高考电化学概念知识梳理.docx

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高考电化学概念知识梳理

高考电化学基础概念知识梳理

纵观每年的高考，对电化学知识的考察都有一定的分值。

而考察的主要形式是以选择题为主，有时会以大题的形式出现。

考察的知识点在于原电池和电解池的概念，阴阳极和正负极概念，电子和离子的移动方向以及阴阳两极放电先后顺序和电极反应式的书写。

对于很多考生而言，其困惑的地方在于原电池和电解池的混淆，不知道原电池和电解池两者的区别与联系。

因而在做题的时候容易出现错误。

原电池和电解池的概念

原电池是化学能转化为电能的装置，自身就是一种电源，因此不需要外加的电源。

电解池是电能转化为化学能的装置，自身是通过消耗电能来转化为化学能，因此需要外加电源。

电池充电是电能转化为化学能，因而是电解池；电池放电是化学能转化为电能，因而是原电池。

例1:

有一种充电电池放电时的电极反应为

H2+2OH--2e-=2H2O；NiO（OH）+H2O+e-=Ni（OH）2+OH-

当为电池充电时，与外电源正极连接的电极上发生的反应是（）

A.H2O的还原             B.NiO（OH）的还原

C.H2的氧化              D.NiO（OH）2的氧化

【解析】:

首先题目告诉了放电时的电极反应。

放电对应的是原电池，因此阳极对应的是负极，发生氧化反应；阴极对应的是正极，发生还原反应。

那么在放电时氢气失去电子做负极，被氧化；NiO（OH）得到电子做正极，被还原。

而当充电时，则对应的是电解池，则发生的电极反应与原电池相反。

对于电解池，正极（阳极）:

Ni（OH）2+OH-e-=NiO（OH）+H2O,因此正极发生氧化反应即NiO（OH）2的氧化。

即答案为D；负极（阴极）:

2H2O+2e-=H2+2OH-，因此H2是还原产物，负极发生水的还原。

阴阳极和正负极的对应关系

阳极：

无论是原电池还是电解池，阳极始终是失去电子发生氧化反应的一级。

阴极：

无论是原电池还是电解池，阴极始终是得到电子发生还原反应的一级。

正极：

无论是原电池还是电解池，正极始终是电势高的一级，电子流入的一级。

负极：

无论是原电池还是电解池，负极始终是电势低的一级，电子流出的一级。

对于原电池，自身是一种电源装置。

阳极失去的电子通过阳极棒和外电路流向阴极，即阳极是电子流出的一级，所以阳极对应负极。

阴极得到由阳极通过外电路给予的电子即阴极是电子流入的一级，所以阴极对应正极。

对于电解池，自身是一种耗电装置。

有外加电源作为电源。

则阳极失去的电子通过阳极棒和外电路流向电源正极，所以阳极对应正极。

负极流出的电子通过外电路和阴极棒流入阴极，所以阴极对应负极。

巧记:

北京有正阳门，大家记住正阳门里面有电解池。

则相应的阴极就记住了，原电池与电解池相反，因此也可以记住。

例2：

（2010广东理综卷）.铜锌原电池工作时，下列叙述正确的是（）

A正极反应为：

Zn—2e-=Zn2+

B电池反应为：

Zn+Cu2+=Zn2++Cu

C在外电路中，电子从负极流向正极

D盐桥中的K+移向ZnSO4溶液

解析：

首先我们知道此题是考察原电池的知识。

由于锌比铜活泼，则锌更易失去电子，因此可知锌电极必然是阳极，铜电极必然是阴极。

对于原电池阳极对应负极，阴极对应正极。

故A选项错误，B项正确。

在外电路中，电子始终是由负极流向正极，故C选项正确；阳离子应该向阴极移动，阴离子应该向阳极移动，所以D选项错误。

例3：

（2008年全国Ⅱ）右图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。

通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊试液，下列实验现象中正确的是（）

A.逸出气体的体积a电极的小于b电极的

B.一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体

C.a电极附近呈红色，b电极附近出现蓝色

D.a电极附近呈蓝色，b电极附近出现红色

【解析】：

解此题的关键在于正极对应阳极，负极对应阴极，因此b极为阳极，a极为阴极。

在知道阴阳极的基础上，则OH—离子在阳极（b电极）发生电极反应，生成氧气；H+离子在阴极（a）发生电极反应，生成氢气。

所以a电极有多余的OH—离子，b电极有多余的H+离子。

即D选项正确，C选项错误。

反应产生氢气的体积应是产生氧气的体积的两倍，所以a电极逸出气体的体积大于b电极的，即A选项错误。

两种气体均是无色无味的气体，所以B选项错误。

阴阳离子的放电顺序

无论是电解池还是原电池，阴离子始终向阳极移动，阳离子始终向阴极移动。

但是溶液中并非一种阳离子或阴离子，因此阴阳离子在两极存在竞争反应即放电有先后顺序。

阳极始终是失去电子的一级，发生氧化反应。

因此在阳极还原性强的物质先发生反应。

阴极始终是得到电子的一级，发生还原反应。

因此在阴极氧化性强的物质先发生反应。

⑴阴极：

当阴极材料为金属或石墨时总是受到保护。

故此时阴极放电的为阳离子；阳离子得电子顺序—金属活动顺序表的反表：

K+

⑵阳极：

当阳极材料是惰性电极（C、Pt、Au、Ti等）时，电极自身不放电，此时阳极放电的

为阴离子：

S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞NO3-等含氧酸根离子＞F-

当阳极是活泼电极时：

电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。

例4：

（2005年天津卷）金属镍有广泛的用途。

粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，下列叙述正确的是（）（已知：

氧化性Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋）

A阳极发生还原反应，其电极反应式：

Ni2＋＋2e－＝Ni

B电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等

C电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Fe2＋和Zn2＋

D电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt

【解析】：

由氧化性Zn2+＜Fe2＋＜Ni2＋＜Cu2＋＜Pt2+，用电解法提纯Ni的时候，阳极是粗镍，阴极是纯镍，电解时阳极物质不断溶解，溶液中的Ni2+则在阴极析出。

阳极发生反应Ni-2e-=Ni2+，阴极发生反应Ni2++2e-=Ni

对于粗镍中的杂质，比Ni活动性更强的杂质，如Zn，Fe，在阳极比Ni更容易失去电子，变成Zn2+，Fe2+进入溶液；但在阴极，Zn2+，Fe2+比Ni2+难于得到电子，因此不能在阴极析出，最终留在溶液中。

比Ni活动性弱的杂质，如Cu，Pt在阳极比Ni难于失去电子，因此不能溶解进入溶液，最终以阳极泥的形式沉淀出来。

所以可有以上知道A，B，C选项错误，D选项正确。

电极反应式和总反应式的书写

电极反应式的书写是电化学知识的重点部分。

通常告诉原电池或电解池的总反应式要求你写出两个电极的反应式。

首先我们应明确书写反应式的几个步骤:

a：

分析溶液中存在的离子并判断出放电的先后顺序

b：

明确电极，写出电极的反应式

c：

根据电极反应式写出总反应式

下面我们讲解几个例子：

铜锌原电池：

a：

溶液中存在的阳离子有Cu2+，H+，则在阴极放电的离子是Cu2+；阴离子有OH-，SO42-。

但由于电极自身会放电，所以在阳极是Zn放电。

b：

两电极的电极反应式：

阳极（负极）：

Zn—2e-=Zn2+；阴极（正极）：

Cu2++2e-=Cu

c：

总反应式：

Zn+Cu2+=Zn2++Cu

氢氧燃料电池：

溶液中存在的阳离子有H+，阴离子有OH-，但是两电极棒的物质

自身会放电，因此在酸性条件下：

阳极（负极）：

2H2-4e-=4H+，阴极（正极）：

O2+4e-+4H+=2H2O

总反应：

2H2+O2=2H2O

若是在碱性条件下：

阳极（负极）：

2H2-4e-+4OH-=4H2O，阴极（正极）：

O2+4e-+2H2O=4OH-

总反应：

2H2+O2=2H2O

氯化铜电解池：

a：

溶液中存在的阳离子有Cu2+，H+，阴离子有Cl-，OH-；又由于两电

级均为惰性电极，故不考虑电极自身放电。

所以在阳极放电的离子是Cl-，在阴极放电的离子是Cu2+。

b：

两电极的电极反应式：

阳极（正极）：

2Cl--2e-=Cl2↑电；阴极（负极）：

Cu2++2e-=Cu

c：

总反应：

2Cl-+Cu2+=Cl2↑+Cu

电解饱和食盐水：

阳极（正极）：

2Cl--2e-=Cl2↑；阴极（负极）：

2H++2e-=H2↑

总反应：

2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOH

【小结】：

其一，从上面两个电池反应可知，在书写电极反应式时，不能单一的考虑离子的放电顺序，对于有些电极自身会参加反应，同时还应注意反应的环境，有些电极反应因溶液的酸碱性不同而不同。

其二，我们观察电极反应和总反应，可得出任意知道两个反应可推测出另一个反应，因此大家在书写反应式时应注意电极反应式和总反应式的联系。

铅蓄电池:

电极：

Pb为负极,PbO2为正极.

电解液:

30%的H2SO4溶液

电极反应式:

放电时：

为原电池

阳极（负极）（Pb）：

Pb＋SO42-－2e-＝PbSO4

阴极（正极）（PbO2）：

PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e-＝PbSO4＋2H2O

总电池反应:

PbO2＋Pb＋2H2SO4＝2PbSO4↓＋2H2O

充电时：

为电解池

阴极（负极）（Pb）：

PbSO4＋2e-＝Pb＋SO42-

阳极（正极）（PbO2）：

PbSO4＋2H2O－2e-＝PbO2＋4H＋＋SO42－

总电解反应:

2PbSO4＋2H2O＝　PbO2＋Pb＋2H2SO4

铅蓄电池是一个可充电电池，即可充放电。

当放电时为原电池，充电时为电解池。

观察放电和充电时的反应，可知道:

原电池的负极反应等价于电解池负极反应的逆反应；原电池的正极反应等价于电解池正极应的逆反应。

因此原电池的总反应等价于电解池总反应的逆反应。

所以当我们做到一些可充电电池的试题时，在书写电极反应式或者总反应式时，一定要注意两者的联系。

例5：

（2010浙江卷）Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池，该电池中正极的电极反应式为：

2Li++FeS+2e-＝Li2S+Fe有关该电池的下列中，正确的是（）

A．Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价

B．该电池的电池反应式为：

2Li+FeS＝Li2S+Fe

C．负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+

D．充电时，阴极发生的电极反应式为：

【解析】：

题中已告知电池的正极的电极反应式为：

2Li++FeS+2e-＝Li2S+Fe；由于电池是Li-Al/FeS电池，故负极的电极反应式为：

Al-3e-=Al3+，即C选项正确；所以电池的总反应式为正负极两电极反应式相加，即为：

6Li++3FeS+2Al＝3Li2S+3Fe+2Al3+（在进行相加时一定要是正负电极的得失电子数相等）。

故B选项错误；当该电池充电即为电解池，应用前面所讲到的知识，原电池正极（阴极）反应式等价于电解池的正极（阳极）反应式的逆反应；原电池的负极（阳极）反应式等价于电解池的负极（阴极）反应式的逆反应；所以充电时即为电解池，那么阴极（负极）反应式等价于原电池的阳极（负极）反应式的逆反应，即Al3++3e-=Al。

故D选项错误，同时根据上面所讲的规律可知D选项实质是充电时的阳极反应式；Li和Al分别是原电池的正极，负极材料，即A选项错误。

例6：

（2011新课标全国）铁镍蓄电池又称爱迪生电池，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

【解析】：

电池放电的总反应为：

Fe+Ni2O3+3H2O=Fe（OH）2+2Ni（OH）2，即为原电池的总反应式。

所以作为原电池，Fe的化合价升高，则Fe为负极，所以负极反应为：

Fe+2OH--2e-=Fe（OH）2，所以选项B正确；Ni的化合价降低，则Ni2O3为正极，正极反应为：

Ni2O3+2e-+3H2O=2Ni（OH）2+2OH-，所以A选项正确；电池充电即为电解池，故阳极（正极）的电极反应等价于原电池阴极（正极）的电极反应的逆反应，故D选项正确；充电时，阴极反应为：

Fe（OH）2+2e-=Fe+2OH-，所以pH应升高，即D选项不正确。

【总结】：

以上我们分别介绍了电解池和原电池的基本概念，阴阳极和正负极在电解池和原电池的对应关系，还谈到了阴阳离子在两极的放电顺序，重点讲解了电极反应式的书写。

在高考考题中，大家要重点理解和掌握电化学的基本概念知识，要掌握这些基本概念知识的内在联系。

这样在做到电化学的考题时才不会迷惑，才能举一反三。