2022年第四章电化学基础知识点总结 .docx

精品_精品资料_第四章 电化学基础第一节 原电池原电池 ：1、概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池2、组成条件：两个活泼性不同的电极电解质溶液电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路3、电子流向：外电路：负极导线正极内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液.4、电极反应：以锌铜原电池为例：负极： 氧化反应： Zn2e Zn2（较活泼金属）正极： 仍原反应：2H 2e H （较不活泼金属）总反应式：Zn+2H+=Zn2+H 225、正、负极的判定：（1） 从电极材料：一般较活泼金属为负极.或金属为负极,非金属为正极.（2） 从电子的流淌方向 负极流入正极（3） 从电流方向正极流入负极（4） 依据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极,阴离子流向负极（5） 依据试验现象 溶解的一极为负极 增重或有气泡一极为正极其次节化学电池1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池2、化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置3、化学电池的分类：一次电池、二次电池、燃料电池一、一次电池1、常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等二、二次电池1、二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池.2、电极反应：铅蓄电池4放电：负极（铅）：Pb SO 2- 2ePbSO444正极（氧化铅）： PbO2 4H+ SO 2- 2e PbSO42H2O 充电：阴极： PbSO4 2H2O 2ePbO24H+ SO 2-4阳极： PbSO4 2ePb SO 2-放电充电两式可以写成一个可逆反应： PbO2Pb2H2SO42PbSO42H2O3、目前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池三、燃料电池1、燃料电池： 是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池22、电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可依据燃烧反应写出 总的电池反应,但不注明反应的条件. ,负极发生氧化反应,正极发生仍原反应,不过要留意一般电解质溶液要参加电极反应.以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极,介质分为酸性、碱性和中性.当电解质溶液呈酸性时：负极： 2H 4e=4H +正极： 24 e 4H + =2H2O当电解质溶液呈碱性时：负极： 2H2 4OH4e 4H2 O正极： 2 2H2O 4 e 4OH另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH 溶液作电极,又在两极上分别通甲烷燃料 和氧气氧化剂 .电极反应式为：负极： CH410OH 8e- CO32-7H2O.正极： 4H2O2O28e- .电池总反应式为： CH42O22KOHK2CO33H2O3、燃料电池的优点：能量转换率高、废弃物少、运行噪音低四、废弃电池的处理：回收利用第三节电解池可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_一、电解原理1、电解池：把电能转化为化学能的装置也叫电解槽2、电解：电流 外加直流电 通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化仍原反应被动的不是自发的 的过程3、放电：当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化仍原反应的过程4、电子流向：（电源）负极（电解池）阴极（离子定向运动）电解质溶液（电解池）阳极（电源）正极5、电极名称及反应：阳极：与直流电源的 正极 相连的电极,发生 氧化反应阴极：与直流电源的 负极 相连的电极,发生仍原反应6、电解 CuC2l 溶液的电极反应：阳极： 2Cl- -2e-=Cl2 氧化阴极： Cu2+2e-=Cu仍原总反应式： CuCl2 =Cu+C2l 7、电解本质：电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程规律总结：金属最怕做阳极,做了阳极就溶解,做了阴极被爱护.只要是水溶液电解反应离子方程式书写：放电次序：阳离子放电次序 Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（指酸电离的 >Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阴 离 子 的 放 电 顺 序是 惰 性 电 极 时 ： S2->I->Br->C-l>OH->NO3->SO42- 等 含 氧 酸 根 离4子>F-SO32-/MnO ->OH-只要是水溶液 H, OH 以后的离子均作废,永久不放电.是活性电极时：电极本身溶解放电留意先要看电极材料,是惰性电极仍是活性电极,如阳极材料为活性电极（Fe、Cu等金属,就阳极反应为电极材料失去电子,变成离子进入溶液.如为惰性材料,就依据阴阳离子的放电次序, 依据阳氧阴仍的规律来书写电极反应式.电解质水溶液点解产物的规律类型电极反应特点实例电解对象电解质浓度 pH电解质溶液复原可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_分解电解质型电解质电离出的阴阳离子分别在两极放电HCl电解质减小增大HCl CuCl2-CuCl2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_放 H2 生成碱型阴极：水放 H2 生碱阳极： 电解质阴离子放电NaCl电解质和水生成新电解增大质HCl可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_放氧生酸型 阴极： 电解质阳离子放电阳极：水放 O2 生酸CuSO4电解质和水生成新电解质减小氧化铜可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电解水型阴极：+-NaOH增大可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4H + 4e= 2H 2 H2SO4减小可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_阳极：-水增大水可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4OH - 4e= O2 + 2H2ONa2SO4不变可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_上述四种类型电解质分类：（1） 电解水型：含氧酸,强碱,活泼金属含氧酸盐（2） 电解电解质型：无氧酸,不活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）（3） 放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（ 4）放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐二、电解原理的应用1、电解饱和食盐水以制造烧碱、氯气和氢气（1） 、电镀应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_（2） 、电极、电解质溶液的挑选：阳极：镀层金属,失去电子,成为离子进入溶液M ne = M n+阴极： 待镀金属（镀件）：溶液中的金属离子得到电子, 成为金属原子, 附着在金属表面 M n+ +ne = M电解质溶液：含有镀层金属离子的溶液做电镀液镀铜反应原理阳极纯铜：Cu-2e-=Cu2+,阴极镀件：Cu2+2e-=Cu,电解液：可溶性铜盐溶液,如CuSO4 溶液（3） 、电镀应用之一：铜的精炼阳极：粗铜.阴极：纯铜电解质溶液：硫酸铜3、电冶金（1） 、电冶金： 使矿石中的金属阳离子获得电子, 从它们的化合物中仍原出来用于冶炼活泼金属,如钠、镁、钙、铝（2） 、电解氯化钠：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_通电前,氯化钠高温下熔融： NaCl = Na+ Cl可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_通直流电后：阳极： 2Na+ + 2e = 2Na阴极： 2Cl 2e = C2l 规律总结：原电池、电解池、电镀池的判定规律（1 ）如无外接电源,又具备组成原电池的三个条件.有活泼性不同的两个电极.两极用导线相互连接成直接插入连通的电解质溶液里. 较活泼金属与电解质溶液能发生氧化仍原反应（有时是与水电离产生的 H+ 作用）,只要同时具备这三个条件即为原电池.（2 ）如有外接电源,两极插入电解质溶液中,就可能是电解池或电镀池.当阴极为金属,阳极亦为金属且与电解质溶液中的金属离子属同种元素时,就为电镀池.（3 ）如多个单池相互串联,又有外接电源时,就与电源相连接的装置为电解池成电镀池.如无外接电源时,先选较活泼金属电极为原电池的负极（电子输出极）,有关装置为原电池,其余为电镀池或电解池.原电池,电解池,电镀池的比较可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_性质类别原电池电解池电镀池可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_定义（装置特点）将化学能转变成电能的装置将电能转变成化学能的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一侧层其他金属可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_反应特点自发反应非自发反应非自发反应可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_装置特点无电源,两级材料不同有电源, 两级材料可同可不同有电源可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_形成条件活动性不同的两极电解质溶液形成闭合回路电极名称负极：较活泼金属正极：较不活泼金属（能导电非金属）电极反应负极：氧化反应,金属失去电子正极：仍原反应,溶液中的阳离子的电子或者氧 气得电子（吸氧腐蚀）两电极连接直流电源 两电极插入电解质溶液形成闭合回路阳极：与电源正极相连阴极：与电源负极相连阳极：氧化反应,溶液中的阴离子失去电子, 或电极金属失电子阴极：仍原反应,溶液中的阳离子得到电子1 镀层金属接电源正极, 待镀金属接负极.2 电镀液必需含有镀层金属的离子名称同电解,但有限制条件阳极：必需是镀层金属阴极：镀件阳极：金属电极失去电子阴极：电镀液中阳离子得到电子可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电子流向负极正极电源负极阴极电源正极阳极同电解池可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_溶液中带电粒子的移动阳离子向正极移动阴离子向负极移动阳离子向阴极移动阴离子向阳极移动同电解池可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_联系在两极上都发生氧化反应和仍原反应原电池与电解池的极的得失电子联系图：阳极失e-正极得 e-负极失 e-阴极得 e-第四节金属的电化学腐蚀和防护一、金属的电化学腐蚀可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_条件不纯金属或合金与电解质溶液接触金属与非电解质直接接触现象有柔弱的电流产生无电流产生本质较活泼的金属被氧化的过程金属被氧化的过程（ 1）金属腐蚀内容： （ 2）金属腐蚀的本质：都是金属原子失去 电子而被氧化的过程电化腐蚀化学腐蚀关系化学腐蚀与电化腐蚀往往同时发生,但电化腐蚀更加普遍,危害更严峻（4） 、电化学腐蚀的分类：析氢腐蚀腐蚀过程中不断有氢气放出条件：潮湿空气中形成的水膜,酸性较强（水膜中溶解有 CO2、SO2、H2S等气体）电极反应：负极 : Fe2e- = Fe2+正极: 2H+ + 2e- = H2 总式： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 吸氧腐蚀反应过程吸取氧气条件：中性或弱酸性溶液电极反应：负极 : 2Fe4e- = 2Fe2+正极: O2+4e- +2H2O = 4OH-可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_总式： 2Fe + O2 +2H2O =2 FeOH2离子方程式： Fe2+ + 2OH- = FeOH2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_生成的 FeOH2 被空气中的 O2 氧化,生成 FeOH3 , FeOH2 + O2 + 2H2O = 4FeOH3FeOH3 脱去一部分水就生成 Fe2O3·x H2O（铁锈主要成分） 规律总结：金属腐蚀快慢的规律：在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下：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措施的腐蚀防腐措施由好到坏的次序如下：外接电源的阴极爱护法牺牲负极的正极爱护法有一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀二、金属的电化学防护1、利用原电池原理进行金属的电化学防护（1） 、牺牲阳极的阴极爱护法原理：原电池反应中,负极被腐蚀,正极不变化应用：在被爱护的钢铁设备上装上如干锌块,腐蚀锌块爱护钢铁设备负极：锌块被腐蚀.正极：钢铁设备被爱护（2） 、外加电流的阴极爱护法原理：通电, 使钢铁设备上积存大量电子,使金属原电池反应产生的电流不能输送,从而防止金属被腐蚀应用：把被爱护的钢铁设备作为阴极,惰性电极作为帮助阳极,均存在于电解质溶液中,接上外加直流电源.通电后电子大量在钢铁设备上积存,抑制了钢铁失去电子的反应.2、转变金属结构：把金属制成防腐的合金3、把金属与腐蚀性试剂隔开：电镀、油漆、涂油脂、表面钝化等（3） 金属腐蚀的分类：化学腐蚀金属和接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀电化学腐蚀不纯的金属跟电解质溶液接触时, 会发生原电池反应. 比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀.化学腐蚀与电化腐蚀的比较可编辑资料 - - - 欢迎下载