(共21张PPT)
第2课时
电解原理的应用
1．电解饱和食盐水得到的物质不包括的是(
)。
A．NaCl
B．NaOH C．H2 D．Cl2
2．(双选)下列有关电镀的说法中，正确的是(
)。
A．电镀利用了电解原理
B．电镀的主要目的之一是增强金属的抗腐蚀能力
C．镀层金属是很活泼的金属
D．待镀的金属制品作阳极
A
AB
3．电解饱和食盐水的工业生产叫做________________。
(1)电极反应式。
①阳极：发生________反应，_________________________。
②阴极：发生________反应，_________________________。
(2)总反应的化学方程式：
________________________________________________。
氯碱工业
氧化
2Cl－－2e－===Cl2↑
还原
2H＋＋2e－===H2↑
4．电镀：应用______原理在某些金属表面镀上一薄层其他
________________的方法。
(1) 构成条件：____________________( 即镀件) 作阴极；
____________作阳极；含有__________________的溶液作电镀
液；直流电源。
(2)主要目的：使金属增强______________，增加______和
__________。
(3) 应用：如________________ ，火法冶铜得到的粗铜作
________，纯铜板作______，______________作电解液，电解
得到的铜纯度达到 99.95%～99.98%。
电解
金属或合金
待镀的金属制品
镀层金属
镀层金属离子
抗腐蚀能力
美观
表面硬度
铜的精炼
阳极
阴极
CuSO4溶液
5．电冶金
(1)金属冶炼的概念：使矿石中的____________获得电子，
从它们的化合物中还原出来。
(2)电解在金属冶炼中的应用：电解是最强有力的氧化还原
手段。对于 Na、____、____、____等极活泼的金属，________
几乎是唯一可行的工业方法。如电解______的 NaCl，阴极反应
式：____________________；阳极反应式：________________。
金属离子
Ca
Mg
Al
电解法
熔融
2Na＋＋2e－===2Na
2Cl－－2e－===Cl2↑
一、电解原理的应用
1．氯碱工业
(1)立式隔膜电解槽的结构。
阳极：由金属钛网制成；阴极：由碳钢网制成；离子交换
膜；电解槽框及导电铜棒。
(2)阳离子交换膜的作用。
只允许阳离子通过，不允许 Cl－、OH－等阴离子及气体分子
通过。这样可以防止阴极产生的 H2 与阳极产生的 Cl2 混合而爆
炸，也避免了 Cl2 与阴极产生的 NaOH 作用生成 NaClO 而影响
NaOH 的产量和质量。
阳极(粗铜)：Cu－2e－===Cu2＋ ；
2．铜的精炼
装置如下图所示，粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO4 溶液
作电解液。
阴极(精铜)：Cu2＋＋2e－===Cu。
(1)阳极反应产物的分析：粗铜中往往含锌、铁、镍、金等
多种金属，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动顺
序表中铜以前的金属杂质(如 Zn、Fe、Ni 等)，也会同时失去电
Ni2＋，但是它们的阳离子并不在阴极析出，而只是留在电解质溶
液里。而位于金属活动性顺序表中铜之后的金属如 Ag、Au 等杂
质，因为失电子能力比铜弱，很难在阳极失去电子变成阳离子
进入电解液，而是以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成阳
极泥(阳极泥可作为提炼 Ag、Au 等贵金属的原料)。
子变成阳离子进入电解液，如Zn－2e－===Zn2＋、Ni－2e－===
方法名称 主要化学反应原理(举例) 主要特点
加热法 2HgO 2Hg＋O2↑ 对于 Hg、Ag，通常
采用煅烧其金属化
合物的方法来制取
还
原
剂
法 CO
作还原剂 Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2
CuO＋CO Cu＋CO2 用还原剂(C、CO、
H2、Al 等)还原金属
氧化物，适用于活
动性介于 Zn～Cu
之间的大多数金属
的冶炼
H2
作还原剂 WO3＋3H2 W＋3H2O
Na、Mg、
Al、Ca 等
作还原剂 2Mg＋TiCl4 Ti＋2MgCl2
2Al＋Cr2O3 2Cr＋Al2O3
3．常见的金属冶炼方法
方法名称 主要化学反应原理(举例) 主要特点
电
解
法 普通电解 2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑ 适用于冶炼 K、
Ca、Na、Mg、
Al 等活泼金属
MgCl2(熔融) Mg＋Cl2↑
2Al2O3(熔融) 4Al＋3O2↑
电解精炼
续表
阳极反应：Cu－2e－===Cu2＋ 阴极反应：Cu2＋＋2e－===Cu
[例 1]某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨
作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使 Cl2 被完全吸收制
得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如下图所示的装置，以下
)。
对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是(
A．a 为正极，b 为负极；NaClO 和 NaCl
B．a 为负极，b 为正极；NaClO 和 NaCl
C．a 为阳极，b 为阴极；HClO 和 NaCl
D．a 为阴极，b 为阳极；HClO 和 NaCl
点拨：由题意可知电解的是饱和氯化钠溶液，同时要吸收
生成的 Cl2，观察装置，上部有一排气的导管，则产生 Cl2 的电
极应在装置下部，否则生成的 Cl2 直接逸出而不符合题意。
答案：B
[例 2]氯碱厂电解饱和食盐水制取 NaOH 的工艺流程示意图
如下：
依据上图，完成下列填空：
(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应
为：__________________________，与电源负极相连的电极附
近溶液 pH 值________ (填“不变”、“升高”或“下降”)。
(5)脱盐工序中利用 NaOH 和 NaCl 在溶解度上的差异，通
过________、冷却、________(填写操作名称)除去 NaCl。
(6)在隔膜法电解饱和食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴
极区，防止 Cl2 与 NaOH 反应；采用无隔膜电解冷的食盐水时，
Cl2 与 NaOH 充分接触，产物仅是 NaClO 和 H2，相应的化学方
程式为：______________________________________________。
(7)从该氯碱厂电解饱和食盐水制取 NaOH 的工艺流程看，
该厂的生产工艺________(填“是”或“不是”)目前世界上先
进的离子交换膜法。
原电池 电解池 电镀池
定
义 将化学能转变成电
能的装置 将电能转变为化
学能的装置 应用电解原理在某些金属表
面镀上一层其他金属的装置
装
置
举
例
形
成
条
件 ①活泼性不同的两
电极；
②电解质溶液(电极
插入其中，并与电极
发生自发反应)；
③形成闭合回路 ①两电极接直流
电源；
②两电极插入电
解质溶液；
③形成闭合回路 ①镀层金属接电源正极，待
镀金属接电源负极；
②电镀液必须含有镀层金属
离子(电镀过程浓度不变)
二、原电池、电解池与电镀池的比较
原电池 电解池 电镀池
电
极
名
称 负极：氧化反应，金属失电子或燃料失电子；
正极：还原反应，溶液中的阳离子得电子或者氧气得电子 阳极：氧化反应，溶
液中的阴离子失电子
或电极金属失电子；
阴极：还原反应，溶
液中的阳离子得电子 阳极：金属电极失电子；
阴极：电镀液中镀层金属阳离子得电子(在电镀控制的条件下，由水电离产生的H＋及OH－一般不放电)
子
流
向 负极 正极 电源负极 阴极
阳极 电源正极 电源负极 阴极
阳极 电源正极
①同一原电池的正、负极的电极反应得、失电子数相等；②同一电解池
的阴、阳极电极反应中得、失电子数相等；③串联电路中的各个电极反
应得、失电子数相等。上述三种情况下，在写电极反应式时得、失电子
数要相等，在计算电解产物的量时，应按得、失电子数相等计算
续表
[例 3]依据下图判断下列叙述正确的是(
)。
A．Ⅰ是原电池，Ⅱ是电镀装置，Ⅲ是电解池
B．Ⅰ、Ⅱ装置中锌均失去电子
C．Ⅱ、Ⅲ装置中，铜极上均发生还原反应而增重
点拨：根据各装置的特点判断其所属类型：原电池、电解
池或电镀池，再确定电极上发生的反应及现象。
答案：A
D．Ⅱ、Ⅲ装置中Cu2＋浓度基本不变(共15张PPT)
第四节
金属的电化学腐蚀与防护
)。
1．下列叙述与金属的腐蚀和防护无关的是(
A．海边道路的金属护栏极易生锈
B．居民楼窗外装的防盗网通常涂上油漆
C．很多金属制品外表会覆盖一层塑料
D．金属铁被熔化，与其他金属制成合金
D
2．金属腐蚀。
(1) 定义：金属或合金与周围的______ 或______ 物质发生
________________而引起损耗的现象。
(2)类型：根据与金属接触的气体或液体物质的不同，腐蚀
类型分为__________和____________。
(3)本质：金属原子____________而被______的过程。
3．化学腐蚀：金属与接触到的_________(如 O2、Cl2、SO2
等)或_____________(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
气体
液体
氧化还原反应
化学腐蚀
电化学腐蚀
失去电子
氧化
干燥气体
非电解质液体
4．电化学腐蚀。
(1) 定义：________ 的金属与________ 溶液接触，会发生
________反应，比较______的金属失去电子而被氧化所引起的
腐蚀。
(2)类型及其实质：以钢铁在______的空气中的腐蚀为例，
钢铁表面会形成一薄层水膜，水膜溶解的气体不同，酸碱性就
不同，据此腐蚀类型分为：
①析氢腐蚀：溶有酸性气体(如 CO2、SO2、H2S 等)而呈较
强酸性的水膜与 Fe、C 构成了________。总反应：Fe＋2H＋===
Fe2＋＋H2↑，负极：______________________________；正极：
_____________________________。
不纯
电解质
原电池
活泼
潮湿
原电池
Fe－2e－=== Fe2＋
2H＋＋2e－=== H2↑
②吸氧腐蚀：水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量 O2，
发生腐蚀的总反应为：2Fe＋O2＋2H2O=== 2Fe(OH)2，负极：
_________________ ； 正极 ： _____________________ 。 继续
转化 ： Fe(OH)2→________ →Fe2O3·xH2O(铁锈的主要成分)。
5 ．金属的电化学防护：让被保护金属成为
________(________)，从而使该金属不被腐蚀。通常有以下两
种方法：
(1)牺牲阳极的阴极保护法：利用原电池原理，让被保护的
金属作______，另一种较活泼的金属作____。如钢铁设备镶上
镁铝合金或锌块。
2Fe－4e－=== 2Fe2＋
2H2O＋O2＋4e－===4OH－
Fe(OH)3
正极
阴极
正极
负极
(2)外加电流的阴极保护法：让被保护的金属作______，用
惰性电极作辅助______，两种电极存在于电解质溶液中，接外
加__________。如钢铁闸门的保护。
6．金属的防腐蚀方法有电化学防腐蚀、________________、
________、________、________、喷镀或表面钝化等。
阴极
阳极
直流电源
制成防腐的合金
喷油漆
涂油脂
电镀
化学腐蚀 电化学腐蚀(主要)
定义 金属与接触到的干燥气体
或非电解质液体等直接发
生化学反应而引起的腐蚀 不纯金属或合金与电解质溶
液接触，发生原电池反应，较
活泼的金属失去电子而被氧
化所引起的腐蚀
条件 金属与物质直接接触 水膜中溶有 O2，呈极弱酸性或
中性(吸氧腐蚀，主要)；或水
膜酸性较强(析氢腐蚀，次要)
本质 金属被氧化而腐蚀 发生原电池反应，较活泼的金
属被氧化而腐蚀
区别 无电流产生 有微弱电流产生
一、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
化学腐蚀 电化学腐蚀(主要)
反应式
(以钢铁
为例) 4Fe＋3O2=== 2Fe2O3 负极 Fe－2e－===Fe2＋
正极 吸氧腐蚀：2H2O＋O2＋4e－===4OH－；
析氢腐蚀：2H＋＋2e－===H2↑
联系 ①都是金属失去电子被氧化而腐蚀；
②两种腐蚀往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍、危
害更大、腐蚀速率更快
续表
[例 1]关于金属腐蚀的叙述中，正确的是(
)。
点拨：金属的腐蚀都需要一定的条件。化学腐蚀是金属直
接与接触物质反应，电化学腐蚀则需符合构成原电池的条件。
由于常见的金属物品绝大部分不是纯金属，含有一定的杂质，
且空气不可能绝对干燥，所以金属腐蚀以电化学腐蚀为主，因
空气中的主要成分之一为氧气，所以又以吸氧腐蚀为主。
答案：C
A．负极发生的反应为：Fe－3e－ ===Fe3＋
B．正极发生的反应为：2H2O＋O2＋4e－ ===4OH－
[例 2]以下有关钢铁在潮湿的空气中被腐蚀的说法中，正确
的是(
)。
C．产生稳定的电流，可供利用
D．上述过程中，钢铁的化学腐蚀是主要的
答案：B
方法 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法
定义 利用原电池原理，让被保护
的金属作正极，另一种较活
泼的金属作负极 让被保护的金属作阴极，用
惰性电极作辅助阳极，两种
电极存在于电解质溶液中，
接外加直流电源
原理 原电池原理 电解原理
被保护
金属 作正极 作阴极
构成 被保护金属、比被保护金属
活泼的金属 被保护金属、惰性电极及直
流电源
优缺点 无需外加电源，但需要定期
更换被腐蚀的金属 无需更换金属，但消耗电能
联系 被保护的金属都因为电子的流入而免遭腐蚀
二、金属的防护
1．两种电化学防护方法的比较
2.金属防护的常用方法
根据金属的化学腐蚀及电化学腐蚀原理，可以采取以下措
施保护金属：
(1)除杂质：对金属做必要的精炼，以减少其中能导电的不
活泼杂质。
(2)及时保养：减少金属与腐蚀性气体、电解质溶液、潮湿
气体的接触。
(3)加保护层：如涂油脂、喷漆、镀层、表面钝化等。
(4)改变内部结构：制成耐腐蚀的合金，如制不锈钢、耐酸
钢等。
(5)电化学防护法：如在钢铁的船体上焊接上较活泼的金属
锌板。
[例 3]下列各种方法中，能对金属起到防止或减缓腐蚀作用
的是(
)。
①金属表面涂抹油漆；②改变金属内部结构；③保持金属
表面清洁干燥；④金属表面进行电镀；⑤使金属表面形成致密
的氧化物薄膜。
A．①②③④
C．①②④⑤
B．①③④⑤
D．全部
点拨：金属的防护方法是根据金属被腐蚀的条件提出的，
只是能破坏或隔离金属被腐蚀的条件，或者使金属的内部结构
改变而产生抗腐蚀的能力，就能达到保护作用。
答案：D
方法指津 判断金属腐蚀快慢的规律
1．电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐
蚀＞有原电池原理保护措施的腐蚀＞有电解原理保护措施的腐
蚀。
2．对同一种金属的腐蚀：强电解质溶液>弱电解质溶液>
非电解质溶液；同一种电解质溶液时，电解质溶液浓度越大，
腐蚀越快。
3．活泼性不同的两种金属，活泼性差别越大，活泼性强的
金属腐蚀越快。
[例 4]为研究金属腐蚀的条件和速率，某课外小组学生用金
属丝将三根大小相同的铁钉分别固定在图示的三个装置中，再
放置于玻璃钟罩里保存一星期后，下列对实验结束时现象描述
不正确的是(
)。
A．装置Ⅰ左侧的液面一定会上升
B．左侧液面装置Ⅰ比装置Ⅱ的低
C．装置Ⅱ中的铁钉腐蚀最严重
D．装置Ⅲ中的铁钉几乎没被腐蚀
点拨：浓硫酸具有强吸水性，可使Ⅲ中左侧的空气保持干
燥。
答案：B
选项 a X 溶液
A 导线连接 食盐水
B 断开 稀硫酸
C 直流电源，Fe 接正极，Zn 接负极 稀硫酸
D 直流电源，Zn 接正极，Fe 接负极 稀硫酸
【变式训练】
1．如下图，下列 a 与 0.1 mol/L X 溶液的组合，能使 Zn 的
腐蚀最快的是(
)。
1.D 解析：注意题中指出的是Zn腐蚀最快(共25张PPT)
一、原电池及化学电源
二、电解原理及应用
三、金属的腐蚀与防护
考点 1 原电池原理及电极反应式的书写
【考题 1 】(2011 年安徽高考) 研究人员最近发现了一种
“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行
发电 ，在海水中电池总反应可表示为 ： 5MnO2 ＋ 2Ag ＋
2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl，下列“水” 电池在海水中放电
时的有关说法正确的是(
)。
A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgCl
B．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
C．Na＋不断向“水”电池的负极移动
D．AgCl是还原产物
解析：由电池总反应可知银失去电子被氧化，即银作负极，
产物 AgCl 是氧化产物，A、D 都不正确；在原电池中阳离子向
正极移动，C 错误；每生成 1 mol Na2Mn5O10 就有 2 mol Ag 被
氧化，转移电子 2 mol，因此选项 B 正确。
答案：B
【考题 2】(2010 年全国高考)下图是一种染料敏化太阳能
电池的示意图。电池的一个电极由有机光敏染料(S)涂覆在 TiO2
纳米晶体表面制成，另一电极由导电玻璃镀铂构成，电池中发
生的反应为
下列关于该电池叙述错误的是( )。
A．电池工作时，I－离子在镀铂导电玻璃电极上放电
B．电池工作时，是将太阳能转化为电能
C．电池的电解质溶液中I－和I3的浓度不会减少
D．电池中镀铂导电玻璃为正极
答案：A
【考题 3】(2010 年广东高考，双选)铜锌原电池(如下图)
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
答案：BC
解析：题给电池中Zn为负极：Zn－2e－===Zn2＋，Cu为正极：Cu2＋＋2e－===Cu，A项错误；电池总反应为：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，B项正确；原电池工作时，外电路中电子由负极流出经导线流向正极，C项正确；负极上由于Zn放电，ZnSO4溶液中Zn2＋的浓度增大，故盐桥中的Cl－移向ZnSO4溶液，D项错误。
考点 2 电解原理及其应用
【考题 4】(2011 年全国高考)用石墨作电极电解 CuSO4 溶
液。通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液
)。
中加入适量的(
A．CuSO4
C．CuO
B．H2O
D．CuSO4·5H2O
解析：用石墨作电极电解 CuSO4 溶液的电解方程式 是
2CuSO4＋2H2O
2H2SO4＋2Cu＋O2↑，欲使电解液复原，就
要缺什么补什么，选项 C 正确。
答案：C
【考题 5】(2011 年上海高考)用电解法提取氯化铜废液中的
铜，方案正确的是(
)。
A．用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片
B．用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片
C．用氢氧化钠溶液吸收阴极产物
D．用带火星的木条检验阳极产物
解析：用电解法提取氯化铜废液中的铜时，铜必须作阴极，
阳极是铜或惰性电极，阴极的反应式为：Cu2＋＋2e－===Cu。
答案：B
【考题 6】(2011 年海南高考)一种充电电池放电时的电极反
应为
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．Ni(OH)2 的氧化
H2＋2OH－－2e－===2H2O；
NiO(OH)＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－。
解析：由题中给出的电极反应可判断出做原电池时，H2 是
还原剂被氧化、NiO(OH)是氧化剂被还原，则充电时 H2 是还原
产物、NiO(OH)是氧化产物，与正极相连的是阳极发生氧化反
应，所以“Ni(OH)2 的氧化”正确。
答案：D
【考题 7】(2010 年海南高考，双选)利用电解法可将含有
Fe、Zn、Ag、Pt 等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是(
)。
A．电解时以精铜作阳极
B．电解时阴极发生还原反应
C．粗铜连接电源负极，其电极反应是 Cu－2e－===Cu2＋
D．电解后，电解槽底部会形成含少量 Ag、Pt 等金属的阳
极泥
溶解，Cu2 ＋得到电子后析出，附着在阴极上，故精铜作阴极；
Fe2＋、Zn2＋进入溶液，然后是铜失去电子，变成Cu2＋进入溶液，
解析：电解法精炼金属铜时，粗铜作阳极，失去电子逐渐
在电解池中，阴极接电源的负极，发生还原反应，阳极接电源
的正极，发生氧化反应，A、C 项均错误，B 项正确；越活泼的
金属越易失去电子，故比铜活泼的 Fe、Zn 先失去电子，变成
因 Ag、Pt 等金属不如铜活泼，故在铜溶解后便沉淀在阳极底部
成为阳极泥，D 项正确。
答案：BD
考点 3 原电池原理与电解原理的综合考查
【考题 8】(2011 年广东高考)某小组为研究电化学原理，设
计如下图所示的装置。下列叙述不正确的是(
)。
A．a 和 b 不连接时，铁片上会有金属铜析出
B．a 和 b 用导线连接时，铜片上发生的反
应为：Cu2＋＋2e－===Cu
C．无论 a 和 b 是否连接，铁片均会溶解，
溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
D．D．a和b分别连接直流电源正、负极，
电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动
答案：D
解析：若a和b不连接，则不能构成原电池，单质铁直接与Cu2＋发生氧化还原反应而置换出铜，A正确；若a和b用导线连接，则构成原电池，此时铁作负极，铜作正极，电极反应式分别为Fe－2e－===Fe2＋、Cu2＋＋2e－===Cu，B正确；由A、B分析可知，选项C是正确的；若a和b分别连接直流电源正、负极，则构成电解池，此时铜作阳极失去电子被氧化，铁作阴极，在电解池中阳离子向阴极运动，D错误的。
答案：B
解析：A中Li－Al在电池中作为负极材料，但该材料中的Li是单质，化合价为0；该电池的负极反应为2Li－2e－===
2Li＋，电池反应为2Li＋FeS===Li2S＋Fe，故B正确，C不正确；充电时，阴极得电子发生还原反应的电极反应式为Li2S＋Fe2＋＋2e－===2Li＋FeS。
B．Ⅰ和Ⅱ中负极反应均是 Fe－2e－ ===Fe2＋
C．Ⅰ和Ⅱ中正极反应均是 O2＋2H2O＋4e－ ===4OH－
考点 4 金属的腐蚀与防护
【考题 10】(2011 年北京高考)结合下图判断，下列叙述正
确的是(
)。
A．Ⅰ和Ⅱ中正极均被保护
D．Ⅰ和Ⅱ中分别加入少量 K3[Fe(CN)6]溶液，均有蓝色沉
淀
答案：A
【考题 11】(2011 年浙江高考)将 NaCl 溶液滴在一块光亮
清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)
已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如下图所示。
导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说
法正确的是(
)。
答案：B(共15张PPT)
第四章
电化学基础
第一节 原电池
1．下列有关原电池的说法错误的是(
)。
A．原电池是将电能转化为化学能的装置
B．原电池的其中一个电极可以是能导电的非金属
C．原电池反应是能自发进行的氧化还原反应
D．电子由负极经外电路流向正极
A
)。
2．关于右图装置的叙述，正确的是(
A．铜是负极，铜片上有气泡产生
B．铜片质量逐渐减少
C．电流从锌片经导线流向铜片
D．氢离子在铜片表面被还原后生成 H2
D
3．下图所示的装置是锌铜__________装置，请完成下列各
题：
(1)负极：在 ZnSO4 溶液中，锌片逐渐________，即 Zn 被
____________，______电子，形成____进入溶液。电极反应式：
______________________。
原电池
溶解
氧化
失去
Zn2＋
Zn－2e－===Zn2＋
(2)正极：在 CuSO4 溶液中，______从铜片上得到______，
__________ 为 金 属 铜 并 沉 积 在 铜 片 上 。 电 极 反 应 式 ：
______________________。
(3)总反应：____________________________。
4．形成原电池的条件：
(1)具有____________的两个电极，其中一个电极可以是能
导电的非金属；
(2)合适的__________溶液；
(3)形成__________；
(4)能自发进行的__________反应。
Cu2＋
电子
被还原
Cu2＋＋2e－===Cu
Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
活泼性不同
电解质
闭合回路
氧化还原
5．原电池是由两个________组成的，中间可通过______
连接起来。利用这个原理可将氧化还原反应设计成电池。
(1)外电路：(______较强的物质)负极
正极(______较强
的物质)。
(2)内电路：两极浸入电解质溶液中，__________定向移动
形成内电路。
内、外电路闭合时便形成了电流。
6．原电池输出电能的能力，取决于组成原电池的反应物的
__________________。
半电池
盐桥
还原性
氧化性
阴、阳离子
氧化还原能力
一、原电池
1．概念
原电池是将化学能转化为电能的装置。
2．工作原理
3．原电池电极的判断
利用原电池的形成条件、工作原理来判断原电池的正、负
极。
(1)电极材料：通常负极是较活泼的材料，正极则相对不活
泼。
(2)电子、电流的流向：电子由负极经外电路流向正极，电
流方向恰好相反。
(3)电解质溶液中阴、阳离子迁移方向：阳离子移向正极，
阴离子移向负极。
(4)电极反应类型：负极发生氧化反应，正极发生还原反应。
(5)反应现象：负极有质量减少、变细或溶解等现象；正极
有质量增加或产生气泡等现象。
[例 1]用 Zn、Cu 片和稀 H2SO4 组成的原电池，形成电流后，
下列说法中正确的是(
)。
A．锌片是正极，铜片上有气泡产生
B．电流从锌片经硫酸溶液流向铜片
C．c(H2SO4)保持恒定
D．溶液的 pH 升高
点拨：根据两种金属的活泼性判断对应的电极类型。由原
电池的反应原理，写出该原电池的总反应，再判断反应的现象
及电解质溶液的变化情况。电流是从正极经导线流向负极，电
子流向恰好相反。
答案：D
[例 2]用铜片、银片、Cu (NO3)2 溶液、AgNO3 溶液、导线
和盐桥(装有琼脂－KNO3 的 U 型管)构成一个原电池。以下有关
该原电池的叙述正确的是(
)。
①在外电路中，电子由银电极流向铜电极；
②正极反应为：Ag＋＋e－===Ag；
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作；
④将铜片浸入 AgNO3 溶液中发生的化学反应与该原电池
反应相同。
A．①②
B．②③
C．②④
D．③④
答案：C
与Cu2＋反应生成的)与稀硫酸形成了原电池。
二、原电池原理的应用
1．比较金属活动性强弱
(1)在原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应；不活泼
金属作正极，发生还原反应。
(2)电子由负极流向正极，由活泼金属流向不活泼金属，而
电流方向与电子流向恰好相反。
2．原电池对反应速率的影响
形成原电池时反应速率比直接接触的反应速率快，如粗锌
与稀硫酸反应产生 H2 的速率快，因为锌、杂质金属与稀硫酸形
成了原电池。在锌与稀硫酸反应时，向稀硫酸中加入少量
CuSO4，也同样会加快产生 H2 的速率，因为锌、铜(铜单质是锌
3．把各种氧化还原反应设计成原电池
从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计
成原电池。关键是选择合适的两个电极和电解质溶液。
(1)电极材料的选择。
在原电池中选择还原性强的物质作负极，氧化性强的物质
作正极，电极材料选择的原则是必须能导电。
几种常见的电极：
①活泼性不同的两种金属，如铜锌原电池中的铜、锌两种
金属；
②金属与非金属，如锌锰干电池中的锌和石墨棒；
③金属和化合物，如铅蓄电池中金属 Pb 和氧化铅；
④惰性电极，如氢氧燃料电池中的铂电极。
(2)电解质溶液的选择。
电解质是使负极放电的物质，因此电解质溶液一般要能够
与负极发生反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质
(如空气中的氧气)能与负极发生反应。但如果两个半反应
分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则左右两个容器中的
电解质溶液选择与所插入电极材料相同元素对应的阳离子。
(3)设计思路：原电池的设计一定要满足形成原电池的条
件。其设计的具体步骤如下表所示：
设计思路 实例
①必须是自发的氧化还
原反应 2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2
②将氧化还原反应分解
为氧化反应和还原反
应，从而确定电极反应
③以两极反应为依据，
确定电极材料及电解质
溶液 负极材料：Cu
正极材料：石墨或比 Cu 不活泼的其他
金属(汞除外)
电解质溶液：FeCl3 溶液
④画出示意图
A B C D
正极 Zn Cu Zn Fe
负极 Cu Zn Ag Zn
电解质溶液 CuCl2 H2SO4 CuSO4 CuCl2
===Zn2＋ ＋Cu，该原电池的正确组成是(
[ 例 3] 一个原电池的总反应的离子方程式是：Zn ＋Cu2＋
)。
点拨：根据总反应的离子方程式，先比较两个电极的活泼
性是否符合要求，再比较其电解质溶液是否符合要求。
答案：D(共17张PPT)
第三节
第 1 课时
电解池
电解原理
1．下列各图表示电解池的是(
)。
D
2．(双选)下列有关电解池的说法中，不正确的是(
)。
A．电解的过程发生的是氧化还原反应
B．阴极发生的是氧化反应
C．阳极发生的是还原反应
D．电解池的电源为直流电源
3．(1)放电：离子到达______时，失去或得到______，发
生氧化还原反应的过程。
(2)电解：使电流通过________________而在阴、阳两极引
起________________的过程。
(3)电解池或____________：把电能转变为____________的
装置。
BC
电极
电子
电解质溶液
氧化还原反应
电解槽
化学能
4．电解 CuCl2 溶液的过程：
(1)通电前：CuCl2 溶液中存在的____________离子自由运
动。
(2)通电后：在电场的作用下，离子做定向移动：
①________ 移向阳极 ， 到达电极时 ______ 电子 ， 发生
__________反应；
②________ 移向阴极 ， 到达电极时______电子，发生
__________反应。
(3)电极反应：
①阳极：__________________；
②阴极：__________________。
Cu2＋、Cl－
Cl－
失去
氧化
Cu2＋
得到
还原
2Cl－－2e－===Cl2↑
Cu2＋＋2e－===Cu
5．电解池的构成：根据右图，写出
电解池的构成。
(1)____________________；
(2) ____________________；
(3) ____________________ ；
6．电解池中，阳极连接的是直流电源的________；阴极连
接的是直流电源的________ ；电解质溶液的导电过程就是其
________________。
直流电源
(4) ____________________ 。
两个电极
电解质溶液
形成闭合回路
正极
负极
电解过程
一、电解原理
1．概念
使电流通过电解质溶液(或熔融电解质)而在阴、阳两极引
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。
2．电解池的构成
(1)两个电极；(2)直流电源；(3)电解质溶液；(4)形成闭合
回路。
3．电解池的工作原理
电解质溶液(或熔融电解质)通电时发生以下过程：
电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极，电解质的阳
离子移向阴极得电子发生还原反应；电解质的阴离子移向阳极
失去电子( 有的是组成阳极的金属原子失去电子) 发生氧化反
应，电子从电解池的阳极流出，并沿导线流回电源的正极。
4．电解池电极的判断
溶液中阴离子失电子，阴离子放电顺序：S2－>I－>Br－ >Cl－>OH－
5．电解池两电极的放电顺序
(1)若阳极为活泼金属(金属活动性顺序表 Pt 之前金属)，则
金属失电子，电极被溶解；若是惰性电极(Pt、Au、石墨)，则
>含氧酸根离子>F－。
(2)在阴极，阳离子放电，顺序与金属活动性顺序表相反：
Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋>……
6．有关电解的计算
有关电解的计算主要有以下两个步骤：
(1)分清电极类型：惰性电极时依据阴、阳离子放电顺序确
定电极反应；活性阳极时为阳极金属失去电子。
(2)利用计算关系：可以利用总反应式、电极反应式或关系
式等确定计算关系，依据的守恒关系有质量守恒、电荷守恒、
电子转移守恒等。
[例 1]某学生欲完成反应：2HCl＋2Ag===2AgCl↓＋H2↑，
设计了下列四个实验，你认为可行的是(
)。
点拨：由金属活动性顺序可知上述反应不能自发进行，故
应考虑用电解原理。银作为电极且反应，则银作阳极；阴极上
发生还原反应，故选用的材料只需起导电作用即可。
答案：C
[例 2]用惰性电极电解一定浓度的 CuSO4 溶液，通电一段时
间后，向所得溶液中加入 0.4 mol CuO 后恰好恢复至电解前的
浓度。则电解过程中转移电子的物质的量是(
)。
A．1.6 mol
C．0.8 mol
B．1.2 mol
D．0.4 mol
点拨：向溶液中加入 0.4 mol CuO 即可使溶液复原，则在
组成元素及对应物质的量方面，电解产物 Cu 和 O2 等同于
0.4 mol CuO。
答案：C
类型 实例 电极反应特点 电解
对象 电解质
浓度 pH 溶液
复原
电解水 NaOH
阴极：2H＋＋2e－
=== H2↑；
阳极：4OH－－4e－
===2H2O＋O2↑ 水 增大 增大 水
H2SO4 增大 减小 水
Na2SO4 增大 不变 水
电解
电解质 HCl 电解质电离出的
阴、阳离子分别在两极放电 电解
质 减小 增大 氯化
氢
CuCl2 减小 — 氯化
铜
二、常见的电解反应类型(惰性电极)
类型 实例 电极反应特点 电解
对象 电解质
浓度 pH 溶液
复原
放 H2
生碱 NaCl 阴极：H2O 放 H2
阳极：电解质阴离子
放电 电解质
和水 生成新
电解质 增大 氯化
氢
放 O2
生酸 CuSO4 阴极：电解质阳离子
放电；
阳极：H2O 放 O2 生酸 减小 氧化
铜
续表
[例 3]取一张用饱和的 NaCl 溶液浸湿的 pH 试纸，两根铅
笔芯作电极，接通直流电源，一段时间后，发现 a 电极与试纸
接触处出现一个双色同心圆，内圈为蓝色，外圈呈黄色。则下
列说法正确的是(
)。
A．b 电极是阴极
B．a 电极与电源的正极相连
C．电解过程中水是氧化剂
D．a 电极附近溶液的 pH 变小
点拨：铅笔芯的主要成分是石墨，故两电极均为惰性电极，
所以实际电解的是 Cl－和 H2O，电解反应类型属于放 H2 生碱型。
答案：C
[例 4]下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溶液，下列实验现
象中正确的是(
)。
A．逸出气体的体积：V(a 电极)＜V(b 电极)
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 电极上发生氧化反应，b 电极上发生还原反应
D．a 电极附近呈蓝色，b 电极附近
呈红色
答案：D
易混易错 对电解原理的综合运用掌握不足
电解原理涉及的知识点较多，综合程度较大，如解题时要
特别注意电极上离子的放电顺序；对于阳极还应考虑电极材料
本身是否被消耗；电解产物是否会发生其他反应；溶液的酸碱
性等。
[例 5]下列有关下图的分析，正确的是(
)。
A．若 X 为 Fe，Y 为 C，Z 为 NaCl，短时间通电后即停止
电解，则所得溶液的阴离子只有 OH－、Cl－
B．X 电极肯定是惰性电极
C．若 Z 为强酸或者强碱时，则实际的电解对象是水
D．若 Z 为正盐，则电解后得到溶液 pH 可能小于 7
并与电解生成的NaOH反应，则溶液的阴离子有Cl－ 、ClO－和
错误解答：选 A 或 C
错因分析：错选 A 的主要原因是认为电解产生的氯气直接
逸出；错选 C 的主要原因是：未考虑电解时离子的放电顺序。
正确解答：选 D
解析：短时间通电即停止电解，则产生的少量氯气溶于水
OH－，A 错；连接直流电源负极的 X 电极是阴极，则 X 也可以
是活泼金属，B 错；强酸如 HCl，则实际电解对象是 HCl 而非
水，C 错。(共17张PPT)
第二节
化学电源
)。
1．下列有关普通锌锰电池的说法错误的是(
A．是一种二次电池
B．不能充电，所以不能重复使用
C．锌是其负极材料
D．普通锌锰电池的性能不如碱性锌锰电池
A
2．(双选)下列关于化学电池的说法中，正确的是(
)。
A．化学电池可以实现从化学能到电能的转化
B．二次电池可循环使用，所以是环保无污染的电池
C．燃料电池发生的是剧烈的燃烧反应
D．纽扣式锌银电池属于一次电池
3．化学电池是将________变成________的装置，常见的有
以下几类：
(1)______电池：它的______________消耗到一定程度就不
能使用了。其电解质溶液制成胶状，不流动，因此又叫做
________。
AD
化学能
电能
一次
活性物质
干电池
(2)______电池：又称__________或________。这类电池放
电后再充电可使活性物质获得再生，故可多次重复使用。
(3)______电池：是一种连续地将______和________的化学
能直接转换成电能的化学电池。
4．化学电池的优点：
(1)______________较高，供能稳定可靠；
(2)可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池及电
池组；
(3)使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。
二次
充电电池
蓄电池
燃料
燃料
氧化剂
能量转换效率
5．废弃电池中含有________和______等有害物质，随意丢
弃会对生态环境和人体健康产生很大危害。若把它当成一种
______，加以____________，既可减少污染，又可节约资源。
6．有下列常见的电池：
①普通锌锰电池；②碱性锌锰电池；③铅蓄电池；④镍镉
电池；⑤甲醇燃料电池；⑥氢氧燃料电池；⑦纽扣电池。
其中属于一次电池的有__________(填序号，下同)，属于
二次电池的有__________，属于燃料电池的有__________。
重金属
酸碱
资源
回收利用
①②⑦
③④
⑤⑥
一、燃料电池
1．概念
一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化
学电池。
2．特点
(1)电极本身不含活性物质，只是一个催化转化元件。
(2)外部供给的燃料和氧化剂在电极上不断反应，生成物不
断地被排除。
(3)电池容量不受限制，可连续不断地提供电能。
3．燃料电池的组成
燃料电池的基本组成包括燃料、氧化剂和电解质。
(1)燃料：主要是常温下为气体的燃料，如氢气、烃类、肼、
甲醇、氨、煤气等。
(2)氧化剂：纯氧或者空气。用空气时，实际起氧化剂作用
的也是氧气。
(3)电解质：燃料电池的电解质可以是酸、碱、盐或者金属
氧化物。
4．氢氧燃料电池
氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航
天领域。它的电极材料一般为惰性电极，具有很强的催化活性，
如铂电极、活性炭电极等。该电池以氢气为燃料，氧气为氧化
剂，可用酸性电解质(如稀 H2SO4)或者碱性电解质(如 KOH 溶
液)。氢氧燃料电池构造如右图所示。
电解质 电极反应
酸性(H2SO4) 负极
2H2－4e－ ===4H＋
正极
O2＋4H＋ ＋4e－===2H2O
电池反应 2H2＋O2===2H2O
碱性(KOH) 负极
2H2＋4OH－ －4e－ ===4H2O
正极
O2＋2H2O＋4e－ ===4OH－
电池反应 2H2＋O2===2H2O
氢氧燃料电池使用不同电解质时发生的电极反应归纳如下
表：
都为 O2＋2H2O＋4e－ ===4OH－
[例 1]可用于电动汽车的铝－空气燃料电池，通常以 NaCl
溶液或 NaOH 溶液为电解质溶液，铝合金为负极，空气电极为
正极。下列说法正确的是(
)。
A．以 NaCl 溶液或 NaOH 溶液为电解质溶液时，正极反应
B．以 NaOH 溶液为电解质溶液时，负极产物是 Al(OH)3
C．以 NaOH 溶液为电解质溶液时，电池在工作过程中电
解质溶液的 pH 保持不变
D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极
点拨：注意在碱性条件下，两性金属铝及其化合物发生的
反应及其生成物。
答案：A
[例 2]甲烷燃料电池的电解质溶液为 KOH 溶液，下列关于
甲烷燃料电池的说法正确的是(
)。
A．负极发生的是甲烷的燃烧反应
B．正极附近溶液的 pH 降低
C．放电一段时间后，电解质溶液的碱性减弱
D．甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率低
答案：C
二、电极反应式的书写
1．书写要遵循的原则
(1)原电池正、负电极上分别发生还原反应和氧化反应，因
此电极反应式的书写要遵循质量守恒、得失电子守恒及电荷守
恒。
(2)弱电解质、气体和难溶物均写成化学式，其余的用离子
符号表示。
(3)正极产物、负极产物根据题意或化学方程式确定，也要
注意电解质溶液的成分对电极产物的影响。
2．书写步骤
(1)首先判断该电池所依据的化学反应，从而确定两个半反
应即电极反应。
(2)给出总反应式，写电极反应式。
以 氢 氧 燃 料 电 池 为 例 ： 已 知 总 电 池 反 应 为 2H2 ＋
O2===2H2O，电解质溶液为 KOH 溶液。
负极书写步骤为：
①列物质，标得失：根据总电池方程式列出总式两边化合
价升高的有关物质，标出失去电子的数目：2H2－4e―——2H2O；
②选离子，配电荷：根据电解质溶液的酸碱性，用H＋或
OH―或其他离子配平，使反应式两边电荷总数相等。2H2＋
4OH――4e―——2H2O；
同理，正极电极反应式：O2＋2H2O＋4e―===4OH― 。
③配个数，巧用水：利用 H2O 使两边元素守恒，即 2H2＋
4OH――4e―===4H2O。
④两式加，验总式：将正、负两电极反应方程式相加，得
到反应式：2H2＋O2===2H2O，与总反应式相符，写法正确。
3．书写充电电池、燃料电池电极反应式的注意事项
(1)充电电池。
在书写可充电池电极反应式时，关键是明确电池和电极。
①放电为原电池，充电为电解池。
②原电池的负极与电解池的阳极发生氧化反应，对应元素
化合价升高；原电池的正极与电解池的阴极发生还原反应，对
应元素化合价降低。
(2)燃料电池。
①电池的负极一定是可燃性物质，失电子发生氧化反应；
电池的正极多为氧气或空气，得电子发生还原反应。
性电解质溶液中，电极反应式中不能出现H＋ ，在酸性电解质溶
液中，电极反应式中不能出现OH－ 。
②电极材料一般不参加化学反应，只是一个催化转化元件。
③书写电极反应式时，要分清电解质溶液的酸碱性，在碱
④正、负两极的电极反应式在得失电子守恒的前提下，相
加后的电池反应必然是燃料燃烧反应和燃烧产物与电解质溶液
反应的叠加反应式。
在熔融状态下能传导 O2－。下列有关说法正确的是(
[例 3](双选)一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通
入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，
)。
点拨：在原电池内部，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
原电池的总反应是氧化剂与还原剂发生的氧化还原反应，还原
剂在负极发生氧化反应，失去电子；氧化剂在正极发生还原反
应，得到电子。
答案：BC
