2022年电化学知识点——--原电池和电解池.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 电化学学问点 - 原电池和电解池一 原电池和电解池的相关学问点1 原电池和电解池 装置 比较：将化学能转化为电能的装置叫做原电池 I把电能转化为化学能的装置叫电解池仍原反应e-氧化反应I阴ee阳I氧化反应仍原反应e-e-（失电子）（得电子）（得电子）（失电子）极极原电池电解池2原电池和电解池的比较表：装置原电池电解池实例使氧化仍原反应中电子作定向移动,从而使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化原理形成电流； 这种把化学能转变为电能的装仍原反应的过程叫做电解；这种把电能转变为化形成条件置叫做原电池；学能的装置叫做电解池；电极：两种不同的导体相

2、连；电源；电极（惰性或非惰性） ；电解质溶液：能与电极反应；电解质（水溶液或熔化态）；反应类型自发的氧化仍原反应非自发的氧化仍原反应电极名称由电极本身性质打算：由外电源打算：正极：材料性质较不活泼的电极；阳极：连电源的正极；电极反应负极：材料性质较活泼的电极；阴极：连电源的负极；负极： Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应）阴极： Cu2+ +2e- = Cu （仍原反应）正极： 2H+2e-=H2 （仍原反应）阳极： 2Cl-2e-=Cl2（氧化反应）电子流向负极正极电源负极阴极；阳极电源正极电流方向正极负极电源正极阳极；阴极电源负极能量转化化学能电能电能化学能应用抗金属的电化腐蚀；电解食盐水

3、（氯碱工业） ；电镀（镀铜） ；有用电池；电冶（冶炼Na、 Mg、 Al ）；精炼（精铜） ；原电池的本质：氧化仍原反应中电子作定向的移动过程电解本质：电解质溶液的导电过程,就是电解质溶液的电解过程名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3化学腐蚀和电化腐蚀的区分一般条件化学腐蚀电化腐蚀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使较活泼的金属腐蚀结果使金属腐蚀4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

4、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-=H2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5电解、电离和电镀的区分条件电解电离电镀受直流电作用受热或水分子作用受直流电作用实质阴阳离子定向移动,在阴阳离子自由移动,无明用电解的方法在金属表面镀上一层金属或合金两极发生氧化仍原反应显的化学变化实例CuCl2电解 = Cu Cl2CuCl2=Cu2+2Cl阳极Cu 2e- = Cu2+阴极Cu2+2e- = Cu 关系先电离后电解,电镀是电解的应用6电镀铜、精炼铜比较形电镀铜粗铜

5、金属作阳极,精铜作阴极,精炼铜镀层金属作阳极, 镀件作CuSO4 溶液作电解液成阴极, 电镀液必需含有镀条层金属的离子件 电极阳极Cu 2e- = Cu2+ 阳极： Zn - 2e- = Zn2+Cu - 2e- = Cu2+等反阴极Cu2+2e- = Cu 阴极： Cu2+ + 2e- = Cu 应溶电镀液的浓度不变溶液中溶质浓度减小液 变 化 说明、原电池正、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 正极流入负极（3）从电流方向（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

6、的一极为负极增重或有气泡一极为正极名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 二高频考点1电化腐蚀：发生原电池反应,有电流产生（1）吸氧腐蚀 负极： Fe 2e-=Fe 2+ 正极： O2+4e-+2H 2O=4OH-总式： 2Fe+O2+2H 2O=2FeOH 24FeOH 2+O 2+2H 2O=4FeOH 32FeOH 3=Fe2O3+3H 2O （2）析氢腐蚀：CO2+H 2OH2CO 3H+HCO 3-负极： Fe 2e-=Fe2+ 正极： 2H+ + 2e-=H 2总式： Fe + 2CO 2 + 2H 2O =

7、FeHCO 32 + H 2FeHCO 32 水解、空气氧化、风吹日晒得 Fe2O3；2、原电池的应用：加快化学反应速率,如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快；比较金属活动性强弱；可以利用原电池比较金属的活动性次序（负极活泼）；将两种不 同金属在电解质溶液里构成原电池后,依据电极的活泼性、电极上的反应现象、电流方向、电子流向、离子移动方向等进行判定；设计原电池； 利用原电池原理可以分析金属的腐蚀和防护问题金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种,但主要是电化学腐蚀；依据电解质溶液的酸碱性,可把电化学腐蚀分为：吸氧腐蚀和析氢腐蚀两种；以钢铁腐蚀为例,吸氧腐蚀发生的条件是钢铁表面吸附的水膜中溶有 O2,并

8、呈极弱酸 性或中性,反应中 O2 得电子被仍原；其电极反应式分别为：负极 Fe： 2Fe4e-=2Fe 2+,正极 C：O2+2H 2O+4e-=4OH-；析氢腐蚀发生的条件是钢铁表面吸附的水膜酸性较强,反应时有H2 析出；其电极反应式分别为：负极 Fe：Fe2e-= Fe 2+,正极 C：2H+2e-=H 2；金属防腐方法： 转变金属内部结构； 表面掩盖爱护层 （如钢铁表面涂矿物油、油漆、加电镀层、形成稳固的氧化膜等； 电化学爱护法（接上一块活泼金属使被爱护金属成为正极受爱护、将被爱护金属接到电源负极）；通常金属的腐蚀德快慢类型：电解池的阳极原电池的负极自然的腐蚀原电池的正极（爱护）电解池的

9、负极（爱护）；3；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；电极反应 负极： Zn-2e-=Zn 2+ 正极： 2NH 4+2e-=2NH 3+H 2NH 3 和 H 2 被 Zn2、MnO2 吸取：MnO 2+H2=MnO+H 2O,Zn24NH3=ZnNH 342铅蓄电池（属于二次电池、可充电电池）名师归纳总结 结构：铅板、填满PbO2 的铅板、稀H2SO4；第 3 页,共 6 页A.放电反应负极：Pb-2e-+ SO 42- = PbSO4正极：PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H 2O

10、B. 充电反应阴极： PbSO4 +2e-= Pb+ SO42-阳极： PbSO4 -2e- + 2H 2O = PbO 2 +4H+ + SO 42- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 总式： Pb + PbO 2 + 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；电极反应 负极：2Li-2e-= 2Li+ 正极：I2 +2e- = 2I-总式： 2Li +

11、 I 2 = 2LiI 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

12、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 2050 倍；电极反应：铝是负极 4Al-12e-= 4Al3+；石墨是正极 3O2+6H 2O+12e-=12OH- 4电解反应方程式的书写步骤：分析电解质溶液中存在的离子；分析离子的放电次序；确定电极、写出电极反应式；写出电解方程式；如：电解 =H 2 +Cl2 +2NaOH,溶质、溶剂均发生电解反应,PH解 NaCl 溶液： 2NaCl+2H 2O 增大电解 CuSO4 溶液：2CuSO4 + 2H 2O 应, PH 减小；电解 =2Cu + O 2 + 2H 2SO4 溶质、 溶剂均发生电解反名师归纳总结 电

13、解 电解 CuCl 2 溶液： CuCl 2 = CuCl 2 第 4 页,共 6 页电解盐酸：2HCl 电解 = H 2 Cl 2 溶剂不变,实际上是电解溶质,PH 增大；电解稀 H 2SO4、NaOH 溶液、 Na 2SO4 溶液： 2H 2O电解 = 2H2+ O2 ,溶质不变,实际上是电解水, 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）；电解熔融NaOH: 4NaOH 电解 =4Na + O 2+ H 2O- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 用铜电极电解Na 2SO4 溶液 : Cu +2H

14、2O电解 = CuOH 2 + H 2（留意：不是电解水；）5电解液的PH 变化 :依据电解产物判定；口诀：“ 有氢生成碱,有氧生成酸；都有浓度大,都无浓度小”；（“ 浓度大” 、“ 浓度小” 是指溶质的浓度）6使电解后的溶液复原原状的方法：先让析出的产物 （气体或沉淀） 恰好完全反应, 再将其化合物投入电解后的溶液中即可；如：NaCl 溶液：通 HCl 气体（不能加盐酸） ；AgNO 3 溶液：加 Ag 2O 固体（不能加 AgOH ）；CuCl 2 溶液： 加 CuCl 2 固体； KNO 3 溶液： 加 H 2O；CuSO4 溶液： CuO（不能加 Cu2O、CuOH 2、 Cu2OH

15、2CO 3）等；7电解原理的应用A、电解饱和食盐水（氯碱工业）反应原理阳极：2Cl- - 2e-= Cl 2阴极：2H+ + 2e-= H 2电解总反应： 2NaCl+2H 2O =H 2+Cl 2 +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）食盐水的精制：粗盐（含泥沙、Ca2+、Mg 2+、 Fe3+、SO42-等）加入 NaOH 溶液加入 BaCl2 溶液加入 Na2CO3 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

16、入, H2O 从阴极区加入； 阴极 H+ 放电,破坏了水的电离平稳,使 B、电解冶炼铝OH-浓度增大, OH-和 Na+形成 NaOH 溶液；原料：（A）、冰晶石： Na3AlF 6=3Na+AlF 63-原理（B）、氧化铝：铝土矿NaOH 过滤NaAlO 2CO2 过滤AlOH 3Al 2O3阳极2O2 4e- =O2阴极Al3+3e- =Al 电解总反应： 4Al3+6O2 =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

17、极,电镀液必需含有镀层金属的离子；电镀锌原理：阳极 Zn2e = Zn2+ 阴极 Zn2+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 镀层才能致密、光亮；NaCN 的缘由： 使 Zn2+离子浓度很小,镀速慢,名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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Cu2+；铜前金属先反应但不析出,铜后金属不反应,形成“阳极泥 ”；电镀池附表原电池,电解池,电镀池

18、的比较性质类别原电池电解池定义将化学能转变成电将电能转变成化学能的应用电解原理在某些金属（装置特点）能的装置装置表面镀上一侧层其他金属反应特点自发反应非自发反应非自发反应装置特点无电源,两级材料有电源,两级材料可同有电源不同可不同1 镀层金属接电源正极,待形成条件活动性不同的两极两电极连接直流电源电解质溶液两电极插入电解质溶液镀金属接负极；2 电镀液必形成闭合回路形成闭合回路须含有镀层金属的离子电极名称负极：较活泼金属阳极：与电源正极相连名称同电解, 但有限制条件正极：较不活泼金阳极：必需是镀层金属属（能导电非金属）阴极：与电源负极相连阴极：镀件电极反应负极：氧化反应,阳极：氧化反应,溶液阳极：金属电极失去电子金属失去电子中的阴离子失去电子,正极：仍原反应,或电极金属失电子阴极： 电镀液中阳离子得到溶液中的阳离子的阴极：仍原反应,溶液电子或者氧气得电中的阳离子得到电子电子子（吸氧腐蚀）电子流向负极正极电源负极阴极同电解池电源正极阳极名师归纳总结 溶液中带电粒子阳离子向正极移动阳离子向阴极移动同电解池第 6 页,共 6 页的移动阴离子向负极移动阴离子向阳极移动联系在两极上都发生氧化反应和仍原反应- - - - - - -