1．原电池和电解池的比较：
原电池 电解池 专题
二 两类钢铁腐蚀
吸氧腐蚀
吸氧腐蚀 金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀，叫吸氧腐蚀．
例如钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀，其电极反应如下： 负极（Fe ）：2Fe - 4e = 2Fe2+ 正极（C ）：2H2O + O2 + 4e = 4OH- 钢铁等金属的电化腐蚀主要是吸氧腐蚀．
析氢腐蚀
在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。在钢铁制品中一般都含有碳。在潮湿空气中，钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液，使水里的H+增多。是就构成无数个以铁为负极、碳为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池。这些原电池里发生的氧化还原反应是：负极（铁）：铁被氧化Fe-2e=Fe2+；正极（碳）：溶液中的H+被还原2H++2e=H2↑
这样就形成无数的微小原电池。最后氢气在碳的表面放出，铁被腐蚀，所以叫析氢腐蚀。
常用原电池方程式
1．Cu─H2SO4─Zn原电池 正极： 2H+ + 2e- → H2↑ 负极： Zn - 2e- → Zn2+
总反应式： Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑
2．钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀 正极：O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- 负极：2Fe - 4e- → 2Fe2+
总反应式：2Fe + O2 + 2H2O == 2Fe（OH)2
3．氢氧燃料电池（酸性介质） 正极：O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O 负极：2H2 - 4e-→ 4H+ 总反应式：2H2 + O2 == 2H2O 4．氢氧燃料电池（碱性介质） 正极：O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- 负极：2H2 - 4e- + 4OH- → 4H2O 总反应式：2H2 + O2 == 2H2O 5．铅蓄电池（放电） 正极 (PbO2) ：
PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+ → PbSO4 + 2H2O 负极 (Pb) ：Pb- 2e-+ (SO4)2-→ PbSO4 总反应式：
Pb+PbO2+4H++ 2(SO4)2- == 2PbSO4 + 2H2O 6．Al─NaOH─Mg原电池
正极：6H2O + 6e- → 3H2↑ + 6OH- 负极：2Al - 6e- + 8OH- → 2AlO2- + 4H2O 总反应式：2Al+2OH-+2H2O==2AlO2- + 3H2↑ 7．CH4燃料电池(碱性介质) 正极：2O2 + 4H2O + 8e- → 8OH-
负极：CH4 -8e- + 10OH- → (CO3)2- + 7H2O 总反应式：CH4 + 2O2 + 2OH- == (CO3)2- + 3H2O
8．银锌纽扣电池(碱性介质)
正极 (Ag2O) ：Ag2O + H2O + 2e- → 2Ag + 2OH- 负极 (Zn) ：Zn + 2OH- -2e- → ZnO + H2O 总反应式：Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag
二：电解池
电解原理
1、电解和电解池：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
CuCl 2 Cu ＋Cl 2↑
2、电解池的组成：
①有两个电极插入电解质溶液（或熔融状态的电解质）中。②两极连外接直流电源。3、离子的放电顺序：阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。电解电解质溶液时，在阴阳两极上首先发生放电反应的离子分别是溶液里最容易放电的阳离子和最容易放电的阴离子。
（1）阳极：（还原性强的先放电）
惰性电极（Pt 、Au 、石墨、钛等）时： －－－－－－－－S 2>I>Br>Cl>OH（水）>NO3>SO42>F 活性电极时：电极本身溶解放电。 （2）阴极：（氧化性强的先放电）
无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子。阳离子在阴极上的放电顺序是：
Ag +>Hg2+>Cu2+>H+（水）>Pb2+>Fe2+>… >Na+>Ca 2+ > K+ 4、电解规律：（惰性电极）
二）电解原理的应用 1、铜的电解精炼
阳极（粗铜棒）：Cu －2e ＝Cu 2
＋－
阴极（精铜棒）：Cu 2＋2e ＝Cu
电解质溶液：含铜离子的可溶性电解质
－
＋
分析：因为粗铜中含有金、银、锌、铁、镍等杂质，电解时，比铜活泼的锌、铁、镍
－－－
会在阳极放电形成阳离子进入溶液中，Zn －2e = Zn 2+ 、Fe －2e = Fe 2+ 、Ni －2e =Ni2+，Fe 2+、Zn 2+、Ni 2+不会在阴极析出，最终留存溶液中，所以电解质溶液的浓度、质量、pH 均会改变。还原性比铜差的银、金等不能失去电子，它们以单质的形式沉积在电解槽溶液中，成为阳极泥。阳极泥可再用于提炼金、银等贵重金属。 2、电镀
－＋
阳极（镀层金属）：Cu －2e ＝Cu 2
＋－
阴极（镀件）：Cu 2＋2e ＝Cu 电镀液：含镀层金属的电解质
＋＋
分析：因为由得失电子数目守恒可知，阳极放电形成的Cu 2离子和阴极Cu 2离子放电的量相等，所以电解质溶液的浓度、质量、pH 均不会改变。
（1）电镀是电解的应用。电镀是以镀层金属为阳极，待镀金属制品为阴极，含镀层金属离子为电镀液。
（2）电镀过程的特点：牺牲阳极；电镀液的浓度（严格说是镀层金属离子的浓度）保持不变；在电镀的条件下，水电离产生的H +、OH 一般不放电。
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三：原电池 电解池 电镀池的比较
典型例题分析
例1、下图中x 、y 分别是直流电源的两极，通电后发现a 极板质量增加，b 极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的是（ ）
分析：通电后a 极板增重，表明溶液中金属阳离子在a 极板上放电，发生还原反应析出了金属单质，因此可确定a 极板是电解池的阴极，与它相连接的直流电源的x 极是负极。选项C 中x 极为正极，故C 不正确。A 中电解液为CuSO 4溶液，阴极a 板上析出Cu 而增
－
重，阳极b
板上由于OH 离子放电而放出无色无臭的O 2，故A 正确。B 中电解液为NaOH 溶液，通电后阴极a 上应放出H 2，a 极板不会增重，故B 不正确。D 中电解液为CuCl 2溶
－
液，阴极a 板上因析出Cu 而增重，但阳板b 板上因Cl 离子放电，放出黄绿色有刺激性气味的Cl 2，故D 不正确。答案为A 。
例2、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 3Zn+2K2FeO 4+8H2O
3+4KOH
3Zn （OH ）2+2Fe（OH ）
下列叙述不正确的是
——
A 、放电时负极反应为：Zn －2e +2OH= Zn（OH ）2
B 、充电时阳极反应为：Fe （OH ）3－3e + 5 OH = FeO+ 4H2O C 、放电时每转移3 mol电子，正极有1mol K2FeO 4被氧化 D 、放电时正极附近溶液的碱性增强
分析：A 是关于负极反应式的判断，判断的要点是：抓住总方程式中“放电”是原电池、“充电”是电解池的规律，再分析清楚价态的变化趋势，从而快速准确的判断，A 是正确的。B 是充电时的阳极方程式，首先判断应该从右向左，再判断阳极应该是失去电子，就应该是元素化合价升高的元素所在的化合物参加反应，然后注重电子、电荷以及元素三个守恒，B 正确；C 主要是分析原总方程式即可，应该是1mol K2FeO 4被还原，而不是氧化。D 选项中关于放电时正极附近的溶液状况，主要是分析正极参加反应的物质以及其电极反应式即可，本答案是正确的。答案选C 。
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2 4
例3、通以相等的电量，分别电解等浓度的硝酸银和硝酸亚汞（亚汞的化合价为+1价）溶液，若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比n （硝酸银）︰n （硝酸亚汞）=2︰1，则下列表述正确的是（ ）
A 、在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比n （Ag ）︰n （Hg ）=2︰1 B 、在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等 C 、硝酸亚汞的分子式为HgNO 3 D 、硝酸亚汞的分子式为Hg 2（NO 3）2
分析：通以相等的电量即是通过相同的电子数，银和亚汞都是+1价，因此，得到的单质银和汞的物质的量也应相等；又因电解的n （硝酸银）︰n （硝酸亚汞）=2︰1，硝酸银的化学式为AgNO 3，故硝酸亚汞的化学式不可能为HgNO 3，只能为Hg 2（NO 3）2。答案为D 。
例4、下图中电极a 、b 分别为Ag 电极和Pt 电极，电极c 、d 都是石墨电极。通电一段时间后，只在c 、d 两极上共收集到336mL （标准状态）气体。回答：
（1）直流电源中，M 为 极。 （2）Pt 电极上生成的物质是 ，其质量为 g。
（3）电源输出的电子，其物质的量与电极b 、c 、d 分别生成的物质的物质的量之比为：2∶∶∶。
（4）AgNO 3溶液的浓度（填增大、减小或不变。下同） ，AgNO 3溶液的pH ，H 2SO 4溶液的浓度 ，H 2SO 4溶液的pH 。
（5）若H 2SO 4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%，则原有5.00%的H 2SO 4溶液为多少 g 。
分析：电解5.00%的稀H 2SO 4，实际上是电解其中的水。因此在该电解池的阴极产生H 2，阳极产生O 2，且V （H 2）：V （O 2）=2：1。据此可确定d 极为阴极，则电源的N 极为负极，M 极为正极。在336mL 气体中，V （H 2）=2/3×336ml=224ml，为0.01mol ，V （O 2）=1/3×336ml=112ml，为0.005mol 。说明电路上有0.02mol 电子，因此在b 极（Pt 、阴极）产生：0.02×108=2.16g，即 0.02mol 的Ag 。则n （e ） ∶n （Ag ） ∶n （O 2） ∶n （H 2）= 0.02∶0.02∶0.005∶0.01=4：4：1：2。由Ag （阳）电极、Pt （阴）电极和AgNO 3溶液组成的电镀池，在通电一定时间后，在Pt 电极上放电所消耗溶液中Ag +离子的物质的量，等于Ag 电极被还原给溶液补充的Ag +离子的物质的量，因此[AgNO3]不变，溶液的pH 也不变。电解5.00%的H 2SO 4溶液，由于其中的水发生电解，因此[H2SO 4]增大，由于[H+]增大，故溶液的pH 减小。
设原5.00%的H 2SO 4溶液为xg ，电解时消耗水0.01×18 = 0.18g ，则：5.00%x=5.02%(x -0.18)，解得：x =45.18g 。
答案：（1）正（2）Ag 、2.16（3）2∶1/2∶1； （4）不变、不变、增大、减小；（5）45.18
13. 电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a ；X 、Y 是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题： （1）若X 、Y 都是惰性电极，a 是饱和NaCl 溶液，实验开始时，同时在两边各滴入几滴酚酞试液，则
①电解池中X 极上的电极反应式为 。在X 极附近观察到的实验现象是 。
②Y 电极上的电极反应式为 。检验该电极反应产物的方法是 。
（2）如要用电解方法精炼粗铜，电解液a 选用CuSO 4溶液，则 ①X 电极的材料是 ，电极反应式为 。
②Y 电极的材料是 ，电极反应式为 。 （说明：杂质发生的电极反应不必写出）
13、（1）①2H +2e=H2↑ 放出气体，溶液变红
②2Cl 2e =Cl2↑ 把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y 电极附近，试纸变蓝色。 （2）①纯铜 Cu+2e=Cu ②粗铜 Cu—2e =Cu
2+
--2+
—
-+
-