原电池和电解池知识点总结讲座.doc

高考电化学知识点总结
1．原电池和电解池的比较：
装置
原电池
电解池

实例

原理
使氧化还原反应中电子作定向移动，从而形成电流。这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。
使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。
形成条件
①电极：两种不同的导体相连；
②电解质溶液：能与电极反应。
③能自发的发生氧化还原反应
④形成闭合回路
①电源； ②电极（惰性或非惰性）；
③电解质（水溶液或熔化态）。
反应类型
自发的氧化还原反应
非自发的氧化还原反应
电极名称
由电极本身性质决定：
正极：材料性质较不活泼的电极；
负极：材料性质较活泼的电极。
由外电源决定：
阳极：连电源的正极；
阴极：连电源的负极；
电极反应
负极：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应）
正极：2H++2e-=H2↑（还原反应）
阴极：Cu2+ +2e- = Cu （还原反应）
阳极：2Cl--2e-=Cl2↑ （氧化反应）
电子流向
负极→正极
电源负极→阴极；阳极→电源正极
电流方向
正极→负极
电源正极→阳极；阴极→电源负极
能量转化
化学能→电能
电能→化学能
应用
①①抗金属的电化腐蚀；
②实用电池。
①电解食盐水（氯碱工业）②电镀（镀铜）；③电冶（冶炼Na、Mg、Al）；④精炼（精铜）。
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+SO42--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-=C032-+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

化学腐蚀
电化腐蚀
一般条件
金属直接和强氧化剂接触
不纯金属，表面潮湿
反应过程
氧化还原反应，不形成原电池。
因原电池反应而腐蚀
有无电流
无电流产生
有电流产生
反应速率
电化腐蚀＞化学腐蚀
结果
使金属腐蚀
使较活泼的金属腐蚀
5．吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别
电化腐蚀类型
吸氧腐蚀
析氢腐蚀
条件
水膜酸性很弱或呈中性
水膜酸性较强
正极反应
O2 + 4e- + 2H2O == 4OH-
2H+ + 2e-==H2↑
负极反应
Fe －2e-==Fe2+
Fe －2e-==Fe2+
腐蚀作用
是主要的腐蚀类型，具有广泛性
发生在某些局部区域内
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.电解液的PH变化:根据电解产物判断。
“有氢生成碱，有氧生成酸；
8.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Zn2＋、MnO2吸收： MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2＋＋4NH3=Zn(NH3)42＋
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-+ SO42- = PbSO4 原电池
正极： PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2O

B.充电反应 阴极：PbSO4 +2e-= Pb+ SO42- 电解池
阳极：PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42-
总式：Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 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-
9．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
10.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S2->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+ 2Clˉ
阳极 Cu －2e- = Cu2+
阴极 Cu2++2e- = Cu
关系
先电离后电解，电镀是电解的应用
12．电镀铜、精炼铜比较

电镀铜
精炼铜
形成条件
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
粗铜金属作阳极，精铜作阴极，CuSO4溶液作电解液
电极反应
阳极 Cu －2e- = Cu2+

阴极 Cu2++2e- = Cu
阳极：Zn - 2e- = Zn2+ Cu - 2e- = Cu2+ 等

阴极：Cu2+ + 2e- = Cu
溶液变化
电镀液的浓度不变
溶液中溶质浓度减小
12．电解方程式的实例（用惰性电极电解）：
电解质溶液
阳极反应式
阴极反应式
总反应方程式
（条件：电解）
溶液酸碱性变化
CuCl2
2Cl--2e-=Cl2↑
Cu2+ +2e-= Cu
CuCl2= Cu +Cl2↑
——
HCl
2Cl--2e-=Cl2↑
2H++2e-=H2↑
2HCl=H2↑+Cl2↑
酸性减弱
Na2SO4
4OH--4e-=2H2O+O2↑
2H++2e-=H2↑
2H2O=2H2↑+O2↑
不变
H2SO4
4OH--4e-=2H2O+O2↑
2H++2e-=H2↑
2H2O=2H2↑+O2↑
消耗水，酸性增强
NaOH

4OH--4e-=2H2O+O2↑
2H++2e-=H2↑
2H2O=2H2↑+O2↑
消耗水，碱性增强
NaCl
2Cl--2e-=Cl2↑
2H++2e-=H2↑
2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOH
H+放电，碱性增强
CuSO4
4OH--4e-=2H2O+O2↑
Cu2+ +2e-= Cu
2CuSO4+2H2O=2Cu+ O2↑+2H2SO4
OHˉ 放电,酸性增强
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 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 H2↑+Cl2↑+2NaOH，溶质、溶剂均发生电解反应，PH增大
14．电解原理的应用
图20-1
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+2H2OH2↑+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+、SO42- 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++AlF63-
（B）、氧化铝： 铝土矿 NaAlO2 Al(OH)3 Al2O3
⑵ 原理
阳极 2O2－ － 4e- =O2↑
阴极 Al3＋+3e- =Al
总反应：4Al3++6O2ˉ4Al+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”。

易错题总结
【1】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，内圈为白色，外圈呈浅红色则下列说法错误的是( )
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．b电极附近溶液的pH变小
【错误分析】错选A或B，依据图示，b处出现圆圈，说明b极产生氯气，所以b为阳极与电源正极相连，a为阴极与电源负极相连。
答案：D
【2】右图所示装置I是一种可充电电池，装置II为电解池。离子交换膜只允许Na通过，充 放电的化学方程式为2Na2S2+NaBr3 Na2S4+3NaBr。闭合开关K时，b极附近先变红色。下列说法正确的是
A．负极反应为4Na4e=4Na
B．当有0．01 mol Na通过离子交换膜时，b电极上析出标准状况下的气体112 mL
C．闭合K后，b电极附近的pH变小
D．闭合K后，a电极上有气体产生
【错误分析】错选C或D，错选C认为b极发生了
2Cl－-2e－ ===Cl2↑，Cl2+ H2O=HCl+HClO,错选D是认为a 极发生了2H2O－2e－ ===H2↑＋
2OH－。对于电解饱和食盐水原理不清析，阳极电极反应式为：2Cl－-2e－ ===Cl2↑，阴极电极反应式为：2H2O－4e－ ===H2↑＋2OH－，活波金属与电源正极相连首先失去电子。
【答案】B
【纠错】本题信息新颖，多数同学被所给的电池反应很不熟悉，习惯写出电极式的同学会因为写不出电极反应式而做不出来。电源的正极：Br3-+2 e－=3Br- 电源的负极2 S22--2 e－= S42-，内电路为Na+移动导电。由题意可知b极（阴极）：2H2O－2e－ ===H2↑＋2OH－，a 极（阳极）：Cu-2 e－= Cu2+，所以C，D均错误。对于B项当有0．01 mol Na通过离子交换膜时，说明有内电路通过了0.01 mol的电荷，外电路转移的电子也就为0.01 mol。结合b极反应，产生的气体就为0.005 mol，体积为112 mL。只有B正确。
【3】 燃料电池是燃料（如CO，H2，CH4等）跟氧气（或空气）起反应将化学能转变为电能的装置，电解质溶液是强碱溶液，下面关于甲烷燃料电池的说法正确的是
A．负极反应式：O2+2H2O+4e==4OH-
B．负极反应式：CH4+8OH--8e==CO2+6H2O
C．随着放电的进行，溶液的pH值不变
D．放电时溶液中的阴离子向负极移动
【答案】D

负极反应的另一误区是，不考虑介质环境，反应产物与实际不符。如燃料氧化生成的二氧化碳不可能从强碱溶液中逸出，它将进一步反应转化成碳酸根。所以负极反应式为：

由于部分碱液和二氧化碳反应，所以溶液的pH值将减小。选项C为错误结论。类似铅蓄电池在放电时，介质为硫酸溶液，所以负极反应式为：

以上还应归纳的：①在碱性溶液中：缺氧，应由氢氧根离子提供，剩下转化为水；氧多，应和水结合生成氢氧根离子。②在中性溶液中：缺氧，应由水提供，剩下转化为氢离子；氧多，应和水结合生成氢氧根离子。③在酸性溶液中：缺氧，应由水提供，剩下转化为氢离子；氧多，应和氢离子结合生成水。总之，溶液的酸碱性变化应是由酸性→中性→碱性或碱性→中性→酸性。
【纠错】 不考虑介质环境、离子方程式书写错误
【4】熔融碳酸盐燃料电池的电解质为Li2CO3和Na2CO3的混合物，燃料为CO，氧化剂是含CO2的O2，在工作过程中，电解质熔融液的组成、浓度都不变。①负极反应为：______，②正极反应为：______，③工作时熔融体中的______向负极移动。

【解析】 本题是全新信息给予题燃料电池用熔融的碳酸盐作电解质，由于思维定势，正极的反应应为溶液中的阳离子得电子，根据同主族元素性质递变，锂离子应比钠离子易得电子，所以得出正极反应：Li++e==Li，错误结论。
实际上题目给了很重要的信息，即电解质熔融液的组成和浓度都不变。电解水时，水中的氢氧根离子，在负极参加反应被消耗，而在正极反应又生成，保持其浓度不变。将其迁移到本题，在负极：一氧化碳和碳酸根离子失电子转化为二氧化碳；在正极：二氧化碳和氧气得电子转化为碳酸根离子。
本题的另一误区是，在原电池中不知阴、阳离子流向哪一极。也是由于思维定势，往往认为负极电子多，应该阳离子流向负极。实际上负极是活泼金属失电子，但电子不是停留在负极，而是由外电路很快流向正极（产生电流，释放电能），阳离子流向正极，在正极放电，生成新物质；相反阴离子将流向阴极。
【纠错】审题注意“电解质熔融液的组成和浓度都不变”的关键信息。
【5】在盛有稀H2SO4的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是（ ）
A．正极附近的SO42-离子浓度逐渐增大
B．电子通过导线由铜片流向锌片
C．正极有O2逸出
D．铜片上有H2逸出
【答案】D
【解析】本题符合铜锌原电池的形成条件，原电池工作时，电子由负极（锌）经外电路（导线）流向正极（铜）。负极锌片：Zn－2e－Zn2+；正极铜片：2H++2e－H2↑，总反应为：Zn+2H+Zn2++ H2↑，原电池中没有产生O2。没有参与反应的SO42-离子浓度不会逐渐增大。
【状元纠错】原电池工作时，电子由负极流向正极（电流由正极流向负极）。不参与电极反应的离子不能定向移动，这种离子在溶液的各个区域浓度基本不变。

【6】如图所示各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序是（ ）

A． ④＞②＞①＞③ 　　 B． ②＞①＞③＞④
C． ④＞②＞③＞① 　　 D． ③＞②＞④＞①
【答案】 A
【解析】金属腐蚀在此条件下主要是电化学腐蚀,通常从原电池原理以及电解的原理进行分析。当铁与比它不活泼的金属连在一起构成原电池时，铁为负极，被腐蚀的速度增大，②＞①；当铁与比它活泼的金属连接，构成原电池时，铁是正极，铁被保护，被腐蚀的速度减小，③＜①；在电解装置中，铁接电源的正极，铁被腐蚀的速度加快，因此，腐蚀速度 ④＞②＞①＞③ 。
【纠错】金属腐蚀快慢的判断：
电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐蚀措施的腐蚀；
【7】 X、Y、Z、M代表四种金属元素，金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中时，X溶解，Z极上有氢气放出；若电解Y2＋和Z2＋共存的溶液时，Y先析出；又知M2＋的氧化性强于Y2＋。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ）
A.X>Z>Y>M B.X>Y>Z>M C.M>Z>X>Y D.X>Z>M>Y
【答案】A
【解析】金属X和Z用导线连接放入稀H2SO4中，形成原电池，X溶解说明金属活动性X>Z；电解Y2＋和Z2＋共存的溶液时，Y先析出，则金属活动性Z>Y；离子的氧化性越强，其单质的金属活动性越弱，则金属活动性Y>M，所以正确答案为A。
【纠错】根据原电池原理和电解池原理综合判断，熟悉金属活动顺序表
【8】某学生设计了一个“黑笔写红字”的趣味实验。滤纸先用氯化钠、无色酚酞的混合液浸湿，然后平铺在一块铂片上，接通电源后，用铅笔在滤纸上写字，会出现红色字迹。据此，下列叙述正确的是( )
铂片 滤纸 铅笔
祝你成功
a
b
直流电源

A．铅笔端作阳极，发生还原反应 C．铅笔端有少量的氯气产生
B．铂片端作阴极，发生氧化反应 D．a点是负极，b点是正极 【答案】D

【解析】本题考查的是电解饱和食盐水实验，电解实验中阳极发生氧化反应，生成氯气，阴极发生还原反应生成氢气，由电极反应式可知，在阴极生成氢氧化钠，出现红色字迹，所以铅笔做阴极，a为电源负极。
【纠错】不熟悉电解原理和电极反应，对反应原理和实验现象不能正确判断。
【9】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
【答案】D

【纠错】对离子的氧化性强弱与放电顺序不能正确一一对应，对电解原理认识模糊。
【10】 500 mL KNO3和Cu(N03)2的混合溶液中c(NO3－)＝6.0 mol·L－1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22．4 L气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为500 mL，下列说法正确的是( )
A．原混合溶液中c(K＋)为4 mol·L－1 　
B．上述电解过程中共转移4 mol电子
C．电解得到的Cu的物质的量为0.5 mol
D．电解后溶液中c(H＋)为2 mol·L－1
【答案】 B
【解析】两极反应为：阴极 Cu2＋+2e－=Cu 2H＋+2e－=H2↑ 阳极：4OH－-4e－=O2↑+2H2O，两极都收集1mol气体，由阳极得到转移电子为4mol，又知生成1molH2转移电子2mol，根据电子得失守恒：
n（Cu2＋）=1mo；再通过离子所带电荷的守恒，在500 mL KNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中存在关系：
2c(Cu2＋)+c(K＋)=c(NO3-)，可以求出c(K＋)=2 mol·L－1 。电解过程中消耗的n(OH－)=4mol，则溶液中留下4mol的H＋，c(H＋)=8mol·L－1 。
【纠错】原电池和电解池的计算包括两极产物的定量计算、溶液pH的计算、相对原子质量和阿伏加德罗常数测定的计算、根据电荷量求产物的量与根据产物的量求电荷量等的计算。不论哪类计算，均可概括为下列三种方法：
1.守恒法：用于串联电路、阴阳两极产物、正负两极产物、相同电荷量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等。
2.总反应法：先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列比例式计算。
3.关系式法算：借得失电子守恒关系建立已知量与未知量之间的桥梁，建立计算所需的关系式。
【11】如下图,四种装置中所盛有的溶液体积均为200ml，浓度均为0.6mol/L，工作一段时间后，测得测得导线上均通过了0.2mol电子，此时溶液中的pH由大到小的顺序是（ ）

A．④②①③ 　 B．④③①② C．④③②① 　　D．①③②④
【答案】 C
【解析】若氢离子放电，PH增大，若氢氧根放电PH减小。③中锌电极参与反应，电解质溶液PH基本不发生变化。④中阴极上氢离子放电，溶液渐渐成碱性。②阴极上氢离子放电，导线上通过了0.2mol电子，则溶液中减少了氢离子的物质的量也为0.2mol，根据原溶液的体积和浓度，氢离子的物质的量减少为0.04mol，浓度变为0.2mol/L。①中由于氢氧根离子放电,当导线上通过了0.2mol电子，则溶液中氢氧根离子减少0.2mol,即氢离子的物质的量增加0.2molL .溶液体积均为0.2L,,浓度约为1 mol/L。PH的变化符合C。
【纠错】此题目考查了原电池及电解池中溶液的PH值变化分析，PH值的变化与溶液中的氢离子或氢氧根离子放电有关。
【11】实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：负极Pb＋SO===PbSO4＋2e－，正极PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O 。若制得Cl2 物质的量为0.050mol，这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是（ ）
A.0.025 mol B.0.050 mol C.0.10 mol D.0.20 mol
【答案】 C
【解析】该题只要明确原电池和电解池原理，抓住转移电子守恒即可。由2Cl－－2e－===Cl2，可知制0.05 mol Cl2转移0.10 mol电子，再由铅蓄电池总反应：Pb＋PbO2＋4H＋＋2SO===2PbSO4＋2H2O可看出每转移2 mol e－消耗2 mol H2SO4，现转移0.10 mol电子，将耗0.10 mol硫酸。
【纠错】有关电解的计算通常是求电解后某产物质量、气体的体积、某元素的化合价以及溶液的pH、物质的量浓度等。解答此类题的方法有两种：一是根据电解方程式或电极反应式列比例式求解；二是利用各电极、线路中转移的电子数目守恒列等式求解。以电子守恒较为简便，注意运用。由于电化学常常涉及到物理学中的串联电路、并联电路以及相关物理量如电流强度、电压、电阻、时间、电量等，无疑有关电化学知识也必然是物理学和化学的交汇点。
【12】 用指定材料做电极来电解一定浓度的溶液甲，然后加入物质乙能使溶液恢复为甲溶液原来的浓度，则合适的组是：

阳极
阴极
溶液甲
物质乙
A．
Pt
Pt
NaOH
NaOH固体
B．
Pt
Pt
H2SO4
H2O
C．
C
Fe
NaCl
盐酸
D．
粗铜
精铜
CuSO4
Cu(OH)2

【答案】 B

【13】 将含有0.400molCuSO4和0.200molKCl的水溶液1L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上析出19.2gCu，此时在另一电极上放出的气体在标准状况下的体积为
A．5.60L B．6.72L C．4.48L D．3.36L
【答案】C
【解析】电路中的确转移了0.600mol的电子，但溶液中仅有0.200mol的氯离子，其放电析出0.100mol的氯气。阳极放电的下一个产物应是氢氧根离子失电子转化成氧气，其量为0.400mol的电子转移，产生0.100mol的氧气。因此在阳极最终生成0.200mol的气体，在标况下的体积为4.48L。
【纠错】电解产物的有关计算，不仅要考虑溶液中离子的放电顺序，由此来决定电解的产物，还要考虑离子的物质的量多少，当某种离子消耗完，一定会引起产物的变化。本题的思维定势是阴极产物为0.300mol铜，转移了0.600mol的电子，阳极产物必然是0.300mol的氯气，标况下的体积为6.72L，得出选项B的错误结论。

高考真题分析
1.［2012·江苏化学卷10］下列有关说法正确的是
A.CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的△H＜0
B.镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈
C.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H＜0，其他条件不变时升高温度，反应速率Ｖ(H2)和氢气的平衡转化率均增大
D.水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大，说明水的电离是放热反应
B 解析：本题是化学反应与热效应、电化学等的简单综合题，着力考查学生对熵变、焓变，水解反应、原电池电解池、化学反应速率的影响因素等方面的能力。
A.分解反应一般是常识吸热反应，熵变、焓变都大于零，仅在高温下自发。内容来源于《选修四》P34-P36中化学方向的判断。
B.铁比铜活泼，组成的原电池中铁为负极，更易被氧化。
C.据平衡移动原理，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡转化率减小。
D.水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大，说明水的电离是吸热反应，越热越电离，水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大。
2. ［2012·江苏化学卷5］下列有关物质的性质与应用不相对应的是
A.明矾能水解生成Al(OH)3胶体,可用作净水剂
B.FeCl3溶液能与Cu反应，可用于蚀刻印刷电路
C.SO2具有氧化性，可用于漂白纸浆
D.Zn具有还原性和导电性，可用作锌锰干电池的负极材料
C 解析：本题属于元素及其化合物知识的考查范畴，这些内容都来源于必修一、和必修二等课本内容。铝离子水解、胶体的吸附性、Fe3＋的氧化性、SO2和Zn的还原性等内容，看来高三一轮复习围绕课本、围绕基础展开，也不失为一条有效途径。
3. ［2012·海南化学卷3］下列各组中，每种电解质溶液电解时只生成氢气和氧气的是
A. HCl、 CuCl2、 Ba(OH)2 B. NaOH、CuSO4、 H2SO4
C. NaOH、H2SO4、 Ba(OH)2 D. NaBr、 H2SO4、 Ba(OH)2
C 【解析】电解时只生成氢气和氧气，则电解质所含的阳离子在金属活动性顺序表中铜之前，阴离子不能是简单离子；电解HCl的方程式为：2HClCl2↑ + H2↑，A选项错；电解CuSO4溶液的方程式为：2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑，B选项错；电解NaBr的方程式为：2NaBr+2H2O2NaOH+H2↑+Br2，D选项错。
4. ［2012·海南化学卷10］下列叙述错误的是
A．生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱
B．用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈
C．在铁制品上镀铜时，镀件为阳极，铜盐为电镀液
D．铁管上镶嵌锌块，铁管不易被腐蚀
C 【解析】生铁中含有碳，构成原电池加快了腐蚀速率，故A选项正确；用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈，是因为构成的原电池中Fe作负极，加快了腐蚀速率，故B选项正确；在铁制品上镀铜时，镀件应为阴极，故C选项错；铁管上镶嵌锌块，构成的原电池中Fe作正极，受到保护，故D选项正确。
5. ［2012·安徽理综化学卷11］某兴趣小组设计如下微型实验装置。实验时，先断开，闭合，两极均有气泡产生；一段时间后，断开，闭合，发现电流发A指针偏转。
下列有关描述正确的是
A．断开，闭合时，总反应的离子方程式为：

B．断开，闭合时，石墨电极附近溶液变红
C．断开，闭合时，铜电极上的电极反应为：

D．断开，闭合时，石墨电极作正极

D 【解析】本题考查原电池及电解池工作原理，旨在考查考生对知识的综合应用能力。断开K2，闭合K1时，装置为电解池，两极均有气泡产生，则反应为2Cl－＋2H2O H2↑＋2OH－＋Cl2↑，石墨为阳极，铜为阴极，因此石墨电极处产生Cl2，在铜电极处产生H2，附近产生OH－，溶液变红，故A、B两项均错误；断开K1、闭合K2时，为原电池反应，铜电极反应为H2－2e－＋2OH－===2H2O，为负极，而石墨电极反应为Cl2＋2e－===2Cl－，为正极，故C项错误，D项正确。
6. ［2012·福建理综化学卷9］将右图所示实验装置的K闭合，下列判断正确的是
A．电极上发生还原反应
B．电子沿ZnabCu路径流动

C．片刻后甲池中c（SO42—）增大
D．片刻后可观察到滤纸b点变红色
A 解析：Zn作原电池的负极，Cu作原电池的正极，Cu电极是发生还原反应。B选项貌似正确，迷惑学生。电子流向是负极到正极， 但a→b这一环节是在溶液中导电，是离子导电，电子并没沿此路径流动。C选项中硫酸根离子浓度基本保持不变。D选项中是滤纸a点是阴极，氢离子放电，溶液中氢氧根暂时剩余，显碱性变红色。这题是考查学生的电化学知识，装置图设计有些复杂，B选项干扰作用明显，设问巧妙。
7.［2012·浙江理综化学卷10］已知电极上每通过96 500 C的电量就会有1 mol电子发生转移。精确测量金属离子在惰性电极上以镀层形式沉积的金属质量，可以确定电解过程中通过电解池的电量。实际测量中，常用银电量计，如图所示。下列说法不正确的是
A．电量计中的银棒应与电源的正极相连，铂坩埚上
发生的电极反应是：Ag+ + e- = Ag
B．称量电解前后铂坩埚的质量变化，得金属银的沉积量为108.0 mg，则电解过程中通过电解池的电量为96.5 C
C．实验中，为了避免银溶解过程中可能产生的金属颗粒掉进铂坩埚而导致测量误差，常在银电极附近增加一个收集网袋。若没有收集网袋，测量结果会偏高。
D．若要测定电解饱和食盐水时通过的电量，可将该银电量计中的银棒与待测电解池的阳极相连，铂坩埚与电源的负极相连。
D 解析：电量计中的银棒应与电源的正极相连，银棒作阳极，若要测定电解饱和食盐水时通过的电量，该银电量计中的银棒应与待测电解池的阴极相连（见下图），D选项错。

8. ［2012·广东理综化学卷10］下列应用不涉及氧化还原反应的是
A Na2O2用作呼吸面具的供氧剂 B 工业上电解熔融状态Al2O3制备Al
C 工业上利用合成氨实现人工固氮 D 实验室用NH4Cl 和Ca(OH)2制备NH3
解析：A有单质O2生成。B有单质Al生成。C有单质H2和N2反应
9. ［2012·山东理综化学卷8］下列与含氯化合物有关的说法正确的是
A．HClO是弱