原电池（一）原电池：把化学能转变为电能的装置。
⒈ 构成原电池的条件：两个相互连接或直接接触的活动性不同的电极（金属与金属、金属与非金属或金属与金属氧化物）与同一电解质溶液接触，发生氧化还原反应。
⒉ 原电池中电子由负极经外电路流向正极，形成电流，而在电解质溶液中是靠阴阳离子的定向移动形成电流。
例⒈ 将锌片和铜片用导线连接置于同一稀硫酸溶液中，则（ ） （A）正极附近c(SO42-)逐渐增大 （B）负极附近c(SO42-)逐渐增大
（C）正负极附近c(SO42-)基本不变（D）锌片、铜片同时有气泡时，说明锌片不纯 ⒊ 原电池电极的判断及电极上的反应。
负极：为较活泼金属，电极本身失电子，发生氧化反应，是电子流出的一极。
正极：为较不活泼金属，非金属单质或金属氧化物，电解质溶液中的阳离子或金属氧化物得电子，发生还原反应，是电子流入的一极。
例⒉ 从铜、铁及碳棒中选取合适的电极材料设计一个原电池，实现如下反应 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，
则负极为 ，电极反应式为 ，正极应选 ，电极反应式为 。 【练习】
⒈ 设计一个原电池，实现反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，请写出电极反应式。
⒉ 写出氢氧燃料电池的电极反应式和总反应式。
⒊ 利用反应CH4+2O2→CO2+2H2O，人类也已设计出了一种新型的燃料电池（电解质溶液为强碱性溶液），试写出其电极反应式。
例⒊ 下列装置能否形成原电池？若能，请写出各电极反应式和总的反应式。
例⒋ 银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其充电和放电过程可以表示为： 2Ag+Zn(OH)2
Ag2O+Zn+H2O，则此电池放电时，负极上发生反应的物质是（ ）
（A）Ag （B）Zn(OH)2 （C）Ag2O （D）Zn ⒋ 当形成原电池时，化学反应速率大大加快了。 ⒌ 钢铁的腐蚀与防护。
条件 现象 结果 实例 本质 联系 金属的 防护 电化学腐蚀（吸氧腐蚀） 不纯金属或合金与电解质 溶液接触构成微小原电池 有微弱电流产生 活泼金属被腐蚀 较不活泼金属得到保护 负极： 正极： 金属原子失去电子被氧化而损耗 两种腐蚀同时发生，但电化腐蚀较化学腐蚀普遍，钢铁以吸氧腐蚀常见 ①改变金属内部结构，如制成不锈钢；②在金属表面覆盖保护层，如电镀、涂油、喷漆、搪瓷、镀氧化膜（致密），目的使金属制品与周围物质隔开；③电化学保护法（被保护金属作为原电池的正极或电解池的阴极） 化学腐蚀 金属跟接触物质（多为非电解质） 直接反应 无电流产生 各种金属都有可能被腐蚀 2Fe+3Cl2=2FeCl3（某些工厂）
（二）电解和电镀：把电能转化为化学能，装置必须配有外电源。 ⒈ 电极的判断与电极上的反应。
阳极：与电源正极相连的电极，是发生氧化反应，电子流出的一极；若惰性材料（石墨、Pt、Au 等）作阳极，失电子的是溶液中的阴离子；若非惰性电极（绝大多数金属电极），失电子的是电极本身。
阴极：是与电源负极相连的电极，电极本身不参与反应，电子流入；溶液中的阳离子在阴极上得电子，发生还原反应。
⒉ 电解池中电子由电源负极流向阴极，被向阴极移动的某种阳离子获得，而向阳极移动的某种阴离子或阳极本身在阳极上失电子，电子流向电源正极。 例⒌ 某种蓄电池的充放电过程可表示为：Fe+NiO2+2H2O
Fe(OH)2 +Ni(OH)2，该电
池充电时，阳极是 ，电极反应式为 。
【注意】蓄电池在充电时为电解池，放电时为原电池，其电极的判断最好是利用电极上的反应类型加以分析。
⒊ 放电顺序：主要取决于离子本身的性质，也与溶液浓度、温度、电极材料等有关。 阴极（得电子能力）：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+> K+，但应注意，电镀时通过控制条件（如离子浓度等），Fe2+和Zn2+可以先与H+放电。 阳极（失电子能力）：若阳极材料为金属单质（Pt、Au 除外），则电极本身失去电子（若为合金，金属单质失电子顺序应符合金属活动顺序），而溶液中的阴离子不参与电极反应；若阳极材料为惰性电极，则有S2->I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子及F－等。 例⒍ 填写下表（阳极、阴极均采用惰性电极）。 类型 电解水型 实例 电极反应及特点 总反应 恢复pH 原溶液 NaOH H2SO4 Na2SO4 分解电解质型 放H2生成碱型 放O2生成酸型 HCl CuCl2 NaCl CuSO4
【思考】为什么说电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程？
4. 电解产物的计算：解题依据：相同时间内，串联的电解池各个电极上通过（得或失）的电子数相等。
例⒎ 将质量分数为0.052（5.2%）的NaOH溶液1 L（密度为1.06 g·cm-3）用铂电极电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了0.010（1.0%）时停止电解，则此时溶液中应符合的关系是（ ）
NaOH的质量分数 阳极析出物的质量（g） 阴极析出物的质量（g） 19 152 1.2 9.4 152 19 9.4 1.2 A 0.062 B 0.062 C 0.042 D 0.042 例⒏ 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+SO42-=PbSO4+2e－ 正极PbO2+4H++SO42-+2e－=PbSO4+2H2O，今若制Cl2 0.050 mol，这时电池内消耗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 5.电镀和电解精炼的原理来源于电解，但与通常意义上的电解又有所不同。
⑴电镀时，须用镀层金属作 极，镀件作 极，电镀液中含有 。 电镀过程中，电镀液中金属离子浓度理论上保持不变。
⑵电解精炼制高纯度金属时，须用粗金属作 极，纯金属作 极，电解液中含该金属的离子。
例⒐ 下列关于铜电极的叙述正确的是（ ）
（A）铜锌原电池中铜是正极 （B）用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极 （C）在镀件上电镀铜时，用金属铜作阳极 （D）电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
6.金属腐蚀的快慢：在相同的电解质溶液中，金属腐蚀的快慢一般为：电解池的阳极> 原电池负极> 化学腐蚀> 电解池阴极、原电池正极。
例⒑ 下图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，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
此外，电化学原理还往往用于金属活动性大小的比较。
参考答案： 例1、CD
例2、Cu；3Cu-6e-=3Cu2+；碳棒；8H++2NO3-+6e-=2NO↑+4H2O 练习1、负极：Al 电极反应为2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O 正极：碳棒或Pt等 电极反应为6H2O+6e-=3H2↑+6OH- 练习2、负极：2H2-4e-=4H+（或2H2+4OH--4e-=4H2O）
正极：O2+2H2O+4e-=4OH-（或O2+4H++4e-=4H2O）
注意：电极反应式的写法与电解质溶液的成分（酸性或碱性）有关 练习3、负极：CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O 正极：4H2O+2O2+8e-=8OH-
例3、能形成原电池的有：装置1（为铜锌原电池，电极反应式略）； 装置2（为钢铁吸氧腐蚀的原理，电极反应式略）
装置3（为干电池的工作原理，电极反应式请参阅人教版化学教材） 装置4（与铜锌原电池原理类似，电极反应式略） 例4、D
例5、Ni(OH)2；Ni(OH)2+2OH--2e-=NiO2+2H2O 例6、略 例7、B 例8、C 例9、AC 例10、A
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