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文档简介
1、.原电池和电解池的比较:原电池和电解池知识点装置原电池电解池实例Zn CCun_ii- !c匚皿字容液使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极 引起氧化还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。使氧化还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 原理的装置叫做原电池。电极:两种不同的导体相连;二.原电池正负极的判断:根据电极材料判断: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。根据电子或者电流的流动方向:电子流向:负极 t正极。电流方向:正极 T负极。根据电极变化判断: 氧化反应T负极;还原反应T正极。形成条 电解质溶液:能与电极反应。件能自发的
2、发生氧化还原反应形成闭合回路反应类型自发的氧化还原反应电源; 电极(惰性或非惰性)电解质(水溶液或熔化态)。非自发的氧化还原反应根据现象判断: 电极溶解T负极;电极重量增加或者有气泡生成 T正极。根据电解液内离子移动的方向判断:阴离子T移向负极;氧离子T移向正极。三电极反应式的书写:*注意点:1.弱电解质、气体、难溶物不拆分,其余以离子符号表示;电极名称由外电源决定:阳极:连电源的正极;阴极:连电源的负极;阴极:Cu2+ +2e = Cu(还原反应)阳极:2CI-2e-=Cl2f(氧化反应)应 正极:2H+2e-=H2 f (还原反应)如果负极金属生成的阳离子与电解液成分不反应,则为最简单的:
3、e-=Mn+ 女口: Zn-2 e -=Zn2+M-n由电极本身性质决定: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。电极反 负极:Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)2. 注意电解质溶液对正负极的影响;3. 遵守电荷守恒、原子守恒,通过添加H+、OH-、H2O来配平1. 负极:负极材料本身被氧化:电子流负极t正极向电源负极t阴极;阳极t电源正极如果阳离子与电解液成分反应,则参与反应的部分要写入电极反应式中:如铅蓄电池,Pb+SO 42-2e -=PbSO 4电源正极T阳极;阴极T电源负极电流方正极t负极向海洋灯标电池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,如
4、燃料电池 CH4-O2(C作电极)电解液为 KOH:负极:CH4+10OH-8 e -=C032-+7H 202正极:当负极材料能自发的与电解液反应时,正极则是电解质溶液中的微粒的反应,H2SO4 电解质,如 2H + +2e=H 2 CuSO 4 电解质: Cu2+2e= Cu当负极材料不与电解质溶液自发反应时,正极则是电解质中的O2反正还原反应 当电解液为中性或者碱性时,H2O参加反应,且产物必为 OH-,如氢氧燃料电池(KOH电解质)O2+2H 2O+4e=4OH - 当电解液为酸性时,H+参加反应,产物为 H2O如氢氧燃料电池(KOH电解质)O2+4O2+4e=2H 2O四常见的原电池
5、1.银锌电池:(负极一Zn、正极-Ag2O、电解液NaOH )负极:Zn+2OH -e-= Zn(OH) 2 (氧化反应)正极:Ag 2O + H 2O + 2e -= 2Ag + 2 OH -(还原反应)化学方程式Zn + Ag 2O + H 2。= Zn(OH) 2 + 2Ag2. 铝-空气-海水(负极-铝、正极-石墨、铂网等能导电的惰性材料、电解液-海水)负极:4AI 12e - =4Al 3+(氧化反应)正极:3O2+6H2O+12e =12OH -(还原反应)总反应式为:4AI+3O 2+6H2O=4AI(OH) 3 (铂网增大与氧气的接触面)3. 镁铝电池(负极-AI、正极-Mg
6、电解液KOH )负极(Al) : 2Al + 8 OH - 6e- = 2AIO2 +4H 2O (氧化反应)正极(Mg ) : 6H2O + 6e- = 3H2 f +6OH -(还原反应)化学方程式:2Al + 2OH - + 2H 2O = 2AIO2+ 3H 24. 碱性锌锰干电池:(负极一Zn、正极一C、 电解液KOH、MnO2的糊状物)负极:Zn + 2OH -2e-= Zn(OH) 2 (氧化反应)正极:2MnO2 + 2H2O + 2e -=2MnOOH +2 OH (还原反应)化学方程式 Zn +2MnO 2 +2H2O = Zn(OH) 2 + MnOOH5. 铅蓄电池:(
7、负极一Pb 正极一PbO2电解液一浓硫酸)放电时 负极: Pb 2e + SO42=PbSO 4 (氧化反应)正极:PbO2 + 2e- + 4H + + SO42 =PbSO 4 + 2出0(还原反应)充电时 阴极:PbSO4 + 2H+ 2e-= Pb+H2SO4 (还原反应)阳极: PbSO4 + 2H2O 2e-= PbO 2 + H2SO4 + 2H + (氧化反应)总化学方程式Pb + PbO 2 + 2H 2SO 4 充电.2PbSO 4+2H 2O6. 镍-镉电池(负极-Cd、正极一NiOOH、电解质溶液为 KOH溶液)放电时 负极: Cd 2e 一+ 2 OH -= Cd(O
8、H) 2 (氧化反应)Ni(OH) 2+Cd(0H) 2 正极:2NiOOH + 2e + 2H 2O = 2Ni(OH) 2+ 2OH -(还原反应)负极:2CH 3OH - 12e- + 16OH = 2CO 32- +12H 2。(氧化反应)正极:2NiOOH + 2e + 2H2O = 2Ni(OH) 2+ 2OH -(还原反应)总反应方程式2CH 3OH + 3O2 + 4KOH = 2K2CO3+ 6H2O充电时 阴极:Cd(OH) 2 + 2e = Cd + 2 OH -(还原反应)阳极:2 Ni(OH) 2 2e+ 2 OH -= 2NiOOH + 2H 20 (氧化反应)总化
9、学方程式Cd + 2NiOOH + 2H2O放电充电Cd(OH) 2 + 2Ni(OH) 27.氢氧燃料电池 电解质是KOH溶液(碱性或中性电解质)负极:H2 - 2e- + 2OH = 2H2O (氧化反应)正极:O2 + H2O + 4e- = 4OH (还原反应) 总反应方程式2H2 + O2 = 2H2O 电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极:H2 -2e- = 2H+ (氧化反应)正极:O2 + 4H + + 4e- = 2H2O (还原反应) 总反应方程式2H2 + O2 = 2H2O注意1.碱性溶液反应物、生成物中均无H +2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH-8.甲醇燃料电
10、池 (铂为两极、电解液 KOH溶液)9. CO燃料电池(铂为两极、Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气)正极: O2 + 4e- + 2CO 2 = 2CO 32-(还原反应)负极:2CO + 2CO 32- - 4e- =4CO 2 (氧化反应)总反应方程式均为:2CO + O2 = 2CO 210. 肼燃料电池(铂为两极、电解液 KOH溶液)正极:O2 + 2H2O + 4e- = 4OH (还原反应)负极:N2H4 + 4OH - 4e- = N2 + 4H2O (氧化反应)总反应方程式N2H4 + O2= N2 + 2H 2O11
11、. 甲烷燃料电池(铂为两极、电解液 KOH溶液)正极:2O2 + 2H2O + 8e- = 8 OH (还原反应)负极: CH4 + 10OH - 8e- = CO 32- + 7H2O (氧化反应)总反应方程式CH4 + 2KOH+ 2O2 = K2CO3 + 3H2O12. 丙烷燃料电池(铂为两极、正极通入 O2和CO 2、负极通入丙烷、电解液有三种)正极:3O2 + 12e- + 6H 20= 12OH-(还原反应)电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或 Na2CO3)正极:502 + 20e- + IOCO2 = 10CO32-(还原反应)负极:C3H8 - 20e-+ 10CO 32- =
12、 3CO2 + 4H 20 (氧化反应)总反应方程式C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O 碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:5O2 + 20e- + 10H 2O = 20OH (还原反应)负极:C3H8 - 20e -+ 26 OH = 3CO 32- + 17H 2O(氧化反应)总反应方程式C3H8 + 5O2 +6KOH = 3 K2CO3 + 7H 2O五化学腐蚀和电化腐蚀的区别六.吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别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 2。= 4OH -2H+ + 2e -=H 2 f负极反应
13、Fe 2e-=Fe 2+Fe 2e-=Fe 2+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*金属腐蚀的快慢的判断在同一电解质溶液中,电解原理引起的腐蚀原电池原理化学腐蚀有效防腐措施的腐蚀;七金属的防护改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。在金属表面覆盖保护层。常见方式有:涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等;使表面生 成致密氧化膜;在表面镀一层有自我保护作用的另一种金属。电化学保护法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还原反应,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
14、化腐蚀化学腐蚀结果使金属腐蚀使较活泼的金属腐蚀 外加电源的阴极保护法:接上外加直流电源构成电解池,被保护的金属作阴极。牺牲阳极的阴极保护法:外加负极材料,构成原电池,被保护的金属作正极*防腐措施:外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法一般防护无防护八电解池的阴阳极判断:由外电源决定: 阳极:连电源的正极;阴极:连电源的负极;根据电极反应:氧化反应T阳极;还原反应T阴极根据阴阳离子移动方向:阴离子移向T阳极;阳离子移向T阴极,根据电子几点流方向:电子流向:电源负极T阴极;阳极T电源正极电流方向:电源正极T阳极;阴极T电源负极九电解时电极产物判断:阳极:如果电极为活泼电极,Ag以前的,则电极失电
15、子,被氧化被溶解,Zn-2e-=Zn 2+如果电极为惰性电极,C、Pt、Au、Ti等,则溶液中阴离子失电子,4OH-4e-= 2H 2O+O2阴离子放电顺序 S2-l-Br-CI-OH-含氧酸根F-阴极:(阴极材料(金属或石墨)总是受到保护)根据电解质中阳离子活动顺序判断,阳离子得电子顺序一金属活动顺序表的反表金属活泼性越强,则对应阳离子的放电能力越弱, 既得电子能力越弱:H+ (水) Zn 2+ Fe 2+ H+ (酸) Cu 2+ Fe3+ AI2O3 原理 阳极2O2- 4e- =O2f阴极Al3 + +3e- =AI总反应:4AI3+ +60 2 =4AI+3O 2 f 电镀:用电解的
16、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,电镀液必须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。 电解精炼铜*粗铜作阳极,精铜作阴极,电解液含有Cu2+。阳极:Zn - 2e - = Zn 2+ Cu - 2e - = Cu 2+ 等阴极:Cu 2+ + 2e - = Cu溶液中溶质浓度减小,铜前金属先反应但不析出,铜后金属不反应,形成“阳极泥”。实质阴阳离子定向移动,在两极发生氧化还原反应阴阳离子自由移动,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实例c c电解CuCI 2Cu + CI2CuCl2=Cu2+2CI -阳极 Cu 2e- = Cu 2+阴极 Cu2+2e- = Cu关系先电离后电解,电镀是电解的应用十三。电镀铜
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