原电池和化学电源常考知识汇总

一、原电池

【工作原理】

【常考点】1、负失氧（氧化反应），正得还（还原反应）。

注意：正极材料不发生电极反应，而是电解质溶液中的阳离子在正极得电子

2、阳（阳离子）向正，阴（阴离子）向负。

3、电子流向：负极→正极 电流方向：正极→负极

4、原电池外电路是电子的定向移动，内电路是离子的定向移动

【问题】1．在原电池中是否较活泼金属一定作负极？

2．原电池的正负极的反应现象通常是什么？

二．化学电源

1．一次电池

(1)碱性锌锰干电池 总反应式：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnOOH＋Zn(OH)2

负极材料_______；电极反应：_________________ ___

正极材料 ；电极反应：________________________________________

(2)锌银电池 总反应式：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。

负极反应：___________ ________________；

正极反应： ；

2．二次电池(可充电，可多次重复使用)

铅蓄电池：总反应式：Pb＋PbO2＋2H2SO4

放电（原电池原理）

负极材料_______；电极反应：_________________ ___

正极材料 ；电极反应：________________________________________

充电（电解池原理）时的电极反应式：

阴极： 放电充电 2PbSO4＋2H2O。

阳极：

3．燃料电池【负极通燃料，正极通氧化剂（一般是氧气）】

(1)氢氧燃料电池

①用酸性电解质时：总反应： 负极：______________ 正极：_____________ __

②用NaOH等碱性溶液时：总反应： 负极：__________________ __ ；正极：______________ _________

(2)CH4燃料电池：电解质为KOH，总反应： 负极：_________________________正极：_________________

例．科学家成功开发出便携式固体氧化物燃料电池，它以丙烷气体为燃料。电池中的一极通入空气，另一极通入丙烷气体，电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导O。下列对该燃料电池的说法不正确的是( )

A．在熔融电解质中，O由负极移向正极

B．该电池的总反应是C3H8＋5O2===3CO2＋4H2O

C．电路中每通过5 mol电子，约有5.6 L标准状况下的丙烷被完全氧化

D．通入丙烷的电极为电池负极，发生的电极反应为C3H8－20e＋10O===3CO2＋4H2O －2－2－2－

三、原电池电极反应式的书写

2．复杂电极反应式的书写

【查漏补缺】

A. Mg片作负极，电极反应：Mg－2e－＝Mg2+ 1．以Mg片和Al片为电极，并用导线连接，同时插入NaOH溶液中，下列说法正确的是 （ ）

B. Al片作负极，电极反应：Al＋4OH－3e＝AlO2＋2H2O

C. 电子从Mg电极沿导线流向Al电极

D. Mg片上有气泡产生

2．下列事实能说明Al的金属活动性比Cu强的是 （ ）

A． 常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到氢氧化钠溶液中

B． 常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到稀盐酸溶液中

C． 与氯气反应时，铝失去3个电子，而铜失去2个电子

D． 常温下，铝在浓硝酸中钝化而铜不发生钝化

3．碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为： Zn(s)+ 2MnO2(s) + H2O(l) == Zn(OH)2(s) + Mn2O3(s),下列说法错误的是（ ）

A．电池工作时，锌失去电子

B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e- == Mn2O3(s)+2OH-(aq)

C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极

D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g

4．下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是 ( )

A．a电极是负极

B．b电极的电极反应为：4OH--4e-==

2H2O+O2↑

C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的

绿色电源

D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂

和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置

5、某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时，该电池工作原理见右图。下列说法正确的是

A．a为CH4，b为CO2

B．CO32—向正极移动

C．此电池在常温时也能工作

D．正极电极反应式为：O2+2CO2+4e—=2CO32—

6、某碱性蓄电池在充电和放电时发生的反应为：Fe+NiO2+2H2O

下列说法中正确的是

A．放电时，负极上发生反应的物质是Fe

B．放电时，正极反应是：NiO2+2e—+2H+

D．充电时，阳极应该是镍元素化合价降低

7．有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。则下列说法正确的是（ ）

①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-

Ni(OH)2 NiO2+2H2O C．充电时，阴极反应是：Ni(OH)2-2e—+2OH—Fe(OH)2+Ni(OH)2， －--

②负极上CH4失去电子，电极反应式CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O

③负极上是O2获得电子，电极反应式为 O2+2H2O+4e-=4OH-

④电池放电后，溶液PH不断升高

A.①② B.①③ C.①④ D.③④

8. 新型NaBH4/H2O2燃料电池(DBFC)的结构如右图所

示，该电池总反应方程式：NaBH4 +4H2O2 NaBO2 +6H2O，有关的说法不正确是 ．．．

A．电极b为正极

B．放电过程中，Na+从正极区向负极区迁移

C．电池负极的电极反应为：BH4 +8OH-8e

BO2+6H2O

D．在电池反应中，每消耗1 L 6 mol/L H2O2溶液，理论上流过电路中的电子为12NA ①铝片溶解9g ②铜片溶解32g ③铜片上析出1 gH2 ④铝片上析出1mol NO2

A．①③ B．①④ C．②③ D．②④

10．铁镍蓄电池，放电时的总反应为：Fe＋Ni2O3＋3H2O Fe(OH)2＋2Ni(OH) 2下列有关该电池的说法不正确的是 （ ）

A．电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe

B．电池放电时，负极反应为Fe＋2OH－2e===Fe(OH)2

C．电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低

D．电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2＋2OH－2e===Ni2O3＋3H2O

11、等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加少量CuSO4溶液，下图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系，其中正确的是( )

12.下列三个还原反应设计两个原电池：

（1）2Fe＋2I===2Fe ＋ I2 （2）2FeCl3＋Fe===3FeCl2。

（3）Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑

要求：(1)画出此原电池的装置图，装置可采用烧杯和盐桥。

(2)注明原电池的正、负极和外电路中电子的流向。

(3)写出两个电极上发生的电极反应。

3+-2+－－－－－－－9．在铝—铜—浓硝酸原电池中，当导线中有1mol电子通时，理论上的两极变化是 ( )

第二篇：原电池和电解池知识点总结

原电池和电解池

1．原电池和电解池的比较：

2原电池正负极的判断：

⑴根据电极材料判断：活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的或者非金属为正极。

⑵根据电子或者电流的流动方向：电子流向：负极→正极。电流方向：正极→负极。

⑶根据电极变化判断：氧化反应→负极；  还原反应→正极。

⑷根据现象判断：电极溶解→负极； 电极重量增加或者有气泡生成→正极。

⑸根据电解液内离子移动的方向判断：阴离子→移向负极；氧离子→移向正极。

3电极反应式的书写：

负极：⑴负极材料本身被氧化：

①如果负极金属生成的阳离子与电解液成分不反应，则为最简单的：M-n e^-=Mⁿ⁺ 如：Zn-2 e^-=Zn²⁺

②如果阳离子与电解液成分反应，则参与反应的部分要写入电极反应式中：

如铅蓄电池，Pb+SO₄^2-­-2e^-=PbSO₄

⑵负极材料本身不反应：要将失电子的部分和电解液都写入电极反应式，

如燃料电池CH₄-O₂(C作电极)电解液为KOH：负极：CH₄+10OH-8 e^-=C0₃^2-+7H₂O

正极：⑴当负极材料能自发的与电解液反应时，正极则是电解质溶液中的微粒的反应，

H2SO4电解质，如2H⁺+2e=H₂  CuSO₄电解质： Cu²⁺+2e= Cu

⑵当负极材料不与电解质溶液自发反应时，正极则是电解质中的O₂反正还原反应

①  当电解液为中性或者碱性时，H₂O比参加反应，且产物必为OH^-,

如氢氧燃料电池（KOH电解质）O₂+2H₂O+4e=4OH^-

②当电解液为酸性时，H⁺比参加反应，产物为H₂O   O₂+4O₂+4e=2H₂O

4．化学腐蚀和电化腐蚀的区别

5．吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别

考点解说

6．金属的防护

⑴改变金属的内部组织结构。合金钢中含有合金元素，使组织结构发生变化，耐腐蚀。如：不锈钢。

⑵在金属表面覆盖保护层。常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。

⑶电化学保护法

①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。

②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

7。常见实用电池的种类和特点

⑴干电池（属于一次电池）

①结构：锌筒、填满MnO₂的石墨、溶有NH₄Cl的糊状物。酸性电解质：

②电极反应 负极：Zn-2e^-=Zn²⁺

正极：2NH₄⁺+2e^-=2NH₃+H₂

NH₃和H₂被Zn^2＋、MnO₂吸收：  MnO₂+H₂=MnO+H₂O,Zn^2＋＋4NH₃=Zn(NH₃)₄^2＋

碱性电解质：（KOH电解质）

电极反应 负极：Zn+2OH^--2e^-=Zn(OH)₂

正极：2MnO₂+2H₂O+2e^-=2MnOOH+ Zn(OH)₂

总反应：Zn+ MnO₂+2H₂O^-=2MnOOH+ Zn(OH)₂

⑵铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池）

①结构：铅板、填满PbO₂的铅板、稀H₂SO₄。

②A.放电反应  负极： Pb-2e^-+ SO₄^2- = PbSO₄                           原电池

正极： PbO₂ +2e^-+4H⁺ + SO₄^2- = PbSO₄ + 2H₂O

B.充电反应  阴极：PbSO₄ +2e^-= Pb+ SO₄^2-                              电解池

            阳极：PbSO₄ -2e^- + 2H₂O = PbO₂ +4H+ + SO₄^2-

总式：Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ eq \o(\s\up 2(放电 EMBED PBrush 
=== EMBED P2PbSO₄ + 2H₂O 

注意：放电和充电是完全相反的过程，放电作原电池，充电作电解池。电极名称看电子得失，电极反应式的书写要求与离子方程式一样，且加起来应与总反应式相同。

⑶锂电池

①结构：锂、石墨、固态碘作电解质。      

②A电极反应  负极： 2Li-2e^-  = 2Li+

正极： I₂ +2e^- = 2I^-          

 总式：2Li + I₂ = 2LiI

   B MnO₂ 做正极时：

           负极： 2Li-2e^-  = 2Li+

正极：MnO₂+e^- = MnO₂ ^-

总Li +MnO₂= Li MnO₂

锂电池优点：体积小，无电解液渗漏，电压随放电时间缓慢下降，应用:心脏起搏器，手机电池，电脑电池。

⑷A.氢氧燃料电池

①                                           结构：石墨、石墨、KOH溶液。

②电极反应    负极： H₂- 2e^-+ 2OH- = 2H₂O

              正极： O₂ + 4e^- + 2H₂O = 4OH^-

总式：2H₂+O₂=2H₂O

（反应过程中没有火焰，不是放出光和热，而是产生电流）

注意：还原剂在负极上反应，氧化剂在正极上反应。书写电极反应式时必须考虑介质参加反应（先常规后深入）。若相互反应的物质是溶液，则需要盐桥（内装KCl的琼脂，形成闭合回路）。

B．铝、空气燃料电池  以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功。这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而源源不断产生电流。只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍。

电极反应：铝是负极    4Al-12e^-== 4Al³⁺；

石墨是正极  3O₂+6H₂O+12e^-==12OH^-

 

 

 

 

 

 

 

 

8．电解池的阴阳极判断：

⑴由外电源决定：阳极：连电源的正极；     阴极：连电源的负极；

⑵根据电极反应:氧化反应→阳极 ；还原反应→阴极

⑶根据阴阳离子移动方向：阴离子移向→阳极；阳离子移向→阴极，

⑷根据电子几点流方向：电子流向: 电源负极→阴极；阳极→电源正极

                      电流方向: 电源正极→阳极；阴极→电源负极

9.电解时电极产物判断：

⑴阳极：如果电极为活泼电极，Ag以前的，则电极失电子，被氧化被溶解，Zn-2e^-=Zn²⁺

如果电极为惰性电极，C、Pt、Au、Ti等，则溶液中阴离子失电子，4OH^-- 4e^-= 2H₂O+ O₂

阴离子放电顺序S^2->I^->Br^->Cl^->OH^->含氧酸根>F^-

⑵阴极：（.阴极材料(金属或石墨)总是受到保护）根据电解质中阳离子活动顺序判断，阳离子得电子顺序 — 金属活动顺序表的反表金属活泼性越强，则对应阳离子的放电能力越弱，既得电子能力越弱。

K+ <Ca²⁺ < Na+ < Mg²⁺ < Al³⁺< (H+) < Zn²⁺ < Fe²⁺ < Sn²⁺ < Pb²⁺ < Cu²⁺ < Hg²⁺ < Ag⁺

10．电解、电离和电镀的区别

11．电镀铜、精炼铜比较

12．电解方程式的实例（用惰性电极电解）：

13，以惰性电极电解电解质溶液的规律：

⑴电解水型：电解含氧酸，强碱，活泼金属的含氧酸盐，如稀H₂SO₄、NaOH溶液、Na₂SO₄溶液：

阳极：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑   阴极：2H⁺+2e^-=H₂↑    总反应：2H₂O电解==== 2H₂↑ + O₂↑，

溶质不变，PH分别减小、增大、不变。酸、碱、盐的加入增加了溶液导电性,从而加快电解速率（不是起催化作用）。

⑵电解电解质：无氧酸（HF除外）、不活泼金属的无氧酸盐，如CuCl₂

阳极：2Cl^--2e^-=Cl₂↑        阴极：Cu²⁺ +2e^-= Cu    总反应：CuCl₂= Cu +Cl₂↑

⑶放氢生成碱型：活泼金属的无氧酸盐（F化物除外）如NaCl

阳极：2Cl^--2e^-=Cl₂↑         阴极：2H⁺+2e^-=H₂↑     总反应：2NaCl+2H₂O=H₂↑+Cl₂↑+2NaOH

公式：电解质+H₂O→碱+ H₂↑+非金属

⑷放氧省酸型：不活泼金属的含氧酸盐，如CuSO₄

阳极：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑     阴极：Cu²⁺ +2e^-= Cu       总反应：2CuSO₄+2H₂O=2Cu+ O₂↑+2H₂SO₄

公式：电解质+H₂O→酸+ O₂↑+金属

解NaCl溶液：2NaCl+2H₂O 电解====H₂↑+Cl₂↑+2NaOH，溶质、溶剂均发生电解反应，PH增大

8．电解原理的应用

A、电解饱和食盐水（氯碱工业）

⑴反应原理

阳极： 2Cl^- - 2e^-==  Cl₂↑

  阴极： 2H+ + 2e^-== H₂↑

总反应：2NaCl+2H₂O电解====H₂↑+Cl₂↑+2NaOH

⑵设备 （阳离子交换膜电解槽）

①组成：阳极—Ti、阴极—Fe

②阳离子交换膜的作用：它只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过。

⑶制烧碱生产过程 （离子交换膜法）

①食盐水的精制：粗盐（含泥沙、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO4^2- 等）→加入NaOH溶液→加入BaCl₂溶液→加入Na₂CO₃溶液→过滤→加入盐酸→加入离子交换剂(NaR)

②电解生产主要过程（见图20-1）：NaCl从阳极区加入，H₂O从阴极区加入。阴极H+ 放电，破坏了水的电离平衡，使OH^-浓度增大，OH^-和Na⁺形成NaOH溶液。

B、电解冶炼铝

⑴原料：（A）、冰晶石：Na₃AlF₆=3Na⁺+AlF₆^3-

（B）、氧化铝： 铝土矿 eq \o(\s\up 4(NaOH——→ NaAlO₂  eq \o(\s\up 4(CO2——→  Al(OH)₃ △—→  Al₂O₃ 

⑵ 原理  

阳极   2O^2－ － 4e^- =O₂↑

阴极   Al^3＋+3e^- =Al

总反应：4Al³⁺+6O²ˉ电解====4Al+3O₂↑

⑶ 设备：电解槽（阳极C、阴极Fe）

因为阳极材料不断地与生成的氧气反应：C+O₂ → CO+CO₂，故需定时补充。

C、电镀：用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金的过程。

⑴镀层金属作阳极，镀件作阴极，电镀液必须含有镀层金属的离子。电镀锌原理：

阳极  Zn－2eˉ = Zn²⁺

阴极  Zn²⁺+2eˉ=Zn

⑵电镀液的浓度在电镀过程中不发生变化。

⑶在电镀控制的条件下，水电离出来的H⁺和OHˉ一般不起反应。

⑷电镀液中加氨水或 NaCN的原因：使Zn²⁺离子浓度很小，镀速慢，镀层才能致密、光亮。

D、电解冶炼活泼金属Na、Mg、Al等。

E、电解精炼铜：粗铜作阳极，精铜作阴极，电解液含有Cu²⁺。铜前金属先反应但不析出，铜后金属不反应，形成 “阳极泥”。