别通入甲烷和氧气从而组成了碱性燃烧电池，试写出有关电极反应式，并说明溶液PH变动情况。

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

电池总反应:CH4+2O2+2OH=CO3+3H2O(将两电极反应式相加即得总反应式)

联想到甲烷的燃烧的氧化产物是CO2,而在KOH溶液中不可能存在CO2,CO2会与KOH作用生成K2CO3和H2O,因此有如上负极反应式。可见，电极上放电反应后的产物还常可能与电解质溶液发生离子反应。

该电池工作时，负极区由于OH参与电极反应而减少，故该区PH呈降低态势；正极有OH生成,故该区PH呈升高态势。但负极消耗的OH比正极生成的多，所以总的结果是溶液OH减少，PH值要降低。

-----

2---

--2-

[练4-09]熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混和气为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式：

2-－

负极反应式：2CO+2CO3－4e＝4CO2

－2-正极反应式：O2+2CO2+4e=2CO3

总电池反应式：2CO+O2=2CO

[解析]从通常原电池的电解质溶液，一下过渡到熔融盐，不少人无法适应。其实，我们只要从最基本的一点－燃料电池分析，其总电池反应式应为：2CO+O2=2CO2，然后逆向思考，正极反应式=总反应式减去负极反应式，就可得出结果：O2+2CO2+4e=2CO3。通过电池总反应式写电极反应式不失为一种简便方法。

－2-

[练4-10]高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为

放

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

充

下列叙述不正确的是（C）．．．A．放电时负极反应为：3Zn6e+6OH=3Zn(OH)2

2

B．充电时阳极反应为：2Fe(OH)36e+10OH=2FeO4+8H2OC．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被氧化D．放电时正极附近溶液的碱性增强

[解析]放电是原电池原理，正极反应为2FeO4+6e+8H2O=2Fe(OH)3+10OH，放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被还原，同时正极附近溶液的碱性增强；负极反应3Zn6e+6OH=3Zn(OH)2；充电是电解原理，阳极反应为2Fe(OH)36e+10OH=2FeO4+8H2O阴极反应为3Zn(OH)2+6e=3Zn+6OH

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