原电池和电解池知识点.doc
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1、原电池和电解池学问点1. 原电池和电解池的比较:装置原电池电解池实例原理 形成条件使氧化复原反响中电子作定向移动,从而形成电流。这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。电极:两种不同的导体相连;电解质溶液:能与电极反响。使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化复原反响的过程叫做电解。这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。电源; 电极惰性或非惰性;电解质水溶液或熔化态。反响类型 自发的氧化复原反响由电极本身性质打算:电极名称 正极:材料性质较不活泼的电极; 负极:材料性质较活泼的电极。非自发的氧化复原反响由外电源打算:阳极:连电源的正极; 阴极:连电源的负极;电极反响负极:Zn-2e-=Zn
2、2+氧化反响正极:2H+2e-=H 复原反响阴极:Cu2+ +2e- = Cu复原反响阳极:2Cl-2e-=Cl 氧化反响2电子流向 负极正极电流方向 正极负极能量转化 化学能电能抗金属的电化腐蚀;应用有用电池。2电源负极阴极;阳极电源正极电源正极阳极;阴极电源负极电能化学能电解食盐水氯碱工业;电镀镀铜;电冶冶炼 Na、Mg、Al;精炼精铜。2023浙江理综化学卷,T11镍氢电池NiMH目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH 中的M 表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中的总反响方程2式是:Ni(OH)+ M = NiOOH + MH。:6NiOOH + NH+ H2O + OH
3、=6 Ni(OH)2+ NO 32以下说法正确的选项是ANiMH 电池放电过程中,正极的电极反响式为:NiOOH + H2O + e= Ni(OH)2 + OHB充电过程中 OH离子从阳极向阴极迁移C充电过程中阴极的电极反响式:H2O + M + e= MH + OH,H2O 中的H 被M 复原DNiMH 电池中可以用 KOH 溶液、氨水等作为电解质溶液【答案】A2【解析】NiMH 电池放电过程中,NiOOH 和 H O 得到电子,故 正极的电极反响式为:NiOOH + H O + e= Ni(OH) + OH,A 正确;充电过程中阴离子向阳极移动,OH-离子从22阴极向阳极迁移,B 错误;充
4、电过程中阴极的电极反响式:H O + M + e= MH + OH-,H O 中22的一个 H 原子得到电子被M 复原,C 错误;依据 NiMH 可以和氨水反响,故不能用于氨水作为电解质溶液,D 错误。2023天津理综化学卷,T6:锂离子电池的总反响为 LixCLi1xCoO2CLiCoO2锂硫电池的总反响 2LiSLi2S 有关上述两种电池说法正确的选项是() A锂离子电池放电时, Li向负极迁移B锂硫电池充电时,锂电极发生复原反响C理论上两种电池的比能量一样 D以以下图表示用锂离子电池给锂硫电池充电【答案】B【解析】A、电池工作时,阳离子(Li)向正极迁移,A 项错误;B、锂硫电池充电时,
5、锂电极上发生 Li得电子生成 Li 的复原反响,B 项正确;C、两种电池负极材料不 同,故理论上两种电池的比能量不一样,C 项错误;D、依据电池总反响知,生成碳的反应是氧化反响,因此碳电极作电池的负极,而锂硫电池中单质锂作电池的负极,给电池充电时,电池负极应接电源负极,即锂硫电池的锂电极应与锂离子电池的碳电极相连,D 项错误。2023全国大纲版理综化学卷,T9右图是在航天用高压氢镍电池根底上进展起来的一种金属氢化物镍电池(MHNi 电池)。以下有关说法不正确的选项是2A. 放电时正极反响为:NiOOHH2OeNi(OH) OHB. 电池的电解液可为 KOH 溶液C. 充电时负极反响为:MHOH
6、MH2OeDMH 是一类储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高【答案】C【解析】镍氢电池中主要为 KOH 作电解液,充电时,阳极反响:Ni(OH)2+ OH= NiOOH+ H2Oe,阴极反响:M+ H2Oe=MH+ OH,总反响为 M+ Ni(OH)2=MH+ NiOOH;放电时,正极:NiOOHH2OeNi(OH)2OH,负极: MHOHMH2Oe,总反响为 MH+NiOOH=M+Ni(OH)2。以上各式中 M 为金属合金,MH 为吸附了氢原子的储氢合金。A、放电时,正极:NiOOH+H2O+e= Ni(OH)2+OH,故 A 正确;B、为了防止MH 被氢离子氧化,镍氢电池中电解液为碱
7、性溶液,主要为 KOH 作电解液,故 B 正确; C、充电式,负极作阴极,阴极反响为 M+H2O+e=MH+OH,故 C 错误;D、M 为储氢合金,MH 为吸附了氢原子的储氢合金,储氢材料,其氢密度越大,电池的能量密度越高,故 D 正确;2023全国理综 II 化学卷,T122023年3月我国科学家报道了如以下图的水溶液锂离子电池体系。以下表达错误的选项是Aa 为电池的正极241-x24B. 电池充电反响为 LiMn O =LiMn O +xLiC. 放电时,a 极锂的化合价发生变化D. 放电时,溶液中的 Li+从 b 向a 迁移【答案】C【解析】依据题给装置图推断,电极b 是原电池的负极,电
8、极反响式为 Li-e- =Li+,电极 a 是原电池的正极,电极反响为 LiMn O +xLi +xe- =LiMn O 。241-x24241-x24A、综上所述,a 是原电池的正极,A 正确;B、依据正负极的电极反响可知,电池充电反响为 LiMn O =Li Mn O +xLi,B 正确;C、放电时,a 极锰的化合价发生变化,Li 的化合价没有变化,C 错误;D、放电时,溶液中的 Li+从 b 向 a 迁移,D 正确。2023福建理综化学卷,T11某原电池装置如右图所示,电池总反响为2AgCl22AgCl。以下说法正确的选项是A正极反响为 AgCl eAg Cl B放电时,交换膜右侧溶液中
9、有大量白色沉淀生成C假设用 NaCl 溶液代替盐酸,则电池总反响随之转变D当电路中转移 0.01 mol e时,交换膜左侧溶液中约削减0.02 mol 离子【答案】D.【解析】正极反响为氯气得电子与银离子变成氯化银沉淀,A 错误;放电时交换膜右侧不会消灭大量沉淀,B 错误;氯化钠代替盐酸,电池总反响不变,C 错误;当电路中转移 0.01mole 时,左侧溶液中削减 0.02mol 离子,D 正确。2. 化学腐蚀和电化腐蚀的区分化学腐蚀电化腐蚀一般条件反响过程有无电流反响速率结果金属直接和强氧化剂接触 氧化复原反响,不形成原电池。无电流产生使金属腐蚀不纯金属,外表潮湿因原电池反响而腐蚀有电流产生
10、电化腐蚀化学腐蚀使较活泼的金属腐蚀3. 吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区分电化腐蚀类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件 正极反响负极反响腐蚀作用水膜酸性很弱或呈中性O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-Fe 2e-=Fe2+是主要的腐蚀类型,具有广泛性水膜酸性较强22H+ + 2e-=H Fe 2e-=Fe2+发生在某些局部区域内电化腐蚀:发生原电池反响,有电流产生(1) 吸氧腐蚀负极:Fe2e-=Fe2+正极:O +4e-+2H O=4OH-22总式:2Fe+O +2H O=2Fe(OH)2224Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O(2) 析氢腐蚀: CO
11、+H OH COH+HCO -22233负极:Fe 2e-=Fe2+正极:2H+ + 2e-=H 2总式:Fe + 2CO + 2H O = Fe(HCO ) + H 223 22Fe(HCO ) 水解、空气氧化、风吹日晒得 Fe O 。3 2232023上海单科化学卷,T12如右图,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl 溶液的U 型管中,以下分析正确的选项是K2K1GFeC体12AK 闭合,铁棒上发生的反响为 2H+2eH 1BK 闭合,石墨棒四周溶液 pH 渐渐上升CK 闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法22ADK 闭合,电路中通过 0.002 N 个电子时,两极共产生 0.00
12、1 mol 气【答案】B饱和 NaCl 溶液1【解析】A、K 闭合时,该装置构成了 FeCNaCl 溶液的原电池,铁作负极,发生氧化反响,电极反响是 2Fe4e=2Fe2+,A 错误;B、C 棒作正极,发生的电极反响式2H2O+O2+ 4e=4OH,故石墨棒四周溶液 pH 渐渐上升,B 正确;C、K2 闭合时,该装置构成了 FeC外加电源的电解池,C 作阳极,Fe 作阴极而不被腐蚀,该方法称为外加电流的阴极保护法,C 错误;D、K 闭合时,阳极的电极反响式是 2Cl2e= Cl ,阴极的电22极反响式 2H+2e= H ,所以当电路中通过 0.002 N个相当于 0.002mol电子时,生2A
13、22成 H 和 Cl 的物质的量均为 0.001mol,则两极共产生 0.002mol 气体,D 错误。电解条件受直流电作用阴阳离子定向移动,在实质两极发生氧化复原反响电离受热或水分子作用阴阳离子自由移动,无明显的化学变化电镀受直流电作用用电解的方法在金属外表镀上一层金属或合金实例CuCl= CuCl电解CuCl =Cu+2Cl2+222阳极 Cu 2e- = Cu2+阴极 Cu2+2e- = Cu关系先电离后电解,电镀是电解的应用4. 电解、电离和电镀的区分金属的防护转变金属的内部组织构造。合金钢中含有合金元素,使组织构造发生变化,耐腐 蚀。如:不锈钢。在金属外表掩盖保护层。常见方式有:涂油
14、脂、油漆或掩盖搪瓷、塑料等;使外表生成致密氧化膜;在外表镀一层有自我保护作用的另一种金属。电化学保护法外加电源的阴极保护法:接上外加直流电源构成电解池,被保护的金属作阴极。 牺牲阳极的阴极保护法:外加负极材料,构成原电池,被保护的金属作正极2023海南单科化学卷,T3以石墨为电极,电解 KI 溶液含有少量的酚酞和淀粉,以下说法错误的选项是A、阴极四周溶液呈红色B、阴极逸出气体C、阳极四周溶液呈蓝色D、溶液的 PH 变小【解析】以石墨为电极,电解 KI 溶液,发生的反响为 2KI+2H O22KOH+H +I22类似于电解饱和食盐水,阴极产物是H 和 KOH,阳极产物是 I 。由于溶液中含有少量
15、22的酚酞和淀粉,所以阳极四周的溶液会变蓝淀粉遇碘变蓝,阴极四周的溶液会变红溶液呈碱性,ABC 正确;由于电解产物有 KOH 生成,所以溶液的 PH 渐渐增大,D 错误。【答案】D5. 电镀铜、精炼铜比较电镀铜精炼铜形成条件镀层金属作阳极,镀件作阴极,电镀液必需含有镀层金属的离子粗铜金属作阳极,精铜作阴极,CuSO4 溶液作电解液电极反响溶液变化阳极 Cu 2e- = Cu2+ 阴极 Cu2+2e- = Cu 电镀液的浓度不变阳极:Zn - 2e- = Zn2+Cu - 2e- = Cu2+ 等阴极:Cu2+ + 2e- = Cu溶液中溶质浓度减小D电镀时,待镀的金属制品外表发生复原反响222
16、023海南单科化学卷,T20-I6 分以下有关表达正确的选项是A碱性锌锰电池中,MnO 是催化剂B银锌纽扣电池工作时,Ag O 被复原为 Ag C放电时,铅酸蓄电池中硫酸浓度不断增大【解析】A、由碱性锌锰电池的总反响:Zn+2MnO +2H O2MnOOH+ZnOH ,可知正222极 MnO 得电子被复原,A 错误;B、银锌纽扣电池由锌粉作负极、氧化银作正极和氢氧化2钾溶液构成电池工作时的反响原理为:Zn+Ag O+H OZnOH +2Ag,电池工作过程222中,正极上氧化银得电子发生复原反响,生成 Ag,B 正确;C、铅酸蓄电池放电时,发生的反响是 PbO +Pb+2H SO2242PbSO
17、 +2H O,硫酸不断的消耗,浓度不断减小,C 错42误;D、电镀时,待镀的金属制品作阴极,在阴极上发生复原反响,D 正确。【答案】BD6 分6. 电解方程式的实例用惰性电极电解:电解质溶液阳极反响式阴极反响式总反响方程式溶液酸碱性变化CuCl2 HClNa2SO4 H2SO4 NaOH2Cl-2e-=Cl 222Cl-2e-=Cl 4OH-4e-=2H2O+O24OH-4e-=2H2O+O24OH-4e-=2H2O+O2Cu2+ +2e-= Cu 2H+2e-=H 222H+2e-=H 22H+2e-=H 22H+2e-=H 条件:电解 CuCl = Cu +Cl 2HCl=H +Cl 22
18、222222H O=2H +O 2222H O=2H +O 2222H O=2H +O 酸性减弱不变消耗水,酸性增加消耗水,碱性增加2NaCl+2H O=H +Cl NaCl2Cl-2e-=Cl 2H+2e-=H 222H+放电,碱性增加22+2NaOH2CuSO+2H O=2Cu+ O CuSO4OH-4e-=2HO+O Cu2+ +2e-= Cu422OH 放电,酸性增加422+2H SO242023北京理综化学卷,T9以下解释事实的方程式不正确的选项是324A. 测 0.1mol/L 氨水的 pH 为 11:NH H ONH +OH-B. 将 Na 块放入水中,放出气体:2Na+2HO=
19、2NaOH+H 2222C. 用 CuCl 溶液做导电试验,灯泡发光:CuClCu2+2Cl-D. Al 片溶于 NaOH 溶液中,产生气体:2Al+2OH-+2HO=2AlO-+3H 【答案】C222【解析】A、0.1mol/L 氨水的 pH 为 11,说明一水合氨属于弱电解质,存在电离平衡, A 正确;B、Na 的化学性质很活泼,能从水中置换出氢气,发生的反响为2Na+2HO=2NaOH+H ,B 正确;C、CuCl溶液做导电试验的缘由是:CuCl在水溶液中能2222电离出自由移动的 Cu2+和 Cl-,电离属于自发进展的过程,不需要外界条件,C 错误;D、22Al 的性质很特别,能和强碱
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