原电池和电解池
1．原电池和电解池的比较：
装置 实例
原电池
电解池
使氧化还原反应中电子作定向移动，从而形成
原理
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。
①电极：两种不同的导体相连；
形成条件
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
反应类型
①电源； ②电极（惰性或非惰性） ；
③电解质（水溶液或熔化态） 。
自发的氧化还原反应 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。 负极： Zn-2e-=Zn 2+
+
-
非自发的氧化还原反应 由外电源决定：
阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极； 阴极： Cu 2+ +2e- = Cu
--
电极名称
电极反应
（氧化反应） （还原反应）
电子流向 电流方向 能量转化
应用
正极： 2H +2e =H2 ↑（还原反应） 负极 → 正极 正极 → 负极 化学能 → 电能 ②实用电池。
阳极： 2Cl -2e =Cl 2↑ （氧化反应）
电源负极 → 阴极；阳极 → 电源正极 电源正极 → 阳极；阴极 → 电源负极
电能 →化学能
①①抗金属的电化腐蚀；
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 ⑸根据电解液内离子移动的方向判断 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：
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+SO4 2-- 2e-=PbSO4
→ 正极。
：阴离子 → 移向负极；氧离子 → 移向正极。
M-n e-=M 如： Zn-2 e- =Zn
n+ 2+
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，
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
如燃料电池 CH4-O2(C 作电极 )电解液为 KOH ：负极： CH 4+10OH-8 e -=C0 32- +7H 2O
O 反正还原反应
- 2
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 O 2+4O2+4e=2HO
4．化学腐蚀和电化腐蚀的区别
化学腐蚀
金属直接和强氧化剂接触
无电流产生
电化腐蚀
不纯金属，表面潮湿 因原电池反应而腐蚀
有电流产生
使较活泼的金属腐蚀
一般条件 反应过程 有无电流 反应速率
结果
电化腐蚀类型
条件 正极反应 负极反应
氧化还原反应，不形成原电池。
电化腐蚀＞化学腐蚀
使金属腐蚀 吸氧腐蚀
水膜酸性很弱或呈中性 O2 + 4e- + 2H 2O == 4OH -
Fe － 2e-==Fe2+
5．吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别
析氢腐蚀 水膜酸性较强 2H+ + 2e -==H 2↑ Fe － 2e-==Fe2+
发生在某些局部区域内
腐蚀作用 是主要的腐蚀类型，具有广泛性
考点解说
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 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 ①外加电源的阴极保
电化学保
在金
: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：
＋
外加负极材料，构成原电池，被保护的金属作正极 7。常见实用电池的种类和特点 ⑴干电池（属于一次电池） ②电极反应 负极： Zn-2e -=Zn 2+
＋
①结构：锌筒、填满 MnO 2 的石墨、溶有 NH 4Cl 的糊状物。酸性电解质：
正极： 2NH 4 ++2e-=2NH 3+H 2
NH 3 和 H2 被 Zn2、 MnO 2 吸收： MnO 2+H 2=MnO+H 2O,Zn 2 ＋ 4NH 3 =Zn(NH 3)4 碱性电解质：（ KOH电解质）
--
2
电极反应 负极： Zn+2OH-2e =Zn(OH)2
正极： 2MnO 2+2H 2O+2e-=2MnOOH+ Zn (OH)2
Zn+ MnO 2 +2H 2O-=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。 ② A. 放电反应
2-
负极： Pb-2e-+ SO4 2- = PbSO4
原电池正极： PbO2 +2e-+4H + +
SO4 = PbSO4 + 2H 2O
-B.充电反应 阴极： PbSO4 +2e= Pb+ SO4
2-
电解池
2-
阳极： PbSO4 -2e + 2H 2O = PbO 2 +4H+ + SO 4
===
放电 充电
-
总式： Pb + PbO2 + 2H 2SO4
2PbSO4 + 2H 2O
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： I 2 +2e- = 2I -
B MnO 2 做正极时：
总式： 2Li + I 2 = 2LiI
负极： 2Li-2e -
= 2Li+
正极： MnO 2+e- = MnO 2 -
:心脏起搏器，手机电池，电脑电池。
总 Li +MnO 2 = Li MnO 2
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
⑷A. 氢氧燃料电池 ①
结构：石墨、石墨、 KOH 溶液。
负极： H2- 2e-+ 2OH- = 2H 2O
正极： O2 + 4e- + 2H 2O = 4OH - 总式： 2H 2+O 2=2H 2O
。若相互反应的物质是溶液，则需要盐桥
②电极反应
（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） （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 电极反应：铝是负极
石墨是正极
20～ 50 倍。
4Al-12e -== 4Al 3+； 3O 2+6H 2O+12e-==12OH -
8．电解池的阴阳极判断：
⑴由外电源决定：阳极：连电源的正极； ⑵根据电极反应 : 氧化反应 → 阳极
阴极：连电源的负极；
；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
9.电解时电极产物判断：
⑴阳极： 如果电极为活泼电极，
如果电极为惰性电极，
Ag 以前的，则电极失电子，被氧化被溶解， C、Pt、Au 、 Ti 等，则溶液中阴离子失电子，
-2+
Zn-2e =Zn
4OH -- 4e-= 2H 2O+ O 2
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+ Ag + 10．电解、电离和电镀的区别电解
条件
电离
电镀
受直流电作用
阴阳离子定向移动，在 两极发生氧化还原反应
电解
CuCl 2 ==== Cu＋ Cl 2
受热或水分子作用 阴阳离子自由移动， 无明 显的化学变化
CuCl 2==Cu
2+
受直流电作用
用电解的方法在金属表面镀上一层金
实质
属或合金
-
实例
+2Cl ˉ
阳极 Cu － 2e- = Cu
2+
2+
关系
阴极 Cu +2e = Cu
先电离后电解，电镀是电解的应用
11．电镀铜、精炼铜比较
电镀铜
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 阳极 Cu － 2e- = Cu 2+ 阴极 Cu
2+
+2e
精炼铜
形成条件
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： Zn - 2e - = Zn2+
Cu - 2e- = Cu 2+ 等
-
= Cu
阴极： Cu2+ + 2e - = Cu 溶液中溶质浓度减小
溶液变化 电镀液的浓度不变
（用惰性电极电解） ：
12．电解方程式的实例
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）
CuCl 2= Cu +Cl 2↑ 2HCl=H ↑ +Cl↑
溶液酸碱性变化
CuCl 2 HCl Na2SO4 H2SO4 NaOH NaCl
2Cl --2e-=Cl 2↑
↑ -
2Cl -
-2e =Cl 2
Cu2+ +2e-= Cu
↑ 2H + -
—— 酸性减弱
不变
+2e =H 2
2
2
4OH --4e-=2H 2O+O 2↑ 2H ++2e-=H 2↑
2H2O=2H 2↑ +O2↑ 2H2O=2H 2↑ +O2↑
4OH -4e =2H 2O+O 2↑
--
- -
2H +2e =H 2↑ 2H ++2e-=H 2↑
2+
+ -
消耗水，酸性增强
4OH --4e-=2H 2O+O 2↑ 2H ++2e-=H 2↑ 2Cl -2e=Cl 2↑
-
-
-
2H2O=2H 2↑ +O2↑ 消耗水，碱性增强
↑ +Cl↑+ +
2NaCl+2H 2O=H 2 H 放电，碱性增强 2
2NaOH 2CuSO4+2H 2O=2Cu+ O2 ↑
+2H
CuSO4
4OH -4e =2H 2O+O 2↑ Cu +2e = Cu
SO4
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：
电解
+
-
阳极： 4OH -4e =2H 2O+O 2↑ 催化作用）。
阴极： 2H +2e =H 2↑ 总反应： 2H 2O==== 2H 2↑ + 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
2↑
⑵电解电解质：无氧酸（
阳极： 2Cl- 2↑ -
-2e =Cl
HF 除外）、不活泼金属的无氧酸盐，如
阴极： Cu 2+ -
CuCl 2
+2e = Cu 总反应：
CuCl = Cu +Cl
2
⑶放氢生成碱型：活泼金属的无氧酸盐（ 阳极： 2Cl- -2e-=Cl 2↑
F 化物除外）如 NaCl
阴极： 2H ++2e- =H2↑
总反应： 2NaCl+2H 2O=H 2↑ +Cl2↑ +2NaOH
公式：电解质 +H 2O→ 碱 + H 2↑+非金属
+2H
⑷放氧省酸型：不活泼金属的含氧酸盐，如 CuSO4
阳极： 4OH --4e-=2H 2O+O 2↑ 阴极： Cu2+ +2e-= Cu
总反应： 2CuSO4+2H 2O=2Cu+ O 2↑
SO4
公式：电解质 +H 2O→ 酸 + O2↑+金属
电解
解 NaCl 溶液： 2NaCl+2H 2O ====H 2 ↑ +Cl2↑ +2NaOH，溶质、溶剂均发生电解反应，
8．电解原理的应用
PH 增大
A、电解饱和食盐水（氯碱工业）
⑴反应原理
阳极： 2Cl- - 2e-==
Cl 2↑
电解
阴极： 2H+ + 2e -== H 2↑总反应： 2NaCl+2H 2O====
H2↑ +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
图 20-1
（离子交换膜法）
①食盐水的精制：粗盐（含泥沙、 ②电解生产主要过程（见图
Ca2+、 Mg 2+、 Fe3+、 SO42- 等） → 加入 NaOH 溶液 →加入 BaCl2 溶液 →加入
Na 2CO3 溶液 → 过滤 → 加入盐酸 → 加入离子交换剂 (NaR)
20-1）： NaCl 从阳极区加入， H2O 从阴极区加入。阴极
离平衡，使 OH -浓度增大， OH -和 Na+形成 NaOH 溶液。
B、电解冶炼铝
NaOH 过滤
2 +
3-
H+ 放电，破坏了水的电
⑴原料：（ A）、冰晶石： Na3AlF 6=3Na +AlF 6
铝土矿 ——→ NaAlO
（ B）、氧化铝：
——→
过滤
CO2
Al(OH) 3 —→ Al 2O3
△
⑵ 原理
阳极 阴极
2OAl2
＋－－ 4e- =O2↑
电解
3 +3e- =Al
总反应： 4Al 3++6O2ˉ====4Al+3O 2↑ ⑶ 设备：电解槽（阳极
定时补充。
C、阴极 Fe） 因为阳极材料不断地与生成的氧气反应：
C+O2 → CO+CO 2，故需
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 阴极
2+
Zn－ 2eˉ = Zn
Zn 2++2e ˉ =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
应。⑷ 电镀液中加氨水或
D、电解冶炼活泼金属
反应，形成 “阳极泥 ”。
Na、 Mg 、 Al 等。
H+和 OHˉ一般不起反
NaCN 的原因：使 Zn2+离子浓度很小，镀速慢，镀层才能致密、光亮。
E、电解精炼铜：粗铜作阳极，精铜作阴极，电解液含有
Cu 2+。铜前金属先反应但不析出，铜后金属不
