高考化學(xué)考點(diǎn)分類匯編：《電化學(xué)》

目錄

一、原電池..............................................................................3

（一）原電池工作原理................................................................3

（-）原電池的形成條件..............................................................4

（三）原電池正、負(fù)極的確定..........................................................4

（四）原電池電極反應(yīng)式、電池總反應(yīng)的書寫............................................4

（五）原電池原理的應(yīng)用..............................................................5

（六）化學(xué)電源......................................................................6

二、電解池.............................................................................10

（-）電解池工作原理...............................................................10

（二）電解池的形成條件.............................................................11

（三）電極材料類型..................................................................11

（四）離子放電順序及電解產(chǎn)物的判斷.................................................11

（五）電解類型.....................................................................12

（六）帶膜的電解池.................................................................13

（七）電解池的應(yīng)用..................................................................13

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、原電池

（一）原電池工作原理

將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置稱為原電池，習(xí)慣上稱作電池。

正2H'*2r-=H

「負(fù)極：失去電子（有電子潦出）.發(fā)生氣化反應(yīng)的一極

I.電極

正極：得到電子（有電子有人）.發(fā)土.還原反應(yīng)的一極

「外電路：電解質(zhì)溶液外部、］

右電子疏通的電路電極.內(nèi)外電路共同構(gòu)成閉合網(wǎng)路在

2.電路內(nèi)電路中.陽(yáng)離子移向正《L陰離子

內(nèi)電路：電第成溶液內(nèi)郃、移向負(fù)極

I有離子流動(dòng)的電路1

"仇極（Zn）：Zn-2e-=Zn"（找化反應(yīng)）

3.電懾反應(yīng)式總反應(yīng)：Zn-h2ll=Zir+H,T

、正極伍u）:2H?2p=HJ（還原反應(yīng)L

4.鹽橋雙液原電池

⑴構(gòu)造特點(diǎn)

雙液原電池由兩個(gè)半電池組成，每個(gè)半電池中的電極與電解質(zhì)溶液互不反應(yīng)，電池反應(yīng)的還

原劑與氧化劑分別位于兩個(gè)半電池中，中間通過鹽橋連接形成閉合回路。

（2）電極反應(yīng)：

負(fù)極（Zn）:Zn-2e-=Zi?+（氧化反應(yīng)）

正極（Cu）:Cu2++2e-=Cu（還原反應(yīng)）

電池反應(yīng)：Zn+Cu2+=Zn2++Cu

（3）電路

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外電路：電子由負(fù)極（Zn片）流向正極（Cu片）;電流由正極（Cu片）流向負(fù)極（Zn片）。

內(nèi)電路：陽(yáng)離子移向正極（Cu片）；陰離子移向負(fù)極（Zn片）。

（4）鹽橋的作用：通過陰、陽(yáng)離子的定向移動(dòng)，在內(nèi)電路形成回路（鹽橋可以再生）。

（5）意義:隨開隨用，并能長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。

（二）原電池的形成條件

1.兩個(gè)活潑性不同的金屬（或?qū)щ姷姆墙饘伲┳鲭姌O

2.電解質(zhì)

3.形成閉合回路

4.能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)

（三）原電池正、負(fù)極的確定

1.依據(jù)兩極的活潑性來判斷

2.依據(jù)電子的流向、電流的方向來判斷

3.依據(jù)電解質(zhì)溶液內(nèi)部離子的運(yùn)動(dòng)方向來判斷

4.依據(jù)反應(yīng)類型來判斷（化合價(jià)升高發(fā)生氧化反應(yīng)的為負(fù)極，化合價(jià)降低發(fā)生還原反應(yīng)的為正極）。

5.依據(jù)電極反應(yīng)現(xiàn)象來判斷（通常有氣泡產(chǎn)生、質(zhì)量增加的為正極，不斷溶解質(zhì)量減少的為負(fù)極。）

（四）原電池電極反應(yīng)式、電池總反應(yīng)的書寫

1.如果沒給出總反應(yīng)方程式，寫電極方程式時(shí)分三步：

⑴分別找出氧化劑和還原劑。氧化劑在正極得電子,還原劑在負(fù)極失電子。

（2）結(jié)合介質(zhì)判斷氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物。

（3）寫出電極反應(yīng)方程式（注意兩極得失電子數(shù)相等）。

例如："CHQH-Oz-KOH溶液"燃料電池負(fù)極反應(yīng)式的書寫：

C早C-CO；（在堿液中CO?與0H反應(yīng)生成CO；）

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=>失去6e.（C由-2價(jià)升至-+4價(jià)）

nC9GET/COj+H20

=>C早O-H-6片fCOj+凡0（整理電荷）

=>CyGET6e七90；+6H（完全配平）

2.如果給出總方程式，寫電極方程式時(shí)分為四步：

Q）找出化合價(jià)變化的物質(zhì)，標(biāo)明電子得失，從而找出氧化劑和還原劑。氧化劑在正極得電子,

還原劑在負(fù)極失電子。

（2）選定反應(yīng)離子，根據(jù)電荷守恒，電子轉(zhuǎn)移守恒以及電解質(zhì)溶液寫出氧化劑和還原劑、氧化

產(chǎn)物和還原產(chǎn)物、電子轉(zhuǎn)移數(shù)目。

（3）利用原子守恒的原則，配平化合價(jià)沒有改變的離子或分子數(shù)目，巧用0H「、H+或水。

（4）將兩電極的電極反應(yīng)方程式進(jìn)行相加，以檢驗(yàn)是否與總式相同。

3.可充電電池的電極方程式書寫規(guī)律：

Q）可充電電池有充電和放電兩個(gè)過程，放電時(shí)是原電池反應(yīng)，充電時(shí)是電解池反應(yīng)。

（2）放電時(shí)的正極反應(yīng)和充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)在形式上互逆。將負(fù)（正）極反應(yīng)式變方向并將電子移項(xiàng)

即可得到陰（陽(yáng)）極反應(yīng)式。

（3）放電總反應(yīng)和充電總反應(yīng)在形式上互逆（但不是可逆反應(yīng)）。

（五）原電池原理的應(yīng)用

1上瞰金屬的活潑性。

2.制作電池，如干電池、蓄電池等電源。

3.防止金屬被腐蝕，如鍍鋅管，用鋅保護(hù)鐵。

4提高化學(xué)反應(yīng)速率。如用粗鋅代替純鋅制H?，反應(yīng)速率較快。

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(六)化學(xué)電源

1.一次電池

(1)鋅鎰電池一干電池

該電池的負(fù)極材料是鋅，正極材料是碳棒，最早的干電池的電解質(zhì)是用MnO2、NH4c1、

ZnCL組成的糊狀物。后來發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用KOH電解質(zhì)溶液代替NHdCl做電解質(zhì)時(shí)，無論是電解質(zhì)

還是結(jié)構(gòu)上都有較大變化，電池的比能量和放電電流都能得到顯著的提高。堿性鋅鎰電池的電池

反應(yīng)為：

負(fù)極：Zn+2OH--2e=Zn(OH),

--

正極：MnO2+H20+e==MnO(OH)+OH

總反應(yīng)：Zn+2MnO,+2H,O2MnOOH+Zn(OH)-,

(2)銀鋅電池一ffl扣電池

6逑，

心定w

該電池使用壽命較長(zhǎng)，廣泛用于電子表和電子計(jì)算機(jī)。其電極分別為Ag2。和Zn,電解質(zhì)為

KOH溶液。其電極反應(yīng)式為：

負(fù)極：Zn+2OH-2e==Zn(OH),

-

正極：Ag2O+H2O+=2Ag+2OH

總反應(yīng)式為：Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag

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(3)高能電池T里電池

該電池是20世紀(jì)70年代研制出的一種高能電池。由于鋰的相對(duì)原子質(zhì)量很小，所以比容量

(單位質(zhì)量電極材料所能轉(zhuǎn)換的電量)特別大，使用壽命長(zhǎng)，適用于動(dòng)物體內(nèi)(如心臟起搏器)。因鋰

的化學(xué)性質(zhì)很活潑，所以其電解質(zhì)溶液應(yīng)為非水溶劑。如作心臟起搏器的鋰-碘電池的電極反應(yīng)式

為：

負(fù)極：2Li-2e-=2LT

正極：l2+2e-==2「

總反應(yīng)式為：2Li+12==2LiI

(4)海水鋁電池

該電池是1991年我國(guó)首創(chuàng)以"鋁-空氣-海水"電池為能源的新型航海標(biāo)志燈。這種燈以海水

為電解質(zhì)溶液，靠空氣中氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流，只要把燈放入海水中就能發(fā)出耀眼的閃

光，其能量比干電池高20-50倍。其電極反應(yīng)式為：

負(fù)極：4A1—121=4A13+

正極：3。2+6凡0+126一==12OH-

總反應(yīng)式為：4A1+30,+6H2。=4Al(OH)3

2.二次電池

該種類型的電池可以多次反復(fù)使用，放完電后可以充電復(fù)原，又稱充電電池，蓄電池。

(1)鉛蓄電池

鉛蓄電池是一種常見的可充電電池，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中有廣泛的應(yīng)用。該電池以Pb

和PbO?作電極材料，H2sO,作電解質(zhì)溶液。其電極反應(yīng)式為：

負(fù)極：Pb+SOj-2e=PbSO4

+

正極:PbO2+4H+SOj+2e-=PbSO4+2H2O

放電

總反應(yīng)式為：PI.++2IISO..希2i+2Hg

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(2)堿性鎮(zhèn)T鬲電池

該電池以Cd和NiO(OH)作電極材料，NaOH作電解質(zhì)溶液。其電極反應(yīng)式為：

負(fù)極：Cd+2OH--2e-=Cd(OH),

-

正極：2NiO(OH)+2H2O+2e==2Ni(OH)2+2OH-

則L

總反應(yīng)式為:Cd*2NiO(OH)42HX)^藐

從上述兩種蓄電池的總反應(yīng)式可看出，鉛蓄電池在放電時(shí)除消耗電極材料外，同時(shí)還消耗電

解質(zhì)硫酸，使溶液中的自由移動(dòng)的離子濃度減小，內(nèi)阻增大，導(dǎo)電能力降低。而鐐T鬲電池在放

電時(shí)只消耗水，電解質(zhì)溶液中自由移動(dòng)的離子濃度不會(huì)有明顯變化，內(nèi)阻幾乎不變，導(dǎo)電能力幾

乎沒有變化。

(3)氫銀可充電電池

該電池是近年來開發(fā)出來的一種新型可充電電池，可連續(xù)充、放電500次，可以取代會(huì)產(chǎn)生

鎘污染的銀一鎘電池。其電極反應(yīng)式為：

-

負(fù)極：H2+2OH--2e=2H,0

正極：2NiO(OH)+2H2O+2e-=2Ni(OH),+2OH-

放電.

總反應(yīng)式為：2\i(OHh

II-2MM充電

3.燃料電池

燃料電池又稱連續(xù)電池，一般以天然燃料或其它可燃物質(zhì)如H2、CH4等作為負(fù)極反應(yīng)物質(zhì),

以。2作為正極反應(yīng)物質(zhì)而形成的。燃料電池體積小、質(zhì)量輕、功率大，是正在研究的新型電池之

(1)氫氧燃料電池

主要用于航天領(lǐng)域，是一種高效低污染的新型電池，一般用金屬笆(是一種惰性電極，并具有

催化活性)或活性炭作電極，用40%的KOH溶液作電解質(zhì)溶液。其電極反應(yīng)式為：

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負(fù)極：2H2+4OH--4e-=4H2O

正極：。2+2凡0+4^=4OH-總反應(yīng)式為：2H2+O2=2H2O

(2)甲烷燃料電池

用金屬笆作電極，用KOH溶液作電解質(zhì)溶液。其電極反應(yīng)式為：

-

負(fù)極:CH4+1OOH--8e=CO：+7H2O

正極：2。2+4凡0+86-=8OH-

總反應(yīng)式為：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O

(3)甲醇燃料電池

甲醇燃料電池是一種由甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿作為電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池，電量是現(xiàn)有操

氫電池或鋰電池的10倍。其電極反應(yīng)式為：

-

負(fù)極：2cHQ+16OH--12e-=2CO；+12H2O

-

正極：3O2+6H?O+12e「==12OH

總反應(yīng)式為：2CH4O+3O2+4OH-=2cO：+6H2O

(4)固體氧化物燃料電池

該電池是美國(guó)西屋公司研制開發(fā)的，它以固體氧化培一氧化鈕為電解質(zhì)，這種固體電解質(zhì)在

高溫下允許O?在其間通過。其電極反應(yīng)式為：

負(fù)極：2H2+2。2--4e-=2H2O

2

正極：O2+4e-==2O-

總反應(yīng)式為：2H2+O2==2H2O

(5)熔融鹽燃料電池

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該電池用Li2cO3和Na2cO,熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為負(fù)極燃?xì)猓諝馀cCO2的混合

氣為陽(yáng)極助燃?xì)?，制得?50℃下工作的燃料電池。熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受

到重視。其電極反應(yīng)式為：

負(fù)極：2co+2CO：-4e-=4CO2

正極：。2+2c。2+4e-=2cO；-

總反應(yīng)式為：2CO+O2=2CO2

二、電解池

（一）電解池工作原理

使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程叫做電解，電解過程是將電

能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能；我們把將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置，叫電解池或電解槽，電解池主要由外接電

源、陰陽(yáng)兩個(gè)電極、電解質(zhì)組成。電解過程是一個(gè)非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。（T圖為電解CuCl?溶

液的實(shí)驗(yàn)）

1.電極

與電源正極柑里

________---------*-------______________

失去電干卜［陽(yáng)極I■｛發(fā)牛子化反應(yīng)

得到電f卜-----［陰極）----■（發(fā)生還原反應(yīng)

［與電源—帔相連］

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2.電解過程

在電解質(zhì)溶液外部：電子由電源的負(fù)極流到電解池的陰極，再由電解池的陽(yáng)極流到電源的正

極；在電解質(zhì)溶液內(nèi)部：陽(yáng)離子流向電解池的陰極得電子，陰離子流向電解池的陽(yáng)極失電子，這

樣通過導(dǎo)線上電子的流動(dòng)和電解質(zhì)溶液（熔融態(tài)電解質(zhì)）中離子的移動(dòng)便形成回路。

3.電極反應(yīng)式

「陽(yáng)極：2c1-2-=C1J（較化反應(yīng)）］

總反應(yīng)：里量Cu+CI,f

-陰極：Cu」+2e=Cu（還原反應(yīng)）一

（二）電解池的形成條件

與直流電源相連的兩個(gè)電極、電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)形成閉合回路（凡連有外接電源的裝

置均為電解池；電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過程即是電解）。

（三）電極材料類型

"情性電極：本身不叁與電極反應(yīng)只起導(dǎo)電作用（如：C/PtMu等）

:活性電極：因還原性較強(qiáng)而做陽(yáng)極時(shí)先失去電廣（如：Zn.卜3Cu等）

（四）離子放電順序及電解產(chǎn)物的判斷

1.陽(yáng)極產(chǎn)物的判斷（陰離子放電）

首先看電極，若是活性電極，則電極材料本身失電子，電極被溶解形成陽(yáng)離子進(jìn)入溶液；若

是惰性電極，應(yīng)是陰離子在該電極失電子被氧化，要根據(jù)陰離子放電順序加以判斷。陰離子放電

順序：

活性電極>S（K>1>Br>CI>0H>S0；（等含我酸根離子）>F

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2.陰極產(chǎn)物的判斷（陽(yáng)離子放電）

直接根據(jù)溶液中陽(yáng)離子放電順序加以判斷。陽(yáng)離子放電順序：

Ag酸電離的>>1%”>§/>%'>2/:>汗（水電離

的）.AI">M/>Na>Ca”>K

（五）電解類型

當(dāng)陽(yáng)極為活性電極的時(shí)候，電極自身參與反應(yīng)，通常有電鍍等應(yīng)用。

若陽(yáng)極材料為惰性電極很難失去電子，因此電極本身不參與反應(yīng)。如何準(zhǔn)確地寫出電極反應(yīng)

方程式并判斷溶液的變化呢？按離子的放電順序可以將陰、陽(yáng)離子各分為四個(gè)區(qū)來加以區(qū)別：

I-II區(qū)

AgH廣Cu"向PI-…AI”…K'

S1'I-BrCl叵口含輒酸根離子F

一__________-J____________/

111區(qū)IV區(qū)

電”1',溶液

電解電加版電極反應(yīng)式溶液旅

質(zhì)組實(shí)例電道方程式

關(guān)他特點(diǎn)收的變PH溶液乂

成用槌Pllft變化政

-一?.化——

=

才收酸IZ,4H>4r=2H「減小

4H-U)*

可溶性4ll.<K4r?44HI-4ra

增大

II.電斛X.MHI

強(qiáng)K44)11211X)40,r40.,地大加水

|\|<木T!

活潑金

40HTr=

k\o[H3=2H/211:0*0J

的鹽

JLW酸Hi12H>2r=HT2。-2r=CI"2H(：l烏曳?*T>CI：f增大氨化氧

電H；

1.

電熱/

HIK不活流減小

旗型金*無<u<1Cu:*>2r?，；”2<J-2r?a"氨化購(gòu)

取假鹽

放H：活潑金

n.2Na(.k2?H>=；2\a4HkiIJAW

牛H國(guó)人國(guó)312H>2r=H.T20-2-=C1H用大工化乳

nix.Hj+a,TiliMMi

型的短

tt（h不活潑

i.44)117e?2CuSO..2IM)雪里2Cu+十成新?川)z

金屬含</ZL2Cu"N，>2Cu減小

I\IX.％電鋁質(zhì)(:|?(:<).

贊僅松鹽211小af2M>SO."T

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（六）帶膜的電解池

1.常見的隔膜

隔膜又叫離子交換膜，由高分子特殊材料制成。離子交換膜分三類：

Q）陽(yáng)離子交換膜，簡(jiǎn)稱陽(yáng)膜，只允許陽(yáng)離子通過，即允許H+和其他陽(yáng)離子通過，不允許陰離

子通過。

（2）陰離子交換膜，簡(jiǎn)稱陰膜，只允許陰離子通過，不允許陽(yáng)離子通過。

（3）質(zhì)子交換膜，只允許H+通過，不允許其他陽(yáng)離子和陰離子通過。

2.隔膜的作用

Q）能將兩極區(qū)隔離,阻止兩極區(qū)產(chǎn)生的物質(zhì)接觸，防止發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

（2）能選擇性的通過離子，起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。

3."隔膜"電解池的解題步驟

第一步，分清隔膜類型。即交換膜屬于陽(yáng)膜、陰膜或質(zhì)子膜中的哪一種，判斷允許哪種離子

通過隔膜。

第二步，寫出電極反應(yīng)式，判斷交換膜兩側(cè)離子變化，推斷電荷變化，根據(jù)電荷平衡判斷離

子遷移方向。

第三步，分析隔膜作用。在產(chǎn)品制備中，隔膜作用主要是提高產(chǎn)品純度，避免產(chǎn)物之間發(fā)生

反應(yīng)，或避免產(chǎn)物因發(fā)生反應(yīng)而造成危險(xiǎn)。

（七）電解池的應(yīng)用

1.氯堿工業(yè)——電解飽和食鹽水

\aOll

溶液

精制悒和11.0

NuCI溶油（含少澹液）

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Q)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

兩個(gè)電極上都有氣體放出。陽(yáng)極放出的氣體有刺激性氣味，并且能使?jié)駶?rùn)的碘化鉀淀粉試紙

變藍(lán)——Cl2;陰極放出的氣體無色無味——H2；陰極附近溶液變紅一有堿性物質(zhì)(NaOH)

^6.

(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論

用惰性材料作陽(yáng)極，電解食鹽的飽和溶液，生成CU、H2和NaOH。

電極反應(yīng)式：

陰極：2H++2e-==H2T(還原反應(yīng))一放電順序：H+>Na+

陽(yáng)極：2c「-2e.=Cl2T(氧化反應(yīng))一放電順序：CP>OH-

在電解過程中，由于H+在陰極上得到電子而