正確區(qū)別原電池、電解池和電鍍池的不同，掌握原電池、電解規(guī)律的應(yīng)用及有關(guān)電解的方法技巧是高考中必考的內(nèi)容之一，其知識(shí)要點(diǎn)是：兩個(gè)原理(原電池原理、電解原理);一個(gè)規(guī)律(電解規(guī)律);兩個(gè)應(yīng)用(原電池原理的應(yīng)用和電解原理的應(yīng)用);一類計(jì)算(電解的計(jì)算)。

　　一、知識(shí)規(guī)律：

　　1、原電池、電解池、電鍍池的判定規(guī)律

　　(1)若無(wú)外接電源，可能是原電池，然后依據(jù)原電池的形成條件分析判斷，主要思路是“三看”一看電極(兩極為導(dǎo)體且活潑性不同)，二看溶液(電極插入電解質(zhì)溶液中)，三看回路(形成閉合回路或兩極接觸)。

　　(2)若有外接電源，則可能是電解池或電鍍池，當(dāng)陽(yáng)極金屬與電解質(zhì)溶液中的金屬陽(yáng)離子相同則為電鍍池，其余為電解池。

　　2、電解規(guī)律：

　　(1)看陽(yáng)極電極，如果是活潑電極(金屬活動(dòng)性順序表Ag以前)則電極材料失電子，電極被溶解，溶液中陰離子不失電子。若是惰性電極(Pt、Au、石墨等)，則要看溶液中的離子的失電子能力。

　　(2)判斷陰離子放電(失電子)順序：S2- > I-> Br - > Cl- > OH-> 含氧酸根離子

　　(3)判斷陽(yáng)離子放電(得電子)順序：

　　Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

　　(特別注意的是以下陽(yáng)離子的放電順序：Fe3+>Cu2+>Fe2+>Zn2+>H+)

　　二、知識(shí)要點(diǎn)

　　1、原電池、電解池、電鍍池比較

　　原電池電解池電鍍池

　　定義將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成

　　電能的裝置將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)

　　能的裝置應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其它金屬的裝置

　　形成條件①活動(dòng)性不同的兩電極

　　②兩電極插入電解質(zhì)溶液

　　③形成閉合回路①兩電極接直流電源

　?、趦呻姌O插入電解質(zhì)溶液

　　③形成閉合回路①鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接電源負(fù)極。

　　②電鍍液必須含有鍍層金屬的離子

　　電極名稱負(fù)極：較活潑金屬

　　正極：較不活潑的金屬(或能導(dǎo)電的非金屬)陽(yáng)極：與電源正極相連

　　陰極：與電源負(fù)極相連陽(yáng)極：與電源正極相連(必須是鍍層金屬)

　　陰極：與電源負(fù)極相連(鍍件)

　　電極反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬失電子

　　正極：還原反應(yīng)，溶液中的陽(yáng)離子得電子陽(yáng)極：氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失電子，或電極金屬失電子。

　　陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽(yáng)離子得電子。陽(yáng)極：金屬電極失電子

　　陰極：電鍍液中陽(yáng)離子得電子

　　電子流向負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極 電源負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向陰極

　　陽(yáng)極經(jīng)導(dǎo)線流向電源正極同電解池

　　溶液中離子移動(dòng)方向陽(yáng)離子向正極移動(dòng)

　　陰離子向負(fù)極移動(dòng)陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)

　　陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)同電解池

　　三、方法指導(dǎo)

　　1、原電池正負(fù)極判斷

　　一是由電極材料或電極反應(yīng)現(xiàn)象等確定原電池的正負(fù)極。

　　方法一：根據(jù)原電池電極材料確定

　　(1)對(duì)于金屬——金屬電極，通常較活潑的金屬是負(fù)極，較不活潑的金屬是正極。(具體還要看金屬在電解質(zhì)溶液中表現(xiàn)出的活潑性)如原電池：

　　Fe——Cu——稀硫酸中，F(xiàn)e作負(fù)極，Cu作正極;

　　Al——Mg——KOH溶液中，Al作負(fù)極，Mg作正極。

　　(2)對(duì)于金屬——非金屬電極，金屬作負(fù)極，非金屬作正極。

　　(3)對(duì)于金屬——化合物電極，金屬作負(fù)極，化合物作正極。

　　方法二、根據(jù)電極反應(yīng)的本質(zhì)確定

　　原電池中，負(fù)極向外電路提供電子，所以負(fù)極上一定發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，正極上一定發(fā)生得電子的還原反應(yīng)。

　　方法三、根據(jù)電極現(xiàn)象確定

　　某一電極若不斷溶解或質(zhì)量不斷減少，該電極發(fā)生氧化反應(yīng)，通常為原電池的負(fù)極，若原電池中某一電極上有氣體生成、電極質(zhì)量不斷增加或電極質(zhì)量不變，該電極發(fā)生還原反應(yīng)，通常為原電池的正極。

　　2、常見(jiàn)原電池正負(fù)極產(chǎn)物判斷及電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)

　　對(duì)于原電池的電極反應(yīng)，負(fù)極是金屬，電極反應(yīng)為M – ne- = Mn+;正極本身或電解質(zhì)溶液中具有氧化性的粒子(如H+、金屬離子、溶解在溶液中的O2等)在正極上得到電子被還原。注意：在正極反應(yīng)中究竟什么物質(zhì)得電子,要根據(jù)物質(zhì)的氧化性的強(qiáng)弱、濃度等情況綜合考慮。一般地：

　　酸性溶液：2H+ + 2e- = H2↑

　　中性或弱酸性溶液：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-

　　不活潑金屬鹽溶液：Mn+ + ne-= M

　　以下對(duì)原電池正負(fù)極產(chǎn)物進(jìn)行分類解析

　　(1)負(fù)極反應(yīng)生成的陽(yáng)離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子能共存。(一般電解質(zhì)溶液為酸性)

　　這類原電池負(fù)極反應(yīng)生成的陽(yáng)離子與溶液中的陰離子不反應(yīng)，且電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子得電子能力大于溶解在溶液中的氧氣得電子能力，所以電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子得電子，從而在原電池的正極析出。

　　如：Zn——Cu——H2SO4電池

　　負(fù)極：Zn – 2e- = Zn2+ 正極：2H+ +2e- = H2↑

　　Zn——C——CuSO4 電池

　　負(fù)極：Zn – 2e- = Zn2+ 正極：Cu2+ +2e- = Cu

　　(2)負(fù)極反應(yīng)生成的陽(yáng)離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子不共存。則溶液中的陰離子應(yīng)寫(xiě)入負(fù)極反應(yīng)式如：鉛蓄電池，鉛蓄電池兩極分別為Pb 、PbO2 、電解質(zhì)溶液為H2SO4 ，Pb為負(fù)極,Pb – 2e- = Pb2+ ,溶液中的SO42-與Pb2+結(jié)合生成難溶于水的PbSO4 則電極反應(yīng)式為

　　負(fù)極：Pb + SO42- - 2e- = PbSO4

　　正極：PbO2 + 4H+ + SO42- +2e- = PbSO4 + 2H2O

　　電池的總反應(yīng)：2PbSO4 + 2H2O PbO2 + Pb + 2H2SO4 (放電為原電池)

　　(3)若正極上的反應(yīng)物質(zhì)是O2，且電解質(zhì)溶液為中性或堿性，則H2O 必須寫(xiě)入正極反應(yīng)式中，且O2生成OH- 如：

　　鋁——空氣(O2)——海水電池

　　負(fù)極：4Al – 12e- = 4Al3+

　　正極：6H2O + 3O2 + 12e- = 12OH-

　　鐵——石墨——NaCl 溶液

　　負(fù)極：2Fe – 4e- =2 Fe2+

　　正極：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-

　　鎂——鋁——NaOH 溶液

　　負(fù)極：4Al + 16OH- -12e- = 4AlO2- +8H2O

　　正極：6H2O +3 O2 + 12e- = 12OH-

　　(4)燃料電池(惰性電極)

　?、偃綦娊赓|(zhì)溶液為中性或堿性，則H2O應(yīng)寫(xiě)入正極反應(yīng)式如

　　氫氧燃料電池(30%的KOH溶液)負(fù)極：2H2 + 4OH- - 4e- = 2H2O

　　正極：2H2O + O2 + 4e- = 4OH-

　　電池的總反應(yīng)：2H2 + O2 = 2H2O

　　甲烷——空氣(O2)——KOH溶液 負(fù)極：CH4 + 10OH- - 8e- = CO32- + 7H2O

　　正極：4H2O + 2O2 + 8e- = 8OH-

　　電池的總反應(yīng)：CH4 + 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3H2O

　　丁烷——空氣——K2CO3 溶液(CO2 為助燃劑，以具有催化作用和導(dǎo)電性能的稀土金屬為電極)

　　負(fù)極：2C4H10 + 26CO32- - 52e- = 34CO2 + 10H2O

　　正極：26CO2 + 13O2 +52e- = 26CO32-

　　電池的總反應(yīng)：2C4H10 + 13O2 = 8CO2 +10H2O

　?、谌綦娊赓|(zhì)溶液為酸性，則H+ 必須寫(xiě)入正極反應(yīng)式如

　　氫氧燃料電池(H2SO4)負(fù)極：2H2 – 4e- = 4H+

　　正極：O2 + 4H+ + 4e -= 2H2O

　　電池的總反應(yīng)：2H2 + O2 = 2H2O

　?、廴綦娊赓|(zhì)為熔融狀態(tài)下的液體，則傳導(dǎo)的是O2- 如

　　丁烷——空氣——摻雜氧化銥(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體

　　負(fù)極：2C4H10 -52e- + 26O2- = 8CO2 + 10H2O

　　正極：13O2 +52e- = 26O2-

　　電池的總反應(yīng)：2C4H10 + 13O2 = 8CO2 + 10H2O

　　(5)電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)方法

　　在原電池正、負(fù)極以及電池總反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)時(shí)，正、負(fù)極電極反應(yīng)式相加得電池反應(yīng)式，若已知總反應(yīng)方程式可以減去較容易寫(xiě)出的電極反應(yīng)式，從而得到較難寫(xiě)出的反應(yīng)式。3、常見(jiàn)的原電池

　　(1)干電池：(鋅——錳干電池)

　　負(fù)極(鋅筒)：Zn – 2e- = Zn2+

　　正極(石墨)：2MnO2 + 2NH4+ +2e- = Mn2O3 + 2NH3 + H2O

　　電池的總反應(yīng)：Zn+ 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2+ +Mn2O3 + 2NH3 + H2O

　　(2)鋰電池(電解質(zhì)溶液：亞硫酰氯SOCl2)

　　負(fù)極(鋰)：8Li – 8e- =8 Li+

　　正極(石墨)：3SOCl2 + 8e- = SO32- + 2S ↓+6Cl-

　　電池的總反應(yīng)：8Li + 3SOCl2 = 6LiCl + Li2SO3 +2S↓

　　(3)鉛蓄電池(見(jiàn)電極產(chǎn)物判斷)

　　4、原電池原理應(yīng)用

　　(1)制作干電池、蓄電池、高能電池;

　　(2)比較金屬腐蝕的快慢(負(fù)極金屬先被腐蝕);

　　(3)防護(hù)金屬腐蝕(被保護(hù)的金屬作正極);

　　(4)比較反應(yīng)速率(如粗鋅與稀硫酸反應(yīng)比純鋅快);

　　(5)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱(被溶解的負(fù)極金屬較活潑);

　　(6)判斷溶液pH變化(如發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)，因有正極反應(yīng)O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-，使溶液pH值升高，正極附近溶液能使酚酞變紅)。

　　(7) 根據(jù)電池反應(yīng)判斷新的化學(xué)電源的變化，(方法是先分析電池反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)化合價(jià)變化，確定原電池正極和負(fù)極，然后根據(jù)兩極變化分析判斷其它指定性質(zhì)的變化)。

　　5、金屬的腐蝕和防護(hù)

　　(1)金屬的腐蝕，金屬的腐蝕是指金屬原子失去電子被氧化而消耗的過(guò)程。通常包括化學(xué)腐蝕和電化腐蝕，

　　①化學(xué)腐蝕是金屬和非金屬與其它物質(zhì)接觸而直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕。其腐蝕過(guò)程沒(méi)有電流產(chǎn)生。

　　②電化腐蝕是不純金屬或合金在電解質(zhì)溶液中發(fā)生原電池反應(yīng)。電化腐蝕過(guò)程有電流形成。

　　如：析氫腐蝕 在酸性條件下，正極發(fā)生2H+ + 2e- =H2↑的反應(yīng)

　　吸氧腐蝕 在弱酸性或中性條件下，正極發(fā)生2H2O + O2 + 4e- = 4OH-的反應(yīng)

　　(2)金屬防護(hù)方法

　?、?改變金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，如不銹鋼;

　　② 金屬表面覆蓋保護(hù)層;

　?、?電化學(xué)保護(hù)法。

　　6、電解池電極產(chǎn)物的判斷

　　根據(jù)電解規(guī)律分析推斷，以電解飽和CuSO4 溶液為例(惰性電極)

　　通電前：第一步，列出電解質(zhì)溶液中存在的陰、陽(yáng)離子(包括電解質(zhì)和水的電離)

　　Cu2+ SO42- H+ OH-

　　通電后：第二步，確定離子移動(dòng)方向

　　陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)。即Cu2+ 、H+ 向陰極移動(dòng)，SO42- 、OH- 向陽(yáng)極移動(dòng)。

　　第三步判斷陰、陽(yáng)兩極離子的放電能力

　　陽(yáng)極：陰離子失電子能力OH->SO42- 所以O(shè)H- 失電子

　　陰極：陽(yáng)離子得電子能力Cu2+>H+ 所以Cu2+ 得電子

　　第四步寫(xiě)出電極反應(yīng)式

　　陽(yáng)極：4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑

　　陰極：2Cu2+ + 4e- = 2Cu

　　第五步電解結(jié)果分析(包括兩極現(xiàn)象、水的電離平衡、離子濃度、溶液的酸堿性、p H變化等)

　　陰極上有紅色銅析出，陽(yáng)極上有氣體產(chǎn)生，且生成的氣體能使帶火星的木條復(fù)燃。

　　由于陽(yáng)極 O2的放出，使溶液中OH-濃度減小，促進(jìn)水的電離平衡正向移動(dòng)，溶液中的H+濃度增大，故pH值減小。

　　7、用惰性電極電解溶液時(shí)各種變化情況分析

　　(1)電解水型：水、含氧酸、強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧酸鹽(如H2O 、H2SO4 、NaOH、K2SO4 等 )的電解。

　　陰極：4H+ + 4e- = 2H2↑

　　陽(yáng)極：4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑

　　總反應(yīng)：2H2O 2H2 ↑+ O2↑

　　(2)電解電解質(zhì)型：無(wú)氧酸(HF除外)、不活潑的無(wú)氧酸鹽(氟化物除外)(如HCl 、CuCl2 等)溶液的電解。

　　陰極：2H+ +2e- = H2↑

　　陽(yáng)極：2Cl- - 2e- = Cl2 ↑

　　總反應(yīng)：2HCl H2 ↑+ Cl2↑

　　(3)電解水和電解質(zhì)型：

　?、倩顫娊饘俚臒o(wú)氧酸鹽(氟化物除外)(如NaCl)溶液的電解。

　　陰極：2H+ +2e- = H2↑

　　陽(yáng)極：2Cl- -2e- = Cl2↑

　　總反應(yīng)：2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 ↑+Cl2↑

　?、诓换顫娊饘俚暮跛猁}(如CuSO4 、AgNO3 等)溶液的電解。

　　陰極：4Ag+ + 4e- = 4Ag

　　陽(yáng)極：4OH- - 4e- = 2H2O + O2↑

　　總反應(yīng)：4AgNO3 + 2H2O 4Ag + O2 ↑+ 4HNO3

　　(4)電解離子化合物(熔融的NaCl 、Al2O3 等)

　　陰極：2Na + + 2e- = Na

　　陽(yáng)極：2Cl- - 2e- = Cl2↑

　　總反應(yīng)：NaCl Na + Cl2 ↑

　　8、電解原理的應(yīng)用

　　(1)電鍍：應(yīng)用電解原理，在某些金屬(或非金屬)表面鍍上一薄層其它金屬或合金的過(guò)程。電鍍時(shí)，鍍件作陰極，待鍍金屬作陽(yáng)極，電鍍液一般是鍍層金屬的鹽溶液。電鍍過(guò)程中，電解液濃度不變。

　　陽(yáng)極：M – ne- = Mn+

　　陰極：Mn+ + ne- = M

　　(2)精煉銅：以精銅作陰極，粗銅作陽(yáng)極，電解硫酸銅水溶液，陽(yáng)極粗銅溶解，陰極析出銅。

　　(3)制取物質(zhì)：例如用電解飽和食鹽水可制取氯氣、氫氣和燒堿等。

　　(4)冶煉活潑金屬：例如電解法冶煉鈉、鎂、鋁等活潑金屬。

　　9、有關(guān)電解計(jì)算的方法規(guī)律

　　有關(guān)電解的計(jì)算通常是求電解后某產(chǎn)物質(zhì)量、某氣體的體積、某元素的化合價(jià)以及溶液的pH值、物質(zhì)的量濃度等，解答此類題的方法一般有兩種：一是根據(jù)電解方程式或電極反應(yīng)式列比例式求解;二是利用各電極線路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目守恒列等式求解。

　　在原電池和電解池復(fù)習(xí)過(guò)程中，只有熟練掌握原電池、電解池的工作原理和本質(zhì)區(qū)別，才能對(duì)原電池及電解過(guò)程進(jìn)行“由靜到動(dòng)”的描述，從而提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

電池電壓種類編輯標(biāo)準(zhǔn)電壓

　　又稱額定電壓，指電池正負(fù)極材料因化學(xué)反應(yīng)而造成的電位差，由此產(chǎn)生的電壓值。干電池的標(biāo)準(zhǔn)電壓為1.5V。

　　普通干電池內(nèi)部的化學(xué)電解液反應(yīng)的激烈程度只能達(dá)到使電池發(fā)揮出約1.5V的電壓水平。這個(gè)電壓跟化學(xué)離子化傾向有關(guān)，也就是說(shuō)跟陰極和陽(yáng)極材料有關(guān)，鋅跟碳棒在電解液中產(chǎn)生的電勢(shì)就是大約1.5伏特。

　　開(kāi)路電壓

　　指電池在非工作狀態(tài)下即電路中無(wú)電流流過(guò)時(shí)，電池正負(fù)極之間的電勢(shì)差。干電池充滿電后的開(kāi)路電壓為1.65~1.725V

　　工作電壓

　　又稱端電壓，是指電池在工作狀態(tài)下即電路中有電流流過(guò)時(shí)電池正負(fù)極之間的電勢(shì)差。在電池放電工作狀態(tài)下，當(dāng)電流流過(guò)電池內(nèi)部時(shí)，需克服電池的內(nèi)阻所造成阻力，故工作電壓總是低于開(kāi)路電壓，充電時(shí)則與之相反。

　　2測(cè)量干電池電壓編輯選定一個(gè)適當(dāng)?shù)呢?fù)載電阻并聯(lián)在電池的正負(fù)極間。

　　電池電壓跟剩余電量存在某種已知關(guān)系，所以根據(jù)電池的容量及用途,再測(cè)量電阻兩端電壓，看此時(shí)電池在帶負(fù)荷時(shí)電壓較空載時(shí)下降程度，就可以判斷電池的電 量;不過(guò)前提條件是不施加任何負(fù)載的情況下，加負(fù)載后，電池電壓會(huì)因?yàn)閮?nèi)部阻抗引起壓降失真，并隨隨時(shí)間的推移以不同速率逐漸降低，并且在去除負(fù)載后逐漸 身高。因此如果施加負(fù)載的話，會(huì)影響干電池電量的檢測(cè)結(jié)果。

　　萬(wàn)用表也可以準(zhǔn)確測(cè)量干電池的電壓，通過(guò)測(cè)量干電池電壓的高低，對(duì)電量進(jìn)行判斷，干電池有堿性電池和碳性電池。

　　如果測(cè)量電壓不小于干電池的標(biāo)注電壓時(shí)，說(shuō)明干電池的電量是充足的;小于干電池的標(biāo)注電壓越多，說(shuō)明干電池虧電越多，由于型號(hào)的不同干電池的檢測(cè)結(jié)果會(huì)受 到影響，但是對(duì)單節(jié)干電池來(lái)說(shuō)，只要使用是普通指針式萬(wàn)能表，將萬(wàn)能表選最大電流檔(0.5A-1A)，負(fù)表筆接電池負(fù)極，正表筆 在電池正極上迅速碰一下，注意觀察表針運(yùn)動(dòng)(短路電流)情況，便知道電池還剩多少電量了。