2022年原电池和电解池知识点总结.docx

.电子流向负极 正极电源负极 阴极；阳极电源正极电流方向能量转化正极 负极化学能 电能电源正极 阳极；阴极电能 化学能电源负极原电池和电解池1原电池和电解池的比较：装置原电池电解池实例原理反应类型电极名称使氧化仍原反应中电子作定向移动,从而形成电流；这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池； 电极：两种不同的导体相连； 电解质溶液：能与电极反应； 能自发的发生氧化仍原反应形成闭合回路自发的氧化仍原反应 由电极本身性质打算：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；使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化仍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；形成条件 电源； 电极（惰性或非惰性） ； 电解质（水溶液或熔化态）；电极反应负极： Zn-2e-=Zn 2+（氧化反应）正极： 2H+2e-=H 2 （仍原反应）非自发的氧化仍原反应由外电源打算：阳极：连电源的正极； 阴极：连电源的负极； 阴极： Cu 2+ +2e- = Cu阳极： 2Cl -2e-=Cl 2（仍原反应）（氧化反应）应用抗金属的电化腐蚀； 有用电池； 电解食盐水（氯碱工业） ； 电镀（镀铜） ； 电冶（冶炼 Na、Mg 、Al ）； 精炼（精铜） ；2 原电池正负极的判定：依据电极材料判定：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；依据电子或者电流的流淌方向：电子流向：负极 正极；电流方向：正极 负极；依据电极变化判定：氧化反应 负极；仍原反应 正极；依据现象判定： 电极溶解 负极；电极重量增加或者有气泡生成 正极；依据电解液内离子移动的方向判定：阴离子 移向负极；氧离子 移向正极；3 电极反应式的书写：负极：负极材料本身被氧化：假如负极金属生成的阳离子与电解液成分不反应,就为最简洁的：M-n e-=Mn+ 如： Zn-2 e-=Zn2+假如阳离子与电解液成分反应,就参与反应的部分要写入电极反应式中： 如铅蓄电池, Pb+SO42- 2e-=PbSO4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,word 编辑文档3如燃料电池 CH 4-O 2C 作电极 电解液为 KOH ：负极： CH 4+10OH-8 e -=C0正极：当负极材料能自发的与电解液反应时,正极就是电解质溶液中的微粒的反应,2CuSO4+2e= CuH2SO4电解质,如 2H+2e=H电解质： Cu2+2-+7H 2O当负极材料不与电解质溶液自发反应时,正极就是电解质中的O2 反正仍原反应- 当电解液为中性或者碱性时,H2O比参与反应,且产物必为OH,-如氢氧燃料电池（KOH电解质） O2+2H2O+4e=4OH+当电解液为酸性时,H 比参与反应,产物为H2OO 2+4O2+4e=2H2O4. 化学腐蚀和电化腐蚀的区分化学腐蚀电化腐蚀一般条件金属直接和强氧化剂接触不纯金属,表面潮湿反应过程氧化仍原反应,不形成原电池；因原电池反应而腐蚀有无电流无电流产生有电流产生反应速率电化腐蚀化学腐蚀结果使金属腐蚀使较活泼的金属腐蚀5. 吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区分电化腐蚀类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性较强正极反应O2 + 4e- + 2H 2O = 4OH -2H+ + 2e -=H 2负极反应Fe 2e-=Fe2+Fe 2e-=Fe2+腐蚀作用是主要的腐蚀类型,具有广泛性发生在某些局部区域内考点解说6. 金属的防护转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；在金属表面掩盖爱护层；常见方式有：涂油脂、油漆或掩盖搪瓷、塑料等；使表面生成致密氧化膜；在表面镀一层有自我爱护作用的另一种金属；电化学爱护法外加电源的阴极爱护法:接上外加直流电源构成电解池,被爱护的金属作阴极；牺牲阳极的阴极爱护法：外加负极材料,构成原电池,被爱护的金属作正极7；常见有用电池的种类和特点干电池（属于一次电池）结构：锌筒、填满MnO 2 的石墨、溶有NH 4Cl 的糊状物；酸性电解质：电极反应 负极： Zn-2e-=Zn 2+正极： 2NH 4+2e-=2NH 3+H 2NH 3和 H2被 Zn 2、MnO2 吸取：MnO2+H2=MnO+HO,Zn 2 4NH3 =ZnNH34 22碱性电解质：（ KOH电解质）电极反应 负极： Zn+2 OH-2e =Zn OH 2-正极： 2MnO 2+2H 2 O+2e-=2MnOOH+ Zn OH 2Zn+ MnO 2 +2H 2O =2MnOOH+ Zn OH 2铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池）结构：铅板、填满PbO2 的铅板、稀 H2SO4； A. 放电反应负极： Pb-2e-+ SO42- = PbSO4原电池正极：PbO2 +2e-+4H + +2-SO4= PbSO4 + 2H 2O-4B.充电反应阴极： PbSO4 +2e-= Pb+ SO42-电解池阳极： PbSO4 -2e+ 2H 2O = PbO 2 +4H+ + SO 2-总式： Pb + PbO2 + 2H 2SO4放电=充电2PbSO4 + 2H 2O留意：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；锂电池结构：锂、石墨、固态碘作电解质； A 电极反应负极： 2Li-2e -= 2Li+正极： I 2 +2e- = 2I -总式： 2Li + I 2 = 2LiI B MnO 2 做正极时：负极：2Li-2e= 2Li+ 正极： MnO 2+e- = MnO 2 - 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:心脏起搏器,手机电池,电脑电池； A. 氢氧燃料电池结构：石墨、石墨、 KOH 溶液；电极反应负极： H 2- 2e-+ 2OH- = 2H 2O正极： O2 + 4e- + 2H 2O = 4OH - 总式： 2H 2+O 2=2H 2O（反应过程中没有火焰,不是放出光和热,而是产生电流）留意：仍原剂在负极上反应,氧化剂在正极上反应；书写电极反应式时必需考虑介质参与反应（先常规后深化）；如相互反应的物质是溶液,就需要盐桥（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胜利；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,数分钟后就会发出刺眼的闪光,其能量比干电池高20 50 倍；电极反应：铝是负极4Al-12e -= 4Al 3+；石墨是正极3O 2+6H 2O+12e-=12OH -8. 电解池的阴阳极判定：由外电源打算：阳极：连电源的正极；阴极：连电源的负极；依据电极反应 : 氧化反应 阳极 ；仍原反应 阴极依据阴阳离子移动方向：阴离子移向阳极；阳离子移向阴极,依据电子几点流方向：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. 电解时电极产物判定：=Zn阳极： 假如电极为活泼电极,Ag 以前的,就电极失电子,被氧化被溶解,Zn-2e-2+假如电极为惰性电极, C、Pt、Au 、Ti 等,就溶液中阴离子失电子,4OH- 4e-= 2H 2O+ O 2阴离子放电次序 S2->I ->Br ->Cl ->OH ->含氧酸根 >F -阴极：（ .阴极材料 金属或石墨 总是受到爱护 ）依据电解质中阳离子活动次序判定,阳离子得电子次序 金属活动次序表的反表金属活泼性越强,就对应阳离子的放电才能越弱,既得电子才能越弱；K+ <Ca 2+ < Na+ < Mg 2+ < Al 3+< H+ < Zn 2+ < Fe 2+ < Sn2+ < Pb2+ < Cu 2+ < Hg 2+ < Ag+10. 电解、电离和电镀的区分电解电离电镀条件受直流电作用受热或水分子作用受直流电作用阴阳离子定向移动,在实质两极发生氧化仍原反应电解阴阳离子自由移动, 无明显的化学变化用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金阳极 Cu 2e- = Cu 2+实例CuCl 2=Cu Cl 2CuCl 2=Cu 2+2Cl 阴极 Cu2+2e-= Cu关系先电离后电解,电镀是电解的应用11. 电镀铜、精炼铜比较电镀铜精炼铜形成条件镀层金属作阳极,镀件作阴极,电镀液必需含有镀层金属的离子阳极 Cu 2e- = Cu 2+粗铜金属作阳极, 精铜作阴极, CuSO4 溶液作电解液阳极： Zn - 2e - = Zn 2+Cu - 2e- = Cu 2+ 等电极反应阴极 Cu2+-+2e= Cu阴极： Cu2+-+ 2e= Cu溶液变化电镀液的浓度不变溶液中溶质浓度减小12. 电解方程式的实例（用惰性电极电解） ：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）溶液酸碱性变化CuCl 22Cl -2e-=Cl 2Cu2+ +2e-= CuCuCl 2= Cu +Cl 2HCl2Cl -2e-=Cl 22H +2e-=H 22HCl=H 2 +C2l酸性减弱Na2SO44OH -4e- =2H 2O+O 22H +2e-=H 22H2O=2H 2 +O2不变-+-H2SO44OH-4e =2H 2O+O 22H +2e =H 22H2O=2H 2 +O2消耗水,酸性增强NaOH4OH -4e- =2H 2O+O 22H +2e-=H 22H2O=2H 2 +O2消耗水,碱性增强2HNaCl2Cl -2e-=Cl 22H +2e-=H2NaCl+2H 2O=H 2 +C2l+ +放电,碱性增强CuSO44OH -4e- =2H2O+O2NaOH2Cu2+ +2e-= Cu2CuSO4+2H 2O=2Cu+O2 +2H2SO4OH 放电,酸性增强13,以惰性电极电解电解质溶液的规律：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：阳极： 4OH -+-电解-4e =2H 2O+O 2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（不是起催化作用） ；电解电解质：无氧酸（HF 除外）、不活泼金属的无氧酸盐,如CuCl 2阳极： 2Cl - -2e-=Cl 2阴极： Cu2+ +2e-= Cu总反应： CuCl 2= Cu +Cl 2放氢生成碱型：活泼金属的无氧酸盐（F 化物除外）如 NaCl阳极： 2Cl - -2e-=Cl 2阴极： 2H +2e- =H 2总反应： 2NaCl+2H 2O=H 2 +C2l +2NaOH公式：电解质 +H 2O 碱+ H 2+非金属放氧省酸型：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 +2H2SO4公式：电解质 +H 2O 酸+ O 2+金属解 NaCl 溶液： 2NaCl+2H 2O8电解原理的应用电解=H 2 +C2l +2NaOH,溶质、溶剂均发生电解反应,PH 增大A、电解饱和食盐水（氯碱工业）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 +C2l +2NaOH设备 （阳离子交换膜电解槽）组成：阳极 Ti、阴极 Fe阳离子交换膜的作用：它只答应阳离子通过而阻挡阴离子和气体通过；制烧碱生产过程（离子交换膜法）图 20-1食盐水的精制：粗盐（含泥沙、Ca2+、Mg2+ 、Fe3+ 、SO42- 等） 加入 NaOH 溶液 加入 BaCl 2 溶液 加入Na 2CO 3 溶液 过滤 加入盐酸 加入离子交换剂 NaR电解生产主要过程（见图20-1 ）： NaCl 从阳极区加入, H 2O 从阴极区加入；阴极H+ 放电,破坏了水的电离平稳,使 OH -浓度增大, OH -和 Na+形成 NaOH 溶液；B、电解冶炼铝原料：（A ）、冰晶石： Na3AlF 6 =3Na+AlF 63-NaOH（ B）、氧化铝： 铝土矿 过滤NaAlO 2CO2过滤AlOH 3Al 2O32 原理阳极2O2 4e- =O 阴极Al 3+3e- =Al总反应： 4Al 3+6O2 电解=4Al+3O 2 设备：电解槽（阳极C、阴极 Fe） 由于阳极材料不断地与生成的氧气反应：C+O 2 CO+CO 2,故需定时补充；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；镀层金属作阳极,镀件作阴极,电镀液必需含有镀层金属的离子；电镀锌原理： 阳极Zn 2e = Zn2+阴极Zn 2+2e =Zn电镀液的浓度在电镀过程中不发生变化；在电镀掌握的条件下,水电离出来的 H+和 OH一般不起反应；电镀液中加氨水或NaCN 的缘由：使 Zn 2+离子浓度很小,镀速慢,镀层才能致密、光亮；D、电解冶炼活泼金属Na、 Mg 、Al 等；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,铜后金属不反应,形成“阳极泥 ”；