易錯點1 不理解原電池和電解池的形成條件
【分析】
1.原電池的概念及構(gòu)成條件
(1)概念和反應(yīng)本質(zhì)：原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其本質(zhì)是能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)
(2)原電池的形成條件
①能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)
②兩個金屬活動性不同的電極(燃料電池的兩個電極可以相同)
③形成閉合回路，需滿足三個條件：
a.存在電解質(zhì)；b.兩電極直接或間接接觸；c.兩電極插入電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中
2.電解池的構(gòu)成
(1)與電源相連的兩個電極：與電源正極相連的電極是陽極，在陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)；與電源負(fù)極相連的電極是陰極，在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)
(2)電解質(zhì)溶液(或熔融的電解質(zhì))
(3)形成閉合回路
易錯點2 不會判斷原電池的正、負(fù)極
【分析】
沿導(dǎo)線
判斷原電池正、負(fù)極的5種方法
(1)根據(jù)電極反應(yīng)或總反應(yīng)方程式來判斷
作還原劑、失電子、化合價升高、發(fā)生氧化反應(yīng)的電極是負(fù)極
作氧化劑、得電子、化合價降低、發(fā)生還原反應(yīng)的電極是正極
(2)根據(jù)外電路中電子流向或電流方向來判斷
電子流出或電流流入的一極負(fù)極；電子流入或電流流出的一極正極
(3)根據(jù)內(nèi)電路(電解質(zhì)溶液中)中離子的遷移方向來判斷
陽離子向正極移動；陰離子向負(fù)極移動
(4)根據(jù)原電池的兩電極材料來判斷
兩種金屬(或金屬與非金屬)組成的電極，若它們都與(或都不與)電解質(zhì)溶液單獨能反應(yīng)，則較活潑的金屬作負(fù)極；若只有一種電極與電解質(zhì)溶液能反應(yīng)，則能反應(yīng)的電極作負(fù)極
(5)根據(jù)電極現(xiàn)象來判斷
工作后，電極質(zhì)量減少，說明該電極金屬溶解，失去電子變成金屬離子，該電極為負(fù)極；電極質(zhì)量增加或不變，說明溶液中的陽離子在該電極放電生成金屬單質(zhì)或溶液中的陽離子得電子，該電極為正極
易錯點3 不會正確書寫原電池的電極反應(yīng)式
【分析】
1.電極反應(yīng)遵循的三個守恒
(1)得失電子守恒
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①失電子電荷數(shù)為＋m；得電子電荷數(shù)為－n
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②元素的化合價每升高一價，則元素的原子就會失去一個電子
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③元素的化合價每降低一價，則元素的原子就會得到一個電子
(2)電荷守恒：電極反應(yīng)左、右兩邊的正電荷和負(fù)電荷數(shù)相等
(3)原子守恒(質(zhì)量守恒)：電極反應(yīng)左、右兩邊同種原子的原子個數(shù)一定相等
2、電極反應(yīng)的書寫方法
(1)拆分法：針對比較簡單的原電池可以采取拆分法，先確定原電池的正、負(fù)極，列出正、負(fù)極上反應(yīng)的物質(zhì)，并標(biāo)出相同數(shù)目電子的得失
a．寫出原電池的總反應(yīng)，如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
b．把總反應(yīng)按氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)拆分為兩個半反應(yīng)，注明正、負(fù)極，并依據(jù)質(zhì)量守恒、電荷守恒及電子得失守恒配平兩個半反應(yīng)：
正極：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
負(fù)極：Cu－2e－===Cu2＋
【微點撥】注意負(fù)極反應(yīng)生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存。若不共存，則電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)寫入負(fù)極反應(yīng)式中
(2)加減法：正、負(fù)極反應(yīng)相加得到電池反應(yīng)的離子方程式。反之，若能寫出已知電池的總反應(yīng)的離子方程式，可以減去較易寫出的電極反應(yīng)式，從而得到較難寫出的電極反應(yīng)式
復(fù)雜電極反應(yīng)式===總反應(yīng)式—簡單的電極反應(yīng)式
a．寫出總反應(yīng)，如Li＋LiMn2O4===Li2Mn2O4
b．寫出其中容易寫出的一個半反應(yīng)(正極或負(fù)極)，如
負(fù)極：Li－e－===Li＋
c．利用總反應(yīng)式與上述的一極反應(yīng)式相減，即得另一個電極的反應(yīng)式，即
正極：LiMn2O4＋Li＋＋e－===Li2Mn2O4
(3)“三步法”書寫電極反應(yīng)——按順序書寫：以“甲醇——氧氣——KOH溶液”為例
【微點撥】
①該法書寫電極是各寫各的電極，因此正負(fù)極電子數(shù)可能不相等，所以最后再用最小公倍數(shù)寫出總方程式
②若為酸性介質(zhì)，先補H+，另一邊補H2O；若為堿性介質(zhì)，先補OH—，另一邊補H2O
= 3 \* GB3 ③有機物中化合價處理方法：“氧－2，氫＋1，最后算碳化合價”，并且要注意溶液環(huán)境與產(chǎn)物之間的反應(yīng)，堿性環(huán)境下，C元素最終產(chǎn)物應(yīng)為CO32－
= 4 \* GB3 ④水溶液中不能出現(xiàn)O2－；堿性溶液反應(yīng)物、生成物中均無H+；酸性溶液反應(yīng)物、生成物中均無OH－，中性溶液反應(yīng)物中無H+ 和OH－
易錯點4 電解時電極產(chǎn)物的判斷
【分析】
1.電解時電極產(chǎn)物的判斷
①陽極產(chǎn)物的判斷：陽極吸引的是陰離子，比較陰離子還原性的大小
首先看電極材料，是惰性電極還是活性電極，若陽極材料為活性電極(Fe、Cu)等金屬，則陽極反應(yīng)為電極材料失去電子，電極被溶解變成離子而進(jìn)入溶液，溶液中的陰離子不能失電子；若陽極材料為惰性電極(Pt、石墨)，則根據(jù)陰離子的放電順序來判斷：
陽極(陰離子放電順序)：金屬(Au、Pt除外)電極>S2－>SO32－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根離子
②陰極產(chǎn)物的判斷：陰極吸引的是陽離子，比較陽離子氧化性的大小
直接根據(jù)陽離子的放電順序進(jìn)行判斷陽離子放電順序
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸電離的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(指水電離的)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
2.陰、陽極放電后的產(chǎn)物
易錯點5 電解池中電解質(zhì)溶液的情況分析
【分析】
惰性電極電解電解質(zhì)溶液的情況分析
(1)電解溶質(zhì)
(2)電解溶質(zhì)和溶劑水，生成H2和堿
(3)電解溶質(zhì)和溶劑水，生成H2和堿
(4)電解溶劑水
易錯點6 電解精煉銅過程中的除雜
【分析】
易錯點7 析氫腐蝕和吸氧腐蝕的區(qū)別與判斷
【分析】
易錯點8 有關(guān)電化學(xué)的計算
【分析】
1.計算類型
電解的相關(guān)計算包括兩極產(chǎn)物的定量計算(如質(zhì)量、氣體的體積、某元素的化合價、溶液的pH及物質(zhì)的量濃度等)
2.電解計算的依據(jù)
(1)陽極失去的電子數(shù)＝陰極得到的電子數(shù)
(2)串聯(lián)電路中通過各電解池的電子總數(shù)相等
(3)電源輸出的電子總數(shù)和電解池中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)相等
3.電解計算的方法
(1)根據(jù)電子守恒法計算：用于串聯(lián)電路、陰陽兩極產(chǎn)物、正負(fù)兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路上轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等
(2)根據(jù)總反應(yīng)式計算：先寫出電極反應(yīng)式，再寫出總反應(yīng)式，最后根據(jù)總反應(yīng)式列比例式計算
(3)根據(jù)關(guān)系式計算：根據(jù)得失電子守恒的關(guān)系建立已知量與未知量之間的橋梁，建立計算所需的關(guān)系式
以通過4 ml e－為橋梁可構(gòu)建如下關(guān)系式：
(式中M為金屬，n為其離子的化合價數(shù)值)
易錯點9 離子交換膜的類型和應(yīng)用
【分析】
1.離子交換膜的類型
(1)陽離子交換膜——只允許陽離子和水分子通過，阻止陰離子和氣體通過
(2)陰離子交換膜——只允許陰離子和水分子通過，阻止陽離子和氣體通過
(3)質(zhì)子交換膜——只允許H＋和水分子通過
2.離子交換膜類型的判斷——根據(jù)電解質(zhì)溶液呈電中性的原則，判斷膜的類型
1．（2022·廣東卷）以熔融鹽為電解液，以含和等的鋁合金廢料為陽極進(jìn)行電解，實現(xiàn)的再生。該過程中
A．陰極發(fā)生的反應(yīng)為B．陰極上被氧化
C．在電解槽底部產(chǎn)生含的陽極泥D．陽極和陰極的質(zhì)量變化相等
2．（2023·北京海淀·統(tǒng)考二模）甲、乙同學(xué)分別用如圖所示裝置驗證鐵的電化學(xué)防腐原理，相同時間后繼續(xù)進(jìn)行實驗。
實驗①：甲同學(xué)分別向Ⅰ、Ⅱ中Fe電極附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液，Ⅰ中產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，Ⅱ中無沉淀。
實驗②：乙同學(xué)分別?、瘛ⅱ蛑蠪e電極附近溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，Ⅰ、Ⅱ中均無沉淀。
下列說法正確的是
A．Ⅰ是犧牲陽極保護(hù)法，正極反應(yīng)式為
B．Ⅱ為外加電流陰極保護(hù)法，F(xiàn)e電極與外接電源的正極相連
C．由實驗①中Ⅰ、Ⅱ現(xiàn)象的差異，推測K3[Fe(CN)6]在Ⅰ中氧化性強于Ⅱ
D．由實驗可知，兩種保護(hù)法均能保護(hù)，且Ⅱ保護(hù)得更好
3．（2022·廣東·模擬預(yù)測）習(xí)近平總書記提出我國要在2030年實現(xiàn)“碳達(dá)峰”， 2060年前實現(xiàn)“碳中和"。某科研小組用電化學(xué)方法將轉(zhuǎn)化為CO實現(xiàn)再利用，轉(zhuǎn)化的基本原理如圖所示。下列說法不正確的是
A．該裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
B．M上的電極反應(yīng)方程式為2H2O-4e-=O2↑+4H+
C．工作一段時間后，N電極室中的溶液pH增大
D．當(dāng)轉(zhuǎn)化2mlCO2時，外電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA
4．（2022·安徽黃山·二模）羥基自由基(·OH)是自然界中氧化性僅次于氟的氧化劑。我國科學(xué)家設(shè)計了一種能將苯酚氧化為CO2和H2O的原電池-電解池組合裝置(如下圖所示)，該裝置能實現(xiàn)發(fā)電、環(huán)保二位一體。下列說法錯誤的是
A．b極為負(fù)極，d極為陽極
B．b電極區(qū)每產(chǎn)生3mlCO2，c電極區(qū)溶液質(zhì)量減輕14g
C．d電極的電極反應(yīng)式：H2O-e-=·OH+H+
D．工作時，如果II室中Na+、Cl? 數(shù)目都減小，則M為陽離子交換膜
5．（2023·全國乙卷）室溫鈉-硫電池被認(rèn)為是一種成本低、比能量高的能源存儲系統(tǒng)。一種室溫鈉-硫電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。將鈉箔置于聚苯并咪唑膜上作為一個電極，表面噴涂有硫黃粉末的炭化纖維素紙作為另一電極。工作時，在硫電極發(fā)生反應(yīng)：S8+e-→S，S+e-→S，2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx
下列敘述錯誤的是
A．充電時Na+從鈉電極向硫電極遷移
B．放電時外電路電子流動的方向是a→b
C．放電時正極反應(yīng)為：2Na++S8+2e-→Na2Sx
D．炭化纖維素紙的作用是增強硫電極導(dǎo)電性能
6．（2023·山東淄博·校聯(lián)考二模）微生物燃料電池碳氮聯(lián)合去除的氮轉(zhuǎn)化系統(tǒng)原理如圖所示。下列說法錯誤的是
A．a(chǎn)極電勢低于b極
B．離子交換膜是質(zhì)子交換膜
C．a(chǎn)、b兩極生成和的物質(zhì)的量之比為5∶4
D．好氧微生物反應(yīng)器中反應(yīng)的離子方程式為
7．（2023·新課標(biāo)卷）一種以和為電極、水溶液為電解質(zhì)的電池，其示意圖如下所示。放電時，可插入層間形成。下列說法錯誤的是

A．放電時為正極
B．放電時由負(fù)極向正極遷移
C．充電總反應(yīng)：
D．充電陽極反應(yīng)：
8．（2023·山東濟寧·統(tǒng)考二模）某濃差電池的裝置如圖所示，該電池使用前先將K與M連接一段時間，K再與N連接，當(dāng)正負(fù)電極室中溶液的濃度相等時，電池將停止放電。下列說法錯誤的是
A．K與M連接時，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.1ml電子時，乙室溶液質(zhì)量減少17g
B．K與N連接時，甲室的電極反應(yīng)式為
C．若換成陽離子交換膜，電池將不能正常使用
D．K分別與M、N連接時，在電解質(zhì)溶液中的移動方向相反
9．（2022·陜西西安·二模）據(jù)文獻(xiàn)報道，一種新型的微生物脫鹽電池的裝置如圖所示，關(guān)于該電池裝置說法正確的是
A．Y為陰離子選擇性交換膜
B．左室溶液堿性增強
C．負(fù)極反應(yīng)是CH3COO- +2H2O-8e-=2CO2 ↑+7H+
D．轉(zhuǎn)移2 ml電子，海水脫去氯化鈉的質(zhì)量是58.5 g
10．（2023·湖北卷）我國科學(xué)家設(shè)計如圖所示的電解池，實現(xiàn)了海水直接制備氫氣技術(shù)的綠色化。該裝置工作時陽極無生成且KOH溶液的濃度不變，電解生成氫氣的速率為。下列說法錯誤的是

A．b電極反應(yīng)式為
B．離子交換膜為陰離子交換膜
C．電解時海水中動能高的水分子可穿過PTFE膜
D．海水為電解池補水的速率為
11．（2023·廣東·統(tǒng)考二模）利用介質(zhì)耦合微生物電化學(xué)系統(tǒng)與電催化還原系統(tǒng)，既能凈化廢水，又能向高附加值產(chǎn)物轉(zhuǎn)化，其工作原理示意圖如圖a和圖b所示，下列說法錯誤的是
A．圖a裝置和圖b裝置中的都是從左向右移動
B．圖a裝置中甲電極的反應(yīng)式為：
C．圖b裝置中丙電極的電勢比丁電極高
D．圖b裝置中丁電極中每消耗(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為
12．（2022·北京卷）利用下圖裝置進(jìn)行鐵上電鍍銅的實驗探究。
下列說法不正確的是
A．①中氣體減少，推測是由于溶液中減少，且覆蓋鐵電極，阻礙與鐵接觸
B．①中檢測到，推測可能發(fā)生反應(yīng)：
C．隨陰極析出，推測②中溶液減少，平衡逆移
D．②中生成，使得比①中溶液的小，緩慢析出，鍍層更致密
13．（2023·河北石家莊·校聯(lián)考模擬預(yù)測）雙極膜(BP)可以在電場作用下，使水分子快速解離為和，并透過陰、陽離子膜進(jìn)入溶液。用此工藝捕獲煙道氣中的過程如圖所示，已知鹽室中生成實現(xiàn)捕獲，下列說法正確的是
A．捕獲裝置中，陰極反應(yīng)為
B．溶液中的X為
C．交換膜A為陽離子交換膜
D．捕獲1.12L 轉(zhuǎn)化為沉淀，則轉(zhuǎn)移電子2ml
14．（2022·全國甲卷）一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖所示(KOH溶液中，Zn2+以Zn(OH)存在)。電池放電時，下列敘述錯誤的是
A．Ⅱ區(qū)的K+通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移
B．Ⅰ區(qū)的SO通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移
C． MnO2電極反應(yīng)：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
D．電池總反應(yīng)：Zn+4OH-+MnO2+4H+=Zn(OH)+Mn2++2H2O
15．（2022·內(nèi)蒙古包頭·二模）甲池是一種常見的氫氧燃料電池，如下圖所示。一段時間乙池內(nèi)，從D口通入10ml混合氣體，其中含苯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為20%(雜質(zhì)不參與反應(yīng))，C出來的氣體中含苯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為10%的混合氣體(不含H2，該條件下苯、環(huán)己烷都為氣態(tài))，下列說法正確的是
A．甲池中A處為負(fù)極，通入H2
B．乙池中多孔性惰性電極上發(fā)生：+6H++6e-=
C．導(dǎo)線中共傳導(dǎo)12ml電子
D．甲池中H+由G極移向F極，乙池中H+由多孔性惰性電極移向惰性電極
16．（2022·天津·一模）在K2Cr2O7存在下，利用微生物電化學(xué)技術(shù)實現(xiàn)含苯酚廢水的有效處理，同時向外界提供電能，其工作原理如圖所示。下列說法正確的是
A．N極為電池的正極，產(chǎn)生OH-
B．工作一段時間后，NaCl溶液濃度增大
C．M極的電極反應(yīng)為+11H2O-23e-=6CO2↑+23H+
D．處理時，OH-從陰離子交換膜左側(cè)向右側(cè)移動
易錯點1 不理解原電池和電解池的形成條件
易錯點2 不會判斷原電池的正、負(fù)極
易錯點3 不會正確書寫原電池的電極反應(yīng)式
易錯點4 電解時電極產(chǎn)物的判斷
易錯點5 電解池中電解質(zhì)溶液的情況分析
易錯點6 電解精煉銅過程中的除雜
易錯點7 析氫腐蝕和吸氧腐蝕的區(qū)別與判斷
易錯點8 有關(guān)電化學(xué)的計算
易錯點9 離子交換膜的類型和應(yīng)用
觀察鉛蓄電池的正、負(fù)極電極反應(yīng)
負(fù)極反應(yīng)
Pb(s)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)－2e－===PbSO4(s)
正極反應(yīng)
PbO2(s)＋4H＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)＋2e－===PbSO4(s)＋2H2O(l)
總反應(yīng)
Pb(s)＋PbO2(s)＋2H2SO4(aq)2PbSO4(s)＋2H2O(l)
規(guī)律
任何一個電極反應(yīng)等號左、右兩邊一定遵循：得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒
以“甲醇——氧氣——KOH溶液”為例
第一步：得失電子守恒
失電子電荷數(shù)為＋m；得電子電荷數(shù)為－n
負(fù)極的甲醇在堿性環(huán)境中變成CO 32－失去6個電子，寫成－6e－；正極的O2到底是變成了OH－還是H2O，一定是得到4個電子，寫成＋4e－，此步稱之為得、失電子守恒
負(fù)極反應(yīng)：CH3OH－6e－— CO32－；
正極反應(yīng)：O2＋4e－—；
第二步：電荷守恒
此時負(fù)極反應(yīng)左邊的電荷數(shù)為＋6，右邊的電荷數(shù)為－2，電荷顯然不守恒，為了使左、右兩邊電荷守恒必需在左邊配8個OH－；正極反應(yīng)的左邊電荷數(shù)為－4，右邊的電荷數(shù)為0，為了使左、右兩邊電荷守恒必需在右邊配4個OH－，此步稱之為電荷守恒
負(fù)極反應(yīng)：CH3OH—6e—＋8OH－—CO32－；
正極反應(yīng)：O2＋4e－—4OH－；
第三步：原子守恒
觀察負(fù)極反應(yīng)左、右兩邊的原子個數(shù)，C守恒，H、O不守恒，需在右邊配6 個H2O；而正極反應(yīng)H、O不守恒，需在左邊配2個H2O，此步稱之為原子守恒
負(fù)極反應(yīng)：CH3OH—6e－＋8OH－＋6H2O===CO32－；
正極反應(yīng)：O2＋4e－＋2H2O===4OH－；
反應(yīng)物
陰極金屬陽離子(H+)
陽極活性金屬電極
S2－
I－
Br－
Cl－
OH－
產(chǎn)物
金屬(H2)
金屬離子
S
I2
Br2
Cl2
O2、H2O
電解質(zhì)類型
電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式
電解質(zhì)濃度變化
pH
電解質(zhì)溶
液復(fù)原
不活潑金屬無氧酸鹽，如CuCl2
陽極
2Cl－－2e－===Cl2↑
減小
增大
通入HCl
氣體
陰極
Cu2＋＋2e－===Cu
總反應(yīng)式
CuCl2eq \(=====,\s\up7(電解))Cu＋Cl2↑
無氧酸，如HCl
陽極
2Cl－－2e－===Cl2↑
減小
增大
加入CuCl2
固體
陰極
2H＋＋2e－===H2↑
總反應(yīng)式
2HCleq \(=====,\s\up7(電解))H2↑＋Cl2↑
電解質(zhì)
(水溶液)
電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式
電解質(zhì)濃度變化
pH
電解質(zhì)溶
液復(fù)原
活潑金屬的無氧酸鹽(如NaCl)
陽極
2Cl－－2e－===Cl2↑
生成新
電解質(zhì)
增大
通入HCl
氣體
陰極
2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
總反應(yīng)式
2Cl－＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－
電解質(zhì)
(水溶液)
電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式
電解質(zhì)濃度變化
pH
電解質(zhì)溶
液復(fù)原
不活潑金屬的含氧酸鹽(如CuSO4)
陽極
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
生成新
電解質(zhì)
減小
加CuO
或CuCO3
陰極
2Cu2＋＋4e－===2Cu
總反應(yīng)式
2Cu2＋＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(電解))2Cu＋O2↑＋4H＋
電解質(zhì)類型
電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式
電解質(zhì)濃度變化
pH
電解質(zhì)溶
液復(fù)原
含氧酸，如H2SO4
陽極
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
增大
減小
加水
陰極
4H＋＋4e－===2H2↑
總反應(yīng)式
2H2Oeq \(=====,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑
可溶性強堿，如NaOH
陽極
4OH－－4e－===O2↑＋2H2O
增大
增大
加水
陰極
4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－
總反應(yīng)式
2H2Oeq \(=====,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑
活潑金屬含氧酸鹽，如KNO3、Na2SO4
陽極
2H2O－4e－===O2↑＋4H＋
增大
不變
加水
陰極
4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－
總反應(yīng)式
2H2Oeq \(=====,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑
原理
電解精煉粗銅時，通常把純銅作陰極，把粗通板(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)作陽極，用CuSO4溶液作電解質(zhì)溶液，當(dāng)通以直流電時，作為陽極的粗銅逐漸溶解，在陰極上析出純銅，這樣可得符合電氣工業(yè)要求的純度達(dá)99.95%～99.98%的銅
裝置圖
電極反應(yīng)
陽極(粗銅)
Zn－2e－===Zn2＋、Fe－2e－===Fe2＋、Ni－2e—===Ni2+，Cu－2e－===Cu2＋
陰極(純銅)
Cu2＋＋2e－===Cu
如何實現(xiàn)除雜？
在精煉池的陽極，含雜質(zhì)的銅不斷溶解，比銅更活潑的Zn、Fe、Ni等也會失去電子，但Ag、Au等金屬雜質(zhì)由于失去電子能力比Cu弱，難以在陽極溶解，它們會以單質(zhì)的形式沉積在精煉池底，形成“陽極泥”。“陽極泥”經(jīng)分離后可以得到Ag、Au等貴重金屬。在陰極，由于溶液中的Zn2+、Fe2+、Ni2+、H+等離子得到電子的能力均比Cu2+弱，且物質(zhì)的量濃度均比Cu2+小，所以只有Cu2+在陰極獲得電子而析出Cu，這樣，在陰極就得到了純銅。長時間電解后，電解質(zhì)溶液的Cu2+濃度中有所減小，且引入了Zn2+、Fe2+、Ni2+等雜質(zhì)，需定時除去雜質(zhì)
特點
銅的電解精煉時，電解質(zhì)溶液中的Cu2+濃度中有所減小；陽極減少的質(zhì)量和陰極增加的質(zhì)量不相等；陽極失電子總數(shù)和陰極得電子總數(shù)相等
微點撥
電解精煉中，比需要精煉的金屬活潑的雜質(zhì)溶解，而不比需要精煉的金屬活潑的雜質(zhì)會沉積(如：精煉鎳時Cu也會沉積)
類型
析氫腐蝕 (腐蝕過程中不斷有氫氣放出)
吸氧腐蝕 (反應(yīng)過程吸收氧氣)
條件
水膜酸性較強(pH≤4.3)
水膜酸性很弱或呈中性
電極材料及反應(yīng)
負(fù)極(Fe)
Fe－2e－===Fe2＋
Fe－2e－===Fe2＋
正極(碳)
2H＋＋2e－===H2↑
O2＋2H2O＋4e－===4OH－
總反應(yīng)式
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
聯(lián)系
吸氧腐蝕更普遍
吸氧腐蝕總反應(yīng)式：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3脫去一部分水就生成Fe2O3·xH2O(鐵銹主要成分)
根據(jù)介質(zhì)判斷析氫腐蝕和吸氧腐蝕：若電解質(zhì)酸性較強，如：NH4Cl溶液、稀H2SO4等，則發(fā)生析氫腐蝕，相當(dāng)于金屬與酸構(gòu)成原電池；若電解質(zhì)為弱酸、中性、弱堿，則發(fā)生吸氧腐蝕，相當(dāng)于金屬、氧氣構(gòu)成燃料電池
兩種腐蝕正極的現(xiàn)象不同：析氫腐蝕正極產(chǎn)生H2，氣體壓強變大，pH增大；吸氧腐蝕正極吸收O2，氣體壓強變小，pH增大
以鋅銅原電池為例，中間用陽離子交換膜隔開
①負(fù)極反應(yīng)式：Zn－2e－===Zn2＋
②正極反應(yīng)式：Cu2＋＋2e－===Cu
③Zn2＋通過陽離子交換膜進(jìn)入正極區(qū)
④陽離子透過陽離子交換膜原電池正極(或電解池的陰極)
以Pt為電極電解淀粉-KI溶液，中間用陰離子交換膜隔開
①陰極反應(yīng)式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－
②陽極反應(yīng)式：2I－－2e－===I2
③陰極產(chǎn)生的OH－移向陽極與陽極產(chǎn)物反應(yīng)：3I2＋6OH－===IOeq \\al(－,3)＋5I－＋3H2O
④陰離子透過陰離子交換膜電解池陽極(或原電池的負(fù)極)
在微生物作用下電解有機廢水(含CH3COOH)，可獲得清潔能源H2
①陰極反應(yīng)式：2H＋＋2e－===H2↑
②陽極反應(yīng)式：CH3COOH－8e－＋2H2O===2CO2↑＋8H＋
③陽極產(chǎn)生的H＋通過質(zhì)子交換膜移向陰極
④H＋透過質(zhì)子交換膜原電池正極(或電解池的陰極)
方法與
技巧
(1)首先寫出陰、陽兩極上的電極反應(yīng)，依據(jù)電極反應(yīng)式確定該電極附近哪種離子剩余
(2)根據(jù)溶液呈電中性，判斷出離子移動的方向，從而確定離子交換膜的類型
實例分析：電解飽和食鹽水
分析
方法
電解飽和食鹽水時，陰極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，則陰極區(qū)域破壞水的電離平衡，OH－有剩余，陽極區(qū)域的Na＋穿過離子交換膜進(jìn)入陰極室，與OH－結(jié)合生成NaOH，故電解食鹽水中的離子交換膜是陽離子交換膜
裝置示意圖
序號
電解質(zhì)溶液
實驗現(xiàn)象
①
0.1ml/LCuSO4
+少量H2SO4
陰極表面有無色氣體，一段時間后陰極表面有紅色固體，氣體減少。經(jīng)檢驗電解液中有
②
0.1ml/LCuSO4
+過量氨水
陰極表面未觀察到氣體，一段時間后陰極表面有致密紅色固體。經(jīng)檢驗電解液中無元素

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