日积月累|原电池电解池解析

基础知识

一．关于原电池和电解池两极的名称

1.正负极

（1）原电池原电池的两极习惯上称为正负极，这实际上是物理名称，本质上是根据电子或电流的流向定义的。学生如果容易混淆，可联系日常生活中的电池记忆，是一个比较好的方法。但须注意的是，在金属防护中有一个“牺牲阳极的阴极保护法”，不要记错。理解原电池的正负极如下几点：

①可以是两种活泼性不同的金属电极。
②可以是金属与非金属（如石墨），如化学电源中。
③也可以都是惰性电极（如燃料电池）。
④还可以是金属和金属氧化物（如铅蓄电池），而电解质则既可以是某电解质的水溶液，也可能是熔融盐。 

（2）对于正、负极的判断 ：

负极：

①电子流出的一极（本质）

②电流流入的一极

③金属性相对较活泼的一极（注意Al电极）

④发生氧化反应的一极

⑤阴离子移向的一极

⑥被腐蚀的一极

⑦质量减小的一极

⑧燃料气体在其上面失电子的一极

⑨根据电极反应现象等。

正极：

①电子流入的一极（本质）

②电流流出的一极

③金属性相对较不活泼的一极

④发生还原反应的一极

⑤阳离子移向的一极

⑥被保护的一极

⑦产生气体获析出金属的一极

⑧助燃气体在其上面得电子的一极

⑨根据电极反应现象等。

2.判断电解池的电极名称与电极反应的关系

电解池的两极习惯上称作阴、阳极，这实际上是化学名称，本质上根据外接电源或电解质溶液中阴、阳离子的移动方向确定的名称，即所谓的“阴阳结合”。阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动。可以用四个字概括：阳——氧，阴——还；实际上只须记“阳氧”两个字就可以了，其它的可以推理。 

二．关于电极反应式的书写 

在电化学的学习中要紧紧抓住原电池和电解池的不同本质（自发和非自发）。

1.对于原电池，电极反应式和总反应式的书写方法一般是：

第一步：判断正负极；

第二步：根据负极及溶液中离子参加反应情况确定电极反应；

第三步：将电极反应相加得总反应式。

原电池的“加和法”必须掌握，有了这一法宝，对于任何一个原电池反应，只要先写出易写的一极反应式，用总反应式减去其中一极的反应式，就可得另一极的反应式（注意电荷守恒）。

2.对于电解池，电极反应和总反应式的书写方法一般是：

第一步：确定电极的材料及阴阳极；

第二步：根据电极材料和溶液介质情况分析判断电极反应；

第三步：将电极反应相加得总反应式（注意有水被电解时的情况）。

三．电解规律及应用

1.电解规律

（1）惰性电极电解酸、碱、盐溶液，就可以分为电解水型（例NaOH）、分解电解质型（例CuCl2）、放H2生碱型（例NaCl）、放O2生酸型（例CuSO4）等。如果上述方法不容易记忆容易混 淆，不妨干脆就重点记住常见阴阳离子的放电按顺序（借助氧化还原知识更容易记），用到时现推导即可。

（2）阴阳离子的放电按顺序：

阳极：金属阳极（Au、Pt 除外）＞S2－＞I－＞ Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根离子和F－。

阴极：Ag＋＞Hg＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞Pb2＋＞H＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋。

上述放电顺序分成四组，即“阴前离子和阴后离子，氢前离子和氢后离子”，然后两两组合成可溶于水的电解质，分析电解时的阴阳极放电情况，就不难总结出电解规律。

（3）规律：

①位于前边的还原性强的微粒优先失去电子。只要有水，含氧酸根离子和F-就不能失去电子。若阳极是活泼或较活泼金属时，一般是电极的金属失去电子，而不是电解液中阴离子放电。

②阳离子放电，其顺序大体可参照金属活动顺序来推断。位于金属活动顺序表后面的金属，其对应的阳离子越易得到电子： 即位于前边的氧化性强的微粒优先得到电子。只要有水，一般H+后面的离子不能得到电子。

③一般电解规律（惰性电极）可以概括为：

阳极：无卤（I2、Br2、Cl2）有氧
阴极：前氢后金（氢前析氢，氢后析金） 

需要特别注意的是电解一定要看好阳极材料，若是活泼金属则是该金属放电。

2．电解后电解质溶液的复原

到底加入何物质能够复原？例如电解CuSO4溶液，为什么要加CuO而不是Cu(OH)2？要从一个个的个例中总结出规律———加入适量阴阳两极产物的化合物。总的来讲，就是既要考虑“质”又要考虑“量”。这样，就不难理解电解CuSO4溶液，为什么要加CuO而不是Cu(OH)2了。那是“消耗什么加什么，消耗多少加多少”，加显然多加了氢。

3．电解的计算是一个重点应用问题 

其常用的解题方法可以归结为两种：

一是根据电解方程式或电极反应式列比例求解；二是利用各电极、线路中转移的电子数目守恒列等式求解（此法较为简便）。

关键是电子守恒，特别要注意：

①电极和电极名称要区分清楚

②电极产物要判断准确

③找准各产物间量的关系

四．金属的腐蚀与防护

金属的腐蚀与防护也多与电化学有关，要注意结合电化学的相关原理及图像加以分析应用，尽量多发掘生活中常见的例子加以巩固理解。
  
总结金属腐蚀的快慢判断方法： 

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；

同一种金属腐蚀：强电解质＞弱电解质＞非电解质溶液。相反地，金属腐蚀的防护措施优劣顺序：外加电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞化学防护＞无防腐蚀措施。

经典例题

1.下列叙述中正确的是 （  ）

A ．任何化学反应都能设计成原电池

B ．任何氧化还原反应都能设计成原电池 

C ．原电池反应一定是氧化还原反应

D ．两个不同的金属电极插入到电解质溶液中就能形成原电池

2.下列叙述正确的是（  ）

A ．反应AlCl 3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl ＋2H 2O ，可以设计成原电池 

B ．Zn 和稀硫酸反应时，加入少量CuSO 4溶液能加快产生H 2的速率

C ．把Fe 片和Cu 片放入稀硫酸中，并用导线把二者相连，观察到Cu 片上产生大量气泡，说明Cu 与H 2SO 4能发生反应而Fe 被钝化 

D ．金属镀层破损后，镀锌铁比镀锡铁更易被腐蚀 

答案：1.C   2.C

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