原电池与电解池
【知识精讲】
一.原电池
电极构成：负极: 较活泼金属(电子流出的极)；正极: 较不活泼的金属 (或能导电的非金属)(电子流入的极) 电极反应：负极: 氧化反应, 一般是金属失电子；正极: 还原反应,溶液中的阳离子得电子或者氧气得电子(吸氧腐蚀)
溶液中带电粒子移动：阳离子向正极移动；阴离子向负极移动 电解池
电极构成：阳极：与电源正极相连的极；阴极：与电源负极相连的极
电极反应：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
溶液中带电粒子移动：阳离子向阴极移动；阴离子向阳极移动
电池的两极是正、负极, 电解的两极则是阴、阳极。实际上，负极和阳极是起氧化反应的电极; 正极和阴极则是起还原反应的电极。
二. 原电池、电解池、电镀池判定规律
若无外接电源，可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看”。
先看电极：两极为导体且活泼性不同。 再看溶液：两极插入电解质溶液中。 后看回路：形成闭合回路或两极接触。
若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池，其余情况为电解池。
酸、碱、盐溶液电解规律(惰性电极
)
(1)分解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐（如NaOH、H2SO4、K2SO4等）的电解。 阴极：4H++4e－=2H2↑ 阳极：4OH－－4e－=O2↑+2H2O 总反应：2H2O
2H2↑+O2↑
阴极产物：H2；阳极产物：O2。 电解质溶液复原加入物质：H2O。
pH变化情况：原来酸性的溶液pH变小，原来碱性的溶液pH变大，强酸（含氧酸）强碱的正盐溶液pH不变。 （2）分解电解质型：无氧酸（除HF外）、不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）的电解，如HCl、CuCl2等。 阴极：Cu2++2e－=Cu 阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑ 总反应：CuCl2
Cu+Cl2↑
阴极产物：酸为H2，盐为金属；阳极产物：卤素等非金属单质。
电解液复原加入物质为原溶质，如电解CuCl2溶液，需加CuCl2。
pH变化情况：如电解无氧酸溶液pH变大但不会超过7；如为盐溶液的电解则视无氧酸根的情况而定。 （3）放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）溶液的电解，如NaCl、MgBr2等。 阴极：2H++2e－=H2↑ 阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑ 总反应：2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
阴极产物：碱和H2；阳极产物：卤素等非金属单质。电解饱和食盐水的产物分别为NaOH和H2以及Cl2。 电解液复原加入物质为卤化氢。电解饱和食盐水，要使电解质溶液复原需加入HCl。 pH变化情况：电解液pH显著变大
（4）放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐溶液的电解，如CuSO4、AgNO3等。 阴极：2Cu2++4e－=Cu 阳极：4OH－－4e－=O2↑+2H2O 总反应：2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4
阴极产物：析出不活泼金属单质；阳极产物是该盐对应的含氧酸和氧气，本例中分别是Cu以及H2SO4、O2. 电解液复原加入物质为不活泼金属的氧化物（金属价态与原盐中相同）。如电解CuSO4溶液，复原需加入CuO。 pH变化情况：溶液pH显著变小。 三、金属腐蚀与保护
1．吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别
2．金属的防护方法：①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。②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。
③电化学保护法：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。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。
【习题精选】
1. 下列关于实验现象的描述不正确的是
A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B.用锌片做阳极，铁片做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌 C.把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快
答案：C
解析：铜铁是两种活泼性不同的金属，稀硫酸是电解质溶液，三者共同形成原电池，铁片上发生氧化反应；Fe－2e===Fe，铜片上发生还原反应：2H＋2e===2H 2H===H2↑故A选项正确。
B选项中的条件相当于在铁片上镀锌即电镀池，锌片上发生的反应为：Zn－2e===Zn，铁片上发生的反应为：Zn2＋＋2e－===Zn，理论上ZnCl2溶液的浓度不变，故B选项也正确。
Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，故C选项错误。Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑，向其中加入几滴氯化铜溶液后，发生反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，则铜和锌及电解质溶液形成了原电池，发生原电池反应，加快了氢气的放出速率，故D选项也正确。
2. 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；
－
2＋
－
2＋
＋
－
若电解Y和Z共存的溶液时，Y先析出；又知M的氧化性强于Y。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。
3. 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：Ni＋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
解析：电解时，阳极上金属按还原性由强到弱的顺序(Zn＞Fe＞Ni＞Cu＞Pt)发生氧化反应，即Zn－2e==Zn；Fe－2e－==Fe2＋；Ni－2e－==Ni2＋。Cu、Pt还原性比Ni弱，不能失去电子溶解。当阳极上Ni失电子溶解后，它们以单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥。
阴极上金属离子按氧化性由强到弱的顺序（Ni2＋＞Fe2＋＞Zn2＋）发生还原反应，即Ni2＋+2e-==Ni。Fe2＋、Zn2＋比Ni2
＋
-2＋
2＋
－
2＋2＋2＋2＋
氧化性弱，并不在阳极析出，而是留在电解液里。
阳极发生氧化反应，A错误；电解过程中，阳极Zn、Fe、Ni溶解，阴极只有Ni析出，两电极质量的改变不等，B错误；电解液中除Zn、Fe外，还有Ni，C错误。
4.用两支惰性电极插入500mL的AgNO3溶液中，通电电解。当电解质溶液的pH由6.0变为3.0时（设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略），则电极上析出银的质量是（ ） A．27mg B．54mg C．108mg D．216mg
[分析]阳极：4OH－－4e－=O2↑+2H2O ① 阴极：4Ag++4e－=4Ag ②
为了求整个电解反应方程式，须将阳极反应进行一下处理，因为是电解水溶液,尽管实际参与反应的是OH离子，但体系中主要是水，用水直接表示反应会更确切： 2H2O－4e=O2↑+4H+ ③ ②+③得总的电解反应式：4Ag++2H2O
4Ag↓+O2↑+4H+
－
2＋
2＋
2＋
不难推导出：用惰性电极电解AgNO3溶液时，发生的反应为： 4 AgNO3+2H2O
-3
4Ag+ O2↑+4HNO3
因为有HNO3生成，所以pH要变小。生成HNO3的物质的量为(10-3－10-6)×0.5≈0.5×10-3mol，所以析出银的质量为0.5×10mol×108g/mol=54mg 答案：B
5.串联电路中的四个电解池分别装有0.1mol·L-1的下列溶液，用铂电极电解，连接直流电源一段时间后，溶液的pH最小的是（ ）
A．CuCl2 B．NaCl C．AgNO3 D．KNO3
[分析] 电解CuCl2溶液，尽管H+或OH－都没有在阴极或阳极上放电，但由于CuCl2是强酸弱碱盐，水解后溶液呈酸性，因此若CuCl2完全电解后，如果不考虑Cl2溶于水生成HCl和HClO，溶液呈中性，pH增大（实际上由于生成HCl、HClO， 溶液呈微酸性）。电解NaCl溶液H在阴极上放电，阴极附近OH浓度增大；阳极上Cl放电，阳极区域H+、OH－浓度基本不变，因而电解后整个溶液pH会变大，电解AgNO3溶液，阴极Ag+放电；阳极是OH－
放电，阳极区域H浓度变大，溶液pH会显著变小（相当于生成稀HNO3）。电解KNO3实质是电解水，pH不变。 答案：C
6.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：电解稀Na2SO4水溶液，其本质是电解水
b极为阳极：4OH - 4e = 2H2O + O2↑ a极为阴极：4H+ + 4e- = 2H2↑
a极逸出气体为氢气，b极逸出气体为氧气，二者都是无色无味的气体，且a极氢气的体积是b极氧气的体积的2倍，则A、B均错误；a极氢离子得电子，所以a极附近氢氧根离子浓度增大，遇石蕊试液变蓝；b极氢氧根离子放电，致使b极附近氢离子浓度增大，遇石蕊试液变红色，则C错，D正确。 答案：D
--
【同步练习】
一、单选
1．下列关于能量转换的认识中不正确的是（ ）
A．电解水生成氢气和氧气时，电能转化成化学能 B．煤燃烧时化学能主要转变成热能 C．绿色植物光合作用过程中太阳能转变成化学能 D．白炽灯工作时电能全部转变成光能 2．在理论上可用于设计原电池的化学反应是（ ）
A．2Al(s)十2NaOH(aq)+2H2O(1)＝2NaAlO2(aq)+3H2(g)；△H
B．Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)＝BaCl2(aq)+2NH3·H2O(aq)+8H2O(1)；△H >0 C．CaC2(s)+2H2O(1)→Ca(OH)2(s)+C2H2(g)；△H 0
3．在如图所示的装置中，a的金属性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是（ ）
A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大 B．a是正极，b是负极
C．导线中有电子流动，外电路中，电子从a极到b极 D．a极上发生了氧化反应
4．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）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为1∶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HgNO3 D．硝酸亚汞的分子式为Hg2(NO3)2
5．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O
3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列叙述不正确的是
A. 放电时负极反应为：Zn－2e-＋2OH- ＝Zn(OH)2
2—
B. 充电时阳极反应为：Fe(OH)3－3e-＋5OH-＝FeO4＋4H2O C. 放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化 D. 放电时正极附近溶液的碱性增强 6．下列叙述正确的是
A．在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应
B．用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1：2 C．用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子转移，则生成1 molNaOH D．镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀 7．关于铅蓄电池的说法正确的是
A．在放电时，正极发生的反应是 Pb(s) +SO4(aq)= PbSO4(s) +2eB．在放电时，该电池的负极材料是铅板
2—
—
C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
D．在充电时，阳极发生的反应是 PbSO4(s)+2e—= Pb(s)+ SO42—
(aq)
8．镍镉（Ni—Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放
电按下式进行：Cd + 2NiOOH + 2H2O
Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是
A．充电时阳极反应：Ni(OH)2 －e— + OH- == NiOOH + H2O
B．充电过程是化学能转化为电能的过程 C．放电时负极附近溶液的碱性不变
-D．放电时电解质溶液中的OH向正极移动
9．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，电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为：Ag++e-=Ag③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
10．天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时LiCoO2中Li被氧化，Li迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中，以LiC6表示。电池反应为LiCoO2＋C6
＋
CoO2＋LiC6，下列说法正确的是
A．充电时，电池的负极反应为LiC6－e－ = Li＋＋C6
B．放电时，电池的正极反应为CoO2＋Li＋e = LiCoO2
C．羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质
D．锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低
11．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附近分别滴加几滴石蕊溶液。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
C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
12．甲、乙、丙三个烧杯中分别装有稀硫酸、氯化铜溶液、饱和食盐水，把用导线连接的锌片和铜片插入甲，把分别与直流电源正、负极相连的C1、C2插入乙，把分别与直流电源正、负极相连的C3、铁片插入丙。则下列叙述正确的是（ ）
A．甲、丙中是化学能转变为电能，乙中是电能转变为化学能
B．C1、C2分别是阳极、阴极，锌片、铁片上都发生氧化反应 C．C1和C3放出的气体相同，铜片和铁片放出的气体也相同 D．甲、乙中溶液的PH值逐渐升高，丙中溶液的PH值逐渐减小
13．将氢气、甲烷、乙醇等物质在氧气中燃烧时的化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池。燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池能量利用率可高达80%（一般柴油发电机只有40%左右），产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是 ( ) ．．
A．上述燃料电池的负极反应材料是氢气、甲烷、乙醇等物质
B．氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供宇航员使用 C．乙醇燃料电池的电解质常用KOH，该电池的负极反应为C2H5OH－12e＝2CO2↑＋3H2O D．甲烷燃料电池的正极反应为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
14．固体氧化物燃料电池（SOFC）以固体氧化物作为电解质，其工作原理如图所示。下列关于固体燃料电池的有关说法正确的是（ ）
－
＋
－
固体氧化物燃料电池的工作原理示意图
A.电极b为电池负极，电极反应式为O2+4e— ==2O2— B.固体氧化物的作用是让电子在电池内部通过
C.若H2作为燃料气，接触面上发生的反应为： H2+2OH——2e—=2H2O D.若C2H4作为燃料气，接触面上发生的反应为：C2H4+6O—12e=2CO2+2H2O 二、双选:
15．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铜作阳极 C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极 D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极 16．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是
A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镶层仍能对铁制品起保护作用
C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法 D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
放电
2—
—
17．LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：FePO4
+Li充电 LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li＋导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是
A．可加入硫酸以提高电解质的导电性 B．放电时电池内部Li＋向负极移动 C．充电过程中，电池正极材料的质量减少 D．放电时电池正极反应为：FePO4+Li+e=LiFePO4
18．有一种锂电池，用金属锂和石墨作电极材料，电解质溶液是由四氯铝锂溶解在亚硫酰氯（SOCl2）中形成，电池总反应方程式为：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S，已知亚硫酰氯和AlCl3·6H2O混合共热蒸干，可制得无水AlCl3，则下列叙述正确的是 ( )
A．电解质溶液中混入水，对电池反应无影响 B．金属锂作电池的负极，石墨作电池的正极 C．电池工作过程中，SOCl2 被还原为Li2SO3
D．电池工作过程中，负极消耗锂与正极区析出的S的质量之比为7：8
19．右图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为：2CH3OH+3O22CO3+6H2O
+
-
（1）请回答图中甲、乙两池的名称。甲电池是 装置，乙池是 装置。
（2）请回答下列电极的名称：通入CH3OH的电极名称是 ，B（石墨）电极的名称是 。 （3）写出电极反应式： 通入O2的电极的电极反应式是 。A（Fe）电极的电极反应式为 ，
（4）乙池中反应的化学方程式为 。
（5）当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2 mL（标准状况下）
原电池与电解池
【知识精讲】
一.原电池
电极构成：负极: 较活泼金属(电子流出的极)；正极: 较不活泼的金属 (或能导电的非金属)(电子流入的极) 电极反应：负极: 氧化反应, 一般是金属失电子；正极: 还原反应,溶液中的阳离子得电子或者氧气得电子(吸氧腐蚀)
溶液中带电粒子移动：阳离子向正极移动；阴离子向负极移动 电解池
电极构成：阳极：与电源正极相连的极；阴极：与电源负极相连的极
电极反应：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
溶液中带电粒子移动：阳离子向阴极移动；阴离子向阳极移动
电池的两极是正、负极, 电解的两极则是阴、阳极。实际上，负极和阳极是起氧化反应的电极; 正极和阴极则是起还原反应的电极。
二. 原电池、电解池、电镀池判定规律
若无外接电源，可能是原电池，然后依据原电池的形成条件分析判定，主要思路是“三看”。
先看电极：两极为导体且活泼性不同。 再看溶液：两极插入电解质溶液中。 后看回路：形成闭合回路或两极接触。
若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池或电镀池。当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池，其余情况为电解池。
酸、碱、盐溶液电解规律(惰性电极
)
(1)分解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐（如NaOH、H2SO4、K2SO4等）的电解。 阴极：4H++4e－=2H2↑ 阳极：4OH－－4e－=O2↑+2H2O 总反应：2H2O
2H2↑+O2↑
阴极产物：H2；阳极产物：O2。 电解质溶液复原加入物质：H2O。
pH变化情况：原来酸性的溶液pH变小，原来碱性的溶液pH变大，强酸（含氧酸）强碱的正盐溶液pH不变。 （2）分解电解质型：无氧酸（除HF外）、不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）的电解，如HCl、CuCl2等。 阴极：Cu2++2e－=Cu 阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑ 总反应：CuCl2
Cu+Cl2↑
阴极产物：酸为H2，盐为金属；阳极产物：卤素等非金属单质。
电解液复原加入物质为原溶质，如电解CuCl2溶液，需加CuCl2。
pH变化情况：如电解无氧酸溶液pH变大但不会超过7；如为盐溶液的电解则视无氧酸根的情况而定。 （3）放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）溶液的电解，如NaCl、MgBr2等。 阴极：2H++2e－=H2↑ 阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑ 总反应：2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
阴极产物：碱和H2；阳极产物：卤素等非金属单质。电解饱和食盐水的产物分别为NaOH和H2以及Cl2。 电解液复原加入物质为卤化氢。电解饱和食盐水，要使电解质溶液复原需加入HCl。 pH变化情况：电解液pH显著变大
（4）放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐溶液的电解，如CuSO4、AgNO3等。 阴极：2Cu2++4e－=Cu 阳极：4OH－－4e－=O2↑+2H2O 总反应：2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4
阴极产物：析出不活泼金属单质；阳极产物是该盐对应的含氧酸和氧气，本例中分别是Cu以及H2SO4、O2. 电解液复原加入物质为不活泼金属的氧化物（金属价态与原盐中相同）。如电解CuSO4溶液，复原需加入CuO。 pH变化情况：溶液pH显著变小。 三、金属腐蚀与保护
1．吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别
2．金属的防护方法：①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。②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。
③电化学保护法：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。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。
【习题精选】
1. 下列关于实验现象的描述不正确的是
A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
B.用锌片做阳极，铁片做阴极，电解氯化锌溶液，铁片表面出现一层锌 C.把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁
D.把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快
答案：C
解析：铜铁是两种活泼性不同的金属，稀硫酸是电解质溶液，三者共同形成原电池，铁片上发生氧化反应；Fe－2e===Fe，铜片上发生还原反应：2H＋2e===2H 2H===H2↑故A选项正确。
B选项中的条件相当于在铁片上镀锌即电镀池，锌片上发生的反应为：Zn－2e===Zn，铁片上发生的反应为：Zn2＋＋2e－===Zn，理论上ZnCl2溶液的浓度不变，故B选项也正确。
Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，故C选项错误。Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑，向其中加入几滴氯化铜溶液后，发生反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，则铜和锌及电解质溶液形成了原电池，发生原电池反应，加快了氢气的放出速率，故D选项也正确。
2. 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；
－
2＋
－
2＋
＋
－
若电解Y和Z共存的溶液时，Y先析出；又知M的氧化性强于Y。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。
3. 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：Ni＋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
解析：电解时，阳极上金属按还原性由强到弱的顺序(Zn＞Fe＞Ni＞Cu＞Pt)发生氧化反应，即Zn－2e==Zn；Fe－2e－==Fe2＋；Ni－2e－==Ni2＋。Cu、Pt还原性比Ni弱，不能失去电子溶解。当阳极上Ni失电子溶解后，它们以单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥。
阴极上金属离子按氧化性由强到弱的顺序（Ni2＋＞Fe2＋＞Zn2＋）发生还原反应，即Ni2＋+2e-==Ni。Fe2＋、Zn2＋比Ni2
＋
-2＋
2＋
－
2＋2＋2＋2＋
氧化性弱，并不在阳极析出，而是留在电解液里。
阳极发生氧化反应，A错误；电解过程中，阳极Zn、Fe、Ni溶解，阴极只有Ni析出，两电极质量的改变不等，B错误；电解液中除Zn、Fe外，还有Ni，C错误。
4.用两支惰性电极插入500mL的AgNO3溶液中，通电电解。当电解质溶液的pH由6.0变为3.0时（设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略），则电极上析出银的质量是（ ） A．27mg B．54mg C．108mg D．216mg
[分析]阳极：4OH－－4e－=O2↑+2H2O ① 阴极：4Ag++4e－=4Ag ②
为了求整个电解反应方程式，须将阳极反应进行一下处理，因为是电解水溶液,尽管实际参与反应的是OH离子，但体系中主要是水，用水直接表示反应会更确切： 2H2O－4e=O2↑+4H+ ③ ②+③得总的电解反应式：4Ag++2H2O
4Ag↓+O2↑+4H+
－
2＋
2＋
2＋
不难推导出：用惰性电极电解AgNO3溶液时，发生的反应为： 4 AgNO3+2H2O
-3
4Ag+ O2↑+4HNO3
因为有HNO3生成，所以pH要变小。生成HNO3的物质的量为(10-3－10-6)×0.5≈0.5×10-3mol，所以析出银的质量为0.5×10mol×108g/mol=54mg 答案：B
5.串联电路中的四个电解池分别装有0.1mol·L-1的下列溶液，用铂电极电解，连接直流电源一段时间后，溶液的pH最小的是（ ）
A．CuCl2 B．NaCl C．AgNO3 D．KNO3
[分析] 电解CuCl2溶液，尽管H+或OH－都没有在阴极或阳极上放电，但由于CuCl2是强酸弱碱盐，水解后溶液呈酸性，因此若CuCl2完全电解后，如果不考虑Cl2溶于水生成HCl和HClO，溶液呈中性，pH增大（实际上由于生成HCl、HClO， 溶液呈微酸性）。电解NaCl溶液H在阴极上放电，阴极附近OH浓度增大；阳极上Cl放电，阳极区域H+、OH－浓度基本不变，因而电解后整个溶液pH会变大，电解AgNO3溶液，阴极Ag+放电；阳极是OH－
放电，阳极区域H浓度变大，溶液pH会显著变小（相当于生成稀HNO3）。电解KNO3实质是电解水，pH不变。 答案：C
6.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：电解稀Na2SO4水溶液，其本质是电解水
b极为阳极：4OH - 4e = 2H2O + O2↑ a极为阴极：4H+ + 4e- = 2H2↑
a极逸出气体为氢气，b极逸出气体为氧气，二者都是无色无味的气体，且a极氢气的体积是b极氧气的体积的2倍，则A、B均错误；a极氢离子得电子，所以a极附近氢氧根离子浓度增大，遇石蕊试液变蓝；b极氢氧根离子放电，致使b极附近氢离子浓度增大，遇石蕊试液变红色，则C错，D正确。 答案：D
--
【同步练习】
一、单选
1．下列关于能量转换的认识中不正确的是（ ）
A．电解水生成氢气和氧气时，电能转化成化学能 B．煤燃烧时化学能主要转变成热能 C．绿色植物光合作用过程中太阳能转变成化学能 D．白炽灯工作时电能全部转变成光能 2．在理论上可用于设计原电池的化学反应是（ ）
A．2Al(s)十2NaOH(aq)+2H2O(1)＝2NaAlO2(aq)+3H2(g)；△H
B．Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)＝BaCl2(aq)+2NH3·H2O(aq)+8H2O(1)；△H >0 C．CaC2(s)+2H2O(1)→Ca(OH)2(s)+C2H2(g)；△H 0
3．在如图所示的装置中，a的金属性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是（ ）
A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大 B．a是正极，b是负极
C．导线中有电子流动，外电路中，电子从a极到b极 D．a极上发生了氧化反应
4．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）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为1∶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HgNO3 D．硝酸亚汞的分子式为Hg2(NO3)2
5．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为：3Zn＋2K2FeO4＋8H2O
3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4KOH，下列叙述不正确的是
A. 放电时负极反应为：Zn－2e-＋2OH- ＝Zn(OH)2
2—
B. 充电时阳极反应为：Fe(OH)3－3e-＋5OH-＝FeO4＋4H2O C. 放电时每转移3 mol电子，正极有1 mol K2FeO4被氧化 D. 放电时正极附近溶液的碱性增强 6．下列叙述正确的是
A．在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应
B．用惰性电极电解Na2SO4溶液，阴阳两极产物的物质的量之比为1：2 C．用惰性电极电解饱和NaCl溶液，若有1 mol电子转移，则生成1 molNaOH D．镀层破损后，镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀 7．关于铅蓄电池的说法正确的是
A．在放电时，正极发生的反应是 Pb(s) +SO4(aq)= PbSO4(s) +2eB．在放电时，该电池的负极材料是铅板
2—
—
C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小
D．在充电时，阳极发生的反应是 PbSO4(s)+2e—= Pb(s)+ SO42—
(aq)
8．镍镉（Ni—Cd）可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放
电按下式进行：Cd + 2NiOOH + 2H2O
Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是
A．充电时阳极反应：Ni(OH)2 －e— + OH- == NiOOH + H2O
B．充电过程是化学能转化为电能的过程 C．放电时负极附近溶液的碱性不变
-D．放电时电解质溶液中的OH向正极移动
9．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，电流由铜电极流向银电极 ②正极反应为：Ag++e-=Ag③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
10．天津是我国研发和生产锂离子电池的重要基地。锂离子电池正极材料是含锂的二氧化钴(LiCoO2)，充电时LiCoO2中Li被氧化，Li迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳(C6)中，以LiC6表示。电池反应为LiCoO2＋C6
＋
CoO2＋LiC6，下列说法正确的是
A．充电时，电池的负极反应为LiC6－e－ = Li＋＋C6
B．放电时，电池的正极反应为CoO2＋Li＋e = LiCoO2
C．羧酸、醇等含活泼氢的有机物可用作锂离子电池的电解质
D．锂离子电池的比能量(单位质量释放的能量)低
11．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附近分别滴加几滴石蕊溶液。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
C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色 D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色
12．甲、乙、丙三个烧杯中分别装有稀硫酸、氯化铜溶液、饱和食盐水，把用导线连接的锌片和铜片插入甲，把分别与直流电源正、负极相连的C1、C2插入乙，把分别与直流电源正、负极相连的C3、铁片插入丙。则下列叙述正确的是（ ）
A．甲、丙中是化学能转变为电能，乙中是电能转变为化学能
B．C1、C2分别是阳极、阴极，锌片、铁片上都发生氧化反应 C．C1和C3放出的气体相同，铜片和铁片放出的气体也相同 D．甲、乙中溶液的PH值逐渐升高，丙中溶液的PH值逐渐减小
13．将氢气、甲烷、乙醇等物质在氧气中燃烧时的化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池。燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。此种电池能量利用率可高达80%（一般柴油发电机只有40%左右），产物污染也少。下列有关燃料电池的说法错误的是 ( ) ．．
A．上述燃料电池的负极反应材料是氢气、甲烷、乙醇等物质
B．氢氧燃料电池常用于航天飞行器，原因之一是该电池的产物为水，经过处理之后可供宇航员使用 C．乙醇燃料电池的电解质常用KOH，该电池的负极反应为C2H5OH－12e＝2CO2↑＋3H2O D．甲烷燃料电池的正极反应为O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
14．固体氧化物燃料电池（SOFC）以固体氧化物作为电解质，其工作原理如图所示。下列关于固体燃料电池的有关说法正确的是（ ）
－
＋
－
固体氧化物燃料电池的工作原理示意图
A.电极b为电池负极，电极反应式为O2+4e— ==2O2— B.固体氧化物的作用是让电子在电池内部通过
C.若H2作为燃料气，接触面上发生的反应为： H2+2OH——2e—=2H2O D.若C2H4作为燃料气，接触面上发生的反应为：C2H4+6O—12e=2CO2+2H2O 二、双选:
15．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铜作阳极 C．在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极 D．电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极 16．下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是
A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗
B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镶层仍能对铁制品起保护作用
C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用了牺牲阳极的阴极保护法 D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连以保护它不受腐蚀
放电
2—
—
17．LiFePO4电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车。电池反应为：FePO4
+Li充电 LiFePO4，电池的正极材料是LiFePO4，负极材料是石墨，含Li＋导电固体为电解质。下列有关LiFePO4电池说法正确的是
A．可加入硫酸以提高电解质的导电性 B．放电时电池内部Li＋向负极移动 C．充电过程中，电池正极材料的质量减少 D．放电时电池正极反应为：FePO4+Li+e=LiFePO4
18．有一种锂电池，用金属锂和石墨作电极材料，电解质溶液是由四氯铝锂溶解在亚硫酰氯（SOCl2）中形成，电池总反应方程式为：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S，已知亚硫酰氯和AlCl3·6H2O混合共热蒸干，可制得无水AlCl3，则下列叙述正确的是 ( )
A．电解质溶液中混入水，对电池反应无影响 B．金属锂作电池的负极，石墨作电池的正极 C．电池工作过程中，SOCl2 被还原为Li2SO3
D．电池工作过程中，负极消耗锂与正极区析出的S的质量之比为7：8
19．右图是一个化学过程的示意图。已知甲池的总反应式为：2CH3OH+3O22CO3+6H2O
+
-
（1）请回答图中甲、乙两池的名称。甲电池是 装置，乙池是 装置。
（2）请回答下列电极的名称：通入CH3OH的电极名称是 ，B（石墨）电极的名称是 。 （3）写出电极反应式： 通入O2的电极的电极反应式是 。A（Fe）电极的电极反应式为 ，
（4）乙池中反应的化学方程式为 。
（5）当乙池中A（Fe）极的质量增加5.40g时，甲池中理论上消耗O2 mL（标准状况下）