1．原電池和電解池的比較：

裝置	原電池	電解池
實例
原理
形成條件	①電極：兩種不同的導(dǎo)體相連； ②電解質(zhì)溶液：能與電極反應(yīng)。	①電源； ②電極(惰性或非惰性)； ③電解質(zhì)(水溶液或熔化態(tài))。
反應(yīng)類型	自發(fā)的氧化還原反應(yīng)	非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)
電極名稱	由電極本身性質(zhì)決定： 正極：材料性質(zhì)較不活潑的電極； 負(fù)極：材料性質(zhì)較活潑的電極。	由外電源決定： 陽極：連電源的正極； 陰極：連電源的負(fù)極；
電極反應(yīng)	負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+　 (氧化反應(yīng)) 正極：2H++2e-=H2↑(還原反應(yīng))	陰極：Cu2+ +2e- = Cu　 (還原反應(yīng)) 陽極：2Cl--2e-=Cl2↑　 (氧化反應(yīng))
電子流向
電流方向
能量轉(zhuǎn)化
應(yīng)用	①抗金屬的電化腐蝕； ②實用電池。	①電解食鹽水(氯堿工業(yè))；②電鍍(鍍銅)；③電冶(冶煉Na、Mg、Al)；④精煉(精銅)。

2.知道電解在氯堿工業(yè)、精煉銅、電鍍、電冶金等方面的應(yīng)用。認(rèn)識電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的實際意義。

知識梳理

1.通過電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的探究活動，了解電解池工作原理，能正確書寫電解池的陰、陽極的電極反應(yīng)式及電解反應(yīng)方程式。

2． 原電池的原理

負(fù)極----較活潑的金屬---　　　 電子------發(fā)生　　 反應(yīng)

正極----較不活潑的金屬----　　 電子----發(fā)生　　 反應(yīng)

試題枚舉

[例1]下列敘述中正確的是

A．構(gòu)成原電池正極和負(fù)極的材料必須是兩種金屬。

B．由銅、鋅作電極與硫酸銅溶液組成的原電池中銅是負(fù)極。

C．馬口鐵(鍍錫鐵)破損時與電解質(zhì)溶液接觸錫先被腐蝕。

D．銅鋅原電池工作時，若有13克鋅被溶解，電路中就有0.4mol電子通過。

解析： 兩種活動性不同的金屬與電解質(zhì)溶液能夠組成原電池，但不能因此說構(gòu)成原電池電極的材料一定都是金屬，例如鋅和石墨電極也能跟電解質(zhì)溶液組成原電池。在原電池中，活動金屬中的電子流向不活動的電極，因此活動金屬是負(fù)極。鍍錫鐵表皮破損后與電解質(zhì)溶液組成原電池，鐵較錫活潑，鐵先失電子被腐蝕。銅鋅原電池工作時，鋅負(fù)極失電子，電極反應(yīng)為Zn –2e==Zn²⁺，1molZn失去2mol電子,0.2mol鋅(質(zhì)量為13克)被溶解電路中有0.4mol電子通過。故選D。

答案：D

[例2]把A、B、C、D四塊金屬泡在稀H₂SO₄中，用導(dǎo)線兩兩相連可以組成各種原電池。若A、B相連時，A為負(fù)極；C、D相連，D上有氣泡逸出；A、C相連時A極減輕；B、D相連，B為正極。則四種金屬的活潑性順序由大到小排列為

A．A＞B＞C＞D　　　 B．A＞C＞B＞D 　　 C．A＞C＞D＞B　　　 D．B＞D＞C＞A 　　　　　　　　　　

解析：金屬組成原電池，相對活潑金屬失去電子作負(fù)極，相對不活潑金屬作正極。負(fù)極被氧化質(zhì)量減輕，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，有物質(zhì)析出，由題意得活潑性　　A＞B、A＞C、C＞D 、D＞B，故正確答案為B。

答案：B

[例3]電子計算機(jī)所用鈕扣電池的兩極材料為鋅和氧化銀，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，其電極反應(yīng)是： Zn + 2 OH^- -2e＝ZnO + H₂O 　　　　　　 Ag₂O +H₂O + 2e＝2Ag +2 OH^-　

下列判斷正確的是

A．鋅為正極，Ag₂O為負(fù)極。 B．鋅為負(fù)極，Ag₂O為正極。

C．原電池工作時，負(fù)極區(qū)溶液PH減小。 D．原電池工作時，負(fù)極區(qū)溶液PH增大。

解析：本題考查原電池和PH的概念。

原電池中失去電子的極為負(fù)極，所以鋅為負(fù)極，Ag₂O為正極。B是正確答案。因為　　　　　　 Zn + 2 OH^- -2e＝ZnO + H₂O ，負(fù)極區(qū)域溶液中[OH^-] 不斷減少，故PH減小，所以C也正確。故選B、C。

答案：BC

[變式]化學(xué)電池在通訊、交通及日常生活中有著廣泛的應(yīng)用。

(1)目前常用的鎳(Ni)鎘(Cd)電池，其電池總反應(yīng)可以表示為：Cd+2NiO(OH)+2H₂O

　 2Ni(OH)₂+Cd(OH)₂已知Ni(OH)₂和Cd(OH)₂均難溶于水但能溶于酸，

以下說法中正確的是　

①以上反應(yīng)是可逆反應(yīng)　　 ②以上反應(yīng)不是可逆反應(yīng)

③充電時化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋　　　　　　　　　　　　　?④放電時化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/p>

A．①③　　　　　　　　　　　　　 B．②④　　　　　　　　　 C．①④　　　　　　　　　 D．②③

(2)．廢棄的鎳鎘電池已成為重要的環(huán)境污染物，有資料表明一節(jié)廢鎳鎘電池可以使一平方米面積的耕地失去使用價值。在酸性土壤中這種污染尤為嚴(yán)重。這是因為　 　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(3)．另一種常用的電池是鋰電池(鋰是一種堿金屬元素，其相對原子質(zhì)量為7)，由于它的比容量(單位質(zhì)量電極材料所能轉(zhuǎn)換的電量)特別大而廣泛應(yīng)用于心臟起搏器，一般使用時間可長達(dá)十年。它的負(fù)極用金屬鋰制成，電池總反應(yīng)可表示為：Li+MnO₂→LiMnO₂試回答：鋰電池比容量特別大的原因是　　　　　　　　　　　　　　　 　　。鋰電池中的電解質(zhì)溶液需用非水溶劑配制，為什么這種電池不能使用電解質(zhì)的水溶液？請用化學(xué)方程式表示其原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

答案：(1)B　 (2)Ni(OH)₂和Cd(OH)₂能溶于酸性溶液。

(3)鋰的摩爾質(zhì)量小；2Li+2H₂O→2LiOH+H₂↑

　 電解池原理

考點聚焦

2.能正確書寫原電池的正、負(fù)極的電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式。

知識梳理

　1：組成原電池的條件。

①　　 有兩種活性不同的金屬(或一種是非金屬導(dǎo)體)。

②　　 電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。

③　　 兩電極相連形成閉合電路。

1.通過進(jìn)行化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的探究活動，了解原電池工作原理.

①不能與H⁺共存的離子有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 、

②不能與OH^-共存的離子有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 、

③不能與HCO₃^-共存的離子有　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、

④不能與Al³⁺共存的離子有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 、

⑤不能與AlO₂^-共存的離子有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 、

⑥不能與Fe³⁺共存的離子有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 、

⑦不能與Fe²⁺共存的離子有　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　、

⑧不能與ClO^-共存的離子有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 、

試題枚舉

[例1] (2006江蘇，13)下列敘述正確的是

A．0.1mol·L^－1氨水中，c(OH^-)==c(NH₄⁺)

B．10 mL 0.02mol·L^－1HCl溶液與10 mL 0.02mol·L^－1Ba(OH)₂溶液充分混合,若混合后溶液的體積為20 mL，則溶液的pH=12

C．在0.1mol·L^－1CH₃COONa溶液中，c(OH^-)==c(CH₃COOH)+c(H⁺)

D．0.1mol·L^－1某二元弱酸強(qiáng)堿鹽NaHA溶液中，c(Na⁺)==2c(A^2-)+c(HA^-)+c(H₂A)

解析：NH₃·H₂O是弱電解質(zhì)，它本身電離所產(chǎn)生的兩種離子濃度相等，得氨水中的部分OH^-來自于H₂O的電離，所以c(OH^-)>c(NH₄⁺)，A錯；B項中酸堿中和反應(yīng)后，

pH=-lgC(H⁺)=-lg(10^-14/10^-12)=12，B正確；根據(jù)鹽的消解規(guī)律，可以判斷C正確；D項中因鈉元素的離子與A原子的物質(zhì)的量之比為1∶1，對應(yīng)關(guān)系應(yīng)該為c(Na⁺)=c(A^2-)+c(HA^-)+c(H₂A)，D錯。

答案：BC

[例2] (2006四川，12)25℃時，將稀氨水逐滴加入到稀硫酸中，當(dāng)溶液的PH＝7時，下列關(guān)系正確的是

A．c(NH₄⁺)==c(SO₄^2－)　　　　　 B．c(NH₄⁺)>c(SO₄^2－)

C．c(NH₄⁺)<c(SO₄^2－)　　　　　 D．c(OH^－)+c(SO₄^2－)==c(H⁺)+c(NH₄⁺)

解析： 氨水與稀硫酸反應(yīng)，至溶液呈中性，即c(H⁺)=c(OH^-)；根據(jù)電荷守恒有：c(NH₄⁺)+c(H⁺)=c(OH^-)+2c(SO₄^2-),則D錯;將前兩個等式融合得, c(NH₄⁺)=2c(SO₄^2-),則A錯,B對,C錯。

答案： B

[例3] 已知0.1 mol·L^－1的二元酸H₂A溶液的pH=4.0，則下列說法正確的是(　　　 )

A．在Na₂A、NaHA兩溶液中，離子種類不相同

B．在溶質(zhì)物質(zhì)的量相等的Na₂A、NaHA兩溶液中，陰離子總數(shù)相等

C．在NaHA溶液中一定有：c(Na⁺)+c(H⁺)=c(HA^－)+c(OH^－)+2c(A^2－)

D．在Na₂A溶液中一定有：c(Na⁺)＞c(A^2－)＞c(H⁺)＞c(OH^－)

解析：0.1 mol·L^－1的強(qiáng)酸pH＝1.0，0.1 mol·L^－1的H₂A溶液pH＝4.0，說明它是一種弱酸。Na₂A發(fā)生水解A^2－+H₂OHA^－+OH^－和HA^－+H₂OH₂A+OH^－，溶液中存在HA^－、A^2－、H⁺、OH^－；NaHA發(fā)生水解HA^－+H₂OH₂A+OH^－和電離HA^－H⁺+A^2－，溶液中存在HA^－、A^2－、H⁺、OH^－，所以兩溶液中離子種類相同，A不正確。

物質(zhì)的量相等的Na₂A和NaHA因為存在上述水解、電離等過程，陰離子數(shù)量發(fā)生變化，所以陰離子總量不相等，B不正確。

由電荷守恒可知c(Na⁺)+c(H⁺)=c(HA^－)+c(OH^－)+2c(A^2－)，C正確。Na₂A溶液顯堿性，c(OH^－)＞c(H⁺)，D不正確。

答案： C

[例4] 化合物SOCl₂是一種液態(tài)化合物，沸點77 ℃。在盛有10 mL水的錐形瓶中，小心地滴加8-10滴SOCl₂，可觀察到劇烈反應(yīng)，液面上有白霧形成，并有帶刺激性氣味的氣體逸出。該氣體可使滴有品紅試液的濾紙褪色。輕輕振蕩錐形瓶，等白霧消失后，往溶液中滴加AgNO₃溶液，有不溶于HNO₃的白色凝乳狀沉淀析出。

(1)根據(jù)上述實驗，寫出SOCl₂和水反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________。

(2)AlCl₃溶液蒸干灼燒得不到無水AlCl₃，而用SOCl₂與AlCl₃·6H₂O混合共熱，可得到無水AlCl₃，原因是________________。

解析：水解的本質(zhì)是化合物中帶正電的基團(tuán)結(jié)合水中電離產(chǎn)生的OH^－，而帶負(fù)電部分結(jié)合水中電離產(chǎn)生的H⁺。據(jù)題給信息分析，產(chǎn)生的刺激性氣體應(yīng)是SO₂，它是由SO²⁺結(jié)合OH^－轉(zhuǎn)化成H₂SO₃，而另一帶負(fù)電的Cl^－結(jié)合水電離的H⁺生成HCl，與AgNO₃反應(yīng)生成白色的AgCl沉淀。

答案： (1)SOCl₂+H₂O====SO₂↑+2HCl　

(2)因為蒸干AlCl₃溶液時，由于AlCl₃水解生成的HCl易揮發(fā)，而得到Al(OH)₃，但當(dāng)與SOCl₂混合共熱時，由于SOCl₂極易吸水，防止了AlCl₃的水解，有關(guān)的化學(xué)方程式為6SOCl₂+AlCl₃·6H₂O====6SO₂↑+AlCl₃+12HCl

[例5]用酚酞、石蕊、0.1mol/L氨水、氯化銨晶體、0.1mol/L鹽酸、熟石灰和蒸餾水，若僅用上述試劑怎樣用簡單實驗方法證明氨水是弱堿？并指出是通過什么途徑證明氨水是弱堿的？

解析：證明氨水是弱堿，可通過兩條途徑：一是證明氨水中存在電離平衡，如方案(1)。另一是證明NH₄⁺作為弱堿陽離子能破壞水的電離平衡發(fā)生水解反應(yīng)，如方案(2)、(3)。

答案： 方案(1)取少量氨水，滴加酚酞，溶液呈紅色，然后向其中加人少量CH₃COONH₄晶體，振蕩，可看到紅色變淺，說明氨水中存在電離平衡，氨水為弱堿。

　　　 方案(2)取少量NH₄Cl晶體溶于水，滴加石蕊試液，溶液顯紅色，說明NH₄⁺水解生成了NH₃·H₂O和HCl，從而破壞了水的電離平衡，亦說明氨水是弱堿。

　　　 方案(3)將 0.1mol/L NH₃· H₂O與0.1mol/L鹽酸等體積混合，再滴加石蕊試劑，溶液顯紅色，說明NH₄⁺水解破壞了水的電離平衡，從而說明氨水是弱堿。

[變式]解釋說明化學(xué)事實：向盛有少量Mg(OH)₂ 懸濁液培養(yǎng)皿中加入適量的飽和氯化銨溶液�，F(xiàn)象　　　　　　　　　　　 　　　　　

討論解釋其原因：同學(xué)甲：實驗中存在Mg(OH)₂的溶解、結(jié)晶平衡： Mg(OH)₂(固) Mg²⁺+2OH^-。當(dāng)加入NH₄Cl時，由于NH₄⁺水解，NH₄⁺+H₂ONH₃·H₂O+H⁺，使溶液呈酸性。H⁺+OH^-=H₂O，從而使溶液中[OH^-]減小，促進(jìn)Mg(OH)₂溶解，使溶液澄清。同學(xué)乙：實驗中加入NH₄Cl后，溶液中NH₄⁺可與OH^-結(jié)合從而使Mg(OH)₂的溶解平衡右移使溶液澄清。甲、乙同學(xué)的兩種解釋誰的更有道理？　　　　　　　　　　　 通過實驗來進(jìn)一步驗證：　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　。為什么乙更合理？

答案： Mg(OH)₂溶解，使溶液澄清；乙同學(xué)的解釋合理；向盛有少量Mg(OH)₂懸濁液的培養(yǎng)皿中加入CH₃COONH₄ 固體，觀察懸濁液是否變澄清。CH₃COONH₄屬弱酸弱堿鹽，雖強(qiáng)烈水解但溶液呈中性。同時，CH₃COONH₄溶液中也有大量NH₄⁺，若Mg(OH)₂沒有溶解，說明甲同學(xué)的解釋正確。若Mg(OH)₂溶解，則說明乙同學(xué)的解釋正確；因為Mg(OH)₂比 NH₃· H₂O的堿性強(qiáng)。

Ⅰ.判斷溶液的酸堿性：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

Ⅱ.判斷不同弱電解質(zhì)的相對強(qiáng)弱：　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

Ⅲ.比較溶液中離子濃度：

①同一溶液中不同離子濃度：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 、

②不同溶液中相同離子濃度：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

Ⅳ.解釋某些化學(xué)現(xiàn)象及在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用：　　　　　　　　　　　 。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

⑴電荷守恒：電解質(zhì)溶液中陰、陽離子所帶的正、負(fù)電荷數(shù)相等，即溶液不顯電性。如磷酸溶液中，c (H⁺)= c (OH^-)+ c(H₂PO₄^-)+2 c(HPO₄^2-)+3 c(PO₄^3-)

⑵物料守恒：就是電解質(zhì)溶液中某一組分的原始濃度(起始濃度)應(yīng)該等于它在溶液中各種存在形式的濃度之和。如0.1mol/L的NaHS溶液，0.1= c (HS^-)+ c (S^2-)+ c (H₂S)或

c (Na⁺)= c (HS^-)+ c (S^2-)+ c (H₂S)

⑶原理守恒：水電離的特征是c (H⁺)= c (OH^-)，據(jù)此可以得出下列關(guān)系如在K₂CO₃溶液中：c (OH^-)= c (H⁺)+ c (HCO₃^-)+2(H₂CO₃)(也稱質(zhì)子守恒)

例題：分別以①H₂S②NaHS③Na₂S為例離子濃度的守恒關(guān)系:

⑴物料守恒①　　　　　　　　　　　　　　　 、

②　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　③　　　　　　　　　　　　　　　

⑵電荷守恒：①　　　　　　　　　　　 ②　　　　　　　　　　　　　　　　　 　

③　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

⑶質(zhì)子守恒：①　　　　　　　　　　　 ②　　　　　　　　　　　　　

③　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　。

①多元弱酸溶液，根據(jù)多步電離分析，如在H₃PO₄的溶液中，c (H⁺)>c(H₂PO₄^-)>c(HPO₄^2-)>c(PO₄^3-)

②多元弱酸的正鹽溶液根據(jù)弱酸根的分步水解分析，如Na₂CO₃的溶液中，c (Na⁺)>c(CO₃^2-)>c(OH^-)>c(HCO₃^-)

③不同溶液中同一離子濃度的比較，要看溶液中其他離子對其影響的因素。如在相同的物質(zhì)的量濃度的下列各溶液中a、NH₄Cl　　 b、CH₃COONH₄　　　 c、NH₄HSO₄。c(NH₄⁺)由大到小的順序是 c>a>b。

④ 混合溶液中各離子濃度的比較，要進(jìn)行綜合分析，如電解因素、水解因素等。

分別以H₂S、NaHS、Na₂S為例：

①離子濃度的大小比較：H₂S　　　　　　 　　　　　　　　　　　、NaHS　　　　　　　　　　　　 、Na₂S　　　　　　　　　　　　　 。